JP2001242354A - 光伝送モジュール及びその製造方法 - Google Patents
光伝送モジュール及びその製造方法Info
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- JP2001242354A JP2001242354A JP2000054268A JP2000054268A JP2001242354A JP 2001242354 A JP2001242354 A JP 2001242354A JP 2000054268 A JP2000054268 A JP 2000054268A JP 2000054268 A JP2000054268 A JP 2000054268A JP 2001242354 A JP2001242354 A JP 2001242354A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安価で作製容易な光信号送信及び受信一体型の
光伝送モジュールを提供すること。 【解決手段】光伝送モジュール１００は、光ファイバ９
０と接続されたコア部１１とハーフミラー２０とそれら
を覆うクラッド部１２と受光素子３０と発光素子４０と
から構成される。外部からの光受信信号はコア部１１を
通りハーフミラー２０で９０度反射されてクラッド部１
２外の受光素子３０に受信される。一方外部への光送信
信号は発光素子４０からコア部１１を通り、ハーフミラ
ー２０を通過して光ファイバ９０へ送信される。この様
な光伝送モジュール１００は、例えば硬化波長の異なる
２種の光硬化性樹脂の混合溶液から光造形により容易に
形成することが可能である。
光伝送モジュールを提供すること。 【解決手段】光伝送モジュール１００は、光ファイバ９
０と接続されたコア部１１とハーフミラー２０とそれら
を覆うクラッド部１２と受光素子３０と発光素子４０と
から構成される。外部からの光受信信号はコア部１１を
通りハーフミラー２０で９０度反射されてクラッド部１
２外の受光素子３０に受信される。一方外部への光送信
信号は発光素子４０からコア部１１を通り、ハーフミラ
ー２０を通過して光ファイバ９０へ送信される。この様
な光伝送モジュール１００は、例えば硬化波長の異なる
２種の光硬化性樹脂の混合溶液から光造形により容易に
形成することが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路を用いた
光伝送モジュールに関する。特に１個以上のミラー間に
光硬化性樹脂を充填し、その１個以上のミラーを貫いて
短波長光を入射させることにより、光軸方向に光硬化性
樹脂を硬化させ、光伝送路とミラーを一体に密着形成し
た光伝送モジュールおよびその製造方法に関する。本発
明は、波長多重光通信分野における安価で低損失な光伝
送モジュールに適用できる。
光伝送モジュールに関する。特に１個以上のミラー間に
光硬化性樹脂を充填し、その１個以上のミラーを貫いて
短波長光を入射させることにより、光軸方向に光硬化性
樹脂を硬化させ、光伝送路とミラーを一体に密着形成し
た光伝送モジュールおよびその製造方法に関する。本発
明は、波長多重光通信分野における安価で低損失な光伝
送モジュールに適用できる。
【０００２】
【従来の技術】双方向光ファイバ通信として単線の光フ
ァイバを用いることは、光ファイバの使用量及びコネク
タ等の部品点数をどちらも少なくできる点で低コストの
光通信として期待できる。光スターカプラを用いた光通
信網の概略を図５に示す。図５の光通信網は、光伝送モ
ジュール９００と制御回路９９０とを１組とした複数の
通信端末を、各々光ファイバ９０でスターカプラ９８０
に接続したものである。これにより通信端末間は光ファ
イバ９０とスターカプラ９８０を通じて光信号を送受信
できる仕組みとなっている。
ァイバを用いることは、光ファイバの使用量及びコネク
タ等の部品点数をどちらも少なくできる点で低コストの
光通信として期待できる。光スターカプラを用いた光通
信網の概略を図５に示す。図５の光通信網は、光伝送モ
ジュール９００と制御回路９９０とを１組とした複数の
通信端末を、各々光ファイバ９０でスターカプラ９８０
に接続したものである。これにより通信端末間は光ファ
イバ９０とスターカプラ９８０を通じて光信号を送受信
できる仕組みとなっている。
【０００３】図６に各光伝送モジュール９００の従来の
構造を示す。光ファイバ９０から放出された光受信信号
が、光学レンズ９１１を通して平行化され、４５度傾い
て配設されたハーフミラー９２に導かれる。導かれた光
受信信号のうち１／２がハーフミラー９２を透過し、光
学レンズ９１２に導かれ、収束されて受光素子９３に導
かれ、光／電気変換が行われる。また、受信信号の残り
１／２がハーフミラー９２により９０度反射されて導か
れる先には光学レンズ９１３及び発光素子９４が配設さ
れている。発光素子９４からの光送信信号が光学レンズ
９１３で平行化されてハーフミラー９２に導かれ、その
１／２が９０度反射されて光学レンズ９１１に導かれ
る。光学レンズ９１１では光送信信号を収束して光ファ
イバ９０に導く。このように、従来の光モジュールで
は、光ファイバから放出された光受信信号を受光素子で
受信するため、及び発光素子からの光送信信号を光ファ
イバに収束して導くため、複数のレンズが必要であっ
た。
構造を示す。光ファイバ９０から放出された光受信信号
が、光学レンズ９１１を通して平行化され、４５度傾い
て配設されたハーフミラー９２に導かれる。導かれた光
受信信号のうち１／２がハーフミラー９２を透過し、光
学レンズ９１２に導かれ、収束されて受光素子９３に導
かれ、光／電気変換が行われる。また、受信信号の残り
１／２がハーフミラー９２により９０度反射されて導か
れる先には光学レンズ９１３及び発光素子９４が配設さ
れている。発光素子９４からの光送信信号が光学レンズ
９１３で平行化されてハーフミラー９２に導かれ、その
１／２が９０度反射されて光学レンズ９１１に導かれ
る。光学レンズ９１１では光送信信号を収束して光ファ
イバ９０に導く。このように、従来の光モジュールで
は、光ファイバから放出された光受信信号を受光素子で
受信するため、及び発光素子からの光送信信号を光ファ
イバに収束して導くため、複数のレンズが必要であっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、光硬化
性樹脂溶液を利用して、光ファイバ先端に光伝送路を形
成する技術が注目されている。例えば、特開平４−１６
５３１１号公報に開示された光導波路の製造方法があ
る。これに対し、本発明者らは、硬化開始波長と屈折率
の異なる２種の光硬化性樹脂の混合溶液を用い、１つの
光硬化性樹脂溶液で伝送路のコアを、両光硬化性樹脂溶
液でクラッド部を形成する光伝送路の製造方法を発明し
出願している（特願平１１−８５２０３）。また、これ
に先立ち、光導入口、特定波長分離手段、複数の出射口
間を光伝送路で結び、光損失の少ない光分波器を発明
し、出願した（特開平１１−３２６６６０）。
性樹脂溶液を利用して、光ファイバ先端に光伝送路を形
成する技術が注目されている。例えば、特開平４−１６
５３１１号公報に開示された光導波路の製造方法があ
る。これに対し、本発明者らは、硬化開始波長と屈折率
の異なる２種の光硬化性樹脂の混合溶液を用い、１つの
光硬化性樹脂溶液で伝送路のコアを、両光硬化性樹脂溶
液でクラッド部を形成する光伝送路の製造方法を発明し
出願している（特願平１１−８５２０３）。また、これ
に先立ち、光導入口、特定波長分離手段、複数の出射口
間を光伝送路で結び、光損失の少ない光分波器を発明
し、出願した（特開平１１−３２６６６０）。
【０００５】上述した本発明者らの技術により、図７の
ような、光信号送信及び受信一体型の光伝送モジュール
９１０が考えられる。光伝送モジュール９１０は、次の
ように製造可能である。１個の半透明ミラー９２を有す
る基板ケースに光ファイバ９０を接続し、硬化開始波長
と屈折率の異なる２種の光硬化性樹脂の混合溶液で満た
したのち、屈折率が高い光硬化性樹脂の硬化波長を光フ
ァイバ９０から導きコア部１１を形成する。半透明ミラ
ー９２が、その硬化波長の光を半分反射するならば、コ
ア部１１には半透明ミラー９２においてコア分岐部１１
８を有し、分岐コア１１９が形成されることとなる。こ
のように、光伝送モジュール９１０は、光ファイバ９０
に接続したコア部１１が、半透明ミラー９２を貫いて形
成され、且つ半透明ミラー９２との接触部においてコア
分岐部１１８を有し、分岐コア１１９が形成されること
となる。こうして、半透明ミラー９２を貫き、分岐を有
するコア部１１が形成されたのち周囲の光硬化性樹脂の
混合溶液を硬化させ、所望の形状に成形すれば、半透明
ミラー９２を貫いたコア部１１と分岐コア１１９の２つ
の光入射／出射口を有する光伝送モジュールが形成でき
る。こうして、分岐コア１１９の出射口に受光素子９
３、半透明ミラー９２を貫いたコア部１１の入射口に発
光素子９４を形成すれば光伝送モジュールとなる。
ような、光信号送信及び受信一体型の光伝送モジュール
９１０が考えられる。光伝送モジュール９１０は、次の
ように製造可能である。１個の半透明ミラー９２を有す
る基板ケースに光ファイバ９０を接続し、硬化開始波長
と屈折率の異なる２種の光硬化性樹脂の混合溶液で満た
したのち、屈折率が高い光硬化性樹脂の硬化波長を光フ
ァイバ９０から導きコア部１１を形成する。半透明ミラ
ー９２が、その硬化波長の光を半分反射するならば、コ
ア部１１には半透明ミラー９２においてコア分岐部１１
８を有し、分岐コア１１９が形成されることとなる。こ
のように、光伝送モジュール９１０は、光ファイバ９０
に接続したコア部１１が、半透明ミラー９２を貫いて形
成され、且つ半透明ミラー９２との接触部においてコア
分岐部１１８を有し、分岐コア１１９が形成されること
となる。こうして、半透明ミラー９２を貫き、分岐を有
するコア部１１が形成されたのち周囲の光硬化性樹脂の
混合溶液を硬化させ、所望の形状に成形すれば、半透明
ミラー９２を貫いたコア部１１と分岐コア１１９の２つ
の光入射／出射口を有する光伝送モジュールが形成でき
る。こうして、分岐コア１１９の出射口に受光素子９
３、半透明ミラー９２を貫いたコア部１１の入射口に発
光素子９４を形成すれば光伝送モジュールとなる。
【０００６】ところで、図７の光伝送モジュールにおい
ては、分岐部１１８付近において光損失が生ずる。これ
を図８に示す。いま、コア部１１の長さ方向にｘ軸を、
分岐が９０度であるとして分岐方向にｙ軸を取る。する
と、ｘ軸方向に伝播する光は、コア部１１及びクラッド
部１２の屈折率により決定される最大角度±θc以下の
角度で分岐部１１８に到達する。このうち、分岐部１１
８に直接入射した光線は必ずしも分岐コア１１９を伝播
せず、一部部分が損失することとなる（図７及び図８で
Ｌｏｓｓ−Ｒ）。逆に、容易に理解できるように、発光
素子９４からの送信信号の一部も、分岐部で損失する
（図７のＬｏｓｓ−Ｔ）。
ては、分岐部１１８付近において光損失が生ずる。これ
を図８に示す。いま、コア部１１の長さ方向にｘ軸を、
分岐が９０度であるとして分岐方向にｙ軸を取る。する
と、ｘ軸方向に伝播する光は、コア部１１及びクラッド
部１２の屈折率により決定される最大角度±θc以下の
角度で分岐部１１８に到達する。このうち、分岐部１１
８に直接入射した光線は必ずしも分岐コア１１９を伝播
せず、一部部分が損失することとなる（図７及び図８で
Ｌｏｓｓ−Ｒ）。逆に、容易に理解できるように、発光
素子９４からの送信信号の一部も、分岐部で損失する
（図７のＬｏｓｓ−Ｔ）。
【０００７】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、レン
ズを用いない、安価な光送受信のための光伝送モジュー
ルを提供することである。
になされたものであり、その目的とするところは、レン
ズを用いない、安価な光送受信のための光伝送モジュー
ルを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の手段によれば、外部光伝送路と接
続された、１個以上の受光素子と１個の発光素子を有す
る光伝送モジュールであって、内部光伝送路の本体たる
分岐を有しないコア部と、コアを取り巻くクラッド部
と、コア部の中途に設けられた１個以上の半透明ミラー
と、１個以上の半透明ミラーに対応した同数の受光素子
と、コア部の外部光伝送路との接続端とは反対側に配設
された発光素子とを有し、受光素子への外部からの光信
号は、コア部から対応する半透明ミラーで反射されたの
ちクラッド部を通して受光素子へ到達する構造であるこ
とを特徴とする。
め、請求項１に記載の手段によれば、外部光伝送路と接
続された、１個以上の受光素子と１個の発光素子を有す
る光伝送モジュールであって、内部光伝送路の本体たる
分岐を有しないコア部と、コアを取り巻くクラッド部
と、コア部の中途に設けられた１個以上の半透明ミラー
と、１個以上の半透明ミラーに対応した同数の受光素子
と、コア部の外部光伝送路との接続端とは反対側に配設
された発光素子とを有し、受光素子への外部からの光信
号は、コア部から対応する半透明ミラーで反射されたの
ちクラッド部を通して受光素子へ到達する構造であるこ
とを特徴とする。
【０００９】また、請求項２に記載の手段によれば、請
求項１の光伝送モジュールにおいて、半透明ミラーを波
長選択性ミラーに置き替えた構成であることを特徴とす
る。
求項１の光伝送モジュールにおいて、半透明ミラーを波
長選択性ミラーに置き替えた構成であることを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項３に記載の手段によれば、請
求項１又は請求項２に記載の光伝送モジュールにおい
て、コア部は終端部付近に屈曲部を有し、該屈曲部に全
反射ミラーが配設されており、発光素子からの光信号
は、全反射ミラーにより屈曲部を通過してコア部に導か
れたのち外部光伝送路に伝播される構造であることを特
徴とする。
求項１又は請求項２に記載の光伝送モジュールにおい
て、コア部は終端部付近に屈曲部を有し、該屈曲部に全
反射ミラーが配設されており、発光素子からの光信号
は、全反射ミラーにより屈曲部を通過してコア部に導か
れたのち外部光伝送路に伝播される構造であることを特
徴とする。
【００１１】また、請求項４に記載の手段によれば、請
求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光伝送モジ
ュールにおいて、半透明ミラー、波長選択性ミラー、全
反射ミラーは、コア部の軸方向と４５度の角度をなして
配設された構成であることを特徴とする。
求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光伝送モジ
ュールにおいて、半透明ミラー、波長選択性ミラー、全
反射ミラーは、コア部の軸方向と４５度の角度をなして
配設された構成であることを特徴とする。
【００１２】また、請求項５に記載の手段によれば、半
透明ミラー又は波長選択性ミラーを１個以上有した光伝
送モジュールの製造方法であって、半透明ミラー又は波
長選択性ミラーを略１００％透過する波長光により硬化
する光硬化性樹脂を用い、半透明ミラー又は波長選択性
ミラーを有する基板ケースに、光ファイバを接続して光
硬化性樹脂溶液を満たし、光ファイバを通して波長光を
導入することにより光硬化性樹脂が硬化した部分とし
て、１個以上の半透明ミラー又は波長選択性ミラーを途
中に有し、分岐を有しないコア部を形成することを特徴
とする。
透明ミラー又は波長選択性ミラーを１個以上有した光伝
送モジュールの製造方法であって、半透明ミラー又は波
長選択性ミラーを略１００％透過する波長光により硬化
する光硬化性樹脂を用い、半透明ミラー又は波長選択性
ミラーを有する基板ケースに、光ファイバを接続して光
硬化性樹脂溶液を満たし、光ファイバを通して波長光を
導入することにより光硬化性樹脂が硬化した部分とし
て、１個以上の半透明ミラー又は波長選択性ミラーを途
中に有し、分岐を有しないコア部を形成することを特徴
とする。
【００１３】また、請求項６に記載の手段によれば、請
求項５に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
光硬化性樹脂溶液は光硬化性樹脂とは異なる、波長光で
は硬化しない第２の光硬化性樹脂との混合溶液であり、
コア部形成ののち、基板ケース内の混合溶液全体を硬化
させたことを特徴とする。
求項５に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
光硬化性樹脂溶液は光硬化性樹脂とは異なる、波長光で
は硬化しない第２の光硬化性樹脂との混合溶液であり、
コア部形成ののち、基板ケース内の混合溶液全体を硬化
させたことを特徴とする。
【００１４】また、請求項７に記載の手段によれば、請
求項５又は請求項６に記載の光伝送モジュールの製造方
法において、１個以上の半透明ミラー又は波長選択性ミ
ラーに応じて受光素子を取り付け、コア部の光ファイバ
との接続端とは反対側に発光素子を取り付けることを特
徴とする。
求項５又は請求項６に記載の光伝送モジュールの製造方
法において、１個以上の半透明ミラー又は波長選択性ミ
ラーに応じて受光素子を取り付け、コア部の光ファイバ
との接続端とは反対側に発光素子を取り付けることを特
徴とする。
【００１５】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、光伝送路本体
であるコア部に分岐が無いので、分岐部における光損失
や多重屈折等による散乱を考慮せずに受光素子の位置及
び大きさが決定できる。本発明は発光素子がコア部の外
部光伝送路（光ファイバ）とは反対側に、また、半透明
ミラー又は波長選択ミラーに対応して受光素子を配設す
るので、構造が極めて簡単であり、且つすでに述べた本
願発明者らによる先行出願により極めて安価に且つ大量
に製造が可能である。
であるコア部に分岐が無いので、分岐部における光損失
や多重屈折等による散乱を考慮せずに受光素子の位置及
び大きさが決定できる。本発明は発光素子がコア部の外
部光伝送路（光ファイバ）とは反対側に、また、半透明
ミラー又は波長選択ミラーに対応して受光素子を配設す
るので、構造が極めて簡単であり、且つすでに述べた本
願発明者らによる先行出願により極めて安価に且つ大量
に製造が可能である。
【００１６】図８を用いて図７における受信光の光損失
を見積もる。今、図８のようにｘ軸、ｙ軸を取り、幅ａ
1のコア部と、幅ａ2の分岐コアが９０度の角度で接続さ
れているとする。また、コア部、分岐コアともｚ軸方向
に無限に広がっているものとする。このように、コア部
の２つの平面ｙ＝０、ｙ＝ａ1（ｘ≦０又はｘ≧ａ2）、
分岐コアの２つの半平面ｘ＝０（ｙ≧ａ1）、ｘ＝ａ
2（ｙ≧ａ1）がコア部とクラッド部の境界である。コア
部を図８上、左から右へ（ｘ軸の正方向へ）伝播する光
は、ｚ軸方向の成分を有しないものとする。コア部の屈
折率をｎ1、その周りのクラッド部の屈折率をｎ2とする
と、コア部をｘ軸方向に伝播する光は、ｘ軸の正方向と
の成す角度の最大値θcは、次の関係を満たす。
を見積もる。今、図８のようにｘ軸、ｙ軸を取り、幅ａ
1のコア部と、幅ａ2の分岐コアが９０度の角度で接続さ
れているとする。また、コア部、分岐コアともｚ軸方向
に無限に広がっているものとする。このように、コア部
の２つの平面ｙ＝０、ｙ＝ａ1（ｘ≦０又はｘ≧ａ2）、
分岐コアの２つの半平面ｘ＝０（ｙ≧ａ1）、ｘ＝ａ
2（ｙ≧ａ1）がコア部とクラッド部の境界である。コア
部を図８上、左から右へ（ｘ軸の正方向へ）伝播する光
は、ｚ軸方向の成分を有しないものとする。コア部の屈
折率をｎ1、その周りのクラッド部の屈折率をｎ2とする
と、コア部をｘ軸方向に伝播する光は、ｘ軸の正方向と
の成す角度の最大値θcは、次の関係を満たす。
【数１】
【００１７】コア部を伝播する光の伝播角θ（−θc≦
θ≦θc）の相対強度分布をＭ(θ)と置く。即ち次がメ
リジオナル光線で近似した伝送パワーを示すこととな
る。
θ≦θc）の相対強度分布をＭ(θ)と置く。即ち次がメ
リジオナル光線で近似した伝送パワーを示すこととな
る。
【数２】
【００１８】図８から容易にわかるように、平面座標
（０，ｙ）を通る伝播角θの光の内、損失を伴うのは次
の関係を同時に満たすものである。
（０，ｙ）を通る伝播角θの光の内、損失を伴うのは次
の関係を同時に満たすものである。
【数３】
【００１９】よって損失ＬBは、デシベル（dB）単位で
次のように表すことができる。
次のように表すことができる。
【数４】
【００２０】損失ＬBを図９のような伝播角の相対強度
分布Ｍ(θ)の場合に計算したものを図１０に、図１１の
ような伝播角の相対強度分布Ｍ(θ)の場合に計算したも
のを図１２に示す。但し、ａ1＝ａ2、ｎ1＝1.49、ｎ2＝
1.41とした。図９のような相対強度分布Ｍ(θ)の場合に
はａ1＝ａ2＝100μmにおいて0.38dB、図１１のような相
対強度分布Ｍ(θ)の場合にはａ1＝ａ2＝100μmにおいて
0.12dBの光損失が生じることがわかる。
分布Ｍ(θ)の場合に計算したものを図１０に、図１１の
ような伝播角の相対強度分布Ｍ(θ)の場合に計算したも
のを図１２に示す。但し、ａ1＝ａ2、ｎ1＝1.49、ｎ2＝
1.41とした。図９のような相対強度分布Ｍ(θ)の場合に
はａ1＝ａ2＝100μmにおいて0.38dB、図１１のような相
対強度分布Ｍ(θ)の場合にはａ1＝ａ2＝100μmにおいて
0.12dBの光損失が生じることがわかる。
【００２１】本発明はこのような光損失を生ずる分岐を
有していないので、極めて効率の良い光伝送モジュール
とすることができる。
有していないので、極めて効率の良い光伝送モジュール
とすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
図を用いて説明する。尚、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。
図を用いて説明する。尚、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。
【００２３】〔第１実施例〕図１は、本発明の具体的な
第１の実施例である光伝送モジュール１００の構成を示
す断面図である。光伝送モジュール１００は、外部と光
ファイバ９０で接続され、ハーフミラー２０を途中に有
するコア部１１を有する。ハーフミラー２０はコア部１
１の長さ方向に対し４５度傾けて配設されている。コア
部１１及びハーフミラー２０をクラッド部１２が覆って
おり、光伝送モジュール１００の主要部を形作ってい
る。コア部１１の、光ファイバ９０とは反対側には発光
素子４０が、また、ハーフミラーにより反射される受信
光を受け取るため受光素子３０が配設されている。この
ように、光伝送モジュール１００は、コア部１１、クラ
ッド部１２、ハーフミラー２０、受光素子３０、発光素
子４０が一体となって形成され、レンズを有さないので
部品点数が少なく、また、分岐を有さないので受信光及
び発信光の光損失を抑制した光モジュールとすることが
できる。
第１の実施例である光伝送モジュール１００の構成を示
す断面図である。光伝送モジュール１００は、外部と光
ファイバ９０で接続され、ハーフミラー２０を途中に有
するコア部１１を有する。ハーフミラー２０はコア部１
１の長さ方向に対し４５度傾けて配設されている。コア
部１１及びハーフミラー２０をクラッド部１２が覆って
おり、光伝送モジュール１００の主要部を形作ってい
る。コア部１１の、光ファイバ９０とは反対側には発光
素子４０が、また、ハーフミラーにより反射される受信
光を受け取るため受光素子３０が配設されている。この
ように、光伝送モジュール１００は、コア部１１、クラ
ッド部１２、ハーフミラー２０、受光素子３０、発光素
子４０が一体となって形成され、レンズを有さないので
部品点数が少なく、また、分岐を有さないので受信光及
び発信光の光損失を抑制した光モジュールとすることが
できる。
【００２４】次に光モジュール１００の製造方法の一例
を示す。以下の製造方法は特開平１１−３２６６６０に
おける製造方法と特願平１１−８５２０３において、硬
化させる光の波長を488nmとしたものである。ケースに
光ファイバ９０、ハーフミラー２０を保持し、２種の光
硬化性樹脂の混合溶液を満たす。次に高屈折率側の光硬
化性樹脂のみが硬化する波長光を光ファイバ９０から導
入し、コア部１１を形成する。例えば、550nm以下の波
長で硬化する、硬化前屈折率が1.482、硬化後屈折率が
1.511であるアクリル系樹脂と、400nm以下の波長で硬化
する、硬化前屈折率が1.453、硬化後屈折率が1.477であ
るエポキシ系樹脂とを混合し、硬化前屈折率1.476、硬
化後屈折率1.499の混合溶液を用いる。分岐が生じない
よう、ハーフミラー２０は、488nmでは反射が生じず、
実際の光通信で用いる波長に対してはハーフミラーとな
るものを用いる。具体的には誘電体多層膜を用いる。こ
うして、光ファイバ９０から連続して形成された、途中
にハーフミラー２０を有するコア部１１が形成される。
次に、ケースの周囲から混合溶液の２種の光硬化性樹脂
がどちらも硬化する波長光を照射し、クラッド部１２を
形成する。こののち、コア部１１先端に発光素子４０、
ハーフミラーにより受信光が到達する位置に受光素子３
０を形成する。この様にして光伝送モジュール１００が
構成できる。
を示す。以下の製造方法は特開平１１−３２６６６０に
おける製造方法と特願平１１−８５２０３において、硬
化させる光の波長を488nmとしたものである。ケースに
光ファイバ９０、ハーフミラー２０を保持し、２種の光
硬化性樹脂の混合溶液を満たす。次に高屈折率側の光硬
化性樹脂のみが硬化する波長光を光ファイバ９０から導
入し、コア部１１を形成する。例えば、550nm以下の波
長で硬化する、硬化前屈折率が1.482、硬化後屈折率が
1.511であるアクリル系樹脂と、400nm以下の波長で硬化
する、硬化前屈折率が1.453、硬化後屈折率が1.477であ
るエポキシ系樹脂とを混合し、硬化前屈折率1.476、硬
化後屈折率1.499の混合溶液を用いる。分岐が生じない
よう、ハーフミラー２０は、488nmでは反射が生じず、
実際の光通信で用いる波長に対してはハーフミラーとな
るものを用いる。具体的には誘電体多層膜を用いる。こ
うして、光ファイバ９０から連続して形成された、途中
にハーフミラー２０を有するコア部１１が形成される。
次に、ケースの周囲から混合溶液の２種の光硬化性樹脂
がどちらも硬化する波長光を照射し、クラッド部１２を
形成する。こののち、コア部１１先端に発光素子４０、
ハーフミラーにより受信光が到達する位置に受光素子３
０を形成する。この様にして光伝送モジュール１００が
構成できる。
【００２５】〔第２実施例〕図２は、本発明の具体的な
第２の実施例である光伝送モジュール２００の構成を示
す断面図である。光伝送モジュール２００は、図１の光
伝送モジュール１００のコア部１１末端を屈曲部１１７
とし、全反射ミラー２９を使用することにより形成され
たものである。図２の光伝送モジュール２００と図１の
光伝送モジュール１００との違いは、発光素子４０を受
光素子３０と同一面に設けることで、配線等の加工が容
易に行えるようにしたことである。光伝送モジュール２
００の製造は、図１の光伝送モジュール１００の製造方
法において、全反射ミラー２９を加える他はほぼ同様に
行うことができる。このような、光伝送モジュール２０
０は、コア部１１、クラッド部１２、ハーフミラー２
０、全反射ミラー２９、受光素子３０、発光素子４０が
一体となって形成され、レンズを有さないので部品点数
が少なく、また、分岐を有さないので受信光及び発信光
の光損失を抑制した光モジュールとすることができる。
また、受光素子３０と発光素子４０が同一面上に形成さ
れているので、制御回路との配線その他の加工がより容
易である。尚、全反射ミラー２９の替わりに金属ミラー
を用いても同様の結果が得られる。
第２の実施例である光伝送モジュール２００の構成を示
す断面図である。光伝送モジュール２００は、図１の光
伝送モジュール１００のコア部１１末端を屈曲部１１７
とし、全反射ミラー２９を使用することにより形成され
たものである。図２の光伝送モジュール２００と図１の
光伝送モジュール１００との違いは、発光素子４０を受
光素子３０と同一面に設けることで、配線等の加工が容
易に行えるようにしたことである。光伝送モジュール２
００の製造は、図１の光伝送モジュール１００の製造方
法において、全反射ミラー２９を加える他はほぼ同様に
行うことができる。このような、光伝送モジュール２０
０は、コア部１１、クラッド部１２、ハーフミラー２
０、全反射ミラー２９、受光素子３０、発光素子４０が
一体となって形成され、レンズを有さないので部品点数
が少なく、また、分岐を有さないので受信光及び発信光
の光損失を抑制した光モジュールとすることができる。
また、受光素子３０と発光素子４０が同一面上に形成さ
れているので、制御回路との配線その他の加工がより容
易である。尚、全反射ミラー２９の替わりに金属ミラー
を用いても同様の結果が得られる。
【００２６】〔第３実施例〕図３は、本発明の具体的な
第３の実施例である光伝送モジュール３００の構成を示
す断面図である。光伝送モジュール３００は、図２の光
伝送モジュール２００のハーフミラー２０のかわりに３
枚の波長選択性ミラー２１、２２及び２３を有する。ま
た、３つの受光素子３１、３２及び３３を有する。波長
選択性ミラー２１、２２及び２３は、例えば次のような
波長選択性をもたせると良い。
第３の実施例である光伝送モジュール３００の構成を示
す断面図である。光伝送モジュール３００は、図２の光
伝送モジュール２００のハーフミラー２０のかわりに３
枚の波長選択性ミラー２１、２２及び２３を有する。ま
た、３つの受光素子３１、３２及び３３を有する。波長
選択性ミラー２１、２２及び２３は、例えば次のような
波長選択性をもたせると良い。
【００２７】即ち、外部からの受信光が第１番に到達す
る波長選択性ミラー２１は、例えば波長λR1の信号を反
射し、波長λR2及びλR3の信号をほとんど反射せずに透
過する。波長選択性ミラー２１を透過した光が次に到達
する波長選択性ミラー２２は、波長λR2の信号を反射
し、波長λR3の信号をほとんど反射せずに透過する。波
長選択性ミラー２２を透過した光が次に到達する波長選
択性ミラー２３は、波長λR3の信号を反射する。このよ
うな波長選択性により受光素子３１、３２及び３３は、
それぞれ波長λR1、λR2及びλR3の信号のみを受け取る
こととなる。尚、光伝送モジュール３００の製造の際、
コア部を形成する波長としては波長選択性ミラー２１、
２２及び２３のいずれにおいてもほとんど反射されない
波長光をコア部１１形成（樹脂硬化）光として選択す
る。
る波長選択性ミラー２１は、例えば波長λR1の信号を反
射し、波長λR2及びλR3の信号をほとんど反射せずに透
過する。波長選択性ミラー２１を透過した光が次に到達
する波長選択性ミラー２２は、波長λR2の信号を反射
し、波長λR3の信号をほとんど反射せずに透過する。波
長選択性ミラー２２を透過した光が次に到達する波長選
択性ミラー２３は、波長λR3の信号を反射する。このよ
うな波長選択性により受光素子３１、３２及び３３は、
それぞれ波長λR1、λR2及びλR3の信号のみを受け取る
こととなる。尚、光伝送モジュール３００の製造の際、
コア部を形成する波長としては波長選択性ミラー２１、
２２及び２３のいずれにおいてもほとんど反射されない
波長光をコア部１１形成（樹脂硬化）光として選択す
る。
【００２８】〔変形例〕図３の光モジュール３００にお
いて、波長選択性ミラー２１、２２及び２３をハーフミ
ラーとし、受光素子３１、３２及び３３をそれぞれ波長
選択性受光素子とする。各ハーフミラーの反射光は波長
λR1、λR2及びλR3の混合光であっても、波長λR1、λ
R2及びλR3の１つずつに選択性のある波長選択性受光素
子を使用することで、それぞれ波長λR1、λR2及びλR3
の信号のみを受け取ることができる。このような光伝送
モジュールは、３つのハーフミラーのいずれでも反射さ
れない波長光をコア部形成（樹脂硬化）光として選択す
る。
いて、波長選択性ミラー２１、２２及び２３をハーフミ
ラーとし、受光素子３１、３２及び３３をそれぞれ波長
選択性受光素子とする。各ハーフミラーの反射光は波長
λR1、λR2及びλR3の混合光であっても、波長λR1、λ
R2及びλR3の１つずつに選択性のある波長選択性受光素
子を使用することで、それぞれ波長λR1、λR2及びλR3
の信号のみを受け取ることができる。このような光伝送
モジュールは、３つのハーフミラーのいずれでも反射さ
れない波長光をコア部形成（樹脂硬化）光として選択す
る。
【００２９】発光素子４０の発光部分の径ａTは、コア
部１１の先端直径よりも小さいならば、発光の損失が更
に小さくできる。また、受光素子３０乃至３３の受光部
分の径ａRは、図４に示す通り、コア部１１の直径を
ｔ、コア部からの距離をｂ、この間の屈折率をｎsと置
くならば、次の式を満たすａrad以上であれば、ミラー
で反射された受信光を漏れなく受光できる。
部１１の先端直径よりも小さいならば、発光の損失が更
に小さくできる。また、受光素子３０乃至３３の受光部
分の径ａRは、図４に示す通り、コア部１１の直径を
ｔ、コア部からの距離をｂ、この間の屈折率をｎsと置
くならば、次の式を満たすａrad以上であれば、ミラー
で反射された受信光を漏れなく受光できる。
【数５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光伝送モジュール
の構造を示す断面図。
の構造を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る光伝送モジュール
の構造を示す断面図。
の構造を示す断面図。
【図３】本発明の第３の実施例に係る光伝送モジュール
の構造を示す断面図。
の構造を示す断面図。
【図４】本発明の説明に用いられる分岐光と受光素子を
示す関係図。
示す関係図。
【図５】スターカプラを有する光ファイバ通信網の構成
を示す概念図。
を示す概念図。
【図６】従来の、ハーフミラーとレンズを用いた光伝送
モジュールの構成図。
モジュールの構成図。
【図７】分岐を有するコアを使用した光伝送モジュール
の構造を示す断面図。
の構造を示す断面図。
【図８】コア分岐における損失を示す図。
【図９】伝播角の分布の第１の例を示すグラフ図。
【図１０】図９の伝播角分布の際の、光伝送路幅とコア
分岐における損失との関係を示すグラフ図。
分岐における損失との関係を示すグラフ図。
【図１１】伝播角の分布の第２の例を示すグラフ図。
【図１２】図１１の伝播角分布の際の、光伝送路幅とコ
ア分岐における損失との関係を示すグラフ図。
ア分岐における損失との関係を示すグラフ図。
１００、２００、３００、９００、９１０ 光伝送モジ
ュール １１ コア（内部光伝送路本体） １２ クラッド（内部光伝送路外殻） ２０ 半透明ミラー ２１、２２、２３ 波長選択性ミラー ２９ 全反射ミラー ３０、３１、３２、３３ 受光素子 ４０ 発光素子 ９０ 光ファイバ（外部光伝送路） ９８０ スターカプラ ９９０ 制御回路 ９１１、９１２、９１３ 光学レンズ ９２ ハーフミラー ９３ 受光素子 ９４ 発光素子 １１７ コア屈曲部 １１８ コア分岐部 １１９ 分岐コア
ュール １１ コア（内部光伝送路本体） １２ クラッド（内部光伝送路外殻） ２０ 半透明ミラー ２１、２２、２３ 波長選択性ミラー ２９ 全反射ミラー ３０、３１、３２、３３ 受光素子 ４０ 発光素子 ９０ 光ファイバ（外部光伝送路） ９８０ スターカプラ ９９０ 制御回路 ９１１、９１２、９１３ 光学レンズ ９２ ハーフミラー ９３ 受光素子 ９４ 発光素子 １１７ コア屈曲部 １１８ コア分岐部 １１９ 分岐コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 博 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 CA37 CA39 DA35 5F041 EE03 EE06 EE25 FF14 5F088 BB01 EA09 JA14 5F089 AA01 AA02 GA10
Claims (7)
- 【請求項１】 外部光伝送路と接続された、１個以上の
受光素子と１個の発光素子を有する光伝送モジュールで
あって、 内部光伝送路の本体たる分岐を有しないコア部と、 コアを取り巻くクラッド部と、 前記コア部の中途に設けられた１個以上の半透明ミラー
と、 前記１個以上の半透明ミラーに対応した同数の受光素子
と、 前記コア部の外部光伝送路との接続端とは反対側に配設
された発光素子とを有し、 前記受光素子への外部からの光信号は、前記コア部から
対応する前記半透明ミラーで反射されたのち前記クラッ
ド部を通して前記受光素子へ到達する構造であることを
特徴とする光伝送モジュール。 - 【請求項２】 請求項１の光伝送モジュールにおいて、
前記半透明ミラーを波長選択性ミラーに置き替えた構成
であることを特徴とする光伝送モジュール。 - 【請求項３】 前記コア部は終端部付近に屈曲部を有
し、該屈曲部に全反射ミラーが配設されており、前記発
光素子からの光信号は、前記全反射ミラーにより前記屈
曲部を通過して前記コア部に導かれたのち前記外部光伝
送路に伝播される構造であることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の光伝送モジュール。 - 【請求項４】 前記半透明ミラー、前記波長選択性ミラ
ー、前記全反射ミラーは、前記コア部の軸方向と４５度
の角度をなして配設された構成であることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光伝送モ
ジュール。 - 【請求項５】 半透明ミラー又は波長選択性ミラーを１
個以上有した光伝送モジュールの製造方法であって、 前記半透明ミラー又は波長選択性ミラーを略１００％透
過する波長光により硬化する光硬化性樹脂を用い、 前記半透明ミラー又は波長選択性ミラーを有する基板ケ
ースに、光ファイバを接続して前記光硬化性樹脂溶液を
満たし、 前記光ファイバを通して前記波長光を導入することによ
り前記光硬化性樹脂が硬化した部分として、前記１個以
上の半透明ミラー又は波長選択性ミラーを途中に有し、
分岐を有しないコア部を形成することを特徴とする光伝
送モジュールの製造方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の光伝送モジュールの製
造方法において、 前記光硬化性樹脂溶液は前記光硬化性樹脂とは異なる、
前記波長光では硬化しない第２の光硬化性樹脂との混合
溶液であり、 前記コア部形成ののち、前記基板ケース内の前記混合溶
液全体を硬化させたことを特徴とする光伝送モジュール
の製造方法。 - 【請求項７】 請求項５又は請求項６に記載の光伝送モ
ジュールの製造方法において、 前記１個以上の半透明ミラー又は波長選択性ミラーに応
じて受光素子を取り付け、前記コア部の前記光ファイバ
との接続端とは反対側に発光素子を取り付けることを特
徴とする光伝送モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000054268A JP4134481B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 光伝送モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000054268A JP4134481B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 光伝送モジュールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001242354A true JP2001242354A (ja) | 2001-09-07 |
| JP4134481B2 JP4134481B2 (ja) | 2008-08-20 |
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ID=18575547
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000054268A Expired - Fee Related JP4134481B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 光伝送モジュールの製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4134481B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6890589B2 (en) | 2001-12-11 | 2005-05-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Self-formable optical waveguide material composition |
| JP2007164109A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | フィルタ内蔵型光導波路、ｗｄｍモジュールおよび光集積回路 |
| WO2009031744A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Photonic Solution, Inc. | Hybrid integration structure between optical active devices and planar lightwave circuit using fiber array |
| JP2009151106A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Fujitsu Ltd | 一芯双方向光デバイス |
| DE102011112022A1 (de) | 2010-09-01 | 2012-03-01 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Optische Kommunikationsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen derselben und Lichtleitfaserverbinder |
| JP2015106006A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 光モジュール及び光モジュール製造方法。 |
Citations (4)
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| JPH11149019A (ja) * | 1997-06-25 | 1999-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光送受信装置及びその製造方法並びに光半導体モジュール |
| JPH11248978A (ja) * | 1998-03-06 | 1999-09-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 双方向光半導体装置 |
| JPH11326660A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 光分波器およびその製造方法 |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000054268A patent/JP4134481B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2015106006A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 光モジュール及び光モジュール製造方法。 |
| US9927576B2 (en) | 2013-11-29 | 2018-03-27 | International Business Machines Corporation | Optical modules for wavelength multiplexing |
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|---|---|
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