JP2004020618A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】波長分離特性が良好な光モジュールを提供する。
【解決手段】第１と第２の光ファイバ１，２の接続端面１１，１２を光軸に対して斜めに形成して、波長選択反射フィルタ４を介して対向配置し、接続端面１１，１２と波長選択反射フィルタ４に実質的に密着させる。波長選択反射フィルタ４は光ファイバ１を通って波長選択反射フィルタ４に入射される入射光のうちの設定波長光を入射光に対して斜めの方向に反射する。第１の光ファイバ１のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材６を光ファイバ１に実質的に密着させて設け、透明部材６は、波長選択反射フィルタ４で反射した設定波長の反射光を光ファイバ１の外側に設けた受光部５に導く導光部３と成す。導光部３の出射端面８は波長選択反射フィルタ４に入射する光の光軸に対して交差する角度に形成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用に適用される光モジュールである。本発明は、例えば波長分割多重伝送において、映像信号、インターネット信号や音声信号等に割り当てられた互いに異なる複数の波長の光信号の中から必要な光信号を分離する光モジュールに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
近年、光ファイバネットワークを用いて、数十チャネルのＣＡＴＶ映像信号を局側から加入者側に送信したり、インターネットやデータ伝送のために、双方向の信号をやりとりしたりする光通信が行われている。なお、一般に、局側から加入者側に送信する信号を下り信号といい、加入者側から局側に送信する信号を上り信号と呼ぶ。
【０００３】
上記のような光通信において、それぞれの信号に互いに異なる設定波長の光を用いることが行われている。例えば、映像信号には波長１．５５〜１．５６μｍの範囲の一波長λ１を用い、局側から加入者への下り信号に波長１．４８〜１．５０μｍの範囲の一波長λ２を、加入者から局側への上り信号には、波長１．２６〜１．３６μｍの範囲の一波長λ３を用いることが行われている。
【０００４】
通常、このようなシステムにおいては、敷設等のネットワークコストを下げ、部品・機器等を小型化するために、光伝送路として単線の光ファイバを用いる波長分割多重伝送（波長分割多重通信）を行う。
【０００５】
このような通信システムにおいては、伝送媒体であるファイバは単一であるため、伝送される３波長（λ１，λ２，λ３）は、局側及び加入者側において、それぞれ合波・分波される。
【０００６】
すなわち、局側においては、ヘッドエンド装置や光ルータ装置の送・受信装置等で、単一のファイバを用いて、波長λ１および波長λ２の光信号を合波して下り信号として加入者側に送出すると同時に、加入者からの上り信号、すなわち波長λ３の光信号を分波して、ＰＩＮフォトダイオード等の受光素子で受光し、電気信号を得ることが行なわれる。
【０００７】
また、家庭や事務所等の加入者側においては、加入者宅に設けられた光加入者端末デバイスにおいて、単一のファイバを用いて、波長λ１およびλ２の光信号を分離し、これらの波長λ１、λ２の光をそれぞれＰＩＮフォトダイオード等の受光素子で受光し、電気信号を得るとともに、波長λ３の光信号を局側へ送出することが行なわれる。
【０００８】
上記のような機能を実現する目的で、例えば図８の（ａ）に示すような光モジュールが提案された。この提案の光モジュールは、特許第３０９９１６７号に記載されている。
【０００９】
図８の（ａ）に示すように、この光モジュールは第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２を有し、これらの光ファイバ１，２の接続端面１１，１２は、光軸に対して傾斜している。これら第１と第２の光ファイバ１，２は、波長選択反射フィルタ４を介して接続端面同士を対向し、それぞれの接続端面１１，１２を波長選択反射フィルタ４に実質的に密着している。
【００１０】
上記波長選択反射フィルタ４は、例えば波長選択反射フィルタ４に入射する波長多重光（例えばλ１とλ２を持った光）のうち設定波長（例えばλ１）の光信号のみを、入射光に対して斜めの方向に反射し、この反射光を第１の光ファイバ１の側面から第１の光ファイバ１の外側に放射する。この反射光は第１の光ファイバ１と間隔を介して配置された球レンズ１０によって収束され、受光素子５に導かれる。
【００１１】
この構成においては、波長選択反射フィルタ４で反射する光を第１の光ファイバ１の外側に導き、受光素子５に導くために、上記反射光が第１の光ファイバ１と空気の境界での全反射することを避ける必要がある。
【００１２】
例えば、光ファイバのクラッドの屈折率を１．４４とした時、光ファイバと空気の境界で全反射が起きる臨界角（全反射が起こるとき、境界に垂直な面と成す最小の角度）は、約４４°であるので、上記全反射を避けるためには、図６に示す光ファイバ側面への入射角（図のγ）が約４４°未満となるように波長選択反射フィルタ４を配置する必要がある。
【００１３】
ここで、波長選択反射フィルタ４に入射される光の入射角をθとすると、γ＝９０−２θであるので、γを約４４°未満とするためには、波長選択反射フィルタ４への入射角θは概ね２３°より大きくする必要がある。つまり、図８の（ｂ）に示すように、波長選択反射フィルタ４への入射角θを上記２３°以下の角度とすると、波長選択反射フィルタ４で反射した光は第１のファイバ１の側面と空気の境界で全反射するため、受光素子５へ光を導けない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、波長選択反射フィルタ４は誘電体多層膜によって形成されており、波長選択反射フィルタ４に入射する光の入射角θが小さいときは、図７の（ａ）に示すように、波長選択反射フィルタ４が急峻な波長分離特性を得ることができるが、波長選択反射フィルタ４に入射する光の入射角が大きいと、偏光の影響が大きくなり、例えば、図７の（ｂ）に示すように、急峻な波長分離特性を得ることが難しくなる。
【００１５】
なお、図７の（ａ）、（ｂ）に示すグラフにおいて、特性線ａは入射角の拡がり幅が０の場合の反射率を示し、特性線ｂは入射角の拡がり幅が１°の場合の反射率を示している。
【００１６】
また、図８に示した光モジュールにおいては、光ファイバはシングルモード光ファイバにより形成されており、シングルモード光ファイバから波長選択反射フィルタへ出射する光は、数度の広がりをもつため、波長選択反射フィルタ４の光入射角度が大きい場合、図７の（ｂ）の特性線ｂに示すよりもさらに緩やかな波長分離特性となってしまう。
【００１７】
したがって、図８の（ａ）に示した光モジュールは、光の波長が近接している場合は波長選択反射フィルタの設計が難しく、波長が近い光信号を良好な特性で分離することが難しいといった問題があった。
【００１８】
本発明は上記従来の問題を解決するために成されたものであり、その目的は、たとえ分離する光の波長が近接していても、その波長分離特性に優れた光モジュールを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、第１の光透過通路の接続端面と第２の光透過通路の接続端面が波長選択反射フィルタを介して対向配置されており、該波長選択反射フィルタは前記第１の光透過通路を通って波長選択反射フィルタに入射される入射光のうちの設定波長光を入射光に対して斜めの方向に反射する構成と成し、前記第１の光透過通路の外側には前記波長選択反射フィルタによる反射光を受光する受光部が設けられ、前記第１の光透過通路に実質的に密接して該第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材が設けられ、該透明部材は前記波長選択反射フィルタで反射した設定波長の反射光を前記受光部に導く導光部を成しており、該導光部の出射端面は前記波長選択反射フィルタに入射する光の光軸に対して交差する角度に形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２０】
また、第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記第１の光透過通路の接続端面は該第１の光透過通路の光軸に対して傾斜しており、第２の光透過通路の接続端面は前記第１の光透過通路の傾斜接続端面に対応して傾斜しており、前記第１の光透過通路の接続端面と前記第２の光透過通路の接続端面は波長選択反射フィルタに実質的に密着している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２１】
さらに、第３の発明は、上記第１または第２の発明の構成に加え、前記第１の光透過通路と第２の光透過通路の少なくとも一方の接続端面に波長選択反射フィルタが密着形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２２】
さらに、第４の発明は、上記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記第１の光透過通路と第２の光透過通路の少なくとも一方は光ファイバにより形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２３】
さらに、第５の発明は、上記第４の発明の構成に加え、前記光ファイバはシングルモードファイバの先端側に屈折率分布型レンズを一体的に形成して成り、該屈折率分布型レンズの先端面が傾斜接続端面と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
さらに、第６の発明は、上記第４の発明の構成に加え、前記光ファイバはシングルモードファイバの先端側にグレーデッドインデックスファイバを一体的に形成して成り、該グレーデッドインデックスファイバの先端面が傾斜接続端面と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに、第７の発明は、上記第４または第５の発明の構成に加え、前記光ファイバは基板に形成された通路挿入溝に挿入されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに、第８の発明は、上記第７の発明の構成に加え、前記通路挿入溝は基板の底面側に形成されており、少なくとも第１の光透過通路は光ファイバにより形成されて前記通路挿入溝に挿入されており、前記基板は第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材によって形成され、前記基板の上面には前記第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材の導光部材が設けられており、波長選択反射フィルタで反射した反射光を前記基板と前記導光部材を通して前記受光部に導く構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
さらに、第９の発明は、上記第８の発明の構成に加え、前記導光部材は基板を加工して、該基板と一体的に形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】
さらに、第１０の発明は、上記第８または第９の発明の構成に加え、前記基板は石英ガラス、ガラス、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートのいずれか一つの透明部材により形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２９】
さらに、第１１の発明は、上記第１乃至第１０のいずれか一つの発明の構成に加え、前記導光部の少なくとも１つの光通過面には設定波長光を選択的に透過する波長選択透過フィルタが形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３０】
さらに、第１２の発明は、上記第１乃至第１１のいずれか一つの発明の構成に加え、前記波長選択反射フィルタの光入射角度は８°以上２５°以下に設定されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略又は簡略化する。
【００３２】
図１には、本発明に係る光モジュールの第１実施形態例が示されている。図１の（ａ）には、この光モジュールの斜視図が示され、図１の（ｂ）には、この光モジュールのＡ−Ａ断面図が示されている。
【００３３】
これらの図に示すように、本実施形態例の光モジュールは、第１の光透過通路としての第１の光ファイバ１と、第２の光透過通路としての第２の光ファイバ２とを有している。これら第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２は石英製の基板７に形成された通路挿入溝としての光ファイバ挿入溝９に挿入され、波長選択反射フィルタ４を介して対向配置されている。光ファイバ挿入溝９は、光ファイバ１，２の光軸に直交する方向の断面がＶ字形状に形成されている。
【００３４】
第１の光ファイバ１は光軸に対して傾斜した接続端面１１を有し、第２の光ファイバ２は前記第１の光ファイバ１の傾斜接続端面１１に対応して傾斜している接続端面１２を有している。接続端面１１，１２は、それぞれ、第１、第２の光ファイバ１，２の光軸に垂直な面に対して１５°傾いている。第１、第２の光ファイバ１，２は、例えば直径約１２５μｍに形成されている。
【００３５】
第１の光ファイバ１の接続端面１１と第２の光ファイバ２の接続端面１２は、それぞれ、前記波長選択反射フィルタ４に実質的に密着している。波長選択反射フィルタ４は第１の光ファイバ１を通って波長選択反射フィルタ４に入射される入射光のうちの設定波長光（ここでは波長λ１の光）を入射光に対して斜めの方向に反射する構成と成しており、波長選択反射フィルタ４の光入射角度（図１の（ｂ）のθ）は１５°である。
【００３６】
なお、以下に説明するように、波長選択反射フィルタ４の光入射角度は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであるが、本発明者は、以下の検討に基づき、波長選択反射フィルタ４の光入射角度を１５°に決定している。
【００３７】
波長選択反射フィルタ４の光入射角度は、小さいほど、その波長分離特性に対する偏光の影響と、入射角度の振れに対する分離特性の変動特性が少なくなるので、波長選択反射フィルタ４の設計が容易となる。
【００３８】
そして、例えば分離すべき波長が接近している場合でも良好な分離特性を得ようとする場合は、波長選択反射フィルタ４の光入射角度は小さくする必要がある。
【００３９】
その反面、波長選択反射フィルタ４は、その光入射角度が小さいほど反射減衰量特性が悪くなる。すなわち、波長選択反射フィルタ４の光入射角度が小さいと、波長選択反射フィルタ４で反射して再び第１の光ファイバ１に戻っていく光の量が増えるため、例えば、レーザへの戻り光による雑音増加や、クロストークを生じ、光伝送路の品質を損なう。
【００４０】
本実施形態例の光モジュールのように、波長分割多重伝送用として適用される光モジュールは、通常、反射減衰量を５０ｄＢ以上要求されることが多い。この意味では、波長選択反射フィルタ４の特性が実現できる範囲でその入射角度を決定する必要があり、波長選択反射フィルタ４の光入射角度を概ね８°以上とする必要がある。
【００４１】
シミュレーションの結果、波長選択反射フィルタ４の光入射角度を２５°とすると、波長選択反射フィルタ４によって、上記分離特性を満足できることが判明した。
【００４２】
そこで、反射減衰量と、波長選択反射フィルタ４の実現性に対するマージンを考慮して波長選択反射フィルタ４の光入射角度を１５°とし、この値に対応させて第１、第２の光ファイバ１，２の接続端面１１，１２の角度も１５°とした。そして、この入射角度が得られるように、基板７にフィルタ挿入溝２４を形成し、波長選択反射フィルタ４を挿入した。
【００４３】
また、本実施形態例において、第１、第２の光ファイバ１，２は、接着剤等の適宜の手段によって基板７の光ファイバ挿入溝９に固定されており、第１の光ファイバ１の外側には波長選択反射フィルタ４による反射光を受光する受光部５が設けられている。受光部５はＰＩＮフォトダイオード等の受光素子を有しており、直方体状のセラミックのブロック体２０に搭載されている。
【００４４】
基板７の上には、第１の光ファイバ１に実質的に密接して、該第１の光ファイバ１のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材６が設けられている。第１の光ファイバ１のクラッド部は純石英により形成されており、透明部材６は石英ガラスにより形成されたプリズムである。なお、透明部材６は、石英ガラス以外でも、屈折率が約１．４〜１．６の透明な部材により形成できる。
【００４５】
この透明部材６が配置されている領域の下側の光ファイバ挿入溝９には第１の光ファイバ１のクラッド部と屈折率が近い（屈折率が約１．４〜１．６の）光学接着剤１８が充填されており、透明部材６は光学接着剤１８により基板７に固定されている。透明部材６は前記波長選択反射フィルタ４で反射した設定波長の反射光を前記受光部５に導く導光部３と成している。
【００４６】
該導光部３の出射端面（つまり、透明部材６の出射端面）８は斜めに形成されており、前記波長選択反射フィルタ４に入射する光の光軸に対して交差する角度に形成されている。そして、導光部３の１つの光通過面である前記出射端面８には、前記設定波長光（ここでは波長λ１の光）を選択的に透過する波長選択透過フィルタ１４が形成されている。
【００４７】
透明部材６の出射端面８の角度を、受光部５の寸法、位置に応じて適宜設定することにより、透明部材６から出射される光の導光方向を変えて、導光経路を適宜設定することができる。
【００４８】
前記第１、第２の光ファイバ１，２は、シングルモードファイバ２５の先端側にグレーデッドインデックスファイバ１５を一体的に形成して成る。グレーデッドインデックスファイバ１５とシングルモードファイバ２５は融着接続されており、グレーデッドインデックスファイバ１５の先端面が傾斜接続端面を成している。
【００４９】
グレーデッドインデックスファイバ１５の長さは、グレーデッドインデックスファイバ１５が実質的に平行光学系を構成するように、即ち、第１、第２の光ファイバ１，２から前記波長選択反射フィルタ４に入射する光が実質的に平行光となるように決定されている。
【００５０】
波長選択反射フィルタ４および波長選択透過フィルタ１４は、数μｍ厚のポリイミドフィルムの表面に、酸化ケイ素、酸化チタン等を交互に約２００層以上積層し、数十μｍの厚みに形成したものである。
【００５１】
本実施形態例は以上のように構成されており、例えば図１の（ｂ）に示すように、第１の光ファイバ１に波長多重光（例えばλ１とλ２を持った光）を入射すると、波長選択反射フィルタ４が前記波長多重光のうち設定波長λ１の光信号のみを第１の光ファイバ１の側面がわに向けて斜めに反射する。そして、第１の光ファイバ１の側面に達した波長λ１の光は、導光部３、波長選択透過フィルタ１４を通って受光部５に導かれる。
【００５２】
また、波長λ２の光は波長選択反射フィルタ４を透過し、第２の光ファイバ２を通って、その出射側（図１の（ｂ）の右側）に向けて伝搬し、例えばＰＩＮフォトダイオード等の受光素子（図示せず）により受光される。
【００５３】
さらに、例えば、第２の光ファイバ２に、図１の（ｂ）の右側から上記λ１、λ２と異なる波長のλ３の光を入射すると、この光は、波長選択反射フィルタ４を透過して第１の光ファイバ１の入射側に向けて伝搬する。
【００５４】
本実施形態例によれば、波長選択反射フィルタ４の光入射角度を１５°といった小さい角度に形成しているので、波長選択反射フィルタ４が入射する光の偏光の影響を受けにくく、急峻な波長分離特性を得ることができ、この分離した設定波長光を波長選択反射フィルタ４により反射して効率的に受光部５に導くことができる。
【００５５】
なお、前記の如く、本実施形態例における導光部３を有していない、図８に示した従来例の場合、波長選択反射フィルタ４の光入射角度を２３°以下に小さく形成すると、図８の（ｂ）に示したように、波長選択反射フィルタ４で反射した光は第１の光ファイバ１の側面で全反射してしまうため、波長λ１の光は受光部５で受光することはできず、本実施形態例のような機能を果たすことができない。
【００５６】
また、本実施形態例によれば、第１、第２の光ファイバ１，２は、その接続端面１１，１２側にグレーデッドインデックスファイバ１５を形成しているので、第１、第２の光ファイバ１，２から出射される光は実質的に平行であるために、波長選択反射フィルタ４がこの平行光を受けて、より一層良好な波長分離機能を発揮することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態例によれば、透明部材６の出射端面８に設定波長光を選択的に透過する波長選択透過フィルタ１４が形成されており、たとえ波長選択反射フィルタ４が設定波長以外の光を一部反射したとしても、この余分な光は波長選択透過フィルタ１４を通ることができないので、より一層確実に設定波長光のみを受光部５に導くことができる。
【００５８】
以下、本実施形態例の光モジュールを波長分割多重伝送システムに適用した場合の動作・作用について述べる。
【００５９】
本実施形態例の光モジュールは、様々な光通信システムに適用されるものであるが、その一例として、一本の光ファイバによって局側から加入者側に向けて、数十チャネルのＣＡＴＶ映像信号を波長１．５５〜１．５６μｍの範囲の一波長λ１の光信号で送るとともに、インターネットやデータ伝送のためのデジタル信号を波長１．４８〜１．５０μｍの範囲の一波長λ２の光信号で送る波長分割多重伝送システムに適用される。
【００６０】
また、このシステムは、加入者側から局側に向けて、インターネットやデータ伝送のためのデジタル信号を波長１．２６〜１．３６μｍの範囲の一波長λ３の光信号で送るシステムとすることができる。
【００６１】
本実施形態例の光モジュールは、例えば加入者側でビデオ信号を分離して受信する装置に応用することができ、この場合、第１の光ファイバ１を光伝送用の光ファイバに接続する。第１の光ファイバ１には、局側から送られてくる波長λ１の光信号と波長λ２の光信号が入射される。
【００６２】
そうすると、波長λ１の光信号は、第１の光ファイバ１のグレーデッドインデックスファイバ１５の作用によって、実質的に平行光となって波長選択反射フィルタ４に入射し、その殆どは、第１の光ファイバ１の側面がわに向けて斜めに反射される。
【００６３】
反射された波長λ１の光は、透明部材６に入射し、その出射端面８に設けられた波長選択透過フィルタ１４を経て出射し、受光部５を形成するＰＩＮフォトダイオードに入射し、電気信号に変換される。
【００６４】
一方、第１の光ファイバ１に入射した波長λ２の光は、第１の光ファイバ１のグレーデッドインデックスファイバ１５のレンズ作用によって、実質的に平行光となって波長選択反射フィルタ４に入射し、その殆どは透過する。この透過光は、第２の光ファイバ２に入射し、さらに、第２の光ファイバ２のグレーデッドインデックスファイバ１５のレンズ作用によって、シングルモードファイバ２５のコアに入射し、加入者宅のデジタル送受信装置に向けて出射される。
【００６５】
なお、波長選択反射フィルタ４によってわずかに波長λ２が反射されても、その光は、透明部材６の出射端面８に設けられた波長選択透過フィルタ１４によって遮断されるので、受光部５には入射しない。
【００６６】
また、図１の（ｂ）に示すように、第２の光ファイバ２から波長λ３の光を入射すると、この光は波長選択反射フィルタ４を透過し、第１の光ファイバ１を通って局側に送信される。
【００６７】
以上のように、本実施形態例は、波長分割多重伝送における波長分離モジュールとして的確に動作することができる。
【００６８】
図２には、本発明に係る光モジュールの第２実施形態例が断面図により示されている。第２実施形態例の光モジュールは、第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、第２実施形態例の説明において第１実施形態例との重複説明は省略する。第２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、透明部材６の形状を、直方体形状としたことである。
【００６９】
第２実施形態例においては、透明部材６を直方体形状としたので、その出射端面８は波長選択反射フィルタ４に入射する光の光軸に対してほぼ直交する面と成している。
【００７０】
第２実施形態例は以上のように構成されており、第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様の動作により同様の効果を奏することができる。
【００７１】
図３には、本発明に係る光モジュールの第３実施形態例が断面図により示されている。第３実施形態例は上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、第１実施形態例との重複説明は省略する。
【００７２】
第３実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、第１と第２の光ファイバ１，２を、それぞれシングルモードファイバ２５により形成したことである。
【００７３】
第１、第２の光ファイバ１，２をシングルモードファイバ２５により形成すると、波長選択反射フィルタ４に入射する光は発散光となる。そのため、第１、第２の光ファイバ１，２を、その先端側にグレーデッドインデックスファイバ１５を設けて形成した第１、第２実施形態例に比べると、波長分離特性は劣ったものとなる。
【００７４】
しかし、第３実施形態例も、波長選択反射フィルタ４の光入射角度を従来例に比べて小さくできるので、その波長分離特性は従来例に比べて良好であり、反射分離すべき光の波長と、透過すべき光の波長を適宜設定することにより、良好な波長分離機能を果たすことができる。
【００７５】
第３実施形態例の光モジュールは、例えば、加入者宅で、１．４８〜１．５０μｍの範囲の波長（λ１）のビデオ信号を波長選択反射フィルタ４で反射して分離し、波長１．２６〜１．３６μｍの範囲の波長（λ２）のデジタル信号を、波長選択反射フィルタ４を透過して受信する場合等に適用される。
【００７６】
図４には、本発明に係る光モジュールの第４実施形態例が、（ａ）に示す斜視図と（ｂ）に示す、光ファイバの光軸に沿った断面図により示されている。第４実施形態例の説明において、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００７７】
第４実施形態例は、上記第１実施形態例と同様に、第１、第２の光ファイバ１，２とこれらの光ファイバ１，２を挿入する基板７を有しているが、光ファイバ挿入溝９は基板７の底面側に形成されており、この光ファイバ挿入溝９に第１、第２の光ファイバ１，２が挿入され、固定されている。
【００７８】
基板７は第１の光ファイバ１のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材の石英ガラスによって形成され、前記基板１の上面には透明部材６の導光部材が設けられており、第４実施形態例では、波長選択反射フィルタ４で反射した反射光を前記基板７と前記透明部材６を通して前記受光部５に導く。つまり、第４実施形態例では、導光部３は基板７の光通過領域と透明部材６を有している。
【００７９】
第４実施形態例は以上のように構成されており、第４実施形態例も上記第１実施形態例と同様の動作により同様の効果を奏することができる。
【００８０】
また、第４実施形態例は基板７の底面側に光ファイバ挿入溝９を形成し、透明部材６を基板７の上面に設けているので、透明部材６を基板７に固定する時の安定性をより一層良好にでき、光モジュールの組み立てをより一層容易にできる。
【００８１】
なお、第４実施形態例では、基板７の材料は石英ガラスとしたが、基板７は、透過する光波長領域で実質的に透明で、光ファイバのクラッドの屈折率に近い（屈折率が概ね１．４から１．６の）透明部材により形成すればよく、ガラス等も使用可能である。また、光モジュールを使用環境条件が緩い家庭用機器に使用する場合には、基板７をポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等により形成してもよい。
【００８２】
図５には、本発明に係る光モジュールの第５実施形態例が、（ａ）に示す斜視図と、（ｂ）に示す、光ファイバの光軸に沿った断面図により示されている。第５実施形態例の説明において、上記各実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００８３】
第５実施形態例は、上記第４実施形態例とほぼ同様に構成されており、第５実施形態例が上記第４実施形態例と異なる特徴的なことは、透明部材６の導光部材が、基板７を加工して該基板７と一体的に形成されていることである。つまり、第５実施形態例では、基板７の上面側に突出した部位１６が導光部材と成している。
【００８４】
第５実施形態例は以上のように構成されており、第５実施形態例も上記第４実施形態例と同様の効果を奏することができる。また、第５実施形態例は、透明部材６の導光部材１６が、基板７を加工して該基板７と一体的に形成されており、例えばポリカーボネート等の樹脂によって一体成形ができるので、部品数が少なく、組み立てが容易で量産性も良く、経済性も優れている。したがって、第５実施形態例は、例えば家庭用に適用される光モジュールとして好適である。
【００８５】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバの間に、波長選択反射フィルタ４を挟みこみ、光学接着剤によって接着した構造としたが、波長選択反射フィルタ４は、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２の少なくとも一方の接続端面に密着形成してもよい。
【００８６】
この場合、第１、第２の光ファイバ１，２は、適宜の部位において、接着剤や半田付け等の手段によって溝に固定してもよいし、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバの接続端面１１，１２同士を光学接着剤等で貼り合せたうえ、全体を接着剤や半田付け等の手段によって溝に固定してもよい。
【００８７】
また、上記第１、第２、第４、第５実施形態例では、第１、第２の光ファイバ１，２は、それぞれシングルモードファイバ２５の先端側にグレーデッドインデックスファイバ１５を設けて形成し、上記第３実施形態例では光ファイバ１，２をシングルモードファイバ２５により形成した。
【００８８】
しかし、第１、第２の光ファイバ１，２の種類は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、第１、第２の光ファイバ１，２は、シングルモードファイバ２５の先端側に屈折率分布型レンズを一体形成したものでもよい。この場合、屈折率分布型レンズの先端面が傾斜接続端面となるように形成する。
【００８９】
さらに、上記第１〜第３の実施形態例において、基板７は、ステンレスやチタン、ガラス、シリコン等により形成してもよく、使用環境条件が緩い家庭用機器に適用する場合には、樹脂により形成してもよい。
【００９０】
さらに、上記各実施形態例では、光ファイバ挿入溝９は断面がＶ字形状のＶ溝としたが、光ファイバ挿入溝９は、断面がＵ字形状の溝としてもよい。
【００９１】
さらに、上記各実施形態例では、波長選択反射フィルタ４や波長選択透過フィルタ１４は、数μｍ厚のポリイミドフィルムの表面に、数十μｍの厚みに酸化ケイ素、酸化チタン等を交互に積層して誘電体多層膜を形成したものを用いたが、波長選択反射フィルタ４や波長選択透過フィルタ１４は、薄いガラス板の表面上に誘電体多層膜を形成したもの等でもよい。
【００９２】
また、上記各実施形態例では、導光部３の出射端面に波長選択透過フィルタ１４を設けたが、波長選択透過フィルタ１４は導光部３の少なくとも１つの光通過面に設ければよく、例えば透明部材６の入射端面に設けてもよい。この場合、透明部材６の出射端面に反射防止膜を形成してもよい。
【００９３】
また、波長選択反射フィルタ４による反射光に対する漏えい量の要求が厳しくない場合（つまり、例えば上記各実施形態例の適用例において、波長λ１以外の波長の光が受光部５側に少量入射しても支障がない場合）には、波長選択透過フィルタ１４を省略することもできる。
【００９４】
さらに、上記各実施形態例では、導光部３の出射端面８はいずれも平面状の面としたが、例えば出射端面８を凸球面状としてもよく、この場合、出射端面８からの出射光を収束して受光部５に導く機能を持たせることもできる。
【００９５】
さらに、上記各実施形態例では、第１、第２の光ファイバ１，２の接続端面１１，１２は光軸に対して傾斜した接続端面としたが、例えば第１、第２の光ファイバ１，２の接続端面１１，１２を光軸に対して略直交する接続端面とし、光軸に対して斜めに配置した波長選択反射フィルタ４と、第１、第２の光ファイバ１，２の接続端面１１，１２との間に光学接着剤を設けてもよい。
【００９６】
さらに、本発明の光モジュールは、上記各実施形態例において、第２の光ファイバ２の一端側（それぞれの図における右側）に波長λ２の光を光電変換するためのＰＩＮフォトダイオード等の受光素子を一体化したり、波長λ３の光を発信する発光素子を一体化したりして形成してもよい。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の光透過通路に実質的に密接して、該第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材を設け、この透明部材を波長選択反射フィルタの反射光を受光部に導く導光部としているので、波長選択反射フィルタの光入射角度を小さくしても、反射光が第１の光透過通路で全反射することを抑制し、反射光を的確に受光部に導くことができる。
【００９８】
したがって、本発明の光モジュールは、波長選択反射フィルタが入射する光の偏光の影響を受けにくく、急峻な波長分離特性を得ることができ、波長選択反射フィルタによって設定波長光を反射、分離して効率的に受光部に導くことできる。
【００９９】
また、本発明において、第１と第２の光通路の接続端面を、光軸に対して傾斜した接続端面として、第１と第２の光透過通路の接続端面を波長選択反射フィルタに実質的に密着した構成によれば、第１、第２の光透過通路と波長選択反射フィルタとの光接続を低損失にでき、損失の小さい光モジュールを実現することができる。
【０１００】
さらに、本発明において、第１の光透過通路と第２の光透過通路の少なくとも一方の接続端面に波長選択反射フィルタが密着形成されている構成によれば、波長選択反射フィルタが密着形成されている光透過通路と波長選択反射フィルタとの接続損失を非常に小さくできるし、光モジュールの組み立て作業性より一層良好にできる。
【０１０１】
さらに、本発明において、第１の光透過通路と第２の光透過通路の少なくとも一方は光ファイバにより形成されている構成によれば、光ファイバを用いて光モジュールを容易に形成できるし、例えば波長分割多重伝送用の光分離モジュールとして適用するときに、光モジュールの光ファイバを例えば光伝送用の光ファイバ等に低接続損失で接続できる。
【０１０２】
さらに、本発明において、光ファイバはシングルモードファイバの先端側に屈折率分布型レンズを一体的に形成したり、シングルモードファイバの先端側にグレーデッドインデックスファイバを一体的に形成したりした構成によれば、シングルモードファイバからの出射光を屈折率分布型レンズやグレーデッドインデックスファイバにより平行光にして波長選択反射フィルタに入射できる。
【０１０３】
したがって、この構成の光モジュールは、波長選択反射フィルタに前記平行光を入射し、より一層良好な波長分離機能を発揮することができる。
【０１０４】
さらに、本発明において、光ファイバは基板に形成された通路挿入溝に挿入されている構成によれば、光ファイバの位置決めを良好にでき、光モジュールの組み立て作業性も良好にできるし、歩留まりも向上することができる。
【０１０５】
さらに、本発明において、通路挿入溝を基板の底面側に形成し、この基板を、第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材によって形成し、波長選択反射フィルタで反射した反射光を前記基板と基板上に設けた導光部材を通して前記受光部に導く構成によれば、導光部材を基板上に非常に安定した状態に固定でき、組み立て作業性をより一層良好にすることができる。
【０１０６】
さらに、本発明において、導光部材は基板を加工して、該基板と一体的に形成した構成によれば、部品数が少なく、組み立てが容易で量産性も良く、経済性にも優れた光モジュールを実現することができる。
【０１０７】
さらに、本発明において、通路挿入溝を基板の底面側に形成し、基板を石英ガラス、ガラス、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートのいずれか一つの透明部材により形成した構成によれば、これらの透明部材によって、容易に基板を形成し、上記各効果を奏することができる。
【０１０８】
さらに、本発明において、導光部の少なくとも１つの光通過面には設定波長光を選択的に透過する波長選択透過フィルタが形成されている構成によれば、たとえ波長選択反射フィルタにより不要な波長の光を一部反射したとしても、この光は波長選択透過フィルタを透過しないために、光モジュールの波長分離特性をより一層良好にすることができる。
【０１０９】
さらに、本発明において、波長選択反射フィルタの光入射角度は８°以上２５°以下に設定されている構成によれば、波長選択反射フィルタの反射減衰量特性と波長分離特性の両方を良好にできるので、反射減衰量が小さく、波長分離機能に優れた光モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光モジュールの第１実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】本発明に係る光モジュールの第２実施形態例を示す要部構成図である。
【図３】本発明に係る光モジュールの第３実施形態例を示す要部構成図である。
【図４】本発明に係る光モジュールの第４実施形態例を示す要部構成図である。
【図５】本発明に係る光モジュールの第５実施形態例を示す要部構成図である。
【図６】波長選択反射フィルタへの光入射角度θと光ファイバの側面に入射する入射角度γの関係を説明する説明図である。
【図７】波長選択反射フィルタにおいて、光入射角度が小さいときの反射率（ａ）と光入射角度が大きいときの反射率（ｂ）を、入射光の拡がり角と対応させて示すグラフである。
【図８】従来の光モジュールの提案例（ａ）と、この例において波長選択反射フィルタの光入射角度を小さくしたときの動作例（ｂ）を示す説明図である。
【符号の説明】
１　第１の光ファイバ
２　第２の光ファイバ
３　導光部
４　波長選択反射フィルタ
５　受光部
６　透明部材
７　基板
８　出射端面
９　光ファイバ挿入溝
１４　波長選択透過フィルタ

Claims (12)

1. 第１の光透過通路の接続端面と第２の光透過通路の接続端面が波長選択反射フィルタを介して対向配置されており、該波長選択反射フィルタは前記第１の光透過通路を通って波長選択反射フィルタに入射される入射光のうちの設定波長光を入射光に対して斜めの方向に反射する構成と成し、前記第１の光透過通路の外側には前記波長選択反射フィルタによる反射光を受光する受光部が設けられ、前記第１の光透過通路に実質的に密接して該第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材が設けられ、該透明部材は前記波長選択反射フィルタで反射した設定波長の反射光を前記受光部に導く導光部を成しており、該導光部の出射端面は前記波長選択反射フィルタに入射する光の光軸に対して交差する角度に形成されていることを特徴とする光モジュール。
2. 第１の光透過通路の接続端面は該第１の光透過通路の光軸に対して傾斜しており、第２の光透過通路の接続端面は前記第１の光透過通路の傾斜接続端面に対応して傾斜しており、前記第１の光透過通路の接続端面と前記第２の光透過通路の接続端面は波長選択反射フィルタに実質的に密着していることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
3. 第１の光透過通路と第２の光透過通路の少なくとも一方の接続端面に波長選択反射フィルタが密着形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光モジュール。
4. 第１の光透過通路と第２の光透過通路の少なくとも一方は光ファイバにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の光モジュール。
5. 光ファイバはシングルモードファイバの先端側に屈折率分布型レンズを一体的に形成して成り、該屈折率分布型レンズの先端面が傾斜接続端面と成していることを特徴とした請求項４記載の光モジュール。
6. 光ファイバはシングルモードファイバの先端側にグレーデッドインデックスファイバを一体的に形成して成り、該グレーデッドインデックスファイバの先端面が傾斜接続端面と成していることを特徴とした請求項４記載の光モジュール。
7. 光ファイバは基板に形成された通路挿入溝に挿入されていることを特徴とする請求項４または請求項５または請求項６記載の光モジュール。
8. 通路挿入溝は基板の底面側に形成されており、少なくとも第１の光透過通路は光ファイバにより形成されて前記通路挿入溝に挿入されており、前記基板は第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材によって形成され、前記基板の上面には前記第１の光透過通路のクラッド部の屈折率に近い屈折率を有する透明部材の導光部材が設けられており、波長選択反射フィルタで反射した反射光を前記基板と前記導光部材を通して前記受光部に導くことを特徴とする請求項７記載の光モジュール。
9. 導光部材は基板を加工して、該基板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
10. 基板は石英ガラス、ガラス、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートのいずれか一つの透明部材により形成されていることを特徴とする請求項８または請求項９記載の光モジュール。
11. 導光部の少なくとも１つの光通過面には設定波長光を選択的に透過する波長選択透過フィルタが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の光モジュール。
12. 波長選択反射フィルタの光入射角度は８°以上２５°以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の光モジュール。

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