JP2004085966A

JP2004085966A - 導波路型光モジュール

Info

Publication number: JP2004085966A
Application number: JP2002248045A
Authority: JP
Inventors: Hideki Namise; 南畝　秀樹; Satoru Takasugi; 高杉　哲
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】筐体に力が作用しても光学特性が変化しない導波路型光モジュールを提供する。
【解決手段】導波路型光合分波器１０は、内部筐体１２に温度無依存型の光導波路素子１３が固定され、内部筐体１２と筐体１１とが２種類の樹脂１６、１７で固定される。ここで、樹脂１６にはヤング率が６．９［Ｐａ］以下の樹脂を用い、樹脂１７にはヤング率は９８．１［Ｐａ］以下の樹脂を用いることによって、筐体１１からの応力を吸収して光学特性の変化を回避する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度無依存型の光導波路素子を用いた導波路型光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重通信（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＷＤＭ）分野において、導波路型光合分波器は、光信号の合波や分波を行う合分波機能を有するデバイスとして重要不可欠なデバイスである。この導波路型光合分波器に使用される石英系光導波路素子として、光学特性の温度依存性を補償するために石英の屈折率温度依存性を相殺する構造が提案されている。
【０００３】
図４は、その温度無依存型の石英系光導波路素子１の概略を示す図である。この石英系光導波路素子１は、導波路２の内部に形成した溝３に、この素子１の屈折率温度依存特性と逆の屈折率依存特性の樹脂４が挿入される。したがって、導波路２に入射された光信号は、導波路２から受ける屈折率依存性の影響が、樹脂４から受ける屈折率依存性の影響によって相殺される。これによって、外部環境温度が変化しても光学特性が変化しない温度無依存型の光導波路素子を実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光導波路素子は、素子に作用する応力によって光学特性が変化してしまう。このため、この種の導波路型光モジュールにおいては、光導波路素子に外力が作用しないパッケージ構造が求められている。
【０００５】
しかしながら、従来、筐体に対して力が作用した際に、光導波路素子に外力が作用しないようにするパッケージ構造については明確な解決策が見出されていない。特に、温度無依存型の石英系光導波路素子を収容する筐体には、外力を光導波路素子に作用させない構造が要求されている。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、筐体に力が作用しても光学特性が変化しない導波路型光モジュールを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述課題を解決するため、本発明は、導波路型光モジュールにおいて、温度無依存型の光導波路素子を筐体内に収容し、前記光導波路素子が固定された固定用部材を有し、前記固定用部材と前記筐体とは、少なくとも２種類の樹脂によって固定され、前記筐体と接する樹脂のヤング率は、前記固定用部材と接する樹脂のヤング率より小さいことを特徴とする。この構成によれば、樹脂が筐体からの応力を吸収する応力緩衝材として機能し、筐体からの応力が光導波路素子に伝わるのを効率よく低減することができる。
【０００８】
この構成において、前記固定用部材は、門型に形成され、両端の立ち上がり部の間に前記光導波路素子が固定される一方、その立ち上がり部だけが前記樹脂によって前記筐体に固定されるようにすることが好ましい。また、前記筐体と接する樹脂のヤング率は６．９［Ｐａ］以下であり、前記固定用部材と接する樹脂のヤング率は９８．１［Ｐａ］以下であることが好ましい。また、前記光導波路素子は、ヤング率が５８．８［Ｐａ］以下の樹脂によって前記固定用部材に固定されていることが好ましい。また、前記筐体は、金属製であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。以下に示す実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
図１は、本発明の導波路型光モジュールの一例となる導波路型光合分波器１０の斜視図である。また、図２は、導波路型光合分波器１０の断面図である。
【００１１】
この導波路型光合分波器１０においては、筐体１１の内部に、門型の金属部材からなる内部筐体（固定用部材）１２が配置される。この内部筐体１２は、両端の立ち上がり部（以下、リブ部という。）１２Ａ（図２参照）の間の部分１２Ｂ（図２参照）に、温度無依存型の光導波路素子１３がヤング率５８．８［Ｐａ］のシリコーン系樹脂１４を用いて接着される。なお、符号１５は、この光導波路素子１３に接続された光ファイバである。この光導波路素子１３には、例えば、上述した光導波路素子１が使用される。
【００１２】
また、内部筐体１２は、２種類の樹脂１６、１７を介して筐体１１に固定される（図２参照）。詳述すると、筐体１１の底面には、低弾性特性の樹脂層１６が形成され、内部筐体１２のリブ部１２Ａは、この樹脂層１６のヤング率より大きいヤング率の樹脂１７によって樹脂層１６に固定される。
【００１３】
ここで、低弾性特性の樹脂層１６は、筐体１１の変形に伴う応力を吸収する応力緩衝材として機能するものであり、発明者らの実験によれば、ヤング率にして６．９［Ｐａ］以下の材料を用いれば応力緩衝材として十分に機能することが判った。本実施形態では、樹脂層１６は、ヤング率が６．９［Ｐａ］のシリコーン系樹脂を層状に充填することによって形成し、その後、内部筐体１２のリブ部１２Ａを、ヤング率が９８．１［Ｐａ］のシリコーン系樹脂１７によって樹脂層１６に接着した。
【００１４】
このように、筐体１１と接する樹脂層１６のヤング率を、内部筐体１２のリブ部１２Ａと接する樹脂１７のヤング率より小さくしておくことによって、筐体１１からの応力が内部筐体１２に伝わるのを効率よく低減することができる。なお、本実施形態で使用した樹脂１４、１６、１７の具体例としては、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＥ１７４０（ヤング率が約５８．８［Ｐａ］）、ＣＹ５２−２７６（ヤング率が約６．９［Ｐａ］）、ＳＥ９１７６Ｌ（ヤング率が９８．１［Ｐａ］）を使用すればよい。なお、シリコーン系樹脂に限らず、ヤング率の関係が上記条件を満たす範囲で様々な材料を適用してもよい。また、ヤング率の値は、上記値より小さい値にしても応力が伝わるのを低減できるため、ヤング率が上記値より小さい材料を用いてもよい。
【００１５】
また、導波路型光合分波器１０は、筐体１１を金属材料で製作している。筐体１１を金属材料で製作することによって、筐体１１の剛性を高めることができ、筐体１１に大きな外力が加わった場合でも十分な機械強度を保持することができる。本実施形態では、ステンレス鋼で厚さ８ｍｍの筐体１１を用いた。
【００１６】
以上説明したように、本実施形態の導波路型光合分波器１０は、筐体１１の剛性を高くすると共に、内部筐体１２と筐体１１とを樹脂層１６および樹脂１７を用いて固定することにより、外部からの応力に対して十分な機械強度を得ると共に、外部からの応力が光導波路素子１３の光学特性に影響しないようになっている。
【００１７】
図３は、筐体１１に与えた加重と、その際の光導波路素子１３を通過する光信号の中心波長の変動量との相関を示す図である。ここで、中心波長は、導波路型光合分波器１０の光学特性を判断する上で最も重要なパラメータの一つであり、伝送信号の識別を定義するものである。なお、この実験は室内環境で行ったものである。
【００１８】
この図に示すように、導波路型光合分波器１０は、筐体１１に加重を与えても中心波長はほとんど変化していない。したがって、この導波路型光合分波器１０の構造は、通信用途として十分有効であることが確認できた。
【００１９】
なお、本実施形態は、図４に示したアレイ格子型光導波路の光導波路素子１を例に用いたが、マッハツェンダ型の光導波路などを用いた他の導波型光モジュールの構造にも有効であることは明らかである。
【００２０】
また、本実施形態では、内部筐体１２と筐体１１とを２種類の樹脂で固定する場合を説明したが、３種類以上の樹脂で固定してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように本発明は、光導波路素子を固定した内部筐体と筐体とを少なくとも２種類の樹脂で固定し、筐体と接する樹脂のヤング率を内部筐体と接する樹脂のヤング率より小さくして応力緩衝材として機能させる。これにより、筐体からの応力が内部筐体に伝わるのを低減することができ、光導波路素子の光学特性の変化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導波路型光モジュールの一例となる導波路型光合分波器の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る導波路型光合分波器の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る導波路型光合分波器の筐体に与えた加重と、その際の中心波長の変動量との相関を示す図である。
【図４】温度無依存型の石英系光導波路素子の概略を示す図である。
【符号の説明】
１０　導波路型光合分波器（導波路型光モジュール）
１１　筐体
１２　内部筐体（固定用部材）
１、１３　光導波路素子
１４、１６、１７　樹脂
１５　光ファイバ

Claims

導波路型光モジュールにおいて、
温度無依存型の光導波路素子を筐体内に収容し、
前記光導波路素子が固定された固定用部材を有し、
前記固定用部材と前記筐体とは、少なくとも２種類の樹脂によって固定され、
前記筐体と接する樹脂のヤング率は、前記固定用部材と接する樹脂のヤング率より小さいことを特徴とする導波路型光モジュール。
前記固定用部材は、門型に形成され、両端の立ち上がり部の間に前記光導波路素子が固定される一方、その立ち上がり部だけが前記樹脂によって前記筐体に固定されることを特徴とする請求項１に記載の導波路型光モジュール。
前記筐体と接する樹脂のヤング率は６．９［Ｐａ］以下であり、前記固定用部材と接する樹脂のヤング率は９８．１［Ｐａ］以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の導波路型光モジュール。
前記光導波路素子は、ヤング率が５８．８［Ｐａ］以下の樹脂によって前記固定用部材に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導波路型光モジュール。
前記筐体は、金属製であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導波路型光モジュール。