JP2004271894A - 光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システム - Google Patents
光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能であって、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても戻り光を防ぐことが可能な光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムを提供する。
【解決手段】合分波モジュール１は、スリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａを備える。スリーブ３ａは、光ファイバ１３ｂを保持している。また、ブッシュ５ａは、屈折率分布型のレンズ１９ａを保持している。光ファイバ１３ｂの端面１１ｂとレンズ１９ｂの入出射面２１ａとはＰＣ接合により接触している。また、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置が調整されることにより、光ファイバ１３ｂから出射される光Ｌ２の光軸が調整されている。
【選択図】 図２
【解決手段】合分波モジュール１は、スリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａを備える。スリーブ３ａは、光ファイバ１３ｂを保持している。また、ブッシュ５ａは、屈折率分布型のレンズ１９ａを保持している。光ファイバ１３ｂの端面１１ｂとレンズ１９ｂの入出射面２１ａとはＰＣ接合により接触している。また、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置が調整されることにより、光ファイバ１３ｂから出射される光Ｌ２の光軸が調整されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバコリメータは、光ファイバの端面において入出射される光をレンズによってコリメートまたは集光する。この光ファイバコリメータにおいては、光ファイバ端面での戻り光を防ぐために、光軸に垂直な面に対して斜めに光ファイバ端面が形成されている。しかし、レンズに入出射される光は斜めに形成された光ファイバ端面において屈折するので、レンズ中心からのずれが発生する。
【０００３】
引用文献１には、レンズ中心からのずれをなくすため図７に示されるような光ファイバコリメータ２００が開示されている。光ファイバコリメータ２００は、筒状部材２０４の内部にロッドレンズ２０１、光ファイバ２０５、及び光ファイバ２０５を保持する光ファイバチップ２０３を備えている。そして、ロッドレンズ２０１の端面と光ファイバ２０５の端面とが斜め加工されており、それぞれの端面が間隔をあけて配置されている。ロッドレンズ２０１の中心に対して光ファイバ２０５の光軸を偏心させ、ロッドレンズ２０１の中心とロッドレンズ２０１に入射する光Ｌ４の光軸とがほぼ一致するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９６１８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような光ファイバコリメータにおいては、光ファイバとレンズとの相対位置を予め計算した上で組み立てられる。しかしながら、各部材の寸法誤差やレンズの光学中心と形状中心とのずれなどが存在するので、光ファイバとレンズとの相対位置が所定の位置からずれてしまう。従って、光ファイバとレンズとの間で光軸がずれ、所望の光学特性を得ることができない。
【０００６】
また、上記したような光ファイバコリメータにおいては、光ファイバ端面が光軸に垂直な面に対して斜めに形成されている。光ファイバ端面をこのように形成するためには、光ファイバ端面を研磨する工程及びＡＲ（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｒｅｃｔｉｖｅ）コーティング膜を形成する工程という２つの工程が必要となるので、製造工程が増える一因となっている。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を鑑みてなされたものであり、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能であって、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても戻り光を防ぐことが可能な光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による光モジュールは、光ファイバと、光ファイバを保持する第１の部材と、互いに対向する第１の入出射面及び第２の入出射面を有する屈折率分布型のレンズと、レンズを保持する第２の部材とを備え、レンズの第１の入出射面と光ファイバの端面とが互いに接触していることを特徴とする。
【０００９】
本発明による光モジュールでは、レンズの第１の入出射面と光ファイバの端面とが接触しているので、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても光ファイバの端面における戻り光を低減することができる。また、この光モジュールでは、第１の部材と第２の部材とをレンズの第１の入出射面に平行な方向に相対的に移動することによって、光ファイバとレンズとの相対位置を互いに接触させたまま変化させることができる。従って、この光モジュールによれば、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能となる。
【００１０】
また、光モジュールは、第１の部材と第２の部材とが、レーザ溶接、接着剤による接合、及びはんだによる接合のいずれかによって互いに固定されていることを特徴としてもよい。これによって、第１の部材と第２の部材とを好適に固定することができる。
【００１１】
また、光モジュールは、第１の部材と第２の部材との相対位置が調整されることにより光軸調整がなされていることを特徴としてもよい。これによって、所望の光学特性を有する光モジュールを提供することができる。
【００１２】
また、光モジュールは、レンズの第２の入出射面において入出射される光を通過させるための開口部を有しており、第２の部材に接する第３の部材をさらに備えることを特徴としてもよい。これによって、第１の部材及び第２の部材と第３の部材との相対位置を変化させることにより、第３の部材の開口部を介してレンズの第２の入出射面に光学的に結合される他の光学部品とレンズ及び光ファイバとの間で光軸調整が可能となる。
【００１３】
また、光モジュールは、第１の部材及び第２の部材と第３の部材との相対位置が調整されることにより光軸調整がなされていることを特徴としてもよい。これによって、所望の光学特性を有する光モジュールを提供することができる。
【００１４】
また、本発明による光軸調整装置は、上記した光モジュールの光軸を調整する光軸調整装置であって、第１の部材を把持する把持部と、レンズの第１の入出射面に平行な方向に把持部を移動する位置調整部とを備えることを特徴とする。この光軸調整装置によれば、第１の部材と第２の部材との相対位置を変化させることで容易に光軸調整することができる。また、光モジュールが第３の部材を備える場合には、第１の部材及び第２の部材と第３の部材との相対位置を変化させることで容易に光軸調整することができる。
【００１５】
また、本発明による光通信システムは、上記した光モジュールを備えることを特徴とする。これにより、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能であって、戻り光を防ぐために光ファイバ端面を斜めに形成する必要がない光通信システムを提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光モジュールの第１実施形態としての合分波モジュールを示す斜視図である。また、図２は、図１に示された合分波モジュールのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。この合分波モジュール１は、複数の波長成分を含む光を光ファイバ１３ａから受けて、所定波長の光を光ファイバ１３ｂへ取り出し、残りの波長成分を含む光を光ファイバ１３ｃへ出射する機能を有する。または、合分波モジュール１は、光ファイバ１３ｂから所定波長の光を受けるとともに、光ファイバ１３ｃから所定波長とは異なる波長の光を受け、これらの光を合波して光ファイバ１３ａへ出射する機能を有する。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、合分波モジュール１は、第１の部材としてスリーブ３ａを、第２の部材としてブッシュ５ａを、第３の部材としてベース部材７ａを、それぞれ備えている。スリーブ３ａは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、スリーブ３ａの端面２０ａの中心付近には凹状部２２ｂが形成されている。また、スリーブ３ａ内部には所定の軸方向に延びて凹状部２２ｂに達する貫通孔が形成されており、該貫通孔内に光ファイバ１３ｂが挿通されている。光ファイバ１３ｂの端部はスリーブ３ａの凹状部２２ｂに埋設されたフェルール１５ｂによって保持されている。光ファイバ１３ｂの端面１１ｂ及びフェルール１５ｂの端面は球面状に研磨されており、フェルール１５ｂがスリーブ３ａから加圧されることにより光ファイバ１３ｂと次に述べるレンズ１９ａとがＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）結合されて互いに接触している。このとき、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間の結合損失は０．３ｄＢ以下であることが好ましい。
【００１９】
ブッシュ５ａは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、互いに対向する第１の面２４ａ及び第２の面２６ａを有している。ブッシュ５ａには、第１の面２４ａ及び第２の面２６ａを貫通する貫通孔が形成されている。そして、ブッシュ５ａは、該貫通孔内にレンズ１９ａを保持している。ブッシュ５ａの第１の面２４ａとスリーブ３ａの端面２０ａとは、例えばＹＡＧレーザ光をスポット的に照射してレーザ溶接され、互いに接合されている。あるいは、ブッシュ５ａの第１の面２４ａとスリーブ３ａの端面２０ａとは、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂などの接着剤やはんだによって互いに接合されてもよい。
【００２０】
レンズ１９ａはいわゆる屈折率分布型のレンズである。すなわち、レンズ１９ａは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、第１の入出射面として入出射面２１ａを、第２の入出射面として入出射面２３ａを、それぞれ有している。入出射面２１ａ及び２３ａそれぞれは、所定の軸方向と交差する方向に延びており、互いに対向している。そして、レンズ１９ａは、所定の軸に垂直な断面において、中心軸からの距離の２乗に比例して小さくなる屈折率分布を有している。レンズ１９ａは、入出射面２１ａがブッシュ５ａの第１の面２４ａと同一面内に位置するとともに、入出射面２３ａがブッシュ５ａの第２の面２６ａと同一面内に位置するようにブッシュ５ａ内に保持されている。レンズ１９ａの入出射面２１ａは、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂに接触している。
【００２１】
ベース部材７ａは、所定の軸方向と交差する方向に延びた板状を呈しており、その一面２８ａがブッシュ５ａの第２の面２６ａに接している。ベース部材７ａの面２８ａとブッシュ５ａの第２の面２６ａとが接する部分は、例えばＹＡＧレーザ光をスポット的に照射してレーザ溶接され、接合されている。あるいは、ベース部材７ａの面２８ａとブッシュ５ａの第２の面２６ａとが接する部分は、接着剤やはんだによって互いに接合されてもよい。また、ベース部材７ａは、ベース部材７ａを所定の軸方向に貫通する開口部２５ａを有している。開口部２５ａは、レンズ１９ａの入出射面２３ａにおいて入出射される光Ｌ２を通過させるために設けられる。
【００２２】
また、合分波モジュール１は、第１の部材としてスリーブ３ｂを、第２の部材としてブッシュ５ｂを、第３の部材としてベース部材７ｂを、さらに備えている。スリーブ３ｂは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、スリーブ３ｂの端面２０ｂにおける中心を挟む２つの領域のそれぞれには凹状部２２ａ及び２２ｃそれぞれが形成されている。また、スリーブ３ｂ内部には所定の軸方向に延びて凹状部２２ａ及び２２ｃそれぞれに達する２本の貫通孔が形成されており、該２本の貫通孔それぞれに光ファイバ１３ａ及び１３ｃそれぞれが挿通されている。光ファイバ１３ａの端部はスリーブ３ｂの凹状部２２ａに埋設されたフェルール１５ａによって保持されている。また、光ファイバ１３ｃの端部はスリーブ３ｂの凹状部２２ｃに埋設されたフェルール１５ｃによって保持されている。光ファイバ１３ａの端面１１ａ及びフェルール１５ａの端面、及び光ファイバ１３ｃの端面１１ｃ及びフェルール１５ｃの端面は球面状に研磨されており、フェルール１５ａ及び１５ｃがスリーブ３ｂから加圧されることにより光ファイバ１３ａの端面１１ａ及び光ファイバ１３ｃの端面１１ｃとレンズ１９ｂの入出射面２１ｂとがＰＣ結合されて互いに接触している。
【００２３】
ブッシュ５ｂは前述したブッシュ５ａと同様の形状を有しており、互いに対向する第１の面２４ｂ及び第２の面２６ｂを有するとともに、レンズ１９ｂを保持している。また、ブッシュ５ｂの第１の面２４ｂとスリーブ３ｂの端面２０ｂとは、レーザ溶接、接着剤、またははんだなどによって互いに接合されている。
【００２４】
レンズ１９ｂは前述したレンズ１９ａと同様の形態を有している。レンズ１９ｂは、第１の入出射面として入出射面２１ｂを、第２の入出射面として入出射面２３ｂを、それぞれ有している。レンズ１９ｂは、入出射面２１ｂがブッシュ５ｂの第１の面２４ｂと同一面内に位置するとともに、入出射面２３ｂがブッシュ５ｂの第２の面２６ｂと同一面内に位置するようにブッシュ５ｂ内に保持されている。レンズ１９ｂの入出射面２１ｂは、光ファイバ１３ａの端面１１ａ及び光ファイバ１３ｃの端面１１ｃに接触している。
【００２５】
ベース部材７ｂは、前述したベース部材７ａと同様の形態を有する。ベース部材７ｂは、面２８ｂにおいてブッシュ５ｂの第２の面２６ｂに接している。ベース部材７ｂの面２８ｂとブッシュ５ｂの第２の面２６ｂとが接する部分は、レーザ溶接、接着剤、またははんだ等によって互いに接合されている。また、ベース部材７ｂは、レンズ１９ｂの入出射面２３ｂにおいて入出射される光Ｌ１及びＬ３を通過させるための開口部２５ｂを有している。
【００２６】
ベース部材７ａ及び７ｂは、ベース部材７ａの面２８ａとは反対側の面とベース部材７ｂの面２８ｂとは反対側の面とが互いに対向するように固定されている。ベース部材７ｂの面２８ｂとは反対側の面には、開口部２５ｂを塞ぐようにフィルタ１７が設けられている。フィルタ１７は、所定波長の光を選択的に透過させ、他の波長の光を反射する性質をもつ。
【００２７】
ここで、スリーブ３ａ及び３ｂ、ブッシュ５ａ及び５ｂ、並びにベース部材７ａ及び７ｂの相対位置は、光ファイバ１３ａ〜１３ｃが光学的に互いに結合されるように調整されている。すなわち、光ファイバ１３ａから出射される光Ｌ２がレンズ１９ａの入出射面２３ａから出射される角度は、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置がレンズ１９ａの入出射面２１ａと平行な方向に調整されることにより調整されている。また、光ファイバ１３ｃから出射される光Ｌ３がレンズ１９ｂの入出射面２３ｂから出射される角度、及び、光Ｌ３がフィルタ１７において反射して光Ｌ１となり、レンズ１９ｂの入出射面２３ｂに入射される角度は、スリーブ３ｂとブッシュ５ｂとの相対位置がレンズ１９ｂの入出射面２１ｂと平行な方向に調整されることにより調整されている。また、レンズ１９ａから出射された光Ｌ２がフィルタ１７を透過して光Ｌ１と同軸の光となるように、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置及びブッシュ５ｂとベース部材７ｂとの相対位置が調整されている。以上のように、合分波モジュール１は各構成部品間で光軸調整されている。なお、以上の説明は光ファイバ１３ｂ及び１３ｃから出射された光が光ファイバ１３ａに入射される構成に関するが、光ファイバ１３ａから出射された光が光ファイバ１３ｂ及び１３ｃに入射されるような構成においても同様の光軸調整がなされている。
【００２８】
以上に構成を説明した合分波モジュール１は、次のような動作を行う。すなわち、複数の波長成分を含む光を光ファイバ１３ａから受けると、光ファイバ１３ａの端面１１ａから光Ｌ１が出射される。光Ｌ１はレンズ１９ｂにより偏向するとともにコリメートされ、ベース部材７ｂの開口部２５ｂを通ってフィルタ１７に達する。ここで、所定波長の光Ｌ２はフィルタ１７を透過し、他の波長成分を含む光Ｌ３はフィルタ１７において反射する。反射した光Ｌ３は再び開口部２５ｂを通ってレンズ１９ｂに達する。光Ｌ３は、レンズ１９ｂによって再び偏向するとともに集光され、光ファイバ１３ｃの端面１１ｃに入射される。
【００２９】
一方、フィルタ１７を透過した所定波長の光Ｌ２は、ベース部材７ａの開口部２５ａを通ってレンズ１９ａに達する。そして、光Ｌ２はレンズ１９ａにより偏向するとともに集光され、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂに入射する。こうして、複数の波長成分を含む光Ｌ１から所定波長の光Ｌ２が分波される。
【００３０】
また、合分波モジュール１は、次のような動作を行う場合もある。すなわち、所定波長の光Ｌ２を光ファイバ１３ｂから受けるとともに、所定波長以外の波長成分を含む光Ｌ３を光ファイバ１３ｃから受ける。光Ｌ２は、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂから出射され、レンズ１９ａにより偏向するとともにコリメートされて、ベース部材７ａの開口部２５ａを通ってフィルタ１７に達し、フィルタ１７を透過する。
【００３１】
一方、光Ｌ３は、光ファイバ１３ｃの端面１１ｃから出射され、レンズ１９ｂにより偏向するとともにコリメートされて、ベース部材７ｂの開口部２５ｂを通ってフィルタ１７に達する。そして、光Ｌ３はフィルタ１７において反射する。このとき、光Ｌ３と光Ｌ２とが合波されて光Ｌ１となる。光Ｌ１は、開口部２５ｂを通ってレンズ１９ｂに達する。光Ｌ１は、レンズ１９ｂにより偏向するとともに集光され、光ファイバ１３ａの端面１１ａに入射される。
【００３２】
図３は、合分波モジュール１の製造方法として、光軸調整装置を用いて合分波モジュール１の光軸を調整する方法を説明するための図である。合分波モジュール１では、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置、及びブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置を調整することにより、光軸の調整が行われる。なお、図３において、レンズ１９ａの入出射面２１ａに平行な平面をＸＹ平面とする直交座標系ＸＹＺが規定されている。
【００３３】
図３を参照すると、光軸調整装置３３は、第１の位置調整部３９、第２の位置調整部４１、及び把持部４３を備えている。把持部４３は、合分波モジュール１のスリーブ３ａを把持している。第１の位置調整部３９は、板状部材３９ａ及び３９ｂを互いに重ね合わせることによって構成されている。板状部材３９ａの板状部材３９ｂとの接触面とは反対側の面には、把持部４３が固定されている。そして、板状部材３９ａ及び３９ｂをＸ軸方向に互いに摺動させることにより、把持部４３を介してスリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置がＸ軸方向に変化する。または、スリーブ３ａとブッシュ５ａが固定されている場合には、板状部材３９ａ及び３９ｂをＸ軸方向に互いに摺動させることにより、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置がＸ軸方向に変化する。
【００３４】
第２の位置調整部４１は、板状部材４１ａ及び４１ｂを互いに重ね合わせることによって構成されている。板状部材４１ａの板状部材４１ｂとの接触面とは反対側の面には、第１の位置調整部３９の板状部材３９ｂが固定されている。そして、板状部材４１ａ及び４１ｂをＹ軸方向に互いに摺動させることにより、把持部４３及び第１の位置調整部３９を介してスリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置がＹ軸方向に変化する。または、スリーブ３ａとブッシュ５ａが固定されている場合には、板状部材４１ａ及び４１ｂをＹ軸方向に互いに摺動させることにより、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置がＹ軸方向に変化する。
【００３５】
上記した光軸調整装置３３を用いた合分波モジュール１の光軸調整方法は、次のとおりである。まず、光ファイバ１３ａに光源４５を接続し、光ファイバ１３ｂに輝度計４７を接続する。次に、光源４５から発光される光の強度を一定とし、光ファイバ１３ｂを伝搬する光の輝度を輝度計４７により測定する。そして、輝度計４７において測定される輝度が最大となるように、第１の位置調整部３９、及び第２の位置調整部４１を摺動させることによって、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置、並びにブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置が調整され、光軸調整が完了する。こうして、光軸調整が完了した後、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの接合部分、及びブッシュ５ａとベース部材７ａとの接合部分をレーザ溶接などにより固着することで、スリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａを互いに固定する。
【００３６】
なお、スリーブ３ｂ、ブッシュ５ｂ、及びベース部材７ｂについても、スリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａと同様の方法により光軸調整が行われる。
【００３７】
本実施形態による合分波モジュール１は、次の効果を有する。すなわち、合分波モジュール１においては、レンズ１９ａの入出射面２１ａと光ファイバ１３ｂの端面１１ｂとが互いに接触しているので、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても光ファイバ１３ｂの端面１１ｂにおける戻り光を低減することができる。また、合分波モジュール１では、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂがレンズ１９ａの平らな入出射面２１ａに接触している。従って、スリーブ３ａとブッシュ５ａとをレンズ１９ａの入出射面２１ａに平行な方向に相対的に移動させることによって、端面１１ｂと入出射面２１ａとを互いに接触させたまま光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの相対位置を変化させることができる。従って、この合分波モジュール１によれば、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間で光軸調整が可能となる。
【００３８】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、スリーブ３ａとブッシュ５ａとが、レーザ溶接、接着剤による接合、及びはんだによる接合のいずれかによって互いに固定されている。これによって、スリーブ３ａとブッシュ５ａとを好適に固定することができる。
【００３９】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置が調整されることにより光軸調整がなされている。これによって、光ファイバ１３ａ〜１３ｃの互いの光学的結合関係が好適に実現されるので、所望の光学特性を有する合分波モジュール１を提供することができる。
【００４０】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置を変化させることにより、ベース部材７ａの開口部２５ａを介してレンズ１９ａの入出射面２３ａに光学的に結合されるレンズ１９ｂ及び光ファイバ１３ａとレンズ１９ａ及び光ファイバ１３ｂとの間で光軸調整が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置が調整されることにより光軸調整がなされている。これによって、光ファイバ１３ａ〜１３ｃの互いの光学的結合関係がさらに好適に実現されるので、所望の光学特性を有する合分波モジュール１を提供することができる。
【００４２】
また、本実施形態による光軸調整装置３３によれば、把持部４３、第１の位置調整部３９、及び第２の位置調整部４１により、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置及びブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置を変化させることで容易に光軸調整することができる。
【００４３】
なお、上記した本実施形態による合分波モジュール１では、スリーブ３ｂ、ブッシュ５ｂ、及びベース部材７ｂにおいてもスリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａと同様の効果が得られる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明による合分波モジュールの第２実施形態を示す断面図である。図４に示された合分波モジュール２は、第１の部材としてスリーブ３ａ及び３ｂを、第２の部材としてベース部材２９ａ及び２９ｂを、それぞれ備えている。スリーブ３ａ及び３ｂの構造は、上記した第１実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
【００４５】
ベース部材２９ａは角柱状の部材であり、面３２ａを有している。また、ベース部材２９ａは、面３２ａと面３２ａの反対側の面とを貫通する貫通孔３４ａを有している。貫通孔３４ａの内部には、レンズ１９ａが保持されている。ベース部材２９ａの面３２ａは、スリーブ３ａの端面２０ａに接している。ベース部材２９ａとスリーブ３ａとの相対位置は、光ファイバ１３ａと光ファイバ１３ｂとが光学的に結合される位置に調整されている。ベース部材２９ａとスリーブ３ａとの接合部分は、レーザ溶接、接着剤、またははんだ等によって固着されている。また、ベース部材２９ｂもベース部材２９ａと同様の形態を有している。ベース部材２９ｂの面３２ｂとは反対側の面には、貫通孔３４ｂを塞ぐようにフィルタ１７が設けられている。
【００４６】
ベース部材２９ａ及び２９ｂは、面３２ａの反対側の面と面３２ｂの反対側の面とが対向するように互いに固定されている。このとき、ベース部材２９ａの貫通孔３４ａ及びベース部材２９ｂの貫通孔３４ｂは、レンズ１９ａの入出射面２３ａとレンズ１９ｂの入出射面２３ｂとが光学的に結合可能な位置に設けられる。
【００４７】
なお、本実施形態による合分波モジュール２の動作は、前述した第１実施形態による合分波モジュール１の動作と同様なので、その説明を省略する。
【００４８】
次に、合分波モジュール２の製造方法として、光軸調整装置を用いて合分波モジュール２の光軸を調整する方法を説明する。合分波モジュール２では、スリーブ３ａとベース部材２９ａとの相対位置を調整することにより、光軸の調整が行われる。
【００４９】
図３に示された光軸調整装置３３において、合分波モジュール２の光ファイバ１３ａに光源４５を接続し、光ファイバ１３ｂに輝度計４７を接続する。次に、光源４５から発光される光の強度を一定とし、光ファイバ１３ｂを伝搬する光の輝度を輝度計４７により測定する。そして、輝度計４７において測定される輝度が最大となるように、第１の位置調整部３９及び第２の位置調整部４１を摺動させることによって、スリーブ３ａとベース部材２９ａとの相対位置が調整され、光軸調整が完了する。こうして、光軸調整が完了した後、スリーブ３ａとベース部材２９ａとの接合部分をレーザ溶接などにより固着することで、スリーブ３ａ及びベース部材２９ａが互いに固定される。なお、スリーブ３ｂ及びベース部材２９ｂについても、スリーブ３ａ及びベース部材２９ａと同様の方法により光軸調整が行われる。
【００５０】
本実施形態による合分波モジュール２は、次の効果を有する。すなわち、合分波モジュール２においては、レンズ１９ａの入出射面２１ａと光ファイバ１３ｂの端面１１ｂとが互いに接触しているので、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂにおける戻り光を低減することができる。また、合分波モジュール２においては、スリーブ３ａとベース部材２９ａとをレンズ１９ａの入出射面２１ａに平行な方向に相対的に移動することによって、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間で光軸調整が可能となる。なお、スリーブ３ｂ及びベース部材２９ｂにおいても同様の効果が得られる。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明による光通信システムの第３実施形態を示す構成図である。図５を参照すると、本実施形態の光通信システム１００は、光送信器１０１と光受信器１０３とを備えている。光送信器１０１と光受信器１０３とは、光ファイバ１３によって互いに接続されている。
【００５２】
光送信器１０１は、光送信モジュール１０９ａ〜１０９ｄ及び光合波器１０５を備えている。光送信モジュール１０９ａ〜１０９ｄそれぞれは、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を生成し、光送信器１０１内部の光ファイバを介して光合波器１０５に送る。光合波器１０５は、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を合波して光ファイバ１３へ出力する。
【００５３】
光受信器１０３は、光分波器１０７及び光受信モジュール１１１ａ〜１１１ｄを備えている。光分波器１０７は、光ファイバ１３から入力した光を波長λａ〜λｄそれぞれの信号光成分に分波して、光受信モジュール１１１ａ〜１１１ｄそれぞれに送る。光受信モジュール１１１ａ〜１１１ｄは、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光成分を受信する。
【００５４】
図６は、光分波器１０７の内部構成を示す図である。光分波器１０７は、合分波モジュール１ａ〜１ｃ、及び光ファイバ１３ａ〜１３ｇを備えている。合分波モジュール１ａには、光ファイバ１３、１３ｂ、及び１３ｃが接続されている。合分波モジュール１ａは、光ファイバ１３から入力した信号光を波長λａの信号光成分とその他の波長（λｂ、λｃ、λｄ）を含む信号光とに分波して、波長λａの信号光成分を光ファイバ１３ｂから出力するとともに、他の波長（λｂ、λｃ、λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｃを介して合分波モジュール１ｂに送る。合分波モジュール１ｂも合分波モジュール１ａと同様に、波長λｂの信号光成分を光ファイバ１３ｄから出力するとともに、他の波長（λｃ、λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｅを介して合分波モジュール１ｃに送る。合分波モジュール１ｃも合分波モジュール１ａ、１ｂと同様に、波長λｃの信号光成分を光ファイバ１３ｆから出力するとともに、他の波長（λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｇから出力する。
【００５５】
合分波モジュール１ａ〜１ｃとしては、上記した第１実施形態の合分波モジュール１または第２実施形態の合分波モジュール２が用いられる。また、光分波器１０７と同様に、光合波器１０５においても、第１実施形態の合分波モジュール１または第２実施形態の合分波モジュール２を用いることができる。すなわち、図６に示された構成において、光ファイバ１３ｂ、１３ｄ、１３ｆ、及び１３ｇそれぞれに波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を入力すれば、これらの信号光は合波されて光ファイバ１３へ出力されるので、光合波器１０５を構成することができる。
【００５６】
本実施形態による光通信システム１００は、上記した第１実施形態の合分波モジュール１または第２実施形態の合分波モジュール２を備えている。これにより、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間で光軸調整が可能であって、戻り光を防ぐために光ファイバ端面を斜めに形成する必要がない光通信システム１００を提供することができる。
【００５７】
本発明は、上記した各実施形態に限らず、様々な変形が可能である。例えば、第１実施形態及び第２実施形態では光モジュールとして合分波モジュールを説明したが、これ以外にも、例えばレーザダイオードを内蔵した発光モジュールや、フォトダイオードを内蔵した受光モジュールなどにおいても、本発明を適用することが可能である。すなわち、光ファイバからの光を集光またはコリメートする必要のある光モジュールであれば、本発明を適用することができる。
【００５８】
また、第１実施形態及び第２実施形態では光ファイバとレンズとをＰＣ結合により接触させている。光ファイバとレンズとの接触形態はこれに限らず、例えば光ファイバとレンズとの間に整合剤を塗布して結合してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明による光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムによれば、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能となるとともに、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても戻り光を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光モジュールの第１実施形態としての合分波モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１に示された合分波モジュールのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図３】合分波モジュールの製造方法として、光軸調整装置を用いて合分波モジュールの光軸を調整する方法を説明するための図である。
【図４】本発明による合分波モジュールの第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明による光通信システムの第３実施形態を示す構成図である。
【図６】光分波器の内部構成を示す図である。
【図７】従来の光ファイバコリメータを示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ〜１ｃ、２…合分波モジュール、３ａ、３ｂ…スリーブ、５ａ、５ｂ…ブッシュ、７ａ、７ｂ…ベース部材、１１ａ〜１１ｃ…端面、１３、１３ａ〜１３ｇ…光ファイバ、１５ａ〜１５ｃ…フェルール、１７…フィルタ、１９ａ、１９ｂ…レンズ、２０ａ、２０ｂ…端面、２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂ…入出射面、２２ａ〜２２ｃ…凹状部、２４ａ、２４ｂ…第１の面、２６ａ、２６ｂ…第２の面、２５ａ、２５ｂ…開口部、２８ａ、２８ｂ、３２ａ、３２ｂ…面、２９ａ、２９ｂ…ベース部材、３３…光軸調整装置、３４ａ、３４ｂ…貫通孔、３９…第１の位置調整部、３９ａ、３９ｂ…板状部材、４１…第２の位置調整部、４１ａ、４１ｂ…板状部材、４３…把持部、４５…光源、４７…輝度計、１００…光通信システム、１０１…光送信器、１０３…光受信器、１０５…光合波器、１０７…光分波器、１０９ａ…光送信モジュール、１１１ａ…光受信モジュール。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバコリメータは、光ファイバの端面において入出射される光をレンズによってコリメートまたは集光する。この光ファイバコリメータにおいては、光ファイバ端面での戻り光を防ぐために、光軸に垂直な面に対して斜めに光ファイバ端面が形成されている。しかし、レンズに入出射される光は斜めに形成された光ファイバ端面において屈折するので、レンズ中心からのずれが発生する。
【０００３】
引用文献１には、レンズ中心からのずれをなくすため図７に示されるような光ファイバコリメータ２００が開示されている。光ファイバコリメータ２００は、筒状部材２０４の内部にロッドレンズ２０１、光ファイバ２０５、及び光ファイバ２０５を保持する光ファイバチップ２０３を備えている。そして、ロッドレンズ２０１の端面と光ファイバ２０５の端面とが斜め加工されており、それぞれの端面が間隔をあけて配置されている。ロッドレンズ２０１の中心に対して光ファイバ２０５の光軸を偏心させ、ロッドレンズ２０１の中心とロッドレンズ２０１に入射する光Ｌ４の光軸とがほぼ一致するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９６１８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような光ファイバコリメータにおいては、光ファイバとレンズとの相対位置を予め計算した上で組み立てられる。しかしながら、各部材の寸法誤差やレンズの光学中心と形状中心とのずれなどが存在するので、光ファイバとレンズとの相対位置が所定の位置からずれてしまう。従って、光ファイバとレンズとの間で光軸がずれ、所望の光学特性を得ることができない。
【０００６】
また、上記したような光ファイバコリメータにおいては、光ファイバ端面が光軸に垂直な面に対して斜めに形成されている。光ファイバ端面をこのように形成するためには、光ファイバ端面を研磨する工程及びＡＲ（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｒｅｃｔｉｖｅ）コーティング膜を形成する工程という２つの工程が必要となるので、製造工程が増える一因となっている。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を鑑みてなされたものであり、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能であって、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても戻り光を防ぐことが可能な光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による光モジュールは、光ファイバと、光ファイバを保持する第１の部材と、互いに対向する第１の入出射面及び第２の入出射面を有する屈折率分布型のレンズと、レンズを保持する第２の部材とを備え、レンズの第１の入出射面と光ファイバの端面とが互いに接触していることを特徴とする。
【０００９】
本発明による光モジュールでは、レンズの第１の入出射面と光ファイバの端面とが接触しているので、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても光ファイバの端面における戻り光を低減することができる。また、この光モジュールでは、第１の部材と第２の部材とをレンズの第１の入出射面に平行な方向に相対的に移動することによって、光ファイバとレンズとの相対位置を互いに接触させたまま変化させることができる。従って、この光モジュールによれば、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能となる。
【００１０】
また、光モジュールは、第１の部材と第２の部材とが、レーザ溶接、接着剤による接合、及びはんだによる接合のいずれかによって互いに固定されていることを特徴としてもよい。これによって、第１の部材と第２の部材とを好適に固定することができる。
【００１１】
また、光モジュールは、第１の部材と第２の部材との相対位置が調整されることにより光軸調整がなされていることを特徴としてもよい。これによって、所望の光学特性を有する光モジュールを提供することができる。
【００１２】
また、光モジュールは、レンズの第２の入出射面において入出射される光を通過させるための開口部を有しており、第２の部材に接する第３の部材をさらに備えることを特徴としてもよい。これによって、第１の部材及び第２の部材と第３の部材との相対位置を変化させることにより、第３の部材の開口部を介してレンズの第２の入出射面に光学的に結合される他の光学部品とレンズ及び光ファイバとの間で光軸調整が可能となる。
【００１３】
また、光モジュールは、第１の部材及び第２の部材と第３の部材との相対位置が調整されることにより光軸調整がなされていることを特徴としてもよい。これによって、所望の光学特性を有する光モジュールを提供することができる。
【００１４】
また、本発明による光軸調整装置は、上記した光モジュールの光軸を調整する光軸調整装置であって、第１の部材を把持する把持部と、レンズの第１の入出射面に平行な方向に把持部を移動する位置調整部とを備えることを特徴とする。この光軸調整装置によれば、第１の部材と第２の部材との相対位置を変化させることで容易に光軸調整することができる。また、光モジュールが第３の部材を備える場合には、第１の部材及び第２の部材と第３の部材との相対位置を変化させることで容易に光軸調整することができる。
【００１５】
また、本発明による光通信システムは、上記した光モジュールを備えることを特徴とする。これにより、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能であって、戻り光を防ぐために光ファイバ端面を斜めに形成する必要がない光通信システムを提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光モジュールの第１実施形態としての合分波モジュールを示す斜視図である。また、図２は、図１に示された合分波モジュールのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。この合分波モジュール１は、複数の波長成分を含む光を光ファイバ１３ａから受けて、所定波長の光を光ファイバ１３ｂへ取り出し、残りの波長成分を含む光を光ファイバ１３ｃへ出射する機能を有する。または、合分波モジュール１は、光ファイバ１３ｂから所定波長の光を受けるとともに、光ファイバ１３ｃから所定波長とは異なる波長の光を受け、これらの光を合波して光ファイバ１３ａへ出射する機能を有する。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、合分波モジュール１は、第１の部材としてスリーブ３ａを、第２の部材としてブッシュ５ａを、第３の部材としてベース部材７ａを、それぞれ備えている。スリーブ３ａは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、スリーブ３ａの端面２０ａの中心付近には凹状部２２ｂが形成されている。また、スリーブ３ａ内部には所定の軸方向に延びて凹状部２２ｂに達する貫通孔が形成されており、該貫通孔内に光ファイバ１３ｂが挿通されている。光ファイバ１３ｂの端部はスリーブ３ａの凹状部２２ｂに埋設されたフェルール１５ｂによって保持されている。光ファイバ１３ｂの端面１１ｂ及びフェルール１５ｂの端面は球面状に研磨されており、フェルール１５ｂがスリーブ３ａから加圧されることにより光ファイバ１３ｂと次に述べるレンズ１９ａとがＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）結合されて互いに接触している。このとき、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間の結合損失は０．３ｄＢ以下であることが好ましい。
【００１９】
ブッシュ５ａは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、互いに対向する第１の面２４ａ及び第２の面２６ａを有している。ブッシュ５ａには、第１の面２４ａ及び第２の面２６ａを貫通する貫通孔が形成されている。そして、ブッシュ５ａは、該貫通孔内にレンズ１９ａを保持している。ブッシュ５ａの第１の面２４ａとスリーブ３ａの端面２０ａとは、例えばＹＡＧレーザ光をスポット的に照射してレーザ溶接され、互いに接合されている。あるいは、ブッシュ５ａの第１の面２４ａとスリーブ３ａの端面２０ａとは、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂などの接着剤やはんだによって互いに接合されてもよい。
【００２０】
レンズ１９ａはいわゆる屈折率分布型のレンズである。すなわち、レンズ１９ａは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、第１の入出射面として入出射面２１ａを、第２の入出射面として入出射面２３ａを、それぞれ有している。入出射面２１ａ及び２３ａそれぞれは、所定の軸方向と交差する方向に延びており、互いに対向している。そして、レンズ１９ａは、所定の軸に垂直な断面において、中心軸からの距離の２乗に比例して小さくなる屈折率分布を有している。レンズ１９ａは、入出射面２１ａがブッシュ５ａの第１の面２４ａと同一面内に位置するとともに、入出射面２３ａがブッシュ５ａの第２の面２６ａと同一面内に位置するようにブッシュ５ａ内に保持されている。レンズ１９ａの入出射面２１ａは、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂに接触している。
【００２１】
ベース部材７ａは、所定の軸方向と交差する方向に延びた板状を呈しており、その一面２８ａがブッシュ５ａの第２の面２６ａに接している。ベース部材７ａの面２８ａとブッシュ５ａの第２の面２６ａとが接する部分は、例えばＹＡＧレーザ光をスポット的に照射してレーザ溶接され、接合されている。あるいは、ベース部材７ａの面２８ａとブッシュ５ａの第２の面２６ａとが接する部分は、接着剤やはんだによって互いに接合されてもよい。また、ベース部材７ａは、ベース部材７ａを所定の軸方向に貫通する開口部２５ａを有している。開口部２５ａは、レンズ１９ａの入出射面２３ａにおいて入出射される光Ｌ２を通過させるために設けられる。
【００２２】
また、合分波モジュール１は、第１の部材としてスリーブ３ｂを、第２の部材としてブッシュ５ｂを、第３の部材としてベース部材７ｂを、さらに備えている。スリーブ３ｂは所定の軸方向に延びた円柱状を呈しており、スリーブ３ｂの端面２０ｂにおける中心を挟む２つの領域のそれぞれには凹状部２２ａ及び２２ｃそれぞれが形成されている。また、スリーブ３ｂ内部には所定の軸方向に延びて凹状部２２ａ及び２２ｃそれぞれに達する２本の貫通孔が形成されており、該２本の貫通孔それぞれに光ファイバ１３ａ及び１３ｃそれぞれが挿通されている。光ファイバ１３ａの端部はスリーブ３ｂの凹状部２２ａに埋設されたフェルール１５ａによって保持されている。また、光ファイバ１３ｃの端部はスリーブ３ｂの凹状部２２ｃに埋設されたフェルール１５ｃによって保持されている。光ファイバ１３ａの端面１１ａ及びフェルール１５ａの端面、及び光ファイバ１３ｃの端面１１ｃ及びフェルール１５ｃの端面は球面状に研磨されており、フェルール１５ａ及び１５ｃがスリーブ３ｂから加圧されることにより光ファイバ１３ａの端面１１ａ及び光ファイバ１３ｃの端面１１ｃとレンズ１９ｂの入出射面２１ｂとがＰＣ結合されて互いに接触している。
【００２３】
ブッシュ５ｂは前述したブッシュ５ａと同様の形状を有しており、互いに対向する第１の面２４ｂ及び第２の面２６ｂを有するとともに、レンズ１９ｂを保持している。また、ブッシュ５ｂの第１の面２４ｂとスリーブ３ｂの端面２０ｂとは、レーザ溶接、接着剤、またははんだなどによって互いに接合されている。
【００２４】
レンズ１９ｂは前述したレンズ１９ａと同様の形態を有している。レンズ１９ｂは、第１の入出射面として入出射面２１ｂを、第２の入出射面として入出射面２３ｂを、それぞれ有している。レンズ１９ｂは、入出射面２１ｂがブッシュ５ｂの第１の面２４ｂと同一面内に位置するとともに、入出射面２３ｂがブッシュ５ｂの第２の面２６ｂと同一面内に位置するようにブッシュ５ｂ内に保持されている。レンズ１９ｂの入出射面２１ｂは、光ファイバ１３ａの端面１１ａ及び光ファイバ１３ｃの端面１１ｃに接触している。
【００２５】
ベース部材７ｂは、前述したベース部材７ａと同様の形態を有する。ベース部材７ｂは、面２８ｂにおいてブッシュ５ｂの第２の面２６ｂに接している。ベース部材７ｂの面２８ｂとブッシュ５ｂの第２の面２６ｂとが接する部分は、レーザ溶接、接着剤、またははんだ等によって互いに接合されている。また、ベース部材７ｂは、レンズ１９ｂの入出射面２３ｂにおいて入出射される光Ｌ１及びＬ３を通過させるための開口部２５ｂを有している。
【００２６】
ベース部材７ａ及び７ｂは、ベース部材７ａの面２８ａとは反対側の面とベース部材７ｂの面２８ｂとは反対側の面とが互いに対向するように固定されている。ベース部材７ｂの面２８ｂとは反対側の面には、開口部２５ｂを塞ぐようにフィルタ１７が設けられている。フィルタ１７は、所定波長の光を選択的に透過させ、他の波長の光を反射する性質をもつ。
【００２７】
ここで、スリーブ３ａ及び３ｂ、ブッシュ５ａ及び５ｂ、並びにベース部材７ａ及び７ｂの相対位置は、光ファイバ１３ａ〜１３ｃが光学的に互いに結合されるように調整されている。すなわち、光ファイバ１３ａから出射される光Ｌ２がレンズ１９ａの入出射面２３ａから出射される角度は、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置がレンズ１９ａの入出射面２１ａと平行な方向に調整されることにより調整されている。また、光ファイバ１３ｃから出射される光Ｌ３がレンズ１９ｂの入出射面２３ｂから出射される角度、及び、光Ｌ３がフィルタ１７において反射して光Ｌ１となり、レンズ１９ｂの入出射面２３ｂに入射される角度は、スリーブ３ｂとブッシュ５ｂとの相対位置がレンズ１９ｂの入出射面２１ｂと平行な方向に調整されることにより調整されている。また、レンズ１９ａから出射された光Ｌ２がフィルタ１７を透過して光Ｌ１と同軸の光となるように、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置及びブッシュ５ｂとベース部材７ｂとの相対位置が調整されている。以上のように、合分波モジュール１は各構成部品間で光軸調整されている。なお、以上の説明は光ファイバ１３ｂ及び１３ｃから出射された光が光ファイバ１３ａに入射される構成に関するが、光ファイバ１３ａから出射された光が光ファイバ１３ｂ及び１３ｃに入射されるような構成においても同様の光軸調整がなされている。
【００２８】
以上に構成を説明した合分波モジュール１は、次のような動作を行う。すなわち、複数の波長成分を含む光を光ファイバ１３ａから受けると、光ファイバ１３ａの端面１１ａから光Ｌ１が出射される。光Ｌ１はレンズ１９ｂにより偏向するとともにコリメートされ、ベース部材７ｂの開口部２５ｂを通ってフィルタ１７に達する。ここで、所定波長の光Ｌ２はフィルタ１７を透過し、他の波長成分を含む光Ｌ３はフィルタ１７において反射する。反射した光Ｌ３は再び開口部２５ｂを通ってレンズ１９ｂに達する。光Ｌ３は、レンズ１９ｂによって再び偏向するとともに集光され、光ファイバ１３ｃの端面１１ｃに入射される。
【００２９】
一方、フィルタ１７を透過した所定波長の光Ｌ２は、ベース部材７ａの開口部２５ａを通ってレンズ１９ａに達する。そして、光Ｌ２はレンズ１９ａにより偏向するとともに集光され、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂに入射する。こうして、複数の波長成分を含む光Ｌ１から所定波長の光Ｌ２が分波される。
【００３０】
また、合分波モジュール１は、次のような動作を行う場合もある。すなわち、所定波長の光Ｌ２を光ファイバ１３ｂから受けるとともに、所定波長以外の波長成分を含む光Ｌ３を光ファイバ１３ｃから受ける。光Ｌ２は、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂから出射され、レンズ１９ａにより偏向するとともにコリメートされて、ベース部材７ａの開口部２５ａを通ってフィルタ１７に達し、フィルタ１７を透過する。
【００３１】
一方、光Ｌ３は、光ファイバ１３ｃの端面１１ｃから出射され、レンズ１９ｂにより偏向するとともにコリメートされて、ベース部材７ｂの開口部２５ｂを通ってフィルタ１７に達する。そして、光Ｌ３はフィルタ１７において反射する。このとき、光Ｌ３と光Ｌ２とが合波されて光Ｌ１となる。光Ｌ１は、開口部２５ｂを通ってレンズ１９ｂに達する。光Ｌ１は、レンズ１９ｂにより偏向するとともに集光され、光ファイバ１３ａの端面１１ａに入射される。
【００３２】
図３は、合分波モジュール１の製造方法として、光軸調整装置を用いて合分波モジュール１の光軸を調整する方法を説明するための図である。合分波モジュール１では、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置、及びブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置を調整することにより、光軸の調整が行われる。なお、図３において、レンズ１９ａの入出射面２１ａに平行な平面をＸＹ平面とする直交座標系ＸＹＺが規定されている。
【００３３】
図３を参照すると、光軸調整装置３３は、第１の位置調整部３９、第２の位置調整部４１、及び把持部４３を備えている。把持部４３は、合分波モジュール１のスリーブ３ａを把持している。第１の位置調整部３９は、板状部材３９ａ及び３９ｂを互いに重ね合わせることによって構成されている。板状部材３９ａの板状部材３９ｂとの接触面とは反対側の面には、把持部４３が固定されている。そして、板状部材３９ａ及び３９ｂをＸ軸方向に互いに摺動させることにより、把持部４３を介してスリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置がＸ軸方向に変化する。または、スリーブ３ａとブッシュ５ａが固定されている場合には、板状部材３９ａ及び３９ｂをＸ軸方向に互いに摺動させることにより、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置がＸ軸方向に変化する。
【００３４】
第２の位置調整部４１は、板状部材４１ａ及び４１ｂを互いに重ね合わせることによって構成されている。板状部材４１ａの板状部材４１ｂとの接触面とは反対側の面には、第１の位置調整部３９の板状部材３９ｂが固定されている。そして、板状部材４１ａ及び４１ｂをＹ軸方向に互いに摺動させることにより、把持部４３及び第１の位置調整部３９を介してスリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置がＹ軸方向に変化する。または、スリーブ３ａとブッシュ５ａが固定されている場合には、板状部材４１ａ及び４１ｂをＹ軸方向に互いに摺動させることにより、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置がＹ軸方向に変化する。
【００３５】
上記した光軸調整装置３３を用いた合分波モジュール１の光軸調整方法は、次のとおりである。まず、光ファイバ１３ａに光源４５を接続し、光ファイバ１３ｂに輝度計４７を接続する。次に、光源４５から発光される光の強度を一定とし、光ファイバ１３ｂを伝搬する光の輝度を輝度計４７により測定する。そして、輝度計４７において測定される輝度が最大となるように、第１の位置調整部３９、及び第２の位置調整部４１を摺動させることによって、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置、並びにブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置が調整され、光軸調整が完了する。こうして、光軸調整が完了した後、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの接合部分、及びブッシュ５ａとベース部材７ａとの接合部分をレーザ溶接などにより固着することで、スリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａを互いに固定する。
【００３６】
なお、スリーブ３ｂ、ブッシュ５ｂ、及びベース部材７ｂについても、スリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａと同様の方法により光軸調整が行われる。
【００３７】
本実施形態による合分波モジュール１は、次の効果を有する。すなわち、合分波モジュール１においては、レンズ１９ａの入出射面２１ａと光ファイバ１３ｂの端面１１ｂとが互いに接触しているので、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても光ファイバ１３ｂの端面１１ｂにおける戻り光を低減することができる。また、合分波モジュール１では、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂがレンズ１９ａの平らな入出射面２１ａに接触している。従って、スリーブ３ａとブッシュ５ａとをレンズ１９ａの入出射面２１ａに平行な方向に相対的に移動させることによって、端面１１ｂと入出射面２１ａとを互いに接触させたまま光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの相対位置を変化させることができる。従って、この合分波モジュール１によれば、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間で光軸調整が可能となる。
【００３８】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、スリーブ３ａとブッシュ５ａとが、レーザ溶接、接着剤による接合、及びはんだによる接合のいずれかによって互いに固定されている。これによって、スリーブ３ａとブッシュ５ａとを好適に固定することができる。
【００３９】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置が調整されることにより光軸調整がなされている。これによって、光ファイバ１３ａ〜１３ｃの互いの光学的結合関係が好適に実現されるので、所望の光学特性を有する合分波モジュール１を提供することができる。
【００４０】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置を変化させることにより、ベース部材７ａの開口部２５ａを介してレンズ１９ａの入出射面２３ａに光学的に結合されるレンズ１９ｂ及び光ファイバ１３ａとレンズ１９ａ及び光ファイバ１３ｂとの間で光軸調整が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態による合分波モジュール１では、ブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置が調整されることにより光軸調整がなされている。これによって、光ファイバ１３ａ〜１３ｃの互いの光学的結合関係がさらに好適に実現されるので、所望の光学特性を有する合分波モジュール１を提供することができる。
【００４２】
また、本実施形態による光軸調整装置３３によれば、把持部４３、第１の位置調整部３９、及び第２の位置調整部４１により、スリーブ３ａとブッシュ５ａとの相対位置及びブッシュ５ａとベース部材７ａとの相対位置を変化させることで容易に光軸調整することができる。
【００４３】
なお、上記した本実施形態による合分波モジュール１では、スリーブ３ｂ、ブッシュ５ｂ、及びベース部材７ｂにおいてもスリーブ３ａ、ブッシュ５ａ、及びベース部材７ａと同様の効果が得られる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明による合分波モジュールの第２実施形態を示す断面図である。図４に示された合分波モジュール２は、第１の部材としてスリーブ３ａ及び３ｂを、第２の部材としてベース部材２９ａ及び２９ｂを、それぞれ備えている。スリーブ３ａ及び３ｂの構造は、上記した第１実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
【００４５】
ベース部材２９ａは角柱状の部材であり、面３２ａを有している。また、ベース部材２９ａは、面３２ａと面３２ａの反対側の面とを貫通する貫通孔３４ａを有している。貫通孔３４ａの内部には、レンズ１９ａが保持されている。ベース部材２９ａの面３２ａは、スリーブ３ａの端面２０ａに接している。ベース部材２９ａとスリーブ３ａとの相対位置は、光ファイバ１３ａと光ファイバ１３ｂとが光学的に結合される位置に調整されている。ベース部材２９ａとスリーブ３ａとの接合部分は、レーザ溶接、接着剤、またははんだ等によって固着されている。また、ベース部材２９ｂもベース部材２９ａと同様の形態を有している。ベース部材２９ｂの面３２ｂとは反対側の面には、貫通孔３４ｂを塞ぐようにフィルタ１７が設けられている。
【００４６】
ベース部材２９ａ及び２９ｂは、面３２ａの反対側の面と面３２ｂの反対側の面とが対向するように互いに固定されている。このとき、ベース部材２９ａの貫通孔３４ａ及びベース部材２９ｂの貫通孔３４ｂは、レンズ１９ａの入出射面２３ａとレンズ１９ｂの入出射面２３ｂとが光学的に結合可能な位置に設けられる。
【００４７】
なお、本実施形態による合分波モジュール２の動作は、前述した第１実施形態による合分波モジュール１の動作と同様なので、その説明を省略する。
【００４８】
次に、合分波モジュール２の製造方法として、光軸調整装置を用いて合分波モジュール２の光軸を調整する方法を説明する。合分波モジュール２では、スリーブ３ａとベース部材２９ａとの相対位置を調整することにより、光軸の調整が行われる。
【００４９】
図３に示された光軸調整装置３３において、合分波モジュール２の光ファイバ１３ａに光源４５を接続し、光ファイバ１３ｂに輝度計４７を接続する。次に、光源４５から発光される光の強度を一定とし、光ファイバ１３ｂを伝搬する光の輝度を輝度計４７により測定する。そして、輝度計４７において測定される輝度が最大となるように、第１の位置調整部３９及び第２の位置調整部４１を摺動させることによって、スリーブ３ａとベース部材２９ａとの相対位置が調整され、光軸調整が完了する。こうして、光軸調整が完了した後、スリーブ３ａとベース部材２９ａとの接合部分をレーザ溶接などにより固着することで、スリーブ３ａ及びベース部材２９ａが互いに固定される。なお、スリーブ３ｂ及びベース部材２９ｂについても、スリーブ３ａ及びベース部材２９ａと同様の方法により光軸調整が行われる。
【００５０】
本実施形態による合分波モジュール２は、次の効果を有する。すなわち、合分波モジュール２においては、レンズ１９ａの入出射面２１ａと光ファイバ１３ｂの端面１１ｂとが互いに接触しているので、光ファイバ１３ｂの端面１１ｂにおける戻り光を低減することができる。また、合分波モジュール２においては、スリーブ３ａとベース部材２９ａとをレンズ１９ａの入出射面２１ａに平行な方向に相対的に移動することによって、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間で光軸調整が可能となる。なお、スリーブ３ｂ及びベース部材２９ｂにおいても同様の効果が得られる。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明による光通信システムの第３実施形態を示す構成図である。図５を参照すると、本実施形態の光通信システム１００は、光送信器１０１と光受信器１０３とを備えている。光送信器１０１と光受信器１０３とは、光ファイバ１３によって互いに接続されている。
【００５２】
光送信器１０１は、光送信モジュール１０９ａ〜１０９ｄ及び光合波器１０５を備えている。光送信モジュール１０９ａ〜１０９ｄそれぞれは、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を生成し、光送信器１０１内部の光ファイバを介して光合波器１０５に送る。光合波器１０５は、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を合波して光ファイバ１３へ出力する。
【００５３】
光受信器１０３は、光分波器１０７及び光受信モジュール１１１ａ〜１１１ｄを備えている。光分波器１０７は、光ファイバ１３から入力した光を波長λａ〜λｄそれぞれの信号光成分に分波して、光受信モジュール１１１ａ〜１１１ｄそれぞれに送る。光受信モジュール１１１ａ〜１１１ｄは、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光成分を受信する。
【００５４】
図６は、光分波器１０７の内部構成を示す図である。光分波器１０７は、合分波モジュール１ａ〜１ｃ、及び光ファイバ１３ａ〜１３ｇを備えている。合分波モジュール１ａには、光ファイバ１３、１３ｂ、及び１３ｃが接続されている。合分波モジュール１ａは、光ファイバ１３から入力した信号光を波長λａの信号光成分とその他の波長（λｂ、λｃ、λｄ）を含む信号光とに分波して、波長λａの信号光成分を光ファイバ１３ｂから出力するとともに、他の波長（λｂ、λｃ、λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｃを介して合分波モジュール１ｂに送る。合分波モジュール１ｂも合分波モジュール１ａと同様に、波長λｂの信号光成分を光ファイバ１３ｄから出力するとともに、他の波長（λｃ、λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｅを介して合分波モジュール１ｃに送る。合分波モジュール１ｃも合分波モジュール１ａ、１ｂと同様に、波長λｃの信号光成分を光ファイバ１３ｆから出力するとともに、他の波長（λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｇから出力する。
【００５５】
合分波モジュール１ａ〜１ｃとしては、上記した第１実施形態の合分波モジュール１または第２実施形態の合分波モジュール２が用いられる。また、光分波器１０７と同様に、光合波器１０５においても、第１実施形態の合分波モジュール１または第２実施形態の合分波モジュール２を用いることができる。すなわち、図６に示された構成において、光ファイバ１３ｂ、１３ｄ、１３ｆ、及び１３ｇそれぞれに波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を入力すれば、これらの信号光は合波されて光ファイバ１３へ出力されるので、光合波器１０５を構成することができる。
【００５６】
本実施形態による光通信システム１００は、上記した第１実施形態の合分波モジュール１または第２実施形態の合分波モジュール２を備えている。これにより、光ファイバ１３ｂとレンズ１９ａとの間で光軸調整が可能であって、戻り光を防ぐために光ファイバ端面を斜めに形成する必要がない光通信システム１００を提供することができる。
【００５７】
本発明は、上記した各実施形態に限らず、様々な変形が可能である。例えば、第１実施形態及び第２実施形態では光モジュールとして合分波モジュールを説明したが、これ以外にも、例えばレーザダイオードを内蔵した発光モジュールや、フォトダイオードを内蔵した受光モジュールなどにおいても、本発明を適用することが可能である。すなわち、光ファイバからの光を集光またはコリメートする必要のある光モジュールであれば、本発明を適用することができる。
【００５８】
また、第１実施形態及び第２実施形態では光ファイバとレンズとをＰＣ結合により接触させている。光ファイバとレンズとの接触形態はこれに限らず、例えば光ファイバとレンズとの間に整合剤を塗布して結合してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明による光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システムによれば、光ファイバとレンズとの間で光軸調整が可能となるとともに、光ファイバ端面を斜めに形成しなくても戻り光を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光モジュールの第１実施形態としての合分波モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１に示された合分波モジュールのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図３】合分波モジュールの製造方法として、光軸調整装置を用いて合分波モジュールの光軸を調整する方法を説明するための図である。
【図４】本発明による合分波モジュールの第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明による光通信システムの第３実施形態を示す構成図である。
【図６】光分波器の内部構成を示す図である。
【図７】従来の光ファイバコリメータを示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ〜１ｃ、２…合分波モジュール、３ａ、３ｂ…スリーブ、５ａ、５ｂ…ブッシュ、７ａ、７ｂ…ベース部材、１１ａ〜１１ｃ…端面、１３、１３ａ〜１３ｇ…光ファイバ、１５ａ〜１５ｃ…フェルール、１７…フィルタ、１９ａ、１９ｂ…レンズ、２０ａ、２０ｂ…端面、２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂ…入出射面、２２ａ〜２２ｃ…凹状部、２４ａ、２４ｂ…第１の面、２６ａ、２６ｂ…第２の面、２５ａ、２５ｂ…開口部、２８ａ、２８ｂ、３２ａ、３２ｂ…面、２９ａ、２９ｂ…ベース部材、３３…光軸調整装置、３４ａ、３４ｂ…貫通孔、３９…第１の位置調整部、３９ａ、３９ｂ…板状部材、４１…第２の位置調整部、４１ａ、４１ｂ…板状部材、４３…把持部、４５…光源、４７…輝度計、１００…光通信システム、１０１…光送信器、１０３…光受信器、１０５…光合波器、１０７…光分波器、１０９ａ…光送信モジュール、１１１ａ…光受信モジュール。
Claims (7)
- 光ファイバと、
前記光ファイバを保持する第１の部材と、
互いに対向する第１の入出射面及び第２の入出射面を有する屈折率分布型のレンズと、
前記レンズを保持する第２の部材と
を備え、
前記レンズの前記第１の入出射面と前記光ファイバの端面とが互いに接触していることを特徴とする光モジュール。 - 前記第１の部材と前記第２の部材とが、レーザ溶接、接着剤による接合、及びはんだによる接合のいずれかによって互いに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
- 前記第１の部材と前記第２の部材との相対位置が調整されることにより光軸調整がなされていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
- 前記レンズの前記第２の入出射面において入出射される光を通過させるための開口部を有しており、前記第２の部材に接する第３の部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
- 前記第２の部材と前記第３の部材との相対位置が調整されることにより光軸調整がなされていることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
- 請求項３または請求項５に記載の光モジュールの光軸を調整する光軸調整装置であって、
前記第１の部材を把持する把持部と、
前記レンズの前記第１の入出射面に平行な方向に前記把持部を移動する位置調整部と
を備えることを特徴とする光軸調整装置。 - 請求項１に記載の光モジュールを備えることを特徴とする光通信システム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003062328A JP2004271894A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003062328A JP2004271894A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システム |
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| JP2003062328A Pending JP2004271894A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 光モジュール、光軸調整装置、及び光通信システム |
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|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-03-07 JP JP2003062328A patent/JP2004271894A/ja active Pending
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