JP2005017811A - Optical control module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce mounting cost, propagation loss and reflection loss, to prevent the deterioration of performance when the pitch among ports is increased, to eliminate variation of the loss among ports, and to reduce the mounting cost of optical components in outer parts of modules to be arranged at the respective ports. <P>SOLUTION: A first array element mounting block and a second array element mounting block are arranged by being supported by a supporting structure, the array element mounting faces are separated and face to each other. A light beam branching element which passes a part of the light beam and reflects the rest, is arranged on the respective array element mounting faces, the light beam sent to the inside via a transmission window is alternately and successively reflected by the light beam branching element on the side of the first array element mounting block and by the light beam branching element on the side of the second array element mounting block, thus the light beam propagates along an optical path in zigzag. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光制御モジュールに関するものであり、より詳細には、波長多重光伝送などで利用され、複数の光伝送路を有する装置において、特定の波長または特定の光量の光信号を、各光伝送路に対して抽出または挿入することを可能とする光制御モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の、波長多重伝送技術の発展に伴い、複数の光伝送路(ポート)をもつ機能デバイスに注目が集まっている。
具体的には、一つの共通ポートと複数の入出力ポートを有し、それぞれの入出力ポートから、特定の波長の光信号を抽出または挿入することができる合分波素子、共通ポートと特定の入出力ポートとの間の光学的な接続を任意に切り替えることができる光スイッチなどがその例として挙げられる。
【0003】
また、これら合分波素子や光スイッチを組み合わせた光アドドロップマルチプレクサ装置や、合分波素子と複数の発光素子または受光素子を組み合わせた光送受信器にも同様に注目が集まっている。
特に、波長多重伝送において不可欠である合分波素子については、小型低コスト化、低損失化などの特性を実現するために、多様な方式および構造のものが提案されている。
【0004】
下記特許文献1は、光分波素子に関する技術文献の例である。
この特許文献1における光分波素子は、図42(この図42は特許文献1の図1と同じであるが、符号は変更している)に示すように、特定の波長の光線のみを透過させ、それ以外の波長の光線を反射させる波長フィルタ01〜04を配置し、リレー集束鏡05〜07を利用して各波長フィルタ01〜04から反射される波長の光線を、リレー式に伝播させる方式を採用している。各波長フィルタ01〜04を透過した光線は、各波長フィルタ01〜04ごとに用意された検出器08〜011において、単一波長の光信号として検出される構成となっている。なお012が入射光である。
【0005】
下記特許文献2は、合分波素子に関する技術文献の例である。
この特許文献における合分波素子は、図43(この図43は特許文献2の図2と同じであるが、符号は変更している)に示されているように、単一モードファイバ(SMF)021の端部にグレーデッドインデックスファイバ(GIF)022を連結した一つの光伝送路がアレイ状に形成された基板023,024を、二枚対向させる構成となっており、第一の基板023の平滑端面には反射膜が形成されており、第二の基板024の平滑端面には、各GIFが形成された位置にバンドパスフィルタが形成されており、これらの基板023,024の間を光線が多重反射することにより合分波をおこなう方式を採用している。
【0006】
下記特許文献3は、光合分波素子または光アドドロップ素子に用いられる、レンズアレイ透明ブロックに関する技術文献の例である。
この特許文献3におけるレンズアレイ透明ブロックは、図44(この図44は特許文献3の図1と同じであるが、符号は変更している)に示すように、透明ブロック003−1a,003−2aに、複数の凸レンズ002−1〜002−8が一体形成されたレンズアレイ透明ブロック003−1,003−2を製造し、そのレンズアレイ透明ブロックを、一方の凸レンズアレイブロック003−1と他方の凸レンズアレイブロック003−2と平行透明ブロック004に分割し、これらのレンズアレイ透明ブロック003−1,003−2の間に、凸レンズ002−0を備えた平行透明ブロック004を挟み込む構成となっている。
【0007】
平行透明ブロック004の表面には、特定の波長の光線のみを透過させ、それ以外の波長の光線を反射させる波長フィルタ006−1〜006−8が複数形成されており、この平行透明ブロック004の内部を光線が多重反射することにより合分波を行う方式を採用している。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−162466号公報
【特許文献2】
特開平11−190809号公報
【特許文献3】
特開2002−40283号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、特許文献1(図42)に示す従来技術では、光学ブロックを一体形成する場合、ガラスを利用すると製造コストと各種部品の成型精度がトレードオフの関係になるため、高精度な加工をおこなうためには製造コストが増大するという課題がある。また、樹脂を利用すると伝播損や反射損が増大するという課題も存在する。
【0010】
また特許文献2(図43)に示す従来技術では、フィルタの透過特性や入出力GIF間の結合効率を維持しつつ、GIFアレイのピッチを拡大できないという課題が存在する。例えば、基板間の距離を変化させずにピッチを拡大すると、バンドパスフィルタを透過・反射する光線の入射角も大きくなり、フィルタの透過特性が劣化する。また、フィルタの透過特性の劣化を防ぐために、上記の入射角を維持しつつ基板間の距離を拡大すると、多重反射する光線のコリメート性が劣化するため入出力GIF間の結合効率が低下する。
【0011】
また特許文献3(図44)に示す従来技術では、このレンズアレイ透明ブロックの外部に、単一モード光ファイバや発光素子などの光学部品をアレイ状に配置する場合、これらの光学部品と透明ブロックのレンズアレイとの相対的な位置ずれの許容誤差は小さく、その許容誤差以内に光学部品を実装するためのコストが増加してしまう。また、各ポートにおける損失の、ポート間ばらつきを抑止するためには、各ポートに配置する光学部品の位置、または、各ポートのレンズアレイ透明ブロックに形成する凸レンズ形状を最適化する必要が発生し、量産、組立てなどのコスト低減効果が失われるという課題も存在する。
【0012】
本発明は、以上述べたような課題、すなわち、複数の光伝送路(ポート)を有するモジュールにおいて、モジュール内部の伝播光線を多重反射させる方式により、特定の波長または特定の光量の光線を、複数の光伝送路に対して抽出または挿入する場合に発生する、
1)モジュール製造コスト増大
2)伝播損の増大
3)反射損の増大
4)ポート間ピッチ拡大時の性能劣化
5)ポート間損失ばらつき
6)各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コスト増大
などの課題を解決することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第1の発明は、
入射光線の一部を透過させ残りを反射させる光線分岐素子を複数有し、
光制御モジュールの外部と内部との間で伝播光線を入出力するための透過窓を少なくとも一つ有し、
前記光線分岐素子ならびに前記透過窓は、アレイ素子搭載ブロックの予め決めた一つの表面であるアレイ素子搭載面に形成されており、
入射光線を反射させる反射面が前記アレイ素子搭載面の一部に形成されている光制御モジュールであって、
二つのアレイ素子搭載面が離間して対向するように、複数のアレイ素子搭載ブロックが保持構造により配置され、
内部の伝播光線が、第一のアレイ素子搭載ブロックと第二のアレイ素子搭載ブロックの反射面あるいは光線分岐素子により交互に順次反射されて、対向するアレイ素子搭載面の間でジグザグの光路に沿い伝播していくように、各アレイ素子搭載ブロックの配置位置・角度、ならびに、各光線分岐素子及び反射面の配置位置・角度が設定されていることを特徴とする光制御モジュールである。
【0014】
以降の詳細説明の便宜のため、
光線分岐素子、アレイ素子搭載面の反射面のうち実際に光線が入反射する微小反射平面の総称を「光制御素子」、
光制御素子に入反射する光線の、入射光軸と反射光軸の交点を「素子反射点」、
光制御素子に入射する光線から、反射光軸を決定する微小平面を「素子反射面」、
光制御モジュールの外部に実装され、光制御モジュールのポート位置に配置され、光制御モジュールの内部に入力する光線を出射したり、光制御モジュールの内部から出力される光線を結合したりすることを目的とし、具体的には、光ファイバ、レーザダイオードなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子、レンズ系、およびそれらの組合せ、また、これらの部材がモジュール化されたものの総称を「外部光素子」と定義する。
【0015】
光線分岐素子としては、波長選択素子や光量分割素子がある。
波長選択素子の具体例として、特定の波長を固定して利用する場合は、多層膜を利用したバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどが考えられる。また、透過させる波長は外部からの制御によりそれぞれ独立に変化させてもよい。その場合は、EO効果またはTO効果を利用した波長可変フィルタ、MEMS技術を利用したエタロンフィルタなどが考えられる。
【0016】
また、波長選択素子が透過させる波長帯が、入射光線の全ての波長帯を含む場合も考えられ、その場合は光学的な透過窓に相当する。逆に、入射光線の全ての波長帯を透過させない場合は、平面ミラーと同等の機能を有する。
【0017】
光量分割素子の具体例としては、反射型の光アッテネータなどが考えられる。また、透過させる光量は外部からの制御により変化させてもよく、透過させる光量の制御範囲が、入射光線の全ての光量に相当する場合、反射型の光スイッチと同等の機能を有する。
【0018】
これらの波長選択素子、または、光量分割素子はアレイ素子搭載ブロックの表面に貼り付けてもよいが、アレイ素子搭載ブロックに窪みまたは貫通穴を形成することができる場合は、その内部に埋め込むこともできる。貫通穴の内部に埋め込む場合は、媒質の屈折率差に由来するフレネル損や、アレイ素子搭載ブロックの材質に由来する伝播損を低減することができる。
【0019】
アレイ素子搭載ブロックのうち、波長選択素子、光量分割素子が形成されていない領域の表面には、金属または多層膜などで反射面を形成することができる。あるいは、別途用意した平面ミラーチップなどを、アレイ素子搭載ブロックに貼り付けたり埋め込んだりして反射面とすることもできる。
【0020】
金属または多層膜などで反射面を形成する場合、アレイ素子搭載面が複雑な形状であっても、均質な反射面を一括形成できるので、製造工程が削減でき、反射損およびモジュール製造コストの低減が可能である。
【0021】
具体的には、アレイ素子搭載ブロックの材質として、樹脂、金属、ガラス、シリコンなど目的に応じたものを選び、その表面に切削、射出形成、エッチングなどの加工法で斜面、窪み、突起、曲面などの複雑な構造を形成し、その後に、構造の表面に反射膜を形成するという手法が考えられる。
【0022】
反射膜の形成方法については、アレイ素子搭載ブロックの表面に対して、金属または多層膜を蒸着、メッキ、スパッタリングなどおこなう手法が考えられる。多層膜を利用することで、反射率の向上、反射の際の偏波依存性を低減する設計なども可能である。
【0023】
アレイ素子搭載ブロックに直接反射膜を形成する場合、反射膜の平滑性や密着性が得られなければ、平滑性や密着性を向上させるための膜を、反射膜の下層に数種類形成することもできる。この場合、一種類の膜で複数の機能を提供することも可能である。
【0024】
アレイ素子搭載ブロックのうち、光制御素子が形成されていない領域について光線を透過させる場合も、いくつかの手法が考えられる。一つはアレイ素子搭載ブロックそのものを、光学的に透明な材質で製造する手法である。一般的にはガラスまたは透明樹脂が利用されるが、波長選択素子や光量分割素子を透過する光線を外部から制御する場合は、シリコンなどの材質を用い、制御のための集積回路を一体形成することも可能である。また、光学的に不透明な材質でアレイ素子搭載ブロックを製造する場合は、光線を透過させたい領域に物理的な貫通穴を形成してもよい。また、前述したように、入射光線の全ての波長を透過させる波長選択素子を利用し、光線を透過させてもよい。
【0025】
二つのアレイ素子搭載ブロックが対向している間隙は、多重反射光が伝播する低損失な領域であり、一般的には空気や不活性なガスなどが存在しているが、真空にすることもできる。この場合、ガラスや透明樹脂の内部を光線が伝播する場合に比べると、伝播損はほとんど無視できる。
【0026】
本発明の動作原理は以下のとおりである。
外部光素子から出射された光線は、光学的に透明な領域や物理的な貫通穴である透過窓、光線分岐素子のいずれかを通過してモジュール内部へ入力される。
【0027】
モジュール内部へ入力された光線は、第一のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面と第二のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面の間の領域を、複数の光制御素子及び反射面からの反射を繰り返すことにより伝播する。
【0028】
光制御素子が波長選択素子または光量分割素子の場合、特定の波長または特定の光量の光線が光制御素子を透過し、光制御モジュールの外部に出射される。それ以外の波長または残りの光量の光線は光制御素子により反射され、対向するアレイ素子搭載面の別の光制御素子に届けられる。
【0029】
波長選択素子または光量分割素子を透過し、モジュールの外部に出射された光線のうち、少なくとも一本の光線は外部光素子により受光される。
【0030】
以上のような動作をおこなうように、外部光素子の設置位置と設置角度、光制御素子の素子反射点と素子反射面を設計する。
【0031】
第1の発明が有する効果は以下のとおりである。
〇光制御モジュール内部で光線を伝播させる際に、ガラスや透明樹脂の内部を伝播させる場合と比較すると、伝播損の大幅な低減が可能である。
〇前記理由により、対向させられている二つのアレイ素子搭載面の間隙を拡大しても、損失の増大を抑制することができる。したがって、モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度を向上させることができる。
〇前記理由により、対向させられている二つのアレイ素子搭載面の間隙を拡大できるため、上記間隙の一部または全部を変化させることにより、アレイ素子搭載ブロック上に形成されている、波長選択素子、光量分割素子の配置間隔を変化させることが可能である。したがって、ポート間ピッチの拡大が可能である。
〇反射面はアレイ素子搭載ブロック側に形成されているため、モジュール内部を伝播する光線は、上記反射面の密着性、平滑性を向上させるなどの目的で形成された金属膜層や樹脂膜層を通過しない。したがって、上記金属膜層や樹脂膜層による損失増加や偏波依存性増大などの特性劣化が発生しない。
〇複数のアレイ素子搭載面は、空間を介して保持構造により対向させられているため、上記アレイ素子搭載面の相対的な設置間隔や設置角度、およびそれらの精度は、上記保持構造の形状や製造精度に依存し、アレイ素子搭載ブロックの形状や製造精度に依存しない。したがって、アレイ素子搭載ブロックの材質、形状、製造精度によらず、目的に応じた材質、形状、製造精度の保持構造を利用することが可能であるため、モジュール製造コストを低減できる。
【0032】
第2の発明は、
請求項1に記載の光制御モジュールにおいて、
前記保持構造と第一のアレイ素子搭載ブロックとの複数の接点を含む第一の仮想平面と、
前記保持構造と第二のアレイ素子搭載ブロックとの複数の接点を含む第二の仮想平面とが平行であることを特徴とする光制御モジュールである。
【0033】
アレイ素子搭載面を対向させる場合、アレイ素子搭載面の一部または全部が鋸歯状や曲面など、平面でない場合も考えられる。この場合、保持構造と第一のアレイ素子搭載ブロックの複数の接点を含む第一の仮想平面と、保持構造と第二のアレイ素子搭載ブロックの複数の接点を含む第二の仮想平面とを考え、二つのアレイ素子搭載ブロックについて、上記の第一と第二の仮想平面が互いに平行であれば、二つのアレイ素子搭載面は互いに平行であるとみなすことができる。このような場合、アレイ素子搭載ブロックを支える保持構造の高さを均一にすることができる。
【0034】
第2の発明が有する効果は以下のとおりである。
〇アレイ素子搭載面の形状によらず、同一高さの保持構造により、アレイ素子搭載面を対向させることができる。したがって、保持構造の形状を簡略化することが可能であり、モジュール製造コストを低減できる。
【0035】
第3の発明は、
請求項1または請求項2に記載の光制御モジュールにおいて、
前記アレイ素子搭載面の反射面がアレイ素子搭載ブロックと一体形成されていることを特徴とする光制御モジュールである。
【0036】
アレイ素子搭載面の反射面の上には凸レンズ形状に成形したガラスまたは透明樹脂を張り付けることで、入射光線を反射しつつ、特定の位置に焦点をむすばせるような機能を実現することもできる。
【0037】
またアレイ素子搭載ブロックに一体形成される反射面の形状を微細加工することで、フレネルレンズの原理を応用したフレネルミラーを構成することにより、入射光線を反射しつつ、特定の位置に焦点をむすばせるような機能を実現することもできる。
【0038】
第3の発明が有する効果は以下のとおりである。
〇アレイ素子搭載ブロックを製造してから、複雑な形状のアレイ素子搭載面を別途形成する工程が不要である。したがって、製造工程を削減できるため、製造コストの低減が可能である。
〇金型による射出成型により、アレイ素子搭載ブロックに複雑な形状のアレイ素子搭載面を一体形成することが可能である。したがって、形状精度が高い部品を大量に製造することが可能であり、製造コストの低減が可能である。
〇複雑な形状のアレイ素子搭載面を一つのアレイ素子搭載ブロックに複数箇所形成する場合、それらの一括形成が可能であり、形成位置の精度も向上できる。したがって、製造コストの低減が可能である。
〇アレイ素子搭載面の反射面の形状を工夫することにより、入射光線を反射しつつ、特定の位置に焦点をむすばせる機能を実現するなどの場合でも、二種類の媒質の屈折率差を利用せず、反射面の形状のみを設計すればよい。したがって、二種類の屈折率差を利用する場合と比較すると、媒質の屈折率差によるフレネル損失、媒質の不均質性による光線特性劣化、媒質による吸収損失を無視できる。これらのことから、光反射集光素子による反射損が大幅に低減できる。
【0039】
第4の発明は、
請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の光制御モジュールおいて、
前記保持構造が少なくとも一つのアレイ素子搭載ブロックと一体形成されていることを特徴とする光制御モジュールである。
【0040】
具体的な保持構造としては、アレイ素子搭載面に対して、垂直に形成された側壁状の構造が考えられ、この側壁は必要に応じて複数面形成してもよい。
【0041】
第4の発明が有する効果は以下のとおりである。
〇射出形成などを利用することで、大きな構造と微小構造を一つのアレイ素子搭載ブロック上に高精度に製造することができる。よって、対向させられたアレイ素子搭載面の間隙の大小によらず、相対的な設置位置精度の向上が可能であり、アレイ素子搭載面を対向させるためパッシブアライメント構造をアレイ素子搭載ブロックの一部に形成することもできる。したがって、これらのアレイ素子搭載ブロックに形成された複数の光線分岐素子、反射面についても、それらの相対的な設置位置や設置角度を向上させつつ、アライメントコストを低減することが可能である。これらのことにより、モジュールの組立てや調整に必要なコストを削減でき、モジュール製造コストを低減することができる。
〇空間中で対向させられた複数のアレイ素子搭載ブロックを、保持するための部品を別途用意する必要がなくなるため、部品点数の削減が可能である。したがって、モジュール製造コストを低減することができる。
〇複数の外部光素子、または、複数の外部光素子が別途形成された構造と、光制御モジュールとの相対的な位置決めをおこなうための構造を、保持構造が一体形成されたアレイ素子搭載ブロックの一部に、あらかじめ形成しておくことも可能である。したがって、各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コストを低減することができる。
【0042】
第5の発明は、
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の光制御モジュールにおいて、
前記光線分岐素子が、入射光線のうち特定の波長の光線を透過させそれ以外の波長の光線を反射させる波長選択素子、あるいは、入射光線のうち特定の光量の光線を透過させ残りの光量の光線を反射させる光量分割素子であることを特徴とする光制御モジュールである。
【0043】
第5の発明が有する効果は以下のとおりである。
○光線分岐素子が波長選択素子の場合、モジュールの内部に一本の波長多重光線が送られると各波長選択素子が透過(反射)させる波長帯に応じて、モジュール内部から複数の波長帯の光線が取り出せる分波機能、または、モジュールの内部に複数の単一波長光線が送られるとモジュールの内部から一本の波長多重光線が取り出せる合波機能を実現することができる。
○光線分岐素子が光量分割素子の場合、モジュールの内部に一本の光線が送られると各光量分割素子が透過(反射)させる光量及び光量分割素子の数に応じて、モジュール内部から複数の光量の光線を取り出せる光分配器を実現することができる。
【0044】
第6の発明は、
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の光制御モジュールにおいて、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が平面であることを特徴とする光制御モジュールである。
【0045】
第6の発明が有する効果は以下のとおりである。
○アレイ素子搭載面に反射面を形成する場合、複雑な形状のアレイ素子搭載ブロックを形成する必要がないので、部品製造コストを低減することができる。
○モジュールの内部を伝播する伝播光線が平面状の反射面に入射する場合、光線を急激に拡散・集光させずに(ガウシアンビームの複素ビームパラメータを不連続に変化させずに)入射光軸と反射面のなす角に応じて、伝播光線の伝播方向のみを変化させることができる。したがって、モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上が可能である。
○アレイ素子搭載ブロックに突起状の構造を形成しその頂面に平面状の反射面を形成したり、あるいは、窪み状の構造を形成しその底面に平面状の反射面を形成したりすれば、その反射面をへて伝播するモジュール内部の伝播光線について、光線分岐素子間の光路長を伸縮することができる。したがって、モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上が可能である。
【0046】
第7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の光制御モジュールおいて、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が鋸歯状であることを特徴とする光制御モジュールである。
【0047】
鋸歯状構造の斜面に相当する表面(鋸歯状の斜面)は、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する突起状構造でも窪み状構造でもよい。また、その斜面上には光制御素子が形成されていてもよい。この場合、光制御素子は貼り付け、埋め込み、一体形成などによって斜面上に形成することが可能である。
【0048】
また、一つのアレイ素子搭載ブロックに形成される斜面の設置角度は複数種類存在してもよい。斜面の設置方向は、モジュール内部を伝播する光線の光軸が含まれる平面に対して一方向あるいは両方向の場合が考えられ、両方向の斜面が隣接して形成されることで、山状構造あるいは谷状構造の突起あるいは窪みとなってもよい。
【0049】
また、斜面の設置方向は、モジュール内部を伝播する光線の光軸が含まれる平面に含まれない場合も考えられる。
【0050】
鋸歯状のアレイ素子搭載面には、金属または多層膜で直接反射膜を形成して、鋸歯状の反射面として利用することもできるし、平板状の波長選択素子、光量分割素子などを貼り付けて利用することもできる。後者のように、平板状の波長選択素子、光量分割素子などを貼り付けて利用する場合、光学的に透明な材質でアレイ素子搭載ブロックを製造することで対応できる。
【0051】
第7の発明が有する効果は以下のとおりである。
〇モジュール内部を伝播し、アレイ素子搭載面に入反射する光線について、反射光軸方向を三次元的に自由に設計することができる。したがって、モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上が可能である。
〇前記理由により、モジュール外部に対して入出力する光線の光軸と、アレイ素子搭載面のなす角度が直交するように、鋸歯状の斜面を設置し、アレイ素子搭載面とモジュール外部の外部光素子の光軸を直交させることができる。したがって、外部光素子の光軸の設置角度を単純化することができ、複数の外部光素子の設置密度を高めることが可能であり、実装コストを低減することができる。
〇前記理由により、一つのアレイ素子搭載ブロックから、モジュール外部に複数の光線が入出力される場合、外部光素子として、レンズアレイ、ファイバアレイ、LDアレイ、PDアレイやそれらを組合せたブロックなどを、アレイ素子搭載面と平行に設置することができる。したがって、複数のポートの外部光素子の位置および角度あわせを一括しておこなうことが可能であり、実装コストを低減することができる。
〇前記理由により、モジュール内部を伝播し、アレイ素子搭載面に入射した光線の反射光軸が、上記のアレイ素子搭載面と互いに平行になるように鋸歯状の斜面を設置することができる。この場合、上記の反射光軸は、モジュール内部の伝播光線を含む平面に含めず、その平面に対して直交させることもできる。したがって、モジュール内部に光線を入射するための外部光素子の光軸と、モジュール外部へ出射された光線を受光するための外部光素子の光軸を直交させることができ、外部光素子の配置自由度を大幅に向上させることができる。
〇前記理由により、モジュール内部を伝播し、波長選択素子に入射する光線の入射角を変化させることができる。したがって、波長選択素子に入射する光線の入射角を低減することが可能であり、波長選択素子の透過光のフィルタ特性の向上、偏波依存性の低減が可能である。
〇前記理由により、一つのアレイ素子搭載ブロックに形成されている、光制御素子の配置間隔を変化させることができる。したがって、一つのアレイ素子搭載ブロックから、モジュール外部に複数の光線が入出力される場合、外部光素子の配置間隔も変化させることが可能であり、外部光素子の配置自由度を向上させることができる。
〇外部光素子からモジュール内部に光線を入射する場合、入射角度が設計値に一致している場合に限って、その入射光軸に沿って反射光線が伝播するように、アレイ素子搭載ブロックの適当な領域に鋸歯状の反射面を形成することができる。この場合、上記外部光素子が、設計値どおりに実装されている場合に限って、その入射光軸に沿って反射光線が伝播する。したがって、反射光線の光量をモニタし、その光量が最大になるように上記の外部光素子の設置位置と角度を調整するだけで、外部からの入射光軸を設計値に近づけることができるため、モジュール外部の光学部品の実装コストを低減することができる。
【0052】
第8の発明は、
請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の光制御モジュールにおいて、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が凹面であることを特徴とする光制御モジュールである。
【0053】
第8の発明が有する効果は以下のとおりである。
○凹面状の反射面は凹面ミラーと同等の機能を有しているため、入射光線を反射しつつ、特定の位置に焦点をむすばせる機能を実現することができる。この場合モジュール内部を伝播する光線の波長依存性を無視することができる。したがって、凸レンズやフレネルミラーを利用する場合よりも、伝播光線の可用波長帯を広帯域可することが可能である。
○凹面状の反射面は凹面ミラーと同等の機能を有しているため、凸レンズを利用して、入射光線を反射しつつ特定の位置に焦点をむすばせる機能を実現する場合と比較すると、より大きな曲率半径で同一パワー(焦点距離)を提供できる。したがって、球面収差を低減することが可能であり、凹面ミラーのザグ量を低減することができる。
【0054】
第9の発明は、
請求項8に記載の光制御モジュールおいて、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が球面であることを特徴とする光制御モジュールである。
【0055】
第9の発明が有する効果は以下のとおりである。
〇球面状の反射面を凹面ミラーとして利用する場合、光学設計のパラメータは曲率半径のみであり、表面加工も容易である。また、非球面形状に比べて製造トレランス設計も容易なので、設計時間を短縮することが容易であり、これらのことから製造コストを低減できる。
〇球面状の反射面を凹面ミラーとして利用する場合、ミラー表面に入射する光線を平行移動し、入射位置をミラー光軸から微小変化させることで、焦点距離などの光学性能を維持しつつ、反射光線の光軸方向のみを三次元的に変化させることができる。したがって、伝播光線の光学設計自由度を向上させることができる。
【0056】
第10の発明は、
請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の光制御モジュールにおいて、
第一のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面と、第二のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面との間の部分に、光学的に透明な導波部材が充填されていることを特徴とする光制御モジュールである。
【0057】
第10の発明では、導波部材として、アレイ素子搭載ブロックの屈折率と同程度の屈折率を有し、透明樹脂よりも伝播損が小さな導波部材を用いる。この場合、屈折率差から由来する損失を低減する効果がある。
【0058】
つまり、本発明は、
複数の光伝送路(ポート)を有するモジュールにおいて、モジュール内部の伝播光線を多重反射させる方式により、特定の波長または特定の光量の光線を、複数の光伝送路に対して抽出または挿入する場合に発生する課題を解決することを目的としている。そして、以上述べたように、本発明によれば、
1)モジュール製造コスト低減
2)伝播損の低減
3)反射損の低減
4)ポート間ピッチ拡大
5)各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コスト低減
6)各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の配置自由度向上
7)モジュール内部の伝播光線の波長帯の広帯域化
8)モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上
などの効果を有する光制御モジュールを提供することができる。
【0059】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明するが、以下の実施の形態は本発明を限定するものではない。
【0060】
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光制御モジュール100の概略構成図である。なお、同図には、モジュールに入射され、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0061】
符号101,102が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号103,104,105が示す部材は凸レンズであり、符号106,107が示す部材は波長選択素子であり、符号108は平面ミラーであり、符号109,110は光学的な透過窓である。
【0062】
以降、入射光線をすべて反射すると共に、特定の位置に反射光線の焦点を結ばせる光制御機能を有する素子を光反射集光素子と定義する。
光反射集光素子(凸レンズ)103,104,105は、入射光線をすべて反射すると共に、特定の位置に反射光線の焦点を結ばせる光制御機能を有している。
波長選択素子106,107は、入射光線のうち、特定の波長の光線を透過させそれ以外の波長の光線を反射させる光制御機能を有している。
平面ミラー108は、入射光線をすべて反射する光制御機能を有している。
【0063】
第一のアレイ素子搭載ブロック101には、透過窓109と複数の光反射集光素子103〜105が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック102には、平面ミラー108、複数の波長選択素子106,107、透過窓110が等間隔に設置されている。
【0064】
この場合、第一のアレイ素子搭載ブロック101の面のうち予め決めた一つの表面であるアレイ素子搭載面101aに、各光制御素子103〜105,109が形成されている。また、第二のアレイ素子搭載ブロック102の面のうち予め決めた一つの表面であるアレイ素子搭載面102aに、各光制御素子106〜108,110が形成されている。
【0065】
第一のアレイ素子搭載ブロック101と第二のアレイ素子搭載ブロック102は、空間を介し平行に対向させられている。つまり、アレイ素子搭載面(仮想平面)101aとアレイ素子搭載面(仮想平面)102aとか離間しつつ平行状態で対向する状態となるように、アレイ素子搭載ブロック101とアレイ素子搭載ブロック102は、保持構造(図示省略)により支持されつつ配置されている。アレイ素子搭載面101aとアレイ素子搭載面102aとの間の部分が空間となっている。
【0066】
この光制御モジュール100では、透過窓109,110または波長選択素子106,107を介してアレイ素子搭載面101aとアレイ素子搭載面102aとの間の部分(空間)に入力された光線が、アレイ素子搭載面101aに形成した光反射集光素子103〜105とアレイ素子搭載面102aに形成した波長選択素子106,107及び平面ミラー108により、交互に順次反射されて、アレイ素子搭載面101aとアレイ素子搭載面102aとの間でジグザグの光路に沿い伝播していくように、アレイ素子搭載ブロック101,102の配置位置及び配置角度、ならびに、各光制御素子103〜108の配置位置及び配置角度が設定されている。
【0067】
以下具体例として、本実施の形態に係る光制御モジュール100を、分波器として利用する場合の動作の原理を説明する。
【0068】
外部からの入射光線が、透過窓109を通過し、モジュールの内部に導波される。導波された伝播光線は、平面ミラー108に入反射し、光反射集光素子103〜105と波長選択素子106,107に交互に入反射し、モジュール内部を伝播する。分波器としての利用形態の場合、伝播光線のうち、すべての波長選択素子106,107で反射された波長を含む光線は、透過窓110を通過させることで、モジュール外部に出射することもできる。
【0069】
伝播光線は、それぞれの波長選択素子106,107に入射するたびに、特定の波長を含む光線がモジュール外部に出射され、それ以外の波長を含む光線は反射され、光反射集光素子103〜105を経由して、隣接する波長選択素子に伝播される。これらの過程を繰り返すことにより、伝播光線が分波される。
【0070】
伝播光線のうち、すべての波長選択素子106,107で反射された波長を含む光線は、透過窓110を経由してモジュール外部に一本の光線として出射される。この光線は、光結合用のレンズ系などで光ファイバに結合させ、送信用の光信号として再利用することもできる。また、別の光制御モジュールの入力ポートに光学的に結合させ、複数の光制御モジュールを連結させて利用することも可能である。また、伝播光線のうち、すべての波長選択素子106,107で反射された波長を含む光線が不要な場合は、透過窓110を通過させモジュール外部に出射させることで、モジュール内部での迷走を防止することができる。
【0071】
上記のように分波器として利用する場合の光線の進行方向を逆向きにすることで、本モジュールを合波器として利用することもできる。すなわち、複数の外部からの入射光線を、複数の波長選択素子106,107や透過窓110を通過するように互いに平行に入射させる。その際に、波長選択素子106,107を透過し、内部に入射した特定の波長を含む光線が、光反射集光素子103〜105により反射され、その反射光が隣接する波長選択素子に入射するような入射角度に設置する。このようにして、外部からの入射光線がモジュール内部を伝播することにより合波され、透過窓109から一本の光線となり外部に出射される。
【0072】
ただし、合波器としての利用形態の場合は、外部から波長選択素子106,107に入射した光線のうち、モジュール内部を伝播する際に、別の波長選択素子により透過させられる特定の波長の光線は、合波されることなくモジュール外部に出射される。
【0073】
上記の分波器としての利用例において、波長選択素子106,107の一部または全部を光量分割素子と置き換えて利用することもでき、また光制御素子の数も限定するものではない。
【0074】
図2は、図1に示した第1の実施の形態の詳細説明図であり、波長選択素子106,107の具体的な動作例や設置例を示している。なお、同図には、波長選択素子に入射され、反射される光線と透過される光線を概念的に示してある。
【0075】
符号2−1が示す部材は、アレイ素子搭載ブロックに形成された貫通穴に設置された波長選択素子である。符号2−2が示す部材は、光学的に透明なアレイ素子搭載ブロックの表面に貼り付けられた波長選択素子である。符号2−3は、外部からの制御により、透過させる光線に含まれる波長が変化することを特徴とする波長選択素子が、アレイ素子搭載ブロックに形成されている場合の概念図である。符号2−4が示す部材は、アレイ素子搭載ブロックに形成された貫通穴に設置され、アレイ素子搭載ブロックの表面の平面に対して、斜め方向の角度で設置された波長選択素子である。符号2−5は、アレイ素子搭載ブロックに形成された貫通穴に設置された波長選択素子の両側の表面から、複数の光線が入射する場合の概念図である。
【0076】
以上の説明においては、波長選択素子が形成されている部分を光量分割素子に置き換えて利用することもできる。
【0077】
符号2−2の形態の場合、アレイ素子搭載ブロックの平面領域に、平板状の波長選択素子を貼り付けることができるため、複雑なアレイ素子搭載面を形成する必要が無く、波長選択素子をアレイ素子搭載ブロックに形成する際の角度ずれを大幅に低減でき、モジュール製造コストを低減できる。
また、符号2−3の形態の場合、任意のポートに任意の波長の光線を挿入または抽出することができる。
また、符号2−4の形態の場合、モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上が可能である。
また、符号2−5の形態の場合、一つの波長選択素子に光線入力用の外部光素子と光線受光用の外部光素子を同時に実装することができる。
【0078】
図3は、図1に示した第1の実施の形態の詳細説明図であり、モジュール内部を伝播する光線がアレイ素子搭載ブロックの表面で反射される場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【0079】
アレイ素子搭載ブロックの表面で光学反射が起こらない場合、必要に応じてその表面に反射面を形成する必要がある。符号3−1は、アレイ素子搭載ブロックの表面が平面の場合、その表面に反射膜を形成することで、伝播光線を反射する場合の概念図である。符号3−2は、アレイ素子搭載ブロックに平面ミラーなどを埋め込むことで、伝播光線を反射する場合の概念図である。符号3−3は、アレイ素子搭載ブロックの表面が平面の場合、その表面に平板状の平面ミラーを貼り付けることで、伝播光線を反射する場合の概念図である。
【0080】
図4は、図1に示した第1の実施の形態の詳細説明図であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、光線を透過させる場合の具体例を示している。なお、同図には、入射光線を概念的に示してある。
【0081】
符号4−1は、アレイ素子搭載ブロックに物理的な貫通穴を形成して、光線を透過させる場合の概念図である。符号4−2は、光学的に透明なアレイ素子搭載ブロックを利用して、光線を透過させる場合の概念図である。
【0082】
図5は、図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する窪み状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【0083】
符号5−1は、一つの鋸歯状構造が形成されている場合の概念図である。符号5−2は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として山状構造を形成している場合の概念図である。符号5−3は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として谷状構造を形成している場合の概念図である。
山状構造または谷状構造を形成する場合、一つの工程で二つの光制御素子を形成できるため、製造コストが低減できる。
【0084】
図6は、図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する突起状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【0085】
符号6−1は、一つの鋸歯状構造が形成されている場合の概念図である。符号6−2は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として山状構造を形成している場合の概念図である。符号6−3は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として谷状構造を形成している場合の概念図である。
【0086】
山状構造または谷状構造を形成する場合、一つの工程で二つの光制御素子を形成できるため、製造コストが低減できる。
【0087】
図7は、図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、平面ミラーを斜めに形成し、鋸歯状の反射面を形成する場合の具体例を示している。
【0088】
符号7−1は、アレイ素子搭載ブロックの表面に、平面ミラーを斜めに埋め込み構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。
符号7−2は、アレイ素子搭載ブロックの表面の平面領域に、楔状の平面ミラーを貼り付けることで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。
【0089】
楔状の平面ミラーを貼り付ける場合、平板状のアレイ素子搭載ブロックを利用できるため、製造コストが低減できる。
【0090】
図8は、図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域に光反射集光素子を形成する場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【0091】
符号8−1は、アレイ素子搭載ブロックの表面に反射面が形成され、さらにその上にガラスまたは透明樹脂、透明高分子などで凸レンズ状の構造を形成した場合の概念図である。
符号8−2は、アレイ素子搭載ブロックの表面に、フレネルレンズの原理を応用した微小な突起構造を一体形成し、さらにその表面に反射面を形成した場合の概念図である。
符号8−3は、アレイ素子搭載ブロックの表面に凹面状の曲面構造を一体形成し、さらにその表面に反射面を形成することで、凹面ミラーを形成した場合の概念図である。
【0092】
図9(a)(b)は、図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、突起または窪み状の構造を利用し、斜面や球面などの構造を複数箇所一体形成し、その後、金属または多層膜などにより、表面に反射膜を形成する場合の具体例を示している。反射膜の平滑性や密着性が得られなければ、平滑性や密着性を向上させるための膜を、反射膜の下層に数種類形成することもできる。当然、一種類の膜で複数の機能を提供することも可能である。
【0093】
<第1の実施の形態の変形例>
図10は、図1に示した第1の実施の形態の変形例に係る光制御モジュール100Aを示す。アレイ素子搭載ブロック101,102は、保持構造112により支持されて配置されている。そしてアレイ素子搭載面101aとアレイ素子搭載面102aとの間の部分に、整合液111を充填している。整合液111は、例えば、アレイ素子搭載ブロック101,102の屈折率と同程度の屈折率を有し、透明樹脂よりも伝播損が小さな整合液を用いる。この場合、屈折率差から由来する損失を低減する効果がある。
整合液111の代わりに、光学的に透明な各種の導波部材を充填することもできる。
【0094】
<第2の実施の形態>
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る光制御モジュール1000の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0095】
符号1001が示す部材は第一のアレイ素子搭載ブロックであり、符号1002が示す部材は第二のアレイ素子搭載ブロックであり、符号1003,1004が示す部材は光反射集光素子であり、符号1005,1006,1007が示す部材は波長選択素子である。
【0096】
モジュール内部を伝播する光線について、ある光反射集光素子から反射された光線が、反射直後に入射する波長選択素子に焦点をむすぶような光学設計がされている。全ての光反射集光素子1003,1004の光学設計を同一化することで、すべての波長選択素子1005〜1007に焦点をむすぶように光線を入射させることができる。
【0097】
第2の実施の形態は、特に、上記のような構成により、伝播光線がガウシアンビームの場合、波長選択素子1005〜1007にビームウエストを形成することができ、ビームはほぼ平面波とみなすことができるため、フィルタ特性上有利である。
【0098】
<第3の実施の形態>
図12は、本発明の第3の実施の形態に係る光制御モジュール1100の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0099】
符号1101,1102が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1103,1104,1105が示す部材は光反射集光素子であり、符号1106,1107が示す部材は波長選択素子であり、符号1108は平面ミラーであり、符号1109,1110は光学的な透過窓である。
【0100】
第一のアレイ素子搭載ブロック1101には、透過窓1109と複数の光反射集光素子1103〜1105が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1102には、平面ミラー1108、複数の波長選択素子1106,1107、透過窓1110が等間隔に設置されている。光反射集光素子1103,1104,1105は、第一のアレイ素子搭載ブロック1101に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック1101と第二のアレイ素子搭載ブロック1102は、空間を介し平行に対向させられている。
【0101】
第3の実施の形態は、特に、上記のような構成により、一つのアレイ素子搭載ブロック1101に全ての光反射集光素子1103〜1105を一括形成かつ一体形成することが可能であるため、製造コストの低減が可能である。
【0102】
<第4の実施の形態>
図13は、本発明の第4の実施の形態に係る光制御モジュール1300の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0103】
符号1301,1302が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1303〜1308が示す部材は光反射集光素子であり、符号1309,1310が示す部材は波長選択素子であり、符号1311は光学的な透過窓である。
【0104】
第一のアレイ素子搭載ブロック1301には、透過窓1311、波長選択素子1310、複数の光反射集光素子1304,1305,1308が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1302には、波長選択素子1309、複数の光反射集光素子1303,1306,1307が等間隔に設置されている。光反射集光素子1303〜1308は、第一及び第二のアレイ素子搭載ブロック1301,1302に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック1301と第二のアレイ素子搭載ブロック1302は、空間を介し平行に対向させられている。
【0105】
第4の実施の形態は、特に、上記のように、第一のアレイ素子搭載ブロック1301と第二のアレイ素子搭載ブロック1302の両方に波長選択素子1309,1310を形成することにより、外部光素子を、モジュールの両側面に配置することができ、実装スペースの有効利用、実装自由度の向上が可能である。
【0106】
<第5の実施の形態>
図14は、本発明の第5の実施の形態に係る光制御モジュール1400の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0107】
符号1401,1402が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1403〜1406が示す部材は光反射集光素子であり、符号1407,1408が示す部材は波長選択素子であり、符号1409,1410が示す部材は平面ミラーであり、符号1411は光学的な透過窓である。
【0108】
第一のアレイ素子搭載ブロック1401には、透過窓1411、複数の光反射集光素子1403〜1406が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1402には、複数の波長選択素子1407,1408、複数の平面ミラー1409,1410が等間隔に設置されている。光反射集光素子1403〜1406は、第一のアレイ素子搭載ブロック1401に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック1401と第二のアレイ素子搭載ブロック1402は、空間を介し平行に対向させられている。
【0109】
第5の実施の形態は、特に、第二のアレイ素子搭載ブロック1402に等間隔に形成されている波長選択素子1407,1408と平面ミラー1409,1410を、交互に設置することにより、外部光素子の設置間隔を二倍に拡大することが可能である。また、外部光素子の設置間隔を拡大させずに、モジュール内部を伝播させる光線が各光制御素子に入反射する角度を小さくすることも可能である。
【0110】
<第6と第7の実施の形態>
図15(a)(b)は、本発明の第6,第7の実施の形態に係る光制御モジュール1500,1510の概略構成図であり、図14に示した第5の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0111】
図15(a)に示す第6の実施の形態である光制御モジュール1500を以下に説明する。
符号1501,1502が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1503〜1505が示す部材は光反射集光素子であり、符号1506,1507が示す部材は波長選択素子である。
【0112】
第一のアレイ素子搭載ブロック1501には、複数の光反射集光素子1503,1505が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1502には、複数の波長選択素子1506,1507、光反射集光素子1504が等間隔に設置されている。光反射集光素子1503〜1505は、アレイ素子搭載ブロック1501,1502に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック1501と第二のアレイ素子搭載ブロック1502は、空間を介し平行に対向させられている。
【0113】
図15(b)に示す第7の実施の形態である光制御モジュール1510を以下に説明する。
符号1511,1512が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1513,1514が示す部材は光反射集光素子であり、符号1515,1516が示す部材は波長選択素子であり、符号1517が示す部材は平面ミラーである。
【0114】
第一のアレイ素子搭載ブロック1511には、光反射集光素子1514と平面ミラー1517が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1512には、複数の波長選択素子1515,1516、光反射集光素子1513が等間隔に設置されている。光反射集光素子1513,1514および平面ミラー1517は、アレイ素子搭載ブロック1511,1512に一体形成されている。第一のアレイ素子搭載ブロック1511と第二のアレイ素子搭載ブロック1512は、空間を介し平行に対向させられている。
【0115】
第6,第7の実施の形態は、特に、上記の二例のように、第一のアレイ素子搭載ブロック1501,1511と第二のアレイ素子搭載ブロック1502,1512の両方に光反射集光素子1503,1504,1505,1513,1514を形成することにより、複数の光反射集光素子の組合せにより、波長選択素子1506,1507,1515,1516の位置に焦点をむすばせることが可能であるため、モジュール内部を伝播させるビームの光学設計自由度を向上させることが可能である。
【0116】
<第8の実施の形態>
図16は、本発明の第8の実施の形態に係る光制御モジュール1600の概略構成図であり、図1に示した本光制御モジュールの応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0117】
符号1601,1602が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1603〜1606が示す部材は光反射集光素子であり、符号1607〜1610が示す部材は波長選択素子であり、符号1611,1612が示す部材は平面ミラーであり、符号1613,1614が示す部材は光学的な透過窓である。
【0118】
第一のアレイ素子搭載ブロック1601には、複数の透過窓1613,1614と複数の光反射集光素子1603〜1606が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1602には、複数の平面ミラー1611,1612、複数の波長選択素子1607〜1610が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック1601と第二のアレイ素子搭載ブロック1602は、空間を介し平行に対向させられている。
【0119】
第8の実施の形態は、特に、各アレイ素子搭載ブロック1601,1602に形成する、透過窓や光制御素子の配置パターンを周期的に繰り返すことで、複数の光制御モジュールを二つのアレイ素子搭載ブロックに一括形成することが可能であるため、実装コストや実装スペースを大幅に増大させること無く、光制御モジュールを集積化することが可能である。
【0120】
<第9の実施の形態>
図17は、本発明の第9の実施の形態に係る光制御モジュール1700の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0121】
符号1701,1702が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1703〜1707が示す部材は光反射集光素子であり、符号1708〜1712が示す部材は波長選択素子であり、符号1713が示す部材は平面ミラーであり、符号1714が示す部材は光学的な透過窓である。
【0122】
第一のアレイ素子搭載ブロック1701には、一つの透過窓1714と複数の光反射集光素子1703〜1707が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1702には、平面ミラー1713、複数の波長選択素子1708〜1712が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック1701と第二のアレイ素子搭載ブロック1702は、空間を介し平行に対向させられている。
【0123】
透過窓1714から内部に入射した光線は、透過窓1714に近い領域に設置された複数の波長選択素子1708,1709により分波されモジュール外部に出射され、透過窓1714から遠い領域に設置された複数の波長選択素子1711,1712から内部に入射した光線は、モジュール内部で合波され、透過窓1714から外部に出射される。
【0124】
分波動作を行うための波長選択素子1708,1709と合波動作を行うための波長選択素子1711,1712の間に、合分波動作の波長の干渉を防止するための波長選択素子1710を配置し、合分波動作で不要な波長帯域の光線をモジュール外部に出射することもできる。また、合波動作を行うための波長選択素子と、分波動作を行うための波長選択素子の配置位置を入れ替えることも可能である。
【0125】
第9の実施の形態は、
特に、上記のような構成により、一つの共通ポートを有する一つの光制御モジュールによって合波動作と分波動作の両方を同時に実現することが可能である。
【0126】
<第10の実施の形態>
図18は、本発明の第10の実施の形態に係る光制御モジュール1800の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0127】
符号1801,1802が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1803〜1805が示す部材は光反射集光素子であり、符号1806,1807が示す部材は波長選択素子であり、符号1808,1809が示す部材は光学的な透過窓である。
【0128】
第一のアレイ素子搭載ブロック1801には、複数の光反射集光素子1803〜1805が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1802には、透過窓1808,1809と複数の波長選択素子1806,1807が等間隔に設置されている。光反射集光素子1803〜1805は、第一のアレイ素子搭載ブロック1801に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック1801と第二のアレイ素子搭載ブロック1802は、空間を介し平行に対向させられている。
【0129】
第10の実施の形態は、特に、上記のように、透過窓1808,1809や波長選択素子1806,1807など、モジュール外部との光線の入出力に必要なポートを第二のアレイ素子搭載ブロック1802のみに形成することにより、モジュール外部に実装するアレイ状の光素子やそれらを組合せたブロックを、モジュールの一方の側面に配置することができ、実装コストを低減できる。さらにこの場合、複数の光反射集光素子1803〜1805を第一のアレイ素子搭載ブロック1801のみに形成することが可能であり、製造コストも低減することが可能である。
【0130】
<第11の実施の形態>
図19は、本発明の第11の実施の形態に係る光制御モジュール1900の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0131】
符号1901,1902が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号1903〜1905が示す部材は平面ミラーであり、符号1906,1907が示す部材は波長選択素子であり、符号1908,1909が示す部材は光学的な透過窓である。
【0132】
第一のアレイ素子搭載ブロック1901には、複数の平面ミラー1903〜1905が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック1902には、透過窓1908,1909と複数の波長選択素子1906,1907が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック1901と第二のアレイ素子搭載ブロック1902は、空間を介し平行に対向させられている。
【0133】
第11の実施の形態は、特に、上記のように、平面ミラー1903〜1905などの素子反射面の一部を、他の光制御素子の素子反射面の延長面に含まれない位置に配置することで、モジュール内部を伝播させる光線の光路長を一部変化させたり、アレイ素子搭載ブロックに形成する透過窓や波長選択素子などの配置間隔を一部変化させることができる。なお、当該平面ミラーや光反射集光素子を形成する領域は、窪み状構造ではなく突起状構造の頂面でもよい。
【0134】
<第12の実施の形態>
図20は、本発明の第12の実施の形態に係る光制御モジュール2000の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0135】
符号2001,2002が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2003〜2005が示す部材は光反射集光素子であり、符号2006〜2008が示す部材は波長選択素子であり、符号2009が示す部材は光学的な透過窓であり、符号2010が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2011が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号2012が示す部材は保持構造である。
【0136】
第一のアレイ素子搭載ブロック2001には、複数の光反射集光素子2003〜2005と平面ミラー2010が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2002には、透過窓2009と複数の波長選択素子2006〜2008が等間隔に設置されている。光反射集光素子2003〜2005は、第一のアレイ素子搭載ブロック2001に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック2001と第二のアレイ素子搭載ブロック2002は、空間を介し平行に対向させられている。
【0137】
斜面に形成された平面ミラー2010は、透過窓2009を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0138】
第12の実施の形態は、特に、上記のような構成により、本光制御モジュールの共通ポートが配置される側の側面、および波長選択素子が形成されていないアレイ素子搭載ブロック側の側面に空間を確保することができるため、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、パッケージ隅などに実装可能であり、実装スペースを有効利用することができる。
【0139】
<第13の実施の形態>
図21は、本発明の第13の実施の形態に係る光制御モジュール2100の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0140】
符号2101,2102が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2103〜2105が示す部材は光反射集光素子であり、符号2106,2107が示す部材は波長選択素子であり、符号2108が示す部材は光学的な透過窓であり、符号2109が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2110が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号2111,2112が示す部材は、発光素子または受光素子であり、符号2113が示す部材は保持構造である。
【0141】
第一のアレイ素子搭載ブロック2101には、複数の光反射集光素子2103〜2105と透過窓2108が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2102には、平面ミラー2109と複数の波長選択素子2106,2107が等間隔に設置されている。光反射集光素子2103〜2105は、第一のアレイ素子搭載ブロック2101に一体形成された凹面ミラーである。第二のアレイ素子搭載ブロック2102の外部には、波長選択素子から入出力される光線を受光または発光するための光素子2111,2112が実装されている。第一のアレイ素子搭載ブロック2101と第二のアレイ素子搭載ブロック2102は、空間を介し平行に対向させられている。
【0142】
斜面に形成された平面ミラー2109は、透過窓2108を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0143】
第13の実施の形態は、特に、上記のような構成により、本光制御モジュールの共通ポートが配置される側の側面に空間を確保することができる。また、波長選択素子が形成されているアレイ素子搭載ブロック側の側面に配置する外部光素子が、発光素子や受光素子など、電気信号との変換をおこなうための素子などの場合、光ファイバやレンズ系を実装する場合に比べて必要な空間を縮小することができる。したがって、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、パッケージ隅などに実装可能であり、実装スペースを有効利用することができる。
【0144】
また、光反射集光素子2103〜2105を単なる反射面である平面ミラーに置き換えてもよい。
【0145】
<第14の実施の形態>
図22は、本発明の第14の実施の形態に係る光制御モジュール2200の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0146】
符号2201,2202が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2203〜2206が示す部材は光反射集光素子であり、符号2207〜2210が示す部材は波長選択素子であり、符号2211,2212が示す部材は光学的な透過窓であり、符号2213,2214が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2215が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号2216,2217が示す部材は、第一のグループの発光素子または受光素子であり、符号2218,2219が示す部材は、第二のグループの発光素子または受光素子であり、符号2220が示す部材が保持構造である。
【0147】
第一のアレイ素子搭載ブロック2201には、複数の光反射集光素子2203〜2206と二つの透過窓2211,2212が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2202には、平面ミラー2213,2214と複数の波長選択素子2207〜2210が設置されている。光反射集光素子2203〜2206は、第一のアレイ素子搭載ブロック2201に一体形成された凹面ミラーである。第二のアレイ素子搭載ブロック2202の外部には、波長選択素子から入出力される光線を受光または発光するための光素子2216〜2219が実装されている。第一のアレイ素子搭載ブロック2201と第二のアレイ素子搭載ブロック2202は、空間を介し平行に対向させられている。
【0148】
斜面に形成された平面ミラー2213,2214は、透過窓2211,2212を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0149】
第一のグループの光素子2216,2217が全て発光素子であり、第二のグループの光素子2218,2219が全て受光素子の場合を考える。発光素子2216,2217から出射される複数の光線は、モジュール内部に入射し、モジュール内部を伝播する際に合波され、透過窓2211からモジュール外部に出射される。また、透過窓2212を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、波長選択素子2209,2210から外部に出射され、受光素子2218,2219に入射する。
【0150】
第14の実施の形態は、特に、上記のような構成により、二つの共通ポートを有する一つの光制御モジュールによって合分波動作の両方を同時に実現することが可能であり、一つの光制御モジュールに、波長多重通信に対応した光送信機と光受信機を一体化することが可能である。
【0151】
また、光反射集光素子2103〜2106を平面ミラーに置き換えてもよい。
【0152】
<第15の実施の形態>
図23は、本発明の第15の実施の形態に係る光制御モジュール2300の概略構成図であり、図22に示した第14の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0153】
符号2301,2302が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2303〜2305が示す部材は光反射集光素子であり、符号2306〜2310が示す部材は波長選択素子であり、符号2311,2312が示す部材は光学的な透過窓であり、符号2313,2314が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2315が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号2316,2317が示す部材は、第一のグループの発光素子または受光素子であり、符号2318〜2320が示す部材は、第二のグループの発光素子または受光素子であり、符号2321が示す部材が保持構造である。
【0154】
第一のアレイ素子搭載ブロック2301には、複数の波長選択素子2306〜2310と二つの透過窓2311,2312が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2302には、平面ミラー2313,2314と複数の光反射集光素子2303〜2305が設置されている。光反射集光素子2303〜2305は、第二のアレイ素子搭載ブロック2302に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック2301の外部には、波長選択素子から入出力される光線を受光または発光するための光素子2316〜2320が実装されている。第一のアレイ素子搭載ブロック2301と第二のアレイ素子搭載ブロック2302は、空間を介し平行に対向させられている。
【0155】
斜面に形成された平面ミラー2313,2314は、透過窓2311,2312を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0156】
第一のグループの光素子2316,2317が全て発光素子であり、第二のグループの光素子2318〜2320が全て受光素子の場合を考える。発光素子2316,2317から出射される複数の光線は、モジュール内部に入射し、モジュール内部を伝播する際に合波され、透過窓2311からモジュール外部に出射される。また、透過窓2312を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、波長選択素子2308〜2310から外部に出射され、受光素子2318〜2320に入射する。
【0157】
第15の実施の形態は、特に、上記のような構成により、二つの共通ポートを有する一つの光制御モジュールによって合分波動作の両方を同時に実現することが可能であり、一つの光制御モジュールに、波長多重通信に対応した光送信機と光受信機を一体化することが可能である。
【0158】
また、この場合、モジュール外部との光線の入出力に必要なポートを第一のアレイ素子搭載ブロック2301のみに形成することにより、モジュール外部に実装するアレイ状の光素子やそれらを組合せたブロックを、モジュールの一方の側面に配置することができ、実装コストを低減できる。さらに、光反射集光素子2303〜2305、および、平面ミラー2313,2314は一つのアレイ素子搭載ブロック2302に形成されているため、これらの光制御素子を一体形成かつ一括形成することが可能であり、製造コストを低減することができる。
【0159】
また、上記の例では2316〜2320の光素子は全て受光素子または発光素子であったが、これらの全部または一部が光ファイバと結合レンズ系が組合せられたモジュールでもよい。
【0160】
<第16の実施の形態>
図24は、本発明の第16の実施の形態に係る光制御モジュール2400の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0161】
符号2401,2402が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2403〜2407が示す部材は光反射集光素子であり、符号2408〜2411が示す部材は波長選択素子であり、符号2412が示す部材は第一の光学的な透過窓であり、符号2413が示す部材は第二の光学的な透過窓であり、符号2414,2415が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2416が示す部材は保持構造である。
【0162】
第一のアレイ素子搭載ブロック2401には、複数の光反射集光素子2403〜2407と二つの透過窓2412,2413が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2402には、二つの平面ミラー2414,2415と複数の波長選択素子2408〜2411が等間隔に設置されている。光反射集光素子2403〜2407は、第一のアレイ素子搭載ブロック2401に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック2401と第二のアレイ素子搭載ブロック2402は、空間を介し平行に対向させられている。
【0163】
斜面に形成された平面ミラー2414,2415は、透過窓2412,2413を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0164】
第一の透過窓2412を通じてモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、波長選択素子2408〜2411から外部に出射される。全ての波長選択素子によって反射された波長を含む光線は、平面ミラー2415によって反射され、第二の透過窓2413によってモジュール外部に一本の光線として出射される。この光線は、光結合用のレンズ系などで光ファイバに結合させ、本光制御モジュールから送信される光信号として再利用することもできる。
【0165】
第16の実施の形態は、特に、上記のような構成により、透過窓2412からモジュール内部に入力する入射光軸と、透過窓2413からモジュール外部へ出力される出射光軸の両方を、アレイ素子搭載ブロックの表面に対して垂直に設置できるため、本光制御モジュールの共通ポートが配置される側の両側面に空間を確保することができる。したがって、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、実装スペースを有効利用することができる。
また、分波としての機能のみを有する多ポート多波長型の光アドドロップマルチプレクサ装置を一つの本光制御モジュールで実現できるため、製造コスト、装置サイズを大幅に低減できる。
【0166】
また、波長選択素子2408〜2411から外部に出射される光線を、外部に実装したアレイ状の受光素子などで電気信号に変換する場合、アレイ状の光ファイバやレンズ系などに光線を結合させる場合に比べて光学系を簡素化できるため、実装に必要な空間を縮小することができる。したがって、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、パッケージ隅などに実装可能であり、実装スペースを有効利用することができる。
【0167】
また、波長選択素子2408〜2411から外部に出射される光線を、電気信号に変換せず、アレイ状の光ファイバやレンズ系に光線を結合させる場合でも、これらの出射光軸は互いに平行であり、出射光軸とアレイ素子搭載ブロックの表面とのなす角度は全て同一である。したがって、図16に示した第8の実施の形態のように、複数の光制御モジュールを一組のアレイ素子搭載ブロックに一括形成する場合でも、複数の入出力光軸の衝突が起こる可能性をなくすことができる。
【0168】
<第17の実施の形態>
図25は、本発明の第17の実施の形態に係る光制御モジュール2500の概略構成図であり、図1および図24に示した第1および第16の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0169】
符号2501,2502が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2503〜2507が示す部材は光反射集光素子であり、符号2508〜2511が示す部材は波長選択素子であり、符号2512が示す部材は第一の光学的な透過窓であり、符号2513が示す部材は第二の光学的な透過窓であり、符号2514,2515が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2516が示す部材は保持構造である。
【0170】
第一のアレイ素子搭載ブロック2501には、複数の光反射集光素子2503〜2507と二つの透過窓2512,2513が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2502には、二つの平面ミラー2514,2515と複数の波長選択素子2508〜2511が等間隔に設置されている。光反射集光素子2503〜2507は、第一のアレイ素子搭載ブロック2501に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック2501と第二のアレイ素子搭載ブロック2502は、空間を介し平行に対向させられている。
【0171】
斜面に形成された平面ミラー2514,2515は、透過窓2512,2513を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0172】
複数の波長選択素子のうち、第一のグループ2508,2509を合波動作のために利用し、第二のグループ2510,2511を分波動作のために利用する場合を考える。
【0173】
第一の透過窓2512を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、第二のグループの波長選択素子2510,2511から外部に出射される。全ての波長選択素子2508〜2511によって反射された波長を含む光線は、平面ミラー2515によって反射され、第二の透過窓2513によってモジュール外部に一本の光線として出射される。第一のグループの波長選択素子2508,2509を透過し、モジュール内部に入射される複数の光線は、モジュール内部を伝播する際に合波され、平面ミラー2515によって反射され、第二の透過窓2513によってモジュール外部に一本の光線として出射される。
【0174】
第二のアレイ素子搭載ブロック2502に形成される波長選択素子のうち、合波動作に利用される第一のグループの波長選択素子2508,2509が形成される位置は、分波動作に利用される第二のグループの波長選択素子2510,2511が形成される位置と比較した場合、分波動作のための外部からの光線をモジュール内部に導波させる第一の透過窓2512に近い領域に形成することで、合分波動作により波長選択素子から入出力される光軸の衝突を防ぐことができる。
【0175】
第17の実施の形態は、特に、上記のような構成により、多ポート多波長型の光アドドロップマルチプレクサ装置を一つの本光制御モジュールで実現できるため、製造コスト、装置サイズを大幅に低減できる。
【0176】
<第18の実施の形態>
図26は、本発明の第18の実施の形態に係る光制御モジュール2600の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態、図25に示した第17の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0177】
符号2601,2602が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2603,2604が示す部材は平面ミラーであり、符号2605,2606が示す部材は波長選択素子であり、符号2607が示す部材は受光素子であり、符号2608が示す部材は発光素子である。
【0178】
第一のアレイ素子搭載ブロック2601には、複数の平面ミラー2603,2604が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2602には、複数の波長選択素子2605,2606が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック2601と第二のアレイ素子搭載ブロック2602は、空間を介し平行に対向させられている。
【0179】
複数の波長選択素子2605,2606については、合波動作のために利用される波長選択素子2606と、分波動作に利用される波長選択素子2605が、交互に設置されている。分波動作に利用される波長選択素子2605の外部には受光素子2607が実装されており、合波動作に利用される波長選択素子2606の外部には発光素子2608が実装されている。
【0180】
第18の実施の形態は、特に、上記のような構成により、発光素子2608と受光素子2607の組み合わせで、モジュール外部に送受信機が構成でき、その送受信機をモジュールに複数設置することが可能であり、必要に応じて取り付けたり取り外したりすることが可能である。
【0181】
<第19の実施の形態>
図27は、本発明の第19の実施の形態に係る光制御モジュール2700の概略構成図であり、図1および図25に示した第1および第17の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【0182】
符号2701,2702が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2703〜2706が示す部材は光反射集光素子であり、符号2707〜2711が示す部材は波長選択素子であり、符号2712が示す部材は第一の光学的な透過窓であり、符号2713が示す部材は第二の光学的な透過窓であり、符号2714,2715が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号2716が示す部材が保持構造である。
【0183】
第一のアレイ素子搭載ブロック2701には、複数の光反射集光素子2703,2704と波長選択素子2709〜2711が等間隔に設置されており、二つの透過窓2712,2713が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック2702には、二つの平面ミラー2714,2715が設置されており、複数の波長選択素子2707,2708と光反射集光素子2705,2706が等間隔に設置されている。光反射集光素子2703〜2706は、アレイ素子搭載ブロック2701,2702に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック2701と第二のアレイ素子搭載ブロック2702は、空間を介し平行に対向させられている。
【0184】
斜面に形成された平面ミラー2714,2715は、透過窓2712,2713を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【0185】
複数の波長選択素子のうち、第一のグループ2709〜2711を合波動作のために利用し、第二のグループ2707,2708を分波動作のために利用する場合を考える。
【0186】
第一の透過窓2712を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、第二のグループの波長選択素子2707,2708から外部に出射される。全ての波長選択素子2707〜2711によって反射された波長を含む光線は、平面ミラー2715によって反射され、第二の透過窓2713によってモジュール外部に一本の光線として出射される。第一のグループの波長選択素子2709〜2711を透過し、モジュール内部に入射される複数の光線は、モジュール内部を伝播する際に合波され、平面ミラー2715によって反射され、第二の透過窓2713によってモジュール外部に一本の光線として出射される。
【0187】
第一のグループの波長選択素子2709〜2711から入出力される光線の光軸の位置、第二のグループの波長選択素子2707,2708から入出力される光線の光軸の位置は、それぞれ、透過窓2712,2713から入出力される光線の光軸と衝突しない位置に設置するのが望ましい。
【0188】
第19の実施の形態は、特に、上記のような構成により、第二のアレイ素子搭載ブロック2702に形成される波長選択素子2707,2708は全て分波動作に利用され、第一のアレイ素子搭載ブロック2701に形成される波長選択素子2709〜2711は全て合波動作に利用することができる。
【0189】
したがって、合分波動作により波長選択素子から入出力される光軸の衝突を防ぐことが可能であり、第一のグループの波長選択素子2707,2708、第二のグループの波長選択素子2709〜2711のそれぞれに最適な外部の光素子の種類や実装方法を選択できる。
【0190】
<第20の実施の形態>
図28は、本発明の第20の実施の形態に係る光制御モジュール2800の概略構成図であり、図1に示した第1の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0191】
符号2801,2802が示す部材は、光制御素子、透過窓などが形成されたアレイ素子搭載ブロックであり、符号2803が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間を介して対向させるための保持構造である。
【0192】
第20の実施の形態は、特に、第一のアレイ素子搭載ブロック2801と第二のアレイ素子搭載ブロック2802がともに平板状構造である場合、保持構造2803の形状を簡略化することが可能であり、製造コストを低減できる。
【0193】
<第21の実施の形態>
図29は、第22の実施の形態であり、図28に示した第20の実施の形態の詳細説明図である。
符号2901が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号2902が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造の一部であり、符号2903が示す部材は、保持構造の一部に、位置精度よく形成された突起状構造である。
【0194】
上記の構成により、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させる際に、その間隙を簡易かつ精度よく位置決めすることが可能であり、実装コスト、製造コストを低減することが可能である。
【0195】
<第22の実施の形態>
図30は、本発明の第22の実施の形態に係る光制御モジュール3000の概略構成図であり、図28に示した第20の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0196】
符号3001が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロックであり、符号3002が示す部材は、複数の光制御素子や透過窓などが形成された第二のアレイ素子搭載ブロックであり、符号3003〜3005が示す部材は、導波ブロック3001に一体形成された光反射集光素子である。
【0197】
導波ブロック3001には、光反射集光素子以外にも、斜面、窪み、突起、曲面などの複雑な構造を形成することも可能である。また、物理的な貫通穴を形成し、導波ブロック3001から光線をモジュール内部に入射させることもできる。
【0198】
また、上記の例では第一のアレイ素子搭載ブロックと、アレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造が一体形成されているが、第二のアレイ素子搭載ブロックと、アレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造が一体形成されていてもよい。
【0199】
第22の実施の形態は、特に、上記のような構成により、導波ブロック3001の上部に、アレイ素子搭載ブロック3002を載せるだけで、二つのアレイ素子搭載ブロックの間隙を精度よく位置決めすることが可能であり、アライメントコストを低減できるため、製造コストを低減することが可能である。
【0200】
<第23の実施の形態>
図31は、本発明の第23の実施の形態に係る光制御モジュール3100の概略構成図であり、図30に示した第22の実施の形態の応用例である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0201】
符号3101が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロックであり、符号3102が示す部材は、複数の光制御素子や透過窓などが形成された第二のアレイ素子搭載ブロックであり、符号3103〜3106が示す部材は、第二のアレイ素子搭載ブロック3102の外部に実装される、光ファイバもしくは電気伝導性の配線、レンズ系、受光素子、発光素子やそれらが組み合わせられていることを特徴とする筒状モジュールであり、符号3107が示す部材は、第二のアレイ素子搭載ブロック3102の外部に実装される、筒状モジュール3103〜3106の設置位置と設置角度を位置決めし、固定するための外部モジュール支持構造である。符号3108〜3110が示す部材は、導波ブロック3101に一体形成された光反射集光素子である。
【0202】
導波ブロック3101には、第二のアレイ素子搭載ブロック3102、および、外部素子支持構造3107との相対的な設置位置を精度よく位置決めするための階段状構造が形成されている。導波ブロック3101と外部モジュール支持構造3107のそれぞれは、加工・成型の際に要求される形状やそのサイズおよび精度が異なるため、樹脂、金属、シリコンなどの材質から最適なものを選んで製造することが望ましい。
【0203】
第23の実施の形態は、特に、上記の構成により、第一のアレイ素子搭載ブロックに形成された平面ミラーや光制御素子、第二のアレイ素子搭載ブロックに形成された平面ミラーや光制御素子、第二のアレイ素子搭載ブロックの外部に実装される複数の筒状モジュールについて、これらの部品の相対的な設置位置と設置角度を、簡易かつ精度よく位置決めすることが可能であり、実装コストを低減することが可能である。
【0204】
<第24の実施の形態>
図32は、図31に示した第23の実施の形態の詳細説明図である。
符号3201は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロックの一部であり、符号3202は、第二のアレイ素子搭載ブロックの一部であり、符号3203は、第二のアレイ素子搭載ブロックの外部に実装される、筒状モジュールの設置位置と設置角度を位置決めし、固定するための外部モジュール支持構造の一部であり、符号3204は、前記導波ブロック3201の一部に、位置精度よく形成された突起状構造である。
【0205】
上記の構成により、導波ブロック3201、第二のアレイ素子搭載ブロック3202、外部モジュール支持構造3203について、これらの部品の相対的な設置位置を、簡易かつ精度よく位置決めすることが可能であり、実装コストを低減することが可能である。
【0206】
<第25の実施の形態>
図33は、図30に示した第22の実施の形態の詳細説明図である。
複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロック3001aを製造する場合、アレイ素子搭載ブロックに形成された光制御素子の反射面に対して垂直な側壁が三面に形成されている場合が考えられる。
【0207】
上記のような構成により、導波ブロックの強度を保ちつつ、導波ブロックの奥行きを側壁一面分削減することができる。また、アレイ素子搭載面の表面積を確保することが可能であるため、アレイ素子搭載ブロックを製造する際のアレイ素子搭載面の表面の平滑性、平面性などを向上させることができる。
【0208】
<第26の実施の形態>
図34は、図30に示した第22の実施の形態の詳細説明図である。
複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロック3001bを製造する場合、アレイ素子搭載ブロックに形成された光制御素子の反射面に対して垂直な側壁が四面に形成されている場合が考えられる。
【0209】
上記のような構成により、二つのアレイ素子搭載ブロックの間隙を密閉することが可能であるため、本光制御モジュールの外部からの異物の進入を防ぐことができる。場合によっては、二つのアレイ素子搭載ブロックの間隙を空気以外の媒質で充填したり、真空状態にすることも可能である。
【0210】
<第27の実施の形態>
図35は、図30に示した第22の実施の形態の詳細説明図である。
複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロック3001cを製造する場合、アレイ素子搭載ブロックに形成された光制御素子の反射面に対して垂直な側壁が対向する二面に形成されている場合が考えられる。
【0211】
上記のような構成により、導波ブロックの奥行きを側壁二面分削減することができ、アレイ素子搭載面の表面積を確保しつつ、本光制御モジュールを小型化できる。
【0212】
<第28の実施の形態>
図36(a)(b)は、図5および図6に示した応用例の別の例である。
図36(a)は素子反射面がアレイ素子搭載ブロックの窪み状構造として形成されている場合、図36(b)は素子反射面がアレイ素子搭載ブロックの突起状構造として形成されている場合の概念図である。
【0213】
モジュール内部を伝播する光線の光軸を含む平面を伝播平面とすると、伝播光線が鋸歯の斜面に入射し、反射する光線の反射光軸が、伝播平面に対して垂直となるように、アレイ素子搭載ブロックの表面に斜面構造を形成する。
【0214】
上記のような構成により、反射光線の光軸をアレイ素子搭載ブロックの表面に対して平行になるように設計することが可能であり、光制御モジュールの共通ポートに相当する外部光素子の配置自由度を大幅に向上させることができる。
【0215】
<第29の実施の形態>
図37は、図8の符号8−3に示した応用例の別の例であり、アレイ素子搭載ブロック3701に一体形成する光反射集光素子が球面状の凹面ミラーの場合の概念図である。
【0216】
アレイ素子搭載ブロック3701に一体形成する光反射集光素子が球面状の凹面ミラーの場合、球面ミラーの中心に光線が入射すれば、アレイ素子搭載ブロック3701の表面(平面)に対して、その入射光線3702の入射角と反射光線の反射角は一致する。
【0217】
ここで、入射光線を平行移動させ、球面ミラーの中心からずれた位置に光線を入射させると、アレイ素子搭載ブロックの表面(平面)に対して、その入射光線3703の入射角と反射光線の反射角は一致せず、また設計により、反射光線の光軸とアレイ素子搭載ブロックの表面(平面)を直交させることもできる。
【0218】
<第30の実施の形態>
図38は、本発明の第30の実施の形態に係る光制御モジュールの概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0219】
符号3901,3902が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号3903,3904,3905が示す部材は光反射集光素子であり、符号3906,3907が示す部材は波長選択素子であり、符号3908は平面ミラーであり、符号3909,3910は光学的な透過窓である。
【0220】
第一のアレイ素子搭載ブロック3901には、透過窓3909と複数の光反射集光素子3903〜3905が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック3902には、平面ミラー3908、複数の波長選択素子3906,3907、透過窓3910が等間隔に設置されている。光反射集光素子3903,3904,3905は、第一のアレイ素子搭載ブロック3901に一体形成された凹面ミラーである。
【0221】
第一のアレイ素子搭載ブロック3901と第二のアレイ素子搭載ブロック3902は、空間中で対向させられており、光学的な透過窓3909から入射した光線が、第一のアレイ素子搭載ブロック3901に入反射する際に、反射光線の光軸が第二のアレイ素子搭載ブロック3902と直交するように設計されている。
【0222】
第30の実施の形態は、特に、上記の構成により、鋸歯状の斜面の上に光反射集光素子を形成することなく、アレイ素子搭載面とモジュール外部の外部光素子の光軸を直交させ、外部光素子の光軸の設置角度を単純化し、実装コストを低減することができる。
【0223】
また、光反射集光素子3903,3904,3905を平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【0224】
<第31の実施の形態>
図39は、本発明の第31の実施の形態に係る光制御モジュール4000の概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0225】
符号4001,4002が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号4003,4004,4005が示す部材は光反射集光素子であり、符号4006〜4008が示す部材は波長選択素子であり、符号4009は光学的な透過窓である。
【0226】
第一のアレイ素子搭載ブロック4001には、透過窓4009と複数の光反射集光素子4003〜4005が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック4002には、複数の波長選択素子4006〜4008が等間隔に設置されている。光反射集光素子4003,4004,4005は、第一のアレイ素子搭載ブロック4001に一体形成された凹面ミラーである。第二のアレイ素子搭載ブロック4002は光学的に透明な材質で製造された平板状の構造物であり、その表面に平板状の波長選択素子4006〜4008が貼り付けられている。
【0227】
第一のアレイ素子搭載ブロック4001と第二のアレイ素子搭載ブロック4002は、空間中で対向させられており、光学的な透過窓4009から入射した光線が、第一のアレイ素子搭載ブロック4001に入反射する際に、反射光線の光軸が第一のアレイ素子搭載ブロック4001と直交するように設計されている。
【0228】
第31の実施の形態は、特に、上記のような構成により、アレイ素子搭載面と共通ポートに相当するモジュール外部の外部光素子の光軸を直交させ、外部光素子の光軸の設置角度を単純化し、実装コストを低減する場合に、鋸歯状の斜面の上に波長選択素子を形成する必要が無い。したがって、モジュール製造コストを低減できる。
【0229】
また、光反射集光素子4003〜4005を、斜面に形成された平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【0230】
<第32の実施の形態>
図40は、本発明の第32の実施の形態に係る光制御モジュール4100の概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0231】
符号4101,4102が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号4103,4104,4105が示す部材は光反射集光素子であり、符号4106,4107が示す部材は波長選択素子であり、符号4108は平面ミラーであり、符号4109,4110は光学的な透過窓である。
【0232】
第一のアレイ素子搭載ブロック4101には、透過窓4109と複数の光反射集光素子4103〜4105が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック4102には、平面ミラー4108、複数の波長選択素子4106,4107、透過窓4110が等間隔に設置されている。光反射集光素子4103,4104,4105は、第一のアレイ素子搭載ブロック4101に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック4101と第二のアレイ素子搭載ブロック4102は、空間を介し平行に対向させられている。
【0233】
平面ミラー4108、光反射集光素子4103〜4105、波長選択素子4106,4107は、アレイ素子搭載面に鋸歯状に形成されている。また、アレイ素子搭載ブロック4101,4102に入反射する入射光軸および反射光軸の両方について、アレイ素子搭載面となす角度が90度よりも小さくなるように設計されている。
【0234】
第32の実施の形態は、特に、上記のような構成により、第二のアレイ素子搭載ブロック4102に形成されている波長選択素子4106,4107の配置間隔を維持しつつ、波長選択素子4106,4107や光反射集光素子4103〜4105に入反射する光線の入射角を低減することができる。したがって、波長選択素子4106,4107の透過光のフィルタ特性の向上や光反射集光素子4103〜4105のコマ収差の低減などが可能である。
【0235】
また、光反射集光素子4103〜4105を、斜面に形成された平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【0236】
<第33の実施の形態>
図41は、本発明の第33の実施の形態に係る光制御モジュールの概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【0237】
符号4201,4202が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号4203,4204が示す部材は山状構造の平面ミラーであり、符号4205,4206が示す部材は波長選択素子であり、符号4207〜4209は光反射集光素子である。
【0238】
第一のアレイ素子搭載ブロック4201には、山状構造の平面ミラー4203,4204が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック4202には、複数の波長選択素子4205,4206と光反射集光素子4207〜4209が交互に等間隔に設置されている。光反射集光素子4207,4208,4209は、第二のアレイ素子搭載ブロック4202に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック4201と第二のアレイ素子搭載ブロック4202は、空間を介して平行に対向させられている。
【0239】
第二のアレイ素子搭載ブロック4202に形成された光反射集光素子4207から反射された光線は、第一のアレイ素子搭載ブロック4201に形成された山状構造の平面ミラー4203の第一の斜面に入射し、第二のアレイ素子搭載ブロック4202に形成された波長選択素子4205に入射する。その波長選択素子4205から反射された光線は山状構造の平面ミラー4203の第二の斜面に入射し、第二のアレイ素子搭載ブロック4202に形成された別の光反射集光素子4208に入射する。以上のような動作を繰り返し、光制御モジュールの内部を光線が伝播する。その際、アレイ素子搭載面に伝播光線が入反射する場合、波長選択素子に入反射する光線の入射角は小さく、光反射集光素子に入反射する光線の入射角は大きくなるように、その角度を交互に変調させながら伝播する。
【0240】
第33の実施の形態は、特に、上記のような構成により、波長選択素子4205,4206からモジュールの外部へ出射される光線を受光する外部光素子の配置間隔を拡大しつつ、波長選択素子4205,4206に入反射する光線の入射角を低減できる。
【0241】
また、山状構造の平面ミラー4203,4204は、二つの素子反射点および素子反射面を含むため、多くの光制御素子を一括かつ高精度に形成できる。したがって、波長選択素子4205,4206の透過光のフィルタ特性を向上させつつ、外部光素子の配置自由度を大幅に向上させ、さらにモジュール製造コストを低減することができる。
【0242】
また、光反射集光素子4207〜4209を平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【0243】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光制御モジュールによれば、複数の光伝送路(ポート)を有するモジュールにおいて、モジュール内部の伝播光線を多重反射させる方式により、特定の波長または特定の光量の光線を、複数の光伝送路に対して抽出または挿入する場合に発生する課題を解決することが可能であり、
1)モジュール製造コスト低減
2)伝播損の低減
3)反射損の低減
4)ポート間ピッチ拡大
5)各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コスト低減
6)各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の配置自由度向上
7)モジュール内部の伝播光線の波長帯の広帯域化
8)モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上
9)フィルタ特性の向上
等の効果を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図2】図1に示した第1の実施の形態に用いる波長選択素子の具体的な動作例や設置例を示す説明図である。
【図3】図1に示した第1の実施の形態のモジュール内部を伝播する光線がアレイ素子搭載ブロックの表面で反射される場合の具体例を示す説明図である。
【図4】図1に示した第1の実施の形態のアレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、光線を透過させる場合の具体例を示す説明図である。
【図5】図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する窪み状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図6】図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する突起状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図7】図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、平面ミラーを斜めに形成し、鋸歯状の反射面を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図8】図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域に光反射集光素子を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図9】図1に示した第1の実施の形態の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、突起または窪み状の構造を利用し、斜面や球面などの構造を複数箇所一体形成し、その後、金属または多層膜などにより、表面に反射膜を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る光制御モジュールの変形例を示す概略構成図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図13】本発明の第4の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図14】本発明の第5の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図15】本発明の第6,第7の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図であり、(a)が第6の実施の形態、(b)が第7の実施の形態を示している。
【図16】本発明の第8の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図17】本発明の第9の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図18】本発明の第10の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図19】本発明の第11の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図20】本発明の第12の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図21】本発明の第13の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図22】本発明の第14の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図23】本発明の第15の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図24】本発明の第16の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図25】本発明の第17の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図26】本発明の第18の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図27】本発明の第19の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図28】本発明の第20の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図29】第20の実施の形態の詳細部である第21の実施の形態を示す説明図である。
【図30】本発明の第22の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図31】本発明の第23の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図32】第23の実施の形態の詳細部である第24の実施の形態を示す説明図である。
【図33】第22の実施の形態の詳細部である第25の実施の形態を示す説明図である。
【図34】第22の実施の形態の詳細部である第26の実施の形態を示す説明図である。
【図35】第22の実施の形態の詳細部である第27の実施の形態を示す説明図である。
【図36】本発明の第28の実施の形態を示す説明図である。
【図37】アレイ素子搭載ブロックに一体形成する光反射集光素子が球面状の凹面ミラーである第29の実施の形態を示す概念図である。
【図38】本発明の第30の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図39】本発明の第31の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図40】本発明の第32の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図41】本発明の第33の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図42】第1の従来技術を示す構成図である。
【図43】第2の従来技術を示す構成図である。
【図44】第3の従来技術を示す構成図である。
【符号の説明】
100,100A,1000,1100,1300,1400,1500,1510,1600,1700,1800,1900,2000,2100,2200,2300,2400,2500,2600,2700,2800,3000,3100,3900,4000,4100,4200 光制御モジュール
101,102,1001,1002,1101,1102,1301,1302,1401,1402,1501,1502,1511,1512,1601,1602,1701,1702,1801,1802,1901,1902,2000,2001,2002,2101,2102,2201,2202,2301,2302,2401,2402,2501,2502,2601,2602,2701,2702,2801,2802,2901,3002,3102,3202,3701,3901,3902,4001,4002,4101,4102,4201,4202 アレイ素子搭載ブロック
101a,102a アレイ素子搭載面
103,104,105,1003,1004,1103,1104,1105,1303,1304,1305,1306,1307,1308,1403,1405,1406,1503,1504,1505,1513,1514,1603,1604,1605,1606,1703,1704,1705,1706,1707,1803,1804,1805,2003,2004,2005,2103,2104,2105,2203,2204,2205,2206,2303,2304,2305,2403,2404,2405,2406,2407,2503,2504,2505,2506,2507,2703,2704,2705,2706,3003,3004,3005,3108,3109,3110,3903,3904,3905,4003,4004,4005,4103,4104,4105,4207,4208,4209 光反射集光素子
106,107,1005,1006,1007,1106,1107,1309,1310,1407,1408,1506,1507,1515,1516,1607,1608,1609,1610,1708,1709,1710,1711,1712,1806,1807,1906,1907,2006,2007,2008,2106,2107,2207,2208,2209,2210,2306,2307,2308,2309,2310,2408,2409,2410,2411,2508,2509,2510,2511,2605,2606,2707,2708,2709,2710,2711,3906,3907,4006,4007,4008,4106,4107,4205,4206 波長選択素子
108,1108,1409,1410,1517,1611,1612,1713,1903,1904,1905,2010,2109,2213,2214,2313,2314,2414,2415,2514,2515,2603,2604,2714,2715,3908,4108,4203,4204平面ミラー
109,110,1109,1110,1311,1411,1613,1614,1714,1808,1809,1908,1909,2009,2108,2211,2212,2311,2312,2412,2413,2512,2513,2712,2713,3909,3910,4009,41094110 透過窓
2011,2110,2215,2315 パッケージ壁面
2111,2112,2216,2217,2218,2219,2316,2317,2318,2319,2320,2607,2608 発光素子または受光素子
112,2012,2113,2220,2321,2416,2516,2716,2803,2902 保持構造
2903,3204 突起構造
3001,3101,3201,3001a,3001b,3001c 導波ブロック
3103,3104,3105,3106 筒状モジュール
3107,3203 外部モジュール支持構造
3702,3703 入射光線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical control module used for optical communication. More specifically, the present invention relates to an optical control module used in wavelength multiplexing optical transmission or the like. In an apparatus having a plurality of optical transmission paths, light having a specific wavelength or a specific amount of light is used. The present invention relates to an optical control module that enables signals to be extracted or inserted into each optical transmission line.
[0002]
[Prior art]
With the development of wavelength multiplexing transmission technology in recent years, attention has been focused on functional devices having a plurality of optical transmission paths (ports).
Specifically, it has one common port and a plurality of input / output ports, and an optical signal having a specific wavelength can be extracted or inserted from each input / output port. An example is an optical switch that can arbitrarily switch an optical connection with an input / output port.
[0003]
Similarly, an optical add / drop multiplexer device combining these multiplexing / demultiplexing elements and optical switches and an optical transceiver combining a multiplexing / demultiplexing element and a plurality of light emitting elements or light receiving elements are also attracting attention.
In particular, for multiplexing / demultiplexing elements that are indispensable in wavelength division multiplexing transmission, various systems and structures have been proposed in order to realize characteristics such as small size, low cost, and low loss.
[0004]
Patent Literature 1 below is an example of technical literature related to an optical demultiplexing device.
As shown in FIG. 42 (this FIG. 42 is the same as FIG. 1 of Patent Document 1, but the reference numerals are changed), the optical demultiplexing element in Patent Document 1 transmits only light of a specific wavelength. The wavelength filters 01 to 04 for reflecting the light beams of other wavelengths are arranged, and the light beams of the wavelengths reflected from the wavelength filters 01 to 04 are propagated in a relay manner using the relay focusing mirrors 05 to 07. The method is adopted. The light beams transmitted through the wavelength filters 01 to 04 are detected as single-wavelength optical signals by the detectors 08 to 011 prepared for the respective wavelength filters 01 to 04. Note that 012 is incident light.
[0005]
The following Patent Document 2 is an example of technical documents related to multiplexing / demultiplexing elements.
The multiplexing / demultiplexing element in this patent document is a single mode fiber (SMF) as shown in FIG. 43 (FIG. 43 is the same as FIG. 2 of Patent Document 2, but the reference numerals are changed). ) The substrate 023 and 024 on which one optical transmission line in which a graded index fiber (GIF) 022 is connected to the end of 021 is formed in an array is opposed to each other, and the first substrate 023 A reflective film is formed on the smooth end surface of the second substrate 024, and a band pass filter is formed on the smooth end surface of the second substrate 024 at the position where each GIF is formed. A method of combining and demultiplexing by multiple reflection of light rays is adopted.
[0006]
The following Patent Document 3 is an example of a technical document relating to a lens array transparent block used for an optical multiplexing / demultiplexing element or an optical add / drop element.
The lens array transparent block in Patent Document 3 is transparent blocks 003-1a, 003 as shown in FIG. 44 (FIG. 44 is the same as FIG. 1 of Patent Document 3, but the reference numerals are changed). 2a, a lens array transparent block 003-1, 003-2 in which a plurality of convex lenses 002-1 to 002-8 are integrally formed is manufactured, and the lens array transparent block is connected to one convex lens array block 003-1 and the other. The convex lens array block 003-2 and the parallel transparent block 004 are divided, and the parallel transparent block 004 including the convex lens 002-0 is sandwiched between the lens array transparent blocks 003-1 and 003-2. Yes.
[0007]
The surface of the parallel transparent block 004 is formed with a plurality of wavelength filters 006-1 to 006-8 that transmit only light of a specific wavelength and reflect light of other wavelengths. A method is employed in which light is multiplexed and demultiplexed by multiple reflection of light inside.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-162466 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-190809
[Patent Document 3]
JP 2002-40283 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique shown in Patent Document 1 (FIG. 42), when the optical block is integrally formed, if glass is used, the manufacturing cost and the molding accuracy of various parts are in a trade-off relationship, and thus high-precision processing is performed. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost increases. Further, there is a problem that propagation loss and reflection loss increase when resin is used.
[0010]
In the prior art disclosed in Patent Document 2 (FIG. 43), there is a problem that the pitch of the GIF array cannot be increased while maintaining the transmission characteristics of the filter and the coupling efficiency between the input and output GIFs. For example, if the pitch is increased without changing the distance between the substrates, the incident angle of the light beam transmitted / reflected through the bandpass filter also increases, and the transmission characteristics of the filter deteriorate. Further, if the distance between the substrates is increased while maintaining the above incident angle in order to prevent the deterioration of the transmission characteristics of the filter, the collimating property of the light beam that is reflected multiple times deteriorates, so that the coupling efficiency between the input and output GIFs decreases.
[0011]
In the prior art shown in Patent Document 3 (FIG. 44), when optical components such as a single mode optical fiber and a light emitting element are arranged outside the lens array transparent block in an array, these optical components and the transparent block are arranged. The tolerance of positional deviation relative to the lens array is small, and the cost for mounting the optical component within the tolerance increases. In addition, in order to suppress the variation between ports in the loss at each port, it is necessary to optimize the position of the optical component placed in each port or the shape of the convex lens formed in the lens array transparent block of each port. There is also a problem that cost reduction effects such as mass production and assembly are lost.
[0012]
The present invention has a problem as described above, that is, in a module having a plurality of optical transmission paths (ports), a plurality of light beams having a specific wavelength or a specific light amount are reflected by a method of multiply reflecting a propagation light beam inside the module. Occurs when extracting or inserting into the optical transmission line
1) Increase in module manufacturing costs
2) Increase in propagation loss
3) Increase in reflection loss
4) Performance degradation when the pitch between ports is expanded
5) Inter-port loss variation
6) Increased mounting costs for optical components outside the module placed at each port
The purpose is to solve such problems.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The first invention for solving the above-mentioned problems is
It has a plurality of beam branching elements that transmit a part of incident light and reflect the rest,
Having at least one transmission window for inputting and outputting propagating light between the outside and inside of the light control module;
The light beam splitting element and the transmission window are formed on an array element mounting surface which is a predetermined surface of the array element mounting block,
A light control module in which a reflection surface for reflecting incident light is formed on a part of the array element mounting surface,
A plurality of array element mounting blocks are arranged by a holding structure so that the two array element mounting surfaces are spaced apart from each other,
The internal propagating light beam is alternately reflected by the reflecting surface of the first array element mounting block and the second array element mounting block or the beam branching element alternately, and along the zigzag optical path between the opposing array element mounting surfaces. The light control module is characterized in that the arrangement position / angle of each array element mounting block and the arrangement position / angle of each light beam branching element and reflection surface are set so as to propagate.
[0014]
For convenience of the following detailed explanation,
"Light control element" is a generic term for the micro-reflective plane where light rays actually enter and reflect among the reflective surfaces of the light beam splitter and array element mounting surface.
The intersection of the incident optical axis and the reflected optical axis of the light incident on and reflected by the light control element is the “element reflection point”.
From the light incident on the light control element, the micro-plane that determines the reflection optical axis is the “element reflection surface”,
Mounted outside the light control module, placed at the port position of the light control module, emits light that enters the light control module, and combines light output from the light control module Specifically, a general term for an optical fiber, a light-emitting element such as a laser diode, a light-receiving element such as a photodiode, a lens system, and a combination thereof, or a module of these members is referred to as “external optical element. Is defined.
[0015]
Examples of the beam branching element include a wavelength selection element and a light quantity splitting element.
As a specific example of the wavelength selection element, when a specific wavelength is fixed and used, a band pass filter, a low pass filter, a high pass filter, and the like using a multilayer film are conceivable. Further, the wavelengths to be transmitted may be changed independently by external control. In that case, a wavelength tunable filter using the EO effect or the TO effect, an etalon filter using the MEMS technology, and the like are conceivable.
[0016]
Moreover, the case where the wavelength band which a wavelength selection element permeate | transmits contains all the wavelength bands of an incident light ray is also considered, In that case, it corresponds to an optical transmission window. Conversely, when not transmitting all the wavelength bands of incident light, it has the same function as a plane mirror.
[0017]
As a specific example of the light quantity dividing element, a reflection type optical attenuator can be considered. Further, the amount of light to be transmitted may be changed by external control, and when the control range of the amount of light to be transmitted corresponds to all the amounts of incident light, it has a function equivalent to that of a reflective optical switch.
[0018]
These wavelength selection elements or light quantity splitting elements may be affixed to the surface of the array element mounting block. However, if a depression or a through hole can be formed in the array element mounting block, it may be embedded in the inside. it can. In the case of embedding in the inside of the through hole, it is possible to reduce the Fresnel loss due to the refractive index difference of the medium and the propagation loss due to the material of the array element mounting block.
[0019]
In the array element mounting block, a reflective surface can be formed of a metal or a multilayer film on the surface of the region where the wavelength selection element and the light quantity dividing element are not formed. Alternatively, a separately prepared flat mirror chip or the like can be pasted or embedded in the array element mounting block to form a reflecting surface.
[0020]
When the reflective surface is formed of metal or multilayer film, even if the array element mounting surface is complex, a uniform reflective surface can be formed at once, reducing the manufacturing process and reducing reflection loss and module manufacturing cost. Is possible.
[0021]
Specifically, the material for the array element mounting block is selected according to the purpose, such as resin, metal, glass, silicon, etc., and the surface is sloped, recessed, protrusion, curved surface by cutting, injection molding, etching, etc. It is conceivable to form a complex structure such as that, and then form a reflective film on the surface of the structure.
[0022]
As a method for forming the reflective film, a method of performing vapor deposition, plating, sputtering, or the like on a surface of the array element mounting block with a metal or a multilayer film can be considered. By using a multilayer film, it is possible to improve the reflectivity and to reduce the polarization dependence upon reflection.
[0023]
When forming the reflective film directly on the array element mounting block, if the smoothness and adhesion of the reflective film cannot be obtained, several types of films for improving the smoothness and adhesion may be formed below the reflective film. it can. In this case, it is possible to provide a plurality of functions with one kind of film.
[0024]
Some methods are also conceivable in the case where the light beam is transmitted through the area where the light control element is not formed in the array element mounting block. One is a method of manufacturing the array element mounting block itself with an optically transparent material. In general, glass or transparent resin is used. However, when the light beam that passes through the wavelength selection element and the light quantity splitting element is controlled from the outside, a material such as silicon is used, and an integrated circuit for control is integrally formed. It is also possible. In the case where the array element mounting block is manufactured using an optically opaque material, a physical through hole may be formed in a region where light is to be transmitted. Further, as described above, the light beam may be transmitted using a wavelength selection element that transmits all wavelengths of the incident light beam.
[0025]
The gap between the two array element mounting blocks is a low-loss area where multiple reflected light propagates. Generally, air or inert gas is present, but it can also be evacuated. it can. In this case, the propagation loss is almost negligible as compared with the case where light propagates through the inside of glass or transparent resin.
[0026]
The operating principle of the present invention is as follows.
A light beam emitted from the external light element passes through any one of an optically transparent region, a transmission window that is a physical through hole, and a light beam branching element, and is input into the module.
[0027]
The light beam input into the module passes through the area between the array element mounting surface of the first array element mounting block and the array element mounting surface of the second array element mounting block from the plurality of light control elements and the reflecting surface. Propagate by repeating reflection.
[0028]
When the light control element is a wavelength selection element or a light quantity splitting element, a light beam having a specific wavelength or a specific light quantity passes through the light control element and is emitted to the outside of the light control module. Light beams having other wavelengths or the remaining light amount are reflected by the light control element and delivered to another light control element on the opposing array element mounting surface.
[0029]
At least one light beam among the light beams transmitted through the wavelength selection element or the light amount dividing element and emitted to the outside of the module is received by the external light element.
[0030]
In order to perform the operation as described above, the installation position and installation angle of the external optical element, the element reflection point of the light control element, and the element reflection surface are designed.
[0031]
The effects of the first invention are as follows.
O When light is propagated inside the light control module, the propagation loss can be greatly reduced compared to the case of propagating through the inside of glass or transparent resin.
O For the reason described above, even if the gap between the two array element mounting surfaces facing each other is enlarged, the increase in loss can be suppressed. Accordingly, the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module can be improved.
O The wavelength selection element formed on the array element mounting block by changing a part or all of the gap because the gap between the two array element mounting surfaces opposed to each other can be enlarged for the above reason. It is possible to change the arrangement interval of the light quantity dividing elements. Therefore, the pitch between ports can be increased.
-Since the reflecting surface is formed on the array element mounting block side, the light beam propagating inside the module is a metal film layer or resin film layer formed for the purpose of improving the adhesion and smoothness of the reflecting surface. Do not pass through. Therefore, characteristic deterioration such as loss increase and polarization dependency increase due to the metal film layer and the resin film layer does not occur.
Since the plurality of array element mounting surfaces are opposed to each other by a holding structure through a space, the relative installation interval and installation angle of the array element mounting surface, and their accuracy are determined by the shape of the holding structure and It depends on the manufacturing accuracy and does not depend on the shape or manufacturing accuracy of the array element mounting block. Therefore, it is possible to use a holding structure having a material, shape, and manufacturing accuracy in accordance with the purpose regardless of the material, shape, and manufacturing accuracy of the array element mounting block, thereby reducing the module manufacturing cost.
[0032]
The second invention is
The light control module according to claim 1,
A first virtual plane including a plurality of contacts between the holding structure and the first array element mounting block;
The light control module is characterized in that a second virtual plane including a plurality of contact points between the holding structure and the second array element mounting block is parallel.
[0033]
When the array element mounting surfaces are made to face each other, a part or all of the array element mounting surface may be a non-planar shape such as a sawtooth shape or a curved surface. In this case, a first virtual plane including a plurality of contacts of the holding structure and the first array element mounting block and a second virtual plane including a plurality of contacts of the holding structure and the second array element mounting block are considered. For the two array element mounting blocks, if the first and second virtual planes are parallel to each other, the two array element mounting surfaces can be regarded as being parallel to each other. In such a case, the height of the holding structure that supports the array element mounting block can be made uniform.
[0034]
The effects of the second invention are as follows.
O The array element mounting surface can be opposed to each other by the holding structure having the same height regardless of the shape of the array element mounting surface. Therefore, the shape of the holding structure can be simplified, and the module manufacturing cost can be reduced.
[0035]
The third invention is
The light control module according to claim 1 or 2,
The light control module is characterized in that a reflection surface of the array element mounting surface is integrally formed with the array element mounting block.
[0036]
By pasting glass or transparent resin molded into a convex lens shape on the reflective surface of the array element mounting surface, it is possible to realize a function of focusing on a specific position while reflecting incident light. .
[0037]
In addition, by finely processing the shape of the reflecting surface that is integrally formed with the array element mounting block, a Fresnel mirror that applies the principle of the Fresnel lens is constructed, so that incident light is reflected while focusing on a specific position. It is also possible to realize such a function.
[0038]
The effects of the third invention are as follows.
O After manufacturing the array element mounting block, there is no need to separately form a complex-shaped array element mounting surface. Therefore, since the manufacturing process can be reduced, the manufacturing cost can be reduced.
O It is possible to integrally form an array element mounting surface having a complicated shape on an array element mounting block by injection molding using a mold. Accordingly, it is possible to manufacture a large amount of parts with high shape accuracy, and it is possible to reduce manufacturing costs.
O When a plurality of array element mounting surfaces having a complicated shape are formed in one array element mounting block, they can be collectively formed, and the accuracy of the formation position can be improved. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
〇 Utilizing the difference in refractive index between two types of media even when realizing the function of focusing on a specific position while reflecting incident light by devising the shape of the reflective surface of the array element mounting surface Instead, only the shape of the reflective surface needs to be designed. Therefore, compared with the case where two types of refractive index differences are used, Fresnel loss due to the refractive index difference of the medium, light characteristic deterioration due to inhomogeneity of the medium, and absorption loss due to the medium can be ignored. From these things, the reflection loss by a light reflection condensing element can be reduced significantly.
[0039]
The fourth invention is:
In the light control module according to any one of claims 1 to 3,
The light control module is characterized in that the holding structure is integrally formed with at least one array element mounting block.
[0040]
As a specific holding structure, a side wall-like structure formed perpendicular to the array element mounting surface is conceivable, and a plurality of side walls may be formed as necessary.
[0041]
The effects of the fourth invention are as follows.
O Large structures and microstructures can be manufactured on one array element mounting block with high accuracy by using injection molding or the like. Therefore, it is possible to improve the relative installation position accuracy regardless of the size of the gap between the facing array element mounting surfaces, and the passive alignment structure is part of the array element mounting block so that the array element mounting surfaces face each other. It can also be formed. Therefore, it is possible to reduce the alignment cost for a plurality of light beam branching elements and reflection surfaces formed in these array element mounting blocks while improving their relative installation position and installation angle. By these things, the cost required for the assembly and adjustment of the module can be reduced, and the module manufacturing cost can be reduced.
O Since there is no need to separately prepare components for holding a plurality of array element mounting blocks opposed in space, the number of components can be reduced. Therefore, the module manufacturing cost can be reduced.
〇 A structure in which a plurality of external light elements or a structure in which a plurality of external light elements are separately formed and a structure for performing relative positioning with the light control module are integrated into the array element mounting block in which the holding structure is integrally formed. It is also possible to form a part in advance. Therefore, it is possible to reduce the mounting cost of the optical components outside the module arranged at each port.
[0042]
The fifth invention is:
The light control module according to any one of claims 1 to 4,
The light beam splitting element transmits a light beam having a specific wavelength among incident light beams and reflects a light beam having a wavelength other than that, or transmits a light beam having a specific light amount among incident light beams and transmits a light beam having the remaining light amount. The light control module is a light quantity dividing element that reflects light.
[0043]
The effects of the fifth invention are as follows.
○ When the light splitting element is a wavelength selection element, when one wavelength multiplexed light is sent inside the module, the light of multiple wavelength bands from the inside of the module according to the wavelength band that each wavelength selection element transmits (reflects) Can be realized, or when a plurality of single wavelength light beams are sent inside the module, a multiplexing function can be realized in which one wavelength multiplexed light beam can be extracted from the inside of the module.
○ When the light splitting element is a light splitting element, when a single light beam is sent inside the module, each light splitting element transmits (reflects) multiple light quantities from inside the module, depending on the amount of light that is transmitted (reflected) and the number of light splitting elements It is possible to realize a light distributor capable of extracting the light beam.
[0044]
The sixth invention is:
The light control module according to any one of claims 1 to 5,
A part of the reflective surface of the array element mounting surface is a flat surface.
[0045]
The effects of the sixth invention are as follows.
In the case where the reflective surface is formed on the array element mounting surface, it is not necessary to form an array element mounting block having a complicated shape, so that the part manufacturing cost can be reduced.
○ When propagating light propagating inside the module is incident on a flat reflecting surface, the incident optical axis is not diffused and condensed (without changing the complex beam parameters of the Gaussian beam discontinuously). And the propagation direction of the propagating light can be changed according to the angle formed by the reflecting surface. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module.
○ If a projection-like structure is formed on the array element mounting block and a flat reflective surface is formed on the top surface, or a concave structure is formed and a flat reflective surface is formed on the bottom surface The optical path length between the beam branching elements can be expanded and contracted for the propagating light beam propagating through the reflecting surface. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module.
[0046]
A seventh invention provides the light control module according to any one of claims 1 to 6,
A part of the reflection surface of the array element mounting surface is a sawtooth shape.
[0047]
The surface corresponding to the slope of the sawtooth structure (sawtooth slope) may be a protrusion-like structure or a depression-like structure with respect to the surface of the array element mounting block. A light control element may be formed on the slope. In this case, the light control element can be formed on the slope by pasting, embedding, or integral formation.
[0048]
Further, there may be a plurality of types of installation angles of the slope formed on one array element mounting block. The installation direction of the slope may be one or both directions with respect to the plane containing the optical axis of the light beam propagating inside the module, and the slopes in both directions are formed adjacent to each other, thereby forming a mountain structure or valley. It may be a protrusion or a depression of a shape structure.
[0049]
Moreover, the case where the installation direction of a slope is not contained in the plane containing the optical axis of the light beam which propagates the inside of a module is also considered.
[0050]
A reflective film can be formed directly on the sawtooth array element mounting surface with metal or multilayer film, and it can be used as a sawtooth reflective surface, or a plate-shaped wavelength selection element, light quantity splitting element, etc. Can also be used. As in the latter case, when a plate-like wavelength selection element, light quantity splitting element, or the like is attached, the array element mounting block can be manufactured using an optically transparent material.
[0051]
The effects of the seventh invention are as follows.
O The direction of the reflected optical axis can be freely designed in three dimensions for light rays that propagate inside the module and enter and reflect on the array element mounting surface. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module.
○ For the above reasons, a saw-toothed slope is installed so that the optical axis of the light beam input / output to / from the outside of the module and the angle formed by the array element mounting surface are orthogonal to each other. The optical axes of the elements can be made orthogonal. Therefore, the installation angle of the optical axis of the external optical element can be simplified, the installation density of the plurality of external optical elements can be increased, and the mounting cost can be reduced.
〇 For the above reasons, when multiple light beams are input / output outside the module from one array element mounting block, the lens array, fiber array, LD array, PD array, or a combination of these can be used as external optical elements It can be installed parallel to the array element mounting surface. Therefore, the positions and angles of the external optical elements of the plurality of ports can be collectively adjusted, and the mounting cost can be reduced.
O For the above reason, a saw-toothed slope can be installed so that the reflection optical axis of the light beam propagating through the module and entering the array element mounting surface is parallel to the array element mounting surface. In this case, the reflection optical axis may not be included in the plane including the propagation light beam inside the module, but may be orthogonal to the plane. Accordingly, the optical axis of the external optical element for entering the light beam inside the module and the optical axis of the external optical element for receiving the light beam emitted to the outside of the module can be orthogonalized, and the arrangement of the external optical element is free. The degree can be greatly improved.
O For the above reason, the incident angle of the light beam propagating through the module and entering the wavelength selection element can be changed. Therefore, it is possible to reduce the incident angle of the light beam incident on the wavelength selection element, and it is possible to improve the filter characteristics of the transmitted light of the wavelength selection element and to reduce the polarization dependence.
O For the above reasons, the arrangement interval of the light control elements formed in one array element mounting block can be changed. Therefore, when a plurality of light beams are input / output to / from the module from one array element mounting block, it is possible to change the arrangement interval of the external optical elements, and to improve the degree of freedom of arrangement of the external optical elements. it can.
〇 When a light beam is incident on the inside of the module from an external optical element, the array element mounting block is suitable so that the reflected light beam propagates along the incident optical axis only when the incident angle matches the design value. A serrated reflection surface can be formed in such a region. In this case, the reflected light beam propagates along the incident optical axis only when the external optical element is mounted as designed. Therefore, by monitoring the amount of reflected light and adjusting the installation position and angle of the external optical element so that the amount of light is maximized, the incident optical axis from the outside can be brought close to the design value. The mounting cost of optical components outside the module can be reduced.
[0052]
The eighth invention
The light control module according to any one of claims 1 to 7,
A part of the reflective surface of the array element mounting surface is a concave surface.
[0053]
The effects of the eighth invention are as follows.
Since the concave reflecting surface has a function equivalent to that of the concave mirror, it is possible to realize a function of focusing on a specific position while reflecting incident light. In this case, the wavelength dependence of light rays propagating through the module can be ignored. Therefore, it is possible to widen the usable wavelength band of propagating light as compared with the case of using a convex lens or a Fresnel mirror.
○ Because the concave reflecting surface has the same function as the concave mirror, compared with the case of using a convex lens to realize the function of focusing on a specific position while reflecting incident light, it is more The same power (focal length) can be provided with a large radius of curvature. Therefore, it is possible to reduce spherical aberration and reduce the zag amount of the concave mirror.
[0054]
The ninth invention
The light control module according to claim 8,
A part of the reflection surface of the array element mounting surface is a spherical surface.
[0055]
The effects of the ninth invention are as follows.
O When a spherical reflecting surface is used as a concave mirror, the only optical design parameter is the radius of curvature, and surface processing is easy. In addition, since the manufacturing tolerance design is easier than that of the aspherical shape, it is easy to shorten the design time, and thus the manufacturing cost can be reduced.
〇 When using a spherical reflecting surface as a concave mirror, the light beam incident on the mirror surface is translated, and the incident position is changed slightly from the mirror optical axis, while maintaining the optical performance such as focal length and reflecting. Only the optical axis direction of the light beam can be changed three-dimensionally. Therefore, the degree of freedom in optical design of propagating light can be improved.
[0056]
The tenth invention is
The light control module according to any one of claims 1 to 9,
A portion between the array element mounting surface of the first array element mounting block and the array element mounting surface of the second array element mounting block is filled with an optically transparent waveguide member. The light control module.
[0057]
In the tenth invention, a waveguide member having a refractive index comparable to the refractive index of the array element mounting block and having a smaller propagation loss than the transparent resin is used as the waveguide member. In this case, there is an effect of reducing a loss derived from the refractive index difference.
[0058]
In other words, the present invention
In a module having a plurality of optical transmission lines (ports), when extracting or inserting a light beam having a specific wavelength or a specific amount of light into a plurality of optical transmission lines by means of multiple reflection of propagating light rays inside the module. The purpose is to solve the problems that occur. And as described above, according to the present invention,
1) Reduction of module manufacturing costs
2) Reduction of propagation loss
3) Reduction of reflection loss
4) Increased pitch between ports
5) Reduction in mounting costs for optical components outside the module placed at each port
6) Improving the degree of freedom in placing optical components outside the module placed at each port
7) Broadening the wavelength band of propagating light inside the module
8) Improvement of the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module
It is possible to provide a light control module having the following effects.
[0059]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, the following embodiments do not limit the present invention.
[0060]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light control module 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 conceptually shows light rays that enter the module, propagate inside the module, and exit outside the module.
[0061]
The members indicated by reference numerals 101 and 102 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 103, 104, and 105 are convex lenses, the members indicated by reference numerals 106 and 107 are wavelength selection elements, and the reference numeral 108 is a plane mirror. Reference numerals 109 and 110 are optical transmission windows.
[0062]
Hereinafter, an element having a light control function of reflecting all incident light rays and focusing the reflected light rays at a specific position is defined as a light reflecting / condensing element.
The light reflecting and condensing elements (convex lenses) 103, 104, and 105 have a light control function of reflecting all incident light rays and focusing the reflected light rays at a specific position.
The wavelength selection elements 106 and 107 have a light control function of transmitting a light having a specific wavelength and reflecting a light having a wavelength other than the incident light.
The plane mirror 108 has a light control function of reflecting all incident light rays.
[0063]
In the first array element mounting block 101, a transmission window 109 and a plurality of light reflecting and condensing elements 103 to 105 are installed at equal intervals, and in the second array element mounting block 102, a plane mirror 108, a plurality of The wavelength selection elements 106 and 107 and the transmission window 110 are arranged at equal intervals.
[0064]
In this case, each of the light control elements 103 to 105 and 109 is formed on the array element mounting surface 101a which is one predetermined surface among the surfaces of the first array element mounting block 101. In addition, the light control elements 106 to 108 and 110 are formed on the array element mounting surface 102a, which is one predetermined surface of the surfaces of the second array element mounting block 102.
[0065]
The first array element mounting block 101 and the second array element mounting block 102 are opposed in parallel through a space. That is, the array element mounting block 101 and the array element mounting block 102 are held so that the array element mounting surface (virtual plane) 101a and the array element mounting surface (virtual plane) 102a face each other in parallel while being separated from each other. It is arranged while being supported by a structure (not shown). A portion between the array element mounting surface 101a and the array element mounting surface 102a is a space.
[0066]
In this light control module 100, the light beam input to the portion (space) between the array element mounting surface 101a and the array element mounting surface 102a via the transmission windows 109 and 110 or the wavelength selection elements 106 and 107 is converted into the array element. The light reflecting and condensing elements 103 to 105 formed on the mounting surface 101a, and the wavelength selecting elements 106 and 107 and the plane mirror 108 formed on the array element mounting surface 102a are alternately and sequentially reflected so that the array element mounting surface 101a and the array element are reflected. The arrangement positions and arrangement angles of the array element mounting blocks 101 and 102 and the arrangement positions and arrangement angles of the light control elements 103 to 108 are set so as to propagate along the zigzag optical path with the mounting surface 102a. Has been.
[0067]
Hereinafter, as a specific example, the principle of operation when the light control module 100 according to the present embodiment is used as a duplexer will be described.
[0068]
Incident light from the outside passes through the transmission window 109 and is guided into the module. The guided propagation light is incident on and reflected by the flat mirror 108, is alternately reflected by the light reflecting and condensing elements 103 to 105 and the wavelength selecting elements 106 and 107, and propagates inside the module. In the case of the use form as a demultiplexer, the light including the wavelengths reflected by all the wavelength selection elements 106 and 107 among the propagating light can be emitted to the outside of the module by passing through the transmission window 110. .
[0069]
Each time the propagating light beam enters each of the wavelength selection elements 106 and 107, a light beam including a specific wavelength is emitted to the outside of the module, and a light beam including other wavelengths is reflected, and the light reflecting / condensing elements 103 to 105 are reflected. And is propagated to the adjacent wavelength selection element. By repeating these processes, the propagating light beam is demultiplexed.
[0070]
Among the propagating light rays, the light rays including the wavelengths reflected by all the wavelength selection elements 106 and 107 are emitted as one light ray to the outside of the module via the transmission window 110. This light beam can be coupled to an optical fiber by a lens system for optical coupling or the like and reused as an optical signal for transmission. Further, it is also possible to optically couple to an input port of another light control module and connect a plurality of light control modules. In addition, in the case where light rays including wavelengths reflected by all the wavelength selection elements 106 and 107 are unnecessary among the propagating light rays, strays inside the module can be prevented by passing through the transmission window 110 and exiting the module. can do.
[0071]
The module can also be used as a multiplexer by reversing the traveling direction of light rays when used as a duplexer as described above. That is, a plurality of incident light rays from the outside are incident in parallel to each other so as to pass through the plurality of wavelength selection elements 106 and 107 and the transmission window 110. At that time, light including a specific wavelength that has passed through the wavelength selection elements 106 and 107 and entered inside is reflected by the light reflection condensing elements 103 to 105, and the reflected light enters the adjacent wavelength selection element. Install at such an incident angle. In this way, incident light rays from the outside are combined by propagating inside the module, and are emitted as one light ray from the transmission window 109 to the outside.
[0072]
However, in the case of the use form as a multiplexer, among the light rays incident on the wavelength selection elements 106 and 107 from the outside, a light beam having a specific wavelength transmitted by another wavelength selection element when propagating inside the module. Are emitted outside the module without being combined.
[0073]
In the above application example as a demultiplexer, part or all of the wavelength selection elements 106 and 107 can be replaced with a light quantity dividing element, and the number of light control elements is not limited.
[0074]
FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of the first embodiment shown in FIG. 1, and shows a specific operation example and installation example of the wavelength selection elements 106 and 107. In the figure, light rays that are incident on the wavelength selection element, reflected, and transmitted are conceptually shown.
[0075]
A member indicated by reference numeral 2-1 is a wavelength selection element installed in a through hole formed in the array element mounting block. A member indicated by reference numeral 2-2 is a wavelength selection element attached to the surface of the optically transparent array element mounting block. Reference numeral 2-3 is a conceptual diagram in the case where a wavelength selection element in which a wavelength included in a transmitted light beam is changed by external control is formed in an array element mounting block. A member indicated by reference numeral 2-4 is a wavelength selection element that is installed in a through hole formed in the array element mounting block and is installed at an oblique angle with respect to the plane of the surface of the array element mounting block. Reference numeral 2-5 is a conceptual diagram in the case where a plurality of light rays are incident from the surfaces on both sides of the wavelength selection element installed in the through hole formed in the array element mounting block.
[0076]
In the above description, the portion where the wavelength selection element is formed can be replaced with a light quantity dividing element.
[0077]
In the case of reference numeral 2-2, since a plate-shaped wavelength selection element can be attached to the planar region of the array element mounting block, it is not necessary to form a complicated array element mounting surface, and the wavelength selection element is arrayed. Angular misalignment when forming the element mounting block can be greatly reduced, and the module manufacturing cost can be reduced.
Further, in the case of the form 2-3, a light beam having an arbitrary wavelength can be inserted into or extracted from an arbitrary port.
In the case of reference numeral 2-4, the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module can be improved.
Further, in the case of the reference numeral 2-5, it is possible to simultaneously mount a light input external light element and a light receiving external light element on one wavelength selection element.
[0078]
FIG. 3 is a detailed explanatory diagram of the first embodiment shown in FIG. 1, and shows a specific example in the case where light rays propagating inside the module are reflected on the surface of the array element mounting block. In the figure, incident and reflected light rays are conceptually shown.
[0079]
When optical reflection does not occur on the surface of the array element mounting block, it is necessary to form a reflection surface on the surface as necessary. Reference numeral 3-1 is a conceptual diagram in the case of reflecting a propagating light beam by forming a reflective film on the surface of the array element mounting block when the surface is flat. Reference numeral 3-2 is a conceptual diagram in the case of reflecting a propagating light beam by embedding a plane mirror or the like in the array element mounting block. Reference numeral 3-3 is a conceptual diagram in the case where a propagating light beam is reflected by attaching a flat plate mirror to the surface of the array element mounting block when the surface is flat.
[0080]
FIG. 4 is a detailed explanatory diagram of the first embodiment shown in FIG. 1 and shows a specific example in the case where light is transmitted in a specific region of the array element mounting block. In the figure, incident light rays are conceptually shown.
[0081]
Reference numeral 4-1 is a conceptual diagram in the case where a physical through hole is formed in the array element mounting block to transmit light. Reference numeral 4-2 is a conceptual diagram in a case where light is transmitted using an optically transparent array element mounting block.
[0082]
FIG. 5 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and a sawtooth-like structure is formed by forming a hollow structure with respect to the surface of the array element mounting block in a specific region of the array element mounting block. The example in the case of forming the surface is shown. In the figure, incident and reflected light rays are conceptually shown.
[0083]
Reference numeral 5-1 is a conceptual diagram in the case where one sawtooth structure is formed. Reference numeral 5-2 is a conceptual diagram when two sawtooth structures are formed adjacent to each other to form a mountain structure as a whole. Reference numeral 5-3 is a conceptual diagram when two sawtooth structures are formed adjacent to each other to form a valley structure as a whole.
In the case of forming a mountain-shaped structure or a valley-shaped structure, two light control elements can be formed in one step, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0084]
FIG. 6 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and a sawtooth-like structure is formed by forming a protruding structure on the surface of the array element mounting block in a specific region of the array element mounting block. The example in the case of forming the surface is shown. In the figure, incident and reflected light rays are conceptually shown.
[0085]
Reference numeral 6-1 is a conceptual diagram when one sawtooth structure is formed. Reference numeral 6-2 is a conceptual diagram when two sawtooth structures are formed adjacent to each other to form a mountain structure as a whole. Reference numeral 6-3 is a conceptual diagram when two sawtooth structures are formed adjacent to each other to form a valley structure as a whole.
[0086]
In the case of forming a mountain-shaped structure or a valley-shaped structure, two light control elements can be formed in one step, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0087]
FIG. 7 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and shows a specific example in which a plane mirror is formed obliquely and a sawtooth reflecting surface is formed in a specific region of the array element mounting block. An example is shown.
[0088]
Reference numeral 7-1 shows a specific example in which a sawtooth surface is formed by obliquely embedding a plane mirror on the surface of the array element mounting block.
Reference numeral 7-2 shows a specific example in the case where a sawtooth surface is formed by attaching a wedge-shaped plane mirror to the planar area of the surface of the array element mounting block.
[0089]
When a wedge-shaped flat mirror is attached, a manufacturing cost can be reduced because a flat array element mounting block can be used.
[0090]
FIG. 8 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1 and shows a specific example in the case where a light reflecting and condensing element is formed in a specific region of an array element mounting block. In the figure, incident and reflected light rays are conceptually shown.
[0091]
Reference numeral 8-1 is a conceptual diagram in the case where a reflective surface is formed on the surface of the array element mounting block and a convex lens-like structure is formed on the reflective surface with glass, transparent resin, transparent polymer or the like.
Reference numeral 8-2 is a conceptual diagram in the case where a minute protrusion structure applying the principle of the Fresnel lens is integrally formed on the surface of the array element mounting block, and a reflection surface is further formed on the surface.
Reference numeral 8-3 is a conceptual diagram when a concave mirror is formed by integrally forming a concave curved surface structure on the surface of the array element mounting block and further forming a reflective surface on the surface.
[0092]
9 (a) and 9 (b) are application examples of the first embodiment shown in FIG. 1, and in a specific region of the array element mounting block, a protrusion or a hollow structure is used to form a slope or a spherical surface. A specific example is shown in which a plurality of structures are integrally formed, and then a reflective film is formed on the surface with a metal or a multilayer film. If the smoothness and adhesion of the reflection film cannot be obtained, several types of films for improving the smoothness and adhesion can be formed under the reflection film. Of course, it is also possible to provide a plurality of functions with one kind of film.
[0093]
<Modification of the first embodiment>
FIG. 10 shows a light control module 100A according to a modification of the first embodiment shown in FIG. The array element mounting blocks 101 and 102 are supported by a holding structure 112 and arranged. A matching liquid 111 is filled in a portion between the array element mounting surface 101a and the array element mounting surface 102a. As the matching liquid 111, for example, a matching liquid having a refractive index comparable to that of the array element mounting blocks 101 and 102 and having a smaller propagation loss than the transparent resin is used. In this case, there is an effect of reducing a loss derived from the refractive index difference.
Instead of the matching liquid 111, various optically transparent waveguide members can be filled.
[0094]
<Second Embodiment>
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a light control module 1000 according to the second embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0095]
The member indicated by reference numeral 1001 is a first array element mounting block, the member indicated by reference numeral 1002 is a second array element mounting block, the members indicated by reference numerals 1003 and 1004 are light reflecting / condensing elements, and reference numeral 1005 , 1006, 1007 are wavelength selection elements.
[0096]
The optical design is such that the light beam propagating from the inside of the module is reflected from a certain light reflecting and condensing element so as to focus on the wavelength selection element that is incident immediately after reflection. By making the optical design of all the light reflecting and condensing elements 1003 and 1004 the same, it is possible to make the light beams incident so as to be focused on all the wavelength selecting elements 1005 to 1007.
[0097]
Particularly in the second embodiment, when the propagating light beam is a Gaussian beam, a beam waist can be formed in the wavelength selection elements 1005 to 1007, and the beam can be regarded as a substantially plane wave. Therefore, it is advantageous in terms of filter characteristics.
[0098]
<Third Embodiment>
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a light control module 1100 according to the third embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0099]
The members indicated by reference numerals 1101 and 1102 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1103, 1104, and 1105 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 1106 and 1107 are wavelength selection elements, and reference numeral 1108 is Reference numerals 1109 and 1110 denote optical transmission windows.
[0100]
The first array element mounting block 1101 is provided with a transmission window 1109 and a plurality of light reflecting and condensing elements 1103 to 1105 at equal intervals. The second array element mounting block 1102 includes a plane mirror 1108 and a plurality of The wavelength selection elements 1106 and 1107 and the transmission windows 1110 are arranged at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 1103, 1104, and 1105 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 1101. The first array element mounting block 1101 and the second array element mounting block 1102 are opposed in parallel through a space.
[0101]
In the third embodiment, in particular, all the light reflecting / condensing elements 1103 to 1105 can be formed collectively and integrally in one array element mounting block 1101 by the configuration as described above. Cost can be reduced.
[0102]
<Fourth embodiment>
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a light control module 1300 according to the fourth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0103]
The members indicated by reference numerals 1301 and 1302 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1303 to 1308 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 1309 and 1310 are wavelength selection elements, and the reference numeral 1311 is an optical element. It is a transparent window.
[0104]
The first array element mounting block 1301 has a transmission window 1311, a wavelength selection element 1310, and a plurality of light reflecting and condensing elements 1304, 1305, 1308. , A wavelength selection element 1309 and a plurality of light reflecting and condensing elements 1303, 1306, and 1307 are installed at equal intervals. The light reflecting and condensing elements 1303 to 1308 are concave mirrors formed integrally with the first and second array element mounting blocks 1301 and 1302. The first array element mounting block 1301 and the second array element mounting block 1302 are opposed in parallel through a space.
[0105]
In the fourth embodiment, in particular, as described above, by forming the wavelength selection elements 1309 and 1310 in both the first array element mounting block 1301 and the second array element mounting block 1302, the external optical element Can be arranged on both sides of the module, so that the mounting space can be effectively used and the mounting flexibility can be improved.
[0106]
<Fifth embodiment>
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a light control module 1400 according to the fifth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0107]
The members indicated by reference numerals 1401 and 1402 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1403 to 1406 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 1407 and 1408 are wavelength selection elements, and reference numerals 1409 and 1410 are The member shown is a plane mirror, and reference numeral 1411 is an optical transmission window.
[0108]
The first array element mounting block 1401 is provided with a transmission window 1411 and a plurality of light reflecting and condensing elements 1403 to 1406, and the second array element mounting block 1402 includes a plurality of wavelength selection elements. 1407, 1408 and a plurality of plane mirrors 1409, 1410 are installed at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 1403 to 1406 are concave mirrors formed integrally with the first array element mounting block 1401. The first array element mounting block 1401 and the second array element mounting block 1402 are opposed to each other in parallel through a space.
[0109]
In the fifth embodiment, in particular, the wavelength selection elements 1407 and 1408 and the plane mirrors 1409 and 1410 that are formed at equal intervals in the second array element mounting block 1402 are alternately installed, so that the external light element It is possible to double the installation interval of. In addition, it is possible to reduce the angle at which the light beam propagating through the module enters and reflects each light control element without increasing the installation interval of the external light elements.
[0110]
<Sixth and seventh embodiments>
FIGS. 15A and 15B are schematic configuration diagrams of light control modules 1500 and 1510 according to the sixth and seventh embodiments of the present invention, and are applied to the fifth embodiment shown in FIG. It is an example. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0111]
A light control module 1500 according to the sixth embodiment shown in FIG. 15A will be described below.
The members indicated by reference numerals 1501 and 1502 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1503 to 1505 are light reflecting and condensing elements, and the members indicated by reference numerals 1506 and 1507 are wavelength selection elements.
[0112]
The first array element mounting block 1501 is provided with a plurality of light reflecting and condensing elements 1503 and 1505 at equal intervals, and the second array element mounting block 1502 includes a plurality of wavelength selection elements 1506 and 1507. Light reflection condensing elements 1504 are installed at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 1503 to 1505 are concave mirrors formed integrally with the array element mounting blocks 1501 and 1502. The first array element mounting block 1501 and the second array element mounting block 1502 are opposed to each other in parallel through a space.
[0113]
A light control module 1510 according to the seventh embodiment shown in FIG. 15B will be described below.
The members indicated by reference numerals 1511 and 1512 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1513 and 1514 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 1515 and 1516 are wavelength selection elements, and the members indicated by reference numeral 1517. Is a plane mirror.
[0114]
The first array element mounting block 1511 is provided with light reflecting / condensing elements 1514 and flat mirrors 1517 at equal intervals, and the second array element mounting block 1512 includes a plurality of wavelength selection elements 1515, 1516, Light reflection condensing elements 1513 are provided at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 1513 and 1514 and the plane mirror 1517 are integrally formed with the array element mounting blocks 1511 and 1512. The first array element mounting block 1511 and the second array element mounting block 1512 are opposed to each other in parallel through a space.
[0115]
In the sixth and seventh embodiments, in particular, as in the above two examples, both the first array element mounting blocks 1501 and 1511 and the second array element mounting blocks 1502 and 1512 have light reflecting and condensing elements. By forming 1503, 1504, 1505, 1513, and 1514, it is possible to focus on the position of the wavelength selection elements 1506, 1507, 1515, and 1516 by combining a plurality of light reflecting and condensing elements. It is possible to improve the optical design freedom of the beam propagating inside the module.
[0116]
<Eighth Embodiment>
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a light control module 1600 according to the eighth embodiment of the present invention, which is an application example of the light control module shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0117]
The members indicated by reference numerals 1601 and 1602 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1603 to 1606 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 1607 to 1610 are wavelength selection elements, and reference numerals 1611 and 1612 denote The member shown is a plane mirror, and the members indicated by reference numerals 1613 and 1614 are optical transmission windows.
[0118]
In the first array element mounting block 1601, a plurality of transmission windows 1613 and 1614 and a plurality of light reflecting and condensing elements 1603 to 1606 are installed at equal intervals. Flat mirrors 1611 and 1612 and a plurality of wavelength selection elements 1607 to 1610 are arranged at equal intervals. The first array element mounting block 1601 and the second array element mounting block 1602 are opposed to each other in parallel through a space.
[0119]
In the eighth embodiment, in particular, a plurality of light control modules are mounted on two array elements by periodically repeating the arrangement pattern of transmission windows and light control elements formed on each of the array element mounting blocks 1601 and 1602. Since the blocks can be collectively formed, the light control module can be integrated without significantly increasing the mounting cost and the mounting space.
[0120]
<Ninth embodiment>
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a light control module 1700 according to the ninth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0121]
The members denoted by reference numerals 1701 and 1702 are array element mounting blocks, the members denoted by reference numerals 1703 to 1707 are light reflecting and condensing elements, the members denoted by reference numerals 1708 to 1712 are wavelength selection elements, and the members denoted by reference numeral 1713 Is a plane mirror, and the member denoted by reference numeral 1714 is an optical transmission window.
[0122]
The first array element mounting block 1701 is provided with one transmission window 1714 and a plurality of light reflecting and condensing elements 1703 to 1707. The second array element mounting block 1702 has a plane mirror 1713. A plurality of wavelength selection elements 1708 to 1712 are installed at equal intervals. The first array element mounting block 1701 and the second array element mounting block 1702 are opposed to each other in parallel through a space.
[0123]
A light beam incident on the inside from the transmission window 1714 is demultiplexed by a plurality of wavelength selection elements 1708 and 1709 installed in a region close to the transmission window 1714 and emitted to the outside of the module, and a plurality of light beams installed in a region far from the transmission window 1714. The light rays incident on the inside from the wavelength selection elements 1711 and 1712 are combined inside the module and emitted from the transmission window 1714 to the outside.
[0124]
Between the wavelength selection elements 1708 and 1709 for performing the demultiplexing operation and the wavelength selection elements 1711 and 1712 for performing the multiplexing operation, a wavelength selection element 1710 for preventing the interference of the wavelength of the multiplexing and demultiplexing operation is disposed. In addition, a light beam having an unnecessary wavelength band in the multiplexing / demultiplexing operation can be emitted outside the module. It is also possible to exchange the arrangement positions of the wavelength selection element for performing the multiplexing operation and the wavelength selection element for performing the demultiplexing operation.
[0125]
The ninth embodiment
In particular, with the configuration as described above, it is possible to simultaneously realize both the multiplexing operation and the demultiplexing operation by one light control module having one common port.
[0126]
<Tenth Embodiment>
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a light control module 1800 according to the tenth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0127]
The members indicated by reference numerals 1801 and 1802 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 1803 to 1805 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 1806 and 1807 are wavelength selection elements, and reference numerals 1808 and 1809 are The member shown is an optical transmission window.
[0128]
The first array element mounting block 1801 has a plurality of light reflecting and condensing elements 1803 to 1805 arranged at equal intervals, and the second array element mounting block 1802 has transmission windows 1808 and 1809 and a plurality of wavelengths. Selection elements 1806 and 1807 are installed at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 1803 to 1805 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 1801. The first array element mounting block 1801 and the second array element mounting block 1802 are opposed to each other in parallel through a space.
[0129]
In the tenth embodiment, in particular, as described above, ports necessary for light input / output from / to the outside of the module, such as the transmission windows 1808 and 1809 and the wavelength selection elements 1806 and 1807, are provided in the second array element mounting block 1802. By forming only in this manner, it is possible to arrange the arrayed optical elements mounted outside the module or a block combining them on one side of the module, thereby reducing the mounting cost. Furthermore, in this case, it is possible to form the plurality of light reflecting / condensing condensing elements 1803 to 1805 only in the first array element mounting block 1801, and the manufacturing cost can be reduced.
[0130]
<Eleventh embodiment>
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a light control module 1900 according to the eleventh embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0131]
The members denoted by reference numerals 1901 and 1902 are array element mounting blocks, the members denoted by reference numerals 1903 to 1905 are plane mirrors, the members denoted by reference numerals 1906 and 1907 are wavelength selection elements, and the members denoted by reference numerals 1908 and 1909 are It is an optical transmission window.
[0132]
The first array element mounting block 1901 is provided with a plurality of plane mirrors 1903 to 1905 at equal intervals, and the second array element mounting block 1902 has transmission windows 1908 and 1909 and a plurality of wavelength selection elements 1906. , 1907 are installed at equal intervals. The first array element mounting block 1901 and the second array element mounting block 1902 are opposed to each other in parallel through a space.
[0133]
In the eleventh embodiment, in particular, as described above, a part of the element reflection surface such as the plane mirrors 1903 to 1905 is arranged at a position not included in the extension surface of the element reflection surface of another light control element. As a result, it is possible to partially change the optical path length of the light beam propagating through the module, or to partially change the arrangement interval of the transmission window and the wavelength selection element formed in the array element mounting block. In addition, the area | region which forms the said flat mirror and a light reflection condensing element may be the top face of a protruding structure instead of a hollow structure.
[0134]
<Twelfth embodiment>
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a light control module 2000 according to the twelfth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0135]
The members indicated by reference numerals 2001 and 2002 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2003 to 2005 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 2006 to 2008 are wavelength selection elements, and the members indicated by reference numeral 2009. Is an optical transmission window, a member indicated by reference numeral 2010 is a plane mirror formed on the inclined surface of the sawtooth structure, and a member indicated by reference numeral 2011 is a package wall surface when the light control module is mounted. A member indicated by 2012 is a holding structure.
[0136]
The first array element mounting block 2001 is provided with a plurality of light reflecting and condensing elements 2003 to 2005 and a plane mirror 2010 at equal intervals. The second array element mounting block 2002 includes a transmission window 2009 and a plurality of transmission windows 2009. Wavelength selection elements 2006 to 2008 are arranged at equal intervals. The light reflecting and condensing elements 2003 to 2005 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 2001. The first array element mounting block 2001 and the second array element mounting block 2002 are opposed in parallel through a space.
[0137]
The flat mirror 2010 formed on the inclined surface is formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission window 2009 is orthogonal to the surface of the array element mounting block, and is installed at the common port. Optical elements outside the module can be arranged perpendicular to the module surface.
[0138]
In the twelfth embodiment, in particular, with the configuration as described above, a space is provided on the side surface on the side where the common port of the present light control module is disposed and on the side surface on the array element mounting block side where the wavelength selection element is not formed. Therefore, when the light control module is mounted on a package, it can be mounted at a corner of the package and the mounting space can be used effectively.
[0139]
<Thirteenth embodiment>
FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a light control module 2100 according to the thirteenth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0140]
The members indicated by reference numerals 2101 and 2102 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2103 to 2105 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 2106 and 2107 are wavelength selection elements, and the member indicated by reference numeral 2108. Is an optical transmission window, a member indicated by reference numeral 2109 is a plane mirror formed on the inclined surface of the sawtooth structure, and a member indicated by reference numeral 2110 is a package wall surface when the light control module is mounted. The members indicated by 2111 and 2112 are light emitting elements or light receiving elements, and the member indicated by reference numeral 2113 is a holding structure.
[0141]
The first array element mounting block 2101 is provided with a plurality of light reflecting / condensing elements 2103 to 2105 and transmission windows 2108 at equal intervals, and the second array element mounting block 2102 includes a plane mirror 2109 and a plurality of light transmission condensing elements. Wavelength selection elements 2106 and 2107 are arranged at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 2103 to 2105 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 2101. Outside the second array element mounting block 2102, optical elements 2111 and 2112 are mounted for receiving or emitting light rays input / output from / to the wavelength selection element. The first array element mounting block 2101 and the second array element mounting block 2102 are opposed in parallel through a space.
[0142]
The flat mirror 2109 formed on the inclined surface is formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission window 2108 is orthogonal to the surface of the array element mounting block, and is installed at the common port. Optical elements outside the module can be arranged perpendicular to the module surface.
[0143]
In the thirteenth embodiment, in particular, with the above-described configuration, a space can be secured on the side surface on the side where the common port of the light control module is disposed. In addition, when the external optical element disposed on the side surface on the side of the array element mounting block on which the wavelength selection element is formed is an element for performing conversion with an electric signal such as a light emitting element or a light receiving element, an optical fiber or lens The required space can be reduced compared to the case where the system is implemented. Therefore, when the present light control module is mounted on a package, it can be mounted at the corner of the package and the mounting space can be used effectively.
[0144]
Further, the light reflecting and condensing elements 2103 to 2105 may be replaced with a plane mirror that is a simple reflecting surface.
[0145]
<Fourteenth embodiment>
FIG. 22 is a schematic configuration diagram of a light control module 2200 according to the fourteenth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0146]
The members indicated by reference numerals 2201 and 2202 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2203 to 2206 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 2207 to 2210 are wavelength selection elements, and reference numerals 2211 and 2122 are The member shown is an optical transmission window, the members indicated by reference numerals 2213 and 2214 are flat mirrors formed on the inclined surface of the sawtooth structure, and the member indicated by reference numeral 2215 is a package wall surface when the light control module is mounted. The members indicated by reference numerals 2216 and 2217 are light emitting elements or light receiving elements of the first group, and the members indicated by reference numerals 2218 and 2219 are light emitting elements or light receiving elements of the second group. The member shown is a holding structure.
[0147]
The first array element mounting block 2201 is provided with a plurality of light reflecting and condensing elements 2203 to 2206 and two transmission windows 2211 and 2122, and the second array element mounting block 2202 includes a plane mirror 2213, 2214 and a plurality of wavelength selection elements 2207 to 2210 are provided. The light reflecting / condensing elements 2203 to 2206 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 2201. Outside the second array element mounting block 2202, optical elements 2216 to 2219 for receiving or emitting light input / output from the wavelength selection element are mounted. The first array element mounting block 2201 and the second array element mounting block 2202 are opposed to each other in parallel through a space.
[0148]
The flat mirrors 2213 and 2214 formed on the inclined surface are formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission windows 2211 and 2122 is orthogonal to the surface of the array element mounting block. Optical elements outside the module installed in the port can be arranged perpendicular to the module surface.
[0149]
Consider a case where the first group of optical elements 2216 and 2217 are all light emitting elements, and the second group of optical elements 2218 and 2219 are all light receiving elements. A plurality of light beams emitted from the light emitting elements 2216 and 2217 enter the module, are combined when propagating through the module, and are emitted from the transmission window 2211 to the outside of the module. In addition, a light beam incident from the outside of the module through the transmission window 2212 is demultiplexed when propagating inside the module, is emitted to the outside from the wavelength selection elements 2209 and 2210, and enters the light receiving elements 2218 and 2219.
[0150]
In the fourteenth embodiment, in particular, with the configuration as described above, it is possible to simultaneously realize both multiplexing and demultiplexing operations by one light control module having two common ports. In addition, it is possible to integrate an optical transmitter and an optical receiver compatible with wavelength multiplexing communication.
[0151]
Further, the light reflecting and condensing elements 2103 to 2106 may be replaced with a plane mirror.
[0152]
<Fifteenth embodiment>
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a light control module 2300 according to the fifteenth embodiment of the present invention, which is an application example of the fourteenth embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0153]
The members indicated by reference numerals 2301 and 2302 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2303 to 2305 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 2306 to 2310 are wavelength selection elements, and reference numerals 2311 and 2312 are The member shown is an optical transmission window, the members indicated by reference numerals 2313 and 2314 are flat mirrors formed on the inclined surface of the sawtooth structure, and the member indicated by reference numeral 2315 is a package wall surface when the light control module is mounted. The members indicated by reference numerals 2316 and 2317 are light emitting elements or light receiving elements of the first group, and the members indicated by reference numerals 2318 to 2320 are light emitting elements or light receiving elements of the second group. The member shown is a holding structure.
[0154]
The first array element mounting block 2301 is provided with a plurality of wavelength selection elements 2306 to 2310 and two transmission windows 2311 and 312, and the second array element mounting block 2302 includes plane mirrors 2313 and 2314, and A plurality of light reflecting and condensing elements 2303 to 2305 are provided. The light reflecting and condensing elements 2303 to 2305 are concave mirrors integrally formed with the second array element mounting block 2302. Outside the first array element mounting block 2301, optical elements 2316 to 2320 for receiving or emitting light rays input / output from / to the wavelength selection element are mounted. The first array element mounting block 2301 and the second array element mounting block 2302 are opposed in parallel through a space.
[0155]
The flat mirrors 2313 and 2314 formed on the inclined surface are formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission windows 2311 and 312, is orthogonal to the surface of the array element mounting block. Optical elements outside the module installed in the port can be arranged perpendicular to the module surface.
[0156]
Consider a case where the first group of optical elements 2316 and 2317 are all light emitting elements, and the second group of optical elements 2318 to 2320 are all light receiving elements. A plurality of light beams emitted from the light emitting elements 2316 and 2317 enter the module, are combined when propagating through the module, and are emitted from the transmission window 2311 to the outside of the module. In addition, light rays that are incident from the outside of the module through the transmission window 2312 are demultiplexed when propagating inside the module, are emitted to the outside from the wavelength selection elements 2308 to 2310, and are incident on the light receiving elements 2318 to 2320.
[0157]
In the fifteenth embodiment, in particular, with the configuration as described above, it is possible to simultaneously realize both multiplexing and demultiplexing operations by one light control module having two common ports. In addition, it is possible to integrate an optical transmitter and an optical receiver compatible with wavelength multiplexing communication.
[0158]
Also, in this case, by forming ports necessary for light input / output to / from the outside of the module only in the first array element mounting block 2301, an array of optical elements to be mounted outside the module or a block combining them can be obtained. The module can be disposed on one side surface of the module, and the mounting cost can be reduced. Further, since the light reflecting and condensing elements 2303 to 2305 and the plane mirrors 2313 and 2314 are formed in one array element mounting block 2302, these light control elements can be formed integrally and collectively. The manufacturing cost can be reduced.
[0159]
In the above example, all of the optical elements 2316 to 2320 are light receiving elements or light emitting elements, but all or a part of them may be a module in which an optical fiber and a coupling lens system are combined.
[0160]
<Sixteenth Embodiment>
FIG. 24 is a schematic configuration diagram of a light control module 2400 according to the sixteenth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0161]
The members indicated by reference numerals 2401 and 2402 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2403 to 2407 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 2408 to 2411 are wavelength selection elements, and the members indicated by reference numeral 2412 Is the first optical transmission window, the member indicated by reference numeral 2413 is the second optical transmission window, and the members indicated by reference numerals 2414 and 2415 are plane mirrors formed on the slopes of the sawtooth structure. The member indicated by reference numeral 2416 is a holding structure.
[0162]
The first array element mounting block 2401 is provided with a plurality of light reflecting and condensing elements 2403 to 2407 and two transmission windows 2412 and 2413 at equal intervals, and the second array element mounting block 2402 has two Two plane mirrors 2414 and 2415 and a plurality of wavelength selection elements 2408 to 2411 are installed at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 2403 to 2407 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 2401. The first array element mounting block 2401 and the second array element mounting block 2402 are opposed to each other in parallel through a space.
[0163]
The flat mirrors 2414 and 2415 formed on the slope are formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission windows 2412 and 2413 is orthogonal to the surface of the array element mounting block. Optical elements outside the module installed in the port can be arranged perpendicular to the module surface.
[0164]
Light rays that enter the module from the outside through the first transmission window 2412 are demultiplexed when propagating through the module, and are output to the outside from the wavelength selection elements 2408 to 2411. The light beam including the wavelength reflected by all the wavelength selection elements is reflected by the plane mirror 2415 and emitted as one light beam outside the module by the second transmission window 2413. This light beam can be coupled to an optical fiber by an optical coupling lens system or the like and reused as an optical signal transmitted from the light control module.
[0165]
In the sixteenth embodiment, in particular, with the configuration as described above, both the incident optical axis that is input from the transmission window 2412 to the inside of the module and the output optical axis that is output from the transmission window 2413 to the outside of the module are array elements. Since it can be installed perpendicular to the surface of the mounting block, it is possible to secure a space on both side surfaces on the side where the common port of the present light control module is disposed. Therefore, when mounting the light control module on a package, the mounting space can be used effectively.
In addition, since the multi-port multi-wavelength optical add / drop multiplexer apparatus having only the function of demultiplexing can be realized by one main optical control module, the manufacturing cost and the apparatus size can be greatly reduced.
[0166]
Also, when converting the light emitted from the wavelength selection elements 2408 to 2411 to an electrical signal by an array-shaped light receiving element mounted outside, the light is coupled to an arrayed optical fiber or lens system. Since the optical system can be simplified compared to the above, the space required for mounting can be reduced. Therefore, when the present light control module is mounted on a package, it can be mounted at the corner of the package and the mounting space can be used effectively.
[0167]
Further, even when the light beams emitted from the wavelength selection elements 2408 to 2411 are not converted into electric signals, and the light beams are coupled to an arrayed optical fiber or a lens system, their light emission axes are parallel to each other. The angles formed by the outgoing optical axis and the surface of the array element mounting block are all the same. Therefore, as in the eighth embodiment shown in FIG. 16, even when a plurality of light control modules are collectively formed in a set of array element mounting blocks, there is a possibility that a plurality of input / output optical axes will collide. Can be eliminated.
[0168]
<Seventeenth embodiment>
FIG. 25 is a schematic configuration diagram of a light control module 2500 according to the seventeenth embodiment of the present invention, which is an application example of the first and sixteenth embodiments shown in FIG. 1 and FIG. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0169]
The members indicated by reference numerals 2501 and 2502 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2503 to 2507 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 2508 to 2511 are wavelength selection elements, and the members indicated by reference numeral 2512. Is the first optical transmission window, the member indicated by reference numeral 2513 is the second optical transmission window, and the members indicated by reference numerals 2514 and 2515 are plane mirrors formed on the inclined surface of the sawtooth structure. The member indicated by reference numeral 2516 is a holding structure.
[0170]
The first array element mounting block 2501 is provided with a plurality of light reflecting and condensing elements 2503 to 2507 and two transmission windows 2512 and 2513 at equal intervals, and the second array element mounting block 2502 has two Two plane mirrors 2514 and 2515 and a plurality of wavelength selection elements 2508 to 2511 are installed at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 2503 to 2507 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 2501. The first array element mounting block 2501 and the second array element mounting block 2502 are opposed to each other in parallel through a space.
[0171]
The flat mirrors 2514 and 2515 formed on the inclined surface are formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission windows 2512 and 2513 is orthogonal to the surface of the array element mounting block. Optical elements outside the module installed in the port can be arranged perpendicular to the module surface.
[0172]
Consider a case in which the first group 2508, 2509 is used for the multiplexing operation and the second group 2510, 2511 is used for the demultiplexing operation among the plurality of wavelength selection elements.
[0173]
Light rays that enter the module from the outside through the first transmission window 2512 are demultiplexed when propagating inside the module, and are emitted to the outside from the second group of wavelength selection elements 2510 and 2511. A light beam including a wavelength reflected by all the wavelength selection elements 2508 to 2511 is reflected by the plane mirror 2515 and emitted as a single light beam to the outside of the module by the second transmission window 2513. A plurality of light beams transmitted through the first group of wavelength selection elements 2508 and 2509 and incident on the inside of the module are combined when propagating inside the module, reflected by the plane mirror 2515, and the second transmission window 2513. Is emitted as one light beam outside the module.
[0174]
Of the wavelength selection elements formed in the second array element mounting block 2502, positions where the first group of wavelength selection elements 2508 and 2509 used for the multiplexing operation are formed are used for the demultiplexing operation. When compared with the position where the second group of wavelength selection elements 2510 and 2511 is formed, the light beam is formed in a region close to the first transmission window 2512 that guides an external light beam for demultiplexing operation to the inside of the module. Thus, it is possible to prevent collision of optical axes input / output from the wavelength selection element by the multiplexing / demultiplexing operation.
[0175]
In the seventeenth embodiment, in particular, with the configuration as described above, a multi-port multi-wavelength optical add / drop multiplexer device can be realized with a single optical control module, so that the manufacturing cost and device size can be greatly reduced. .
[0176]
<Eighteenth embodiment>
FIG. 26 is a schematic configuration diagram of a light control module 2600 according to the eighteenth embodiment of the present invention, and shows the first embodiment shown in FIG. 1 and the seventeenth embodiment shown in FIG. This is an application example. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0177]
The members indicated by reference numerals 2601 and 2602 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2603 and 2604 are flat mirrors, the members indicated by reference numerals 2605 and 2606 are wavelength selection elements, and the members indicated by reference numerals 2607 are light receiving elements. The member indicated by reference numeral 2608 is a light emitting element.
[0178]
The first array element mounting block 2601 is provided with a plurality of plane mirrors 2603 and 2604 at equal intervals, and the second array element mounting block 2602 is provided with a plurality of wavelength selection elements 2605 and 2606 at equal intervals. is set up. The first array element mounting block 2601 and the second array element mounting block 2602 are opposed in parallel through a space.
[0179]
Regarding the plurality of wavelength selection elements 2605 and 2606, wavelength selection elements 2606 used for multiplexing operation and wavelength selection elements 2605 used for demultiplexing operation are alternately installed. A light receiving element 2607 is mounted outside the wavelength selection element 2605 used for the demultiplexing operation, and a light emitting element 2608 is mounted outside the wavelength selection element 2606 used for the multiplexing operation.
[0180]
In the eighteenth embodiment, a transmitter / receiver can be configured outside the module by combining the light emitting element 2608 and the light receiving element 2607, and a plurality of transmitters / receivers can be installed in the module. Yes, it can be attached or removed as needed.
[0181]
<Nineteenth embodiment>
FIG. 27 is a schematic configuration diagram of a light control module 2700 according to the nineteenth embodiment of the present invention, which is an application example of the first and seventeenth embodiments shown in FIGS. In the figure, light rays that propagate inside the module and are emitted to the outside of the module are conceptually shown.
[0182]
The members indicated by reference numerals 2701 and 2702 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 2703 to 2706 are light reflecting and condensing elements, the members indicated by reference numerals 2707 to 2711 are wavelength selection elements, and the members indicated by reference numeral 2712. Is the first optical transmission window, the member indicated by reference numeral 2713 is the second optical transmission window, and the members indicated by reference numerals 2714 and 2715 are plane mirrors formed on the inclined surface of the sawtooth structure. A member indicated by reference numeral 2716 is a holding structure.
[0183]
In the first array element mounting block 2701, a plurality of light reflecting and condensing elements 2703 and 2704 and wavelength selection elements 2709 to 2711 are installed at equal intervals, and two transmission windows 2712 and 2713 are installed. In the second array element mounting block 2702, two plane mirrors 2714 and 2715 are installed, and a plurality of wavelength selection elements 2707 and 2708 and light reflection condensing elements 2705 and 2706 are installed at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 2703 to 2706 are concave mirrors formed integrally with the array element mounting blocks 2701 and 2702. The first array element mounting block 2701 and the second array element mounting block 2702 are opposed in parallel through a space.
[0184]
The plane mirrors 2714 and 2715 formed on the inclined surface are formed at an angle such that the optical axis of the light beam input / output inside the module through the transmission windows 2712 and 2713 is orthogonal to the surface of the array element mounting block. Optical elements outside the module installed in the port can be arranged perpendicular to the module surface.
[0185]
Consider a case in which the first groups 2709 to 2711 are used for the multiplexing operation and the second groups 2707 and 2708 are used for the demultiplexing operation among the plurality of wavelength selection elements.
[0186]
Light rays incident on the inside of the module through the first transmission window 2712 are demultiplexed when propagating inside the module, and are emitted to the outside from the second group of wavelength selection elements 2707 and 2708. The light beam including the wavelength reflected by all the wavelength selection elements 2707 to 2711 is reflected by the plane mirror 2715 and emitted as a single light beam to the outside of the module by the second transmission window 2713. A plurality of light beams transmitted through the first group of wavelength selection elements 2709 to 2711 and incident on the inside of the module are combined when propagating through the inside of the module, reflected by the plane mirror 2715, and the second transmission window 2713. Is emitted as one light beam outside the module.
[0187]
The positions of the optical axes of the light beams input and output from the first group of wavelength selection elements 2709 to 2711 and the positions of the optical axes of the light beams input and output from the second group of wavelength selection elements 2707 and 2708 are respectively transmitted. It is desirable to install it at a position where it does not collide with the optical axis of the light beam input / output from the windows 2712 and 2713.
[0188]
In the nineteenth embodiment, in particular, the wavelength selection elements 2707 and 2708 formed in the second array element mounting block 2702 are all used for the demultiplexing operation by the configuration as described above, and the first array element mounting is performed. All of the wavelength selection elements 2709 to 2711 formed in the block 2701 can be used for the multiplexing operation.
[0189]
Therefore, it is possible to prevent collision of optical axes input and output from the wavelength selection element by the multiplexing / demultiplexing operation, and the first group of wavelength selection elements 2707 and 2708 and the second group of wavelength selection elements 2709 to 2711. It is possible to select the type and mounting method of the external optical element that is optimal for each of the above.
[0190]
<20th Embodiment>
FIG. 28 is a schematic configuration diagram of a light control module 2800 according to the twentieth embodiment of the present invention, which is an application example of the first embodiment shown in FIG. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0191]
The members indicated by reference numerals 2801 and 2802 are array element mounting blocks in which light control elements, transmission windows, and the like are formed. The member indicated by reference numeral 2803 is a holding member for making a plurality of array element mounting blocks face each other through a space. Structure.
[0192]
In the twentieth embodiment, particularly when both the first array element mounting block 2801 and the second array element mounting block 2802 have a flat plate structure, the shape of the holding structure 2803 can be simplified. Manufacturing cost can be reduced.
[0193]
<Twenty-first embodiment>
FIG. 29 is a detailed explanatory diagram of the twentieth embodiment and the twentieth embodiment shown in FIG.
A member indicated by reference numeral 2901 is an array element mounting block, a member indicated by reference numeral 2902 is a part of a holding structure for opposing a plurality of array element mounting blocks in space, and a member indicated by reference numeral 2903 is a holding member. It is a protruding structure formed in a part of the structure with high positional accuracy.
[0194]
With the above configuration, when the plurality of array element mounting blocks are opposed to each other in the space, the gap can be easily and accurately positioned, and the mounting cost and the manufacturing cost can be reduced.
[0195]
<Twenty-second embodiment>
FIG. 30 is a schematic configuration diagram of a light control module 3000 according to the twenty-second embodiment of the present invention, which is an application example of the twentieth embodiment shown in FIG. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0196]
A member indicated by reference numeral 3001 is a waveguide block in which a holding structure for opposing a plurality of array element mounting blocks in space and a first array element mounting block are integrally formed. A second array element mounting block in which a plurality of light control elements, transmission windows, and the like are formed, and members denoted by reference numerals 3003 to 3005 are light reflecting and condensing elements integrally formed with the waveguide block 3001.
[0197]
In addition to the light reflecting / condensing element, the waveguide block 3001 can have a complicated structure such as a slope, a depression, a protrusion, or a curved surface. Further, a physical through hole can be formed so that a light beam can enter the module from the waveguide block 3001.
[0198]
In the above example, the first array element mounting block and the holding structure for making the array element mounting block face each other in space are integrally formed. However, the second array element mounting block and the array element mounting block The holding structure for making it oppose in space may be integrally formed.
[0199]
In the twenty-second embodiment, the gap between two array element mounting blocks can be accurately positioned only by placing the array element mounting block 3002 on the waveguide block 3001 with the above configuration. This is possible, and the alignment cost can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0200]
<Twenty-third Embodiment>
FIG. 31 is a schematic configuration diagram of a light control module 3100 according to the twenty-third embodiment of the present invention, which is an application example of the twenty-second embodiment shown in FIG. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0201]
A member indicated by reference numeral 3101 is a waveguide block in which a holding structure for opposing a plurality of array element mounting blocks in space and a first array element mounting block are integrally formed, and a member indicated by reference numeral 3102 is A second array element mounting block in which a plurality of light control elements, transmission windows, and the like are formed, and members denoted by reference numerals 3103 to 3106 are optical fibers or the like mounted outside the second array element mounting block 3102 An electrically conductive wiring, a lens system, a light receiving element, a light emitting element, and a cylindrical module characterized by combining them. A member indicated by reference numeral 3107 is provided outside the second array element mounting block 3102. External module support structure for positioning and fixing the installation position and installation angle of cylindrical modules 3103 to 3106 to be mounted A. A member indicated by reference numerals 3108 to 3110 is a light reflecting / condensing element integrally formed with the waveguide block 3101.
[0202]
In the waveguide block 3101, a step-like structure for accurately positioning the relative installation position of the second array element mounting block 3102 and the external element support structure 3107 is formed. Since each of the waveguide block 3101 and the external module support structure 3107 has a different shape, size, and accuracy required for processing and molding, an optimum material selected from materials such as resin, metal, and silicon is manufactured. It is desirable.
[0203]
In the twenty-third embodiment, the plane mirror and light control element formed in the first array element mounting block, and the plane mirror and light control element formed in the second array element mounting block, in particular, with the above configuration. With respect to a plurality of cylindrical modules mounted outside the second array element mounting block, it is possible to easily and accurately position the relative installation positions and installation angles of these components, thereby reducing the mounting cost. It is possible to reduce.
[0204]
<Twenty-fourth embodiment>
FIG. 32 is a detailed explanatory diagram of the twenty-third embodiment shown in FIG.
Reference numeral 3201 denotes a holding structure for making a plurality of array element mounting blocks face each other in a space and a part of a waveguide block in which the first array element mounting block is integrally formed. A part of the array element mounting block, reference numeral 3203 denotes an external module support structure for positioning and fixing the installation position and installation angle of the cylindrical module mounted outside the second array element mounting block. Reference numeral 3204 denotes a protruding structure formed on a part of the waveguide block 3201 with high positional accuracy.
[0205]
With the above configuration, the relative installation positions of these components can be easily and accurately positioned with respect to the waveguide block 3201, the second array element mounting block 3202, and the external module support structure 3203. Costs can be reduced.
[0206]
<Twenty-fifth embodiment>
FIG. 33 is a detailed explanatory diagram of the twenty-second embodiment shown in FIG.
When manufacturing a waveguide block 3001a in which a plurality of array element mounting blocks are opposed to each other in a space and a first array element mounting block are integrally formed, a light control element formed in the array element mounting block The case where the side wall perpendicular | vertical with respect to this reflective surface is formed in three surfaces can be considered.
[0207]
With the above configuration, the depth of the waveguide block can be reduced by one side wall while maintaining the strength of the waveguide block. Further, since the surface area of the array element mounting surface can be ensured, the smoothness and flatness of the surface of the array element mounting surface when manufacturing the array element mounting block can be improved.
[0208]
<Twenty-sixth embodiment>
FIG. 34 is a detailed explanatory diagram of the twenty-second embodiment shown in FIG.
When manufacturing a waveguide block 3001b in which a plurality of array element mounting blocks are opposed to each other in space and a waveguide block 3001b in which the first array element mounting block is integrally formed, a light control element formed in the array element mounting block The case where the side wall perpendicular | vertical with respect to this reflective surface is formed in four surfaces can be considered.
[0209]
With the configuration as described above, it is possible to seal the gap between the two array element mounting blocks, so that foreign matter can be prevented from entering from the outside of the light control module. In some cases, the gap between the two array element mounting blocks can be filled with a medium other than air or can be in a vacuum state.
[0210]
<Twenty-seventh embodiment>
FIG. 35 is a detailed explanatory diagram of the twenty-second embodiment shown in FIG.
When manufacturing a waveguide block 3001c in which a plurality of array element mounting blocks are opposed to each other in a space and a first array element mounting block are integrally formed, a light control element formed in the array element mounting block The case where the side wall perpendicular | vertical with respect to this reflective surface is formed in two surfaces which oppose is considered.
[0211]
With the above configuration, the depth of the waveguide block can be reduced by two side walls, and the light control module can be miniaturized while ensuring the surface area of the array element mounting surface.
[0212]
<Twenty-eighth embodiment>
36 (a) and 36 (b) are other examples of the application examples shown in FIGS.
36A shows a case where the element reflection surface is formed as a hollow structure of the array element mounting block, and FIG. 36B shows a case where the element reflection surface is formed as a protrusion structure of the array element mounting block. It is a conceptual diagram.
[0213]
When the plane including the optical axis of the light beam propagating inside the module is defined as the propagation plane, the array element is configured such that the propagating light beam is incident on the slope of the sawtooth and the reflected optical axis of the reflected light beam is perpendicular to the propagation plane. A slope structure is formed on the surface of the mounting block.
[0214]
With the configuration as described above, it is possible to design the optical axis of the reflected light so as to be parallel to the surface of the array element mounting block, and the arrangement of external optical elements corresponding to the common port of the light control module is free. The degree can be greatly improved.
[0215]
<Twenty-ninth embodiment>
FIG. 37 is another example of the application example indicated by reference numeral 8-3 in FIG. 8, and is a conceptual diagram in the case where the light reflecting and condensing element integrally formed with the array element mounting block 3701 is a spherical concave mirror. .
[0216]
In the case where the light reflecting / condensing element integrally formed with the array element mounting block 3701 is a spherical concave mirror, if the light beam enters the center of the spherical mirror, the incident light is incident on the surface (plane) of the array element mounting block 3701. The incident angle of the light beam 3702 and the reflection angle of the reflected light beam are the same.
[0217]
Here, when the incident light beam is translated and incident at a position shifted from the center of the spherical mirror, the incident angle of the incident light beam 3703 and reflection of the reflected light beam are reflected on the surface (plane) of the array element mounting block. The angles do not coincide, and the optical axis of the reflected light and the surface (plane) of the array element mounting block can be made orthogonal by design.
[0218]
<Thirty Embodiment>
FIG. 38 is a schematic configuration diagram of a light control module according to the thirtieth embodiment of the present invention. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0219]
The members indicated by reference numerals 3901 and 3902 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 3903, 3904, and 3905 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 3906 and 3907 are wavelength selection elements, and reference numeral 3908 is Reference numerals 3909 and 3910 are optical transmission windows.
[0220]
In the first array element mounting block 3901, a transmission window 3909 and a plurality of light reflecting and condensing elements 3903 to 3905 are installed at equal intervals. The wavelength selection elements 3906 and 3907 and the transmission windows 3910 are arranged at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 3903, 3904, 3905 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 3901.
[0221]
The first array element mounting block 3901 and the second array element mounting block 3902 are opposed to each other in the space, and the light incident from the optical transmission window 3909 enters the first array element mounting block 3901. When reflected, the optical axis of the reflected light beam is designed to be orthogonal to the second array element mounting block 3902.
[0222]
In the thirtieth embodiment, in particular, with the above-described configuration, the optical axis of the array element mounting surface and the external optical element outside the module are orthogonal to each other without forming the light reflecting / condensing element on the sawtooth slope. The installation angle of the optical axis of the external optical element can be simplified and the mounting cost can be reduced.
[0223]
Further, the light reflecting / condensing elements 3903, 3904, and 3905 may be replaced with flat mirrors. In that case, the manufacturing cost of the array element mounting block can be reduced.
[0224]
<Thirty-first embodiment>
FIG. 39 is a schematic configuration diagram of a light control module 4000 according to the thirty-first embodiment of the present invention. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0225]
The members indicated by reference numerals 4001 and 4002 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 4003, 4004, and 4005 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 4006 to 4008 are wavelength selection elements, and reference numeral 4009 is It is an optical transmission window.
[0226]
The first array element mounting block 4001 is provided with a transmission window 4009 and a plurality of light reflecting and condensing elements 4003 to 4005, and the second array element mounting block 4002 has a plurality of wavelength selection elements 4006 to 4008. Are installed at equal intervals. The light reflecting and condensing elements 4003, 4004, and 4005 are concave mirrors that are integrally formed with the first array element mounting block 4001. The second array element mounting block 4002 is a flat structure manufactured of an optically transparent material, and flat wavelength selection elements 4006 to 4008 are attached to the surface thereof.
[0227]
The first array element mounting block 4001 and the second array element mounting block 4002 are opposed to each other in the space, and the light incident from the optical transmission window 4009 enters the first array element mounting block 4001. When reflected, the optical axis of the reflected light beam is designed to be orthogonal to the first array element mounting block 4001.
[0228]
In the thirty-first embodiment, in particular, with the configuration as described above, the optical axis of the external optical element outside the module corresponding to the array element mounting surface and the common port is orthogonal, and the installation angle of the optical axis of the external optical element is In the case of simplifying and reducing the mounting cost, it is not necessary to form the wavelength selection element on the sawtooth slope. Therefore, the module manufacturing cost can be reduced.
[0229]
Further, the light reflecting / condensing elements 4003 to 4005 may be replaced with a plane mirror formed on a slope. In that case, the manufacturing cost of the array element mounting block can be reduced.
[0230]
<Thirty-second embodiment>
FIG. 40 is a schematic configuration diagram of a light control module 4100 according to the thirty-second embodiment of the invention. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0231]
The members indicated by reference numerals 4101 and 4102 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 4103, 4104 and 4105 are light reflecting / condensing elements, the members indicated by reference numerals 4106 and 4107 are wavelength selection elements, and reference numeral 4108 is Reference numerals 4109 and 4110 denote optical transmission windows.
[0232]
In the first array element mounting block 4101, a transmission window 4109 and a plurality of light reflecting and condensing elements 4103 to 4105 are installed at equal intervals. In the second array element mounting block 4102, a plane mirror 4108, a plurality of The wavelength selection elements 4106 and 4107 and the transmission windows 4110 are arranged at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 4103, 4104, and 4105 are concave mirrors integrally formed with the first array element mounting block 4101. The first array element mounting block 4101 and the second array element mounting block 4102 are opposed in parallel through a space.
[0233]
The plane mirror 4108, the light reflecting and condensing elements 4103 to 4105, and the wavelength selecting elements 4106 and 4107 are formed in a sawtooth shape on the array element mounting surface. In addition, both the incident optical axis and the reflected optical axis that enter and reflect the array element mounting blocks 4101 and 4102 are designed so that the angle formed with the array element mounting surface is smaller than 90 degrees.
[0234]
In the thirty-second embodiment, in particular, the wavelength selection elements 4106 and 4107 are maintained while maintaining the arrangement interval of the wavelength selection elements 4106 and 4107 formed in the second array element mounting block 4102 with the above-described configuration. In addition, it is possible to reduce the incident angle of the light rays that enter and reflect the light reflecting / condensing elements 4103 to 4105. Therefore, it is possible to improve the filter characteristics of the transmitted light of the wavelength selection elements 4106 and 4107 and reduce the coma aberration of the light reflection condensing elements 4103 to 4105.
[0235]
Further, the light reflecting and condensing elements 4103 to 4105 may be replaced with a plane mirror formed on a slope. In that case, the manufacturing cost of the array element mounting block can be reduced.
[0236]
<Thirty-third embodiment>
FIG. 41 is a schematic configuration diagram of a light control module according to the thirty-third embodiment of the present invention. In the figure, light rays input / output outside the module are conceptually shown.
[0237]
The members indicated by reference numerals 4201 and 4202 are array element mounting blocks, the members indicated by reference numerals 4203 and 4204 are planar mirrors having a mountain structure, the members indicated by reference numerals 4205 and 4206 are wavelength selection elements, and reference numerals 4207 to 4209. Is a light reflection condensing element.
[0238]
The first array element mounting block 4201 is provided with mountain-shaped planar mirrors 4203 and 4204 at equal intervals, and the second array element mounting block 4202 includes a plurality of wavelength selection elements 4205 and 4206 and light. The reflective condensing elements 4207 to 4209 are alternately arranged at equal intervals. The light reflecting / condensing elements 4207, 4208, and 4209 are concave mirrors integrally formed with the second array element mounting block 4202. The first array element mounting block 4201 and the second array element mounting block 4202 are opposed to each other in parallel through a space.
[0239]
The light beam reflected from the light reflecting / condensing element 4207 formed on the second array element mounting block 4202 is incident on the first inclined surface of the flat mirror 4203 having a mountain structure formed on the first array element mounting block 4201. Incident light is incident on a wavelength selection element 4205 formed in the second array element mounting block 4202. The light beam reflected from the wavelength selection element 4205 is incident on the second inclined surface of the flat mirror 4203 having a mountain structure, and is incident on another light reflecting / condensing element 4208 formed in the second array element mounting block 4202. . The above operation is repeated, and the light beam propagates inside the light control module. At that time, when the propagating light is incident on and reflected from the array element mounting surface, the incident angle of the light incident on the wavelength selecting element is small, and the incident angle of the light incident on the light reflecting condensing element is large. Propagate while alternately modulating the angle.
[0240]
In the thirty-third embodiment, in particular, with the above-described configuration, the wavelength selection element 4205 is increased while increasing the arrangement interval of the external optical elements that receive the light beams emitted from the wavelength selection elements 4205 and 4206 to the outside of the module. , 4206 can reduce the incident angle of the light rays entering and reflected.
[0241]
Moreover, since the planar mirrors 4203 and 4204 having a mountain structure include two element reflection points and an element reflection surface, many light control elements can be formed at once and with high accuracy. Therefore, while improving the filter characteristics of the transmitted light of the wavelength selection elements 4205 and 4206, the degree of freedom of arrangement of the external optical elements can be greatly improved, and the module manufacturing cost can be reduced.
[0242]
Further, the light reflecting / condensing elements 4207 to 4209 may be replaced with a plane mirror. In that case, the manufacturing cost of the array element mounting block can be reduced.
[0243]
【The invention's effect】
As described above, according to the light control module of the present invention, a module having a plurality of optical transmission paths (ports) has a specific wavelength or a specific light amount by a method of multiple reflection of propagating light rays inside the module. It is possible to solve a problem that occurs when a light beam is extracted or inserted into a plurality of optical transmission lines,
1) Reduction of module manufacturing costs
2) Reduction of propagation loss
3) Reduction of reflection loss
4) Increased pitch between ports
5) Reduction in mounting costs for optical components outside the module placed at each port
6) Improving the degree of freedom in placing optical components outside the module placed at each port
7) Broadening the wavelength band of propagating light inside the module
8) Improvement of the degree of freedom in designing the optical axis of the propagating light beam inside the module
9) Improvement of filter characteristics
Etc. can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific operation example and installation example of the wavelength selection element used in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific example in the case where a light beam propagating through the module of the first embodiment shown in FIG. 1 is reflected on the surface of the array element mounting block;
4 is an explanatory diagram showing a specific example in the case where light is transmitted through a specific region of the array element mounting block according to the first embodiment shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and a sawtooth-like structure is formed in a specific region of the array element mounting block with respect to the surface of the array element mounting block. It is explanatory drawing which shows the specific example in the case of forming the surface.
FIG. 6 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and a sawtooth-like structure is formed in a specific region of the array element mounting block by forming a protruding structure with respect to the surface of the array element mounting block; It is explanatory drawing which shows the specific example in the case of forming the surface.
FIG. 7 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and is a specific example in the case where a plane mirror is formed obliquely and a sawtooth reflecting surface is formed in a specific region of an array element mounting block. It is explanatory drawing which shows an example.
8 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and is an explanatory view showing a specific example in the case of forming a light reflecting and condensing element in a specific region of an array element mounting block. FIG.
FIG. 9 is an application example of the first embodiment shown in FIG. 1, and a plurality of structures such as slopes and spherical surfaces are used in a specific region of the array element mounting block using protrusions or depressions. It is explanatory drawing which shows the specific example in the case of forming integrally and then forming a reflective film on the surface by a metal or a multilayer film.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a modification of the light control module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 15A and 15B are schematic configuration diagrams showing light control modules according to sixth and seventh embodiments of the present invention, in which FIG. 15A is a sixth embodiment and FIG. 15B is a seventh embodiment; Is shown.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a twentieth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a twenty-first embodiment which is a detailed part of the twentieth embodiment.
FIG. 30 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a twenty-second embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a twenty-third embodiment of the present invention.
FIG. 32 is an explanatory diagram showing a twenty-fourth embodiment which is a detailed part of the twenty-third embodiment.
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a twenty-fifth embodiment which is a detailed part of the twenty-second embodiment;
FIG. 34 is an explanatory diagram showing a twenty-sixth embodiment which is a detailed part of the twenty-second embodiment;
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a twenty-seventh embodiment which is a detailed part of the twenty-second embodiment;
FIG. 36 is an explanatory diagram showing a twenty-eighth embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a conceptual diagram showing a twenty-ninth embodiment in which the light reflecting / condensing element integrally formed with the array element mounting block is a spherical concave mirror;
FIG. 38 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a thirtieth embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a thirty-first embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a thirty-second embodiment of the present invention.
FIG. 41 is a schematic configuration diagram showing a light control module according to a thirty-third embodiment of the present invention.
FIG. 42 is a block diagram showing a first conventional technique.
FIG. 43 is a block diagram showing a second conventional technique.
FIG. 44 is a block diagram showing a third conventional technique.
[Explanation of symbols]
100, 100A, 1000, 1100, 1300, 1400, 1500, 1510, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 3000, 3100, 3900, 4000, 4100, 4200 Light control module
101,102,1001,1002,1101,1102,1301,1302,1401,1402,1501,1502,1511,1512,1601,1602,1701,1702,1801,1802,1901,1902,2000,2001,2002 2101, 2102, 2201, 2022, 2301, 2302, 2401, 402, 2501, 502, 2601, 2602, 2701, 2702, 2801, 2802, 2901, 3002, 3102, 3202, 3701, 3901, 3902, 4001, 4002, 4101, 4102, 4201, 4202 Array element mounting block
101a, 102a Array element mounting surface
103, 104, 105, 1003, 1004, 1103, 1104, 1105, 1303, 1304, 1305, 1306, 1307, 1308, 1403, 1405, 1406, 1503, 1504, 1505, 1513, 1514, 1603, 1604, 1605 1606, 1703, 1704, 1705, 1705, 1707, 1803, 1804, 1805, 2003, 2004, 2005, 2103, 2104, 2105, 2203, 2204, 2205, 2206, 2303, 2304, 2305, 2403, 2404, 2405 2406, 2407, 2503, 2504, 2505, 2506, 2507, 2703, 2704, 2705, 2706, 3003, 3004, 3005, 3108, 3109, 3110, 3 03,3904,3905,4003,4004,4005,4103,4104,4105,4207,4208,4209 light-reflecting light-collecting device
106, 107, 1005, 1006, 1007, 1106, 1107, 1309, 1310, 1407, 1408, 1506, 1507, 1515, 1516, 1607, 1608, 1609, 1610, 1708, 1709, 1710, 1711, 1712, 1806 1807, 1906, 1907, 2006, 2007, 2008, 2106, 2107, 2207, 2208, 2209, 2210, 2306, 2307, 2308, 2309, 2310, 2408, 2409, 2410, 2411, 2508, 2509, 2510, 2511, 2605, 2606, 2707, 2708, 2709, 2710, 2711, 3906, 3907, 4006, 4007, 4008, 4106, 4107, 4205, 4206
108, 1108, 1409, 1410, 1517, 1611, 1612, 1713, 1903, 1904, 1905, 2010, 2109, 2213, 2214, 2313, 2314, 2414, 2415, 2514, 2515, 2603, 2604, 2714, 2715, 3908, 4108, 4203, 4204 plane mirror
109, 110, 1109, 1110, 1311, 1411, 1613, 1614, 1714, 1808, 1809, 1908, 1909, 2009, 2108, 2211, 2122, 2311, 2312, 2412, 2413, 2512, 2513, 2712, 2713, 3909, 3910, 4009, 41094110 Transmission window
2011, 2110, 2215, 2315 package wall surface
2111, 2112, 2216, 2217, 2218, 2219, 2316, 2317, 2318, 2319, 2320, 2607, 2608 Light emitting element or light receiving element
112, 2012, 2113, 2220, 231, 2416, 2516, 2716, 2803, 2902
2903, 3204 Protrusion structure
3001, 3101, 3201, 3001a, 3001b, 3001c Waveguide block
3103, 3104, 3105, 3106 Tubular module
3107, 3203 External module support structure
3702, 3703 Incident light

Claims (10)

入射光線の一部を透過させ残りを反射させる光線分岐素子を複数有し、
光制御モジュールの外部と内部との間で伝播光線を入出力するための透過窓を少なくとも一つ有し、
前記光線分岐素子ならびに前記透過窓は、アレイ素子搭載ブロックの予め決めた一つの表面であるアレイ素子搭載面に形成されており、
入射光線を反射させる反射面が前記アレイ素子搭載面の一部に形成されている光制御モジュールであって、
二つのアレイ素子搭載面が離間して対向するように、複数のアレイ素子搭載ブロックが保持構造により配置され、
内部の伝播光線が、第一のアレイ素子搭載ブロックと第二のアレイ素子搭載ブロックの反射面あるいは光線分岐素子により交互に順次反射されて、対向するアレイ素子搭載面の間でジグザグの光路に沿い伝播していくように、各アレイ素子搭載ブロックの配置位置・角度、ならびに、各光線分岐素子及び反射面の配置位置・角度が設定されていることを特徴とする光制御モジュール。
It has a plurality of beam branching elements that transmit a part of incident light and reflect the rest,
Having at least one transmission window for inputting and outputting propagating light between the outside and inside of the light control module;
The light beam splitting element and the transmission window are formed on an array element mounting surface which is a predetermined surface of the array element mounting block,
A light control module in which a reflection surface for reflecting incident light is formed on a part of the array element mounting surface,
A plurality of array element mounting blocks are arranged by a holding structure so that the two array element mounting surfaces are spaced apart from each other,
The internal propagating light beam is alternately reflected by the reflecting surface of the first array element mounting block and the second array element mounting block or the beam branching element alternately, and along the zigzag optical path between the opposing array element mounting surfaces. An optical control module characterized in that an arrangement position / angle of each array element mounting block and an arrangement position / angle of each beam splitter and reflecting surface are set so as to propagate.
請求項1において、
前記保持構造と第一のアレイ素子搭載ブロックとの複数の接点を含む第一の仮想平面と、
前記保持構造と第二のアレイ素子搭載ブロックとの複数の接点を含む第二の仮想平面とが平行であることを特徴とする光制御モジュール。
In claim 1,
A first virtual plane including a plurality of contacts between the holding structure and the first array element mounting block;
The light control module, wherein a second virtual plane including a plurality of contacts between the holding structure and the second array element mounting block is parallel.
請求項1または請求項2において、
前記アレイ素子搭載面の反射面がアレイ素子搭載ブロックと一体形成されていることを特徴とする光制御モジュール。
In claim 1 or claim 2,
The light control module, wherein the reflective surface of the array element mounting surface is formed integrally with the array element mounting block.
請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記保持構造が少なくとも一つのアレイ素子搭載ブロックと一体形成されていることを特徴とする光制御モジュール。
In any one of Claims 1 to 3,
The light control module, wherein the holding structure is integrally formed with at least one array element mounting block.
請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
前記光線分岐素子が、入射光線のうち特定の波長の光線を透過させそれ以外の波長の光線を反射させる波長選択素子、あるいは、入射光線のうち特定の光量の光線を透過させ残りの光量の光線を反射させる光量分割素子であることを特徴とする光制御モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light beam splitting element transmits a light beam having a specific wavelength among incident light beams and reflects a light beam having a wavelength other than that, or transmits a light beam having a specific light amount among incident light beams and transmits a light beam having the remaining light amount. A light control module that is a light quantity dividing element that reflects light.
請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が平面であることを特徴とする光制御モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
A part of the reflection surface of the array element mounting surface is a flat surface.
請求項1ないし請求項6のいずれか一項において、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が鋸歯状であることを特徴とする光制御モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
A part of the reflective surface of the array element mounting surface has a sawtooth shape.
請求項1ないし請求項7のいずれか一項において、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が凹面であることを特徴とする光制御モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
A part of the reflective surface of the array element mounting surface is a concave surface.
請求項8において、
前記アレイ素子搭載面の反射面の一部が球面であることを特徴とする光制御モジュール。
In claim 8,
A part of the reflection surface of the array element mounting surface is a spherical surface.
請求項1ないし請求項9のいずれか一項において、
第一のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面と、第二のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面との間の部分に、光学的に透明な導波部材が充填されていることを特徴とする光制御モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 9,
The portion between the array element mounting surface of the first array element mounting block and the array element mounting surface of the second array element mounting block is filled with an optically transparent waveguide member. Light control module.
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