JP2005062347A - Optical module and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信用の光モジュール及び光モジュール作製法に関する。 The present invention relates to an optical module for optical communication and an optical module manufacturing method.
従来から光通信用の光モジュールとして様々なものが開発されてきた。以下に、従来の光通信用の光モジュールについて図14を用いて説明する。図14に示すように、光モジュールは、フェルール1、フェルール1に形成された受光素子用切欠平坦部5、基板8、受光素子9、光学接着剤10、第1光ファイバ21、第2光ファイバ22、第1光ファイバ端面31、第2光ファイバ端面32、フィルタ挿入溝33、波長フィルタ34から構成されている。
Conventionally, various modules have been developed as optical modules for optical communication. Hereinafter, a conventional optical module for optical communication will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, the optical module includes a
第1光ファイバ21内を伝搬してきた不図示の受信光は、第1光ファイバ端面31から出射して、フェルール1に形成されたフィルタ挿入溝33に挿入された波長フィルタ34の波長選択性により反射作用を受ける。反射した不図示の受信光は、光学接着剤10によって受光素子用切欠平坦部5上に固定されている基板8に実装された受光素子9へ入射し、受光素子9において光電変換される。一方、第2光ファイバ22を伝搬する不図示の送信光は、第2光ファイバ端面32から出射した後、波長フィルタ34を透過して第1光ファイバ端面31へ入射し、第1光ファイバ21内を伝搬する。このような光通信用の光モジュールが下記の特許文献1に開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されている従来の光モジュールでは、波長分波機能を有する波長フィルタ34が第1光ファイバ21と第2光ファイバ22との間に挿入されるため、フェルール1にフィルタ挿入溝33を形成する必要がある。このような光モジュールの構成において、フェルール1に荷重が印加された場合、フィルタ挿入溝33の部分に応力が集中するためフェルール1の機械強度が著しく低下するという問題がある。
However, in the conventional optical module disclosed in
さらに、光モジュールに要求される送受信光に対する過剰透過損失及び波長選択性を確保するためには、第1光ファイバ21と第2光ファイバ22との間の光結合を高め、第1光ファイバ端面31から出射する不図示の受信光の波長フィルタ34に対する入射角を一定にして、かつ広がりを抑制する必要がある。そのためフィルタ挿入溝33は、平行で幅が十分に狭く、また角度制御された精密な溝にする必要があるが、切削などの機械的加工によってばらつきのない精密な溝を形成するのは困難である。一方、フィルタ挿入溝33に合わせて波長フィルタ34の厚さも薄くする必要があるが、厚さの減少とともに波長フィルタ34の機械強度が低下するので、フィルタ挿入溝33へ波長フィルタ34が挿入される際に、波長フィルタ34が破損して光モジュール作製の歩留りが低下するという問題もある。
Further, in order to ensure the excessive transmission loss and wavelength selectivity for the transmitted / received light required for the optical module, the optical coupling between the first
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる光モジュール及び光モジュール作製法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and it is necessary to form a precise groove for ensuring excessive transmission loss and wavelength selectivity with respect to transmitted / received light without significantly reducing the mechanical strength of the ferrule. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical module and an optical module manufacturing method capable of avoiding damage to the wavelength filter and reducing the yield of optical module manufacturing.
上記目的を達成するために、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える。すなわち、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a ferrule in which a notch flat portion for a light receiving element is formed, and an optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed. A light receiving element that receives radiated light emitted from the side surface and a substrate on which the light receiving element is mounted are provided. That is, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a ferrule in which a notch flat portion for a light receiving element that exposes at least a part of a side surface of the optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed, An optical module is provided that includes a light receiving element that receives radiated light emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases.
また、本発明よれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a notch flat portion for a light receiving element that exposes at least a part of a side surface of the optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed, and exposure. A ferrule having a notched flat portion, a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted. An optical module is provided. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases.
また、本発明の光モジュールにおいて、前記光ファイバの光軸と前記受光素子の受光面の中心点とを含む平面上において、前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をzとし、前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子の前記受光面の中心点への光放射角度をθとし、前記受光素子の前記受光面の中心点と前記光ファイバとの垂直距離をhとした場合に、z=h/tanθを満たすことは、本発明の好ましい態様である。この構成により、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部の位置における光放射角度を変えることにより、放射光と受光素子との間の光結合効率を高めることができる。 In the optical module of the present invention, the optical axis of the optical fiber from the center point of the light receiving surface of the light receiving element on a plane including the optical axis of the optical fiber and the center point of the light receiving surface of the light receiving element. The intersection point on the optical axis perpendicular to the reference point is defined as a reference point, the distance on the optical axis of the optical fiber with respect to the reference point is z, and the light receiving element of the optical fiber of the fiber grating with respect to the optical axis of the optical fiber When the light emission angle to the center point of the light receiving surface is θ and the vertical distance between the center point of the light receiving surface of the light receiving element and the optical fiber is h, z = h / tan θ is satisfied. This is a preferred embodiment of the present invention. With this configuration, the light coupling efficiency between the emitted light and the light receiving element can be increased by changing the light emission angle at the position of each fiber grating portion on the optical fiber optical axis.
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、前記露光用切欠平坦部上に露出している前記光ファイバにファイバグレーティング形成用マスクを密着させるステップと、前記ファイバグレーティング形成用マスクを通して紫外線光を前記光ファイバに照射させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを有することを特徴とする光モジュール作製法が提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a notch flat portion for a light receiving element that exposes at least a part of a side surface of the optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed, and A ferrule in which a flat part for exposure is formed, a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a part in which the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted. In the method of manufacturing an optical module, a step of bringing a fiber grating forming mask into close contact with the optical fiber exposed on the exposure notch flat portion, and irradiating the optical fiber with ultraviolet light through the fiber grating forming mask Forming the fiber grating. Optical module manufacturing method is provided, characterized in that. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases. In addition, the fiber grating portion can be easily formed.
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバを露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a light receiving element cut-out flat portion covering a side surface of the optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed are formed of glass. There is provided an optical module comprising: a ferrule, a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases. Further, since the optical fiber is not exposed in the ferrule, the optical fiber is not damaged and the optical transmission characteristics are not deteriorated, and the reliability can be improved.
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバを露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a light receiving element notch flat part and an exposure notch flat part covering a side surface of the optical fiber in a part where the fiber grating is formed. A light comprising: a glass ferrule formed with: a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted. A module is provided. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases. Further, since the optical fiber is not exposed in the ferrule, the optical fiber is not damaged and the optical transmission characteristics are not deteriorated, and the reliability can be improved.
また、本発明の光モジュールにおいて、前記光ファイバの光軸と前記受光素子の受光面の中心点とを含む平面上において、前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をzとし、前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子用切欠平坦部の平坦面への光放射角度をθとし、前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面と前記光ファイバとの垂直距離をh1とし、前記ガラス製のフェルールの屈折率をn1とし、前記受光素子の前記受光面の中心点と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との垂直距離をh2とし、前記受光素子の前記受光面と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との間の屈折率をn2とした場合に、z=(h1/tanθ)+[h2×tan{sin−1((n1/n2)×cosθ)}]を満たすことは、本発明の好ましい態様である。この構成により、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部の位置における光放射角度を変えることにより、放射光と受光素子との間の光結合効率を高めることができる。 In the optical module of the present invention, the optical axis of the optical fiber from the center point of the light receiving surface of the light receiving element on a plane including the optical axis of the optical fiber and the center point of the light receiving surface of the light receiving element. The intersection point on the optical axis perpendicular to the reference point is a reference point, the distance on the optical axis of the optical fiber to the reference point is z, and the light receiving element for the optical axis of the optical fiber of the fiber grating The light emission angle to the flat surface of the notch flat part is θ, the vertical distance between the flat surface of the notch flat part for the light receiving element and the optical fiber is h1, the refractive index of the glass ferrule is n1, A vertical distance between the center of the light receiving surface of the light receiving element and the flat surface of the notched flat portion for the light receiving element is h2, and the flat surface of the light receiving surface of the light receiving element and the notched flat portion for the light receiving element is h2. It is preferable that the present invention satisfy z = (h1 / tanθ) + [h2 × tan {sin−1 ((n1 / n2) × cosθ)}] when the refractive index between the surface and the surface is n2. It is an aspect. With this configuration, the light coupling efficiency between the emitted light and the light receiving element can be increased by changing the light emission angle at the position of each fiber grating portion on the optical fiber optical axis.
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、前記ガラス製のフェルールと同等の屈折率を有する屈折率調整液が入った透明容器の中へ前記ガラス製のフェルールを浸すステップと、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記透明容器を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを有することを特徴とする光モジュール作製法が提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a light receiving element cut-out flat portion covering a side surface of the optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed are formed of glass. In a method of manufacturing an optical module comprising: a ferrule of: a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted. Immersing the glass ferrule in a transparent container containing a refractive index adjusting liquid having a refractive index equivalent to that of the glass ferrule; and an ultraviolet irradiation image of a fiber grating forming mask through the transparent container through a lens. A step of forming an image on the optical fiber to form the fiber grating. Optical module manufacturing method is provided, characterized in that it comprises and. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases. In addition, the fiber grating portion can be easily formed.
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記露光用切欠平坦部を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップを有することを特徴とする光モジュール作製法が提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a light receiving element notch flat part and an exposure notch flat part covering a side surface of the optical fiber in a part where the fiber grating is formed. A light comprising: a glass ferrule formed with: a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted. In the method of manufacturing a module, the optical module includes a step of forming an image of an ultraviolet ray irradiated on a fiber grating forming mask on the optical fiber by a lens through the exposure notch flat portion to form the fiber grating. A fabrication method is provided. This configuration does not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, eliminates the need to form a precise groove without variation to ensure excessive transmission loss and wavelength selectivity for transmitted and received light, and damages the wavelength filter, resulting in an optical module. It can be avoided that the production yield decreases. In addition, the fiber grating portion can be easily formed.
以上のように、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる(請求項1)。 As described above, in the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a notch flat portion for a light receiving element that exposes at least a part of the side surface of the optical fiber in the portion where the fiber grating is formed are formed. A ferrule, a light receiving element that receives the radiated light emitted from the side surface of the optical fiber in the part where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted, thereby significantly reducing the mechanical strength of the ferrule. Therefore, it is not necessary to form a precise groove for ensuring excessive transmission loss and wavelength selectivity with respect to transmitted / received light, and it is possible to avoid that the wavelength filter is damaged and the yield of manufacturing the optical module is reduced. ).
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる(請求項2)。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a notch flat part for light receiving element that exposes at least a part of a side surface of the optical fiber of the part in which the fiber grating is formed, and a notch flat for exposure A ferrule having a portion formed thereon, a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in the portion where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted. It is not necessary to form a precise groove for ensuring excessive transmission loss and wavelength selectivity with respect to transmitted / received light without significantly lowering, and it is possible to avoid damage to the wavelength filter and decrease in the yield of optical module fabrication ( Claim 2).
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、露光用切欠平坦部上に露出している光ファイバにファイバグレーティング形成用マスクを密着させるステップと、ファイバグレーティング形成用マスクを通して紫外線光を光ファイバに照射させてファイバグレーティングを形成するステップとを有するので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる(請求項4)。 Further, according to the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, a notch flat part for light receiving element that exposes at least a part of a side surface of the optical fiber in a part in which the fiber grating is formed, and a flat for exposure In a method of manufacturing an optical module comprising: a ferrule formed with a portion; a light receiving element that receives radiated light emitted from a side surface of an optical fiber in a portion where a fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted. A step of closely attaching a fiber grating forming mask to the optical fiber exposed on the exposure notch flat portion, and a step of irradiating the optical fiber with ultraviolet light through the fiber grating forming mask to form a fiber grating. , Without significantly reducing the mechanical strength of the ferrule, There is no need to form a fine groove for securing the excess transmission loss and wavelength selectivity to receive light, that yield of the optical module produced decreases wavelength filter is broken can be avoided. Further, the formation of the fiber grating portion can be facilitated (claim 4).
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバが露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる(請求項5)。 Further, in the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a glass ferrule in which a notch flat portion for a light receiving element that covers a side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed, Since it includes a light-receiving element that receives the radiated light emitted from the side surface of the optical fiber in the part where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light-receiving element is mounted, the mechanical strength of the ferrule is not significantly reduced, and the transmitted and received light It is not necessary to form a precise groove for ensuring excessive transmission loss and wavelength selectivity, and it can be avoided that the wavelength filter is broken and the yield of manufacturing the optical module is lowered. Further, since the optical fiber is not exposed in the ferrule, the optical fiber is not damaged and the optical transmission characteristics are not deteriorated, and the reliability can be improved.
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバが露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる(請求項6)。 Further, in the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a light receiving element cut-out flat portion and an exposure cut-out flat portion covering the side surface of the optical fiber in the portion where the fiber grating is formed are formed. Because it includes a glass ferrule, a light receiving element that receives radiation emitted from the side of the optical fiber in the part where the fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted, the mechanical strength of the ferrule is significantly reduced. Therefore, it is not necessary to form a precise groove for ensuring excessive transmission loss and wavelength selectivity with respect to transmitted / received light, and it is possible to avoid the damage of the wavelength filter and the decrease in the yield of manufacturing the optical module. Further, since the optical fiber is not exposed in the ferrule, the optical fiber is not damaged and the optical transmission characteristics are not deteriorated, and the reliability can be increased.
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、ガラス製のフェルールと同等の屈折率を有する屈折率調整液が入った透明容器の中へガラス製のフェルールを浸すステップと、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより透明容器を通して光ファイバ上へ結像させてファイバグレーティングを形成するステップとを有するので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる(請求項8)。 Further, in the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a glass ferrule in which a notch flat portion for a light receiving element that covers a side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed, In a method of manufacturing an optical module including a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of an optical fiber in a portion where a fiber grating is formed, and a substrate on which the light receiving element is mounted, a refraction equivalent to that of a glass ferrule A glass ferrule is immersed in a transparent container containing a refractive index adjusting liquid having a refractive index, and an ultraviolet irradiation image of a fiber grating forming mask is formed on the optical fiber through the transparent container by a lens to form a fiber grating. The ferrule mechanical strength is significantly reduced. Let not, there is no need to form a fine groove to ensure excess transmission loss and wavelength selectivity to receive light, that yield of the optical module produced decreases wavelength filter is broken can be avoided. In addition, the fiber grating portion can be easily formed (claim 8).
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより露光用切欠平坦部を通して光ファイバ上へ結像させてファイバグレーティングを形成するステップを有するので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる(請求項9)。 Further, in the present invention, an optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a light receiving element cut-out flat portion and an exposure cut-out flat portion covering the side surface of the optical fiber in the portion where the fiber grating is formed are formed. In a method for producing an optical module, comprising: a glass ferrule; a light receiving element that receives radiation emitted from a side surface of an optical fiber in a portion where the fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted. It has a step of forming a fiber grating by forming an ultraviolet irradiation image of the forming mask on the optical fiber through the exposure notch flat portion with a lens, so that the mechanical strength of the ferrule is not significantly reduced, and excessive transmission loss with respect to transmitted and received light And the need to form precise grooves to ensure wavelength selectivity Without that the wavelength filter is lowered yield of the optical module manufactured damaged, it can be avoided. In addition, the fiber grating portion can be easily formed (claim 9).
<第1の実施の形態>
以下、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールについて図1及び図2並びに図12を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図であり、図2は本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの図1の略中心部分での断面図である。図12は本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティングにおける受信光の光放射角を説明するための図である。なお、図1のファイバグレーティング部7を示す斜線は断面を示すものではない。後述する図3、図6、図9においても同様である。図2に示すように、光モジュールはファイバグレーティング部7が形成された光ファイバ2を備えている。また、図2には、光ファイバ2内を伝搬する受信光11及び送信光13と、ファイバグレーティング部7から放射される放射光12とが示されている。なお、図14の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
<First Embodiment>
Hereinafter, an optical module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 12. FIG. 1 is a perspective view of a ferrule constituting the optical module according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic central portion of FIG. 1 of the optical module according to the first embodiment of the present invention. FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining the light emission angle of the received light in the fiber grating of the optical module according to the first embodiment of the present invention. In addition, the oblique line which shows the
フェルール1には、切削による受光素子用切欠平坦部5が形成されている。この受光素子用切欠平坦部5は、光ファイバ2の側面を露出するように形成されている。フェルール1としては、例えば精密加工に適したジルコニアを材料に用いることができる。また、光ファイバ2としては、紫外線照射によって屈折率が変化する材料で構成されるもので、例えばゲルマニウムをドープした石英ファイバを加圧水素中に浸して紫外線感度を増大させたものを用いることができる。ファイバグレーティング部7の形成方法は、不図示のファイバグレーティング形成用マスクを光ファイバ2に密着させ、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光を、ファイバグレーティング形成用マスクを通して光ファイバ2に照射させる。この照射によって、光ファイバ2が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部7が形成される。
The
上記のような形成方法によって、図12に示す位置関係となるようにファイバグレーティング部7を形成する。すなわち、光ファイバ2の光軸と受光素子9の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子9の受光面の中心点から光ファイバ2の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバ2の光軸上の距離をzとし、ファイバグレーティング部7の光ファイバ2の光軸に対する受光素子9の受光面の中心点への光放射角度をθとし、受光素子9の受光面の中心点と光ファイバ2との垂直距離をhとした場合に、受信光11に対して下記の式(1)を満たすようなファイバグレーティング部7を形成する。
By the above forming method, the
z=h/tanθ・・・(1) z = h / tanθ (1)
ファイバグレーティング部7が形成された後、光ファイバ2は、フェルール1に対して掘削によって形成された光ファイバ保持用の穴に挿入され、ファイバグレーティング部7が受光素子用切欠平坦部5上の所定の位置になるように、またファイバグレーティング部7からの放射光12の方向が受光素子9側になるように配置され、不図示の接着剤によってフェルール1に固定される。受光素子9は、基板8上の不図示の電極へ電気的に接続されるとともに、基板8と機械的に接着固定される。受光素子9が実装された基板8は、受光素子用切欠平坦部5上においてフェルール1と所定の間隔を保ちながら、放射光12が受光素子9と結合するように位置調整が行われ、光学接着剤10によって接着固定される。光学接着剤10としては、エポキシ系又はアクリル系のどちらでも用いることができる。
After the
次に、第1の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ2内を伝搬する光の動作について、図1及び図2並びに図12を用いて説明する。なお、以下で説明する受信光11及び送信光13は本来、光ファイバ2内を伝搬するものであるが、図2において受信光11及び送信光13を示す矢印は、便宜上光ファイバ2内に図示されていない。光ファイバ2の第1光ファイバ端面3へ入射した受信光11は、光ファイバ2内を伝搬しファイバグレーティング部7に到達する。受信光11は、ファイバグレーティング部7において、選択的に回折作用を受け、光放射角度θで放射光12として光ファイバ2の外部へ出射する。放射光12は光学接着剤10の中を伝搬して受光素子9へ入射し、受光素子9において電気信号に変換される。一方、受信光11の波長と異なる波長を持つ不図示の光源により生成され、光ファイバ2の第2光ファイバ端面4へ入射した送信光13は、回折作用を受けることなくファイバグレーティング部7を透過し、第1光ファイバ端面3に到達する。
Next, the operation of light propagating in the
以上により、第1の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部7が形成された光ファイバ2と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部5が形成されたフェルール1と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面から放射された放射光12を受光する受光素子9と、受光素子9が実装された基板8とを備える構成にしたので、フェルール1の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部7の位置における光放射角度を変えることにより、それぞれのファイバグレーティング部7の位置における放射光12が受光素子9へ向けて出射されるため、放射光12と受光素子9との間の光結合効率を高めることができる。
As described above, in the first embodiment, at least a part of the side surface of the
なお、上記第1の実施の形態においてはフェルール1の材料にジルコニアを用いた構成について説明したが、フェルール1の材料としてガラス又はメタルあるいは樹脂などを用いた構成についても、同様に実施可能である。
In the first embodiment, the configuration using zirconia as the material of the
<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュール及び光モジュール作製法について図3から図5を用いて説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図、図4は本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの図3の略中心部分での断面図、図5は本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図であり、図3の一点破線ABの矢印方向に見た断面図である。図3から図5において、第2の実施の形態に係る光モジュールは、第1の実施の形態に係る光モジュールの構成に加え、露光用切欠平坦部6を備えている。また、図5には、ファイバグレーティング形成用マスク14及び紫外線光15が示されている。なお、図1及び図2の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, an optical module and an optical module manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view of a ferrule constituting an optical module according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic central portion of FIG. 3 of the optical module according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view, and FIG. 5 is a view for explaining a fiber grating forming method for an optical module according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view seen in the direction of the arrow of the dashed line AB in FIG. 3 to 5, the optical module according to the second embodiment includes an exposure notch
フェルール1には、第1の実施の形態と同様、材料にジルコニアを用いる。フェルール1には、光ファイバ2の側面が露出するように、受光素子用切欠平坦部5及び露光用切欠平坦部6が切削によって形成されている。露光用切欠平坦部6は受光素子用切欠平坦部5と垂直になるように形成されている。光ファイバ2は、ファイバグレーティング部7が形成される前に、掘削によって形成されたフェルール1の光ファイバ保持用の穴に挿入され、不図示の接着剤によってフェルール1に固定される。
For the
次に、ファイバグレーティング部7の形成方法について図5を用いて説明する。フェルール1の露光用切欠平坦部6上に露出している光ファイバ2にファイバグレーティング形成用マスク14を密着させ、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光などの紫外線光15を、ファイバグレーティング形成用マスク14を通して光ファイバ2に照射する。この照射によって、光ファイバ2が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部7が形成される。
Next, a method for forming the
上述のような形成方法によって、第1の実施の形態と同様の位置関係となるようにファイバグレーティング部7を形成する。すなわち、光ファイバ2の光軸と受光素子9の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子9の受光面の中心点から光ファイバ2の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバの光軸上の距離をzとし、ファイバグレーティング部7の光ファイバ2の光軸に対する受光素子9の受光面の中心点への光放射角度をθとし、受光素子9の受光面の中心点と光ファイバ2との垂直距離をhとした場合に、受信光11に対して上記の式(1)を満たすようなファイバグレーティング部7を形成する。なお、第2の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ2内を伝搬する光の動作については、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
By the formation method as described above, the
以上により、第2の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部7が形成された光ファイバ2と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部5及び露光用切欠平坦部6が形成されたフェルール1と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面から放射された放射光12を受光する受光素子9と、受光素子9が実装された基板8とを備える構成にしたので、フェルール1の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のファイバグレーティング部7の各位置における光放射角度を変えることにより、ファイバグレーティング部7の各位置における放射光12が受光素子9に向けて出射されるため、放射光12と受光素子9との間の光結合効率を高めることができる。
As described above, in the second embodiment, at least a part of the side surface of the
また、ファイバグレーティング形成用マスク14を通して光ファイバ2に紫外線光15を照射することにより、ファイバグレーティング部7を容易に形成でき、放射光12の放射方向の制御が容易にできる。なお、本発明の第2の実施の形態においてはフェルール1の材料にジルコニアを用いた構成について説明したが、フェルール1の材料としてガラス又はメタルあるいは樹脂などを用いた構成についても、同様に実施可能である。
Further, by irradiating the
<第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態に係る光モジュール及び光モジュール作製法について図6から図8及び図13を用いて説明する。図6は、本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図、図7は本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールの図6の略中心部分での断面図、図8は本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図であり、図6の一点破線ABの矢印方向に見た断面図である。また、図13は本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティングにおける受信光の光放射角を説明するための図である。図8には、ファイバグレーティング形成用マスク14の紫外線照射像を、露光用切欠平坦部6を通して光ファイバ2上に結像させる露光レンズ16が示されている。なお、図1から図5及び図12の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, an optical module and an optical module manufacturing method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 and FIG. FIG. 6 is a perspective view of a ferrule constituting an optical module according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a schematic central portion of FIG. 6 of the optical module according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view, and FIG. 8 is a view for explaining the fiber grating forming method of the optical module according to the third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view seen in the direction of the arrow of the dashed line AB in FIG. FIG. 13 is a view for explaining the light emission angle of the received light in the fiber grating of the optical module according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 shows an
本発明の第3の実施の形態では、フェルール1に紫外線を透過するガラス材料のガラスフェルールを用いる。フェルール1には、光ファイバ2の側面が露出しないような、受光素子用切欠平坦部5及び露光用切欠平坦部6が切削によって形成されている。露光用切欠平坦部6は受光素子用切欠平坦部5と垂直になるように形成されている。光ファイバ2は、グレーティング部7が形成される前に、掘削によって形成されたフェルール1の光ファイバ保持用の穴に挿入され、不図示の接着剤によってフェルール1に固定される。
In the third embodiment of the present invention, a glass ferrule made of a glass material that transmits ultraviolet rays is used for the
次に、ファイバグレーティング部7の形成方法について図8を用いて説明する。フェルール1の露光用切欠平坦部6と平行に置かれたファイバグレーティング形成用マスク14へ、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光などの紫外線光15を照射する。この照射によるファイバグレーティング形成用マスク14の紫外線照射像が、露光レンズ16及び露光用切欠平坦部6を通して光ファイバ2上に結像される。これによって、光ファイバ2が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部7が形成される。
Next, a method for forming the
上述のような形成方法によって、図13に示す位置関係となるようにファイバグレーティング部7を形成する。すなわち、光ファイバ2の光軸と受光素子9の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子9の受光面の中心点から光ファイバ2の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバの光軸上の距離をzとし、ファイバグレーティング部7の光ファイバ2の光軸に対する受光素子用切欠平坦部5の平坦面への光放射角度をθとし、フェルール1の受光素子用切欠平坦部5の平坦面と光ファイバ2との垂直距離をh1とし、受光素子9の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部5の平坦面との垂直距離をh2とし、フェルール1の屈折率をn1とし、受光素子9の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部5の平坦面との間の光学接着剤10の屈折率をn2とした場合に、受信光11に対して下記の式(2)を満たすようなファイバグレーティング部7を形成する。
By the forming method as described above, the
z=(h1/tanθ)+[h2×tan{sin−1((n1/n2)×cosθ)}]・・・(2) z = (h1 / tan θ) + [h2 × tan {sin−1 ((n1 / n2) × cos θ)}] (2)
次に、第3の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ2内を伝搬する光の動作について、図6から図8及び図13を用いて説明する。なお、以下で説明する受信光11及び送信光13は本来、光ファイバ2内を伝搬するものであるが、図7において受信光11及び送信光13を示す矢印は、便宜上光ファイバ2内に図示されていない。光ファイバ2の第1光ファイバ端面3へ入射した受信光11は、光ファイバ2内を伝搬しファイバグレーティング部7に到達する。受信光11は、ファイバグレーティング部7において、選択的に回折作用を受け、光放射角度θで放射光12として光ファイバ2の外部へ出射する。放射光12はフェルール1の中を伝搬し、受光素子用切欠平坦部5の平坦面と光学接着剤10との界面において屈折した後、光学接着剤10の中を伝搬して受光素子9へ入射し、受光素子9において電気信号に変換される。一方、受信光11の波長と異なる波長を持つ不図示の光源により生成されて光ファイバ2の第2光ファイバ端面4へ入射した送信光13は、回折作用を受けることなくファイバグレーティング部7を透過し、第1光ファイバ端面3に到達する。
Next, the operation of light propagating in the
以上により、第3の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部7が形成された光ファイバ2と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面を覆う受光素子用切欠平坦部5及び露光用切欠平坦部6が形成されたガラス製のフェルール1と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面から放射された放射光12を受光する受光素子9と、受光素子9が実装された基板8とを備える構成にしたので、フェルール1の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部7の位置における光放射角度を変えることにより、それぞれのファイバグレーティング部7の位置における放射光12が受光素子9に向けて出射されるため、放射光12と受光素子9との間の光結合効率を高めることができる。
As described above, in the third embodiment, the
また、ファイバグレーティング形成用マスク14の紫外線照射像を、露光レンズ16及び露光用切欠平坦部6を通してフェルール1に固定した光ファイバ2上へ結像させることにより、ファイバグレーティング部7を容易に形成でき、放射光12の放射方向の制御が容易にできる。また、フェルール1において光ファイバ2が露出されていないため、光ファイバ2に損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性の高い光モジュールが実現できる。
Further, the
<第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュール及び光モジュール作製法について図9から図11を用いて説明する。図9は、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図、図10は本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールの図9の略中心部分での断面図、図11は本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図で、図9の一点破線ABの矢印方向に見た断面図である。図11には、後述するファイバグレーティング部7を形成する際に用いられる透明容器17及び透明容器17内に入れられた屈折率調整液18が示されている。なお、図1から図8及び図13の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, an optical module and an optical module manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a perspective view of a ferrule constituting an optical module according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic central portion of FIG. 9 of the optical module according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view, and FIG. 11 is a view for explaining the fiber grating forming method of the optical module according to the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view seen in the direction of the arrow of the dashed line AB in FIG. FIG. 11 shows a transparent container 17 used when forming a
本発明の第4の実施の形態では、フェルール1に紫外線を透過するガラス材料のガラスフェルールを用いる。フェルール1には、光ファイバ2の側面が露出しないような、受光素子用切欠平坦部5が切削によって形成されている。光ファイバ2は、ファイバグレーティング部7が形成される前に、掘削によって形成されたフェルール1の光ファイバ保持用の穴に挿入され、不図示の接着剤によってフェルール1に固定される。また、透明容器17としては紫外線を透過する少なくとも1つの平面を持つ、例えばガラス材料を用いることができる。透明容器17にはフェルール1と同じ屈折率を持つ屈折率調整液18が入れられている。ファイバグレーティング部7を形成する際には、フェルール1が透明容器17内の屈折率調整液18に浸される。
In the fourth embodiment of the present invention, a glass ferrule made of a glass material that transmits ultraviolet rays is used for the
次に、ファイバグレーティング部7の形成方法について図11を用いて説明する。まず、透明容器17に入れられた屈折率調整液18によってフェルール1の全体が覆われるようにフェルール1を浸す。この際、透明容器17の平面の1つが受光素子用切欠平坦部5の面と垂直になるようにフェルール1を配置する。透明容器17の平面と平行にファイバグレーティング形成用マスク14を置き、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光などの紫外線光15をファイバグレーティング形成用マスク14へ照射する。この照射によるファイバグレーティング形成用マスク14の紫外線照射像は、露光レンズ16、透明容器17の平面、屈折率調整液18、フェルール1の側面を通して光ファイバ2上に結像される。これによって、光ファイバ2が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部7が形成される。
Next, a method for forming the
上述のような形成方法によって、第3の実施の形態と同様の位置関係となるようにファイバグレーティング部7を形成する。すなわち、光ファイバ2の光軸と受光素子9の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子9の受光面の中心点から光ファイバ2の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバの光軸上の距離をzとし、ファイバグレーティング部7の光ファイバ2の光軸に対する受光素子用切欠平坦部5の平坦面への光放射角度をθとし、フェルール1の受光素子用切欠平坦部5の平坦面と光ファイバ2との垂直距離をh1とし、受光素子9の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部5の平坦面との垂直距離をh2とし、フェルール1の屈折率をn1とし、受光素子9の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部5の平坦面との間の光学接着剤10の屈折率をn2とした場合に、受信光11に対して上記の式(2)を満たすようなファイバグレーティング部7を形成する。なお、第4の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ2内を伝搬する光の動作については、第3の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
By the formation method as described above, the
以上により、第4の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部7が形成された光ファイバ2と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面を覆う受光素子用切欠平坦部5が形成されたガラス製のフェルール1と、ファイバグレーティング部7が形成された部分の光ファイバ2の側面から放射された放射光12を受光する受光素子9と、受光素子9が実装された基板8とを備える構成にしたので、フェルール1の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部7の位置における光放射角度を変えることにより、それぞれのファイバグレーティング部7の位置における放射光12が受光素子9に向けて出射されるため、放射光12と受光素子9との間の光結合効率を高めることができる。
As described above, in the fourth embodiment, the
また、少なくとも1つの平面を持つ透明容器17に入れた屈折率調整液18の中へフェルール1を浸し、ファイバグレーティング形成用マスク14の紫外線照射像を、露光レンズ16、透明容器17の平面、屈折率調整液18、フェルール1の側面を通して光ファイバ2上に結像させることにより、ファイバグレーティング部7を容易に形成でき、放射光12の放射方向の制御を容易にすることができる。また、フェルール1において光ファイバ2が露出されていないため、光ファイバ1に損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性の高い光モジュールが実現できる。
Further, the
本発明に係る光モジュール及び光モジュール作製法は、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できるため、光通信用の光モジュール及び光モジュール作製法などに有用である。 The optical module and the optical module manufacturing method according to the present invention do not significantly reduce the mechanical strength of the ferrule, and do not need to form a precise groove for ensuring excessive transmission loss and wavelength selectivity with respect to transmitted / received light. It can be avoided that the yield of the optical module is reduced due to damage to the optical module, and is useful for an optical module for optical communication, an optical module manufacturing method, and the like.
1 フェルール
2 光ファイバ
3、31 第1光ファイバ端面
4、32 第2光ファイバ端面
5 受光素子用切欠平坦部
6 露光用切欠平坦部
7 ファイバグレーティング部
8 基板
9 受光素子
10 光学接着剤
11 受信光
12 放射光
13 送信光
14 ファイバグレーティング形成用マスク
15 紫外線光
16 露光レンズ
17 透明容器
18 屈折率調整液
21 第1光ファイバ
22 第2光ファイバ
33 フィルタ挿入溝
34 波長フィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。 An optical fiber formed with a fiber grating having a radiation mode;
A ferrule formed with a notched flat part for a light receiving element that exposes at least a part of a side surface of the optical fiber of the part where the fiber grating is formed;
A light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed;
A substrate on which the light receiving element is mounted;
Optical module provided.
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。 An optical fiber formed with a fiber grating having a radiation mode;
A ferrule on which a notch flat portion for light receiving element and a notch flat portion for exposure are formed to expose at least a part of a side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed;
A light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed;
A substrate on which the light receiving element is mounted;
Optical module provided.
前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をzとし、
前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子の前記受光面の中心点への光放射角度をθとし、
前記受光素子の前記受光面の中心点と前記光ファイバとの垂直距離をhとした場合に、
z=h/tanθ
を満たす請求項1又は2に記載の光モジュール。 On a plane including the optical axis of the optical fiber and the center point of the light receiving surface of the light receiving element,
A distance on the optical axis of the optical fiber with respect to the reference point is defined as an intersection point on the optical axis perpendicular to the optical axis of the optical fiber from the center point of the light receiving surface of the light receiving element. age,
The light emission angle to the center point of the light receiving surface of the light receiving element with respect to the optical axis of the optical fiber of the fiber grating is θ,
When the vertical distance between the center point of the light receiving surface of the light receiving element and the optical fiber is h,
z = h / tanθ
The optical module according to claim 1 or 2, wherein:
前記露光用切欠平坦部上に露出している前記光ファイバにファイバグレーティング形成用マスクを密着させるステップと、
前記ファイバグレーティング形成用マスクを通して紫外線光を前記光ファイバに照射させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを、
有することを特徴とする光モジュール作製法。 An optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a light receiving element cut-out flat portion and an exposure cut-out flat portion that expose at least a part of a side surface of the optical fiber of the portion in which the fiber grating is formed are formed. In a method of manufacturing an optical module comprising: a ferrule; a light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted.
Adhering a fiber grating forming mask to the optical fiber exposed on the exposure notch flat part; and
Irradiating the optical fiber with ultraviolet light through the fiber grating forming mask to form the fiber grating; and
An optical module manufacturing method characterized by comprising:
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。 An optical fiber formed with a fiber grating having a radiation mode;
A ferrule made of glass in which a notch flat portion for a light receiving element that covers a side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed;
A light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed;
A substrate on which the light receiving element is mounted;
Optical module provided.
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。 An optical fiber formed with a fiber grating having a radiation mode;
A glass ferrule on which a notch flat part for a light receiving element and a notch flat part for exposure covering the side surface of the optical fiber of the part where the fiber grating is formed; and
A light receiving element that receives radiation emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed;
A substrate on which the light receiving element is mounted;
Optical module provided.
前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をzとし、
前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子用切欠平坦部の平坦面への光放射角度をθとし、
前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面と前記光ファイバとの垂直距離をh1とし、
前記ガラス製のフェルールの屈折率をn1とし、
前記受光素子の前記受光面の中心点と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との垂直距離をh2とし、
前記受光素子の前記受光面と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との間の屈折率をn2とした場合に、
z=(h1/tanθ)+[h2×tan{sin−1((n1/n2)×cosθ)}]
を満たす請求項5又は6に記載の光モジュール。 On a plane including the optical axis of the optical fiber and the center point of the light receiving surface of the light receiving element,
A distance on the optical axis of the optical fiber with respect to the reference point is defined as an intersection point on the optical axis perpendicular to the optical axis of the optical fiber from the center point of the light receiving surface of the light receiving element. age,
The light emission angle to the flat surface of the notch flat portion for the light receiving element with respect to the optical axis of the optical fiber of the fiber grating is θ,
A vertical distance between the flat surface of the notch flat portion for the light receiving element and the optical fiber is h1,
The refractive index of the glass ferrule is n1,
The vertical distance between the center point of the light receiving surface of the light receiving element and the flat surface of the notched flat portion for the light receiving element is h2,
When the refractive index between the light receiving surface of the light receiving element and the flat surface of the notched flat portion for the light receiving element is n2,
z = (h1 / tan θ) + [h2 × tan {sin−1 ((n1 / n2) × cos θ)}]
The optical module according to claim 5 or 6, wherein:
前記ガラス製のフェルールと同等の屈折率を有する屈折率調整液が入った透明容器の中へ前記ガラス製のフェルールを浸すステップと、
ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記透明容器を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを、
有することを特徴とする光モジュール作製法。 An optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed; a glass ferrule in which a notch flat portion for a light receiving element that covers a side surface of the optical fiber in a portion in which the fiber grating is formed; and the fiber grating In a method of manufacturing an optical module comprising a light receiving element that receives radiated light emitted from the side surface of the formed optical fiber and a substrate on which the light receiving element is mounted,
Immersing the glass ferrule in a transparent container containing a refractive index adjusting liquid having a refractive index equivalent to that of the glass ferrule;
Forming a fiber grating by forming an ultraviolet irradiation image of a fiber grating forming mask on the optical fiber through the transparent container with a lens; and
An optical module manufacturing method characterized by comprising:
ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記露光用切欠平坦部を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップを有することを特徴とする光モジュール作製法。 An optical fiber in which a fiber grating having a radiation mode is formed, and a glass ferrule in which a notch flat part for light receiving element and a notch flat part for exposure covering the side surface of the optical fiber of the part where the fiber grating is formed are formed. In a method of manufacturing an optical module comprising: a light receiving element that receives radiated light emitted from the side surface of the optical fiber in a portion where the fiber grating is formed; and a substrate on which the light receiving element is mounted.
An optical module manufacturing method, comprising: forming an optical image of an ultraviolet ray of a fiber grating forming mask on the optical fiber by a lens through the exposure notch flat portion to form the fiber grating.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011122732A1 (en) * | 2010-04-02 | 2011-10-06 | (주)파이버피아 | Production method for an in-situ prefabrication type optical connector having a single ferrule |
JP2014017384A (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Fujikura Ltd | Laser diode module and cleaning method |
JP2018004834A (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 株式会社フジクラ | Optical device and laser apparatus |
-
2003
- 2003-08-08 JP JP2003290475A patent/JP2005062347A/en not_active Withdrawn
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