JP2005084188A - 光フィルタ保持部材及び光送受信モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上記の課題を解決する為に、第1の波長の光を発生する発光素子と、第2の波長の光を受光する受光素子と、第1の波長の光および第2の波長の光が伝搬する光伝送媒体と、第1の波長の光および第2の波長の光の一方を透過するとともに他方を反射する光学スペクトルを有する光フィルタと、該光フィルタを保持するための光フィルタ保持部材と、これらの部材を収納するハウジングとを備える光送受信モジュールにおいて、光フィルタ保持部材は、第1の波長の光および第2の波長の光に対して透明な材料から形成されており、光フィルタを保持するための溝と、少なくとも一つの面に光学素子が一体に形成され、該光学素子の光軸上に該フィルタが配置されている。
【選択図】 図4
Description
また、精密な光軸調整が必要なために、この固定部品には比較的高い精度が要求され、部品のコストが高くなる。さらに、光モジュールの組み立てには、複雑な光軸合わせ又は調芯工程が必要であるため、組立ての時間がかかるので、生産性が低くなるという欠点もある。双方向光モジュールにおいて求められていることは、精度の高い固定部品を必要とせず、しかも容易に光軸調整が可能で光ファイバとLD並びにPDに対して、同時位置決めできる構造を有する双方向通信が可能な光通信モジュールである。
該光フィルタを保持するための溝を備え、光線が入出力する少なくとも一端面に光学素子が一体に形成され、光学素子の光軸上に、光フィルタが配置されるように溝が形成されている。溝に光フィルタが挿入された状態で、光学素子の光軸上の所定の位置に光フィルタが配置されることにより、光学素子と光フィルタとの光軸調整が不要である。
図1は、本実施の形態における光フィルタ保持部材1を説明する図である。図1において、光フィルタ保持部材1は、光フィルタを挿入保持するための溝15を備える。さらに、この光フィルタ保持部材1の表面16には、凸形状に球面加工された第1レンズ部17を有する。同様に、この第1レンズ部17と対向する光フィルタ保持部材1の表面18にも、第1レンズ部17と光軸を一致させて凸形状に球面加工された第2レンズ部19を有する。さらに、この光フィルタ保持部材1において、第1レンズ部17と第2レンズ部19とを結ぶ光軸と垂直方向の表面21には、電気配線パターン20が形成され、光フィルタ保持部材1の第2レンズ部19に結合された信号光が光フィルタを介して半導体受光素子の受光面に結合するように、電気配線パターン20上の所定の位置に、直接、半導体受光素子が半田により固定実装される。
図2は、本実施の形態における別の光フィルタ保持部材1cを説明する図である。光フィルタ保持部材1cの第1レンズ部および第2レンズ部は、図2に示されるように不等間隔回折格子(フレネルレンズ)で形成され、第1のフレネルレンズ17c、および第2のフレネルレンズ19cを有する。さらに、半導体受光素子が搭載される表面21にも、半導体受光素子に信号光を集光するための第3のフレネルレンズ51cを有する。
さらに、光フィルタ保持部材1cは、光フィルタを挿入保持するための溝15を備える。また、半導体受光素子が搭載される表面21には、電気配線パターン20が形成され、光フィルタ保持部材1cの第2レンズ部19cに結合された信号光が光フィルタを介して半導体受光素子の受光面に結合するように、電気配線パターン20上の所定の位置に、直接、半導体受光素子が半田により固定実装される。
図3(a)及び(b)は、本実施の形態にける別の光フィルタ保持部材を説明する図である。図3(a)の光フィルタ保持部材1aでは、受光信号に対する半導体受光素子の結合効率をさらに向上させるために、光フィルタ保持部材1aの半導体受光素子を配置する側の表面21に、凸形状に球面加工された第3レンズ部51を有する。図3(a)の光フィルタ保持部材1aでは、レンズ部を破損せずに半導体受光素子を保持するための、レンズ部の厚み以上の厚みを有する受光素子保持部材52を光フィルタ保持部材1aと半導体受光素子4の間に有する。
図3(b)において、光フィルタ保持部材1bは凸形状に球面加工された第1レンズ部17bと、第2レンズ部19bと、第3レンズ部51bの3つのレンズ部を備え、凸形状レンズ部の頂部が、光フィルタ保持部材1bの表面よりも内部に形成されている。この光フィルタ保持部材1bを用いることにより、光フィルタ保持部材に結合する半導体発光素子と、光伝送媒体と、半導体受光素子と光フィルタ保持部材との距離を縮小できるので、さらに小型の装置を実現することができる。さらに、半導体受光素子4を直接、光フィルタ保持部材1b上に実装できるので、図3(a)の受光素子保持部材52を省略できる。また、光フィルタ保持部材を扱うときもレンズ部が保護されるので、破損することなく取り扱いが容易である。
図4(a)および図4(b)は、本実施の形態に係る光送受信モジュールを説明する図を示している。
この光送受信モジュール50は、半導体発光素子3と、半導体受光素子4と、光伝送媒体5と、光フィルタ6と、光フィルタ保持部材1と、これらの部材を収納するハウジング8とを備える。また、半導体レーザ3の光出力をモニタするためのモニタ用受光素子9を備える。半導体発光素子としては、例えば半導体レーザが用いられる。本実施の形態では、以下、半導体発光素子として半導体レーザを用いた場合について説明する。半導体レーザ3は、第1の波長λ1として波長1.3μmの信号光を出射する。半導体受光素子4は、光伝送媒体5から第2の波長λ2として1.55μmの信号光を受光し、電気信号に変換する機能を有する。
光レセプタクルは、スリーブホルダ12と、光伝送媒体5を把持し、外部から挿入される光ファイバ(または光ファイバを内臓するフェルール)を勘合保持し光伝送媒体と光学的に結合するためのスリーブ13と、光軸方向の位置調節のためのジョイントスリーブ11とを備える。
図5は、本実施の形態に係る光送受信モジュールを示す図面である。
光送受信モジュール60では、半導体発光素子(例えば半導体レーザ)と、半導体受光素子4と、光伝送媒体5と、光フィルタ保持部材1cと、これらの部材を収納するハウジング8とを備える。半導体レーザ3は、第1の波長λ1として波長1.3μmの信号光を出射する。半導体受光素子4は、光伝送媒体5から第2の波長λ2として1.55μmの信号光を受光する。
さらに、光フィルタ保持部材1cは、光フィルタ6を挿入保持するための溝15を備える。また、半導体受光素子4が搭載される表面21には、電気配線パターン20が形成され、光伝送媒体5からの波長1.55μmの信号光が光フィルタを介して半導体受光素子の受光面22に結合するように、電気配線パターン20上の所定の位置に、直接、半導体受光素子4が半田により固定実装される。
図6は、本実施の形態に係る光送受信モジュールを示す図面である。
光送受信モジュール70では、半導体発光素子3と、半導体受光素子4と、光伝送媒体5と、光フィルタ保持部材1dと、これらの部材を収納するハウジング8とを備える。半導体発光素子3は、第1の波長λ1として波長1.3μmの信号光を出射する。半導体受光素子4は、光伝送媒体から第2の波長λ2として1.55μmの信号光を受光する。光フィルタ保持部材1dは、光フィルタ6を挿入保持するための溝15を備える。
この光送受信モジュールでは、半導体発光素子3として面発光型半導体レーザが直接、光フィルタ保持部材1d上に実装されるので、半導体発光素子用の保持部材が省略でき、かつ、さらに小型の装置を実現することが可能である。また、光フィルタ保持部材1dの第1の面16dおよび第3の面21dに形成された配線パターンを利用して、面発光型半導体レーザ3および半導体受光素子4を無調芯で組み立てることも可能である。
なお、本実施例では、光フィルタ保持部材1dがフレネルレンズを備える場合について説明したが、球面加工された凸レンズを有するようにしてもよいし、或いはフレネルレンズと凸レンズを組み合わせて備えるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、半導体発光素子3と光伝送媒体5とが、同じ光軸上に配置され、半導体受光素子4は半導体発光素子3と光伝送媒体5の光軸と垂直の方向に配置する構成としたが、半導体受光素子4と光伝送媒体5とが、同じ光軸上に配置し、半導体発光素子3をこの光軸と垂直の方向に配置するようにしてもよい。
また、光伝送媒体5は、光レセプタクル10を介して、ハウジング8に固定される構成としたが、光レセプタクル8の代わりに、光ファイバコードの片側に光コネクタが設けられたピグテールを使用し、このピグテールの光コネクタをハウジング8に固定しても良い。
50、60、70…光送受信モジュール
3…半導体レーザ
4…半導体受光素子
5…光伝送媒体
6…光フィルタ
8…ハウジング
9…モニタPD
11…ジョイントスリーブ
12…スリーブホルダ
13…スリーブ
17、17b、17c、17d…第1レンズ部
19、19b、19c、19d…第2レンズ部
51、51b、51c、51d…第3レンズ部
Claims (10)
- 光フィルタを保持するための保持部材であって、
該光フィルタを保持するための溝を備え、光線が入出力する少なくとも一端面に光学素子が一体に形成され、該光学素子の光軸上に、該光フィルタが配置されるように該溝が形成されていることを特徴とする光フィルタ保持部材。 - 前記光フィルタは、第1の波長の光と第2の波長の光とを分岐するために、該第1の波長の光および該第2の波長の光の一方を透過するとともに他方を反射する光学スペクトルを有し、
前記光フィルタ保持部材が、該第1の波長の光および該第2の波長の光に対して透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光フィルタ保持部材。 - 前記光フィルタ保持部材は、前記第1の波長の光および前記第2の波長の光の一方を受光するための受光素子を搭載するための搭載面と、該搭載面上に電気配線用の金属パターンとを備え、該受光素子が、前記光フィルタ保持部材の該金属パターンに接着固定され、電気的に接続されることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の光フィルタ保持部材。
- 前記光学素子が一体に形成された前記端面において、該光学素子の頂部が、該端面よりも内側になるように、該光フィルタ保持部材に埋め込まれていることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光フィルタ保持部材。
- 前記光学素子が、凸レンズであることを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光フィルタ保持部材。
- 前記光学素子が、不等間隔回折格子であることを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光フィルタ保持部材。
- 前記請求項1〜6のいずれかに記載された光フィルタ保持部材と、
第1の波長の光を発生する発光素子と、
第2の波長の光を受光する受光素子と、
前記第1の波長の光および前記第2の波長の光が伝搬する光伝送媒体と、
前記第1の波長の光および前記第2の波長の光の一方を透過するとともに他方を反射する光学スペクトルを有する光フィルタと、
これらの部材を収納するハウジングとを備え、
前記光フィルタ保持部材は、前記溝に該光フィルタを保持するとともに、少なくとも該発光素子と対向する面に一体に形成された第1の光学素子を備え、
該発光素子からの出射された第1の波長の光が、前記第1の光学素子と光学的に結合し、前記光フィルタを介して前記光伝送媒体に集光され、前記光伝送媒体から伝送される第2の波長の光は、前記光フィルタを介して、前記受光素子に結合することを特徴とする、光送受信モジュール。 - 前記光フィルタ保持部材において、さらに、前記光伝送媒体と対向する第2の面に第2の光学素子が一体に形成され、
前記発光素子から放射される第1の波長の光が、前記第1の光学素子に結合し、前記第1の光学素子により略平行な光束に整形され、前記光フィルタを介して、前記第2の光学素子に結合した後、前記光伝送媒体に集光され、
前記光伝送媒体から伝送される第2の波長の光は、該第2の光学素子に結合し、前記第2の光学素子により略平行な光束に整形され、前記光フィルタを介して、前記受光素子に結合することを特徴とする、請求項7に記載の光送受信モジュール。 - 前記光フィルタ保持部材において、さらに、前記受光素子と対向する第3の面に、第3の光学素子が一体に形成された光フィルタ保持部材を備えることを特徴とする、請求項7又は請求項8のいずれかに記載の光送受信モジュール。
- 前記発光素子が面型発光素子であり、前記光フィルタ保持部材は、該面型発光素子を搭載する面上に電気配線用の金属パターンを有し、該面型発光素子が、前記光フィルタ保持部材の前記金属パターンに接着固定され、電気的に接続されていることを特徴とする、請求項7乃至請求項9のいずれかに記載の光送受信モジュール。
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