JP2005265947A - Optical composite device, optical transmitting-receiving module, and manufacturing method of optical composite device - Google Patents

Optical composite device, optical transmitting-receiving module, and manufacturing method of optical composite device Download PDF

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健次郎 秦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical composite device and an optical transmitting-receiving module which are small types and allows to correct a deviation of the optical axis. <P>SOLUTION: An optical isolator 6 and optical element substrates 7a, 7b located on both sides thereof are arranged in a groove 2a. The optical element substrate 7a has an optical filter 5 deposited on the surface in contact with a GI fiber 3b. The optical filter 5 is formed of a dielectric multi-layer which reflects a light beam of a predetermined wavelength and transmits a light beam of another wavelength. The optical filter 5, the optical isolator 6, and the optical element substrates 7 are formed in one body, and are embedded in the groove 2a in the integrated state. the light beam outgoing from the GI fiber 3b is reflected to the outside of a ferrule 2 by the optical filter 5. The light beam outgoing from a GI fiber 4b is made incident on the GI fiber 3b with the light path adjusted by the optical isolator 6 and the deviation of the optical axis reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光通信に用いられる光複合デバイス及びそれを用いた光送受信モジュールに関する。特に、光ファイバが光を透過する材質に支持され、その光ファイバ内を伝播する光を合分波させる光フィルタ又はミラーと、光アイソレータ素子とを埋め込んだ、複数の機能を備えた光複合デバイス及びその光複合デバイスを備えた光送受信モジュールに関する。   The present invention relates to an optical composite device used for optical communication and an optical transceiver module using the same. In particular, an optical composite device having a plurality of functions, in which an optical filter is supported by a material that transmits light, and an optical filter or mirror that multiplexes / demultiplexes light propagating in the optical fiber, and an optical isolator element are embedded. And an optical transceiver module including the optical composite device.

FTTH(Fiber to the home)に代表される加入者系通信システムとして、光ファイバを用いて二波長で双方向通信を行なう波長多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)や、時間分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)が使用されている。   As a subscriber communication system typified by FTTH (Fiber to the home), wavelength division multiplexing (WDM) in which bidirectional communication is performed using two wavelengths using an optical fiber, time division multiplexing (TDM: Time) (Division Multiplexing) is used.

光ファイバ通信に用いられる送信モジュール又は受信モジュールにおいて、発光素子(又は受光素子)と光ファイバとを光学的に効率良く接続する方法として、従来はレンズを用い、高精度に位置を調整して各光学素子を固定する方法が採用されていた。その後、高精度に加工されたSiプラットホーム等を用いた位置決めベンチ上に、光ファイバや発光素子(受光素子)等をパッシブアライメントで実装することにより光通信装置が作製されるようになり、低コスト化及び小型化が進んでいる。   As a method of optically and efficiently connecting a light emitting element (or a light receiving element) and an optical fiber in a transmission module or a reception module used for optical fiber communication, conventionally, a lens is used and each position is adjusted with high accuracy. A method of fixing the optical element has been adopted. After that, by mounting optical fibers, light emitting elements (light receiving elements), etc. on a positioning bench using a highly accurate processed Si platform, etc., an optical communication device can be manufactured at low cost. And miniaturization is progressing.

この様な光ファイバ通信を行なう構成として、特許文献1に記載されている光通信装置が知られている。特許文献1に記載の光送受信モジュールは、主に加入者系(アクセス系)のネットワークに用いられるものであり、情報の伝送速度は、数Mbps〜数百Mbpsである。しかし、光ネットワークの更なる高速化及び経済化の流れから、加入者系(アクセス系)ネットワークにおいても、伝送速度が数Gbpsを超える安価な光送受信モジュールが必要となってきた。   As a configuration for performing such optical fiber communication, an optical communication device described in Patent Document 1 is known. The optical transmission / reception module described in Patent Document 1 is mainly used in a subscriber network (access network), and an information transmission speed is several Mbps to several hundred Mbps. However, due to the trend toward higher speed and economy of optical networks, an inexpensive optical transmission / reception module having a transmission speed exceeding several Gbps has been required even in a subscriber network (access network).

しかしながら、特許文献1に記載の光送受信モジュールの構成において、数Gbpsを超える伝送速度で通信を行なうと、光ファイバを通じてフィールドからの戻り光が光源である半導体レーザに入射し、そのことにより半導体レーザの発振が不安定になってしまう場合がある。その結果、伝送速度の高速化が困難となる。そこで、高速通信で用いられる光アイソレータを光送受信モジュールに設置することが考えられる。   However, in the configuration of the optical transceiver module described in Patent Document 1, when communication is performed at a transmission speed exceeding several Gbps, the return light from the field is incident on the semiconductor laser as the light source through the optical fiber. May become unstable. As a result, it is difficult to increase the transmission speed. Therefore, it is conceivable to install an optical isolator used in high-speed communication in the optical transceiver module.

光アイソレータを使用する場合、光送受信モジュールの半導体レーザから出射される光線の光軸中に、配置する必要がある。しかしながら、一般の光通信用のバルク型光アイソレータを配置することは、特許文献1に記載の光送受信モジュールに対しては困難である。従って、同文献内(特許文献1)に記載の光フィルタを埋め込む方法と同様に、光アイソレータを光ファイバの光路中に埋め込む必要がある。   When using an optical isolator, it is necessary to arrange in the optical axis of the light beam emitted from the semiconductor laser of the optical transceiver module. However, it is difficult for the optical transceiver module described in Patent Document 1 to dispose a general bulk optical isolator for optical communication. Therefore, it is necessary to embed an optical isolator in the optical path of the optical fiber in the same manner as the method of embedding the optical filter described in the document (Patent Document 1).

光フィルタはポリイミドやガラス基板等の薄い基板に、誘電体多層膜を形成することができるため、光ファイバの光路中に埋め込んでも、光ファイバを通過する信号光の損失は比較的小さい。尚、光学特性を司るのは多層膜部分(全膜厚は0.数μm〜数十μm)である。しかし、光アイソレータ素子を構成する光学素子の厚さは一般的に0.5〜1.5mm程度であるため、光ファイバから出射された光が対応する別の光ファイバに結合する間に、光が回折する(広がる)するため、埋め込む素子が大きくなるほど光損失が増大する問題がある。   Since the optical filter can form a dielectric multilayer film on a thin substrate such as polyimide or glass substrate, even if it is embedded in the optical path of the optical fiber, the loss of signal light passing through the optical fiber is relatively small. Note that the optical characteristics are controlled by the multilayer film portion (total film thickness is from a few μm to a few tens μm). However, since the thickness of the optical element that constitutes the optical isolator element is generally about 0.5 to 1.5 mm, the light emitted from the optical fiber is coupled to another corresponding optical fiber while the light is being coupled. Diffracts (spreads), so that there is a problem that the optical loss increases as the embedded element increases.

また、光ファイバの光路中に光アイソレータ素子を埋め込んだものとして、特許文献2に記載の光アイソレータが知られている。この光アイソレータにおいては、光アイソレータ素子を埋め込む部分の光ファイバを局所的に加熱してモードフィールド径を拡大させたコア拡大光ファイバが用いられている。光ファイバを局所的に加熱し、屈折率調整用としてコア部に添加されているドーパントをクラッド部に拡散させることにより、モードフィールド径が拡大されたコア拡大光ファイバが作製される。   Further, an optical isolator described in Patent Document 2 is known as an optical isolator element embedded in an optical path of an optical fiber. In this optical isolator, a core expansion optical fiber is used in which a portion of the optical fiber in which the optical isolator element is embedded is locally heated to expand the mode field diameter. The optical fiber is locally heated, and the dopant added to the core part for adjusting the refractive index is diffused into the cladding part, thereby producing a core-expanded optical fiber with an expanded mode field diameter.

コア拡大光ファイバを用いることにより、厚さが比較的厚い光学素子であっても、光ファイバに低損失で埋め込むことが可能となる。しかし、光ファイバに埋め込まれる光学素子の大きさ(厚さ)によっては十分に損失が低減できない場合がある。モードフィールド径が拡大されたコア拡大光ファイバから出射される光は、光の回折原理に従い、スポットサイズに反比例して光の広がり角が小さくなるため、その分、光接続損失も小さくなる。しかしながら、一般に用いられる光ファイバのコア拡大限界は40μm程度である。また、コア拡大光ファイバにおいて、光同位相面(ビームウエスト)は、一般の光ファイバと同様に、光ファイバの端面となる。従って、出射される光は必ず発散する方向に広がり、光ファイバ間の距離に比例して損失は必ず増大する。   By using the core expansion optical fiber, even an optical element having a relatively large thickness can be embedded in the optical fiber with low loss. However, the loss may not be sufficiently reduced depending on the size (thickness) of the optical element embedded in the optical fiber. The light emitted from the core-enlarged optical fiber whose mode field diameter is enlarged follows the light diffraction principle, and the light spreading angle is reduced in inverse proportion to the spot size. Therefore, the optical connection loss is also reduced accordingly. However, the core expansion limit of an optical fiber that is generally used is about 40 μm. Further, in the core-expanded optical fiber, the optical in-phase surface (beam waist) is the end surface of the optical fiber as in the case of a general optical fiber. Therefore, the emitted light always spreads in the direction of divergence, and the loss always increases in proportion to the distance between the optical fibers.

また、光ファイバの光路中に光アイソレータ素子を埋め込むものとして、特許文献3に記載の構成が知られている。このモジュールにおいては、シングルモード光ファイバの先端にレンズとして機能する屈折率分布型光ファイバ(グレイテッドインデックス光ファイバ:GIファイバ)が接続され、更に焦点距離調整用のコアレスファイバが接続されている。   A configuration described in Patent Document 3 is known as an optical isolator element embedded in an optical path of an optical fiber. In this module, a refractive index distribution type optical fiber (graded index optical fiber: GI fiber) functioning as a lens is connected to the tip of a single mode optical fiber, and a coreless fiber for adjusting the focal length is further connected.

この構成により、屈折率分布型光ファイバの構造パラメータや、長さを変えることにより、ビームウエストの位置を変えることができるので、焦点距離が長くなる。従って、厚さが厚い光学素子を低損失で光ファイバ間に埋め込むことが可能となる。   With this configuration, the position of the beam waist can be changed by changing the structural parameter or the length of the gradient index optical fiber, so that the focal length becomes long. Accordingly, it is possible to embed a thick optical element between optical fibers with low loss.

特開2001−10062号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-10062 特開平4−307512号公報JP-A-4-307512 特開2002−14253号公報JP 2002-14253 A

発信のみの送信モジュールであれば、光アイソレータ素子を光ファイバ内に埋め込んだものが知られている。しかし、双方向通信を行なう送受信モジュールの場合は、送信信号光を光軸から分岐するミラーや光フィルタによって受光素子に光学接続させる手段を設ける必要がある。しかしながら、光ファイバの光路中に光フィルタ挿入部と、光アイソレータ素子挿入部を個々に形成することは、コスト高、及び部品の大型化となり好ましくない。   In the case of a transmission module for transmission only, an optical isolator element embedded in an optical fiber is known. However, in the case of a transmission / reception module that performs bidirectional communication, it is necessary to provide means for optically connecting the transmission signal light to the light receiving element by a mirror or an optical filter that branches off from the optical axis. However, it is not preferable to separately form the optical filter insertion portion and the optical isolator element insertion portion in the optical path of the optical fiber because of high cost and large parts.

また、それぞれの素子を位置決めベンチ上で実装する場合、光ファイバを基板に実装後、ダイシングソー等の機械的溝加工を行う必要がある。その場合、基板の汚染等が発生するため、追加洗浄を行ったり、ボンディング材やめっき等が劣化等したりするため、後工程に不具合が生じる。従って、光ファイバ光路内に挿入される部品は別基板を用いて形成した後、(半導体ベンチ等の)位置決め基板にパッシブ実装できることが望まれる。   When each element is mounted on a positioning bench, it is necessary to perform mechanical groove processing such as a dicing saw after mounting the optical fiber on the substrate. In that case, since the substrate is contaminated, additional cleaning is performed, and the bonding material, plating, and the like are deteriorated. Therefore, it is desirable that the components inserted into the optical fiber optical path can be passively mounted on a positioning substrate (such as a semiconductor bench) after being formed using a separate substrate.

従って、光ファイバ内に光フィルタと光アイソレータ素子とを備え、小型で高精度な送受信モジュール用の光学部品が必要となる。また、それらの素子を一体化することにより、低コストの送受信モジュール用の光学部品が必要となる。   Therefore, an optical component for a transmission / reception module that includes an optical filter and an optical isolator element in an optical fiber and has a small size and high accuracy is required. Moreover, by integrating these elements, an optical component for a low-cost transmission / reception module is required.

そこで、本願発明は、光ファイバを支持する光ファイバ支持体に溝を形成し、その溝内に光フィルタ又はミラーと、光アイソレータ素子とを挿入することにより、小型かつ低コストの光複合デバイスを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a small and low-cost optical composite device by forming a groove in an optical fiber support that supports an optical fiber, and inserting an optical filter or mirror and an optical isolator element into the groove. The purpose is to provide.

ところが、光フィルタ又はミラーによって反射される光が、光ファイバ支持体から外部に出射され、外部の受光素子に入射させるような角度面を有する溝を形成すると、光ファイバから出射された光が他の光ファイバに結合するまでの間に大きな光軸ずれが生じ、他の光ファイバに結合する際の損失が大きくなってしまう問題が生じる。   However, when the light reflected by the optical filter or mirror is emitted to the outside from the optical fiber support and is formed with a groove having an angle surface that is incident on the external light receiving element, the light emitted from the optical fiber is otherwise There is a problem that a large optical axis misalignment occurs until the optical fiber is coupled to the other optical fiber, resulting in a large loss when coupled to another optical fiber.

また、屈折率分布型光ファイバをレンズとして用いる微小光学系において、所定のスポットサイズ及び所定の焦点距離を安定して作製するためには、屈折率分布型光ファイバの長さを高精度に加工する必要がある。一般的に、光ファイバ融着器用に用いられる光ファイバカッターの切断長さ精度は、±0.5mm程度であるため、十分な精度が得られず、安定した光学特性を得ることができない問題がある。   In addition, in a micro optical system using a gradient index optical fiber as a lens, the length of the gradient index optical fiber is processed with high accuracy in order to stably produce a predetermined spot size and a predetermined focal length. There is a need to. In general, since the cutting length accuracy of an optical fiber cutter used for an optical fiber fuser is about ± 0.5 mm, there is a problem that sufficient accuracy cannot be obtained and stable optical characteristics cannot be obtained. is there.

本願発明は上記の問題を解決するものであり、第1の目的は、光学素子(光フィルタやミラー)と光アイソレータ素子を一体化させた複合光学素子を光ファイバ間に埋め込むことにより、半導体レーザの高速動作の安定化、及び光送受信モジュールの小型化が可能な光複合デバイスを提供することである。また、高精度に加工された位置決めベンチ(例えばSiベンチ)上にパッシブアライメント実装が可能な光複合デバイスを提供することを目的とする。   The present invention solves the above problems, and a first object is to embed a composite optical element in which an optical element (an optical filter or mirror) and an optical isolator element are integrated between optical fibers, thereby providing a semiconductor laser. It is an object of the present invention to provide an optical composite device capable of stabilizing the high-speed operation and miniaturizing the optical transceiver module. It is another object of the present invention to provide an optical composite device capable of passive alignment mounting on a positioning bench (for example, Si bench) processed with high accuracy.

また、第2の目的は、光ファイバの屈折率と比べて屈折率の差が最も大きい光学素子を、溝の傾斜角度と異なる角度に設置することにより、光ファイバから出射されて別の光ファイバに入射する光の光軸ずれを補正することである。そのことにより、別の光ファイバに結合する際の結合損失を小さくすることである。   A second object is to place an optical element having the largest difference in refractive index compared to the refractive index of the optical fiber at an angle different from the inclination angle of the groove, so that the optical fiber is emitted from the optical fiber to another optical fiber. Is to correct the optical axis shift of the light incident on. This is to reduce the coupling loss when coupled to another optical fiber.

また、第3の目的は、光ファイバを支持する光ファイバ支持体に光透過性の基板を用いることにより、シングルモード光ファイバの先端に設置されたレンズとして機能する屈折率分布型光ファイバの長さ、及び溝までの距離を高精度に合わせることである。   In addition, the third object is to use a light-transmitting substrate for the optical fiber support that supports the optical fiber, thereby increasing the length of the gradient index optical fiber that functions as a lens installed at the tip of the single mode optical fiber. And it is to adjust the distance to the groove with high accuracy.

請求項1に記載の発明は、直線状に配置された第1の光ファイバと、前記第1の光ファイバとほぼ同一直線状に配置された第2の光ファイバと、光透過性を有し、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバを支持し、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの間に前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバの光軸に対して第1の角度をなして斜めに形成された溝部を有する光ファイバ支持体と、前記溝部内に設置された複合光学素子と、を有し、前記複合光学素子は、少なくとも、ファラデー回転子及び前記ファラデー回転子の両側に設置された偏光子を有する光アイソレータ素子と、前記溝部の少なくとも一方の断面に設置された光フィルタ又はミラーとを有し、前記第1の角度は、前記第1の光ファイバ又は前記第2の光ファイバから出射され、前記フィルタ又は前記ミラーにより反射される光が、前記光ファイバ支持体の外部に出射される角度であることを特徴とする光複合デバイスである。   The invention according to claim 1 has light transmission properties, the first optical fiber arranged in a straight line, the second optical fiber arranged almost in the same straight line as the first optical fiber, and , Supporting the first optical fiber and the second optical fiber, and the light of the first optical fiber and the second optical fiber between the first optical fiber and the second optical fiber. An optical fiber support having a groove formed obliquely at a first angle with respect to the axis, and a composite optical element disposed in the groove, wherein the composite optical element is at least a Faraday An optical isolator element having a polarizer and a polarizer installed on both sides of the Faraday rotator, and an optical filter or mirror installed in at least one cross section of the groove, wherein the first angle is A first optical fiber or said first Of emitted from the optical fiber, the light reflected by the filter or the mirror is a light composite device, characterized in that the angle which is emitted to the outside of the optical fiber support.

光フィルタは波長選択性を有し、所定の波長を有する光を反射させ、別の波長を有する光を透過させる。また、ミラーは光フィルタのように波長選択性を有することはなく、光量により入射してきた光を分岐する。   The optical filter has wavelength selectivity, reflects light having a predetermined wavelength, and transmits light having another wavelength. Further, the mirror does not have wavelength selectivity like an optical filter, and branches incident light according to the amount of light.

例えば、第1の光ファイバ側の溝部の断面に光フィルタが設置され、その光フィルタは、第1の光ファイバから出射された所定の波長を有する光を反射させ、第2の光ファイバから出射された所定の波長を有する光を透過させるものとする。この場合、第1の光ファイバから出射された光は、光フィルタで反射され、光ファイバ支持体に入射する。光ファイバ支持体の屈折率及び光複合デバイスの外部の屈折率に基づいて、光ファイバ支持体から光が光複合デバイスの外部に出射するように溝部を予め斜めに形成しておく。溝部をこのように斜めに形成すると、光フィルタで反射された光は光透過性を有する光ファイバ支持体を透過し、光複合デバイスの外部に出射する。   For example, an optical filter is installed in the cross section of the groove on the first optical fiber side, and the optical filter reflects light having a predetermined wavelength emitted from the first optical fiber and emits it from the second optical fiber. It is assumed that light having a predetermined wavelength is transmitted. In this case, the light emitted from the first optical fiber is reflected by the optical filter and enters the optical fiber support. Based on the refractive index of the optical fiber support and the refractive index outside the optical composite device, the groove is formed in advance obliquely so that light is emitted from the optical fiber support to the outside of the optical composite device. When the groove is formed obliquely in this way, the light reflected by the optical filter is transmitted through the optical fiber support having optical transparency and emitted to the outside of the optical composite device.

一方、第2の光ファイバから出射された光は、光アイソレータ素子を透過し、更に光フィルタを透過して第1の光ファイバに入射する。そして、第1の光ファイバ内を伝播していく。光アイソレータ素子を透過する光は所定方向(一方通行)であり、かつ所定の入射偏波面であるので、アイソレータ素子を透過して別の光学素子等で反射された光は、再度光アイソレータ素子を透過して第2の光ファイバに入射することはない。その結果、第2の光ファイバへの反射戻り光を防ぐことが可能となる。   On the other hand, the light emitted from the second optical fiber passes through the optical isolator element, further passes through the optical filter, and enters the first optical fiber. Then, it propagates in the first optical fiber. The light transmitted through the optical isolator element is in a predetermined direction (one-way) and has a predetermined incident polarization plane. Therefore, the light transmitted through the isolator element and reflected by another optical element or the like again passes through the optical isolator element. It does not pass through and enter the second optical fiber. As a result, it is possible to prevent reflected return light to the second optical fiber.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光複合デバイスであって、前記複合光学素子は、前記光アイソレータ素子と前記光フィルタ又は前記ミラーとの間に、楔型形状の光学素子を有し、前記光フィルタ又は前記ミラーと、前記楔型形状の光学素子と、前記光アイソレータ素子とが一体的に形成されていることを特徴とするものである。   The invention according to claim 2 is the optical composite device according to claim 1, wherein the composite optical element is a wedge-shaped optical element between the optical isolator element and the optical filter or the mirror. The optical filter or the mirror, the wedge-shaped optical element, and the optical isolator element are integrally formed.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光複合デバイスであって、前記第1の光ファイバは、第1のシングルモード光ファイバの先端に第1の屈折率分布型光ファイバが設置され、前記第2の光ファイバは、第2のシングルモード光ファイバの先端に第2の屈折率分布型光ファイバが設置され、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバは、前記第1の屈折率分布型光ファイバと前記第2の屈折率分布型光ファイバとが互いに向かい合うように配置され、前記第1の屈折率分布型光ファイバの長さと前記第2の屈折率分布型光ファイバの長さとがほぼ同じであることを特徴とするものである。   Invention of Claim 3 is an optical composite device in any one of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The said 1st optical fiber is a 1st single mode optical fiber at the front-end | tip at the 1st. A gradient index optical fiber is installed, and the second optical fiber has a second gradient index optical fiber installed at the tip of a second single-mode optical fiber, and the first optical fiber and the first optical fiber The second optical fiber is disposed so that the first gradient index optical fiber and the second gradient index optical fiber face each other, and the length of the first gradient index optical fiber is equal to the length of the first gradient index optical fiber. The second gradient index optical fiber has substantially the same length.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光複合デバイスであって、前記複合光学素子のうち、前記第1の屈折率分布型光ファイバ及び前記第2の屈折率分布型光ファイバのコアの中心軸上の屈折率との差が最も大きいものが、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバの光軸に対して第2の角度をなして斜めに設置されていることを特徴とするものである。   A fourth aspect of the present invention is the optical composite device according to any one of the first to third aspects, wherein the first gradient index optical fiber and the second of the composite optical elements. The one having the largest difference from the refractive index on the central axis of the core of the gradient index optical fiber forms a second angle with respect to the optical axes of the first optical fiber and the second optical fiber. It is characterized by being installed diagonally.

溝部が光軸に対して斜めに形成されているため、例えば、第2の光ファイバから出射された光は、光アイソレータ素子を透過し、更に光フィルタを透過して第1の光ファイバに入射するまでの間に光軸ずれを起こす。そこで、斜めに形成された溝部に入射する際に生じた光軸ずれを、光ファイバとの屈折率差が最も大きい素子を斜めに配置することにより、光路を補正する。つまり、屈折率差が最も大きい素子を溝角度と異なる第2の角度で斜めに配置することにより、溝部に入射する際に屈折させられた方向と反対の方向に光を屈折させ、光軸ずれを相殺して、光軸ずれがない状態で第1の光ファイバに入射させる。このように、屈折率差が最も大きい素子で光を反対の方向に屈折させて光軸ずれを相殺することにより、光ファイバ間の結合損失を小さくすることができる。   Since the groove is formed obliquely with respect to the optical axis, for example, the light emitted from the second optical fiber passes through the optical isolator element, and further passes through the optical filter and enters the first optical fiber. The optical axis shifts until it is done. Therefore, the optical path is corrected by obliquely arranging an element having the largest refractive index difference with respect to the optical fiber with respect to the optical axis shift caused when entering the obliquely formed groove. In other words, by disposing the element with the largest refractive index difference at a second angle different from the groove angle, the light is refracted in the direction opposite to the direction refracted when entering the groove, and the optical axis shifts. To cancel the optical axis and make it incident on the first optical fiber without any optical axis deviation. In this way, the coupling loss between optical fibers can be reduced by refracting light in the opposite direction with an element having the largest refractive index difference to cancel the optical axis deviation.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光複合デバイスであって、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバは、前記光ファイバ支持体内に挿入されて支持されていることを特徴とするものである。   A fifth aspect of the present invention is the optical composite device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first optical fiber and the second optical fiber are in the optical fiber support. It is inserted and supported.

請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光複合デバイスであって、前記光ファイバ支持体は、表面に直線状の溝が形成され、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバは、前記直線状の溝に設置されて支持されていることを特徴とするものである。   The invention according to claim 6 is the optical composite device according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical fiber support has a linear groove formed on a surface thereof, The optical fiber and the second optical fiber are installed and supported in the linear groove.

請求項7に記載の発明は、直線状の位置決め溝が形成された支持基板と、前記位置決め溝に設置された請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の光複合デバイスと、前記第2の光ファイバに光を入射させる発光素子と、前記第1の光ファイバから出射されて前記光フィルタ又は前記ミラーで反射され、前記光ファイバ支持体を透過した光を受光する受光素子と、を有することを特徴とする光送受信モジュールである。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a support substrate on which a linear positioning groove is formed, the optical composite device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the optical composite device is installed in the positioning groove, and the second. A light-emitting element that causes light to enter the optical fiber, and a light-receiving element that receives the light emitted from the first optical fiber, reflected by the optical filter or the mirror, and transmitted through the optical fiber support. This is an optical transmission / reception module.

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の光送受信モジュールであって、前記第2の光ファイバは、前記発光素子側に、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバのコア径よりもコア径が小さい第3の光ファイバが融着固定されていることを特徴とするものである。   The invention according to claim 8 is the optical transceiver module according to claim 7, wherein the second optical fiber is provided on the light emitting element side of the first optical fiber and the second optical fiber. A third optical fiber having a core diameter smaller than the core diameter is fusion-fixed.

請求項9に記載の発明は、光ファイバが支持された光ファイバ支持体を用意し、前記光ファイバを横断し、前記光ファイバの光軸に対して第1の角度を有する溝を前記光ファイバ支持体に形成する溝形成工程と、ファラデー回転子及び前記ファラデー回転子の両側に設置された偏光子を有する光アイソレータ素子と、楔型形状の第1の光学素子と、一方の面に光フィルタ又はミラーが設置された楔型形状の第2の光学素子と、を用意し、前記光アイソレータ素子の一方の面に前記第1の光学素子を接着し、前記第1の光学素子が接着された面の反対側の面に、前記光フィルタ又は前記ミラーが設置された面の反対側の面を接着させることにより、前記光アイソレータ素子の他方の面に前記第2の光学素子を接着し、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とで前記光アイソレータ素子を挟んだ構成を有し、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子と前記光アイソレータ素子とが一体化された複合光学素子を作製する複合光学素子作製工程と、一体化された前記複合光学素子を前記光ファイバ支持体に形成された前記溝内に埋め込む工程と、を有することを特徴とする光複合デバイスの作製方法である。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical fiber support that supports an optical fiber, a groove that traverses the optical fiber and has a first angle with respect to the optical axis of the optical fiber is provided in the optical fiber. A groove forming step formed in the support, an optical isolator element having a Faraday rotator and a polarizer placed on both sides of the Faraday rotator, a wedge-shaped first optical element, and an optical filter on one surface Alternatively, a wedge-shaped second optical element provided with a mirror is prepared, the first optical element is bonded to one surface of the optical isolator element, and the first optical element is bonded The second optical element is bonded to the other surface of the optical isolator element by bonding the surface opposite to the surface on which the optical filter or the mirror is installed to the surface opposite to the surface, A first optical element and said A composite optical element having a configuration in which the optical isolator element is sandwiched between two optical elements, and the first optical element, the second optical element, and the optical isolator element are integrated. An optical composite device manufacturing method comprising: an element manufacturing step; and a step of embedding the integrated composite optical element in the groove formed in the optical fiber support.

請求項1に記載の光複合デバイスによれば、光ファイバ支持体に形成された溝部が光ファイバの光軸に対して斜めに形成されているため、光フィルタ又はミラーで反射された光を光複合デバイスの外部に出射させ、外部に設置された受光素子に受光させることが可能となる。また、光透過性の光ファイバ支持体を用いることにより、光ファイバの長さ、及び溝まで距離を容易に高精度に合わせることが可能となる。   According to the optical composite device of the first aspect, since the groove formed in the optical fiber support is formed obliquely with respect to the optical axis of the optical fiber, the light reflected by the optical filter or the mirror The light can be emitted to the outside of the composite device and received by a light receiving element installed outside. In addition, by using a light-transmitting optical fiber support, the length of the optical fiber and the distance to the groove can be easily adjusted with high accuracy.

請求項2に記載の光複合デバイスによれば、光アイソレータ素子と光フィルタ又はミラーとを一体化させて、光ファイバ間に配置することにより、素子全体の小型化が可能となり、光複合デバイスの製造コストを削減することが可能となる。   According to the optical composite device of the second aspect, the optical isolator element and the optical filter or mirror are integrated and disposed between the optical fibers, whereby the entire element can be reduced in size. Manufacturing costs can be reduced.

請求項4に記載の光複合デバイスによれば、複合光学素子を構成する光学素子のうち、光ファイバと比べて屈折率差が最も大きい素子が第2の角度をなして斜めに設置されていることにより、溝部が斜めに形成され、溝内の屈折率が異なる個々の物質により屈折されて生じた光軸ずれを全体として相殺し、光軸ずれを減少させることができる。そのことにより、光ファイバ間における結合損失を小さくすることが可能となる。また、溝部及び光アイソレータ素子が光軸に対して斜めに形成されているため、それらで反射され、光ファイバに戻る反射戻り光を減少させることが可能となる。   According to the optical composite device according to claim 4, among the optical elements constituting the composite optical element, the element having the largest refractive index difference compared to the optical fiber is disposed obliquely at the second angle. As a result, the groove portion is formed obliquely, and the optical axis deviation caused by refracting by individual substances having different refractive indexes in the groove can be canceled as a whole, and the optical axis deviation can be reduced. As a result, the coupling loss between the optical fibers can be reduced. Further, since the groove portion and the optical isolator element are formed obliquely with respect to the optical axis, it is possible to reduce the reflected return light reflected by them and returning to the optical fiber.

請求項7に記載の光送受信モジュールによれば、上記の光複合デバイスで得られる効果に加えて、予め形成された位置決め溝に光複合デバイスを配置して固定することにより、発光素子を発光させて調芯しなくても光複合デバイスを正しい位置に実装できる。つまり、パッシブアライメントを行なうことが可能となるため、光複合デバイスの実装を自動化、簡素化することができ、組み立て工程数及びコストを削減することが可能となる。   According to the optical transceiver module according to claim 7, in addition to the effect obtained by the optical composite device, the optical composite device is arranged and fixed in a positioning groove formed in advance, thereby causing the light emitting element to emit light. This makes it possible to mount the optical composite device at the correct position without alignment. That is, since passive alignment can be performed, mounting of the optical composite device can be automated and simplified, and the number of assembly steps and cost can be reduced.

請求項8に記載の光送受信モジュールによれば、第2の光ファイバよりもコア径が小さい第3の光ファイバを発光素子側に融着固定させることにより、発光素子から出射した光と第2の光ファイバとの結合を良好にし、その部分での結合損失を低減することが可能となる。   According to the optical transceiver module of the eighth aspect, the third optical fiber having a smaller core diameter than the second optical fiber is fused and fixed to the light emitting element side, whereby the light emitted from the light emitting element and the second It is possible to improve the coupling with the optical fiber and reduce the coupling loss at that portion.

請求項9に記載の光送受信モジュールの作製方法によれば、光フィルタ又はミラーと光アイソレータ素子とを一体化させた複合光学素子を光ファイバ間に埋め込むことにより、容易に小型の光送受信モジュールを作製することが可能となる。また、個々に光学素子を設置して光送受信モジュールを作製するよりも、製造コストを削減することが可能となる。   According to the method for manufacturing an optical transceiver module according to claim 9, a compact optical transceiver module can be easily formed by embedding a composite optical element in which an optical filter or mirror and an optical isolator element are integrated between optical fibers. It can be produced. In addition, it is possible to reduce the manufacturing cost as compared with manufacturing an optical transmission / reception module by individually installing optical elements.

以下、本願発明の実施形態に係る光複合デバイス及び光送受信モジュールについて、図1乃至図10を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an optical composite device and an optical transceiver module according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、本願発明の実施形態に係る光複合デバイスの構成について図1を参照しつつ説明する。図1は、本願発明の実施形態に係る光複合デバイス1の断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る光複合デバイス1は、光ファイバを固定するフェルール2と、レンズ付き光ファイバ3、4と、光フィルタ5と、光アイソレータ素子6と、光学素子基板7a、7bと、磁石8とからなる。   First, the configuration of an optical composite device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical composite device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the optical composite device 1 according to this embodiment includes a ferrule 2 for fixing an optical fiber, optical fibers 3 and 4 with lenses, an optical filter 5, an optical isolator element 6, and an optical element substrate. 7 a and 7 b and a magnet 8.

レンズ付き光ファイバ3、4は、それぞれシングルモード光ファイバ3a、4aの先端に屈折率分布型レンズとしてのGIファイバ3b、4bが融着により固定されている。   In the optical fibers 3 and 4 with lenses, GI fibers 3b and 4b as refractive index distribution type lenses are fixed to the ends of the single mode optical fibers 3a and 4a by fusion.

また、GIファイバ3b、4bは、光軸の径方向に屈折率分布を有する屈折率分布型の光ファイバであり、このGIファイバの径方向の屈折率分布は、次の式(1)で表される。
n(r)=n0(1−(A/2)r)・・・式(1)
但し、rを中心軸からの径方向半径、n0をコアの中心軸上の屈折率とする。A1/2は屈折率分布定数であり、屈折率が2乗分布の場合、A1/2=(2Δ)1/2/rとなる。ここで、Δは比屈折率差である。
The GI fibers 3b and 4b are refractive index distribution type optical fibers having a refractive index distribution in the radial direction of the optical axis, and the refractive index distribution in the radial direction of the GI fiber is expressed by the following equation (1). Is done.
n (r) = n0 (1- (A / 2) r 2 ) (1)
Here, r is a radial radius from the central axis, and n0 is a refractive index on the central axis of the core. A 1/2 is a refractive index distribution constant. When the refractive index is a square distribution, A 1/2 = (2Δ) 1/2 / r. Here, Δ is a relative refractive index difference.

このGIファイバは、シングルモード光ファイバから出射する発散光線束を平行光線束又は収束光線束に変換し、又は光ファイバに入射する光線束を収束光線束に変換させる機能を有する。   This GI fiber has a function of converting a divergent light beam emitted from a single mode optical fiber into a parallel light beam or a convergent light beam, or converting a light beam incident on the optical fiber into a convergent light beam.

フェルール2は、材質がホウケイ酸ガラス又は石英ガラスであり、光を透過するガラスフェルールからなる。フェルール2は、その内部にレンズ付き光ファイバ3、4を挿入する挿入孔が形成されている。更に、フェルール2には、フェルール2に保持されるレンズ付き光ファイバ3の光軸に対して所定の角度(図1において、光軸に直交する方向からの角度をθとする)をなすように溝2aが形成されている。尚、フェルール2が本願発明の「光ファイバ支持体」に相当する。 The ferrule 2 is made of a glass ferrule that is made of borosilicate glass or quartz glass and transmits light. The ferrule 2 has an insertion hole into which the optical fibers 3 and 4 with lenses are inserted. Furthermore, the ferrule 2, (1, the angle from the direction perpendicular to the optical axis and theta g) a predetermined angle to the optical axis of the lensed optical fiber 3 held in the ferrule 2 so as to form a A groove 2a is formed in the groove. The ferrule 2 corresponds to the “optical fiber support” of the present invention.

そして、溝2aを間にして、フェルール2の挿入孔には、レンズ付き光ファイバ3とレンズ付き光ファイバ4とが、GIファイバ3bとGIファイバ4bとが互いに向かい合うように挿入されている。更に、GIファイバ3b、4bの端面は、光軸に対して溝2aと同じ角度をなして傾斜している。   The optical fiber with lens 3 and the optical fiber with lens 4 are inserted into the insertion hole of the ferrule 2 with the groove 2a therebetween so that the GI fiber 3b and the GI fiber 4b face each other. Furthermore, the end faces of the GI fibers 3b and 4b are inclined at the same angle as the groove 2a with respect to the optical axis.

また、溝2aには、光アイソレータ素子6が設置されている。この光アイソレータ素子6は、回転角が45度のファラデー回転子6aと、ファラデー回転子6aの両側に設けられ、偏光方向を互いに45度傾けた偏光子6b、6cとからなる。また、光アイソレータ素子6のファラデー回転子6aを一定の方向に磁化する磁石8が、ファラデー回転子6aの周辺に設けられている。   An optical isolator element 6 is installed in the groove 2a. The optical isolator element 6 includes a Faraday rotator 6a having a rotation angle of 45 degrees and polarizers 6b and 6c that are provided on both sides of the Faraday rotator 6a and whose polarization directions are inclined by 45 degrees. A magnet 8 that magnetizes the Faraday rotator 6a of the optical isolator element 6 in a certain direction is provided around the Faraday rotator 6a.

更に、光アイソレータ素子6の両側には楔型形状の光学素子基板7a、7bが設置されている。具体的には、光アイソレータ素子6とGIファイバ3bとの間にガラスからなる楔型形状の光学素子基板7aが設置され、光アイソレータ素子6とGIファイバ4bとの間にガラスからなる楔型形状の光学素子基板7bが設置されている。尚、光学素子基板7a、7bが本願発明の「楔型形状の光学素子」に相当する。   Furthermore, wedge-shaped optical element substrates 7 a and 7 b are installed on both sides of the optical isolator element 6. Specifically, a wedge-shaped optical element substrate 7a made of glass is placed between the optical isolator element 6 and the GI fiber 3b, and a wedge-shaped shape made of glass is placed between the optical isolator element 6 and the GI fiber 4b. The optical element substrate 7b is installed. The optical element substrates 7a and 7b correspond to the “wedge-shaped optical element” of the present invention.

光学素子基板7aは、GIファイバ3bと接する面に光フィルタ5が成膜されている。従って、光学素子基板7aとGIファイバ3bとの間に光フィルタ5が設けられていることとなる。この光フィルタ5は波長選択性を有し、所定の波長を有する光を反射し、別の波長を有する光ビームを透過させる誘電体多層膜が使用される。また、光フィルタの代わりに、光を分岐させるミラーを用いても構わない。この場合、光フィルタのように波長選択によって光を分波させるのではなく、光量によって光を分岐させる。   The optical element substrate 7a has an optical filter 5 formed on the surface in contact with the GI fiber 3b. Therefore, the optical filter 5 is provided between the optical element substrate 7a and the GI fiber 3b. The optical filter 5 has a wavelength selectivity, and a dielectric multilayer film that reflects light having a predetermined wavelength and transmits a light beam having another wavelength is used. Further, instead of the optical filter, a mirror that branches light may be used. In this case, light is not demultiplexed by wavelength selection like an optical filter, but light is branched according to the amount of light.

以上のように、光フィルタ5と、光アイソレータ素子6と、光学素子基板7とが一体的に形成されており、その一体化された状態で、溝2a内に埋め込まれていることとなる。この光フィルタ5、光アイソレータ素子6、及び光学素子基板7を一体的に形成したものが、本願発明の「複合光学素子」に相当する。   As described above, the optical filter 5, the optical isolator element 6, and the optical element substrate 7 are integrally formed, and are embedded in the groove 2a in the integrated state. The optical filter 5, the optical isolator element 6, and the optical element substrate 7 that are integrally formed correspond to the “composite optical element” of the present invention.

また、光学素子基板7aは、光フィルタ5が成膜されている面の反対側の面が、レンズ付き光ファイバ3、4の光軸に対して所定の角度(図1では、中心軸に直交する軸からの角度θとして図示している)をなして、溝2aの角度とは異なる角度で傾斜している。光学素子基板7bは、GI光ファイバ4bと面する反対側の面が、レンズ付き光ファイバ3、4の光軸にして所定の角度θをなして、溝2aの角度とは異なる角度で傾斜している。 Further, in the optical element substrate 7a, the surface opposite to the surface on which the optical filter 5 is formed has a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical fibers 3 and 4 with lenses (in FIG. 1, orthogonal to the central axis) form a illustrated as angle theta f from the axis) to, are inclined at an angle different from the angle of the groove 2a. The optical element substrate 7b is inclined at an angle different from the angle of the groove 2a, with the opposite surface facing the GI optical fiber 4b forming a predetermined angle θ f with respect to the optical axis of the optical fibers 3 and 4 with lenses. doing.

更に、偏光子6bは、ファラデー回転子6aと接する面が、角度θをなして溝2aの角度と異なる角度で傾斜している。偏光子6cは、ファラデー回転子6aと接する面が、角度θをなして溝2aの角度と異なる角度で傾斜している。従って、ファラデー回転子6aは、偏光子6b及び偏光子6cと接する面の両面が角度θをなして傾斜している。つまり、光アイソレータ素子6全体が角度θをなして傾斜している。本実施形態においいては、楔型形状の光学素子基板7a、7bで光アイソレータ素子6を挟むことにより、光アイソレータ素子6を斜めに傾けている。 Further, the polarizer 6b, the surface in contact with the Faraday rotator 6a is inclined at an angle different from the angle of the groove 2a at an angle theta f. Polarizer 6c, the surface in contact with the Faraday rotator 6a is inclined at an angle different from the angle of the groove 2a at an angle theta f. Thus, the Faraday rotator 6a is both sides of the surface in contact with a polarizer 6b and the polarizer 6c are inclined at an angle theta f. That is, the whole optical isolator element 6 is inclined at an angle theta f. In this embodiment, the optical isolator element 6 is inclined obliquely by sandwiching the optical isolator element 6 between the wedge-shaped optical element substrates 7a and 7b.

本実施形態においては、複合光学素子を構成する光学素子の中で、ファラデー回転子6aの屈折率が最も大きく、GIファイバのコアの中心軸上の屈折率との差が最大となる素子である。そして、屈折率が一番大きいファラデー回転子6a(屈折率=2.41)を所定の角度θをなして斜めに配置している。 In the present embodiment, among the optical elements constituting the composite optical element, the Faraday rotator 6a has the largest refractive index, and the element having the largest difference from the refractive index on the central axis of the core of the GI fiber. . Then, the large Faraday rotator 6a refractive index is best (refractive index = 2.41) was placed obliquely at an angle theta f.

尚、光アイソレータ素子6全体を角度θ傾けたが、光アイソレータ素子6を構成するファラデー回転子6aだけを傾けても良い。この場合、偏光子6b(6c)とファラデー回転子6aとの間に楔型ガラスを挿入し、その楔型ガラスの角度を調整してファラデー回転子6aだけを斜めに傾けても良い。 Although the whole optical isolator element 6 inclined angle theta f, it may be inclined only Faraday rotator 6a constituting the optical isolator element 6. In this case, it is also possible to insert a wedge-shaped glass between the polarizer 6b (6c) and the Faraday rotator 6a, and adjust the angle of the wedge-shaped glass to tilt only the Faraday rotator 6a.

更に、フェルール2の側面には、光アイソレータ素子6の入射偏光方向を示す基準面となる基板9が設置されている。この基板9は、基準面としての機能の他、フェルール2に形成された溝部の機械的強度を向上させる機能を有する。更に、基板9の材料としてガラス基板を用い、表面にカットフィルタ9aを成膜することもできる。このカットフィルタ9aは、光フィルタ5で反射される光のうち、余分な信号を除去する機能を有する。また、カットフィルタ9aの代わりにARコートが成膜されたガラス基板を用いてもよい。尚、これらの効果を有する基板9を設置しなくても構わない。   Further, a substrate 9 serving as a reference surface indicating the incident polarization direction of the optical isolator element 6 is installed on the side surface of the ferrule 2. The substrate 9 has a function of improving the mechanical strength of the groove formed in the ferrule 2 in addition to the function as a reference surface. Furthermore, a glass substrate can be used as the material of the substrate 9, and the cut filter 9a can be formed on the surface. The cut filter 9 a has a function of removing an extra signal from the light reflected by the optical filter 5. Moreover, you may use the glass substrate in which AR coating was formed into a film instead of the cut filter 9a. Note that the substrate 9 having these effects may not be installed.

このような光複合デバイスは、ダイシングソー等の外周スライサーによってフェルール2を削って溝部2aを形成し、光フィルタ5、光アイソレータ素子6及び光学素子基板7が一体化された複合光学素子を埋め込み、接着固定することにより作製される。これにより、レンズ付き光ファイバ3、4が一直線上に配列されるため、光ファイバ間の光軸合わせが不要となり、容易に光複合デバイス1を作製することが可能となる。   Such an optical composite device is formed by cutting the ferrule 2 with an outer peripheral slicer such as a dicing saw to form the groove 2a, and embedding a composite optical element in which the optical filter 5, the optical isolator element 6, and the optical element substrate 7 are integrated, It is produced by bonding and fixing. Thereby, since the optical fibers 3 and 4 with a lens are arranged on a straight line, the optical axis alignment between optical fibers becomes unnecessary, and it becomes possible to produce the optical composite device 1 easily.

光複合デバイス1の作製方法について更に詳しく説明する。まず、ガラスからなる基板の一方の面に光フィルタ5を成膜する。そして、光フィルタ5が成膜された面の反対側の面を斜めに削ることで、楔型形状の光学素子基板7aを作製する。光学素子基板7bも面を斜めに削ることで、楔型形状に形成する。尚、予め面を削ることにより楔型形状にした光学素子基板7aの一方の面に、光フィルタ5を成膜してもよい。   A method for manufacturing the optical composite device 1 will be described in more detail. First, the optical filter 5 is formed on one surface of a substrate made of glass. Then, the surface opposite to the surface on which the optical filter 5 is formed is cut obliquely to produce a wedge-shaped optical element substrate 7a. The optical element substrate 7b is also formed in a wedge shape by cutting the surface obliquely. Note that the optical filter 5 may be formed on one surface of the optical element substrate 7a that has been wedge-shaped by cutting the surface in advance.

次に、楔型形状の光学素子基板7a、7bで光アイソレータ素子6を挟んで接着し、光フィルタ、光学素子基板7a、7b、及び光アイソレータ素子6が一体化された複合光学素子を形成する。光学素子基板7aについては、光フィルタ5が成膜されている面の反対の面を光アイソレータ素子6に接して接着する。尚、楔型形状の光学素子基板7a、7bにより光アイソレータ素子6を挟んで接着した後に、光学素子基板7aに光フィルタ5を成膜しても構わない。   Next, the optical isolator element 6 is sandwiched and bonded by the wedge-shaped optical element substrates 7a and 7b to form a composite optical element in which the optical filter, the optical element substrates 7a and 7b, and the optical isolator element 6 are integrated. . As for the optical element substrate 7a, the surface opposite to the surface on which the optical filter 5 is formed is in contact with and bonded to the optical isolator element 6. The optical filter 5 may be formed on the optical element substrate 7a after the optical isolator element 6 is sandwiched and bonded by the wedge-shaped optical element substrates 7a and 7b.

そして、一体化された複合光学素子をフェルール2の溝部2aに埋め込み、接着固定することで複合光学デバイス1を作製する。このように、異なる機能を有する光学素子(光フィルタ5、光学素子基板7a、7b、光アイソレータ素子6)を一体化させることにより、複合光学デバイス1を小型化することが可能となり、個別に光学素子を設置するよりも製造コストを削減することが可能となる。   Then, the composite optical device 1 is fabricated by embedding the integrated composite optical element in the groove 2a of the ferrule 2 and bonding and fixing it. Thus, by integrating the optical elements having different functions (the optical filter 5, the optical element substrates 7a and 7b, and the optical isolator element 6), it becomes possible to reduce the size of the composite optical device 1, and optically separately. Manufacturing costs can be reduced as compared to installing elements.

また、本実施形態においては、フェルール2がホウケイ酸ガラス又は石英ガラスからなり、光透過性を有しているため、レンズ付き光ファイバ3、4の設置を高精度に行うことが可能となる。   Moreover, in this embodiment, since the ferrule 2 consists of borosilicate glass or quartz glass, and has optical transparency, it becomes possible to install the optical fibers 3 and 4 with a lens with high precision.

レンズ付き光ファイバ3、4は別々に作製されるのではなく、予めGIファイバの両端にシングルモード光ファイバを融着固定したものを用いて作製される。予めシングルモード光ファイバ−GIファイバ−シングルモード光ファイバからなる光ファイバを準備し、光透過性を有するフェルール2の挿入孔に挿入して接着固定する。接着後、シングルモード光ファイバとGIファイバとの接合位置及びGIファイバの長さを考慮してフェルール2を削って溝2aを形成する。この溝2aを形成する際に、GIファイバも一緒に削り、そのことによりGIファイバの長さを調整する。このような作業は、フェルール2が光透過性を有するから可能となる。   The optical fibers 3 and 4 with a lens are not manufactured separately, but are manufactured using a single-mode optical fiber fused and fixed in advance to both ends of a GI fiber. An optical fiber composed of a single mode optical fiber-GI fiber-single mode optical fiber is prepared in advance, and is inserted into the insertion hole of the ferrule 2 having optical transparency and bonded and fixed. After bonding, the ferrule 2 is scraped to form the groove 2a in consideration of the joining position of the single mode optical fiber and the GI fiber and the length of the GI fiber. When the groove 2a is formed, the GI fiber is also shaved together, thereby adjusting the length of the GI fiber. Such an operation is possible because the ferrule 2 has light transmittance.

以上のように、GIファイバの長さ、及び溝までの距離を容易に高精度に合わせることが可能となるため、高性能な光複合デバイスを容易に作製することができる。   As described above, since the length of the GI fiber and the distance to the groove can be easily adjusted with high accuracy, a high-performance optical composite device can be easily manufactured.

尚、本実施形態においては、レンズ付き光ファイバ3、4が挿入されたフェルール2を用いた例について説明したが、本願発明はそれに限られず、光透過性を有する光ファイバ支持体であれば良い。例えば、レンズ付き光ファイバ3、4を支持する直線状の溝が形成されたガラス基板により、レンズ付き光ファイバ3、4を支持しても良い。溝の断面形状をV字型に形成し、そのV字型溝にレンズ付き光ファイバ3、4を設置し、その上からガラス基板で押さえて接着して光複合デバイスを作製しても良い。溝を有する基板、又は上から押さえる基板の少なくとも一方が、透過性の基板であれば良いので、ガラス基板の代わりにフェライト等の快削性基板等を用いることもできる。尚、溝の断面形状はV字型である必要はなく、矩形状でも良い。   In the present embodiment, the example using the ferrule 2 in which the optical fibers 3 and 4 with lenses are inserted has been described. However, the present invention is not limited to this, and any optical fiber support having optical transparency may be used. . For example, the optical fibers 3 and 4 with a lens may be supported by a glass substrate on which a linear groove that supports the optical fibers 3 and 4 with a lens is formed. The cross-sectional shape of the groove may be formed in a V-shape, and the optical fibers 3 and 4 with lenses may be placed in the V-shaped groove, and the optical composite device may be manufactured by pressing and bonding with a glass substrate from above. Since at least one of the substrate having the groove or the substrate pressed from above may be a transmissive substrate, a free-cutting substrate such as ferrite can be used instead of the glass substrate. Note that the cross-sectional shape of the groove does not have to be V-shaped but may be rectangular.

次に、本実施形態に係る光複合デバイスを備えた光送受信モジュールの構成について、図2及び図3を参照しつつ説明する。図2は、本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの上面図である。図3は、本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの断面図である。   Next, the configuration of the optical transmission / reception module including the optical composite device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a top view of the optical transceiver module according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical transceiver module according to the embodiment of the present invention.

図2に示すように、本実施形態に係る光送受信モジュール10は、主に、支持基板11と、支持基板11に実装されている光複合デバイス1とからなる。支持基板11は、例えばSi、GaAs、InP等の半導体基板や、精密に加工されたガラス基板、セラミック基板、又は金属基板であっても良い。この支持基板11は同一軸上にV溝16と、V溝16より幅が狭いV溝17が形成されている。   As shown in FIG. 2, the optical transceiver module 10 according to the present embodiment mainly includes a support substrate 11 and an optical composite device 1 mounted on the support substrate 11. The support substrate 11 may be, for example, a semiconductor substrate such as Si, GaAs, or InP, a precisely processed glass substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate. The support substrate 11 is formed with a V-groove 16 and a V-groove 17 narrower than the V-groove 16 on the same axis.

V溝16には、光複合デバイス1のフェルール2が押し込まれて固定されている。また、V溝17には、シングルモード光ファイバ4aが押し込まれて固定されている。シングルモード光ファイバ4aの先には、シングルモード光ファイバ4aに光信号を出力する、例えば半導体レーザからなる発光素子12と、発光素子12をモニターするモニター素子13とが設けられている。   The ferrule 2 of the optical composite device 1 is pushed into the V groove 16 and fixed. Further, the single mode optical fiber 4a is pushed into the V groove 17 and fixed. A light emitting element 12 made of, for example, a semiconductor laser and outputting a light signal to the single mode optical fiber 4a and a monitor element 13 for monitoring the light emitting element 12 are provided at the tip of the single mode optical fiber 4a.

更に、図3に示すように、V溝16には、光学素子5に対応する位置に溝18が形成されており、溝18内に、光ファイバ3aからの光信号が入力する受光素子14と、プリアンプ15とが設置されている。また、光複合デバイス1にカットフィルタ9aが成膜された基板9が設置されている場合は、基板9は溝18内に挿入されることとなる。   Further, as shown in FIG. 3, a groove 18 is formed in the V groove 16 at a position corresponding to the optical element 5. In the groove 18, a light receiving element 14 to which an optical signal from the optical fiber 3 a is input and A preamplifier 15 is installed. When the substrate 9 on which the cut filter 9 a is formed is installed in the optical composite device 1, the substrate 9 is inserted into the groove 18.

支持基板11に一般的にはSi等の半導体基板を使用し、フォトリソグラフィ技術によりV溝16、17を形成することにより、光複合デバイス1と発光素子12との間の正確な位置合わせが可能となる。つまり、高精度なフォトリソグラフィ技術によって、V溝16、17と、発光素子12の位置合わせパターンを精度良く形成することができるため、光複合デバイス1はV溝16、17で精度良く位置決めされ、発行素子12は位置合わせパターンにより正しい位置に取り付けることができる。その結果、光複合デバイス1の軸線上に正確に発光素子12を配置することが可能となり、発光素子12を発光させて調芯しなくても光複合デバイス1を正しい位置に実装できる。このように、パッシブアライメントを行なうことができるため、光複合デバイス1の実装を自動化することができ、組み立て工程数の削減化及び低コスト化を図ることができる。   Generally, a semiconductor substrate such as Si is used as the support substrate 11 and the V-grooves 16 and 17 are formed by a photolithography technique, so that the optical composite device 1 and the light emitting element 12 can be accurately aligned. It becomes. That is, since the alignment pattern of the V-grooves 16 and 17 and the light emitting element 12 can be formed with high precision by high-precision photolithography technology, the optical composite device 1 is accurately positioned with the V-grooves 16 and 17. The issuing element 12 can be mounted in the correct position by the alignment pattern. As a result, the light emitting element 12 can be accurately arranged on the axis of the optical composite device 1, and the optical composite device 1 can be mounted at a correct position without causing the light emitting element 12 to emit light and aligning. Thus, since passive alignment can be performed, the mounting of the optical composite device 1 can be automated, and the number of assembly steps can be reduced and the cost can be reduced.

尚、本実施形態においては、Si等の半導体からなる支持基板11上に光複合デバイス1と、発光素子12と、受光素子14とを設置したが、例えば、筐体内に光複合デバイス1等を設けてもよい。その場合であっても、本実施形態と同じ作用及び効果を奏することができる。   In the present embodiment, the optical composite device 1, the light emitting element 12, and the light receiving element 14 are installed on the support substrate 11 made of a semiconductor such as Si. It may be provided. Even in that case, the same operations and effects as the present embodiment can be achieved.

(作用及び効果)
本実施形態に係る光複合デバイス1及びそれを備えた光送受信モジュール10によると、以下のような好適な作用及び効果を奏することができる。
(Action and effect)
According to the optical composite device 1 and the optical transceiver module 10 including the same according to the present embodiment, the following preferable functions and effects can be achieved.

シングルモード光ファイバ3aを伝播してきた所定の波長を有する光は、GIファイバ3bの先端から出射し、光フィルタ5によって反射される。このように、レンズ付き光ファイバ3から出射される所定の波長を有する光を反射させるように、光フィルタ5の特性を予め決定しておく。   The light having a predetermined wavelength propagating through the single mode optical fiber 3 a is emitted from the tip of the GI fiber 3 b and reflected by the optical filter 5. Thus, the characteristics of the optical filter 5 are determined in advance so as to reflect the light having a predetermined wavelength emitted from the optical fiber 3 with a lens.

溝2aは、レンズ付き光ファイバ3、4の光軸に対して所定の角度(図1において、光軸に直交する方向からの角度をθとする)をなして傾斜しているため、光は光フィルタ5によって、レンズ付き光ファイバ3の光軸に対して所定の角度をなして反射される。フェルール2は透明なガラスでできているため、光学素子5で反射された光はフェルール2を透し、受光素子14に入射する。このように、溝2aが光軸に対して傾斜しているため、光フィルタ5で反射された光のうちの、レンズ付き光ファイバ3に戻る反射戻り光を減少させることができる。それとともに、反射光を、光複合デバイス1の外部に設置した受光素子14に入射させることが可能となる。 Groove 2a is (1, the angle from the direction perpendicular to the optical axis and theta g) a predetermined angle to the optical axis of the lensed optical fiber 3 and 4 because of the inclined at a light Is reflected by the optical filter 5 at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical fiber 3 with a lens. Since the ferrule 2 is made of transparent glass, the light reflected by the optical element 5 passes through the ferrule 2 and enters the light receiving element 14. Thus, since the groove 2a is inclined with respect to the optical axis, the reflected return light returning to the optical fiber 3 with a lens out of the light reflected by the optical filter 5 can be reduced. At the same time, the reflected light can be incident on the light receiving element 14 installed outside the optical composite device 1.

尚、フェルール2の側面にカットフィルタ9aを設けた場合は、フェルール2を透過した光は更にカットフィルタ9aを透過する。このカットフィルタ9aを設けることにより、光結合損失、光散乱又は光クロストークの影響を小さくすることが可能となる。また、カットフィルタ9aの代わりにARコート付きガラス基板を設けることにより、反射損失及び光散乱を抑制することができる。   When the cut filter 9a is provided on the side surface of the ferrule 2, the light transmitted through the ferrule 2 further passes through the cut filter 9a. By providing this cut filter 9a, it becomes possible to reduce the influence of optical coupling loss, light scattering, or optical crosstalk. Further, by providing a glass substrate with an AR coat instead of the cut filter 9a, reflection loss and light scattering can be suppressed.

一方、発光素子12から出射された光はシングルモード光ファイバ4aに入射し、シングルモード光ファイバ4aを伝播してGIファイバ4bから出射し、光学素子基板7bに入射する。このとき、溝2aが光軸に対して傾斜しているため、GIファイバ4bの端面で反射された光のうち、レンズ付き光ファイバ4に戻る反射戻り光を減少させることができる。   On the other hand, the light emitted from the light emitting element 12 enters the single mode optical fiber 4a, propagates through the single mode optical fiber 4a, exits from the GI fiber 4b, and enters the optical element substrate 7b. At this time, since the groove 2a is inclined with respect to the optical axis, the reflected return light returning to the optical fiber with lens 4 out of the light reflected by the end face of the GI fiber 4b can be reduced.

光学素子基板7bに入射した光は、光学素子基板7bを透過して光アイソレータ素子6の偏光子6cに入射する。偏光子6cに入射した光は、所定の方向に軸を持った直線偏光であり、偏光子6cの入射偏方向とほぼ一致しているので、低損失で光は通過して、ファラデー回転子6aに入射する。ファラデー回転子6aの回転角は45度であるため、ファラデー回転子6aを透過すると軸が45度傾いた直線偏光となる。そして、偏光子6cに対して偏光方向が45度傾いた偏光子6bに入射する。ファラデー回転子6aによって直線偏光は45度傾いているため、光は偏光子6bを透過する。   The light incident on the optical element substrate 7 b passes through the optical element substrate 7 b and enters the polarizer 6 c of the optical isolator element 6. The light incident on the polarizer 6c is linearly polarized light having an axis in a predetermined direction and substantially coincides with the incident polarization direction of the polarizer 6c. Therefore, the light passes with low loss, and the Faraday rotator 6a. Is incident on. Since the rotation angle of the Faraday rotator 6a is 45 degrees, when the light passes through the Faraday rotator 6a, it becomes linearly polarized light whose axis is inclined by 45 degrees. And it injects into the polarizer 6b whose polarization direction inclined 45 degree | times with respect to the polarizer 6c. Since the linearly polarized light is inclined 45 degrees by the Faraday rotator 6a, the light passes through the polarizer 6b.

そして、光アイソレータ素子6を透過した光は、更に光学素子基板7a及び光フィルタ5を透過し、フェルール2内のGIファイバ3bに入射する。このように、レンズ付き光ファイバ4から出射される所定の波長を有する光を透過させるように、光フィルタ5の特性を予め決定しておく。GIファイバ3bに入射した光はシングルモード光ファイバ3aに入射し、シングルモード光ファイバ3aを伝播していく。光がGIファイバ3bに入射する際に、光フィルタ5や光学素子基板7a等の素子で反射され、反射光が偏光子6bに入射する場合がある。偏光子6bに入射し透過した直線偏光の反射光は、ファラデー回転子6aを透過すると更に軸が45度傾く。従って、ファラデー回転子6aを2回透過することにより、偏光方向が90度回転することとなる。その結果、反射光は偏光子6cを透過することができず、レンズ付き光ファイバ4に反射光が戻ることがない。   The light transmitted through the optical isolator element 6 further passes through the optical element substrate 7 a and the optical filter 5 and enters the GI fiber 3 b in the ferrule 2. As described above, the characteristics of the optical filter 5 are determined in advance so as to transmit light having a predetermined wavelength emitted from the optical fiber 4 with a lens. The light incident on the GI fiber 3b enters the single mode optical fiber 3a and propagates through the single mode optical fiber 3a. When light enters the GI fiber 3b, it may be reflected by elements such as the optical filter 5 and the optical element substrate 7a, and the reflected light may enter the polarizer 6b. The linearly polarized reflected light incident on and transmitted through the polarizer 6b is further tilted by 45 degrees when transmitted through the Faraday rotator 6a. Therefore, the polarization direction is rotated 90 degrees by passing through the Faraday rotator 6a twice. As a result, the reflected light cannot pass through the polarizer 6c, and the reflected light does not return to the optical fiber 4 with a lens.

また、レンズ付き光ファイバ4から出射した光の一部が、偏光子6cの端面で反射されるが、光アイソレータ素子6が光軸に対して所定の角度(図1において、光軸に直交する方向からの角度をθとする)をなして傾斜しているため、レンズ付き光ファイバ4に戻る反射戻り光を減少させることができる。 A part of the light emitted from the optical fiber 4 with a lens is reflected by the end face of the polarizer 6c, but the optical isolator element 6 is at a predetermined angle with respect to the optical axis (in FIG. 1, orthogonal to the optical axis). due to the inclined at an angle from the direction and theta f), it is possible to reduce the reflected return light returning to the lensed optical fiber 4.

このように、溝2a及び光アイソレータ素子6が、それぞれ光軸に対して所定の角度をなしているため、レンズ付き光ファイバ3、4に戻る反射戻り光を減少させることが可能となる。そして、傾斜角度を大きくするほど、反射戻り光を更に減少させることが可能となる。   As described above, since the groove 2a and the optical isolator element 6 each have a predetermined angle with respect to the optical axis, it is possible to reduce the reflected return light returning to the optical fibers 3 and 4 with a lens. And it becomes possible to reduce reflected return light further, so that an inclination angle is enlarged.

しかしながら、溝2aが所定の角度をなして斜めに傾斜しているため、レンズ付き光ファイバ4から出射された光がレンズ付き光ファイバ3に入射するまでの間に、大きな光軸ずれが生じ、レンズ付き光ファイバ3に結合する際の損失が大きくなってしまう。このとき、複合光学素子のうち、屈折率が最も大きい素子の角度を調整することにより、その光軸ずれを補正することができる。   However, since the groove 2a is inclined obliquely at a predetermined angle, a large optical axis shift occurs until the light emitted from the optical fiber 4 with a lens enters the optical fiber 3 with a lens, Loss when coupled to the optical fiber 3 with a lens is increased. At this time, the optical axis deviation can be corrected by adjusting the angle of the compound optical element having the largest refractive index.

本実施形態においては、ファラデー回転子6aの屈折率が最も大きく、レンズ付き光ファイバ3、4との比屈折率差が最も大きい。このファラデー回転子6aを所定の角度をなして傾斜させることにより、光軸ずれを補正することができる。つまり、屈折率差が最も大きい素子(本実施形態ではファラデー回転子6a)を斜めに配置することにより、溝2aに入射する際に屈折させられた方向と反対の方向に光を屈折させ、光軸ずれを相殺して、光軸ずれがない状態でレンズ付き光ファイバ3に入射させる。このように、屈折率が最も大きい素子で光を反対の方向に屈折させて光軸ずれを相殺することにより、光ファイバ間の結合損失を小さくすることができる。   In the present embodiment, the refractive index of the Faraday rotator 6a is the largest, and the relative refractive index difference between the optical fibers 3 and 4 with a lens is the largest. By tilting the Faraday rotator 6a at a predetermined angle, the optical axis deviation can be corrected. That is, by disposing the element having the largest refractive index difference (in this embodiment, the Faraday rotator 6a) obliquely, the light is refracted in the direction opposite to the direction refracted when entering the groove 2a. The axial deviation is canceled out, and the light is incident on the optical fiber 3 with a lens without any optical axis deviation. In this way, the coupling loss between the optical fibers can be reduced by refracting light in the opposite direction with an element having the highest refractive index to cancel the optical axis deviation.

(実施例)
次に、光複合デバイス1の外部に光を出射させる角度について、図4乃至図8を参照しつつ具体的に説明する。図4は、実施例1及び実施例2における光複合デバイスの断面図である。図5は、実施例3及び実施例4における光複合デバイスの断面図である。図6は、実施例5及び実施例6における光複合デバイスの断面図である。図7及び図8は、実施例1乃至実施例6をまとめた表である。
(Example)
Next, the angle at which light is emitted to the outside of the optical composite device 1 will be specifically described with reference to FIGS. 4 to 8. FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical composite device according to the first and second embodiments. FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical composite device according to the third and fourth embodiments. FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical composite device in Example 5 and Example 6. 7 and 8 are tables summarizing Examples 1 to 6. FIG.

(実施例1)
実施例1において、光複合デバイス1の構成を具体的に、以下のようにした。
フェルール2(ホウケイ酸ガラス)の屈折率:1.49
光複合デバイス1の外部空間:空気(屈折率=1.00)
溝2aの角度θ:45°
(Example 1)
In Example 1, the configuration of the optical composite device 1 was specifically as follows.
Refractive index of ferrule 2 (borosilicate glass): 1.49
External space of the optical composite device 1: air (refractive index = 1.00)
Angle θ g of groove 2a: 45 °

上記の条件下では、レンズ付き光ファイバ3から出射された光は、図4に示すように、光フィルタ5により反射角度θ=90°(レンズ付き光ファイバ3の光軸となす角度)で反射される。そして、フェルール2内を透過し、フェルール2と外部空間(空気)との境界面に垂直に入射する。つまり、境界面に垂直な方向を基準軸とした場合、その基準軸に対して角度θ=0°で入射する。そして、外部空間(空気)に垂直に出射する。つまり、基準軸に対して角度θ=0°で出射する。フェルール2から出射された光は、外部の受光素子14で受光される。 Under the above conditions, the light emitted from the optical fiber 3 with a lens is reflected by an optical filter 5 at a reflection angle θ r = 90 ° (angle formed with the optical axis of the optical fiber 3 with a lens) as shown in FIG. Reflected. The light then passes through the ferrule 2 and enters the boundary surface between the ferrule 2 and the external space (air) perpendicularly. In other words, when the direction perpendicular to the boundary surface is taken as the reference axis, the light enters the angle θ 1 = 0 ° with respect to the reference axis. And it radiate | emits perpendicular | vertical to external space (air). That is, the light is emitted at an angle θ 2 = 0 ° with respect to the reference axis. The light emitted from the ferrule 2 is received by the external light receiving element 14.

(実施例2)
フェルール2(石英ガラス)の屈折率:1.44
光複合デバイス1の外部空間:樹脂(屈折率=1.52)
溝2aの角度θ:45°
(Example 2)
Refractive index of ferrule 2 (quartz glass): 1.44
External space of the optical composite device 1: resin (refractive index = 1.52)
Angle θ g of groove 2a: 45 °

上記の条件下では、光ファイバ3から出射された光は、図4に示すように、光フィルタ5により反射角度θ=90°で反射される。そして、フェルール2内を透過し、フェルール2と外部空間(樹脂)との境界面に垂直に入射する。つまり、境界面に垂直な方向を基準軸とした場合、その基準軸に対して角度θ=0°で入射する。そして、外部空間(空気)に垂直に出射する。つまり、基準軸に対して角度θ=0°で出射する。フェルール2から出射された光は、受光素子14で受光される。 Under the above conditions, the light emitted from the optical fiber 3 is reflected by the optical filter 5 at a reflection angle θ r = 90 ° as shown in FIG. The light then passes through the ferrule 2 and enters the boundary surface between the ferrule 2 and the external space (resin) perpendicularly. In other words, when the direction perpendicular to the boundary surface is taken as the reference axis, the light enters the angle θ 1 = 0 ° with respect to the reference axis. And it radiate | emits perpendicular | vertical to external space (air). That is, the light is emitted at an angle θ 2 = 0 ° with respect to the reference axis. The light emitted from the ferrule 2 is received by the light receiving element 14.

実施例1及び実施例2から分かるように、溝2aの角度を45°とし、フェルール2と外部空間との境界面に光を垂直に入射させる構成の場合、光はフェルール2から外部空間に垂直に出射されることになる。   As can be seen from the first and second embodiments, when the angle of the groove 2a is 45 ° and light is vertically incident on the boundary surface between the ferrule 2 and the external space, the light is perpendicular to the external space from the ferrule 2. Will be emitted.

(実施例3)
実施例3において、光複合デバイス1の構成を具体的に、以下のようにした。
フェルール2(ホウケイ酸ガラス)の屈折率:1.49
光複合デバイス1の外部空間:空気(屈折率=1.00)
溝2aの角度θ:30°
(Example 3)
In Example 3, the configuration of the optical composite device 1 was specifically set as follows.
Refractive index of ferrule 2 (borosilicate glass): 1.49
External space of the optical composite device 1: air (refractive index = 1.00)
Angle θ g of groove 2a: 30 °

上記の条件下では、光ファイバ3から出射された光は、図5に示すように、光フィルタ5により反射角度θ=60°で反射される。そして、フェルール2内を透過し、フェルール2と外部空間(空気)との境界面に入射角度θ=30°で入射する。そして、外部空間(空気)に出射角度θ=約48.2°で出射する。フェルール2から出射された光は、受光素子14で受光される。 Under the above conditions, the light emitted from the optical fiber 3 is reflected by the optical filter 5 at a reflection angle θ r = 60 ° as shown in FIG. Then, the light passes through the ferrule 2 and enters the boundary surface between the ferrule 2 and the external space (air) at an incident angle θ 1 = 30 °. And it radiate | emits by the output angle (theta) 2 = about 48.2 degrees to external space (air). The light emitted from the ferrule 2 is received by the light receiving element 14.

(実施例4)
実施例4において、光複合デバイス1の構成を具体的に、以下のようにした。
フェルール2(石英ガラス)の屈折率:1.44
光複合デバイス1の外部空間:樹脂(屈折率=1.52)
溝2aの角度θ:30°
Example 4
In Example 4, the configuration of the optical composite device 1 was specifically set as follows.
Refractive index of ferrule 2 (quartz glass): 1.44
External space of the optical composite device 1: resin (refractive index = 1.52)
Angle θ g of groove 2a: 30 °

上記の条件下では、光ファイバ3から出射された光は、図5に示すように、光フィルタ5により反射角度θ=60°で反射される。そして、フェルール2内を透過し、フェルール2と外部空間(樹脂)との境界面に入射角度θ=30°で入射する。そして、外部空間(樹脂)に出射角度θ=約28.3°で出射する。フェルール2から出射された光は、受光素子14で受光される。 Under the above conditions, the light emitted from the optical fiber 3 is reflected by the optical filter 5 at a reflection angle θ r = 60 ° as shown in FIG. Then, the light passes through the ferrule 2 and enters the boundary surface between the ferrule 2 and the external space (resin) at an incident angle θ 1 = 30 °. Then, the light is emitted to the external space (resin) at an emission angle θ 2 = about 28.3 °. The light emitted from the ferrule 2 is received by the light receiving element 14.

(実施例5)
実施例5において、光複合デバイス1の構成を具体的に、以下のようにした。
フェルール2(ホウケイ酸ガラス)の屈折率:1.49
光複合デバイス1の外部空間:空気(屈折率=1.00)
溝2aの角度θ:15°
(Example 5)
In Example 5, the configuration of the optical composite device 1 was specifically set as follows.
Refractive index of ferrule 2 (borosilicate glass): 1.49
External space of the optical composite device 1: air (refractive index = 1.00)
Angle θ g of groove 2a: 15 °

上記の条件下では、光ファイバ3から出射された光は、図6に示すように、光フィルタ5により反射角度θ=30°で反射される。そして、フェルール2内を透過し、フェルール2と外部空間(空気)との境界面に入射角度θ=60°で入射する。境界面に入射した光は外部空間(空気)に出射されることなく、境界面で全反射され、フェルール2内を伝播することになる。実施例5の条件下では、光ファイバ3から出射される光は光複合デバイス1の外部に出射されず、受光素子14で受光されることがない。 Under the above conditions, the light emitted from the optical fiber 3 is reflected at the reflection angle θ r = 30 ° by the optical filter 5 as shown in FIG. Then, the light passes through the ferrule 2 and enters the boundary surface between the ferrule 2 and the external space (air) at an incident angle θ 1 = 60 °. The light incident on the boundary surface is totally reflected on the boundary surface without being emitted to the external space (air), and propagates through the ferrule 2. Under the conditions of the fifth embodiment, the light emitted from the optical fiber 3 is not emitted outside the optical composite device 1 and is not received by the light receiving element 14.

(実施例6)
実施例6において、光複合デバイス1の構成を具体的に、以下のようにした。
フェルール2(石英ガラス)の屈折率:1.44
光複合デバイス1の外部空間:樹脂(屈折率=1.52)
溝2aの角度θ:15°
(Example 6)
In Example 6, the configuration of the optical composite device 1 was specifically as follows.
Refractive index of ferrule 2 (quartz glass): 1.44
External space of the optical composite device 1: resin (refractive index = 1.52)
Angle θ g of groove 2a: 15 °

上記の条件下では、光ファイバ3から出射された光は、光フィルタ5により反射角度θ=30°で反射される。そして、フェルール2内を透過し、フェルール2と外部空間(樹脂)との境界面に入射角度θ=60°で入射する。そして、外部空間(樹脂)に出射角度θ=約55.1°で出射する。フェルール2から出射された光は、受光素子14で受光される。 Under the above conditions, the light emitted from the optical fiber 3 is reflected by the optical filter 5 at a reflection angle θ r = 30 °. Then, the light passes through the ferrule 2 and enters the boundary surface between the ferrule 2 and the external space (resin) at an incident angle θ 1 = 60 °. Then, the light is emitted to the external space (resin) at an emission angle θ 2 = about 55.1 °. The light emitted from the ferrule 2 is received by the light receiving element 14.

以上、各実施例について具体的に説明したが、各実施例をまとめたものを図7及び図8の表に示す。図7は、フェルール2がホウケイ酸ガラス(屈折率=1.49)からなり、光複合デバイス1の外部空間が空気(屈折率=1.0)からなる場合において、フェルール2から外部空間に出射される光の出射角度を示す表である。   Each example has been specifically described above, but a summary of each example is shown in the tables of FIGS. FIG. 7 shows that when the ferrule 2 is made of borosilicate glass (refractive index = 1.49) and the external space of the optical composite device 1 is made of air (refractive index = 1.0), the light is emitted from the ferrule 2 to the external space. It is a table | surface which shows the emission angle of the light to be performed.

図7の表から分かるように、「フェルール2の屈折率>外部空間の屈折率」という条件下では、境界面への入射角度θが臨界角θ:sinθ=(外部空間の屈折率/フェルール2の屈折率)を超えると全反射により、光は外部空間に出射することはない。本実施例においては、臨界角度θ=約42.2°となる。 As can be seen from the table of FIG. 7, under the condition “refractive index of ferrule 2> refractive index of external space”, the incident angle θ 1 to the boundary surface is critical angle θ c : sin θ c = (refractive index of external space / Refractive index of ferrule 2), light does not exit to the external space due to total reflection. In this embodiment, the critical angle θ c = about 42.2 °.

また、図8は、フェルール2が石英ガラス(屈折率=1.44)からなり、光複合デバイス1の外部空間が樹脂(屈折率=1.52)からなる場合において、フェルール2から外部空間に出射される光の出射角度を示す表である。   FIG. 8 shows the case where the ferrule 2 is made of quartz glass (refractive index = 1.44) and the external space of the optical composite device 1 is made of resin (refractive index = 1.52). It is a table | surface which shows the outgoing angle of the light radiate | emitted.

図8の表から分かるように、「フェルール2の屈折率<外部空間の屈折率」という条件下では、溝2aに設置された光フィルタ5により反射された光が境界面に達することができれば、外部空間に光を出射させることが可能となる。   As can be seen from the table of FIG. 8, under the condition “refractive index of ferrule 2 <refractive index of external space”, if the light reflected by the optical filter 5 installed in the groove 2a can reach the boundary surface, Light can be emitted to the external space.

以上のように、レンズ付き光ファイバ3から光複合デバイス1の外部に光を出射させるためには、フェルール2の屈折率と光複合デバイス1の外部の屈折率とにより、溝部2aの傾斜角度θを適切な角度に変える必要がある。本願発明の「光ファイバ支持体の外部に出射されるような角度」とは、上述したように、フェルール2の屈折率と外部の屈折率に応じた適切な角度となっている。 As described above, in order to emit light from the optical fiber with lens 3 to the outside of the optical composite device 1, the inclination angle θ of the groove 2a is determined by the refractive index of the ferrule 2 and the refractive index of the optical composite device 1. It is necessary to change g to an appropriate angle. As described above, the “angle that is emitted to the outside of the optical fiber support” in the present invention is an appropriate angle corresponding to the refractive index of the ferrule 2 and the external refractive index.

(実施例7)
次に、光軸ずれを調整する一実施例について図9を参照しつつ説明する。図9は、光アイソレータ素子6(ファラデー回転子6a)の角度θに対する、光がレンズ付き光ファイバ3に入射するときの光軸ずれを表したグラフである。
(Example 7)
Next, an embodiment for adjusting the optical axis deviation will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a graph showing the optical axis deviation when light is incident on the optical fiber 3 with a lens with respect to the angle θ f of the optical isolator element 6 (Faraday rotator 6a).

本実施例において、光複合デバイス1の構成を具体的に、以下のようにした。
シングルモード光ファイバ3a、4a:クラッド径が125[μm]で、モードフィールド径が約9.5[μm]の石英系のシングルモード光ファイバを使用した。
GIファイバ3b、4b:軸上屈折率n0=1.446、比屈折率差=0.85%
光フィルタ5:厚さ=10[μm]で、実効屈折率n1=1.61の誘電体多層膜からなる光フィルタを使用した。この光フィルタは、1300〜1500nmの波長を有する光を透過させ、1540〜1620nmの波長を有する光を反射させる。
光学素子基板7a、7b:厚さ=500[μm]で、屈折率n4=1.51のガラス基板からなる。
ファラデー回転子6a:厚さ=360[μm]、屈折率n2=2.41
偏光子6b、6c:厚さ=200[μm]、屈折率n3=1.51
In this example, the configuration of the optical composite device 1 was specifically as follows.
Single mode optical fiber 3a, 4a: A quartz single mode optical fiber having a clad diameter of 125 [μm] and a mode field diameter of about 9.5 [μm] was used.
GI fibers 3b and 4b: On-axis refractive index n0 = 1.446, relative refractive index difference = 0.85%
Optical filter 5: An optical filter made of a dielectric multilayer film having a thickness = 10 [μm] and an effective refractive index n1 = 1.61 was used. This optical filter transmits light having a wavelength of 1300 to 1500 nm and reflects light having a wavelength of 1540 to 1620 nm.
Optical element substrates 7a and 7b: made of a glass substrate having a thickness = 500 [μm] and a refractive index n4 = 1.51.
Faraday rotator 6a: thickness = 360 [μm], refractive index n2 = 2.41
Polarizers 6b and 6c: thickness = 200 [μm], refractive index n3 = 1.51

また、発光素子12には、出力波長が1310[nm]の半導体レーザを使用し、波長が1550[nm]の光がシングルモード光ファイバ3aを伝播してくるものとする。更に、溝2aの角度θを約45度とする。 In addition, a semiconductor laser having an output wavelength of 1310 [nm] is used as the light emitting element 12, and light having a wavelength of 1550 [nm] propagates through the single mode optical fiber 3a. Moreover, the approximately 45 ° angle theta g of the groove 2a.

そして、光アイソレータ素子6の角度θを変えて、シングルモード光ファイバ3aに入射する光ビームの光軸ずれを調べた。図9にその結果を示す。同図において、横軸は光アイソレータ素子6(ファラデー回転子6a)の角度θ[度]を示しており、縦軸は光軸ずれ量[μm]を示している。 Then, the optical axis shift of the light beam incident on the single mode optical fiber 3a was examined by changing the angle θ of the optical isolator element 6. FIG. 9 shows the result. In the figure, the horizontal axis indicates the angle θ f [degree] of the optical isolator element 6 (Faraday rotator 6a), and the vertical axis indicates the optical axis deviation [μm].

同図に示すように、光アイソレータ素子6(ファラデー回転子6a)の角度θが約28度のとき、光軸ずれがほぼ0[μm]となる。つまり、光アイソレータ素子6(ファラデー回転子6a)を溝部2aの傾斜方向と反対の方向に傾斜させることにより、屈折率が異なる物質により屈折されて生じた光軸ずれを全体として相殺し、光軸ずれを減少させることが可能となる。 As shown in the figure, when the angle θ f of the optical isolator element 6 (Faraday rotator 6a) is about 28 degrees, the optical axis deviation is almost 0 [μm]. In other words, by tilting the optical isolator element 6 (Faraday rotator 6a) in a direction opposite to the tilt direction of the groove 2a, the optical axis shift caused by refraction by a material having a different refractive index is canceled as a whole, and the optical axis The deviation can be reduced.

このように光軸ずれがなくなることにより、レンズ付き光ファイバ4から出射した光がレンズ付き光ファイバ3に入射する際に生じる結合損失を減少させることが可能となる。   By eliminating the optical axis deviation in this way, it is possible to reduce the coupling loss that occurs when the light emitted from the optical fiber 4 with a lens enters the optical fiber 3 with a lens.

尚、本実施形態においては、偏光子6b、6cもファラデー回転子6aを同じように斜めに傾けているが、光学素子基板7a、7bと偏光子6b、6cの屈折率の差が小さいため、偏光子6b、6cを傾けても光軸ずれの補正効果はほとんどない。つまり、屈折率差が小さいため、偏光子6b、6cではほとんど屈折されず、光軸ずれを相殺することができないからである。従って、光軸ずれの補正効果は主にファラデー回転子6aで得られ、ファラデー回転子6aのみを斜めに傾けても同じ効果が得られる。   In the present embodiment, the polarizers 6b and 6c are also inclined in the same manner as the Faraday rotator 6a, but the difference in refractive index between the optical element substrates 7a and 7b and the polarizers 6b and 6c is small. Even if the polarizers 6b and 6c are inclined, there is almost no effect of correcting the optical axis deviation. That is, since the refractive index difference is small, the polarizers 6b and 6c are hardly refracted, and the optical axis deviation cannot be offset. Therefore, the effect of correcting the optical axis deviation is mainly obtained by the Faraday rotator 6a, and the same effect can be obtained by tilting only the Faraday rotator 6a.

また、溝2aが約45度の角度をなして傾斜しているため、シングルモード光ファイバ3aを伝播してきた波長が1550[nm]の光は、光学素子5によって、光軸に対して約90度の方向に反射されることとなる。つまり、光複合デバイス1に対して直交する方向に反射させることができるため、受光素子14に効率よく入射させることが可能となる。   Further, since the groove 2a is inclined at an angle of about 45 degrees, the light having a wavelength of 1550 [nm] propagating through the single mode optical fiber 3a is about 90 with respect to the optical axis by the optical element 5. It will be reflected in the direction of degrees. In other words, since the light can be reflected in a direction orthogonal to the optical composite device 1, the light can be efficiently incident on the light receiving element 14.

また、発光素子12から出射した光と光ファイバとの結合を良好にするために、シングルモード光ファイバ4aの先端に、比屈折率差が高く、コア径の小さい(シングルモードの条件を満たした)光ファイバを融着固定すると良い。尚、シングルモード光ファイバ4aと、比屈折率差が高く、コア径が小さい光ファイバ(HiΔ光ファイバ)との融着部分は、それぞれコア径が大きく異なるので損失を生じてしまう。しかし、融着部分を加熱処理することにより、HiΔ光ファイバのコア径を所定の領域で段階的に拡大することが可能となる。この処理により、融着部分での損失を低減することが可能となる。   Further, in order to improve the coupling between the light emitted from the light emitting element 12 and the optical fiber, the tip of the single mode optical fiber 4a has a high relative refractive index difference and a small core diameter (single mode conditions are satisfied. ) It is better to fuse and fix the optical fiber. It should be noted that the fused portion between the single mode optical fiber 4a and an optical fiber (HiΔ optical fiber) having a high relative refractive index difference and a small core diameter has a large difference in core diameter, resulting in loss. However, the core diameter of the HiΔ optical fiber can be expanded stepwise in a predetermined region by heat-treating the fused portion. By this process, it is possible to reduce the loss at the fused portion.

例えば、発光素子12から出射される光のスポットサイズが約1.0[μm]の場合、モードフィールド径が約9.5[μm]のシングルモード光ファイバ4aで直接受光すると、コア径が大きすぎるため、結合する際に損失が生じてしまう。その結合損失を減少させることが可能な複合光ファイバについて、図10を参照しつつ説明する。図10は、別の実施形態に係る複合光ファイバの断面図である。   For example, when the spot size of the light emitted from the light emitting element 12 is about 1.0 [μm], when the light is directly received by the single mode optical fiber 4a having the mode field diameter of about 9.5 [μm], the core diameter is large. Therefore, a loss occurs in the coupling. A composite optical fiber capable of reducing the coupling loss will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a composite optical fiber according to another embodiment.

同図に示すように、この実施形態に係る複合光ファイバは、比屈折率差が高く、コア径が小さい光ファイバ4cと、シングルモード光ファイバ4aの接合間に設置される熱処置済みTEC光ファイバ4dと、シングルモード光ファイバ4aと、その先端に融着により固定されたGIファイバ4bとからなる。   As shown in the figure, the composite optical fiber according to this embodiment is a heat-treated TEC light installed between the optical fiber 4c having a high relative refractive index difference and a small core diameter and the single mode optical fiber 4a. It consists of a fiber 4d, a single mode optical fiber 4a, and a GI fiber 4b fixed to the tip thereof by fusion.

ここで、各光ファイバの構成について説明する。
シングルモード光ファイバ4a:コア径が約9.5[μm]、比屈折率差が0.3%
光ファイバ4c:コア径が約4[μm]、比屈折率差が1.2%
TEC光ファイバ4d:光ファイバ4cに面する側からシングルモード光ファイバ4aに向かって徐々にコア径が大きくなっている。具体的には、光ファイバ4cに面する部分のコア径は約4[μm]で、シングルモード光ファイバ4aに向かって徐々にコア径が大きくなり、シングルモード光ファイバ4aに面する部分ではコア径は約9.5[μm]となる。
Here, the configuration of each optical fiber will be described.
Single mode optical fiber 4a: Core diameter is about 9.5 [μm], relative refractive index difference is 0.3%
Optical fiber 4c: Core diameter is about 4 [μm], relative refractive index difference is 1.2%
TEC optical fiber 4d: The core diameter gradually increases from the side facing the optical fiber 4c toward the single mode optical fiber 4a. Specifically, the core diameter of the portion facing the optical fiber 4c is about 4 [μm], the core diameter gradually increases toward the single mode optical fiber 4a, and the core facing the single mode optical fiber 4a. The diameter is about 9.5 [μm].

コア径が徐々に変化するTEC光ファイバ4dは、周囲から熱を加えて、コア内に含まれるGe等のドーパントをクラッドに拡散させ、屈折率を変化させることにより作製される。   The TEC optical fiber 4d having a gradually changing core diameter is manufactured by applying heat from the periphery, diffusing a dopant such as Ge contained in the core into the cladding, and changing the refractive index.

このように、発光素子12から出射した光をコア径の小さい光ファイバ4cで受光することにより、コア径が大きいシングルモード光ファイバ4aで直接受光する場合と比べて、結合損失を減少させることができる。そして、光ファイバ4cとシングルモード光ファイバ4aとの間に、TEC光ファイバ4dを挟むことにより、コア径の小さい光ファイバ4cからコア径を徐々に拡大させて、コア径が大きいシングルモード光ファイバ4aに結合させることが可能となる。   Thus, by receiving the light emitted from the light emitting element 12 with the optical fiber 4c having a small core diameter, the coupling loss can be reduced as compared with the case of directly receiving the light with the single mode optical fiber 4a having the large core diameter. it can. Then, by sandwiching the TEC optical fiber 4d between the optical fiber 4c and the single mode optical fiber 4a, the core diameter is gradually increased from the optical fiber 4c having a small core diameter, and the single mode optical fiber having a large core diameter is obtained. 4a can be combined.

本願発明の実施形態に係る光複合デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the optical composite device which concerns on embodiment of this invention. 本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの上面図である。It is a top view of the optical transmission / reception module which concerns on embodiment of this invention. 本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical transmission / reception module which concerns on embodiment of this invention. 本願発明の一実施例を示す光複合デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the optical composite device which shows one Example of this invention. 本願発明の一実施例を示す光複合デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the optical composite device which shows one Example of this invention. 本願発明の一実施例を示す光複合デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the optical composite device which shows one Example of this invention. 本願発明の実施例をまとめた表である。It is the table | surface which put together the Example of this invention. 本願発明の実施例をまとめた表である。It is the table | surface which put together the Example of this invention. 本願発明の実施形態に係る光アイソレータの角度変化に対する、光の光軸ずれを表すグラフである。It is a graph showing the optical axis offset of light with respect to the angle change of the optical isolator which concerns on embodiment of this invention. 本願発明の別の実施形態に係る光ファイバの断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber which concerns on another embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光複合デバイス
2 フェルール
3、4 レンズ付き光ファイバ
5 光フィルタ
6a ファラデー回転子
6b、6c 偏光子
7a、7b 光学素子基板
8 磁石
9 基板
9a カットフィルタ
10 光送受信モジュール
11 実装用基板
12 発光素子
13 モニター受光素子
14 受光素子
15 プリアンプ
16、17 V溝
18 溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical composite device 2 Ferrule 3, 4 Optical fiber with lens 5 Optical filter 6a Faraday rotator 6b, 6c Polarizer 7a, 7b Optical element board | substrate 8 Magnet 9 Board | substrate 9a Cut filter 10 Optical transmission / reception module 11 Mounting board 12 Light emitting element 13 Monitor light receiving element 14 Light receiving element 15 Preamplifier 16, 17 V groove 18 groove

Claims (9)

直線状に配置された第1の光ファイバと、
前記第1の光ファイバとほぼ同一直線状に配置された第2の光ファイバと、
光透過性を有し、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバを支持し、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの間に前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバの光軸に対して第1の角度をなして斜めに形成された溝部を有する光ファイバ支持体と、
前記溝部内に設置された複合光学素子と、を有し、
前記複合光学素子は、少なくとも、ファラデー回転子及び前記ファラデー回転子の両側に設置された偏光子を有する光アイソレータ素子と、前記溝部の少なくとも一方の断面に設置された光フィルタ又はミラーとを有し、
前記第1の角度は、前記第1の光ファイバ又は前記第2の光ファイバから出射され、前記フィルタ又は前記ミラーにより反射される光が、前記光ファイバ支持体の外部に出射される角度であることを特徴とする光複合デバイス。
A first optical fiber arranged in a straight line;
A second optical fiber disposed substantially collinearly with the first optical fiber;
It has optical transparency, supports the first optical fiber and the second optical fiber, and the first optical fiber and the second optical fiber between the first optical fiber and the second optical fiber. An optical fiber support having a groove formed obliquely at a first angle with respect to the optical axis of the two optical fibers;
A composite optical element installed in the groove,
The composite optical element has at least an optical isolator element having a Faraday rotator and a polarizer installed on both sides of the Faraday rotator, and an optical filter or mirror installed on at least one cross section of the groove. ,
The first angle is an angle at which light emitted from the first optical fiber or the second optical fiber and reflected by the filter or the mirror is emitted to the outside of the optical fiber support. An optical composite device characterized by that.
前記複合光学素子は、前記光アイソレータ素子と前記光フィルタ又は前記ミラーとの間に、楔型形状の光学素子を有し、
前記光フィルタ又は前記ミラーと、前記楔型形状の光学素子と、前記光アイソレータ素子とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光複合デバイス。
The composite optical element has a wedge-shaped optical element between the optical isolator element and the optical filter or the mirror,
The optical composite device according to claim 1, wherein the optical filter or the mirror, the wedge-shaped optical element, and the optical isolator element are integrally formed.
前記第1の光ファイバは、第1のシングルモード光ファイバの先端に第1の屈折率分布型光ファイバが設置され、
前記第2の光ファイバは、第2のシングルモード光ファイバの先端に第2の屈折率分布型光ファイバが設置され、
前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバは、前記第1の屈折率分布型光ファイバと前記第2の屈折率分布型光ファイバとが互いに向かい合うように配置され、
前記第1の屈折率分布型光ファイバの長さと前記第2の屈折率分布型光ファイバの長さとがほぼ同じであることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光複合デバイス。
The first optical fiber has a first gradient index optical fiber installed at the tip of the first single mode optical fiber,
The second optical fiber is provided with a second gradient index optical fiber at the tip of the second single mode optical fiber,
The first optical fiber and the second optical fiber are arranged such that the first gradient index optical fiber and the second gradient index optical fiber face each other,
3. The light according to claim 1, wherein a length of the first gradient index optical fiber and a length of the second gradient index optical fiber are substantially the same. 4. Composite device.
前記複合光学素子のうち、前記第1の屈折率分布型光ファイバ及び前記第2の屈折率分布型光ファイバのコアの中心軸上の屈折率との差が最も大きいものが、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバの光軸に対して第2の角度をなして斜めに設置さ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複合デバイス。 Among the composite optical elements, the one having the largest difference between the refractive index on the central axis of the core of the first gradient index optical fiber and the second gradient index optical fiber is the first optical element. 4. The optical composite device according to claim 1, wherein the optical composite device is disposed obliquely at a second angle with respect to the optical axes of the optical fiber and the second optical fiber. 5. 前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバは、前記光ファイバ支持体内に挿入されて支持されてい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複合デバイス。 5. The optical composite device according to claim 1, wherein the first optical fiber and the second optical fiber are inserted into and supported by the optical fiber support body. 前記光ファイバ支持体は、表面に直線状の溝が形成され、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバは、前記直線状の溝に設置されて支持されてい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複合デバイス。 The optical fiber support has a linear groove formed on a surface thereof, and the first optical fiber and the second optical fiber are installed and supported in the linear groove. The optical composite device according to claim 1. 直線状の位置決め溝が形成された支持基板と、
前記位置決め溝に設置された請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の光複合デバイスと、
前記第2の光ファイバに光を入射させる発光素子と、
前記第1の光ファイバから出射されて前記光フィルタ又は前記ミラーで反射され、前記光ファイバ支持体を透過した光を受光する受光素子と、
を有することを特徴とする光送受信モジュール。
A support substrate on which linear positioning grooves are formed;
The optical composite device according to any one of claims 1 to 6 installed in the positioning groove,
A light emitting element for making light incident on the second optical fiber;
A light receiving element that receives light emitted from the first optical fiber, reflected by the optical filter or the mirror, and transmitted through the optical fiber support;
An optical transceiver module comprising:
前記第2の光ファイバは、前記発光素子側に、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバのコア径よりもコア径が小さい第3の光ファイバが融着固定されてい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。 In the second optical fiber, a third optical fiber having a core diameter smaller than the core diameter of the first optical fiber and the second optical fiber is fused and fixed to the light emitting element side. 8. The optical transceiver module according to claim 7, 光ファイバが支持された光ファイバ支持体を用意し、
前記光ファイバを横断し、前記光ファイバの光軸に対して第1の角度を有する溝を前記光ファイバ支持体に形成する溝形成工程と、
ファラデー回転子及び前記ファラデー回転子の両側に設置された偏光子を有する光アイソレータ素子と、楔型形状の第1の光学素子と、一方の面に光フィルタ又はミラーが設置された楔型形状の第2の光学素子と、を用意し、
前記光アイソレータ素子の一方の面に前記第1の光学素子を接着し、
前記第1の光学素子が接着された面の反対側の面に、前記光フィルタ又は前記ミラーが設置された面の反対側の面を接着させることにより、前記光アイソレータ素子の他方の面に前記第2の光学素子を接着し、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とで前記光アイソレータ素子を挟んだ構成を有し、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子と前記光アイソレータ素子とが一体化された複合光学素子を作製する複合光学素子作製工程と、
一体化された前記複合光学素子を前記光ファイバ支持体に形成された前記溝内に埋め込む工程と、
を有することを特徴とする光複合デバイスの作製方法。
Prepare an optical fiber support that supports the optical fiber,
Forming a groove in the optical fiber support that traverses the optical fiber and has a first angle with respect to the optical axis of the optical fiber;
An optical isolator element having a Faraday rotator and polarizers disposed on both sides of the Faraday rotator, a wedge-shaped first optical element, and a wedge-shaped shape in which an optical filter or mirror is installed on one surface A second optical element;
Bonding the first optical element to one surface of the optical isolator element;
The surface opposite to the surface on which the optical filter or the mirror is installed is bonded to the surface opposite to the surface to which the first optical element is bonded, so that the surface on the other side of the optical isolator element Glue the second optical element,
The optical isolator element is sandwiched between the first optical element and the second optical element, and the first optical element, the second optical element, and the optical isolator element are integrated. A composite optical element manufacturing process for manufacturing the composite optical element;
Embedding the integrated composite optical element in the groove formed in the optical fiber support;
A method for manufacturing an optical composite device, comprising:
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