JP2006154628A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 調芯後の接着固定における接着剤の硬化収縮に起因する性能劣化を抑制する。
【解決手段】 ２本の光ファイバ１１，１２の端末が平行に配置され、光ファイバ１１の端面から出射した光がレンズ１６を透過して光フィルタ１７に入射し、光フィルタ１７での反射光がレンズ１６を透過して光ファイバ１２の端面に入射する光学系を少なくとも具備する光モジュールにおいて、光ファイバ１１，１２の端末は円柱形状の光ファイバ保持器１３に挿入保持され、その光ファイバ保持器１３がスリーブ１４に挿入され、軸方向に位置合わせされて接着固定される。レンズ１６と光フィルタ１７を収容したホルダ１５はスリーブ１４の端面が突き当てられ、スリーブ１４をその軸に対して垂直方向に位置調整可能な平面（端面１５ａ）を有し、スリーブ１４とホルダ１５は上記垂直方向に位置合わせされて互いの当接面が接着固定される。
【選択図】 図１

Description

この発明は光通信等の分野において光の分波や合波等に用いられる光モジュールに関する。

図８はこの種の光モジュールの従来構成例として、特許文献１に記載されている光合波分波器を示したものであり、この例では光合波分波器１１０は互いに対向して設けられた第１光学系（第１コリメータ）１２０及び第２光学系（第２コリメータ）１３０と、波長選択フィルタ１４０と、第１光学系１２０及び第２光学系１３０を保持する円筒状の外側保持具１５０とを備えている。
第１光学系１２０は光ファイバ１２１，１２２と、これら光ファイバ１２１，１２２を保持する円柱状のファイバ保持具１２３と、円柱状をなすロッドレンズ１２４と、ファイバ保持具１２３及びロッドレンズ１２４を保持する円筒状の内側保持具１２５とを備えており、光ファイバ１２１，１２２はファイバ保持具１２３に挿通保持され、それらの端面がファイバ保持具１２３の傾斜面１２３ｃと同一平面をなすように配置されている。ファイバ保持具１２３及びロッドレンズ１２４は接着剤１２７により内側保持具１２５の内面に固定されている。

第２光学系１３０は光ファイバ１３２と、光ファイバ１３２を保持するファイバ保持具１２３と、ロッドレンズ１２４と、ファイバ保持具１２３及びロッドレンズ１２４を保持する内側保持具１２５とを備えており、光ファイバ１３２が１本である点を除いて第１光学系１２０と同様の構成とされている。
波長選択フィルタ１４０は第１光学系１２０のロッドレンズ１２４の端面に配置されている。図８中、１４２は波長選択フィルタ１４０をロッドレンズ１２４に接合するための接着剤を示す。

波長選択フィルタ１４０が配置された第１光学系１２０と第２光学系１３０とは接着剤１５２により外側保持具１５０の内面に固定されており、これにより光合波分波器１１０が構成される。
上記のような構成を有する光合波分波器１１０を用いて例えば光の分波を行う場合には波長多重信号（波長多重光）が光ファイバ１２１よりこの光合波分波器１１０に入力される。
光ファイバ１２１から入力された光はロッドレンズ１２４で平行光とされて波長選択フィルタ１４０に導かれ、特定の波長の光は波長選択フィルタ１４０を透過し、第２光学系１３０のロッドレンズ１２４で集光されて光ファイバ１３２に導かれる。一方、波長選択フィルタ１４０に導かれた光のうち、他の波長の光は波長選択フィルタ１４０により反射され、この反射光はロッドレンズ１２４で集光されて光ファイバ１２２に導かれ、このようにして光の分波が行われる。

上記のように機能する光合波分波器１１０においては、例えば第１光学系１２０において光ファイバ１２１から入力された光が光ファイバ１２２に低損失で結合するようにファイバ保持具１２３と波長選択フィルタ１４０が配置されたロッドレンズ１２４との３軸（Ｘ，Ｙ及びＺ軸）方向の調芯（アライメント）が行われ、調芯後、これらが内側保持具１２５に例えば紫外線硬化型接着剤を使用して接着固定される。
同様に、第２光学系１３０のファイバ保持具１２３とロッドレンズ１２４も調芯後、紫外線硬化型接着剤を使用して内側保持具１２５に接着固定される。さらに、第１光学系１２０の光ファイバ１２１から入力され、波長選択フィルタ１４０を透過してきた光が第２光学系１３０に入射され、低損失で光ファイバ１３２に結合するように第１光学系１２０と第２光学系１３０との調芯が行われ、調芯後、これらが外側保持具１５０に紫外線硬化型接着剤を使用して接着固定される。

即ち、調芯した状態でその調芯状態をくずさないでその場で接着固定するために、速効性のある紫外線硬化型接着剤が調芯後の固定に使用されており、そのため内側保持具１２５や外側保持具１５０は紫外線を透過することができるガラス材によって形成されている。
特開２００２−９０５７３号公報

上述したように、図８に示した従来の構造では第１光学系１２０及び第２光学系１３０におけるファイバ保持具１２３及びロッドレンズ１２４の内側保持具１２５への接着固定はファイバ保持具１２３及びロッドレンズ１２４の各外周面と内側保持具１２５の内周面とを接着するものとなっており、同様に第１光学系１２０及び第２光学系１３０の外側保持具１５０への接着固定もそれら第１、第２光学系１２０，１３０の各内側保持具１２５の外周面と外側保持具１５０の内周面とを接着するものとなっている。このことにより、以下のような問題が発生する。

即ち、ファイバ保持具１２３及びロッドレンズ１２４の外周面と内側保持具１２５の内周面との隙間及び内側保持具１２５の外周面と外側保持具１５０の内周面との隙間は調芯作業を行うためにその調整範囲を確保する必要があることから比較的大きな隙間が設けられている。
一方、紫外線硬化型接着剤も含め、一般に接着剤は硬化すると収縮する性質があるため、例えば図９にファイバ保持具１２３と内側保持具１２５の関係について例示したように、調芯後、隙間に片寄りがあると、ファイバ保持具１２３は矢印１２８で示したように接着層の厚い方へ引っ張られ、よってファイバ保持具１２３が移動して調芯位置からずれてしまうといった問題が生じる。実際にエポキシ樹脂系の接着剤の硬化収縮率は４％近くあり、このような接着剤の硬化収縮による影響は大きく、無視できない。

また、例えば接着領域が広くなると、ファイバ保持具１２３やロッドレンズ１２４の周囲に均一に、かつ気泡もなく接着剤を塗布することは極めて困難となり、このように接着層が不均一になったり、気泡が入ったりすると、接着剤が硬化収縮する際のファイバ保持具１２３やロッドレンズ１２４に作用する応力が不均一になり、それによりたとえ調芯後の隙間に片寄りがなく、均一であったとしても調芯位置からずれてしまうといったことが生じうる。
図１０は光ファイバ１２１，１２２を保持したファイバ保持具１２３がロッドレンズ１２４に対して調芯された位置から径方向（Ｘ，Ｙ方向）にずれた場合の、光ファイバ１２１から入力された光の光ファイバ１２２への結合損失（反射結合損失）を示したものであり、図１０よりＸ，Ｙ方向にわずか１μｍずれただけで０．７ｄＢ近くの損失が生じることがわかる。通信用のこの種の光モジュール（光合波分波器）においては一般にこのような結合損失は０．６ｄＢ程度が許容値（要求値）であって、このような位置ずれの発生は致命的な問題となる。

加えて、接着剤は一般に熱膨張係数が大きいので、接着層が厚くなる従来の接着方法では結合損失の温度依存性が大となり、その分性能への影響が大となり、温度安定性に劣るものとなる。
この発明の目的はこのような問題に鑑み、調芯後の接着固定に起因する性能劣化を抑制でき、かつ温度安定性も優れた光モジュールを提供することにある。

請求項１の発明によれば、２本の光ファイバの端末が互いに平行に配置され、その一方の光ファイバの端面から出射した光がレンズを透過して光フィルタに入射され、その光フィルタで反射された反射光が再び上記レンズを透過して他方の光ファイバの端面に入射する光学系を少なくとも具備する光モジュールにおいて、上記端末はそれらの光軸と中心軸が平行とされた円柱形状の光ファイバ保持器に挿入保持され、その光ファイバ保持器がスリーブに挿入され、軸方向に位置合わせされて、互いに対接する面が接着固定され、上記レンズと光フィルタとがホルダに収容固定され、上記ホルダは上記スリーブの端面が突き当てられ、スリーブをその軸に対して垂直方向に位置調整可能な平面を有し、上記スリーブとホルダとが上記垂直方向に位置合わせされて、互いの当接面が接着固定されているものとされる。

請求項２の発明では請求項１の発明において、上記スリーブとホルダは少なくとも一方が光を透過する材料で構成され、それらの上記接着固定に光硬化型接着剤が使用されているものとされる。

この発明によれば、スリーブを備え、光ファイバ保持器とスリーブとが軸方向に位置合わせされて接着固定され、そのスリーブの端面がレンズと光フィルタを保持したホルダに突き当てられ、上記軸と垂直方向に位置合わせされて互いの当接面が接着固定される構造となっているため、調芯後の接着固定における接着剤の硬化収縮に起因する調芯性能劣化を抑制でき、また温度安定性も優れた光モジュールを得ることができる。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による光モジュールの一実施例を示したものであり、この例では光モジュールは図８に示した従来の光合波分波器と同様の機能を有するものとされ、つまり光の分波や合波に用いられるものとなっている。
２本の光ファイバ１１，１２はその被覆が除去された端末が光ファイバ保持器１３に挿入保持されている。光ファイバ保持器１３は円柱形状をなし、その中心部には２つの細孔１３ａが中心軸と平行に形成されており、光ファイバ１１，１２の端末はこれら細孔１３ａに挿入されて互いに平行に配置され、それらの光軸は光ファイバ保持器１３の中心軸と平行とされている。細孔１３ａの光ファイバ１１，１２が挿入される側には光ファイバ１１，１２を挿入しやすいように誘い込み用のテーパ１３ｂが設けられている。光ファイバ１１，１２は光ファイバ保持器１３に接着剤等を使用して固定されている。

光ファイバ保持器１３に保持された光ファイバ１１，１２の端面（先端面）は光ファイバ保持器１３の端面１３ｃと同一面に位置されており、図１では詳細図示を省略しているが、この端面１３ｃには反射減衰量を抑えるために一般に斜め研磨が施され、さらに反射損失を抑えるために研磨面に反射防止膜が一般に成膜形成される。
光ファイバ１１，１２を保持した光ファイバ保持器１３は円筒体であるスリーブ１４に挿入され、軸方向（Ｚ方向）に位置合わせされて、互いに対接する面が接着固定されている。

ホルダ１５は円柱状とされてその軸心には両端面１５ａ，１５ｂからそれぞれ凹部１５ｃ，１５ｄが互いに連通して形成されており、一方の凹部１５ｃに球体をなすレンズ１６が収容固定され、他方の凹部１５ｄに光フィルタ１７が収容固定されている。なお、凹部１５ｃの底面は単なる通し穴でもよいが、レンズ１６を位置決めできるよう、さら穴形状としてもよい。光フィルタ１７はガラス等の透明基板の一面にフィルタ膜１７ａが成膜形成されてなるもので、フィルタ膜１７ａが内面側とされて、つまりレンズ１６と対向されて収容されている。これらレンズ１６及び光フィルタ１７のホルダ１５への固定は例えば接着剤を使用して行われる。

レンズ１６及び光フィルタ１７を保持したホルダ１５はそのレンズ１６が位置する側の端面１５ａがスリーブ１４の端面１４ａと当接され、面内方向（Ｘ，Ｙ方向）に位置合わせされて、互いの当接面が接着固定されている。
一方、ホルダ１５の他方の端面１５ｂには円板状をなすホルダ１８が接着固定されて配置され、このホルダ１８には球体をなすレンズ１９が取り付けられている。ホルダ１８にはその中心に貫通孔１８ａが形成され、さらにホルダ１５と当接する面１８ｂと反対側の面１８ｃには貫通孔１８ａが形成されており、これにレンズ１９が位置決めされて接着固定されている。なおこの貫通孔１８ａは単なる通し穴でもよいが、図に示すようにこれを拡径してなるさら穴状の凹部１８ｄを形成してもよい。

ホルダ１８の面１８ｃには円筒体のスリーブ２０がその端面２０ａが突き当てられて接着固定され、このスリーブ２０に光ファイバ保持器２１が挿入されて接着固定されている。光ファイバ保持器２１は光ファイバ保持器１３と同様、円柱形状をなし、テーパ２１ｂを備えた細孔２１ａを有するものとされる。この細孔２１ａには光ファイバ２２の被覆が除去された端末が挿入保持され、その光軸は光ファイバ保持器２１の中心軸と平行とされている。光ファイバ２２は光ファイバ保持器２１に接着剤等を使用して固定されている。
光ファイバ２２の端面が位置する光ファイバ保持器２１の端面２１ｃは詳細図示を省略しているが、光ファイバ保持器１３の端面１３ｃと同様、一般に斜め研磨が施され、さらに反射防止膜が成膜形成される。

なお、ホルダ１５とホルダ１８及びホルダ１８とスリーブ２０とはそれぞれ当接する面内方向（Ｘ，Ｙ方向）に位置合わせされて接着固定され、またスリーブ２０と光ファイバ保持器２１とは軸方向（Ｚ方向）に位置合わせされて接着固定される。
上記のように互いに接着一体化されてなる各部はこの例では円筒状をなすカバー２３に収納されている。図１中、２４は充填物を示す。
上記のような構成とされた光モジュールにおいては、例えば光ファイバ１１の端面から出射した光はレンズ１６を透過して光フィルタ１７に入射され、光フィルタ１７で反射された反射光が再びレンズ１６を透過して光ファイバ１２の端面に入射するものとなっており、一方光フィルタ１７を透過した透過光はレンズ１９を透過して光ファイバ２２の端面に入射するものとなっている。

次に、このような構成を有する光モジュールの各部の位置決め固定方法について順を追って詳細に説明する。
（１）光ファイバ１１，１２が光ファイバ保持器１３に保持されてなるファイバＡｓｓｙ １Ａがスリーブ１４に挿入され、レンズ１６及び光フィルタ１７がホルダ１５に収容固定されてなるレンズＡｓｓｙ １Ｂと共に調芯装置にセットされる。レンズＡｓｓｙ １Ｂは調芯装置に固定され、一方ファイバＡｓｓｙ １ＡはレンズＡｓｓｙ １Ｂの真上に配置され、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動可能なアームに取り付けられる。この状態でファイバＡｓｓｙ １Ａが挿入されているスリーブ１４はその端面１４ａが自由落下状態でホルダ１５の端面１５ａに接している。光ファイバ１１には光源より光が入射され、光ファイバ１２には光モニタ用の光パワーメータが接続される。

（２）調芯装置のアームを動かし、光パワーメータの指示が最大となるようにファイバＡｓｓｙ １Ａの位置を調整する。光パワーメータの指示が最大となったところでスリーブ１４と光ファイバ保持器１３とが接着剤で固定される。接着固定方法には以下の（ａ）〜（ｄ）に示すように各種の方法があり、いずれかの方法が使用される。
（ａ）紫外線硬化型接着剤で固定する方法
（ｂ）熱硬化併用タイプの紫外線硬化型接着剤を使用し、紫外線で硬化させた後、アームから取り外し、熱硬化させる方法
（ｃ）例えば瞬間接着剤などの速効性の接着剤を使用し、固定する方法
（ｄ）上記(ａ)〜(ｃ)のいずれかの方法で接着した後、さらに、アームから取り外した状態で、より接着強度及び耐久性のある例えば熱硬化型のエポキシ接着剤を接着面の外周の両部材の境界の部位に適用し硬化させて固定を補強する方法
ここで特に上記(ｄ)の方法は、紫外線硬化型や速効性の接着剤が仮固定の用途に適した接着剤であり、接着強度や高温高湿環境での耐久性という点では優れないことに鑑みて、好適な方法である。

（３）スリーブ１４が接着固定されたファイバＡｓｓｙ １Ａをホルダ１５の対向する端面１５ａに突き当て、再調芯した後、接着剤で固定する。スリーブ１４の端面１４ａに接着剤を塗布するタイミングは再調芯の前または再調芯し、その後ファイバＡｓｓｙ １ＡをＺ方向に引き上げて接着剤を塗布し、再々調芯（微調）する方法がある。接着は調芯状態で調芯装置から取り外すことなく、接着剤を硬化させることが条件となるため、速効性の接着剤が使用され、その方法として上記と同様、（ａ）〜（ｄ）のいずれかの方法が使用される。

以上により、ファイバＡｓｓｙ １Ａとスリーブ１４とレンズＡｓｓｙ １Ｂとよりなる光学Ａｓｓｙ １の位置決め固定（調芯固定）が完了する。図２はこのようにして作製された光学Ａｓｓｙ １を示したものであり、図中、２５はスリーブ１４とホルダ１５とを接着している接着剤を示す。なお、これ以外の接着剤の図示は省略している。
光ファイバ２２が光ファイバ保持器２１に保持されてなるファイバＡｓｓｙ ２Ａとスリーブ２０とレンズ１９がホルダ１８に固定されてなるレンズＡｓｓｙ ２Ｂとよりなる光学Ａｓｓｙ ２の調芯固定も上述した光学Ａｓｓｙ １の調芯固定と同様に行うことができる。この光学Ａｓｓｙ ２の調芯固定においては、光源として実際にその光学Ａｓｓｙ ２と光モジュールを組み上げる相手側の光学Ａｓｓｙ １を利用する方法と、その他例えば上述した光学Ａｓｓｙ １と同じ特性のものを調芯のための治具（設備）として用意する方法がある。この相手側の光学Ａｓｓｙ １を３軸方向に移動可能なアームに取り付けて固定しておくかまたは上述の調芯治具が調芯装置に固定され、レンズＡｓｓｙ ２Ｂはその光学Ａｓｓｙ １上または調芯治具上に位置決め搭載される。光ファイバ２２には光モニタ用の光パワーメータが接続され、相手側の光学Ａｓｓｙ １または調芯治具から光を出射させることにより調芯固定が上記（１）〜（３）と同様にして行われる。但しここで上記相手側の光学Ａｓｓｙ １を光源に利用する場合には、その光学Ａｓｓｙ １を取り付けて固定するアームとファイバＡｓｓｙ ２Ａを取り付けて位置を調整するアームとの、あわせて２台のアームを利用することになる。

光学Ａｓｓｙ １と光学Ａｓｓｙ ２の調芯固定は以下のようにして行われる。
即ち、上記相手側の光学Ａｓｓｙ １を利用した場合には、そのままのセッティングで継続して光ファイバ１１に光源より光を入射し、光学Ａｓｓｙ １または光学Ａｓｓｙ ２のいずれかのアームを動かして調整することができる。上述の調芯治具を用いた場合には、光学Ａｓｓｙ ２が調芯装置に固定され、光ファイバ２２に光モニタ用の光パワーメータが接続される。光学Ａｓｓｙ １は光学Ａｓｓｙ ２の真上に配置され、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動可能なアームに取り付けられる。光ファイバ１１には光源より光が入射される。

アームを動かし、光パワーメータの指示が最大となるように光学Ａｓｓｙ １の位置が調整される。光パワーメータの指示が最大となったところでホルダ１５とホルダ１８の対向面に接着剤が塗布され、固定される。接着固定方法は前記（ａ）〜（ｄ）のいずれかの方法が使用され、このようにして光学Ａｓｓｙ １と光学Ａｓｓｙ ２の調芯固定が行われる。
最後に、前述したようにこれら調芯固定された光学Ａｓｓｙ １と光学Ａｓｓｙ ２がカバー２３に収納され、光学Ａｓｓｙ １，２とカバー２３との隙間に光ファイバ１１，１２，２２を保護すべく、シリコーン樹脂などの充填物２４が必要に応じ充填される。なお、カバー２３は光ファイバ１１，１２及び２２のそれぞれ光ファイバ保持器１３及び２１における付根部分より長くした方が好ましく、これにより各光ファイバ１１，１２，２２の付根での折れが生じにくいものとなり、また光ファイバ保持器１３，２１が接触等による外力を受けにくいものとなる。

なお、上記各部の接着において、接着固定方法（ａ）,（ｂ）の紫外線硬化型接着剤を使用する方法を用いる場合は接着される両部材の少なくとも一方を紫外線を透過する材料で形成する必要がある。この例では紫外線硬化型接着剤を用いるものとし、光ファイバ保持器１３、スリーブ１４、ホルダ１８及び光ファイバ保持器２１を紫外線を透過するガラス製とし、ホルダ１５及びスリーブ２０はステンレス製とした。
また、例えばスリーブ１４とホルダ１５との接着、スリーブ２０とホルダ１８との接着及びホルダ１５とホルダ１８との接着においては（ｄ）の接着固定方法を用いるのが好ましく、つまり軸（Ｚ軸）に垂直な面で構成される両部材の接着面（当接面）を紫外線硬化型接着剤等で接着した後、その接着面の外周の両部材の境界部分に熱硬化型接着剤を盛り付けて硬化させ、機械的強度の補強を行うことが望ましい。

図３は上記のようにして構成された光モジュールの光線図を示したものであり、この例では光ファイバ１１から光が入力された状態を示しており、図中、３１は入力光、３２は反射光、３３は透過光を示す。
光ファイバ１１の端面から出射された入力光（波長多重光）３１はレンズ１６で平行光とされて光フィルタ１７に入射され、特定の波長の光は光フィルタ１７を透過する。透過光３３はレンズ１９で集光されて光ファイバ２２の端面に入射する。一方、光フィルタ１７に入射された光のうち、他の波長の光は光フィルタ１７で反射され、反射光３２はレンズ１６で集光されて光ファイバ１２の端面に入射する。このようにして光の分波が行われる。

なお、光ファイバ保持器１３の端面１３ｃとレンズ１６の中心との距離Ｌ１及びレンズ１６の中心と光フィルタ１７のフィルタ面（フィルタ膜１７ａ）との距離Ｌ２は共にレンズ１６の焦点距離と同じ長さに設定されており、またレンズ１９の中心と光ファイバ保持器２１の端面２１ｃとの距離Ｌ４はレンズ１９の焦点距離と同じ長さに設定されている。
ところで、例えばレンズ１６とレンズ１９とが同じ特性のものであるとすると、透過光３３を低損失で光ファイバ２２に結合するためには、レンズ１６の円周上のａ，ｂの位置と、レンズ１９の円周上のｃ，ｄの位置がそれぞれ光軸３４，３５に対して同じ位置（同じ角度位置）である必要がある。

ここで、レンズ１６の焦点距離と同じ長さに設定されているＬ２と、光フィルタ１７のフィルタ面とレンズ１９の中心との距離Ｌ３は光フィルタ１７の基板の厚さやホルダ１８の厚さ等のために現実的には同じにできず、寸法上の制約等でどうしてもＬ３の方が長くなってしまう。
そこで、レンズ１６の光軸３４とレンズ１９の光軸３５とを図３中に示したように距離Ｌ５だけずらしてやる必要がある。そうすることによりレンズ１９上のｃ，ｄの位置と、レンズ１６上のａ，ｂの位置とをそれぞれの光軸３４，３５に対して同じ位置にすることができ、光ファイバ２２への低損失結合が実現できる。この場合、光ファイバ１２の光軸３４からの位置と、光ファイバ２２の光軸３５からの位置は基本的に同じとなる。

以上説明した光モジュールによれば、光ファイバ１１，１２を保持した光ファイバ保持器１３と、レンズ１６及び光フィルタ１７が固定されたホルダ１５との調芯固定において、スリーブ１４を使用するものとなっており、光ファイバ保持器１３をスリーブ１４に挿入し、軸方向（Ｚ方向）の位置決めをして接着固定し、その軸に対して垂直方向に位置調整可能な平面（端面１５ａ）を有するホルダ１５にスリーブ１４の端面を突き当てて、面内方向（Ｘ，Ｙ方向）の位置決めをし、それらホルダ１５とスリーブ１４の互いの当接面を接着固定することにより、光ファイバ保持器１３とホルダ１５との３軸方向の調芯及び固定が行われるものとなっている。

スリーブ１４とホルダ１５との間に存在する接着剤２５（図２参照）は接着固定時のスリーブ１４・ホルダ１５間の適切な圧接力によりその厚さを１０μｍ程度に抑えることができ、この場合の接着剤２５の収縮はほとんどＺ方向に作用するため、接着剤の硬化収縮によるＸ，Ｙ方向の位置ずれはほとんど発生しないものとなる。なお、光ファイバ保持器１３とスリーブ１４との接着固定時にそれらが径方向（Ｘ，Ｙ方向）にずれたとしても、そのずれはスリーブ１４とホルダ１５との調芯時に調整（補正）されるため、問題はない。

一方、図４は光ファイバ１１，１２を保持した光ファイバ保持器１３がレンズ１６に対して調芯された位置からＺ方向にずれた場合の、光ファイバ１１から入力された光の光ファイバ１２への反射結合損失を示したものであり、１μｍずれても損失は０．００１４ｄＢと極めてわずかであり、実質的に無視できる範囲である。
以上よりこの例によれば調芯後の接着固定に起因する結合効率の劣化はほとんど発生しないものとなる。
また、接着剤の熱膨張係数は種類にもよるが、例えばエポキシ樹脂系の接着剤では典型的には１００ｐｐｍ／℃程度であり、上記のように接着層の厚さを１０μｍとし、室温からの温度変化を例えば最大５０℃とすると、接着層厚さの変化分は０．０５μｍとなる。この変化量はＺ方向の位置ずれとなるが、上記で説明したとおり、性能への影響は無視でき、よって温度安定性においても優れた光モジュールを得ることができる。

なお、スリーブ１４とホルダ１５の接着固定について述べたが、スリーブ２０とホルダ１８の接着固定及びホルダ１５とホルダ１８の接着固定についても同様である。
図１に示した構成の光モジュールでは光学Ａｓｓｙ ２の調芯固定において、光源としての調芯治具（光学Ａｓｓｙ １に相当するもの）を必要とするものとなっており、この場合、調芯治具の精度がそのまま光学Ａｓｓｙ ２の調芯精度となるため、調芯治具は高精度のものが必要となり、また定期的なキャリブレーションやメンテナンスが必要となる。

図５に示した光モジュールはこの問題を解消できるようにしたものであり、この例では図１に示した光モジュールにおける光学Ａｓｓｙ ２に調芯用の光ファイバ２６が追加されたものとなっている。
調芯用の光ファイバ２６は光ファイバ保持器１３に保持された光ファイバ１１，１２と実質的に同じ寸法で光ファイバ２２と平行に光ファイバ保持器２７に保持されており、即ち光ファイバ２２，２６及び光ファイバ保持器２７で構成されたファイバＡｓｓｙ ２Ａ′はファイバＡｓｓｙ １Ａと同じものとされる。

ファイバＡｓｓｙ ２Ａ′とスリーブ２０とレンズＡｓｓｙ ２Ｂとよりなる光学Ａｓｓｙ ２′の調芯固定は前述した光学Ａｓｓｙ １の調芯固定と同様に行うことができる。この光学Ａｓｓｙ ２′の調芯固定においては光ファイバ２６に光源より光が入射され、光ファイバ２２に光モニタ用の光パワーメータが接続される。なお、レンズＡｓｓｙ ２Ｂはこの例では調芯装置に図６に示したような反射板２８を下敷きにしてその上に密着して固定される。
図６は光ファイバ２６に調芯用の光を入射し、光学Ａｓｓｙ ２′を調芯する場合の光線図を示したものであり、図中、４１は入射光、４２は反射光を示す。なお、レンズ１９の中心と反射板２８の反射面との距離Ｌ６及びレンズ１９の中心と光ファイバ保持器２７の端面２７ｃとの距離Ｌ７はレンズ１９の焦点距離と同じ長さに設定されている。

上記のような光学Ａｓｓｙ ２′を具備する光モジュールによれば光学Ａｓｓｙ ２′の調芯が図１の光モジュールと比べて極めて容易となる。なお、ダミーの反射板２８はホルダ１８の面１８ｂに単純に密着して使われるため、精度上の問題は発生しない。調芯用の光は光ファイバ２２に入射し、光ファイバ２６でモニタするようにしても同様の調芯を行うことができる。
調芯用の光ファイバ２６は調芯固定終了後は不要となる。切断除去するか、あるいはそのまま残すかは用途に応じ決定される。なお、切断する場合は切断端面から戻り光が生じないように端末処理をする必要がある。

図６はこの発明による光モジュールの他の実施例として、光の一部をモニタするＴＡＰ−ＰＤ（モニタモジュール）の構成を示したものであり、図１と対応する部分には同一符号を付している。図中、２９は受光器であって、この例では光ファイバ１１からの光はレンズ１６で平行光とされて光フィルタ１７に入射し、光の一部が光フィルタ１７を透過して受光器２９で検出されるものとなっている。この例においても光学Ａｓｓｙ １の調芯固定において、前述した接着固定方法（１）〜（３）を適用できる。
なお、上述した実施例ではレンズ１６，１９はボールレンズとして図示しているが、これに限らず、光ファイバからの光を平行光としたり、平行光を光ファイバに集光する機能を有するものであればよく、ＧＲＩＮレンズ、非球面レンズ、半球レンズ、ロッドレンズあるいはＧＩファイバなどを用いることもできる。

また、レンズ１６と１９とは用途によっては特性が異なってもよいが、一般に光ファイバへの開口角を同一とするため、同一特性（同一焦点距離）のものとした方がよい。さらに、レンズ１６と１９とは例えばボールレンズの場合、同じ材料で同じ径のものを使用すると、光モジュールとしてより優れた特性が得られる。

この発明による光モジュールの一実施例を示す断面図。 図１における光学Ａｓｓｙ １の拡大断面図。 図１に示した光モジュールの光線図。 ２芯光ファイバとレンズ間距離誤差による反射結合損失を示すグラフ。 図１に示した光モジュールに対し、調芯用の光ファイバを付加した実施例を示す断面図。 図５に示した光モジュールにおける光学Ａｓｓｙ ２′を調芯する場合の光線図。 この発明による光モジュールの他の実施例を示す断面図。 光モジュールの従来構成例を示す断面図。 図８に示した光モジュールにおいて接着剤の硬化収縮によって生じる位置ずれを説明するための図。 ２芯光ファイバのレンズに対する光軸と直交方向の位置ずれによる反射結合損失を示すグラフ。

Claims (3)

1. ２本の光ファイバの端末が互いに平行に配置され、その一方の光ファイバの端面から出射した光がレンズを透過して光フィルタに入射され、その光フィルタで反射された反射光が再び上記レンズを透過して他方の光ファイバの端面に入射する光学系を少なくとも具備する光モジュールであって、
   上記端末はそれらの光軸と中心軸が平行とされた円柱形状の光ファイバ保持器に挿入保持され、
   その光ファイバ保持器がスリーブに挿入され、軸方向に位置合わせされて、互いに対接する面が接着固定され、
   上記レンズと光フィルタとがホルダに収容固定され、
   上記ホルダは上記スリーブの端面が突き当てられ、スリーブをその軸に対して垂直方向に位置調整可能な平面を有し、上記スリーブとホルダとが上記垂直方向に位置合わされて、互いの当接面が接着固定されていることを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１記載の光モジュールにおいて、
   上記スリーブとホルダは少なくとも一方が光を透過する材料で構成され、それらの上記接着固定に光硬化型接着剤が使用されていることを特徴とする光モジュール。
3. 請求項２記載の光モジュールにおいて、
   上記光硬化型接着剤が使用されて接着固定された上記スリーブとホルダの接着面の外周の両部材の境界の部位に、上記光硬化型接着剤よりも接着強度の高い接着剤が適用され固定が補強されていることを特徴とする光モジュール。

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