JP2008197459A - Optical transmission/reception module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光通信に用いられる光送受信モジュール、特に一芯双方向通信用の光トランシーバ用光送受信モジュールに関する。 The present invention relates to an optical transceiver module used for optical communication, and more particularly to an optical transceiver module for an optical transceiver for single-core bidirectional communication.
近年、加入者系通信システムでは、銅線と電気信号とを用いて数Ｍｂｐｓ〜数百Ｍｂｐｓ程度の伝送速度を提供できる従来の情報通信サービスに代わり、光ファイバを用いて、最大１Ｇｂｐｓの高速大容量の双方向通信を行う情報通信サービスが次第に普及し始めている。代表的なシステムとしては、１本の光ファイバで異なる波長の光を用い、局社からの光ファイバを複数の加入者で共有する双方向通信を行うＰＯＮ(Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ)システムが挙げられる。 In recent years, a subscriber communication system uses an optical fiber to replace a conventional information communication service that can provide a transmission speed of several Mbps to several hundred Mbps using a copper wire and an electric signal. Information communication services that perform two-way capacity communication are becoming increasingly popular. As a typical system, there is a PON (Passive Optical Network) system that uses two wavelengths of light with a single optical fiber and performs bidirectional communication in which an optical fiber from a local company is shared by a plurality of subscribers.
光ファイバを用いた双方向通信では、端末に光信号と電気信号とを相互に変換する機能を持つ、いわゆる光送受信モジュールが必要であり、従来より様々な形態の光送受信モジュールが提案されている。インターネットに代表される情報通信ネットワークでは、更なる高速化、大容量化及びサービスの経済化の要求が高まっており、このため、高性能且つ安価な光送受信モジュールが必要とされている。 In bidirectional communication using optical fibers, a terminal needs a so-called optical transmission / reception module having a function of mutually converting an optical signal and an electric signal, and various types of optical transmission / reception modules have been proposed. . In information communication networks represented by the Internet, demands for higher speed, larger capacity, and service economy are increasing. Therefore, a high-performance and inexpensive optical transceiver module is required.
特許文献１には、従来の光送受信モジュールが開示されている。図８は、特許文献１に開示された光送受信モジュール２０の構造を示す断面図である。図８に示すように、光送受信モジュール２０はメインハウジング２２とメインハウジング２２に保持される発光部品３０、受光部品３２及び光ファイバ４６、５０から構成されている。メインハウジング２２の内部には光フィルタ保持部材２８が配置され、光フィルタ保持部材２８には、光フィルタ２６が保持されている。 Patent Document 1 discloses a conventional optical transceiver module. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the optical transceiver module 20 disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, the optical transceiver module 20 includes a main housing 22, a light emitting component 30 held in the main housing 22, a light receiving component 32, and optical fibers 46 and 50. An optical filter holding member 28 is disposed inside the main housing 22, and the optical filter 26 is held on the optical filter holding member 28.
光送受信モジュール２０は、電気信号を光信号に変換する機能を持つ発光部品３０と、発光部品３０に光フィルタ２６を介して対向配置された光ファイバ４６、５０とを有している。発光部品３０から発信される光信号は光フィルタ２６を透過し光ファイバ４６、５０で受信される。 The optical transceiver module 20 includes a light-emitting component 30 having a function of converting an electrical signal into an optical signal, and optical fibers 46 and 50 that are disposed to face the light-emitting component 30 with an optical filter 26 interposed therebetween. An optical signal transmitted from the light emitting component 30 passes through the optical filter 26 and is received by the optical fibers 46 and 50.
一方、光信号を電気信号に変換する機能を持つ受光部品３２は、光フィルタ２６を介して光ファイバ４６、５０に対して概ね９０°の角度を持つ位置に配置されている。受光部品３２は光ファイバ４６、５０から発信され、光フィルタ２６で反射された光信号を受信する。なお、光フィルタ２６は発光部品３０と光ファイバ４６、５０とを結ぶ軸に対し概ね４５°の角度に傾けて配置されている。光フィルタ２６は、発光部品３０から発信される光信号の波長の光を透過する特性を備えている。さらに、光フィルタ２６は、発光部品３０から発信される光信号とは異なる波長を有し、受光部品３２で受信される光信号を反射する特性を備えている。これにより、１本の光ファイバ５０、発光部品３０、受光部品３２及び光フィルタ２６により構成される光送受信モジュール２０は、異なる波長の光を用いる双方向通信に必要な光信号と電気信号とを相互に変換する機能を実現できる。
従来の光送受信モジュール２０は、光ファイバ４６の端面での光信号の反射戻り光を抑制するために、光ファイバ４６の端面は光ファイバ４６、５０の中心軸に対して斜めに研磨加工されている。この場合、発光部品３０から発信されて光ファイバ４６、５０に入射する光信号３６は、光ファイバ４６、５０の中心軸方向に対して、所定の角度を持って入射する場合が最も効率的に光ファイバに入射することができる。つまり、所定の角度で入射しない場合は、発光部品３０から発信された光信号は、光ファイバ４６に入射する際に角度ずれによる結合損失が生じることになる。 In the conventional optical transceiver module 20, the end surface of the optical fiber 46 is polished and slanted with respect to the central axis of the optical fibers 46 and 50 in order to suppress the reflected return light of the optical signal at the end surface of the optical fiber 46. Yes. In this case, the optical signal 36 transmitted from the light emitting component 30 and incident on the optical fibers 46 and 50 is most efficiently incident at a predetermined angle with respect to the central axis direction of the optical fibers 46 and 50. It can be incident on an optical fiber. That is, when the light does not enter at a predetermined angle, the optical signal transmitted from the light emitting component 30 causes coupling loss due to the angle shift when entering the optical fiber 46.
しかしながら、光送受信モジュール２０では、発光部品３０内の発光素子とレンズとは同一線上に配置されている。さらに、光フィルタ２６は平行平板の構造を有している。このため、発光部品３０から発信された光信号が光ファイバ４６に入射する際の角度は、光ファイバ４６、５０の中心軸と同一又は平行となる。このため、発光部品３０から発信された光信号は光ファイバ４６に入射する際に、最も効率的に光ファイバに入射し得る角度とは入射角度にずれが生じることになる。その結果、光送受信モジュール２０では、角度ずれによる結合損失が生じる。 However, in the optical transceiver module 20, the light emitting element and the lens in the light emitting component 30 are disposed on the same line. Furthermore, the optical filter 26 has a parallel plate structure. For this reason, the angle at which the optical signal transmitted from the light emitting component 30 enters the optical fiber 46 is the same as or parallel to the central axis of the optical fibers 46 and 50. For this reason, when the optical signal transmitted from the light emitting component 30 enters the optical fiber 46, the incident angle deviates from the angle at which it can enter the optical fiber most efficiently. As a result, in the optical transceiver module 20, a coupling loss due to an angle shift occurs.
ところで、情報通信サービスの市場の拡大により、光送受信モジュールには、小型化や低価格化の要請が高まっている。光送受信モジュールに用いられる各部品の特性や性能を最大限に活かし、設計及び構造の最適化により経済化へ寄与することも重要となってきている。この点において、角度ずれによる結合損失は、光送受信モジュールの設計及び構造の最適化により経済化へ寄与し得る要素であり、本発明が解決しようとする課題である。 By the way, with the expansion of the information and communication service market, there is an increasing demand for downsizing and cost reduction of optical transceiver modules. It has also become important to contribute to the economy by optimizing the design and structure by making the best use of the characteristics and performance of each component used in the optical transceiver module. In this respect, the coupling loss due to the angle shift is an element that can contribute to economy by optimizing the design and structure of the optical transceiver module, and is a problem to be solved by the present invention.
光送受信モジュールにおいて、発光部品から発信された光信号の光ファイバに入射する角度を所定の角度に定める方法は、特許文献２乃至４に開示されている。これらの方法には、（１）発光部品内の発光素子とレンズとの位置を所定の位置に配置し、発光部品から発信される光信号の出射角度を制御する方法、（２）発光部品から発信された光信号が光ファイバに入射する角度に光ファイバの配置を一致させる方法等がある。 Patent Documents 2 to 4 disclose a method for determining an angle of an optical signal transmitted from a light emitting component to be incident on an optical fiber in the optical transceiver module. These methods include (1) a method in which the positions of the light emitting element and the lens in the light emitting component are arranged at predetermined positions, and the emission angle of an optical signal transmitted from the light emitting component is controlled, and (2) from the light emitting component. There is a method of matching the arrangement of the optical fiber with the angle at which the transmitted optical signal is incident on the optical fiber.
方法（１）では 発光部品内の発光素子とレンズとの位置を所定の位置に配置する際に、機械的及び／又は光学的な調整が必要となり製造工程が増加する。これにより、製造上のコストが増大する要因となる。方法（２）では、メインハウジングに対して光ファイバの配置を機械的に所定の角度だけ傾ける必要がある。このため、光送受信モジュールの機構が複雑になり、光送受信モジュールを構成する部材のコストが増大する。この結果、光送受信モジュールの製品コストが増大する要因となる。 In the method (1), when the positions of the light emitting element and the lens in the light emitting component are arranged at predetermined positions, mechanical and / or optical adjustment is required, and the manufacturing process is increased. As a result, the manufacturing cost increases. In the method (2), it is necessary to mechanically incline the optical fiber with respect to the main housing by a predetermined angle. For this reason, the mechanism of the optical transceiver module becomes complicated, and the cost of the members constituting the optical transceiver module increases. As a result, the product cost of the optical transceiver module increases.
インターネットに代表される情報通信ネットワークの更なる高速化、大容量化及びサービスの経済化に伴い、光送受信モジュールに対する高性能化の要求は高まっている。この要求に対して、発光部品から発信された光信号に角度ずれによる結合損失を極力発生させずに、当該光信号を光ファイバに入射することが有効な解決手段となり得る。上記方法（１）及び（２）は、コスト増大の要因となるので、その他の方法により、発光部品から発信された光信号の角度ずれによる損失を極力減らして、当該光信号を光ファイバに入射することが望まれる。 As information communication networks represented by the Internet are further increased in speed, capacity, and service economy, there is an increasing demand for higher performance for optical transceiver modules. In response to this requirement, it can be an effective solution to make the optical signal incident on the optical fiber without generating coupling loss due to an angular shift as much as possible in the optical signal transmitted from the light emitting component. Since the above methods (1) and (2) cause a cost increase, the loss due to the angular deviation of the optical signal transmitted from the light emitting component is reduced as much as possible by other methods, and the optical signal is incident on the optical fiber. It is desirable to do.
本発明の目的は、光ファイバに入射する光の角度ずれを簡易な構造で補正することができ、且つ製造工程の簡易化を図り低価格化が可能な光送受信モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical transceiver module that can correct an angular deviation of light incident on an optical fiber with a simple structure, can simplify the manufacturing process, and can reduce the price.
上記目的は、中心軸に対して傾いて形成された光入射出端面を備えた光ファイバと、前記光ファイバ方向に光を出射する発光部と、前記光ファイバと前記発光部との間に配置され、光ファイバの光軸と一致するように前記光入射出端面に前記光を結合させる光学素子と、前記光ファイバと前記光学素子との間の空間領域と、前記中心軸にほぼ直交する方向に配置され、前記光入射出端面から出射して前記光学素子の光ファイバ側対向面で反射した光を受光する受光部とを有することを特徴とする光送受信モジュールによって達成される。 The above-mentioned object is arranged between an optical fiber having a light incident / exit end face formed to be inclined with respect to a central axis, a light emitting part that emits light in the direction of the optical fiber, and the optical fiber and the light emitting part. An optical element that couples the light to the light incident / exit end face so as to coincide with the optical axis of the optical fiber, a spatial region between the optical fiber and the optical element, and a direction substantially orthogonal to the central axis And a light receiving unit that receives the light emitted from the light incident / exit end face and reflected by the optical fiber facing surface of the optical element.
本発明の光送受信モジュールであって、前記光学素子は、第１屈折率を備え、前記光ファイバ側に配置された第１光学部材と、前記第１屈折率とは異なる第２屈折率を備え、前記発光部側に配置された第２光学部材と、前記第１光学部材と第２光学部材とが接合された接合面とを有することを特徴とする。 In the optical transceiver module of the present invention, the optical element includes a first refractive index, a first optical member disposed on the optical fiber side, and a second refractive index different from the first refractive index. And a second optical member disposed on the light emitting part side, and a joint surface on which the first optical member and the second optical member are joined.
本発明の光送受信モジュールであって、前記第１光学部材の前記光ファイバ側対向面は、前記光入射出端面に対向配置されて前記中心軸に対して概ね４５°傾いていることを特徴とする。 In the optical transceiver module of the present invention, the optical fiber side facing surface of the first optical member is disposed to face the light incident / exit end surface and is inclined by approximately 45 ° with respect to the central axis. To do.
本発明の光送受信モジュールであって、前記光学素子は、前記光ファイバ側対向面上に配置され、前記発光部から出射された前記光を透過させ、前記光ファイバから出射された光を反射させる誘電体多層膜を有することを特徴とする。 In the optical transceiver module of the present invention, the optical element is disposed on the optical fiber side facing surface, transmits the light emitted from the light emitting unit, and reflects the light emitted from the optical fiber. It has a dielectric multilayer film.
本発明の光送受信モジュールであって、前記第１及び第２光学部材は、一体化されていることを特徴とする。 The optical transceiver module of the present invention is characterized in that the first and second optical members are integrated.
本発明の光送受信モジュールであって、前記第１及び第２光学部材は、光学接着剤を用いて接着されていることを特徴とする。 In the optical transceiver module of the present invention, the first and second optical members are bonded using an optical adhesive.
本発明によれば、光ファイバに入射する光の角度ずれを簡易な構造で補正することができ、且つ製造工程の簡易化を図り低価格化が可能な光送受信モジュールが実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical transmission / reception module which can correct | amend the angle shift | offset | difference of the light which injects into an optical fiber with a simple structure, can aim at simplification of a manufacturing process, and cost reduction is realizable.
本発明の一実施の形態による光送受信モジュールについて図１乃至図７を用いて説明する。まず、本実施の形態による光送受信モジュール１００の概略の構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は、光送受信モジュール１００を光ファイバ１５３の中心軸を含む仮想平面で切断した断面構成を示している。図１では理解を容易にするため、本来一体化されている光ファイバ部材１５０、発光部品１２０、受光部品１６０及びメインハウジング１１０を分離して示している。 An optical transceiver module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the optical transceiver module 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the optical transceiver module 100 cut along a virtual plane including the central axis of the optical fiber 153. In FIG. 1, the optical fiber member 150, the light emitting component 120, the light receiving component 160, and the main housing 110, which are originally integrated, are shown separately for easy understanding.
図１に示すように、光送受信モジュール１００は、中心軸５に対して傾いて形成された光入射出端面１５４を備えた光ファイバ１５３と、光ファイバ１５３方向に光を出射する発光部品（発光部）１２０と、光ファイバ１５３と発光部品１２０との間に配置され、光ファイバ１５３の光軸と一致するように、発光部品１２０から出射された光を光入射出端面１５４に結合させる光学素子２と、光ファイバ１５３と光学素子２との間の空間領域７０とを有している。また、光送受信モジュール１００は、発光部品１２０と光学素子２との間に空間領域７５を有している。空間領域７０、７５は、例えば空気で満たされている。 As shown in FIG. 1, the optical transceiver module 100 includes an optical fiber 153 having a light incident / exit end surface 154 formed to be inclined with respect to the central axis 5, and a light emitting component (light emitting) that emits light in the direction of the optical fiber 153. Part) 120, an optical element that is disposed between the optical fiber 153 and the light emitting component 120, and couples the light emitted from the light emitting component 120 to the light incident / exit end surface 154 so as to coincide with the optical axis of the optical fiber 153. 2 and a spatial region 70 between the optical fiber 153 and the optical element 2. Further, the optical transceiver module 100 has a space region 75 between the light emitting component 120 and the optical element 2. The space regions 70 and 75 are filled with air, for example.
光送受信モジュール１００は、メインハウジング１１０と、メインハウジング１１０内に配置された光学素子保持部材２００とを有している。光学素子２は、光学素子保持部材２００に取り付けられている。光学素子２は、第１屈折率を備えて光ファイバ１５３側に配置された第１光学部材１８０と、第１屈折率とは異なる第２屈折率を備えて発光部品１２０側に配置された第２光学部材１９０と、第１光学部材１８０と第２光学部材１９０とが接合された接合面１８５とを有している。第１光学部材１８０は、光入射出端面１５４に対向配置され、中心軸５に対して概ね４５°傾いた第１対向面（光ファイバ側対向面）１８１を有している。第１光学部材１８０は、第２光学部材１９０に対向する第２対向面１８２（図２参照）を有している。第２光学部材１９０は第２対向面１８２に対向する第３対向面１９１（図２参照）を有している。第２及び第３対向面１８２、１９１が接合されて接合面１８５が形成されている。第２光学部材１９０は発光部品１２０に対向配置された第４対向面１９２を有している。第４対向面１９２には、発光部品１２０から出射された光が入射する。 The optical transceiver module 100 includes a main housing 110 and an optical element holding member 200 disposed in the main housing 110. The optical element 2 is attached to the optical element holding member 200. The optical element 2 includes a first optical member 180 having a first refractive index disposed on the optical fiber 153 side, and a first optical member 180 disposed on the light emitting component 120 side having a second refractive index different from the first refractive index. 2 optical members 190, and a joint surface 185 to which the first optical member 180 and the second optical member 190 are joined. The first optical member 180 has a first facing surface (opposite surface facing the optical fiber) 181 that is disposed so as to face the light incident / exit end surface 154 and is inclined by approximately 45 ° with respect to the central axis 5. The first optical member 180 has a second facing surface 182 (see FIG. 2) that faces the second optical member 190. The second optical member 190 has a third facing surface 191 (see FIG. 2) that faces the second facing surface 182. The second and third opposing surfaces 182 and 191 are joined to form a joined surface 185. The second optical member 190 has a fourth facing surface 192 disposed to face the light emitting component 120. Light emitted from the light emitting component 120 is incident on the fourth facing surface 192.
光送受信モジュール１００は、発光素子１２３を含む発光部品１２０と、光ファイバ１５３を含む光ファイバ部材１５０とを有している。さらに、光送受信モジュール１００は、中心軸５にほぼ直交する方向に配置され、光入射出端面１５４から出射して第１対向面１８１で反射した光を受光する受光部品（受光部）１６０を有している。 The optical transceiver module 100 includes a light emitting component 120 including a light emitting element 123 and an optical fiber member 150 including an optical fiber 153. Further, the optical transceiver module 100 is disposed in a direction substantially orthogonal to the central axis 5 and has a light receiving component (light receiving unit) 160 that receives light emitted from the light incident / exit end surface 154 and reflected by the first facing surface 181. is doing.
発光部品１２０は、例えば中心波長が１３１０ｎｍ帯の半導体レーザーである発光素子１２３がＡｌＮ等の材質により作られるヒートシンク１２２等と共にパッケージ内部に搭載された構造を有している。発光部品１２０は、このパッケージに設けられて発光素子１２３から発光された光を集光するためのレンズ１２４を有している。 The light emitting component 120 has a structure in which, for example, a light emitting element 123, which is a semiconductor laser having a center wavelength of 1310 nm band, is mounted inside a package together with a heat sink 122 made of a material such as AlN. The light emitting component 120 includes a lens 124 that is provided in the package and collects light emitted from the light emitting element 123.
受光部品１６０は受光素子１６３を有している。受光素子１６３は、例えばＩｎＧａＡｓからなるフォトダイオードである。受光部品１６０は、受光素子１６３がＡｌ２Ｏ３等の材質により作られるサブマウント１６２等と共にパッケージ内部に搭載された構造を有している。受光部品１６０は、このパッケージに設けられて受光素子１６３で受光する光を集光するためのレンズ１６４を有している。 The light receiving component 160 has a light receiving element 163. The light receiving element 163 is a photodiode made of, for example, InGaAs. The light receiving component 160 has a structure in which the light receiving element 163 is mounted inside the package together with a submount 162 and the like made of a material such as Al 2 O 3 . The light receiving component 160 includes a lens 164 that is provided in the package and collects light received by the light receiving element 163.
発光素子１２３から発信された光信号は、第２及び第１光学部材１９０、１８０を通過し、光ファイバ１５３で受信される。また、光ファイバ１５３から発信される光信号は、第１光学部材１８０の第１対向面１８１で反射されて受光素子１６３で受信される。例えば、発光部品１２０の端子１２１に与えられた電気信号は発光素子１２３にて中心波長１３１０ｎｍの光信号に変換される。また、光ファイバ１５３から発信された波長１５５０ｎｍの光信号は、第１光学部材１８０で反射して受光素子１６３で受信される。受光素子１６３で受信した光信号は電気信号に変換された後、当該電気信号は受光部品１６０の端子１６１から出力される。このように、１本の光ファイバ１５３、発光部品１２０、受光部品１６０及び光学素子２により構成される光送受信モジュール１００は、異なる波長の光を用いる双方向通信に必要な光信号と電気信号とを相互に変換する機能を有している。 The optical signal transmitted from the light emitting element 123 passes through the second and first optical members 190 and 180 and is received by the optical fiber 153. The optical signal transmitted from the optical fiber 153 is reflected by the first facing surface 181 of the first optical member 180 and received by the light receiving element 163. For example, an electrical signal given to the terminal 121 of the light emitting component 120 is converted into an optical signal having a center wavelength of 1310 nm by the light emitting element 123. The optical signal having a wavelength of 1550 nm transmitted from the optical fiber 153 is reflected by the first optical member 180 and received by the light receiving element 163. After the optical signal received by the light receiving element 163 is converted into an electrical signal, the electrical signal is output from the terminal 161 of the light receiving component 160. As described above, the optical transmission / reception module 100 including the single optical fiber 153, the light emitting component 120, the light receiving component 160, and the optical element 2 includes an optical signal and an electrical signal necessary for bidirectional communication using light of different wavelengths. Has the function of converting between.
メインハウジング１１０の外形形状は、例えば円筒又は矩形形状を有している。メインハウジング１１０は光学素子保持部材２００を取り付けるための部品取り付け部１１２を有している。また、メインハウジング１１０は、発光部品保持部品１３０を用いて発光部品１２０を取り付けるための部品取り付け部１１１を有している。さらに、メインハウジング１１０は、光ファイバ部材保持部品１４０を用いて光ファイバ部材１５０を取り付けるための部品取り付け部１１３を有している。 The outer shape of the main housing 110 has, for example, a cylindrical shape or a rectangular shape. The main housing 110 has a component mounting portion 112 for mounting the optical element holding member 200. In addition, the main housing 110 has a component mounting portion 111 for mounting the light emitting component 120 using the light emitting component holding component 130. Further, the main housing 110 has a component mounting portion 113 for mounting the optical fiber member 150 using the optical fiber member holding component 140.
また、メインハウジング１１０は、受光部品保持部品１７０を用いて受光部品１６０を取り付けるための部品取り付け部１１４を有している。部品取り付け部１１４は、第１光学部材１８０の第１対向面１８１を基準として、発光素子１２３及び光ファイバ１５３の中心軸と成す角度が概ね９０°となる位置、即ち当該中心軸とほぼ直交する方向に設けられている。メインハウジング１１０の材質は、機械的強度及び加工精度の点からＳＵＳ３０４等の金属材料が望ましい。但し、メインハウジング１１０の材質は金属材料に限られずその他の材料であってももちろんよい。また、メインハウジング１１０の加工方法は、高精度な加工精度を得るために切削や研削等の機械加工が望ましい。但し、メインハウジング１１０の加工方法は、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールディング）等の粉末金属焼結工法による形成方法であってもよい。 Further, the main housing 110 has a component mounting portion 114 for mounting the light receiving component 160 using the light receiving component holding component 170. The component mounting portion 114 is located at a position where the angle formed with the central axis of the light emitting element 123 and the optical fiber 153 is approximately 90 ° with respect to the first facing surface 181 of the first optical member 180, that is, substantially orthogonal to the central axis. In the direction. The material of the main housing 110 is preferably a metal material such as SUS304 from the viewpoint of mechanical strength and processing accuracy. However, the material of the main housing 110 is not limited to a metal material and may be other materials. The main housing 110 is preferably machined such as cutting or grinding in order to obtain high machining accuracy. However, the processing method of the main housing 110 may be a forming method by a powder metal sintering method such as MIM (Metal Injection Molding).
光ファイバ部材１５０は、被覆１５２を施した光ファイバ１５３をフェルール１５１に接着した構造を有している。被覆１５２は、例えばポリエステルエラストマー等で形成されている。光ファイバ１５３は、例えば石英系シングルモードファイバ（例：モードフィールド径：９μｍ／クラッド径：１２５μｍ）である。フェルール１５１の先端は光ファイバ１５３の中心軸５に対して所定の角度に研磨されている。これにより、光ファイバ１５３の光入射出端面１５４は、中心軸５に対して傾いて形成される。 The optical fiber member 150 has a structure in which an optical fiber 153 provided with a coating 152 is bonded to a ferrule 151. The coating 152 is made of, for example, a polyester elastomer. The optical fiber 153 is, for example, a silica-based single mode fiber (eg, mode field diameter: 9 μm / cladding diameter: 125 μm). The tip of the ferrule 151 is polished at a predetermined angle with respect to the central axis 5 of the optical fiber 153. Accordingly, the light incident / exit end surface 154 of the optical fiber 153 is formed to be inclined with respect to the central axis 5.
光学素子保持部材２００は、光学素子２を構成する第１及び第２光学部材１８０、１９０の外形形状に合わせて、例えば円筒又は矩形形状の内径を有している。光学素子保持部材２００は、メインハウジング１１０と同様に、例えばＳＵＳ３０４等の金属を切削又は研削等の機械加工により作製されている。光学素子保持部材２００は、第１及び第２光学部材１８０、１９０を保持している。また、光学素子保持部材２００は、第１光学部材１８０で反射された光信号を受光部品１６０で受信させるために、一部を切り欠いて形成された切り欠き部１１５を有している。なお、切り欠き部１１５にカットフィルタ又は誘電体多層膜によるＡＲ（反射防止）コート付き基板を配置してもよい。これにより、発光素子１２３から発光された光信号が光ファイバ１５３の光入射出端面１５４で反射されることにより生じる迷光は減衰されるので、光送受信モジュール１００の性能向上を図ることができる。 The optical element holding member 200 has, for example, a cylindrical or rectangular inner diameter in accordance with the outer shape of the first and second optical members 180 and 190 constituting the optical element 2. Similar to the main housing 110, the optical element holding member 200 is made by machining a metal such as SUS304, for example, by cutting or grinding. The optical element holding member 200 holds the first and second optical members 180 and 190. Further, the optical element holding member 200 has a cutout portion 115 formed by cutting out a part thereof so that the light receiving component 160 can receive the optical signal reflected by the first optical member 180. A substrate with an AR (antireflection) coat made of a cut filter or a dielectric multilayer film may be disposed in the notch 115. As a result, stray light generated when the optical signal emitted from the light emitting element 123 is reflected by the light incident / exit end face 154 of the optical fiber 153 is attenuated, so that the performance of the optical transceiver module 100 can be improved.
第１光学部材１８０は、例えば石英ガラス等の光学材料を所定の形状や角度に加工を施した後、必要に応じて第１対向面１８１には誘電体多層膜によるＷＤＭ（波長分割多重）フィルタが配置され、第２対向面１８２には誘電体多層膜によるＡＲコートが配置される。ＷＤＭフィルタは、発光部品１２０から出射された光を透過させ、光ファイバ１５３から出射された光を反射させるようになっている。従って、光学素子２は光フィルタとして機能する。 The first optical member 180 is a WDM (wavelength division multiplexing) filter made of a dielectric multilayer film on the first facing surface 181 as necessary after processing an optical material such as quartz glass into a predetermined shape and angle. Is disposed, and an AR coat made of a dielectric multilayer film is disposed on the second facing surface 182. The WDM filter transmits light emitted from the light emitting component 120 and reflects light emitted from the optical fiber 153. Therefore, the optical element 2 functions as an optical filter.
第２光学部材１９０は、例えばＺｒＯ２単結晶等の光学材料を所定の形状や角度に加工を施した後、必要に応じて第３対向面１９１及び第４対向面１９２には誘電体多層膜によるＡＲコートが施される。第１及び第２光学部材１８０、１９０は、予め所定の形状に加工された後、光学接着剤にて第２及び第３対向面１８２、１９１同士が接着されて一体化される。その後、第１及び第２光学部材１８０、１９０は、円筒又は矩形形状に加工され、光学素子保持部材２００の内部に配置される。第１及び第２光学部材１８０、１９０は、第２及び第３対向面１８２、１９１同士を接着せずに密着させた状態で光学素子保持部材２００内部に固定されてもよい。本願では、第１及び第２光学部材１８０、１９０が接合されているという状態には、第２及び第３対向面１８２、１９１同士を接着せずに密着させた状態で光学素子保持部材２００内部に配置された状態も含む。 The second optical member 190 is a dielectric multilayer film formed on the third opposing surface 191 and the fourth opposing surface 192 as necessary after processing an optical material such as a ZrO 2 single crystal into a predetermined shape and angle, for example. AR coating is applied. After the first and second optical members 180 and 190 are processed into a predetermined shape in advance, the second and third opposing surfaces 182 and 191 are bonded and integrated with each other with an optical adhesive. Thereafter, the first and second optical members 180 and 190 are processed into a cylindrical or rectangular shape and disposed inside the optical element holding member 200. The first and second optical members 180 and 190 may be fixed inside the optical element holding member 200 in a state where the second and third opposing surfaces 182 and 191 are in close contact with each other without being bonded. In the present application, in the state where the first and second optical members 180 and 190 are joined, the inside of the optical element holding member 200 is in a state where the second and third opposing surfaces 182 and 191 are adhered to each other without being bonded. Including the state of being arranged in.
次に、発光部品１２０から出射されて光学素子２を透過した光が、角度ずれによる結合損失が発生することなく最適な角度で光ファイバ１５３に入射することができる第１及び第２光学部材１８０、１９０の設計方法について図２を用いて説明する。図２は、光ファイバ１５３及び光学素子２のみを抜き出した光送受信モジュール１００であって、光ファイバ１５３の中心軸５を含む仮想平面で切断した断面を示している。受光部品１６０側の光学素子２の端面は、光ファイバ１５３の中心軸５とほぼ平行に配置される。このため、第１及び第２光学部材１８０、１９０の各面１８１、１８２、１９０、１９１の各角度は当該端面を基準に設計される。図２では、当該端面に一致させた基準線Ａを基準に各面１８１、１８２、１９０、１９１の角度θｏ１、θｏ２、θｏ３が示されている。また、当該角度θｏ１、θｏ２、θｏ３は、紙面の法線方向に見て、時計回りに測った角度である。 Next, the light emitted from the light emitting component 120 and transmitted through the optical element 2 can be incident on the optical fiber 153 at an optimal angle without causing coupling loss due to angular deviation. , 190 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a cross section of the optical transmission / reception module 100 from which only the optical fiber 153 and the optical element 2 are extracted and cut along a virtual plane including the central axis 5 of the optical fiber 153. The end surface of the optical element 2 on the light receiving component 160 side is disposed substantially parallel to the central axis 5 of the optical fiber 153. Therefore, the angles of the surfaces 181, 182, 190, and 191 of the first and second optical members 180 and 190 are designed with reference to the end surfaces. In FIG. 2, the angles θo1, θo2, and θo3 of the surfaces 181, 182, 190, and 191 are shown with reference to the reference line A that matches the end surface. Further, the angles θo1, θo2, and θo3 are angles measured clockwise when viewed in the normal direction of the paper surface.
本実施の形態では、光ファイバ１５３側の第１対向面１８１は、光ファイバ１５３の光入射出端面１５４の研磨角度θｆと、受光部品１６０（不図示）の配置位置とによって一意的に決定される。従って、第１対向面１８１は設計パラメータとしては考慮されない。光線束の軸が光ファイバ１５３の中心軸５とほぼ平行な光Ｌを出射する発光部品１２０（不図示）を用いた場合、光ファイバ１５３の光入射出端面１５４に入射して反射した光が発光素子１２３に戻らないように、光入射出端面１５４は光ファイバ１５３の中心軸５に対して傾いて形成される。中心軸５に直交する方向に対する光入射出端面１５４の研磨角度θｆは、例えば６°に設定される。光ファイバ１５３の屈折率ｎ０は、波長１３１０ｎｍの光では１．４５であり、波長１５５０ｎｍの光では１．４４である。また、光ファイバ１５３と光学素子２との間には、例えば空気で満たされた空間領域７０が存在する。光ファイバ１５３の中心軸５に対する入射光の角度θｆｉを２．７２°とすると、スネルの法則により、当該入射光は光入射出端面１５４で中心軸５とほぼ平行な方向に屈折する。光学素子２は光ファイバ１５３の光軸と一致するように光入射出端面１５４に光を入射することができる。これにより、光学素子２から出射された光は角度ずれによる結合損失が最も発生することなく光ファイバ１５３に結合できる。なお、中心軸５に対する第１対向面１８１から出射される光の角度θＬｉは２．７２°になる。 In the present embodiment, the first facing surface 181 on the optical fiber 153 side is uniquely determined by the polishing angle θf of the light incident / exit end surface 154 of the optical fiber 153 and the arrangement position of the light receiving component 160 (not shown). The Accordingly, the first facing surface 181 is not considered as a design parameter. When a light emitting component 120 (not shown) that emits light L whose beam bundle axis is substantially parallel to the central axis 5 of the optical fiber 153 is used, the light that is incident and reflected by the light incident / exit end face 154 of the optical fiber 153 is reflected. The light incident / exit end surface 154 is formed to be inclined with respect to the central axis 5 of the optical fiber 153 so as not to return to the light emitting element 123. The polishing angle θf of the light incident / exit end surface 154 with respect to the direction orthogonal to the central axis 5 is set to 6 °, for example. The refractive index n0 of the optical fiber 153 is 1.45 for light having a wavelength of 1310 nm and 1.44 for light having a wavelength of 1550 nm. Further, a space region 70 filled with, for example, air exists between the optical fiber 153 and the optical element 2. If the angle θfi of the incident light with respect to the central axis 5 of the optical fiber 153 is 2.72 °, the incident light is refracted by the light incident / exit end face 154 in a direction substantially parallel to the central axis 5 according to Snell's law. The optical element 2 can make light incident on the light incident / exit end face 154 so as to coincide with the optical axis of the optical fiber 153. As a result, the light emitted from the optical element 2 can be coupled to the optical fiber 153 with the least coupling loss due to angular deviation. The angle θLi of light emitted from the first facing surface 181 with respect to the central axis 5 is 2.72 °.
受光部品１６０は、光ファイバ１５３の中心軸５に対してほぼ直交する方向に配置されているので、第１対向面１８１は、中心軸５に対して概ね４５°傾けられる。本実施の形態では、光ファイバ１５３、空間領域７０及び第１光学部材１８０の各屈折率ｎ０、ｎ１、ｎ２と、光ファイバ１５３に入射する光Ｌの角度θｆｉとを考慮して、第１対向面１８１の角度θｏ１は４６．３３°に設定される。 Since the light receiving component 160 is disposed in a direction substantially orthogonal to the central axis 5 of the optical fiber 153, the first facing surface 181 is inclined by approximately 45 ° with respect to the central axis 5. In the present embodiment, the first facing is considered in consideration of the refractive indexes n0, n1, and n2 of the optical fiber 153, the space region 70, and the first optical member 180 and the angle θfi of the light L incident on the optical fiber 153. The angle θo1 of the surface 181 is set to 46.33 °.
光ファイバ１５３の光入射出端面１５４から出射される光（波長：１５５０ｎｍ）は、光ファイバ１５３と空間領域７０との境界面での屈折角は２．６６°になる。また、光ファイバ１５３から出射されて第１対向面１８１で反射した光は、基準線Ａに対して角度θＬｒ＝９０°で受光部品１６０に入射する。 The light (wavelength: 1550 nm) emitted from the light incident / exit end face 154 of the optical fiber 153 has a refraction angle of 2.66 ° at the boundary surface between the optical fiber 153 and the spatial region 70. The light emitted from the optical fiber 153 and reflected by the first facing surface 181 enters the light receiving component 160 at an angle θLr = 90 ° with respect to the reference line A.
発光部品１２０側の第２光学部材１９０の第４対向面１９２は、発光部品１２０への戻り光を考慮して、光の入射角が概ね４°から８°となるように設計される。これにより、光ファイバ１５３への最適入射を意図しない汎用の発光モジュールを用いても、光ファイバ１５３への角度ずれによる結合損失を制御することで最適入射を実現でき、光送受信モジュール１００の低コスト化を図ることができる。本実施の形態では、基準線Ａに対する第４対向面１９２の角度θｏ３は、例えば９６°（＝９０°＋６°）に設定される。 The fourth facing surface 192 of the second optical member 190 on the light emitting component 120 side is designed so that the incident angle of light is approximately 4 ° to 8 ° in consideration of the return light to the light emitting component 120. As a result, even when a general-purpose light emitting module that does not intend to be optimally incident on the optical fiber 153 is used, the optimal incident can be realized by controlling the coupling loss due to the angle shift to the optical fiber 153, thereby reducing the cost of the optical transceiver module 100. Can be achieved. In the present embodiment, the angle θo3 of the fourth facing surface 192 with respect to the reference line A is set to 96 ° (= 90 ° + 6 °), for example.
第１光学部材１８０の形成材料はホウケイ酸ガラスであって、屈折率ｎ２は１．５１である。光ファイバ１５３の光入射出端面１５４での光の角度ずれによる結合損失を減少させるためには、第１光学部材１８０から屈折率ｎ１＝１の空間領域７０に入射された光Ｌ（波長：１３１０ｎｍ）は、角度θｆｉ＝２．７２°で光ファイバ１５３に結合する必要がある。基準線Ａに対して角度θｏ１＝４６．３３°だけ傾いた第１対向面１８１から光は出射されるので、角度θｆｉ＝２．７２°とするためには、第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面での光の屈折角θｒは４６．３９°とする必要がある。このため、スネルの法則により、当該境界面での光の入射角θ１ｉは２８．６５°となる。 The material for forming the first optical member 180 is borosilicate glass, and the refractive index n2 is 1.51. In order to reduce the coupling loss due to the angle shift of the light at the light incident / exit end face 154 of the optical fiber 153, the light L (wavelength: 1310 nm) incident on the spatial region 70 having the refractive index n1 = 1 from the first optical member 180. ) Needs to be coupled to the optical fiber 153 at an angle θfi = 2.72 °. Since light is emitted from the first facing surface 181 inclined by the angle θo1 = 46.33 ° with respect to the reference line A, in order to set the angle θfi = 2.72 °, the first optical member 180 and the spatial region The refraction angle θr of light at the boundary surface with 70 needs to be 46.39 °. Therefore, according to Snell's law, the incident angle θ1i of the light at the boundary surface is 28.65 °.
このようにして、第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面になる第１対向面１８１に入射する光の入射角θ１ｉは設定される。光ファイバ１５３に光を良好に結合させるために、入射角θ１ｉが２８．６５°になるように、第１及び第２光学部材１８０、１９０の接合面１８５の傾きを設定する必要がある。従って、本実施の形態では、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２が重要な設計パラメータとなる。第２光学部材１９０の形成材料はＺｒＯ２であって、屈折率ｎ３は２．１０である。基準線Ａに対する第２光学部品１９０の第４対向面１９２の角度θｏ３は９６°である。従って、第２光学部材１９０と空間領域７５との境界面での光Ｌの入射角θｉは６°になり、スネルの法則により、屈折角θ２ｒは２．８５°になる。屈折角θ２ｒ＝２．８５°で第２光学部材１９０内に入射した光Ｌが接合面１８５で屈折し、第１対向面１８１に入射角θ１ｉ＝２８．６５°で入射させるために、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２は１２８．４３°に設定される。この場合、接合面１８５での光Ｌの入射角θ２ｉは３５．２８°になり、屈折角θ１ｒは５３．４５°になる。 In this way, the incident angle θ1i of the light incident on the first facing surface 181 that becomes the boundary surface between the first optical member 180 and the space region 70 is set. In order to couple light to the optical fiber 153 satisfactorily, it is necessary to set the inclination of the joint surface 185 of the first and second optical members 180 and 190 so that the incident angle θ1i is 28.65 °. Therefore, in the present embodiment, the angle θo2 of the joint surface 185 with respect to the reference line A is an important design parameter. The forming material of the second optical member 190 is ZrO 2 , and the refractive index n3 is 2.10. The angle θo3 of the fourth facing surface 192 of the second optical component 190 with respect to the reference line A is 96 °. Therefore, the incident angle θi of the light L at the boundary surface between the second optical member 190 and the space region 75 is 6 °, and the refraction angle θ2r is 2.85 ° according to Snell's law. In order for the light L incident in the second optical member 190 at the refraction angle θ2r = 2.85 ° to be refracted by the bonding surface 185 and to enter the first facing surface 181 at the incident angle θ1i = 28.65 °, the reference line The angle θo2 of the joint surface 185 with respect to A is set to 128.43 °. In this case, the incident angle θ2i of the light L at the joint surface 185 is 35.28 °, and the refraction angle θ1r is 53.45 °.
以上のように設計された光送受信モジュール１００は、発光部品１２０の中心軸と発光素子１２３から発光される光の光線束の軸とのなす角度が０°である場合、第１光学部材１８０を透過して光ファイバ１５３に入射する光の光線束の軸とのなす角度は概ね２．７°となる。光ファイバ１５３の先端研磨角度θｆが６°の場合、光ファイバ１５３に入射する光信号が光ファイバ１５３の中心軸５となす角度が２．７°であると、光は最も減衰されることなく光ファイバ１５３に入射することができる。図３は、光ファイバ１５３への入射光の角度ずれと結合損失との関係を示すグラフである。横軸は角度ずれ（ｄｅｇ）を表し、縦軸は結合損失（ｄＢ）を表している。図３では、角度ずれによる結合損失がない状態を０ｄＢとして表している。 When the angle formed between the central axis of the light emitting component 120 and the axis of the light bundle of light emitted from the light emitting element 123 is 0 °, the optical transceiver module 100 designed as described above has the first optical member 180. The angle formed by the axis of the light bundle of light that is transmitted and incident on the optical fiber 153 is approximately 2.7 °. When the tip polishing angle θf of the optical fiber 153 is 6 °, the light is not attenuated most when the angle between the optical signal incident on the optical fiber 153 and the central axis 5 of the optical fiber 153 is 2.7 °. The light can enter the optical fiber 153. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the angle shift of incident light to the optical fiber 153 and the coupling loss. The horizontal axis represents angular deviation (deg), and the vertical axis represents coupling loss (dB). In FIG. 3, a state where there is no coupling loss due to an angle shift is represented as 0 dB.
本実施の形態では、上記のように光学素子２を設計しているので、光ファイバ１５３への入射光の角度ずれはほぼ０°である。このため、図３に示すように、光送受信モジュール１００の角度ずれによる結合損失はほぼ０ｄＢである。従来の光送受信モジュール２０は、本実施の形態と同様に戻り光が発光部品３０に入射しないように、光ファイバ４６、５０の中心軸に対して光ファイバ４６の光入射出端面は傾斜している。従来の光送受信モジュール２０では、入射光３６は当該中心軸とほぼ平行に光ファイバ４６に入射するので、光入射出端の傾斜角度に応じて角度ずれによる結合損失が生じる。例えば、当該中心軸に対して光ファイバ４６の光入射出端面が所定角度だけ傾斜して形成されており、角度ずれが２．７°であると、約１．２ｄＢの結合損失が生じる。 In the present embodiment, since the optical element 2 is designed as described above, the angular deviation of the incident light to the optical fiber 153 is almost 0 °. For this reason, as shown in FIG. 3, the coupling loss due to the angle shift of the optical transceiver module 100 is approximately 0 dB. In the conventional optical transceiver module 20, the light incident / exit end face of the optical fiber 46 is inclined with respect to the central axis of the optical fibers 46 and 50 so that the return light does not enter the light emitting component 30 as in the present embodiment. Yes. In the conventional optical transceiver module 20, since the incident light 36 enters the optical fiber 46 substantially parallel to the central axis, a coupling loss due to an angle shift occurs according to the inclination angle of the light incident / exit end. For example, if the light incident / exit end face of the optical fiber 46 is inclined by a predetermined angle with respect to the central axis, and the angular deviation is 2.7 °, a coupling loss of about 1.2 dB occurs.
本実施の形態では、従来とほぼ同様の光ファイバ部材１５０、発光部品１２０及び受光部品１６０を用い、これらの配置関係を従来とほぼ同様にしても、光学素子２を用いることにより、光送受信モジュール１００の角度ずれによる結合損失をほぼ０ｄＢにすることができる。このように、本実施の形態による光送受信モジュール１００は、簡易な構造で光ファイバ１５３に入射する光の角度ずれを減少させて角度ずれによる結合損失を極めて低減できる。 In this embodiment, the optical fiber member 150, the light emitting component 120, and the light receiving component 160 that are substantially the same as those of the conventional one are used, and the optical transmission / reception module is obtained by using the optical element 2 even if the arrangement relationship thereof is substantially the same as the conventional one. The coupling loss due to the angle deviation of 100 can be made almost 0 dB. As described above, the optical transceiver module 100 according to the present embodiment can significantly reduce the coupling loss due to the angular deviation by reducing the angular deviation of the light incident on the optical fiber 153 with a simple structure.
次に、本実施の形態による光送受信モジュールの製造方法を再び図１を用いて説明する。まず、第１光学部材１８０を所定の形状に加工するともに、第１及び第２対向面１８１、１８２を所定の角度に加工する。次に、第２光学部材１９０を所定の形状に加工するともに、第３及び第４対向面１９１、１９２を所定の角度に加工する。次に、第１光学部材１８０の第２対向面１８２と、第２光学部材１９０の第３対向面１９１とを光学接着剤を用いて所定の位置関係で接着する。次いで、必要に応じて第１対向面１８１に光フィルタ膜を配置する。これにより、光学素子２が完成する。 Next, the manufacturing method of the optical transceiver module according to the present embodiment will be described again with reference to FIG. First, the first optical member 180 is processed into a predetermined shape, and the first and second opposing surfaces 181 and 182 are processed into a predetermined angle. Next, the second optical member 190 is processed into a predetermined shape, and the third and fourth opposing surfaces 191 and 192 are processed into a predetermined angle. Next, the second facing surface 182 of the first optical member 180 and the third facing surface 191 of the second optical member 190 are bonded in a predetermined positional relationship using an optical adhesive. Next, an optical filter film is disposed on the first facing surface 181 as necessary. Thereby, the optical element 2 is completed.
次に、光学素子２を光学素子保持部材２００の所定の位置に接着して固定する。次に、光学素子２を保持した光学素子保持部材２００をメインハウジング１１０の所定の位置に接着して固定する。 Next, the optical element 2 is bonded and fixed to a predetermined position of the optical element holding member 200. Next, the optical element holding member 200 holding the optical element 2 is bonded and fixed to a predetermined position of the main housing 110.
次に、発光部品１２０を発光部品保持部品１３０を用いてメインハウジング１１０の部品取り付け部１１１に固定する。次に、不図示の調心固定装置に光ファイバ部材１５０と光ファイバ部材保持部品１４０とメインハウジング１１０とをセットする。次いで、発光部品１２０の発光素子１２３を発光させ、発光素子１２３から発光され光ファイバ１５３に入射する光の光強度を測定する。ここで、光ファイバ部材１５０及び光ファイバ部材保持部品１４０を光信号の光強度が最大となる位置に調整する。次いで、光ファイバ部材保持部品１４０を用いて光ファイバ部材１５０をメインハウジング１１０の部品取り付け部１１３に固定する。これにより、光ファイバ１５３、発光部品１２０及び光学素子２等の製造ばらつきがあっても、入射光を光ファイバ１５３に良好に結合できる。なお、光ファイバ部材１５０等の上記の位置調整は、例えば中心軸５に平行な方向、垂直な方向及び軸周りに光ファイバ部材１５０等を動かして行われる。 Next, the light emitting component 120 is fixed to the component mounting portion 111 of the main housing 110 using the light emitting component holding component 130. Next, the optical fiber member 150, the optical fiber member holding component 140, and the main housing 110 are set in an alignment fixing device (not shown). Next, the light emitting element 123 of the light emitting component 120 is caused to emit light, and the light intensity of the light emitted from the light emitting element 123 and incident on the optical fiber 153 is measured. Here, the optical fiber member 150 and the optical fiber member holding component 140 are adjusted to a position where the light intensity of the optical signal is maximized. Next, the optical fiber member 150 is fixed to the component mounting portion 113 of the main housing 110 using the optical fiber member holding component 140. Thereby, even if there are manufacturing variations in the optical fiber 153, the light emitting component 120, the optical element 2, etc., incident light can be well coupled to the optical fiber 153. The above-described position adjustment of the optical fiber member 150 and the like is performed by moving the optical fiber member 150 and the like in a direction parallel to the central axis 5, a direction perpendicular to the center axis 5, and the axis, for example.
次に、不図示の調心固定装置に受光部品１６０と受光部品保持部品１７０とメインハウジング１１０をセットする。所定の光信号を光ファイバ１５３に接続する手段を用いて光ファイバ１５３から光信号を出射する。当該光信号を第１光学部材１８０を経由して受光素子１６３で受信して、当該光信号から電気信号に変換された出力を測定する。受光部品１６０及び受光部品保持部品１７０を出力電圧値が最大となる位置に調整する。次いで、受光部品保持部品１７０を用いて受光部品１６０をメインハウジング１１０の部品取り付け部１１４に固定する。なお、受光部品１６０等の上記の位置調整は、例えば中心軸５に平行な方向、垂直な方向及び受光部品１６０の光軸周り受光部品１６０等を動かして行われる。 Next, the light receiving component 160, the light receiving component holding component 170, and the main housing 110 are set in an alignment fixing device (not shown). An optical signal is emitted from the optical fiber 153 using a means for connecting a predetermined optical signal to the optical fiber 153. The optical signal is received by the light receiving element 163 via the first optical member 180, and the output converted from the optical signal to the electrical signal is measured. The light receiving component 160 and the light receiving component holding component 170 are adjusted to a position where the output voltage value is maximized. Next, the light receiving component 160 is fixed to the component mounting portion 114 of the main housing 110 using the light receiving component holding component 170. The above-described position adjustment of the light receiving component 160 or the like is performed by moving the light receiving component 160 or the like around the optical axis of the light receiving component 160 in a direction parallel to or perpendicular to the central axis 5, for example.
ここで、第１光学部材１８０の第１対向面１８１に光フィルタ膜を成膜し、第２光学部材１９０の第４対向面１９２に誘電体多層膜を成膜してから加工しても、同様に本実施の形態の目的を達成することができる。 Here, an optical filter film is formed on the first facing surface 181 of the first optical member 180, a dielectric multilayer film is formed on the fourth facing surface 192 of the second optical member 190, and then processed. Similarly, the object of the present embodiment can be achieved.
以上説明したように、本実施の形態によれば、部品取り付け部１１１に保持される発光部品１２０は、発光素子１２３とレンズ１２４との位置を概ね発光部品１２０の中心軸上に配置することにより製造することができる。このため、発光部品１２０は、光ファイバ１５３への光の最適入射を意図してレンズ１２４からの光の角度を光学的に調整する作業が不要になる。このように、簡易な製造工程で安価に製造が可能な発光部品１２０を使用しても、光を効率よく光ファイバ１５３に入射することができる。また、光ファイバ１５３は、円筒形状の部材内部に同部材と同軸の孔を持つ一般的且つ製造が簡易な部品取り付け部１１３を使用することによって、メインハウジング１１０に保持することができる。このため、複雑な形状の部材を用いることなく、簡易な構造で光ファイバ１５３に入射する光の角度ずれを補正することが可能になる。さらに、光送受信モジュール１００の製造工程を簡易にすることができるので、光送受信モジュール１００の製品の低価格化を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the light emitting component 120 held by the component mounting portion 111 is arranged by arranging the positions of the light emitting element 123 and the lens 124 substantially on the central axis of the light emitting component 120. Can be manufactured. For this reason, the light emitting component 120 does not require an operation of optically adjusting the angle of the light from the lens 124 in order to optimally enter the light into the optical fiber 153. Thus, even if the light emitting component 120 that can be manufactured at low cost with a simple manufacturing process is used, light can be efficiently incident on the optical fiber 153. Further, the optical fiber 153 can be held in the main housing 110 by using a general and easy-to-manufacture component mounting portion 113 having a hole coaxial with the member inside the cylindrical member. For this reason, it is possible to correct the angular deviation of the light incident on the optical fiber 153 with a simple structure without using a member having a complicated shape. Furthermore, since the manufacturing process of the optical transceiver module 100 can be simplified, the price of the optical transceiver module 100 can be reduced.
次に、本実施の形態の変形例による光送受信モジュールについて図４乃至図６を用いて説明する。以下の変形例による光送受信モジュールの構成は、上記実施の形態による光送受信モジュール１００と同様なので説明は省略する。また、光学素子２の設計方法は、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。 Next, an optical transceiver module according to a modification of this embodiment will be described with reference to FIGS. The configuration of the optical transmission / reception module according to the following modification is the same as that of the optical transmission / reception module 100 according to the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted. Further, the design method of the optical element 2 is the same as that in the above embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
（変形例１）
図４は、本実施の形態の変形例１による光送受信モジュールであって、光ファイバ１５３及び光学素子２のみを抜き出し、光ファイバ１５３の中心軸５を含む仮想平面で切断した断面を示している。図４に示すように、本変形例の光送受信モジュールは、基準線Ａに対する第２光学部材１９０の第４対向面１９２の角度θｏ３が８４°（＝９０°−６°）である点に特徴を有している。第１及び第２光学部材１８０、１９０並びに光ファイバ１５３の形成材料は、上記実施の形態と同様である。
(Modification 1)
FIG. 4 shows an optical transmission / reception module according to the first modification of the present embodiment, in which only the optical fiber 153 and the optical element 2 are extracted and cut along a virtual plane including the central axis 5 of the optical fiber 153. . As shown in FIG. 4, the optical transceiver module of this modification is characterized in that the angle θo3 of the fourth facing surface 192 of the second optical member 190 with respect to the reference line A is 84 ° (= 90 ° −6 °). have. The materials for forming the first and second optical members 180 and 190 and the optical fiber 153 are the same as those in the above embodiment.
本変形例の光送受信モジュールは、中心軸５に直交する方向に対する光ファイバ１５３の光入射出端面１５４の研磨角度θｆと、基準線Ａに対する第１光学部材１８０の第１対向面１８１の角度θｏ１が上記実施の形態と同様に設定されている。このため、上記実施の形態と同様に、第１光学部材１８０内を通過した光Ｌを第１対向面１８１に入射角θ１ｉ＝２８．６５°で入射させる必要がある。第２光学部材１９０と空間領域７５との境界面での光Ｌの入射角θｉは６°になり、屈折角θ２ｒは２．８５°になる。しかし、基準線Ａに対する第４対向面１９２の角度θｏ３が８４°に設定されているので、第２光学部材１９０に入射した光Ｌは、基準線Ａ側に屈折する。 In the optical transceiver module of this modification, the polishing angle θf of the light incident / exit end surface 154 of the optical fiber 153 with respect to the direction orthogonal to the central axis 5 and the angle θo1 of the first facing surface 181 of the first optical member 180 with respect to the reference line A Is set in the same manner as in the above embodiment. For this reason, as in the above embodiment, the light L that has passed through the first optical member 180 needs to be incident on the first facing surface 181 at an incident angle θ1i = 28.65 °. The incident angle θi of the light L at the boundary surface between the second optical member 190 and the space region 75 is 6 °, and the refraction angle θ2r is 2.85 °. However, since the angle θo3 of the fourth facing surface 192 with respect to the reference line A is set to 84 °, the light L incident on the second optical member 190 is refracted toward the reference line A side.
そこで、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２を適切に設定し、光Ｌが第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面に入射角θ１ｉ＝２８．６５°で入射するようにする。本変形例では、角度θｏ２は１１３．３８°に設定される。この場合、接合面１８５での光Ｌの入射角θ２ｉは２６．５３°になり、屈折角θ１ｒは３８．４０°になる。なお、本変形例の光ファイバ１５３、光学素子２及び空間領域７０の屈折率並びに各角度θｆ、θｏ１は、上記実施の形態と同様であるため、本変形例の各角度θｒ、θＬｉ、θＬｒは上記実施の形態と同様の値になる。 Therefore, the angle θo2 of the bonding surface 185 with respect to the reference line A is appropriately set so that the light L is incident on the boundary surface between the first optical member 180 and the space region 70 at an incident angle θ1i = 28.65 °. In this modification, the angle θo2 is set to 113.38 °. In this case, the incident angle θ2i of the light L at the joint surface 185 is 26.53 °, and the refraction angle θ1r is 38.40 °. Note that the refractive indexes of the optical fiber 153, the optical element 2, and the space region 70 and the angles θf and θo1 of the present modification are the same as those in the above embodiment, and thus the angles θr, θLi, and θLr of the modification are It becomes the value similar to the said embodiment.
以上説明したように、基準線Ａに対する第４対向面１９２の角度θｏ３が９０°から入射角θｉを差分した値に設定されても、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２を調整することにより、光ファイバ１５３に光Ｌを良好に結合させることができる。これにより、本変形例は、上記実施の形態と同様の効果が得られる。 As described above, even if the angle θo3 of the fourth facing surface 192 with respect to the reference line A is set to a value obtained by subtracting the incident angle θi from 90 °, the angle θo2 of the joint surface 185 with respect to the reference line A is adjusted. The light L can be satisfactorily coupled to the optical fiber 153. Thereby, this modification can obtain the same effect as the above-described embodiment.
（変形例２）
図５は、本実施の形態の変形例２による光送受信モジュールであって、光ファイバ１５３及び光学素子２のみを抜き出し、光ファイバ１５３の中心軸５を含む仮想平面で切断した断面を示している。本変形例の光送受信モジュールは、第１光学部材１８０がＺｒＯ２で形成され、第２光学部材１９０がホウケイ酸ガラスで形成されている点に特徴を有している。光ファイバ１５３の形成材料は、上記実施の形態と同様である。
(Modification 2)
FIG. 5 shows an optical transmission / reception module according to the second modification of the present embodiment, in which only the optical fiber 153 and the optical element 2 are extracted and cut along a virtual plane including the central axis 5 of the optical fiber 153. . The optical transceiver module of this modification is characterized in that the first optical member 180 is made of ZrO 2 and the second optical member 190 is made of borosilicate glass. The material for forming the optical fiber 153 is the same as in the above embodiment.
図５に示すように、基準線Ａに対する第１対向面１８１の角度θｏ１及び第４対向面１９２の角度θｏ３は、上実施の形態と同様に、それぞれ４６．３３°及び９６°に設定されている。第１光学部材１８０の形成材料はＺｒＯ２であって、屈折率ｎ２は２．１である。光ファイバ１５３の光入射出端面１５４での光の角度ずれによる結合損失を減少させるためには、上記実施の形態と同様に、角度θｆｉ＝２．７２°で光ファイバ１５３に光を入射する必要がある。従って、第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面での光の屈折角θｒは４６．３９°とする必要がある。また、入射角θ１ｉは、スネルの法則より、２０．１７°となる。 As shown in FIG. 5, the angle θo1 of the first facing surface 181 and the angle θo3 of the fourth facing surface 192 with respect to the reference line A are set to 46.33 ° and 96 °, respectively, as in the above embodiment. Yes. The forming material of the first optical member 180 is ZrO 2 , and the refractive index n2 is 2.1. In order to reduce the coupling loss due to the angle deviation of the light at the light incident / exit end face 154 of the optical fiber 153, it is necessary to make the light incident on the optical fiber 153 at an angle θfi = 2.72 ° as in the above embodiment. There is. Therefore, the light refraction angle θr at the boundary surface between the first optical member 180 and the space region 70 needs to be 46.39 °. The incident angle θ1i is 20.17 ° according to Snell's law.
このようにして、第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面になる第１対向面１８１に入射する光の入射角θ１ｉは設定される。次に、基準線Ａに対する第１及び第２光学部材１８０、１９０の接合面１８５の角度θｏ２を設定する。第２光学部材１９０の形成材料はホウケイ酸ガラスであって、屈折率ｎ３は１．５１である。基準線Ａに対する第２光学部品１９０の第４対向面１９２の角度θｏ３は９６°である。従って、第２光学部材１９０と空間領域７５との境界面での光Ｌの入射角θｉは６°になり、屈折角θ２ｒは３．９７°になる。屈折角θ２ｒ＝３．９７°で第２光学部材１９０内に入射した光Ｌが接合面１８５で屈折し、第１対向面１８１に入射角θ１ｉ＝２０．１７°で入射するために、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２は２５．０７°に設定される。この場合、接合面１８５での光Ｌの入射角θ２ｉは６６．９６°になり、屈折角θ１ｒは４１．４３°になる。 In this way, the incident angle θ1i of the light incident on the first facing surface 181 that becomes the boundary surface between the first optical member 180 and the space region 70 is set. Next, an angle θo2 of the joint surface 185 of the first and second optical members 180 and 190 with respect to the reference line A is set. The material for forming the second optical member 190 is borosilicate glass, and the refractive index n3 is 1.51. The angle θo3 of the fourth facing surface 192 of the second optical component 190 with respect to the reference line A is 96 °. Accordingly, the incident angle θi of the light L at the boundary surface between the second optical member 190 and the space region 75 is 6 °, and the refraction angle θ2r is 3.97 °. The light L incident in the second optical member 190 at the refraction angle θ2r = 3.97 ° is refracted by the bonding surface 185 and is incident on the first facing surface 181 at the incident angle θ1i = 20.17 °. An angle θo2 of the joint surface 185 with respect to A is set to 25.07 °. In this case, the incident angle θ2i of the light L at the joint surface 185 is 66.96 °, and the refraction angle θ1r is 41.43 °.
なお、光ファイバ１５３の光入射出端面１５４から出射される光（波長：１５５０ｎｍ）は、光ファイバ１５３と空間領域７０との境界面での屈折角は２．６６°になり、基準線Ａに対して角度θＬｒ＝９０°で受光部品１６０に入射するように第１光学部材１８０の第１対向面１８４で反射される。なお、本変形例の各角度θｒ、θＬｉ、θＬｒは上記実施の形態と同様の値になる。 Note that the light (wavelength: 1550 nm) emitted from the light incident / exit end face 154 of the optical fiber 153 has a refraction angle of 2.66 ° at the boundary surface between the optical fiber 153 and the spatial region 70, and the reference line A On the other hand, the light is reflected by the first facing surface 184 of the first optical member 180 so as to enter the light receiving component 160 at an angle θLr = 90 °. Note that the angles θr, θLi, and θLr in the present modification are the same values as in the above embodiment.
以上説明したように、第１光学部材１８０がＺｒＯ２で形成され、第２光学部材１９０がホウケイ酸ガラスで形成されても、光ファイバ１５３に光Ｌを良好に結合させることができる。これにより、本変形例は、上記実施の形態と同様の効果が得られる。 As described above, even if the first optical member 180 is formed of ZrO 2 and the second optical member 190 is formed of borosilicate glass, the light L can be satisfactorily coupled to the optical fiber 153. Thereby, this modification can obtain the same effect as the above-described embodiment.
（変形例３）
図６は、本実施の形態の変形例３による光送受信モジュールであって、光ファイバ１５３及び光学素子２のみを抜き出し、光ファイバ１５３の中心軸５を含む仮想平面で切断した断面を示している。本変形例の光送受信モジュールは、第１及び第２光学部材１８０、１９０の形成材料が上記変形例２と同様であり、基準線Ａに対する第２光学部材１９０の光入射面１９２の角度θｏ３が８４°（＝９０°−６°）である点に特徴を有している。
(Modification 3)
FIG. 6 shows an optical transmission / reception module according to Modification 3 of the present embodiment, in which only the optical fiber 153 and the optical element 2 are extracted and cut along a virtual plane including the central axis 5 of the optical fiber 153. . In the optical transmission / reception module of this modification, the material for forming the first and second optical members 180 and 190 is the same as that of Modification 2, and the angle θo3 of the light incident surface 192 of the second optical member 190 with respect to the reference line A is It is characterized in that it is 84 ° (= 90 ° -6 °).
図６に示すように、本変形例の光送受信モジュールは、中心軸５に直交する方向に対する光ファイバ１５３の光入射出端面１５４の研磨角度θｆと、基準線Ａに対する第１光学部材１８０の第１対向面１８１の角度θｏ１とが上記変形例２と同様に設定されている。このため、上記変形例２と同様に、第１光学部材１８０内を通過した光Ｌを第１対向面１８１に入射角θ１ｉ＝２０．１７°で入射させる必要がある。第２光学部材１９０と空間領域７５との境界面での光Ｌの入射角θｉは６°になり、屈折角θ２ｒは３．９７°になる。しかし、基準線Ａに対する光入射面１９２の角度θｏ３が８４°に設定されているので、第２光学部材１９０に入射した光Ｌは基準線Ａ側に屈折する。 As shown in FIG. 6, the optical transceiver module according to the present modification includes the polishing angle θf of the light incident / exit end surface 154 of the optical fiber 153 with respect to the direction orthogonal to the central axis 5 and the first optical member 180 with respect to the reference line A. The angle θo1 of the first facing surface 181 is set in the same manner as in the second modification. For this reason, as in the second modification, the light L that has passed through the first optical member 180 needs to be incident on the first facing surface 181 at an incident angle θ1i = 20.17 °. The incident angle θi of the light L at the boundary surface between the second optical member 190 and the space region 75 is 6 °, and the refraction angle θ2r is 3.97 °. However, since the angle θo3 of the light incident surface 192 with respect to the reference line A is set to 84 °, the light L incident on the second optical member 190 is refracted to the reference line A side.
そこで、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２を適切に設定し、光Ｌが第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面に入射角θ１ｉ＝２０．１７°で入射するようにする。本変形例では、角度θｏ２は２８．００°に設定される。この場合、接合面１８５での光Ｌの入射角θ２ｉは５９．９７°になり、屈折角θ１ｒは３８．５０°になる。なお、本変形例の光ファイバ１５３、光学素子２及び空間領域７０の屈折率並びに各角度θｆ、θｏ１は、上記変形例２と同様であるため、本変形例の各角度θｒ、θＬｉ、θＬｒは上記変形例２と同様の値になる。 Therefore, the angle θo2 of the joint surface 185 with respect to the reference line A is appropriately set so that the light L is incident on the boundary surface between the first optical member 180 and the space region 70 at an incident angle θ1i = 20.17 °. In this modification, the angle θo2 is set to 28.00 °. In this case, the incident angle θ2i of the light L at the joint surface 185 is 59.97 °, and the refraction angle θ1r is 38.50 °. Note that the refractive indexes of the optical fiber 153, the optical element 2, and the space region 70 and the angles θf and θo1 of the present modification are the same as those of the modification 2, and thus the angles θr, θLi, and θLr of the modification are It becomes the value similar to the said modification 2.
以上説明したように、基準線Ａに対する光入射面１９２の角度θｏ３が９０°から入射角θｉを差分した値に設定されても、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２を調整することにより、光ファイバ１５３に光Ｌを良好に結合させることができる。これにより、本変形例は、上記実施の形態と同様の効果が得られる。 As described above, even if the angle θo3 of the light incident surface 192 with respect to the reference line A is set to a value obtained by subtracting the incident angle θi from 90 °, by adjusting the angle θo2 of the joint surface 185 with respect to the reference line A, The light L can be satisfactorily coupled to the optical fiber 153. Thereby, this modification can obtain the same effect as the above-described embodiment.
（変形例４）
図７は、本実施の形態の変形例４による光送受信モジュールであって、光ファイバ１５３及び光学素子２のみを抜き出し、光ファイバ１５３の中心軸５を含む仮想平面で切断した断面を示している。図７に示すように、本変形例の光送受信モジュールは、第１及び第２光学部材１８０、１９０の形成材料が上記実施の形態と同様であり、中心軸５に直交する方向に対する光ファイバ１５３の光入射出端面１５４の研磨角度θｆが８°である点に特徴を有している。
(Modification 4)
FIG. 7 shows an optical transmission / reception module according to Modification 4 of the present embodiment, in which only the optical fiber 153 and the optical element 2 are extracted and cut along a virtual plane including the central axis 5 of the optical fiber 153. . As shown in FIG. 7, in the optical transceiver module of the present modification, the first and second optical members 180 and 190 are formed of the same material as in the above embodiment, and the optical fiber 153 with respect to the direction orthogonal to the central axis 5 is used. This is characterized in that the polishing angle θf of the light incident / exit end face 154 is 8 °.
発光部品１２０の中心軸と発光素子１２３から発信される光信号とのなす角度が０°の場合、第１光学部材１８０を透過して光ファイバ１５３で受信される光信号は、光ファイバ１５３の中心軸５とのなす角度が概ね３．６°となる。光ファイバ１５３の先端研磨角度が８°の場合、光ファイバ１５３に入射する光信号が光ファイバの中心軸５となす角度が３．６°であると、光信号は最も減衰されずに光ファイバ１５３に入射することができる。 When the angle formed between the central axis of the light emitting component 120 and the optical signal transmitted from the light emitting element 123 is 0 °, the optical signal transmitted through the first optical member 180 and received by the optical fiber 153 is transmitted through the optical fiber 153. The angle formed with the central axis 5 is approximately 3.6 °. When the tip polishing angle of the optical fiber 153 is 8 °, if the angle formed by the optical signal incident on the optical fiber 153 and the central axis 5 of the optical fiber is 3.6 °, the optical signal is not attenuated most and the optical fiber 153 can be incident.
光ファイバ１５３の屈折率ｎ０は、上記実施の形態と同様であるため、光ファイバ１５３の中心軸５に対する入射光の角度θｆｉを３．６４°とすると、スネルの法則により、当該入射光は光入射出端面１５４で中心軸５とほぼ平行な方向に屈折する。これにより、光学素子２から出射された光は最も減衰することなく光入射出端面１５４に結合できる。光ファイバ１５３、空間領域７０及び第１光学部材１８０の各屈折率と、光ファイバ１５３に入射する光Ｌの角度θｆｉとを考慮して、第１対向面１８１の角度θｏ１は４６．８°に設定される。なお、中心軸５に対する第１対向面１８１から出射される光の角度θＬｉは３．６４°になる。 Since the refractive index n0 of the optical fiber 153 is the same as that of the above embodiment, if the incident light angle θfi with respect to the central axis 5 of the optical fiber 153 is 3.64 °, the incident light is light according to Snell's law. The incident / exit end surface 154 is refracted in a direction substantially parallel to the central axis 5. Thereby, the light emitted from the optical element 2 can be coupled to the light incident / exit end face 154 without being attenuated most. Considering each refractive index of the optical fiber 153, the spatial region 70, and the first optical member 180 and the angle θfi of the light L incident on the optical fiber 153, the angle θo1 of the first facing surface 181 is 46.8 °. Is set. The angle θLi of light emitted from the first facing surface 181 with respect to the central axis 5 is 3.64 °.
光ファイバ１５３の光入射出端面１５４から出射される光（波長：１５５０ｎｍ）は、光ファイバ１５３と空間領域７０との境界面での屈折角は３．５６°になる。また、光ファイバ１５３から出射されて第１対向面１８１で反射した光は、基準線Ａに対して角度θＬｒ＝９０°で受光部品１６０に入射する。 The light (wavelength: 1550 nm) emitted from the light incident / exit end surface 154 of the optical fiber 153 has a refraction angle of 3.56 ° at the boundary surface between the optical fiber 153 and the spatial region 70. The light emitted from the optical fiber 153 and reflected by the first facing surface 181 enters the light receiving component 160 at an angle θLr = 90 ° with respect to the reference line A.
第１光学部材１８０の形成材料はホウケイ酸ガラスであるので、第１光学部材１８０の第１対向面１８１から出射から屈折率ｎ１＝１の空間領域７０に入射された光Ｌ（波長：１３１０ｎｍ）が、角度θｆｉ＝３．６４°で光ファイバ１５３に結合する必要がある。基準線Ａに対して角度θｏ１＝４６．８°だけ傾いた第１対向面１８１から光は出射されるので、角度θｆｉ＝３．６４°とするためには、第１光学部材１８０と空間領域７０との境界面での光の屈折角θｒは４６．８４°となる必要がある。このため、スネルの法則により、当該境界面での入射角θ１ｉは２８．８９°となる。 Since the forming material of the first optical member 180 is borosilicate glass, the light L (wavelength: 1310 nm) incident on the spatial region 70 having the refractive index n1 = 1 from the emission from the first facing surface 181 of the first optical member 180. However, it is necessary to couple to the optical fiber 153 at an angle θfi = 3.64 °. Since light is emitted from the first facing surface 181 inclined by the angle θo1 = 46.8 ° with respect to the reference line A, in order to set the angle θfi = 3.64 °, the first optical member 180 and the spatial region The light refraction angle θr at the interface with 70 needs to be 46.84 °. Therefore, according to Snell's law, the incident angle θ1i at the boundary surface is 28.89 °.
第２光学部材１９０の形成材料はＺｒＯ２であり、基準線Ａに対する第２光学部品１９０の第４対向面１９２の角度θｏ３は９６°である。屈折角θ２ｒ＝２．８５°で第２光学部材１９０内に入射した光Ｌが接合面１８５で屈折し、第１対向面１８１に入射角θ１ｉ＝２８．８９°で入射させるために、基準線Ａに対する接合面１８５の角度θｏ２は１２７．６３°に設定される。この場合、接合面１８５での光Ｌの入射角θ２ｉは３４．４８°になり、屈折角θ１ｒは５１．９４°になる。 The forming material of the second optical member 190 is ZrO 2 , and the angle θo3 of the fourth facing surface 192 of the second optical component 190 with respect to the reference line A is 96 °. In order for the light L incident in the second optical member 190 at the refraction angle θ2r = 2.85 ° to be refracted by the bonding surface 185 and to enter the first facing surface 181 at the incident angle θ1i = 28.89 °, the reference line An angle θo2 of the joint surface 185 with respect to A is set to 127.63 °. In this case, the incident angle θ2i of the light L at the joint surface 185 is 34.48 °, and the refraction angle θ1r is 51.94 °.
以上説明したように、光ファイバ１５３の光入射出端１５４が光ファイバ１５３の中心軸に直交する方向に対して８°に研磨されていても、基準線Ａに対する境界面１８５の角度θｏ２を調整することにより、光ファイバ１５３に光Ｌを良好に結合させることができる。これにより、本変形例は、上記実施の形態と同様の効果が得られる。 As described above, the angle θo2 of the boundary surface 185 with respect to the reference line A is adjusted even if the light incident / exit end 154 of the optical fiber 153 is polished at 8 ° with respect to the direction orthogonal to the central axis of the optical fiber 153. By doing so, the light L can be favorably coupled to the optical fiber 153. Thereby, this modification can obtain the same effect as the above-described embodiment.
上記実施の形態並びに変形例１及び４で示すように、基準線Ａ又は光ファイバ１５３の中心軸５に対する第１乃至第４対向面の角度θｏ１、θｏ２、θｏは、第１及び第２光学部材１８０、１９０の屈折率により異なる。例えば、第２光学部材１９０の屈折率が第１光学部材１８０の屈折率より大きい場合には、第１及び第２光学部材１８０、１９０の接合面１８５は、光ファイバ１５３の中心軸５に対する傾きが第１対向面１８１の傾きより大きくなる。一方、上記変形例２及び３で示すように、第１光学部材１８０の屈折率が第２光学部材１９０の屈折率より大きい場合には、第１及び第２光学部材１８０、１９０の接合面１８５は、光ファイバ１５３の中心軸５に対する傾きが第１対向面１８１の傾きより小さくなる。 As shown in the above-described embodiment and Modifications 1 and 4, the angles θo1, θo2, and θo of the first to fourth facing surfaces with respect to the reference line A or the central axis 5 of the optical fiber 153 are the first and second optical members. It differs depending on the refractive index of 180 and 190. For example, when the refractive index of the second optical member 190 is larger than the refractive index of the first optical member 180, the joint surface 185 of the first and second optical members 180 and 190 is inclined with respect to the central axis 5 of the optical fiber 153. Becomes larger than the inclination of the first facing surface 181. On the other hand, when the refractive index of the first optical member 180 is larger than the refractive index of the second optical member 190 as shown in the second and third modifications, the joint surface 185 of the first and second optical members 180 and 190 is used. The inclination of the optical fiber 153 with respect to the central axis 5 is smaller than the inclination of the first facing surface 181.
例えば屈折率が１．５１の光学材料のみを用いて、本実施の形態の光学素子２と同様の機能を発揮する光学素子を形成すると、光ファイバ側の第１対向面の角度を概ね４６．３３°とし、発光部品側の第４対向面の角度を４９．５２°としなければならない。従って、第１光学部材と光ファイバとの間、及び第２光学部材と発光素子との間に空間領域をそれぞれ有し、光ファイバの中心軸に対する第１光学部材の第１対向面の角度が概ね４５°であり、第２光学部材の第４対向面の角度が概ね４°から８°という条件下では、光ファイバへの最適入射角度を意図しない発光素子から発光される光を光ファイバに良好に結合させるためには、光学素子は２つ以上の異なる屈折率を有する光学材料で形成される必要がある。 For example, when an optical element that exhibits the same function as the optical element 2 of the present embodiment is formed using only an optical material having a refractive index of 1.51, the angle of the first facing surface on the optical fiber side is approximately 46.degree. The angle of the fourth facing surface on the light emitting component side must be 49.52 °. Therefore, each of the first optical member and the optical fiber has a spatial region between the second optical member and the light emitting element, and the angle of the first facing surface of the first optical member with respect to the central axis of the optical fiber is Under the condition that the angle of the fourth facing surface of the second optical member is approximately 4 ° to 8 °, the light emitted from the light emitting element that does not intend the optimum incident angle to the optical fiber is transmitted to the optical fiber. In order to couple well, the optical element needs to be made of an optical material having two or more different refractive indices.
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記実施の形態及び変形例１乃至４では、光学素子２は、屈折率の異なる２つの光学部材を有しているが、本発明はこれに限られない。例えば、光学素子２は、屈折率分布を有し、光ファイバに良好に結合できる屈折角で第１対向面から光が出射されれば、上記実施の形態及び変形例１乃至４と同様の効果が得られる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
In the above embodiment and Modifications 1 to 4, the optical element 2 includes two optical members having different refractive indexes, but the present invention is not limited to this. For example, if the optical element 2 has a refractive index distribution and light is emitted from the first facing surface at a refraction angle that can be satisfactorily coupled to the optical fiber, the same effects as those of the above-described embodiment and Modifications 1 to 4 Is obtained.
また、複数の発光素子を備えた光送受信モジュールにおいては、光学素子を３つの異なった屈折率を有する光学部材により構成することで、同様の効果が得られることは明らかである。さらに、光学部品と磁気光学素子などで構成した光アイソレータを組み合わせて、信号品質を向上させることもできる。 Moreover, in an optical transmission / reception module including a plurality of light emitting elements, it is obvious that the same effect can be obtained by configuring the optical element with optical members having three different refractive indexes. Furthermore, signal quality can be improved by combining an optical isolator composed of an optical component and a magneto-optical element.
２ 光学素子
２０、１００ 光送受信モジュール
２６ 光フィルタ
２８ 光フィルタ保持部材
２２、１１０ メインハウジング
３０、１２０ 発光部品
１１１、１１２、１１３、１１４ 部品取り付け部
１１５ 切り欠き部
１２１、１６１ 端子
１２２ ヒートシンク
１２３ 発光素子
１２４、１６４ レンズ
１３０ 発光部品保持部品
１４０ 光ファイバ部材保持部品
１５０ 光ファイバ部材
１５１ フェルール
１５２ 被覆
４６、５０、１５３ 光ファイバ
３２、１６０ 受光部品
１６２ サブマウント
１６３ 受光素子
１７０ 受光部品保持部品
１８０ 第１光学部材
１８１ 第１対向面
１８２ 第２対向面
１８５ 接合面
１９０ 第２光学部材
１９１ 第３対向面
１９２ 第４対向面
２００ 光学素子保持部材
2 Optical element 20, 100 Optical transmission / reception module 26 Optical filter 28 Optical filter holding member 22, 110 Main housing 30, 120 Light emitting component 111, 112, 113, 114 Component mounting part 115 Notch 121, 161 Terminal 122 Heat sink 123 Light emitting element 124, 164 Lens 130 Light emitting component holding component 140 Optical fiber member holding component 150 Optical fiber member 151 Ferrule 152 Cover 46, 50, 153 Optical fiber 32, 160 Light receiving component 162 Submount 163 Light receiving element 170 Light receiving component holding component 180 First optical Member 181 First opposing surface 182 Second opposing surface 185 Joint surface 190 Second optical member 191 Third opposing surface 192 Fourth opposing surface 200 Optical element holding member
Claims (6)
前記光ファイバ方向に光を出射する発光部と、
前記光ファイバと前記発光部との間に配置され、光ファイバの光軸と一致するように前記光入射出端面に前記光を結合させる光学素子と、
前記光ファイバと前記光学素子との間の空間領域と、
前記中心軸にほぼ直交する方向に配置され、前記光入射出端面から出射して前記光学素子の光ファイバ側対向面で反射した光を受光する受光部と
を有することを特徴とする光送受信モジュール。 An optical fiber having a light incident / exit end surface formed to be inclined with respect to the central axis;
A light emitting unit for emitting light in the direction of the optical fiber;
An optical element that is disposed between the optical fiber and the light emitting unit, and that couples the light to the light incident / exit end surface so as to coincide with the optical axis of the optical fiber;
A spatial region between the optical fiber and the optical element;
An optical transceiver module comprising: a light receiving portion that is disposed in a direction substantially perpendicular to the central axis, and that receives the light emitted from the light incident / exit end face and reflected by the optical fiber facing surface of the optical element; .
前記光学素子は、第１屈折率を備え、前記光ファイバ側に配置された第１光学部材と、前記第１屈折率とは異なる第２屈折率を備え、前記発光部側に配置された第２光学部材と、前記第１光学部材と第２光学部材とが接合された接合面とを有すること
を特徴とする光送受信モジュール。 The optical transceiver module according to claim 1,
The optical element has a first refractive index, a first optical member disposed on the optical fiber side, a second refractive index different from the first refractive index, and a first optical member disposed on the light emitting unit side. An optical transceiver module comprising: two optical members; and a joint surface obtained by joining the first optical member and the second optical member.
前記第１光学部材の前記光ファイバ側対向面は、前記光入射出端面に対向配置されて前記中心軸に対して概ね４５°傾いていること
を特徴とする光送受信モジュール。 The optical transceiver module according to claim 2,
An optical transceiver module, wherein the optical fiber side facing surface of the first optical member is disposed to face the light incident / outgoing end surface and is inclined by approximately 45 ° with respect to the central axis.
前記光学素子は、前記光ファイバ側対向面上に配置され、前記発光部から出射された前記光を透過させ、前記光ファイバから出射された光を反射させる誘電体多層膜を有すること
を特徴とする光送受信モジュール。 The optical transceiver module according to any one of claims 1 to 3,
The optical element includes a dielectric multilayer film that is disposed on the optical fiber-side facing surface, transmits the light emitted from the light emitting unit, and reflects the light emitted from the optical fiber. Optical transmission / reception module.
前記第１及び第２光学部材は、一体化されていること
を特徴とする光送受信モジュール。 The optical transceiver module according to any one of claims 2 to 4,
The optical transceiver module, wherein the first and second optical members are integrated.
前記第１及び第２光学部材は、光学接着剤を用いて接着されていること
を特徴とする光送受信モジュール。 The optical transceiver module according to claim 5,
The optical transceiver module, wherein the first and second optical members are bonded using an optical adhesive.
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