JP2010175875A - Optical module and method of adjusting light beam direction of optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法に関する。 The present invention relates to an optical module and a light beam direction adjusting method for the optical module.
波長多重通信方式を利用した光モジュールが知られている。このような光モジュールでは、低消費電力化及び低価格化の実現のため集積化が進められている。特許文献1には、複数の光学素子を一体化した光分波器(光学デマルチプレクサ)に関する技術が開示されている。
An optical module using a wavelength division multiplexing communication system is known. In such an optical module, integration has been advanced in order to realize low power consumption and low price.
図4は、従来の光モジュール101の一例を示す図である。従来の光モジュール101は、光合分波器などの信号光入出力部110と、光サブアセンブリ114(第1光サブアセンブリ114−1〜第4光サブアセンブリ114−4)と、を備えており、光ファイバ103と光学的に接続されている。そして、光モジュール101が光送信装置として機能する際には、光サブアセンブリ114から出力される、波長が互いに異なる信号光122が合波されて光ファイバ103を経由して外部に出力される。また、光モジュール101が光受信装置として機能する際には、光ファイバ103を経由して受け付ける信号光122が分波されて光サブアセンブリ114に出力される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a conventional optical module 101. The conventional optical module 101 includes a signal light input /
図4に例示する従来の光モジュール101では、一般的に、光サブアセンブリ114と信号光入出力部110とは、溶接により接合されている。そのため、光モジュール101が光送信装置として機能する際には、光ファイバ103から出射される光の強度を測定しながら光サブアセンブリ114を調芯して、光サブアセンブリ114と信号光入出力部110とを溶接したとしても、組立ての際に発生しうる公差により、光サブアセンブリ114から出射される信号光122が光ファイバ103に入射しないことがあった。
In the conventional optical module 101 illustrated in FIG. 4, the optical subassembly 114 and the signal light input /
このとき、図5に例示する光モジュール101のように、信号光入出力部110内に回動可能なミラー130を設けて、このミラー130を回動させながら光学系を調整することも考えられる。しかしこの場合は、ミラー130を信号光入出力部110に溶接する際に発生しうる公差により、光サブアセンブリ114から出射される信号光122が光ファイバ103に入射しない可能性がある。
At this time, as in the optical module 101 illustrated in FIG. 5, it is possible to provide a
なお、このことは、光モジュール101が、光ファイバ103を経由して受け付ける信号光122を光サブアセンブリ114が受光する光送信装置として機能する際にも同様にあてはまる。
This also applies to the case where the optical module 101 functions as an optical transmission device in which the optical subassembly 114 receives the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、光モジュールと光ファイバとの光接続の精度を向上することができる光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical module capable of improving the accuracy of optical connection between an optical module and an optical fiber and a light beam direction adjusting method of the optical module. To do.
上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、波長が互いに異なる複数の信号光を受け付けて、当該複数の信号光を合波した信号光を光ファイバに出力する、及び/又は、光ファイバから信号光を受け付けて、当該信号光を波長が互いに異なる複数の信号光に分波して出力する信号光入出力部と、少なくとも1つの信号光の光路上に配置されている、外部から受け付ける操作信号に応じて、通過する信号光の光線の方向を変化させる光線方向変化部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical module according to the present invention receives a plurality of signal lights having different wavelengths and outputs a signal light obtained by combining the plurality of signal lights to an optical fiber, and / or A signal light input / output unit that receives signal light from an optical fiber, demultiplexes the signal light into a plurality of signal lights having different wavelengths, and outputs the signal light, and an external disposed at least on the optical path of the signal light And a light beam direction changing unit that changes the direction of the light beam of the signal light that passes therethrough according to an operation signal received from.
また、本発明に係る光モジュールの光線方向調整方法は、波長が互いに異なる複数の信号光を受け付けて、当該複数の信号光を合波した信号光を光ファイバに出力する、及び/又は、光ファイバから信号光を受け付けて、当該信号光を波長が互いに異なる複数の信号光に分波して出力する信号光入出力部を備える光モジュールの光線方向調整方法であって、外部から受け付ける操作信号に応じて、少なくとも1つの信号光の光路上に配置されている光線方向変化部を通過する信号光の光線の方向を、前記合波した信号光が光ファイバに出力されるよう、及び/又は、光ファイバから受け付ける信号光を分波した信号光が受光素子に出力されるよう変化させる光線方向変化ステップを含むことを特徴とする。 Also, the light direction adjustment method for an optical module according to the present invention receives a plurality of signal lights having different wavelengths and outputs the signal light obtained by combining the plurality of signal lights to an optical fiber and / or An operation signal received from the outside, which is a method for adjusting the beam direction of an optical module including a signal light input / output unit that receives signal light from a fiber, demultiplexes the signal light into a plurality of signal lights having different wavelengths, and outputs them. In response to the direction of the light beam of the signal light passing through the light beam direction changing unit disposed on the optical path of the at least one signal light, and / or so that the combined signal light is output to the optical fiber, and / or And a light beam direction changing step for changing so that the signal light obtained by demultiplexing the signal light received from the optical fiber is output to the light receiving element.
本発明によれば、外部からの操作信号に応じた、信号光の光線の方向の調整が可能となるので、光モジュールと光ファイバとの光接続の精度を向上することができる。 According to the present invention, the direction of the light beam of the signal light can be adjusted according to an operation signal from the outside, so that the accuracy of optical connection between the optical module and the optical fiber can be improved.
本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、前記光線方向変化部が、前記波長が互いに異なる複数の信号光の光路上に配置されており、前記波長が互いに異なる複数の信号光の光線の方向をそれぞれ変化させることを特徴とする。この態様によれば、複数の信号光の光線の方向を独立に制御することができる。 In one aspect of the present invention, the light beam direction changing unit, the light beam direction changing unit is disposed on an optical path of a plurality of signal lights having different wavelengths, and a plurality of signal light beams having different wavelengths. Each of the directions is changed. According to this aspect, the directions of the light beams of the plurality of signal lights can be controlled independently.
また、本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、外部から受け付ける操作信号に応じて、屈折率分布又は回折効率の少なくとも一方を変化させることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, the light beam direction changing unit changes at least one of a refractive index distribution and a diffraction efficiency in accordance with an operation signal received from the outside.
また、本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、液晶素子又は非線形光学素子を含んで構成されることを特徴とする。 In one embodiment of the present invention, the light beam direction changing unit includes a liquid crystal element or a nonlinear optical element.
また、本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、外部から受け付ける電気信号に応じて、前記光線の方向を変化させることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, the light beam direction changing unit changes the direction of the light beam according to an electrical signal received from the outside.
また、本発明の一態様では、前記信号光入出力部から出力される前記波長が互いに異なる複数の信号光のうちの少なくとも1つを受け付けて、当該信号光を電気信号に変換する少なくとも1つの受光素子、をさらに備えることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, at least one of a plurality of signal lights having different wavelengths output from the signal light input / output unit is received, and the signal light is converted into an electrical signal. A light receiving element is further provided.
また、本発明の一態様では、外部から受け付ける電気信号に応じた信号光を前記信号光入出力部に出力する少なくとも1つの発光素子、をさらに備えることを特徴とする。 Further, one embodiment of the present invention is characterized by further including at least one light emitting element that outputs signal light corresponding to an electric signal received from the outside to the signal light input / output unit.
また、本発明の一態様では、前記信号光入出力部が、光合分波器、光合波器、又は、光分波器の少なくとも1つを含んで構成されることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, the signal light input / output unit includes at least one of an optical multiplexer / demultiplexer, an optical multiplexer, or an optical demultiplexer.
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る光モジュール1の構成の一例を示す構成図である。図1に例示する光モジュール1は、例えば、波長多重4チャンネル通信を実現するものである。そして、本実施形態に係る光モジュール1は、例えば、図1に示すように、信号光入出力部10と、光線方向変化部12と、複数の光サブアセンブリ14(第1光サブアセンブリ14−1〜第4光サブアセンブリ14−4)と、を備える。本実施形態では、信号光入出力部10と光線方向変化部12はフレーム16に搭載されている。そして、本実施形態では、フレーム16には各光サブアセンブリ14が溶接により取り付けられている。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an
光サブアセンブリ14は、光半導体素子18と、光サブアセンブリ側レンズ20と、を含んでいる。光モジュール1が光送信装置として機能する際には、光半導体素子18は、例えば、レーザ素子などの発光素子若しくは光変調素子などに対応する。そして、各光半導体素子18は、波長が互いに異なる信号光22を出力する。光モジュール1が光受信装置として機能する際には、光半導体素子18は、例えば、受光素子などに対応する。そして、各光半導体素子18は、波長が互いに異なる信号光22を受け付ける。なお、光モジュール1が光送信装置の機能と光受信装置の機能を両方兼ねても、もちろん構わない。
The optical subassembly 14 includes an
信号光入出力部10は、例えば、光合分波器、光合波器、又は、光分波器の少なくとも1つを含んで構成されている。本実施形態では、信号光入出力部10は、光合分波器を含んで構成されている。信号光入出力部10は、本実施形態では、例えば、ガラスを含んで構成される直方体形状の光学ブロック24と、複数の光フィルタ26(第1光フィルタ26−1〜第4光フィルタ26−4)と、光ファイバ側レンズ28とを備える。光フィルタ26は、例えば、バンドパスフィルタである。第n光フィルタ26−n(本実施形態では、n=1,2,3,4)の透過波長は、それぞれ対応する第n光サブアセンブリ14−n(本実施形態では、n=1,2,3,4)が出力する又は受け付ける信号光22の波長に対応している。信号光入出力部10は、光サブアセンブリ14が配置されている側とは反対側で、ホルダ2に固定された光ファイバ3と接続されている。
The signal light input /
光線方向変化部12は、例えば、液晶素子や非線形光学素子などを含んで構成されている。なお、光線方向変化部12が、液体レンズを含んで構成されていてもよい。そして、本実施形態では、光線方向変化部12は、各光サブアセンブリ14から出力される信号光22それぞれ、あるいは、各光サブアセンブリ14に出力される信号光22それぞれの光路上に配置されている。
The light beam
図1に例示する光モジュール1が光送信装置として機能する際には、例えば、第3光サブアセンブリ14−3に含まれる光半導体素子18から出力される信号光22が、第3光サブアセンブリ14−3に含まれる光サブアセンブリ側レンズ20によりコリメートされる。そして、この信号光22は、光線方向変化部12、この信号光22に対応する波長の光を透過する第3光フィルタ26−3を通って、光学ブロック24の端面で反射する。そして、この信号光22は、この信号光22に対応する波長の光を透過しない第2光フィルタ26−2の端面、光学ブロック24の端面、この信号光22に対応する波長の光を透過しない第1光フィルタ26−1の端面、で反射する。
When the
そして、この信号光22は、加工された光学ブロック24の端面、光ファイバ側レンズ28、を通って光ファイバ3に出力される。この光学ブロック24の端面は、信号光22が光ファイバ3に出力されるよう加工されている。具体的には、例えば、信号光22の光軸に対して垂直となるよう削られていたりする。なお、光学ブロック24の端面の加工の方法は、この方法に限定されない。
The
上述の信号光22の光路と同様の光路を通り、第1光サブアセンブリ14−1〜第4光サブアセンブリ14−4それぞれに含まれる光半導体素子18から出力される信号光22は合波されて、光ファイバ3に出力される。このように、信号光入出力部10は、波長が互いに異なる複数の信号光22を受け付けて、これらの信号光22を合波して光ファイバ3に出力する。
The
なお、図1に例示する光モジュール1が光受信装置として機能する際には、上述の信号光22とは逆の光路を通り、互いに異なる波長の信号光22が、第1光サブアセンブリ14−1〜第4光サブアセンブリ14−4に出力される。この場合は、信号光入出力部10は、光ファイバ3から信号光22を受け付けて、この信号光22を波長が互いに異なる複数の信号光22に分波して第1光サブアセンブリ14−1〜第4光サブアセンブリ14−4に出力する。
When the
本実施形態では、光線方向変化部12は、外部から受け付ける操作信号(例えば、駆動回路(図示せず)から供給される電気信号)に応じて、通過する信号光22の光線の方向(具体的には、例えば、信号光22の光軸の方向や、信号光22のコリメートの状態など)を変化させる。すなわち、信号光22は、光線方向変化部12を通過する際に、その方向が変化する。
In the present embodiment, the light beam
例えば、光線方向変化部12が液晶素子である場合には、液晶素子に駆動回路の透明電極が接触している。より具体的には、例えば、駆動回路の透明電極が液晶素子を挟み込んでいる。そして、液晶素子に印加する電圧に応じて、液晶素子の液晶分子の配列方向が変化する。このことによって、光線方向変化部12の屈折率分布や回折効率などが変化する。そして、このことによって、信号光22の光線の方向が変化する。
For example, when the light beam
なお、液晶素子はレンズ効果を発現させることも知られているので、本実施形態に係る光モジュール1は、信号光22の光軸の方向だけではなく、信号光22のコリメートの状態についても制御可能である。
Since the liquid crystal element is also known to exhibit a lens effect, the
光モジュール1が光送信装置として機能する際には、光線方向変化部12が信号光22の光軸の方向を変化させることによって、光ファイバ3に出力される信号光22の集光位置が光ファイバ3の光軸方向に対して垂直な方向について調整される。そして、光線方向変化部12が、信号光22のコリメートの状態を変化させることによって、光ファイバ3に出力される信号光22の集光位置が光ファイバ3の光軸方向に沿った方向について調整される。このようにして、光モジュール1の利用者は、光線方向変化部12に操作信号を与えることにより、光ファイバ3の端面と光ファイバ3の光軸との交点に信号光22が集光するように調整することができる。光モジュール1が光受信装置として機能する際にも、同様にして、信号光22の集光位置が調整される。
When the
なお、光線方向変化部12は、波長が互いに異なる複数の信号光22の光線の方向をそれぞれ変化させてもよい。具体的には、例えば、光線方向変化部12の、複数の信号光22の光路から予め定められた範囲内の部分に、互いに異なる電圧を印加することによって、各光サブアセンブリ14から出力される信号光22それぞれについて、光線の方向の変化の程度(変化する角度など)が異なるようにして、光線の方向を変化させてもよい。このようにすれば、複数の信号光22の光線の方向を独立に制御することができる。
The light beam
また、光線方向変化部12が、強誘電性液晶である液晶素子を含んで構成されてもよい。こうすれば、液晶素子がメモリ機能を有することとなる。そのため、例えば、駆動回路などにより一旦信号光22の光線の方向を変化させると、その後の制御(例えば、電気信号の継続的な提供など)が不要となるので、駆動回路などの負荷を軽減することができる。
Further, the light beam
図4に従来の光モジュール101の構成の一例を示す。図4に例示するように、従来の光モジュール101では、光サブアセンブリ114から出力される信号光122が光ファイバ103に出力される際における光サブアセンブリ114から出力される信号光122の光軸と、組立てられた光モジュール101における光サブアセンブリ114から出射される信号光122の光軸との角度(組立交差)Δθ(in)が約1度である場合には、光サブアセンブリ14から出力される信号光122の集光位置の光ファイバ103の光軸からのずれΔx(out)は、最大で約30μmになることがある。本実施形態に係る光モジュール1では、光線方向変化部12による光線の方向の調整により、光モジュール1と光ファイバ3との光接続の精度を向上することができる。また、光サブアセンブリ14と、光ファイバ3との光結合の精度を向上することができる。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the conventional optical module 101. As illustrated in FIG. 4, in the conventional optical module 101, the optical axis of the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
図2に、別の実施形態に係る光モジュール1の一例を示す。図2に例示するように、光モジュール1が、図1に例示する光モジュール1における、信号光入出力部10と、光線方向変化部12と、フレーム16とを一体化した集積部材30を備えていてもよい。また、光モジュール1が、図1に例示する光モジュール1における、第1光サブアセンブリ14−1〜第4光サブアセンブリ14−4を一体化した集積型光サブアセンブリ32を備えていてもよい。なお、光モジュール1が備える、集積部材30と、集積型光サブアセンブリ32と、が一体化されていてもよい。
FIG. 2 shows an example of an
図3に、さらに別の実施形態に係る光モジュール1の一例を示す。図3に例示するように、光モジュール1が光学ブロック24を備えていなくてもよい。また、図3に例示するように、光フィルタ26が互いに向かい合うようにして配置されていてもよい。そして、光サブアセンブリ14から出力される信号光22が光フィルタ26で反射して、光ファイバ3に出力されてもよい。また、図3に例示するように、合波前の信号光22、あるいは、分波後の信号光22が、複数回、光線方向変化部12を通過するようにしてもよい。ちろん、この実施形態に係る光モジュール1は、光送信装置として機能しても光受信装置として機能しても構わない。
FIG. 3 shows an example of an
また、例えば、信号光入出力部10が、第4の光フィルタ26−4を備えていなくてもよい。また、例えば、光線方向変化部12が、光ファイバ3と信号光入出力部10との間の信号光22の光路上に配置されていてもよい。また、光モジュール1が備える光サブアセンブリ14の数が4つである必要はない。
For example, the signal light input /
1 光モジュール、2 ホルダ、3 光ファイバ、10 信号光入出力部、12 光線方向変化部、14 光サブアセンブリ、16 フレーム、18 光半導体素子、20 光サブアセンブリ側レンズ、22 信号光、24 光学ブロック、26 光フィルタ、28 光ファイバ側レンズ、30 集積部材、32 集積型光サブアセンブリ、101 光モジュール、103 光ファイバ、110 信号光入出力部、114 光サブアセンブリ、122 信号光、130 ミラー。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
少なくとも1つの信号光の光路上に配置されている、外部から受け付ける操作信号に応じて、通過する信号光の光線の方向を変化させる光線方向変化部と、
を備えることを特徴とする光モジュール。 A plurality of signal lights having different wavelengths are received, a signal light obtained by combining the plurality of signal lights is output to the optical fiber, and / or a signal light is received from the optical fiber, and the signal lights have a wavelength different from each other. A signal light input / output unit for demultiplexing and outputting to a plurality of different signal lights;
A light beam direction changing unit that is arranged on the optical path of at least one signal light, and that changes the direction of the light beam of the signal light passing therethrough according to an operation signal received from the outside;
An optical module comprising:
前記波長が互いに異なる複数の信号光の光路上に配置されており、
前記波長が互いに異なる複数の信号光の光線の方向をそれぞれ変化させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。 The light beam direction changing portion is
Arranged on the optical paths of a plurality of signal lights having different wavelengths,
Changing the directions of the light beams of the plurality of signal lights having different wavelengths from each other;
The optical module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光モジュール。 The light beam direction changing unit changes at least one of a refractive index distribution or a diffraction efficiency in accordance with an operation signal received from outside.
The optical module according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光モジュール。 The light beam direction changing unit is configured to include a liquid crystal element or a nonlinear optical element.
The optical module according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光モジュール。 The light beam direction changing unit changes the direction of the light beam according to an electrical signal received from the outside.
The optical module according to claim 1, wherein the optical module is an optical module.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光モジュール。 Further comprising at least one light receiving element that receives at least one of a plurality of signal lights having different wavelengths output from the signal light input / output unit and converts the signal light into an electrical signal;
The optical module according to claim 1, wherein the optical module is an optical module.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の光モジュール。 Further comprising at least one light emitting element that outputs a signal light corresponding to an electrical signal received from outside to the signal light input / output unit,
The optical module according to claim 1, wherein the optical module is an optical module.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の光モジュール。 The signal light input / output unit includes at least one of an optical multiplexer / demultiplexer, an optical multiplexer, or an optical demultiplexer,
The optical module according to claim 1, wherein the optical module is an optical module.
外部から受け付ける操作信号に応じて、少なくとも1つの信号光の光路上に配置されている光線方向変化部を通過する信号光の光線の方向を、前記合波した信号光が光ファイバに出力されるよう、及び/又は、光ファイバから受け付ける信号光を分波した信号光が受光素子に出力されるよう変化させる光線方向変化ステップ、
を含むことを特徴とする光モジュールの光線方向調整方法。 A plurality of signal lights having different wavelengths are received, a signal light obtained by combining the plurality of signal lights is output to the optical fiber, and / or a signal light is received from the optical fiber, and the signal lights have a wavelength different from each other. A method for adjusting the light direction of an optical module including a signal light input / output unit for demultiplexing and outputting to a plurality of different signal lights,
In response to an operation signal received from the outside, the combined signal light is output to the optical fiber in the direction of the light beam of the signal light passing through the light beam direction changing unit disposed on the optical path of at least one signal light. And / or a light beam direction changing step for changing signal light obtained by demultiplexing signal light received from the optical fiber to be output to the light receiving element,
A method for adjusting the light direction of an optical module, comprising:
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