JP2012159640A - 一芯双方向光通信モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】波長制限フィルタ２１に入射する光の入射角度を許容誤差角度以下に調整することにより、高精度な光出力が得られる一芯双方向光通信モジュール１を提供することを目的とする。
【解決手段】波長制限フィルタ２１を第一のレンズ７１の光軸に直交する平面に所定の角度を設けて設置することで、波長制限フィルタ２１と第一のレンズ７１の光軸との成す角度を調整する。また、波長制限フィルタ２１を第一のレンズ７１の光軸周りに回転することによって、波長制限フィルタ２１を第一のレンズ７１の光軸周りに調整する。このようにして、波長制限フィルタ２１に入射する光の入射角度を許容誤差角度以下に調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、１本の光ファイバを用いて双方向に光信号を送受信する一芯双方向光通信モジュールとその製造方法に関する。

情報通信量の増大に伴い、光通信システムの分野では、一本の光ファイバで複数の異なる波長の光信号を伝送する高速大容量通信である波長分割多重通信（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が普及し、更に通信量の大容量化が進んでいる。

特許文献１に、波長分割多重通信に用いられる一芯双方向光通信モジュールが開示されている。１本の光ファイバと光学的に結合する光モジュールであって、光ファイバ、発光デバイス、受光デバイス、波長分割多重フィルタ及び波長制限フィルタが筐体によって相互に固定されている。

前記筐体には、第一の内孔、第二の内孔およびフィルタ用内孔が形成されている。前記筐体の中心軸方向に貫通する第一の内孔の一端に前記光ファイバが、他端に前記発光デバイスが取り付けられ、前記第一の内孔に交差する前記第二の内孔の一端に前記受光デバイスが取り付けられている。そして、前記第一の内孔及び前記第二の内孔に交差するように前記フィルタ用内孔が形成されている。

前記発光デバイスは第一の波長の光を出射し、前記光は前記波長分割多重フィルタを透過し前記光ファイバに入射する。また、前記光ファイバから出射した第二の波長の光が前記波長分割多重フィルタに反射され前記波長制限フィルタを透過し前記受光デバイスに受光される。

略円柱の先端に、その中心軸方向に沿って前記円柱を切り欠いた平面（フィルタ載置面）が形成された治具があり、前記フィルタ載置面に前記波長分割多重フィルタが搭載される。

そして、前記治具が前記フィルタ用内孔に挿入され、前記波長分割多重フィルタが前記第一の内孔、前記第二の内孔及び前記フィルタ用内孔が互いに交わる位置に配置される。次に、前記治具を中心軸周りに回転させることにより、前記波長分割多重フィルタの反射面が前記第一の波長の光及び前記第二の波長の光の各光軸と所定の角度（例えば４５°）を成すようにその角度が調整される。

なお、前記波長制限フィルタは、前記波長分割多重フィルタと前記受光デバイスの間に前記第二の内孔を塞ぐように設けられ、前記第一の波長の光を遮断し、前記第二の波長の光を透過する。

特開２０１０−９１８２４号公報

波長制限フィルタには光の入射角度依存性がある。光が前記波長制限フィルタに垂直（入射角度±０°）に入射する際は、所望の波長帯の光が透過し、それ以外の波長帯の光は減衰しほとんど透過できない。しかし、光の入射角度が垂直（入射角度±０°）から外れて来ると、透過帯が前記所望の波長帯から外れ、受光デバイスは前記所望の波長帯以外の光を受光するようになる。

また、波長分割多重フィルタの反射特性及び透過特性は、光の入射角度依存性がある。したがって、光（出射光、入射光）の光軸に対して、前記波長分割多重フィルタの反射面は精密に調整することが必要である。

波長分割多重通信は、送信される複数の異なる波長の間隔が狭い。特に、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信では、１００ＧＨｚもしくは５０ＧＨｚの周波数間隔に対応しているため、複数の波長の間隔が非常に狭く（およそ０．８ｎｍ）、光が波長制限フィルタ及び波長分割多重フィルタに入射する角度（入射角度）の精度は非常に厳しく要求される。

特許文献１に開示された従来技術では、波長分割多重フィルタを搭載した治具を中心軸周りに回転させることにより、光が前記波長分割多重フィルタに入射する角度（入射角度）を調整していた。ところが、この調整は、光軸に対する角度調整は可能だが、光軸周りの調整はできないため不十分なものであった。

よって、光ファイバから出射した所望の波長帯以外の光が、前記波長分割多重フィルタによって反射され、前記波長制限フィルタに入射していた。

また、特許文献１に開示された従来技術では、前記波長制限フィルタの入射角度の調整はなされておらず、前記光軸周りの調整はできないために前記波長分割多重フィルタを反射した所望の波長帯以外の前記光が前記波長制限フィルタを透過し、受光デバイスに受光されていた。

よって、特許文献１に開示された従来技術では、所望の波長帯以外の前記光を受光デ
バイスが受光しノイズとなり高精度な信号出力が得られないと言う課題があった。

本発明は、このような課題を顧みてなされたものであり、波長制限フィルタに入射する光の入射角度を精密に調整することにより、高精度な信号出力が得られる一芯双方向光通信モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一芯双方向光通信モジュールは、光を受光する受光デバイスと透過する前記光を波長によって制限する波長制限フィルタと前記波長制限フィルタを透過した前記光を前記受光デバイスに集光する第一のレンズとからなる受光モジュールを有し、前記第一のレンズが、前記波長制限フィルタと前記受光デバイスとの間に設置され、前記波長制限フィルタが、前記第一のレンズの光軸に直交する平面に所定の角度を設けて設置され、前記第一のレンズの光軸周りに回転することにより、前記波長制限フィルタに入射する前記光の入射角度を調整することを特徴とする。

前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸に直交する平面に所定の角度を設けて設置されることで、前記波長制限フィルタと前記第一のレンズの光軸とのなす角度が調整される。また、前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することにより、前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに調整される。

このようにして、前記波長制限フィルタに入射する光の入射角度を精密に調整することが可能となる。

よって、本発明によれば、前記波長制限フィルタに入射する光の前記入射角度を精密に調整できるので、高精度な信号出力が得られる一芯双方向光通信モジュールを提供することが可能となる。

前記波長制限フィルタを収容する第一の筐体を有し、前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することを、前記第一の筐体の回転でなされることが可能である。

このような態様であれば、前記波長分割多重フィルタから反射し前記第一の筐体を透過した光を、直接に高性能な測定装置により計測しながら調整をすることができるので、前記波長制限フィルタを前記第一のレンズの光軸周りに、容易に、且つ、精密に調整することが可能となる。

前記波長制限フィルタを収容する第一の筐体と前記受光デバイスと前記第一のレンズとを収容する第二の筐体とを有し、前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することを、前記第一の筐体と前記第二の筐体との一体での回転でなされることが可能である。

このような態様であれば、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを一体で回転させて、前記波長分割多重フィルタから反射し前記波長制限フィルタを透過した光を、前記受光デバイスで計測しながら調整をするので、簡便的かつ効率的である。

一本の光ファイバを連結する第一の連結部と前記光ファイバから出射された光を平行光にする第二のレンズと前記波長制限フィルタに前記平行光を反射する波長分割多重フィルタと前記第二のレンズと前記波長分割多重フィルタとを収容する第三の筐体とを有し、前記第一の筐体には、その外壁の内周側に前記波長制限フィルタを設置する第一の設置面が、その外壁の外周側に第一の取付面が設けられ、前記第一の設置面と前記第一の取付面とは前記所定の角度をなし、前記第三の筐体の外壁の外周側に第二の取付面が設けられ、前記第二の取付面は前記第一のレンズの光軸に直交した平面であり、前記第一の筐体の回転が前記第一の取付面と前記第二の取付面とが平行にしてなされることが好ましい。

前記波長制限フィルタを設置する前記第一の設置面と前記第一の取付面とが前記所定の角度をなし、前記第一の取付面が前記第一のレンズの光軸に直交した平面である前記第二の取付面と対向してなるので、前記波長制限フィルタは前記第一のレンズの光軸に所定の角度で設置される。

また、前記第一の筐体の回転が前記第一の取付面と前記第二の取付面とが平行にしてなされることは、前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することである。

よって、このような態様であれば、前記波長分割多重フィルタから反射され前記波長制限フィルタに入射する光の入射角度を精密に調整することが可能となる。

複数の前記受光モジュールが、それぞれ前記波長分割多重フィルタによって前記第二のレンズおよび前記光ファイバに光学的に結合され、前記第三の筐体に取り付けられたことが好ましい。

このような態様であれば、複数の前記受光モジュールが取り付けられることによって、複数の光信号を受光する一芯双方向光通信モジュールが可能となる。

本発明の一芯双方向光通信モジュールの製造方法は、一本の光ファイバからの光を平行光にする第二のレンズと前記平行光を反射する波長分割多重フィルタとを収容する第三の筐体と、入射光を波長によって制限する波長制限フィルタを収容する第一の筐体とを備える一芯双方向光通信モジュールにおいて、前記第二のレンズと前記波長分割多重フィルタとを前記第三の筐体の外壁の内周側に固定する工程と、前記第三の筐体の外壁の外周側に設けられた第二の取付面の法線と前記波長分割多重フィルタが反射した前記平行光の進行方向とがなす角度を計測する工程と、前記第一の筐体の外壁の外周側に第一の取付面と該外壁の内周側に第一の設置面が設けられ、前記第一の取付面と前記第一の設置面とのなす所定の角度と、計測された前記角度または計測された前記角度に補正角度を加えた角度との差が小さくなるよう前記第一の筐体を用意する工程と、前記第一の取付面と前記第二の取付面とを平行に保持して前記第一の筐体を回転させ、前記波長制限フィルタに入射させた前記平行光に対し所望の出力が得られる角度で前記第一の筐体を前記第三の筐体に固定する工程とを含むことを特徴とする。

このような態様であれば、前記波長制限フィルタは、前記第一のレンズの光軸とのなす角度が調整され、また、前記第一のレンズの光軸周りに調整される。

このようにして、前記波長制限フィルタに入射する光の入射角度を精密に調整することが可能となる。

このようにして、前記波長分割多重フィルタから反射され前記波長制限フィルタに入射する光の入射角度は精密に調整され、高精度な信号出力が得られる一芯双方向光通信モジュールの製造方法を提供することができる。

波長制限フィルタが、第一のレンズの光軸に直交する平面に所定の角度を設けて設置されることで、前記第一のレンズの光軸となす角度の調整が行われる。また、前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することにより、前記第一のレンズの光軸周りの角度の調整が行われる。

このようにして、波長分割多重フィルタから反射して前記波長制限フィルタに入射する光の入射角度を精密に調整することが可能となった。

よって、本発明によれば、波長制限フィルタに入射する光の入射角度を精密に調整できるので、高精度な信号出力が得られる一芯双方向光通信モジュールを提供することが可能となった。

第一の実施形態である一芯双方向光通信モジュール１の断面略図である。 第一の実施形態の製造方法の説明図である。 第一の実施形態の波長制限フィルタ２１の入射角度調整方法の説明図である。 第一の実施形態の波長制限フィルタ２１の入射角度調整方法の説明図である。 第一の実施形態の波長制限フィルタ２１の透過特性を示す説明図である。 図５の拡大図である。 第一の実施形態の第一の筐体８１の製造方法の説明図である。 第一の実施形態の波長制限フィルタ２１の入射角度調整方法の説明図である。 第三の実施形態である一芯双方向光通信モジュール２の断面略図である。 第四の実施形態である一芯双方向光通信モジュール３の断面略図である。

<第一の実施形態>
以下に、本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態である一芯双方向光通信モジュール１の断面略図である。一芯双方向光通信モジュール１は、光ファイバ６０、第二のレンズ７２、波長分割多重フィルタ３１、波長制限フィルタ２１、第一のレンズ７１、受光デバイス４１、第三のレンズ７３、発光デバイス５０を備えている。

第三の筐体８３には、その対向する面の一方に第一の連結部９１が、他方に第二の連結部９２が連結されている。第一の連結部９１に光ファイバ６０が嵌入されて連結され、第二の連結部９２に発光デバイス５０が嵌入されて連結されている。そして、第三の筐体８３は、光ファイバ６０と発光デバイス５０との間に、第二のレンズ７２、波長分割多重フィルタ３１及び第三のレンズ７３を収容している。

この際に、発光デバイス５０、第三のレンズ７３、波長分割多重フィルタ３１、第二のレンズ７２及び光ファイバ６０が光学的に結合するように、第三の筐体８３、第一の連結部９１及び第二の連結部９２は連結されている。

波長制限フィルタ２１を収容する第一の筐体８１が第三の筐体８３の側面に連結され、第一のレンズ７１と受光デバイス４１を収容する第二の筐体８２が第一の筐体８１に連結されている。この際に、受光デバイス４１、第一のレンズ７１及び波長制限フィルタ２１が光学的に結合するように、第三の筐体８３、第一の筐体８１及び第二の筐体８２は連結されている。

そして、第一の筐体８１及び第二の筐体８２と、第二の連結部９２、第三の筐体８３及び第一の連結部９１とは、交差して配置されている。

波長分割多重フィルタ３１は、第二のレンズ７２と光ファイバ６０との光軸、第一のレンズ７１と受光デバイス４１との光軸、及び第三のレンズ７３と発光デバイス５０との光軸が交差する位置に、各光軸と所望の角度（例えば４５°）を成すように設置されている。

波長制限フィルタ２１は、波長分割多重フィルタ３１と第一のレンズ７１の間に設置され、第一のレンズ７１の光軸と所定の角度を成すように設置されている。

発光デバイス５０は半導体レーザ等の発光素子であり、第一の波長のレーザ光を出射する。第一の波長は、例えば、１３１０ｎｍである。このレーザ光は、第三のレンズ７３によって平行光にされて、波長分割多重フィルタ３１を透過し、第二のレンズ７２によって光ファイバ６０の端面に集光される。このように、発光デバイス５０は光ファイバ６０に光学的に結合されている。

受光デバイス４１は、フォトダイオード等の受光素子であり、第二の波長のレーザ光を受光する。第二の波長は、例えば、１５５２．５２ｎｍである。光ファイバ６０から出射された第二の波長のレーザ光は第二のレンズ７２で平行光にされ、波長分割多重フィルタ３１によって反射され、波長制限フィルタ２１を透過し、第一のレンズ７１によって受光デバイス４１の受光部に集光される。波長制限フィルタ２１は、前記第一の波長のレーザ光を遮断し、前記第二の波長のレーザ光を透過する特徴を有している。このように、受光デバイス４１は光ファイバ６０に光学的に結合されている。

また、波長分割多重フィルタ３１は、前記第一の波長のレーザ光を透過し、前記第二の波長のレーザ光を反射する特徴を有している。

一芯双方向光通信モジュール１の製造方法と、波長制限フィルタ２１に入射するレーザ光の入射角度調整方法について説明する。

図２ａに示すように、第三の筐体８３、第二のレンズ７２、第三のレンズ７３及び波長分割多重フィルタ３１を用意する。

図２ｂに示すように、第三の筐体８３の外壁の内周側に傾斜した第二の設置面８３ｃが外壁内面の一部を削ることで形成され、第三の筐体８３の外壁に第一の貫通孔８３ｄ、第二の貫通孔８３ｅ及び第三の貫通孔８３ｆが外壁を貫通して形成されている。

図２ｃに示すように、第二の設置面８３ｃに接着剤を塗布し波長分割多重フィルタ３１を設置し固定する。また、対向して配置された第二の貫通孔８３ｅと第三の貫通孔８３ｆとに、それぞれ第二のレンズ７２と第三のレンズ７３をレーザ溶接等にて固定する。

図２ｄに示すように、第一の連結部９１に光ファイバ６０を嵌入しレーザ溶接等にて固定し、第二の連結部９２に発光デバイス５０を嵌入しレーザ溶接等にて固定する。そして、第三の筐体８３に第一の連結部９１及び第二の連結部９２をレーザ溶接等にて固定する。

図３に示すように、第二の波長のレーザ光を光ファイバ６０に入射し、光ファイバ６０から第二のレンズ７２に向けて出射する。前記第二の波長のレーザ光は第二のレンズ７２によって平行光にされ、波長分割多重フィルタ３１によって入射方向に対し略９０°の方向に反射され、第一の貫通孔８３ｄから第三の筐体８３の外部に出る。この際、前記第二の波長のレーザ光のビーム径は０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである。

図４に示すように、前記第二の波長のレーザ光に反応して発色する感光紙８３ｇの表裏面を、第三の筐体８３の第二の取付面８３ｂに平行にした状態で、第二の取付面８３ｂから離すように移動させる。そして、第二の取付面８３ｂから感光紙８３ｇを移動した距離（Ｖ）と、感光紙８３ｇの発色点８３ｈ（直径：０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ）が横方に移動した距離（Ｌ）とから、正接関数（ｔａｎ（θ））を使って、第二の取付面８３ｂの法線と波長分割多重フィルタ３１によって反射された前記第二の波長のレーザ光の進行方向との成す角度を算出する。この角度を計測角度８３ｉと名づける。尚、第二の取付面８３ｂが第一のレンズ７１の光軸と直交する面となるように、後の工程で第一のレンズ７１は取り付けられる。

第三の筐体８３の第二の取付面８３ｂ及び第二の設置面８３ｃの加工、第三の筐体８３と第一の連結部９１とのレーザ溶接等による接着、波長分割多重フィルタ３１、第二のレンズ７２及び光ファイバ６０の固定等が、誤差なく設計通りになされれば計測角度８３ｉは０°である。

波長制限フィルタ２１は、第二の波長のレーザ光を透過し、受光デバイス４１は、前記第二の波長のレーザ光を受光し信号出力が得られるように設計されている。ところが、波長制限フィルタ２１にはレーザ光の入射角度依存性がある。レーザ光の入射角度が垂直（入射角度±０°）から外れて来ると、前記第二の波長のレーザ光と異なる波長のレーザ光が波長制限フィルタ２１を透過するようになる。

一芯双方向光通信モジュールの応用分野である波長分割多重通信は、送信される複数の異なる波長の間隔が狭い。特に、高密度波長分割多重通信では、１００ＧＨｚもしくは５０ＧＨｚの周波数間隔に対応しているため、複数の波長の間隔が非常に狭い（およそ０．８ｎｍ）。

図５に、波長制限フィルタ２１の透過特性を示す。横軸が波長（ｎｍ）であり、縦軸が透過率（％）である。Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ入射角０°、０．５°、１．０°の透過特性を示す。また、Ｅ、Ｄは、中心波長が１５５１．７２ｎｍまたは１５５２．５２ｎｍであるチャネルの波長帯域を示す。それぞれ、中心波長の±０．３ｎｍを波長帯域に設定している。

図６に、図５の一部を拡大した図を示す。第一の実施形態では、隣接するチャネルの光の透過率（％）は０．１％までを許容している。図５を見ると、中心波長が１５５１．７２ｎｍであるチャネルの端部（中心波長１５５２．５２ｎｍのチャネル側）の透過率（％）は、Ａ、Ｂで、それぞれ０．０１８％、０．０２７％であり共に０．１％以下であるが、Ｃで、０．１２％であり０．１％を超えている。

よって、波長制限フィルタ２１へのレーザ光の入射角度を０．５°以下に設定すれば、隣接するチャネルの光の透過率（％）は、余裕を持って０．１％以下にできることが分かる。このことから、波長制限フィルタ２１へのレーザ光の入射角度の許容誤差角度は、０．５°に設定された。

よって、レーザ光の入射角度が許容誤差角度０．５°以上に大きくなると、第二の波長を１５５２．５２ｎｍとすると、前記第二の波長を中心波長とするチャネルに隣接する、その中心波長が１５５３．３２ｎｍまたは１５５１．７２ｎｍであるチャネルのレーザ光が波長制限フィルタ２１を透過率（％）０．１％以上で透過するようになる。この透過したレーザ光を受光デバイス４１が受光し、信号出力が生じることで、その受光強度に応じたノイズが発生する。

図７ａに示すように、第一の筐体８１の外壁の外側に、凸部８１ａとその外周に第一の取付面８１ｂが形成されている。そして、第一の筐体８１の前記外壁の内側に、第一の取付面８１ｂと所定の角度を成した面を有し突出した第一の設置面８１ｃが前記外壁の内面の一部を削ることで形成されている。

そして、前記所定の角度が０°、０．５°、１．０°、１．５°、２．０°である複数の第一の筐体８１を前もって用意して置き、前記所定の角度と計測角度８３ｉとの差の絶対値が許容誤差角度０．５°以下の第一の筐体８１を選択する。よって、前記所定の角度は、計測角度８３ｉ±許容誤差角度０．５°の値にできる。そして、図７ｂに示すように、第一の設置面８１ｃに接着剤を塗布し波長制限フィルタ２１を固定する。

第一の筐体８１は、第一の取付面８１ｂと第二の取付面８３ｂとを当接して第三の筐体８３に連結されるので、上述のように前記所定の角度を計測角度８３ｉ±許容誤差角度０．５°の値に選択することにより、波長制限フィルタ２１は第二の取付面８３ｂに計測角度８３ｉ±許容誤差角度０．５°の角度を成して傾斜する。その結果、波長分割多重フィルタ３１によって反射されたレーザ光が波長制限フィルタ２１に垂直（入射角度±０°）±許容誤差角度０．５°で入射するように調整される。

波長制限フィルタ２１に反射された戻り光の対策で、補正角度に波長制限フィルタ２１を傾斜させる場合がある。この際は、前記所定の角度が、補正角度に０°、０．５°、１．０°、１．５°、２．０°を加えた値である複数の第一の筐体８１を前もって用意して置き、前記所定の角度が、計測角度８３ｉに補正角度を加算した角度との差の絶対値が許容誤差角度０．５°以下の第一の筐体８１を選択する。そして、図７ｂに示すように、この第一の設置面８１ｃに接着剤を塗布し波長制限フィルタ２１を固定する。このようにして、前記所定の角度は、計測角度８３ｉ＋補正角度±許容誤差角度０．５°の値となる。このようにして、波長分割多重フィルタ３１によって反射されたレーザ光は波長制限フィルタ２１に補正角度±許容誤差角度０．５°で入射するようになる。

このようにして、波長制限フィルタ２１は、第二の取付面８３ｂに対して、即ち、第一のレンズ７１の光軸に直交する平面に前記所定の角度を設けて設置される。

上述で、第一の設置面８１ｃは、第一の取付面８１ｂと前記所定の角度を成した面を有すると述べた。このような面を有することは必須ではない。第一の設置面８１ｃに設置された波長制限フィルタ２１が、第一の取付面８１ｂと前記所定の角度を成すことができるのであれば、別な構造であっても構わない。

ところが、第一の筐体８１が第一の取付面８１ｂと第二の取付面８３ｂとを当接して第三の筐体８３に連結される際、第一の筐体８１、即ち、波長制限フィルタ２１は第二の取付面８３ｂの法線周りに調整される必要がある。実際的には、この調整を行うことにより、波長分割多重フィルタ３１によって反射されたレーザ光は波長制限フィルタ２１に垂直（入射角度±０°）±許容誤差角度０．５°または補正角度±許容誤差角度０．５°で入射するようになる。その説明を以下に行う。

図８に示すように、第二の波長（例えば、１５５２．５２ｎｍ）のレーザ光（透過波長）、第二の波長に隣接する波長である１５５１．７２ｎｍ（遮断波長）及び１５５３．３２ｎｍ（遮断波長）のレーザ光を光ファイバ６０に入射する。そして、光ファイバ６０から出射された前記レーザ光は波長分割多重フィルタ３１によって反射される。前記レーザ光は、波長制限フィルタ２１を透過し、波長制限フィルタ２１の外側に設置された光センサ９９（例えば、アドバンステスト製：Ｑ８２２１５）に受光され、信号出力が生じる。アドバンステスト製光センサ（Ｑ８２２１５）は、８００ｎｍ〜１７５０ｎｍの波長範囲の光を検出できる。

図８に示すように、波長制限フィルタ２１を透過した前記レーザ光の光センサ９９による計測は、第一の筐体８１に形成された凸部８１ａを第三の筐体８３に形成された凹部８３ａに挿入し、凸部８１ａの周囲に形成された第一の取付面８１ｂと凹部８３ａの周囲に形成された第二の取付面８３ｂとを当接させて、第一の筐体８１を回転させながら行われる。第二の波長のレーザ光（透過波長）で最大出力が、その波長が１５５１．７２ｎｍ（遮断波長）及び１５５３．３２ｎｍ（遮断波長）であるレーザ光で最小出力が得られる角度で回転を止め、第一の筐体８１を第三の筐体８３にレーザ溶接等にて固定する。

このようにして、波長制限フィルタ２１を第一のレンズ７１の光軸周りに回転することでレーザ光の入射角度を調整することが成された。

上記を纏めると、第一の実施形態において、波長制限フィルタ２１が、第一のレンズ７１の光軸に直交する平面に所定の角度を設けて設置され、第一のレンズ７１の光軸周りに回転することにより、波長制限フィルタ２１に入射するレーザ光の入射角度が調整された。

以上より、波長分割多重フィルタ３１から波長制限フィルタ２１に入射する光の入射角度が、第一のレンズ７１の光軸に対する角度及び第一のレンズ７１の光軸周りに調整されるので精密な調整が可能となる。また、上述の方法により、前記入射角度は、波長制限フィルタ２１に垂直（入射角度±０°）に、または補正角度に、許容誤差角度０．５°以下で調整された。

このようにして、波長制限フィルタ２１に入射するレーザ光の入射角度を精密に調整できるので、高精度な信号出力が得られる一芯双方向光通信モジュール１とその製造方法を提供することが可能となった。ここで、高精度な信号出力とは、ノイズの少ない高Ｓ／Ｎ比の出力を意味する。

特許文献１に開示された従来技術では、波長分割多重フィルタを搭載した治具を中心軸周りに回転させることにより、光が前記波長分割多重フィルタに入射する角度（入射角度）を調整していた。ところが、この方法は、光軸に対する角度調整は可能だが、光軸周りの調整はできないため不十分なものであった。前記波長分割多重フィルタは、第二の波長のレーザを反射し、前記第二の波長に隣接するレーザ光は透過する特性を有する。ところが、入射角度調整が不十分なため、波長制限フィルタに向けて、前記第二の波長に隣接する前記レーザ光が反射され、前記波長制限フィルタに入射していた。

また、特許文献１に開示された従来技術では、光の入射角度に対する前記波長制限フィルタの調整はなされていなかった。よって、前記波長分割多重フィルタによって反射された第二の波長に隣接する前記レーザ光が、前記波長制限フィルタを透過し、受光デバイスに受光されノイズを発生させていた。

特許文献１に開示された従来技術では、入射する光の入射角度の調整が、筐体のほぼ中央に位置する波長分割多重フィルタによって行われる。そのため、略円柱の治具の先端に前記波長分割多重フィルタを取り付けて、前記波長分割多重フィルタをフィルタ用内孔から筐体のほぼ中央に挿入して調整する。よって、前記治具を中心軸周りに回転させる調整しか行うことができないために、光の光軸周りの調整はなされなかった。

このことを鑑みて、波長制限フィルタ２１に入射するレーザ光の入射角度の調整を、第一の実施形態では第三の筐体８３の側面に取り付けられた波長制限フィルタ２１によって行うこととした。波長制限フィルタ２１が第三の筐体８３の側面に取り付けられていることで、透過するレーザ光を光センサ９９で計測しながら第一のレンズ７１の光軸周りに波長制限フィルタ２１を回転させることが可能となり、第一のレンズ７１の光軸周りに、容易に、且つ、精密に調整することが可能となった。

第一の筐体８１が第三の筐体８３に連結された後に、第一の筐体８１に第一のレンズ７１と受光デバイス４１を収容する第二の筐体８２が連結される。その際、第二の取付面８３ｂが第一のレンズ７１の光軸に直交した平面となるように、第二の取付面８３ｂが形成された第三の筐体８３と第一のレンズ７１が収容された第二の筐体８２は直線状に連結される。

また、前記透過するレーザ光を高性能な光センサ９９で計測可能としたことは、波長制限フィルタ２１と、第一のレンズ７１及び受光デバイス４１とを、それぞれ第一の筐体８１と、第二の筐体８２とに分けて収容したことによって成された。

<第二の実施形態>
次に、第二の実施形態の製造方法と、波長制限フィルタ２１に入射するレーザ光の入射角度調整方法について説明する。

第三の筐体８３に第一の連結部９１及び第二の連結部９２を連結し、第一の連結部９１に光ファイバ６０を嵌入し、第二の連結部９２に発光デバイス５０を嵌入し固定する。次に計測角度８３ｉを計測し、計測角度８３ｉに適切に対応した第一の設置面８１ｃを備える第一の筐体８１を選び、第一の設置面８１ｃに波長制限フィルタ２１を固定する。ここまでの製造方法は、第一の実施形態と同じである。

次に、第一のレンズ７１と受光デバイス４１を収容する第二の筐体８２を第一の筐体８１に連結する。このように、第一の筐体８１と第二の筐体８２とを連結して受光モジュールを形成する。

第一の筐体８１に形成された凸部８１ａを第三の筐体８３に形成された凹部８３ａに挿入し、凸部８１ａの周囲に形成された第一の取付面８１ｂと凹部８３ａの周囲に形成された第二の取付面８３ｂとを当接させる。この際に、第二の波長（例えば、１５５２．５２ｎｍ）のレーザ光を光ファイバ６０に入射する。第二の波長の前記レーザ光は光ファイバ６０から出射され、波長分割多重フィルタ３１に反射され、波長制限フィルタ２１を透過し、第一のレンズ７１によって受光デバイス４１の受光部に集光される。そして、受光デバイス４１から信号出力が出力される。

この際に、第一の取付面８１ｂと第二の取付面８３ｂとを当接させた状態で、前記受光モジュールを回転させ受光デバイス４１からの出力が最大になる角度で止めて、前記受光モジュールを第三の筐体８３にレーザ溶接等にて固定する。

このような態様であれば、第一の筐体８１と第二の筐体８２とを一体で回転させて、波長分割多重フィルタ３１から入射し波長制限フィルタ２１を透過した光を、受光デバイス４１で計測しながら調整をするので、簡便的かつ効率的である。

<第三の実施形態>
次に、第三の実施形態について説明する。図９に第三の実施形態である一芯双方向光通信モジュール２の断面略図を示す。図９に示すように、第六の筐体８６に、その長軸方向の一方に第一の連結部９１が、他方に第二の連結部９２が連結されている。第一の連結部９１に光ファイバ６０が嵌入されて連結され、第二の連結部９２に発光デバイス５０が嵌入されて連結されている。そして、第六の筐体８６は、光ファイバ６０と発光デバイス５０との間に、第二のレンズ７２、波長分割多重フィルタ３１、第二の波長分割多重フィルタ３２及び第三のレンズ７３を収容している。

第六の筐体８６の側面に波長制限フィルタ２１を収容する第一の筐体８１が連結され、第一の筐体８１に第一のレンズ７１と受光デバイス４１を収容する第二の筐体８２が連結されている。

また、第六の筐体８６の側面に第二の波長制限フィルタ２２を収容する第四の筐体８４が連結され、第四の筐体８４に第四のレンズ７４と第二の受光デバイス４２を収容する第五の筐体８５が連結されている。

第二の受光デバイス４２は、フォトダイオード等の受光素子である。第二の受光デバイス４２は、光ファイバ６０から出射されたレーザ光を受光する。そして、該レーザ光の波長は、受光デバイス４１が受光する第二の波長（例えば、１５５２．５２ｎｍ）と異なり、例えば、第三の波長である。第三の波長は、例えば、１５５１．７２ｎｍまたは１５５３．３２ｎｍである。

光ファイバ６０から入射した第三の波長のレーザ光は第二のレンズ７２で平行光にされ、波長分割多重フィルタ３１を透過し、第二の波長分割多重フィルタ３２で反射され、第二の波長制限フィルタ２２を透過し、第四のレンズ７４によって第二の受光デバイス４２の受光部に集光される。

この際、波長制限フィルタ２１は、第二の波長のレーザ光を透過し、第一の波長のレーザ光及び第三の波長のレーザ光を遮断する特性を有している。また、第二の波長制限フィルタ２２は、第三の波長のレーザ光を透過し、第一の波長のレーザ光及び第二のレーザ光を遮断する特性を有している。

波長分割多重フィルタ３１は、第二の波長のレーザ光を反射し、第一の波長のレーザ光及び第三のレーザ光を透過する特性を有している。また、第二の波長分割多重フィルタ３２は、第三の波長のレーザ光を反射し、第一の波長のレーザ光及び第二のレーザ光を透過する特性を有している。

受光デバイス４１と第二の受光デバイス４２とは、第六の筐体８６の対向する側面に交互に配置され、それぞれ波長分割多重フィルタ３１と第二の波長分割多重フィルタ３２によって、光ファイバ６０と光学的に結合されている。

更に、複数の受光デバイスを搭載する際は、上述のように複数の受光デバイスを筐体の対向する側面に交互に配置することで可能となる。

第三の実施形態は、第二の波長分割多重フィルタ３２、第二の波長制限フィルタ２２、第四のレンズ７４及び第二の受光デバイス４２等を追加したことを除いて、波長制限フィルタ２１及び第二の波長制限フィルタ２２に入射するレーザ光の入射角度調整方法等においては、第一の実施形態または第二の実施形態と同じである。

<第四の実施形態>
以下に、第四の実施形態について説明する。図１０に第四の実施形態である一芯双方向光通信モジュール３の断面略図を示す。図１０に示すように、第七の筐体８７に、その長軸方向の一方に第一の連結部９１が、他方に第二の連結部９２が連結されている。第一の連結部９１に光ファイバ６０が嵌入されて固定され、第二の連結部９２に発光デバイス５０が嵌入されて固定されている。そして、第七の筐体８７は、光ファイバ６０と発光デバイス５０との間に、第二のレンズ７２、波長分割多重フィルタ３１、第二の波長分割多重フィルタ３２及び第三のレンズ７３を収容している。

受光デバイス４１と第二の受光デバイス４２とは、第七の筐体８７の同じ側面に交互に配置され、それぞれ波長分割多重フィルタ３１と第二の波長分割多重フィルタ３２によって、光ファイバ６０と光学的に結合されている。

第四の実施形態は、第二の受光デバイス４２、第四のレンズ７４、第二の波長制限フィルタ２２及び第二の波長分割多重フィルタ３２等の配置位置以外は、第三の実施形態とほぼ同じである。

更に、複数の受光デバイスを搭載する際は、上述のように複数の受光デバイスを筐体の同じ側面に並べて配置することで可能となる。

第三の実施形態と第四の実施形態とでは、それぞれ複数の受光デバイスが、対向する側面または同じ側面に並べて配置された。複数の受光デバイスの配置は、この配置に限られるものではなく、他の任意な配置であっても構わない。

１ 一芯双方向光通信モジュール
２１ 波長制限フィルタ
２２ 第二の波長制限フィルタ
３１ 波長分割多重フィルタ
３２ 第二の波長分割多重フィルタ
４１ 受光デバイス
４２ 第二の受光デバイス
５０ 発光デバイス
６０ 光ファイバ
７１ 第一のレンズ
７２ 第二のレンズ
７３ 第三のレンズ
７４ 第四のレンズ
８１ 第一の筐体
８１ａ 凸部
８１ｂ 第一の取付面
８１ｃ 第一の設置面
８２ 第二の筐体
８３ 第三の筐体
８３ａ 凹部
８３ｂ 第二の取付面
８３ｃ 第二の設置面
８３ｄ 第一の貫通孔
８３ｅ 第二の貫通孔
８３ｆ 第三の貫通孔
８３ｇ 感光紙
８３ｈ 発色点
８３ｉ 計測角度
８４ 第四の筐体
８５ 第五の筐体
８６ 第六の筐体
８７ 第七の筐体
９１ 第一の連結部
９２ 第二の連結部
９９ 光センサ

Claims (6)

1. 光を受光する受光デバイスと、
   透過する前記光を波長によって制限する波長制限フィルタと、
   前記波長制限フィルタを透過した前記光を前記受光デバイスに集光する第一のレンズと、
   からなる受光モジュールを有し、
   前記第一のレンズが、前記波長制限フィルタと前記受光デバイスとの間に設置され、前記波長制限フィルタが、前記第一のレンズの光軸に直交する平面に所定の角度を設けて設置され、前記第一のレンズの光軸周りに回転することにより、前記波長制限フィルタに入射する前記光の入射角度を調整することを特徴とする一芯双方向光通信モジュール。
2. 前記波長制限フィルタを収容する第一の筐体を有し、
   前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することを、前記第一の筐体の回転でなされることを特徴とする請求項１に記載の一芯双方向光通信モジュール。
3. 前記波長制限フィルタを収容する第一の筐体と、
   前記受光デバイスと前記第一のレンズとを収容する第二の筐体と、
   を有し、
   前記波長制限フィルタが前記第一のレンズの光軸周りに回転することを、前記第一の筐体と前記第二の筐体との一体での回転でなされることを特徴とする請求項１に記載の一芯双方向光通信モジュール。
4. 一本の光ファイバを連結する第一の連結部と、
   前記光ファイバから出射された光を平行光にする第二のレンズと、
   前記波長制限フィルタに前記平行光を反射する波長分割多重フィルタと、
   前記第二のレンズと前記波長分割多重フィルタとを収容する第三の筐体と、
   を有し、
   前記第一の筐体には、その外壁の内周側に前記波長制限フィルタを設置する第一の設置面が、その外壁の外周側に第一の取付面が設けられ、前記第一の設置面と前記第一の取付面とは前記所定の角度をなし、
   前記第三の筐体の外壁の外周側に第二の取付面が設けられ、前記第二の取付面は前記第一のレンズの光軸に直交した平面であり、前記第一の筐体の回転が前記第一の取付面と前記第二の取付面とが平行にしてなされることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の一芯双方向光通信モジュール。
5. 複数の前記受光モジュールが、それぞれ前記波長分割多重フィルタによって前記第二のレンズおよび前記光ファイバに光学的に結合され、前記第三の筐体に取り付けられたことを特徴とする請求項４に記載の一芯双方向光通信モジュール。
6. 一本の光ファイバからの光を平行光にする第二のレンズと、
   前記平行光を反射する波長分割多重フィルタと、
   を収容する第三の筐体と、
   入射光を波長によって制限する波長制限フィルタを収容する第一の筐体と、
   を備える一芯双方向光通信モジュールにおいて、
   前記第二のレンズと前記波長分割多重フィルタとを前記第三の筐体の外壁の内周側に固定する工程と、
   前記第三の筐体の外壁の外周側に設けられた第二の取付面の法線と、前記波長分割多重フィルタが反射した前記平行光の進行方向とがなす角度を計測する工程と、
   前記第一の筐体の外壁の外周側に第一の取付面と該外壁の内周側に第一の設置面が設けられ、前記第一の取付面と前記第一の設置面とのなす所定の角度と、計測された前記角度または計測された前記角度に補正角度を加えた角度との差が小さくなるよう前記第一の筐体を用意する工程と、
   前記第一の取付面と前記第二の取付面とを平行に保持して前記第一の筐体を回転させ、前記波長制限フィルタに入射させた前記平行光に対し所望の出力が得られる角度で前記第一の筐体を前記第三の筐体に固定する工程と、
   を含むことを特徴とする一芯双方向光通信モジュールの製造方法。