JP2015032658A - 波長多重伝送装置の製造方法、波長多重伝送装置 - Google Patents

波長多重伝送装置の製造方法、波長多重伝送装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015032658A
JP2015032658A JP2013160427A JP2013160427A JP2015032658A JP 2015032658 A JP2015032658 A JP 2015032658A JP 2013160427 A JP2013160427 A JP 2013160427A JP 2013160427 A JP2013160427 A JP 2013160427A JP 2015032658 A JP2015032658 A JP 2015032658A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
laser
collimating lens
wavelength
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013160427A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6244721B2 (ja
Inventor
金子 進一
Shinichi Kaneko
進一 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2013160427A priority Critical patent/JP6244721B2/ja
Priority to US14/243,026 priority patent/US9252885B2/en
Priority to CN201410376876.6A priority patent/CN104345409B/zh
Publication of JP2015032658A publication Critical patent/JP2015032658A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6244721B2 publication Critical patent/JP6244721B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/503Laser transmitters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/506Multiwavelength transmitters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49016Antenna or wave energy "plumbing" making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、満たすべき組み立て精度を緩和しつつ、波長多重光の光ファイバへの結合効率を高めた波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数のレーザ素子28、32、36、40を一列に並べて第1基板18に固定する第1工程と、該複数のレーザ素子から出射されたレーザ光を合波して波長多重光を生成するように配置した複数の反射板52、54、56、60、62、64を第2基板50に固定する第2工程と、該第1工程と該第2工程の後に、該レーザ光の経路上にコリメートレンズ34、38、42を配置し、該コリメートレンズの位置を調整することで該波長多重光を構成するレーザ光が平行となるようにしてから、該コリメートレンズを該第1基板に固定する平行度改善工程と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば光トランシーバに搭載されて光通信システムに用いられる波長多重伝送装置の製造方法、及びその製造方法で製造された波長多重伝送装置に関する。
近年の急激な通信容量の増大に対応し光トランシーバを小型化するために、波長多重伝送装置に対する小型化の要求が非常に強い。この小型化の要求に応えるために、波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ素子をアレイ状に一列に並べることがある。この場合、当該複数のレーザ素子から略平行のレーザ光が出射される。
特許文献1には、複数のレーザ素子を一列に並べた波長多重伝送装置が開示されている。この波長多重伝送装置は、複数のレーザ素子から出射されたレーザ光を光合波部で合波して波長多重光を生成するものである。
特開2010−211164号公報
波長多重光は集光レンズを介して光ファイバに入射する。波長多重光の光ファイバへの結合効率を高めるためには、波長多重光を構成するレーザ光の平行度を高めたり、波長多重光を構成するレーザ光の位置ずれを抑制したりすることが望ましい。しかしながら、波長多重光を構成するレーザ光の平行度を高めたり、波長多重光を構成するレーザ光の位置ずれを抑制したりするためには、例えば光合波部の部品を高い組み立て精度で組み立てる必要が生じる問題があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、満たすべき組み立て精度を緩和しつつ、波長多重光の光ファイバへの結合効率を高めた波長多重伝送装置の製造方法、及び波長多重伝送装置を提供することを目的とする。
本願の発明に係る波長多重伝送装置の製造方法は、複数のレーザ素子を一列に並べて第1基板に固定する第1工程と、該複数のレーザ素子から出射されたレーザ光を合波して波長多重光を生成するように配置した複数の反射板を第2基板に固定する第2工程と、該第1工程と該第2工程の後に、該レーザ光の経路上にコリメートレンズを配置し、該コリメートレンズの位置を調整することで該波長多重光を構成するレーザ光が平行となるようにしてから、該コリメートレンズを該第1基板に固定する平行度改善工程と、を備えたことを特徴とする。
本願の発明に係る他の波長多重伝送装置の製造方法は、一列に並べられた複数のレーザ素子と、該複数のレーザ素子から出射されたレーザ光をコリメートする複数のコリメートレンズとを第1基板に固定する第1工程と、該レーザ光を合波して波長多重光を生成するように配置した複数の反射板を第2基板に固定する第2工程と、該第1工程と該第2工程の後に、該波長多重光を構成するレーザ光の間隔を小さくするように、該第2基板の該第1基板に対する角度を調整する位置ずれ改善工程と、を備えたことを特徴とする。
本願の発明に係る波長多重伝送装置は、第1基板と、該第1基板に一列に並べて固定された複数のレーザ素子と、該複数のレーザ素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズと、該コリメートレンズを囲む多角形の外形を有し該多角形の外形のいずれかの面が該第1基板に固定された枠体とを備えたレンズ部品と、第2基板と、該第2基板に固定され、該レーザ光を合波して波長多重光を生成する複数の反射板と、を備え、該コリメートレンズの光軸位置と、該枠体の外形中心とは離れたことを特徴とする。
本発明によれば、波長多重伝送装置の満たすべき組み立て精度を緩和しつつ、波長多重光の光ファイバへの結合効率を高めることができる。
本発明の実施の形態1に係る波長多重伝送装置の平面図である。 フィルタの透過特性を示す図である。 コリメートレンズの位置を調整することを示す平面図である。 レーザ光の経路を示す図である。 波長多重光を構成するレーザ光の角度ずれを示す図である。 角度ずれ量θと結合効率の計算結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態2に係るレンズ部品を示す正面図である。 比較例のレンズ部品の正面図である。 本発明の実施の形態3に係る波長多重伝送装置のパッケージ内を示す平面図である。 光合波部内のレーザ光を示す図である。 波長多重光を構成するレーザ光を示す図である。 波長多重光を構成するレーザ光を示す図である。 波長多重光を構成するレーザ光の位置ずれを示す図である。 位置ずれ量dpと結合効率の計算結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態4に係る波長多重伝送装置の製造方法のフローチャートである。 製造途中の波長多重伝送装置のレーザ光を示す平面図である。
本発明の実施の形態に係る波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る波長多重伝送装置10の平面図である。波長多重伝送装置10はパッケージ12を備えている。パッケージ12内には、レーザ光を出射する光送信部14と、波長多重光を生成する光合波部16が収容されている。パッケージ12内の波長多重光の経路上に集光レンズ70が設置されている。パッケージ12には、集光レンズ70によって集光された光が入射する光ファイバ72が取り付けられている。
光送信部14について説明する。光送信部14は第1基板18を備えている。第1基板18の上には第1サブマウント20、第2サブマウント22、第3サブマウント24、及び第4サブマウント26が固定されている。第1サブマウント20には、第1レーザ素子28と第1コリメートレンズ30が固定されている。第2サブマウント22には、第2レーザ素子32と第2コリメートレンズ34が固定されている。第3サブマウント24には、第3レーザ素子36と第3コリメートレンズ38が固定されている。第4サブマウント26には、第4レーザ素子40と第4コリメートレンズ42が固定されている。
第1レーザ素子28、第2レーザ素子32、第3レーザ素子36、第4レーザ素子40はそれぞれ異なる波長のレーザ光を出射する。第1コリメートレンズ30、第2コリメートレンズ34、第3コリメートレンズ38、第4コリメートレンズ42は、それぞれ第1レーザ素子28、第2レーザ素子32、第3レーザ素子36、第4レーザ素子40から出射されたレーザ光をコリメートする(略平行とする)ものである。
光合波部16について説明する。光合波部16は第2基板50を備えている。第2基板50には、第1フィルタ52、第2フィルタ54、及び第3フィルタ56が固定されている。第1−第3フィルタ52、54、56は破線L1に沿って並んでいる。
図2は、第1−第3フィルタ52、54、56の透過特性を示す図である。第1フィルタ52は、第1レーザ素子28が出射する波長λのレーザ光を透過し、それ以外の波長のレーザ光を反射する。第2フィルタ54は、第2レーザ素子32が出射する波長λのレーザ光を透過し、それ以外の波長のレーザ光を反射する。第3フィルタ56は、第3レーザ素子36が出射する波長λのレーザ光を透過し、それ以外の波長のレーザ光を反射する。
図1の説明に戻る。第2基板50には、第1反射板60、第2反射板62、及び第3反射板64が固定されている。第1−第3反射板60、62、64は破線L2に沿って並んでいる。第1−第3反射板60、62、64は全ての波長のレーザ光を反射する。なお、破線L1と破線L2は平行である。
実施の形態1に係る波長多重伝送装置の製造方法について説明する。まず、第1−第4レーザ素子28、32、36、40(以後、これらをまとめて複数のレーザ素子と称する)を一列に並べてサブマウントに固定することで、複数のレーザ素子を第1基板18に固定する。この工程を第1工程と称する。
次いで、第1−第3フィルタ52、54、56及び第1−第3反射板60、62、64(以後、第1−第3フィルタ52、54、56及び第1−第3反射板60、62、64をまとめて複数の反射板と称する)を、第2基板50に固定する。複数の反射板は、複数のレーザ素子から出射されたレーザ光を合波して波長多重光を生成することができるように配置する。この工程を第2工程と称する。
第1工程と第2工程の後に、レーザ光の経路上にコリメートレンズを配置する。具体的には、複数のレーザ素子から出射されたレーザ光を光合波部16に入射させつつ、波長多重光を構成するレーザ光が平行となるようにコリメートレンズの位置を調整する。調整後、コリメートレンズをサブマウントに固定することで、コリメートレンズを第1基板18に固定する。この工程を平行度改善工程と称する。
複数の反射板がどのような位置ばらつきで第2基板50に固定されるかは、光合波部16ごとに相違するので、平行度改善工程は現物の光合波部16とその光合波部16と合わせて用いる光送信部14とを用いて行う。なお、平行度改善工程はパッケージ12の外で行うことができる。
図3は、平行度改善工程においてコリメートレンズの位置を調整することを示す平面図である。第1−第3フィルタ52、54、56は破線L1に沿ってずれなく配置され、第1−第3反射板60、62、64は破線L2に沿ってずれなく配置されることが理想的である。しかしながら一定のずれ(誤差)は回避できない。図3の第1反射板60は破線L2からずれている。
図4は、第1レーザ素子28から出射したレーザ光28aと第2レーザ素子32から出射したレーザ光の経路を示す図である。一点鎖線で示されたレーザ光28aは第1フィルタ52を透過し波長多重光80の一部となる。第2レーザ素子32から出射したレーザ光32a(破線で示す)は第2フィルタ54を透過し、第1反射板60で反射され、第1フィルタ52で反射されることで波長多重光80の一部となる。
第1反射板60は破線L2から角度βだけずれているので、波長多重光80を構成するレーザ光28aとレーザ光32aは平行にならない。光合波部へ入射するレーザ光と、光合波部から出射するレーザ光のなす角度は、反射板60のずれ角度βの2倍の2βとなる。従って反射板に角度ずれがあると、仮に第1レーザ素子28から出射されて光合波部に入射するレーザ光と、第2レーザ素子32から出射されて光合波部に入射するレーザ光とが平行であったとしても、波長多重光80を構成するレーザ光は平行にならない。
そこで、第2コリメートレンズ34の位置を図3の矢印で示す方向に移動して、図4のレーザ光32aを実線で示すレーザ光32bに変更する。これにより、レーザ光32bはレーザ光32aとは異なる角度で光合波部に入射し、波長多重光80を構成するレーザ光28aとレーザ光32bを平行とすることができる。このようにしてコリメートレンズの位置を調整するのが平行度改善工程である。必要に応じて、第3コリメートレンズ38と第4コリメートレンズ42の位置も調整して、波長多重光を構成するレーザ光の平行度を高める。
図5は、波長多重光を構成するレーザ光の角度ずれを示す図である。ここでは焦点距離2mmの集光レンズ70を用いた。図5では、波長多重光を構成するレーザ光が角度θの角度ずれを有していることが示されている。この角度ずれにより、波長多重光の光ファイバへの結合効率が低下する。
図6は、角度ずれ量θと結合効率の計算結果を示すグラフである。図6から、例えば角度ずれによる結合損失を0.5dB以下にするためには角度ずれは0.04度以下にしなければならないことが分かる。この場合、光送信部と光合波部全体の組み立て誤差に起因する角度ずれを0.04度以下にしなければならないので、例えば光送信部の組み立て誤差に起因する角度ずれを0.02度以下にし、光合波部の組み立て誤差に起因する角度ずれを0.02度以下にしなければならない。
さらに、上述のとおり光合波部の部品(複数の反射板のいずれか)がずれることによるレーザ光の角度ずれは当該ずれ量の2倍になるので、光合波部内の部品の組み立て誤差は0.01度以下にしなければならない。このような非常に厳しい角度精度(組み立て精度)を満たすには、製造が難しくなったり、部品自体の精度への要求が厳しくなったりしてコスト高となる問題があった。
しかしながら、本発明の実施の形態1に係る波長多重伝送装置の製造方法によれば、平行度改善工程を実施することで波長多重光の平行度を改善して光ファイバへの結合効率を高めることができる。平行度改善工程の実施により、光送信部及び光合波部内で生じる角度ずれを厳しく制限する必要はなくなるので、満たすべき組み立て精度を緩和することができる。例えば、焦点距離0.5mmのコリメートレンズを用いた場合にはコリメートレンズに許される位置ずれ量は0.3μmとなり、現在の製造技術で比較的容易に達成可能である。
本発明は、4波長のレーザ光を波長多重するものに限定されず、複数波長のレーザ光を波長多重するものである。複数の反射板は、レーザ光がジグザグに進むように配置したが、波長多重光を生成できる限り反射板の配置はこれに限定されない。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置は、実施の形態1との共通点が多いので実施の形態1との相違点を中心に説明する。本発明の実施の形態2に係る波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置は、コリメートレンズの第1基板への固定方法に特徴がある。
図7は、本発明の実施の形態2に係るコリメートレンズ100の第1基板18への固定方法を示す図である。コリメートレンズ100は枠体102に囲まれている。コリメートレンズ100と枠体102でレンズ部品104を構成している。枠体102の外形は4角形となっている。そのため、枠体102は第1面102a、第2面102b、第3面102c、及び第4面102dを有している。第1面102aは第2サブマウント22を介して第1基板18に固定されている。第1面102aと第2サブマウント22の固定、及び第2サブマウント22と第1基板18の固定には、例えば溶接又は接着剤を用いる。
コリメートレンズ100の光軸位置P2と、枠体102の外形中心P1とは離れている。そのため、第1面102aを第2サブマウント22に固定したときと、第2面102bを第2サブマウント22に固定したときと、第3面102cを第2サブマウント22に固定したときと、第4面102dを第2サブマウント22に固定したときとで、コリメートレンズ100の光軸位置を変えることができる。その際、レンズ部品104と第2サブマウント22の固定位置を変える必要はない。
平行度改善工程では、波長多重光の平行度改善のために枠体102の外形のどの面をサブマウントを介して第1基板18に固定するかを適宜に選択することで、容易に波長多重光の平行度を改善できる。しかも、この選択は、レンズ部品104を枠体102の外形に沿って回転させるだけで達成できる。
枠体102の外形中心P1の座標を(0,0)とすると、第1面102aをサブマウント22に固定したときの光軸位置P2は(X1,−Y1)であり、第2面102bをサブマウント22に固定したときの光軸位置P2は(−X1,−Y1)であり、第3面102cをサブマウント22に固定したときの光軸位置P2は(−X1,Y1)であり、第4面102dをサブマウント22に固定したときの光軸位置P2は(X1,Y1)である。そのため、光軸位置P2の4段階の位置調整が可能となる。
ここで、比較例について説明する。図8は、比較例のレンズ部品の正面図である。コリメートレンズ110は、上部突起部112aを有する枠体112に囲まれている。上部突起部112aをピンセットなどで保持し、凹状のホルダ114を介して上下・左右に位置調整する。その後、レーザ溶接などの方法により、枠体112とホルダ114、及びホルダ114とサブマウント22を固定する。溶接により例えば溶接部116、118、120、122が形成される。
比較例の場合、コリメートレンズ110、枠体112、及びホルダ114が必要となるので、レンズ部品の横幅が大きくなってしまう。横幅の大きいレンズ部品を複数並べると波長多重伝送装置が大型化してしまう問題があった。ところが、本発明の実施の形態2に係るレンズ部品104は枠体102を直接サブマウント22に固定するので比較例のホルダ114が不要となる。よって波長多重伝送装置の大型化を回避できる。
枠体102の外形は多角形であればよく、4角形に限定されない。当該外形がN角形のレンズ部品であれば、光軸位置のN段階の位置調整が可能となる。またこのレンズ部品104は他の実施の形態に係る波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置に利用してもよい。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置は、実施の形態1との共通点が多いので実施の形態1との相違点を中心に説明する。本発明の実施の形態3に係る波長多重伝送装置の製造方法と波長多重伝送装置は、波長多重光を構成するレーザ光の位置ずれを改善するものである。
図9は、本発明の実施の形態3に係る波長多重伝送装置のパッケージ内を示す平面図である。一点鎖線L3とL4は平行である。光合波部16(第2基板50)は光送信部14(第1基板18)に対して角度γだけ傾いている。
本発明の実施の形態3に係る波長多重伝送装置の製造方法を説明する。まず、一列に並べられた複数のレーザ素子と、複数のレーザ素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズとを第1基板18に固定する。この工程を第1工程と称する。次いで、レーザ光を合波して波長多重光を生成するように配置した複数の反射板を第2基板50に固定する。この工程を第2工程と称する。
波長多重光を構成するレーザ光は、光送信部14の部品(複数のレーザ素子、コリメートレンズ)、又は光合波部16の部品(複数の反射板)が理想的な固定位置から僅かにずれることにより、一定の間隔(位置ずれ)を有している。そこで、第1工程と第2工程の後に、波長多重光を構成するレーザ光の間隔を小さくするように、第2基板50の第1基板18に対する角度を調整する。この工程を位置ずれ改善工程と称する。こうして図9の波長多重伝送装置が完成する。
図10は、レーザ光が光合波部に入射する位置と、光合波部から出射する波長多重光200の位置の距離を示す図である。破線L1と破線L2は平行である。破線L1と破線L2の距離はdとする。光合波部に入射するレーザ光の破線L1の法線に対する角度をαとする。
D1は、第2レーザ素子32から出射されたレーザ光32aが光合波部に入射する位置と、光合波部から出射する位置の距離であり以下の式で表される。
D1=2dsinα
D2は、第3レーザ素子36から出射されたレーザ光36aが光合波部に入射する位置と、光合波部から出射する位置の距離であり以下の式で表される。
D2=4dsinα
D3は、第4レーザ素子40から出射されたレーザ光40aが光合波部に入射する位置と、光合波部から出射する位置の距離であり以下の式で表される。
D3=6dsinα
第2基板50を第1基板18に対して回転することでγの値を変えると、破線L1、破線L2も回転するので、αの値が変わる。この変化により、D2はD1の2倍変化し、D3はD1の3倍変化する。この性質を利用して、波長多重光を構成するレーザ光の間隔(位置ずれ)を小さくする。第1レーザ素子28から出射したレーザ光28aは光合波部16で一度も反射されないので、レーザ光28aの位置はγに依存しない。そこで、レーザ光28aに対する位置ずれを低下させるように、他のレーザ素子から出射したレーザ光の位置を変化させる。
図11は、波長多重光を構成するレーザ光を示す図である。図11には、図10のXY平面に入射する4つのレーザ光が示されている。X軸に対して光合波部を傾ければ、レーザ光32a、36a、40aをX方向に動かすことができる。さらに、Y方向についても、波長多重光を構成するレーザ光の間隔(位置ずれ)を小さくする必要がある。そこで、Y軸に対して光合波部を傾ければ、レーザ光32a、36a、40aをY方向に動かすことができる。
次に、例えば、波長多重光を構成するレーザ光が図12に実線で示す位置に分布している場合を考える。レーザ光28aの位置を原点にする。レーザ光40aが原点から最も離れており、その距離はおよそ85μmである。波長多重光を構成するレーザ光の間隔(位置ずれ)を小さくするためには、レーザ光40aをレーザ光28a側に移動させなければならない。
そこで、光合波部をX軸及びY軸に対して傾ける。これによりレーザ光32aがX方向に+8μm、Y方向に−10μm移動し、移動後のレーザ光32a´は(−12、−30)に位置する。レーザ光36aはレーザ光32aの2倍変化するので、レーザ光36aはX方向に+16μm、Y方向に−20μm移動する。移動後のレーザ光36a´は(36、0)に位置する。
レーザ光40aはレーザ光32aの3倍変化するので、レーザ光40aはX方向に+24μm、Y方向に−30μm移動する。移動後のレーザ光38a´は(−36、30)に位置する。これにより、レーザ光40a´の原点からの距離を約47umにまで低減することができる。
図13は、波長多重光を構成するレーザ光の位置ずれを示す図である。ここでは焦点距離2mmの集光レンズ70を用いた。レーザ光間の位置ずれ量はdpとする。図14は、位置ずれ量dpと光ファイバへの結合効率の計算結果を示すグラフである。集光レンズ70への位置ずれによる結合損失を0.5dB以下にするためには位置ずれ量は60μm以下にしなければならない。実施の形態1でも言及したが、光送信部と光合波部の組み立て精度を高めて位置ずれ量を60μm以下にしようとすると、製造困難及びコスト高の問題が生じる。
本発明の実施の形態3に係る波長多重伝送装置の製造方法によれば、位置ずれ改善工程を実施することで、波長多重光を構成するレーザ光の間隔(位置ずれ)を小さくする。よって、満たすべき組み立て精度を緩和しつつ、波長多重光の光ファイバへの結合効率を高めることができる。
図12で示した例においては、レーザ光40aと原点の距離(位置ずれ量dp)をおよそ85μmから47μmへ低減できるので、結合効率が−1dBから−0.3dBに改善する。しかも、光送信部と光合波部の部品が理想的な固定位置から僅かにずれる問題を解消する必要はないので、組み立て精度を厳しくする必要はなく、むしろ従来よりも組み立て精度を緩和できる。なお、γを1度変化させると例えば、レーザ光32aは約105μm移動し、レーザ光36aは約209μm移動し、レーザ光40aは約314μm移動する。
実施の形態4.
図15は、本発明の実施の形態4に係る波長多重伝送装置の製造方法のフローチャートである。本発明の実施の形態4に係る波長多重伝送装置の製造方法では、まず、実施の形態1に係る第1工程と第2工程を実施する(ステップS1)。次いで、実施の形態1で説明した平行度改善工程を実施する(ステップS2)。なお、平行度改善工程において、光合波部16は第2基板50に固定せず第2基板50に仮置きした状態とする。
図16は、ステップS2終了後のレーザ光を示す平面図である。レーザ光28aとレーザ光32aは平行になっているものの、両者の間に位置ずれ(ギャップG1)が生じている。第3レーザ素子36から出射したレーザ光と第4レーザ素子40から出射したレーザ光も、レーザ光28aに対して位置ずれを生じる。特に、第4レーザ素子40から出射したレーザ光は最も多くの反射板で反射されるので、反射板の取り付け位置の誤差の影響を大きく受ける。そのため、位置ずれが最も大きい。このような位置ずれは光ファイバへの結合効率の低下につながるので改善しなければならない。
そこで、本発明の実施の形態4に係る波長多重伝送装置の製造方法では、平行度改善工程の後に、実施の形態3で説明した位置ずれ改善工程を実施する(ステップS3)。このように、本発明の実施の形態4に係る波長多重伝送装置の製造方法では、平行改善工程後における位置ずれを位置ずれ改善工程で改善することで、平行度が高く、かつ位置ずれの少ない波長多重光を得ることができる。しかも、この効果を得るために組み立て精度を高める必要はなく、むしろ、満たすべき組み立て精度を緩和できる。
10 波長多重伝送装置、 12 パッケージ、 14 光伝送部、 16 光合波部、 18 第1基板、 20,22,24,26 サブマウント、 28 第1レーザ素子、 30 第1コリメートレンズ、 32 第2レーザ素子、 34 第2コリメートレンズ、 36 第3レーザ素子、 38 第3コリメートレンズ、 40 第4レーザ素子、 42 第4コリメートレンズ、 50 第2基板、 52 第1フィルタ、 54 第2フィルタ、 56 第3フィルタ、 60 第1反射板、 62 第2反射板、 64 第3反射板、 70 集光レンズ、 72 光ファイバ、 80 波長多重光、 100 コリメートレンズ、 102 枠体、 104 レンズ部品

Claims (5)

  1. 複数のレーザ素子を一列に並べて第1基板に固定する第1工程と、
    前記複数のレーザ素子から出射されたレーザ光を合波して波長多重光を生成するように配置した複数の反射板を第2基板に固定する第2工程と、
    前記第1工程と前記第2工程の後に、前記レーザ光の経路上にコリメートレンズを配置し、前記コリメートレンズの位置を調整することで前記波長多重光を構成するレーザ光が平行となるようにしてから、前記コリメートレンズを前記第1基板に固定する平行度改善工程と、を備えたことを特徴とする波長多重伝送装置の製造方法。
  2. 前記コリメートレンズは枠体に囲まれ、
    前記枠体の外形は多角形であり、
    前記コリメートレンズの光軸位置と、前記枠体の外形中心とは離れており、
    前記平行度改善工程では、前記枠体の外形のいずれかの面を前記第1基板に固定することを特徴とする請求項1に記載の波長多重伝送装置の製造方法。
  3. 前記平行度改善工程の後に、前記波長多重光を構成するレーザ光の間隔を小さくするように、前記第2基板の前記第1基板に対する角度を調整する位置ずれ改善工程を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の波長多重伝送装置の製造方法。
  4. 一列に並べられた複数のレーザ素子と、前記複数のレーザ素子から出射されたレーザ光をコリメートする複数のコリメートレンズとを第1基板に固定する第1工程と、
    前記レーザ光を合波して波長多重光を生成するように配置した複数の反射板を第2基板に固定する第2工程と、
    前記第1工程と前記第2工程の後に、前記波長多重光を構成するレーザ光の間隔を小さくするように、前記第2基板の前記第1基板に対する角度を調整する位置ずれ改善工程と、を備えたことを特徴とする波長多重伝送装置の製造方法。
  5. 第1基板と、
    前記第1基板に一列に並べて固定された複数のレーザ素子と、
    前記複数のレーザ素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズと、前記コリメートレンズを囲む多角形の外形を有し前記多角形の外形のいずれかの面が前記第1基板に固定された枠体とを備えたレンズ部品と、
    第2基板と、
    前記第2基板に固定され、前記レーザ光を合波して波長多重光を生成する複数の反射板と、を備え、
    前記コリメートレンズの光軸位置と、前記枠体の外形中心とは離れたことを特徴とする波長多重伝送装置。
JP2013160427A 2013-08-01 2013-08-01 波長多重伝送装置の製造方法 Active JP6244721B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013160427A JP6244721B2 (ja) 2013-08-01 2013-08-01 波長多重伝送装置の製造方法
US14/243,026 US9252885B2 (en) 2013-08-01 2014-04-02 Method for manufacturing wavelength division multiplexing transmission apparatus and wavelength division multiplexing transmission apparatus
CN201410376876.6A CN104345409B (zh) 2013-08-01 2014-08-01 波分复用传输装置的制造方法、波分复用传输装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013160427A JP6244721B2 (ja) 2013-08-01 2013-08-01 波長多重伝送装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015032658A true JP2015032658A (ja) 2015-02-16
JP6244721B2 JP6244721B2 (ja) 2017-12-13

Family

ID=52427773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013160427A Active JP6244721B2 (ja) 2013-08-01 2013-08-01 波長多重伝送装置の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9252885B2 (ja)
JP (1) JP6244721B2 (ja)
CN (1) CN104345409B (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017181554A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 日本オクラロ株式会社 光モジュール、及び光モジュールの調心方法
JP2017529552A (ja) * 2015-06-11 2017-10-05 ジーピー インコーポレーテッド.Gp Inc. 波長多重化光受信モジュール
JP2018010036A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 光結合方法
WO2018168063A1 (ja) * 2017-03-13 2018-09-20 三菱電機株式会社 波長多重光送信モジュールおよびその製造方法
JP2021043469A (ja) * 2020-12-04 2021-03-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 光結合方法
JP7452774B1 (ja) 2023-10-30 2024-03-19 三菱電機株式会社 光半導体装置および光トランシーバ

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106154444B (zh) * 2015-04-28 2018-12-28 华为技术有限公司 光收发器及光通信产品
CN107577015A (zh) * 2017-09-26 2018-01-12 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光发射器和光模块
JP7241461B2 (ja) * 2017-12-19 2023-03-17 日本ルメンタム株式会社 光合分波器、光サブアセンブリ及び光モジュール
CN107966773B (zh) * 2018-01-10 2019-12-24 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光发射次模块及光模块
CN112424659B (zh) * 2018-07-17 2022-07-01 三菱电机株式会社 集成光模块的制造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01108510A (ja) * 1987-10-22 1989-04-25 Nec Corp 光軸調整方法
EP1158630A1 (en) * 2000-04-25 2001-11-28 Alcatel Wavelength stabilization monitor and method for adjusting the working wavelength of said monitor
JP2003107295A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Opnext Japan Inc 光伝送モジュール
US6684010B1 (en) * 2000-03-03 2004-01-27 Digital Optics Corp. Wavelength compensated optical wavelength division coupler and associated methods
JP2004294996A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 誘電体多層膜フィルタブロック、波長合分波器、及び誘電体多層膜ブロックの製造方法
JP2009025458A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光モジュール
JP2009105106A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Hitachi Ltd 光送受信モジュール
JP2010060897A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Nec Corp 光学部品、光モジュール及び光学部品の実装方法
JP2010175875A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Opnext Japan Inc 光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法
JP2011209367A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Mitsubishi Electric Corp 光合分波器、及びその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61103110A (ja) 1984-10-26 1986-05-21 Hitachi Ltd 光合分波器
JP2000180797A (ja) 1998-12-18 2000-06-30 Ricoh Co Ltd コリメータレンズの調整方法及びこの方法を用いた光源装置
JP2005309370A (ja) 2003-10-27 2005-11-04 Nec Tokin Corp 光モジュール、光合分波器及びそれを用いた光合分波ユニット
JP2005140960A (ja) 2003-11-06 2005-06-02 Fujikura Ltd 光デバイス
JP4428274B2 (ja) 2005-04-04 2010-03-10 住友電気工業株式会社 双方向光モジュール
JP2010211164A (ja) 2009-03-12 2010-09-24 Opnext Japan Inc 光送信モジュール
JP4886819B2 (ja) 2009-06-12 2012-02-29 日本電信電話株式会社 3波長多重光送受信モジュール
US9065587B2 (en) * 2010-10-08 2015-06-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical multiplexing using laser arrays
JP2013145356A (ja) * 2011-12-13 2013-07-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 光通信モジュール

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01108510A (ja) * 1987-10-22 1989-04-25 Nec Corp 光軸調整方法
US6684010B1 (en) * 2000-03-03 2004-01-27 Digital Optics Corp. Wavelength compensated optical wavelength division coupler and associated methods
EP1158630A1 (en) * 2000-04-25 2001-11-28 Alcatel Wavelength stabilization monitor and method for adjusting the working wavelength of said monitor
JP2003107295A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Opnext Japan Inc 光伝送モジュール
JP2004294996A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 誘電体多層膜フィルタブロック、波長合分波器、及び誘電体多層膜ブロックの製造方法
JP2009025458A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光モジュール
JP2009105106A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Hitachi Ltd 光送受信モジュール
JP2010060897A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Nec Corp 光学部品、光モジュール及び光学部品の実装方法
JP2010175875A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Opnext Japan Inc 光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法
JP2011209367A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Mitsubishi Electric Corp 光合分波器、及びその製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017529552A (ja) * 2015-06-11 2017-10-05 ジーピー インコーポレーテッド.Gp Inc. 波長多重化光受信モジュール
JP2017181554A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 日本オクラロ株式会社 光モジュール、及び光モジュールの調心方法
JP2018010036A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 光結合方法
WO2018168063A1 (ja) * 2017-03-13 2018-09-20 三菱電機株式会社 波長多重光送信モジュールおよびその製造方法
JPWO2018168063A1 (ja) * 2017-03-13 2019-11-07 三菱電機株式会社 波長多重光送信モジュールおよびその製造方法
JP2021043469A (ja) * 2020-12-04 2021-03-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 光結合方法
JP7452774B1 (ja) 2023-10-30 2024-03-19 三菱電機株式会社 光半導体装置および光トランシーバ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6244721B2 (ja) 2017-12-13
CN104345409B (zh) 2018-06-29
CN104345409A (zh) 2015-02-11
US20150037037A1 (en) 2015-02-05
US9252885B2 (en) 2016-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6244721B2 (ja) 波長多重伝送装置の製造方法
US10409069B2 (en) Display device and light guide device
JP6935337B2 (ja) 半導体レーザモジュール、半導体レーザモジュール製造方法
JP5911038B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP5079992B2 (ja) ダイオードレーザー装置と該ダイオードレーザー装置のためのビーム形成ユニット
WO2016035349A1 (ja) レーザー光学装置及び画像投影装置
US20080273568A1 (en) Beam combiner for a multicolor laser display
US9917423B2 (en) Laser beam combination system
US10310280B2 (en) Offset laser array with beam combining optical element
WO2012108139A1 (ja) 波長選択スイッチ
US9285596B2 (en) Free-space combining of laser beam radiation
JP2015031739A (ja) Ldモジュール
JP2014216361A (ja) レーザ装置および光ビームの波長結合方法
JP2016096333A (ja) 半導体レーザ装置
JP2011076092A (ja) レーザビームを形成するための装置
JP6093388B2 (ja) 合波装置、合波装置の製造方法、及び、ldモジュール
JP6268004B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP6072177B2 (ja) 光学ユニット、光学装置およびこれを用いた光源装置、投射型表示装置
WO2014045340A1 (ja) 光学素子、光源ユニット及びヘッドアップディスプレイ
JP6129066B2 (ja) 半導体レーザモジュール及びその製造方法
JPWO2017119111A1 (ja) 合波レーザ光源
US9454002B2 (en) Wavelength selection switch
US9671576B1 (en) CWDM transceiver module
WO2014045341A1 (ja) 光学素子、光源ユニット及びヘッドアップディスプレイ
CN102457013A (zh) 一种贴片式固体激光器、调整装置及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171030

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6244721

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250