JP2019066739A - 光受信モジュールの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】波長分別特性が良好で、かつ、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることができ、電気回路部をまとめて搭載可能な光受信モジュールを、精度良く効率的に組み立てる。【解決手段】製造方法は、波長多重信号光を第１の透過光と第１の反射光に二分する入力ＷＳＦ３３（入力波長選択フィルタ）を基板３１に固定する第１の工程と、波長多重信号光を入力ＷＳＦ３３に向けて反射し、入力ＷＳＦ３３からの第１の反射光を反射して第２の反射光を出射するプリズムミラー３２を基板に固定する第２の工程と、入力ＷＳＦ３３からの第１の透過光を反射して第３の反射光を出射する第２のミラー３４を基板に固定する第３の工程と、第２の反射光を入射して信号光のそれぞれに分離する第１の光デマルチプレクサ３５を基板に固定する第４の工程と、第３の反射光を入射して信号光のそれぞれに分離する第２の光デマルチプレクサ３６を基板に固定する第５の工程を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、光受信モジュールの製造方法に関し、特に、波長多重化された信号光を受光し、それぞれの信号光に対応する電気信号を出力する光受信モジュールの製造方法に関する。
近年、通信速度の高速化が進んでおり、光トランシーバ等に用いられる光受信モジュールには４０Ｇｂｐｓや１００Ｇｂｐｓの伝送速度に対応することが求められる。このような高速伝送では、単一波長の信号光ではなく、互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光が用いられることが多い。
波長多重信号光を受信する場合、受光素子を１つのみ実装した光受信モジュールを光トランシーバに複数設ける構成では、光トランシーバが大型化してしまうので、小型の光トランシーバでは複数の受光素子を単一の光受信モジュールに実装して、該光受信モジュールにて波長多重信号光を受信することが行われている。
波長多重信号光を受信する光受信モジュールとしては、例えば、特許文献１に開示のものがある。この光受信モジュールは、複数波長の光を有限径の光ファイバの出射端から出射する光出射部と、その光出射部の出射端から出射した光を収束させる収束レンズ部と、収束レンズ部と光反射部との間に配設され、複数波長を２つに分け、その２つに分けた一方の光を第１の波長分離部に入射させ、他方の光を第２の波長分離部に入射させる光分波部と、第１および第２の波長分離部で分波された各光をそれぞれ集光する集光レンズ部と、集光レンズで集光された光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えている。
特開２００９-１９８９５８号公報
特許文献１に開示された光受信モジュールは、８チャンネルの入力信号光を入力ＷＳＦ（Wavelength Selective Filter：波長選択フィルタ）により短波長側と長波長側の各４チャンネルの信号光に２分し、それぞれ入力ＷＳＦから等距離に置いた４チャンネルの光デマルチプレクサ（Optical De-Multiplexer：O-DeMuxともいう。）によって波長分別している。しかしながら、入力信号光に対する入力ＷＳＦの設置角度が大きな角度に設定されている。すなわち、入力信号光の光軸に対して、反射光の光軸がほぼ９０°となるように、入力ＷＳＦを入力信号光に対してほぼ４５°の入射角度となるように配置している。
ところで、ＷＳFの波長分別特性（フィルタの急峻性）は光の入射角に大きく依存する。ＷＳＦで一般にその波長分別特性が補償されているのは、入射角０°の光信号に対するものである。これは、ＷＳＦが誘電体多層膜から構成されているためであり、入射角が大きくなると波長分別特性が次第に劣化する。また、フィルタの急峻性を向上させるためには、フィルタを構成する誘電体多層膜の膜数を多くする必要があるが、膜数が多くなると、光の透過率が減少し、かつ、ＷＳＦ自体が高価なものとなる。
例えば、波長間隔２０ｎｍを規定するＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing）規格では入射角を２０°以内、好ましくは１５°以内に設定しないと、ＷＳＦで分別された一つの波長帯に隣接波長帯の光も含まれてしまう。例えば、８チャンネルの光信号を短波長側４チャンネルと長波長側４チャンネルに分別する特許文献１に開示された光受信モジュールでは、短波長側の光信号に長波長側で最も短波長側に存在する第４チャンネルの光信号の一部が、長波長側の光信号に短波長側で最も長波長側に存在する第３チャンネルの光信号の一部が含まれてしまう。
また、光ファイバの光出力端は点光源とみなされず、有限な広がりを有する光源となるため、収束レンズ部の出力光は完全なコリメート光とはならない。そして、各波長の信号光の光路長が異なることから、各収束レンズ部の出力光のビーム径に差が生じるため、各受光素子への集光度が異なり光結合効率の差を生んでしまう。各集光レンズと受光素子をそれぞれアレイ状とすることなく、各チャンネルで別々に調芯することによって、チャンネル間の光結合効率の差を補償することは可能であるが、生産効率の低下を伴うことになる。このため、各波長の信号光の光路長は、できる限り差が出ないようにすることが望ましい。
８チャンネルの各信号光を受光する受光素子は、光デマルチプレクサを挟んで光デマルチプレクサの光入射側とは反対側に一列に配置されることが好ましい。８チャンネルのプリアンプを集積化したＩＣ（集積回路）を採用する場合、４チャンネル+４チャンネル構成の２つのプリアンプＩＣを採用する場合、あるいは、各チャンネル個別にプリアンプＩＣを備える構成においても、電気回路部は光学部品搭載部とは別にまとめて搭載されることが望ましい。
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、波長多重信号光を受信する光受信モジュールの製造方法であって、波長分別特性が良好で、かつ、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることができ、電気回路部をまとめて搭載可能な光受信モジュールを、精度良く効率的に組み立てることができる製造方法を提供することをその目的とする。
本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法は、互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を、光ファイバを介して受信し、各前記信号光に含まれる複数の信号を抽出する光受信モジュールの製造方法であって、前記波長多重信号光をそれぞれ所定の前記信号光を含む第１の透過光と第１の反射光に二分する入力波長選択フィルタを基板に固定する第１の工程と、前記波長多重信号光を前記入力波長選択フィルタに向けて反射する第１面と、前記入力波長選択フィルタからの前記第１の反射光を反射して第２の反射光を出射する第２の面とを有する第１のミラーを、前記基板に固定する第２の工程と、前記波長選択フィルタからの前記第１の透過光を反射して第３の反射光を出射する第２のミラーを、前記基板に固定する第３の工程と、前記第２の反射光を入射することで、該第２の反射光に含まれる前記信号光が有する波長にしたがって、前記第２の反射光を前記信号光のそれぞれに分離する第１の光デマルチプレクサを、前記基板に固定する第４の工程と、前記第３の反射光を入射することで、該第３の反射光に含まれる前記信号光が有する波長にしたがって、前記第３の反射光を前記信号光のそれぞれに分離する第２の光デマルチプレクサを、前記基板に固定する第５の工程と、を含む。
本発明によれば、波長多重信号光を受信する光受信モジュールの製造方法であって、波長分別特性が良好で、生産効率を下げずに、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることが可能であり、また、電気回路部をまとめて搭載可能な光受信モジュールを精度よく効率的に組み立てることができる。
本発明の光モジュールの製造方法により製造される光受信モジュールの一例を示す断面図である。 図１に示す光受信モジュールのパッケージ部に搭載される光分波用アセンブリの一例を示す斜視図である。 図２に示す光分波用アセンブリを光受信モジュールの上側から見た図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における初期校正の工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における初期校正の工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における入力波長選択フィルタの実装工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における入力波長選択フィルタの実装工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における第１のミラーの実装工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における第２のミラーの実装工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における第２のミラーの実装工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における第１の光デマルチプレクサの実装工程を説明するための図である。 本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における第１の光デマルチプレクサの実装工程を説明するための図である。
（本願発明の実施形態の説明）
最初に本願発明の実施形態を列記して説明する。
本発明案の一実施形態（１）に係る光受信モジュールの製造方法は、互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を、光ファイバを介して受信し、各前記信号光に含まれる複数の信号を抽出する光受信モジュールの製造方法であって、前記波長多重信号光をそれぞれ所定の前記信号光を含む第１の透過光と第１の反射光に二分する入力波長選択フィルタを基板に固定する第１の工程と、前記波長多重信号光を前記入力波長選択フィルタに向けて反射する第１面と、前記入力波長選択フィルタからの前記第１の反射光を反射して第２の反射光を出射する第２の面とを有する第１のミラーを、前記基板に固定する第２の工程と、前記波長選択フィルタからの前記第１の透過光を反射して第３の反射光を出射する第２のミラーを、前記基板に固定する第３の工程と、前記第２の反射光を入射することで、該第２の反射光に含まれる前記信号光が有する波長にしたがって、前記第２の反射光を前記信号光のそれぞれに分離する第１の光デマルチプレクサを、前記基板に固定する第４の工程と、前記第３の反射光を入射することで、該第３の反射光に含まれる前記信号光が有する波長にしたがって、前記第３の反射光を前記信号光のそれぞれに分離する第２の光デマルチプレクサを、前記基板に固定する第５の工程と、を含む。
本実施形態によれば、波長分別特性が良好で、生産効率を下げずに、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることが可能であり、また、電気回路部をまとめて搭載可能な光受信モジュールを精度よく効率的に組み立てることができる
本発明の一実施形態として、上記（１）の光受信モジュールの製造方法において、（２）前記入力波長選択フィルタの前記波長多重信号光の受光面が、前記光ファイバからの入射光の光軸に対して直角に調整されることが望ましい。
本実施形態によれば、入力波長選択フィルタによって二分される短波長側の透過光と長波長側の反射光のそれぞれの光路長の調整が容易になる。
本発明の一実施形態として、上記（１）または（２）の光受信モジュールの製造方法において、（３）前記第５の工程の後に、第１および第２の光デマルチプレクサからの出射光を前記基板の主面側に反射する第３のミラーを前記基板に固定する第６の工程を含んでもよい。
本実施形態によれば、レンズアレイ、ＰＤ（Photo Diode）アレイ、および、ＰＤアレイの後段に接続された光受信用前置増幅器などの回路構成部品を、光受信モジュールの一辺側に立体的に配置することができる。
（本願発明の実施形態の詳細）
以下、図面を参照しながら、本発明の光受信モジュールに係る好適な実施形態について説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内ですべての変更が含まれることを意図する。また、以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
図１は、本発明の光モジュールの製造方法により製造される光受信モジュールの一例を示す断面図である。光受信モジュール１は、互いに異なる波長（λ1〜λ8）を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を受光し、それぞれの信号光に対応する電気信号を出力するものである。この光受信モジュール１は、シングルモードの外部光ファイバを係合するレセプタクル部１０と、受光素子や光学部品等が収容されるパッケージ部２０と、外部回路との電気接続のための端子部５０とを備えている。
以下では、光受信モジュール１のレセプタクル部１０側を前側（Ｘ軸方向前側）、パッケージ部２０側を後側（Ｘ軸方向後側）として説明する。
レセプタクル部１０は、光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブ１１と、レセプタクル部１０をパッケージ部２０に接合させるためのホルダ１３と、スリーブ１１とホルダ１３とを連結するジョイントスリーブ１２を有する。
パッケージ部２０は、略直方体形状であり、例えば、角筒状のパッケージフレーム２１と、底壁を形成するパッケージ底壁２２と、上部開口を塞ぐパッケージ蓋体２３とを有する。パッケージフレーム２１の前壁には、円筒状のブッシュ２４が設けられている。ブッシュ２４の前面は後述するコレットでの調芯作業での基準面となるように平坦面とされている。パッケージ底壁２２は、銅モリブデンや銅タングステン等の材料を用いることができ、また、熱伝導性のよい材料を用いることにより放熱性を高めることができる。パッケージ蓋体２３は、素子や部品の収容と配線後に、これらを密封するようにパッケージフレーム２１に対して固定される。
端子部５０は、例えば、複数のセラミック基板を積層して形成され、パッケージフレーム２１の後壁に嵌め込むような形態で組み付けられ、さらに、パッケージ部２０内の素子と外部系とを電気的に接続する、高周波ライン、電源ラインが形成されている。
レセプタクル部１０のホルダ１３は、パッケージフレーム２１の前面側に設けたブッシュ２４を介してパッケージ部２０に固定される。ホルダ１３には、ジョイントスリーブ１２を介してスリーブ１１が結合され、ジョイントスリーブ１２により軸方向と径方向に対する調芯が行われる。
スリーブ１１には、光結合を形成するスタブ１４が配され、図示しない外部光ファイバの先端に付属するフェルールを受納する。外部光ファイバは、スリーブ１１内に配設したスタブ１４の結合ファイバ（シングルモードファイバ）１４ａと光結合する。ホルダ１３には、結合ファイバ１４ａの出力端が出射する光信号を準コリメート光に変換する第１のレンズ１５を内蔵している。第１のレンズ１５からの信号光は、ブッシュ２４内に密封形態で設けられた光学窓を経て、パッケージ部２０内に出射される。
第１のレンズ１５は、結合ファイバ１４ａの光出力端から第１のレンズ１５までの距離と、第１のレンズ１５の焦点距離とを一致させたときにコリメート光を出力するコリメートレンズである。ただし、第１のレンズ１５は、後述するように、結合ファイバ１４ａの光出力端と第１のレンズ１５までの距離と、第１のレンズ１５の焦点距離とを一致させた状態では用いられず、結合ファイバ１４ａの出力端から第１のレンズ１５までの距離が第１のレンズ１５の焦点距離より長く配置されている。その結果、第１のレンズ１５の出力光は収束光となる。
パッケージ部２０内には、第１のレンズ１５から出射され波長多重光を異なる波長の複数の信号光に分波するための光分波アセンブリ３０が設けられている。光分波アセンブリ３０には、その支持基板３１上に後述する光学部品を実装している。支持基板３１は支持部材２５によってパッケージ底壁２２から平行に離間して配置され、支持基板３１上に実装された光学部品がパッケージ底壁２２に向き合うように収容される。
光分波アセンブリ３０によって分波された複数の信号光（以下、「分波信号光」という）はパッケージ底壁２２に向けてＺ軸方向に出射される。パッケージ部２０内には、分波信号光をそれぞれ集光する複数のレンズが形成された第２のレンズであるレンズアレイ３８と、このレンズアレイ３８を介して分波信号光をそれぞれ受光する複数の受光素子として複数のフォトダイオード（ＰＤ）が形成されたＰＤアレイ３９とが収容される。これらレンズアレイ３８およびＰＤアレイ３９は、第１の実装基板４０及び第２の実装基板４１を介してパッケージ底壁２２上に実装される。
上記のような部品から構成される光受信モジュール１では、光分波アセンブリ３０の光学部品は、パッケージ底壁２２の平面から高さ方向に平行に離間した支持基板３１の実装面に実装される。そして、レンズアレイ３８とＰＤアレイ３９は、パッケージ底壁２２の平面から高さ方向に離間した空間を利用して、上下方向に重なって実装されるため、平面方向の配列スペースが軽減される。これにより空いたスペースに、ＰＤアレイ３９の信号を増幅するプリアンプ回路であるＴＩＡ（Transimpedance Amplifier）４２が実装される。
次に、パッケージ部２０内に搭載される光分波アセンブリ３０について説明する。
図２は、図１に示す光受信モジュールのパッケージ部に搭載される光分波用アセンブリの一例を示す斜視図であり、図３は、図２に示す光分波用アセンブリを光受信モジュールの上側（Ｚ軸方向）から見た図である。本実施形態の光受信モジュールは、８波多重光の光受信モジュールである。
光分波アセンブリ３０は、支持基板３１上に、第１のミラーであるプリズムミラー３２、入力ＷＳＦ（入力波長選択フィルタ）３３、第２のミラー３４、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ（光デマルチプレクサ）３５、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６、および、第３のミラー３７を搭載している。本実施形態の光分波アセンブリ３０は、第１のレンズ１５から第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポートまでの光路長と第１のレンズ１５から第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の入力ポートまでの光路長とを等しくした例を示すものである。
プリズムミラー３２は、断面の頂角αが９０°より大きい二等辺三角形状をしており、第１のレンズ１５からの収束光を一方の等辺である第１面３２ａで反射させて光軸を変更後、入力ＷＳＦ３３に入射させる。入力ＷＳＦ３３は短波長側４チャンネルの信号光（波長λ1〜λ4）を透過し、長波長側４チャンネルの信号光（波長λ5〜λ8）を反射する。プリズムミラー３２の底辺と入力ＷＳＦ３３の受光面は、第１のレンズ１５の光軸と略平行となるように配置され、プリズムミラー３２の頂角αは、入力ＷＳＦ３３の収束光の入射角θが、２０°以内、好ましくは、１５°以内の角度となるように設定される。これによって、入力ＷＳＦ３３の波長分別特性の劣化が抑えられ、短波長側４チャンネルの透過信号光Ｌｂと長波長側４チャンネルの反射信号光Ｌｒとは、互いに混じり合うことがない。
入力ＷＳＦ３３を透過した透過信号光Ｌｂ（波長λ1〜λ4）は、第２のミラー３４によって、その光軸が第１のレンズ１５の光軸と平行になるように変換された後、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６に入射する。また、入力ＷＳＦ３３を反射した反射信号光Ｌｒ（波長λ5〜λ8）は、再度プリズムミラー３２の他方の等辺である第２面３２ｂで反射し、その光軸が第１のレンズ１５の光軸と平行になるように変換された後、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５に入射する。これにより、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６に入射する短波長側の透過信号光Ｌｂ（波長λ1〜λ4）の光軸と第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５に入射する長波長側の反射信号光Ｌｒ（波長λ5〜λ8）の光軸とが平行になる。
また、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６に入射する短波長側の透過信号光Ｌｂ（波長λ1〜λ4）の光軸と第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５に入射する長波長側の反射信号光Ｌｒ（波長λ5〜λ8）の光軸と平行に保った状態で、例えば、プリズムミラー３２を図３の紙面上下方向に移動することによって、入力ＷＳＦ３３の光反射端から第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の光入射端までの光路長を変更することが可能である。これにより、第１のレンズ１５から第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の光入射端までの光路長と第１のレンズ１５から第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の光入射端までの光路長とを等しくすることができ、結合ファイバ１４ａの光出力端から第１のレンズ１５までの距離の調整が、１つのＯ−ＤｅＭｕｘを用いた場合と同様にできるため、調整作業を軽減することができる。
第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５は、１つの入力ポート３５ａと、波長多重数に応じた数の波長選択フィルタ３５ｂおよび出力ポート３５ｃと、反射膜３５ｄを一体化したものであり、同様に、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６は、１つの入力ポート３６ａと、波長多重数に応じた数の波長選択フィルタ３６ｂおよび出力ポート３６ｃと、反射膜３６ｄを一体化したものである。本実施形態は、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５と第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６をハの字状に配置している。そして、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポート３５ａと第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の入力ポート３６ａとがパッケージの外側に位置するように配置している。このような配置が、ＰＤ(Photo Diode)アレイ３９やＰＤアレイ３９からの信号を増幅するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）等のＩＣ部品４２を光受信モジュール１の一辺側にまとめて搭載することを可能にする。
入力ＷＳＦ３３を透過した互いに異なる複数の波長（λ1〜λ4）の透過信号光Ｌｂを含む波長多重信号光が、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の入力ポート３６ａに入力すると、１番目の波長選択フィルタ３６ｂが、第１の波長λ1の信号光のみを出力ポート３６ｃから透過し、その他の波長の信号光（λ2、λ3、λ4）を反射する。この反射した信号光は、波長選択フィルタ３６ｂを備える面に対向する面（入力ポート３６ａが形成されている面）に設けた反射膜３６ｄにより全反射し、２番目の波長選択フィルタ３６ｂに入射する。２番目の波長選択フィルタ３６ｂに入射した信号光は、当該波長選択フィルタ３６ｂが、第２の波長λ2の信号光のみを透過し、この第２の波長λ2の信号光は出力ポート３６ｃに向かい、その他の波長の信号光（λ3、λ4）は反射され再び反射膜３６ｄに向かう。以下、同様に透過と反射を繰り返して、出力ポート３６ｃそれぞれから一の波長の信号光のみが出力される。
出力ポート３６ｃが出力した信号光は、第３のミラー３７によって、レンズアレイ３８側に反射され、レンズアレイ３８のそれぞれの第２のレンズを経て、ＰＤアレイ３９の各ＰＤで受光される。第３のミラー３７としては直角二等辺三角形のプリズムミラーを用いることができる。
また、入力ＷＳＦ３３を反射した互いに異なる複数の波長（λ5〜λ8）の反射信号光Ｌｒを含む波長多重信号光は、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポート３５ａに入力し、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６と同様に、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５により分別され、出力ポート３５ｃそれぞれから一の波長の信号光のみが出力する。出力ポート３５ｃが出力した複数の信号光は、第３のミラー３７によって、レンズアレイ３８側に反射され、レンズアレイ３８のそれぞれの第２のレンズを経て、ＰＤアレイ３９のＰＤで受光される。このように、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５と第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６からの信号光の光軸を垂直方向に９０°変更することによって、レンズアレイ３８、ＰＤアレイ３９、および、ＰＤアレイ３９の後段に接続された光受信用前置増幅器などのＩＣ部品４２を立体的に配置することができ、パッケージを小型化することができる。
第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５および第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６では、それぞれ４つの波長選択フィルタ−（ＷＳＦ）３５ｂ,３６ｂが近接配置されており、実際の光学系で隣接するＷＳＦとの干渉を避けるには、入射光のビーム径を３００μｍ以下に設定することが必要である。しかし、第１のレンズ１５の焦点と結合ファイバ１４ａの光出力端とを一致させて、第１のレンズ１５からの出力光として完全なコリメート光を得ることができるのは、結合ファイバ１４ａの光出力端が理想的な点光源とみなせる場合のみであり、実際は、結合ファイバ１４ａの光出力端は有限な広がりを有する。
このため、本実施形態の光受信モジュール１では、結合ファイバ１４ａの光出力端と第１のレンズ１５の配置を調整し、第１のレンズ１５から第２のレンズまでの最も短い光路長の距離と最も遠い光路長の距離との中間にビームウエストを位置させる。すなわち、結合ファイバ１４ａの光出力端から第１のレンズ１５までの距離Ｌを第１のレンズ１５の焦点距離Ｌｆより大きくし、第１のレンズ１５の出力光をコリメート光ではなく準コリメート光に変換している。
なお、上記の実施形態では、光受信モジュールを小型化するために、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポート３５ａと第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の入力ポート３６ａとがパッケージの外側に位置するようにハの字に配置している。しかし、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポート３５ａと第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の入力ポート３６ａとがと同じ側に位置するように配置し、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５と第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６とが並列するように配置してもよい。また、入力ＷＳＦ３３を選択することによって、透過光が長波長側、反射光が短波長側となるように構成してもよい。
次に、光受信モジュール１の製造方法の一例について、光分波アセンブリの組立方法を中心に説明する。図４から図１２は、本発明の一態様に係る光受信モジュールの製造方法における工程を説明するための図ある。図４，図５は、初期校正工程を、図６、図７は、入力波長選択フィルタの実装工程を、図８は、第１のミラーの実装工程を、図９、図１０は第２のミラーの実装工程を、図１１、図１２は、第１の光デマルチプレクサの実装工程を、それぞれ説明するための図である。
(初期校正工程)
光分波アセンブリ３０の組み立て装置１００は、図４で示すように、基板の角部に当接させて位置決めを行うためのＬ字状の位置決め器５２を固着した基板用ＸＹＺθステージ５１、この基板用ＸＹＺθステージ５１のＹ軸方向に離間して配置され第１オートコリメータ６２を備えた第１ＸＹＺθステージ６１、基板用ＸＹＺθステージ５１のＸ軸方向一方側に離間して配設され第２オートコリメータ７２を備えた第２ＸＹＺθステージ７１、基板用ＸＹＺθステージ５１のＸ軸方向一方側に離間して配設され第３オートコリメータ８２とＣＣＤカメラ８３を備えた第３ＸＹＺθステージ８１、および、後述するコレットとコレットの駆動装置を有している。
まず、直角出し用ミラーからなる基準器５３を準備し、この基準器５３の角部を基板用ＸＹＺθステージ５１に設けた位置決め器５２の内側２辺の角部の基準位置に当接させる。次に基準器５３のＹ軸方向のミラー面が第１オートコリメータ６２からの測定光の光軸に対して垂直になるように、第１ＸＹＺθステージ６１の各軸を調整する。同様に、第２オートコリメータ７２についても、基準器５３のＸ軸マイナス方向のミラー面が第２オートコリメータ７２からの測定光の光軸に対して垂直になるように、第２ＸＹＺθステージ７１の各軸を調整する。
さらに、図５で示すように、基板用ＸＹＺθステージ５１から基準器５３を取り外し、第２オートコリメータ７２からの測定光の光軸と第３オートコリメータ８２からの測定光の光軸とが平行になるように、第３ＸＹＺθステージ８１の各軸を調整する。なお、第３ＸＹＺθステージ８１に搭載した第３オートコリメータ８２とＣＣＤカメラ８３とは、両者の光軸が予め平行となるように配置しておく。以上の初期校正工程により、第１オートコリメータ６２、第２オートコリメータ７２、および、第３オートコリメータ８２は、それぞれ、位置決め器５２の内側２辺に対して垂直あるいは平行な位置に配置できる。
（入力波長選択フィルタの実装工程）
図６に示すように、基板用ＸＹＺθステージ５１上に光分波アセンブリ３０の支持基板３１を配置する。支持基板３１は、酸化アルミ（アルミナ）等のセラミックからなり、表面が平面状の実装基準面を有し、方形状に形成されている。支持基板３１の実装面には、各光学部品の設計上の配置場所を示すマークＭが施されている。これらのマークＭは支持基板３１の各辺を基準に位置決めされて設けられている。各マークＭの位置には予め、紫外線硬化樹脂などの樹脂硬化接型着剤を塗布しておくか、あるいは、支持基板い実装される３１に実装される光学部品の実装面に樹脂硬化接型着剤を塗布しておく。
支持基板３１を基板用ＸＹＺθステージ５１上に配置する際には、例えば、プリズムミラー３２が配置される側の角部が位置決め器５２の基準位置に当接するように支持基板３１を位置決めする。これによって、支持基板３１の四辺は位置決め器５２の内側２辺に対して垂直あるいは平行な位置にセットされる。
次に、図７に示すコレット９１で入力ＷＳＦ３３を吸着し、コレット９１の駆動機構によって、支持基板３１の入力ＷＳＦ３３の配置場所を示すマークＭの位置まで移動させ、入力ＷＳＦ３３を支持基板３１に軽く突き当てる。そして、第１オートコリメータ６２を用いて、第１オートコリメータ６２の測定光の光軸に対して入力ＷＳＦ３３の受光面（光入射面）が垂直になるように調整を行う。入力ＷＳＦ３３の受光面とその反対面とは平行に形成されている。入力ＷＳＦ３３の位置の調整後、紫外線を照射してマークＭに塗布していた硬化性樹脂を硬化させて、入力ＷＳＦ３３を支持基板３１に固定し、コレット９１から入力ＷＳＦ３３を解放する。これにより、光受信モジュール１が組み立てられた際に、入力ＷＳＦ３３の受光面は光ファイバからの入射光の光軸に対して直角に調整される。
（第１のミラーの実装工程）
次に、第１のミラーであるプリズムミラー３２を支持基板３１に実装する。まず、入力ＷＳＦ３３の実装工程と同様に、コレット９１でプリズムミラー３２を吸着し、コレット９１の駆動機構によって、支持基板３１のプリズムミラー３２の配置場所を示すマークＭの位置まで移動させ、プリズムミラー３２を支持基板３１に軽く突き当てる。次に、図８に示すように、第２オートコリメータ７２からの出射光の波長が少なくとも入力ＷＳＦ３３で反射される波長の光を用いて、第２オートコリメータ７２からの出射光と第３オートコリメータ８２の入射光とが平行になるようにプリズムミラー３２の位置を調整する。第２オートコリメータ７２からの出射光は、プリズムミラー３２の第１面３２ａ、入力ＷＳＦ３３、さらに、プリズムミラー３２の第２面３２ｂで反射して、第３オートコリメータ８２に入射される。プリズムミラー３２の頂角αと入力ＷＳＦ３３の収束光の入射角θとは、プリズムミラー３２の第１面３２ａへの入射光と第２面３２ｂからの出射光とが平行になるように定められる。
プリズムミラー３２の位置の調整後、紫外線を照射してマークＭに塗布していた硬化性樹脂を硬化させて、プリズムミラー３２を支持基板３１に固定する。その後、コレット９１からプリズムミラー３２を開放する。プリズムミラー３２は二等辺三角形状に形成されており、第２オートコリメータ７２からの出射光と第３オートコリメータ８２の入射光とが平行になるようにプリズムミラー３２の位置を調整した場合、プリズムミラー３２の底辺は第２オートコリメータ７２からの出射光および第３オートコリメータ８２の入射光に対して平行に配置される。
（第２のミラーの実装工程）
次に、第２のミラー３４を支持基板３１に実装する。まず、コレット９１で第２のミラー３４を吸着し、コレット９１の駆動機構によって、支持基板３１の第２のミラー３４の配置場所を示すマークＭの位置まで移動させ、第２のミラー３４を支持基板３１に軽く突き当てる。次に、図９に示すように、第２オートコリメータ７２からの出射光の波長が少なくとも入力ＷＳＦ３３を透過する波長の光を用いて、第２オートコリメータ７２からの出射光と第３オートコリメータ８２の入射光とが平行になるように第２のミラー３４の角度を調整する。第２オートコリメータ７２からの出射光は、プリズムミラー３２の第１の面で反射され、入力ＷＳＦ３３を透過後、さらに、第２のミラー３４で反射されて、第３オートコリメータ８２に入射される。この場合、第３オートコリメータ８２は、第１のミラーであるプリズムミラー３２の実装工程の位置からほぼ所定距離Ｌだけ離れた位置での測定が可能なように構成される。
次に、ＣＣＤカメラ８３を用いて、入力ＷＳＦ３３で反射される反射光と入力ＷＳＦ３３を透過する透過光との光軸間距離の調整を行う。図１０に示すように、第２オートコリメータ７２からの出射光として入力ＷＳＦ３３で反射および透過される少なくとも２つの波長を含む光を用いて、第１のミラーであるプリズムミラー３２からの光と第２のミラー３４からの光の光軸間距離Ｌが、所定の距離になるように、第２のミラー３４の角度を維持したまま第２のミラー３４の位置をコレット９１によって微調整する。光軸間距離Ｌが所定の距離になったら、その位置で紫外線を照射してマークＭに塗布していた硬化性樹脂を硬化させて、第２のミラー３４を支持基板３１に固定し、コレット９１から第２のミラー３４を解放する。
（Ｏ−ＤｅＭｕｘの実装工程）
次に、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５を支持基板３１に実装する。まず、コレット９１で第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５を吸着し、コレット９１の駆動機構によって、支持基板３１の第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の配置場所を示すマークＭまで移動させる。この状態で、図１１に示すように、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポート３５ａ側の面が第２オートコリメータ７２からの測定光の光軸に対して垂直なるように、コレット９１の駆動機構を操作する。この作業は、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５を支持基板３１の上方で行ってもよく、あるいは、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５を支持基板３１に軽く当接させて行ってもよい。
そして、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の入力ポート３５ａ側の面が第２オートコリメータ７２からの測定光の光軸に対して垂直の位置を保った状態で、図１２に示すように、基板用ＸＹＺθステージ５１を矢印Ｒで示す方向に所定角度回転させる。基板用ＸＹＺθステージ５１の回転後、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５と支持基板３１とを接触させた状態で、紫外線を照射してマークＭに塗布していた硬化性樹脂を硬化させて、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５を支持基板３１に固定し、コレット９１から第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５を解放する。
次に、第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６を支持基板３１に実装する．第２のＯ−ＤｅＭｕｘ３６の支持基板３１への実装工程は、第１のＯ−ＤｅＭｕｘ３５の支持基板３１への実装工程と同様であるので、その説明は省略する。
（第３のミラーの実装工程）
次に、第３のミラー３７を支持基板３１に実装する。まず、コレット９１で第３のミラー３７を吸着し、コレット９１の駆動機構によって、支持基板３１の第３のミラー３７の配置場所を示すマークＭの位置まで移動させ、第３のミラー３７を支持基板３１に軽く突き当てる。第３のミラー３７には断面直角二等辺三角形のプリズムミラーが用いられるため、頂角を挟む一方の面は支持基板３１上に載置されるが、他方の面は支持基板３１に対して垂直に配置される。第３のミラーの実装工程では、第３のミラー３７の支持基板３１に対して垂直に配置された面が、第３オートコリメータ８２からの測定光の光軸に対して垂直なるようにコレット９１を操作して調整する。そして、第３のミラー３７の位置の調整後、紫外線を照射してマークＭに塗布していた硬化性樹脂を硬化させて、第３のミラー３７を支持基板３１に固定し、コレット９１から第３のミラー３７を解放する。
上記の各工程において、最初に入力ＷＳＦ３３を支持基板３１に実装しているが、プリズムミラー３２の実装後に入力ＷＳＦ３３を実装すると、入力ＷＳＦ３３が正しい位置に実装されているかどうか分からないためである。また、プリズムミラー３２の実装後に第２のミラー３４を実装しているが、第２のミラー３４の実装後にプリズムミラー３２を実装すると、プリズムミラー３２の調整によって、第２のミラーの再調整の必要が生じるからである。
（光分波アセンブリの実装工程）
次に、上記の工程を経て組み立てられた光分波アセンブリ３０をパッケージ部２０内に実装する方法について説明する。パッケージ部２０内には、既知の方法で、第１の実装基板４０、第２の実装基板４１、レンズアレイ３８、ＰＤアレイ３９、ＩＣ部品４２、および、支持部材２５などが実装されているものとする。支持部材２５は断面が略コの字形に形成されており、垂直方向に離間して配置されたに２つの脚部の上に光分波アセンブリ３０の支持基板３１が載置される。また、光分波アセンブリ３０に搭載した光学部品はパッケージ底壁２２向くように実装される。
図１に示す光受信モジュール１のパッケージ部２０には、まだ、レセプタクル部１０が装着されていない状態であり、この状態で、光分波アセンブリ３０をコレットで吸着し、支持基板３１の第３のミラー３７を搭載した側の後端辺を、パッケージ部２０の基準面となるブッシュ２４の前面に突き当て、支持基板３１の後端辺がパッケージ部２０の基準面と平行になるようにパッケージ部２０外で調整する。そして、光分波アセンブリ３０を、基準面に対する角度を維持したまま支持部材２５の所定位置、すなわち、第３のミラー３７で反射した分波信号光がレンズアレイ３８で集光されてＰＤアレイ３９で受光される位置まで移動する。その後、光分波アセンブリ３０を支持部材２５に対して一定荷重で押しつけ、その状態で、紫外線を照射して両者の間に設けた硬化性樹脂を硬化させて固定する。
１…光受信モジュール、２…内側、１０…レセプタクル部、１１…スリーブ、１２…ジョイントスリーブ、１３…ホルダ、１４…スタブ、１４ａ…結合ファイバ、１５…第１のレンズ、２０…パッケージ部、２１…パッケージフレーム、２２…パッケージ底壁、２３…パッケージ蓋体、２４…ブッシュ、２５…支持部材、３０…光分波アセンブリ、３１…支持基板、３２…プリズムミラー、３４…第２のミラー、３５…第１のＯ−ＤｅＭｕｘ、３５ａ，３６ａ…入力ポート、３５ｂ，３６ｂ…波長選択フィルタ、３５ｃ，３６c…出力ポート、３５ｄ，３６ｄ…反射膜、３６…第２のＯ−ＤｅＭｕｘ、３７…第３のミラー、３８…レンズアレイ、３９…ＰＤアレイ、４０…第１の実装基板、４１…第２の実装基板、４２…ＩＣ部品、５０…端子部、５１…基板用ＸＹＺθステージ、５２…位置決め器、５３…基準器、６１…第１ＸＹＺθステージ、６２…第１オートコリメータ、７１…第２ＸＹＺθステージ、７２…第２オートコリメータ、８１…第３ＸＹＺθステージ、８２…第３オートコリメータ、８３…ＣＣＤカメラ、９１…コレット、１００…組み立て装置。

Claims (3)

  1. 互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を、光ファイバを介して受信し、各前記信号光に含まれる複数の信号を抽出する光受信モジュールの製造方法であって、
    前記波長多重信号光をそれぞれ所定の前記信号光を含む第１の透過光と第１の反射光に二分する入力波長選択フィルタを基板に固定する第１の工程と、
    前記波長多重信号光を前記入力波長選択フィルタに向けて反射する第１面と、前記入力波長選択フィルタからの前記第１の反射光を反射して第２の反射光を出射する第２の面とを有する第１のミラーを、前記基板に固定する第２の工程と、
    前記波長選択フィルタからの前記第１の透過光を反射して第３の反射光を出射する第２のミラーを、前記基板に固定する第３の工程と、
    前記第２の反射光を入射することで、該第２の反射光に含まれる前記信号光が有する波長にしたがって、前記第２の反射光を前記信号光のそれぞれに分離する第１の光デマルチプレクサを、前記基板に固定する第４の工程と、
    前記第３の反射光を入射することで、該第３の反射光に含まれる前記信号光が有する波長にしたがって、前記第３の反射光を前記信号光のそれぞれに分離する第２の光デマルチプレクサを、前記基板に固定する第５の工程と、
    を含む、光受信モジュールの製造方法。
  2. 前記入力波長選択フィルタの前記波長多重信号光の受光面が、前記光ファイバからの入射光の光軸に対して直角に調整される、請求項１に記載の光受信モジュールの製造方法。
  3. 前記第５の工程の後に、第１および第２の光デマルチプレクサからの出射光を前記基板の主面側に反射する第３のミラーを前記基板に固定する第６の工程を、含む、請求項１または２に記載の光受信モジュールの製造方法。
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