JP3745981B2 - 光モジュールおよびそのパッケージ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光通信用として用いられる光モジュールおよびその光モジュールに適用されるパッケージに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
ファイバグレーティングは、光ファイバの長手方向に沿って周期的な屈折率変化を起こさせ、回折格子を形成したものである。ファイバグレーティングは、例えば、光ファイバに紫外光の干渉縞を照射することにより、光ファイバのコアに光誘起屈折率変化を生じさせて形成することができる。
【０００３】
紫外光の干渉縞は、例えばグレーティング形成パターンを備えたマスク（フェイズマスク）を介して紫外光を照射することにより形成されるもので、このように、フェイズマスクを用いてグレーティングを形成する方法は、フェイズマスク法と呼ばれている。また、フェイズマスクを用いず、紫外光の干渉縞を形成するホログラフィック法等も知られている。
【０００４】
上記ファイバグレーティングは、ブラッグ反射波長を中心とした比較的狭い波長域の光を反射する機能を有しており、上記ブラッグ反射波長は上記回折格子の周期とコアの実効屈折率から決定される。このようなファイバグレーティングは、波長選択性に優れた単一波長フィルタとして用いることができる。
【０００５】
なお、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長をλとし、実効屈折率をｎとし、グレーティングピッチをΛとすると、これらの間には、λ＝２ｎΛの関係がある。そして、実効屈折率ｎとグレーティングピッチΛは、共に温度依存性があるために、例えばシリカベース光ファイバにおけるブラッグ反射波長は、０．０１ｎｍ〜０．１５ｎｍ／℃程度の温度依存性を有することが知られている。
【０００６】
上記ブラッグ反射波長の温度依存性は、温度上昇に伴って実効屈折率やグレーティングピッチが大きくなる、いわゆる正の温度依存性である。
【０００７】
そこで、このブラッグ反射波長の温度依存性を補償するために、ファイバグレーティングを負の線膨張係数を有する部材や、線膨張係数の異なる２種類の材料を組み合わせた部材によりファイバグレーティングの温度補償用パッケージを形成し、この温度補償用パッケージに、ファイバグレーティングを備えた光ファイバを固定することが提案されている。
【０００８】
なお、これらの提案における温度補償用パッケージは、温度上昇に伴い、光ファイバのファイバグレーティング形成部の長さを短くしようとする方向に応力を加えるものであるが、この応力によって光ファイバを圧縮させることは困難である。
【０００９】
そこで、上記提案の光モジュールは、例えば常温（例えば２５℃）において予め定めた設定引っ張り応力を加えた状態で、光ファイバを温度補償用パッケージに固定することにより、高温時にはその引っ張り応力が小さくなる、または引っ張り応力がゼロになるように設計される。そして、この光モジュールは、常温において上記設定引っ張り応力を加えながら光ファイバを温度補償パッケージに固定することにより製造される。
【００１０】
このようにすると、上記提案の光モジュールにおいて、温度補償パッケージからファイバグレーティングに加える張力に負の温度依存性を与えることができ（温度上昇に伴ってファイバグレーティング形成部のピッチが大きくなること等を抑制でき）、光ファイバが持つ屈折率の正の温度依存性を補償することができる。
【００１１】
なお、ファイバグレーティングを備えた光ファイバを温度補償用パッケージに固定する際には、低融点ガラスや金属はんだ、接着剤等の固定材料が用いられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、情報化社会の発展により、通信情報量が飛躍的に増大する傾向にあり、光ファイバ通信における高速大容量化は、必要かつ、不可欠の課題となっている。そして、この高速大容量化へのアプローチとして、例えば０．８ｎｍといった設定波長間隔で異なる複数の波長の信号光を１本の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式の検討が行なわれている。
【００１３】
この波長多重伝送方式の検討に伴い、近年、伝送される波長多重光から４波、２０波といった複数の波長の光を選択的に取り出したり付加したりできるOADM（Optical Add Drop Multiplexer）等の光部品が要求されるようになった。
【００１４】
このような光部品を構成するために、例えばファイバグレーティングを形成した光ファイバをパッケージに収容固定して成る光モジュールを複数接続し、それぞれの光モジュールのファイバグレーティングにより反射するブラッグ反射波長を互いに異なる波長とすることが考えられる。
【００１５】
しかしながら、このような光部品は、複数の光モジュールを接続して形成されることから、その分だけコストが高くなり、光部品が大型化するといった問題が生じる。そのため、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容できる光モジュールの実現が求められるが、従来、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容した光モジュールは提案されていなかった。
【００１６】
また、OADM等の光部品において選択的に取り出したり付加したりする波長の間隔は上記の如く狭いことから、光部品を構成する光モジュールにおいては、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を正確に設定波長と一致できることが求められる。
【００１７】
しかしながら、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長は温度だけでなく張力にも依存し、温度補償パッケージに光ファイバを固定するときに、前記固定材料の収縮、膨張、熱等の影響を受けるために、ブラッグ反射波長と設定波長との差を、例えば０．０１ｎｍ以下にすることは極めて困難であった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のファイバグレーティングを収容でき、かつ、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に任意に調整することができる光モジュールを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の光モジュールは、櫛歯形状に形成されたパッケージと、ファイバグレーティングを有する１本以上の光ファイバとを備え、前記パッケージは、複数並列方向に独立的に分離並設された櫛歯形状を有して、その櫛歯形状の基端側は共に共通連結し、各櫛歯形状の先端側は自由端とした形態と成し、前記光ファイバのファイバグレーティング形成領域が前記パッケージの対応する櫛歯形状の櫛歯領域に配設されて、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側が前記パッケージの櫛歯先端側に固定され、他端側が櫛歯基端側に固定されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２０】
また、第２の発明の光モジュールは、上記第１の発明の構成に加え、前記パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されており、光ファイバのファイバグレーティングの形成領域を挟んだ一端側は櫛歯基端側において第１のパッケージ部材に固定され、前記ファイバグレーティングの形成領域を挟んだ他端側は櫛歯先端側において前記第１のパッケージ部材と線膨張係数が異なる第２のパッケージ部材に固定されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２１】
さらに、第３の発明の光モジュールは、上記第２の発明の構成に加え、前記光ファイバを第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材に固定した後に、前記第１のパッケージ部材と前記第２のパッケージ部材の少なくとも一方に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２２】
さらに、第４の発明の光モジュールは、上記第３の発明の構成に加え、前記第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に歪みを与えることによって、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２３】
さらに、第５の発明の光モジュールは、上記第３または第４の発明の構成に加え、前記第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材のいずれか一方のみに歪みが与えられており、この歪みを与えたパッケージ部材は他方のパッケージ部材よりも熱膨張係数が小さい構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
さらに、第６の発明の光モジュールは、上記第３乃至第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１のパッケージ部材はアルミニウムにより形成され、第２のパッケージ部材はインバーにより形成されており、第２のパッケージ部材に歪みを与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに、第７の発明の光モジュールは、上記第１の発明の構成に加え、前記パッケージを形成するパッケージ部材は負の線膨張係数を有する部材である構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに、第８の発明の光モジュールは、上記第７の発明の構成に加え、前記パッケージ部材に光ファイバを固定した後に、前記パッケージ部材に光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
さらに、第９の発明の光モジュールは、上記第８の発明の構成に加え、前記パッケージ部材に歪みを与えることによって、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】
さらに、第１０の発明の光モジュールは、上記第３乃至第６または第８または第９のいずれか一つの発明の構成に加え、前記パッケージ部材の歪みは塑性変形により与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２９】
さらに、第１１の発明の光モジュールは、上記第１乃至第１０のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光ファイバはコアと該コアの外周側を覆うクラッドとを有しており、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３０】
さらに、第１２の発明のパッケージは、上記第１乃至第１１のいずれか一つの発明の光モジュールに適用されている櫛歯形状のパッケージである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３１】
上記構成の本発明において、光モジュールは、櫛歯形状に形成されたパッケージを有しているので、ファイバグレーティングを有する１本以上の光ファイバのファイバグレーティング形成領域を前記パッケージの対応する櫛歯領域に配設し、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側を前記パッケージの櫛歯先端側に固定し、他端側を櫛歯基端側に固定することにより、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容できる。
【００３２】
また、本発明の光モジュールにおいては、それぞれの櫛歯領域に対応するファイバグレーティングを配設する時に、それぞれのファイバグレーティングに対応する張力を加えながら固定できるので、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易い。
【００３３】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージの少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されている構成においては、異なる部材の線膨張係数を適宜設定することにより、ファイバグレーティングの温度依存性を抑制でき、さらに、以下のようにして、それぞれの櫛歯領域に配設したファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に、より一層正確に調整することができる。
【００３４】
すなわち、この構成の光モジュールにおいて、光ファイバのファイバグレーティングの形成領域を挟んだ一端側を櫛歯基端側において第１のパッケージ部材に固定し、前記ファイバグレーティングの形成領域を挟んだ他端側を、櫛歯先端側において前記第１のパッケージ部材と線膨張係数が異なる第２のパッケージ部材に固定し、その後、第１と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与える。
【００３５】
そうすると、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、その後に加えられる上記歪みによって、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長が個別に正確に調整される。
【００３６】
また、本発明の光モジュールにおいて、パッケージを負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成においても、光ファイバ固定後に、パッケージ部材に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長が個別に正確に調整される。
【００３７】
さらに、パッケージの少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されている構成や、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成において、上記歪みを、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させる歪みとすることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長と略一致する。
【００３８】
上記のように、本発明の光モジュールにおいては、複数のファイバグレーティングを、そのブラッグ反射波長を設定波長に合わせて一括収容でき、さらに、光ファイバをパッケージに固定した後にパッケージ部材に歪みを与える構成においては、その歪みを適切に調整することにより、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に調整して設定波長と略一致させることができる。
【００３９】
したがって、本発明の光モジュールを適用することにより、例えば伝送される波長多重光から４波、２０波といった複数の波長の光を選択的に反射する多波長反射フィルタ機能を備えた高品質の光部品を構成できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１には、本発明に係る光モジュールの第１実施形態例の要部構成が示されており、同図の（ａ）には光モジュールの平面図が示されている。
【００４１】
図１の（ａ）に示すように、本実施形態例の光モジュールは、ファイバグレーティングを形成して成る１本以上（ここでは５本）の光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）と、該光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定するパッケージ１とを有しており、パッケージ１は櫛歯形状に形成されている。
【００４２】
同図の（ｂ）は、光モジュールを光ファイバ２ａに沿って切断した断面図であり、同図の（ｃ）は、同図の（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００４３】
図１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティング形成領域６がパッケージ１の対応する櫛歯領域に配設されている。パッケージ１は少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されており、櫛歯形状の基端側が第１のパッケージ部材３により形成され、櫛歯形状の先端側が第２のパッケージ部材４により形成されている。
【００４４】
本実施形態例において、前記第１のパッケージ部材３は線膨張係数が２．２７×１０−５／℃のアルミニウムにより形成されており、第２のパッケージ部材４は線膨張係数が１．６×１０−６／℃のインバー（INVAR（３６FN））により形成されている。第１のパッケージ部材３の線膨張係数は光ファイバ２の線膨張係数より大きく、第２のパッケージ部材４の線膨張係数は光ファイバ２および第１のパッケージ部材３の線膨張係数よりも格段に小さい。
【００４５】
前記光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングの形成領域６を挟んだ一端側は、櫛歯基端側の固定部１３において接着剤８により第１のパッケージ部材３に固定され、前記光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングの形成領域６を挟んだ他端側は、櫛歯先端側の固定部１４において第２のパッケージ部材４に接着剤８により固定されている。
【００４６】
なお、同図の（ｃ）に示すように、パッケージ１は、光ファイバ２の長手方向に直交する面で切断した形状が、略半円形状を並設した形状と成している。それぞれの略半円の中央部に略矩形の凹部７が形成され、凹部７に前記光ファイバが挿入されている。凹部７の底部側には、同図の（ａ）、（ｂ）に示すように、光ファイバ２の長手方向に間隔を介して前記固定部１３，１４が形成され、これらの固定部１３，１４において、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）が固定されている。
【００４７】
また、本実施形態例では、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）の固定の際に、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）は張力印加治具にセットされ、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長になるように、常温で光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）にそれぞれ対応する設定引っ張り応力が個別に加えられ、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）が第１および第２のパッケージ部材３，４に固定されている。
【００４８】
さらに、本実施形態例では、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を前記第１と第２のパッケージ部材３，４に固定した後に、第１のパッケージ部材３と第２のパッケージ部材４の少なくとも一方（ここでは第２のパッケージ部材４）に、前記光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長をそれぞれ対応するブラッグ反射波長と略一致させる歪みを個別に与えている。
【００４９】
この歪みは第２のパッケージ部材４を塑性変形することにより与えており、例えば図１の（ｂ）に示すように、光ファイバ２（２ａ）が固定されている櫛歯領域の第２のパッケージ部材４を上に凸に成るように反らせることにより、光ファイバ２（２ａ）に印加する引っ張り応力を前記設定引っ張り応力よりも大きく調整し、図２に示すように、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を長波長側にシフトさせて（光スペクトラムを図２の特性線ｂから特性線ａにシフトさせて）、ブラッグ反射波長を設定波長と略一致させている。
【００５０】
なお、図１の（ｂ）では、第２のパッケージ部材４の変形量をわかりやすくするために誇張して示してあるが、第２のパッケージ部材４の変形量は、実際にはブラッグ反射波長のずれ量が０．２ｎｍのときでも数μｍ程度であり、第２のパッケージ部材４の加工誤差以下の非常に小さい値である。
【００５１】
また、第２のパッケージ部材４を、上記と逆に、下に凸に塑性変形すると、光ファイバ２に印加する引っ張り応力は前記設定引っ張り応力よりも小さく調整され、光ファイバ２のファイバグレーティングのブラッグ反射波長は短波長側にシフトする。
【００５２】
本実施形態例の光モジュールは、上記のようにして、それぞれの櫛歯ごとに、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）をパッケージ１に固定後に、第２のパッケージ部材４に前記歪みを与えることによって、それぞれの櫛歯領域に配設した光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に設定波長と略一致させて（ブラッグ反射波長と設定波長との差を０．０１ｎｍ以下にして）いる。
【００５３】
本実施形態例は、以上のように構成されており、パッケージ１を櫛歯形状に形成することにより、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティング形成領域６をパッケージ１の対応する櫛歯領域に配設し、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）に個別に設定張力を加えながら光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定できるので、複数のファイバグレーティング一括してパッケージに収容でき、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易くすることができる。
【００５４】
また、本実施形態例では、光ファイバ２を第１と第２のパッケージ部材３，４に固定した後に、第２のパッケージ部材４に歪みを与えることによって光ファイバ２のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させているので、光ファイバ２を第１、第２のパッケージ部材３，４に固定する際の接着剤８の収縮ばらつき等によって光ファイバ２のファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、そのずれ量を第２のパッケージ部材４に与える歪みによって補償し、前記ブラッグ反射波長を正確に設定波長に一致させることができる。
【００５５】
また、上記歪みは第２のパッケージ部材４の塑性変形によって与えるものであるから、非常に容易に調整でき、容易に光モジュールを製造することができ、光モジュールの歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態例では、光ファイバ２は前記ファイバグレーティングの形成部６を挟んでその一端側が光ファイバ２よりも線膨張係数が大きい第１のパッケージ部材３に固定され、他端側が光ファイバ２よりも線膨張係数が小さい第２のパッケージ部材４に固定されているので、温度上昇に伴い、光ファイバ２が長手方向に伸びようとする力を抑制する方向にパッケージ１から光ファイバ２に応力が印加され、ファイバグレーティングピッチの拡大等を抑制できる。
【００５７】
したがって、本実施形態例の光モジュールは、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長の温度依存性を抑制することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態例では、線膨張係数が非常に小さいインバーを第２のパッケージ部材４とし、この第２のパッケージ部材４を塑性変形してファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に一致させているので、上記ブラッグ反射波長の温度依存性抑制効果を、塑性変形を行わない場合と同等に発揮することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態例では、第１のパッケージ部材３をアルミニウムにより形成し、第２のパッケージ部材４をインバーにより形成しており、これらの材料は入手しやすく、加工も容易であるために、製造が容易でコストの安いパッケージ１を得ることができ、容易に製造できてコストが安い光モジュールを実現することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態例では、光ファイバ２のコアのクラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上としているので、第２のパッケージ部材４に与える調整歪み量を小さくすることができ、光モジュールの製造をより一層容易にすることができるし、パッケージによる光ファイバ６のファイバグレーティングのブラッグ反射波長の温度依存性補償効果を効率的に発揮することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、第１のパッケージ部材３をアルミニウムにより形成し、第２のパッケージ部材４はインバーにより形成したが、第１、第２のパッケージ部材３，４を形成する材質は特に限定されるものではなく適宜設定されるものである。
【００６２】
また、上記実施形態例では、第２のパッケージ部材４のみ塑性変形したが、第１のパッケージ部材３も塑性変形してもかまわない。ただし、パッケージ１による光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長温度依存性補償効果をより効率的に発揮するためには、線膨張係数が小さい第２のパッケージ部材４のみを塑性変形する等して、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを加える方が好ましく、また、櫛歯先端側の第２のパッケージ部材４を塑性変形する方が、変形しやすく変形量の調整を正確に行ないやすい。
【００６３】
さらに、上記実施形態例では、第２のパッケージ部材４を塑性変形することにより、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えたが、塑性変形以外に、ＹＡＧレーザ等のレーザを用いてパッケージ部材に歪みを与えたり、パッケージ部材に傷を入れることにより歪みを与えたりして光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のコアのクラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上としたが、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のコアのクラッドに対する比屈折率差は特に限定されるものではなく適宜設定されるものである。
【００６５】
さらに、上記実施形態例では、パッケージ１は互いに異なる材質の２つのパッケージ部材（第１と第２のパッケージ部材３，４）を有する構成としたが、パッケージ１は、３つ以上のパッケージ部材を設けて形成してもよい。
【００６６】
さらに、パッケージ１を、例えばガラスセラミックス、液晶ポリマー等の１つの負の線膨張係数を有する部材に形成してもよく、この場合でも、パッケージ１を櫛歯形状に形成することにより、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易いし、光ファイバ２のパッケージ１への固定後にパッケージ部材に歪みを与えることによって、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整することができ、ブラッグ反射波長を設定波長と略一致させることもできる。
【００６７】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ２を接着剤８によってパッケージ１に固定したが、接着剤以外の固定材料により光ファイバ２をパッケージ１に固定してもかまわない。
【００６８】
さらに、本発明の光モジュールは、パッケージ１に光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定した後に、必ずしもパッケージ１に歪みを与えるとは限らず、光ファイバ固定後に歪みを与えなくても、パッケージ１を櫛歯形状に形成することにより、光ファイバ固定時に、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）に個別に設定引っ張り応力を印加することにより、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長に近く、かつ、複数種のファイバグレーティングを一括収容できる光モジュールを実現できる。
【００６９】
さらに、上記実施形態例では、パッケージ１に５本の光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定したが、光ファイバ２の本数は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、例えば図１の破線に示すように、複数のファイバグレーティングを互いに間隔を介して直列に形成した１本の光ファイバ２を折り返してパッケージ１に固定し、光モジュールを形成してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の光モジュールによれば、光ファイバのファイバグレーティング形成領域が、櫛歯形状のパッケージの対応する櫛歯領域に配設されて、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側が前記パッケージの櫛歯先端側に固定され、他端側が櫛歯基端側に固定されているので、それぞれの櫛歯領域に対応するファイバグレーティングを配設することにより、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容できる。
【００７１】
また、本発明の光モジュールによれば、それぞれの櫛歯領域に対応するファイバグレーティングを配設する時に、それぞれのファイバグレーティングに対応する張力を加えながら固定できるので、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易い。
【００７２】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側を異なる部材によって形成されている構成においては、異なる部材の線膨張係数を適宜設定することにより、ファイバグレーティングの温度補償を的確に行えるパッケージを形成し、ファイバグレーティングの温度依存性が抑制された光モジュールを実現できる。
【００７３】
さらに、パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側を異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、光ファイバのファイバグレーティングを挟んだ一端側を櫛歯基端側で第１のパッケージ部材に固定し、前記ファイバグレーティングを挟んだ他端側を櫛歯先端側で第２のパッケージ部材に固定した後に、第１と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えたものによれば、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に調整することができる。
【００７４】
さらに、パッケージの少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、上記歪みを、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させる歪みとすることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させることができる。
【００７５】
さらに、櫛歯基端側と先端側が異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材のいずれか一方のみに歪みが与えられており、この歪みを与えたパッケージ部材は他方のパッケージ部材よりも熱膨張係数が小さい構成によれば、例えばパッケージによって光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長温度依存性補償効果を効率的に発揮することができる。
【００７６】
さらに、櫛歯基端側と先端側が異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、第１のパッケージ部材はアルミニウムにより形成され、第２のパッケージ部材はインバーにより形成されており、第２のパッケージ部材に歪みを与えた構成によれば、容易に製造でき、コストの安い光モジュールを実現することができる。
【００７７】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成においては、パッケージ部材の線膨張係数を適宜設定することにより、ファイバグレーティングの温度補償を的確に行えるパッケージを形成し、ファイバグレーティングの温度依存性が抑制された光モジュールを実現できる。
【００７８】
さらに、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成の光モジュールにおいて、光ファイバをパッケージに固定した後に、パッケージ部材に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与える構成によれば、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に調整することができる。
【００７９】
さらに、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成の光モジュールにおいて、上記歪みを、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させる歪みとすることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させることができる。
【００８０】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージ部材の歪みは該パッケージ部材を塑性変形して与えた構成によれば、容易に、かつ、正確に、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えることができるので、この歪みによって、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を容易に、かつ、正確に調整することができる。
【００８１】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、光ファイバはコアと該コアの外周側を覆うクラッドとを有しており、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上とした構成によれば、パッケージ部材に歪みを与えてファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する際の調整歪み量を小さくすることができ、光モジュールの製造をより一層容易にすることができるし、パッケージによる光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長温度依存性補償効果を効率的に発揮することができる。
【００８２】
以上のように、本発明の光モジュールは複数のファイバグレーティングを一括収容でき、そのブラッグ反射波長を個別に容易に調整できるので、本発明の光モジュールを適用することにより、例えば伝送される波長多重光から４波、２０波といった複数の波長の光を選択的に反射する多波長反射フィルタ機能を備えた高品質の光部品を構成できる。
【００８３】
さらに、本発明のパッケージは、簡単な構成で、上記優れた効果を奏するパッケージを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光モジュールの一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例における光ファイバのブラッグ反射波長調整効果を示す説明図である。
【符号の説明】
１ パッケージ
２，２ａ〜２ｅ 光ファイバ
３ 第１のパッケージ部材
４ 第２のパッケージ部材
６ ファイバグレーティング形成領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光通信用として用いられる光モジュールおよびその光モジュールに適用されるパッケージに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
ファイバグレーティングは、光ファイバの長手方向に沿って周期的な屈折率変化を起こさせ、回折格子を形成したものである。ファイバグレーティングは、例えば、光ファイバに紫外光の干渉縞を照射することにより、光ファイバのコアに光誘起屈折率変化を生じさせて形成することができる。
【０００３】
紫外光の干渉縞は、例えばグレーティング形成パターンを備えたマスク（フェイズマスク）を介して紫外光を照射することにより形成されるもので、このように、フェイズマスクを用いてグレーティングを形成する方法は、フェイズマスク法と呼ばれている。また、フェイズマスクを用いず、紫外光の干渉縞を形成するホログラフィック法等も知られている。
【０００４】
上記ファイバグレーティングは、ブラッグ反射波長を中心とした比較的狭い波長域の光を反射する機能を有しており、上記ブラッグ反射波長は上記回折格子の周期とコアの実効屈折率から決定される。このようなファイバグレーティングは、波長選択性に優れた単一波長フィルタとして用いることができる。
【０００５】
なお、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長をλとし、実効屈折率をｎとし、グレーティングピッチをΛとすると、これらの間には、λ＝２ｎΛの関係がある。そして、実効屈折率ｎとグレーティングピッチΛは、共に温度依存性があるために、例えばシリカベース光ファイバにおけるブラッグ反射波長は、０．０１ｎｍ〜０．１５ｎｍ／℃程度の温度依存性を有することが知られている。
【０００６】
上記ブラッグ反射波長の温度依存性は、温度上昇に伴って実効屈折率やグレーティングピッチが大きくなる、いわゆる正の温度依存性である。
【０００７】
そこで、このブラッグ反射波長の温度依存性を補償するために、ファイバグレーティングを負の線膨張係数を有する部材や、線膨張係数の異なる２種類の材料を組み合わせた部材によりファイバグレーティングの温度補償用パッケージを形成し、この温度補償用パッケージに、ファイバグレーティングを備えた光ファイバを固定することが提案されている。
【０００８】
なお、これらの提案における温度補償用パッケージは、温度上昇に伴い、光ファイバのファイバグレーティング形成部の長さを短くしようとする方向に応力を加えるものであるが、この応力によって光ファイバを圧縮させることは困難である。
【０００９】
そこで、上記提案の光モジュールは、例えば常温（例えば２５℃）において予め定めた設定引っ張り応力を加えた状態で、光ファイバを温度補償用パッケージに固定することにより、高温時にはその引っ張り応力が小さくなる、または引っ張り応力がゼロになるように設計される。そして、この光モジュールは、常温において上記設定引っ張り応力を加えながら光ファイバを温度補償パッケージに固定することにより製造される。
【００１０】
このようにすると、上記提案の光モジュールにおいて、温度補償パッケージからファイバグレーティングに加える張力に負の温度依存性を与えることができ（温度上昇に伴ってファイバグレーティング形成部のピッチが大きくなること等を抑制でき）、光ファイバが持つ屈折率の正の温度依存性を補償することができる。
【００１１】
なお、ファイバグレーティングを備えた光ファイバを温度補償用パッケージに固定する際には、低融点ガラスや金属はんだ、接着剤等の固定材料が用いられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、情報化社会の発展により、通信情報量が飛躍的に増大する傾向にあり、光ファイバ通信における高速大容量化は、必要かつ、不可欠の課題となっている。そして、この高速大容量化へのアプローチとして、例えば０．８ｎｍといった設定波長間隔で異なる複数の波長の信号光を１本の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式の検討が行なわれている。
【００１３】
この波長多重伝送方式の検討に伴い、近年、伝送される波長多重光から４波、２０波といった複数の波長の光を選択的に取り出したり付加したりできるOADM（Optical Add Drop Multiplexer）等の光部品が要求されるようになった。
【００１４】
このような光部品を構成するために、例えばファイバグレーティングを形成した光ファイバをパッケージに収容固定して成る光モジュールを複数接続し、それぞれの光モジュールのファイバグレーティングにより反射するブラッグ反射波長を互いに異なる波長とすることが考えられる。
【００１５】
しかしながら、このような光部品は、複数の光モジュールを接続して形成されることから、その分だけコストが高くなり、光部品が大型化するといった問題が生じる。そのため、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容できる光モジュールの実現が求められるが、従来、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容した光モジュールは提案されていなかった。
【００１６】
また、OADM等の光部品において選択的に取り出したり付加したりする波長の間隔は上記の如く狭いことから、光部品を構成する光モジュールにおいては、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を正確に設定波長と一致できることが求められる。
【００１７】
しかしながら、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長は温度だけでなく張力にも依存し、温度補償パッケージに光ファイバを固定するときに、前記固定材料の収縮、膨張、熱等の影響を受けるために、ブラッグ反射波長と設定波長との差を、例えば０．０１ｎｍ以下にすることは極めて困難であった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のファイバグレーティングを収容でき、かつ、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に任意に調整することができる光モジュールを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の光モジュールは、櫛歯形状に形成されたパッケージと、ファイバグレーティングを有する１本以上の光ファイバとを備え、前記パッケージは、複数並列方向に独立的に分離並設された櫛歯形状を有して、その櫛歯形状の基端側は共に共通連結し、各櫛歯形状の先端側は自由端とした形態と成し、前記光ファイバのファイバグレーティング形成領域が前記パッケージの対応する櫛歯形状の櫛歯領域に配設されて、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側が前記パッケージの櫛歯先端側に固定され、他端側が櫛歯基端側に固定されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２０】
また、第２の発明の光モジュールは、上記第１の発明の構成に加え、前記パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されており、光ファイバのファイバグレーティングの形成領域を挟んだ一端側は櫛歯基端側において第１のパッケージ部材に固定され、前記ファイバグレーティングの形成領域を挟んだ他端側は櫛歯先端側において前記第１のパッケージ部材と線膨張係数が異なる第２のパッケージ部材に固定されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２１】
さらに、第３の発明の光モジュールは、上記第２の発明の構成に加え、前記光ファイバを第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材に固定した後に、前記第１のパッケージ部材と前記第２のパッケージ部材の少なくとも一方に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２２】
さらに、第４の発明の光モジュールは、上記第３の発明の構成に加え、前記第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に歪みを与えることによって、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２３】
さらに、第５の発明の光モジュールは、上記第３または第４の発明の構成に加え、前記第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材のいずれか一方のみに歪みが与えられており、この歪みを与えたパッケージ部材は他方のパッケージ部材よりも熱膨張係数が小さい構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
さらに、第６の発明の光モジュールは、上記第３乃至第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１のパッケージ部材はアルミニウムにより形成され、第２のパッケージ部材はインバーにより形成されており、第２のパッケージ部材に歪みを与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに、第７の発明の光モジュールは、上記第１の発明の構成に加え、前記パッケージを形成するパッケージ部材は負の線膨張係数を有する部材である構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに、第８の発明の光モジュールは、上記第７の発明の構成に加え、前記パッケージ部材に光ファイバを固定した後に、前記パッケージ部材に光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
さらに、第９の発明の光モジュールは、上記第８の発明の構成に加え、前記パッケージ部材に歪みを与えることによって、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】
さらに、第１０の発明の光モジュールは、上記第３乃至第６または第８または第９のいずれか一つの発明の構成に加え、前記パッケージ部材の歪みは塑性変形により与えた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２９】
さらに、第１１の発明の光モジュールは、上記第１乃至第１０のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光ファイバはコアと該コアの外周側を覆うクラッドとを有しており、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３０】
さらに、第１２の発明のパッケージは、上記第１乃至第１１のいずれか一つの発明の光モジュールに適用されている櫛歯形状のパッケージである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３１】
上記構成の本発明において、光モジュールは、櫛歯形状に形成されたパッケージを有しているので、ファイバグレーティングを有する１本以上の光ファイバのファイバグレーティング形成領域を前記パッケージの対応する櫛歯領域に配設し、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側を前記パッケージの櫛歯先端側に固定し、他端側を櫛歯基端側に固定することにより、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容できる。
【００３２】
また、本発明の光モジュールにおいては、それぞれの櫛歯領域に対応するファイバグレーティングを配設する時に、それぞれのファイバグレーティングに対応する張力を加えながら固定できるので、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易い。
【００３３】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージの少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されている構成においては、異なる部材の線膨張係数を適宜設定することにより、ファイバグレーティングの温度依存性を抑制でき、さらに、以下のようにして、それぞれの櫛歯領域に配設したファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に、より一層正確に調整することができる。
【００３４】
すなわち、この構成の光モジュールにおいて、光ファイバのファイバグレーティングの形成領域を挟んだ一端側を櫛歯基端側において第１のパッケージ部材に固定し、前記ファイバグレーティングの形成領域を挟んだ他端側を、櫛歯先端側において前記第１のパッケージ部材と線膨張係数が異なる第２のパッケージ部材に固定し、その後、第１と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与える。
【００３５】
そうすると、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、その後に加えられる上記歪みによって、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長が個別に正確に調整される。
【００３６】
また、本発明の光モジュールにおいて、パッケージを負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成においても、光ファイバ固定後に、パッケージ部材に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長が個別に正確に調整される。
【００３７】
さらに、パッケージの少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されている構成や、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成において、上記歪みを、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させる歪みとすることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長と略一致する。
【００３８】
上記のように、本発明の光モジュールにおいては、複数のファイバグレーティングを、そのブラッグ反射波長を設定波長に合わせて一括収容でき、さらに、光ファイバをパッケージに固定した後にパッケージ部材に歪みを与える構成においては、その歪みを適切に調整することにより、たとえ光ファイバ固定時に固定部材の収縮等によってファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に調整して設定波長と略一致させることができる。
【００３９】
したがって、本発明の光モジュールを適用することにより、例えば伝送される波長多重光から４波、２０波といった複数の波長の光を選択的に反射する多波長反射フィルタ機能を備えた高品質の光部品を構成できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１には、本発明に係る光モジュールの第１実施形態例の要部構成が示されており、同図の（ａ）には光モジュールの平面図が示されている。
【００４１】
図１の（ａ）に示すように、本実施形態例の光モジュールは、ファイバグレーティングを形成して成る１本以上（ここでは５本）の光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）と、該光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定するパッケージ１とを有しており、パッケージ１は櫛歯形状に形成されている。
【００４２】
同図の（ｂ）は、光モジュールを光ファイバ２ａに沿って切断した断面図であり、同図の（ｃ）は、同図の（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００４３】
図１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティング形成領域６がパッケージ１の対応する櫛歯領域に配設されている。パッケージ１は少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されており、櫛歯形状の基端側が第１のパッケージ部材３により形成され、櫛歯形状の先端側が第２のパッケージ部材４により形成されている。
【００４４】
本実施形態例において、前記第１のパッケージ部材３は線膨張係数が２．２７×１０−５／℃のアルミニウムにより形成されており、第２のパッケージ部材４は線膨張係数が１．６×１０−６／℃のインバー（INVAR（３６FN））により形成されている。第１のパッケージ部材３の線膨張係数は光ファイバ２の線膨張係数より大きく、第２のパッケージ部材４の線膨張係数は光ファイバ２および第１のパッケージ部材３の線膨張係数よりも格段に小さい。
【００４５】
前記光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングの形成領域６を挟んだ一端側は、櫛歯基端側の固定部１３において接着剤８により第１のパッケージ部材３に固定され、前記光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングの形成領域６を挟んだ他端側は、櫛歯先端側の固定部１４において第２のパッケージ部材４に接着剤８により固定されている。
【００４６】
なお、同図の（ｃ）に示すように、パッケージ１は、光ファイバ２の長手方向に直交する面で切断した形状が、略半円形状を並設した形状と成している。それぞれの略半円の中央部に略矩形の凹部７が形成され、凹部７に前記光ファイバが挿入されている。凹部７の底部側には、同図の（ａ）、（ｂ）に示すように、光ファイバ２の長手方向に間隔を介して前記固定部１３，１４が形成され、これらの固定部１３，１４において、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）が固定されている。
【００４７】
また、本実施形態例では、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）の固定の際に、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）は張力印加治具にセットされ、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長になるように、常温で光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）にそれぞれ対応する設定引っ張り応力が個別に加えられ、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）が第１および第２のパッケージ部材３，４に固定されている。
【００４８】
さらに、本実施形態例では、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を前記第１と第２のパッケージ部材３，４に固定した後に、第１のパッケージ部材３と第２のパッケージ部材４の少なくとも一方（ここでは第２のパッケージ部材４）に、前記光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長をそれぞれ対応するブラッグ反射波長と略一致させる歪みを個別に与えている。
【００４９】
この歪みは第２のパッケージ部材４を塑性変形することにより与えており、例えば図１の（ｂ）に示すように、光ファイバ２（２ａ）が固定されている櫛歯領域の第２のパッケージ部材４を上に凸に成るように反らせることにより、光ファイバ２（２ａ）に印加する引っ張り応力を前記設定引っ張り応力よりも大きく調整し、図２に示すように、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を長波長側にシフトさせて（光スペクトラムを図２の特性線ｂから特性線ａにシフトさせて）、ブラッグ反射波長を設定波長と略一致させている。
【００５０】
なお、図１の（ｂ）では、第２のパッケージ部材４の変形量をわかりやすくするために誇張して示してあるが、第２のパッケージ部材４の変形量は、実際にはブラッグ反射波長のずれ量が０．２ｎｍのときでも数μｍ程度であり、第２のパッケージ部材４の加工誤差以下の非常に小さい値である。
【００５１】
また、第２のパッケージ部材４を、上記と逆に、下に凸に塑性変形すると、光ファイバ２に印加する引っ張り応力は前記設定引っ張り応力よりも小さく調整され、光ファイバ２のファイバグレーティングのブラッグ反射波長は短波長側にシフトする。
【００５２】
本実施形態例の光モジュールは、上記のようにして、それぞれの櫛歯ごとに、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）をパッケージ１に固定後に、第２のパッケージ部材４に前記歪みを与えることによって、それぞれの櫛歯領域に配設した光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に設定波長と略一致させて（ブラッグ反射波長と設定波長との差を０．０１ｎｍ以下にして）いる。
【００５３】
本実施形態例は、以上のように構成されており、パッケージ１を櫛歯形状に形成することにより、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティング形成領域６をパッケージ１の対応する櫛歯領域に配設し、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）に個別に設定張力を加えながら光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定できるので、複数のファイバグレーティング一括してパッケージに収容でき、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易くすることができる。
【００５４】
また、本実施形態例では、光ファイバ２を第１と第２のパッケージ部材３，４に固定した後に、第２のパッケージ部材４に歪みを与えることによって光ファイバ２のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させているので、光ファイバ２を第１、第２のパッケージ部材３，４に固定する際の接着剤８の収縮ばらつき等によって光ファイバ２のファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、そのずれ量を第２のパッケージ部材４に与える歪みによって補償し、前記ブラッグ反射波長を正確に設定波長に一致させることができる。
【００５５】
また、上記歪みは第２のパッケージ部材４の塑性変形によって与えるものであるから、非常に容易に調整でき、容易に光モジュールを製造することができ、光モジュールの歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態例では、光ファイバ２は前記ファイバグレーティングの形成部６を挟んでその一端側が光ファイバ２よりも線膨張係数が大きい第１のパッケージ部材３に固定され、他端側が光ファイバ２よりも線膨張係数が小さい第２のパッケージ部材４に固定されているので、温度上昇に伴い、光ファイバ２が長手方向に伸びようとする力を抑制する方向にパッケージ１から光ファイバ２に応力が印加され、ファイバグレーティングピッチの拡大等を抑制できる。
【００５７】
したがって、本実施形態例の光モジュールは、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長の温度依存性を抑制することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態例では、線膨張係数が非常に小さいインバーを第２のパッケージ部材４とし、この第２のパッケージ部材４を塑性変形してファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に一致させているので、上記ブラッグ反射波長の温度依存性抑制効果を、塑性変形を行わない場合と同等に発揮することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態例では、第１のパッケージ部材３をアルミニウムにより形成し、第２のパッケージ部材４をインバーにより形成しており、これらの材料は入手しやすく、加工も容易であるために、製造が容易でコストの安いパッケージ１を得ることができ、容易に製造できてコストが安い光モジュールを実現することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態例では、光ファイバ２のコアのクラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上としているので、第２のパッケージ部材４に与える調整歪み量を小さくすることができ、光モジュールの製造をより一層容易にすることができるし、パッケージによる光ファイバ６のファイバグレーティングのブラッグ反射波長の温度依存性補償効果を効率的に発揮することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、第１のパッケージ部材３をアルミニウムにより形成し、第２のパッケージ部材４はインバーにより形成したが、第１、第２のパッケージ部材３，４を形成する材質は特に限定されるものではなく適宜設定されるものである。
【００６２】
また、上記実施形態例では、第２のパッケージ部材４のみ塑性変形したが、第１のパッケージ部材３も塑性変形してもかまわない。ただし、パッケージ１による光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長温度依存性補償効果をより効率的に発揮するためには、線膨張係数が小さい第２のパッケージ部材４のみを塑性変形する等して、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを加える方が好ましく、また、櫛歯先端側の第２のパッケージ部材４を塑性変形する方が、変形しやすく変形量の調整を正確に行ないやすい。
【００６３】
さらに、上記実施形態例では、第２のパッケージ部材４を塑性変形することにより、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えたが、塑性変形以外に、ＹＡＧレーザ等のレーザを用いてパッケージ部材に歪みを与えたり、パッケージ部材に傷を入れることにより歪みを与えたりして光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のコアのクラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上としたが、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のコアのクラッドに対する比屈折率差は特に限定されるものではなく適宜設定されるものである。
【００６５】
さらに、上記実施形態例では、パッケージ１は互いに異なる材質の２つのパッケージ部材（第１と第２のパッケージ部材３，４）を有する構成としたが、パッケージ１は、３つ以上のパッケージ部材を設けて形成してもよい。
【００６６】
さらに、パッケージ１を、例えばガラスセラミックス、液晶ポリマー等の１つの負の線膨張係数を有する部材に形成してもよく、この場合でも、パッケージ１を櫛歯形状に形成することにより、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易いし、光ファイバ２のパッケージ１への固定後にパッケージ部材に歪みを与えることによって、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整することができ、ブラッグ反射波長を設定波長と略一致させることもできる。
【００６７】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ２を接着剤８によってパッケージ１に固定したが、接着剤以外の固定材料により光ファイバ２をパッケージ１に固定してもかまわない。
【００６８】
さらに、本発明の光モジュールは、パッケージ１に光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定した後に、必ずしもパッケージ１に歪みを与えるとは限らず、光ファイバ固定後に歪みを与えなくても、パッケージ１を櫛歯形状に形成することにより、光ファイバ固定時に、それぞれの光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）に個別に設定引っ張り応力を印加することにより、光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）のファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長に近く、かつ、複数種のファイバグレーティングを一括収容できる光モジュールを実現できる。
【００６９】
さらに、上記実施形態例では、パッケージ１に５本の光ファイバ２（２ａ〜２ｅ）を固定したが、光ファイバ２の本数は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、例えば図１の破線に示すように、複数のファイバグレーティングを互いに間隔を介して直列に形成した１本の光ファイバ２を折り返してパッケージ１に固定し、光モジュールを形成してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の光モジュールによれば、光ファイバのファイバグレーティング形成領域が、櫛歯形状のパッケージの対応する櫛歯領域に配設されて、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側が前記パッケージの櫛歯先端側に固定され、他端側が櫛歯基端側に固定されているので、それぞれの櫛歯領域に対応するファイバグレーティングを配設することにより、複数のファイバグレーティングを一括してパッケージに収容できる。
【００７１】
また、本発明の光モジュールによれば、それぞれの櫛歯領域に対応するファイバグレーティングを配設する時に、それぞれのファイバグレーティングに対応する張力を加えながら固定できるので、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長に合わせ易い。
【００７２】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側を異なる部材によって形成されている構成においては、異なる部材の線膨張係数を適宜設定することにより、ファイバグレーティングの温度補償を的確に行えるパッケージを形成し、ファイバグレーティングの温度依存性が抑制された光モジュールを実現できる。
【００７３】
さらに、パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側を異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、光ファイバのファイバグレーティングを挟んだ一端側を櫛歯基端側で第１のパッケージ部材に固定し、前記ファイバグレーティングを挟んだ他端側を櫛歯先端側で第２のパッケージ部材に固定した後に、第１と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えたものによれば、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に調整することができる。
【００７４】
さらに、パッケージの少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、上記歪みを、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させる歪みとすることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させることができる。
【００７５】
さらに、櫛歯基端側と先端側が異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材のいずれか一方のみに歪みが与えられており、この歪みを与えたパッケージ部材は他方のパッケージ部材よりも熱膨張係数が小さい構成によれば、例えばパッケージによって光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長温度依存性補償効果を効率的に発揮することができる。
【００７６】
さらに、櫛歯基端側と先端側が異なる部材によって形成されている本発明の光モジュールにおいて、第１のパッケージ部材はアルミニウムにより形成され、第２のパッケージ部材はインバーにより形成されており、第２のパッケージ部材に歪みを与えた構成によれば、容易に製造でき、コストの安い光モジュールを実現することができる。
【００７７】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成においては、パッケージ部材の線膨張係数を適宜設定することにより、ファイバグレーティングの温度補償を的確に行えるパッケージを形成し、ファイバグレーティングの温度依存性が抑制された光モジュールを実現できる。
【００７８】
さらに、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成の光モジュールにおいて、光ファイバをパッケージに固定した後に、パッケージ部材に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与える構成によれば、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を個別に調整することができる。
【００７９】
さらに、パッケージが負の線膨張係数を有するパッケージ部材により形成されている構成の光モジュールにおいて、上記歪みを、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させる歪みとすることによって、たとえ光ファイバ固定時に固定材料の収縮等が生じてファイバグレーティングのブラッグ反射波長が設定波長からずれても、それぞれのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させることができる。
【００８０】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、パッケージ部材の歪みは該パッケージ部材を塑性変形して与えた構成によれば、容易に、かつ、正確に、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えることができるので、この歪みによって、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長を容易に、かつ、正確に調整することができる。
【００８１】
さらに、本発明の光モジュールにおいて、光ファイバはコアと該コアの外周側を覆うクラッドとを有しており、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上とした構成によれば、パッケージ部材に歪みを与えてファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する際の調整歪み量を小さくすることができ、光モジュールの製造をより一層容易にすることができるし、パッケージによる光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長温度依存性補償効果を効率的に発揮することができる。
【００８２】
以上のように、本発明の光モジュールは複数のファイバグレーティングを一括収容でき、そのブラッグ反射波長を個別に容易に調整できるので、本発明の光モジュールを適用することにより、例えば伝送される波長多重光から４波、２０波といった複数の波長の光を選択的に反射する多波長反射フィルタ機能を備えた高品質の光部品を構成できる。
【００８３】
さらに、本発明のパッケージは、簡単な構成で、上記優れた効果を奏するパッケージを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光モジュールの一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例における光ファイバのブラッグ反射波長調整効果を示す説明図である。
【符号の説明】
１ パッケージ
２，２ａ〜２ｅ 光ファイバ
３ 第１のパッケージ部材
４ 第２のパッケージ部材
６ ファイバグレーティング形成領域
Claims (12)
- 櫛歯形状に形成されたパッケージと、ファイバグレーティングを有する１本以上の光ファイバとを備え、前記パッケージは、複数並列方向に独立的に分離並設された櫛歯形状を有して、その櫛歯形状の基端側は共に共通連結し、各櫛歯形状の先端側は自由端とした形態と成し、前記光ファイバのファイバグレーティング形成領域が前記パッケージの対応する櫛歯形状の櫛歯領域に配設されて、それぞれのファイバグレーティング形成領域を挟んだ一端側が前記パッケージの櫛歯先端側に固定され、他端側が櫛歯基端側に固定されていることを特徴とする光モジュール。
- パッケージは少なくとも櫛歯形状の先端側と基端側が異なる部材によって形成されており、光ファイバのファイバグレーティングの形成領域を挟んだ一端側は櫛歯基端側において第１のパッケージ部材に固定され、前記ファイバグレーティングの形成領域を挟んだ他端側は櫛歯先端側において前記第１のパッケージ部材と線膨張係数が異なる第２のパッケージ部材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
- 光ファイバを第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材に固定した後に、前記第１のパッケージ部材と前記第２のパッケージ部材の少なくとも一方に前記光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えたことを特徴とする請求項２記載の光モジュール。
- 第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材の少なくとも一方に歪みを与えることによって、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させたことを特徴とする請求項３記載の光モジュール。
- 第１のパッケージ部材と第２のパッケージ部材のいずれか一方のみに歪みが与えられており、この歪みを与えたパッケージ部材は他方のパッケージ部材よりも熱膨張係数が小さいことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の光モジュール。
- 第１のパッケージ部材はアルミニウムにより形成され、第２のパッケージ部材はインバーにより形成されており、第２のパッケージ部材に歪みを与えたことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一つに記載の光モジュール。
- パッケージを形成するパッケージ部材は負の線膨張係数を有する部材であることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
- パッケージ部材に光ファイバを固定した後に、前記パッケージ部材に光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を調整する歪みを与えたことを特徴とする請求項７記載の光モジュール。
- パッケージ部材に歪みを与えることによって、光ファイバのファイバグレーティングのブラッグ反射波長を設定波長と略一致させたことを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
- パッケージ部材の歪みは塑性変形により与えたことを特徴とする請求項３乃至請求項６または請求項８または請求項９のいずれか一つに記載の光モジュール。
- 光ファイバはコアと該コアの外周側を覆うクラッドとを有しており、前記コアの前記クラッドに対する比屈折率差を０．３５％以上としたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の光モジュール。
- 請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の光モジュールに適用されている櫛歯形状のパッケージ。
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