JP4632227B2 - Optical module - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、光通信分野において、中継局に向けて幹線から信号光を分岐したり、中継局からの信号光を幹線に挿入したりする光分岐挿入装置に利用される光モジュールに関する。 The present invention relates to, for example, an optical module used in an optical add / drop device that branches signal light from a trunk line toward a relay station or inserts signal light from a relay station into the trunk line in the optical communication field.
波長分割多重を用いた光通信において、特定波長の信号を中継局に分岐したり特定波長の信号を中継局から挿入したりする目的で用いられる装置として、特許文献1に開示されているような光分岐挿入装置が知られている。
この光分岐挿入装置は、図3に示すように、入力用光伝送路1から入力される波長多重光を各波長の光に分波する光分波器3と、一旦分波された各波長の光を合波して出力伝送路2へと送るための光合波器4とを有している。この光分岐挿入装置には、また、光分波器3で分波された各波長の光を中継局8の受信機7へ分岐した上で中継局8の送信機6より送信された信号を新たに挿入するか、あるいは、光分波器3で分波された各波長の光をそのまま光合波器4に透過させるかを選択するための光スイッチ5が、各波長の光路に対応して複数個備えられている。
As shown in FIG. 3, this optical add / drop device includes an optical demultiplexer 3 that demultiplexes wavelength multiplexed light input from the input
このような分岐挿入装置において、光分波器3あるいは光合波器4には、波長選択フィルタやレンズ等を光ファイバからの出射光路上に固定し、多波長信号から単波長成分を分離する機能、あるいは、単波長成分を多波長信号に挿入する機能を持たせたフィルタモジュールが使用されることが多い。
In such an add / drop device, the optical demultiplexer 3 or the
このようなフィルタモジュールは、例えば、特許文献2や特許文献3に記載されているように、レンズと光ファイバからなるコリメータを、波長選択フィルタを挟んで、対向させて配置した構成をなしている。
For example, as described in
一般には、このようなフィルタモジュールにおいては、波長選択フィルタ、レンズ、及び光ファイバが、光軸調整された状態で共通の筒状の筐体に挿入固定されている。このようなモジュールは、一般に、Add/Drop Multiplexer(ADM)と呼ばれている。 In general, in such a filter module, a wavelength selection filter, a lens, and an optical fiber are inserted and fixed in a common cylindrical casing with the optical axis adjusted. Such a module is generally called an Add / Drop Multiplexer (ADM).
図3の光分岐挿入装置における光分波器3や光合波器4は、複数の波長について同様の合波あるいは分波を行う必要があるため、異なる波長分離特性を有する上記フィルタモジュール単体を複数個用い、これらの信号入出射端の光ファイバを順次融着などの方法で接続することにより構成されている。このようなモジュールは一般に「Mux/DeMux」と呼ばれている。光分波器3あるいは光合波器4に入力される光は、上記フィルタモジュールの複数を順次通過することによって、各波長に分波されるか、あるいは、各波長の光が順次合波されるようになされている(例えば、特許文献4等参照)。なお、順次接続された複数個の上記単体モジュールは、単体のケースに装着されているのが一般的である。
Since the optical demultiplexer 3 and the
ところで、上述したフィルタモジュールを用いた光分岐挿入装置においては、光通信に使用するチャンネル数が多くなればなるほど、それに対応して単体のフィルターモジュールの使用個数を増やす必要がある。そのため、原材料部品価格が、単体のフィルターモジュール価格の倍数以上となってしまう。また、フィルタモジュールの入出力端の光ファイバを融着する工程を有するため、工程が煩雑でコスト高になると共に、融着接続時の軸ずれに起因する接続損失が生じてしまう。更に、単体のフィルタモジュールは筐体内に固定された構造をなしているため、機能部分以外の無駄な体積を要し、チャンネルの増大に伴って必要な部品体積も同様に拡大する、等の問題があった。 By the way, in the optical add / drop multiplexer using the above-described filter module, it is necessary to increase the number of used single filter modules correspondingly as the number of channels used for optical communication increases. Therefore, the raw material parts price is more than a multiple of the price of a single filter module. In addition, since the optical fiber at the input / output end of the filter module is fused, the process is complicated and expensive, and connection loss due to misalignment at the time of fusion splicing occurs. Furthermore, since the single filter module has a structure fixed in the casing, it requires a wasteful volume other than the functional part, and the necessary part volume increases as the number of channels increases. was there.
本発明者らは、これらの問題を解消するため、フィルタモジュールの筐体である外装体を無くし、上述したような各構成部品を単一基板上に固定し、部品間を光が空間伝搬する構成とすることにより、無駄な部品を使わず、必要最小限の体積で、光モジュールの低価格化、小型化、低損失化を図ることを試みた。 In order to solve these problems, the present inventors have eliminated the exterior body that is the housing of the filter module, fixed each component as described above on a single substrate, and light propagated in space between the components. We tried to reduce the cost, size, and loss of optical modules with the minimum necessary volume without using unnecessary parts.
しかし、実際にモジュール内の要素部品を分離して基板上に配置する場合、各部品からの出射光に光軸ずれが発生し、光結合が容易に行えず、期待した性能を得ることができないということが判明した。 However, when the component parts in the module are actually separated and arranged on the substrate, the optical axis shift occurs in the light emitted from each component, optical coupling cannot be performed easily, and the expected performance cannot be obtained. It turned out that.
この、光軸ずれの要因としては、
(1)反射損失低減を目的とするため、光ファイバと屈折率分布型レンズ等の端面を斜め端面としていること;
(2)波長選択フィルタである誘電体多層膜フィルタの基板を光が透過する際に光軸がずれること;
(3)各部品の外形精度がシングルモードファイバ同士の光結合に必要な加工精度以下でしか作製できないこと;
(4)これらの部品を設置する基板の加工精度がシングルモードファイバ同士の光結合に必要な精度以下でしか作製できないこと;
などが考えられる。
As a factor of this optical axis deviation,
(1) In order to reduce reflection loss, the end surfaces of the optical fiber and the gradient index lens are inclined end surfaces;
(2) The optical axis is shifted when light passes through the substrate of the dielectric multilayer filter that is the wavelength selection filter;
(3) The external accuracy of each component can be produced only below the processing accuracy required for optical coupling between single mode fibers;
(4) The processing accuracy of the substrate on which these components are installed can be made only below the accuracy required for optical coupling between single mode fibers;
And so on.
上記の内容を具体的に説明すると、光ファイバ同士、特にシングルモードファイバ同士の光結合には、コア径が10μm以下であるので、サブミクロンレベルの位置合わせ精度が要求されるが、ファイバピグテイルやレンズといったパッシブな光部品では、部品公差や製造公差がこれを越えてしまい、事実上この精度での作製は不可能である。また、たとえ個々の作製が可能であったとしても、現在主流の製法で作製されたコリメータでは、出射光が光軸からずれてしまうという問題が残っている。 Specifically, the optical coupling between the optical fibers, particularly between the single mode fibers, requires a core diameter of 10 μm or less, so that submicron level alignment accuracy is required. With passive optical components such as lenses and lenses, component tolerances and manufacturing tolerances exceed this, and fabrication with this accuracy is virtually impossible. Even if individual fabrication is possible, a problem still remains in the collimator fabricated by the current mainstream manufacturing method in which the emitted light deviates from the optical axis.
図4に現在主流の製法、即ち、ファイバピグテイル11と屈折率分布レンズ12との組み合わせで作製されたコリメータを示す。反射損失の低減のため、ピグテイル11及びレンズ12の各端面には約8°の角度が付けられており、これが原因で、出射光は入射光の位置に比して、位置ずれδと角度ずれθが発生する。特に角度ずれθによる光軸ずれ量は、図5に示すように結合距離Lが離れるほど大きくなる。従って、同一直線上にあるV溝等に設置されたコリメータ対は、その間隔が数mm以上離れると、光結合がほとんど0(ゼロ)となってしまう。
FIG. 4 shows a current mainstream manufacturing method, that is, a collimator manufactured by a combination of the
また、基板上にコリメータを固定するためのV溝を研削で作製する場合、コリメータ対を配置する2つのV溝は、作業上の要請から互いに平行に形成することが望ましいが、このようなV溝上では、上述した理由により有効な光結合を実現するコリメータ対を作製することができない。 In addition, when the V groove for fixing the collimator on the substrate is manufactured by grinding, it is desirable that the two V grooves for arranging the collimator pair are formed in parallel with each other because of work requirements. On the groove, a collimator pair that realizes effective optical coupling cannot be produced for the reason described above.
また、波長選択フィルタ等の干渉フィルタは、図6に示すように、通常有限の厚みを持つガラス基板15上に成膜を施すことで作製されており、発生する膜圧に対する破壊を免れるために約1mm程度の厚みを持っている。屈折率n1の媒質1から厚みhを持つ屈折率n2の媒質2に入射角θで入射した光の平行位置ずれ量δ(=媒質2が無い場合に通るべき光路と実際の光路との差)は、次式で示すことができる。
In addition, as shown in FIG. 6, an interference filter such as a wavelength selection filter is usually formed by forming a film on a
図7は、様々な厚み(0.5〜1.5mm)を持つ基板を、図6のように光が通過するときの光軸のずれ量δ(μm)と入射角θ(Degree)との関係を示している。この図に示すように、基板の厚みと入射角に依存して光軸ずれが発生するので、干渉フィルタ挿入前に予めコリメータ対の光結合を行った状態にしてあったとしても、フィルタを挿入するだけで、光路がずれ、損失が大幅に増大ないしは結合不可能となってしまう。 FIG. 7 shows the difference between the optical axis deviation δ (μm) and the incident angle θ (Degree) when light passes through a substrate having various thicknesses (0.5 to 1.5 mm) as shown in FIG. Showing the relationship. As shown in this figure, since the optical axis shift occurs depending on the thickness and incident angle of the substrate, the filter is inserted even if the optical coupling of the collimator pair is performed in advance before the interference filter is inserted. By doing so, the optical path is shifted, and the loss is greatly increased or cannot be coupled.
さらに、たとえ上記のようなずれをすべて見込んで設計を行ったとしても、部品及び基板などの加工誤差や組立誤差などが個々の部品で発生し、しかも、これらの誤差は光結合に必要な精度を明らかに逸脱したレベルのものであるため、意味のないものとなってしまう。 Furthermore, even when designing with all of the above-mentioned deviations in mind, processing errors and assembly errors such as parts and boards will occur in each part, and these errors are the accuracy required for optical coupling. Because it is a level that clearly deviates from, it becomes meaningless.
以上述べたように、従来の試みのように、同一基板上に形成した部品固定用の各V溝にただ単に各部品を平行に並べて配置しただけでは、現実的には、光軸ずれが大きく十分な光結合が得られないという問題があった。 As described above, in reality, if the components are simply arranged in parallel in the V-grooves for fixing the components formed on the same substrate as in the conventional trial, the optical axis deviation is practically large. There was a problem that sufficient optical coupling could not be obtained.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、同一基板上にコリメータ及び干渉フィルタ等の各部品を配置した光モジュールにおいて、光軸ずれを容易に補正することができて、良好な光結合が得られる光モジュールを提供することを目的とする。また、光通信分野で用いられる光分波装置や光合波装置として利用することのできる、低損失で小型化及び低価格化が可能な光モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an optical module in which components such as a collimator and an interference filter are arranged on the same substrate, an optical axis shift can be easily corrected. An object of the present invention is to provide an optical module capable of obtaining good optical coupling. It is another object of the present invention to provide an optical module that can be used as an optical demultiplexing device or an optical multiplexing device used in the field of optical communication, and that can be reduced in size and price with low loss.
請求項1の発明の光モジュールは、外部からの入力光をコリメートする入力光用コリメータと、外部への出力光を入射して集光し外部へ伝送する出力光用コリメータと、前記入力光用コリメータから出力光用コリメータまでの光路中に配置された干渉フィルタと、前記各コリメータと干渉フィルタとの間の光路中にそれぞれ配置された光路補正用部材とを共通の基板上に装備してなり、かつ、前記各コリメータを、前記共通の基板上に平行に形成したV溝に配置したことを特徴とする。 An optical module according to a first aspect of the present invention includes an input light collimator that collimates input light from the outside, an output light collimator that inputs the output light to the outside, collects the light, and transmits the light to the outside. An interference filter disposed in the optical path from the collimator to the collimator for output light and an optical path correction member disposed in the optical path between each collimator and the interference filter are provided on a common substrate. And each of the collimators is disposed in a V-groove formed in parallel on the common substrate .
本発明では、各コリメータと干渉フィルタとの間の光路中にそれぞれ光路補正部材を配置しているので、各光路補正部材を調整することによって、コリメータ間の光軸ずれを容易に補正することができ、良好な光結合を実現することができる。また、各構成部品を共通基板上に固定し、部品間を光が空間伝搬する構成としているので、無駄な部品を使わずに済み、必要最小限の体積で、光モジュールの低価格化及び小型化を図ることができる。また、本発明では、共通基板上に平行に形成したV溝に各コリメータを固定しているので、光路補正用部材で光路を調整することにより、加工の容易な平行なV溝を使用しながら、各コリメータ間の光軸ずれを容易に補正することができ、良好な光結合を行うことができる。 In the present invention, since the optical path correction member is disposed in the optical path between each collimator and the interference filter, the optical axis deviation between the collimators can be easily corrected by adjusting each optical path correction member. And good optical coupling can be realized. In addition, each component is fixed on a common board, and light is propagated between the components. This eliminates the use of unnecessary components, reduces the cost and size of the optical module with the minimum required volume. Can be achieved. In the present invention, each collimator is fixed to a V-groove formed in parallel on the common substrate. Therefore, by adjusting the optical path with the optical path correcting member, the parallel V-groove that is easy to process is used. The optical axis shift between the collimators can be easily corrected, and good optical coupling can be performed.
前記干渉フィルタとしては、請求項2の発明のように、
(a)入射される光のうち特定の波長帯域の光のみを透過し、他の波長の光を反射する波長選択フィルタ;
(b)入射される光の強度が波長に対して均一でない場合に、この強度を平坦化するように光強度を補正する利得等化フィルタ;
(c)入射される光の光量の一部分のみを取り出すためのフィルタ;
のうちの少なくともいずれかを使用することができる。
As the interference filter, as in the invention of
(A) a wavelength selection filter that transmits only light in a specific wavelength band among incident light and reflects light of other wavelengths;
(B) a gain equalization filter that corrects the light intensity so as to flatten the intensity when the intensity of the incident light is not uniform with respect to the wavelength;
(C) a filter for extracting only a part of the amount of incident light;
At least one of the above can be used.
請求項3の発明の光モジュールは、入力用光伝送路より伝送されてくる波長多重光を平行光にコリメートする入力光用コリメータと、該入力光用コリメータを通して入射される波長多重光のうち特定の波長帯域の光のみを透過し他の波長帯域の光を反射する波長選択フィルタと、該波長選択フィルタを透過した光を集光して外部の分岐用光伝送路に伝送する分岐光用コリメータと、外部の挿入用光伝送路より伝送されくる特定の波長帯域の光を平行光にコリメートして前記波長選択フィルタに入射させる挿入光用コリメータと、該挿入光用コリメータにより波長選択フィルタに入射されて透過した光と、前記波長多重光のうち波長選択フィルタで反射された光との合成光を、集光して外部の出力用光伝送路に伝送する出力光用コリメータと、前記各コリメータと波長選択フィルタの間の光路にそれぞれ配置された光路補正用部材と、を備え、これら各コリメータと波長選択フィルタと光路補正用部材とを共通の基板上に装備してなり、かつ、前記各コリメータを、前記共通の基板上に平行に形成したV溝に配置したことを特徴とする。 An optical module according to a third aspect of the invention includes an input light collimator that collimates wavelength multiplexed light transmitted from an input optical transmission line into parallel light, and a wavelength multiplexed light that is incident through the input light collimator. A wavelength selection filter that transmits only light in the wavelength band and reflects light in other wavelength bands, and a collimator for branching light that collects the light that has passed through the wavelength selection filter and transmits it to an external branching optical transmission line A collimator for inserting light that collimates light of a specific wavelength band transmitted from an external optical transmission path for insertion into parallel light and enters the wavelength selection filter, and enters the wavelength selection filter by the collimator for insertion light. The output light collimator that collects and transmits the combined light of the transmitted light and the light reflected by the wavelength selection filter of the wavelength multiplexed light to an external output optical transmission line; Serial and an optical path correction member which is arranged in the optical path between the collimator and the wavelength selective filter, Ri Na equipped with a respective collimator and the wavelength selective filter and the light path correction element on a common substrate, And each said collimator is arrange | positioned to the V groove formed in parallel on the said common board | substrate, It is characterized by the above-mentioned.
本発明では、各コリメータと波長選択フィルタとの間の光路中にそれぞれ光路補正用部材を配置したので、各光路補正用部材を調整することによって、コリメータ間の光軸ずれを容易に補正することができ、良好な光結合を行うことができる。従って、低損失の光分岐挿入装置を実現することができる。また、各構成部品を単一基板上に固定し、部品間を光が空間伝搬する構成としているので、無駄な部品を使わずに済み、必要最小限の体積で、光モジュールの低価格化及び小型化を図ることができる。 In the present invention, since the optical path correction member is arranged in the optical path between each collimator and the wavelength selection filter, the optical axis deviation between the collimators can be easily corrected by adjusting each optical path correction member. And good optical coupling can be performed. Therefore, a low-loss optical add / drop multiplexer can be realized. In addition, each component is fixed on a single substrate and light is propagated between the components, eliminating the need for wasted components, reducing the cost of optical modules and reducing the volume required. Miniaturization can be achieved.
請求項4の発明の光モジュールは、 入射光の中の特定波長の光のみを透過し他波長の光を反射する分波機能と、片面から入射されて透過する特定波長の光と他面から入射されて反射する他波長の光を合波する合波機能とを有する波長選択フィルタを、前記特定波長を異ならせて複数装備すると共に、
前記複数の波長選択フィルタを、光の進行方向の上流側から下流側に向かって順番にフィルタの反射光が入射するように配置し、
最上流の波長選択フィルタへの入射光の光路上と、各波長選択フィルタの透過光の光路上と、最下流の波長選択フィルタの反射光の光路上とにそれぞれコリメータを配置し、
各コリメータと波長選択フィルタの間の光路にそれぞれ光路補正用部材を配置し、
前記各コリメータ、波長選択フィルタ、及び光路補正用部材を、共通の基板上に配置し、かつ、前記各コリメータを、前記共通の基板上に平行に形成したV溝に配置したことを特徴とする。
The optical module of the invention of
The plurality of wavelength selection filters are arranged so that the reflected light of the filters enters in order from the upstream side to the downstream side in the light traveling direction,
Collimators are arranged on the optical path of the incident light to the most upstream wavelength selective filter, on the optical path of the transmitted light of each wavelength selective filter, and on the optical path of the reflected light of the downstream downstream wavelength selective filter,
An optical path correction member is arranged in the optical path between each collimator and the wavelength selection filter,
Each of the collimators, the wavelength selection filter, and the optical path correcting member is disposed on a common substrate , and each of the collimators is disposed in a V groove formed in parallel on the common substrate. .
本発明では、波長多重光から順次異なる波長の光を分岐して取り出したり、異なる波長の光を順次合波して波長多重化したりすることができる。その際、コリメータや波長選択フィルタを単一基板上に固定し、部品間を光が空間伝搬する構成としているので、無駄な部品を使わずに済み、必要最小限の体積で、光モジュールの低価格化及び小型化を図ることができる。また、各コリメータと波長選択フィルタとの間の光路中に、それぞれ光路補正用部材を配置しているので、各光路補正用部材を調整することによって、コリメータ間の光軸ずれを容易に補正することができ、良好な光結合を行うことができる。従って、低損失の複数波長光分波装置や複数波長光合波装置を作ることができる。 In the present invention, light of different wavelengths can be branched and extracted sequentially from the wavelength multiplexed light, or light of different wavelengths can be sequentially multiplexed and wavelength multiplexed. At that time, the collimator and wavelength selection filter are fixed on a single substrate, and light is propagated spatially between components, so there is no need to use unnecessary components, and the optical module can be reduced in the minimum volume. Price and size can be reduced. Further, since the optical path correction member is disposed in the optical path between each collimator and the wavelength selection filter, the optical axis deviation between the collimators can be easily corrected by adjusting each optical path correction member. And good optical coupling can be performed. Therefore, a low-loss multi-wavelength optical demultiplexing device or multi-wavelength optical multiplexing device can be made.
請求項5の発明の光モジュールは、請求項4に記載の光モジュールのうち、最上流のコリメータを、外部の入力用光伝送路からの波長多重光を受光する入力光用コリメータとし、それ以外のコリメータを、前記波長選択フィルタで透過または反射した光を外部に取り出すための分岐光用コリメータとし、前記波長選択フィルタを分波用光素子として利用することで、波長多重光を順次分波する複数波長光分波装置を構成したことを特徴とする。 The optical module according to a fifth aspect of the present invention is the optical module according to the fourth aspect, wherein the most upstream collimator is an input light collimator that receives wavelength multiplexed light from an external input optical transmission line, and the others. The collimator is used as a branching light collimator for taking out the light transmitted or reflected by the wavelength selection filter to the outside, and the wavelength selective filter is used as a demultiplexing optical element to sequentially demultiplex wavelength multiplexed light. A multi-wavelength optical demultiplexing device is configured.
請求項6の発明の光モジュールは、請求項4に記載の光モジュールのうち、最下流のコリメータを、外部の出力用光伝送路へ出力光を伝送する出力光用コリメータとし、それ以外のコリメータを、外部から前記波長選択フィルタに対して異なる波長の光を入射する挿入光用コリメータとし、前記波長選択フィルタを合波用光素子として利用することで、異なる波長の光を順次合波する複数波長光合波装置を構成したことを特徴とする。 An optical module according to a sixth aspect of the present invention is the optical module according to the fourth aspect, wherein the most downstream collimator is an output light collimator that transmits output light to an external output optical transmission line, and the other collimators. Is a collimator for insertion light that makes light of different wavelengths incident on the wavelength selection filter from the outside, and a plurality of light beams of different wavelengths are sequentially multiplexed by using the wavelength selection filter as a multiplexing optical element. A wavelength optical multiplexer is configured.
請求項5の発明によれば、低損失で波長多重光を異なる波長の光に順次分波することができるし、請求項6の発明によれば、低損失で異なる波長の光を合波し波長多重化することができる。
According to the invention of
請求項7の発明は、請求項1〜6の発明において、前記コリメータとして、光ファイバと、該光ファイバの出射端あるいは入射端に配置したコリメートレンズとで構成したことを特徴とする。 A seventh aspect of the invention is characterized in that, in the first to sixth aspects of the invention, the collimator comprises an optical fiber and a collimator lens disposed at the exit end or the entrance end of the optical fiber .
請求項8に記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記光路補正用部材として、ミラーおよび/またはプリズムを好個に用いることができる。ここでプリズムとしては、全反射型のプリズム、楔形プリズム、ジンバル型の位置調整を行う全反射プリズムを用いたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the optical module according to any one of the first to sixth aspects, a mirror and / or a prism can be used favorably as the optical path correcting member. Here, as the prism, a total reflection prism, a wedge prism, or a total reflection prism that adjusts the position of a gimbal type is used.
そして、請求項8に記載した光路補正用部材に用いるプリズムとして、全反射型のプリズムまたは任意角度を有する楔形プリズムの頂角部分を使用することは、さらに望ましい構成である。 As the prism used for the optical path correcting member according to the eighth aspect , it is further desirable to use the apex portion of a total reflection prism or a wedge-shaped prism having an arbitrary angle.
請求項9に記載したように、請求項8に記載した前記光路補正用部材に用いるミラーとして、ジンバル型のミラーを使用することは、さらに望ましい構成である。 As described in claim 9 , it is more desirable to use a gimbal type mirror as the mirror used in the optical path correcting member described in claim 8 .
請求項10に記載したように、請求項8に記載した前記光路補正用部材に用いるプリズムとして、ジンバル型の位置調整を行う全反射型のプリズムを使用することは、さらに望ましい構成である。
As described in
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施形態の光モジュール100を示す構成図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。この光モジュール100は、光分岐挿入装置としての機能(即ち、入力される波長多重光に対し特定波長の光を外部に分岐し、且つ、外部より入力される特定波長の光を、分岐されなかった光に合波して出力する機能)を有するものであり、同一基板130上に、4つのコリメータ111、112、113、114及び1つの波長選択フィルタ115を配置し、波長選択フィルタ115と各コリメータ111、112、113、114との間にそれぞれ光路補正用部材としてミラー121、122、123、124を配置し、各部品間で光が空間伝搬するように構成したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an
波長選択フィルタ115は、入射光の中の特定波長の光のみを透過し他波長の光を反射する分波機能と、片面から入射されて透過する特定波長の光と他面から入射されて反射する他波長の光を合波する合波機能とを有するものである。この波長選択フィルタ115は、ガラスや樹脂等の透光性基板上に光学多層膜(例:誘電体多層膜)を形成し、光学多層膜の材料及び層構造によってフィルタ特性を発揮できるようにしたものである。光学多層膜は一般的に、屈折率の小さい材料と屈折率の大きい材料を交互に積層した構造をなしている。
The
この光モジュール100では、4つのコリメータとして、入力光用コリメータ111、出力光用コリメータ112、分岐光用コリメータ113、挿入光用コリメータ114を設けている。
In the
入力光用コリメータ111は、入力用光伝送路(幹線光ファイバ)から入力される波長多重光(入力光)を空間伝送用にコリメートして波長選択フィルタ115の表面に入射させるもの、分岐光用コリメータ113は、波長選択フィルタ115の表面に入射して透過した特定波長の光を集光して分岐用光伝送路に入射させるもの、挿入光用コリメータ134は、外部の挿入用光伝送路を通して入射された光を空間伝送用にコリメートして波長選択フィルタ115の裏面に入射させるもの、出力光用コリメータ112は、挿入光用コリメータ114を通して外部より波長選択フィルタ115に入力された特定波長の光と、波長選択フィルタ115で反射された他波長の光の合波した光を集光して出力用光伝送路へ出力するものである。
The
本実施形態に使用されている入力光用コリメータ111、出力光用コリメータ112、分岐光用コリメータ113、挿入光用コリメータ114の各コリメータは、いずれも光ファイバと光学的に結合するコリメートレンズで構成され、光ファイバの信号光を平行光に変換(コリメート)して空間に向けて出射したり、空間伝送されてきた平行光を光ファイバの端面に集光させて入射したりする機能を果たす。
Each of the
コリメートレンズとしては、取り扱いが容易な点から、ロッド状のレンズを用いるのが好ましい。このようなロッド状のレンズとしては、屈折率分布型のロッド状レンズや、均一なロッドの一端部に球面または非球面が形成されたレンズが挙げられる。コリメータは、光ファイバとレンズをそれぞれ基板上に配置して構成してもよいが、予め光ファイバとレンズを組み合わせたものを作成しておき、これを基板上に配置して構成してもよい。後者のものは、例えば、コリメートレンズと同じ径の保持具に光ファイバを固定し、コリメートレンズ及び光ファイバ付き保持具を、ガラスやステンレスなどの金属製の共通の筒状部材に挿入固定することで形成することができる。 As the collimating lens, it is preferable to use a rod-shaped lens because it is easy to handle. Examples of such rod-shaped lenses include a gradient index rod-shaped lens and a lens in which a spherical or aspherical surface is formed at one end of a uniform rod. The collimator may be configured by arranging the optical fiber and the lens on the substrate, respectively, but a combination of the optical fiber and the lens may be prepared in advance, and this may be arranged on the substrate. . In the latter case, for example, the optical fiber is fixed to a holder having the same diameter as the collimator lens, and the collimator lens and the holder with the optical fiber are inserted and fixed to a common cylindrical member made of metal such as glass or stainless steel. Can be formed.
前記各コリメータ111〜114は、同一基板130上に互いに平行に形成されたV溝131〜134上にそれぞれ位置決め固定されている。ここで、入力光用コリメータ111を固定した第1のV溝131と、挿入光用コリメータ114を固定した第4のV溝134は切り通しで形成され、出力光用コリメータ112を固定した第2のV溝132と、分岐光用コリメータ113を固定した第3のV溝133は切り通しで形成されている。
The
従って、入力光用コリメータ111及び出力光用コリメータ112は、矩形の基板130の一方の辺に近い位置に互いに隣接するよう配置され、これに対向する辺に近い位置に、分岐光用コリメータ113及び挿入光用コリメータ114が互いに隣接するよう配置されている。また、第1のV溝131と第4のV溝134が切り通しで形成されていることにより、入力光用コリメータ111と挿入光用コリメータ114の各出射端が互いに対向し、出力光用コリメータ112と分岐光用コリメータ113の各入射端が互いに対向している。波長選択フィルタ115は、上述した互いに対向する2対のコリメータ111、114、112、113に挟まれるように基板130のほぼ中心に配置されている。
Accordingly, the
そして、入力光用コリメータ111を出射した光が波長選択フィルタ115の表面(片面)に所定角度で入射し、波長選択フィルタ115を透過した光が分岐光用コリメータ113に入射するように、入力光用コリメータ111と波長選択フィルタ115の間の光路、及び、分岐光用コリメータ113と波長選択フィルタ115の間の光路に、それぞれ光路補正用のミラー121、123が配置されている。また、挿入光用コリメータ114を出射した光が波長選択フィルタ115の裏面(他面)に所定角度で入射し、挿入光用コリメータ114から出射され波長選択フィルタ115を透過した光と、入力光用コリメータ111から出射され波長選択フィルタ115の表面で反射した光との合波光が、出力光用コリメータ112に入射するように、挿入光用コリメータ114と波長選択フィルタ115の間の光路、及び、出力光用コリメータ112と波長選択フィルタ115の間の光路に、それぞれ光路補正用のミラー124、122が配置されている。
Then, the light emitted from the
ここで、各コリメータ111〜114や波長選択フィルタ115等の固定に使用する基板130としては、組み立て後の部品間の位置ずれを防ぐため、熱膨張係数の小さいシリコン基板、ガラス基板、アルミニウム等の金属基板、プラスチック基板などを使用することができる。また、基板130の厚みは、十分な剛性が得られる程度あればよい。また、基板130に形成するコリメータ配置用のV溝131〜134は、研削で形成することができる。ガラスやプラスチック基板を用いた場合には、プレス成形により型の形状を転写することで、V溝を形成することもできる。また、基板に、波長選択フィルタや、ミラーを固定するスリット等の溝を設けてもよい。
Here, as a
前記ミラー121〜124は、光路を変更すると共に、部品の外形精度によって生じる光軸ずれ及び部品通過時の光軸ずれを補正するために用いられている。従って、ジンバル(Gimbal)機構を有したミラーか、それに準じた調整機構を持つミラーを用いるのが好ましい。ジンバル機構を有したミラーとは、ミラーの1点(通常中心)を回転中心として、その傾きが調整可能なミラーをいう。これらのミラー121〜124としては、反射率や耐久性に優れている点から、アルミニウムや金等の金属ミラーを用いるのが好適である。
The
この光モジュール100は、次のようにして製造することができる。
まず、V溝131〜134を形成した基板130を準備する。次に各コリメータ111〜114を基板130上のV溝131〜134に配置して固定する。この時のコリメータ111〜114の固定は、一時的でも恒久的でもよい。ただし、熱硬化あるいはUV硬化など、硬化プロセス時間の短縮化のためには、後でまとめて恒久的に基板に接着するのがよい。
The
First, the
コリメータ111〜114を配置したら、次に試験的に入力光用コリメータ111より光を出射し、この光が分岐光用コリメータ113と結合するように、各コリメータ111、113間に2枚のミラー121、123を配置し、その位置及び傾きを調整する。これら2枚のミラー121、123は、その向きや傾きを調整することにより、三次元的な光路変換を行う機能を有するので、入力光用コリメータ111からの出射光を、分岐光用コリメータ113がどんな位置関係にあっても、これに入射することができ、低損失で両者の光結合を行うことができる。コリメータ111、113対の光結合の確認には、任意波長の光を発生する光源と出射側のコリメータ111とを接続し、コリメートされた光源光量と、相手側コリメータ113に入射する光量とを、光マルチメータなどでモニタする。
同様に、挿入光用コリメータ114より光を出し、出力光用コリメータ112との間で適切な光結合がなされるように、2つのコリメータ114、112間にミラー124、122を配置し、その位置及び傾きを調整する。
After the
Similarly, mirrors 124 and 122 are disposed between the two
次に、基板130のほぼ中央に波長選択フィルタ115を配置する。この波長選択フィルタ115は、ミラー121〜124と同様に自身の向きと傾きを変えることができる。ここでは、まず、波長選択フィルタ115で反射される波長の光を入力光用コリメータ111から出射する。そして、入力光用コリメータ111から出射された光が、ミラー121で反射して波長選択フィルタ115に入射し、波長選択フィルタ115で反射した光が、更にミラー122で反射して出力光用コリメータ112に入射するように、波長選択フィルタ115の位置及び傾きを調整する。
Next, the
次に、波長選択フィルタ115の透過波長の光を入力光用コリメータ111から出射する。そして、波長選択フィルタ115を透過することにより生じる光軸ずれを、波長選択フィルタ115と分岐光用コリメータ113間に配置したミラー123で調整する。また、挿入光用コリメータ114から波長選択フィルタ115の透過波長の光を出射し、波長選択フィルタ115を透過した光が、出力光用コリメータ112と光結合するように、挿入光用コリメータ114と波長選択フィルタ115間に配置したミラー124で調整する。
Next, light having a transmission wavelength of the
以上のようにミラー121〜124を調整することにより、全ての部品間の光路を一致させることができ、波長選択フィルタ115の波長選択特性に応じた光の分波・合波機能(=光分岐挿入機能)を有する光モジュール100を作製することができる。実際に作製した光モジュール100によれば、各コリメータ対の間では、0.2dB以内の結合損失で光結合を行うことができた。なお、基板130上に配置した各部品は、光軸調整後に基板130上に固定するのが好ましい。ただし、各ミラー121〜124については、通常の使用で動かないようにさえなっていれば、その傾きを固定してしまわず、後で微調整できるようにしておいてもよい。例えばジンバル型のミラーを使用することも好ましい。
By adjusting the
次に上記構成の光モジュール100の作用を説明する。
まず、入力用光伝送路より供給された波長多重光(波長λ1〜λnの光を含むとする)は、入力光用コリメータ111から平行光として出射される。出射された波長多重光は、ミラー121を介して波長選択フィルタ115の表面側に入射され、波長選択フィルタ115の波長選択性により、特定波長の光(仮に波長λ1とする)のみが波長選択フィルタ115を透過し、その他の波長の光(波長λ2からλn)は波長選択フィルタ115で反射される。
Next, the operation of the
First, wavelength-division multiplexed light (including light having wavelengths λ1 to λn) supplied from the input optical transmission line is emitted as parallel light from the
波長選択フィルタ115を透過した波長λ1の光は、ミラー123を介して分岐光用コリメータ113に入射し、外部へと送られる。一方、外部より入力される波長λ1の光は、挿入光用コリメータ114より平行光として出射される。挿入光用コリメータ114より出射された光は、ミラー124を介して波長選択フィルタ115の裏面側に入射し、これを透過するとと共に、波長選択フィルタ115で反射された波長λ2〜λnの光と合波されて、波長λ1からλnを含む波長多重光となって、ミラー122を介して出力光用コリメータ112に入射し、出力用光伝送路へと送られる。このようにして、入力された波長多重光に対し、外部への特定の波長の信号光の分岐・挿入が行われる。
The light of
この光モジュール100によれば、光の入出力部分にコリメータ111〜114を使用し、部品間で光を空間伝播させるようにしているので、部品間を光ファイバで接続する必要がなく、製造の容易化及び装置の小型化が可能になると共に、不良時の部品交換も容易に行えるようになる。また、1波長の分岐挿入処理に波長選択フィルタ115を1個だけ使用するので、高価なフィルタの個数を減らすことができて、製造コストの低減が可能になる。
According to the
また、コリメータ111、113間、コリメータ114、112間の光軸ずれを波長選択フィルタ115とコリメータ111〜114間に配置したミラー121〜124で補正するようにしているので、各ミラー121〜124を調整することによって、十分な光結合が得られ、損失の少ない光分岐挿入処理を行うことができる。また、同一基板130上にコリメータ111〜114、波長選択フィルタ115、ミラー121〜124を配置し、部品間を光が空間伝搬する構成としているので、無駄な部品を使わずに済み、必要最小限の体積で、光モジュール100の低価格化及び小型化を図ることができる。特に、基板130に形成した互いに平行なV溝131〜134上に各コリメータ111〜114を固定しているので、組み立てが容易にできる。
Further, since the optical axis shift between the
なお、上記実施形態では、干渉フィルタとして波長選択フィルタ115を使用した場合を示したが、それ以外に、原信号の光強度が波長に対して均一でない場合に光強度を平坦化補正する利得等化フィルタや、入射される光の光量の一部分のみを取り出すフィルタ等、他のフィルタ特性を有する干渉フィルタを使用してもよい。
In the above embodiment, the case where the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図2は本発明の第2実施形態の光モジュール200を示す平面図である。(a)は光分波装置として使用した場合の光の入出射方向を矢印で示し、(b)は光合波装置として使用した場合の光の入出射方向を矢印で示している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a plan view showing an
この光モジュール200は、複数のコリメータ210〜215と、複数の波長選択フィルタ115a〜115dと、光路補正用部材として複数のミラー220〜225とを、共通の1枚の基板230上に配置・固定したものである。これら各要素は、第1実施形態にて説明したものと同様の機能を有する。例えば、波長選択フィルタ115a〜115dは、入射光の中の特定波長の光のみを透過し他波長の光を反射する分波機能と、片面から入射されて透過する特定波長の光と他面から入射されて反射する他波長の光を合波する合波機能とを有する。
In the
ここでは、特定波長を異ならせた複数の波長選択フィルタ115a〜115dを装備している。第1の波長選択フィルタ115aは特定波長λ1の光を透過する特性を有し、第2の波長選択フィルタ115bは特定波長λ2の光を透過する特性を有し、第3の波長選択フィルタ115cは特定波長λ3の光を透過する特性を有し、第4の波長選択フィルタ115dは特定波長λ4の光を透過する特性を有している。
Here, a plurality of
これらの複数の波長選択フィルタ115a〜115dは、光の進行方向の上流側から下流側に向かって、順番にフィルタの反射光が入射するように配置されている。(a)の光分波装置として利用する場合を基準にすると、光の進行方向の上流側から下流側に向かって順番にフィルタの反射光が入射するように、波長選択フィルタ115a〜115dが、この順に配置されている。即ち、第1、第3の波長選択フィルタ115a、115cと第2、第4の波長選択フィルタ115b、115dとが斜めに対向する位置関係にあり、第1と第3の波長選択フィルタ115a、115c、及び、第2と第4の波長選択フィルタ115b、115dがそれぞれ互いに隣接する位置関係にあるように、各フィルタが配置されている。
The plurality of
そして、最上流の波長選択フィルタ115aへの入射光の光路上に入出力用のコリメータ210が配置され、各波長選択フィルタ115a〜115dの透過光の光路上と、最下流の波長選択フィルタ115dの反射光の光路上にそれぞれ分岐挿入用の第1〜第5のコリメータ211〜215が配置され、更に、各コリメータ210〜215と波長選択フィルタ115a〜115dの間の光路にそれぞれ光路補正用のミラー220〜225が配置されている。入出力用のコリメータ210と第2、第4のコリメータ212、214は、長方形状の基板230の一方の短辺に沿ってこの順に配置され、第1、第3、第5のコリメータ211、213、215は基板230の他方の短辺に沿ってこの順に配置されている。
Then, an input /
各ミラー221〜216は、次のように光が進行するように光路を調整している。まず、入出力用のコリメータ211から出射された光が、第1の波長選択フィルタ115aに入射し、その透過光が、第1の分岐挿入用のコリメータ212に入射する。また、第1の波長選択フィルタ115aの反射光が、第2の波長選択フィルタ115bに入射し、その透過光が、第2の分岐挿入用のコリメータ213に入射する。また、第2の波長選択フィルタ115bの反射光が、第3の波長選択フィルタ115cに入射し、その透過光が、第3の分岐挿入用のコリメータ214に入射する。また、第3の波長選択フィルタ115cの反射光が、第4の波長選択フィルタ115dに入射し、その透過光が、第4の分岐挿入用のコリメータ215に入射する。第4の波長選択フィルタ115dの反射光が、第5の分岐挿入用のコリメータ216に入射する。
Each
この光モジュール200は、次のようにして製造することができる。
まず、V溝(図示略)を形成した基板230を準備する。次に各コリメータ210〜215を基板230上のV溝に配置・固定する。固定に伴う作業及び光結合の確認は第1実施形態と同様である。
The
First, a
次に、入出力用のコリメータ210より任意の波長の光を出射し、この光が第1の分岐挿入用のコリメータ211と結合するように、両コリメータ210、211間に2枚のミラー220、221を配置し、それらの位置及び向きと傾きを調整する。コリメータ210、211の間に設置される2枚のミラー220、221は、その向きや傾きを調整することにより、三次元的な光路変換を行う機能を有するので、一対のコリメータ210、211がどんな位置関係にあっても、両者の光結合を低損失で行うことができる。
Next, light of an arbitrary wavelength is emitted from the input /
次に、2つのミラー220、221間における入出力用コリメータ210からの出射光の当たる位置に、第1の波長選択フィルタ115aを配置する。この第1の波長選択フィルタ115aは、ミラー220、221と同様に、自身の向きと傾きを変えることのできる機能を有している。また、第2の分岐挿入用のコリメータ212に、入出力用のコリメータ210から出射されて第1の波長選択フィルタ115aで反射された光が入るように、ミラー222を設置する。即ち、入出力用のコリメータ210から第1の波長選択フィルタ115aで反射される波長(λ1以外の波長)の光を出射し、この光が第2の分岐挿入用のコリメータ212に適正に入射するように、第1の波長選択フィルタ115a及びミラー222の位置・向き・傾きを調整する。
Next, the first
ここで、第1の波長選択フィルタ115aを挿入することにより、第1の分岐挿入用コリメータ211への入射光軸がずれるが、これは後で、入出力用コリメータ210から第1の波長選択フィルタ115aの透過波長(λ1)の光を出射し、該フィルタ115aを透過した光が、第1の分岐挿入用コリメータ211に適正に入射するように、ミラー221の向きと傾きを微調整することで、簡単に補正することができる。従って、フィルタ挿入前と同等の光結合を得ることができる。
Here, by inserting the first
次に、第1の波長選択フィルタ115aとミラー222の間における入出力用コリメータ210からの出射光(波長選択フィルタ115aの反射光)の当たる位置に、第2の波長選択フィルタ115bを配置する。この第2の波長選択フィルタ115bも、ミラーと同様に自身の向きと傾きを変えることができる機能を有している。また、第3の分岐挿入用コリメータ213に、入出力用のコリメータ210から出射されて第1、第2の波長選択フィルタ115a、115bで順次反射された光が入るように、ミラー223を設置する。即ち、入出力用のコリメータ210から第1、第2の波長選択フィルタ115a、115bで反射される波長(λ1、λ2以外の波長)の光を出射し、この光が第3の分岐挿入用のコリメータ213に適正に入射するように、第2の波長選択フィルタ115b及び
ミラー223の位置・向き・傾きを調整する。
Next, the second
この場合も、第2の波長選択フィルタ115bを挿入することにより、第2の分岐挿入用コリメータ212への入射光軸がずれるが、これは後で、入出力用コリメータ210から第2の波長選択フィルタ115bの透過波長(λ2)の光を出射し、該フィルタ115bを透過した光が、第2の分岐挿入用コリメータ212に適正に入射するように、ミラー222の向きと傾きを微調整することで、簡単に補正することができる。従って、フィルタ挿入前と同等の光結合を得ることができる。
In this case as well, the optical axis incident on the second add /
次に、第2の波長選択フィルタ115bとミラー223の間における入出力用コリメータ210からの出射光(波長選択フィルタ115a、115bの反射光)の当たる位置に、第3の波長選択フィルタ115cを配置する。この第3の波長選択フィルタ115cも、ミラーと同様に自身の向きと傾きを変えることができる機能を有している。また、第4の分岐挿入用コリメータ214に、入出力用のコリメータ210から出射されて第1、第2、第3の波長選択フィルタ115a、115b、115cで順次反射された光が入るように、ミラー224を設置する。即ち、入出力用のコリメータ210から第1、第2、第3の波長選択フィルタ115a、115b、115cで反射される波長(λ1、λ2、λ3以外の波長)の光を出射し、この光が、第4の分岐挿入用のコリメータ214に適正に入射するように、第3の波長選択フィルタ115c及びミラー224の位置・向き・傾きを調整する。
Next, the third
この場合も、第3の波長選択フィルタ115cを挿入することにより、第3の分岐挿入用コリメータ213への入射光軸がずれるが、これは後で、入出力用コリメータ210から第3の波長選択フィルタ115cの透過波長(λ3)の光を出射し、該フィルタ115cを透過した光が、第3の分岐挿入用コリメータ213に適正に入射するように、ミラー223の向きと傾きを微調整することで、簡単に補正することができる。従って、フィルタ挿入前と同等の光結合を得ることができる。
Also in this case, by inserting the third
次に、第3の波長選択フィルタ115cとミラー224の間における入出力用コリメータ210からの出射光(波長選択フィルタ115a、115b、115cの反射光)の当たる位置に、第4の波長選択フィルタ115dを配置する。この第4の波長選択フィルタ115dも、ミラーと同様に自身の向きと傾きを変えることができる機能を有している。また、第5の分岐挿入用コリメータ214に、入出力用のコリメータ210から出射されて第1、第2、第3、第4の波長選択フィルタ115a、115b、115c、115dで順次反射された光が入るように、ミラー225を設置する。即ち、入出力用のコリメータ210から第1、第2、第3、第4の波長選択フィルタ115a、115b、115c、115dで反射される波長(λ1、λ2、λ3、λ4以外の波長)の光を出射し、この光が第5の分岐挿入用のコリメータ215に適正に入射するように、第4の波長選択フィルタ115d及びミラー225の位置・向き・傾きを調整する。
Next, the fourth
この場合も、第4の波長選択フィルタ115dを挿入することにより、第4の分岐挿入用コリメータ214への入射光軸がずれるが、これは後で、入出力用コリメータ210から第4の波長選択フィルタ115dの透過波長(λ4)の光を出射し、該フィルタ115dを透過した光が、第4の分岐挿入用コリメータ214に適正に入射するように、ミラー224の向きと傾きを微調整することで、簡単に補正することができる。従って、フィルタ挿入前と同等の光結合を得ることができる。
Also in this case, by inserting the fourth
次に、この光モジュール200を、複数波長光分波装置として使用する場合について説明する。光分波装置として使用する場合は、図2(a)に示すように、入出力用のコリメータ210を、外部の入力用光伝送路からの波長多重光を受光する入力用コリメータとし、それ以外のコリメータ211〜215を、波長選択フィルタ115a〜115dで透過または反射した光を外部に取り出す分岐光用コリメータとし、波長選択フィルタ115a〜115dを分波用光素子として利用することで、波長多重光を順次分波する機能を発揮する。
Next, the case where this
今、波長λ1〜λ5よりなる波長多重光が入出力用のコリメータ210に入力された場合、λ1の波長の光のみが、第1の波長選択フィルタ115aを透過して第1の分岐挿入用のコリメータ211に入射され、その他の波長λ2〜λ5の光は、第2の波長選択フィルタ115bに向けて反射される。同様に、第2の波長選択フィルタ115bでは、λ2の波長の光のみが透過して第2の分岐挿入用のコリメータ212に入射され、その他の波長λ3〜λ5の光は、第3の波長選択フィルタ115cに向けて反射される。また、第3の波長選択フィルタ115cでは、λ3の波長の光のみが透過して第3の分岐挿入用のコリメータ213に入射され、その他の波長λ4、λ5の光は、第4の波長選択フィルタ115dに向けて反射される。第4の波長選択フィルタ115dでは、λ4の波長の光のみ
が透過して第4の分岐挿入用のコリメータ214に入射され、その他の波長λ5の光は第5の分岐挿入用のコリメータ215に向けて反射される。これにより、各波長の光が順次分波される。
If wavelength multiplexed light having wavelengths λ1 to λ5 is input to the input /
次に、この光モジュール200を、複数波長光合波装置として使用する場合について説明する。光合波装置として使用する場合は、図2(b)に示すように、入出力用のコリメータ210を、外部の出力用光伝送路へ出力光を伝送する出力光用コリメータとし、それ以外のコリメータ211〜215を、外部から波長選択フィルタ115a〜115dに対して異なる波長の光を入射する挿入光用コリメータとし、波長選択フィルタ115a〜115dを合波用光素子として利用することで、異なる波長の光を順次合波する機能を発揮する。
Next, the case where this
今、波長λ1〜λ5の光が順次分岐挿入用のコリメータ211〜215に入力された場合、第4の波長選択フィルタ115dにおいて波長λ5とλ4の光が合波され、第3の波長選択フィルタ115cにおいて波長λ5〜λ3の光が合波され、第2の波長選択フィルタ115bにおいて波長λ5〜λ2の光が合波され、第1の波長選択フィルタ115aにおいて波長λ5〜λ1の光が合波される。そして、第1の波長選択フィルタ115aから出た光が、入出力用のコリメータ210に入射されて、外部の光伝送路に伝送される。
Now, when light of wavelengths λ1 to λ5 is sequentially input to
以上のように、本実施形態の光モジュール200は、光分波装置として使用することもできるし、光合波装置として使用することもできる。しかもその場合、各部品を通過する際に生じる光軸ずれを、波長選択フィルタ115a〜115dと各コリメータ210〜215との間に配置したミラー220〜225で補正するようにしているので、十分な光結合が得られ、損失の少ない光分波処理あるいは光合波処理を行うことができる。また、この光モジュール200では、基板230上に各部品を配置して部品間を光が空間伝播するようにしているので、従来のように複数のフィルタモジュールを用い、フィルタモジュール間を光ファイバで接続するタイプの光分波装置あるいは光合波装置と比較して、低損失で小型及び低価格の光分波装置あるいは光合波装置を得ることができる。特にチャンネル数が多くなればなるほど、本実施形態の光モジュールは有利さを発揮できる。
As described above, the
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図8は、本発明の第3実施形態の光モジュール300、500の構成を示す平面図で、(a)は、光路補正用部材として全反射プリズムを用いた光モジュール300であり、(b)は、楔形プリズムを用いた光モジュール500である。尚、図8(a)に示す光モジュール300は、ミラーを全反射プリズムに代替した以外は、図1(a)に示す光モジュール100と同様の構成を有し、(b)に示す光モジュール500も、ミラーを楔形プリズムに代替した以外は、図1(a)に示す光モジュール100と同様の構成を有する。
図9は、本発明の第3実施形態の全反射プリズム型光モジュール400の平面図で、(a)は、当該光モジュール400を光分波装置として使用した場合、(b)は、光合波装置として使用した場合である。尚、図9(a)(b)に示す光モジュール400は、ミラーを全反射プリズムに代替した以外は、図2(a)(b)に示す光モジュール200と同様の構成を有する。
図10は、本発明の第3実施形態の楔形プリズム型光モジュール600の平面図で、(a)は、当該光モジュール600を光分波装置として使用した場合、(b)は、光合波装置として使用した場合である。尚、図10(a)(b)に示す光モジュール600は、ミラーを楔形プリズムに代替した以外は、図2(a)(b)に示す光モジュール200と同様の構成を有する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the
FIG. 9 is a plan view of a total reflection prism type
10A and 10B are plan views of a wedge-shaped prism
上述した、本発明の第1および第2実施形態において、光路補正用部材としてミラーを用いた場合について説明した。そして図8〜10に示したように、このミラーをプリズムに置換した場合においても、光モジュール300、400、500、600に示すように、同様の効果を得ることが出来る。勿論、ミラー、プリズム以外であっても、所定の精度をもって光路を補正する機能を有する部材であれば、光路補正用部材として使用可能である。
さらに所望により、光モジュール内において、これらミラー、プリズム等を混合して用いることも可能である。
In the first and second embodiments of the present invention described above, the case where the mirror is used as the optical path correcting member has been described. As shown in FIGS. 8 to 10, even when this mirror is replaced with a prism, as shown in the
If desired, these mirrors, prisms, and the like can be mixed and used in the optical module.
図8(a)、図9に示した、光モジュール300および400において、光路補正用部材として全反射プリズム301〜304、410〜415を用いた場合も、ミラーを用いた場合と同様に、信号光の光路を補正することが出来た。
In the
また図8(b)、図10に示した、光モジュール500および600において、光路補正用部材として任意角度を有する楔形のプリズム501〜504、610〜615を用いた場合も、信号光の屈折角を利用することでミラーを用いた場合と同様に、光路補正を行うことが出来た。
Also, in the
光路補正用部材であるプリズムとして、全反射型と楔形とのいずれを用いた場合も、光の透過面に反射防止膜を付ければ、反射ミラーと同じ効果を得ることが出来る。特に楔形のプリズムの場合では、低角度反射で発生するビームの拡大がないため、プリズム自体を小さくすることが出来るので、全体の小型化を図ることが出来るという利点もある。さらに、図1のミラー121〜124にて説明したように、各プリズムについても通常の使用で動かないようにさえなっていれば、その傾きを固定してしまわず、後で微調整できるようにしておいてもよい。例えばジンバル型の位置調整を行うプリズムを使用することも好ましい。
When the total reflection type or the wedge shape is used as the prism as the optical path correcting member, the same effect as that of the reflection mirror can be obtained by providing an antireflection film on the light transmission surface. In particular, in the case of a wedge-shaped prism, since there is no expansion of the beam generated by low-angle reflection, the prism itself can be made small, and there is also an advantage that the entire size can be reduced. Furthermore, as described with reference to the
なお、各コリメータ、光路補正用部材、波長選択フィルタ等の各部品の配置は、上記実施形態に限られるものではなく、必要な光路が形成できるものであれば、他の配置にしてもよい。また、上記実施形態では、干渉フィルタとして波長選択フィルタを用いた場合を示したが、他の機能を有する干渉フィルタを用いてもよい。また、必要に応じて、コリメータ、光路補正用部材、フィルタ以外に、他の光学部品、例えば、偏光素子、レンズ等を同一基板上に配置してもよい。 The arrangement of each component such as each collimator, the optical path correction member, and the wavelength selection filter is not limited to the above embodiment, and other arrangements may be used as long as a necessary optical path can be formed. Moreover, although the case where the wavelength selection filter was used as an interference filter was shown in the said embodiment, you may use the interference filter which has another function. In addition to the collimator, the optical path correction member, and the filter, other optical components such as a polarizing element and a lens may be disposed on the same substrate as necessary.
以上説明したように、本発明によれば、コリメータと干渉フィルタとの間の光路中にそれぞれ光路補正用のミラーを配置し、コリメータ間の光軸ずれを光路補正用部材で補正するようにしているので、良好な光結合を実現することができる。また、各構成部品を共通基板上に固定し、部品間を光が空間伝搬する構成としているので、無駄な部品を使わずに済み、必要最小限の体積で、光モジュールの低価格化及び小型化を図ることができる。また、請求項3の発明によれば、良好な光結合を行うことで、低損失の光分岐挿入装置を実現することができる。また、請求項4の発明によれば、低損失の複数波長光分波装置(請求項5の発明)や複数波長光合波装置(請求項6の発明)を作ることができる。
As described above, according to the present invention, the optical path correction mirror is disposed in the optical path between the collimator and the interference filter, and the optical axis deviation between the collimators is corrected by the optical path correction member. Therefore, good optical coupling can be realized. In addition, each component is fixed on a common board, and light is propagated between the components. This eliminates the use of unnecessary components, reduces the cost and size of the optical module with the minimum required volume. Can be achieved. According to the invention of claim 3, a low-loss optical add / drop multiplexer can be realized by performing good optical coupling. According to the invention of
130,230 基板
100,200,300,400,500,600 光モジュール
111 入力光用コリメータ
112 出力光用コリメータ
113 分岐光用コリメータ
114 挿入光用コリメータ
115,115a〜115d 波長選択フィルタ
121〜124,220〜225 光路補正用部材であるミラー
301〜304,410〜415 光路補正用部材である反射型プリズム
501〜504,610〜615 光路補正用部材である楔型プリズム
131〜134 V溝
210〜215 コリメータ
130, 230
Claims (9)
前記各コリメータは、光ファイバと光学的に結合するコリメートレンズで構成されており、光ファイバの信号光を平行光にコリメートして空間に向けて出射する機能、又は、空間伝送されてきた平行光を光ファイバの端面に集光させて入射する機能を果たし、
前記干渉フィルタを配置した後の光路は、前記光路補正用平板ミラーのみを調整することにより補正自在であり、
前記干渉フィルタとして、
(a)入射される光のうち特定の波長帯域の光のみを透過し、他の波長の光を反射する波長選択フィルタ;
(b)入射される光の強度が波長に対して均一でない場合に、この強度を平坦化するように光強度を補正する利得等化フィルタ;
(c)入射される光の光量の一部分のみを取り出すためのフィルタ;
のうちの少なくともいずれかが使用されていることを特徴とする光モジュール。 In the optical path from the input light collimator to the output light collimator, the input light collimator that collimates the input light from the outside, the output light collimator that inputs the output light to the outside, collects it, and transmits it to the outside And a collimator mounted on a common rectangular substrate, and an optical path correcting flat mirror disposed in the optical path between each collimator and the interference filter, and each collimator, The V-grooves are formed in parallel to each other on the common rectangular substrate , and the V-groove is formed in parallel to one side of the common rectangular substrate .
Each of the collimators includes a collimating lens that is optically coupled to an optical fiber, and collimates the signal light of the optical fiber into parallel light and emits the light toward space, or parallel light that has been spatially transmitted. Fulfills the function of focusing and incident on the end face of the optical fiber,
The optical path after arranging the interference filter can be corrected by adjusting only the optical path correcting flat mirror,
As the interference filter,
(A) a wavelength selection filter that transmits only light in a specific wavelength band among incident light and reflects light of other wavelengths;
(B) a gain equalization filter that corrects the light intensity so as to flatten the intensity when the intensity of the incident light is not uniform with respect to the wavelength;
(C) a filter for extracting only a part of the amount of incident light;
An optical module characterized in that at least one of them is used .
前記各コリメータは、光ファイバと光学的に結合するコリメートレンズで構成されており、光ファイバの信号光を平行光にコリメートして空間に向けて出射する機能、又は、空間伝送されてきた平行光を光ファイバの端面に集光させて入射する機能を果たし、
前記波長選択フィルタを配置した後の光路は、前記光路補正用平板ミラーのみを調整することにより補正自在であることを特徴とする光モジュール。 An input light collimator that collimates wavelength multiplexed light transmitted from the input optical transmission path into parallel light, and transmits only light in a specific wavelength band among wavelength multiplexed light incident through the input light collimator. A wavelength selective filter that reflects light in the wavelength band, a collimator for branching light that condenses light transmitted through the wavelength selective filter and transmits it to an external optical transmission line for branching, and an external optical transmission line for insertion A collimator for insertion light that collimates light of a specific wavelength band to be transmitted into parallel light and enters the wavelength selection filter, light that is transmitted through the wavelength selection filter by the collimator for insertion light, and the wavelength multiplexing A collimator for output light that condenses and transmits the combined light of the light reflected by the wavelength selection filter and transmitted to an external output optical transmission line, and each of the collimators and the wavelength selection filter And a flat mirror for optical path correction respectively disposed in the optical path between, be equipped with a respective collimator and the wavelength selection filter and a flat mirror for optical path correction on a common rectangular substrate, and each of said collimator The V-grooves formed in parallel to each other on the common rectangular substrate , and the V-grooves are formed in parallel to one side of the common rectangular substrate ;
Each of the collimators includes a collimating lens that is optically coupled to an optical fiber, and collimates the signal light of the optical fiber into parallel light and emits the light toward space, or parallel light that has been spatially transmitted. Fulfills the function of focusing and incident on the end face of the optical fiber,
The optical module after the wavelength selection filter is arranged can be corrected by adjusting only the optical path correcting flat plate mirror .
前記複数の波長選択フィルタを、光の進行方向の上流側から下流側に向かって順番にフィルタの反射光が入射するように配置し、
最上流の波長選択フィルタへの入射光の光路上と、各波長選択フィルタの透過光の光路上と、最下流の波長選択フィルタの反射光の光路上とにそれぞれコリメータを配置し、
各コリメータと波長選択フィルタの間の光路にそれぞれ光路補正用平板ミラーを配置し、
前記各コリメータ、波長選択フィルタ、及び光路補正用平板ミラーを、共通の矩形基板上に配置し、かつ、前記各コリメータを、前記共通の矩形基板上に互いに平行に形成したV溝に配置し、さらにこのV溝は前記共通の矩形基板の一方の辺に対して平行に形成されており、
前記各コリメータは、光ファイバと光学的に結合するコリメートレンズで構成されており、光ファイバの信号光を平行光にコリメートして空間に向けて出射する機能、又は、空間伝送されてきた平行光を光ファイバの端面に集光させて入射する機能を果たし、
前記波長選択フィルタを配置した後の光路は、前記光路補正用平板ミラーのみを調整することにより補正自在であることを特徴とする光モジュール。 A demultiplexing function that transmits only light of a specific wavelength and reflects light of other wavelengths, and light of a specific wavelength that is incident and transmitted from one surface and light of another wavelength that is incident and reflected from the other surface. Equipped with a plurality of wavelength selection filters having a multiplexing function for multiplexing, with different specific wavelengths,
The plurality of wavelength selective filters are arranged so that the reflected light of the filters enters in order from the upstream side to the downstream side in the light traveling direction,
Collimators are arranged on the optical path of the incident light to the most upstream wavelength selective filter, on the optical path of the transmitted light of each wavelength selective filter, and on the optical path of the reflected light of the downstream downstream wavelength selective filter,
An optical path correction plate mirror is arranged in the optical path between each collimator and the wavelength selection filter,
The collimators, wavelength selection filters, and optical path correcting flat mirrors are arranged on a common rectangular substrate , and the collimators are arranged in V-grooves formed in parallel to each other on the common rectangular substrate , Further, the V-groove is formed in parallel to one side of the common rectangular substrate ,
Each of the collimators includes a collimating lens that is optically coupled to an optical fiber, and collimates the signal light of the optical fiber into parallel light and emits the light toward space, or parallel light that has been spatially transmitted. Fulfills the function of focusing and incident on the end face of the optical fiber,
The optical module after the wavelength selection filter is arranged can be corrected by adjusting only the optical path correcting flat plate mirror .
前記各コリメータは、光ファイバと光学的に結合するコリメートレンズで構成されており、光ファイバの信号光を平行光にコリメートして空間に向けて出射する機能、又は、空間伝送されてきた平行光を光ファイバの端面に集光させて入射する機能を果たし、
前記干渉フィルタを配置した後の光路は、前記光路補正用プリズムのみを調整することにより補正自在であり、
前記干渉フィルタとして、
(a)入射される光のうち特定の波長帯域の光のみを透過し、他の波長の光を反射する波長選択フィルタ;
(b)入射される光の強度が波長に対して均一でない場合に、この強度を平坦化するように光強度を補正する利得等化フィルタ;
(c)入射される光の光量の一部分のみを取り出すためのフィルタ;
のうちの少なくともいずれかが使用されていることを特徴とする光モジュール。 In the optical path from the input light collimator to the output light collimator, the input light collimator that collimates the input light from the outside, the output light collimator that inputs the output light to the outside, collects it, and transmits it to the outside And an optical path correcting prism respectively disposed in an optical path between each collimator and the interference filter on a common rectangular substrate, and each collimator is It is arranged in a V-groove formed in parallel with each other on a common rectangular substrate , and this V-groove is formed in parallel with one side of the common rectangular substrate ,
Each of the collimators includes a collimating lens that is optically coupled to an optical fiber, and collimates the signal light of the optical fiber into parallel light and emits the light toward space, or parallel light that has been spatially transmitted. Fulfills the function of focusing and incident on the end face of the optical fiber,
The optical path after placing the interference filter can be corrected by adjusting only the optical path correcting prism,
As the interference filter,
(A) a wavelength selection filter that transmits only light in a specific wavelength band among incident light and reflects light of other wavelengths;
(B) a gain equalization filter that corrects the light intensity so as to flatten the intensity when the intensity of the incident light is not uniform with respect to the wavelength;
(C) a filter for extracting only a part of the amount of incident light;
An optical module characterized in that at least one of them is used .
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09113769A (en) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Yazaki Corp | Optical device |
JPH11109425A (en) * | 1997-08-15 | 1999-04-23 | Lucent Technol Inc | Optical switch |
JP2001264646A (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-26 | Sun Tec Kk | Interference optical filter module device |
US6301407B1 (en) * | 1998-12-22 | 2001-10-09 | Nortel Networks Limited | Dielectric optical filter network |
JP2001281493A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-10 | Fdk Corp | Wavelength demultiplexing and multiplexing module |
JP2001296481A (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Koshin Kogaku Kogyo Kk | Wavelength variable optical branching insertion device |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09113769A (en) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Yazaki Corp | Optical device |
JPH11109425A (en) * | 1997-08-15 | 1999-04-23 | Lucent Technol Inc | Optical switch |
US6301407B1 (en) * | 1998-12-22 | 2001-10-09 | Nortel Networks Limited | Dielectric optical filter network |
JP2001264646A (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-26 | Sun Tec Kk | Interference optical filter module device |
JP2001281493A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-10 | Fdk Corp | Wavelength demultiplexing and multiplexing module |
JP2001296481A (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Koshin Kogaku Kogyo Kk | Wavelength variable optical branching insertion device |
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