JP5134028B2

JP5134028B2 - Optical parts

Info

Publication number: JP5134028B2
Application number: JP2010059330A
Authority: JP
Inventors: 育生小川; 芳行土居; 俊和橋本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP2011191647A

Description

本発明は光部品に関し、製造の際のレンズ調芯が容易な光部品に関する。 The present invention relates to an optical component, and relates to an optical component that facilitates lens alignment during manufacturing.

近年、光ファイバ伝送の普及に伴い、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＱＰＳＫ等の様々な通信方式の光通信が開発されている（非特許文献１、２、３）。これらの光通信に用いられる光通信装置には、光ファイバ、平面光導波回路（ＰＬＣ）、レンズ、フォトダイオード、レーザダイオードなどの複数の光部品が設けられている。これらの光部品を備えた光通信装置の製造時に、レンズと他の光部品とを光接続する際の調芯には特に高い精度が求められる。例えば、光ファイバとレンズとを光接続する場合には、レンズ出射光の方向をカメラ等で観察することにより調芯している。 In recent years, with the widespread use of optical fiber transmission, optical communication of various communication systems such as CDMA, OFDM, and QPSK has been developed (Non-Patent Documents 1, 2, and 3). An optical communication device used for such optical communication is provided with a plurality of optical components such as an optical fiber, a planar optical waveguide circuit (PLC), a lens, a photodiode, and a laser diode. When manufacturing an optical communication device including these optical components, particularly high accuracy is required for alignment when optically connecting a lens and another optical component. For example, when an optical fiber and a lens are optically connected, alignment is performed by observing the direction of the lens emission light with a camera or the like.

図１にレンズアレイ２００と多芯の光ファイバ１００との従来の調芯方法を示す。レンズアレイ２００とカメラ３００を正対させて固定し、多芯の光ファイバ１００を移動させる。多芯の光ファイバ１００を移動させる毎に、多芯の光ファイバ１００の一端から一心づつ入射した光Ｌをカメラ３００で観察する。多芯の光ファイバ１００の各ポートから出力された光はレンズアレイ２００のレンズ部分２０を介してカメラ３００に入射される。各ポートから出射された光の進行方向をカメラ３００で観察し、この観察結果に基づき光ファイバ１００とレンズアレイ２００とを位置決めする。 FIG. 1 shows a conventional alignment method between a lens array 200 and a multi-core optical fiber 100. The lens array 200 and the camera 300 are fixed facing each other and fixed, and the multi-core optical fiber 100 is moved. Each time the multi-core optical fiber 100 is moved, the light L incident from the one end of the multi-core optical fiber 100 is observed with the camera 300. Light output from each port of the multi-core optical fiber 100 is incident on the camera 300 via the lens portion 20 of the lens array 200. The traveling direction of the light emitted from each port is observed with the camera 300, and the optical fiber 100 and the lens array 200 are positioned based on the observation result.

Hossam M.H.Shalaby, ‘‘Chip-Level Detection in Optical Code Division Multiple Access’’, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol.16, No.6, June 1998Hossam M.H.Shalaby, ‘‘ Chip-Level Detection in Optical Code Division Multiple Access ’’, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol.16, No.6, June 1998 Yan Tang, et al, ‘‘Optimum Design for RF-to-Optical Up-Converter in Coherent Optical OFDM Systems’’, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol.19, No.7, APRIL 1,2007Yan Tang, et al, ‘‘ Optimum Design for RF-to-Optical Up-Converter in Coherent Optical OFDM Systems ’’, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol.19, No.7, APRIL 1,2007 Jeremie Renaudier, et al, ‘‘Linear Fiber Impairments Mitigation of 40-Gbit/s Polarization-Multiplexed QPSK by Digital Processing in a Coherent Receiver’’, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol.26, No.1, January 1,2008Jeremie Renaudier, et al, ‘‘ Linear Fiber Impairments Mitigation of 40-Gbit / s Polarization-Multiplexed QPSK by Digital Processing in a Coherent Receiver ’’, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol.26, No.1, January 1,2008

しかしながら、図２に示すように、ＰＬＣなどの多芯の光導波路１０１とレンズアレイ２００とを接続する場合は、図１の方法では調芯が困難である。これは、第１に、多芯の光導波路１０１の出力は分岐回路や干渉回路の出力の場合が多いからである。各ポートから分岐や干渉された光が出力されると、カメラで観察して単芯ごとに独立して光の進行方向を判別しがたく、調芯が困難となる。また、第２に、多芯の光導波路１０１はポート間ピッチも小さいことが多く、出射光が干渉してしまうからである。このような構成で多芯の光導波路１０１からの光Ｌの出射方向を観察するためには、高度な参照軸出しや観察系が必要となり、装置が複雑化し、また、それにより実装構造や工程が制約される。 However, as shown in FIG. 2, when connecting a multi-core optical waveguide 101 such as a PLC and the lens array 200, it is difficult to align by the method of FIG. This is because, first, the output of the multi-core optical waveguide 101 is often the output of a branch circuit or an interference circuit. When branched or interfered light is output from each port, it is difficult to determine the traveling direction of the light independently for each single core as observed by a camera, and alignment becomes difficult. Second, the multi-core optical waveguide 101 often has a small inter-port pitch, and the emitted light interferes. In order to observe the emission direction of the light L from the multi-core optical waveguide 101 with such a configuration, an advanced reference axis alignment and observation system are required, which complicates the apparatus. Is constrained.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、カメラ等の観察系のための高価な装置を必要とすることなく、レンズ設計や導波路設計に依存しない、多芯の光導波路とレンズアレイとの容易な調芯が可能な光部品を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is not to require an expensive device for an observation system such as a camera, and does not depend on lens design or waveguide design. It is an object of the present invention to provide an optical component capable of easily aligning the optical waveguide and the lens array.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、複数の出力ポートに接続される光導波路と、ダミーポートに接続されるダミー光導波路を有する多芯の光導波路アレイと、前記光導波路の複数の出力ポートから出力される光を集光する複数のレンズと、前記光導波路アレイのダミーポートから出力される光を当該ダミーポートに反射する反射光学部品とが並設されるレンズアレイと、を備え、前記光導波路アレイのダミーポートから出力される光の反射端は、前記反射光学部品の端面のうち、前記光導波路アレイのダミーポートと接続されない側の端面であり、前記反射光学部品は、レンズアレイが調芯された位置にあるときにダミーポートに接続されるダミー光導波路に入射する前記反射光の強度が最大となるよう、前記光導波路アレイのダミーポートの中心と前記反射光学部品の中心とが一致したときに前記光導波路アレイのダミーポートから出力される光の波面が前記反射端において前記反射端と平行となるように屈折率分布が設定されたレンズであり、前記屈折率分布が設定されたレンズから前記ダミーポートを介してダミー光導波路に反射された反射光を用いて多芯の光導波路アレイに対するレンズアレイの調芯が可能な光部品である。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1, an optical waveguide connected to a plurality of output ports, a multi-core optical waveguide array having a dummy optical waveguide connected to a dummy port, A plurality of lenses that collect light output from the plurality of output ports of the optical waveguide and a reflective optical component that reflects light output from the dummy port of the optical waveguide array to the dummy port are arranged in parallel. A reflective end of light output from the dummy port of the optical waveguide array is an end surface of the reflective optical component that is not connected to the dummy port of the optical waveguide array, The reflective optical component is configured so that the intensity of the reflected light incident on the dummy optical waveguide connected to the dummy port is maximized when the lens array is in the aligned position. The optical waveguide refractive index profile so as to be parallel to the reflection end plane of the light output from the dummy port at said reflective end of the array when the center of the dummy port of the array and the center of the reflective optical components are matched The lens array can be aligned with respect to the multi-core optical waveguide array using the reflected light reflected from the lens with the refractive index distribution to the dummy optical waveguide through the dummy port. This is an optical component.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光部品であって、前記ダミー導波路は、レンズアレイが調芯された位置にあるときに、前記反射光の強度が最大となるモードフィールド径を有することを特徴とする。 Invention of claim 2, an optical component according to claim 1, wherein the dummy waveguides, when in the position where the lens array is alignment, intensity of the reflected light is maximum mode It has a field diameter.

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光部品であって、前記ダミー導波路の出力端に、レンズアレイが調芯された位置にあるときに、前記反射光の強度が最大となる光軸方向の長さを有するスラブ導波路を配置することを特徴とする。 The invention according to claim 3, the optical component according to claim 1, wherein the output end of the dummy waveguides, when in the position where the lens array is alignment, intensity of the reflected light is maximum A slab waveguide having a length in the optical axis direction is arranged.

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光部品であって、前記光導波路は、レンズアレイの光軸に対し導波路が平行に延在する第１の光導波路領域と、第１の光導波路領域の導波路から所定角度折り曲げられて延在する、出力端側に設けられる第２の光導波路領域とを有し、前記ダミー光導波路は、レンズアレイの光軸に対し導波路が平行に延在する第１のダミー光導波路領域と、第１のダミー光導波路領域の導波路から所定角度折り曲げられて延在する第２のダミー光導波路領域と、第２のダミー光導波路領域から所定角度折り曲げられてレンズアレイの光軸に対し導波路が平行に延在する、出力端側に設けられる第３のダミー光導波路領域とを有することを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the optical component according to any one of the first to third aspects, wherein the optical waveguide is a first optical waveguide in which the waveguide extends in parallel to the optical axis of the lens array. A waveguide region and a second optical waveguide region provided on the output end side that is bent at a predetermined angle from the waveguide of the first optical waveguide region, and the dummy optical waveguide is a lens array light. A first dummy optical waveguide region in which the waveguide extends parallel to the axis, a second dummy optical waveguide region that extends by being bent at a predetermined angle from the waveguide of the first dummy optical waveguide region, and a second And a third dummy optical waveguide region provided on the output end side, which is bent at a predetermined angle from the dummy optical waveguide region and extends in parallel with the optical axis of the lens array.

本発明は、ダミーポートの反射光を用いた調芯を行うことにより、カメラ等の観察系のための高価な装置を必要とすることなく、レンズ設計や導波路設計に依存しない、多芯の光導波路とレンズアレイとの容易な調芯が可能となる。 The present invention performs multi-core alignment that does not depend on lens design or waveguide design without requiring an expensive device for an observation system such as a camera by performing alignment using reflected light of a dummy port. Easy alignment between the optical waveguide and the lens array is possible.

従来のレンズ調芯方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the conventional lens alignment method. 従来のレンズ調芯方法の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of the conventional lens alignment method. 本発明の光部品を搭載可能な光モジュールの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical module which can mount the optical component of this invention. 本発明にかかる光部品の構成の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a structure of the optical component concerning this invention. 本発明にかかる光部品の構成の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of a structure of the optical component concerning this invention. 本発明にかかる光部品の構成の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of a structure of the optical component concerning this invention. 本発明にかかる光部品の構成の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of a structure of the optical component concerning this invention. 本発明にかかる光部品の構成の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of a structure of the optical component concerning this invention. 本発明にかかる光部品の構成の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of a structure of the optical component concerning this invention. 本発明にかかる光部品の構成の他の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of a structure of the optical component concerning this invention. 第５の実施形態の切替領域Ｗの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the switching area W of 5th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図３は、本発明の光部品を搭載可能な光モジュールの概略構成を示す図である。図３に示す光モジュール５００は、例えば、１００Ｇ／ＤＰ−ＱＰＳＫ（ＤｕａｌＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）の光モジュールとして用いられる。光モジュール５００は、ＰＬＣ(ＰｌａｎａｒＬｉｇｈｔｗａｖｅｃｉｒｃｕｉｔ:平面光導波回路)５１０と、レンズアレイ部５２０と、フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）５３０と、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）５４０とを備えて構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an optical module on which the optical component of the present invention can be mounted. The optical module 500 shown in FIG. 3 is used as an optical module of 100G / DP-QPSK (Dual Polarization Differential Quadrature Phase Shift Keying), for example. The optical module 500 includes a PLC (Planar Lightwave Circuit) 510, a lens array unit 520, a photodiode (PD) 530, and a TIA (transimpedance amplifier) 540.

ＰＬＣ５１０には、信号光を入力するための入力ポートＳ１と局発光を入力するための入力ポートＳ２とが設けられている。また、ＰＬＣ５１０には、光導波路によって接続されたＰＢＳ（ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ：偏向ビームスプリッタ）５１１ａ、５１１ｂと光ミキサ５１２ａ、５１２ｂとが設けられている。 The PLC 510 is provided with an input port S1 for inputting signal light and an input port S2 for inputting local light. Further, the PLC 510 is provided with PBSs (Polarization Beam Splitters) 511a and 511b and optical mixers 512a and 512b connected by an optical waveguide.

光モジュール５００において、ＰＬＣ５１０の入力ポートＳ１、Ｓ２から入力された信号光および局発光は、それぞれＰＢＳ５１１ａ、５１２ｂによりＸ偏向とＹ偏向に分岐される。さらに信号光および局発光のＸ偏向成分は、光ミキサ５１２ａで９０度ハイブリッド混合された後、さらに４つの出力光に分岐されて出力される。信号光および局発光のＹ偏向成分は、光ミキサ５１２ｂで光ミキサ５１２ａと同様に処理され、４分岐されて出力される。これらの分岐出力は、光導波路を介してレンズアレイ部５２０に出力される。 In the optical module 500, signal light and local light input from the input ports S1 and S2 of the PLC 510 are branched into X deflection and Y deflection by PBSs 511a and 512b, respectively. Further, the X deflection component of the signal light and the local light is hybrid-mixed 90 degrees by the optical mixer 512a, and then branched into four output lights to be output. The Y deflection component of the signal light and the local light is processed by the optical mixer 512b in the same manner as the optical mixer 512a, and is output after being branched into four. These branch outputs are output to the lens array unit 520 via the optical waveguide.

レンズアレイ部５２０は、ＰＬＣ５１０からの出力光をＰＤ５３０に結合するためのレンズで構成される。例えば、図示のように、ＰＬＣの出力端に固定したマイクロレンズアレイ５１３ａ、５１３ｂと、ＰＤ５３０に固定したマイクロレンズアレイ５１４ａ、５１４ｂとで構成される。なお、レンズアレイ部５２０を１枚レンズで構成してもよいが、本発明の光部品は、マイクロレンズアレイで構成した場合に好ましく適用できる。ＰＤ５３０は、受光したＰＬＣからの出力光を電気信号に変換する。 The lens array unit 520 is configured with a lens for coupling output light from the PLC 510 to the PD 530. For example, as shown in the figure, it is composed of microlens arrays 513a and 513b fixed to the output end of the PLC and microlens arrays 514a and 514b fixed to the PD 530. Although the lens array unit 520 may be configured with a single lens, the optical component of the present invention is preferably applicable when configured with a microlens array. The PD 530 converts the output light from the received PLC into an electrical signal.

ＰＤ５３０には、ＴＩＡ５４０が電気的に接続されており、ＰＤ５３０の出力電流がＴＩＡ５４０により差動電圧出力に変換される。光モジュール５００の差動出力は、ＡＤＣ、ＤＳＰ等を集積した集積回路(ＬＳＩ)６００に接続される。 A TIA 540 is electrically connected to the PD 530, and an output current of the PD 530 is converted into a differential voltage output by the TIA 540. The differential output of the optical module 500 is connected to an integrated circuit (LSI) 600 in which an ADC, a DSP, and the like are integrated.

本発明の光部品は、光モジュール５００のＰＬＣ５１０とマイクロレンズアレイ５１３ａ、５１３ｂによって構成される部分に適用することができる。 The optical component of the present invention can be applied to a part constituted by the PLC 510 and the microlens arrays 513a and 513b of the optical module 500.

以下、本発明の光部品について説明する。
（第１の実施形態）
図４は本発明の第１の実施形態にかかる光部品の構成を説明するための図である。本光部品は、ダミーポートを有する多芯の光導波路アレイ１と、ダミーポートを有するレンズアレイ５とを備えている。多芯の光導波路アレイ１は、１〜複数の入力ポート、複数の出力ポートを有し、レンズアレイ５は複数の入力ポート、出力ポートを有しており、光導波路アレイ１のダミーポートと、レンズアレイ５のダミーポートを調芯（位置合わせ）したときに、光導波路アレイ１の複数の出力ポートとレンズアレイ５の複数の入力ポートも調芯される。 The optical component of the present invention will be described below.
(First embodiment)
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the optical component according to the first embodiment of the present invention. This optical component includes a multi-core optical waveguide array 1 having dummy ports and a lens array 5 having dummy ports. The multi-core optical waveguide array 1 has one to a plurality of input ports and a plurality of output ports, the lens array 5 has a plurality of input ports and an output port, and a dummy port of the optical waveguide array 1; When the dummy ports of the lens array 5 are aligned (aligned), the plurality of output ports of the optical waveguide array 1 and the plurality of input ports of the lens array 5 are also aligned.

多芯の光導波路アレイ１は、複数の出力ポートに接続された複数の光導波路１０と、２つのダミーポートに接続された２本のダミー導波路１１とを備えている。この場合、光導波路１０は、複数の分岐によって、４つの出力ポートに接続されている。 The multi-core optical waveguide array 1 includes a plurality of optical waveguides 10 connected to a plurality of output ports, and two dummy waveguides 11 connected to two dummy ports. In this case, the optical waveguide 10 is connected to four output ports by a plurality of branches.

また、レンズアレイ５には、光導波路アレイ１の複数の出力ポートから出力される光を集光する複数のレンズ５０ａが並設されている。レンズアレイ５のダミーポートは、光導波路アレイ１のダミーポートから出力される光を光導波路アレイ１のダミーポートに反射する反射光学部品が設けられており、図４では、レンズアレイ５の２つのダミーポートにはそれぞれダミーレンズ５０ｂが設けられている。図４では、出力ポートのレンズ５０ａ、ダミーポートのレンズ５０ｂとして、光軸と直交方向にレンズ内部の屈折率を変化させたＧＲＩＮレンズを採用した。 The lens array 5 is provided with a plurality of lenses 50 a that condense light output from a plurality of output ports of the optical waveguide array 1. The dummy port of the lens array 5 is provided with reflective optical components that reflect the light output from the dummy port of the optical waveguide array 1 to the dummy port of the optical waveguide array 1. In FIG. Each dummy port is provided with a dummy lens 50b. In FIG. 4, a GRIN lens in which the refractive index inside the lens is changed in the direction orthogonal to the optical axis is used as the lens 50a for the output port and the lens 50b for the dummy port.

レンズアレイ５のダミーレンズ５０ｂの反射端Ｒは、ダミー導波路１１のダミーポートから入射される調芯のための光（テスト光）を観察可能な程度に反射できればよく、例えば、ダミーレンズ５０ｂの反射端Ｒの表面に金属薄膜や誘電体多層膜を設けて反射率を調整してもよい。反射率は後述する光パワーメータ１３の感度に応じて設定されてもよいし、反射端Ｒの反射率に応じて光パワーメータ１３の感度を変更してもよい。反射端Ｒで反射した反射光を調芯のために利用することにより、複雑な装置によらず、レンズ調芯が容易に行える。 The reflection end R of the dummy lens 50b of the lens array 5 only needs to reflect the alignment light (test light) incident from the dummy port of the dummy waveguide 11 to such an extent that it can be observed. The reflectance may be adjusted by providing a metal thin film or a dielectric multilayer film on the surface of the reflection end R. The reflectance may be set according to the sensitivity of the optical power meter 13 described later, or the sensitivity of the optical power meter 13 may be changed according to the reflectance of the reflection end R. By using the reflected light reflected by the reflection end R for alignment, lens alignment can be easily performed regardless of a complicated device.

因みに、ダミーポートの反射光を利用するのではなく、図５に示すように、ダミーレンズ５０ｂから出射された光を観察して調芯することも考えられるが、カメラ等の観察系のために製造装置が複雑化したりするので好ましくない。 Incidentally, instead of using the reflected light of the dummy port, as shown in FIG. 5, it is conceivable to observe and align the light emitted from the dummy lens 50b, but for the observation system such as a camera. This is not preferable because the manufacturing apparatus becomes complicated.

ダミー導波路１１の上流（テスト光入射側）には、サーキュレータ１２が設けられており、レンズを調芯する際には、サーキュレータの一端に光パワーメータ１３を接続する。なお、テスト光は、任意の波長の光を使用することができる。ダミー導波路１１の入力ポートからテスト光を入力すると、テスト光はダミーレンズ５０ｂの反射端Ｒで反射して、反射光がダミー導波路１１内を入射光と反対方向に伝搬する。サーキュレータ１２は、ダミー導波路１１を伝搬する反射光を光パワーメータ１３にドロップする。光導波路アレイ１に対するレンズアレイ５の位置を少しずつ変化させ（図示の上下方向および紙面の奥と手前方向にレンズアレイを移動させる）ながら、テスト光を入射してドロップされた反射光を光パワーメータ１３で測定する。この測定結果に基づいて、レンズアレイ５の位置決めを行う。本光部品は、光導波路からの出力光をコリメート光として出力する構成であり、光導波路からの出力光をコリメート光に変換する平板状の分布屈折率（GRIN）レンズ６個を並べたレンズアレイを用いている。この構成によれば、レンズアレイ５が正しく調芯された位置にあるときに、ダミーレンズ５０ｂの反射端Ｒで反射される反射光の強度が最大となるので、光パワーメータ１３のモニタ結果に基づき、反射光の強度が最も大きくなった時の位置にレンズアレイ５を位置決めする。２次元的に位置決めするために、ダミーポートは２箇所に設けている。 A circulator 12 is provided upstream of the dummy waveguide 11 (test light incident side), and when aligning the lens, an optical power meter 13 is connected to one end of the circulator. Note that light having an arbitrary wavelength can be used as the test light. When test light is input from the input port of the dummy waveguide 11, the test light is reflected by the reflection end R of the dummy lens 50b, and the reflected light propagates in the dummy waveguide 11 in the opposite direction to the incident light. The circulator 12 drops the reflected light propagating through the dummy waveguide 11 onto the optical power meter 13. The position of the lens array 5 with respect to the optical waveguide array 1 is changed little by little (the lens array is moved in the illustrated vertical direction and in the back and front directions of the drawing), and the reflected light dropped by the test light is optical power. Measure with meter 13. Based on this measurement result, the lens array 5 is positioned. This optical component is configured to output the output light from the optical waveguide as collimated light, and is a lens array in which six flat refractive index (GRIN) lenses that convert the output light from the optical waveguide into collimated light are arranged. Is used. According to this configuration, the intensity of the reflected light reflected by the reflection end R of the dummy lens 50b is maximized when the lens array 5 is at the correctly aligned position. Based on this, the lens array 5 is positioned at the position where the intensity of the reflected light is the highest. In order to perform two-dimensional positioning, dummy ports are provided at two locations.

このように第１の実施の形態では、光導波路とレンズアレイにそれぞれ２つのダミーポートを設け、ダミーポートの反射光の光パワーが最大となるように調心すれば良いので、光導波路の回路パターンによらず、かつ複雑な装置を用いて出射ビームを観察することなく、簡便にレンズアレイを調心することが可能である。 As described above, in the first embodiment, it is only necessary to provide two dummy ports for the optical waveguide and the lens array, respectively, so that the optical power of the reflected light from the dummy port is maximized. It is possible to easily align the lens array regardless of the pattern and without observing the outgoing beam using a complicated apparatus.

（第２の実施の形態）
図６は第２の実施形態にかかる光部品の構成を示す図である。この実施形態では、ダミーレンズ５０ｂとしてのＧＲＩＮレンズの屈折率分布（ＮＡ（開口数））を調整することで、レンズアレイ７が正しく調芯された位置にあるときに、ダミーポートの反射光の強度が最大となるようにしている。 (Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an optical component according to the second embodiment. In this embodiment, by adjusting the refractive index distribution (NA (numerical aperture)) of the GRIN lens as the dummy lens 50b, the reflected light of the dummy port is reflected when the lens array 7 is at the correctly aligned position. The strength is maximized.

本実施形態では、ダミーレンズ５０ｂの屈折率分布は、ダミー導波路１１の中心とダミーレンズ５０ｂの中心とが一致したときに、テスト光の波面が反射端Ｒと平行となるように、すなわち反射端Ｒに垂直にテスト光が入射されるように設定される。出力ポートのレンズ５０ａの屈折率分布は、ダミーレンズ５０ｂとは関係なく、光部品に要求される出射光の焦点距離に応じて設定する。すなわち、出力ポートのレンズ５０ａとダミーレンズ５０ｂとは、屈折率分布が同じであってもよいし、図示の例のように屈折率分布が異なっていてもよい。図示の例では、出力ポートのレンズ５０ａは、光導波路１０からの光が端面Ｅにおいて斜めに入射するように、すなわち端面Ｅと入射光の波面が平行とならないように屈折率分布が設定されている。これは、光部品の出射光の焦点距離が比較的短く設定される場合の構成である。 In this embodiment, the refractive index distribution of the dummy lens 50b is such that the wavefront of the test light is parallel to the reflection end R when the center of the dummy waveguide 11 and the center of the dummy lens 50b coincide, that is, the reflection. It is set so that the test light is incident on the end R perpendicularly. The refractive index distribution of the lens 50a at the output port is set according to the focal length of the emitted light required for the optical component regardless of the dummy lens 50b. That is, the output port lens 50a and the dummy lens 50b may have the same refractive index distribution, or may have different refractive index distributions as in the illustrated example. In the illustrated example, the lens 50a of the output port has a refractive index distribution set so that light from the optical waveguide 10 is incident obliquely on the end face E, that is, the end face E and the wavefront of the incident light are not parallel. Yes. This is a configuration when the focal length of the emitted light of the optical component is set to be relatively short.

また、図６の例では、出力レンズ５０ｂとしてＧＲＩＮレンズを用いた場合を例に挙げて説明しているが、出力レンズ５０ａ、ダミーレンズ５０ｂとして、ＧＲＩＮレンズではなく、ガラス表面形状を成型したマイクロレンズを用いてもよい。成型マイクロレンズを用いる場合は、テスト光がマイクロレンズの表面（屈折面）に垂直入射するようにマイクロレンズの曲率等の表面形状を設定すればよい。 In the example of FIG. 6, the case where a GRIN lens is used as the output lens 50b is described as an example. However, as the output lens 50a and the dummy lens 50b, a micro surface in which a glass surface shape is molded instead of the GRIN lens. A lens may be used. When a molded microlens is used, the surface shape such as the curvature of the microlens may be set so that the test light is perpendicularly incident on the surface (refractive surface) of the microlens.

この実施形態によれば、光導波路の出力ポートとダミーポートに対応するレンズ設計は必ずしも同一である必要はなく、最適な調心位置で反射光パワーが最大となるようにダミーレンズを設計しておけば、光導波路の出力ポートに対応するレンズを自由に設計できるという効果がある。 According to this embodiment, the lens design corresponding to the output port of the optical waveguide and the dummy port is not necessarily the same, and the dummy lens is designed so that the reflected light power is maximized at the optimum alignment position. In this case, there is an effect that a lens corresponding to the output port of the optical waveguide can be freely designed.

（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態にかかる光部品の構成を示す図である。この実施形態では、実施形態１におけるダミーレンズ５０ｂの代わりに、シングルモードファイバ５１を用いている。シングルモードファイバ５１は、ダミー導波路１１と同じモードフィールド径を有し、光導波路アレイ１のダミーポートから入射された光の一部を反射する。シングルモードファイバ５１の反射端Ｒは、空気と接するために、特に反射膜を設けなくても反射が可能であるが、反射端Ｒに前述の反射膜を形成したほうが望ましい。 (Third embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an optical component according to the third embodiment. In this embodiment, a single mode fiber 51 is used instead of the dummy lens 50b in the first embodiment. The single mode fiber 51 has the same mode field diameter as that of the dummy waveguide 11 and reflects a part of light incident from the dummy port of the optical waveguide array 1. Since the reflection end R of the single-mode fiber 51 is in contact with air, it can be reflected without providing a reflection film. However, it is desirable to form the reflection film at the reflection end R.

この構成によれば、レンズアレイが正しく調芯された位置にあるとき、すなわち、シングルモードファイバ５１の中心とダミー導波路１１の中心とが一致したときに、光パワーメータ（図示せず）で測定される反射光のパワーが最大となる。 According to this configuration, when the lens array is in a correctly aligned position, that is, when the center of the single mode fiber 51 and the center of the dummy waveguide 11 coincide with each other, the optical power meter (not shown) is used. The power of the reflected light to be measured is maximized.

この実施形態によれば、ダミーポートに対応するレンズは必ずしも集光・拡散性を有するレンズでなくとも、シングルモードファイバでも良い。シングルモードファイバを用いれば、ダミーレンズの設計に応じて調心プログラムを変更することなく、入力側光ファイバの調心と同じプログラムで容易に調心ができるという効果を奏する。 According to this embodiment, the lens corresponding to the dummy port is not necessarily a condensing / diffusing lens, but may be a single mode fiber. If a single mode fiber is used, the alignment program can be easily aligned with the same program as that of the input side optical fiber without changing the alignment program according to the design of the dummy lens.

（第４の実施形態）
図８は第４の実施形態にかかる光部品の構成を示す図である。上記２つの実施形態では、所望の反射光を得るようにレンズアレイを構成していたが、本実施形態ではダミー導波路の構成により所望の反射光が得られるようにする。具体的には、この実施形態では、ダミーポート（ダミー導波路の出力端）１１ａにおけるモードフィールド径を調整することによって、レンズアレイ５が正しく調芯された位置にあるときに、反射光の強度が最大となるようにしている。なお、レンズアレイ５にはダミーレンズ５０ｂが設けられているが、このレンズ５０ｂは、レンズアレイ５の出力ポートのレンズ５０ａと特に異なる構成とする必要はない。 (Fourth embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an optical component according to the fourth embodiment. In the above two embodiments, the lens array is configured to obtain desired reflected light, but in this embodiment, desired reflected light is obtained by the configuration of the dummy waveguide. Specifically, in this embodiment, the intensity of the reflected light is adjusted when the lens array 5 is at a correctly aligned position by adjusting the mode field diameter at the dummy port (output end of the dummy waveguide) 11a. Is to maximize. Although the lens array 5 is provided with a dummy lens 50b, the lens 50b does not need to have a different configuration from the lens 50a of the output port of the lens array 5.

ダミー導波路１１のダミーポート１１ａのモードフィールド径は、テスト光の波長とダミーレンズ５０ｂの厚さＤおよび開口数ＮＡに基づいて設定される。図示のように、ダミー導波路１１のダミーポートの中心とダミーレンズ５０ｂの中心とが一致したときに、上記実施例と同様、テスト光の波面が反射端Ｒに平行に入射するように、ダミーレンズ５０ｂの入力端であるビームウエスト位置の間隔Ｂが決定される。ダミー導波路１１のダミーポート１１ａの出力端におけるモードフィールド径Ｍは、このビームウエスト位置の間隔Ｂと同じ大きさに設定される。モードフィールド径を設定する手段は、ファイバのコア径を調整するなど、既知の方法を使用することができる。 The mode field diameter of the dummy port 11a of the dummy waveguide 11 is set based on the wavelength of the test light, the thickness D of the dummy lens 50b, and the numerical aperture NA. As shown in the drawing, when the center of the dummy port of the dummy waveguide 11 and the center of the dummy lens 50b coincide with each other, the dummy light is incident so that the wavefront of the test light enters the reflection end R in parallel as in the above-described embodiment. The interval B between the beam waist positions, which is the input end of the lens 50b, is determined. The mode field diameter M at the output end of the dummy port 11a of the dummy waveguide 11 is set to the same size as the interval B between the beam waist positions. As a means for setting the mode field diameter, a known method such as adjusting the core diameter of the fiber can be used.

図８に示す例では、ダミー導波路１１のダミーポート１１ａのモードフィールド径が次第に拡大するテーパ形状を採用しているが、ダミー光導波路１１の全経路においてモードフィールド径をＭに一致させるようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 8, a tapered shape in which the mode field diameter of the dummy port 11 a of the dummy waveguide 11 gradually increases is adopted, but the mode field diameter is made to coincide with M in all paths of the dummy optical waveguide 11. May be.

この実施形態によれば、レンズアレイの出力ポートとダミーポートの設計を特に異なるものを用いずとも、光導波路のダミーポートの出力モードフィールド径を調整すれば、ダミーポートの反射を用いた調心が可能となる。一般にレンズアレイにおいてレンズごとに異なる設計を行うのは技術的に難易度が高く高価になりがちで、作製方法によっては不可能な場合もある。本実施形態の構成によればこれらの問題なく光導波路とレンズアレイの調心が可能となるという効果がある。 According to this embodiment, the alignment using the reflection of the dummy port can be achieved by adjusting the output mode field diameter of the dummy port of the optical waveguide, even if the design of the output port and the dummy port of the lens array is not particularly different. Is possible. In general, it is technically difficult and expensive to perform different designs for each lens in the lens array, and may not be possible depending on the manufacturing method. According to the configuration of the present embodiment, there is an effect that alignment of the optical waveguide and the lens array is possible without these problems.

（第５の実施形態）
図９は第５の実施形態にかかる光部品の構成を示す図である。本実施形態でもダミー導波路の構成により所望の反射光が得られるようにする。この実施形態では、ダミー導波路１１の出力端に所定の大きさのスラブ導波路１１ｂを配置することによって、レンズアレイ５が正しく調芯された位置にあるときに、ダミー導波路１１に反射される反射光の強度が最大となるようにしている。 (Fifth embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an optical component according to the fifth embodiment. Also in this embodiment, desired reflected light is obtained by the configuration of the dummy waveguide. In this embodiment, by arranging a slab waveguide 11b of a predetermined size at the output end of the dummy waveguide 11, it is reflected by the dummy waveguide 11 when the lens array 5 is at a correctly aligned position. The intensity of reflected light is maximized.

スラブ導波路１１ｂは、テスト光の波長とダミーレンズ５０ｂの厚さＤおよび開口数ＮＡに基づいて光軸方向の長さＳが設定される。すなわち、ダミー導波路１１におけるダミーポートの中心とダミーレンズ５０ｂの中心とが一致したときに、テスト光の波面が反射端Ｒに平行に入射するように、ダミー導波路１１のスラブ導波路１１ｂからダミーレンズ５０ｂの反射端Ｒまでの長さ（図示ではＤ＋Ｓ）が決定される。したがって、スラブ導波路１１ｂの長さＳは、この決定された長さからダミーレンズ５０ｂの厚さを減じた値に設定すればよい。 In the slab waveguide 11b, the length S in the optical axis direction is set based on the wavelength of the test light, the thickness D of the dummy lens 50b, and the numerical aperture NA. That is, when the center of the dummy port in the dummy waveguide 11 and the center of the dummy lens 50b coincide, the wavefront of the test light enters from the slab waveguide 11b of the dummy waveguide 11 so that the wavefront of the test light enters parallel to the reflection end R. The length (D + S in the figure) to the reflection end R of the dummy lens 50b is determined. Therefore, the length S of the slab waveguide 11b may be set to a value obtained by subtracting the thickness of the dummy lens 50b from the determined length.

この実施形態によれば、ダミーレンズの設計自由度が格段に高まるという効果が生じる。すなわち、第４の実施形態の場合には、光導波路のモードフィールド径の調整範囲は限界があり、例えば限られた回路スペースで多モード化させずに数10μｍ以上のモードフィールド径を得るのは実際のところ容易ではない。これに対して、本実施形態は、モードフィールド径を調整するのではなく、スラブ導波路を用いて光導波路の出射端位置を変化させるものであるので、モードフィールド径調整の制約を受けない。なお、実際には、第４、第５の実施形態を併用するのが効果的である。すなわち、スラブ導波路の長さSによって光導波路出射端位置を調整するとともに、スラブ導波路に入力する光導波路のモードフィールド径を調整すれば良い。 According to this embodiment, there is an effect that the design freedom of the dummy lens is remarkably increased. That is, in the case of the fourth embodiment, the adjustment range of the mode field diameter of the optical waveguide is limited. For example, it is possible to obtain a mode field diameter of several tens of μm or more without making a multimode in a limited circuit space. Actually it is not easy. On the other hand, in this embodiment, the mode field diameter is not adjusted, but the emission end position of the optical waveguide is changed using a slab waveguide, and therefore, there is no restriction on the mode field diameter adjustment. In practice, it is effective to use the fourth and fifth embodiments together. That is, it is only necessary to adjust the output end position of the optical waveguide according to the length S of the slab waveguide and to adjust the mode field diameter of the optical waveguide input to the slab waveguide.

（第６の実施形態）
図１０は第６の実施形態にかかる光部品の構成を示す図である。この実施形態は、上記実施形態（第１乃至第５の実施形態）において、光部品からの出射角度を傾けるために、光導波路１０のパターンをその出力ポート付近の切替領域Ｗにおいて折曲げて構成する場合に好ましく用いられる構成である。ダミー導波路１１の出力ポート付近のパターンは、レンズアレイ７のダミーレンズ５０ｂに垂直に入射するように形成される。 (Sixth embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an optical component according to the sixth embodiment. This embodiment is configured by bending the pattern of the optical waveguide 10 in the switching region W near its output port in order to incline the emission angle from the optical component in the above-described embodiments (first to fifth embodiments). In this case, the configuration is preferably used. The pattern near the output port of the dummy waveguide 11 is formed so as to be perpendicularly incident on the dummy lens 50 b of the lens array 7.

図１１に、図１０の切替領域Ｗについて示す。出力ポートの光導波路１０は、出射端付近の切替領域Ｗにおいて、光導波路１０のパターンを一定の角度で曲げて、ポート位置をＦだけずらしている。一方、ダミー導波路１１は、レンズアレイ７のダミーレンズ５０ｂに垂直に入射するように出力端部分Ｗ１のパターンが形成され、その他の部分Ｗ２が光導波路１０の切替領域Ｗ３よりも急角度に折り曲げられて、切替領域Ｗにおいてポート位置がＦだけずれるようにパターンを設定する。 FIG. 11 shows the switching area W of FIG. In the optical waveguide 10 of the output port, the pattern of the optical waveguide 10 is bent at a certain angle in the switching region W near the emission end, and the port position is shifted by F. On the other hand, the dummy waveguide 11 is formed with a pattern of the output end portion W1 so as to be perpendicularly incident on the dummy lens 50b of the lens array 7, and the other portion W2 is bent at a steeper angle than the switching region W3 of the optical waveguide 10. Thus, the pattern is set so that the port position is shifted by F in the switching area W.

この実施形態によれば、ダミーレンズ５０ｂに対してはテスト光が垂直に入射されるので、光部品からの出射角度がレンズアレイに対して傾いている場合でも、製造の際のレンズ調芯が容易に行える。 According to this embodiment, since the test light is vertically incident on the dummy lens 50b, the lens alignment at the time of manufacture is maintained even when the emission angle from the optical component is inclined with respect to the lens array. Easy to do.

以上の実施形態において、特に説明のない限り、レンズ５０、５１は、ＧＲＩＮレンズ、マイクロレンズなどのレンズアレイを構成し得るレンズであれば特に限定されない。 In the above embodiment, unless otherwise specified, the lenses 50 and 51 are not particularly limited as long as they can form a lens array such as a GRIN lens and a microlens.

１多芯の光導波路
５、６、７、８レンズアレイ
１０本ポートの光導波路
１１ダミーポートの光導波路
２０レンズ部分
５０レンズ
５１シングルモードファイバ
１００多芯の光ファイバ
２００レンズアレイ
３００カメラ
Ｌ光
Ｒ反射端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-core optical waveguide 5, 6, 7, 8 Lens array 10 Optical waveguide of this port 11 Optical waveguide of dummy port 20 Lens part 50 Lens 51 Single mode fiber 100 Multi-core optical fiber 200 Lens array 300 Camera L Light R Reflection end

Claims

An optical waveguide connected to a plurality of output ports; a multi-core optical waveguide array having a dummy optical waveguide connected to a dummy port; and
A plurality of lenses that collect light output from the plurality of output ports of the optical waveguide and a reflective optical component that reflects light output from the dummy port of the optical waveguide array to the dummy port are arranged in parallel. A lens array;
With
The reflection end of the light output from the dummy port of the optical waveguide array is the end surface of the reflective optical component that is not connected to the dummy port of the optical waveguide array,
The reflective optical component has a center of the dummy port of the optical waveguide array so that the intensity of the reflected light entering the dummy optical waveguide connected to the dummy port is maximized when the lens array is in the aligned position. And a lens whose refractive index distribution is set so that the wavefront of the light output from the dummy port of the optical waveguide array is parallel to the reflection end at the reflection end when the center of the reflection optical component coincides with the center of the reflection optical component Yes,
An optical component capable of aligning a lens array with respect to a multi-core optical waveguide array using reflected light reflected from a lens having a refractive index distribution through a dummy port to a dummy optical waveguide.

2. The optical component according to claim 1, wherein the dummy optical waveguide has a mode field diameter that maximizes the intensity of the reflected light when the lens array is located at a centered position.

A slab waveguide having a length in the optical axis direction in which the intensity of the reflected light is maximized when the lens array is at a centered position is disposed at the output end of the dummy optical waveguide. The optical component according to claim 1.

The optical waveguide includes a first optical waveguide region in which the waveguide extends in parallel to the optical axis of the lens array, and an output end side that extends by being bent at a predetermined angle from the waveguide in the first optical waveguide region. A second optical waveguide region provided in
The dummy optical waveguide includes a first dummy optical waveguide region in which the waveguide extends in parallel with the optical axis of the lens array, and a first bent optical waveguide region that is bent at a predetermined angle from the waveguide in the first dummy optical waveguide region. Two dummy optical waveguide regions, and a third dummy optical waveguide region provided on the output end side, which is bent at a predetermined angle from the second dummy optical waveguide region and extends in parallel with the optical axis of the lens array. The optical component according to claim 1, further comprising: