JP7050480B2 - 光モジュールの製造方法及び光モジュール製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、光モジュールの製造方法および光モジュールの製造装置に関するものである。

近年、光ネットワークの通信量が増大している。したがって、通信速度が速く、小型で、かつ消費電力の低い光通信モジュール（以下、単に「光モジュール」ということがある）が求められている。小型で消費電力の低い光モジュールを得るために、その集積化が進められている。

例えば、互いに波長の異なるレーザ光を出射することが可能な複数のレーザ装置を１つの光モジュール内に集積し、この複数のレーザ装置から出射したレーザ光を合波して波長多重レーザ光を出力するように構成された光モジュールが開発されている。この光モジュールは、高い通信速度を有することが知られている。一般的に、この光モジュールでは、複数のレーザ装置から出射したレーザ光は、これらのレーザ光を平行化するための複数のコリメータと、複数のコリメータから出射したレーザ光を合波して波長多重レーザ光を出力するための合波器と、合波されたレーザ光を集光する結合レンズを通り、光ファイバに入射する。このように構成された光モジュールでは、複数のレーザ装置から出射されたレーザ光の損失のばらつき（光結合ロス）を小さくするために、各レーザ装置から出射したレーザ光の光軸を正確に調整することが求められる。

非特許文献１では、光学結合効率の関係式が記載され、すべてのレーザ装置から射出されるレーザ光がガウシアンビームであり、結合レンズおよびコリメータのビームウェストをそれぞれω_１、ω_２とした場合、光学結合効率ηは、以下の式（１）～（３）で表すことができる。

λはレーザ光の波長、ｘ_０は結合レンズに対するレセプタクルのＸ－Ｙ方向の位置ずれ、ｚは結合レンズのビームウェストω_１に対するレセプタクルの光軸方向のずれ量、θは結合レンズにより集光されるレーザ光の角度である。

特開２０１５－２１５５３７号公報

ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， Ｖｏｌ． １５， Ｎｏ． ３， ｐｐ． ５２１－５２７

特許文献１に記載の光通信モジュールでは、各レーザ光に対して集光レンズ（第１レンズ）とコリメートレンズ（第２レンズ）が設けられている。また、複数のレーザ装置から出射したレーザ光を合波して光ファイバに光結合させるために、波長選択フィルタとミラー部品が設けられている。そのため、部品点数が多くなり、そのことが部品の位置調整を複雑にしている。また、部品の位置調整には限りがあり、いくら正確を期しても僅かな位置ずれが存在することは避けられない。そのため、部品点数が多くなるにつれて、位置ずれに起因する光結合ロスが大きくなり、光出力がばらついてしまう。

本発明は、互いに波長の異なるレーザ光を出射することが可能な複数のレーザ装置と、複数のレーザ装置から出射したレーザ光をそれぞれ平行化するための複数のコリメータと、複数のコリメータから出射したレーザ光を合波して波長多重レーザ光を出力するための合波器と、合波されたレーザ光を集光して光ファイバへ入射するための結合レンズと、光ファイバを挿入するレセプタクルと、レセプタクルを保持するレセプタクルホルダとを備えた光モジュールの製造方法であって、複数のレーザ装置から出射したレーザ光を、光ファイバへ入射（結合）する際の光出力ばらつきを低減する方法を提供するものである。

本発明の一態様に係る光モジュールの製造方法は、
互いに波長の異なるレーザ光を出射することが可能な第１レーザ装置～第ｎレーザ装置（ｎ：２以上の整数）と、
前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から出射したレーザ光をそれぞれ平行化するための第１コリメータ～第ｎコリメータと、
前記第１コリメータ～第ｎコリメータで平行化された前記レーザ光を合波して波長多重レーザ光を得る合波器と、
前記波長多重レーザ光を集光して光ファイバへ入射する結合レンズと、
前記光ファイバを保持するレセプタクルと、
前記レセプタクルを保持するレセプタクルホルダと、
前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置、前記第１コリメータ～第ｎコリメータ、及び前記合波器を支持する筐体を備えた光モジュールの製造方法であって、
前記レーザの光軸方向をＺ方向、前記光軸方向に対して垂直な面に平行で且つ前記第１レーザ装置～前記第ｎレーザ装置の配列方向をＸ方向、前記Ｘ方向と前記Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向（鉛直方向）とすると、
（ａ） 第ｋレーザ装置（ｋ：１～ｎの任意の自然数）からレーザ光を出射させた状態で
前記筐体を前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記筐体の座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）を取得するステップと、
（ｂ） 前記筐体を前記座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）に移動し、前記第ｋレーザ装置からレーザ光を出射させた状態で前記レセプタクルを前記Ｘ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記レセプタクルの座標（ＸｋＬ、ＹｋＬ、ＺｋＬ）及び該座標に前記レセプタクルが位置するとき前記光ファイバから出射するレーザ光の最大出力Ｐｋを取得するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）で取得した前記座標（Ｘ１０、Ｙ１０）に前記筐体を位置させるとともに前記ステップ（ｂ）で取得した前記座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）に前記レセプタクルを位置させた状態で、前記レセプタクルを前記光軸方向かつ前記結合レンズから遠ざける方向に所定量（ΔＺ）移動させた位置（Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）で、前記レセプタクルを前記Ｘ方向と前記Ｙ方向に光軸調整したときに前記光ファイバから出射する前記第１レーザ装置の前記レーザ光の出力が最大となる座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２）を取得するステップと、
（ｄ）前記ステップ（ａ）で取得した前記筐体の座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）、前記ステップ（ｂ）で取得した前記レセプタクルの座標（ＸｋＬ、ＹｋＬ、ＺｋＬ）、及び前記ステップ（ｃ）で取得した座標座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２、Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）に基づいて、前記光ファイバに入射するレーザ光の光結合効率が高くなる前記筐体の座標（ＸＰ１、ＹＰ１）と前記レセプタクルの座標（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）を算出してそれらの座標（ＸＰ１、ＹＰ１）、（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）に前記筐体と前記レセプタクルをそれぞれ移動させるステップと、を含む。

本発明の他の態様に係る光モジュール製造装置は、
互いに波長の異なるレーザ光を出射することが可能な第１レーザ装置～第ｎレーザ装置（ｎ：２以上の整数）と、
前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から出射したレーザ光をそれぞれ平行化するための第１コリメータ～第ｎコリメータと、
前記第１コリメータ～第ｎコリメータで平行化された前記レーザ光を合波して波長多重レーザ光を得る合波器と、
前記波長多重レーザ光を集光して光ファイバへ入射する結合レンズと、
前記光ファイバを保持するレセプタクルと、
前記レセプタクルを保持するレセプタクルホルダと、
前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置、前記第１コリメータ～第ｎコリメータ、及び前記合波器を支持する筐体と、
前記レーザの光軸方向をＺ方向、前記光軸方向に対して垂直な面に平行で且つ前記第１レーザ装置～前記第ｎレーザ装置の配列方向をＸ方向、前記Ｘ方向と前記Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向（鉛直方向）としたとき、前記筐体を前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及び前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ伸びるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心としてその周囲に伸びるθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向に移動する筐体調整機構と、
前記結合レンズを前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動するレンズ調整機構と、
前記レセプタクルを前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動するレセプタクル調整機構と、
前記筐体調整機構、前記レンズ調整機構、及び前記レセプタクル調整機構を制御するコントローラと、
前記光ファイバから出射するレーザ光の出力を測定する光出力測定装置と、
前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置に電力を供給する給電装置を備えており、
前記コントローラは、
（ａ） 第ｋレーザ装置（ｋ：１～ｎの任意の自然数）からレーザ光を出射させた状態で
前記筐体を前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記筐体の座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）を取得する動作と、
（ｂ） 前記筐体を前記座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）に移動し、前記第ｋレーザ装置からレーザ光を出射させた状態で前記レセプタクルを前記Ｘ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記レセプタクルの座標（ＸｋＬ、ＹｋＬ、ＺｋＬ）及び該座標に前記レセプタクルが位置するとき前記光ファイバから出射するレーザ光の最大出力Ｐｋを取得する動作と、
（ｃ）前記動作（ａ）で取得した前記座標（Ｘ１０、Ｙ１０）に前記筐体を位置させるとともに前記ステップ（ｂ）で取得した前記座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）に前記レセプタクルを位置させた状態で、前記レセプタクルを前記光軸方向かつ前記結合レンズから遠ざける方向に所定量（ΔＺ）移動させた位置（Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）で、前記レセプタクルを前記Ｘ方向と前記Ｙ方向に光軸調整したときに前記光ファイバから出射する前記第１レーザ装置の前記レーザ光の出力が最大となる座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２）を取得する動作と、
（ｄ）前記動作（ａ）で取得した前記筐体の座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）、前記動作（ｂ）で取得した前記レセプタクルの座標（ＸｋＬ、ＹｋＬ、ＺｋＬ）、及び前記動作（ｃ）で取得した座標座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２、Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）に基づいて、前記光ファイバに入射するレーザ光の光結合効率が高くなる前記筐体の座標（ＸＰ１、ＹＰ１）と前記レセプタクルの座標（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）を算出してそれらの座標（ＸＰ１、ＹＰ１）、（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）に前記筐体と前記レセプタクルをそれぞれ移動させる動作と、を行うように構成されている。

この発明によれば、光結合効率の値が全レーザ光で高くなるような筐体とレセプタクルの位置を決定することができ、複数のレーザ装置から出射したレーザ光を光ファイバへ入射（結合）する際の光出力ばらつきを低減できる。

本発明の実施形態に従って製造される光モジュールを示す平面図である。 本発明の実施形態に従って製造される光モジュールに備えられる合波器を示す斜視図である。 本発明の実施形態に従って製造される光モジュールに備えられる合波器を示す平面図である。 実施形態１に係る光モジュールの製造装置の概略を示すブロック図である。 実施形態１に係る光モジュールの製造装置の概略を示す模式図である。 実施形態１に係る光モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 実施形態１に係る光モジュールの製造装置の溶接用レーザヘッドの配置の概略を示す模式図である。 実施形態１に係る光モジュールの製造方法のうち光軸調整プロセスを示すフローチャートである。 実施形態２に係る光モジュールの製造装置の概略を示すブロック図である。

以下、本発明の複数の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、複数の図において、同一または同様の構成要素には同一の符号が付されている。また、説明が不必要に冗長になるのを避けるために、既述の実施形態で説明した事項については再度説明することを省略することがある。

（実施形態１）
［１．光モジュール１０］
図１は、後に説明する光モジュールの製造装置及び製造方法に従って製造される光モジュールの一つの形態を示す平面図である。光モジュール１０は、複数のレーザ装置１１、複数のコリメータ１２、及び１つの合波器１３を有する。レーザ装置１１，コリメータ１２，及び合波器１３は、これらを実装するためのベースとして機能する、例えば箱形筐体１４の内面（底面）に固定されている。筐体１４には開口部１４１が設けられている。筐体１４は、開口部１４１の外側に、レーザ装置１１からのレーザ光を光ファイバ１９に入射（結合）するための結合レンズ１５を備えている。結合レンズ１５の近傍（結合レンズ１５が筐体１４に接する側とは反対側）には、レセプタクルホルダ１６と、光ファイバ１９を搭載したレセプタクル１７が設けられている。好ましくは、筐体１４は、筐体内部の空間を封止するカバー１８を備えている。また、筐体１４の外側には、複数のレーザ装置１１のそれぞれに独立して電力を供給するための電極１４２が設けられている。

複数のレーザ装置１１は、例えば図の左右方向に一定の間隔をあけて一列に、また、複数のレーザ装置１１から出射されたレーザ光の光軸が互いに平行となるように配置されている。

説明の便宜上、レーザ装置１１、コリメータ１２および合波器１３が固定された筐体内面を「水平面」と呼び、この水平面に平行な面内にあって、複数のレーザ装置１１が一列に並べられている方向を「配列方向」又は「Ｘ方向」、レーザ装置１１から出射直後のレーザ光が進行する方向を「出射方向」又は「Ｚ方向」、これらＸ方向とＺ方向に垂直な方向を「鉛直方向」又は「Ｙ方向」という。当然ながら、これらＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向等は説明の便宜上の呼び名であって、それらの用語によって本発明が限定されると理解すべきではない。また、以下に説明する実施形態では、レーザ装置１１からＺ方向に向かってレーザ光が出射し、結合レンズ１５の軸が同様にＺ方向に向けられてその方向から結合レンズ１５にレーザ光が入射されて出射するように構成されている。したがって、以下の説明では、Ｚ方向と「光軸方向」ということがある。さらに、以下の説明では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ伸びる軸を「Ｘ軸」、「Ｙ軸」、「Ｚ軸」という。

図示していないが、レーザ装置１１はレーザ素子とペルチェ素子を有している。レーザ素子は半導体レーザ素子（レーザダイオード）であってよいし、固体レーザ素子であってもよいし、ガスレーザ素子であってもよい。レーザ装置１１は、面発光レーザであってもよいし、端面発光レーザであってもよい。

複数のレーザ装置の数は限定的ではないが、４つのレーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えている。したがって、以下の説明ではそれぞれのレーザ装置を他のレーザ装置から区別して説明する場合、４つのレーザ装置をそれぞれ第１のレーザ装置１１ａ、第２のレーザ装置１１ｂ、第３のレーザ装置１１ｃ、及び第４レーザ装置１１ｄと呼ぶ。上述のとおり、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」の用語は４つのレーザ装置を区別する目的で使用するだけで、例えばレーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄをそれぞれ第４のレーザ装置、第３のレーザ装置、第２のレーザ装置、第１のレーザ装置と呼ぶこともできる。また、以下の説明では、４つのレーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射するレーザ光を適宜１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄと表す。

第１、第２、第３、第４レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、異なる波長のレーザ光を出射することができるように構成されている。例えば、第１、第２、第３、第４レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射されるレーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの波長帯域の中心波長はそれぞれλａ：１２９５．５ｎｍ、λｂ：１３００．０ｎｍ、λｃ：１３０４．５ｎｍ、λｄ：１３０９．０ｎｍである。

複数のコリメータ１２は、複数のレーザ装置１１から出射したレーザ光をそれぞれ平行化（コリメート）する機能を有する。図示する形態の光モジュール１０は、４つのレーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対応して４つのコリメータ１２が設けられている。以下、第１のレーザ装置１１ａ、第２のレーザ装置１１ｂ、第３のレーザ装置１１ｃ、及び第４レーザ装置１１ｄに対応するコリメータを第１のコリメータ１２ａ、第２のコリメータ１２ｂ、第３のコリメータ１２ｃ、第４のコリメータ１２ｄという。これら４つのコリメータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、互いにＸ方向に一定の間隔をあけ、また、対応するレーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからＺ方向に一定の間隔をあけるとともにコリメータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの光軸をレーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの光軸上に一致させて、配置されている。

図面上、複数のコリメータ１２はそれぞれがあたかも単一の光学素子（またはレンズ）で構成されているように示されているが、本発明はこの形態に限定されることなく、各コリメータ１２はコリメートレンズアレイであってもよい。

例えば、コリメータ１２について要求される位置決め精度は、レーザ装置１１の配列方向（Ｘ方向）に関して０．１μｍ、レーザ光の出射方向（Ｚ方向）に関して１．０μｍ、これら配列方向と出射方向に直交する方向（Ｙ方向）に関して０．１μｍである。

図２、図３は、光モジュール１０に備えられる合波器１３を示す斜視図、平面図である。合波器１３は、複数のコリメータ１２から出射したレーザ光を合波する機能を有する。上述のとおり、複数のレーザ装置１１は波長の異なるレーザ光を出射する。したがって、合波器１３から出射されるレーザ光、ひいては光モジュール１０から出射されるレーザ光は、４つの波長のレーザ光が合成された波長多重レーザ光１０１である。

図示する形態の光モジュール１０において、合波器１３は、フィルタブロック１３１、複数のバンドパスフィルタ１３２、および複数のミラー１３３を備えている。フィルタブロック１３１は、図１に示す平行六面体形状または図２に示す直方体形状を有する。フィルタブロック１３１はガラス材料から作られている。バンドパスフィルタ１３２はフィルタブロック１３１のコリメータ１２に対向する面上に配置され、ミラー１３３はそれに対向する面上に配置されて、例えば接着剤によって固定されている。以下、フィルタブロック１３１のバンドパスフィルタ１３２が固定された面を第１の面、フィルタブロック１３１のミラー１３３が固定された面を第２の面と呼ぶ。

バンドパスフィルタ１３２は、例えば誘電体多層膜である。図示するとおり、バンドパスフィルタ１３２の数は、レーザ装置１１の数より１つ少なくてよい。図示する形態の光モジュール１０では、４つのレーザ装置１１が設けられていることに対応して、３つのバンドパスフィルタ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃが設けられている。バンドパスフィルタ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃはそれぞれ、レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃから出射する波長帯域のレーザ光を透過させ、それ以外の波長帯域のレーザ光を反射するように構成されている。例えば、上述のとおりレーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射するレーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの波長がそれぞれλａ：１２９５．５ｎｍ、λｂ：１３００．０ｎｍ、λｃ：１３０４．５ｎｍ、λｄ：１３０９．０ｎｍの場合、バンドパスフィルタ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃの透過波長帯域はそれぞれ１２９３．５ｎｍ以上１２９７．５ｎｍ以下、１２９８．０ｎｍ以上１３０２．０ｎｍ以下、１３０２．５ｎｍ以上１３０６．５ｎｍ以下であることが好ましい。

ミラー１３３は、レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射する波長帯域のレーザ光をすべて反射させるように構成されている。ミラー１３３は、表面に多層膜コート、金コートなどが設けられていてもよい。

フィルタブロック１３１の第１の面と第２の面、バンドパスフィルタ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、及びミラー１３３は、
（ｉ）レーザ装置１１ａから出射されてコリメータ１２ａで平行光とされたレーザ光は、バンドパスフィルタ１３２ａを透過した第１の波長成分（１２９３．５ｎｍ～１２９７．５ｎｍ）だけがフィルタブロック１３１の内部に入り、その後、フィルタブロック１３１の第２の面を透過して結合レンズ１５に向かって進み、
（ｉｉ）レーザ装置１１ｂから出射されてコリメータ１２ｂで平行光とされたレーザ光は、バンドパスフィルタ１３２bを透過した第２の波長成分（１２９８．０ｎｍ～１３０２．０ｎｍ）だけがフィルタブロック１３１の内部に入り、その後、ミラー１３３とバンドパスフィルタ１３２ａで順次反射し、第１の波長成分を含むレーザ光と同軸上又はほぼ同軸上に整列し、フィルタブロック１３１の第２の面を透過して結合レンズ１５に向かって進み、
（ｉｉｉ）レーザ装置１１ｃから出射されてコリメータ１２ｃで平行光とされたレーザ光は、バンドパスフィルタ１３２ｃを透過した第３の波長成分（１３０２．５ｎｍ～１３０６．５ｎｍ）だけがフィルタブロック１３１の内部に入り、その後、ミラー１３３、バンドパスフィルタ１３２ｂ、第２のミラー１３３、及びバンドパスフィルタ１３２ａで順次反射し、第１及び第２の波長成分を含むレーザ光と同軸上又はほぼ同軸上に整列し、フィルタブロック１３１の第２の面を透過して結合レンズ１５に向かって進み、
（ｉｖ）レーザ装置１１ｄから出射されてコリメータ１２ｄで平行光とされたレーザ光は、第４の波長成分（中心波長１３０９．０ｎｍ）だけがフィルタブロック１３１の内部に入り、その後、ミラー１３３、バンドパスフィルタ１３２ｃ、第２のミラー１３３、バンドパスフィルタ１３２ｂ、第２のミラー１３３、及びバンドパスフィルタ１３２ａで順次反射し、第１～第３の波長成分を含むレーザ光（波長多重レーザ光）と同軸上又はほぼ同軸上に整列し、フィルタブロック１３１の第２の面を透過して結合レンズ１５に向かって進むように、配置されて構成されている。

結合レンズ１５は、レンズ１５１、レンズホルダ１５２を有する。レンズホルダ１５２は、中空円筒体からなり、この円筒体の軸方向両端にその外周から径方向外側に張り出したフランジを備えている。好ましくは、レンズホルダ１５２は、ステンレス（ＳＵＳ）材料で形成される。レンズ１５１は、レンズホルダ１５２の円筒内部に固定されている。このように構成された結合レンズ１５は、レンズ１５２の中心（軸）がレーザ装置１１から出射する波長多重レーザ光の光軸と一致するように、配置される。

レセプタクルホルダ１６は、中空円筒体からなり、この円筒体の軸方向一端にその外周から径方向外側に張り出したフランジを備えており、このフランジを結合レンズ１５の一方のフランジに当てて連結されている。好ましくは、結合レンズ１５のフランジの外径と、レセプタクルホルダ１６のフランジの外径同一で、フランジ同士を一致させた状態で結合レンズ１５とレセプタクルホルダ１６の中心軸が一致するように構成されている。好ましくは、レセプタクルホルダ１６はステンレス（ＳＵＳ）材料で形成される。結合レンズ１５とレセプタクルホルダ１６は、任意の手段で連結できるが、両フランジの接触外周部を溶接して連結することが好ましい。

レセプタクル１７は、中空円筒体からなり、この円筒体の軸方向中央部にその外周から径方向外側に張り出したフランジを備えている。レセプタクル１７には、その軸方向一端側から光ファイバ１９が挿入されて保持されている。したがって、レセプタクル１７の内径は光ファイバ１９の外径とほぼ等しいことが好ましい。また、レセプタクル１７の軸方向他端側は、レセプタクルホルダ１６の内部に挿入されて連結されている。したがって、レセプタクル１７の外径はレセプタクルホルダ１６の内径とほぼ等しいことが好ましい。レセプタクル１７は、好ましくはステンレス（ＳＵＳ）材料で形成されるが、その他の材料で形成してもよい。

［２．光モジュール１０の動作］
以上の構成からなる光モジュール１０の動作を説明する。まず、レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから出射したレーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは、コリメータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによりそれぞれ平行化された後、合波器１３に入射する。このとき、レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃから出射したレーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃはそれぞれバンドパスフィルタ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃを透過してフィルタブロック１３１に入射する。レーザ装置１１ｄから出射したレーザ光１００ｄは直接フィルタブロック１３１に入射する。

上述のとおり、レーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの波長（中心波長）はそれぞれλａ：１２９５．５ｎｍ、λｂ：１３００．０ｎｍ、λｃ：１３０４．５ｎｍ、λｄ：１３０９．０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃの透過波長帯域はそれぞれ１２９３．５ｎｍ以上１２９７．５ｎｍ以下、１２９８．０ｎｍ以上１３０２．０ｎｍ以下、１３０２．５ｎｍ以上１３０６．５ｎｍ以下である。したがって、図１、３に示すように、レーザ光１００ａはバンドパスフィルタ１３２ａを透過してフィルタブロック１３１に入射し、レーザ光１００ｂはバンドパスフィルタ１３２ｂを透過してフィルタブロック１３１に入射した後ミラー１３３とバンドパスフィルタ１３２ａで反射し、レーザ光１００ｃはバンドパスフィルタ１３２ｃを透過してフィルタブロック１３１に入射した後ミラー１３３とバンドパスフィルタ１３２ｂ，１３２ａで反射し、レーザ光１００ｄはフィルタブロック１３１に入射した後ミラー１３３とバンドパスフィルタ１３２ｃ、１３２ｂ、１３２ａで反射し、その後、これらのレーザ光１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは合波されて波長多重レーザ光１０１となり、筐体１４の開口部１４１から出射する。開口部１４１から出射したレーザ光１０１は、筐体１４の外側に設けられた結合レンズ１５を通過し、レセプタクル１７に保持された光ファイバ１９に集光され、光ファイバ１９内を伝送される。

［３．光モジュール１０の製造装置２０］
図４、図５は、実施形態１に係る光モジュール製造装置２０の概略を示すブロック図、模式図を示す。製造装置２０は、筐体調整機構２１、給電装置２２、光出力測定装置２３、レンズ調整機構２４、ホルダ調整機構２５、レセプタクル調整機構２６、溶接用レーザヘッド調整機構２８、およびコントローラ２７を備えている。

筐体調整機構２１は、図示する状態に置かれた光モジュール１０の半製品に対して、Ｚ方向（レーザ光の「出射方向」）、Ｘ方向（レーザ装置１１の「配列方向」）、Ｙ方向（Ｘ方向及びＺ方向に垂直な「鉛直方向」）と、それら３つ方向に伸びるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とする回転方向θＸ方向、θＹ方向、θＺ方向の６方向に、それぞれ独立して移動可能なモータステージ（図示せず）を備えている。光モジュール１０の半製品とは、筐体１４内にレーザ装置１１、コリメータ１２、合波器１３のほか、図示されていないペルチェ素子、フォトダイオードが実装され、カバー１８により筐体１４内が封止されたものである。

Ｘ方向とＹ方向のモータステージ（駆動台又は駆動テーブル）は、高精度に位置決めが可能なピエゾステージ（ピエゾ素子によって駆動される台又はテーブル）を用いてもよい。ピエゾステージの繰り返し位置決め精度は、Ｘ方向およびＹ方向において、±２ｎｍである。筐体調整機構２１のモータステージ上にはカセット（筐体連結部）２１１が設置されている。カセット２１１は、筐体１４を着脱自在に支持して位置決めしている。

カセット２１１は、筐体１４に連結された状態でレーザ装置１１の電極１４２と給電装置２２との間を電気的に接続しており、各レーザ装置１１のレーザ素子とペルチェ素子にそれぞれ独立して給電装置２２から電力が供給されるように構成されている。

レンズ調整機構２４は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ独立して移動可能なモータステージ（図示せず）を有している。モータステージ上には、結合レンズ１５を把持するためのレンズ把持部２４１が設けてある。これにより、レンズ調整機構２４は、結合レンズ１５を、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動させることができる。

ホルダ調整機構２５は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ独立して移動可能なモータステージ（図示せず）を有している。モータステージ上には、Ｘ方向に移動可能なエアシリンダ（図示せず）が設置され、エアシリンダ上にレセプタクルホルダ１６を把持するためのホルダ把持部２５１を備えている。

レセプタクル調整機構２６は、ホルダ調整機構２５のモータステージ（図示せず）上に配置されている。また、レセプタクル調整機構２６は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ独立して移動可能なモータステージ（図示せず）を備えている。レセプタクル調整機構２６のモータステージ上には、レセプタクルを把持するためのレセプタクル把持部２６１が配置されている。これにより、レセプタクル調整機構２６は、レセプタクル１７をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させることができる。Ｘ方向とＹ方向のモータステージには、高精度に位置決めが可能なピエゾステージを使用することができる。ピエゾステージの繰り返し位置決め精度はＸ方向とＹ方向にそれぞれ±２ｎｍである。

光出力測定装置２３は、パワーメータであり、光ファイバ１９に光結合された各レーザ装置１１から出射されたレーザ光の出力を測定するように構成されている。例えば、測定時、各レーザ装置１１が順次駆動され、光出力測定装置２３が光ファイバ１９から出射される各レーザ光の出力を測定する。

コントローラ２７は、ＣＰＵ（中央処理装置）およびメモリ（記憶装置）を備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実施することにより、以下に説明する演算、比較などの処理を実行することが可能である。図４に示すように、コントローラ２７は、給電装置２２、レンズ調整機構２４、ホルダ調整機構２５、レセプタクル調整機構２６、光出力測定装置２３、溶接用レーザヘッド調整機構２８に接続されており、演算等の結果に基づいて必要な信号を各機構に出力してこれを駆動するように構成されている。

図７は、実施形態１に係る光モジュール製造装置の溶接用レーザヘッドの配置の概略を示す模式図である。溶接用レーザヘッド調整機構２８は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ独立して移動可能なモータステージ（図示せず）を備えており、モータステージ上には、レーザ溶接装置２９に接続された溶接用レーザヘッド２８１が設置されている。実施形態１では、３つの溶接用レーザヘッド２８１ａ，２８１ｂ，２８１ｃが、結合レンズ１５から出射されるレーザ光１０１の光軸から一定距離離れた位置に該光軸を中心に１２０度の間隔をあけて配置されており、これら３つの３つの溶接用レーザヘッド２８１ａ，２８１ｂ，２８１ｃから溶接用レーザ光を同時に照射することで均等な溶接を行うことができるようにしてある。

［４．光モジュール１０の製造方法］
図６は、実施形態１に係る光モジュール製造装置２０を使って光モジュール１０を製造する方法を示すフローチャートである。図示するとおり、この製造方法はステップ３０１～３０５を含む。これらのステップ３０１～３０５は、光モジュール１０の製造装置２０に設けたコントローラ２７で実行することが可能である。以下、ステップ３０１～３０５で行われる処理を順に説明する。

ステップ３０１では、オペレータが光モジュール１０の半製品を搭載したカセット２１１を筐体調整機構２１上に設置する。この設置作業の前に、結合レンズ１５は、結合レンズ１５が光モジュール半製品の開口部１４１上方に位置するように、筐体調整機構２１上に設けた結合レンズ仮置き台（図示せず）に配置しておく。結合レンズ１５を配置した後、レンズ調整機構２４のレンズ把持部２４１で結合レンズ１５を把持する。また、レセプタクル調整機構２６のレセプタクル把持部２６１でレセプタクル１７を把持する。レセプタクルホルダ１６は、オペレータによってレセプタクル１７の下部に装着された後、ホルダ調整機構２５のホルダ保持部２５１で保持される。この状態で、組み合わされたレセプタクル１７とレセプタクルホルダ１６は、レセプタクル調整機構２６のレセプタクル把持部２６１及びホルダ調整機構２５のホルダ保持部２５１によって保持される。上述の把持方法及び保持方法は、把持対象又は保持対象を吸着して保持する方法又は複数の点（例えば、３点）で把持する方法のいずれであってもよい。

以上の操作が終了後、レンズ調整機構２４を駆動し、結合レンズ１５を光モジュール半製品の筐体開口部１４１上の所定の位置に配置する。レセプタクル１７及びレセプタクルホルダ１６は、ホルダ調整機構２５のホルダ保持部２５１を移動し、結合レンズ１５上方（Ｚ方向）の所定の位置に配置する。次に、ホルダ保持部２５１は組み合われたレセプタクル１７とレセプタクルホルダ１６を解放し、その後レセプタクル１７とレセプタクルホルダ１６から離れる。これにより、結合レンズ１５、レセプタクルホルダ１６、及びレセプタクル１７が、Ｚ方向に整列される。この位置が初期位置である。

ステップ３０２は光軸調整プロセスを実施する。光軸調整プロセスは、結合レンズ１５の位置を基準として、光モジュール１０の半製品（筐体１４）とレセプタクル１７の位置を調整し、それぞれのレーザ装置１１から出射されるレーザ光について、光出力が最大となる筐体１４とレセプタクル１７の座標を求める。光軸調整プロセスは、後に詳細に説明する。

ステップ３０３では、光軸調整プロセスで得られた光出力最大座標に筐体１４を移動し、筐体１４に結合レンズ１５を固定する。具体的には、筐体１４の開口部周囲と結合レンズ１５のフランジ部が接触する位置に溶接用レーザ光を照射し、両者を溶接する。図７に示すように、実施形態では、溶接熱に起因する筐体等の歪みの影響を小さくするため、レーザ光の光軸（Ｚ軸）から一定距離をあけて離れ且つ光軸の周方向に１２０度の間隔をあけた３箇所に、溶接用レーザヘッド２８１（２８１ａ、２８１ｂ、２８１ｃ）が配置されている。各溶接用レーザヘッド２８１は、モータステージ（図示せず）に搭載されている。このモータステージは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能である。モータステージはまた、レーザ光の光軸（Ｚ軸）とこれに交差する又はほぼ交差する溶接用レーザ光の光軸（α軸）とを含む平上でＺ軸とα軸の交点を中心にその周方向（θ方向）に移動可能である。このようなモータステージに搭載されていることにより、溶接用レーザヘッド２８１はすべての方向に均等にレーザ光を照射できる。その結果、結合レンズ１５のフランジ外周部を、均等に溶接できる。溶接用レーザには、ＹＡＧレーザを用いることができる。

結合レンズ１５を筐体１４に固定した後、レンズ把持部２４１から結合レンズ１５を解放し、レンズ把持部２４１を結合レンズ１５から後退させる。結合レンズ１５と筐体１４の溶接（固定）強度を上げる必要がある場合、筐体調整機構２１により光軸（Ｚ軸）を中心にθＺ方向に筐体１０を回転させて溶接用レーザの照射位置を周方向に変更することによって、筐体１４と結合レンズ１５のフランジとの接触部を周方向に連続的に又は断続的に溶接する。

ステップ３０４では、ステップ３０２の光軸調整プロセスで得られた、光出力が最大になる座標位置にレセプタクル１７を移動させ、レセプタクルホルダ１６とレセプタクル１７とを溶接する。このとき、ステップ３０３と同様に、３箇所に配置された溶接用レーザヘッド２８１から、レセプタクルホルダ１６とレセプタクル１７の接触部に溶接用レーザ光を照射して両者を溶接する。具体的には、レセプタクルホルダ１６の円筒外周面に、該円筒外周面に垂直な方向から溶接用レーザ光を照射し、レセプタクルホルダ１６の内側円筒部に挿入されているレセプタクル１７の外周面とレセプタクルホルダ１６の内周面とを溶接することが好ましい。

ステップ３０５では、結合レンズ１５におけるレンズホルダ１５２のフランジ部とレセプタクルホルダ１６のフランジ部との接触部外周端に、溶接用レーザ光を照射して結合レンズ１５のレンズホルダ１５２とレセプタクルホルダ１６とを溶接する。ステップ３０３、３０４と同様に、光軸（Ｚ軸）から一定距離をおいて配置されるとともに光軸（Ｚ軸）を中心とする周方向に１２０度をあけて等間隔に配置された３つの溶接用レーザヘッド２８１から溶接用レーザ光を照射する。溶接後、レセプタクル把持部２６１からレセプタクル１７を解放し、レセプタクル調整機構２６のレセプタクル把持部２６１をレセプタクル１７から後退させる。結合レンズ１５とレセプタクルホルダ１６の溶接（固定）強度を上げる必要がある場合、筐体調整機構２１により光軸（Ｚ軸）を中心にθＺ方向に筐体１０を回転させて溶接用レーザの照射位置を周方向に変更することによって、筐体１４と結合レンズ１５のフランジとの接触部を周方向に連続的に又は断続的に溶接する。

ステップ３０３の終了後又はステップ３０４の終了後、複数のレーザ装置１１からの光出力をそれぞれ測定することが好ましい。この測定により、ステップ３０４の溶接に起因してレセプタクルホルダ１６とレセプタクル１７の間に位置ずれが生じたか否か、また、ステップ３０４の溶接に起因して結合レンズ１５とレセプタクルホルダ１６の間に位置ずれが生じたか否かを判定できる。判定の結果、位置ずれが確認された場合、ステップ３０３又はステップ３０４の直後再度光軸調整プロセスを実行し、光出力が最大となるレセプタクル１７の位置を求める。ただし、ステップ３０３の終了時点では結合レンズ１５と筐体１４がすでに固定されているので、結合レンズ１５に対する筐体１４の位置に関しては、結合レンズ１５を溶接した際の座標位置データを光結合効率計算に使用して、レセプタクル１７の最適位置を算出する。

再度実行した光軸調整プロセスで決定した、光ファイバ１９への光結合効率が最大となるレセプタクル１７の位置にレセプタクル１７を移動した後、レセプタクルホルダ１６とレセプタクル１７を溶接する、または、レセプタクルホルダ１６と結合レンズ１５を溶接する。

［５．光モジュール１０の光軸調整プロセス］
図８は、ステップ３０２の光軸調整プロセスを示すフローチャートで、この光軸調整プロセスではステップ３１１～３１９が順次実行される。

ステップ３１１では、給電装置２２を駆動し、複数のレーザ装置１１のうち１つのレーザ装置（たとえば、レーザ装置１１ａ）のレーザ素子とペルチェ素子に電力を供給する。レーザ素子が出射するレーザ光の強度は、供給される電流の大きさに応じて変化する。したがって、光軸調整時、給電装置２２は各レーザ素子に一定の電流を供給する。また、レーザ素子が出射するレーザ光の波長帯域は、レーザ素子の温度に応じて変化し、レーザ素子の温度はペルチェ素子に供給される電流の大きさに依存する。したがって、光軸調整時、コントローラ２７は、給電装置２２からレーザ装置１１のペルチェ素子に供給される電流の大きさを制御して、レーザ装置１１か出射されるレーザ光の波長を所望の値に維持する。以下の説明では、第１レーザ装置１１ａ、第２レーザ装置１１ｂ、・・・第ｎレーザ装置（４つのレーザ装置を備えた光モジュールの場合、ｎは「４」である。）の順に光軸調整を行うが、複数のレーザ装置１１について任意の順序で光軸調整プロセスを実施することができる。

ステップ３１２では、レーザ装置１１ａに電力を供給してレーザ光を出射しながら、結合レンズ１５の位置を基準に、筐体１４の光軸調整をＸ方向とＹ方向について行う。具体的には、まず、筐体１４をＸ方向に所定調整範囲（距離）だけ移動する。その移動に同期して、光ファイバ１９に入射（結合）する光の出力を光出力測定装置２３で測定する。測定された光出力値は、Ｘ方向の位置データと１対１に対応付けられたデータとしてコントローラ２７に保存する。次に、取得したデータをもとに光出力値が最大となるＸ座標Ｘ１０を算出し、Ｘ１０座標位置まで筐体１４をＸ方向に移動する。続いて、筐体１４をＹ方向に所定調整範囲（距離）だけ移動する。その移動に同期して、光ファイバ１９に入射（結合）する光の出力を光出力測定装置２３で測定する。測定された光出力値は、Ｙ方向の位置データと１対１に対応付けられたデータとしてコントローラ２７に保存する。次に、取得したデータをもとに光出力値が最大となるＹ座標Ｙ１０を算出し、Ｙ１０座標位置まで筐体１４をＹ方向に移動する。

ステップ３１３では、結合レンズ１５の位置を基準に、レセプタクル１７（光ファイバ１９）の光軸調整をＸ方向とＹ方向について行う。レセプタクル１７のＺ方向の初期位置をＺ１１とする。具体的には、まず、レセプタクル１７をＸ方向に所定調整範囲（距離）だけ移動する。その移動に同期して、光ファイバ１９に入射（結合）する光の出力を光出力測定装置２３で測定する。測定された光出力値は、Ｘ方向の位置データと１対１に対応付けられたデータとしてコントローラ２７に保存する。取得したデータより、光出力値が最大となるＸ座標Ｘ１１を算出し、Ｘ１１座標までレセプタクル１７をＸ方向に移動する。次に、レセプタクル１７をＹ方向に所定調整範囲（距離）だけ移動する。その移動に同期させ、光ファイバ１９に入射（結合）する光の出力を光出力測定装置２３で測定する。測定された光出力値は、Ｙ方向の位置データと１対１に対応付けられたデータとしてコントローラ２７に保存する。取得したデータより、光出力値が最大となるＹ座標Ｙ１１を算出し、Ｙ１１座標までレセプタクル１７をＹ方向に移動する。そして、レセプタクル１７が座標（Ｘ１１、Ｙ１１）に設置された状態で、光出力Ｐ１を光測定装置２３で測定し、測定された光出力値（Ｐ１）をコントローラ２７に保存する。

ステップ３１４では、結合レンズ１５の位置を基準にして、レセプタクル１７（光ファイバ１９）の光軸調整をＺ方向について行う。具体的には、まず、レセプタクル１７を結合レンズ１５から遠ざかる方向（Ｚ^＋方向）に所定量だけ移動させる。レセプタクル１７移動後のＺ座標をＺ１２とする。この状態で、次にステップ３１３の光軸調整を行い、最大光出力が得られるＸ座標（Ｘ１２）と最大光出力が得られるＹ座標（Ｙ１２）を求め、レセプタクル１７を（Ｘ１２、Ｙ１２、Ｚ１２）に設置したときの光出力Ｐ２を測定し、測定された光出力値（Ｐ２）をコントローラ２７に保存する。

ステップ３１５では、ステップ３１３で取得した光出力Ｐ１とステップ３１４で取得した光出力Ｐ２を比較し、以下に説明するプロセスにしたがって、光出力が最大となるレセプタクル１７のＺ座標を決定する。

（１）Ｐ１＜Ｐ２の場合
ステップ３１３とステップ３１４の処理を繰り返し、光出力の関係がＰｍ＞Ｐｍ＋１となるまで光軸調整を行い、光出力Ｐｍ－１、Ｐｍ、Ｐｍ＋１とそれらに対応するＺ座標値Ｚ１ｍ－１、Ｚ１ｍ、Ｚ１ｍ＋１から得られる近似曲線より、光出力が最大となるＺ座標Ｚ１Ｌを算出する。ここで、ｍは２以上の整数である。Ｐｍ－１、Ｐｍ、Ｐｍ＋１は（ｍ－１）回目、ｍ回目、（ｍ＋１）回目の光出力測定値、Ｚ１ｍ－１、Ｚ１ｍ、Ｚ１ｍ＋１は（ｍ－１）回目、ｍ回目、（ｍ＋１）回目の測定で得られた、光出力が最大となるレセプタクル１７のＺ座標である。

（２）Ｐ１＞Ｐ２の場合
レセプタクル１７を結合レンズ１５に近づける方向（Ｚ^－方向）に、所定だけ移動させた後、ステップ３１３およびステップ３１４の処理を繰り返し、光出力の関係がＰｍ＞Ｐｍ＋１となるまで光軸調整を行い、光出力Ｐｍ－１、Ｐｍ、Ｐｍ＋１とそれらに対応するＺ座標値Ｚ１ｍ－１、Ｚ１ｍ、Ｚ１ｍ＋１から得られる近似曲線より、光出力が最大となるＺ座標Ｚ１Ｌを算出する。ここで、ｍは３以上の整数である。ただしステップ３１４の処理において、レセプタクル１７は結合レンズ１５に近づける方向（Ｚ^－方向）にのみ移動し、その他の処理はステップ３１４と同じである。

ステップ３１６では、レセプタクル１７をステップ３１５で取得したＺ座標をＺ１Ｌの位置に移動し、その位置で光軸調整をＸ方向とＹ方向について行う。具体的には、ステップ３１３と同様の光軸調整を行い、Ｚ１Ｌ座標における光出力が最大となるＸ座標とＹ座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ）およびそのときの光出力ＰＬを取得し、コントローラ２７に保存する。

次に、給電装置２２をコントローラ２７で制御し、駆動させるレーザ装置１１を第２、第３、第４レーザ装置１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに順次切り替えて、ステップ３１２～３１６の処理を繰り返す。

ステップ３１７では、コントローラ２７で給電装置２２を制御し、駆動するレーザ装置１１を第１レーザ装置１１ａに切り替えて光軸調整を行う。具体的には、第１レーザ装置１１ａから出射するレーザ光に関して、レセプタクル１７を光出力が最大となる位置（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）から結合レンズ１５から遠ざかる方向（Ｚ^＋方向）に所定距離ΔＺだけ移動させる。例えば、ΔＺは５０μｍの移動量である。レセプタクル１７を移動後、ステップ３１３の処理と同様に、Ｚ座標（Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）の位置でＸ方向とＹ方向の光軸調整を行い、光出力が最大となるＸ座標とＹ座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２）を求める。

ステップ３１８では、すべてのレーザ装置から出射されるレーザ光に対して光学結合効率が最大となる筐体１４とレセプタクル１７の座標を取得する。具体的には、ステップ３１２～３１６で取得した第１～第ｎレーザ装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の最大光出力Ｐ１～Ｐｎと、それらの最大光出力に対応するレセプタクル１７の座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）～（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び筐体１４の座標値（Ｘ１０、Ｙ１０）～（Ｘｎ０、Ｙｎ０）と、ステップ３１７で取得した座標値（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２、Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）をもとに、公知の光学結合効率関係式（参考文献：IEEE Journal of Topics in Quantum Electronics, Vol. 15, No. 3, pp. 521-527）（この関係式は、各レーザ光１００（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ）に対する光結合効率に基づいて、光学結合効率が最大となる筐体１４の座標とレセプタクル１７の座標の関係を表す。）を用いて、すべてのレーザ装置１１から出射するレーザ光に対して光学結合効率の値が最大となる筐体１４の座標（ＸＰ１、ＹＰ１）とレセプタクル１７の座標（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）を算出する。
公知の光学結合効率の関係式では、すべてのレーザ装置から出射されるレーザ光がガウシアンビームであり、結合レンズ１５およびコリメータ１２のビームウェストをそれぞれω_１、ω_２とした場合、光学結合効率ηは、以下の式（１）～（３）で表すことができる。

λはレーザ光の波長、ｘ_０は結合レンズ１５に対するレセプタクル１７のＸ－Ｙ方向の位置ずれ、ｚは結合レンズ１５のビームウェストω_１に対するレセプタクル１７の光軸方向のずれ量、θは結合レンズ１５により集光されるレーザ光の角度である。なお、θは、
（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び（ＸｎＬ２、ＹｎＬ２、ＺｎＬ＋ΔＺ）から計算される。

ステップ３１９では、ステップ３１８で算出された筐体１４の座標（ＸＰ１、ＹＰ１）とレセプタクル１７の座標（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）にそれぞれ筐体１４とレセプタクル１７を移動する。次に、給電装置２２をコントローラ２７で制御し、レーザ装置１１を例えば第１、第２、第３、第４レーザ装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに順に切り替えて駆動し、それぞれの光出力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを光出力測定装置２３で測定する。

これにより、複数のレーザ装置１１から出射するレーザ光の光学結合効率が最大となるように調整でき、光損失（結合ロス）ばらつきの小さい光軸調整が行える。

（実施形態２）
図９は、実施形態２に係る光モジュール１０の製造装置２２０の概略を示すブロック図である。光モジュール製造装置２２０は、給電装置２２、光出力測定装置２３、分波器３０の構成を除いて製造装置２０の構成と同一であり、同一又は類似する構成には製造装置２０で用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。

相違点について具体的に説明すると、光モジュール製造装置２２０は、筐体１４に搭載されるレーザ装置の数と同じ数の給電装置２２（本実施形態の場合、４つの給電装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）と光出力測定装置２３（本実施形態の場合、４つの光出力測定装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）を備えている。光モジュール製造装置２２０はまた、波長多重レーザ光１０１を所定の波長帯域ごとに分離（分波）する分波器３０を備えている。そして、光ファイバ１９は分波器３０に接続され、さらに、分波器３０が光ファイバ１９を介して光出力測定装置２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）に接続されている。したがって、光ファイバ１９から出射された波長多重レーザ光１０１は所定の波長帯域ごとに分離された後、対応する光出力測定装置２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）に入射され、分離されたそれぞれのレーザ光の出力が個別に測定される。

このように構成された実施形態２の光モジュール製造装置２２０は、実施形態１の光モジュール製造装置２０に比べて数々の利点を有する。例えば、実施形態１では、光軸調整の際に給電するレーザ装置１１を切替える必要がある。また、レーザ素子は、レーザ発振するとレーザ素子自体の発熱による温度上昇のため、波長が変動するが、光軸調整においては所望の波長での調整が必要である。そのため、光軸調整時のレーザ装置１１の切り替えごとに、ペルチェ素子への温度制御による温度安定化するまでの時間を要する。

これに対し、実施形態２に係る光モジュール製造装置２２０によれば、光軸調整を行うレーザ装置１１（例えばレーザ装置１１ａ）に対応して電力供給経路を切替える必要がないので、初回の光軸調整時のみ、全レーザ装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）に給電装置２２から電力を供給すればよい。また、各レーザ装置１１の光軸調整において、各レーザ装置１１に対応した光出力測定装置２３を用いることができる。そのため、温度安定化するまでの待機時間が初回光軸調整時以外不要になり、光軸調整時間の短縮が行える。

１０ 光モジュール １１ レーザ装置、１２ コリメータ、１３ 合波器、１４ 筐体、１５ 結合レンズ、１６ レセプタクルホルダ、１７ レセプタクル、 １８ カバー、１９ 光ファイバ、２１ 筐体調整機構、２２、２２ａ～２２ｄ 給電装置、２３、２３ａ～２３ｄ 光出力測定装置、２４ レンズ調整機構、２５ ホルダ調整機構、２６ レセプタクル調整機構、２７ コントローラ

Claims (5)

1. 互いに波長の異なるレーザ光を出射することが可能な第１レーザ装置～第ｎレーザ装置（ｎ：２以上の整数）と、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から出射したレーザ光をそれぞれ平行化するための第１コリメータ～第ｎコリメータと、
   前記第１コリメータ～第ｎコリメータで平行化された前記レーザ光を合波して波長多重レーザ光を得る合波器と、
   前記波長多重レーザ光を集光して光ファイバへ入射する結合レンズと、
   前記光ファイバを保持するレセプタクルと、
   前記レセプタクルを保持するレセプタクルホルダと、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置、前記第１コリメータ～第ｎコリメータ、及び前記合波器を支持する筐体を備えた光モジュールの製造方法であって、
   前記レーザの光軸方向をＺ方向、前記光軸方向に対して垂直な面に平行で且つ前記第１レーザ装置～前記第ｎレーザ装置の配列方向をＸ方向、前記Ｘ方向と前記Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向（鉛直方向）とすると、
   （ａ） 第ｋレーザ装置（ｋ：１～ｎの任意の自然数）からレーザ光を出射させた状態で前記結合レンズの位置を基準にして前記筐体を前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記筐体の座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）を取得し、
   前記筐体を前記座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）に移動し、前記第ｋレーザ装置からレーザ光を出射させた状態で前記結合レンズの位置を基準にして前記レセプタクルを前記Ｘ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記レセプタクルの座標（ＸｋＬ、ＹｋＬ、ＺｋＬ）及び該座標に前記レセプタクルが位置するとき前記光ファイバから出射するレーザ光の最大出力Ｐｋを取得するステップをｋが１からｎまで行い、前記第１レーザ装置から前記第ｎレーザ装置の最大光出力Ｐ１～Ｐｎと、それらの最大光出力に対応する前記レセプタクルの座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）～（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び前記筐体の座標（Ｘ１０、Ｙ１０）～（Ｘｎ０、Ｙｎ０）と、を取得するステップと、
   （ｃ）前記ステップ（ａ）で取得した前記座標（Ｘ１０、Ｙ１０）に前記筐体を位置させるとともに前記ステップ（ａ）で取得した前記座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）に前記レセプタクルを位置させた状態で、前記結合レンズの位置を基準にして前記レセプタクルを前記光軸方向かつ前記結合レンズから遠ざける方向に所定量（ΔＺ）移動させた位置（Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）で、前記レセプタクルを前記Ｘ方向と前記Ｙ方向に光軸調整したときに前記光ファイバから出射する前記第１レーザ装置の前記レーザ光の出力が最大となる座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２）を取得するステップと、
   （ｄ）ステップ（ａ）で取得した前記第１レーザ装置から前記第ｎレーザ装置の前記最大光出力Ｐ１～Ｐｎと、それらの前記最大光出力に対応する前記レセプタクルの座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）～（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び前記筐体の座標（Ｘ１０、Ｙ１０）～（Ｘｎ０、Ｙｎ０）と、前記ステップ（ｃ）で取得した座標座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２、Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）に基づいて、前記光ファイバに入射するレーザ光の光結合効率が高くなる前記筐体の座標（ＸＰ１、ＹＰ１）と前記レセプタクルの座標（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）を算出してそれらの座標（ＸＰ１、ＹＰ１）、（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）に前記筐体と前記レセプタクルをそれぞれ前記結合レンズの位置を基準にして移動させるステップと、を含み、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から出射したレーザ光は、ガウシアンビームであり、
   前記光結合効率をηとしたとき、下記式
   

   

   

   

   に従って前記光結合効率が求められ、ここでω_１は前記結合レンズからのビームウェストの距離であり、ω_２は前記第１～第ｎコリメータのそれぞれのビームウェストの距離であり、λは前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から射出したレーザ光のそれぞれの波長であり、Ｘ_０は前記結合レンズに対する前記レセプタクルのＸ－Ｙ方向の位置ずれであり、zは前記結合レンズのビームウェストω_１に対する前記レセプタクルの光軸方向のずれ量であり、θは（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び（ＸｎＬ２、ＹｎＬ２、ＺｎＬ＋ΔＺ）から計算される前記結合レンズにより集光されるレーザ光の角度である、光モジュールの製造方法。
2. 前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置はそれぞれ、
   第１給電装置～第ｎの給電装置と、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置にそれぞれ対応する第１光出力測定装置～第ｎ光出力測定装置と、
   前記波長多重レーザ光を波長帯域ごとに分離する分波器を備えており、
   前記分波器で分離された第１レーザ光～第ｎレーザ光が対応する前記第１光出力測定装置～第ｎ光出力測定装置に入射されてその出力が測定されるように構成されている、請求項１に記載の光モジュール製造方法。
3. 互いに波長の異なるレーザ光を出射することが可能な第１レーザ装置～第ｎレーザ装置（ｎ：２以上の整数）と、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から出射したレーザ光をそれぞれ平行化するための第１コリメータ～第ｎコリメータと、
   前記第１コリメータ～第ｎコリメータで平行化された前記レーザ光を合波して波長多重レーザ光を得る合波器と、
   前記波長多重レーザ光を集光して光ファイバへ入射する結合レンズと、
   前記光ファイバを保持するレセプタクルと、
   前記レセプタクルを保持するレセプタクルホルダと、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置、前記第１コリメータ～第ｎコリメータ、及び前記合波器を支持する筐体と、
   前記レーザの光軸方向をＺ方向、前記光軸方向に対して垂直な面に平行で且つ前記第１レーザ装置～前記第ｎレーザ装置の配列方向をＸ方向、前記Ｘ方向と前記Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向（鉛直方向）としたとき、前記筐体を前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及び前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ伸びるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心としてその周囲に伸びるθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向に移動する筐体調整機構と、
   前記結合レンズを前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動するレンズ調整機構と、
   前記レセプタクルを前記Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動するレセプタクル調整機構と、
   前記筐体調整機構、前記レンズ調整機構、及び前記レセプタクル調整機構を制御するコントローラと、
   前記光ファイバから出射するレーザ光の出力を測定する光出力測定装置と、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置に電力を供給する給電装置を備えており、
   前記コントローラは、
   （ａ） 第ｋレーザ装置（ｋ：１～ｎの任意の自然数）からレーザ光を出射させた状態で前記結合レンズの位置を基準にして前記筐体を前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記筐体の座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）を取得し、
   前記筐体を前記座標（Ｘｋ０、Ｙｋ０）に移動し、前記第ｋレーザ装置からレーザ光を出射させた状態で前記結合レンズの位置を基準にして前記レセプタクルを前記Ｘ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に移動させて、前記光ファイバから出射するレーザ光の出力が最大となる前記レセプタクルの座標（ＸｋＬ、ＹｋＬ、ＺｋＬ）及び該座標に前記レセプタクルが位置するとき前記光ファイバから出射するレーザ光の最大出力Ｐｋを取得する動作をｋが１からｎまで行い、前記第１レーザ装置から前記第ｎレーザ装置の最大光出力Ｐ１～Ｐｎと、それらの最大光出力に対応する前記レセプタクルの座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）～（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び前記筐体の座標（Ｘ１０、Ｙ１０）～（Ｘｎ０、Ｙｎ０）と、を取得する動作と、
   （ｃ）前記動作（ａ）で取得した前記座標（Ｘ１０、Ｙ１０）に前記筐体を位置させるとともに前記動作（ａ）で取得した前記座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）に前記レセプタクルを位置させた状態で、前記結合レンズの位置を基準にして前記レセプタクルを前記光軸方向かつ前記結合レンズから遠ざける方向に所定量（ΔＺ）移動させた位置（Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）で、前記レセプタクルを前記Ｘ方向と前記Ｙ方向に光軸調整したときに前記光ファイバから出射する前記第１レーザ装置の前記レーザ光の出力が最大となる座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２）を取得する動作と、
   （ｄ）動作（ａ）で取得した前記第１レーザ装置から前記第ｎレーザ装置の最大光出力Ｐ１～Ｐｎと、それらの最大光出力に対応する前記レセプタクルの座標（Ｘ１Ｌ、Ｙ１Ｌ、Ｚ１Ｌ）～（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び前記筐体の座標（Ｘ１０、Ｙ１０）～（Ｘｎ０、Ｙｎ０）と、前記動作（ｃ）で取得した座標座標（Ｘ１Ｌ２、Ｙ１Ｌ２、Ｚ１Ｌ＋ΔＺ）に基づいて、前記光ファイバに入射するレーザ光の光結合効率が高くなる前記筐体の座標（ＸＰ１、ＹＰ１）と前記レセプタクルの座標（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）を算出してそれらの座標（ＸＰ１、ＹＰ１）、（ＸＰ２、ＹＰ２、ＺＰ２）に前記筐体と前記レセプタクルを前記結合レンズの位置を基準にしてそれぞれ移動させる動作と、を行うように構成されており、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から出射したレーザ光は、ガウシアンビームであり、
   前記光結合効率をηとしたとき、下記式
   

   

   

   

   に従って前記光結合効率が求められ、ここでω_１は前記結合レンズからのビームウェストの距離であり、ω_２は前記第１～第ｎコリメータのそれぞれのビームウェストの距離であり、λは前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置から射出したレーザ光のそれぞれの波長であり、Ｘ_０は前記結合レンズに対する前記レセプタクルのＸ－Ｙ方向の位置ずれであり、zは前記結合レンズのビームウェストω_１に対する前記レセプタクルの光軸方向のずれ量であり、θは（ＸｎＬ、ＹｎＬ、ＺｎＬ）及び（ＸｎＬ２、ＹｎＬ２、ＺｎＬ＋ΔＺ）から計算される前記結合レンズにより集光されるレーザ光の角度である、光モジュール製造装置。
4. 前記筐体調整機構は筐体連結部を備えており、
   前記筐体連結部に前記筐体が着脱自在に連結されるように構成されている、請求項３に記載の光モジュール製造装置。
5. 前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置はそれぞれ、
   第１給電装置～第ｎの給電装置と、
   前記第１レーザ装置～第ｎレーザ装置にそれぞれ対応する第１光出力測定装置～第ｎ光出力測定装置と、
   前記波長多重レーザ光を波長帯域ごとに分離する分波器を備えており、
   前記分波器で分離された第１レーザ光～第ｎレーザ光が対応する前記第１光出力測定装置～第ｎ光出力測定装置に入射されてその出力が測定されるように構成されている、請求項３又は４に記載の光モジュール製造装置。

Images