JPWO2004036280A1 - 光部品及び光モジュール - Google Patents
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Abstract
本発明の光部品は、所定の軸方向に沿って延びる面形状を有し、少なくとも１つの光導波路を、当該少なくとも一つの光導波路の側面の少なくとも一部で位置決めしつつ保持可能である導波路保持面と、導波路保持面に略対向して延在するとともに、所定の軸方向に垂直な所定の幅方向において、少なくとも一つの光導波路の外径よりも狭い幅を有する開口部とを有するガイド用の導波路用溝を備えて構成される。
Description
本発明は、光通信や情報処理で使用する光部品及びこれを用いた光モジュールに関する。
光通信分野のうちでもアクセス系のシステムでは、近年、１芯の光ファイバによる双方向通信方式が主流になりつつある。この場合、センタ側から加入者側にへは、１．４９μｍまたは１．５５μｍの波長のレーザ光を用い、加入者側からセンタ側へは、１．３μｍのレーザ光を用いる波長多重伝送方式（ＷＤＭ）が利用されている。
上記のようなシステムに必要とされる光モジュールは、センタ側で、波長１．４９μｍまたは１．５５μｍのレーザ光を発生する半導体レーザと、波長１．３μｍのレーザ光を受信するＰＤ等の受光素子と、両波長を分離するためのＷＤＭフィルタ回路とを必要とする。また、加入者側でも、波長１．３μｍのレーザ光を発生する半導体レーザと、波長１．４９μｍまたは１．５５μｍのレーザ光を受信するＰＤ等の受光素子と、両波長を分離するためのＷＤＭフィルタ回路とを必要とする。
例えば、第１のタイプの一芯双方向モジュールの場合、ファイバ端に光軸に対して傾斜させたフィルタを配置し、ファイバ端からの光のうち目的とする波長の光のみをフィルタで反射させてレンズにより調芯しつつ受光素子に導く。一方、半導体レーザからの光は、レンズにより調芯しつつ、フィルタを介してファイバ端に結合させることができる（例えば、電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年）、Ｂ−１０−１６８、ｐ５４３「下り６２２Ｍｂ／ｓ対応ＡＴＭ−ＰＯＮ用同軸集積型ＯＮＵ光モジュール」；電子情報通信学会エレクロトニクスソサエティ大会予稿集（１９９６年），Ｃ−２０８，ｐ２０８「レセプタクル型双方向波長多重光モジュールＩ」）。
また、第２のタイプの一芯双方向モジュールは、ファイバ端に光導波路を接合するとともに、この光導波路に対して角度付の溝をダイシング等によって加工し、この溝に傾斜したフィルタを配置する構造を有する。ここで、ファイバ端からの光のうち目的とする波長の光のみをフィルタで反射させて受光素子に導き、フィルタの後方に配置された半導体レーザからの光をフィルタ及び導波路を透過させることで、ファイバ端に結合させている（例えば、特開２０００−２２８５５５号公報；電子情報通信学会エレクロトニクスソサエティ大会予稿集（１９９７年），Ｃ−３−８９，ｐ１９８，「表面実装型ＬＤ／ＰＤ集積化モジュール」）。
また、第３のタイプの一芯双方向モジュールは、Ｖ字状のＰＬＣ導波路を用いてＶ字の分岐した一対の端部にファイバ端と半導体レーザとをそれぞれ配置し、Ｖ字の底部に対応するＰＬＣ導波路の端面にフィルタを設けこれに受光素子を対向配置させている。そして、ファイバ端からの光のうち目的とする波長の光のみを、ＰＬＣ導波路の端面でフィルタを介して受光素子に導き、半導体レーザからの光をＰＬＣ導波路の端面に設けたフィルタで反射させてファイバ端に結合させている（例えば、電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年）、Ｃ−３−１３２、ｐ３１２８、「１．３μｍ／１．５５μｍ−ＷＤＭ型ＰＬＣモジュールの開発」；Ｏｇｕｒｏ ｅｔ ａｌ．，″１．２５Ｇｂ／ｓＷＤＭ Ｂｉ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ Ｕｓｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｓｐｏｔ−ｓｉｚｅ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｇｉｏｎ″，２００２ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ；電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年），Ｂ−１０−１６６，ｐ５４１「ＡＴＭ−ＰＯＮ ＯＵＮ用光送受信モジュールの作製」；電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年），Ｃ−３−１２９，ｐ３０８「ＡＴＭ−ＰＯＮ ＯＵＮ用光送受信モジュールの低クロストーク化に関する検討」）。
しかし、上記第１のタイプの光モジュールは、レンズ等の配置調整を行う調芯工程が必要となり、光モジュールの製造に熟練や精度を要し、歩留まりも低下する。
また、上記第２のタイプの光モジュールは、導波路を用いているためレンズ等の調芯が不要であるが、導波路の形成後に、溝加工や、フィルタの挿入・接着の工程が必要となり、光モジュールの製造工程が複雑なものとなる。
また、上記第３のタイプの光モジュールも、導波路の形成とは別に、フィルタの貼り付け等の工程が必要となり、光モジュールの製造工程が複雑なものとなる。
上記のようなシステムに必要とされる光モジュールは、センタ側で、波長１．４９μｍまたは１．５５μｍのレーザ光を発生する半導体レーザと、波長１．３μｍのレーザ光を受信するＰＤ等の受光素子と、両波長を分離するためのＷＤＭフィルタ回路とを必要とする。また、加入者側でも、波長１．３μｍのレーザ光を発生する半導体レーザと、波長１．４９μｍまたは１．５５μｍのレーザ光を受信するＰＤ等の受光素子と、両波長を分離するためのＷＤＭフィルタ回路とを必要とする。
例えば、第１のタイプの一芯双方向モジュールの場合、ファイバ端に光軸に対して傾斜させたフィルタを配置し、ファイバ端からの光のうち目的とする波長の光のみをフィルタで反射させてレンズにより調芯しつつ受光素子に導く。一方、半導体レーザからの光は、レンズにより調芯しつつ、フィルタを介してファイバ端に結合させることができる（例えば、電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年）、Ｂ−１０−１６８、ｐ５４３「下り６２２Ｍｂ／ｓ対応ＡＴＭ−ＰＯＮ用同軸集積型ＯＮＵ光モジュール」；電子情報通信学会エレクロトニクスソサエティ大会予稿集（１９９６年），Ｃ−２０８，ｐ２０８「レセプタクル型双方向波長多重光モジュールＩ」）。
また、第２のタイプの一芯双方向モジュールは、ファイバ端に光導波路を接合するとともに、この光導波路に対して角度付の溝をダイシング等によって加工し、この溝に傾斜したフィルタを配置する構造を有する。ここで、ファイバ端からの光のうち目的とする波長の光のみをフィルタで反射させて受光素子に導き、フィルタの後方に配置された半導体レーザからの光をフィルタ及び導波路を透過させることで、ファイバ端に結合させている（例えば、特開２０００−２２８５５５号公報；電子情報通信学会エレクロトニクスソサエティ大会予稿集（１９９７年），Ｃ−３−８９，ｐ１９８，「表面実装型ＬＤ／ＰＤ集積化モジュール」）。
また、第３のタイプの一芯双方向モジュールは、Ｖ字状のＰＬＣ導波路を用いてＶ字の分岐した一対の端部にファイバ端と半導体レーザとをそれぞれ配置し、Ｖ字の底部に対応するＰＬＣ導波路の端面にフィルタを設けこれに受光素子を対向配置させている。そして、ファイバ端からの光のうち目的とする波長の光のみを、ＰＬＣ導波路の端面でフィルタを介して受光素子に導き、半導体レーザからの光をＰＬＣ導波路の端面に設けたフィルタで反射させてファイバ端に結合させている（例えば、電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年）、Ｃ−３−１３２、ｐ３１２８、「１．３μｍ／１．５５μｍ−ＷＤＭ型ＰＬＣモジュールの開発」；Ｏｇｕｒｏ ｅｔ ａｌ．，″１．２５Ｇｂ／ｓＷＤＭ Ｂｉ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ Ｕｓｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｓｐｏｔ−ｓｉｚｅ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｇｉｏｎ″，２００２ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ；電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年），Ｂ−１０−１６６，ｐ５４１「ＡＴＭ−ＰＯＮ ＯＵＮ用光送受信モジュールの作製」；電子情報通信学会総合大会予稿集（２０００年），Ｃ−３−１２９，ｐ３０８「ＡＴＭ−ＰＯＮ ＯＵＮ用光送受信モジュールの低クロストーク化に関する検討」）。
しかし、上記第１のタイプの光モジュールは、レンズ等の配置調整を行う調芯工程が必要となり、光モジュールの製造に熟練や精度を要し、歩留まりも低下する。
また、上記第２のタイプの光モジュールは、導波路を用いているためレンズ等の調芯が不要であるが、導波路の形成後に、溝加工や、フィルタの挿入・接着の工程が必要となり、光モジュールの製造工程が複雑なものとなる。
また、上記第３のタイプの光モジュールも、導波路の形成とは別に、フィルタの貼り付け等の工程が必要となり、光モジュールの製造工程が複雑なものとなる。
本発明は、高精度の光モジュールの簡易な製造を可能する光部品を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡易な作業で作製することができ、高い精度を有する光モジュールを提供することを目的とする。
本発明の光部品の態様は、所定の軸方向に沿って延びる面形状を有し、少なくとも１つの光導波路を、当該少なくとも一つの光導波路の側面の少なくとも一部で位置決めしつつ保持可能である導波路保持面と、前記導波路保持面に略対向して延在するとともに、前記所定の軸方向に垂直な所定の幅方向において、前記少なくとも一つの光導波路の外径よりも狭い幅を有する開口部とを有するガイド用の導波路用溝を備えている。
かかる構成によれば、上記光部品の導波路用溝では、所定の軸方向に沿って延びる面形状を有する導波路保持面によって、少なくとも１つの光導波路をその側面の少なくとも一部で位置決めしつつ保持可能であるので、導波路用溝の導波路保持面に沿って光導波路を挿入するだけで光導波路の簡易な保持やアライメントが可能になる。
また、導波路用溝の開口部が、導波路保持面に略対向して延在するとともに、所定の幅方向において少なくとも１つの光導波路の外径よりも狭い幅を有するので、導波路用溝に位置決めされた光導波路の離脱を防止しつつ、導波路用溝の外部から導波路用溝に位置決めされた光導波路中に開口部を介して光を導入したり、この光導波路中から開口部を介して必要な光を取り出したりする光分岐結合機能を簡易に付加することができる。なお、導波路用溝に光導波路を挿入する際には、開口部を介して導波路端を直接観察することができるので、光導波路端部のアライメントが比較的簡単なものとなり組立精度を高めることができる。
本発明の光部品の具体的な態様では、前記導波路用溝において、前記導波路保持面は、中心角が１８０°よりも所定角度以上に大きな円弧を当該円弧の面に垂直な前記所定の軸方向に延ばすことによって得られる半筒形状を有し、前記開口部は、半筒形状の前記導波路持面について周方向の一対の対向する周端部間に延在することを特徴としている。
かかる構成によれば、導波路用溝の断面形状が文字「Ω」に似たものとなるので、導波路用溝の加工が比較的簡単なものとなり、かつ、光導波路を高精度にアライメントして確実に保持することができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記光導波路には、所定の特性を持つフィルタが備えられ、当該フィルタは、前記開口部に対応して位置するように固定されることを特徴としている。
かかる構成によれば、光部品を光合分波器等の光パッシブディバイスとして活用することができる。なお、このフィルタは、バンドパスフィルタ、ＮＤフィルタ等とすることができるが、ミラーとすることもできる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記フィルタは、前記光導波路を伝搬される伝搬光の光軸に対し所定の傾斜角を有することを特徴としている。
かかる構成によれば、フィルタは、上述の所定の軸方向に対して所定の傾斜角を有することになるので、光導波路の端面での反射を利用して、例えば光導波路と開口の外部との間で簡易に光の結合や分岐を行うことができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記フィルタは、光導波路の端面に設けられたことを特徴としている。
かかる構成によれば、光導波路の端面を利用して簡易に高精度のフィルタを組み込むことができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記導波路用溝の少なくとも一部の断面形状がΩ状であることを特徴している。
かかる構成によれば、導波路用溝の加工が比較的簡単なものとなり、かつ、光導波路を高精度にアライメントして確実に保持することができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、複数の前記導波路用溝が備えられたことを特徴としている。
かかる構成によれば、各導波路用溝に光導波路をそれぞれ挿入するだけで各光導波路が簡易に保持されアライメントされる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記光導波路は、その側面の少なくとも一部が前記導波路用溝に係止されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、光導波路を導波路用溝に対して確実に位置決めした状態に保つことができる。なお「係止」とは、半田や接着剤を利用して固定又は接着される場合に限らず、導波路用溝内において光導波路の運動（軸方向に沿って又は軸方向の回り）が一定以上の抵抗力で制限される状態をいう。
本発明の光モジュールの態様では、上記態様の光部品と、前記光部品と光学的に結合される光学素子とを備え、前記光部品と前記光学素子とは、前記光部品の開口部を介して光学的に結合されることを特徴としている。
かかる構成によれば、光モジュールを構成する光部品が上述のような導波路用溝を備えるので、簡単な構造の導波路用溝に１つ又は２つの光導波路を挿入して適当な位置に固定するだけで、光学素子から出射する光を開口部を介していずれかの光導波路中に導入したり、かかる光導波路中から開口部を介して必要な光を取り出して光学素子に入射させたりすることができる。なお、光学素子は、例えばフォトセンサ、レーザダイオード、レンズ等で構成することができる。
本発明の光モジュールの具体的な態様では、前記光部品がアライメント手段をさらに備え、当該アライメント手段により前記光部品が位置決めされることを特徴としている。
かかる構成によれば、光部品を用いた光モジュールの作製を簡単で低コストでありながら高精度とすることができる。
本発明の光モジュールの態様は、上記態様の光部品と、前記光部品に導かれる信号光を出力する光源部と、前記光源部から出力された信号光のスポットサイズを変換し、前記光部品の前記少なくとも一つの光導波路の端部に適合するスポットサイズで結合するスポットサイズ変換部とを備えることを特徴としている。
かかる構成によれば、光源部から出力された信号光が光導波路の端部に結合する際、双方のスポットサイズが異なる場合であってもスポットサイズ変換部により適正なスポットサイズに変換することができるので、簡単な構成で信号光の結合損失を確実に低減させて十分な出力パワーを確保することが可能となる。
本発明の光モジュールの具体的態様では、前記スポットサイズ変換部は、基板上に載置された平面光波回路により形成されることを特徴としている。
かかる構成によれば、スポットサイズ変換部を平面光波回路により形成し基板上に載置すればよいので、光導波路技術を用いてレンズ等を用いることなくスポットサイズの変換を容易に行うことができる。
本発明の光モジュールの具体的態様では、前記スポットサイズ変換部が形成される基板と前記光源部が形成される基板は別体で構成され、それぞれ独立に位置決め可能であることを特徴としている。
かかる構成によれば、光源部が形成される基板に対し、それとは別体の基板にスポットサイズ変換部を形成したので、両者の位置合わせを独立に行って光モジュールの製造を容易化することができる。
本発明の光モジュールの具体的態様では、前記スポットサイズが形成される基板と前記光源部が形成される基板には、それぞれＶ溝が形成されるとともに、前記光部品を保持する保持部材に突起が形成され、前記各々のＶ溝と前記突起を嵌合することにより位置決め可能であることを特徴としている。
かかる構成によれば、光源部が形成される基板とスポットサイズ変換部が形成される基板は、それぞれに形成されたＶ溝を保持部材の突起と嵌合させて位置決めすればよいので、位置合わせを簡素化することができる。
また、本発明は、簡易な作業で作製することができ、高い精度を有する光モジュールを提供することを目的とする。
本発明の光部品の態様は、所定の軸方向に沿って延びる面形状を有し、少なくとも１つの光導波路を、当該少なくとも一つの光導波路の側面の少なくとも一部で位置決めしつつ保持可能である導波路保持面と、前記導波路保持面に略対向して延在するとともに、前記所定の軸方向に垂直な所定の幅方向において、前記少なくとも一つの光導波路の外径よりも狭い幅を有する開口部とを有するガイド用の導波路用溝を備えている。
かかる構成によれば、上記光部品の導波路用溝では、所定の軸方向に沿って延びる面形状を有する導波路保持面によって、少なくとも１つの光導波路をその側面の少なくとも一部で位置決めしつつ保持可能であるので、導波路用溝の導波路保持面に沿って光導波路を挿入するだけで光導波路の簡易な保持やアライメントが可能になる。
また、導波路用溝の開口部が、導波路保持面に略対向して延在するとともに、所定の幅方向において少なくとも１つの光導波路の外径よりも狭い幅を有するので、導波路用溝に位置決めされた光導波路の離脱を防止しつつ、導波路用溝の外部から導波路用溝に位置決めされた光導波路中に開口部を介して光を導入したり、この光導波路中から開口部を介して必要な光を取り出したりする光分岐結合機能を簡易に付加することができる。なお、導波路用溝に光導波路を挿入する際には、開口部を介して導波路端を直接観察することができるので、光導波路端部のアライメントが比較的簡単なものとなり組立精度を高めることができる。
本発明の光部品の具体的な態様では、前記導波路用溝において、前記導波路保持面は、中心角が１８０°よりも所定角度以上に大きな円弧を当該円弧の面に垂直な前記所定の軸方向に延ばすことによって得られる半筒形状を有し、前記開口部は、半筒形状の前記導波路持面について周方向の一対の対向する周端部間に延在することを特徴としている。
かかる構成によれば、導波路用溝の断面形状が文字「Ω」に似たものとなるので、導波路用溝の加工が比較的簡単なものとなり、かつ、光導波路を高精度にアライメントして確実に保持することができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記光導波路には、所定の特性を持つフィルタが備えられ、当該フィルタは、前記開口部に対応して位置するように固定されることを特徴としている。
かかる構成によれば、光部品を光合分波器等の光パッシブディバイスとして活用することができる。なお、このフィルタは、バンドパスフィルタ、ＮＤフィルタ等とすることができるが、ミラーとすることもできる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記フィルタは、前記光導波路を伝搬される伝搬光の光軸に対し所定の傾斜角を有することを特徴としている。
かかる構成によれば、フィルタは、上述の所定の軸方向に対して所定の傾斜角を有することになるので、光導波路の端面での反射を利用して、例えば光導波路と開口の外部との間で簡易に光の結合や分岐を行うことができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記フィルタは、光導波路の端面に設けられたことを特徴としている。
かかる構成によれば、光導波路の端面を利用して簡易に高精度のフィルタを組み込むことができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記導波路用溝の少なくとも一部の断面形状がΩ状であることを特徴している。
かかる構成によれば、導波路用溝の加工が比較的簡単なものとなり、かつ、光導波路を高精度にアライメントして確実に保持することができる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、複数の前記導波路用溝が備えられたことを特徴としている。
かかる構成によれば、各導波路用溝に光導波路をそれぞれ挿入するだけで各光導波路が簡易に保持されアライメントされる。
また、本発明の光部品の具体的な態様では、前記光導波路は、その側面の少なくとも一部が前記導波路用溝に係止されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、光導波路を導波路用溝に対して確実に位置決めした状態に保つことができる。なお「係止」とは、半田や接着剤を利用して固定又は接着される場合に限らず、導波路用溝内において光導波路の運動（軸方向に沿って又は軸方向の回り）が一定以上の抵抗力で制限される状態をいう。
本発明の光モジュールの態様では、上記態様の光部品と、前記光部品と光学的に結合される光学素子とを備え、前記光部品と前記光学素子とは、前記光部品の開口部を介して光学的に結合されることを特徴としている。
かかる構成によれば、光モジュールを構成する光部品が上述のような導波路用溝を備えるので、簡単な構造の導波路用溝に１つ又は２つの光導波路を挿入して適当な位置に固定するだけで、光学素子から出射する光を開口部を介していずれかの光導波路中に導入したり、かかる光導波路中から開口部を介して必要な光を取り出して光学素子に入射させたりすることができる。なお、光学素子は、例えばフォトセンサ、レーザダイオード、レンズ等で構成することができる。
本発明の光モジュールの具体的な態様では、前記光部品がアライメント手段をさらに備え、当該アライメント手段により前記光部品が位置決めされることを特徴としている。
かかる構成によれば、光部品を用いた光モジュールの作製を簡単で低コストでありながら高精度とすることができる。
本発明の光モジュールの態様は、上記態様の光部品と、前記光部品に導かれる信号光を出力する光源部と、前記光源部から出力された信号光のスポットサイズを変換し、前記光部品の前記少なくとも一つの光導波路の端部に適合するスポットサイズで結合するスポットサイズ変換部とを備えることを特徴としている。
かかる構成によれば、光源部から出力された信号光が光導波路の端部に結合する際、双方のスポットサイズが異なる場合であってもスポットサイズ変換部により適正なスポットサイズに変換することができるので、簡単な構成で信号光の結合損失を確実に低減させて十分な出力パワーを確保することが可能となる。
本発明の光モジュールの具体的態様では、前記スポットサイズ変換部は、基板上に載置された平面光波回路により形成されることを特徴としている。
かかる構成によれば、スポットサイズ変換部を平面光波回路により形成し基板上に載置すればよいので、光導波路技術を用いてレンズ等を用いることなくスポットサイズの変換を容易に行うことができる。
本発明の光モジュールの具体的態様では、前記スポットサイズ変換部が形成される基板と前記光源部が形成される基板は別体で構成され、それぞれ独立に位置決め可能であることを特徴としている。
かかる構成によれば、光源部が形成される基板に対し、それとは別体の基板にスポットサイズ変換部を形成したので、両者の位置合わせを独立に行って光モジュールの製造を容易化することができる。
本発明の光モジュールの具体的態様では、前記スポットサイズが形成される基板と前記光源部が形成される基板には、それぞれＶ溝が形成されるとともに、前記光部品を保持する保持部材に突起が形成され、前記各々のＶ溝と前記突起を嵌合することにより位置決め可能であることを特徴としている。
かかる構成によれば、光源部が形成される基板とスポットサイズ変換部が形成される基板は、それぞれに形成されたＶ溝を保持部材の突起と嵌合させて位置決めすればよいので、位置合わせを簡素化することができる。
図１は、第１実施形態に係る光部品を説明するための図であり、図１Ａが組立前の斜視図、図１Ｂが組立後の斜視図である。
図２は、図１に示す光部品について、図２ＡがＡ−Ａ矢視の正面断面図であり、図２Ｂは、図１に示す光部品のＡ−Ａ矢視の側方断面図である。
図３は、光ファイバの端面の加工方法を説明する図である。
図４は、図１及び図２に示すファイバ組立固定部材の変形例を説明する図である。
図５は、第２実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する側方断面図である。
図６は、光検出部とファイバの保持部材とのアライメントを説明する正面図である。
図７は、第３実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する斜視図である。
図８は、図７の光モジュールについて、図８ＡがＣ−Ｃ矢視断面図であり、図８Ｂが光モジュールのＤ−Ｄ矢視断面図である。
図９は、第４実施形態に係る光モジュールの構造を説明する側面図である。
図１０は、第５実施形態に係る光モジュールの構造を説明する説明する側方断面図である。
図１１は、スポットサイズ変換素子の構造及び動作を説明する図である。
図１２は、表１の寸法条件を適用したスポットサイズ変換素子の伝搬領域の大きさと伝搬光のスポットサイズの大きさの関係を表す図である。
図１３は、半導体レーザ素子及び第２光ファイバのそれぞれの結合損失と伝搬領域の寸法の関係を示す図である。
図１４は、スポットサイズ変換素子を用いて構成される光モジュールの出力パワーの温度特性を表す図である。
図１５は、第２保持部材に対するスポットサイズ変換部の位置合わせを説明する断面図である。
図１６は、第５実施形態の変形例におけるスポットサイズ変換素子の上面図である。
図２は、図１に示す光部品について、図２ＡがＡ−Ａ矢視の正面断面図であり、図２Ｂは、図１に示す光部品のＡ−Ａ矢視の側方断面図である。
図３は、光ファイバの端面の加工方法を説明する図である。
図４は、図１及び図２に示すファイバ組立固定部材の変形例を説明する図である。
図５は、第２実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する側方断面図である。
図６は、光検出部とファイバの保持部材とのアライメントを説明する正面図である。
図７は、第３実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する斜視図である。
図８は、図７の光モジュールについて、図８ＡがＣ−Ｃ矢視断面図であり、図８Ｂが光モジュールのＤ−Ｄ矢視断面図である。
図９は、第４実施形態に係る光モジュールの構造を説明する側面図である。
図１０は、第５実施形態に係る光モジュールの構造を説明する説明する側方断面図である。
図１１は、スポットサイズ変換素子の構造及び動作を説明する図である。
図１２は、表１の寸法条件を適用したスポットサイズ変換素子の伝搬領域の大きさと伝搬光のスポットサイズの大きさの関係を表す図である。
図１３は、半導体レーザ素子及び第２光ファイバのそれぞれの結合損失と伝搬領域の寸法の関係を示す図である。
図１４は、スポットサイズ変換素子を用いて構成される光モジュールの出力パワーの温度特性を表す図である。
図１５は、第２保持部材に対するスポットサイズ変換部の位置合わせを説明する断面図である。
図１６は、第５実施形態の変形例におけるスポットサイズ変換素子の上面図である。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光部品を説明するための図であり、図１Ａが組立前の斜視図、図１Ｂが組立後の斜視図である。また、図２Ａは、図１に示す光部品のＡ−Ａ矢視の正面断面図であり、図２Ｂは、図１に示す光部品のＡ−Ａ矢視の側方断面図である。
第１実施形態に係る光部品は、ファイバ組立固定部材であり、板状の部品本体１０の上部中央に、断面形状がΩ状の導波路用溝であるファイバ溝２０を有する構造となっている。つまり、ファイバ溝２０は、半筒形状を有する導波路保持面であるファイバ保持面２１と、ファイバ保持面２１の対向する一対の周端部２１ａ、２１ｂ間に延びる開口部２３とからなる。ファイバ保持面２１の軸方向の両端には、光導波路である一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の挿入を許容する一対の軸端部２１ｃ、２１ｄが形成されている。
部品本体１０は、トランスファ成形装置やホットプレス装置を利用して、エンジニアリングプラスチック等の材料を加熱・加圧下で成形することによって一体的に形成される。
ファイバ溝２０に設けた両軸端部２１ｃ、２１ｄに挿入される一対の光ファイバＦ１、Ｆ２は、ファイバ溝２０の中央付近で端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａが突き合わされて固定される。両光ファイバＦ１、Ｆ２の固定に際しては、エポキシ等の各種接着剤ＡＤを利用することができる。ここで、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端面同士を突き合わせる際には、開口部２３を介して端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａを直接観察することができるので、光部品の組立精度を簡易に高めることができる。
なお、用途にもよるが、両光ファイバＦ１、Ｆ２の固定は不可欠のものではない。例えば、一定の抵抗力でファイバ溝２０中での両光ファイバＦ１、Ｆ２の移動が防止されれば足る。
図２Ａの正面断面に示すように、ファイバ溝２０のファイバ保持面２１は、溝底部側の支持部２１ｇと、溝上部側の一対の係止部２１ｈとからなる。ここで、支持部２１ｇは、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａをその側面の下方側から支持する。また、一対の係止部２１ｈは、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａをその側面の上方側の２箇所で係止する。これにより、両光ファイバＦ１、Ｆ２がファイバ溝２０中にともにアライメントされた状態で保持される。両係止部２１ｈの間は開口部２３になっており、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａの上側面が露出する。
図２Ｂの側方断面に示すように、両光ファイバＦ１、Ｆ２の間には、フィルタＦＬが介挿されている。このフィルタＦＬは、光ファイバＦ１側の端部Ｆ１ａに、例えば真空蒸着装置等の成膜装置を利用して成膜された誘電体多層膜であり、特定波長よりも長い波長や短い波長の光を遮断するカットフィルタ、特定波長のみを透過させるバンドパスフィルタ等として機能する。例えばフィルタＦＬがバンドパスフィルタである場合、光ファイバＦ１のコアＣＯによって伝搬されてフィルタＦＬに達した光のうち所望波長の光のみがフィルタＦＬを通過し、残りは全て反射される。
フィルタＦＬを通過した特定波長の光は、そのまま直進し端面ＦＥ２を介してファイバＦ２に結合され、ファイバＦ２のコアＣＯによってそのまま伝搬される。一方、フィルタＦＬで反射された光は、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端面ＦＥ１、ＦＥ２が伝搬光の光軸に対して８°程度傾斜するように加工されていることからコアＣＯ外に出射し、戻り光となることが防止される。
なお、フィルタＦＬは不可欠のものではない。図１Ａに示す光部品を単にメカニカルスプライス接続部品として用いる場合、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端面にフィルタＦＬを設けない。また、フィルタＦＬとして、波長特性を有しないＮＤフィルタやハーフミラー等を用いることにより、図１及び図２に示すような装置をパワータップとして用いることもできる。
図３は、図１に示す光ファイバＦ２の端面ＦＥ２の加工方法を説明する図である。まず、図３Ａの側面図に示すように、多心のＭＴフェルール３１を準備し、これにアレイ状に形成した孔３２に光ファイバＦ１〜Ｆｎを挿入して端面３３にファイバ端を露出させ、これらの光ファイバＦ１〜Ｆｎをワックスにて固定する。
なお、図面では明確でないが、ＭＴフェルール３１に設けた保持用の孔３２や光ファイバＦ１〜Ｆｎは、紙面に垂直な方向に配列されている。
次に、ＭＴフェルール３１とともに光ファイバＦ１〜Ｆｎを研磨して、端面３３を例えば３０°傾斜させる。その後、光ファイバＦ１〜ＦｎをＭＴフェルール３１から分離して、ＭＴフェルール３１や光ファイバＦ１〜Ｆｎを洗浄する。
次に、ＭＴフェルール３１の各孔３２に再び光ファイバＦ１〜Ｆｎをセットし、端面３３にファイバ端を露出させて固定する。さらに、ＭＴフェルール３１の傾斜した端面１３３を覆うようにステンシルマスク３５を取付ける（図３Ｂ参照）。ステンシルマスク３５には、端面３３に露出する各孔３２に対応して開口部３５ａが形成されている。さらに、ファイバホルダ３７を利用してＭＴフェルール３１の後方側で光ファイバＦ１〜Ｆｎの被覆を保護するようにマスクするとともに、ファイバホルダ３７の先端をＭＴフェルール３１の根元側に固定する（図３Ｃ参照）。
その後は、蒸着装置で、ＭＴフェルール３１の端面１３３すなわちステンシルマスク３５側に適当な材料からなる誘電体多層膜を堆積する。これにより、各光ファイバＦ１〜Ｆｎの端面にのみ誘電体多層膜からなるフィルタを形成することができる。フィルタの蒸着後は、ステンシルマスク３５やファイバホルダ３７を取り外し、ＭＴフェルール３１から各光ファイバＦ１〜Ｆｎを分離する。以上により、一回の蒸着工程で多数の光ファイバＦ１〜Ｆｎの各端面に同一特性のフィルタを形成することができる。
図４は、図１及び図２に示す光部品の変形例を説明する図である。図４Ａは、図２Ｂ等に示すフィルタＦＬの配置等を変更して、例えば光監視用モニタ波長反射のためのターミネーションケーブル等として機能させる例を示す。この場合、フィルタＦＬが両光ファイバＦ１、Ｆ２の光軸に対して約２°程度の傾斜を有する。つまり、光ファイバＦ１、Ｆ２の端面ＦＥ１、ＦＥ２が約２°程度傾斜するように加工されており、フィルタＦＬで反射された例えば波長λ１の光は、伝搬してきた方向に戻される。一方、フィルタＦＬを透過した例えば波長λ２の光は、そのまま直進して光ファイバＦ２に結合されることになる。
図４Ｂは、図４Ａの光部品をさらに変更した第２の変形例の側方断面図である。この場合、フィルタＦＬに対向して光学素子であるフォトダイオード２５が配置されており、フィルタＦＬで反射された波長λ１の光は、開口部２３を介してフォトダイオード２５に入射する。このフォトダイオード２５は、光透過性の樹脂接着剤等からなる固定部材２６によって、フィルタＦＬや開口部２３に対してアライメントされた状態で固定される。
図４Ｃは、図１及び図２示す光部品に関連する第３の変形例の側方断面図である。この場合、部品本体１１０が厚くなっており、中央にファイバ接合部を露出させるためのピット２８が形成されている。ピット２８の底部２８ａは平坦になっており、底部２８ａの中央を横切るようにファイバ溝１２０が形成されている。
このファイバ溝１２０は、図２Ａの場合と同様のファイバ保持面を有して断面形状がΩ状となっており、上部に軸方向に延びる開口部１２３を有する。この開口部１２３には、一対の孔２９ａ、２９ｂから挿入された一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の端部が露出する。この場合も、開口部１２３を利用することにより、両光ファイバＦ１、Ｆ２の接続に際して両者の密着状態等の突き合わせ状態を直接観察できるので、光部品の組立精度を簡易に高めることができる。
なお、両光ファイバＦ１、Ｆ２の固定に際しては、両孔２９ａ、２９ｂに両光ファイバＦ１、Ｆ２を挿入する際に両光ファイバＦ１、Ｆ２の側面に接着剤を付着させて軸方向に往復移動させることで、確実な固定が可能になる。
図４Ｄは、図１や図２に示す光部品を変更した第４の変形例の部分正面断面図である。この場合、ファイバ溝２２０は、正方形の一頂点をカットした五角形状の断面を有する。ファイバ溝２２０の内面は、ファイバ保持面の一例である一対の支持面２２１ｇと、一対の係止面２１ｈとからなる。ここで、一対の支持面２２１ｇは、両光ファイバＦ１、Ｆ２をその側面の下方側で支持する。また、一対の係止部２１ｈは、両光ファイバＦ１、Ｆ２をその側面の上方側の２箇所で係止する。これにより、両光ファイバＦ１、Ｆ２がファイバ溝２２０中に互いにアライメントされた状態で保持される。両係止面２２１ｈの間は開口部２２３になっており、両光ファイバＦ１、Ｆ２の上側面が露出する。
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する側方断面図である。この光モジュール４０は、図１及び図２に示すファイバ組立固定部材と同様の構造を有する光部品を用いて製造される。
図５からも明らかなように、光モジュール４０は、波長１．３μｍの信号光を発生するレーザ光源部４１と、波長１．４９μｍの信号光を受信する光検出部４２と、フェルール４３から延びる第１光ファイバＦ１を保持するとともに両波長１．３μｍ及び１．４９μｍを分離するためのＷＤＭフィルタを保持する第１保持部材４５と、第１保持部材４５から延びる短尺の第２光ファイバＦ２をレーザ光源部４１に対してアライメントする第２保持部材４６とを備える。
レーザ光源部４１は、半導体レーザ素子４１ａやモニタ用フォトダイオード素子４１ｂをＳｉ基板上に搭載し、導波路で接続したものであり、所望の波形を有する波長１．３μｍの信号光を第２保持部材４６に固定された第２光ファイバＦ２の端部に供給する。
光検出部４２は、信号検出用のフォトダイオード素子４２ａをＳｉ基板上に搭載したものであり、第１保持部材４５に固定された第１光ファイバＦ１の端面に形成されたＷＤＭ型のフィルタＦＬで反射された波長１．４９μｍの信号光を受信する。
第１保持部材４５は、図１に示すファイバ組立固定部材と同様に断面形状がΩ状のファイバ溝４５ａを有している。一方、第２保持部材４６は、一般的なフェルールと同様、断面形状が円形のファイバ溝４６ａを有している。両保持部材４５、４６は、光ファイバＦ１、Ｆ２と光素子４１ａ、４２ａとをアライメントするために用いられ、一種のフェルールとして機能する。
なお、レーザ光源部４１や光検出部４２は、受信信号を増幅する電気アンプＩＣ（ＴＩＡ：Ｔｒａｎｓ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、コンデンサ等のチップ部品とともに、リードフレームをモールドした基板４７上に固定されている。基板４７上のレーザ光源部４１や光検出部４２は、フェルール４３等を固定するパッケージ４８内部に挿入されパッケージ４８と基板４７とに挟まれた状態で封止される。なお、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２を位置合わせした状態で固定するための第１及び第２保持部材４５、４６は、別体として形成しているが、トランスファ成形やホットプレスにより、パッケージ４８と一体化した状態で成形することもできる。このように、パッケージ４８に第１及び第２保持部材４５、４６を予め一体的に作り込んでおくことにより、光モジュールの組立工程を簡単にすることができる。
図６は、第１保持部材４５に対する光検出部４２のアライメントを説明する正面図である。光検出部４２は、Ｓｉ基板で形成されており、精密な深さのＶ溝４２ｃ、４２ｄを簡単に形成することができる。よって、第１保持部材４５にＶ溝４２ｃ、４２ｄにはまり込む突起４５ｃ、４５ｄを予め形成しておけば、光検出部４２上に一定の圧力で第１保持部材４５を押し付けるだけで、両者を精密に位置合わせすることができる。また、レーザ光源部４１と第２保持部材４６も、光検出部４２及び第１保持部材４５と同様にアライメントされる。
なお、第１及び第２保持部材４５、４６がパッケージ４８に一体的に作り込まれている場合、パッケージ４８に対してレーザ光源部４１や光検出部４２を搭載した基板４７を押し付けることにより、第１及び第２保持部材４５、４６に対して光検出部４２及びレーザ光源部４１をそれぞれアライメントすることができる。
図５に戻って、光モジュール４０の動作について説明する。レーザ光源部４１に形成した半導体レーザ素子４１ａの端面から出射した波長１．３μｍの信号光は、第２光ファイバＦ２の一端に入射してフィルタＦＬを透過し、第１光ファイバＦ１を伝搬し、外部に設けた他のフェルールに保持された光ファイバ（不図示）に結合される。また、外部から導入された波長１．４９μｍの信号光は、第１光ファイバＦ１を経てフィルタＦＬで反射され、光検出部４２に設けたフォトダイオード素子４２ａに入射する。なお、この場合、波長１．４９μｍの信号光を光検出部４２で検出することとしたが、フィルタＦＬの変更等により、波長１．５５μｍの信号光或いは波長１．４９μｍ、１．５５μｍの双方を光検出部４２で検出することもできる。
以下、図５に示す光モジュール４０の組立について簡単に説明する。まず、レーザ光源部４１や光検出部４２以外のチップ部品をリードフレーム上に固定することによって電気パッケージである基板４７を組み立てる。そして、レーザ光源部４１や光検出部４２を基板４７上に固定して必要な電気接続を金ワイヤ等により行う。
一方、第１及び第２保持部材４５、４６を樹脂や接着剤を利用してパッケージ４８に組み立てる。次に、フェルール４３から延びるとともに適当な傾斜角を設けた先端にフィルタＦＬを形成した第１光ファイバＦ１を、パッケージ４８に設けた第１保持部材４５の一端から挿入する。そして、第１光ファイバＦ１の端面の傾斜角に対応する傾斜角を設けた第２光ファイバＦ２を、第２保持部材４６を介して第１保持部材４５の他端から挿入し、両光ファイバＦ１、Ｆ２を第１保持部材４５等に固定する。この際、第１及び第２光ファイバＦ１、Ｆ２間に設けたフィルタＦＬが第１保持部材４５の適所に配置されるように位置決めする。さらに、フェルール４３も、パッケージ４８に対して固定される。
その後、パッケージ４８に基板４７をはめ込んで、基板４７上のレーザ光源部４１と光検出部４２に形成したＶ溝を、パッケージ４８上の第１及び第２保持部材４５、４６に形成した突起に嵌合させ、これらを相互に位置合わせする。かかる位置合わせに際して、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂を用いてパッケージ４８と基板４７を接着し封止することで、光モジュール本体を完成する。
最後に、ＣＬ、ＭＵ、ＳＣ等の用途に応じたレセプタクル部品（図示せず）を取り付けることによって、コネクタ接続可能な光モジュールとなる。
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する斜視図である。この光モジュール５０は、図６に示す光モジュールを複数チャンネル化したものである。
図７に示す光モジュール５０は、フェルール５１と、アレイ型保持部材５２と、アレイ型発光部５３と、アレイ型受光部５４とを備え、別に設けたフェルール６０に対して機械的に接続することによって、このフェルール６０との間でアレイ状のファイバＦＡ単位で光結合が達成される。なお、上記光モジュール５０において、アレイ型保持部材５２は概念的にフェルール５１とは別のものであるが、ランスファ成形やホットプレスによってフェルール５１と一体的に形成される。
アレイ型保持部材５２は、フェルール５１に組み込まれたアレイ状のファイバＦＡに対してアレイ型発光部５３やアレイ型受光部５４を一括してアライメントするためのものであり、図５に示す第１及び第２保持部材４５、４６を集積してアレイ型にしたものである。
アレイ型発光部５３は、Ｓｉ基板５３ａ上に送信用ＬＤアレイ５３ｃとモニタ用ＰＤアレイ５３ｄとを形成したものである。また、Ｓｉ基板５３ａの両端には、アライメント用のＶ溝５３ｅ、５３ｆが形成されている。なお、送信用ＬＤアレイ５３ｃ等は、フェルール５１に組み込まれたアレイ状の光ファイバＦＡと同数だけ同じ間隔で配列されている。
アレイ型受光部５４は、Ｓｉ基板５４ａ上に受信用ＰＤアレイ５４ｃを形成したものである。また、Ｓｉ基板５４ａの両端には、アライメント用のＶ溝５４ｅ、５４ｆが形成されている。なお、受信用ＰＤアレイ５４ｃも、アレイ状の光ファイバＦＡと同数だけ同じ間隔で配列されている。
図８Ａは、図７に示す光モジュール５０のＣ−Ｃ矢視断面図であり、図８Ｂは、光モジュール５０のＤ−Ｄ矢視断面図である。
図８Ａに示すように、Ｃ−Ｃ矢視断面において、アレイ型保持部材５２の下面には、断面形状がΩ状で紙面に垂直な方向に延びるファイバ溝５２ｂが等間隔で平行に複数形成されている。各ファイバ溝５２ｂには、光ファイバＦＡが挿入されてアライメントされ、アレイ状に配列された状態で固定される。アレイ型保持部材５２の左右両端には、アライメント用の一対の突起５２ｃ、５２ｄが形成されており、アレイ型受光部５４に形成したアライメント用のＶ溝５４ｅ、５４ｆに対して嵌合可能になっている。ファイバ溝５２ｂに保持された各光ファイバＦＡは、図５に示す第１及び第２光ファイバＦ１、Ｆ２を組み合わせたものに相当する。つまり、各光ファイバＦＡを構成する一対のファイバ部分の接続面には、波長分割用のフィルタがそれぞれ設けられており、各フィルタに対向する位置には、受信用ＰＤアレイ５４ｃを構成する各フォトダイオード５４ｇがそれぞれ一対一の関係で配置される。
図８Ｂに示すように、Ｄ−Ｄ矢視断面において、アレイ型保持部材５２は、フェルール５１側にくり抜かれて窪み５２ｆとなっている。この窪み５２ｆには、アレイ型発光部５３に搭載した送信用ＬＤアレイ５３ｃとモニタ用ＰＤアレイ５３ｄとがはまり込む。この際、アレイ型保持部材５２に形成されている上述の突起５２ｃ、５２ｄが、アレイ型発光部５３に形成したアライメント用のＶ溝５３ｅ、５３ｆに嵌合する。アレイ型保持部材５２の上記窪み５２ｆ側（紙面後方側）の端面に露出する各光ファイバＦＡの端面は、紙面に垂直に延びるファイバ溝５２ｂに案内されて固定され、送信用ＬＤアレイ５３ｃを構成する各レーザダイオード５３ｇに対してそれぞれ一対一の関係で配置される。
なお、図示を省略しているが、光モジュール５０には、アレイ型保持部材５２やアレイ型発光部５３のほか、ＴＩＡ等のチップ部品を搭載しペルチエ素子等によって冷却される冷却型電気回路基板も組み込まれる。
以下、図７等に示す光モジュール５０の組立について説明する。まず、いずれかの光ファイバＦＡの長尺部分をフェルール５１の端面４１ａに設けたファイバ導入口５１ｂから内部に挿入し、アレイ型保持部材５２に設けたファイバ溝５２ｂに挿入して適宜配置する。なお、光ファイバＦＡの長尺部分の端面には、同一の傾斜角が設けられており、誘電体多層膜からなるフィルタが形成されている。次に、アレイ型保持部材５２に設けたファイバ溝５２ｂの他端（窪み５２ｆ）側からアレイ状の光ファイバＦＡの短尺部分を挿入して上記長尺部分の端面と突き合わせて適宜アライメントする。その後、上記短尺部分と長尺部分とを接着剤等を利用してファイバ溝５２ｂに固定する。
以上の工程を、アレイ状の各光ファイバＦＡについて繰り返し、全ての光ファイバＦＡをアレイ型保持部材５２に精密にアライメントして固定する。その後、アレイ型発光部５３とアレイ型受光部５４とを、アレイ型保持部材５２に対してアライメントし、フェルール５１に固定する。次に、フェルール５１の端面４１ａを研磨して長尺部分の後端面を鏡面状に仕上げる。最後に、冷却型電気回路基板その他のパーツをフェルール５１に固定し、フェルール５１をシリコーン樹脂やエポキシ樹脂により封止することで、光モジュール５０を完成する。
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る光モジュールの構造を説明する側面図である。この光モジュール７０は、第１実施形態に係るファイバ組立固定部材を変形して組み込んだものであり、ＯＡＤＭ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ／ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）として機能する。
光モジュール７０の本体部分７１は、ファイバ組立固定部材７２と、３つの光ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ３とからなる。各光ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ３は、ファイバ組立固定部材７２に設けた断面形状がΩ状のファイバ溝７２ａに挿入され、接着剤にて固定される。第１の光ファイバＦ１の端面には、第１のフィルタＦＬ１が形成されており、波長λ１の信号光を反射する。また、第３の光ファイバＦ３の端面には、第２のフィルタＦＬ２が形成されており、波長λ１の信号光を反射する。
第１フィルタＦＬ１の位置には、第１フィルタＦＬ１からの反射光を開口部２３を介して取り出すための出射ポート７４が設けられている。また、第２フィルタＦＬ２の位置には、開口部２３を介して第２フィルタＦＬ２に信号光を入射させる入射ポート７５が設けられている。前者の出射ポート７４は、第１フィルタＦＬ１で反射された信号光を集めるレンズ７４ａと、レンズ７４ａによる集光点に光ファイバ７４ｂの端面を保持するフェルール７４ｃとを備える。また、後者の入射ポート７５は、光ファイバ７５ａを保持するフェルール７５ｂと、光ファイバ７５ａの端面から出射した信号光を第２フィルタＦＬ２の中心に集光するレンズ７５ｃとを備える。
この光モジュール５０の動作について説明する。第１光ファイバＦ１側から波長λ１〜λｎの信号光を入射させると、第１フィルタＦＬ１を通過する際に波長λ１の信号光が反射され、開口部２３を通過した後、出射ポート７４に入射して光ファイバ７４ｂに分岐される。これにより、第２光ファイバＦ２には、波長λ２〜λｎの信号光が伝搬する。さらに、第２光ファイバＦ２から第３光ファイバＦ３に信号光が入射する際には、入射ポート７５から入射する波長λ１の信号光が第２フィルタＦＬ２で反射されて合波され、第３光ファイバＦ３中を波長λ１〜λｎの信号光が伝搬する。
（第５実施形態）
図１０は、第５実施形態に係る光モジュールの構造を説明する側方断面図である。この光モジュール８０は、図５に示す光モジュールの構成を基本としつつ、光源部から光ファイバに信号光を供給する際にスポットサイズを変換するためのスポットサイズ変換部９０を組み込んだものである。
図１０に示すように、光モジュール８０は、レーザ光源部４１と、光検出部４２と、第１保持部材４５と、第２保持部材４６とを備えるが、これら各構成要素についての基本的な構造及び動作は、図５の場合と共通するので説明を省略する。第５実施形態では、図１０においてレーザ光源部４１の近傍にスポットサイズ変換部９０が設けられている点で図５の場合と異なっている。
レーザ光源部４１は、半導体レーザ素子４１ａとモニタ用フォトダイオード素子４１ｂがＳｉ基板上に搭載されるとともに、そのレーザ光源部４１ｂに隣接してスポットサイズ変換部９０が配置されている。このスポットサイズ変換部９０は、スポットサイズ変換素子９０ａをＳｉ基板上に搭載したものである。そして、スポットサイズ変換素子９０ａは、レーザ光源部４１ｂから出力される波長１．３μｍの信号光を受け、そのスポットサイズを変換して出射し、第２保持部材４６に固定された第２光ファイバＦ２の端部に供給する。
ここで、図１１を用いて、スポットサイズ変換素子９０ａの構造及び動作を説明する。図１１に示すように、スポットサイズ変換素子９０ａは、所定の材料からなる矩形状の平面光波回路であり、その内部に屈折率が異なる所定形状の伝搬領域Ｒが形成されている。この伝搬領域Ｒは、半導体レーザ素子４１ａから出力された信号光を入射する入射端Ｒａと、第２光ファイバＦ２の端部に向けて信号光を出射する出射端Ｒｂを有するとともに、方形断面を有しそのサイズが出射側に近いほど拡大するように３つの部分領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が連結された構造を有する。
図１１においては、スポットサイズ変換素子９０ａについて、互いに直交するＸ方向及びＹ方向におけるサイズを示している。なお、Ｘ方向及びＹ方向はいずれも信号光の光軸に垂直であって、Ｘ方向が光モジュール８０の横方向（図１０の紙面垂直方向）であり、Ｙ方向が光モジュール８０の上下方向（図１０の紙面水平方向）に一致する。
図１１に示すように、伝搬領域Ｒのうち、入射端ＲａはサイズＸ１、Ｙ１の方形状であり、出射端ＲｂはサイズＸ２、Ｙ２の方形状であるものとする。また、入射端Ｒａ側の部分領域Ｒ１は、一定のサイズＸ１、Ｙ１の方形断面で長さＬ１の形状を有し、出射端Ｒｂ側の部分領域Ｒ３は、一定のサイズＸ２、Ｙ２の方形断面で長さＬ３の形状を有している。一方、中間の部分領域Ｒ２は、その方形断面がサイズＸ１、Ｙ１からサイズＸ２、Ｙ２に徐々に広がる長さＬ２の形状を有している。
一般に、半導体レーザ素子４１ｂにおける光信号のスポットサイズは、第２光ファイバＦ２の端部における光信号のスポットサイズと比べ、かなり小さくなっている。そのため、スポットサイズ変換素子９０ａは、入射端Ｒａを介して部分領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を伝搬される光信号のスポットサイズを次第に拡大させ、出射端Ｒｂから出射される光信号が第２光ファイバＦ２の端部に適合するスポットサイズとなるような変換を行う。これにより、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２との間でスポットサイズが異なることに起因する結合損失を減少させることができる。
ここで、表１にスポットサイズ変換素子９０ａにおける伝搬領域Ｒの具体的な寸法条件の一例を示す。表１に示す寸法条件においては、伝搬領域ＲがＹ方向で同一サイズを保つとともにＸ方向でサイズが拡大するような構成に対応している。通常、半導体レーザ素子４１ｂにおけるスポットサイズは、第２光ファイバＦ２と比べて横方向（Ｘ方向）で小さくなるので、表１に示す寸法条件によって主にスポットサイズをＸ方向で拡大する構成をとっている。
以下、表１に示す寸法条件を適用したスポットサイズ変換素子９０ａを用いる場合の光モジュール８０の特性について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は、表１の寸法条件を適用したスポットサイズ変換素子９０ａの伝搬領域Ｒの大きさ（Ｘ方向）と伝搬光のスポットサイズの大きさの関係を表す図である。図１２に示すように、伝搬領域ＲがＸ方向に大きくなるにつれて伝搬光のスポットサイズも一律に大きくなることがわかる。
図１３は、半導体レーザ素子４１ｂ及び第２光ファイバＦ２のそれぞれの結合損失と伝搬領域Ｒの寸法の関係を示す図である。図１３においては、半導体レーザ素子４１ｂからスポットサイズ変換素子９０ａに光信号を結合するときの結合損失と、スポットサイズ変換素子４１ｂから第２光ファイバＦ２に光信号を結合するときの結合損失を示しており、それぞれ伝搬領域Ｒの入射端Ｒａ又は出射端Ｒｂの各Ｘ方向の幅を変化させた場合の変化をプロットしている。
図１３に示すように、半導体レーザ素子４１ｂの側では、Ｘ方向の幅がほぼ４．５μｍのときに最小の結合損失３．４ｄＢが得られる。また、第２光ファイバＦ２の側では、Ｘ方向の幅がほぼ１０μｍのときに最小の結合損失０．６ｄＢが得られる。従って、表１の寸法条件は、図１３に示す特性に対して最適化されたものであるとともに、図１３の結果に基づくトータルの結合損失は、０．６ｄＢ＋３．４ｄＢ＝４．０ｄＢと算出される。一般に、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２を直結する構成では、９〜１０ｄＢ程度の結合損失が生じることから、スポットサイズ変換素子９０ａを介在させる構成によって結合損失を５〜６ｄＢ改善可能であることが確認された。
図１４は、上述のスポットサイズ変換素子９０ａを用いて構成される光モジュール８０（図１０を参照）の出力パワーの温度特性を表す図である。図１４においては、半導体レーザ素子４１ｂの駆動電流に対する光モジュール８０の出力パワーの関係について、温度範囲−４０〜８５度にわたる変化を示している。第５実施形態では、上述したようにスポットサイズ変換素子９０ａによって結合損失を低減させることができるため、十分な出力パワーを確保することができる。なお、３つの光モジュール８０を対象にして同様の実験を行った結果、スポットサイズ変換素子９０ａによる結合損失は、４ｄＢ程度（３．７４ｄＢ〜４．４６ｄＢ）となることが確認された。
以上のように第５実施形態では、スポットサイズ変換素子９０ａを設ける構成としたことにより、半導体レーザ素子４１ａから第２光ファイバＦ２の端面に信号光を供給するときの結合損失を低減することができるので、光モジュール８０の出力パワーを十分に確保可能となる。この場合、スポットサイズを変換するためのレンズ等で構成した空間光学系や、スポットサイズ変換機能を持つ半導体レーザ素子は用いる必要がなく、導波路技術等の一般的な製造技術に基づく簡単な構造を採用するため、簡単な構成で低コスト化を図ることができる。
次に、図１５は、第２保持部材４６に対するスポットサイズ変換部９０の位置合わせを説明する断面図である。スポットサイズ変換部９０のＳｉ基板には、中央に載置されたスポットサイズ変換素子９０ａの両側に２つのＶ溝９１、９２が形成されている。一方、第２保持部材４６には、上述のＶ溝９１、９２に対応する位置に２つの突起９３、９４が形成されている。よって、２つのＶ溝９１、９２と２つの突起９３、９４を嵌合させる際、スポットサイズ変換部９０上に一定の圧力で第２保持部材４６を押し付けることにより、両者を精密に位置合わせすることができる。
なお、スポットサイズ変換部９０とレーザ光源部４１は、別基板で構成されているので、レーザ光源部４１についても図１５と同様に構成することにより、両者を独立に位置合わせすることが可能となる。このようにスポットサイズ変換部９０とレーザ光源部４１をそれぞれ位置合わせした状態で、パッケージ８８と基板８７を封止することにより光モジュール８０が完成する。
次に、第５実施形態に係る光モジュール８０の変形例について説明する。この変形例は、第３実施形態と同様に光モジュール８０を複数チャンネル化する構成に対応する。
図１６は、本変形例におけるスポットサイズ変換素子９０ａの上面図である。図１６に示すスポットサイズ変換素子９０ａには、同一形状の８本の伝搬領域Ｒが並列に配置され、それぞれの伝搬領域を光信号が伝送可能に構成されている。この場合、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２をそれぞれアレイ型に構成し、スポットサイズ変換素子９０ａの各伝搬領域Ｒの位置と適合するように配置すれば、８チャンネルの光モジュール８０を構成することができる。なお、図１６では、８本の伝搬領域Ｒの間隔が均等になる例を示しているが、異なる間隔で並列配置する構成にしてもよい。
以上の第５実施形態においては、スポットサイズ変換素子９０ａを平面光波回路により形成する場合を説明したが、これに限らず、スポットサイズ変換素子９０ａを光ファイバで形成してもよい。この場合、二乗型屈折率分布ファイバＧＩＦ（ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ ｆｉｂｅｒ）、もしくは熱拡散技術により光ファイバのＭＦＤ（モードフィールド径）を局所的に拡大させたファイバであるＴＥＣ（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｏｒｅ）ファイバを用いることができる。
なお、スポットサイズ変換素子９０ａに光ファイバを利用する場合は、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２との光結合効率を考慮してその長さを決定する。つまり、光ファイバの長さは、半導体レーザ素子４１ｂからの出力光が第２光ファイバＦ２に最も効率よく（挿入損失が最小になるように）結合可能なスポットサイズに変換される長さに設定する。また、スポットサイズ変換素子９０ａに利用する光ファイバは、ＳＭＦと融着させて使用してもよい。このように光ファイバを利用してスポットサイズ変換素子９０ａを構成することにより、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２を低損失で光学的に結合させることが可能となる。
以上、第１乃至第５実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態において、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの断面形状は、概ねΩ状である限りサイズや形状を適宜変更することができる。ただし、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの横断面が厳密な意味での半円より浅くなると、光ファイバの保持が不確実になる。また、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの横断面が円に近くなると、取り出し窓として機能する開口部２３を十分なサイズとすることができなくなる。具体的には、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂに固定される光ファイバの直径すなわち外径が例えば１２５μｍである場合、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの内面に接する円（断面円）の中心が１０〜６０μｍの深さになるようにすることで、光ファイバの好適な保持を確保しつつ、十分なサイズの開口部２３を形成することができる。
また、第２及び第３実施形態では、Ｖ溝４２ｃ、４２ｄ、５４ｅ、５４ｆと、突起４５ｃ、４５ｄ、５２ｃ、５２ｄとをアライメント手段として用いて、フィルタＦＬや光ファイバと、フォトダイオードやレーザダイオードの入出射面とのアライメントを行っているが、一対のＶ溝とこれらの間に挟まれるロッド状のファイバとを用いてこれらのアライメントを達成することもできる。
また、上記各実施形態では、第１光ファイバＦ１等の端面に誘電体多層膜からなるフィルタＦＬを形成しているが、このフィルタＦＬの特性は、目的に応じて適宜変更することができ、さらにハーフミラー、ミラー、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）等の光学素子（広義のフィルタ）に置き換えることもできる。
また、上記実各施形態では、光ファイバをアライメントして固定するためのファイバ組立固定部材について説明したが、同様の原理によって、導波路ロッド等を含む他の種類の光導波路を固定することもできる。
図１は、第１実施形態に係る光部品を説明するための図であり、図１Ａが組立前の斜視図、図１Ｂが組立後の斜視図である。また、図２Ａは、図１に示す光部品のＡ−Ａ矢視の正面断面図であり、図２Ｂは、図１に示す光部品のＡ−Ａ矢視の側方断面図である。
第１実施形態に係る光部品は、ファイバ組立固定部材であり、板状の部品本体１０の上部中央に、断面形状がΩ状の導波路用溝であるファイバ溝２０を有する構造となっている。つまり、ファイバ溝２０は、半筒形状を有する導波路保持面であるファイバ保持面２１と、ファイバ保持面２１の対向する一対の周端部２１ａ、２１ｂ間に延びる開口部２３とからなる。ファイバ保持面２１の軸方向の両端には、光導波路である一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の挿入を許容する一対の軸端部２１ｃ、２１ｄが形成されている。
部品本体１０は、トランスファ成形装置やホットプレス装置を利用して、エンジニアリングプラスチック等の材料を加熱・加圧下で成形することによって一体的に形成される。
ファイバ溝２０に設けた両軸端部２１ｃ、２１ｄに挿入される一対の光ファイバＦ１、Ｆ２は、ファイバ溝２０の中央付近で端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａが突き合わされて固定される。両光ファイバＦ１、Ｆ２の固定に際しては、エポキシ等の各種接着剤ＡＤを利用することができる。ここで、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端面同士を突き合わせる際には、開口部２３を介して端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａを直接観察することができるので、光部品の組立精度を簡易に高めることができる。
なお、用途にもよるが、両光ファイバＦ１、Ｆ２の固定は不可欠のものではない。例えば、一定の抵抗力でファイバ溝２０中での両光ファイバＦ１、Ｆ２の移動が防止されれば足る。
図２Ａの正面断面に示すように、ファイバ溝２０のファイバ保持面２１は、溝底部側の支持部２１ｇと、溝上部側の一対の係止部２１ｈとからなる。ここで、支持部２１ｇは、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａをその側面の下方側から支持する。また、一対の係止部２１ｈは、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａをその側面の上方側の２箇所で係止する。これにより、両光ファイバＦ１、Ｆ２がファイバ溝２０中にともにアライメントされた状態で保持される。両係止部２１ｈの間は開口部２３になっており、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端部Ｆ１ａ、Ｆ２ａの上側面が露出する。
図２Ｂの側方断面に示すように、両光ファイバＦ１、Ｆ２の間には、フィルタＦＬが介挿されている。このフィルタＦＬは、光ファイバＦ１側の端部Ｆ１ａに、例えば真空蒸着装置等の成膜装置を利用して成膜された誘電体多層膜であり、特定波長よりも長い波長や短い波長の光を遮断するカットフィルタ、特定波長のみを透過させるバンドパスフィルタ等として機能する。例えばフィルタＦＬがバンドパスフィルタである場合、光ファイバＦ１のコアＣＯによって伝搬されてフィルタＦＬに達した光のうち所望波長の光のみがフィルタＦＬを通過し、残りは全て反射される。
フィルタＦＬを通過した特定波長の光は、そのまま直進し端面ＦＥ２を介してファイバＦ２に結合され、ファイバＦ２のコアＣＯによってそのまま伝搬される。一方、フィルタＦＬで反射された光は、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端面ＦＥ１、ＦＥ２が伝搬光の光軸に対して８°程度傾斜するように加工されていることからコアＣＯ外に出射し、戻り光となることが防止される。
なお、フィルタＦＬは不可欠のものではない。図１Ａに示す光部品を単にメカニカルスプライス接続部品として用いる場合、両光ファイバＦ１、Ｆ２の端面にフィルタＦＬを設けない。また、フィルタＦＬとして、波長特性を有しないＮＤフィルタやハーフミラー等を用いることにより、図１及び図２に示すような装置をパワータップとして用いることもできる。
図３は、図１に示す光ファイバＦ２の端面ＦＥ２の加工方法を説明する図である。まず、図３Ａの側面図に示すように、多心のＭＴフェルール３１を準備し、これにアレイ状に形成した孔３２に光ファイバＦ１〜Ｆｎを挿入して端面３３にファイバ端を露出させ、これらの光ファイバＦ１〜Ｆｎをワックスにて固定する。
なお、図面では明確でないが、ＭＴフェルール３１に設けた保持用の孔３２や光ファイバＦ１〜Ｆｎは、紙面に垂直な方向に配列されている。
次に、ＭＴフェルール３１とともに光ファイバＦ１〜Ｆｎを研磨して、端面３３を例えば３０°傾斜させる。その後、光ファイバＦ１〜ＦｎをＭＴフェルール３１から分離して、ＭＴフェルール３１や光ファイバＦ１〜Ｆｎを洗浄する。
次に、ＭＴフェルール３１の各孔３２に再び光ファイバＦ１〜Ｆｎをセットし、端面３３にファイバ端を露出させて固定する。さらに、ＭＴフェルール３１の傾斜した端面１３３を覆うようにステンシルマスク３５を取付ける（図３Ｂ参照）。ステンシルマスク３５には、端面３３に露出する各孔３２に対応して開口部３５ａが形成されている。さらに、ファイバホルダ３７を利用してＭＴフェルール３１の後方側で光ファイバＦ１〜Ｆｎの被覆を保護するようにマスクするとともに、ファイバホルダ３７の先端をＭＴフェルール３１の根元側に固定する（図３Ｃ参照）。
その後は、蒸着装置で、ＭＴフェルール３１の端面１３３すなわちステンシルマスク３５側に適当な材料からなる誘電体多層膜を堆積する。これにより、各光ファイバＦ１〜Ｆｎの端面にのみ誘電体多層膜からなるフィルタを形成することができる。フィルタの蒸着後は、ステンシルマスク３５やファイバホルダ３７を取り外し、ＭＴフェルール３１から各光ファイバＦ１〜Ｆｎを分離する。以上により、一回の蒸着工程で多数の光ファイバＦ１〜Ｆｎの各端面に同一特性のフィルタを形成することができる。
図４は、図１及び図２に示す光部品の変形例を説明する図である。図４Ａは、図２Ｂ等に示すフィルタＦＬの配置等を変更して、例えば光監視用モニタ波長反射のためのターミネーションケーブル等として機能させる例を示す。この場合、フィルタＦＬが両光ファイバＦ１、Ｆ２の光軸に対して約２°程度の傾斜を有する。つまり、光ファイバＦ１、Ｆ２の端面ＦＥ１、ＦＥ２が約２°程度傾斜するように加工されており、フィルタＦＬで反射された例えば波長λ１の光は、伝搬してきた方向に戻される。一方、フィルタＦＬを透過した例えば波長λ２の光は、そのまま直進して光ファイバＦ２に結合されることになる。
図４Ｂは、図４Ａの光部品をさらに変更した第２の変形例の側方断面図である。この場合、フィルタＦＬに対向して光学素子であるフォトダイオード２５が配置されており、フィルタＦＬで反射された波長λ１の光は、開口部２３を介してフォトダイオード２５に入射する。このフォトダイオード２５は、光透過性の樹脂接着剤等からなる固定部材２６によって、フィルタＦＬや開口部２３に対してアライメントされた状態で固定される。
図４Ｃは、図１及び図２示す光部品に関連する第３の変形例の側方断面図である。この場合、部品本体１１０が厚くなっており、中央にファイバ接合部を露出させるためのピット２８が形成されている。ピット２８の底部２８ａは平坦になっており、底部２８ａの中央を横切るようにファイバ溝１２０が形成されている。
このファイバ溝１２０は、図２Ａの場合と同様のファイバ保持面を有して断面形状がΩ状となっており、上部に軸方向に延びる開口部１２３を有する。この開口部１２３には、一対の孔２９ａ、２９ｂから挿入された一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の端部が露出する。この場合も、開口部１２３を利用することにより、両光ファイバＦ１、Ｆ２の接続に際して両者の密着状態等の突き合わせ状態を直接観察できるので、光部品の組立精度を簡易に高めることができる。
なお、両光ファイバＦ１、Ｆ２の固定に際しては、両孔２９ａ、２９ｂに両光ファイバＦ１、Ｆ２を挿入する際に両光ファイバＦ１、Ｆ２の側面に接着剤を付着させて軸方向に往復移動させることで、確実な固定が可能になる。
図４Ｄは、図１や図２に示す光部品を変更した第４の変形例の部分正面断面図である。この場合、ファイバ溝２２０は、正方形の一頂点をカットした五角形状の断面を有する。ファイバ溝２２０の内面は、ファイバ保持面の一例である一対の支持面２２１ｇと、一対の係止面２１ｈとからなる。ここで、一対の支持面２２１ｇは、両光ファイバＦ１、Ｆ２をその側面の下方側で支持する。また、一対の係止部２１ｈは、両光ファイバＦ１、Ｆ２をその側面の上方側の２箇所で係止する。これにより、両光ファイバＦ１、Ｆ２がファイバ溝２２０中に互いにアライメントされた状態で保持される。両係止面２２１ｈの間は開口部２２３になっており、両光ファイバＦ１、Ｆ２の上側面が露出する。
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する側方断面図である。この光モジュール４０は、図１及び図２に示すファイバ組立固定部材と同様の構造を有する光部品を用いて製造される。
図５からも明らかなように、光モジュール４０は、波長１．３μｍの信号光を発生するレーザ光源部４１と、波長１．４９μｍの信号光を受信する光検出部４２と、フェルール４３から延びる第１光ファイバＦ１を保持するとともに両波長１．３μｍ及び１．４９μｍを分離するためのＷＤＭフィルタを保持する第１保持部材４５と、第１保持部材４５から延びる短尺の第２光ファイバＦ２をレーザ光源部４１に対してアライメントする第２保持部材４６とを備える。
レーザ光源部４１は、半導体レーザ素子４１ａやモニタ用フォトダイオード素子４１ｂをＳｉ基板上に搭載し、導波路で接続したものであり、所望の波形を有する波長１．３μｍの信号光を第２保持部材４６に固定された第２光ファイバＦ２の端部に供給する。
光検出部４２は、信号検出用のフォトダイオード素子４２ａをＳｉ基板上に搭載したものであり、第１保持部材４５に固定された第１光ファイバＦ１の端面に形成されたＷＤＭ型のフィルタＦＬで反射された波長１．４９μｍの信号光を受信する。
第１保持部材４５は、図１に示すファイバ組立固定部材と同様に断面形状がΩ状のファイバ溝４５ａを有している。一方、第２保持部材４６は、一般的なフェルールと同様、断面形状が円形のファイバ溝４６ａを有している。両保持部材４５、４６は、光ファイバＦ１、Ｆ２と光素子４１ａ、４２ａとをアライメントするために用いられ、一種のフェルールとして機能する。
なお、レーザ光源部４１や光検出部４２は、受信信号を増幅する電気アンプＩＣ（ＴＩＡ：Ｔｒａｎｓ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、コンデンサ等のチップ部品とともに、リードフレームをモールドした基板４７上に固定されている。基板４７上のレーザ光源部４１や光検出部４２は、フェルール４３等を固定するパッケージ４８内部に挿入されパッケージ４８と基板４７とに挟まれた状態で封止される。なお、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２を位置合わせした状態で固定するための第１及び第２保持部材４５、４６は、別体として形成しているが、トランスファ成形やホットプレスにより、パッケージ４８と一体化した状態で成形することもできる。このように、パッケージ４８に第１及び第２保持部材４５、４６を予め一体的に作り込んでおくことにより、光モジュールの組立工程を簡単にすることができる。
図６は、第１保持部材４５に対する光検出部４２のアライメントを説明する正面図である。光検出部４２は、Ｓｉ基板で形成されており、精密な深さのＶ溝４２ｃ、４２ｄを簡単に形成することができる。よって、第１保持部材４５にＶ溝４２ｃ、４２ｄにはまり込む突起４５ｃ、４５ｄを予め形成しておけば、光検出部４２上に一定の圧力で第１保持部材４５を押し付けるだけで、両者を精密に位置合わせすることができる。また、レーザ光源部４１と第２保持部材４６も、光検出部４２及び第１保持部材４５と同様にアライメントされる。
なお、第１及び第２保持部材４５、４６がパッケージ４８に一体的に作り込まれている場合、パッケージ４８に対してレーザ光源部４１や光検出部４２を搭載した基板４７を押し付けることにより、第１及び第２保持部材４５、４６に対して光検出部４２及びレーザ光源部４１をそれぞれアライメントすることができる。
図５に戻って、光モジュール４０の動作について説明する。レーザ光源部４１に形成した半導体レーザ素子４１ａの端面から出射した波長１．３μｍの信号光は、第２光ファイバＦ２の一端に入射してフィルタＦＬを透過し、第１光ファイバＦ１を伝搬し、外部に設けた他のフェルールに保持された光ファイバ（不図示）に結合される。また、外部から導入された波長１．４９μｍの信号光は、第１光ファイバＦ１を経てフィルタＦＬで反射され、光検出部４２に設けたフォトダイオード素子４２ａに入射する。なお、この場合、波長１．４９μｍの信号光を光検出部４２で検出することとしたが、フィルタＦＬの変更等により、波長１．５５μｍの信号光或いは波長１．４９μｍ、１．５５μｍの双方を光検出部４２で検出することもできる。
以下、図５に示す光モジュール４０の組立について簡単に説明する。まず、レーザ光源部４１や光検出部４２以外のチップ部品をリードフレーム上に固定することによって電気パッケージである基板４７を組み立てる。そして、レーザ光源部４１や光検出部４２を基板４７上に固定して必要な電気接続を金ワイヤ等により行う。
一方、第１及び第２保持部材４５、４６を樹脂や接着剤を利用してパッケージ４８に組み立てる。次に、フェルール４３から延びるとともに適当な傾斜角を設けた先端にフィルタＦＬを形成した第１光ファイバＦ１を、パッケージ４８に設けた第１保持部材４５の一端から挿入する。そして、第１光ファイバＦ１の端面の傾斜角に対応する傾斜角を設けた第２光ファイバＦ２を、第２保持部材４６を介して第１保持部材４５の他端から挿入し、両光ファイバＦ１、Ｆ２を第１保持部材４５等に固定する。この際、第１及び第２光ファイバＦ１、Ｆ２間に設けたフィルタＦＬが第１保持部材４５の適所に配置されるように位置決めする。さらに、フェルール４３も、パッケージ４８に対して固定される。
その後、パッケージ４８に基板４７をはめ込んで、基板４７上のレーザ光源部４１と光検出部４２に形成したＶ溝を、パッケージ４８上の第１及び第２保持部材４５、４６に形成した突起に嵌合させ、これらを相互に位置合わせする。かかる位置合わせに際して、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂を用いてパッケージ４８と基板４７を接着し封止することで、光モジュール本体を完成する。
最後に、ＣＬ、ＭＵ、ＳＣ等の用途に応じたレセプタクル部品（図示せず）を取り付けることによって、コネクタ接続可能な光モジュールとなる。
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る一芯双方向型の光モジュールの構造を説明する斜視図である。この光モジュール５０は、図６に示す光モジュールを複数チャンネル化したものである。
図７に示す光モジュール５０は、フェルール５１と、アレイ型保持部材５２と、アレイ型発光部５３と、アレイ型受光部５４とを備え、別に設けたフェルール６０に対して機械的に接続することによって、このフェルール６０との間でアレイ状のファイバＦＡ単位で光結合が達成される。なお、上記光モジュール５０において、アレイ型保持部材５２は概念的にフェルール５１とは別のものであるが、ランスファ成形やホットプレスによってフェルール５１と一体的に形成される。
アレイ型保持部材５２は、フェルール５１に組み込まれたアレイ状のファイバＦＡに対してアレイ型発光部５３やアレイ型受光部５４を一括してアライメントするためのものであり、図５に示す第１及び第２保持部材４５、４６を集積してアレイ型にしたものである。
アレイ型発光部５３は、Ｓｉ基板５３ａ上に送信用ＬＤアレイ５３ｃとモニタ用ＰＤアレイ５３ｄとを形成したものである。また、Ｓｉ基板５３ａの両端には、アライメント用のＶ溝５３ｅ、５３ｆが形成されている。なお、送信用ＬＤアレイ５３ｃ等は、フェルール５１に組み込まれたアレイ状の光ファイバＦＡと同数だけ同じ間隔で配列されている。
アレイ型受光部５４は、Ｓｉ基板５４ａ上に受信用ＰＤアレイ５４ｃを形成したものである。また、Ｓｉ基板５４ａの両端には、アライメント用のＶ溝５４ｅ、５４ｆが形成されている。なお、受信用ＰＤアレイ５４ｃも、アレイ状の光ファイバＦＡと同数だけ同じ間隔で配列されている。
図８Ａは、図７に示す光モジュール５０のＣ−Ｃ矢視断面図であり、図８Ｂは、光モジュール５０のＤ−Ｄ矢視断面図である。
図８Ａに示すように、Ｃ−Ｃ矢視断面において、アレイ型保持部材５２の下面には、断面形状がΩ状で紙面に垂直な方向に延びるファイバ溝５２ｂが等間隔で平行に複数形成されている。各ファイバ溝５２ｂには、光ファイバＦＡが挿入されてアライメントされ、アレイ状に配列された状態で固定される。アレイ型保持部材５２の左右両端には、アライメント用の一対の突起５２ｃ、５２ｄが形成されており、アレイ型受光部５４に形成したアライメント用のＶ溝５４ｅ、５４ｆに対して嵌合可能になっている。ファイバ溝５２ｂに保持された各光ファイバＦＡは、図５に示す第１及び第２光ファイバＦ１、Ｆ２を組み合わせたものに相当する。つまり、各光ファイバＦＡを構成する一対のファイバ部分の接続面には、波長分割用のフィルタがそれぞれ設けられており、各フィルタに対向する位置には、受信用ＰＤアレイ５４ｃを構成する各フォトダイオード５４ｇがそれぞれ一対一の関係で配置される。
図８Ｂに示すように、Ｄ−Ｄ矢視断面において、アレイ型保持部材５２は、フェルール５１側にくり抜かれて窪み５２ｆとなっている。この窪み５２ｆには、アレイ型発光部５３に搭載した送信用ＬＤアレイ５３ｃとモニタ用ＰＤアレイ５３ｄとがはまり込む。この際、アレイ型保持部材５２に形成されている上述の突起５２ｃ、５２ｄが、アレイ型発光部５３に形成したアライメント用のＶ溝５３ｅ、５３ｆに嵌合する。アレイ型保持部材５２の上記窪み５２ｆ側（紙面後方側）の端面に露出する各光ファイバＦＡの端面は、紙面に垂直に延びるファイバ溝５２ｂに案内されて固定され、送信用ＬＤアレイ５３ｃを構成する各レーザダイオード５３ｇに対してそれぞれ一対一の関係で配置される。
なお、図示を省略しているが、光モジュール５０には、アレイ型保持部材５２やアレイ型発光部５３のほか、ＴＩＡ等のチップ部品を搭載しペルチエ素子等によって冷却される冷却型電気回路基板も組み込まれる。
以下、図７等に示す光モジュール５０の組立について説明する。まず、いずれかの光ファイバＦＡの長尺部分をフェルール５１の端面４１ａに設けたファイバ導入口５１ｂから内部に挿入し、アレイ型保持部材５２に設けたファイバ溝５２ｂに挿入して適宜配置する。なお、光ファイバＦＡの長尺部分の端面には、同一の傾斜角が設けられており、誘電体多層膜からなるフィルタが形成されている。次に、アレイ型保持部材５２に設けたファイバ溝５２ｂの他端（窪み５２ｆ）側からアレイ状の光ファイバＦＡの短尺部分を挿入して上記長尺部分の端面と突き合わせて適宜アライメントする。その後、上記短尺部分と長尺部分とを接着剤等を利用してファイバ溝５２ｂに固定する。
以上の工程を、アレイ状の各光ファイバＦＡについて繰り返し、全ての光ファイバＦＡをアレイ型保持部材５２に精密にアライメントして固定する。その後、アレイ型発光部５３とアレイ型受光部５４とを、アレイ型保持部材５２に対してアライメントし、フェルール５１に固定する。次に、フェルール５１の端面４１ａを研磨して長尺部分の後端面を鏡面状に仕上げる。最後に、冷却型電気回路基板その他のパーツをフェルール５１に固定し、フェルール５１をシリコーン樹脂やエポキシ樹脂により封止することで、光モジュール５０を完成する。
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る光モジュールの構造を説明する側面図である。この光モジュール７０は、第１実施形態に係るファイバ組立固定部材を変形して組み込んだものであり、ＯＡＤＭ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ／ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）として機能する。
光モジュール７０の本体部分７１は、ファイバ組立固定部材７２と、３つの光ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ３とからなる。各光ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ３は、ファイバ組立固定部材７２に設けた断面形状がΩ状のファイバ溝７２ａに挿入され、接着剤にて固定される。第１の光ファイバＦ１の端面には、第１のフィルタＦＬ１が形成されており、波長λ１の信号光を反射する。また、第３の光ファイバＦ３の端面には、第２のフィルタＦＬ２が形成されており、波長λ１の信号光を反射する。
第１フィルタＦＬ１の位置には、第１フィルタＦＬ１からの反射光を開口部２３を介して取り出すための出射ポート７４が設けられている。また、第２フィルタＦＬ２の位置には、開口部２３を介して第２フィルタＦＬ２に信号光を入射させる入射ポート７５が設けられている。前者の出射ポート７４は、第１フィルタＦＬ１で反射された信号光を集めるレンズ７４ａと、レンズ７４ａによる集光点に光ファイバ７４ｂの端面を保持するフェルール７４ｃとを備える。また、後者の入射ポート７５は、光ファイバ７５ａを保持するフェルール７５ｂと、光ファイバ７５ａの端面から出射した信号光を第２フィルタＦＬ２の中心に集光するレンズ７５ｃとを備える。
この光モジュール５０の動作について説明する。第１光ファイバＦ１側から波長λ１〜λｎの信号光を入射させると、第１フィルタＦＬ１を通過する際に波長λ１の信号光が反射され、開口部２３を通過した後、出射ポート７４に入射して光ファイバ７４ｂに分岐される。これにより、第２光ファイバＦ２には、波長λ２〜λｎの信号光が伝搬する。さらに、第２光ファイバＦ２から第３光ファイバＦ３に信号光が入射する際には、入射ポート７５から入射する波長λ１の信号光が第２フィルタＦＬ２で反射されて合波され、第３光ファイバＦ３中を波長λ１〜λｎの信号光が伝搬する。
（第５実施形態）
図１０は、第５実施形態に係る光モジュールの構造を説明する側方断面図である。この光モジュール８０は、図５に示す光モジュールの構成を基本としつつ、光源部から光ファイバに信号光を供給する際にスポットサイズを変換するためのスポットサイズ変換部９０を組み込んだものである。
図１０に示すように、光モジュール８０は、レーザ光源部４１と、光検出部４２と、第１保持部材４５と、第２保持部材４６とを備えるが、これら各構成要素についての基本的な構造及び動作は、図５の場合と共通するので説明を省略する。第５実施形態では、図１０においてレーザ光源部４１の近傍にスポットサイズ変換部９０が設けられている点で図５の場合と異なっている。
レーザ光源部４１は、半導体レーザ素子４１ａとモニタ用フォトダイオード素子４１ｂがＳｉ基板上に搭載されるとともに、そのレーザ光源部４１ｂに隣接してスポットサイズ変換部９０が配置されている。このスポットサイズ変換部９０は、スポットサイズ変換素子９０ａをＳｉ基板上に搭載したものである。そして、スポットサイズ変換素子９０ａは、レーザ光源部４１ｂから出力される波長１．３μｍの信号光を受け、そのスポットサイズを変換して出射し、第２保持部材４６に固定された第２光ファイバＦ２の端部に供給する。
ここで、図１１を用いて、スポットサイズ変換素子９０ａの構造及び動作を説明する。図１１に示すように、スポットサイズ変換素子９０ａは、所定の材料からなる矩形状の平面光波回路であり、その内部に屈折率が異なる所定形状の伝搬領域Ｒが形成されている。この伝搬領域Ｒは、半導体レーザ素子４１ａから出力された信号光を入射する入射端Ｒａと、第２光ファイバＦ２の端部に向けて信号光を出射する出射端Ｒｂを有するとともに、方形断面を有しそのサイズが出射側に近いほど拡大するように３つの部分領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が連結された構造を有する。
図１１においては、スポットサイズ変換素子９０ａについて、互いに直交するＸ方向及びＹ方向におけるサイズを示している。なお、Ｘ方向及びＹ方向はいずれも信号光の光軸に垂直であって、Ｘ方向が光モジュール８０の横方向（図１０の紙面垂直方向）であり、Ｙ方向が光モジュール８０の上下方向（図１０の紙面水平方向）に一致する。
図１１に示すように、伝搬領域Ｒのうち、入射端ＲａはサイズＸ１、Ｙ１の方形状であり、出射端ＲｂはサイズＸ２、Ｙ２の方形状であるものとする。また、入射端Ｒａ側の部分領域Ｒ１は、一定のサイズＸ１、Ｙ１の方形断面で長さＬ１の形状を有し、出射端Ｒｂ側の部分領域Ｒ３は、一定のサイズＸ２、Ｙ２の方形断面で長さＬ３の形状を有している。一方、中間の部分領域Ｒ２は、その方形断面がサイズＸ１、Ｙ１からサイズＸ２、Ｙ２に徐々に広がる長さＬ２の形状を有している。
一般に、半導体レーザ素子４１ｂにおける光信号のスポットサイズは、第２光ファイバＦ２の端部における光信号のスポットサイズと比べ、かなり小さくなっている。そのため、スポットサイズ変換素子９０ａは、入射端Ｒａを介して部分領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を伝搬される光信号のスポットサイズを次第に拡大させ、出射端Ｒｂから出射される光信号が第２光ファイバＦ２の端部に適合するスポットサイズとなるような変換を行う。これにより、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２との間でスポットサイズが異なることに起因する結合損失を減少させることができる。
ここで、表１にスポットサイズ変換素子９０ａにおける伝搬領域Ｒの具体的な寸法条件の一例を示す。表１に示す寸法条件においては、伝搬領域ＲがＹ方向で同一サイズを保つとともにＸ方向でサイズが拡大するような構成に対応している。通常、半導体レーザ素子４１ｂにおけるスポットサイズは、第２光ファイバＦ２と比べて横方向（Ｘ方向）で小さくなるので、表１に示す寸法条件によって主にスポットサイズをＸ方向で拡大する構成をとっている。
図１３は、半導体レーザ素子４１ｂ及び第２光ファイバＦ２のそれぞれの結合損失と伝搬領域Ｒの寸法の関係を示す図である。図１３においては、半導体レーザ素子４１ｂからスポットサイズ変換素子９０ａに光信号を結合するときの結合損失と、スポットサイズ変換素子４１ｂから第２光ファイバＦ２に光信号を結合するときの結合損失を示しており、それぞれ伝搬領域Ｒの入射端Ｒａ又は出射端Ｒｂの各Ｘ方向の幅を変化させた場合の変化をプロットしている。
図１３に示すように、半導体レーザ素子４１ｂの側では、Ｘ方向の幅がほぼ４．５μｍのときに最小の結合損失３．４ｄＢが得られる。また、第２光ファイバＦ２の側では、Ｘ方向の幅がほぼ１０μｍのときに最小の結合損失０．６ｄＢが得られる。従って、表１の寸法条件は、図１３に示す特性に対して最適化されたものであるとともに、図１３の結果に基づくトータルの結合損失は、０．６ｄＢ＋３．４ｄＢ＝４．０ｄＢと算出される。一般に、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２を直結する構成では、９〜１０ｄＢ程度の結合損失が生じることから、スポットサイズ変換素子９０ａを介在させる構成によって結合損失を５〜６ｄＢ改善可能であることが確認された。
図１４は、上述のスポットサイズ変換素子９０ａを用いて構成される光モジュール８０（図１０を参照）の出力パワーの温度特性を表す図である。図１４においては、半導体レーザ素子４１ｂの駆動電流に対する光モジュール８０の出力パワーの関係について、温度範囲−４０〜８５度にわたる変化を示している。第５実施形態では、上述したようにスポットサイズ変換素子９０ａによって結合損失を低減させることができるため、十分な出力パワーを確保することができる。なお、３つの光モジュール８０を対象にして同様の実験を行った結果、スポットサイズ変換素子９０ａによる結合損失は、４ｄＢ程度（３．７４ｄＢ〜４．４６ｄＢ）となることが確認された。
以上のように第５実施形態では、スポットサイズ変換素子９０ａを設ける構成としたことにより、半導体レーザ素子４１ａから第２光ファイバＦ２の端面に信号光を供給するときの結合損失を低減することができるので、光モジュール８０の出力パワーを十分に確保可能となる。この場合、スポットサイズを変換するためのレンズ等で構成した空間光学系や、スポットサイズ変換機能を持つ半導体レーザ素子は用いる必要がなく、導波路技術等の一般的な製造技術に基づく簡単な構造を採用するため、簡単な構成で低コスト化を図ることができる。
次に、図１５は、第２保持部材４６に対するスポットサイズ変換部９０の位置合わせを説明する断面図である。スポットサイズ変換部９０のＳｉ基板には、中央に載置されたスポットサイズ変換素子９０ａの両側に２つのＶ溝９１、９２が形成されている。一方、第２保持部材４６には、上述のＶ溝９１、９２に対応する位置に２つの突起９３、９４が形成されている。よって、２つのＶ溝９１、９２と２つの突起９３、９４を嵌合させる際、スポットサイズ変換部９０上に一定の圧力で第２保持部材４６を押し付けることにより、両者を精密に位置合わせすることができる。
なお、スポットサイズ変換部９０とレーザ光源部４１は、別基板で構成されているので、レーザ光源部４１についても図１５と同様に構成することにより、両者を独立に位置合わせすることが可能となる。このようにスポットサイズ変換部９０とレーザ光源部４１をそれぞれ位置合わせした状態で、パッケージ８８と基板８７を封止することにより光モジュール８０が完成する。
次に、第５実施形態に係る光モジュール８０の変形例について説明する。この変形例は、第３実施形態と同様に光モジュール８０を複数チャンネル化する構成に対応する。
図１６は、本変形例におけるスポットサイズ変換素子９０ａの上面図である。図１６に示すスポットサイズ変換素子９０ａには、同一形状の８本の伝搬領域Ｒが並列に配置され、それぞれの伝搬領域を光信号が伝送可能に構成されている。この場合、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２をそれぞれアレイ型に構成し、スポットサイズ変換素子９０ａの各伝搬領域Ｒの位置と適合するように配置すれば、８チャンネルの光モジュール８０を構成することができる。なお、図１６では、８本の伝搬領域Ｒの間隔が均等になる例を示しているが、異なる間隔で並列配置する構成にしてもよい。
以上の第５実施形態においては、スポットサイズ変換素子９０ａを平面光波回路により形成する場合を説明したが、これに限らず、スポットサイズ変換素子９０ａを光ファイバで形成してもよい。この場合、二乗型屈折率分布ファイバＧＩＦ（ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ ｆｉｂｅｒ）、もしくは熱拡散技術により光ファイバのＭＦＤ（モードフィールド径）を局所的に拡大させたファイバであるＴＥＣ（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｏｒｅ）ファイバを用いることができる。
なお、スポットサイズ変換素子９０ａに光ファイバを利用する場合は、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２との光結合効率を考慮してその長さを決定する。つまり、光ファイバの長さは、半導体レーザ素子４１ｂからの出力光が第２光ファイバＦ２に最も効率よく（挿入損失が最小になるように）結合可能なスポットサイズに変換される長さに設定する。また、スポットサイズ変換素子９０ａに利用する光ファイバは、ＳＭＦと融着させて使用してもよい。このように光ファイバを利用してスポットサイズ変換素子９０ａを構成することにより、半導体レーザ素子４１ｂと第２光ファイバＦ２を低損失で光学的に結合させることが可能となる。
以上、第１乃至第５実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態において、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの断面形状は、概ねΩ状である限りサイズや形状を適宜変更することができる。ただし、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの横断面が厳密な意味での半円より浅くなると、光ファイバの保持が不確実になる。また、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの横断面が円に近くなると、取り出し窓として機能する開口部２３を十分なサイズとすることができなくなる。具体的には、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂに固定される光ファイバの直径すなわち外径が例えば１２５μｍである場合、ファイバ溝２０、４５ａ、５２ｂの内面に接する円（断面円）の中心が１０〜６０μｍの深さになるようにすることで、光ファイバの好適な保持を確保しつつ、十分なサイズの開口部２３を形成することができる。
また、第２及び第３実施形態では、Ｖ溝４２ｃ、４２ｄ、５４ｅ、５４ｆと、突起４５ｃ、４５ｄ、５２ｃ、５２ｄとをアライメント手段として用いて、フィルタＦＬや光ファイバと、フォトダイオードやレーザダイオードの入出射面とのアライメントを行っているが、一対のＶ溝とこれらの間に挟まれるロッド状のファイバとを用いてこれらのアライメントを達成することもできる。
また、上記各実施形態では、第１光ファイバＦ１等の端面に誘電体多層膜からなるフィルタＦＬを形成しているが、このフィルタＦＬの特性は、目的に応じて適宜変更することができ、さらにハーフミラー、ミラー、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）等の光学素子（広義のフィルタ）に置き換えることもできる。
また、上記実各施形態では、光ファイバをアライメントして固定するためのファイバ組立固定部材について説明したが、同様の原理によって、導波路ロッド等を含む他の種類の光導波路を固定することもできる。
以上の説明で明らかなように、本発明に係る光部品によれば、所定の軸方向に沿って延びる保持面に沿って光導波路を挿入するだけで光導波路の簡易な保持やアライメントが可能になる。また、開口部を利用することで、導波路用溝に位置決めされた光導波路の離脱を防止しつつ、外部から光導波路中に光を導入したり、開口部を介して光導波路中から必要な光を取り出したりすることができる。
さらに、光導波路の導波路用溝への取付けに際して開口部を観察することにより、光導波路端部のアライメントが比較的簡単なものとなり組立精度を高めることができる。
さらに、光導波路の導波路用溝への取付けに際して開口部を観察することにより、光導波路端部のアライメントが比較的簡単なものとなり組立精度を高めることができる。
Claims (14)
- 所定の軸方向に沿って延びる面形状を有し、少なくとも１つの光導波路を、当該少なくとも一つの光導波路の側面の少なくとも一部で位置決めしつつ保持可能である導波路保持面と、
前記導波路保持面に略対向して延在するとともに、前記所定の軸方向に垂直な所定の幅方向において、前記少なくとも一つの光導波路の外径よりも狭い幅を有する開口部と、
を有するガイド用の導波路用溝を備えた光部品。 - 前記導波路用溝において、前記導波路保持面は、中心角が１８０°よりも所定角度以上に大きな円弧を当該円弧の面に垂直な前記所定の軸方向に延ばすことによって得られる半筒形状を有し、前記開口部は、半筒形状の前記導波路持面について周方向の一対の対向する周端部間に延在することを特徴とする請求項１記載の光部品。
- 前記光導波路には、所定の特性を持つフィルタが備えられ、当該フィルタは、前記開口部に対応して位置するように固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光部品。
- 前記フィルタは、前記光導波路を伝搬される伝搬光の光軸に対し所定の傾斜角を有することを特徴とする請求項３に記載の光部品。
- 前記フィルタは、光導波路の端面に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の光部品。
- 前記導波路用溝の少なくとも一部の断面形状がΩ状であることを特徴する請求項１又は請求項２に記載の光部品。
- 複数の前記導波路用溝が備えられたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項６のいずれかに記載の光部品。
- 前記光導波路は、その側面の少なくとも一部が前記導波路用溝に係止されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項６、請求項７のいずれかに記載の光部品。
- 請求項１、請求項２、請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の光部品と、
前記光部品と光学的に結合される光学素子とを備え、
前記光部品と前記光学素子とは、前記光部品の開口部を介して光学的に結合されることを特徴とする光モジュール。 - 前記光部品がアライメント手段をさらに備え、当該アライメント手段により前記光部品が位置決めされることを特徴とする請求項９に記載の光モジュール。
- 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の光部品と、
前記光部品に導かれる信号光を出力する光源部と、
前記光源部から出力された信号光のスポットサイズを変換し、前記光部品の前記少なくとも一つの光導波路の端部に適合するスポットサイズで結合するスポットサイズ変換部と、
を備えることを特徴とする光モジュール。 - 前記スポットサイズ変換部は、基板上に載置された平面光波回路により形成されることを特徴とする請求項１１に記載の光モジュール。
- 前記スポットサイズ変換部が形成される基板と前記光源部が形成される基板は別体で構成され、それぞれ独立に位置決め可能であることを特徴とする請求項１２に記載の光モジュール。
- 前記スポットサイズが形成される基板と前記光源部が形成される基板には、それぞれＶ溝が形成されるとともに、前記光部品を保持する保持部材に突起が形成され、前記各々のＶ溝と前記突起を嵌合することにより位置決め可能であることを特徴とする請求項１３に記載の光モジュール。
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