WO2014112282A1 - 光モジュールおよび光モジュールユニット - Google Patents

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light
optical
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light emitting
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博志 立石
那倉　裕二
加藤　清
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
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    • H01S5/0225—Out-coupling of light
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical module used for transmitting an optical signal, and an optical module unit using the optical module.
  • Patent Document 1 describes an optical module having a holder in which a space (concave portion) for preventing contact with an optical fiber end surface is formed on the bottom surface of a cylindrical portion (sleeve portion) into which a ferrule is inserted. Yes.
  • an optical module including a holder in which a space facing the end of an optical fiber is formed, and an optical module unit using the optical module, is emitted from a light emitting element. It is to suppress noise due to reflection of the emitted light.
  • an optical module includes a light-emitting element having a light-emitting portion positioned on the optical axis, a holder made of a material that transmits light emitted from the light-emitting element, and an end portion on the tip surface. Holding an optical fiber so that the optical fiber is exposed, and a ferrule attached to the holder so that the optical fiber follows the optical axis. A space that faces a portion including is formed, and an interface between the material constituting the holder that intersects the optical axis and the space is not a plane orthogonal to the optical axis.
  • plane perpendicular to the optical axis does not include a part of the surface that is orthogonal, and is an entirely flat surface that does not have a step or a curved surface and is orthogonal to the optical axis.
  • the interface may have a shape in which a light beam reflected from the light interface along the optical axis emitted from the light emitting element is a light beam directed in a direction not returning to the light emitting unit.
  • the holder is formed with a lens portion that focuses the divergent light emitted from the light emitting element toward the end of the optical fiber, and the interface is a light beam along the optical axis emitted from the light emitting element. It is preferable that the reflected light beam at the interface be a light beam traveling in a direction not entering the lens unit.
  • an optical module unit is an optical module unit in which the optical module and another optical device arranged in parallel with the optical module are provided, and the interface includes light emitted from the light emitting element.
  • the reflected light ray at the interface of the light ray along the axis has a shape that becomes a light ray directed to the side opposite to the other optical device side.
  • the interface may be a surface that tapers toward a point intersecting the optical axis and is convex toward the light emitting element.
  • the interface may be a curved surface or a conical surface having a vertex at a point intersecting the optical axis.
  • the interface between the material constituting the holder and the space is not a plane orthogonal to the optical axis. Therefore, the reflected light reflected at the interface in the optical module according to the present invention has fewer components (light rays) toward the light emitting element than in the conventional case where the interface is a plane orthogonal to the optical axis. . That is, it is possible to reduce noise caused by light reflected at the interface.
  • the noise reduction effect is further enhanced if the interface is formed so that the reflected light beam at the interface of the light beam emitted from the light emitting element is directed to the direction not returning to the light emitting unit. .
  • a lens unit that focuses the divergent light emitted from the light emitting element toward the end of the optical fiber, the reflected light at the interface of the light along the optical axis emitted from the light emitting element If the shape is a light beam that goes in a direction that does not enter the part, the component (light beam) that is bent by the lens and goes toward the light emitting element is reduced, so that the noise reduction effect is great.
  • the reflected light beam at the interface of the light beam emitted from the light emitting element along the optical axis becomes a light beam directed to the opposite side of the other optical device side.
  • other optical devices can be reduced.
  • the interface is a surface that is tapered toward the point that intersects the optical axis and is convex toward the light emitting element, the component (light beam) that is reflected at the interface and travels toward the light emitting element can be reduced as compared with the conventional case. .
  • the interface is a curved surface or a conical surface, there is an advantage that the interface is easily formed.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the optical module (what an interface is an inclined surface) concerning one Embodiment of this invention, (a) shows the optical path until the light ray in alignment with the optical axis radiate
  • the optical path until the light beam reaches the interface is shown, and (b) shows the optical path of the reflected light beam at the interface of the light beam along the optical axis.
  • (B) shows the optical path of the reflected light beam at the interface of the light beam along the optical axis.
  • It is a schematic diagram of the optical module unit concerning one Embodiment of this invention. It is a schematic diagram of the conventional optical module, (a) shows the optical path until the light ray along the optical axis emitted from the light emitting element reaches the interface, and (b) is along the optical axis. The optical path of the reflected light beam at the light beam interface is shown.
  • An optical module 1 (1 a) according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a light emitting element 10, a holder 20, and a ferrule 30.
  • the light emitting element 10 is a member that emits light constituting a signal to be transmitted. Specifically, it is a photoelectric conversion element that converts a signal to be transmitted from an electric signal to an optical signal and emits it. In the present embodiment, the light emitting element 10 is mounted on a substrate B on which a circuit that generates an electrical signal (transmits a signal to the light emitting element 10) is formed.
  • the holder 20 is a member formed of a material that transmits light (laser light that transmits a signal) emitted from the light emitting element 10.
  • the holder 20 has a cylindrical portion 21 formed in a cylindrical shape (this embodiment is a cylindrical shape with a step) and a sleeve portion 22 that is also formed in a cylindrical shape.
  • the cylindrical portion 21 is a portion surrounding the light emitting element 10 mounted on the substrate B. Specifically, the tip of the cylindrical portion 21 is fixed by soldering or the like around the portion of the substrate B where the light emitting element 10 is mounted.
  • a lens portion 23 is formed on the inner bottom surface (upper surface in FIG. 1) of the cylindrical portion 21.
  • the lens portion 23 is a convex lens through which divergent light (laser light having a predetermined divergence angle (divergence angle)) emitted from the light emitting element 10 located inside the cylindrical portion 21 is transmitted. Is refracted so that divergent light entering the laser beam becomes focused light (laser light having a predetermined focusing angle) toward an end of an optical fiber 31 described later.
  • the optical axis X of the lens unit 23 coincides with the optical axis X of the light emitting element 10 (light emitted from the light emitting element 10).
  • the sleeve portion 22 is a portion into which a ferrule 30 having an optical fiber 31 fixed therein is inserted.
  • the inner diameter is set to be substantially the same as the outer diameter of the ferrule 30 (set so that a gap is not generated as much as possible) between them.
  • the inner diameter of the recess 24 is smaller than the inner diameter of the sleeve portion 22. Accordingly, there is a step between the recess 24 and the inner wall surface of the sleeve portion 22.
  • the ferrule 30 When the ferrule 30 is inserted inside the sleeve portion 22, the periphery of the ferrule 30 hits the step (the inner bottom surface of the sleeve portion 22). By inserting the ferrule 30 to the abutting position, the ferrule 30 is positioned with respect to the holder 20.
  • the optical fiber 31 is fixed at the center of the ferrule 30.
  • the axis of the optical fiber 31 fixed to the ferrule 30 positioned with respect to the holder 20 coincides with the optical axis X of the lens portion 23 and the light emitting element 10 (light emitted from the light emitting element 10). That is, the optical fiber 31 is provided along the optical axis X.
  • the end of the optical fiber 31 is exposed at the center of the front end surface of the ferrule 30 (the surface abutted against the step).
  • the portion where the optical fiber 31 is exposed faces the space 25 inside the recess 24. More specifically, a portion (a part on the center side) including the exposed end portion of the optical fiber 31 on the tip surface of the ferrule 30 faces the space 25 inside the recess 24.
  • the end portion of the optical fiber 31 does not contact the holder 20 when the ferrule 30 is inserted into the sleeve portion 22. That is, damage to the end of the optical fiber 31 is prevented.
  • the divergent light emitted from the light emitting element 10 is focused by the lens unit 23 and enters the optical fiber 31. That is, the optical signal output from the light emitting element 10 is transmitted to a light receiving element (not shown) through the optical fiber 31.
  • the light focused by the lens unit 23 is an interface 26 (26a) between the holder 20 intersecting the optical axis X and the space 25, that is, “light transmissive material constituting the holder 20” having a different refractive index. It passes through the interface 26a of "air existing in the space 25". Therefore, a part of the emitted light is reflected at the interface 26a.
  • the interface 26 (the bottom surface of the recess 24 in another way) intersecting the optical axis X is a plane orthogonal to the optical axis X so that the reflected light is not directed to the light emitting element 10 as much as possible. It is formed not to become. The reason will be described below.
  • the optical axis that is the highest intensity portion of the divergent light laser light having a predetermined divergence angle (divergence angle)
  • a description will be given with reference to a ray along X (coincided with the optical axis X) and its reflected ray.
  • FIG. 1 a light beam along the optical axis X and a reflected light beam thereof are illustrated.
  • the interface 26z is a plane orthogonal to the optical axis X as in the optical module 1z shown in FIG. 7, when a light beam along the optical axis X is reflected by the interface 26z, the reflected light beam The light beam is directed in the opposite direction by 180 degrees, that is, the light beam traveling toward the light emitting element 10 along the optical axis X. That is, since the light beam along the optical axis X, which is the highest intensity portion, returns straight as it is, noise due to reflected light increases.
  • the interface 26a is an inclined surface inclined with respect to the optical axis X as in the optical module 1a shown in FIG. 1, when the light beam along the optical axis X is reflected by the interface 26a, the reflected light beam Becomes a light beam not directed to the light emitting element 10. Specifically, the larger the tilt angle, the more the reflected light beam goes toward the outside. In other words, the light beam along the optical axis X, which is the highest intensity portion, does not return straight as it is, and the reflection is directed toward the outside, so that the noise caused by the reflected light is smaller than in the past.
  • the reflected light beam at the interface 26 a of the light beam along the optical axis X may be refracted by the lens portion 23 and return to the light emitting portion of the light emitting element 10 as it is.
  • the inclination angle of the interface 26a (angle difference from the plane perpendicular to the optical axis X) is 0.3 degrees
  • the reflected light beam of the light beam along the optical axis X is reflected. Is returned as it is to the light emitting part of the light emitting element 10 (when the light emitting part is assumed to be a point) (see FIG. 2). Therefore, if the angle of inclination of the interface 26a exceeds 0.3 degrees so that the reflected light beam at the interface 26a of the light beam along the optical axis X does not return to the light emitting part of the light emitting element 10, the noise reduction effect is enhanced.
  • the reflected light beam at the interface 26a of the light beam along the optical axis X may be set so as to be a light beam that does not enter the lens unit 23. This is because if the setting is made so that the reflected light beam does not enter the lens portion 23, the component (light amount) of light that is bent at the lens portion 23 and travels toward the light emitting element 10 is reduced.
  • the reflected light of the light beam along the optical axis X becomes a light beam that passes outside the lens portion 23 by setting the inclination angle of the interface 26a to more than 6.5 degrees (see FIG. 3). That is, noise can be further reduced if the inclination angle of the interface 26a exceeds 6.5 degrees.
  • the interface 26a is an inclined surface that is not a plane orthogonal to the optical axis X
  • a certain noise reduction effect can be obtained. That is, if the portion of the interface 26a that intersects the optical axis X is not orthogonal, the reflected light beam at the interface 26a of the light beam along the optical axis X included in the divergent light emitted from the light emitting element 10 (the light beam with the highest intensity). Since the light does not travel toward the light emitting element 10 along the optical axis X, a predetermined noise reduction effect can be obtained.
  • the noise reduction effect is further enhanced, it is preferable to set so that the reflected light beam at the light interface 26 a along the optical axis X does not return to the light emitting portion of the light emitting element 10. More preferably, the reflected light beam at the interface 26a of the light beam along the optical axis X is set to be a light beam that goes in a direction not entering the lens unit 23.
  • the interface 26a is an inclined surface having a certain angle, but an inclined surface in which only a part is inclined may be used. Even in that case, the light rays reflected by the part of the inclined surfaces are directed to the outside of the holder 20 more than in the conventional configuration (a configuration in which the entire interface 26z is a plane perpendicular to the optical axis X). Since it becomes a light beam, noise can be reduced as compared with the conventional configuration. However, in the case where the interface 26 is an inclined surface in which only a part is inclined as described above, it is preferable that at least a portion intersecting the optical axis X is an inclined surface in order to increase the noise reduction effect.
  • the interface 26 is tapered toward a point (vertex) intersecting the optical axis X and is convex toward the light emitting element 10 side, a certain noise reduction effect can be obtained.
  • the light beam along the optical axis X included in the divergent light emitted from the light emitting element 10 becomes a light beam that returns straight to the light emitting element 10 as it is reflected by the interface 26, but is emitted from the light emitting element 10.
  • the light beam reflected by the interface 26 from the other light beam is a light beam directed outward than when the interface 26 is a plane orthogonal to the optical axis X (conventional configuration).
  • the light reflected by the interface 26 from the divergent light emitted from the light emitting element 10 becomes divergent light that spreads outward more greatly than in the past. Therefore, the noise reduction effect by the component which goes to the light emitting element 10 less than before is show
  • a curved surface 26b having a vertex intersecting with the optical axis X as in the optical module 1b shown in FIG. 4 or a conical surface 26c like the optical module 1c shown in FIG. Can be illustrated.
  • the shape of the interfaces 26b and 26c can be easily formed with a cutting tool for forming the recess 24 (a cutting tool whose tip shape when rotating is a curved surface or a conical surface). There is an advantage that can be.
  • the shape of the interface 26a is different from that of the optical module.
  • the position of the optical device M it is preferable to set as follows. When a system for transmitting and receiving optical signals between a plurality of devices is constructed, both the light emitting element 10 and the light receiving element are provided in one device (an element in which the light emitting element 10 and the light receiving element are packaged together is used). In some cases).
  • the interface 26a in the holder 20 of the optical module 1a having the light emitting element 10 is different from the reflected light at the interface 26a of the light beam along the optical axis X. It sets so that it may become the light beam which goes to the other side of the light receiving element side (optical module side which has a light receiving element) which is the target apparatus M.
  • the “light beam traveling in the opposite direction” here includes all those whose distance from another optical device M increases as the light travels. That is, all of the ray vectors that go away from another optical device are included.
  • the inclination of the interface 26a at the portion where the interface 26a and the optical axis X intersect is The slope is gradually downward from right to left.
  • the inclination of the interface 26a at the portion where the interface 26a intersects the optical axis X gradually increases from left to right. Inclined downward. If the optical module unit 1u composed of the optical module 1a and another optical device M is designed in this way, the reflected light beam at the interface 26a of the light beam along the optical axis X having the highest intensity is separated from the other optical device. Since the light beam travels in a direction away from M, crosstalk (noise with respect to another optical device M) generated between the optical module 1a having the light emitting element 10 and another optical device M such as a light receiving element is reduced. can do.
  • optical module 1 According to the optical module 1 according to the present embodiment described above and the optical module unit 1u using this optical module, the following operational effects can be obtained.
  • the interface 26 between the material constituting the holder 20 and the space 25 in the holder 20 is not a plane orthogonal to the optical axis X. Therefore, the reflected light reflected by the interface 26 has fewer components (light rays) toward the light emitting element 10 than in the conventional case where the interface 26 is a plane perpendicular to the optical axis X. That is, it is possible to reduce noise caused by light reflected from the interface 26.
  • the noise reduction effect is further increased. rise.
  • the interfaces 26b and 26c are surfaces that are tapered toward the point where the optical axis X intersects and protrude toward the light emitting element 10, they are reflected by the interfaces 26b and 26c.
  • the component (light beam) toward the light emitting element 10 can be reduced as compared with the conventional case.
  • the interface is a curved surface (26b) or a conical surface (26c), there is an advantage that the interface is easily formed.
  • the reflected light beam at the interface 26z of the light beam along the optical axis X emitted from the light emitting element 10 is a light beam traveling toward the opposite side to the other optical device M side. Therefore, crosstalk between the light emitting element 10 (optical module 1a) and another optical device M can be reduced.
  • the shape of the illustrated holder 20 and the specification of the light emitting element 10 can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
  • the recessed part 24 formed in the holder 20 demonstrated that it was formed in order to prevent the damage of the optical fiber 31 end part by the end part of the optical fiber 31 and the holder 20 contacting
  • the purpose of forming the recess 24 is not limited to this. That is, the technical idea of the present invention can be applied as long as the interface 26 between the material constituting the holder 20 and the air exists in the optical path from the light emitting element 10 to the optical fiber 31. Furthermore, the technical idea of the present invention can be applied even when a substance other than air (excluding the material constituting the holder 20) is present in the recess 24. In other words, any configuration may be used as long as the recess 26 formed in the holder 20 forms the interface 26 in which reflection occurs in the optical path from the light emitting element 10 to the optical fiber 31.

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Abstract

発光素子から出射された光の反射によるノイズを抑制すること。　 光軸Ｘ上に発光部が位置する発光素子１０と、この発光素子１０から出射された光を透過する材料からなるホルダ２０と、先端面で端部が露出するように光ファイバ３１を保持し、この光ファイバ３１が光軸Ｘに沿うようにホルダ２０に取り付けられたフェルール３０と、を備え、ホルダ２０には、フェルール３０の先端面における露出した光ファイバ３１端部を含む部分に面する空間２５が形成されており、光軸Ｘに交差するホルダ２０を構成する材料と空間２５との界面は、光軸Ｘに直交する平面でない。

Description

光モジュールおよび光モジュールユニット
　本発明は、光信号を伝送するために用いられる光モジュール、およびこの光モジュールが用いられた光モジュールユニットに関する。
　例えば、下記特許文献１には、フェルールが挿入される筒状部分（スリーブ部）の底面に、光ファイバ端面との接触を防ぐ空間（凹部）が形成されたホルダを有する光モジュールが記載されている。
特開２０１２－２３７８１９号公報
　このような空間が形成されている場合、ホルダを構成する材料と空間内の空気との界面（凹部の底面）で、発光素子から出射された光が反射してしまうという問題があった。このような反射光はノイズとなり、発光素子から出射された光と干渉してしまったり、発光素子の隣に受光素子が設けられている場合（発光素子と受光素子がパッケージングされた素子を用いる場合など）にはその受光素子が受信してしまう（クロストークの発生）、などといった問題を招く。
　上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、光ファイバ端部に面する空間が形成されたホルダを備えた光モジュール、およびこの光モジュールを用いた光モジュールユニットにおいて、発光素子から出射された光の反射によるノイズを抑制することにある。
　上記課題を解決するため、本発明にかかる光モジュールは、光軸上に発光部が位置する発光素子と、この発光素子から出射された光を透過する材料からなるホルダと、先端面で端部が露出するように光ファイバを保持し、この光ファイバが光軸に沿うように前記ホルダに取り付けられたフェルールと、を備え、前記ホルダには、前記フェルールの先端面における露出した光ファイバ端部を含む部分に面する空間が形成されており、光軸に交差する前記ホルダを構成する材料と前記空間との界面は、光軸に直交する平面でないことを特徴とする。なお、ここでいう「光軸に直交する平面」とは、面の一部が直交するものを含まず、段差や曲面のない全体が平坦な面であって光軸に直交するものをいう。
　また、前記界面は、前記発光素子から出射された光軸に沿う光線の当該界面における反射光線が、前記発光部に戻らない方向に向かう光線となる形状であるとよい。
　また、前記ホルダには、前記発光素子から出射された発散光を光ファイバ端部に向けて集束させるレンズ部が形成されており、前記界面は、前記発光素子から出射された光軸に沿う光線の当該界面における反射光線が、前記レンズ部に進入しない方向に向かう光線となる形状であるとよい。
　上記課題を解決するため、本発明にかかる光モジュールユニットは、上記光モジュールと、それに並ぶ別の光学的装置が設けられる光モジュールユニットであって、前記界面は、前記発光素子から出射された光軸に沿う光線の当該界面における反射光線が、前記別の光学的装置側の反対側に向かう光線となる形状であることを特徴とする。
　また、前記界面は、光軸に交差する点に向かって先細かつ前記発光素子側に凸となる面であってもよい。
　この場合、前記界面は、光軸に交差する点を頂点とする曲面または錐面であるとよい。
　本発明にかかる光モジュールでは、ホルダにおけるホルダを構成する材料と前記空間との界面は、光軸に直交する平面でない。したがって、上記本発明にかかる光モジュールにおいて界面で反射された反射光は、従来のような界面が光軸に直交する平面である場合と比較して、発光素子に向かう成分（光線）が少なくなる。つまり、界面で光が反射されることによって生ずるノイズを低減することができる。
　上記の場合において、発光素子から出射された光軸に沿う光線の界面における反射光線が、発光部に戻らない方向に向かう光線となるように界面が形成されていれば、ノイズ低減効果がさらに高まる。
　また、発光素子から出射された発散光を光ファイバ端部に向けて集束させるレンズ部が設けられている場合には、発光素子から出射された光軸に沿う光線の界面における反射光線が、レンズ部に進入しない方向に向かう光線となる形状とすれば、レンズで屈曲して発光素子に向かう成分（光線）が少なくなるため、ノイズ低減効果が大きい。
　本発明にかかる光モジュールユニットによれば、発光素子から出射された光軸に沿う光線の界面における反射光線が、別の光学的装置側の反対側に向かう光線となるから、発光素子（光モジュール）と別の光学的装置のクロストークを低減することができる。
　上記界面が、光軸に交差する点に向かって先細かつ発光素子側に凸となる面であっても、界面で反射されて発光素子に向かう成分（光線）を従来よりも少なくすることができる。特に、界面を曲面や錐面にする場合には、当該界面が形成しやすいという利点がある。
本発明の一実施形態にかかる光モジュール（界面が傾斜面であるもの）の模式図であり、（ａ）は発光素子から出射された光軸に沿う光線が界面に到達するまでの光路を示したものであり、（ｂ）は当該光軸に沿う光線の界面における反射光線の光路を示したものである。 発光素子から出射された光軸に沿う光線の反射光線が発光部に戻るように界面の傾斜が設定された光モジュールの模式図であり、（ａ）は発光素子から出射された光軸に沿う光線が界面に到達するまでの光路を示したものであり、（ｂ）は当該光軸に沿う光線の界面における反射光線の光路を示したものである。 発光素子から出射された光軸に沿う光線の反射光線がレンズ部の外縁を通るように界面の傾斜が設定された光モジュールの模式図であり、（ａ）は発光素子から出射された光軸に沿う光線が界面に到達するまでの光路を示したものであり、（ｂ）は当該光軸に沿う光線の界面における反射光線の光路を示したものである。 本発明の一実施形態にかかる光モジュール（界面が曲面であるもの）の模式図であり、（ａ）は発光素子から出射された光軸に沿う光線が界面に到達するまでの光路を示したものであり、（ｂ）は当該光軸に沿う光線の界面における反射光線の光路を示したものである。 本発明の一実施形態にかかる光モジュール（界面が錐面であるもの）の模式図であり、（ａ）は発光素子から出射された光軸に沿う光線が界面に到達するまでの光路を示したものであり、（ｂ）は当該光軸に沿う光線の界面における反射光線の光路を示したものである。 本発明の一実施形態にかかる光モジュールユニットの模式図である。 従来型の光モジュールの模式図であり、（ａ）は発光素子から出射された光軸に沿う光線が界面に到達するまでの光路を示したものであり、（ｂ）は当該光軸に沿う光線の界面における反射光線の光路を示したものである。
　以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図は光モジュール１または光モジュールユニット１ｕの断面を模式的に示したものであるが、図を分かりやすくするためハッチングは省略してある。図１に示す本発明の一実施形態にかかる光モジュール１（１ａ）は、発光素子１０、ホルダ２０、およびフェルール３０を備える。
　発光素子１０は、伝送すべき信号を構成する光を出射する部材である。具体的には、伝送すべき信号を電気信号から光信号に変換して出射する光電変換素子である。本実施形態では、発光素子１０は、電気信号を生成する（信号を発光素子１０に伝える）回路が形成された基板Ｂに実装されている。
　ホルダ２０は、発光素子１０から出射された光（信号を伝送するレーザ光）を透過する材料で形成された部材である。ホルダ２０は、筒状に形成された筒状部２１（本実施形態は段差のある筒状である）および同じく筒状に形成されたスリーブ部２２を有する。筒状部２１は上記基板Ｂに実装された発光素子１０を囲む部分である。具体的には、筒状部２１の先端が基板Ｂにおける発光素子１０が実装された箇所の周囲にハンダ付け等により固定されている。筒状部２１の内底面（図１では上側の面）には、レンズ部２３が形成されている。レンズ部２３は、筒状部２１の内側に位置する上記発光素子１０から出射された発散光（所定の広がり角（発散角）をもつレーザ光）が透過する凸レンズであって、当該レンズ部２３に進入する発散光が後述する光ファイバ３１端部に向かう集束光（所定の集束角をもつレーザ光）となるように屈折させる。このレンズ部２３の光軸Ｘは、発光素子１０（発光素子１０から出射される光）の光軸Ｘと一致している。
　スリーブ部２２は、内側に光ファイバ３１が固定されたフェルール３０が挿入される部分である。その内径はフェルール３０の外径と略同じに設定（両者の間にできるだけ隙間が生じないように設定）されている。スリーブ部２２の内底面（図１では下側の面）には、発光素子１０側（レンズ部２３側）に向かって窪んだ凹部２４が形成されている。凹部２４の内径は、スリーブ部２２の内径よりも小さい。したがって、凹部２４とスリーブ部２２の内壁面との間には段差が存在する。スリーブ部２２の内側にフェルール３０を挿入すると、フェルール３０の周縁が当該段差（スリーブ部２２の内底面）に突き当たる。当該突き当たる位置までフェルール３０を挿入することにより、ホルダ２０に対するフェルール３０が位置決めされる。光ファイバ３１は、フェルール３０の中央に固定されている。ホルダ２０に対して位置決めされたフェルール３０に固定されている光ファイバ３１の軸線は、上記レンズ部２３や発光素子１０（発光素子１０から出射される光）の光軸Ｘと一致する。つまり、光ファイバ３１は光軸Ｘに沿って設けられる。
　フェルール３０の先端面（上記段差に突き当てられる面）の中央には、光ファイバ３１の端部が露出している。この光ファイバ３１が露出した箇所は、上記凹部２４の内側の空間２５に面する。さらに詳しく言えば、フェルール３０の先端面における露出した光ファイバ３１の端部を含む部分（中央側の一部）が、上記凹部２４の内側の空間２５に面する。このような空間２５が形成されていると、フェルール３０が上記スリーブ部２２に挿入される際、光ファイバ３１の端部がホルダ２０に接触することはない。つまり、光ファイバ３１端部の損傷が防止される。
　このような構成の光モジュール１ａにおいて、上記発光素子１０から出射された発散光は、レンズ部２３によって集束されて光ファイバ３１に進入する。すなわち、発光素子１０から出力された光信号が、光ファイバ３１を通じて図示されない受光素子に伝達される。このとき、レンズ部２３によって集束された光は、光軸Ｘに交差するホルダ２０と上記空間２５との界面２６（２６ａ）、すなわち屈折率の異なる「ホルダ２０を構成する光透過性材料」と「空間２５内に存在する空気」の界面２６ａを通過する。そのため、当該界面２６ａで出射光の一部が反射する。本実施形態では、当該反射光ができるだけ発光素子１０に向かう光とならないよう、上記光軸Ｘに交差する界面２６（別の見方をすれば凹部２４の底面）を、光軸Ｘに直交する平面とならないように形成している。その理由を以下説明する。なお、以下の図１～図３、図７を用いた説明では、発光素子１０が出射する発散光（所定の広がり角（発散角）をもつレーザ光）における最も強度が高い箇所である光軸Ｘに沿う（光軸Ｘと一致する）光線およびその反射光線を基準に説明する。図１においても当該光軸Ｘに沿う光線およびその反射光線を図示している。
　図７に示す光モジュール１ｚのように、界面２６ｚが光軸Ｘに直交する平面である従来構成の場合、光軸Ｘに沿う光線が界面２６ｚで反射されると、当該反射光線は入射光の１８０度反対向きの光線、すなわち光軸Ｘに沿って発光素子１０に向かう光線となる。つまり、最も強度が高い箇所である光軸Ｘに沿う光線がそのまま真っ直ぐ返ってくる反射態様となるため、反射光を要因とするノイズが大きくなる。
　これに対し、図１に示す光モジュール１ａのように、界面２６ａを光軸Ｘに対して傾斜する傾斜面とすると、光軸Ｘに沿う光線が上記界面２６ａで反射されると、当該反射光線は発光素子１０に向かわない光線となる。具体的には、傾斜角を大きくすればするほど当該反射光線は外側に向かう光線となる。つまり、最も強度が高い箇所である光軸Ｘに沿う光線がそのまま真っ直ぐ返ってくることはなく、外側に向かう反射態様となるため、反射光を要因とするノイズは従来よりも小さくなる。
　また、ホルダ２０がレンズ部２３を有する場合、光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線がレンズ部２３で屈折してそのまま発光素子１０の発光部に返ってくることがある。例えば、図２および図３に示す形状に形成されたホルダ２０（材料の屈折率＝１．６４、ｄ１＝２．３７ｍｍ、ｄ２＝３．３７ｍｍ、レンズ部２３；径１．４ｍｍ厚み２．６ｍｍ曲率半径０．８ｍｍ）を用いた光モジュール１の場合、界面２６ａの傾斜角（光軸Ｘに直交する面との角度差）が０．３度であると光軸Ｘに沿う光線の反射光線がそのまま発光素子１０の発光部（発光部を点と仮定した場合）に返ってくることとなる（図２参照）。そのため、光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線が発光素子１０の発光部にそのまま返ってこないように界面２６ａの傾斜角を０．３度超とすれば、ノイズ低減効果が高まる。
　さらに好ましくは、光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線がレンズ部２３に進入しない方向に向かう光線となるように設定するとよい。当該反射光線がレンズ部２３に進入しないように設定すれば、レンズ部２３で屈曲して発光素子１０に向かう光の成分（光量）が少なくなるからである。上記ホルダ２０を用いた場合、界面２６ａの傾斜角を６．５度超とすることによって、光軸Ｘに沿う光線の反射光線がレンズ部２３より外側を通る光線となる（図３参照）。つまり、界面２６ａの傾斜角を６．５度超とすれば、さらにノイズを低減することができる。
　このように、界面２６ａを光軸Ｘに直交する平面ではない傾斜面とすれば、一定のノイズ低減効果が得られる。すなわち、界面２６ａにおける光軸Ｘと交差する部分が直交するものではなければ、発光素子１０が出射する発散光が含む光軸Ｘに沿う光線（最も強度が高い光線）の界面２６ａにおける反射光線が、光軸Ｘに沿って発光素子１０に向かう光線とはならないから、所定のノイズ低減効果が得られるものである。ノイズ低減効果をより高めるのであれば、光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線が発光素子１０の発光部に戻らないように設定することが好ましい。さらに好ましくは、光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線がレンズ部２３に進入しない方向に向かう光線となるように設定するとよい。
　なお、図１に示した構成は、界面２６ａを一定の角度をもつ傾斜面としたものであるが、一部分のみが傾斜した傾斜面であってもよい。その場合であっても、当該一部の傾斜面で反射された光線は、従来構成（界面２６ｚの全部が光軸Ｘに直交する平面である構成）とした場合よりもホルダ２０の外側に向かう光線となるから、当該従来構成よりもノイズを低減することができる。ただし、このように界面２６を一部分のみが傾斜した傾斜面とする場合において、ノイズ低減効果を大きくするためであれば、少なくとも光軸Ｘに交差する部分を傾斜面とすることが好ましい。
　一方、上記界面２６を、光軸Ｘに交差する点（頂点）に向かって先細であり、かつ発光素子１０側に向かって凸となる面としても一定のノイズ低減効果が得られる。このような形状とした場合、発光素子１０が出射する発散光が含む光軸Ｘに沿う光線は、界面２６で反射するとそのまま発光素子１０に真っ直ぐ返ってくる光線となるものの、発光素子１０が出射する発散光が含むその他の光線（光軸Ｘに沿う光線以外の光線）、すなわち光軸Ｘから離れるにつれて徐々に広がっていく光線は、先細形状の界面２６で反射されると大きく外側に向かう光線となる（図４および図５参照）。具体的には、当該その他の光線が界面２６で反射した光線は、界面２６が光軸Ｘに直交する平面である場合（従来構成）よりも外側に向かう光線となる。つまり、発光素子１０が出射する発散光が界面２６で反射した光は、従来よりも大きく外側に広がる発散光となる。よって、従来よりも発光素子１０に向かう成分が少なくなることによるノイズ低減効果が奏される。
　このような先細の界面２６の形状としては、図４に示す光モジュール１ｂのような光軸Ｘに交差する点を頂点とする曲面２６ｂや、図５に示す光モジュール１ｃのような錐面２６ｃが例示できる。曲面２６ｂや錐面２６ｃであれば、凹部２４を形成する切削工具（回転しているときの先端形状が曲面や錐面となる切削工具）で当該界面２６ｂ、２６ｃの形状も容易に形成することができるという利点がある。
　また、図１に示した構成のように、界面２６ａと光軸Ｘが交差する部分において両者が直交しないような形状に界面２６ａを形成する場合、その界面２６ａの形状は光モジュールとは別の光学的装置Ｍの位置を考慮して次のように設定するとよい。複数の機器間で光信号の送受信を行うシステムを構築する場合、一の機器に発光素子１０と受光素子の両方が設けられること（発光素子１０と受光素子が一纏めにパッケージングされた素子が用いられるような場合も含む）がある。この受光素子のような別の光学的装置Ｍが設けられる場合、発光素子１０を有する光モジュール１ａのホルダ２０における界面２６ａは、光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線が、別の光学的装置Ｍである受光素子側（受光素子を有する光モジュール側）の反対側に向かう光線となるように設定する。なお、ここでいう「反対側に向かう光線」には、光が進行するに従い、別の光学的装置Ｍからの距離が大きくなっていくもの全てが含まれる。すなわち、光線のベクトルが、別の光学的装置から離れる方向に向かうもの全てが含まれる。
　具体的には、受光素子などの別の光学的装置Ｍが図６のように光モジュール１ａの左側に位置する場合には、界面２６ａと光軸Ｘが交差する部分における界面２６ａの傾斜は、右から左にかけて徐々に下方に向かう傾斜とする。一方、これとは逆に、別の光学的装置Ｍが光モジュール１ａの右側に位置する場合には、界面２６ａと光軸Ｘが交差する部分における界面２６ａの傾斜は、左から右にかけて徐々に下方に向かう傾斜とする。このようにして光モジュール１ａと別の光学的装置Ｍから構成される光モジュールユニット１ｕを設計すれば、最も強度が高い光軸Ｘに沿う光線の界面２６ａにおける反射光線が、別の光学的装置Ｍから離れる方向に向かう光線となるから、発光素子１０を有する光モジュール１ａと、受光素子などの別の光学的装置Ｍとの間に生ずるクロストーク（別の光学的装置Ｍに対するノイズ）を低減することができる。
　以上説明した本実施形態にかかる光モジュール１およびこの光モジュールを用いた光モジュールユニット１ｕによれば、次のような作用効果が奏される。
　本実施形態にかかる光モジュール１では、ホルダ２０における当該ホルダ２０を構成する材料と空間２５との界面２６は、光軸Ｘに直交する平面でない。したがって、当該界面２６で反射された反射光は、従来のような界面２６が光軸Ｘに直交する平面である場合と比較して、発光素子１０に向かう成分（光線）が少なくなる。つまり、界面２６で光が反射されることによって生ずるノイズを低減することができる。
　そして、発光素子１０から出射された光軸Ｘに沿う光線の界面２６における反射光線が、発光部に戻らない方向に向かう光線となるように界面２６が形成されていれば、ノイズ低減効果がさらに高まる。
　また、発光素子１０から出射された発散光を光ファイバ３１端部に向けて集束させるレンズ部２３が設けられている場合には、発光素子１０から出射された光軸Ｘに沿う光線の界面２６における反射光線が、レンズ部２３に進入しない方向に向かう光線となる形状とすれば、レンズで屈曲して発光素子１０に向かう成分（光線）が少なくなるため、ノイズ低減効果が大きい。
　また、光モジュール１ｂ、１ｃのように、界面２６ｂ、２６ｃが光軸Ｘに交差する点に向かって先細かつ発光素子１０側に凸となる面であっても、界面２６ｂ、２６ｃで反射されて発光素子１０に向かう成分（光線）を従来よりも少なくすることができる。特に、界面を曲面（２６ｂ）や錐面（２６ｃ）にする場合には、当該界面が形成しやすいという利点がある。
　上記光モジュール１ａを用いた光モジュールユニット１ｕによれば、発光素子１０から出射された光軸Ｘに沿う光線の界面２６ｚにおける反射光線が、別の光学的装置Ｍ側の反対側に向かう光線となるから、発光素子１０（光モジュール１ａ）と別の光学的装置Ｍのクロストークを低減することができる。
　以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
　例えば、図示したホルダ２０の形状や、発光素子１０の仕様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　また、ホルダ２０に形成される凹部２４は、光ファイバ３１の端部とホルダ２０が接触することによる光ファイバ３１端部の損傷を防止するために形成されるものであることを説明したが、凹部２４が形成される目的はこれに限定されない。すなわち、発光素子１０から光ファイバ３１に至るまでの光路に、ホルダ２０を構成する材料と空気の界面２６が存在する構成であれば、本発明の技術思想は適用可能である。さらには凹部２４内に空気以外の物質（ホルダ２０を構成する材料を除く）が存在している場合であっても、本発明の技術思想は適用可能である。すなわち、ホルダ２０に形成される凹部２４によって、発光素子１０から光ファイバ３１に至るまでの光路に、反射が生ずる界面２６が形成される構成であればどのような構成であってもよい。

Claims (6)

  1. 　光軸上に発光部が位置する発光素子と、
    この発光素子から出射された光を透過する材料からなるホルダと、
    先端面で端部が露出するように光ファイバを保持し、この光ファイバが光軸に沿うように前記ホルダに取り付けられたフェルールと、
    を備え、
    　前記ホルダには、前記フェルールの先端面における露出した光ファイバ端部を含む部分に面する空間が形成されており、
    光軸に交差する前記ホルダを構成する材料と前記空間との界面は、光軸に直交する平面でないことを特徴とする光モジュール。
  2. 　前記界面は、前記発光素子から出射された光軸に沿う光線の当該界面における反射光線が、前記発光部に戻らない方向に向かう光線となる形状であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　前記ホルダには、前記発光素子から出射された発散光を光ファイバ端部に向けて集束させるレンズ部が形成されており、
    前記界面は、前記発光素子から出射された光軸に沿う光線の当該界面における反射光線が、前記レンズ部に進入しない方向に向かう光線となる形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
  4. 　請求項２または請求項３に記載の光モジュールと、それに並ぶ別の光学的装置が設けられる光モジュールユニットであって、
    前記界面は、前記発光素子から出射された光軸に沿う光線の当該界面における反射光線が、前記別の光学的装置側の反対側に向かう光線となる形状であることを特徴とする光モジュールユニット。
  5. 　前記界面は、光軸に交差する点に向かって先細かつ前記発光素子側に凸となる面であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
  6. 　前記界面は、光軸に交差する点を頂点とする曲面または錐面であることを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
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