WO2019172376A1 - 光レセプタクルおよび光モジュール - Google Patents

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WO2019172376A1
WO2019172376A1 PCT/JP2019/009108 JP2019009108W WO2019172376A1 WO 2019172376 A1 WO2019172376 A1 WO 2019172376A1 JP 2019009108 W JP2019009108 W JP 2019009108W WO 2019172376 A1 WO2019172376 A1 WO 2019172376A1
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light
optical surface
reflecting
receptacle
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亜耶乃 今
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株式会社エンプラス
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    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
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    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical receptacle and an optical module.
  • optical module For optical communication using optical transmission bodies such as optical fibers and optical waveguides, light with a light emitting element such as a surface emitting laser (for example, vertical cavity surface emitting laser (VCSEL)) Module is in use.
  • the optical module includes one or two or more photoelectric conversion elements (light emitting elements or light receiving elements) and optical coupling elements for transmission, reception, or transmission / reception (hereinafter also referred to as “optical receptacles”).
  • the optical module for optical speed communication it is necessary to attenuate the amount of light emitted from the optical receptacle for transmission from the viewpoint of safety measures, so the amount of light emitted from the optical receptacle for transmission is attenuated.
  • An optical filter is sometimes used (see, for example, Patent Document 1).
  • an attenuation coat that attenuates light emitted from the optical receptacle for transmission may be applied to the optical surface.
  • the optical receptacle described in Patent Document 1 has an optical receptacle body and an optical filter (for example, an optical attenuation filter).
  • the optical receptacle body has lens surfaces arranged in a line at equal intervals on the bottom surface thereof, and an optical surface disposed on the opposite side of the lens surface.
  • the optical filter is disposed on a part of the optical surface.
  • the optical receptacle described in Patent Document 1 is used in a state where a photoelectric conversion device having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements is arranged on the lens surface side, and a plurality of optical transmission bodies are arranged on the optical surface side.
  • an optical filter In an optical receptacle having an optical filter, a sufficiently large optical filter is usually used so that light that cannot enter the optical filter is not generated.
  • an optical filter In an optical module for transmission / reception, when an optical filter is arranged only in a portion that functions as a transmission side, if the optical filter is too large, an optical filter is also disposed in a portion that functions as a reception side. There is.
  • the attenuation coat may be cracked, and light may not be attenuated.
  • the optical receptacle of the present invention When the optical receptacle of the present invention is disposed between a photoelectric conversion device in which one or two or more light-emitting elements are disposed on a substrate and one or two or more optical transmission bodies, the light-emitting element and the light An optical receptacle for optically coupling with an end face of a transmission body, one or more first optical surfaces on which light emitted from the light emitting element is incident, and the light emitted from the light emitting element, One or two or more second optical surfaces that emit light that has passed through the interior of the receptacle toward the optical transmission body, and a portion of the light incident on the first optical surface is reflected toward the second optical surface.
  • a plurality of second reflecting parts that reflect other part of the light incident on the first optical surface toward other than the second optical surface, and the first reflecting part and the second reflecting part include: Alternatingly arranged in a direction perpendicular to the optical axis of the light between the first optical surface and the first reflecting portion and the optical axis of the light between the first reflecting portion and the second optical surface.
  • the first reflecting portion and the second reflecting portion are optical axes of light between the first optical surface and the first reflecting portion, and light between the first reflecting portion and the second optical surface. Extending along a plane including the optical axis of the.
  • the optical module of the present invention includes a substrate, a photoelectric conversion device including one or more light emitting elements arranged on the substrate, and the optical receptacle described above.
  • the optical receptacle of the present invention can attenuate the light emitted from the light emitting element without using other members.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical module according to the first embodiment.
  • 2A to 2D are diagrams showing the configuration of the optical receptacle.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating the configuration of the attenuation unit.
  • 4A to 4C are other diagrams showing the configuration of the attenuation unit.
  • 5A to 5C are optical path diagrams for explaining the reflection in the first reflecting portion.
  • 6A to 6C are optical path diagrams for explaining the reflection in the second reflecting portion.
  • 7A to 7C are other optical path diagrams for explaining the reflection in the second reflecting portion.
  • 8A to 8C are perspective views for explaining an attenuation unit according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical module according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical module 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the cross section of the optical receptacle 140 is not hatched.
  • the arrangement direction of the plurality of first optical surfaces 141 is referred to as “X direction”, and the direction perpendicular to the X axis on the surface on which the plurality of first optical surfaces 141 are arranged is “
  • the direction that is perpendicular to the X direction and the Y direction is also referred to as the “Z direction”.
  • a plane including an axis along the X direction and an axis along the Y direction is referred to as an “XY plane”
  • a plane including an axis along the X direction and an axis along the Z direction is referred to as an “XZ plane” along the Y direction.
  • a plane including an axis and an axis along the Z direction is also referred to as a “YZ plane”. 1 is a cross-sectional view of the optical module 100 in the YZ plane.
  • the optical module 100 includes a photoelectric conversion device 120 and an optical receptacle 140.
  • the optical module 100 is used with the optical transmission body 160 connected to the optical receptacle 140.
  • the photoelectric conversion device 120 includes a substrate 121 and one or more photoelectric conversion elements 122.
  • a photoelectric conversion element 122 and an optical receptacle 140 are disposed on the substrate 121.
  • On the substrate 121 a substrate-side convex portion 123 corresponding to a positioning concave portion 146 of an optical receptacle 140 described later is formed.
  • the optical receptacle 140 can be positioned at a predetermined position with respect to the photoelectric conversion element 122 arranged on the substrate 121 by fitting the positioning concave portion 146 into the substrate-side convex portion 123.
  • the material of the substrate 121 is not particularly limited. Examples of the substrate 121 include a glass composite substrate and a glass epoxy substrate.
  • the photoelectric conversion element 122 is a light emitting element or a light receiving element, and is disposed on the substrate 121.
  • the photoelectric conversion element 122 is a light emitting element
  • the photoelectric conversion element 122 is a light receiving element. Since the optical module 100 according to the present embodiment is a transmission / reception optical module, the photoelectric conversion device 120 includes four light emitting elements and four light receiving elements as the photoelectric conversion elements 122.
  • the light emitting element is, for example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • the light receiving element is, for example, a photo detector.
  • the optical receptacle 140 is disposed on the substrate 121 so as to face the photoelectric conversion element 122.
  • the optical receptacle 140 optically couples the photoelectric conversion element 122 and the end face of the optical transmission body 160 while being disposed between the photoelectric conversion element 122 and the optical transmission body 160.
  • the optical receptacle 140 makes light emitted from the light emitting element as the photoelectric conversion element 122 enter and emit toward the end face of the optical transmission body 160. Then, the light emitted from the end face of the optical transmission body 160 is incident and emitted toward the light receiving element as the photoelectric conversion element 122.
  • the type of the optical transmission body 160 is not particularly limited. Examples of the type of the optical transmission body 160 include an optical fiber and an optical waveguide.
  • the optical transmission body 160 is connected to the optical receptacle 140 via the ferrule 161.
  • the ferrule 161 is formed with a ferrule-side concave portion 162 corresponding to a positioning convex portion 147 of the optical receptacle 140 described later. By fitting the ferrule-side concave portion 162 into the positioning convex portion 147, the end surface of the optical transmission body 160 can be fixed at a predetermined position with respect to the optical receptacle 140.
  • the optical transmission body 160 is an optical fiber.
  • the optical fiber may be a single mode method or a multi mode method.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the optical receptacle 140 according to the embodiment.
  • 2A is a plan view of the optical receptacle 140
  • FIG. 2B is a bottom view
  • FIG. 2C is a front view
  • FIG. 2D is a left side view.
  • the optical receptacle 140 is a substantially rectangular parallelepiped member.
  • the optical receptacle 140 includes a plurality of first optical surfaces 141, an attenuation unit 142, and a plurality of second optical surfaces 143.
  • the attenuation unit 142 includes a plurality of first reflection units 151 and a plurality of second reflection units 152 described later.
  • the optical receptacle 140 receives the light incident on the second optical surface 143 for the first time. It also has a reflecting surface 144 that reflects to the optical surface 141.
  • the optical receptacle 140 is formed using a material having translucency with respect to light having a wavelength used for optical communication.
  • Examples of the material of the optical receptacle 140 include transparent resins such as polyetherimide (PEI) and cyclic olefin resin.
  • PEI polyetherimide
  • the optical receptacle 140 can be manufactured by injection molding, for example.
  • the first optical surface 141 allows light emitted from the light emitting element as the photoelectric conversion element 122 to enter the inside of the optical receptacle 140, or enters the second optical surface 143 and photoelectrically converts the light reflected by the reflecting surface 144. This is an optical surface that emits light toward a light receiving element as the conversion element 122.
  • the first optical surface 141 is disposed on the bottom surface of the optical receptacle 140 so as to face each of the photoelectric conversion elements 122.
  • the plurality of (eight) first optical surfaces 141 include the optical axis (Z direction) of the light between the first optical surface 141 and the attenuation unit 142 and the light of the light between the attenuation unit 142 and the second optical surface 143.
  • first optical surfaces 141 are arranged in a direction (X direction) orthogonal to the axis (Y direction).
  • a plurality (eight) first optical surfaces 141 are arranged in a line on the bottom surface of the accommodating portion 145.
  • the four first optical surfaces 141 on the right side in FIG. 2B are the first optical surfaces 141 for transmission, and the four first optical surfaces 141 on the left side in FIG. 2B are the first optical surfaces 141 for reception. is there.
  • the shape of the first optical surface 141 is not particularly limited.
  • the shape of the first optical surface 141 is a convex lens surface that is convex toward the photoelectric conversion element 122.
  • the planar view shape of the first optical surface 141 is a circle.
  • the central axis of the first optical surface 141 is preferably perpendicular to the light emitting surface or the light receiving surface of the photoelectric conversion element 122 (and the surface of the substrate 121).
  • the central axis of the first optical surface 141 is preferably coincident with the optical axis of the light emitted from the light emitting element as the photoelectric conversion element 122 or the light incident on the light receiving element as the photoelectric conversion element 122.
  • the attenuating unit 142 reflects a part of the light incident on the first optical surface 141 toward the second optical surface 143, and another part of the light incident on the first optical surface 141 other than the second optical surface 143. Reflect towards.
  • the attenuation unit 142 as a whole is inclined so as to approach the optical transmission body 160 (front surface) from the bottom surface of the optical receptacle 140 toward the top surface.
  • the attenuation unit 142 is arranged at a position where light emitted from the light emitting element and incident on the first optical surface 141 reaches. Details of the attenuation unit 142 will be described later.
  • the second optical surface 143 emits the light incident on the first optical surface 141 and reflected by the attenuation unit 142 toward the end surface of the light transmission body 160 or the light emitted from the end surface of the light transmission body 160. It is an optical surface that enters the inside of the optical receptacle 140.
  • the plurality of second optical surfaces 143 are arranged on the front surface of the optical receptacle 140 so as to face the end surface of the optical transmission body 160, respectively.
  • the second optical surface 143 is on the optical axis (Z direction) of light between the first optical surface 141 and the attenuation unit 142 and on the optical axis (Y direction) of light between the attenuation unit 142 and the second optical surface 143.
  • second optical surfaces 143 are arranged in the orthogonal direction (X direction).
  • eight second optical surfaces 143 are arranged in a line.
  • the four second optical surfaces 143 on the right side in FIG. 2C are the second optical surfaces 143 for transmission, and the four second optical surfaces 143 on the left side in FIG. 2C are the second optical surfaces 143 for reception. is there.
  • the shape of the second optical surface 143 is not particularly limited.
  • the shape of the second optical surface 143 is a convex lens surface that is convex toward the end surface of the optical transmission body 160.
  • the central axis of the second optical surface 143 preferably coincides with the central axis of the end surface of the optical transmission body 160.
  • positioning convex portions 147 and 147 are arranged so as to sandwich the plurality of second optical surfaces 143.
  • the positioning convex portion 147 is fitted into the ferrule side concave portion 162 formed in the ferrule 161 of the optical transmission body 160 as described above.
  • the positioning convex portion 147 fixes the end surface of the optical transmission body 160 at a desired position with respect to the second optical surface 143 in cooperation with the ferrule-side concave portion 162.
  • the shape and size of the positioning convex portion 147 are not particularly limited as long as the above-described effects can be exhibited.
  • the positioning convex portion 147 is a substantially cylindrical convex portion.
  • Positioning recesses 146 and 146 are arranged in the arrangement direction (X direction) of the first optical surfaces 141 so as to sandwich the plurality of first optical surfaces 141.
  • the substrate-side convex portion 123 formed on the substrate 121 is fitted into the positioning concave portion 146.
  • the positioning concave portion 146 fixes the first optical surface 141 at a desired position with respect to the photoelectric conversion element 122 in cooperation with the substrate-side convex portion 123.
  • the shape and size of the positioning recess 146 are not particularly limited as long as the above-described effects can be exhibited.
  • the positioning recess 146 is a substantially cylindrical recess.
  • the reflection surface 144 reflects the light incident on the second optical surface 143 toward the first optical surface 141.
  • the reflective surface 144 is inclined so as to approach the optical transmission body 160 (front side) from the bottom surface of the optical receptacle 140 toward the top surface.
  • the inclination angle of the reflecting surface 144 is not particularly limited. In the present embodiment, the inclination angle of the reflection surface 144 is 45 ° with respect to the optical axis of the light incident on the reflection surface 144.
  • the shape of the reflective surface 144 is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the reflecting surface 144 is a plane. At least a part of the light incident on the second optical surface 143 is incident on the reflecting surface 144 at an incident angle larger than the critical angle.
  • an attenuation unit 142 is disposed.
  • FIG. 3A is a partially enlarged perspective view of the attenuation unit 142
  • FIG. 3B is a partially enlarged plan view of the attenuation unit 142
  • FIG. 4A is a partially enlarged schematic view showing the attenuation portion 142 viewed along the X direction
  • FIG. 4B is a partially enlarged sectional view of a region indicated by a broken line in FIG. 3A
  • FIG. 4C is an attenuation of light. It is a figure for demonstrating a rate.
  • the attenuation unit 142 includes a plurality of first reflection units 151 and a plurality of second reflection units 152.
  • the first reflecting portion 151 is a reflecting surface that reflects part of the light incident on the first optical surface 141 toward the second optical surface 143.
  • the second reflecting portion 152 is a reflecting portion that reflects another part of the light incident on the first optical surface 141 toward the portion other than the second optical surface 143.
  • the first reflecting portion 151 includes an optical axis (X direction) of light between the first optical surface 141 and the attenuation portion 142, the attenuation portion 142, and the second portion. It extends along a plane (XY plane) including the optical axis (Y direction) of light between the optical surfaces 143.
  • the first reflecting portion 151 is inclined so as to approach the optical transmission body 160 (front surface) from the bottom surface of the optical receptacle 140 toward the top surface.
  • the inclination angle of the first reflecting portion 151 is not particularly limited as long as the light incident on the first optical surface 141 can be reflected toward the second optical surface 143.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the first reflecting portion 151 is 45 ° with respect to the optical axis of the light incident on the first reflecting portion 151.
  • a part of the light incident on the first optical surface 141 is incident on the first reflecting unit 151 at an incident angle larger than the critical angle.
  • the shape of the 1st reflection part 151 is not specifically limited. In this Embodiment, the shape of the 1st reflection part 151 is a plane.
  • the number of the 1st reflection parts 151 is not specifically limited. The number and area of the first reflecting portions 151 are set according to the intended attenuation rate.
  • the second reflecting unit 152 reflects the light incident on the first optical surface 141 toward other than the second optical surface 143.
  • the second reflecting portion 152 is inclined so as to approach the optical transmission body 160 (front surface) from the bottom surface of the optical receptacle 140 toward the top surface.
  • the second reflection unit 152 includes an optical axis (X direction) of light between the first optical surface 141 and the attenuation unit 142, and an optical axis (Y direction) of light between the attenuation unit 142 and the second optical surface 143. It extends along a plane including XY (XY plane).
  • the configuration of the second reflecting portion 152 is not particularly limited as long as the above-described function can be exhibited.
  • the second reflecting portion 152 may be a convex line or a concave line.
  • the second reflecting portion 152 is a flat first divided reflecting surface 153, a flat second divided reflecting surface 154, and a ridgeline connecting the first divided reflecting surface 153 and the second divided reflecting surface 154. 155.
  • the first divided reflecting surface 153 and the second divided reflecting surface 154 are inclined with respect to the first reflecting portion 151.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the first split reflecting surface 153 with respect to the first reflecting portion 151 is not particularly limited as long as the above function can be exhibited.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the first split reflecting surface 153 with respect to the first reflecting portion 151 preferably satisfies 32 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 42 °.
  • ⁇ 2 satisfies the above-described requirements, the light that has reached the first split reflection surface 153 is internally reflected so as to surely go to a region other than the second optical surface 143.
  • ⁇ 2 is greater than 42 °, the light reflected by the first divided reflecting surface 153 may be reflected by the second divided reflecting surface 154 and incident on the second optical surface 143.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the second divided reflecting surface 154 with respect to the first reflecting portion 151 is not particularly limited as long as the above function can be exhibited.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the second split reflecting surface 154 with respect to the first reflecting portion 151 preferably satisfies 32 ° ⁇ ⁇ 3 ⁇ 42 °.
  • ⁇ 3 satisfies the above-described requirements
  • the light that reaches the second split reflection surface 154 is internally reflected so as to surely go to a region other than the second optical surface 143.
  • ⁇ 3 exceeds 42 ° the light reflected by the first divided reflecting surface 153 may be reflected by the second divided reflecting surface 154 and may enter the second optical surface 143.
  • the direction in which the light reflected by the second reflecting portion 152 travels is not particularly limited as long as it is an area other than the second optical surface 143.
  • the direction in which the light reflected by the second reflecting portion 152 travels may travel toward the bottom surface of the optical receptacle 140, may travel toward the top surface of the optical receptacle 140, or may be the front of the optical receptacle. You may proceed towards
  • the direction in which the light reflected by the second reflector 152 travels is preferably directed to the front of the optical receptacle 140 from the viewpoint of safety measures.
  • the ridge line 155 connects the first divided reflection surface 153 and the second divided reflection surface 154.
  • the ridge line 155 is a straight line parallel to the first reflecting portion 151 in the YZ plane.
  • the first reflecting portion 151 and the second reflecting portion 152 are alternately arranged in the arrangement direction (X direction) of the first optical surface 141.
  • the first reflection unit 151 and the second reflection unit 152 may be adjacent to each other or may be separated from each other. In the present embodiment, the first reflecting portion 151 and the second reflecting portion 152 are adjacent to each other.
  • a plurality of first reflecting portions 151 and a plurality of second reflecting portions 152 are located in the irradiation spot S of the light irradiating the attenuation portion 142.
  • the light attenuation rate depends on the area ratio between the first reflecting portion 151 and the second reflecting portion 152 in the irradiation spot S. That is, the light attenuation rate depends on the area ratio between the first reflection unit 151 and the second reflection unit 152 when the attenuation unit 142 is viewed in plan. For example, when the area ratio between the first reflecting portion 151 and the second reflecting portion 152 in the irradiation spot S is 1: 1, the light attenuation rate is 50%, and when the area ratio is 3: 1, The light attenuation factor is 25%.
  • the number of the 1st reflective part 151 and the 2nd reflective part 152 in the irradiation spot S is suitably set based on the above-mentioned attenuation factor.
  • FIG. 5A to 5C are optical path diagrams of light emitted from the light emitting element and reflected by the first reflecting portion 151.
  • FIG. 5A is an optical path diagram in the YZ plane
  • FIG. 5B is an optical path diagram in plan view
  • FIG. 5C is an optical path diagram in front view. 5A to 5C schematically show only the first optical surface 141, the second optical surface 143, and the first reflecting portion 151.
  • FIG. 5A to 5C schematically show only the first optical surface 141, the second optical surface 143, and the first reflecting portion 151.
  • the light emitted from the light emitting element enters the optical receptacle 140 at the first optical surface 141.
  • the light incident on the first optical surface 141 reaches the first reflection unit 151 of the attenuation unit 142.
  • the first reflecting portion 151 has an angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the light incident on the first optical surface 141 of 45 °, so that the light that has reached the first reflecting portion 151 The light is internally reflected at an angle of 45 ° with respect to the one reflecting portion 151 and travels toward the second optical surface 143.
  • FIGS. 6A to 6C and FIGS. 7A to 7C are optical path diagrams of light emitted from the light emitting element and reflected by the second reflecting portion 152.
  • FIG. 6A is an optical path diagram in the YZ plane
  • FIG. 6B is an optical path diagram in plan view
  • FIG. 6C is an optical path diagram in front view. 6A to 6C schematically show only the first optical surface 141, the second optical surface 143, and the second reflecting portion 152.
  • FIG. 7A is an optical path diagram of the light reflected by the second reflecting portion 152 as viewed obliquely.
  • FIG. 7B shows the optical axis of the light reflected by the second reflecting portion 152 and the light incident on the first optical surface 141.
  • FIG. 6A is an optical path diagram in the YZ plane
  • FIG. 6B is an optical path diagram in plan view
  • FIG. 6C is an optical path diagram in front view. 6A to 6C schematically show only the first optical surface 141, the second optical
  • FIG. 7C is a perspective view of the optical receptacle 140 cut along a plane including the optical axis of FIG. 7, and FIG. 7C is an optical path diagram when the cross section is viewed from the normal direction. 7B and 7C, the hatching to the optical receptacle 140 is omitted in order to show the optical path in the optical receptacle 140.
  • the light emitted from the light emitting element enters the optical receptacle 140 at the first optical surface 141.
  • the light incident on the first optical surface 141 reaches the second reflecting portion 152 (the first divided reflecting surface 153 in the present embodiment) of the attenuating portion 142.
  • the light that has reached the second reflecting portion 152 is reflected toward the front side of the optical receptacle 140. Specifically, when the optical receptacle 140 is viewed in plan, the light reflected by the second reflection unit 152 travels in the X direction so as to avoid the second optical surface 143. And it is radiate
  • the light reflected by the second reflecting portion 152 travels in the Z direction so as to avoid the second optical surface 143. More specifically, the light reflected by the second reflection unit 152 travels to the top surface side with respect to the second optical surface 143.
  • the optical receptacle according to the present embodiment includes an attenuation unit that attenuates light emitted from the light emitting element and incident on the first optical surface. For this reason, the light emitted from the light emitting element can be attenuated without arranging an attenuation filter for attenuating light and without performing secondary processing such as attenuation coating. Moreover, generation
  • FIGS. 8A to 8C are perspective views of the attenuation portions 242, 342, and 442 of the optical receptacle 140 according to the modification of the first embodiment.
  • the second reflecting part 252 of the attenuation part 242 may be a concave line.
  • the second reflecting portion 252 includes a first divided reflecting surface 253, a second divided reflecting surface 254, and a valley line 255 connecting the first divided reflecting surface 253 and the second divided reflecting surface 254. Further, as shown in FIG.
  • the first reflecting portion 151 may be disposed between the first divided reflecting surface 353 and the second divided reflecting surface 354.
  • the second reflecting portion 452 is divided into the first division from one end (for example, the lower end) toward the other end (for example, the upper end). You may form so that the magnitude
  • the optical module 500 according to the second embodiment is different from the optical module 100 according to the first embodiment in that it further includes a mechanism that mainly detects whether or not light is appropriately emitted from the light emitting element. Therefore, the same components as those of the optical module 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and characteristic portions are described.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical module 500 according to the second embodiment.
  • the hatching to the cross section of the optical receptacle 540 is abbreviate
  • the optical module 500 according to Embodiment 2 includes a light source conversion device 520 and an optical receptacle 540.
  • the light source conversion device 520 includes a substrate 121, one or more photoelectric conversion elements 122 for transmission or reception, and a detection element 522 for monitor light.
  • a plurality of detection elements 522 are disposed on the substrate 121.
  • the detection element 522 is, for example, a photo detector.
  • the number of detection elements 522 is the same as the number of light emitting elements. In the present embodiment, since four light emitting elements are arranged, the number of detection elements 522 is also four. The four detection elements 522 are arranged in parallel to the arrangement direction of the four light emitting elements.
  • the optical receptacle 540 includes a light separation unit 564 and a third optical surface 565 in addition to the first optical surface 141, the attenuation unit 142, and the second optical surface 143.
  • the light separation unit 564 uses another part (preferably the remaining part) of the light incident on the first reflection unit 151 to be directed to the third optical surface 565 (or the detection element 522) and the second optical surface 143 (or The light is separated into light traveling toward the end face of the optical transmission body 160.
  • the configuration of the light separation unit 564 is not particularly limited as long as the above-described function can be exhibited.
  • the light separation unit 564 includes a plurality of divided transmission surfaces that transmit part of the light reflected by the first reflection unit 151, and the light reflected by the first reflection unit 151. And a plurality of split reflection surfaces that reflect a part of the first reflection surface toward the third optical surface 565.
  • the divided transmission surface is a plane perpendicular to the optical axis of the light reflected by the first reflecting unit 151.
  • the divided reflection surface is a plane inclined with respect to the optical axis of the light reflected by the first reflection unit 151.
  • the third optical surface 565 is disposed on the bottom surface side of the optical receptacle 540 so as to face the detection element 522.
  • the third optical surface 565 is a convex lens surface that is convex toward the detection element 522.
  • the third optical surface 565 converges the light separated by the split reflection surface of the light separation unit 564 and emits the light toward the detection element 522. Thereby, light can be efficiently coupled to the detection element 522.
  • the central axis of the third optical surface 565 is preferably perpendicular to the light receiving surface (substrate 121) of the detection element 522.
  • the optical module 500 according to the second embodiment has the same effect as the optical module 100 according to the first embodiment.
  • the optical modules 100 and 500 according to the present invention are also used in a transmission-dedicated optical module. Can be done.
  • the optical module includes only the light emitting elements as the plurality of photoelectric conversion elements 122. Further, when the photoelectric conversion element 122 is one light emitting element, when the angle ⁇ 1 of the first reflection unit 151 with respect to the optical axis of the light incident on the first optical surface 141 is 45 °, the first reflection with respect to the second reflection unit 152 is performed.
  • the inclination angles ⁇ 2 and ⁇ 3 of the divided reflective surface 153 and the first divided reflective surface 153 satisfy 7 ° ⁇ 2 and ⁇ 3 ⁇ 42 °, respectively.
  • the photoelectric conversion element is a single light emitting element, the light reflected by the second reflecting portion 152 does not reach the second optical surface 143 even if it is not shifted in the X direction as in the first embodiment. Therefore, when the photoelectric conversion element is one light emitting element, the lower limit values of ⁇ 2 and ⁇ 3 are smaller than ⁇ 2 and ⁇ 3 in the first embodiment.
  • the optical path of the light reflected by the second reflector 152 can be adjusted by appropriately providing a direction change adjustment mechanism for adjusting the optical path in the optical receptacle 540.
  • a direction change adjustment mechanism for adjusting the optical path in the optical receptacle 540.
  • L2 By changing the light reflected by the second reflecting portion 152 (also referred to as L2) in a different direction from the light reflected by the first reflecting portion 151 (also referred to as L1), a direction change effective only for the reflected light L2 is performed. Since an adjustment mechanism can be provided as appropriate, adjustment can be made so that the reflected light L2 does not reach the detection element 522 or the optical transmission body 160.
  • the direction change adjustment mechanism include an inclined surface and a coating surface different from the arrival region of the reflected light L1 formed in the arrival region of the reflected light L2 on each surface of the optical receptacle 540.
  • optical receptacle and the optical module according to the present invention are useful for optical communication using an optical transmission body.

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Abstract

光レセプタクルは、第１光学面と、第２光学面と、減衰部と、を有する。減衰部は、複数の第１反射部と、複数の第２反射部とを含む。複数の第１反射部は、第１光学面で入射した光の一部を第２光学面に向けて反射させる。第２反射部は、第１光学面で入射した光の他の一部を第２光学面以外に向けて反射させる第１反射部および第２反射部は、第１光学面および第１反射部の間の光の光軸と、第１反射部および第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向において、交互に配置されている。

Description

光レセプタクルおよび光モジュール
　本発明は、光レセプタクルおよび光モジュールに関する。
　以前から、光ファイバーや光導波路などの光伝送体を用いた光通信には、面発光レーザ（例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser））などの発光素子を備えた光モジュールが使用されている。光モジュールは、１または２以上の光電変換素子（発光素子または受光素子）と、送信用、受信用または送受信用の光結合素子（以下、「光レセプタクル」ともいう）とを有する。
　また、光速通信用の光モジュールでは、安全対策の観点から、送信用の光レセプタクルから出射された光の光量を減衰させる必要があるため、送信用の光レセプタクルから出射される光の光量を減衰させる光学フィルターが使用されることがある（例えば、特許文献１参照）。また、送信用の光レセプタクルから出射される光を減衰させる減衰コートが光学面に施されることもある。
　特許文献１に記載の光レセプタクルは、光レセプタクル本体および光学フィルター（例えば、光減衰フィルター）を有する。光レセプタクル本体は、その底面において等間隔に１列に配列されたレンズ面と、レンズ面の反対側に配置された光学面とを有する。光学フィルターは、光学面上の一部に配置されている。特許文献１に記載の光レセプタクルは、レンズ面側に、複数の発光素子および複数の受光素子を有する光電変換装置が配置され、光学面側に複数の光伝送体が配置された状態で使用される。特許文献１に記載の光レセプタクルでは、発光素子から出射され、光伝送体に入射する光の光路上に光学フィルターが配置されているため、送信側の光レセプタクルから出射される光の光量を減衰させることができる。
特開２０１３－１５６４４０号公報
　光学フィルターを有する光レセプタクルでは、通常、光学フィルターに入射できない光が生じないように、十分な大きさの光学フィルターが使用される。しかしながら、送受信用の光モジュールにおいて、送信側として機能する部分にのみ光学フィルターを配置しようとした場合に、光学フィルターが大き過ぎると、受信側として機能する部分にも光学フィルターが配置されてしまうことがある。また、減衰コートを施した光学面では、その減衰コートに亀裂が生じてしまい、光が減衰できなくなることがある。
　そこで、本発明の目的は、光学フィルターや減衰コートなどの他の部材を用いることなく、光電変換素子から出射された光を減衰できる光レセプタクルを提供することである。また、本発明の別の目的は、この光レセプタクルを有する光モジュールを提供することである。
　本発明の光レセプタクルは、基板上に１または２以上の発光素子が配置された光電変換装置と、１または２以上の光伝送体との間に配置されたときに、前記発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、前記発光素子から出射された光を入射させる１または２以上の第１光学面と、前記発光素子から出射され、前記光レセプタクルの内部を通った光を前記光伝送体に向けて出射させる１または２以上の第２光学面と、前記第１光学面で入射した光の一部を前記第２光学面に向けて反射し、前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる減衰部と、を有し、前記減衰部は、前記第１光学面で入射した光の一部を前記第２光学面に向けて反射させる複数の第１反射部と、前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる複数の第２反射部と、を含み、前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向において、交互に配置されており、前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とを含む平面に沿って延在している。
　また、本発明の光モジュールは、基板と、前記基板上に配置された１または２以上の発光素子とを含む光電変換装置と、上記の光レセプタクルと、を有する。
　本発明の光レセプタクルは、他の部材を用いることなく、発光素子から出射された光を減衰できる。
図１は、実施の形態１に係る光モジュールの断面図である。 図２Ａ～Ｄは、光レセプタクルの構成を示す図である。 図３Ａ、Ｂは、減衰部の構成を示す図である。 図４Ａ～Ｃは、減衰部の構成を示す他の図である。 図５Ａ～Ｃは、第１反射部における反射を説明するための光路図である。 図６Ａ～Ｃは、第２反射部における反射を説明するための光路図である。 図７Ａ～Ｃは、第２反射部における反射を説明するための他の光路図である。 図８Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例に係る減衰部を説明するための斜視図である。 図９は、実施の形態２に係る光モジュールの断面図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る光レセプタクルおよび光モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。
　［実施の形態１］
　（光モジュールの構成）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る光モジュール１００の断面図である。図１では、光レセプタクル１４０内の光路を示すために光レセプタクル１４０の断面へのハッチングを省略している。
　なお、以下の説明では、複数の第１光学面１４１の配列方向を「Ｘ方向」といい、複数の第１光学面１４１が配列された面上であって、Ｘ軸に垂直な方向を「Ｙ方向」といい、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向を「Ｚ方向」ともいう。また、Ｘ方向に沿う軸およびＹ方向に沿う軸を含む平面を「ＸＹ平面」といい、Ｘ方向に沿う軸およびＺ方向に沿う軸を含む平面を「ＸＺ平面」といい、Ｙ方向に沿う軸およびＺ方向に沿う軸を含む平面を「ＹＺ平面」といもいう。なお、図１は、光モジュール１００のＹＺ平面における断面図である。
　図１に示されるように、光モジュール１００は、光電変換装置１２０と、光レセプタクル１４０とを有する。光モジュール１００は、光レセプタクル１４０に光伝送体１６０が接続されて使用される。
　光電変換装置１２０は、基板１２１と、１または２以上の光電変換素子１２２とを含む。基板１２１には、光電変換素子１２２および光レセプタクル１４０が配置される。基板１２１には、後述する光レセプタクル１４０の位置決め用凹部１４６に対応した基板側凸部１２３が形成されている。この基板側凸部１２３に位置決め用凹部１４６を嵌め込むことにより、光レセプタクル１４０を、基板１２１上に配置された光電変換素子１２２に対して所定の位置に位置決めできる。基板１２１の材料は、特に限定されない。基板１２１の例には、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板が含まれる。
　光電変換素子１２２は、発光素子または受光素子であり、基板１２１上に配置されている。光モジュール１００が送信用の光モジュールである場合は、光電変換素子１２２は発光素子であり、光モジュール１００が受信用の光モジュールである場合は、光電変換素子１２２は受光素子である。本実施の形態に係る光モジュール１００は、送受信用の光モジュールであるため、光電変換装置１２０は、光電変換素子１２２として、４個の発光素子および４個の受光素子を有している。発光素子は、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。受光素子は、例えばフォトディテクタである。
　光レセプタクル１４０は、光電変換素子１２２と対向するように基板１２１上に配置されている。光レセプタクル１４０は、光電変換素子１２２と光伝送体１６０との間に配置された状態で、光電変換素子１２２と光伝送体１６０の端面とを光学的に結合させる。本実施の形態のように、送受信用の光モジュール１００では、光レセプタクル１４０は、光電変換素子１２２としての発光素子から出射された光を入射させ、光伝送体１６０の端面に向けて出射するとともに、光伝送体１６０の端面から出射された光を入射させ、光電変換素子１２２としての受光素子に向けて出射する。
　光伝送体１６０の種類は、特に限定されない。光伝送体１６０の種類の例には、光ファイバー、光導波路が含まれる。光伝送体１６０は、フェルール１６１を介して光レセプタクル１４０に接続される。フェルール１６１には、後述する光レセプタクル１４０の位置決め用凸部１４７に対応したフェルール側凹部１６２が形成されている。このフェルール側凹部１６２を位置決め用凸部１４７に嵌め込むことにより、光伝送体１６０の端面を光レセプタクル１４０に対して所定の位置に固定できる。本実施の形態では、光伝送体１６０は、光ファイバーである。また、光ファイバーは、シングルモード方式であってもよいし、マルチモード方式であってもよい。
　（光レセプタクルの構成）
　図２は、実施の形態に係る光レセプタクル１４０の構成を示す図である。図２Ａは、光レセプタクル１４０の平面図であり、図２Ｂは、底面図であり、図２Ｃは、正面図であり、図２Ｄは、左側面図である。
　図２Ａ～Ｄに示されるように、光レセプタクル１４０は、略直方体形状の部材である。光レセプタクル１４０は、複数の第１光学面１４１と、減衰部１４２と、複数の第２光学面１４３と、を有する。減衰部１４２は、後述する複数の第１反射部１５１および複数の第２反射部１５２を含む。なお、前述したように、本実施の形態に係る光モジュール１００が送信用の機能および受信用の機能を有しているため、光レセプタクル１４０は、第２光学面１４３で入射した光を第１光学面１４１に反射させる反射面１４４も有している。
　光レセプタクル１４０は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。光レセプタクル１４０の材料の例には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）や環状オレフィン樹脂などの透明な樹脂が含まれる。また、光レセプタクル１４０は、例えば射出成形により製造されうる。
　第１光学面１４１は、光電変換素子１２２としての発光素子から出射された光を光レセプタクル１４０の内部に入射させるか、第２光学面１４３で入射し、反射面１４４で反射された光を光電変換素子１２２としての受光素子に向けて出射させる光学面である。第１光学面１４１は、光電変換素子１２２のそれぞれに対向できるように光レセプタクル１４０の底面に配置されている。複数（８個）の第１光学面１４１は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｚ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）とにそれぞれ直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。また、本実施の形態では、複数（８個）の第１光学面１４１は、収容部１４５の底面に一列に配置される。図２Ｂの紙面右側の４個の第１光学面１４１は送信用の第１光学面１４１であり、図２Ｂの紙面左側の４個の第１光学面１４１は受信用の第１光学面１４１である。
　第１光学面１４１の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１光学面１４１の形状は、光電変換素子１２２に向かって凸状の凸レンズ面である。また、第１光学面１４１の平面視形状は、円形である。第１光学面１４１の中心軸は、光電変換素子１２２の発光面または受光面（および基板１２１の表面）に対して垂直であることが好ましい。また、第１光学面１４１の中心軸は、光電変換素子１２２としての発光素子から出射された光、または光電変換素子１２２としての受光素子に入射する光の光軸と一致することが好ましい。
　減衰部１４２は、第１光学面１４１で入射した光の一部を第２光学面１４３に向けて反射し、第１光学面１４１で入射した光の他の一部を第２光学面１４３以外に向けて反射させる。減衰部１４２は、全体として光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面）に近づくように傾斜している。減衰部１４２は、発光素子から出射され、第１光学面１４１で入射した光が到達する位置に配置されている。減衰部１４２の詳細については後述する。
　第２光学面１４３は、第１光学面１４１で入射し、減衰部１４２で反射された光を光伝送体１６０の端面に向けて出射させるか、光伝送体１６０の端面から出射された光を光レセプタクル１４０の内部に入射させる光学面である。複数の第２光学面１４３は、光レセプタクル１４０の正面に、光伝送体１６０の端面とそれぞれ対向するように配置されている。第２光学面１４３は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｚ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）にそれぞれ直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。本実施の形態では、８個の第２光学面１４３が一列に配置されている。図２Ｃの紙面右側の４個の第２光学面１４３は送信用の第２光学面１４３であり、図２Ｃの紙面左側の４個の第２光学面１４３は受信用の第２光学面１４３である。
　第２光学面１４３の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第２光学面１４３の形状は、光伝送体１６０の端面に向かって凸状の凸レンズ面である。第２光学面１４３の中心軸は、光伝送体１６０の端面の中心軸と一致していることが好ましい。
　第２光学面１４３の配列方向（Ｘ方向）には、複数の第２光学面１４３を挟むように位置決め用凸部１４７、１４７が配置されている。位置決め用凸部１４７は、前述のとおり光伝送体１６０のフェルール１６１に形成されたフェルール側凹部１６２に嵌め込まれる。位置決め用凸部１４７は、フェルール側凹部１６２と共同で、光伝送体１６０の端面を第２光学面１４３に対して所望の位置に固定する。位置決め用凸部１４７の形状および大きさは、前述の効果を発揮できれば、特に限定されない。本実施の形態では、位置決め用凸部１４７は、略円柱形状の凸部である。
　第１光学面１４１の配列方向（Ｘ方向）には、複数の第１光学面１４１を挟むように位置決め用凹部１４６、１４６が配置されている。位置決め用凹部１４６には、前述の通り基板１２１に形成された基板側凸部１２３が嵌め込まれる。位置決め用凹部１４６は、基板側凸部１２３と共同で、第１光学面１４１を光電変換素子１２２に対して所望の位置に固定する。位置決め用凹部１４６の形状および大きさは、前述の効果を発揮できれば、特に限定されない。本実施の形態では、位置決め用凹部１４６は、略円柱形状の凹部である。
　反射面１４４は、第２光学面１４３で入射した光を第１光学面１４１に向けて反射させる。反射面１４４は、光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面側）に近づくように傾斜している。反射面１４４の傾斜角度は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１４４の傾斜角度は、反射面１４４に入射する光の光軸に対して４５°である。反射面１４４の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１４４の形状は、平面である。反射面１４４には、第２光学面１４３で入射した光のうち、少なくとも一部の光が、臨界角より大きな入射角で入射する。反射面１４４の隣には、減衰部１４２が配置されている。
　次に、減衰部１４２の構成について詳細に説明する。図３および図４は、減衰部１４２の構成を示すための部分拡大図である。図３Ａは、減衰部１４２の部分拡大斜視図であり、図３Ｂは、減衰部１４２の部分拡大平面図である。図４Ａは、Ｘ方向に沿って見た減衰部１４２を示す部分拡大模式図であり、図４Ｂは、図３Ａにおいて破線で示される領域の部分拡大断面図であり、図４Ｃは、光の減衰率を説明するための図である。
　減衰部１４２は、複数の第１反射部１５１と、複数の第２反射部１５２とを有する。第１反射部１５１は、第１光学面１４１で入射した光の一部を第２光学面１４３に向けて反射させる反射面である。第２反射部１５２は、第１光学面１４１で入射した光の他の一部を第２光学面１４３以外に向けて反射させる反射部である。
　図３Ａ、Ｂおよび図４Ａ、Ｂに示されるように、第１反射部１５１は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｘ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）とを含む平面（ＸＹ平面）に沿って延在している。第１反射部１５１は、光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面）に近づくように傾斜している。第１反射部１５１の傾斜角度は、第１光学面１４１で入射した光を第２光学面１４３に向けて反射させることができれば特に限定されない。本実施の形態では、第１反射部１５１の傾斜角度θ１は、第１反射部１５１に入射する光の光軸に対して４５°である。この場合、第１反射部１５１には、第１光学面１４１で入射した光のうち、一部の光が、臨界角より大きな入射角で入射する。第１反射部１５１の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１反射部１５１の形状は、平面である。第１反射部１５１の数は、特に限定されない。第１反射部１５１の数および面積は、所期の減衰率に応じて設定される。
　図３Ａ、Ｂおよび図４Ａ、Ｂに示されるように、第２反射部１５２は、第１光学面１４１で入射した光を第２光学面１４３以外に向けて反射させる。第２反射部１５２は、光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面）に近づくように傾斜している。第２反射部１５２は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｘ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）とを含む平面（ＸＹ平面）に沿って延在している。
　第２反射部１５２の構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第２反射部１５２は、凸条でもよいし、凹条でもよい。本実施の形態では、第２反射部１５２は、平面の第１分割反射面１５３と、平面の第２分割反射面１５４と、第１分割反射面１５３および第２分割反射面１５４を接続する稜線１５５とを有する凸条である。
　図４Ｂに示されるように、第１分割反射面１５３および第２分割反射面１５４は、第１反射部１５１に対して傾斜している。第１反射部１５１に対する第１分割反射面１５３の傾斜角度θ２は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第１反射部１５１に対する第１分割反射面１５３の傾斜角度θ２は、３２°≦θ２≦４２°を満たすことが好ましい。θ２が前述の要件を満たす場合、第１分割反射面１５３に到達した光は、確実に第２光学面１４３以外の領域に向かうように内部反射される。一方、θ２が４２°超の場合、第１分割反射面１５３に反射した光が第２分割反射面１５４に反射し、第２光学面１４３に入射してしまうおそれがある。
　同様に、第１反射部１５１に対する第２分割反射面１５４の傾斜角度θ３は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第１反射部１５１に対する第２分割反射面１５４の傾斜角度θ３は、３２°≦θ３≦４２°を満たすことが好ましい。θ３が前述の要件を満たす場合、第２分割反射面１５４に到達した光は、確実に第２光学面１４３以外の領域に向かうように内部反射される。θ３が４２°超の場合、第１分割反射面１５３に反射した光が第２分割反射面１５４に反射し、第２光学面１４３に入射してしまうおそれがある。
　第２反射部１５２で反射した光が進行する方向は、第２光学面１４３以外の領域であれば特に限定されない。第２反射部１５２で反射した光が進行する方向は、光レセプタクル１４０の底面に向かって進行してもよいし、光レセプタクル１４０の天面に向かって進行してもよいし、光レセプタクルの正面に向かって進行してもよい。第２反射部１５２で反射した光が進行する方向は、安全対策の観点から、光レセプタクル１４０の正面に向かうことが好ましい。前述の傾斜角度θ２および傾斜角度θ３をもう一方の分割反射面に反射光が当たらない上限値まで大きくすることで、第２光学面１４３からより離れた位置に光を到達させることができる。
　稜線１５５は、第１分割反射面１５３および第２分割反射面１５４を接続する。本実施の形態では、稜線１５５は、ＹＺ平面において、第１反射部１５１と平行な直線である。
　第１反射部１５１と第２反射部１５２とは、第１光学面１４１の配列方向（Ｘ方向）において、交互に配置されている。第１反射部１５１と第２反射部１５２とは、隣接していてもよいし、離間していてもよい。本実施の形態では、第１反射部１５１と第２反射部１５２とは、隣接している。
　図４Ｃに示されるように、減衰部１４２に照射される光の照射スポットＳには、複数の第１反射部１５１および複数の第２反射部１５２が位置する。光の減衰率は、照射スポットＳにおける第１反射部１５１と、第２反射部１５２との面積比に依存する。すなわち、光の減衰率は、減衰部１４２を平面視したときの第１反射部１５１と、第２反射部１５２との面積比に依存する。例えば、照射スポットＳにおける第１反射部１５１と、第２反射部１５２との面積比が１：１の場合、光の減衰率は、５０％であり、当該面積比が３：１の場合、光の減衰率は２５％である。
　照射スポットＳにおける第１反射部１５１および第２反射部１５２の数は、前述の減衰率に基づいて適宜設定される。
　図５Ａ～Ｃは、発光素子から出射され、第１反射部１５１で反射した光の光路図である。図５Ａは、ＹＺ平面における光路図であり、図５Ｂは、平面視したときの光路図であり、図５Ｃは、正面視したときの光路図である。なお、図５Ａ～Ｃでは、第１光学面１４１と、第２光学面１４３と、第１反射部１５１とのみを模式的に示している。
　図５Ａ～Ｃに示されるように、発光素子（光電変換素子１２２）から出射された光は、第１光学面１４１で光レセプタクル１４０に入射する。次いで、第１光学面１４１で入射した光は、減衰部１４２の第１反射部１５１に到達する。前述したように、本実施の形態では、第１反射部１５１は第１光学面１４１で入射した光の光軸に対する角度θ１が４５°であるため、第１反射部１５１に到達した光は第１反射部１５１に対して４５°の角度で内部反射されて、第２光学面１４３に向けて進行する。
　図６Ａ～Ｃおよび図７Ａ～Ｃは、発光素子から出射され、第２反射部１５２で反射した光の光路図である。図６Ａは、ＹＺ平面における光路図であり、図６Ｂは、平面視したときの光路図であり、図６Ｃは、正面視したときの光路図である。なお、図６Ａ～Ｃでは、第１光学面１４１と、第２光学面１４３と、第２反射部１５２とのみを模式的に示している。図７Ａは、第２反射部１５２で反射した光を斜めから見た光路図であり、図７Ｂは、第２反射部１５２で反射した光の光軸と、第１光学面１４１で入射した光の光軸とを含む平面で切断した光レセプタクル１４０の斜視図であり、図７Ｃは、当該断面を法線方向からみたときの光路図である。なお、図７Ｂ、Ｃでは、光レセプタクル１４０内の光路を示すため、光レセプタクル１４０へのハッチングを省略している。
　図６Ａ～Ｃおよび図７Ａ～Ｃに示されるように、発光素子（光電変換素子１２２）から出射された光は、第１光学面１４１で光レセプタクル１４０に入射する。次いで、第１光学面１４１で入射した光は、減衰部１４２の第２反射部１５２（本実施の形態では、第１分割反射面１５３）に到達する。
　第２反射部１５２に到達した光は、光レセプタクル１４０の正面側に向かって反射する。具体的には、光レセプタクル１４０を平面視したとき、第２反射部１５２で反射した光は、第２光学面１４３を避けるようにＸ方向にずれて進行する。そして、第２光学面１４３が配置された光レセプタクル１４０の正面から外部に出射される。
　また、光レセプタクル１４０を側面視したとき、第２反射部１５２で反射した光は、第２光学面１４３を避けるようにＺ方向にずれて進行する。より具体的には、第２反射部１５２で反射した光は、第２光学面１４３よりも天面側に進行する。
　（効果）
　本実施の形態に係る光レセプタクルは、発光素子から出射され、第１光学面で入射した光を減衰させる減衰部を有する。このため、光を減衰させる減衰フィルターを配置することがなく、かつ減衰コートなどの二次加工をすることなく、発光素子から出射された光を減衰できる。また、他の部材を配置するための接着剤や減衰コートによるクラックの発生を防止できる。また、本実施の形態に係る光レセプタクルのように、光レセプタクルが送受信用であった場合にも、送信側として機能する領域にのみ減衰部を設ければよいため、加工が容易である。
　なお、本実施の形態では、減衰部１４２の第２反射部１５２は凸条であったが、第２反射部１５２の形状はこれに限定されない。図８Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例に係る光レセプタクル１４０の減衰部２４２、３４２、４４２の斜視図である。図８Ａに示されるように、減衰部２４２の第２反射部２５２は、凹条でもよい。この場合、第２反射部２５２は、第１分割反射面２５３と、第２分割反射面２５４と、第１分割反射面２５３および第２分割反射面２５４を接続する谷線２５５とを有する。また、図８Ｂに示されるように、減衰部３４２の第２反射部３５２は、第１分割反射面３５３および第２分割反射面３５４の間に第１反射部１５１が配置されていてもよい。また、図８Ｃに示されるように、第２反射部４５２は、一方の端部（例えば下側の端部）から他方の端部（例えば上側の端部）に向かうに連れて、第１分割反射面４５３および第２分割反射面４５４の大きさが変化するように形成されていてもよい。
　［実施の形態２］
　（光モジュールの構成）
　実施の形態２に係る光モジュール５００は、主として発光素子から適切に光が出射された否かを検出する機構をさらに有する点が実施の形態１に係る光モジュール１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る光モジュール１００と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、特徴部分について説明する。
　図９は、実施の形態２に係る光モジュール５００の断面図である。図９では、光レセプタクル５４０内の光路を示すために光レセプタクル５４０の断面へのハッチングを省略している。
　実施の形態２に係る光モジュール５００は、光源変換装置５２０と、光レセプタクル５４０とを有する。
　本実施の形態に係る光源変換装置５２０は、基板１２１と、送信または受信用の１または２以上の光電変換素子１２２と、モニター光用の検出素子５２２とを含む。基板１２１には、発光素子、受光素子（いずれも光電変換素子１２２）および光レセプタクル５４０に加え、複数の検出素子５２２が配置される。検出素子５２２は、例えばフォトディテクタである。検出素子５２２の数は、発光素子の数と同じである。本実施の形態では、４個の発光素子が配置されているため、検出素子５２２の数も４個である。また、４個の検出素子５２２は、４個の発光素子の配列方向に平行に配列されている。
　（光レセプタクルの構成）
　光レセプタクル５４０は、第１光学面１４１、減衰部１４２、第２光学面１４３に加え、光分離部５６４と、第３光学面５６５とを有する。
　光分離部５６４は、第１反射部１５１で入射した光の他の一部（好ましくは残部）を、第３光学面５６５（または検出素子５２２）に向かう光と、第２光学面１４３（または光伝送体１６０の端面）に向かう光とに分離させる。
　光分離部５６４の構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。特に図示しないが、本実施の形態では、光分離部５６４は、第１反射部１５１で反射した光の一部を透過させる複数の分割透過面と、第１反射部１５１で反射した光の他の一部を第３光学面５６５に向けて反射させる複数の分割反射面とを有する。本実施の形態では、分割透過面は、第１反射部１５１で反射した光の光軸に対して垂直な平面である。また、本実施の形態では、分割反射面は、第１反射部１５１で反射した光の光軸に対して傾斜した平面である。
　第３光学面５６５は、光レセプタクル５４０の底面側に、検出素子５２２と対向するように配置されている。本実施の形態では、第３光学面５６５は、検出素子５２２に向かって凸状の凸レンズ面である。第３光学面５６５は、光分離部５６４の分割反射面で分離された光を収束させて検出素子５２２に向けて出射させる。これにより、光を検出素子５２２に効率良く結合させることができる。第３光学面５６５の中心軸は、検出素子５２２の受光面（基板１２１）に対して垂直であることが好ましい。
　（効果）
　実施の形態２に係る光モジュール５００は、実施の形態１に係る光モジュール１００と同様の効果を有する。
　また、上記の実施の形態では、光レセプタクル１４０、５４０を送受信用の光モジュール１００、５００で使用する場合について説明したが、本発明に係る光モジュール１００、５００は、送信専用の光モジュールでも使用されうる。この場合、光モジュールは、複数の光電変換素子１２２として発光素子のみを含む。さらに、光電変換素子１２２が１個の発光素子の場合、第１光学面１４１で入射した光の光軸に対する第１反射部１５１の角度θ１が４５°のときには、第２反射部１５２に対する第１分割反射面１５３および第１分割反射面１５３の傾斜角度θ２、θ３のそれぞれは、７°＜θ２、θ３＜４２°を満たすことが好ましい。なお、光電変換素子が１個の発光素子の場合、第２反射部１５２で反射した光を実施の形態１ほどＸ方向にずらさなくても、第２光学面１４３に到達することがない。よって、光電変換素子が１個の発光素子の場合、θ２、θ３の下限値が実施の形態１におけるθ２、θ３よりも小さい。
　光レセプタクル５４０を平面視したとき、第２反射部１５２で反射した光の光路は、光レセプタクル５４０に光路を調整する方向変換調節機構を適宜設けることにより調整できる。第２反射部１５２で反射した光（Ｌ２ともいう）を第１反射部１５１で反射した光（Ｌ１ともいう）とは異なる方向へ向けることにより、反射光Ｌ２に対してのみに有効な方向変換調節機構を適宜設けることができるため、検出素子５２２や光伝送体１６０へ反射光Ｌ２が到達することのないように調整することができる。方向変換調節機構の例には、光レセプタクル５４０の各面において反射光Ｌ２の到達領域に形成される反射光Ｌ１の到達領域とは異なる傾斜面、コーティング面が含まれる。
　本出願は、２０１８年３月９日出願の特願２０１８－０４３１７４に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明に係る光レセプタクルおよび光モジュールは、光伝送体を用いた光通信に有用である。
　１００、５００　光モジュール
　１２０、５２０　光電変換装置
　１２１　基板
　１２２　光電変換素子
　１２３　基板側凸部
　１４０、５４０　光レセプタクル
　１４１　第１光学面
　１４２、２４２、３４２、４４２　減衰部
　１４３　第２光学面
　１４４　反射面
　１５１　第１反射部
　１５２　第２反射部
　１５３、２５３、３５３、４５３　第１分割反射面
　１５４、２５４、３５４、４５４　第２分割反射面
　１５５　稜線
　１６０　光伝送体
　１６１　フェルール
　１６２　フェルール側凹部
　２５５　谷線
　５２２　検出素子
　５６４　光分離部
　５６５　第３光学面
　θ１　第１反射部の傾斜角度
　θ２　第１分割反射面の傾斜角度
　θ３　第２分割反射面の傾斜角度

Claims (5)

  1. 　基板上に１または２以上の発光素子が配置された光電変換装置と、１または２以上の光伝送体との間に配置されたときに、前記発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、
    　前記発光素子から出射された光を入射させる１または２以上の第１光学面と、
    　前記発光素子から出射され、前記光レセプタクルの内部を通った光を前記光伝送体に向けて出射させる１または２以上の第２光学面と、
    　前記第１光学面で入射した光の一部を前記第２光学面に向けて反射し、前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる減衰部と、を有し、
    　前記減衰部は、
    　前記第１光学面で入射した光の一部を前記第２光学面に向けて反射させる複数の第１反射部と、
    　前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる複数の第２反射部と、を含み、
    　前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向において、交互に配置されており、
    　前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とを含む平面に沿って延在している、
    　光レセプタクル。
  2. 　前記第２反射部は、前記平面に沿った稜線を有する凸条であるか、または、前記平面に沿った谷線を有する凹条である、請求項１に記載の光レセプタクル。
  3. 　前記第１反射部で反射した光の一部を、前記第２光学面に向かう光と、前記発光素子から出射された光を監視するための１または２以上の検出素子に向かう光と、に分離させる光分離部と、
    　前記光分離部で分離された光を前記検出素子に向けて出射させる１または２以上の第３光学面と、をさらに有する、
    　請求項１または請求項２に記載の光レセプタクル。
  4. 　前記１または２以上の第１光学面は、２以上の第１光学面であり、
    　前記１または２以上の第２光学面は、２以上の第２光学面であり、
    　前記２以上の第１光学面および前記２以上の第２光学面は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向にそれぞれ配列されている、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光レセプタクル。
  5. 　基板と、前記基板上に配置された１または２以上の発光素子とを含む光電変換装置と、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の光レセプタクルと、を有する、
    　光モジュール。
     
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