WO2020166502A1 - 光モジュール - Google Patents

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一樹 山岡
麻衣子 有賀
悠介 稲葉
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    • H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • H01S5/142—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon which comprises an additional resonator

Definitions

  • the present invention relates to an optical module.
  • an optical module a configuration is disclosed in which an optical functional element that outputs light such as a semiconductor laser element, an optical isolator and a lens that are optical components, and the like are housed in a housing (see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an optical module in which characteristic deterioration and unstable operation are suppressed.
  • an optical module is an optical functional element that outputs a first light, and the first light is input, and the first light is predetermined. And the second light is input, and exerts a predetermined action on the second light to output as the third light, and at the same time, to input the second light.
  • a second optical component that reflects the reflected light generated from the second light on a surface in a direction that is not coupled to the first optical component, the optical functional element, the first optical component, and the second optical component. It is characterized by comprising a housing and an optical attenuating unit which is provided inside the housing and attenuates the power of the reflected light that has been input in the housing.
  • the optical module according to one aspect of the present invention is characterized in that the first optical component is a lens.
  • the optical module according to one aspect of the present invention is characterized in that the second optical component is an optical isolator.
  • the optical module according to one aspect of the present invention is characterized in that the housing has a height of 6.5 mm or less.
  • An optical module is characterized in that the light attenuating portion is provided in a part of the housing, and the reflected light is attenuated by scattering, absorption, or transmission.
  • An optical module according to an aspect of the present invention is characterized in that the light attenuating section includes a resin that scatters the reflected light.
  • An optical module according to an aspect of the present invention is characterized in that the resin contains filler particles having a particle size of 0.1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the optical module according to an aspect of the present invention is characterized in that the light attenuating portion is formed by subjecting a part of the housing to a surface treatment.
  • the optical module according to an aspect of the present invention is characterized in that the light attenuating portion is a translucent window provided in a part of the housing.
  • An optical module according to an aspect of the present invention is characterized in that an angle formed by an optical axis of the first light and an optical axis of the reflected light is 20 degrees or more.
  • the distance between the position where the first optical component outputs the second light and the position where the second light is input to the input surface of the second optical component is 0. It is characterized by being 0.3 mm or more.
  • the optical module according to one aspect of the present invention is characterized in that the distance between the optical axis of the second light and the optical axis of the third light is 300 ⁇ m or less.
  • the optical module according to one aspect of the present invention is characterized in that the wavelength of the first light is 900 nm or more and 1650 nm or less.
  • the present invention it is possible to suppress the characteristic deterioration and unstable operation of the optical module.
  • FIG. 1 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic top view of the optical module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic top view of the optical module according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic top view of the optical module according to the seventh embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic top view of the optical module according to the eighth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic partially cutaway side view of the optical module
  • FIG. 10 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the ninth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the tenth embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of an example of the manufacturing process of the optical module.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of another example of the manufacturing process of the optical module.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of still another example of the manufacturing process of the optical module.
  • FIG. 1 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the first embodiment.
  • the optical module 100 includes a housing 1.
  • the housing 1 includes a bottom plate portion 1a, a side wall portion 1b, an upper lid portion 1c, and a light output portion 1d.
  • the bottom plate portion 1a is a plate-shaped member.
  • the side wall portion 1b is a frame plate-shaped member having four surfaces, and each surface is substantially orthogonal to the bottom plate portion 1a.
  • the upper lid portion 1c is a plate-shaped member that is arranged to face the bottom plate portion 1a.
  • the light output part 1d is a circular tubular member, and is provided on one surface of the side wall part 1b.
  • a translucent window is provided in the side wall portion 1b, and light can pass from the inside of the housing 1 through the window and the light output portion 1d.
  • the bottom plate portion 1a is made of a material having a high thermal conductivity such as copper tungsten (CuW), copper molybdenum (CuMo), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the side wall portion 1b, the upper lid portion 1c, and the light output portion 1d are made of a material having a low coefficient of thermal expansion such as Fe—Ni—Co alloy and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the height of the housing 1 is defined as the height from the surface of the bottom plate portion 1a outside the housing 1 to the surface of the upper lid portion 1c outside the housing 1, the height is increased from the recent demand for downsizing of the optical module. Is preferably 6.5 mm or less.
  • thermoelectric cooling element TEC
  • carrier carrier
  • semiconductor laser element LD
  • lens optical isolator
  • ISO optical isolator
  • the optical module 100 is configured such that these components are mounted inside the housing 1 and the upper lid portion 1c is attached and hermetically sealed.
  • the optical module 100 is configured as a semiconductor laser module. The configuration and function of each component will be described below.
  • thermoelectric cooling element 2 is fixed to the bottom plate portion 1a.
  • the thermoelectric cooling element 2 is externally supplied with electric power through a lead (not shown) and absorbs heat or generates heat according to the direction in which a current flows.
  • the carrier 3, the semiconductor laser element 4, the lens 5, the optical isolator 6, the lens 7, and the waveguide element 8 are mounted on the thermoelectric cooling element 2. These components are controlled to the desired temperature by passing an electric current through the thermoelectric cooling element 2.
  • the semiconductor laser device 4 which is an optical functional device, is mounted on the carrier 3 and is, for example, a wavelength tunable laser device.
  • the carrier 3, which is also called a submount, is made of an insulating material having high thermal conductivity, and efficiently transports the heat generated by the semiconductor laser element 4 to the thermoelectric cooling element 2.
  • the semiconductor laser element 4 which is an optical functional element, is supplied with power from outside via a lead (not shown) and outputs the laser light L1 as the first light to the lens 5 side.
  • the wavelength of the laser light L1 is 900 nm or more and 1650 nm or less, which is suitable as a wavelength for optical communication, for example.
  • the lens 5, which is the first optical component, is mounted on the carrier 3.
  • the laser light L1 is input to the lens 5, and the lens 5 exerts an action due to the refractive index on the laser light L1 to collimate the laser light L1 and outputs the laser light L2 as the second light.
  • the optical isolator 6, which is the second optical component, includes a magnet 6a and an optical element section 6b including a magneto-optical element and a polarizing plate.
  • the laser beam L2 is input to the input surface 6ba of the optical element unit 6b, the optical isolator 6 exerts polarization and magneto-optical effects on the laser beam L2, and outputs the laser beam L3 as the third beam.
  • the optical isolator 6 blocks passage of light traveling from the side of the light output unit 1d. As a result, the optical isolator 6 blocks reflected light or the like from entering the semiconductor laser element 4 from the outside.
  • the optical axis of the optical element section 6b and the input surface 6ba are inclined with respect to the optical axis of the laser beam L2.
  • the reflected light RL generated from the laser light L2 on the input surface 6ba travels to the upper lid portion 1c side.
  • the optical isolator 6 reflects the reflected light RL in a direction not coupled to the lens 5.
  • the reflected light RL is suppressed from causing characteristic deterioration and unstable operation of the semiconductor laser device 4.
  • the input surface 6ba is AR-coated in order to reduce the reflectance, and the reflectance is 5% or less, preferably 2% or less.
  • the angle ⁇ formed by the optical axis of the laser light L2 and the optical axis of the reflected light RL is preferably 20 degrees or more.
  • the distance D1 between the position where the lens 5 outputs the laser light L2 and the position where the laser light L2 is input to the input surface 6ba is preferably 0.3 mm or more, and 0.6 mm or more. More preferable.
  • the effective diameter of the optical isolator 6 is 0.5 mm when the length of the input surface 6ba of the optical element portion 6b in the tilt direction is 1.0 mm. The above can be done.
  • the beam diameter LW1 of the laser beam L2 is 0.5 mm, the laser beam L2 is prevented from being eclipsed by the optical isolator 6.
  • the beam diameter LW1 can be 1/e 2 full width of the beam profile of the laser beam L2.
  • the angle ⁇ and the distance D1 are set so that the reflected light RL is not coupled to the lens 5 and the laser light L2 is not blocked by the optical isolator 6 according to the length of the input surface 6ba in the tilt direction.
  • the angle ⁇ and the distance D1 are set so that the reflected light RL is not coupled to the lens 5 and the laser light L2 is not blocked by the optical isolator 6 according to the length of the input surface 6ba in the tilt direction.
  • the angle ⁇ and the distance D1 are set so that the reflected light RL is not coupled to the lens 5 and the laser light L2 is not blocked by the optical isolator 6 according to the length of the input surface 6ba in the tilt direction.
  • optical axis of the optical element portion 6b is inclined with respect to the optical axis of the laser light L2, the optical axis of the laser light L2 and the optical axis of the laser light L3 are displaced by a predetermined distance D2.
  • This distance D2 is preferably 300 ⁇ m or less.
  • the semiconductor laser device 4 outputs the rear-end laser light having relatively weak power from the end face (rear end face) opposite to the end face (output end face) that outputs the laser light L1 facing the lens 5. To do.
  • the lens 7 collects the rear end side laser light and outputs it to the waveguide element 8.
  • the waveguide element 8 is, for example, a planar lightwave circuit (PLC) element, and is provided with a ring filter whose transmission characteristics change periodically with respect to wavelength.
  • the waveguide element 8 splits the rear-end side laser light into two, guides one and outputs it to a first photodetecting element (PD) (not shown), and the other transmits the ring filter to pass a ring filter (not shown). Output to 2PD.
  • the current signal output from each of the first PD and the second PD is output to an external controller and used for wavelength control of the laser light L1 as in a known technique.
  • An optical attenuator 9 is provided on the inside of the housing 1 of the upper lid 1c.
  • the light attenuator 9 is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the reflected light RL is further reflected and input to the semiconductor laser element 4, the first PD, and the second PD, causing characteristic deterioration and unstable operation of the semiconductor laser element 4, and lowering the wavelength control accuracy of the laser light L1. It is suppressed to cause.
  • the distance D3 between the position where the laser light L2 is input to the input surface 6ba and the surface of the upper lid portion 1c on the inner side of the housing 1 is determined by the magnetism of the magnet 6a of the optical isolator 6 affecting the system outside the housing 1.
  • the thickness is preferably 1.0 mm or more.
  • the distance D4 in the parallel direction is preferably 2.5 mm or less, for example.
  • the reflected light RL irradiates the surface of the upper lid 1c on the inner side of the housing 1.
  • the length of the beam diameter (length in the optical axis direction) LW2 at the time of irradiation is equal to or greater than LW2.
  • the optical axis direction is the optical axis direction of the laser light L2 that is the reflected laser light.
  • the length D5 is at least LW2/2 in the direction toward the semiconductor laser element 4 and the direction toward the optical isolator 6 from the position where the reflected light RL is input to the surface of the upper lid portion 1c on the inner side of the housing 1.
  • the angle ⁇ is 20 degrees
  • the distance D3 is 1.0 mm
  • the length D5 is 1.5 mm
  • the beam diameter of the reflected light RL (same as the beam diameter of the laser light L2) LW1 is 0.5 mm. It is possible to prevent the characteristics of the semiconductor laser element 4 from deteriorating, the unstable operation, and the like, and the deterioration of the wavelength control accuracy of the laser light L1 to be suppressed.
  • the distance D3, the distance D4, and the angle ⁇ have the relationship of Expression (1). Further, if the beam diameter LW1 of the reflected light RL is used, the length LW2 is obtained from the angle ⁇ by the equation (2). Furthermore, the length X of the optical element portion 6b, the refractive index n of the optical element portion 6b, the angle ⁇ , and the distance D2 have the relationship of Expression (3).
  • the distance D4 is 1750 ⁇ m.
  • the distance D4 is 1300 ⁇ m.
  • the distance D4 is 1000 ⁇ m.
  • the light attenuating portion 9 can be provided at a position effective for the reflected light RL.
  • the light attenuating portion 9 is formed on the surface of the upper lid portion 1c.
  • the light attenuator 9 is made of resin or contains resin, and scatters the reflected light RL.
  • the resin is, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, a thermosetting polyimide, or the like, and contains filler particles having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, whereby the reflected light RL can be scattered appropriately.
  • the filler particles are made of a light absorbing material such as carbon black. Further, the filler particles may be made of a light scattering material such as titanium oxide (TiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the light attenuating portion 9 may be formed by subjecting the surface of the upper lid portion 1c to a surface treatment.
  • the light attenuating portion 9 may be configured to roughen the surface of the upper lid portion 1c to scatter the reflected light RL.
  • the light attenuating portion 9 may be configured to absorb the reflected light RL by subjecting the surface of the upper lid portion 1c to surface treatment such as electroless nickel plating treatment or Raydent (registered trademark) treatment.
  • the optical module 100 has suppressed characteristic deterioration and unstable operation.
  • the optical functional element is not limited to the semiconductor laser element, and a semiconductor optical amplifier or a light emitting diode may be used, for example. The same applies to the following embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the second embodiment.
  • This optical module 100A has a configuration in which the optical isolator 6 is replaced by the optical isolator 6A and the optical attenuator 9 is replaced by the optical attenuator 9A in the configuration of the optical module 100 according to the first embodiment.
  • the other elements of the optical module 100A are the same as the corresponding elements of the optical module 100, and therefore their explanations are omitted.
  • the optical isolator 6A is obtained by changing the inclination direction of the optical isolator 6 with respect to the optical axis of the optical element section 6b and the optical axis of the laser beam L2 of the input surface 6ba. As a result, the reflected light RL travels toward the thermoelectric cooling element 2 side without being coupled to the lens 5.
  • the optical attenuator 9A is provided on the surface of the thermoelectric cooling element 2 on which the carrier 3 is mounted.
  • the light attenuator 9A is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the light attenuating portion 9 ⁇ /b>A may be formed of resin or by subjecting the surface of the thermoelectric cooling element 2 to a surface treatment.
  • the optical module 100A according to the second embodiment suppresses characteristic deterioration and unstable operation by the same action as the optical module 100.
  • FIG. 4 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the third embodiment.
  • the optical module 100B has a configuration in which the housing 1 is replaced with the housing 1B and the light attenuating portion 9 is replaced with a light attenuating portion 9B in the configuration of the optical module 100 according to the first embodiment.
  • the other elements of the optical module 100B are the same as the corresponding elements of the optical module 100, and therefore their explanations are omitted.
  • the case 1B has a structure in which the upper cover 1c is replaced with an upper cover 1Bc in the structure of the case 1.
  • a light attenuating portion 9B which is a translucent window, is fitted in a part of the upper lid portion 1Bc.
  • the light attenuating portion 9B is made of a material that transmits the laser light L1, such as glass. It is preferable that the light attenuating portion 9A is AR-coated.
  • the light attenuator 9A is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL in the housing 1B by transmitting the reflected light RL.
  • the optical module 100 ⁇ /b>B suppresses characteristic deterioration and unstable operation by the same action as the optical module 100.
  • FIG. 5 is a schematic top view of the optical module according to the fourth embodiment.
  • This optical module 100C has a configuration in which the optical isolator 6 is replaced by an optical isolator 6C and the optical attenuator 9 is replaced by an optical attenuator 9C in the configuration of the optical module 100 according to the first embodiment.
  • the other elements of the optical module 100C are the same as the corresponding elements of the optical module 100, and thus the description thereof is omitted.
  • the carrier 3 is not shown.
  • FIG. 5 shows a state in which the upper lid portion 1c is removed. 6 to 9 below, the carrier 3 is not shown and the upper lid 1c is removed.
  • the optical isolator 6C is obtained by changing the inclination direction of the optical isolator 6 with respect to the optical axis of the optical element section 6b and the optical axis of the laser beam L2 of the input surface 6ba. As a result, the reflected light RL travels toward the side wall portion 1b on the upper side of the drawing without being coupled to the lens 5.
  • the light attenuating portion 9C is provided on the surface of the side wall portion 1b on the upper side of the drawing.
  • the light attenuator 9C is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the light attenuating portion 9C may be formed of resin or by subjecting the surface of the side wall portion 1b to a surface treatment. As a result, the optical module 100C has the same function as that of the optical module 100, and thus characteristic deterioration and unstable operation are suppressed.
  • FIG. 6 is a schematic top view of the optical module according to the fifth embodiment.
  • This optical module 100D has a configuration in which the optical isolator 6C is replaced with an optical isolator 6D and the optical attenuating section 9C is replaced with an optical attenuating section 9D in the configuration of the optical module 100C according to the fourth embodiment.
  • the other elements of the optical module 100D are the same as the corresponding elements of the optical module 100, and thus the description thereof is omitted.
  • the optical isolator 6D is obtained by changing the tilt direction of the optical isolator 6 with respect to the optical axis of the optical element portion 6b and the optical axis of the laser beam L2 of the input surface 6ba. As a result, the reflected light RL travels toward the side wall 1b on the lower side of the drawing without being coupled to the lens 5.
  • the light attenuating portion 9D is provided on the surface of the side wall portion 1b on the lower side of the drawing.
  • the light attenuator 9D is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the light attenuating portion 9D may be formed of resin or by subjecting the surface of the side wall portion 1b to a surface treatment.
  • the optical module 100D has a characteristic similar to that of the optical module 100, in which characteristic deterioration and unstable operation are suppressed.
  • FIG. 7 is a schematic top view of the optical module according to the sixth embodiment.
  • This optical module 100E has a configuration in which the housing 1 is replaced by the housing 1E and the light attenuating portion 9C is replaced by a light attenuating portion 9E in the configuration of the optical module 100C according to the fourth embodiment.
  • the other elements of the optical module 100E are the same as the corresponding elements of the optical module 100C, and thus the description thereof is omitted.
  • the case 1E has a structure in which the side wall 1b is replaced with a side wall 1Eb in the structure of the case 1C.
  • a light attenuating portion 9E which is a translucent window, is fitted in a part of the side wall portion 1Eb.
  • the light attenuator 9E is made of a material that transmits the laser light L1, such as glass.
  • the light attenuating portion 9E is preferably AR-coated.
  • the light attenuator 9E is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL in the housing 1E by transmitting the reflected light RL.
  • the optical module 100E has the same function as that of the optical module 100C, and the characteristic deterioration and unstable operation are suppressed.
  • FIG. 8 is a schematic top view of the optical module according to the seventh embodiment.
  • the optical module 100F has a configuration in which the optical isolator 6C is replaced with the beam splitter 10 and the PD 11 is added in the configuration of the optical module 100C according to the fourth embodiment.
  • the other elements of the optical module 100F are the same as the corresponding elements of the optical module 100, and thus the description thereof is omitted.
  • the beam splitter 10 which is the second optical component, receives the laser light L2 on the input surface 10a, exerts a partial reflection action on the laser light L2, and splits the laser light L3, which is the third light, and the laser light L4. And output.
  • the laser beam L4 is a part of the laser beam L2, and has a power of several% of the laser beam L2, for example.
  • the input surface 10a is AR-coated to reduce the reflectance, and the reflectance is 5% or less, preferably 2% or less.
  • the PD 11 is mounted on the thermoelectric cooling element 2 inside the housing 1.
  • the PD 11 receives the laser beam L4 and outputs a current signal.
  • the current signal is output to an external controller and used for power monitoring of the laser beam L3 as in the known technique.
  • the optical axis of the beam splitter 10 and the input surface 10a are inclined with respect to the optical axis of the laser light L2.
  • the reflected light RL generated from the laser light L2 on the input surface 10a travels toward the side wall portion 1b on the upper side of the drawing without being coupled to the lens 5.
  • the light attenuator 9C is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the optical module 100F has a characteristic similar to that of the optical module 100C, in which characteristic deterioration and unstable operation are suppressed.
  • FIG. 9 is a schematic top view of the optical module according to the eighth embodiment.
  • This optical module 100G is different from the optical module 100F according to the seventh embodiment in that the optical axis of the beam splitter 10 and the inclination direction of the input surface 10a with respect to the optical axis of the laser beam L2 are changed, and the optical attenuating unit 9C is optically attenuated. It has a configuration replaced with the section 9D.
  • the other elements of the optical module 100G are the same as the corresponding elements of the optical module 100F, and thus the description thereof is omitted.
  • the light attenuating portion 9D is provided on the surface of the side wall portion 1b on the lower side of the drawing.
  • the light attenuator 9D is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the optical module 100G suppresses characteristic deterioration and unstable operation by the same action as the optical module 100F.
  • FIG. 10 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the ninth embodiment.
  • This optical module 100H has a configuration in which the optical isolator 6 is replaced with a beam splitter 10 in the configuration of the optical module 100 according to the first embodiment, and a PD (not shown) is added.
  • the other elements of the optical module 100H are the same as the corresponding elements of the optical module 100, and therefore their explanations are omitted.
  • the beam splitter 10 outputs a part of the laser light L2 toward a PD (not shown).
  • the optical axis of the beam splitter 10 and the input surface 10a are inclined with respect to the optical axis of the laser light L2.
  • the reflected light RL generated from the laser light L2 on the input surface 10a does not couple to the lens 5 and travels toward the upper lid 1c side.
  • the light attenuating portion 9 is provided on the surface of the upper lid portion 1c on the inner side of the housing 1.
  • the light attenuator 9 is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the optical module 100H has the characteristics similar to those of the optical module 100, and the characteristic deterioration and the unstable operation are suppressed.
  • FIG. 11 is a schematic partially cutaway side view of the optical module according to the tenth embodiment.
  • This optical module 100I has a configuration in which the optical isolator 6A is replaced by the beam splitter 10 in the configuration of the optical module 100A according to the second embodiment, and a PD (not shown) is added.
  • the other elements of the optical module 100I are the same as the corresponding elements of the optical module 100A, and thus the description thereof will be omitted.
  • the beam splitter 10 has its optical axis and the input surface 10a inclined with respect to the optical axis of the laser beam L2 on the side opposite to that shown in FIG. Thereby, the reflected light RL generated from the laser light L2 on the input surface 10a travels to the thermoelectric cooling element 2 side without being coupled to the lens 5.
  • the light attenuating portion 9A is provided on the surface of the upper lid portion 1c on the inner side of the housing 1.
  • the light attenuator 9A is provided at a position where the reflected light RL is input, and attenuates the power of the reflected light RL inside the housing 1.
  • the optical module 100I has a characteristic deterioration and an unstable operation suppressed by the same action as the optical module 100A.
  • the reflected light RL causes deterioration of the characteristics of the semiconductor laser device 4 or failure. It is possible to suppress a stable operation and the like, and a decrease in the wavelength control accuracy of the laser light L1.
  • the light attenuating portions 9A to 9E are made of, for example, resin, a material configured to absorb the reflected light RL by a surface treatment such as electroless nickel plating treatment or a raydent treatment, and a material that transmits the reflected light RL such as glass. In either case, it is preferable that the length D5 is equal to or longer than the length LW2, and the processing is easy.
  • FIGS. 12 to 14 are explanatory views of an example of a manufacturing process of the optical module according to the above embodiment.
  • the manufacturing processes shown in FIGS. 12 to 14 are all processes for aligning the semiconductor laser device 4.
  • the optical axis conversion element OC1 is used when the semiconductor laser element 4 is arranged in the housing 1.
  • the optical axis conversion element OC1 is an element that converts the position of the optical axis of the input laser beam L2 in the width direction of the housing 1 and outputs the result.
  • the accuracy of the optical axis position (height direction, width direction) of the laser light L2 can be verified, and the beam quality can also be confirmed.
  • the optical axis position accuracy and the beam quality of the laser light L2 can be inspected. As a result, a compact and high-quality optical module can be assembled.
  • the optical axis conversion element OC2 is used when the semiconductor laser element 4 is arranged in the housing 1.
  • the optical axis conversion element OC2 is an element that converts the position of the optical axis of the input laser light L2 in the height direction of the housing 1 and outputs the result.
  • the optical axis conversion element OC3 is used when the semiconductor laser element 4 is arranged in the housing 1.
  • the optical axis conversion element OC3 is an element that converts the position of the optical axis of the input laser light L2 in the height direction of the housing 1 and outputs the converted laser light L2. Located above the outside of 1.
  • an optical axis conversion element an element that converts the position of the optical axis of the input laser and outputs it in the direction opposite to the input direction is also known.
  • an optical axis conversion element even when the semiconductor laser element 4 is arranged so as to output the laser light L1 toward the side wall portion 1b opposite to the light output portion 1d, that laser light is also emitted.
  • L1 can be output from the light output unit 1d to the outside of the housing 1 by an optical axis conversion element and tested.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the present invention also includes those configured by appropriately combining the above-described components. Further, further effects and modified examples can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
  • the present invention can be applied to an optical module.
  • Optical output unit 2 Thermoelectric cooling element 3 Carrier 4 Semiconductor laser element 5, 7 Lens 6, 6A, 6C, 6D Optical isolator 6a Magnet 6b Optical element section 6ba, 10a Input surface 8 Waveguide element 9, 9A, 9B, 9C, 9D, 9E Optical attenuation section 10 Beam splitter 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, 100I Optical modules D1, D2 Distances L1, L2, L3, L4 Laser light OC1, OC2, OC3 Optical axis conversion element RL Reflected light ⁇ Angle

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Abstract

光モジュールは、第１光を出力する光機能素子と、前記第１光が入力され、前記第１光に所定の作用を及ぼして第２光として出力する第１光部品と、前記第２光が入力され、前記第２光に所定の作用を及ぼして第３光として出力するとともに、前記第２光の入力面において前記第２光から発生した反射光を前記第１光部品に結合しない方向に反射させる第２光部品と、前記光機能素子、前記第１光部品、および前記第２光部品を収容する筐体と、前記筐体の内部に設けられ、入力された前記反射光の前記筐体内におけるパワーを減衰させる光減衰部と、を備える。

Description

光モジュール
　本発明は、光モジュールに関する。
　光モジュールとして、半導体レーザ素子などの光を出力する光機能素子や、光部品である光アイソレータやレンズなどが、筐体に収容された構成のものが開示されている（特許文献１参照）。
　半導体レーザ素子に外部から光が入力されると、半導体レーザ素子の動作が不安定になったり、レーザ光の線幅が広くなり半導体レーザ素子の特性が劣化したりするなどの問題がある。この問題を解決するため、半導体レーザ素子が出力するレーザ光の光路上に光アイソレータを配置し、外部から半導体レーザ素子に光が入力されることを防止する構成が知られている。
特開２００５－１９８２０号公報
　しかしながら、従来の構成では、半導体レーザ素子から出力されたレーザ光の一部が光アイソレータの光入力面で反射されて半導体レーザ素子に入力し、半導体レーザ素子の特性劣化や不安定動作などの問題を引き起こす場合がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特性劣化や不安定動作が抑制された光モジュールを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光モジュールは、第１光を出力する光機能素子と、前記第１光が入力され、前記第１光に所定の作用を及ぼして第２光として出力する第１光部品と、前記第２光が入力され、前記第２光に所定の作用を及ぼして第３光として出力するとともに、前記第２光の入力面において前記第２光から発生した反射光を前記第１光部品に結合しない方向に反射させる第２光部品と、前記光機能素子、前記第１光部品、および前記第２光部品を収容する筐体と、前記筐体の内部に設けられ、入力された前記反射光の前記筐体内におけるパワーを減衰させる光減衰部と、を備えることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記第１光部品はレンズであることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記第２光部品は光アイソレータであることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記筐体は高さが６．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光減衰部は、前記筐体の一部に設けられており、前記反射光は散乱または吸収または透過によって減衰されることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光減衰部は、前記反射光を散乱する樹脂を含むことを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記樹脂は、粒子径が０．１μｍ以上５００μｍ以下のフィラー粒子を含むことを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光減衰部は、前記筐体の一部に表面処理を行うことによって形成されているものであることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光減衰部は、前記筐体の一部に設けられた透光性の窓であることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記第１光の光軸と前記反射光の光軸とが成す角度が２０度以上であることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記第１光部品が前記第２光を出力する位置と前記第２光部品の前記入力面に前記第２光が入力される位置との距離が０．３ｍｍ以上であることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記第２光の光軸と前記第３光の光軸との距離が３００μｍ以下であることを特徴とする。
　本発明の一態様に係る光モジュールは、前記第１光の波長が９００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
　本発明によれば、光モジュールの特性劣化や不安定動作を抑制できるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。 図２は、図１の構成についての説明図である。 図３は、実施形態２に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。 図４は、実施形態３に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。 図５は、実施形態４に係る光モジュールの模式的な上面図である。 図６は、実施形態５に係る光モジュールの模式的な上面図である。 図７は、実施形態６に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。 図８は、実施形態７に係る光モジュールの模式的な上面図である。 図９は、実施形態８に係る光モジュールの模式的な上面図である。 図１０は、実施形態９に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。 図１１は、実施形態１０に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。 図１２は、光モジュールの製造工程の一例の説明図である。 図１３は、光モジュールの製造工程の別の一例の説明図である。 図１４は、光モジュールの製造工程のさらに別の一例の説明図である。
（実施形態１）
　図１は、実施形態１に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００は、筐体１を備えている。筐体１は、底板部１ａと、側壁部１ｂと、上蓋部１ｃと、光出力部１ｄとを備えている。底板部１ａは板状の部材である。側壁部１ｂは、４面を有する枠板状の部材であり、各面は底板部１ａと略直交している。上蓋部１ｃは、底板部１ａと対向して配置された板状の部材である。光出力部１ｄは円管状の部材であり、側壁部１ｂの１面に設けられている。側壁部１ｂには透光性の窓が設けられており、筐体１内部から窓および光出力部１ｄを通って光が通過可能となっている。
　底板部１ａは、銅タングステン（ＣｕＷ）、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの熱伝導率が高い材料からなる。側壁部１ｂ、上蓋部１ｃ、光出力部１ｄは、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの熱膨張係数が低い材料からなる。なお、筐体１の高さを、底板部１ａの筐体１外側の表面から上蓋部１ｃの筐体１外側の表面までの高さとすると、近年の光モジュールの小型化の要求から、高さは６．５ｍｍ以下が好ましい。
　光モジュール１００の内部には、以下のコンポーネントが収容されている：熱電冷却素子（ＴＥＣ）２、キャリア３、半導体レーザ素子（ＬＤ）４、レンズ５、光アイソレータ（ＩＳＯ）６、レンズ７、導波路素子８である。
　光モジュール１００では、筐体１の内部にこれらのコンポーネントが実装され、上蓋部１ｃを取り付けて気密封止されて構成されている。
　光モジュール１００は、半導体レーザモジュールとして構成されている。以下、各コンポーネントの構成および機能について説明する。
　熱電冷却素子２は、底板部１ａに固定されている。熱電冷却素子２は、外部から不図示のリードを介して電力を供給されて、電流を流す方向に応じて吸熱または発熱を行う。
　キャリア３、半導体レーザ素子４、レンズ５、光アイソレータ６、レンズ７、導波路素子８は、熱電冷却素子２に搭載されている。これらのコンポーネントは、熱電冷却素子２に電流を流すことによって所望の温度に制御される。
　光機能素子である半導体レーザ素子４は、キャリア３に搭載されており、たとえば波長可変レーザ素子である。キャリア３は、サブマウントとも呼ばれ、熱伝導性が高い絶縁性の材料からなり、半導体レーザ素子４が発する熱を熱電冷却素子２に効率良く輸送する。
　光機能素子である半導体レーザ素子４は、外部から不図示のリードを介して電力を供給されて、第１光としてのレーザ光Ｌ１をレンズ５側に出力する。レーザ光Ｌ１の波長は、たとえば光通信の波長として好適な９００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下である。
　第１光部品であるレンズ５は、キャリア３に搭載されている。レンズ５は、レーザ光Ｌ１が入力され、レーザ光Ｌ１に屈折率による作用を及ぼしてコリメートし、第２光であるレーザ光Ｌ２として出力する。
　第２光部品である光アイソレータ６は、磁石６ａと、磁気光学素子および偏光板からなる光学素子部６ｂとを備えている。光アイソレータ６は、光学素子部６ｂの入力面６ｂａにレーザ光Ｌ２が入力されて、レーザ光Ｌ２に偏光および磁気光学作用を及ぼし、第３光であるレーザ光Ｌ３として出力する。光アイソレータ６は、光出力部１ｄ側から進行してきた光の通過を阻止する。これにより、光アイソレータ６は、外部から反射光などが半導体レーザ素子４に入力することを阻止する。
　光学素子部６ｂの光軸および入力面６ｂａは、レーザ光Ｌ２の光軸に対して傾斜している。これにより、入力面６ｂａにおいてレーザ光Ｌ２から発生した反射光ＲＬは、上蓋部１ｃ側に進行する。その結果、光アイソレータ６は、反射光ＲＬを、レンズ５に結合しない方向に反射させる。これにより、反射光ＲＬが半導体レーザ素子４の特性劣化や不安定動作などを引き起こすことが抑制される。なお、入力面６ｂａには反射率を低減するためにＡＲコートが施されており、反射率は５％以下であり、好ましくは２％以下である。
　反射光ＲＬがレンズ５に結合しないようにするためには、レーザ光Ｌ２の光軸と反射光ＲＬの光軸とが成す角度θは、２０度以上であることが好ましい。また、レンズ５がレーザ光Ｌ２を出力する位置と、入力面６ｂａにレーザ光Ｌ２が入力される位置との距離Ｄ１は、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．６ｍｍ以上であることがより好ましい。角度θが２０度、距離Ｄ１が０．３ｍｍであれば、光学素子部６ｂの入力面６ｂａの、傾斜方向での長さが１．０ｍｍの場合に、光アイソレータ６の有効径を０．５ｍｍ以上とできる。これにより、レーザ光Ｌ２のビーム径ＬＷ１が０．５ｍｍの場合には、光アイソレータ６によってレーザ光Ｌ２がけられることが防止される。ビーム径ＬＷ１は、レーザ光Ｌ２のビームプロファイルの１／ｅ２全幅とすることができる。このように、角度θ、距離Ｄ１は、入力面６ｂａの傾斜方向での長さに応じて、反射光ＲＬがレンズ５に結合せず、かつ光アイソレータ６によってレーザ光Ｌ２がけられないように設定することが好ましい。
　なお、光学素子部６ｂの光軸がレーザ光Ｌ２の光軸に対して傾斜しているので、レーザ光Ｌ２の光軸とレーザ光Ｌ３の光軸とが所定の距離Ｄ２だけずれることとなる。この距離Ｄ２は３００μｍ以下であることが好ましい。
　なお、半導体レーザ素子４は、レンズ５と対向してレーザ光Ｌ１を出力する端面（出力端面）とは反対側の端面（後端面）からも、比較的パワーが弱い後端側レーザ光を出力する。レンズ７は、後端側レーザ光を集光し、導波路素子８に出力する。
　導波路素子８は、たとえば平面光波回路（ＰＬＣ）素子であり、波長に対して透過特性が周期的に変化するリングフィルタを備えている。導波路素子８は、後端側レーザ光を２分割し、一方を導波して不図示の第１光検出素子（ＰＤ）に出力し、他方を、リングフィルタを透過させて不図示の第２ＰＤに出力する。第１ＰＤおよび第２ＰＤのそれぞれから出力された電流信号は、外部の制御器に出力され、公知技術と同様にレーザ光Ｌ１の波長制御に使用される。
　上蓋部１ｃの筐体１内部側には、光減衰部９が設けられている。光減衰部９は、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、反射光ＲＬがさらに反射して半導体レーザ素子４や第１ＰＤや第２ＰＤに入力され、半導体レーザ素子４の特性劣化や不安定動作などを引き起こしたり、レーザ光Ｌ１の波長制御精度の低下を引き起こしたりすることが抑制される。
　図２を参照して具体的に説明する。入力面６ｂａにレーザ光Ｌ２が入力される位置と上蓋部１ｃの筐体１内部側の面との距離Ｄ３は、光アイソレータ６の磁石６ａによる磁性が筐体１外のシステムに影響を与えることを防ぐため、あるいは、上蓋部１ｃと光アイソレータ６の磁石６ａが引き合い光アイソレータ６が剥離することを防ぐため等の理由から、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。また、上蓋部１ｃの筐体１内部側の面に反射光ＲＬが入力される位置と入力面６ｂａにレーザ光Ｌ２が入力される位置との、上蓋部１ｃの筐体１内部側の面に平行な方向における距離Ｄ４は、例えば２．５ｍｍ以下であることが好ましい。また、上蓋部１ｃの筐体１内部側の面に設けられている光減衰部９の光軸方向における長さＤ５については、反射光ＲＬが上蓋部１ｃの筐体１内部側の面に照射された時のビーム径の長さ（光軸方向における長さ）ＬＷ２以上であることが好ましい。ここで、光軸方向とは、反射されるレーザ光であるレーザ光Ｌ２の光軸方向である。この時、長さＤ５は、上蓋部１ｃの筐体１内部側の面に反射光ＲＬが入力される位置から、半導体レーザ素子４側の方向および光アイソレータ６側の方向にそれぞれＬＷ２／２以上であることが好ましい。また、角度θが２０度、距離Ｄ３が１．０ｍｍ、長さＤ５が１．５ｍｍであれば、反射光ＲＬのビーム径（レーザ光Ｌ２のビーム径と同じ）ＬＷ１が０．５ｍｍの場合に、半導体レーザ素子４の特性劣化や不安定動作などを引き起こしたり、レーザ光Ｌ１の波長制御精度の低下を引き起こしたりすることが抑制される。なお、距離Ｄ３、距離Ｄ４と角度θは、式（１）の関係がある。また、反射光ＲＬのビーム径ＬＷ１を用いると、長さＬＷ２は角度θより式（２）で求められる。さらに、光学素子部６ｂの長Ｘ、光学素子部６ｂの屈折率ｎ、角度θと距離Ｄ２は、式（３）の関係がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）、式（２）により、光学素子部６ｂの長さＸが１３００μｍ、光学素子部６ｂの屈折率ｎが２．３８であるとき、以下の値になる。たとえば、角度θが３０度、距離Ｄ２が２００μｍのとき、距離Ｄ４は１７５０μｍである。また、角度θが３８度、距離Ｄ２が２５０μｍのとき、距離Ｄ４は１３００μｍである。また、角度θが４５度、距離Ｄ２が３００μｍのとき、距離Ｄ４は１０００μｍである。これらのいずれの場合も、反射光ＲＬに対して効果的な位置に光減衰部９を設けることが可能である。
　光減衰部９は、上蓋部１ｃの表面に形成されている。光減衰部９は、樹脂からなり、または樹脂を含んで構成されており、反射光ＲＬを散乱させる。樹脂はたとえばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、熱硬化性ポリイミドなどであり、粒子径が０．１μｍ以上５００μｍ以下のフィラー粒子を含んでおり、これにより反射光ＲＬを好適に散乱させることができる。フィラー粒子はたとえばカーボンブラックなどの光吸収材からなる。また、フィラー粒子は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの光散乱材からなっていてもよい。また、光減衰部９は、上蓋部１ｃの表面に表面処理を行うことによって形成されたものでもよい。たとえば、光減衰部９は、上蓋部１ｃの表面に粗面処理をして反射光ＲＬを散乱させるように構成したものでもよい。また、光減衰部９は、上蓋部１ｃの表面に、無電界ニッケルメッキ処理やレイデント（登録商標）処理などの表面処理をして、反射光ＲＬを吸収するように構成したものでもよい。
　以上説明した様に、実施形態１に係る光モジュール１００は、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。なお、光機能素子は、半導体レーザ素子に限定されず、たとえば半導体光増幅器や発光ダイオードを用いてもよい。以降の実施形態においても同様である。
（実施形態２）
　図３は、実施形態２に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００Ａは、実施形態１に係る光モジュール１００の構成において、光アイソレータ６を光アイソレータ６Ａに置き換え、光減衰部９を光減衰部９Ａに置き換えた構成を有する。光モジュール１００Ａにおけるその他の要素については、光モジュール１００における対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　光アイソレータ６Ａは、光アイソレータ６の構成において、光学素子部６ｂの光軸および入力面６ｂａのレーザ光Ｌ２の光軸に対する傾斜方向を変更したものである。これにより、反射光ＲＬはレンズ５に結合せずに熱電冷却素子２側に進行する。
　光減衰部９Ａは、熱電冷却素子２の、キャリア３を搭載している側の表面に設けられている。光減衰部９Ａは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。光減衰部９Ａは、光減衰部９と同様に、樹脂や、熱電冷却素子２の表面に表面処理を行うことによって形成されたものであってよい。
　実施形態２に係る光モジュール１００Ａは、光モジュール１００と同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態３）
　図４は、実施形態３に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００Ｂは、実施形態１に係る光モジュール１００の構成において、筐体１を筐体１Ｂに置き換え、光減衰部９を光減衰部９Ｂに置き換えた構成を有する。光モジュール１００Ｂにおけるその他の要素については、光モジュール１００における対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　筐体１Ｂは、筐体１の構成において、上蓋部１ｃを上蓋部１Ｂｃに置き換えた構成を有する。上蓋部１Ｂｃの一部には透光性の窓である光減衰部９Ｂが嵌設されている。光減衰部９Ｂはレーザ光Ｌ１を透過する材料、たとえばガラスからなる。光減衰部９ＡにはＡＲコートが施されていることが好ましい。光減衰部９Ａは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、反射光ＲＬを透過させることによって筐体１Ｂ内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、光モジュール１００Ｂは、光モジュール１００と同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態４）
　図５は、実施形態４に係る光モジュールの模式的な上面図である。この光モジュール１００Ｃは、実施形態１に係る光モジュール１００の構成において、光アイソレータ６を光アイソレータ６Ｃに置き換え、光減衰部９を光減衰部９Ｃに置き換えた構成を有する。光モジュール１００Ｃにおけるその他の要素については、光モジュール１００における対応する要素と同様であるので、説明を省略する。なお、キャリア３は図示を省略している。また、説明のため、図５では上蓋部１ｃを取り外した状態を図示している。なお、以下の図６～図９でも、キャリア３は図示を省略し、上蓋部１ｃを取り外した状態を図示している。
　光アイソレータ６Ｃは、光アイソレータ６の構成において、光学素子部６ｂの光軸および入力面６ｂａのレーザ光Ｌ２の光軸に対する傾斜方向を変更したものである。これにより、反射光ＲＬはレンズ５に結合せずに図面上側の側壁部１ｂ側に進行する。
　光減衰部９Ｃは、図面上側の側壁部１ｂの表面に設けられている。光減衰部９Ｃは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。光減衰部９Ｃは、光減衰部９と同様に、樹脂や、側壁部１ｂの表面に表面処理を行うことによって形成されたものであってよい。これにより、光モジュール１００Ｃは、光モジュール１００と同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態５）
　図６は、実施形態５に係る光モジュールの模式的な上面図である。この光モジュール１００Ｄは、実施形態４に係る光モジュール１００Ｃの構成において、光アイソレータ６Ｃを光アイソレータ６Ｄに置き換え、光減衰部９Ｃを光減衰部９Ｄに置き換えた構成を有する。光モジュール１００Ｄにおけるその他の要素については、光モジュール１００における対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　光アイソレータ６Ｄは、光アイソレータ６の構成において、光学素子部６ｂの光軸および入力面６ｂａのレーザ光Ｌ２の光軸に対する傾斜方向を変更したものである。これにより、反射光ＲＬはレンズ５に結合せずに図面下側の側壁部１ｂ側に進行する。
　光減衰部９Ｄは、図面下側の側壁部１ｂの表面に設けられている。光減衰部９Ｄは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。光減衰部９Ｄは、光減衰部９と同様に、樹脂や、側壁部１ｂの表面に表面処理を行うことによって形成されたものであってよい。これにより、光モジュール１００Ｄは、光モジュール１００と同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態６）
　図７は、実施形態６に係る光モジュールの模式的な上面図である。この光モジュール１００Ｅは、実施形態４に係る光モジュール１００Ｃの構成において、筐体１を筐体１Ｅに置き換え、光減衰部９Ｃを光減衰部９Ｅに置き換えた構成を有する。光モジュール１００Ｅにおけるその他の要素については、光モジュール１００Ｃにおける対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　筐体１Ｅは、筐体１Ｃの構成において、側壁部１ｂを側壁部１Ｅｂに置き換えた構成を有する。側壁部１Ｅｂの一部には透光性の窓である光減衰部９Ｅが嵌設されている。光減衰部９Ｅはレーザ光Ｌ１を透過する材料、たとえばガラスからなる。光減衰部９ＥにはＡＲコートが施されていることが好ましい。光減衰部９Ｅは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、反射光ＲＬを透過させることによって筐体１Ｅ内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、光モジュール１００Ｅは、光モジュール１００Ｃと同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態７）
　図８は、実施形態７に係る光モジュールの模式的な上面図である。この光モジュール１００Ｆは、実施形態４に係る光モジュール１００Ｃの構成において、光アイソレータ６Ｃをビームスプリッタ１０に置き換え、ＰＤ１１を追加した構成を有する。光モジュール１００Ｆにおけるその他の要素については、光モジュール１００における対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　第２光部品であるビームスプリッタ１０は、入力面１０ａにレーザ光Ｌ２が入力されて、レーザ光Ｌ２に部分的反射作用を及ぼし、第３光であるレーザ光Ｌ３と、レーザ光Ｌ４とに分岐して出力する。レーザ光Ｌ４はレーザ光Ｌ２の一部であり、たとえばレーザ光Ｌ２の数％のパワーである。なお、入力面１０ａには反射率を低減するためにＡＲコートが施されており、反射率は５％以下であり、好ましくは２％以下である。
　ＰＤ１１は、筐体１内で熱電冷却素子２に搭載されている。ＰＤ１１は、レーザ光Ｌ４を受光し、電流信号を出力する。電流信号は、外部の制御器に出力され、公知技術と同様にレーザ光Ｌ３のパワーモニタに使用される。
　ビームスプリッタ１０の光軸および入力面１０ａは、レーザ光Ｌ２の光軸に対して傾斜している。これにより、入力面１０ａにおいてレーザ光Ｌ２から発生した反射光ＲＬは、レンズ５に結合せずに図面上側の側壁部１ｂ側に進行する。光減衰部９Ｃは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、光モジュール１００Ｆは、光モジュール１００Ｃと同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態８）
　図９は、実施形態８に係る光モジュールの模式的な上面図である。この光モジュール１００Ｇは、実施形態７に係る光モジュール１００Ｆの構成において、ビームスプリッタ１０の光軸および入力面１０ａのレーザ光Ｌ２の光軸に対する傾斜方向を変更し、かつ光減衰部９Ｃを光減衰部９Ｄに置き換えた構成を有する。光モジュール１００Ｇにおけるその他の要素については、光モジュール１００Ｆにおける対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　光減衰部９Ｄは、図面下側の側壁部１ｂの表面に設けられている。光減衰部９Ｄは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、光モジュール１００Ｇは、光モジュール１００Ｆと同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態９）
　図１０は、実施形態９に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００Ｈは、実施形態１に係る光モジュール１００の構成において、光アイソレータ６をビームスプリッタ１０に置き換え、不図示のＰＤを追加した構成を有する。光モジュール１００Ｈにおけるその他の要素については、光モジュール１００における対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　ビームスプリッタ１０は、レーザ光Ｌ２の一部を不図示のＰＤに向けて出力する。ビームスプリッタ１０は、その光軸および入力面１０ａが、レーザ光Ｌ２の光軸に対して傾斜している。これにより、入力面１０ａにおいてレーザ光Ｌ２から発生した反射光ＲＬは、レンズ５に結合せず、上蓋部１ｃ側に進行する。光減衰部９は、上蓋部１ｃにおける筐体１の内部側の表面に設けられている。光減衰部９は、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、光モジュール１００Ｈは、光モジュール１００と同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
（実施形態１０）
　図１１は、実施形態１０に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００Ｉは、実施形態２に係る光モジュール１００Ａの構成において、光アイソレータ６Ａをビームスプリッタ１０に置き換え、不図示のＰＤを追加した構成を有する。光モジュール１００Ｉにおけるその他の要素については、光モジュール１００Ａにおける対応する要素と同様であるので、説明を省略する。
　ビームスプリッタ１０は、その光軸および入力面１０ａが、レーザ光Ｌ２の光軸に対して、図１０に示す場合とは反対側に傾斜している。これにより、入力面１０ａにおいてレーザ光Ｌ２から発生した反射光ＲＬは、レンズ５に結合せずに熱電冷却素子２側に進行する。光減衰部９Ａは、上蓋部１ｃにおける筐体１の内部側の表面に設けられている。光減衰部９Ａは、反射光ＲＬが入力される位置に設けられており、筐体１内における反射光ＲＬのパワーを減衰させる。これにより、光モジュール１００Ｉは、光モジュール１００Ａと同様の作用によって、特性劣化や不安定動作が抑制されたものとなる。
　光減衰部９Ａ～９Ｅについても、長さＤ５（図２における光減衰部９の長さＤ５に相当）が長さＬＷ２以上であれば、反射光ＲＬが、半導体レーザ素子４の特性劣化や不安定動作などを引き起こしたり、レーザ光Ｌ１の波長制御精度の低下を引き起こしたりすることを抑制することができる。光減衰部９Ａ～９Ｅは、たとえば、樹脂、無電界ニッケルメッキ処理やレイデント処理などの表面処理により反射光ＲＬを吸収するように構成したもの、および反射光ＲＬを透過する材料たとえばガラスからなるもののいずれかであるが、いずれの場合でも、長さＤ５が長さＬＷ２以上であることが好ましく、加工が容易である。
（組み立て方法）
　図１２、１３、１４は、上記実施形態に係る光モジュールの製造工程の一例の説明図である。図１２～１４に示す製造工程は、いずれも半導体レーザ素子４の位置合わせを行うための工程である。
　図１２に示す例では、筐体１内に半導体レーザ素子４を配置する際に、光軸変換素子ＯＣ１を利用する。光軸変換素子ＯＣ１は、入力されたレーザ光Ｌ２の光軸の位置を、筐体１の幅方向で変換して出力する素子である。このような素子を用いることで、レーザ光Ｌ２の光軸位置（高さ方向、幅方向）の精度を検証でき、ビーム品質も確認可能である。具体的には、レーザ光Ｌ２を光出力部１ｄから筐体１の外部に出力させて機器等で観測することによって、レーザ光Ｌ２の光軸位置精度やビーム品質を検査できる。これにより、小型かつ高品質な光モジュールの組み立てを実現できる。
　図１３に示す例では、筐体１内に半導体レーザ素子４を配置する際に、光軸変換素子ＯＣ２を利用する。光軸変換素子ＯＣ２は、入力されたレーザ光Ｌ２の光軸の位置を、筐体１の高さ方向で変換して出力する素子である。レーザ光Ｌ２を光出力部１ｄから筐体１の外部に出力させて機器等で観測することによって、レーザ光Ｌ２の光軸位置精度やビーム品質を検査できる。これにより、小型かつ高品質な光モジュールの組み立てを実現できる。
　図１４に示す例では、筐体１内に半導体レーザ素子４を配置する際に、光軸変換素子ＯＣ３を利用する。光軸変換素子ＯＣ３は、入力されたレーザ光Ｌ２の光軸の位置を、筐体１の高さ方向で変換して出力する素子であるが、変換されたレーザ光Ｌ２の光軸は筐体１の外部の上方に位置する。このようにしてレーザ光Ｌ２を筐体１の外部に出力させて機器等で観測することによって、レーザ光Ｌ２の光軸位置精度やビーム品質を検査できる。これにより、小型かつ高品質な光モジュールの組み立てを実現できる。
　なお、光軸変換素子として、入力されたレーザの光軸の位置を変換し、入力された方向とは反対の方向に出力する素子も公知である。このような光軸変換素子を利用すれば、半導体レーザ素子４が光出力部１ｄとは反対側の側壁部１ｂに向けてレーザ光Ｌ１を出力するように配置される場合にも、そのレーザ光Ｌ１を光軸変換素子によって光出力部１ｄから筐体１の外部に出力させ、検査することができる。
　また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　本発明は、光モジュールに利用することができる。
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｅ　筐体
１ａ　底板部
１ｂ、１Ｅｂ　側壁部
１ｃ、１Ｂｃ　上蓋部
１ｄ　光出力部
２　熱電冷却素子
３　キャリア
４　半導体レーザ素子
５、７　レンズ
６、６Ａ、６Ｃ、６Ｄ　光アイソレータ
６ａ　磁石
６ｂ　光学素子部
６ｂａ、１０ａ　入力面
８　導波路素子
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ　光減衰部
１０　ビームスプリッタ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ、１００Ｉ　光モジュール
Ｄ１、Ｄ２　距離
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４　レーザ光
ＯＣ１、ＯＣ２、ＯＣ３　光軸変換素子
ＲＬ　反射光
θ　角度

Claims (13)

  1. 　第１光を出力する光機能素子と、
    　前記第１光が入力され、前記第１光に所定の作用を及ぼして第２光として出力する第１光部品と、
    　前記第２光が入力され、前記第２光に所定の作用を及ぼして第３光として出力するとともに、前記第２光の入力面において前記第２光から発生した反射光を前記第１光部品に結合しない方向に反射させる第２光部品と、
    　前記光機能素子、前記第１光部品、および前記第２光部品を収容する筐体と、
    　前記筐体の内部に設けられ、入力された前記反射光の前記筐体内におけるパワーを減衰させる光減衰部と、
    　を備えることを特徴とする光モジュール。
  2. 　前記第１光部品はレンズ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. 　前記第２光部品は光アイソレータであることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
  4. 　前記筐体は高さが６．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の光モジュール。
  5. 　前記光減衰部は、前記筐体の一部に設けられており、前記反射光は散乱または吸収または透過によって減衰されることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の光モジュール。
  6. 　前記光減衰部は、前記反射光を散乱する樹脂を含むことを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
  7. 　前記樹脂は、粒子径が０．１μｍ以上５００μｍ以下のフィラー粒子を含むことを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
  8. 　前記光減衰部は、前記筐体の一部に表面処理を行うことによって形成されているもの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。
  9. 　前記光減衰部は、前記筐体の一部に設けられた透光性の窓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。
  10. 　前記第１光の光軸と前記反射光の光軸とが成す角度が２０度以上であることを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載の光モジュール。
  11. 　前記第１光部品が前記第２光を出力する位置と前記第２光部品の前記入力面に前記第２光が入力される位置との距離が０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一つに記載の光モジュール。
  12. 　前記第２光の光軸と前記第３光の光軸との距離が３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一つに記載の光モジュール。
  13. 　前記第１光の波長が９００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一つに記載の光モジュール。
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