WO2021095702A1 - 光モジュール、調整装置および調整方法 - Google Patents

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WO2021095702A1
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optical waveguide
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light intensity
optical
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寛 森田
一彰 鳥羽
山本　真也
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ソニーグループ株式会社
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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

Definitions

  • This technology relates to optical modules, adjustment devices and adjustment methods, and more specifically to optical modules that can mitigate the accuracy of misalignment.
  • the purpose of this technology is to reduce the accuracy of misalignment and reduce costs.
  • the concept of this technology is Light emitting element and An optical waveguide that propagates light from the light emitting element is provided.
  • the light propagating in the optical waveguide is light having components of the basic mode and the primary mode.
  • high-intensity portions appear alternately along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and in the other direction opposite to the one direction.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide corresponds to an intermediate position between the first position where the high intensity portion is in the one direction and the second position where the high intensity portion is in the other direction. It is in the optical module that has the light intensity distribution.
  • the present technology includes a light emitting element and an optical waveguide that propagates light from the light emitting element.
  • the optical waveguide may be an optical fiber or a silicon optical waveguide.
  • the light propagating through the optical waveguide is light having the components of the basic mode and the primary mode, and this light has a high intensity portion along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and this one. It propagates through the optical waveguide with a light intensity distribution that appears alternately in other directions opposite to the direction.
  • the light intensity distribution on the output end face of the optical waveguide corresponds to the intermediate position between the first position where the high-intensity part is in one direction and the second position where the high-intensity part is in the other direction. It is considered to be a distribution.
  • the optical waveguide propagates only the components of the basic mode at the first wavelength, and the light propagating through the optical waveguide has a second wavelength at which the optical waveguide can propagate the components of the basic mode and the primary mode. , May be done.
  • the first wavelength may be a wavelength in the 1310 nm band or the 1550 nm band
  • the second wavelength may be a wavelength in the 850 nm band.
  • the light propagating in the optical waveguide is light having the components of the basic mode and the primary mode
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide has a high intensity portion in one direction.
  • the light intensity distribution is such that the first position and the high-intensity portion correspond to the intermediate position of the second position in the other direction.
  • Light emitting element and It has an optical waveguide that propagates light from the light emitting element.
  • the light propagating in the optical waveguide is light having components of the basic mode and the primary mode.
  • high-intensity portions appear alternately along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and in the other direction opposite to the one direction.
  • An adjustment unit for adjusting the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide in the optical module propagating through the optical waveguide with a light intensity distribution is provided.
  • the adjusting unit adjusts the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide to a first position where the high intensity portion is in the one direction and a second position where the high intensity portion is in the other direction. It is in the adjustment device that adjusts the light intensity distribution corresponding to the intermediate position of.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide in the optical module including the light emitting element and the optical waveguide that propagates the light from the light emitting element is adjusted.
  • the light propagating through the optical waveguide is light having the components of the basic mode and the primary mode, and this light has a high intensity portion along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and this one. It propagates through the optical waveguide with a light intensity distribution that appears alternately in other directions opposite to the direction.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide corresponds to the intermediate position between the first position where the high intensity part is in one direction and the second position where the high intensity part is in the other direction. It is adjusted so that it has a light intensity distribution.
  • an acquisition unit for acquiring information on the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide may be further provided, and the adjustment unit may make adjustments based on the acquired information on the light intensity distribution.
  • the adjusting unit may be adjusted by changing the length of the optical waveguide or by changing the emission wavelength of the light emitting element.
  • the adjusting unit cuts the output end side of the optical waveguide in predetermined length units until the light intensity distribution on the output end surface of the optical waveguide becomes a light intensity distribution corresponding to an intermediate position between the first position and the second position.
  • it may be polished.
  • the adjusting unit determines the optical waveguide based on the information of the light intensity distribution acquired before shortening the length and the information of the light intensity distribution acquired when the length is shortened by a predetermined length. Calculate the length that should be shortened so that the light intensity distribution of the output end face becomes the light intensity distribution corresponding to the intermediate position between the first position and the second position, and further shorten by this calculated length. May be made.
  • the light emitting element and the optical waveguide that propagates the light from the light emitting element are provided, and the light propagating through the optical waveguide is the light having the components of the basic mode and the primary mode.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide is the first position where the high intensity part is in one direction and the second position where the high intensity part is in the other direction. It is adjusted so that the light intensity distribution corresponds to the intermediate position of.
  • FIG. 1 shows an outline of optical communication by spatial coupling.
  • the light emitted from the optical fiber 10T on the transmitting side is formed into collimated light by the lens 11T and emitted.
  • this collimated light is condensed by the lens 11R on the receiving side and incident on the optical fiber 10R.
  • the optical fibers 10T and 10R have a double structure consisting of a core 10a at the center of the optical path and a clad 10b covering the periphery thereof.
  • FIG. 2A shows the basic structure of an optical fiber.
  • An optical fiber has a structure in which a central portion called a core is covered with a layer called a clad.
  • the refractive index n1 of the core is high
  • the refractive index n2 of the cladding is low
  • the light is confined in the core and propagates.
  • FIG. 2B shows the LPml (Linearly Polarized) mode of the step-type optical fiber, in which the normalized propagation constant b is shown as a function of the normalized frequency V.
  • the horizontal axis is the normalized frequency V, which can be expressed by the following mathematical formula (1).
  • d is the core diameter
  • NA is the numerical aperture
  • ⁇ is the wavelength of light.
  • V ⁇ dNA / ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • LP01 is the basic mode (0th-order mode)
  • LP11, LP21, ... Are the primary mode, the secondary mode, ..., Respectively.
  • V 1.92.
  • an optical fiber is assumed to be able to propagate only the basic mode at the first wavelength, and the optical fiber uses light of a second wavelength that can propagate the primary mode together with the basic mode. It is configured to communicate.
  • FIG. 6 is a graph showing the simulation results of the coupling efficiency of optical power in that case.
  • the horizontal axis represents the amount of optical axis deviation, and the vertical axis represents the coupling efficiency.
  • the coupling efficiency becomes 1. Then, for example, when only 50% of the power is propagated into the optical fiber with respect to the input light, the coupling efficiency is 0.5.
  • the basic mode (0th-order mode) component and the 1st-order mode component are described separately, and the sum of them forms a total curve. Since the input light has only the basic mode, it can be seen that the basic mode is converted to the primary mode according to the deviation. On the other hand, in the case of 1310 nm, since only the basic mode can be propagated as shown in FIG. 3A, the basic mode is purely reduced as shown in FIG.
  • the positions are about 1.8 times when compared at a bonding efficiency of 0.8 (about -1 dB) and about 2.35 times when compared at a bonding efficiency of 0.9 (about ⁇ 0.5 dB).
  • the accuracy against deviation can be relaxed.
  • the optical fiber can propagate only the basic mode at the first wavelength (for example, 1310 nm), and the light of the second wavelength (for example, 850 nm) that the optical fiber can propagate in the primary mode together with the basic mode is transmitted. It is possible to increase the coupling efficiency of optical power by configuring it to perform communication using it.
  • communication is performed using light having a component of the primary mode together with the basic mode.
  • FIG. 9 is a diagram simulating the intensity distribution of light transmitted in the optical fiber.
  • FIG. 9A shows an example in which light having only the components of the basic mode propagates. In this case, the center of the core of the optical fiber has the highest strength, and the closer to the clad, the lower the strength.
  • FIG. 9B shows an example in which light having the components of the basic mode and the primary mode propagates. In this case, the high-strength portions alternately appear in one direction and the other direction opposite to the one direction with respect to the center of the core, in the upward direction and the downward direction in the illustrated example.
  • FIG. 10 shows an example of light emission from the fiber end face.
  • the high-intensity portion is upward with respect to the center of the core, and light is emitted from the fiber end face at an upward angle.
  • FIG. 11A the light emitted from the center of the core 10a on the transmitting side is coupled to the center of the core 10a on the receiving side.
  • FIG. 11B when light having the components of the basic mode and the primary mode propagates, the light whose intensity distribution is biased upward from the center of the core 10a on the transmitting side is received. It connects downward with respect to the center of the core 10a on the side.
  • the state shown in the figure is a state in which the amount of optical axis deviation is zero.
  • the optical axis shift is in the positive (+) direction
  • the portion having high light intensity is in the direction of entering the core 10a of the optical fiber 10R, so that it is easy to combine.
  • the optical axis shift is in the negative ( ⁇ ) direction
  • the core 10a of the optical fiber 10R moves in the direction opposite to the traveling direction of the light, so that the coupling efficiency is lowered.
  • FIG. 13 shows a simulation result of the coupling efficiency of optical power when the input light (light emitted from the transmitting side) has the components of the basic mode and the primary mode and the ratio is 1: 1. It is a graph.
  • the horizontal axis represents the amount of optical axis deviation, and the vertical axis represents the coupling efficiency.
  • the basic mode (0th-order mode) and the 1st-order mode are described separately, and the sum of them forms a total curve.
  • FIG. 15 is a graph showing simulation results of optical power coupling efficiency when the input light has only the basic mode component and when the input light has the basic mode and primary mode components.
  • the horizontal axis represents the amount of optical axis deviation, and the vertical axis represents the coupling efficiency.
  • the bonding efficiency at the location where the strength is maximized is standardized as 1.
  • the coupling efficiency is better than when the input light has only the components of the basic mode. This is because, as described above, when the optical axis deviation is in the positive (+) direction, the portion having high light intensity is in the direction of entering the core 10a of the optical fiber 10R, so that it is easy to combine.
  • the coupling efficiency is worse when the optical axis shift is in the negative (-) direction than when the input light has only the components of the basic mode. .. This is because the core 10a of the optical fiber 10R moves in the direction opposite to the traveling direction of the light as described above.
  • the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber is configured so as not to be biased in one direction with respect to the center of the core. That is, the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber is such that the first position where the high intensity part is in one direction and the second position where the high intensity part is in the other direction opposite to this one direction. It is configured so that the light intensity distribution corresponds to the intermediate position of the position. Note that this intermediate position does not mean a strict intermediate position, but means a position within a certain front-rear range including the strict intermediate position.
  • FIG. 16A is a diagram simulating the light intensity distribution when light having components of the basic mode and the primary mode is transmitted in the optical fiber, similarly to FIG. 9B described above.
  • 16 (b), (c), and (d) show the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber when the optical fiber is cut at the positions P1, P2, and P3, respectively.
  • the circles shown by the broken lines in FIGS. 16 (b), 16 (c), and (d) indicate the outer circumference of the core.
  • the position of P1 is the first position where the high-strength part is in one direction
  • the position of P3 is the second position where the high-strength part is in the other direction
  • the position of P2 is the second position. It shows an intermediate position between the 1st position and the 2nd position.
  • the light intensity distribution is biased in one direction with respect to the center of the core
  • the position of P3 the light intensity distribution is biased in the other direction with respect to the center of the core, but P2.
  • the light intensity distribution is not biased in one direction with respect to the center of the core.
  • FIG. 17 is a graph showing the simulation results of the coupling efficiency of optical power when the output end face of the optical fiber is at the position of P1 and the position of P2.
  • the horizontal axis represents the amount of optical axis deviation
  • the vertical axis represents the coupling efficiency.
  • the bonding efficiency at the location where the strength is maximized is standardized as 1.
  • the coupling efficiency is improved when the optical axis deviation is in the positive (+) direction, but conversely, when the optical axis deviation is in the negative (-) direction.
  • the binding efficiency of when the output end face of the optical fiber is at the position of P2, the coupling efficiency when the optical axis deviation is in the positive (+) direction is higher than that when the output end face of the optical fiber is at the position of P1.
  • the coupling efficiency when the optical axis shift is in the negative ( ⁇ ) direction is higher than that when the output end face of the optical fiber is at the position of P1. That is, in this case, good coupling efficiency can be obtained as in the case of performing communication using the light composed of the components of the basic mode regardless of the direction of the axis deviation.
  • FIG. 18 shows a configuration example of the transmission / reception system 100 as an embodiment.
  • the transmission / reception system 100 includes a transmitter 200, a receiver 300, and a cable 400.
  • the transmitter 200 is, for example, an AV source such as a personal computer, a game machine, a disc player, a set-top box, a digital camera, or a mobile phone.
  • the receiver 300 is, for example, a television receiver, a projector, a head-mounted display, or the like.
  • the transmitter 200 and the receiver 300 are connected via a cable 400.
  • the transmitter 200 has a light emitting unit 201, a receptacle 202, and an optical fiber 203 that propagates the light from the light emitting unit 201 to the receptacle 202.
  • the light emitting unit 201 includes a laser element such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) or a light emitting element such as an LED (light emission diode).
  • the light emitting unit 201 converts an electric signal (transmission signal) generated by a transmission circuit (not shown) into an optical signal.
  • the optical signal emitted by the light emitting unit 201 is propagated to the receptacle 202 through the optical fiber 203.
  • the receiver 300 has a receptacle 301, a light receiving unit 302, and an optical fiber 303 that propagates the light obtained by the receptacle 301 to the light receiving element 302.
  • the light receiving unit 302 includes a light receiving element such as a photodiode.
  • the light receiving unit 302 converts an optical signal sent from the receptacle 301 into an electric signal (received signal) and supplies it to a receiving circuit (not shown).
  • the cable 400 is configured to have plugs 402 and 403 at one end and the other end of the optical fiber 401.
  • the plug 402 at one end of the optical fiber 401 is connected to the receptacle 202 of the transmitter 200, and the plug 403 at the other end of the optical fiber 401 is connected to the receptacle 301 of the receiver 300.
  • the optical fiber 203 of the transmitter 200, the optical fiber 303 of the receiver 300, and the optical fiber 401 of the cable 400 propagate only the components of the basic mode at the first wavelength.
  • these optical fibers are configured so that the wavelength dispersion becomes zero at the first wavelength.
  • the first wavelength is 1310 nm
  • these optical fibers function as single-mode fibers at a wavelength of 1310 nm (see FIG. 3).
  • the second wavelength is a wavelength at which each of the above-mentioned optical fibers can propagate in the primary mode together with the basic mode.
  • the second wavelength is 850 nm.
  • the primary mode can be propagated in addition to the basic mode, and the optical fiber functions as a double mode fiber (Fig.). 4).
  • the light of 850 nm emitted by the light emitting element 201 is propagated to the receptacle 202 by the optical fiber 203 which is a 1310 nm single mode fiber.
  • the light propagating through the optical fiber 203 is light having components of the basic mode and the primary mode (see FIGS. 9B and 16).
  • the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 is configured so as not to be biased in one direction with respect to the center of the core. That is, the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 is such that the first position where the high intensity portion is in one direction and the second position where the high intensity portion is in the other direction opposite to this one direction.
  • the light intensity distribution is configured to correspond to the intermediate position of the position (see the light intensity distribution at the position P2 in FIG. 16A).
  • FIG. 19 shows a cross-sectional view of a state in which the receptacle 202 of the transmitter 200 and the plug 402 of the cable 400 are connected.
  • the receptacle 202 includes a receptacle main body 211.
  • the receptacle main body 211 is made of a light-transmitting material such as synthetic resin or glass, or a material such as silicon that transmits a specific wavelength, and has a ferrule with a lens. Since the receptacle main body 211 is configured as a ferrule with a lens in this way, the optical axis of the optical fiber and the lens can be easily aligned.
  • the receptacle main body 211 is formed with a concave light emitting portion (light transmission space) 213 on the front side thereof.
  • a lens (convex lens) 214 is integrally formed on the receptacle main body 211 so as to be located at the bottom portion of the light emitting portion 213.
  • the receptacle main body 211 is provided with an optical fiber insertion hole 216 extending forward from the back side.
  • the optical fiber 203 has a double structure consisting of a core 203a in a central portion serving as an optical path and a clad 203b covering the periphery thereof.
  • the optical fiber insertion hole 216 is formed so that the core 203a of the optical fiber 203 inserted therein and the optical axis of the lens 214 coincide with each other. Further, the optical fiber insertion hole 216 is formed so that the bottom position thereof, that is, the contact position of the tip end (emission end) of the optical fiber 203 is aligned with the focal position of the lens 214 when the optical fiber 203 is inserted.
  • the receptacle main body 211 is formed so that the adhesive injection hole 212 extending downward from the upper surface side communicates with the vicinity of the bottom position of the optical fiber insertion hole 216.
  • the adhesive 217 is injected around the optical fiber 203 from the adhesive injection hole 212, so that the optical fiber 203 is fixed to the receptacle main body 211.
  • the lens 214 has a function of molding the light emitted from the optical fiber 203 into collimated light and emitting the light. As a result, the light emitted from the exit end of the optical fiber 203 with a predetermined NA is incident on the lens 214, formed into collimated light, and emitted.
  • the plug 402 includes a plug body 411.
  • the plug body 411 is made of a light-transmitting material such as synthetic resin or glass, or a material such as silicon that transmits a specific wavelength, and has a ferrule with a lens.
  • the plug body 411 is formed with a concave light incident portion (light transmission space) 413 on the front side thereof.
  • a lens (convex lens) 414 is integrally formed on the plug body 411 so as to be located at the bottom of the light incident portion 413.
  • the plug main body 411 is provided with an optical fiber insertion hole 416 extending forward from the back surface side.
  • the optical fiber 401 has a double structure consisting of a core 401a at the center of the optical path and a clad 401b covering the periphery thereof.
  • the optical fiber insertion hole 416 is formed so that the core 401a of the optical fiber 401 inserted therein and the optical axis of the lens 414 coincide with each other. Further, the optical fiber insertion hole 416 is formed so that the bottom position thereof, that is, the contact position of the tip (incident end) of the optical fiber 401 when inserted, matches the focal position of the lens 414.
  • the plug main body 411 is formed so that the adhesive injection hole 412 extending downward from the upper surface side communicates with the vicinity of the bottom position of the optical fiber insertion hole 416. After the optical fiber 401 is inserted into the optical fiber insertion hole 416, the adhesive 417 is injected around the optical fiber 401 from the adhesive injection hole 412, so that the optical fiber 401 is fixed to the plug body 411.
  • the lens 414 has a function of collecting the incident collimated light.
  • the collimated light is incident on the lens 414 and condensed, and the condensed light is incident on the incident end of the optical fiber 401.
  • the plug 403 of the cable 400 and the receptacle 301 of the receiver 300 are configured in the same manner as the configuration example of the receptacle 202 of the transmitter 200 and the plug 402 of the cable 400 described above.
  • FIG. 20A shows a configuration example of the light emitting unit 201 and the receptacle 202 in the transmitter 200.
  • This configuration example is an example, and the configuration of the transmitter 200 is not limited to this.
  • the light emitting unit 201 is provided with a ferrule 221.
  • the ferrule 221 is made of a light-transmitting material such as synthetic resin or glass, or a material such as silicon that transmits a specific wavelength.
  • the ferrule 221 is provided with an optical fiber insertion hole 226 extending from the front side to the rear. After being inserted into the optical fiber insertion hole 226, the optical fiber 203 is fixed to the ferrule 221 by the adhesive 227.
  • the substrate 222 on which the light emitting element 223 and the light emitting element drive driver 228 are mounted is fixed on the lower surface side of the ferrule 221.
  • the light emitting element 223 is mounted on the substrate 222 in accordance with each optical fiber 203.
  • the position of the substrate 222 is adjusted and fixed so that the emitting portion of the light emitting element 223 coincides with the optical axis of the optical fiber 203.
  • the ferrule 221 is formed with an arrangement hole 224 extending upward from the lower surface side. Then, in order to change the optical path of the light from the light emitting element 223 in the direction of the optical fiber 203, the bottom portion of the arrangement hole 224 is an inclined surface, and a mirror (optical path changing portion) 225 is arranged on this inclined surface. There is. Regarding the mirror 225, it is conceivable not only to fix the separately generated mirrors to the inclined surface but also to form the mirror 225 on the inclined surface by thin film deposition or the like.
  • the light emitting element 223 and the optical fiber 203 constitute an optical module.
  • the receptacle 202 is the same as that described with reference to FIG. 19 described above, and thus the description thereof will be omitted here.
  • FIG. 20B schematically shows the light intensity distribution when light having the components of the basic mode and the primary mode is transmitted in the optical fiber 203 (see FIG. 16A).
  • FIG. 20C shows the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203, that is, the exit end face.
  • the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber is configured so as not to be biased in one direction with respect to the center of the core 203a. That is, the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 is such that the first position where the high intensity portion is in one direction and the second position where the high intensity portion is in the other direction opposite to this one direction.
  • the light intensity distribution is configured to correspond to the intermediate position of (see FIG. 16 (c)).
  • the light propagating through the optical fiber 203 of the transmitter 200 is the light having the components of the basic mode and the primary mode, and the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203.
  • optical module adjustment device An optical module adjusting device as an embodiment will be described. As shown in FIG. 21 (b), this optical module adjusting device unidirectionally distributes the light intensity distribution of the output end faces of the optical fibers 203 constituting the optical module shown in FIG. 21 (a) with respect to the center of the core. Adjust so that it is not biased. That is, the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 is such that the first position P1 in which the high-intensity portion is in one direction and the high-intensity portion are in the other direction opposite to this one direction. The light intensity distribution is adjusted so as to correspond to the intermediate position of the position P3 of 2 (see the light intensity distribution of the position P2 in FIG. 16 (a)). In FIG. 21 (a), the parts corresponding to those in FIG. 20 (a) are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 22A shows a configuration example of the optical module adjusting device 500.
  • the optical module adjusting device 500 adjusts the light intensity distribution of the output end face by cutting the output end side of the optical fiber 203, that is, changing the length of the optical fiber 203.
  • the optical module adjusting device 500 includes an image sensor 501, a control circuit 502, a fixing plate 503, a cutter fixing arm 504, a cutter 505, an arm driving unit 506, and an optical fiber holder 507.
  • the fixing plate 503 fixes the arm drive unit 506 and the optical fiber holder 507.
  • the optical fiber holder 507 fixes the tip end side of the optical fiber 203.
  • the arm drive unit 506 holds the cutter fixing arm 504 to which the cutter 505 is fixed on the tip end side thereof, and moves the cutter fixing arm 504 in the axial direction of the optical fiber 203 to adjust the cut position and the cutter.
  • the fixed arm 504 is moved in the radial direction of the optical fiber 203 to cut the output end side of the optical fiber 203.
  • the image sensor 501 images the light intensity of the output end face of the optical fiber 203.
  • the control circuit 502 analyzes the captured image data obtained by the image pickup element 501, and controls the arm drive unit 506 to move the position of the cutter 505 according to the result to cut the output end side of the optical fiber 203. ..
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203 is adjusted so as not to be biased in one direction with respect to the center of the core, as shown in FIG. 22 (b). That is, the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 is such that the first position P1 in which the high-intensity portion is in one direction and the high-intensity portion are in the other direction opposite to this one direction.
  • the light intensity distribution is adjusted so as to correspond to the intermediate position of the position P3 of 2 (see the light intensity distribution of the position P2 in FIG. 16 (a)).
  • the flowchart of FIG. 23 shows an example of the procedure of the control process of the control circuit 502.
  • the control circuit 502 starts processing in step ST1.
  • step ST2 the control circuit 502 analyzes the captured image data obtained by the image sensor 501 to evaluate the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203.
  • step ST3 the control circuit 502 determines whether or not the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203 is within a predetermined range (having as a table). When it is within the specified range, the control circuit 502 ends the process in step ST4. That is, at this time, the output end side of the optical fiber 203 is not cut.
  • control circuit 502 when the control circuit 502 is not within the specified range in step ST3, the control circuit 502 adjusts the position of the cutter 505 in step ST5 to cut the output end side of the optical fiber 203. Then, after the process of step ST5, the control circuit 502 returns to the process of step ST2, and repeats the same process as described above until the light intensity distribution on the output end surface of the optical fiber 203 falls within the specified range.
  • the defined range is the above-mentioned first position P1 in which the high-strength portion is in one direction and the second position P3 in which the high-strength portion is in the other direction opposite to this one direction. It corresponds to the position of P2, which is an intermediate position.
  • This specified range may be an error range of any percentage with respect to the shape of the ideal light intensity distribution shown in FIG. 16 (c), or (2) the light intensity distribution may be obtained by cutting the optical fiber 203 several times. You may decide by grasping the characteristics of the above and appropriately searching for the point where the bias of the intensity distribution is the least.
  • the shape of the light intensity distribution defined as within the specified range under the condition closer to (b) and the condition closer to (d) in FIG. 16 is different.
  • the light intensity distribution is measured by using the technique (International Publication No. 2018/131700) previously proposed by the applicant.
  • FIG. 24A shows an example of a light intensity distribution (an example of a captured image).
  • FIG. 24 (b) shows an example of the light intensity distribution of FIG. 24 (a) schematically by contour lines.
  • FIG. 24 (c) shows the light intensity on the line AB of FIG. 24 (b).
  • the shape of the light intensity distribution is more inward than the case of FIG. 16 (c) and the case of FIG. 16 closer to (b) and the case of FIG. 16 (d). If it enters, it may be within the specified range.
  • the outer shape of the light intensity distribution may be calculated by using the technique previously proposed by the applicant (International Publication No. 2018/131700), and if the outer shape falls within the specified range, it may be within the specified range.
  • 25 (a) to 25 (c) show the same light intensity distribution as in FIGS. 16 (b) to 16 (d), respectively.
  • each broken line is an outer shape calculated for each light intensity distribution. If the outer shape falls within the range of the state slightly approaching the state (a) from the ideal state (b) and the state slightly approaching the state (c), it may be within the specified range.
  • the flowchart of FIG. 26 shows another example of the procedure of the control process of the control circuit 502.
  • the control circuit 502 starts processing in step ST11.
  • step ST12 the control circuit 502 analyzes the captured image data obtained by the image sensor 501 to evaluate the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203.
  • step ST13 the control circuit 502 determines whether or not the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203 is within a predetermined range (having as a table). When it is within the specified range, the control circuit 502 ends the process in step ST14. That is, at this time, the output end of the optical fiber 203 is not cut.
  • control circuit 502 adjusts the position of the cutter 505 in step ST5 to cut the output end side of the optical fiber 203.
  • the length to be cut is preferably about 1/2 of the position of P1 and the position of P2 in FIG. 16A.
  • step ST16 the control circuit 502 analyzes the captured image data obtained by the image sensor 501 to evaluate the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203.
  • step ST17 the control circuit 502 determines whether or not the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203 is within the specified range. When it is within the specified range, the control circuit 502 ends the process in step ST14.
  • control circuit 502 adjusts the position of the cutter 505 in step ST18 to cut the output end side of the optical fiber 203.
  • the length to be cut in this case will be described.
  • the control circuit 502 cannot grasp whether the output end of the optical fiber 203 is at the position indicated by the broken line a or the position indicated by the broken line b in the first intensity distribution measurement.
  • the light intensity distribution at the output end of the current optical fiber 203 can be changed to the period of the light intensity distribution by monitoring the light intensity distribution after the first cut. It is possible to grasp which position of the light intensity distribution corresponds to.
  • control circuit 502 knows at which position in the period of the light intensity distribution the light intensity distribution at the output end of the current optical fiber 203 corresponds to the light intensity distribution. It is possible to obtain the optimum cut length. By cutting the output end side of the optical fiber 203 in this way in step ST18, the light intensity distribution at the output end falls within the specified range.
  • control circuit 502 ends the process in step ST14.
  • FIG. 28A is a diagram simulating the light intensity distribution in the case where light having the components of the basic mode and the primary mode is transmitted in the optical fiber, which is the same as in FIG. 16A.
  • the graph of FIG. 28B is a graph showing the relationship between the wavelength [nm] and the period [ ⁇ m].
  • the arm drive unit 506 moves the cutter fixing arm 504 in the axial direction of the optical fiber 203 to adjust the cut position, but the cutter 505 side is adjusted. It may be fixed and the optical fiber holder 507 may be moved to adjust the cut position, or the optical fiber 203 fixed to the optical fiber holder 507 may be moved to adjust the cut position. Further, instead of cutting the output end side of the optical fiber 203, the output end face may be polished.
  • the optical module adjusting device 500 shown in FIG. 22 it is an example of adjusting the light intensity distribution of the output end face by changing the length of the optical fiber 203.
  • a method of adjusting the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 a method of changing the light emitting wavelength of the light emitting element 223 can be considered. Since the period T of the light intensity distribution gap changes by changing the emission wavelength (see the graph in FIG. 28B), the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 can be adjusted.
  • FIG. 29 shows a configuration example of an optical module adjusting device 600 that employs a method of changing the emission wavelength of the light emitting element 223.
  • the optical module adjusting device 600 includes an image pickup device 601 and a control circuit 602.
  • the image sensor 601 images the light intensity of the output end face of the optical fiber 203.
  • the control circuit 602 analyzes the captured image data obtained by the image pickup element 601 and changes the emission wavelength of the light emitting element 223 according to the result.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber 203 is adjusted so as not to be biased in one direction with respect to the center of the core, as shown in FIG. 29 (b). That is, the light intensity distribution on the output end face of the optical fiber 203 is such that the first position P1 in which the high-intensity portion is in one direction and the high-intensity portion are in the other direction opposite to this one direction.
  • the light intensity distribution is adjusted so as to correspond to the intermediate position of the position P3 of 2 (see the light intensity distribution of the position P2 in FIG. 16 (a)).
  • This technology can be similarly applied to the transmission / reception system 100A shown in FIG.
  • the parts corresponding to the transmission / reception system 100 of FIG. 18 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
  • This transmission / reception system 100A has a transmitter 200A and a receiver 300.
  • the transmitter 200A has a light emitting element 201, and a plug 204 is projected as a pick tail. In this case, the light from the light emitting element 201 is propagated to the plug 204 via the optical fiber 203.
  • the plug 204 is connected to the receptacle 301 of the receiver 300.
  • This technique can be similarly applied to the transmitter 200A of the transmission / reception system 100A, and the light intensity distribution at the output end of the optical fiber 203 of the plug 204 can be optimized.
  • this technique can be similarly applied to the relay buffer 700 shown in FIG. 31, and the light intensity distribution at the output end of the optical fiber of the receptacle on the output side can be optimized.
  • one optical fiber has been described as a method for adjusting the light intensity distribution of the output end face of the optical fiber, but a plurality of optical fibers may be arranged in parallel and processed in parallel at the same time. Good.
  • the first wavelength has been described as 1310 nm, but since a laser light source or an LED light source can be used as the light source, the first wavelength is, for example, between 300 nm and 5 ⁇ m. It is possible that there is.
  • the first wavelength has been described as 1310 nm, but it is also conceivable that the first wavelength is a wavelength in the 1310 nm band including 1310 nm. Further, in the above-described embodiment, the first wavelength has been described as 1310 nm, but it is also conceivable that the first wavelength is a wavelength in the 1550 nm band including 1550 nm or 1550 nm. Further, although the second wavelength has been described as 850 nm, it is also conceivable that the second wavelength is a wavelength in the 850 nm band including 850 nm.
  • the example in which the optical waveguide is an optical fiber has been described, but it goes without saying that this technique can be applied to an optical waveguide other than the optical fiber, for example, a silicon optical waveguide.
  • the present technology can have the following configurations.
  • (1) Light emitting element and An optical waveguide that propagates light from the light emitting element is provided.
  • the light propagating in the optical waveguide is light having components of the basic mode and the primary mode.
  • high-intensity portions appear alternately along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and in the other direction opposite to the one direction.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide corresponds to an intermediate position between the first position where the high intensity portion is in the one direction and the second position where the high intensity portion is in the other direction.
  • An optical module with a light intensity distribution is provided.
  • the optical waveguide propagates only the components of the basic mode at the first wavelength.
  • the optical module according to (1), wherein the light propagating through the optical waveguide has a second wavelength at which the optical waveguide can propagate the components of the basic mode and the primary mode.
  • the first wavelength is a wavelength in the 1310 nm band or the 1550 nm band.
  • the optical module according to (2) above, wherein the second wavelength is a wavelength in the 850 nm band.
  • the optical module according to any one of (1) to (3) above, wherein the optical waveguide is a silicon optical waveguide.
  • Light emitting element and It has an optical waveguide that propagates light from the light emitting element.
  • the light propagating in the optical waveguide is light having components of the basic mode and the primary mode.
  • high-intensity portions appear alternately along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and in the other direction opposite to the one direction.
  • An adjustment unit for adjusting the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide in the optical module propagating through the optical waveguide with a light intensity distribution is provided.
  • the adjusting unit adjusts the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide to a first position where the high intensity portion is in the one direction and a second position where the high intensity portion is in the other direction.
  • An adjustment device that adjusts the light intensity distribution corresponding to the intermediate position of.
  • an acquisition unit for acquiring information on the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide Further provided with an acquisition unit for acquiring information on the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide.
  • the adjusting unit is on the output end side of the optical waveguide until the light intensity distribution on the output end surface of the optical waveguide becomes a light intensity distribution corresponding to an intermediate position between the first position and the second position.
  • the adjusting unit is based on the acquired light intensity distribution information before shortening the length and the acquired light intensity distribution information when the length is shortened by a predetermined length.
  • the length to be shortened so that the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide becomes the light intensity distribution corresponding to the intermediate position between the first position and the second position is calculated, and only the calculated length is obtained.
  • the adjusting device according to (8) above which is further shortened.
  • (11) The adjusting device according to (7), wherein the adjusting unit makes the adjustment by changing the emission wavelength of the light emitting element.
  • Light emitting element and It has an optical waveguide that propagates light from the light emitting element. The light propagating in the optical waveguide is light having components of the basic mode and the primary mode.
  • high-intensity portions appear alternately along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and in the other direction opposite to the one direction. It has an adjustment procedure for adjusting the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide in an optical module propagating through the optical waveguide with a light intensity distribution.
  • the light intensity distribution on the output end face of the optical waveguide is divided into a first position in which the high-intensity portion is in the one direction and a second position in which the high-intensity portion is in the other direction.
  • An adjustment method that adjusts the light intensity distribution to correspond to the intermediate position of.
  • the light propagating in the optical waveguide is light having components of the basic mode and the primary mode.
  • high-intensity portions appear alternately along the optical waveguide in one direction with respect to the center of the core and in the other direction opposite to the one direction.
  • the light intensity distribution of the output end face of the optical waveguide is configured so as not to be biased in one direction with respect to the center of the core.
  • Light emitting element 224 ... Placement hole 225 ... Mirror 226 ...

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Abstract

位置ずれの精度を緩和してコスト削減を図る。　発光素子（２２３）と、この発光素子からの光を伝搬する光導波路（２０３）を備える。例えば、光導波路は、光ファイバ、またはシリコン光導波路である。光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、この光は光導波路に沿って強度の高い箇所がコア（２０３ａ）の中心に対して一の方向およびこの一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって光導波路を伝搬していく。光導波路の出力端面の光強度分布は、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とされる。基本モードおよび１次モードの成分を持つ光を伝搬させる場合にあって、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させる場合と同様の良好な結合効率を得ることが可能となる。

Description

光モジュール、調整装置および調整方法
　本技術は、光モジュール、調整装置および調整方法に関し、詳しくは、位置ずれの精度を緩和可能な光モジュール等に関する。
　従来、空間結合による光通信（例えば、特許文献１参照）が知られている。この光通信の場合、特に、シングルモードファイバにおいては、位置ずれにより光パワーの大きなロスが発生する。そのため、従来は、位置ずれを抑えるために部品の精度要求が高く、コストアップにつながっている。
国際公開第２０１７/０５６８８９号
　本技術の目的は、位置ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることにある。
　本技術の概念は、
　発光素子と、
　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を備え、
　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していき、
　前記光導波路の出力端面の光強度分布は、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とされる
　光モジュールにある
　本技術においては、発光素子と、この発光素子からの光を伝搬する光導波路を備えるものである。例えば、光導波路は、光ファイバ、またはシリコン光導波路であってもよい。ここで、光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、この光は光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向およびこの一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって光導波路を伝搬していく。そして、光導波路の出力端面の光強度分布は、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とされる。
　例えば、光導波路は、第１の波長では前記基本モードの成分のみを伝搬し、光導波路を伝搬する光は、光導波路が基本モードおよび１次モードの成分を伝搬し得る第２の波長を持つ、ようにされてもよい。この場合、例えば、第１の波長は１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯の波長であり、第２の波長は８５０ｎｍ帯の波長である、ようにされてもよい。
　このように本技術においては、光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であって、光導波路の出力端面の光強度分布は強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とされるものである。これにより、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光を伝搬させる場合にあって、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させる場合と同様の良好な結合効率を得ることが可能となる。従って、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させるように追加部品や構造の複雑な光源を用いることを必要としなくなり、部品コストを低減できる。
　また、本技術の他の概念は、
　発光素子と、
　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を有し、
　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していく光モジュール
における前記光導波路の出力端面の光強度分布を調整する調整部を備え、
　前記調整部は、前記光導波路の出力端面の光強度分布を、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整する
　調整装置にある。
　本技術においては、発光素子と、この発光素子からの光を伝搬する光導波路を備える光モジュールにおける光導波路の出力端面の光強度分布を調整するものである。ここで、光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、この光は光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向およびこの一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって光導波路を伝搬していく。
　調整部により、光導波路の出力端面の光強度分布が、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整される。例えば、光導波路の出力端面の光強度分布の情報を取得する取得部をさらに備え、調整部は、取得された光強度分布の情報に基づいて調整をする、ようにされてもよい。
　この場合、例えば、調整部は、光導波路の長さを変えて調整をする、または発光素子の発光波長を変更して調整をする、ようにされてもよい。
　例えば、調整部は、光導波路の出力端面の光強度分布が第１の位置と第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるまで、光導波路の出力端側を所定長単位でカットまたは研磨していく、ようにされてもよい。また、例えば、調整部は、長さを短くする前に取得された光強度分布の情報と所定長だけ長さを短くしたときに取得された光強度分布の情報とに基づいて、光導波路の出力端面の光強度分布が第１の位置と第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるために短くすべき長さを算出し、この算出された長さだけさらに短くする、ようにされてもよい。
　このように本技術においては、発光素子と、この発光素子からの光を伝搬する光導波路を備え、光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光である光モジュールにおける光導波路の出力端面の光強度分布を、光導波路の出力端面の光強度分布が、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整するものである。これにより、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光を伝搬させる場合にあって、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させる場合と同様の良好な結合効率を得ることができる光モジュールを得ることが可能となる。
空間結合による光通信の概要を示す図である。 光ファイバの基本的な構造と、ステップ型光ファイバのＬＰmlモードを示す図である。 シングルモードで一般的な１３１０ｎｍのケースで規格化周波数Ｖを考えた場合の図である。 １３１０ｎｍのシングルモードファイバに８５０ｎｍの波長の光を入力した場合にＬＰ01の基本モードとＬＰ11の１次モードが存在し得ることを説明するための図である。 入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で光軸ずれが発生した場合について考えるための図である。 入力光の波長が１３１０ｎｍと８５０ｎｍにおけるロス量のシミュレーション結果を記載したグラフである。 光軸ずれがない状態では入力光には基本モードしか存在しないが、光軸ずれがある状態では基本モードの一部が１次モードへ変換されることを示す図である。 ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されることを説明するためのグラフである。 光ファイバ内を伝達する光の強度分布をシミュレーションした図である。 ファイバ端面から光が出射される場合に進む角度について説明するための図である。 空間結合による光通信を説明するための図である。 光ファイバの位置がレンズに対して垂直方向にずれる光軸ずれについて説明するための図である。 光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。 光ファイバの位置がレンズに対して垂直方向にずれる光軸ずれについて説明するための図である。 光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。 光ファイバ内を基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝送する場合における光強度分布をシミュレーションした図等である。 光ファイバの出力端面がＰ１の位置およびＰ２の位置であるとした場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。 実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 送信機のレセプタクルとケーブルのプラグが接続された状態を示す断面図である。 送信機における発光部とレセプタクルの構成例を示す断面図等である。 実施の形態としての光モジュール調整装置について説明するための図である。 光モジュール調整装置の構成例を示す図である。 制御回路の制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。 光強度分布の測定等について説明するための図である。 光強度分布の外形算出等について説明するための図である。 制御回路の制御処理の手順の他の一例を示すフローチャートである。 カットする長さについて説明するための図である。 光ファイバ内を基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝送する場合における光強度分布をシミュレーションした図と、波長［ｎｍ］と周期［μｍ］の関係を示したグラフである。 光モジュール調整装置の他の構成例を示す図である。 本技術を適用し得る他の送受信システムを示すブロック図である。 本技術を適用し得る中継バッファを示すブロック図である。
　以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．実施の形態
　２．変形例
　＜１．実施の形態＞
　［本技術に関する基本説明］
　まず、本技術に関する技術について説明をする。図１は、空間結合による光通信の概要を示している。この場合、送信側の光ファイバ１０Ｔから出射された光はレンズ１１Ｔでコリメート光に成形されて出射される。そして、このコリメート光が受信側のレンズ１１Ｒで集光されて光ファイバ１０Ｒに入射される。この光通信の場合、特に、シングルモードファイバにおいては、位置ずれにより光パワーの大きなロスが発生する。なお、光ファイバ１０Ｔ，１０Ｒは、光路となる中心部のコア１０ａと、その周囲を覆うクラッド１０ｂの二重構造となっている。
　次に、モードの基本的な考え方について説明する。光ファイバ内をシングルモードで伝搬しようとする場合、モードが１つだけ存在するように、ファイバの屈折率やコア径といったパラメータを決める必要がある。
　図２（ａ）は、光ファイバの基本的な構造を示している。光ファイバは、コアと呼ばれる中心部をクラッドと呼ばれる層で覆った構造となっている。この場合、コアの屈折率ｎ１は高く、クラッドの屈折率ｎ２は低くされており、光はコアの中に閉じ込められて伝搬していく。
　図２（ｂ）は、ステップ型光ファイバのＬＰml (Linearly Polarized：直線偏光) モードであり、規格化伝搬定数ｂを規格化周波数Ｖの関数として示したものである。縦軸は規格化伝搬定数ｂであり、あるモードが通らない(遮断)状態ではｂ＝０となり、光パワーがコア内に閉じ込められるほど(伝搬できるほど)、ｂは１に近づく。横軸は規格化周波数Ｖで、以下の数式（１）で表すことができる。ここで、ｄはコア径、ＮＡは開口数、λは光の波長である。
　Ｖ＝πｄＮＡ/λ　　　・・・（１）
　例えば、Ｖ＝２．４０５のときＬＰ11が遮断される状態となるため、モードはＬＰ01のみ存在することになる。従って、Ｖ＝２．４０５以下の状態がシングルモードとなる。ここで、ＬＰ01は基本モード（０次モード）であり、以降ＬＰ11, ＬＰ21，・・・が、それぞれ、１次モード、２次モード、・・・となる。
　例えば、図３（ａ）のように、シングルモードで一般的な１３１０ｎｍのケースで規格化周波数Ｖを考えてみる。ここで、コア径ｄ、開口数ＮＡをそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とし、ファイバを伝搬する光の波長を１３１０ｎｍとすると、数式（１）からＶ＝１．９２となる。
　従って、図３（ｂ）に示すように、規格化周波数Ｖは２．４０５以下となるため、ＬＰ01の基本モードのみ伝搬されることとなり、シングルモードとなる。ここで、コア径を大きくすると伝播できるモードが増えることになる。因みに、例えば、一般的なマルチモードファイバはコア径を５０μｍといった値にすることで数百のモードを伝搬させている。
　図１に示すような空間結合による光通信を考えた場合、シングルモードでは、コア径が小さいため、送信側/受信側の光結合部の位置合わせがシビアになり、正確に光軸を合わせるための精度要求が高くなるという問題がある。
　この問題を解決するために、一般的に、高精度な部品を使用したり、光ファイバへの光入力部を加工することで光をファイバコアへ挿入し易くしたりする。しかし、高精度な部品はコストが高く、また加工を要するものは加工費が高くなるため、シングルモード通信用のコネクタやシステムは一般的にコストが高くなる。
　本技術は、光軸合わせの精度を緩和してコスト削減を可能とするものである。本技術では、第１に、光ファイバは第１の波長では基本モードのみを伝搬し得るものとされ、この光ファイバが基本モードと共に１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信を行うように構成される。
　例えば、図３（ａ）と同じ条件の光ファイバに、１３１０ｎｍではなく、８５０ｎｍの波長の光を入力した場合、図４（ｂ）に示すように、規格化周波数Ｖ＝２．９６となる。そのため、図４（ａ）に示すように、ＬＰ01の基本モードと、ＬＰ11の１次モードが存在し得ることになる。
　図５（ａ）に示すような光学系を組んだ際に、入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で、受信側の光ファイバの位置が光軸に対して垂直方向にずれた場合（図５（ａ），（ｂ）の矢印参照）、つまり光軸ずれが発生した場合について考える。
　図６は、その場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ずれがない状態では、光ファイバ内へ１００％のパワーが伝搬し、結合効率は１となる。そして、例えば、入力光に対して光ファイバ内へ５０％しかパワーが伝搬されない場合は、結合効率は０．５となる。
　入力光の波長を１３１０ｎｍと８５０ｎｍで比較すると、８５０ｎｍの場合の特性が良いことが分かる。この理由は、１３１０ｎｍの場合には基本モードのみしか伝搬できないのに対して、８５０ｎｍの場合、基本モードの他に１次モードも伝搬できるためである（図４（ａ）参照）。
　つまり、光軸ずれがない状態では、図７（ａ）に示すように、入力光には基本モードしか存在しない。一方、光軸ずれがある状態では、図７（ｂ）に示すように、基本モードの一部がクラッドとコアの屈折率差で生じる位相差を利用して1次モードへ変換される。１３１０ｎｍの場合はこの１次モードを伝搬できないが、８５０ｎｍの場合はこの１次モードも伝搬できることから、８５０ｎｍの場合の特性が良くなる。
　図８のグラフには、基本モード（０次モード）成分と１次モード成分を分離して記載しており、足し合わせたものがトータル（Total）の曲線となる。入力光は基本モードしか存在しないため、ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されていることが分かる。一方、１３１０ｎｍの場合、図３（ａ）に示すように基本モードしか伝搬できないため、図６に示すように、基本モードが純粋に減少している。
　図６において、１３１０ｎｍと８５０ｎｍについて、結合効率０．８(約－１ｄＢ)で比較すると約１．８倍、結合効率０．９(約―０．５ｄＢ)で比較すると約２．３５倍も位置ずれに対する精度を緩和することができる。
　このように光ファイバを第１の波長（例えば１３１０ｎｍ）では基本モードのみを伝搬し得るものとし、この光ファイバが基本モードと共に１次モードを伝搬し得る第２の波長（例えば８５０ｎｍ）の光を用いて通信を行うように構成することで、光パワーの結合効率を高めることが可能となる。
　また、本技術では、第２に、基本モードと共に１次モードの成分を持つ光を用いて通信を行うように構成される。
　図９は、光ファイバ内を伝達する光の強度分布をシミュレーションした図である。図９（ａ）は、基本モードの成分のみを持つ光が伝搬する場合の例を示している。この場合、光ファイバのコアの中心が最も強度が高く、クラッドへ近づくほど強度が低くなる。図９（ｂ）は、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝搬する場合の例を示している。この場合、強度の高い箇所がコアの中心に対して、一の方向およびこの一の方向とは逆の他の方向に、図示の例では上方向および下方向に、交互に現れる。
　図９（ｂ）の状態にあるとき、図１０に示すようにファイバ端面から光が出射される際に、その光は、コアの中心に対して強度の高い方にある角度をもって進むものとなる。図１０は、ファイバ端面からの光の出射例を示している。この例では、強度の高い箇所がコアの中心に対して上方向にあり、ファイバ端面から光が上方向にある角度をもって出射されている。
　図１に示すような空間結合による光通信を考える。図１１（ａ）のように、送信側のコア１０ａの中心から出た光は受信側のコア１０ａの中心へと結合する。しかし、図１１（ｂ）のように、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝搬する場合であって、送信側のコア１０ａの中心から上方向側へ強度分布が偏った光は受信側のコア１０ａの中心に対して下方向側へ結合する。
　図１１（ｂ）のような条件で、図１２に示すように、受信側の光ファイバ１０Ｒの位置がレンズ１１Ｒに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合について考える。この場合、図示の状態が光軸ずれ量がゼロの状態である。光軸ずれが正（＋）方向である場合は、光の強度の高い箇所は光ファイバ１０Ｒのコア１０ａに入り込む方向のため結合し易くなる。一方、光軸ずれが負（－）方向である場合は、光の進行方向とは逆側に光ファイバ１０Ｒのコア１０ａが移動することになるため結合効率が下がる。
　図１３は、入力光（送信側から出射される光）が基本モードおよび１次モードの成分を持っており、その割合が１対１である場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。図示の例では、基本モード（０次モード）と１次モードを分離して記載しており、足し合わせたものがトータル（Total）の曲線となる。
　ここで、図１１に示すような空間結合による光通信において、入力光（送信側から出射される光）に含まれる成分が基本モードのみの場合と、基本モードおよび1次モードである場合について、図１４に示すように、受信側の光ファイバ１０Ｒの位置がレンズ１１Ｒに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合について考える。
　図１５は、入力光が基本モードの成分のみを持つ場合と、入力光が基本モードおよび1次モードの成分を持つ場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ここでは、基準を揃えるために、強度が最大となる箇所の結合効率を１として規格化している。
　入力光が基本モードおよび1次モードの成分を持つ場合、光軸ずれが正（＋）方向であるときは、入力光が基本モードの成分のみを持つ場合よりも、結合効率はよくなる。これは、上述したように、光軸ずれが正（＋）方向である場合は光の強度の高い箇所が光ファイバ１０Ｒのコア１０ａに入り込む方向のため結合し易くなるからである。
　しかし、入力光が基本モードおよび1次モードの成分を持つ場合、光軸ずれが負（－）方向である場合は、入力光が基本モードの成分のみを持つ場合よりも、結合効率は悪化する。これは、上述したように光の進行方向とは逆側に光ファイバ１０Ｒのコア１０ａが移動するためである。
　このように基本モードと共に１次モードの成分を持つ光を用いて通信を行うように構成した場合、光軸ずれに対して、そのずれの方向によっては、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合に比べて、結合効率が悪くなるという問題がある。軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率が得られるようにすることが望まれる。
　なお、一般的な安価なシステムでは発光素子からの光が光ファイバに入力された時点で基本モードと共に１次モードの成分を持つ光となることが知られている。そのため、基本モードの成分のみからなる光を用いて通信を行う場合には、追加部品や構造が複雑な光源を用いる必要があり、また光源とファイバのコアの位置がずれると基本モードが1次モードへ変換されるため、純粋に基本モードのみを用いて通信を行うことは一般的には困難である。
　また、本技術では、第３に、光ファイバの出力端面の光の強度分布が、コアの中心に対して一方向に偏らないように構成される。つまり、光ファイバの出力端面の光の強度分布が、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように構成される。なお、この中間位置は、厳密な中間位置を意味するものではなく、厳密な中間位置を含む前後一定の範囲内の位置を意味している。
　図１６(ａ)は、上述の図９（ｂ）と同様に、光ファイバ内を基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝送する場合における光強度分布をシミュレーションした図である。図１６（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置で切断した場合における光ファイバの出力端面の光強度分布を示している。なお、図１６（ｂ），（ｃ），（ｄ）における破線で示された円は、コアの外周を示している。
　ここで、Ｐ１の位置は強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置であり、Ｐ３の位置は強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置であり、Ｐ２の位置は第１の位置と第２の位置の中間位置を示している。Ｐ１の位置においては光の強度分布がコアの中心に対して一の方向に偏っており、Ｐ３の位置においては光の強度分布がコアの中心に対して他の方向に偏っているが、Ｐ２の位置では光の強度分布はコアの中心に対して一方向に偏らないものとなっている。
　図１７は、光ファイバの出力端面がＰ１の位置およびＰ２の位置であるとした場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ここでは、基準を揃えるために、強度が最大となる箇所の結合効率を１として規格化している。
　ここでも、図１１に示すような空間結合による光通信において、入力光（送信側から出射される光）に基本モードおよび1次モードの成分が含まれる場合について、図１４に示すように、受信側の光ファイバ１０Ｒの位置がレンズ１１Ｒに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合について考えている。
　光ファイバの出力端面がＰ１の位置にある場合には、光軸ずれが正（＋）方向であるときの結合効率は良くなるが、逆に、光軸ずれが負（－）方向であるときの結合効率は悪くなる。一方、光ファイバの出力端面がＰ２の位置にある場合には、光軸ずれが正（＋）方向であるときの結合効率は光ファイバの出力端面がＰ１の位置にある場合に比べて結合効率は低下するが、光軸ずれが負（－）方向であるときの結合効率は光ファイバの出力端面がＰ１の位置にある場合に比べて結合効率は良くなる。つまり、この場合、軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分からなる光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率が得られるようになる。
　［送受信システム］
　図１８は、実施の形態としての送受信システム１００の構成例を示している。この送受信システム１００は、送信機２００と、受信機３００と、ケーブル４００を有している。送信機２００は、例えば、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、ディスクプレーヤ、セットトップボックス、デジタルカメラ、携帯電話などのＡＶソースである。受信機３００は、例えば、テレビ受信機、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ等である。送信機２００と受信機３００は、ケーブル４００を介して接続されている。
　送信機２００は、発光部２０１と、レセプタクル２０２と、発光部２０１からの光をレセプタクル２０２に伝搬する光ファイバ２０３を有している。発光部２０１は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等のレーザー素子、またはＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子を備えている。発光部２０１は、図示しない送信回路で発生される電気信号（送信信号）を光信号に変換する。発光部２０１で発光された光信号は、光ファイバ２０３を通じてレセプタクル２０２に伝搬される。
　また、受信機３００は、レセプタクル３０１と、受光部３０２と、レセプタクル３０１で得られた光を受光素子３０２に伝搬する光ファイバ３０３を有している。受光部３０２は、フォトダイオード等の受光素子を備えている。受光部３０２は、レセプタクル３０１から送られてくる光信号を電気信号（受信信号）に変換し、図示しない受信回路に供給する。
　ケーブル４００は、光ファイバ４０１の一端および他端に、プラグ４０２，４０３を有する構成とされている。光ファイバ４０１の一端のプラグ４０２は送信機２００のレセプタクル２０２に接続され、この光ファイバ４０１の他端のプラグ４０３は受信機３００のレセプタクル３０１に接続されている。
　この実施の形態において、送信機２００の光ファイバ２０３、受信機３００の光ファイバ３０３およびケーブル４００の光ファイバ４０１は、第１の波長では基本モードの成分のみを伝搬するものとされる。また、これらの光ファイバは、第１の波長で波長分散がゼロとなるように構成されている。例えば、第１の波長は１３１０ｎｍとされ、コア径ｄ、開口数ＮＡがそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とされ、規格化周波数Ｖ＝１．９２となるようにされている。これにより、これらの光ファイバは、１３１０ｎｍの波長ではシングルモードファイバとして機能する（図３参照）。
　また、この実施の形態において、第２の波長を持つと共に基本モードと１次モードの成分を持つ光を用いて通信をする。ここで、第２の波長は、上述の各光ファイバが基本モードと共に１次モードを伝搬し得る波長である。具体的には、例えば、第２の波長は８５０ｎｍとされる。８５０ｎｍの光が用いられる場合、これらの光ファイバでは、規格化周波数Ｖ＝２．９６となることから、基本モードの他に１次モードも伝搬し得るものとなり、ダブルモードファイバとして機能する（図４参照）。
　送信機２００において、発光素子２０１で発光される８５０ｎｍの光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ２０３によりレセプタクル２０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ２０３を伝搬する光は、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光となる（図９（ｂ）、図１６参照）。
　また、この実施の形態において、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布がコアの中心に対して一方向に偏らないように構成される。つまり、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布が、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように構成される（図１６（ａ）のＰ２の位置の光強度分布参照）。
　図１９は、送信機２００のレセプタクル２０２とケーブル４００のプラグ４０２が接続された状態の断面図を示している。
　レセプタクル２０２は、レセプタクル本体２１１を備えている。レセプタクル本体２１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。このようにレセプタクル本体２１１がレンズ付きフェルールの構成とされることで、光ファイバとレンズとの光軸合わせを容易に行うことができる。
　レセプタクル本体２１１には、その前面側に、凹状の光出射部（光伝達空間）２１３が形成されている。そして、このレセプタクル本体２１１には、この光出射部２１３の底部分に位置するように、レンズ（凸レンズ）２１４が一体的に形成されている。また、レセプタクル本体２１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔２１６が設けられている。光ファイバ２０３は、光路となる中心部のコア２０３ａと、その周囲を覆うクラッド２０３ｂの二重構造となっている。
　光ファイバ挿入孔２１６は、そこに挿入される光ファイバ２０３のコア２０３aとレンズ２１４の光軸が一致するように、成形されている。また、光ファイバ挿入孔２１６は、その底位置、つまり光ファイバ２０３を挿入した際に、その先端（出射端）の当接位置がレンズ２１４の焦点位置と合致するように、成形されている。
　また、レセプタクル本体２１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔２１２が光ファイバ挿入孔２１６の底位置付近に連通するように形成されている。光ファイバ２０３が光ファイバ挿入孔２１６に挿入された後、接着剤注入孔２１２から接着剤２１７が光ファイバ２０３の周囲に注入されることで、光ファイバ２０３はレセプタクル本体２１１に固定される。
　レセプタクル２０２において、レンズ２１４は、光ファイバ２０３から出射された光をコリメート光に成形して出射する機能を持つ。これにより、光ファイバ２０３の出射端から所定のＮＡで出射された光は、レンズ２１４に入射されてコリメート光に成形されて出射される。
　プラグ４０２は、プラグ本体４１１を備えている。プラグ本体４１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。
　プラグ本体４１１には、その前面側に、凹状の光入射部（光伝達空間）４１３が形成されている。そして、このプラグ本体４１１には、この光入射部４１３の底部分に位置するように、レンズ（凸レンズ）４１４が一体的に形成されている。また、プラグ本体４１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔４１６が設けられている。光ファイバ４０１は、光路となる中心部のコア４０１ａと、その周囲を覆うクラッド４０１ｂの二重構造となっている。
　光ファイバ挿入孔４１６は、そこに挿入される光ファイバ４０１のコア４０１ａとレンズ４１４の光軸が一致するように、成形されている。また、光ファイバ挿入孔４１６は、その底位置、つまり光ファイバ４０１を挿入した際に、その先端（入射端）の当接位置がレンズ４１４の焦点位置と合致するように、成形されている。
　また、プラグ本体４１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔４１２が光ファイバ挿入孔４１６の底位置付近に連通するように形成されている。光ファイバ４０１が光ファイバ挿入孔４１６に挿入された後、接着剤注入孔４１２から接着剤４１７が光ファイバ４０１の周囲に注入されることで、光ファイバ４０１はプラグ本体４１１に固定される。
　ケーブル４００のプラグ４０２において、レンズ４１４は、入射されるコリメート光を集光する機能を持つ。この場合、コリメート光がレンズ４１４に入射されて集光され、この集光された光は、光ファイバ４０１の入射端に入射される。
　なお、詳細説明は省略するが、ケーブル４００のプラグ４０３と受信機３００のレセプタクル３０１は、上述した送信機２００のレセプタクル２０２とケーブル４００のプラグ４０２の構成例と同様に構成される。
　図２０（ａ）は、送信機２００における発光部２０１とレセプタクル２０２の構成例を示している。この構成例は一例であって、送信機２００の構成がこれに限定されるものではない。
　発光部２０１においては、フェルール２２１を備えている。フェルール２２１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなっている。
　フェルール２２１には、前面側から後方に延びる光ファイバ挿入孔２２６が設けられている。光ファイバ２０３は、光ファイバ挿入孔２２６に挿入された後、接着剤２２７により、フェルール２２１に固定される。
　また、フェルール２２１の下面側に、発光素子２２３および発光素子駆動ドライバ２２８が載置された基板２２２が固定される。この場合、基板２２２には、発光素子２２３が、各光ファイバ２０３に合わせて載置されている。ここで、基板２２２は、発光素子２２３の出射部が光ファイバ２０３の光軸に一致するように、位置が調整されて固定される。
　また、フェルール２２１には、下面側から上方に延びる配置用孔２２４が形成されている。そして、発光素子２２３からの光の光路を光ファイバ２０３の方向に変更するために、配置用孔２２４の底部分は傾斜面とされ、この傾斜面にミラー（光路変更部）２２５が配置されている。なお、ミラー２２５に関しては、別個に生成されたものを傾斜面に固定するだけでなく、傾斜面に蒸着等で形成することも考えられる。ここで、発光素子２２３および光ファイバ２０３は、光モジュールを構成している。
　レセプタクル２０２に関しては、上述の図１９を用いて説明したと同様であるので、ここではその説明を省略する。
　図２０（ｂ）は、光ファイバ２０３内を基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝送する場合における光の強度分布を模式的に示している（図１６（ａ）参照）。図２０（ｃ）は、光ファイバ２０３の出力端面、つまり出射端面の光の強度分布を示している。光ファイバの出力端面の光の強度分布が、コア２０３ａの中心に対して一方向に偏らないように構成される。つまり、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布が、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように構成される（図１６（ｃ）参照）。
　このように、図１８に示す送受信システム１００において、送信機２００の光ファイバ２０３を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、この光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置と強度の高い箇所が他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とするものである。これにより、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光を伝搬させる場合にあって、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させる場合と同様の良好な結合効率を得ることが可能となる。従って、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させるように追加部品や構造の複雑な光源を用いることを必要としなくなり、部品コストを低減できる。
　［光モジュール調整装置］
　実施の形態としての光モジュール調整装置について説明する。この光モジュール調整装置は、図２１（ａ）に示す光モジュールを構成する光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を、図２１（ｂ）に示すように、コアの中心に対して一方向に偏らないように調整する。つまり、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布が、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置Ｐ１と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置Ｐ３の中間位置に対応した光強度分布となるように調整する（図１６（ａ）のＰ２の位置の光強度分布参照）。なお、図２１（ａ）において、図２０（ａ）と対応する部分には同一符号を付し手示している。
　図２２（ａ）は、光モジュール調整装置５００の構成例を示している。この光モジュール調整装置５００は、光ファイバ２０３の出力端側をカットして、即ち光ファイバ２０３の長さを変えて出力端面の光強度分布を調整する。
　この光モジュール調整装置５００は、撮像素子５０１と、制御回路５０２と、固定板５０３と、カッタ固定アーム５０４と、カッタ５０５と、アーム駆動部５０６と、光ファイバホルダ５０７を有している。
　固定板５０３は、アーム駆動部５０６と光ファイバホルダ５０７を固定する。光ファイバホルダ５０７は、光ファイバ２０３の先端側を固定する。アーム駆動部５０６は、その先端側にカッタ５０５が固定されたカッタ固定アーム５０４を保持すると共に、当該カッタ固定アーム５０４を光ファイバ２０３の軸方向に移動させてカット位置を調整すると共に、当該カッタ固定アーム５０４を光ファイバ２０３の径方向に移動させて、この光ファイバ２０３の出力端側をカットする。
　撮像素子５０１は、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度を撮像する。制御回路５０２は、撮像素子５０１で得られる撮像画像データを解析し、その結果に応じて、アーム駆動部５０６を制御してカッタ５０５の位置を移動させて光ファイバ２０３の出力端側をカットする。これにより、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布は、図２２（ｂ）に示すように、コアの中心に対して一方向に偏らないように調整される。つまり、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布は、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置Ｐ１と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置Ｐ３の中間位置に対応した光強度分布となるように調整される（図１６（ａ）のＰ２の位置の光強度分布参照）。
　図２３のフローチャートは、制御回路５０２の制御処理の手順の一例を示している。制御回路５０２は、ステップＳＴ１において、処理を開始する。次に、制御回路５０２は、ステップＳＴ２において、撮像素子５０１で得られる撮像画像データを解析して、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を評価する。
　次に、制御回路５０２は、ステップＳＴ３において、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布が事前に定めた規定範囲（テーブルとして持っている）内か否かを判断する。規定範囲に入っているとき、制御回路５０２は、ステップＳＴ４において、処理を終了する。つまり、このとき、光ファイバ２０３の出力端側をカットすることは行わない。
　また、ステップＳＴ３で規定範囲に入っていないとき、制御回路５０２は、ステップＳＴ５において、カッタ５０５の位置を調整して光ファイバ２０３の出力端側をカットする。そして、このステップＳＴ５の処理の後、制御回路５０２は、ステップＳＴ２の処理に戻り、上述したと同様の処理を、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布が規定範囲に入るまで繰り返す。
　ここで、規定範囲は、上述した、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置Ｐ１と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置Ｐ３の中間位置であるＰ２の位置に対応する。この規定範囲は、（１）図１６（ｃ）の理想の光強度分布の形状に対して何パーセントの誤差範囲としてもよく、あるいは（２）数度光ファイバ２０３をカットすることで光強度分布の特徴を把握し、一番強度分布の偏りがなくなるポイントを適宜探して決めてもよい。
　（１）の場合、図１６の（ｂ）寄りの条件と（ｄ）寄りの条件で規定範囲内として定める光強度分布の形状は異なることになる。図２４（ａ）～（ｃ）のように、本出願人が先に提案した技術（国際公開第２０１８/１３１７００号）を利用して、光強度分布を測定する。図２４（ａ）は、光強度分布の一例（撮像画像例）を示している。図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の光強度分布の一例を等高線により概略的に示したものである。図２４（ｃ）は、図２４（ｂ）のＡ－Ｂ線上の光強度を示している。そして、図２４（ｄ）に示すように、光強度分布の形状が、図１６（ｃ）の場合に対して図１６の（ｂ）寄りの場合と（ｄ）寄りの場合よりも内側に入って入れば規定範囲内としてもよい。
　また、本出願人が先に提案した技術（国際公開第２０１８/１３１７００号）を利用して光強度分布の外形を算出し、その外形が規定範囲内に入れば規定範囲内としてもよい。図２５（ａ）～（ｃ）は、それぞれ図１６（ｂ）～（ｄ）と同じ光強度分布を示している。図２５（ａ）～（ｃ）において、それぞれの破線は各々の光強度分布において算出された外形である。理想の（ｂ）の状態から若干（ａ）の状態に近づいた状態と若干（ｃ）の状態に近づいた状態の範囲に外形が入れば規定範囲内としてもよい。
　図２６のフローチャートは、制御回路５０２の制御処理の手順の他の一例を示している。制御回路５０２は、ステップＳＴ１１において、処理を開始する。次に、制御回路５０２は、ステップＳＴ１２において、撮像素子５０１で得られる撮像画像データを解析して、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を評価する。
　次に、制御回路５０２は、ステップＳＴ１３において、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布が事前の定めた規定範囲（テーブルとして持っている）内か否かを判断する。規定範囲に入っているとき、制御回路５０２は、ステップＳＴ１４において、処理を終了する。つまり、このとき、光ファイバ２０３の出力端をカットすることは行わない。
　また、ステップＳＴ１３で規定範囲に入っていないとき、制御回路５０２は、ステップＳＴ５において、カッタ５０５の位置を調整して光ファイバ２０３の出力端側をカットする。この場合、カットする長さは、図１６（ａ）のＰ１の位置とＰ２の位置の１/２程度の長さが望ましい。
　次に、制御回路５０２は、ステップＳＴ１６において、撮像素子５０１で得られる撮像画像データを解析して、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を評価する。次に、制御回路５０２は、ステップＳＴ１７において、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布が規定範囲内か否かを判断する。規定範囲に入っているとき、制御回路５０２は、ステップＳＴ１４において、処理を終了する。
　また、ステップＳＴ１７で規定範囲に入っていないとき、制御回路５０２は、ステップＳＴ１８において、カッタ５０５の位置を調整して光ファイバ２０３の出力端側をカットする。この場合にカットする長さについて説明する。
　カット前の光強度分布が例えば図２７の破線ａで示す位置の光強度分布であったとして、この光強度分布は図２７の破線ｂで示す位置でも同様となる。従って、制御回路５０２は、一度目の強度分布測定では光ファイバ２０３の出力端が、破線ａで示す位置にあるのか破線ｂで示す位置にあるのかが把握できない。しかし、光強度分布の隔たりの周期がわかっている場合は、一度目のカット後の光強度分布をモニタすることで、現在の光ファイバ２０３の出力端の光強度分布が、光強度分布の周期のどの位置の光強度分布に該当するのかを把握することができる。
　このように制御回路５０２は、現在の光ファイバ２０３の出力端の光強度分布が光強度分布の周期のどの位置の光強度分布に該当するか分かるので、図１６（ｃ）の光強度分布となる最適なカット長さを求めることが可能となる。ステップＳＴ１８で、このように光ファイバ２０３の出力端側をカットすることで、出力端の光強度分布は規定範囲に入る。
　ステップＳＴ１８の処理の後、制御回路５０２は、ステップＳＴ１４において、処理を終了する。
　上述の光強度分布の隔たりの周期Ｔは、波長ごとに異なる。図２８（ａ）は、図１６（ａ）と同様の、光ファイバ内を基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝送する場合における光強度分布をシミュレーションした図である。図２８（ｂ）のグラフは、波長［ｎｍ］と周期［μｍ］の関係を示したグラフである。
　このグラフから、波長が短いと周期Ｔが長くなり、波長が９００ｎｍ程度に近づくほど周期Ｔが短くなることがわかる。また、９００ｎｍ以上の波長の場合は、１３１０ｎｍの光ファイバと８５０ｎｍの光とのダブルモードの関係が崩れるために周期が増える傾向となっている。よって、波長に合わせた周期に対して、光ファイバをカットする量を制御回路は判断する必要がある。
　なお、図２２に示す光モジュールの調整装置５００においては、アーム駆動部５０６でカッタ固定アーム５０４を光ファイバ２０３の軸方向に移動させてカット位置を調整するようにしているが、カッタ５０５側を固定し、光ファイバホルダ５０７を移動させてカット位置を調整する構成としてもよいし、光ファイバホルダ５０７に固定されている光ファイバ２０３自体を移動させてカット位置を調整する構成としてもよい。また、光ファイバ２０３の出力端側をカットするのではなく、出力端面を研磨してもよい。
　また、図２２に示す光モジュールの調整装置５００においては、光ファイバ２０３の長さを変えて出力端面の光強度分布を調整する例である。しかし、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を調整する方法としては、発光素子２２３の発光波長を変更する方法も考えらえる。発光波長の変更により光強度分布の隔たりの周期Ｔが変わることから（図２８（ｂ）のグラフ参照）、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布を調整することができる。
　図２９は、発光素子２２３の発光波長を変更する方法を採用する光モジュール調整装置６００の構成例を示している。この光モジュール調整装置６００は、撮像素子６０１と、制御回路６０２を有している。
　撮像素子６０１は、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度を撮像する。制御回路６０２は、撮像素子６０１で得られる撮像画像データを解析し、その結果に応じて、発光素子２２３の発光波長を変える。これにより、光ファイバ２０３の出力端面の光強度分布は、図２９（ｂ）に示すように、コアの中心に対して一方向に偏らないように調整される。つまり、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布は、強度の高い箇所が一の方向にある第１の位置Ｐ１と強度の高い箇所がこの一の方向とは逆の他の方向にある第２の位置Ｐ３の中間位置に対応した光強度分布となるように調整される（図１６（ａ）のＰ２の位置の光強度分布参照）。
　＜２．変形例＞
　なお、上述実施の形態においては、本技術を送受信システム１００の送信機２００に適用したものであって（図１８参照）、レセプタクル２０２の光ファイバ２０３の出力端の光強度分布を最適化するものである。
　本技術は、図３０に示す送受信システム１００Ａにも同様に適用できる。この送受信システム１００Ａにおいて、図１８の送受信システム１００と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。
　この送受信システム１００Ａは、送信機２００Ａと、受信機３００を有している。送信機２００Ａは、発光素子２０１を有し、ピックテールとしてプラグ２０４が出ている。この場合、発光素子２０１からの光が、光ファイバ２０３を介してプラグ２０４に伝搬される。このプラグ２０４は、受信機３００のレセプタクル３０１に接続される。
　本技術は、この送受信システム１００Ａの送信機２００Ａに同様に適用でき、プラグ２０４の光ファイバ２０３の出力端の光強度分布を最適化することができる。
　また、本技術は、図３１に示す中継バッファ７００にも同様に適用でき、出力側のレセプタクルの光ファイバの出力端の光強度分布を最適化することができる。
　また、上述実施の形態においては、光ファイバの出力端面の光強度分布の調整方法として１本の光ファイバで説明したが、複数の光ファイバを並列に並べ、複数同時に並列的に処理してもよい。
　また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、光源としてレーザー光源やＬＥＤ光源の使用が考えられることから、第１の波長としては、例えば３００ｎｍから５μｍの間にあることが考えられる。
　また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、この第１の波長が、１３１０ｎｍを含む１３１０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、この第１の波長が、１５５０ｎｍ、あるいは、１５５０ｎｍを含む１５５０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。また、第２の波長が８５０ｎｍとして説明したが、この第２の波長が、８５０ｎｍを含む８５０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。
　また、上述実施の形態においては、光導波路が光ファイバである例で説明したが、本技術は光ファイバ以外の光導波路、例えばシリコン光導波路等である場合にも、適用できることは勿論である。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。
　なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
　（１）発光素子と、
　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を備え、
　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していき、
　前記光導波路の出力端面の光強度分布は、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とされる
　光モジュール。
　（２）前記光導波路は、第１の波長では前記基本モードの成分のみを伝搬し、
　前記光導波路を伝搬する光は、前記光導波路が前記基本モードおよび前記１次モードの成分を伝搬し得る第２の波長を持つ
　前記（１）に記載の光モジュール。
　（３）前記第１の波長は、１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯の波長であり、
　前記第２の波長は、８５０ｎｍ帯の波長である
　前記（２）に記載の光モジュール。
　（４）前記光導波路は、光ファイバである
　前記（１）から（３）のいずれかに記載の光モジュール。
　（５）前記光導波路は、シリコン光導波路である
　前記（１）から（３）のいずれかに記載の光モジュール。
　（６）発光素子と、
　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を有し、
　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していく光モジュール
における前記光導波路の出力端面の光強度分布を調整する調整部を備え、
　前記調整部は、前記光導波路の出力端面の光強度分布を、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整する
　調整装置。
　（７）前記光導波路の出力端面の光強度分布の情報を取得する取得部をさらに備え、
　前記調整部は、前記取得された光強度分布の情報に基づいて前記調整をする
　前記（６）に記載の調整装置。
　（８）前記調整部は、前記光導波路の長さを変えて前記調整をする
　前記（７）に記載の調整装置。
　（９）前記調整部は、前記光導波路の出力端面の光強度分布が前記第１の位置と前記第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるまで、前記光導波路の出力端側を所定長単位でカットまたは研磨していく
　前記（８）に記載の調整装置。
　（１０）前記調整部は、長さを短くする前に前記取得された光強度分布の情報と所定長だけ長さを短くしたときに前記取得された光強度分布の情報とに基づいて、前記光導波路の出力端面の光強度分布が前記第１の位置と前記第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるために短くすべき長さを算出し、該算出された長さだけさらに短くする
　前記（８）に記載の調整装置。
　（１１）前記調整部は、前記発光素子の発光波長を変更して前記調整をする
　前記（７）に記載の調整装置。
　（１２）発光素子と、
　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を有し、
　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していく光モジュール
における前記光導波路の出力端面の光強度分布を調整する調整手順を有し、
　前記調整手順では、前記光導波路の出力端面の光強度分布を、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整する
　調整方法。
　（１３）発光素子と、
　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を備え、
　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していき、
　前記光導波路の出力端面の光強度分布が前記コアの中心に対して一方向に偏らないように構成される。
　光モジュール。
　１００，１００Ａ・・・送受信システム
　２００，２００Ａ・・・送信機
　２０１・・・発光部
　２０２・・・レセプタクル
　２０３・・・光ファイバ
　２０３ａ・・・コア
　２０３ｂ・・・クラッド
　２０４・・・プラグ
　２１１・・・コネクタ本体
　２１２・・・接着剤注入孔
　２１３・・・光出射部（光伝達空間）
　２１４・・・レンズ（凸レンズ）
　２１６・・・光ファイバ挿入孔
　２１７・・・接着剤
　２２１・・・フェルール
　２２２・・・基板
　２２３・・・発光素子
　２２４・・・配置用孔
　２２５・・・ミラー
　２２６・・・光ファイバ挿入孔
　２２７・・・接着剤
　２２８・・・発光素子駆動ドライバ
　３００・・・受信機
　３０１・・・レセプタクル
　３０２・・・受光部
　３０３・・・光ファイバ
　４００・・・ケーブル
　４０１・・・光ファイバ
　４０１ａ・・・コア
　４０１ｂ・・・クラッド
　４０２，４０３・・・プラグ
　４１１・・・コネクタ本体
　４１２・・・接着剤注入孔
　４１３・・・光入射部（光伝達空間）
　４１４・・・レンズ（凸レンズ）
　４１６・・・光ファイバ挿入孔
　４１７・・・接着剤
　５００・・・光モジュール調整装置
　５０１・・・撮像素子
　５０２・・・制御回路
　５０３・・・固定板
　５０４・・・カッタ固定アーム
　５０５・・・カッタ
　５０６・・・アーム駆動部
　５０７・・・光ファイバホルダ
　６００・・・光モジュール調整装置
　６０１・・・撮像素子
　６０２・・・制御回路

Claims (13)

  1. 　発光素子と、
    　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を備え、
    　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
    　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していき、
    　前記光導波路の出力端面の光強度分布は、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布とされる
    　光モジュール。
  2. 　前記光導波路は、第１の波長では前記基本モードの成分のみを伝搬し、
    　前記光導波路を伝搬する光は、前記光導波路が前記基本モードおよび前記１次モードの成分を伝搬し得る第２の波長を持つ
    　請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　前記第１の波長は、１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯の波長であり、
    　前記第２の波長は、８５０ｎｍ帯の波長である
    　請求項２に記載の光モジュール。
  4. 　前記光導波路は、光ファイバである
    　請求項１に記載の光モジュール。
  5. 　前記光導波路は、シリコン光導波路である
    　請求項１に記載の光モジュール。
  6. 　発光素子と、
    　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を有し、
    　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
    　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していく光モジュール
    における前記光導波路の出力端面の光強度分布を調整する調整部を備え、
    　前記調整部は、前記光導波路の出力端面の光強度分布を、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整する
    　調整装置。
  7. 　前記光導波路の出力端面の光強度分布の情報を取得する取得部をさらに備え、
    　前記調整部は、前記取得された光強度分布の情報に基づいて前記調整をする
    　請求項６に記載の調整装置。
  8. 　前記調整部は、前記光導波路の長さを変えて前記調整をする
    　請求項７に記載の調整装置。
  9. 　前記調整部は、前記光導波路の出力端面の光強度分布が前記第１の位置と前記第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるまで、前記光導波路の出力端側を所定長単位でカットまたは研磨していく
    　請求項８に記載の調整装置。
  10. 　前記調整部は、長さを短くする前に前記取得された光強度分布の情報と所定長だけ長さを短くしたときに前記取得された光強度分布の情報とに基づいて、前記光導波路の出力端面の光強度分布が前記第１の位置と前記第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるために短くすべき長さを算出し、該算出された長さだけさらに短くする
    　請求項８に記載の調整装置。
  11. 　前記調整部は、前記発光素子の発光波長を変更して前記調整をする
    　請求項７に記載の調整装置。
  12. 　発光素子と、
    　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を有し、
    　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
    　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していく光モジュール
    における前記光導波路の出力端面の光強度分布を調整する調整手順を有し、
    　前記調整手順では、前記光導波路の出力端面の光強度分布を、前記強度の高い箇所が前記一の方向にある第１の位置と前記強度の高い箇所が前記他の方向にある第２の位置の中間位置に対応した光強度分布となるように調整する
    　調整方法。
  13. 　前記発光素子からの光を伝搬する光導波路を備え、
    　前記光導波路を伝搬する光は基本モードおよび１次モードの成分を持つ光であり、
    　前記基本モードおよび１次モードの成分を持つ光は、前記光導波路に沿って強度の高い箇所がコアの中心に対して一の方向および該一の方向とは逆の他の方向に交互に現れる光強度分布をもって前記光導波路を伝搬していき、
    　前記光導波路の出力端面の光強度分布が前記コアの中心に対して一方向に偏らないように構成される。
    　光モジュール。
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