JP2021509483A - 光モジュール及び光モジュールの組立方法 - Google Patents

Abstract

半導体変調器、入力レンズ系、第１及び第２の出力レンズ系、並びに２つのモニタＰＤを備える光モジュールが開示されている。半導体変調器は、その一方の側に、入力ポート、第１及び第２の出力ポート、並びに２つのモニタポートを有する。入力ポート、並びに、第１及び第２の出力ポートは、それぞれ、入力レンズ系、並びに第１及び第２のレンズ系に対向している。２つのモニタポートは、それぞれ２つのモニタＰＤに対向している。第１及び第２の出力ポートは、一方の側の入力ポートに対して対称的に配置される。２つのモニタポートは、第１及び第２の出力ポートのそれぞれの外側に、入力ポートに対して対称に配置される。【選択図】図２

Description

本出願は、２０１７年１２月２６日の日本出願第２０１７−２４９０２３号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。本発明は、光モジュール及び光モジュールの組立方法に関する。

特開２０１７−０２６９８８号公報には、偏波多重４値位相変調（ＤＰ−ＱＰＳＫ：Dual Polarization Quadrature Phase-Shift Keying）方式の光モジュールが記載されている。この光モジュールは、入力光を複数に分岐して分岐された入力光のそれぞれに位相変調を行い、位相変調された２つの信号光を出力する２つの変調器チップを有する。この変調器チップでは、その一方側に光入力ポートが設けられており、その他方側に２つの出力ポートが設けられている。

特開２００９−２２９５９２号公報には、２つの光変調器が同一基板上に形成された光デバイスが記載されている。この光変調器では、基板の両端面からそれぞれ入力する光が変調され、変調された光が該両端面からそれぞれ出力される。

光通信の分野では、光モジュールの筐体内に複雑な機能を実装すると共に、光モジュールの筐体の小型化が要求されている。このような光モジュールとして、特開２０１７−０２６９８８号公報に記載されたＤＰ−ＱＰＳＫ方式の光モジュールがある。この方式は、ＱＰＳＫ方式によりそれぞれ変調された２つの光の偏波を互いに直交させることにより、合計４ビットの情報を伝送する方式である。この光モジュールでは、光入力ポート及び２つの出力ポートが変調器チップの両側にそれぞれ設けられている。

しかしながら、このような変調器チップでは、レンズ等の各光学部品を両側にそれぞれ配置することとなるので、それらの光学部品の実装領域が大きくなりやすい。従って、このような光モジュールでは、小型化が困難である。また、このような配置では、各光学部品を効率的に配置することが難しくなる。このように、構成が複雑で、かつ配置が難しい。

本発明の一側面は、光モジュールに関する。光モジュールは、半導体変調器と、入力レンズ系と、第１及び第２の出力レンズ系と、２つのモニタＰＤ（Photo Diode）とを備える。半導体変調器の平面形状は長方形状とされている。半導体変調器は、入力ポートと、第１及び第２の出力ポートと、２つのモニタポートとを備える。半導体変調器は、入力ポートにおいて連続光を受けて、当該連続光を分岐光に分岐する。半導体変調器は、分岐光を位相変調し、複数の分岐光の一部を合波して第１の出力ポートから第１の出力光を出力する。半導体変調器は、複数の分岐光の残部を合波して第２の出力ポートから第２の出力光を出力する。入力レンズ系と、第１及び第２の出力レンズ系のそれぞれは、半導体変調器側に配置された後段レンズと、半導体変調器からより離れた位置に配置された前段レンズとを備える。入力レンズ系は、入力ポートに対向する。第１及び第２の出力レンズ系は第１及び第２の出力ポートのそれぞれに対向する。２つのモニタＰＤのそれぞれは、半導体変調器のモニタポートに対向する。本発明の光モジュールでは、半導体変調器が、一側面における入力ポートに対して対称となるように第１及び第２の出力ポートが配置される長方形状の一つの側面を有し、２つのモニタポートが第１及び第２の出力ポートのそれぞれの外側に配置されており、当該一つの側面における入力ポートに対して互いに対称となるように配置されているという特徴を有する。

本発明の別の側面は、光モジュールの組立方法に関する。光モジュールは、半導体変調器と、筐体と、入力及び出力アセンブリとを備える。半導体変調器は、その一つの側面に、入力ポートと、第１及び第２の出力ポートとを備える。筐体は、内部に半導体変調器を収容する。入力及び出力アセンブリは、半導体変調器の側面に対向する筐体の側壁に設けられる。この方法は、（１）入力アセンブリに光学的に結合するように半導体変調器の入力ポートに入力レンズ系を配置すること、及び（２）出力アセンブリに第１及び第２の出力ポートが光学的に結合するように半導体変調器の第１及び第２の出力ポートに第１及び第２の出力レンズ系を配置すること、を含む。

図１は、本発明の第１実施形態の光モジュールを示す斜視図である。 図２は、図１の光モジュールの平面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った光モジュールの断面図である。 図４は、図１に示される光モジュール内に搭載された半導体変調器の平面図である。 図５は、図４に示された電極及び電気配線を除いた図４の半導体変調器を示す平面図である。 図６は、図１に示される光モジュールの組立方法を示すフローチャートである。 図７は、光モジュールの製造工程を示す図である。 図８は、図７に示される工程の次の工程を示す図である。 図９は、図８に示される工程の次の工程を示す図である。 図１０は、図９に示される工程の次の工程を示す図である。 図１１は、図１０に示される工程の次の工程を示す図である。 図１２は、図１１に示される工程の次の工程を示す図である。 図１３は、本発明の第２実施形態に係る別の光モジュールを示す斜視図である。 図１４は、レンズアレイの配置中に半導体変調器における、配列されたレンズ、入力ポート、第１及び第２の出力ポートの位置関係を模式的に示す図である。

次に、本発明に係る光モジュール、及び光モジュールの組立方法の実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る光モジュール１の内部を示す斜視図である。図２は、光モジュール１の平面図である。図３は、図２のIII−III線に沿った光モジュール１の断面図である。なお、図１では、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４の一部が断面として示されており、側壁２Ｄの一部が省略されている。本実施形態の光モジュール１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ方式の光通信において用いられる光モジュールである。光モジュール１は、略直方体状の筐体２と、筐体２の短手方向に延びる側壁２Ａとを備え、側壁２Ａに入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４が取り付けられている。

筐体２は、例えばコバール製である。筐体２は、４つの側壁２Ａ，２Ｂ，２Ｃ、及び２Ｄ、並びに底面２Ｅを有する。側壁２Ａ，２Ｂは、筐体２の幅方向に延びており、互いに対向している。側壁２Ｃ，２Ｄは、互いに対向すると共に、筐体２の長手方向に延びている。底面２Ｅは、４つの側壁２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，及び２Ｄの周辺に設けられる。側壁２Ａは、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４を取り付けるための２つの窓部５を備える。また、前側の側壁２Ａに対向する側壁２Ｂには、フィードスルー６が設けられている。フィードスルー６は、高周波信号を伝送する伝送線路を有する。伝送線路は、ＦＰＣ基板を介して高周波信号を受け、該高周波信号を筐体２内に伝送する。このＦＰＣ基板に代えてリードピンが設けられてもよい。

また、側壁２Ｃには、フィードスルー７（図２を参照）が設けられている。フィードスルー７は、複数のリードピン７ａを有する。具体的には、複数のリードピン７ａは、フィードスルー７の表面及び表面とは反対側の裏面の両方に設けられた二段構造を有する。このように複数のリードピン７ａが二段構造を有することによりリードピンの数を増やすことができる。本実施形態の光モジュール１では、機能が複雑であり、フィードスルー７の両面に設けられたリードピン７ａを増やすのは避けられないためである。複数のリードピン７ａは、光モジュール１を搭載する外部の回路基板に接続される。複数のリードピン７ａには、光モジュール１内において生成された電気信号を光モジュール１の外部に取り出すリードピン、筐体２の内部の電子回路にバイアスを供給するリードピン、及び接地リードピン等が含まれる。本実施形態の光モジュール１では、１つの側壁２Ｃにフィードスルー７が設けられているが、側壁２Ｄに別のフィードスルーが設けられていてもよい。

入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４は、筐体２の短手方向に沿って並置されている。入力アセンブリ３には、図１に示されるように、偏波保持ファイバ（Polarization Maintaining Fiber：ＰＭＦ）８が接続されている。入力アセンブリ３は、ＰＭＦ８を保持するピグテイル部品、及び、窓部５と対向して配置されるレンズ３ａを含む。レンズ３ａは、連続光Ｌ_１をコリメート光に変換して筐体２内に導く。レンズ３ａの焦点距離は例えば２．０ｍｍである。ピグテイル部品及びレンズ３ａは、例えば金属部品によって互いに接合固定される。

出力アセンブリ４には、シングルモードファイバ（Single Mode Fiber：ＳＭＦ）９が接続されている。出力アセンブリ４は、ＳＭＦ９を保持するピグテイル部品、及び、窓部５と対向して配置されるレンズ４ａを含む。レンズ４ａは、筐体２内においてＤＰ−ＱＰＳＫ方式により変調された出力光Ｌ_４を、ＳＭＦ９に集光する。レンズ４ａの焦点距離は例えば２．０ｍｍである。ピグテイル部品及びレンズ４ａは、金属部品によって互いに接合固定される。なお、筐体２には、側壁２Ａ〜２Ｄ上で該筐体２を塞ぐ蓋（不図示）が、筐体２の内部を封止する。底面２Ｅ、側壁２Ａ〜２Ｄ及び当該蓋で画成された筐体２の内部空間が内部の光部品及び電気部品を気密封止する。

本実施形態の光モジュール１は、ＴＥＣ（Thermoelectric Cooler）１０、ベース１１、キャリア１２、及び半導体変調器１３を筐体２内に備える。ＴＥＣ１０は、底面２Ｅ上に搭載されている。ベース１１は、ＴＥＣ１０上に搭載されている。半導体変調器１３は、ベース１１上に搭載されている。半導体変調器１３の温度は、ＴＥＣ１０により一定に保持されている。

図４は、半導体変調器１３を示す平面図である。図５は、図４に示された半導体変調器１３から電極及び電気配線を除いた半導体変調器１３を示す平面図である。半導体変調器１３は、ＧａＡｓ系半導体もしくはＩｎＰ系半導体によって構成されるマッハツェンダー型の半導体変調器である。半導体変調器１３は、変調器チップ２０と、入力ポート２１と、第１の出力ポート２２と、第２の出力ポート２３と、分岐部２４と、第１の合波部２５と、第２の合波部２６と、複数（例えば８本）のアーム導波路２７ａ〜２７ｈと、第１のモニタポート２８と、第２のモニタポート２９とを有する。

変調器チップ２０は、絶縁性又は半絶縁性のＩｎＰ基板である。変調器チップ２０の平面形状は四角形状であり、一例では長方形状もしくは正方形状である。変調器チップ２０は、その長手方向の端部に位置する辺２０ａ，２０ｂと、その短手方向の端部に位置する辺２０ｃ，２０ｄとを有する。辺２０ａ，２０ｂの長さは例えば４ｍｍ〜９ｍｍであり、辺２０ｃ，２０ｄの長さは例えば３ｍｍ〜１２ｍｍである。

入力ポート２１は、入力アセンブリ３からの連続光Ｌ_１を入力し、辺２０ａ、具体的には、辺２０ａの中央に位置する。すなわち、辺２０ｃの一端から入力ポート２１までの距離と、辺２０ｄの一端から入力ポート２１までの距離とは互いに等しい。入力ポート２１は、辺２０ａに直交する光軸を有する。すなわち、入力ポート２１から延びる光導波路は、辺２０ａに対して直交する光軸を有する。

第１及び第２の出力ポート２２，２３は、出力光Ｌ_２，Ｌ_３を外部へ出力する光ポートであって、変調器チップ２０の辺２０ａに設けられている。第１及び第２の出力ポート２２，２３は、入力ポート２１に対して互いに対称な位置に設けられている。すなわち、第１の出力ポート２２は、辺２０ｄ側に設けられている。入力ポート２１から第１の出力ポート２２までの距離は、入力ポート２１から第２の出力ポート２３までの距離と等しい。第２の出力ポート２３は、入力ポート２１に対して辺２０ｃ側に設けられる。第１の出力ポート２２の光軸、及び第２の出力ポート２３の光軸は、辺２０ａに対して直交している。すなわち、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３のそれぞれから延びる光導波路は、辺２０ａに対して直交する光軸を有する。入力ポート２１から第１の出力ポート２２までの距離は、入力ポート２１から第２の出力ポート２３までの距離に等しい。また、辺２０ｄに対する第１の出力ポート２２の距離は、辺２０ｃに対する第２の出力ポートまでの距離と等しい。

分岐部２４は、入力ポート２１から入力された連続光Ｌ_１を８本のアーム導波路２７ａ〜２７ｈに分岐する。第１の合波部２５は、４本のアーム導波路２７ｅ〜２７ｈを伝搬した信号光（一部）を合波して第１の出力ポート２２に第１の出力光Ｌ_２として提供する。第２の合波部２６は、別の４本のアーム導波路２７ａ〜２７ｄを伝搬した信号光（残部）を合波して第２の出力ポート２３に第２の出力光Ｌ_３として提供する。

第１のモニタポート２８は、第１の合波部２５から出力される光強度をモニタする為の光ポートである。第２のモニタポート２９は、第２の合波部２６から出力される光強度をモニタする為の光ポートである。第１及び第２のモニタポート２８，２９は、変調器チップ２０の辺２０ａにおいて、入力ポート２１に対して互いに対称な位置に設けられている。第１及び第２の出力ポート２２，２３、並びに入力ポート２１は、第１のモニタポート２８と第２のモニタポート２９との間（内側）に配置されている。

具体的には、第１のモニタポート２８は、第１の出力ポート２２と辺２０ｄとの間に配置されている。また、第２のモニタポート２９は、第２の出力ポート２３と辺２０ｃとの間に配置されている。第１のモニタポート２８から入力ポート２１までの距離と第２のモニタポート２９から入力ポート２１までの距離とは、実質的に互いに等しい。入力ポート２１は辺２０ａの中央に設けられているので、第１のモニタポート２８から辺２０ｄまでの距離と、第２のモニタポート２９から辺２０ｃまでの距離とは互いに等しい。

図４に示されるように、半導体変調器１３は、８個の変調電極３１ａ〜３１ｈと、４個の親位相調整電極３２ａ〜３２ｄと、８個の子位相調整電極（不図示）とを有する。変調電極３１ａ〜３１ｈは、アーム導波路２７ａ〜２７ｈ上にそれぞれ設けられ、変調された電圧信号をアーム導波路２７ａ〜２７ｈに与えて、アーム導波路２７ａ〜２７ｈの屈折率を変化させる。これにより、アーム導波路２７ａ〜２７ｈを伝搬する光の位相が変調される。

変調電極３１ａ〜３１ｈそれぞれの一端は、配線パターンを介して、信号入力用のＲＦパッド３３ａ〜３３ｈそれぞれと電気的に接続されている。信号入力用のＲＦパッド３３ａ〜３３ｈは、ドライバ４２（図１〜図３を参照）を介してフィードスルー６の伝送線路と接続されている。また、変調電極３１ａ〜３１ｈそれぞれの他端は、配線パターンを介して、信号終端用の信号パッド３４ａ〜３４ｈそれぞれと電気的に接続されている。４個の親位相調整電極３２ａ〜３２ｄは、変調器チップ２０上の各光導波路上に設けられ、直流電圧である位相調整電圧を各光導波路に個別に与えて、各光導波路の屈折率を調整する。

親位相調整電極３２ａ〜３２ｄそれぞれは、配線パターンを介して、バイアスパッド３５ａ〜３５ｄそれぞれと電気的に接続されている。前述した子位相調整電極（不図示）は、アーム導波路２７ａ〜２７ｈ上にそれぞれ設けられ、直流電圧である位相調整電圧をアーム導波路２７ａ〜２７ｈに個別に与えて、アーム導波路２７ａ〜２７ｈの屈折率を調整する。子位相調整電極は、配線パターンを介して、調整信号入力用のバイアスパッド３６ａ〜３６ｈそれぞれと接続されている。

図４及び図５に示される半導体変調器１３では、信号パッド３４ａ〜３４ｈ、及び、バイアスパッド３５ａ〜３５ｄ，３６ａ〜３６ｈが、辺２０ｃ，２０ｄのそれぞれに分かれて設けられている。しかしながら、半導体変調器１３は、辺２０ｃ，２０ｄのいずれか一方のみに信号パッド３４ａ〜３４ｈ、バイアスパッド３５ａ〜３５ｄ，３６ａ〜３６ｈを配置してもよい。バイアスパッド３５ａ〜３５ｄ，３６ａ〜３６ｈは、フィードスルー７の複数のリードピン７ａのいずれかと電気的に接続される。

再び、図１、図２、及び図３を参照する。光モジュール１は、ヒートシンク４０、回路基板４１、及びドライバ４２を筐体２内に備える。ヒートシンク４０は、フィードスルー６及びＴＥＣ１０の間において筐体２の底面の長手方向に配置される。ヒートシンク４０は、例えば窒化アルミ（ＡｌＮ）等の熱伝導性のよい材料によって構成されており、回路基板４１上に搭載される。回路基板４１は、多層配線基板の一種であり、フィードスルー７の複数のリードピン７ａに電気的に接続されている。ドライバ４２は、回路基板４１上に搭載されている。ドライバ４２は、ボンディングワイヤを介して回路基板４１（回路基板４１上の回路）に電気的に接続されている。また、ドライバ４２は、ボンディングワイヤを介して、フィードスルー６の伝送線路、及び半導体変調器１３に接続されている。ドライバ４２は、フィードスルー６の伝送線路からの駆動信号を、半導体変調器１３に提供するために好適な強度を有する信号に変換する。

光モジュール１は、入力アセンブリ３と、半導体変調器１３の入力ポート２１とを光結合するための光学部品として、図１、図２、及び図３に示されるように、偏光子５０、ミラー５１、ミラー５２、及び入力レンズ系５３を更に備える。これらの光学部品５０〜５３は、接着剤によりベース１１上に搭載されている。偏光子５０は、入力アセンブリ３の光軸上に配置されている。偏光子５０は、入力アセンブリ３から入力された連続光Ｌ_１の偏波方向を整える。ＰＭＦ８において維持されていた連続光Ｌ_１の偏波方向が光モジュール１の組み立て時にずれたとしても、すなわち、ＰＭＦ８の偏光角度が所定角度からずれたとしても、偏光子５０は、偏波方向が０°若しくは９０°の偏波成分のみを連続光Ｌ_１として抽出できる。ミラー５１は、偏光子５０を介して入力アセンブリ３と光結合する。ミラー５１は、偏光子５０を通過した連続光Ｌ_１を受け、ミラー５２に向けて反射する。ミラー５１における連続光Ｌ_１の入射光軸と反射光軸とは、略直角を成す。

ミラー５２は、ミラー５１及び入力ポート２１と光結合する光反射面を有する。ミラー５２は、ミラー５１に対して、側壁２Ｄ側に配置されており、入力ポート２１の光軸上に位置する。ミラー５２は、ミラー５１により反射された連続光Ｌ_１を受け、入力ポート２１に向けて反射する。連続光Ｌ_１の入射光軸と反射光軸とは、略直角を成す。言い換えれば、連続光Ｌ_１の反射光軸は、入力アセンブリ３の光軸と略平行となる。すなわち、ミラー５１及びミラー５２の組は、入力ポート２１の光軸に合うように入力アセンブリ３の光軸を調整する。

入力レンズ系５３は、ミラー５２と入力ポート２１との間の光路上（すなわち、入力ポート２１の光軸上）に配置されており、入力ポート２１と対向している。入力レンズ系５３は、ミラー５２を反射した連続光Ｌ_１を入力ポート２１に集光する。入力レンズ系５３は、後段レンズ５４及び前段レンズ５５を含んでいる。後段レンズ５４は、入力ポート２１と対向して配置されている。前段レンズ５５と入力ポート２１の間に後段レンズ５４が介在している。後段レンズ５４の焦点距離は、例えば０．５１ｍｍである。

前述したように、前段レンズ５５は、後段レンズ５４とミラー５２との間に配置されている。前段レンズ５５の焦点距離は、例えば２．１ｍｍである。本実施形態の光モジュール１では、ＰＭＦ８から出力された連続光Ｌ_１は、入力ポート２１に至るまでに３つのレンズ（入力アセンブリ３、前段レンズ５５、及び後段レンズ５４）を通過する。具体的には、ＰＭＦ８から出力された連続光Ｌ_１は、入力アセンブリ３のレンズ３ａによってコリメート光に変更されたのち、後段レンズ５４及び前段レンズ５５によって入力ポート２１に集光される。この３つのレンズのうち前段レンズ５５は必須ではない。すなわち、連続光Ｌ_１は、２つのレンズ（すなわちレンズ３ａ及び後段レンズ５４）によって入力ポート２１に集光されてもよい。

また、光モジュール１は、出力アセンブリ４と、半導体変調器１３の第１及び第２の出力ポート２２，２３とを光結合する為の光学部品として、第１の出力レンズ系６０、第２の出力レンズ系６３、半波長板（λ／２板）６６（λは出力光Ｌ_１の波長）、ミラー６７、スキュー調整素子６８、偏波合成部としてのＰＢＣ６９、並びに光分波器（Beam Splitter：ＢＳ）７０を備える。これらの光学部品は、半導体変調器１３が配置された後に、接着剤によりベース１１上に固定される。

第１及び第２の出力レンズ系６０，６３は、入力レンズ系５３の両側のそれぞれに配置されている。具体的には、第１の出力レンズ系６０は、側壁２Ｃと入力レンズ系５３との間において第１の出力ポート２２に対向するように、第１の出力ポート２２の光軸上に配置される。第１の出力レンズ系６０は、半導体変調器１３側に配置された後段レンズ６１と、半導体変調器１３から遠くに配置された前段レンズ６２とを含んでいる。第１の出力レンズ系６０は、第１の出力ポート２２から出力される出力光Ｌ_２をコリメート光に変換する。後段レンズ６１は第１の出力ポート２２に対向しており、後段レンズ６１の焦点距離は、例えば、０．５１ｍｍである。前段レンズ６２は、後段レンズ６１を介して第１の出力ポート２２と対向して配置されている。前段レンズ６２は、後段レンズ６１とλ／２板６６との間に位置している。前段レンズ６２の焦点距離は、例えば２．１ｍｍである。

第２の出力レンズ系６３は、側壁２Ｄと入力レンズ系５３との間に配置されており、第２の出力ポート２３に対向している。第２の出力レンズ系６３は、第２の出力ポート２３の光軸上に配置されている。第２の出力レンズ系６３は、半導体変調器１３の第２の出力ポート２３から出力される出力光Ｌ_３をコリメート光に変換する。第２の出力レンズ系６３は、半導体変調器１３側に配置された後段レンズ６４と、半導体変調器１３から離れた位置に配置された前段レンズ６５とを含んでいる。

後段レンズ６３は第２の出力ポート２３と対向して配置されており、後段レンズ６３の焦点距離は、例えば、０．５１ｍｍである。前段レンズ６５は、後段レンズ６４を介して第２の出力ポート２３に光結合している。前段レンズ６５は、スキュー調整素子６８と第２の出力ポート２３の間に配置されている。なお、前段レンズ６５の焦点距離は、例えば２．１ｍｍであってもよい。

本実施形態に係る光モジュール１では、第１の出力ポート２２から出力された出力光Ｌ_２が、３つのレンズ（すなわち、出力アセンブリ４の内部における後段レンズ６１、前段レンズ５２、及びレンズ４２ａ）を通過する。具体的には、第１の出力ポート２２から出力された出力光Ｌ_２は、後段レンズ６１及び前段レンズ６２によってコリメート光に変更され、出力光Ｌ_３と合波されたのち、出力アセンブリ４のレンズ４ａによってＳＭＦ９に集光される。この３つのレンズのうち前段レンズ６２は必須ではない。すなわち、第１の出力ポート２２から出力された第１の出力光Ｌ_２は、後段レンズ６１及びレンズ４ａによってＳＭＦ９に集光されてもよい。

また、第２の出力ポート２３から出力された出力光Ｌ_３についても、出力アセンブリ４の内部において、３つのレンズ、すなわち、後段レンズ６４、前段レンズ６５、及びレンズ４ａを通過する。第２の出力ポート２３から出力された出力光Ｌ_３は、第２の出力レンズ系６３の後段レンズ６４及び前段レンズ６５によってコリメート光に変更され、出力アセンブリ４の内部のレンズ４ａによってＳＭＦ９に集光される。この３つのレンズのうち前段レンズ６５は必須ではない。出力光Ｌ_３は、後段レンズ６４及びレンズ４ａを含む２つのレンズによってＳＭＦ９に集光されてもよい。

半波長板６６は、λ／２板とも称される。半波長板６６は、前段レンズ６２の光軸上に配置されており、第２の出力ポート２３から出力される出力光Ｌ_３の偏波方向が第１の出力ポート２２から出力される出力光Ｌ_２の偏波方向と直交するように出力光Ｌ_３の偏波方向を９０°回転する。なお、図２に示される形態では、λ／２板６６は、前段レンズ６２の光軸上に配置されているが、λ／２板６６は、第２の出力レンズ系６３の前段レンズ６５の光軸上に配置されてもよい。すなわち、λ／２板６６は、前段レンズ６２の光軸上、及び前段レンズ６５の光軸上のうち少なくとも一方の光軸上に配置されてもよい。この場合、λ／２板６６は、出力光Ｌ_２及び出力光Ｌ_３のうち一方の信号光の偏波方向と、他方の信号光の偏波方向とが互いに直交するように、出力光Ｌ_２及び出力光Ｌ_３のいずれかの偏波方向を回転する。

ミラー６７は、λ／２板６６を介して第１の出力レンズ系６０の前段レンズ６２と光結合する。ミラー６７は、λ／２板６６を通過した出力光Ｌ_２を受け、出力光Ｌ_２をＰＢＣ６９に向けて反射する。ミラー６７における出力光Ｌ_２の入射光軸と反射光軸とは直角を成す。スキュー調整素子６８は、例えばＳｉ製のブロック材であり、出力光Ｌ_３の光路長を等価的に長くすることにより、λ／２板６６を通過した出力光Ｌ_２に起因する出力光Ｌ_２の位相遅れを補償する。すなわち、スキュー調整素子６８の光路長は、λ／２板６６の光路長と実質的に同一である。出力光Ｌ_３は、スキュー調整素子６８を通過してＰＢＣ６９に到達する。

ＰＢＣ６９は、第１及び第２の出力ポート２２，２３と光結合している。ＰＢＣ６９は、第２の出力レンズ系６３の前段レンズ６５の光軸上、すなわち第２の出力ポート２３の光軸上に配置されている。ＰＢＣ６９の表面には、偏波選択フィルタが設けられており、ミラー６７に対向するＰＢＣ６９の裏面には、反射防止膜が設けられている。偏波選択フィルタは、或る面内の偏光については反射率が大きく且つ透過率が小さく、該面に垂直な別の面内の偏光については透過率が大きく且つ反射率が小さい光学特性を有するフィルタである。この面は、光の入射面の光軸及び法線によって形成される。また、偏波選択フィルタは、入射面に対して平行な偏光に対して反射特性を有しない実質的な透過性を示し、入射面に対して垂直な偏光に対して透過性を有しない実質的な反射特性を示す。

第１の出力ポート２２から出力された出力光Ｌ_２は、ミラー６７にて反射されたのち、ＰＢＣ６９に到達する。出力光Ｌ_２は、ＰＢＣ６９から出力アセンブリ４に向けて反射される。その一方で、スキュー調整素子６８を通過した出力光Ｌ_３は、ＰＢＣ６９に入射する。２つの出力光Ｌ_２，Ｌ_３は、半導体変調器１３の第１及び第２の出力ポート２２，２３において互いに同一な偏光成分を有するが、前者の出力光Ｌ_２は偏光方向を９０°回転させるλ／２板６６を通過した後にミラー６７に入射するので、２つの出力光Ｌ_２，Ｌ_３は、ＰＢＣ６９において互いに垂直な偏光成分を有する。ＰＢＣ６９は、ミラー６７により反射された出力光Ｌ_２に実質的な反射特性を有し、スキュー調整素子６８を通過した出力光Ｌ_３を出力アセンブリ４に向けて透過する。よって、ＰＢＣ６９は、出力光Ｌ_２と出力光Ｌ_３を合波する。

ＢＳ７０は、ＰＢＣ６９と出力アセンブリ４との間に配置されている。ＢＳ７０は、入射面及び出射面が互いに平行となる平行六面体形状を有する。ＢＳ７０の入射面には光反射膜が設けられている。この光反射膜は、ＰＢＣ６９において２つの出力光Ｌ_２，Ｌ_３が合波して生成された出力光Ｌ_４の一部（例えば５％）を反射し、残部（例えば９５％）を透過する。ＢＳ７０により反射された光は、１つのリードピン７ａに電気的に接続されたモニタフォトダイオード（モニタＰＤ）７１に入力する。モニタＰＤ７１は、複数のリードピン７ａのいずれかと電気的に接続されている。モニタＰＤ７１は、ＢＳ７０によって分岐された光の強度に対応した検知信号を出力する。出力光Ｌ_４の残部は、出力アセンブリ４に入力する。

光モジュール１は、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１を筐体２内に備える。具体的には、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１は、ベース１１上における出力レンズ系６０，６３の後段レンズ６１，６４の両側のそれぞれに設けられている。第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１は、後段レンズ５４，６１，６４を挟むように両側それぞれに配置されている。

第１のモニタＰＤ８０は、後段レンズ６１と側壁２Ｃとの間における第１のモニタポート２８の光軸上に配置されている。第１のモニタＰＤ８０は、半導体変調器１３の第１のモニタポート２８と対向している。第１のモニタＰＤ８０は、第１のモニタポート２８から出力されるモニタ用信号光を受光する。第１のモニタＰＤ８０は、受光したモニタ用信号光の強度に対応した検知信号を出力する。この検知信号は、ボンディングワイヤを介して第１のモニタＰＤ８０と接続された複数のリードピン７ａのいずれかから出力される。

第２のモニタＰＤ８１は、第２の出力レンズ系６３の後段レンズ６４と側壁２Ｄとの間における第２のモニタポート２９の光軸上に配置されている。第２のモニタＰＤ８１は、第２のモニタポート２９と対向している。第２のモニタＰＤ８１は、第２のモニタポート２９から出力されるモニタ用信号光を受光する。第２のモニタＰＤ８１は、受光したモニタ用信号光の強度に対応した検知信号を出力する。第２のモニタＰＤ８１によって生成された検知信号は、ボンディングワイヤを介して第２のモニタＰＤ８１と接続された複数のリードピン７ａのいずれかから出力される。

本実施形態に係る光モジュール１は、反射防止板８５を更に備える。反射防止板８５は、ベース１１上に配置されている。反射防止板８５は、ミラー５２、ＰＢＣ６９及びＢＳ７０の後方に配置されている。反射防止板８５は、ミラー５２及びＰＢＣ６９と側壁２Ｄとの間に設けられている。入力アセンブリ３から出力された連続光Ｌ_１は、ミラー５１によって反射されてミラー５２に向かう。ミラー５２に入射した連続光Ｌ_１の殆どがミラー５２に到達するが、ミラー５２に入射した連続光Ｌ１の一部がミラー５２を透過して反射防止板８５に入射する。また、ミラー６７からＰＢＣ６９に向かう出力光Ｌ_２の一部は、ＰＢＣ６９を透過して反射防止板８５に入射する。反射防止板８５は、ミラー５２及びＰＢＣ６９から側壁２Ｄへの反射を防止する。

以上に述べたように、光モジュール１では、入力アセンブリ３を通った連続光Ｌ_１は、半導体変調器１３によってアーム導波路２７ａ〜２７ｈに分岐されたのち位相変調される。半導体変調器１３の下流側に設けられた光回路は、出力光Ｌ_２の一部の偏波方向を９０°回転させ、ＰＢＣ６９によって出力光Ｌ_２の一部を出力光Ｌ_３の残部に合波する。ＰＢＣ６９は、出力アセンブリ４に向けて合成された出力光Ｌ_４を出力する。これにより、光モジュール１は、同時に４ビットの情報を伝送することができる。

（第２実施形態）
次に、光モジュール１の組立方法について図６〜図１２を参照しながら説明する。図６は、光モジュール１の組立方法のフローチャートである。図７〜図１２は、光モジュール１の組立の各工程を示す平面図である。

最初に、半導体変調器１３を含む種々の光学部品を筐体２内に配置する（工程Ｐ_１）。そして、入力レンズ系５３の後段レンズ５４の調芯及び配置を行う（工程Ｐ_２）。具体的には、図７に示されるように、模擬ファイバ９０を用意する。模擬ファイバ９０は、図７〜図１１において模式的に示されている。模擬ファイバ９０は、入力アセンブリ３に代わるものである。模擬ファイバ９０からは、入力レンズ系５３の光学調芯に用いられる試験光ＴＬ_１（連続光Ｌ_１と同じ波長の連続光）が出力される。模擬ファイバ９０から出力される試験光ＴＬ_１は、レンズ（不図示）によってコリメート光に変更されたものが出射される。

この模擬ファイバ９０の調芯を行う。図７に示されるように、模擬ファイバ９０から試験光ＴＬ_１を筐体２内に導入し、各光学部品（具体的には、偏光子５０、ミラー５１，５２）を経て入力ポート２１に入力した試験光ＴＬ_１の強度を、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１の少なくとも一方を用いて検出する。そして、模擬ファイバ９０を筐体２の側壁２Ａ上でスライドしてモニタＰＤ８０，８１のいずれかによって検出された強度が最大となる模擬ファイバ９０の位置を探索する。入力ポート２１の有効面積は極めて小さいが、試験光ＴＬ_１はコリメート光であるため、最大光結合を与える模擬ファイバ９０の位置を決定することができる。

試験光ＴＬ_１の強度は、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１の両方によって検出されることが望ましい。その理由は、試験光ＴＬ_１をレンズを介さずに入力ポート２１に直接光結合させる場合、光結合効率が極めて低くなる。第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１の両方を用いれば、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１が検出した光強度の合算値をとることにより、試験光ＴＬ_１の強度をモニタすることが容易となる。

その後、図８に示されるように、後段レンズ５４を、ベース１１上に搭載し、入力ポート２１と対向して配置する。そして、模擬ファイバ９０から試験光ＴＬ_１を筐体２内に入力する。この試験光ＴＬ_１を用いて後段レンズ５４の調芯及び配置を行う。具体的には、後段レンズ５４を通過して入力ポート２１に入力した試験光ＴＬ_１を、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１により検出する。後段レンズ５４の位置を僅かに変化させながら、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１での受光強度が最大となる後段レンズ５４の位置を決定する。その後、後段レンズ５４を、半導体変調器１３側に僅かにオフセットさせた後に、例えばＵＶ樹脂といった接着剤を用いて、後段レンズ５４をベース１１に接着固定する。

続いて、入力レンズ系５３の前段レンズ５５を筐体２内に配置し、前段レンズ５５の調芯、及びベース１１への固定を行う（工程Ｐ_３）。具体的には、前段レンズ５５を、ベース１１上に搭載し、後段レンズ５４を介して入力ポート２１と対向して配置する。そして、模擬ファイバ９０から試験光ＴＬ_１を入力ポート２１に入力する。この試験光ＴＬ_１は、前段レンズ５５及び後段レンズ５４を通過して入力ポート２１に入力する。この試験光ＴＬ_１の強度を、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１により検出する。その後、前段レンズ５５の位置を僅かに変化させながら、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１での試験光ＴＬ_１の受光強度が最大となる前段レンズ５５の位置を決定する。そして、例えばＵＶ樹脂といった接着剤を用いて、前段レンズ５５をベース１１に接着固定する。

続いて、第１の出力レンズ系６０及び第２の出力レンズ系６３の調芯及び固定を行う。その準備として、半導体変調器１３を調整する。具体的には、第１及び第２の出力ポート２２，２３からそれぞれ出力される試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３の強度が最大となるように、半導体変調器１３の各光導波路の位相状態を調整する。これは、半導体変調器１３へのバイアス電圧を調整することによって実現される。出力光Ｌ_２，Ｌ_３の強度が最大となるバイアス電圧の値については、予め決定しておく。このバイアス電圧の値は、後述する工程Ｐ_６において決定することができる。その決定の方法については後述する。

その後、図９に示されるように、第１の出力レンズ系６０の後段レンズ６１、及び第２の出力レンズ系６３の後段レンズ６４を筐体２内に配置し、後段レンズ６１，６４の調芯及び配置を行う（工程Ｐ_４）。まず、後段レンズ６１，６４をベース１１上に搭載する。そして、後段レンズ６１を第１の出力ポート２２と対向して配置し、後段レンズ６４を第２の出力ポート２３と対向して配置する。

次に、光モジュール１の外部においてカメラ９１を用意する。カメラ９１を、出力アセンブリ４が本来取り付けられる側壁２Ａに対向させる。このとき、カメラ９１を側壁２Ａに対して十分遠方に配置させる。そして、模擬ファイバ９０から試験光ＴＬ_１を入力ポート２１に入力する。試験光ＴＬ_１が入力ポート２１に入力すると、第１の出力ポート２２から試験光ＴＬ_２が出力され、第２の出力ポート２３から試験光ＴＬ_３（図１０〜図１２参照）が出力される。

第２の出力レンズ系６３の後段レンズ６４を配置するときには、第２の出力ポート２３のみから試験光ＴＬ_３が出力されるように、すなわち実質的に試験光ＴＬ_２が第１の出力ポート２２から出力されないように、バイアス電圧を調整する。そして、この第２の出力ポート２３からの試験光ＴＬ_３のパターン（光形状）をカメラ９１にて観察しながら、試験光ＴＬ_３がコリメート光となるように、後段レンズ６４の位置を決定する。また、第１の出力レンズ系６０の後段レンズ６１を配置するときには、第１の出力ポート２２のみから試験光ＴＬ_２が出力されるように、半導体変調器１３にバイアスを供給する。そして、この試験光ＴＬ_２のパターンをカメラ９１にて観察しながら、試験光ＴＬ_２がコリメート光となるように、後段レンズ６１の位置を決定する。最後に、半導体変調器１３から離れるように光軸に沿って後段レンズ６１，６４を試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３の強度が最大となる位置から僅かにオフセットする。僅かに後段レンズ６１，６４をオフセットした後に、接着剤を紫外線で硬化して後段レンズ６１，６４をベース１１に固定する。

その後、図１０に示されるように、第１の出力レンズ系６０の前段レンズ６２、及び第２の出力レンズ系６３の前段レンズ６５を筐体２内に配置する（工程Ｐ_５）。具体的には、前段レンズ６２，６５を、第１及び第２の出力ポート２２，２３に後段レンズ６１，６４を介して対向するように半導体変調器１３に並べてベース１１に固定する。すなわち、後段レンズ６１，６４の手順と同様、模擬ファイバ９０から試験光ＴＬ_１を半導体変調器１３の入力ポート２１に入力して、第１及び第２の出力ポート２２，２３から出力される試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３をカメラ９１によって観察する。そして、試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３がコリメート光となる位置で前段レンズ６２，６５の位置を決定する。

その後、図１１に示されるように、模擬ファイバ９２を用意する。なお、図１１において、模擬ファイバ９２は模式的に示されている。模擬ファイバ９２は、出力アセンブリ４に代わるものである。模擬ファイバ９２に入力する試験光は、レンズにより集光される。この模擬ファイバ９２が前段レンズ６２，６５と光結合するように、模擬ファイバ９２を調芯する。具体的には、模擬ファイバ９０から試験光ＴＬ_１を半導体変調器１３に入力すると、半導体変調器１３が第１及び第２の出力ポート２２，２３からそれぞれ試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３を出力する。半導体変調器１３へのバイアス電圧を調整することによって、第１の出力ポート２２から試験光ＴＬ_２が出力される状態、又は第２の出力ポート２３から試験光ＴＬ_３が出力される状態を選択することができる。

試験光ＴＬ_２の強度の最大値と、試験光ＴＬ_３の強度の最大値とを比較する（工程Ｐ_６）。試験光ＴＬ_２（又は試験光ＴＬ_３）の強度の最大値とは、模擬ファイバ９２を介して検出される光強度の最大値である。この工程では、まず、半導体変調器へのバイアス電圧を調整して、試験光ＴＬ_２又は試験光ＴＬ_３のいずれかが第１の出力ポート２２又は第２の出力ポート２３から出力される状態にする。試験光ＴＬ_２が第１の出力ポート２２から出力される状態にする場合には、試験光ＴＬ_２は、後段レンズ６１及び前段レンズ６２を通過したのち、模擬ファイバ９２に入力する。模擬ファイバ９２によって検出される試験光ＴＬ_２の強度が最大となるように前段レンズ６２の位置を決定する。その一方で、第２の出力ポート２３から試験光ＴＬ_３が出力される状態にする場合には、試験光ＴＬ_３は、後段レンズ６４及び前段レンズ６５を通過したのち、模擬ファイバ９２に入力する。そして、模擬ファイバ９２によって検出される試験光ＴＬ_３の強度が最大となるように前段レンズ６５の位置を決定する。

工程Ｐ_６においては、試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３の出力強度が最大となるように、試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３の強度が最大となる条件（バイアス電圧の値）は、次のようにして決定することができる。まず、試験光ＴＬ_２の出力強度が最大となるバイアス電圧の条件を決定する。次に、試験光ＴＬ_３の出力強度が最大となるバイアス電圧の条件を決定する。このとき、試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３の強度がそれぞれ最小（消光）となるバイアス電圧の条件についても、決定しておく。その理由は、最大強度を示す出力レンズ系６０，６３に含まれる前段レンズ６２，６５のいずれか一方が他方の次に固定されると、前段レンズ６２，６５の他方からの試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３の位置精度が低下する可能性があり、当該他方からの試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３のいずれかを最小化させる必要が生じうる。

試験光ＴＬ_２の強度の最大値は、試験光ＴＬ_３の強度の最大値とは異なる。その理由としては、半導体変調器１３内の光導波路によって光損失量が異なること、及び、第１及び第２の出力ポート２２，２３から模擬ファイバ９２に至るまでに通過する光学部品（例えばミラー６７及びＰＢＣ６９）が試験光ＴＬ_２と試験光ＴＬ_３とでは互いに異なることが挙げられる。

そこで、前段レンズ６２，６５のうち、模擬ファイバ９２における強度の最大値がより大きい方の固定を先に行う（工程Ｐ_７）。その後、前段レンズ６２，６５のうち、模擬ファイバ９２における強度の最大値がより小さい方の固定を行う。模擬ファイバ９２によって検出される試験光ＴＬ_２又は試験光ＴＬ_３の強度の最大値が小さい方に近づくように、又は他方の前段レンズ６２，６５のより小さい強度の最大値と実質同一になるように、強度の最大値がより大きい一方の前段レンズ６２，６５が光軸に沿って調芯される（工程Ｐ_８）。紫外線硬化樹脂等の接着剤を用いて前段レンズ６２，６５をそれらの調芯の後ベース１１に接着固定する（工程Ｐ_９）。

その後、側壁２Ａ〜２Ｄに蓋を取り付けて、模擬ファイバ９０及び模擬ファイバ９２を入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４にそれぞれ置き換える。ＹＡＧ調芯溶接機を用いて、筐体２に対し入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４それぞれの調芯及び溶接を行う。具体的には、入力アセンブリ３から連続光Ｌ_１を導入し、出力光Ｌ_２，Ｌ_３を出力させる。そして、筐体２と、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４との３体調芯を行う。具体的には、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４を側壁２Ａ上でスライドしながら、出力光Ｌ_２，Ｌ_３の一方の光強度が最大となる入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４の位置を決定する（工程Ｐ_１０）。入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４の位置は、模擬ファイバ９０及び模擬ファイバ９２の位置と等しくなる。なお、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４の配置の間、出力光Ｌ_２，Ｌ_３の一方の強度が最大となるように、半導体変調器１３へのバイアス電圧を調整しておく。入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４の配置後、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４を、例えばＹＡＧ溶接により側壁２Ａに固定する。入力アセンブリ３については、その光軸周りの回転角を所定の角度に設定して固定する。

以上に説明した、光モジュール１、及び光モジュール１の製造方法によって得られる効果を説明する。本実施形態の半導体変調器１３では、入力ポート２１と、第１及び第２の出力ポート２２，２３とが変調器チップ２０の同一の辺２０ａに設けられており、入力アセンブリ３及び出力アセンブリ４と共に、入力ポート２１及び第２の出力ポート２３が筐体２内で変調器チップ２０の一方側に配置されているので、コンパクト化を実現できる。加えて、第１及び第２の出力ポート２２，２３が入力ポート２１に対して互いに対称な位置に設けられているので、各光学部品のレイアウト設計の自由度を向上させることができる。また、第１の出力ポート２２と、第２の出力ポート２３との間の距離を大きくとることで、筐体２内の各光学部品の配置間隔を大きく確保できる。これにより、変調器チップ２０に対して一方側（辺２０ａ側）に入力ポート２１及び出力ポート２２，２３付きの半導体変調器１３を集約することができるので、各光学部品の調芯をまとめて効率的に行うことができる。これにより、光モジュール１の各光学部品の調芯の工程、及び製造を簡易化することができる。また、半導体変調器１３では、辺２０ａ側を各光学部品の実装領域とし、辺２０ｄ側を複数のリードピン７ａへの配線領域とし、辺２０ｂ側を複数のドライバ４２への領域とすることで、各領域を効率的に使用することができ、光モジュール１Ａの製造工程を簡易化することができる。

光モジュール１では、第１の出力ポート２２から出力された出力光Ｌ_２がＳＭＦ９に至るまでに３つのレンズ（すなわち、後段レンズ６１、前段レンズ６２、及びレンズ４ａ）を通過し、第２の出力ポート２３から出力された出力光Ｌ_３がＳＭＦ９に至るまでに、３つのレンズ（後段レンズ６４、前段レンズ６５、及びレンズ４ａ）を通過している。後段レンズ６１，６４の倍率を４倍とし、前段レンズ６２，６５、及びレンズ３ａ，４ａの倍率を１倍とすることで、第１及び第２の出力ポート２２，２３のモードフィールド径（ＭＦＤ）に対して、ＳＭＦ９をそれぞれ効率的に光結合させることが可能となる。また、高い倍率を有する為に厳しい位置精度が要求される後段レンズ６１，６４を先に実装した後に前段レンズ６２，６５を実装することで、第１及び第２の出力ポート２２，２３にＳＭＦ９を効率的に配置することが可能となる。

後段レンズ６１，６４及びレンズ３ａ、すなわち、入力アセンブリの内部のレンズ３ａを有する２つのレンズ系では、実施形態では、前段レンズとして動作し、前段レンズ６２又は前段レンズ６５は省略されうる。後段レンズ６１又は後段レンズ６４は、レンズの位置ずれによる光学的損失を抑えるために、通常は、誤差を０．３μｍ未満とする正確な位置合わせが必要となる。しかしながら、後段レンズ６１，６４は、通常は、紫外線硬化樹脂によって固定され、当該樹脂は硬化に伴って収縮したり、熱処理によって膨張したりするので、位置精度の誤差を１．０μｍ未満に維持する。これに対して、本実施形態のような３つのレンズ系は、２つのレンズ系と比較して、レンズ間に挟まれた前段レンズの位置精度を緩和することができる。１．５μｍを超える位置精度が許容される場合がある。これにより、組み立て時のレンズの位置合わせが簡単になる。また、後段レンズ６１又は後段レンズ６４は、後段レンズ６１，６４から出力された光が発散光となる位置に配置されるため、前段レンズ６２又は前段レンズ６５を、前段レンズ６２，６５からの出力光をコリメート光に変換する後段レンズ６１，６４に近づけて配置することができる。これにより、筐体２の長手方向の寸法を短くすることができる。

また、光モジュール１の配置では、第１及び第２のモニタポート２８，２９は、辺２０ａの入力ポート２１に対して対称に配置されている。第１及び第２の出力ポート２２，２３、並びに入力ポート２１は、第１及び第２のモニタポート２８，２９の間に配置される。そして、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１は、第１及び第２のモニタポート２８，２９に面して配置される。この配置により、第１及び第２のモニタＰＤ８０，８１を第１及び第２の出力レンズ系６０，６３のそれぞれの側方に配置することができ、これにより、光モジュール１の筐体２をコンパクトにすることができる。

ＳＭＦ９は、出力ポート２３の光軸上に配置することが可能であり、これにより、ＳＭＦ９の光軸に対して出力ポート２３から出力される第２の出力光Ｌ_３の光軸を再配置する追加のミラーを省略することができる。その結果、筐体内に搭載される部品点数を減らすことが可能である。

また、光モジュール１は、筐体２の短手方向に沿って伝播する連続光Ｌ_１を入力ポート２１に向けて反射するミラー５２と、当該短手方向に沿って進行する第１の出力光Ｌ_２を反射し、出力光Ｌ_２を出力光Ｌ_３と共に多重化するＰＢＳ６９と、ミラー５２及びＰＢＳ６９に対向するように配置された反射防止板８５とを備えてもよい。反射防止板８５は、筐体２の長手方向に沿って延びており、ミラー５２及びＰＢＳ６９を透過して筐体２の側壁２Ｄにおける出力光Ｌ_２及び出力光Ｌ_３の反射を防止する。反射防止板８５は、筐体２内で発生する迷光を抑制し、光モジュール１のパフォーマンスの低下を抑制する。連続光Ｌ_１及び第１の出力光Ｌ_２に対して共通の反射防止板８５のみが設けられ、連続光Ｌ_１及び第１の出力光Ｌ_２のそれぞれに別々に設けられないため、光モジュール１では、構成要素の数の低減が可能となり、その結果、コストを減らすことが可能となる。

また、工程Ｐ_２では、最初に模擬ファイバ９０の位置合わせを行い、次に、模擬ファイバ９０を介して出力される試験光ＴＬ_１によって後段レンズ５４の位置合わせを行う。工程Ｐ_５では、模擬ファイバ９２を出力ポート２２，２３に光学的に結合する。前段レンズ６２，６５は、出力ポート２２，２３に位置合わせされ、最後に、模擬ファイバ９２を前段レンズ６２，６５に位置合わせする。この位置合わせの手順により、光モジュール１を組み立てる工程を単純かつ効率的にすることができる。

また、上記実施形態と同様、光モジュール１を組み立てる工程は、工程Ｐ_６から工程Ｐ_８を含んでいてもよく、ここで、模擬ファイバ９２に対する試験光ＴＬ_２の最大強度がより小さい一方の前段レンズ６２，６５が先に固定され、その後、他方の前段レンズ６２，６５が固定される。工程Ｐ_８では、一方の前段レンズ６２，６５を、模擬ファイバ９２に対する結合強度が、模擬ファイバ９２における強度の最大値が小さい方により近く、又は実質的に同一になるように調芯して固定する。半導体変調器１３の内部のそれぞれの導波路における光学損失の不均衡に応じて、出力ポート２２，２３のそれぞれから出力される出力光Ｌ_２，Ｌ_３の出力強度は、不均衡となることがある。よって、工程Ｐ_７，Ｐ_８では、出力ポート２２，２３のそれぞれから出力される出力光Ｌ_２，Ｌ_３の強度のバランスをとることができる。更に、出力光Ｌ_２，Ｌ_３の強度を最大値に近づけるように設定することができる。

また、工程Ｐ_８では、出力ポート２２，２３から出力される試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３のそれぞれが最大となるように半導体変調器１３の位相状態が調整されてもよい。半導体変調器１３の位相状態が制御されていない場合、試験光ＴＬ_２，ＴＬ_３のそれぞれの強度は最大にならない。この状態により、出力ポート２２，２３から出力される出力光Ｌ_２，Ｌ_３の強度が揃わないことがある。半導体変調器１３の位相状態を調整することにより、出力光Ｌ_２，Ｌ_３の強度を安定させることができる。

（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係る光モジュール１Ａの斜視図である。光モジュール１Ａは、半導体変調器１３の入力ポート２１と入力アセンブリ３及び出力ポート２２，２３を光学的に結合する３つのレンズ系５３，６０，６３が第１実施形態の光モジュール１とは異なる。出力アセンブリ４は、３つのレンズ要素を統合するアレイレンズ６０Ａに置き換えられている。図１４は、アレイレンズ６０Ａと半導体変調器１３との位置関係、特に、入力ポート２１と出力ポート２２、２３とを備える側面２０ａを示す正面図である。レンズ系５３，６０，６３の６つのレンズは、１つのアレイレンズ６０Ａに置き換えられる。この光モジュール１Ａでは、筐体２内に設置される構成要素の数をさらに減少させることが可能である。

アレイレンズ６０Ａの組立工程、特に、半導体変調器１３において、アレイレンズ６０Ａと各ポート２１，２２，２３とを光学的に合わせる手順について説明する。アレイレンズ６０Ａは、入力ポート２１と出力ポート２２，２３の間のスパンに実質的に等しい隣接するレンズ要素へのスパンをそれぞれ有する光軸を有する３つのレンズ要素を提供する。また、アレイレンズ６０Ａは３つのレンズ要素を一体的に提供するので、半導体変調器１３の１つのレンズ要素と１つのポートとの間の位置合わせ状態は、残りのレンズ要素の光学的位置合わせ中に位置ずれする可能性がある。

従って、本実施形態に係るアレイレンズ６０Ａの配置工程では、外側に配置されたレンズ素子の調芯は行われるが、中央に配置された残りのレンズ素子の調芯は行われない。中央にあるレンズ素子は、外側にあるレンズ素子を合わせると自動的に位置決めされる。具体的には、外側に設けられたレンズ素子を介して試験光を出力ポート２２に入力し、入力した試験光を半導体変調器１３のアーム導波路の電極で検出する。当該アーム導波路の電極は、それぞれ変調信号によって変調された出力光Ｌ_２，Ｌ_３を生成するために設けられ、アレイレンズ６０Ａの組み立て工程では、上記の電極を使用して、出力ポート２２，２３から入る試験光の強度を検出する。出力ポートの光軸に平行な方向、及び当該光軸に垂直な平面内におけるアレイレンズ６０Ａの位置を調整することにより、本組立工程では、１つのアレイレンズ６０Ａの位置を決定して記憶する。その後、位置合わせとして、アレイレンズ６０Ａの中心と出力ポート２３を挟んで対向配置された他のレンズ素子について同様の手順を実行する。そして、アレイレンズ６０Ａの位置を決定して記憶する。しかしながら、後者の位置合わせの間、前者のレンズ素子の位置は、おそらく、そして必然的に、位置合わせされた位置から外れうる。従って、この位置合わせの工程では、第１及び第２の位置合わせ工程のそれぞれで決定され、システムに記憶された位置の２つのセットから、アレイレンズ６０Ａの位置を計算することができる。中央のレンズ素子の位置は、計算された位置に自動的に決定される。

本発明に係る光モジュールの特定の実施形態、及び光モジュールの製造方法を例示の目的で本明細書で説明してきたが、多くの変形および変更が可能であることは当業者にとって明らかだろう。例えば、本実施形態では、ＳＭＦの光軸を第２の出力ポート２３の光軸に合わせて配置しているが、前者の光軸を出力ポート２３の光軸からずらしてもよい。本発明の真の精神及び範囲に含まれるような全ての修正および変更を包含する。

Claims (18)

1. 光モジュールであって、
   長方形の平面形状を有し、連続光を受光する入力ポート、第１及び第２の出力ポート、並びに２つのモニタポートを有し、前記連続光を分波光に分波して前記分波光を位相変調し、前記第１の出力ポートから第１の出力光を生成するために光の一部を合波すると共に、前記第２の出力ポートから第２の出力光を生成するために光の残部を合波し、前記モニタポートのそれぞれが前記第１及び第２の出力光のそれぞれをモニタする半導体変調器と、
   前記入力ポートに対向する入力レンズ系、並びに、前記第１及び第２の出力ポートのそれぞれに対向する第１及び第２の出力レンズ系と、を備え、
   前記半導体変調器は、前記長方形の１つの側面を備え、
   前記第１及び第２の出力ポートは、前記側面において前記入力ポートに対して互いに対称となるように配置され、
   前記２つのモニタポートのそれぞれは、前記第１及び第２の出力ポートの外側において、前記側面で前記入力ポートに対して互いに対称となるように配置されている、
   光モジュール。
2. 前記入力レンズ系、並びに、前記第１及び第２の出力レンズ系、のそれぞれは、後段レンズと前段レンズとを備える、
   請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記半導体変調器の前記モニタポートにそれぞれ対向する２つのモニタＰＤを更に備える、
   請求項１に記載の光モジュール。
4. 前記半導体変調器及び前記２つのモニタＰＤを収容する側壁を有する筐体と、前記半導体変調器の側面に対向する側壁の１つの外側に設けられた入力アセンブリ及び出力アセンブリと、を更に備え、
   前記出力アセンブリの光軸は前記半導体変調器の前記第２の出力ポートの光軸に合わせられる、
   請求項１に記載の光モジュール。
5. 入力アセンブリは連続光を出力し、出力アセンブリは前記第２の出力光が合波された前記第１の出力光を出力し、
   前記光モジュールは、前記入力アセンブリに前記半導体変調器の前記入力ポートを介して光結合する光結合系と、前記出力アセンブリに前記半導体変調器の前記第１及び第２の出力ポートが光学的に結合される別の光結合系と、を更に備え、
   前記光結合系は、入力レンズ系と、前記半導体変調器の前記入力ポートの光軸と共に前記入力アセンブリの光軸を変換する２つのミラーと、を有し、
   前記別の光結合系は、前記第１及び第２の出力ポートの一方からの光の偏波方向を９０°回転させる偏波回転器と、前記第１及び第２の出力ポートの他方からの出力光に前記偏波回転器からの出力光を合波する偏波光合成器（ＰＢＣ）と、を有する、
   請求項１に記載の光モジュール。
6. 前記入力ポート、並びに、前記第１及び第２の出力ポートの光軸に交差する方向に沿って光が進むことを防止する反射防止板を更に備える、
   請求項５に記載の光モジュール。
7. 前記半導体変調器を駆動するドライバを更に備え、
   前記筐体は、前記筐体の長手方向に沿って前記ドライバ及び前記半導体変調器を、間に何も介在しないように並べて搭載する、
   請求項４に記載の光モジュール。
8. 前記筐体は、前記入力アセンブリ及び前記出力アセンブリが設けられる側壁の反対側の側壁にフィードスルーを更に備え、前記ドライバは、前記フィードスルーの前に、間に何も介在しないように搭載される、
   請求項７に記載の光モジュール。
9. 少なくとも前記半導体変調器を搭載するＴＥＣ（Thermo-Elecgtric Cooler）を更に備える、
   請求項７に記載の光モジュール。
10. 前記ドライバは、前記筐体内において前記ＴＥＣとは独立して搭載される、
    請求項９に記載の光モジュール。
11. 前記入力レンズ系、並びに、前記第１及び第２の出力レンズ系は、前記半導体変調器の前記入力ポート、並びに、前記第１及び第２の出力ポートのそれぞれに対向する３つのレンズを備えるアレイレンズの中で一体的に形成される、
    請求項１に記載の光モジュール。
12. 入力ポート、並びに、第１及び第２の出力ポートが１つの側面に設けられた半導体変調器と、内部に前記半導体変調器を収容する筐体と、前記筐体の１つの側壁において前記半導体変調器の１つの側面に対向するように設けられる入力及び出力アセンブリと、を備えた光モジュールの組立方法であって、
    前記半導体変調器の前記入力ポートと共に入力レンズ系を配置して、入力アセンブリと共に前記入力ポートを光学的に結合する工程と、
    前記半導体変調器の前記第１及び第２の出力ポートと共に前記第１及び第２の出力レンズ系を配置し、前記出力アセンブリと共に前記第１及び第２の出力ポートを光学的に結合する工程と、
    を備える光モジュールの組立方法。
13. 前記半導体変調器は、前記半導体変調器の前記１つの側面における前記第１及び第２の出力ポートの外側に配置されたモニタポートを更に備え、
    前記入力レンズ系を配置する工程の前に、前記半導体変調器の前記モニタポートに対向するモニタＰＤを配置する工程を更に備え、
    前記入力レンズ系を配置する工程は、前記入力レンズ系を介して前記入力ポートに試験光を出力する工程を有し、
    前記モニタＰＤのいずれかに対向する前記モニタポートの１つを介して前記モニタＰＤの１つによって前記試験光の強度を検出し、
    前記モニタＰＤによって検出された光の強度が最大となる前記入力レンズの位置を決定する、
    請求項１２に記載の方法。
14. 前記入力レンズ系を配置する工程の前に、前記入力レンズ系を介在させずに前記半導体変調器の前記入力ポートに前記試験光を出力する模擬ファイバを配置する工程を更に備える、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１及び第２の出力レンズ系を配置する工程は、
    前記入力レンズ系を介して前記入力ポートに試験光を入力する工程と、
    第２の出力光の強度が最小となるように前記半導体変調器に供給されたバイアスの基で第１のレンズ系を移動させることによって前記第１のレンズ系を通る前記試験光の強度の最大値を決定する工程と、
    第１の出力光の強度が最小となるように前記半導体変調器に供給されたバイアスの基で第２のレンズ系を移動させることによって前記第２のレンズ系を通る前記試験光の強度の最大値を決定する工程と、
    ２つの前記出力レンズ系の一方によって検出された強度の最大値がより大きい一方の前記出力レンズ系を、より大きい前記強度が他方の前記出力レンズ系を介して検出されたより小さい強度に合うように配置する工程と、
    を備える請求項１２に記載の方法。
16. 前記出力レンズ系の一方を配置する工程の後に、強度の最大値が小さい他方の前記レンズ系を固定する工程をさらに備える、
    請求項１５に記載の方法。
17. 前記固定する工程の後に、強度の最大値がより大きい一方の前記レンズ系を固定する工程を更に備える、
    請求項１６に記載の方法。
18. 一方の前記出力レンズ系を配置する工程では、一方の前記出力レンズ系を介して検出された出力光の強度を、検出された出力光の強度の最大値が小さい他方の前記レンズ系の強度に近づけて実質同一にする、
    請求項１５に記載の方法。

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