JP3798408B2 - 光モニタ用モジュール - Google Patents
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Description
このように従来の光モニタモジュールは光導波路基板に形成されている光導波路の分岐回路により光を分岐してモニタする構成であるため、光導波路で伝搬損失が生じるため、モニタのために比較的大きなパワーの光を分岐させる必要があった。また光分岐路の構成がY分岐状とされ、2本の光導波路がほぼ直角な関係で配置され、光導波路基板の占有面積が比較的大きなものとなる欠点があった。光導波路の分岐回路を用いることなく、光ファイバから出射される光を空間を通じてビームスプリッタに入射し、そのビームスプリッタの透過光又は反射光をモニタ部へ伝搬させる光ファイバに入射させる構成も考えられる。この場合は光導波路の伝搬に伴う光損失はないが、光ファイバとビームスプリッタとの間隔が比較的大きいため、光ビームが発散し(ビーム径が大になり)、結局光損失が大きくなり、また2本の光ファイバが互いにほぼ直角に配置され、占有空間も大きくなる。
以下に各部をより具体的に説明する。基板11として例えば単結晶シリコンの長方形基板が用いられ、その一半部がファイバ取付け部12、他端部が部品取付け部13とされ、ファイバ取付け部12に、結晶の異方性を利用したエッチングにより、同一深さの2本のV溝141及び142が、ファイバ取付け部12及び部品取付け部13の配列方向に延長して互いに平行に形成される。この例ではファイバ取付け部12と部品取付け部13との間の部分も同時にエッチングして凹部15を形成している。V溝141及び142の部品取付け部13と反対側の端は外部に開放され、取付けられた光ファイバ21及び22が基板11の外に曲げられることなく導出される構造とされている。
光ファイバ21及び22のレンズ部21a及び22aは、例えば米国特許第6,014,483号(2000年1月11日発行)明細書に記載されたシリカ部分31とグレーテッド−インデックスマルチモードファイバ部分により構成される。図1に示す例ではレンズ部21a及び22aの各端面に対しアングルド加工され、その端面がレンズ部の軸心と垂直な面からわずかずらされている。このアングルド加工は例えば光ファイバから出射した光が反射して再入射するのを防止するために光ファイバの端面を研磨加工して斜面とする技術により行うことができる。このようにレンズ部21a及び22aの各端面を斜面とすることにより、レンズ部21a及び22aの各入射光が、光ファイバ軸心に対し斜めとされている。この例ではレンズ部21a及び22aの軸心に対する傾斜角度θ′は同一値とされている。
θ=sin-1(n′sinθ′/n) (1)
となる。両レンズ部21a,22aの光入出射方向が中心線25で交差するとすると中心線25とレンズ部21a,22aの光入出射方向との各交差角度は(θ−θ′)となるから、光ファイバ21及び22の軸心間の距離をPとすると、xは
x=P/(2tan(θ−θ′)) (2)
となる。P=250μm、θ′=6°、n′=1.5とすると、レンズ部21a及び22aとビームスプリッタ31との間の光路は空間(空気)に形成されるから、n=1であるから、θ=9°となり、x≒2.4mmとなる。このように計算されたxになるように、ビームスプリッタ31に対し、計りながら光ファイバ21及び22のV溝141,142内の位置を決める。またレンズ部21a,22aの端面の傾斜状態を画像で確認してレンズ部21a,22aの軸心回りの角度位置を合せ、又はレンズ部21a,22aの先端部外周にマーカを付けておき、そのマーカが、面11aと垂直方向から見て真上になり、かつレンズ部21aと22aとの端面の中心軸25に対する傾斜が互いに逆向きになるように光ファイバ21及び22の軸心回りの角度位置を決める。望ましくは更に、例えば光ファイバ21より光を入射し、光ファイバ22からの出射光が最大になるようにレンズ部の端面の各光ファイバ21,22の長さ方向における位置及びファイバのその軸心回りの角度位置を決定して固定する。またビームスプリッタ31の面11aと垂直方向における中間部の位置が、光ファイバ21及び22の軸心の面11aに対する高さH1とほぼ同一とされ、かつビームスプリッタ31の光ファイバ21,22の配列方向における中間部が中心線25上にあるようにされている。
ッタ31間の光路は空間(空気)であるため損失が光導波路と比較して無視でき、かつレンズ部21a及び22aの各集光作用により光の発散が防止され、全体としての光損失が著しく小さい。また光の伝搬路が空間であるため、光導波路での光伝搬に伴う偏波特性の劣化もなく、それら光モニタ用モジュールとしての光学特性が改善される。更に光導波路のための導波路基板を必要とせず、部品点数が少ない利点もある。
先に述べたようにビームスプリッタ31は入射光の全波長の一部を透過し、一部を反射させる、波長選択性のない狭義のビームスプリッタでもよく、また光学フィルタ、つまり入射光中の特定の波長(又はこれを含む帯域)の成分を透過させ又は反射させ、残りの波長成分を反射させ、又は透過させる、波長選択性のあるものでもよい。ビームスプリッタ31の透過光をモニタ部へ伝搬させて光ファイバ21の伝搬光をモニタしてもよい。この場合、光部品32として光ファイバを用いて、ビームスプリッタ31の透過光をモニタ部へ送ってもよい。
要求される光モニタ用モジュールによっては光ファイバ21,22とビームスプリッタ31との距離を長くさせたり、短かくさせたい場合、あるいはビームスプリッタ31の、光ファイバ21,22の配列方向における位置をずらせたい場合があり、そのような場合はその要求に合致するように2本のV溝、図2で142と145を選択して光ファイバ21及び22を取付ける。あるいはビームスプリッタ31によって好ましい入射角、反射角があり、その角度に、光ファイバのレンズ部21a及び22aの光入出射方向が一致し、かつその光入出射方向が光ファイバ21及び22間の中心線上で交差するように、用いる2本のV溝を選択する。この場合は、この選択と共に各レンズ部21a,22aの光入出射方向が所望の方向になるように、レンズ部21a及び22aの各傾斜角θ′も変更する必要がある。このように3本以上のV溝を形成しておくことにより基板11を各種の要求に対し、共通に利用することができる。
ファイバ21及び22をそれぞれ方形溝141及び142に配置する。光ファイバ21及び22の直径が方形溝141及び142の溝幅より大きく、従って図3Bに示すように光ファイバ21及び22はその一部が溝141及び142に挿入され、かつ各溝141及び142の底面14aと接触しない。光ファイバ21及び22の軸心は基板11の面11aに対する高さが共に同一値H1となり、面11aと垂直な方向における光ファイバ21及び22の位置決めが行われ、また光ファイバ21及び22は互いに平行に配され、その軸心の間隔Pが所定値になり、また光ファイバ21及び22の配列方向における面11a上の位置が決まる。従って、図1に示した実施例と同様の作用効果が得られる光モニタ用モジュールとなることは容易に理解されよう。
Claims (8)
- 一面に、複数の光ファイバを、互いに平行に、その光ファイバ配列方向及び上記一面と垂直な方向における位置を決める位置決め構造が形成された基板と、
上記基板上に、上記位置決め構造により互いに平行に取付けられ、同一側に、レンズ部が一体に形成された第1及び第2光ファイバと、
上記第1及び第2光ファイバの各レンズ部側の延長線の中間において、上記基板に取付けられ、上記第1光ファイバのレンズ部より出射され、入射される光の一部を透過させ、他の一部を反射させて上記第2光ファイバのレンズ部に入射させるビームスプリッタ又は光学フィルタとを備え、
上記第1及び第2光ファイバのレンズ部と上記ビームスプリッタ又は光学フィルタとの各間の光路は空間であり、
上記第1光ファイバのレンズ部端面の光出射方向が上記ビームスプリッタ又は光学フィルタの方向に選定され、上記第2光ファイバのレンズ部端面の光入射方向が上記ビームスプリッタ又は上記光学フィルタの方向に選定されていることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項1記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記第1及び第2光ファイバの各レンズ部の端面は上記第1及び第2光ファイバ間の中心軸に対し、互いに外向きの傾斜面とされていることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項1又は2記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記位置決め構造は互いに平行して配列形成された同一形状同一深さの第1及び第2溝であり、これら第1及び第2溝に上記第1及び第2光ファイバが配されて上記位置決めがされていることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項3記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記第1及び第2溝はそれぞれV溝であることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項3記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記基板には同一形状同一深さの3本以上の溝が平行に配列形成され、これら溝中の2本の溝が上記第1及び第2溝とされていることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項1〜5いずれかに記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記第1及び第2光ファイバの中間において、これら光ファイバと平行かつ上記基板の上記一面と平行な直線の近傍において、上記第1光ファイバのレンズ部端面の光の入出射方向と上記第2光ファイバのレンズ部端面の光の入出射方向とが交差し、その交差点の近傍に上記ビームスプリッタ又は光学フィルタが位置していることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項6記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記直線は上記第1及び第2光ファイバ間の中心線であることを特徴とする光モニタ用モジュール。 - 請求項1〜7いずれかに記載の光モニタ用モジュールにおいて、
上記ビームスプリッタ又は光学フィルタを透過した光が入射される光部品が上記基板に取付けられていることを特徴とする光モニタ用モジュール。
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