JP6435833B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光モジュールに関する。

特許文献１には、波長可変半導体レーザと半導体光変調器とを備えたバタフライ型の光モジュールが記載されている。この光モジュールにおいて、波長可変半導体レーザと半導体光変調器とは並列に配置されており、波長可変半導体レーザからの光を半導体光変調器が変調する。波長可変半導体レーザからの光出力方向と、半導体光変調器への光入力方向とは互いに反対方向を向いている。

特開２００９−１４６９９２号公報

上述したようなバタフライ型の光モジュールでは、そのハウジングが２つの側壁を備えており、各側壁にはリード端子が設けられている。また、波長可変半導体レーザは、複数種類の電極を備えており、これらの電極のそれぞれに対して、互いに独立した複数種類のバイアスが必要となる。ここで、波長可変半導体レーザと波長検知器等の部品が一方の側壁に沿って配置されている場合には、複数種類のバイアスの全てを一方の側壁のリード端子から供給したときにリード端子が不足する場合がある。

本発明は、リード端子の不足を抑制することができる光モジュールを提供することを課題とする。

本発明の一形態による光モジュールは、波長可変光源ユニット、波長検知ユニット、および変調器ユニットを搭載し箱型のハウジングを有する光モジュールであって、該波長検知ユニットと該波長可変光源ユニットは、該ハウジングの一の側壁に沿って搭載されており、該変調器ユニットは該一の側壁に対向する他の側壁に沿って搭載されており、該波長検知ユニットは、該波長可変光源ユニットが該一の側壁に沿って出力する第１の光の波長を検知し、該第１の光を該一の側壁と該他の側壁を接続する側壁を介して該光モジュールの外部に出力し、該波長可変光源ユニットは、該他の側壁が備えるリード端子と電気的に接続されている。

本発明の一形態では、リード端子の不足を抑制することができる。

実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 図１の光モジュールの内部構造を示す平面図である。 変調器ユニットの各部品を示す斜視図である。 変調器ユニット及び光源ユニットを示す平面図である。 図４の平面図において終端抵抗ユニットを拡大させた図である。 図４の平面図においてバイアスユニット周辺を拡大させた平面図である。 入力ベースユニットを示す平面図である。 ジョイントベースユニットを示す平面図である。 光源ユニットを示す平面図である。 波長可変レーザの内部構造を模式的に示す図である。 波長可変レーザ周辺の構造を示す平面図である。 波長可変レーザ周辺の構造を示す斜視図である。 波長ロッカユニットを示す平面図である。 出力ベースユニットを示す平面図である。 入力ベースユニット、ジョイントベースユニット及び光源ユニットを示す平面図である。 光源ユニットと波長ロッカユニットを示す平面図である。 出力ベースユニット及びその周辺を示す平面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る光モジュールの実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当する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、本実施形態に係る光モジュール１の外観を示す斜視図である。図２は、光モジュール１の内部構造を示す平面図である。光モジュール１は、コヒーレント光通信に用いられる光トランシーバに搭載される光モジュールである。コヒーレント光通信では、従来の光の有無で１ビットの情報を扱う方式に加え、光の位相について、その０°成分及び９０°成分のそれぞれも１ビットの情報として扱う。すなわち、０°及び９０°それぞれの位相において光信号の有無を１ビットの信号として扱うので、一本の光ファイバで同一波長の光について同時に２ビットの情報が伝送可能となる。

更に、光モジュール１では、位相情報に加えて、光の偏波方向についても独立の情報単位として扱う。すなわち、Ｘ方向偏波及びＹ方向偏波のそれぞれについて位相及び振幅を情報単位として扱うので、一本の光ファイバで同一波長の光について同時に４ビットの情報が伝送可能となる。このように、光モジュール１では位相情報と偏光情報とを情報単位として扱う。光モジュール１には、位相情報を再生するための局発光を出力する波長可変レーザ（ＬＤ４１と、位相情報及び偏波情報を光信号化するための変調器１１とが搭載される。また、光モジュール１は、上述した変調器１１と、信号光及び局発光を出力する波長可変ＬＤ４１とが一のハウジング２に収容されている。

光モジュール１は、上述した矩形箱状のハウジング２と、ハウジング２に設けられた光結合部３とを備えている。ハウジング２は、ハウジング本体２ａと、ハウジング本体２ａを覆う蓋体２ｂとを備えている。光結合部３は局発光（Ｌｏｃａｌ光）を出力する局発光出力部３ａ（第１ポート）と信号光（Ｓｉｇｎａｌ光）を出力する信号光出力部３ｂ（第２ポート）とを備えており、局発光出力部３ａ及び信号光出力部３ｂはハウジング２の幅方向に沿って並設されている。局発光出力部３ａには偏波保持ファイバが接続されており、局発光出力部３ａから出力された局発光は偏波保持ファイバによって取り出される。

図１及び図２に示されるように、ハウジング２の前壁２ｃには上述した局発光出力部３ａ及び信号光出力部３ｂが並設されており、前壁２ｃから伸び出す二つの側壁２ｄ、２ｆにはそれぞれリード端子４ａ、４ｂが設けられている。リード端子４ａ，４ｂは、ＤＣ信号用及び接地（ＧＮＤ）用のリード端子である。また、二つの側壁２ｃ、２ｄを接続するハウジング２の後壁２ｅにはリード端子５が側壁２ｆに寄って設けられている。このリード端子５は、ＲＦ信号用のリード端子である。

また、光モジュール１は、変調器ユニット１０と、光源ユニット４０と、波長検知ユニット５０とを備えている。変調器ユニット１０は半導体を主構成材料とする変調器１１を搭載し、光源ユニット４０は波長可変ＬＤ４１（tunable LD；tLD）を搭載した波長可変光源ユニットである。波長検知ユニット５０は、波長可変ＬＤ４１が出力する光の波長を特定する波長検知器５１を搭載している。

変調器ユニット１０は、側壁２ｆに沿って設けられている。
光源ユニット４０は他方の側壁２ｄに沿って設けられ、波長検知ユニット５０は同様に側壁２ｄに沿ってかつ、光源ユニット４０に対して前壁２ｃ側に設けられている。

光モジュール１は、変調器ユニット１０に設けられたＴＥＣ７０（第２温調素子）と、光源ユニット４０に設けられたＴＥＣ８０（第１温調素子）と、波長検知ユニット５０に設けられたＴＥＣ９０とを備えている。ＴＥＣ７０は変調器１１を搭載し、ＴＥＣ８０は波長可変ＬＤ４１を搭載している。波長可変ＬＤ４１は、その発振波長が大きな温度依存性を有するデバイスである。よって、波長可変ＬＤ４１は、その発振波長を安定させるため、ＴＥＣ８０によってその温度が一定に維持される。また、ＴＥＣ９０は、波長検知器５１を搭載している。ＴＥＣ９０は、波長検知ユニット５０に搭載された波長依存性フィルタの温度を一定に保つ。

また、変調器１１は、電界の印加で半導体材料の屈折率を変化させることによって変調を行う。ここで、半導体材料の屈折率は大きな温度依存性を有する。特に、基礎吸収端近傍の波長領域における屈折率は温度によって大幅に変化する。従って、変調器１１の動作温度を所定の温度で維持しない場合には、変調器１１の変調特性が保証されないという問題を生ずる。従って、本実施形態に係る光モジュール１は、変調器１１、波長可変ＬＤ４１及び波長検知器５１のそれぞれに対して個別にＴＥＣ７０，８０，９０を搭載している。
図２を参照すると、変調器ユニット１０は変調器１１を搭載するキャリア１２（第２ベース）を備え、光源ユニット４０は波長可変ＬＤ４１を搭載するキャリア４２（第１ベース）を備え、波長検知ユニット５０はキャリア５２を備えている。キャリア１２，４２，５２は互いに独立している。キャリア１２，４２，５２には予め主要な光学素子が搭載されており、光学デバイスが搭載されたキャリア１２，４２，５２がそれぞれＴＥＣ７０，８０，９０に搭載される。

ここで、例えば全ての光部品がベース基板を介してひとつのＴＥＣに搭載されている光モジュールでは、ベース基板上で各光素子の光学調心を行うことが可能である。しかし、本実施形態の光モジュール１では、各ＴＥＣ７０，８０，９０上に互いに独立したキャリア１２，４２，５２を搭載しているので、キャリア１２，４２，５２間の調心も必要となる。

図３は、変調器ユニット１０の分解図である。図３に示されるように、変調器ユニット１０は、上述したＴＥＣ７０及びキャリア１２と、ベース１３と、２個のｍＰＤ（ｍＰＤ）１４と、終端ユニット１５と、バイアスユニット１６と、入力ユニット２０と、結合ユニット３０と、出力ユニット６０とを備えている。変調器ユニット１０では、ＴＥＣ７０上にベース１３を介して種々の部品が搭載される。ベース１３はＡｌＮ製である。ＴＥＣ７０の平面形状は長方形である。ＴＥＣ７０の後壁２ｅよりの角には電極ポスト７１が搭載されており、この電極ポスト７１を介してＴＥＣ７０に電流が供給される。

ベース１３の平面形状はＬ字状であり、当該Ｌ字のコーナに相当する部位１３ｂがＴＥＣ７０上に搭載される。当該コーナには切り欠き１３ａが形成されている。ＴＥＣ７０上にベース１３を搭載すると、ＴＥＣ７０の電極ポスト７１はこの切欠き１３ａからベース１３上に露出し、電極ポスト７１上へのワイヤリング可能とする。

ベース１３の二つの部位１３ｃ，１３ｄ、すなわち、Ｌ字形状における二つの端部に相当する部位は、ＴＥＣ７０上に搭載されていない。すなわち、二つの端部は、ベース１３をＴＥＣ７０上に搭載した状態ではＴＥＣ７０からはみ出す。部位１３ｃには出力ユニット６０が搭載され、他方の部位１３ｂには入力ユニット２０及び結合ユニット３０が搭載される。結合ユニット３０は、入力ユニット２０の前方に位置する。

変調器１１とキャリア１２とは、ほぼ同様の長方形平面形状を有する。キャリア１２の幅は、変調器１１の幅に略等しく、且つＴＥＣ７０の幅より狭い。

２個のｍＰＤ１４は、キャリア１２の両側にそれぞれ配置される。各ｍＰＤ１４はサブマウントを介してベース１３上に搭載される。

ＴＥＣ７０上にベース１３が搭載され且つベース１３上に出力ユニット６０が搭載されると、ＴＥＣ７０の前端の位置は、出力ユニット６０の第２レンズ６４の位置に一致する。第２レンズ６４は、第１レンズ６３についで変調器１１に近接して配置されるレンズである。

ｍＰＤ１４は変調器１１に対向する受光面を有しており、変調器１１のモニタポートが出力するモニタ光を受光する。モニタポートの位置に対応してそれぞれのｍＰＤ１４は変調器１１の対向する辺に対して対角位置に配置される。

終端ユニット１５は２個設けられている。各終端ユニット１５は、ｍＰＤ１４の前方に配置され、２個の終端ユニット１５で変調器１１を左右方向から挟んでいる。

図５は、終端ユニット１５の平面図である。図５に示されるように、終端ユニット１５は、キャリア１５ａと、終端抵抗１５ｂと、ビア１５ｃと、ダイキャパシタ１５ｄとを備えている。終端抵抗１５ｂは、セラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）で構成されるキャリア１５ａ上に設けられた１００Ωの薄膜抵抗である。変調器１１に設けられた差動端子１１ｖはその間にＧＮＤ端子１１ｗを挟んでおり、差動端子１１ｖはキャリア１５ａ上の信号パッド１５ｅにワイヤリングされ、ＧＮＤ端子１１ｗはキャリア１５ａ上のＧＮＤパッド１５ｆにワイヤリングされる。

キャリア１５ａは、その表面（上面）に配線パターンを有すると共に、その裏面（下面）にＧＮＤパターンを有する。２個の信号パッド１５ｅに挟まれたＧＮＤパッド１５ｆはビア１５ｃを有しており、このビア１５ｃを介してキャリア１５ａ裏面のＧＮＤパターンに接続されている。二つの薄膜抵抗１５ｂの共通電極はダイキャパシタ１５ｄおよびビア１５ｃを介して裏面ＧＮＤに接続されている。この共通電極にオフセットバイアスが印加される。以上のように構成される終端ユニット１５は、ベース１３上に搭載される。

図４を参照すると、終端ユニット１５に隣接して２個のバイアスユニット１６が設けられる。図６は、２個のバイアスユニット１６及び変調器１１を示す平面図である。図６に示されるように、２個のバイアスユニット１６は、変調器１１を両側から挟んでいる。また、変調器１１内には、Ｘ偏光且つ位相０°信号のための差動アーム、Ｙ偏光且つ位相０°信号のための差動アーム、Ｘ偏光且つ位相９０°信号のための差動アーム、及びＹ偏光且つ位相９０°信号のための差動アームそれぞれについて計４個の位相調整用の電極と、各偏光について０°信号と９０°信号との位相差を確定させるための２個の電極がそれぞれ設けられる。すなわち変調器１１内には６個の電極が設けられており、バイアスユニット１６はこれら６個の電極にバイアスを印加する。

上記のように、バイアスユニット１６は、変調器１１内にバイアスを印加するために設けられる。バイアスユニット１６には６個のダイキャパシタ１６ａと複数の配線１６ｂとが搭載されている。それぞれの側壁２ｄ、２ｆに設けられたＤＣ信号用のリード端子４ａ，４ｂから各配線１６ｂの一端まで、及び各配線１６ｂの他端からダイキャパシタ１６ａまで、はそれぞれボンディングワイヤにより接続される。なお、一方のバイアスユニット１６には、キャリア１２の温度を検知するためのサーミスタ１６ｃが搭載されている。

図７は、入力ユニット２０の平面図である。入力ユニット２０は長方形のＡｌＮ製キャリア２２を備えている。上述したように入力ユニット２０はベース１３上でＴＥＣ７０の投影部から突出する部分１３ｄに配置されている。

入力ユニット２０は、上述したキャリア２２と、このキャリア２２上に搭載された第１レンズ２３と、第２レンズ２４と、プリズムミラー２６を備えている。波長可変ＬＤ４１が出力した光はプリズムミラー２６によってその光軸を９０°曲げられ、第２レンズ２４及び第１レンズ２３を透過して、変調器１１の入力ポートに入力する。

キャリア２２はさらに、前述した一方のｍＰＤ１４をサブマウントを介して搭載する。また、キャリア２２には、ｍＰＤ１４と電気的に接続される６本の配線２７と、ベース１３に隣接して設けられたｍＰＤ２８（図２参照）が出力する信号を取り出す２本の配線２９が設けられている。

ベース１３の外部で、ハウジング２の底面にサブマウントを介して搭載されているｍＰＤ２８は、プリズムミラー２６によって分岐された分岐光の強度を検知する。この分岐光強度は変調器１１に入力する入力光の強度に対応する。２本の配線２９は、上記サブマウントと側壁２ｄに設けられたＤＣ信号用のリード端子４ａとを電気的に接続する。
また、６本の配線２７のうちの２本はキャリア２２上に搭載されたｍＰＤ１４の出力用として用いられ、他の２本は他方のｍＰＤ１４の出力用として用いられる。他方のｍＰＤ１４を搭載するサブマウントからキャリア２２上のｍＰＤ１４を搭載するサブマウントにワイヤリングがされ、その後配線２７にワイヤリングがされる。そして、配線２７の他端から側壁２ｄに設けられたＤＣ信号用のリード端子４ａに向けてワイヤリングがされる。

上述したようなワイヤリング機構により、２個のｍＰＤ１４は、共に側壁２ｄに設けられたリード端子４ａから信号を取り出すことが可能となる。ここでキャリア２２上に設けられた配線２７について、波長可変ＬＤ４１からプリズムミラー２６に向けて出射された光の光軸と配線２７とは所謂、ねじれの位置関係にあり、配線２７は上記光の光軸を妨げない。

キャリア２２の辺２２ａは、キャリア３２の辺３２ｄに対向している。辺２２ａには３個の位置調整用のマーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが辺２２ａからキャリア２２の内部に延びる線として形成されている。中央のマーク２２ｃの位置はプリズムミラー２６に向かう光の光軸と一致している。左右のマーク２２ｂ、マーク２２ｄは中央マーク２２ｃから等距離にある。

マーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを後述する結合ユニット３０に形成されたマーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（第２マーク）と対向させることによって、入力ユニット２０と結合ユニット３０とのアライメントを行うことができる。

変調器１１のキャリア２２に対向する辺１１ａは、アライメント用のマーク１１ｂ，１１ｃが形成されている。マーク１１ｂは変調器１１の入力ポートの位置と一致しており、マーク１１ｃの位置は変調器１１のモニタポートの位置と一致している。マーク１１ｂ，１１ｃは直角三角形を、その等辺が形成する角の二等分線で分断した形状である。なお、マーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，１１ｂ，１１ｃの形状は上記に限定されず適宜変更可能である。

このようなアライメントマークを用いることにより、キャリア２２と変調器１１の入力ポートとのラフアライメント、及びｍＰＤ１４と変調器１１のモニタポートとのラフアライメントを容易に行うことができる。ｍＰＤ１４と変調器１１の間ではｍＰＤ１４について比較的広い受光面が確保されるため、マークを用いたラフアライメントのみでも実用上問題とならないことが多い。

図８は、結合ユニット３０を示す平面図である。結合ユニット３０は長方形状のキャリア３２を備えている。上述したように結合ユニット３０はベース１３のＴＥＣ７０からは突出した部分１３ｄであって、入力ユニット２０と連続的に配置されている。

結合ユニット３０のキャリア３２には、ビームシフタ３３とアイソレータ３４と配線３５とが搭載されている。ビームシフタ３３は光源ユニット４０側に、アイソレータ３４は入力ユニット２０側に、配線３５はビームシフタ３３とアイソレータ３４との間にそれぞれ配置されている。

ビームシフタ３３は、光源ユニット４０から出射された光の光軸と、ベース１３に搭載されている光学部品の光軸との間における水平レベルを補完する機能を有する。すなわち、光源ユニット４０と変調器ユニット１０は独立のＴＥＣ（７０、８０）に搭載されており両者の光軸についてその水平レベルが部品公差の範囲内で一致しない場合がある。また、変調器ユニット１０内についても、光源ユニット４０から変調器１１に向かう光の光軸上には、結合ユニット３０上にアイソレータ３４が、入力ユニット２０上にはプリズムミラー２６、二つのレンズ２４、２３が挿入されており、結合ユニット３０と入力ユニット２０との間の水平レベルのミスマッチ、あるいは、各部品をそれぞれのユニットのキャリア上に搭載し固定する際の樹脂厚等、光軸の水平レベルについてミスマッチを生ずる場合がある。プリズムミラー２６、二つのレンズ２４、２３を、これら水平レベルのミスマッチを吸収しつつキャリア２２上に搭載、固定することになるが、ミスマッチが大きい場合には吸収しきれない。二つのレンズ２４、２３はキャリア２２の表面レベル以下に調芯することは物理的に不可能であり、一方、キャリア２２から離す様に搭載すると、固定用の樹脂が厚くなって信頼性に劣る固定となってしまう。ビームシフタ３３を光源ユニット４０と変調器１１との間に介在させることにより、光源ユニット４０から変調器１１に向かう光の光軸の水平レベルを調整することができる。ビームシフタ３３は対向する面が平行に設定された矩形の透明体ブロックであり、これを垂直方向について傾斜させてキャリア３２上に搭載することにより、傾斜角度に依存してその入力光と出力光との間の光軸をオフセットさせることができる。また、水平方向については、光源ユニット４０に反射光が戻らない様に、入力光の光軸に対して入力面を数度傾けてキャリア３２上に搭載される。

配線３５は、ビームシフタ３３を迂回して、側壁２ｄに対向する辺からバイアスユニット１６に対向する辺に向かって延びている。入力ユニット２０の配線２７と同様、配線３５はビームシフタ３３からアイソレータ３４に向かう光の光軸の下方に位置している。配線３５を介して側壁２ｄに設けられたＤＣ信号用のリード端子４ａとバイアスユニット１６上の配線１６ｂとの間の電気的接続が行われる。

なお、本実施形態では、上記のように配線３５がビームシフタ３３を迂回しているが、配線３５の形状は上記に限定されない。例えば、配線３５を通る信号はバイアス信号（ＤＣ信号）であるため、配線３５をビームシフタ３３と交差させてもよい。すなわち、ビームシフタ３３を配線３５上に搭載することも可能である。

キャリア３２の入力ユニット２０に対向する辺３２ｄには上述したマーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成されている。マーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃの相対位置関係は、入力ユニット２０のマーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの相対位置関係と一致している。従って、マーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃとマーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄとの位置合わせを行うことにより、結合ユニット３０と入力ユニット２０とのアライメントを容易に行うことができる。

また、光源ユニット４０に対向する辺３２ｅにはマーク３２ｆ，３２ｇ，３２ｈが形成されている。マーク３２ｆ，３２ｇ、３２ｈは辺３２ｅからキャリア３２の内方に向かう線であり、マーク３２ｆ，３２ｇ，３２ｈの相対位置関係はマーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃの相対位置関係と一致している。すなわち、中央マーク３２ｂ、３２ｇと両側マーク、３２ａと３２ｃ、３２ｆと３２ｈ、との距離は一致している。また、マーク３２ｆ〜３２ｈの相対位置関係と、後述する光源ユニット４０に設けられたマーク４３ｂ〜４３ｄの相対位置関係も一致している。

マーク３２ｆ，３２ｇ，３２ｈをマーク４３ｂ，４３ｃ、４３ｄを対向させることによって、結合ユニット３０と光源ユニット４０との調芯を容易に行うことができる。以上のようにキャリア３２はマーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈを備えているので、結合ユニット３０と入力ユニット２０と光源ユニット４０とのラフアライメントを容易に行うことができる。

図９は、光源ユニット４０を示す平面図である。図９に示されるように、光源ユニット４０は、波長可変ＬＤ４１と、波長可変ＬＤ４１を搭載するキャリア４２と、レンズキャリア４３と、レンズキャリア４３に搭載された２個のレンズ４４，４５と、サーミスタ４６と、ベース４７と、上述したＴＥＣ８０とを備えている。キャリア４２及びレンズキャリア４３の平面形状は長方形である。

ベース４７は、レンズキャリア４３を搭載する部位がＴＥＣ８０の上基板からはみ出た状態でＴＥＣ８０上に搭載されている。ベース４７はＡｌＮ製である。ベース４７上にはキャリア４２及びこのキャリアを挟む２個のレンズキャリア４３が搭載されている。キャリア４２もＡｌＮ製である。

レンズキャリア４３の厚さはキャリア４２の厚さよりも薄く、波長可変ＬＤ４１の光軸とレンズ４４，４５の光軸を一致させている。具体的には、レンズキャリア４３上には固定樹脂を介してレンズ４４，４５が搭載されるので、この樹脂の厚みも考慮して、レンズキャリア４３の厚さを決定し、レンズ４４、４５の光軸を波長可変ＬＤ４１の光軸に一致させている。

レンズ４４及びレンズ４５はいずれもコリメートレンズである。また、キャリア４２には波長可変ＬＤ４１の他にサーミスタ４６が搭載されている。二つのレンズ４４、４５の光軸はオフセットしている。すなわち、波長可変ＬＤ４１はこのオフセットを吸収する様に両レンズの光軸に対して有意の角度を持ってキャリア４２上に搭載されている。

また、波長可変ＬＤ４１は、その出射光の波長を決定する５種類の電極と、光を生成するためのキャリアを注入する電極と、出力光の強度を制御する電極と、接地電極を備えている。すなわち波長可変ＬＤ４１は計８種類の電極を備えており、これらの８種類の電極に対して互いに独立した８種類のバイアスが必要となる。この８種類のバイアス全てを、側壁２ｄに備えられているＤＣ信号用リード端子４ａのみから供給すると、リード端子４ａが不足する場合がある。特に、光モジュール１では、波長可変ＬＤ４１と波長検知器５１とが側壁２ｄに沿って配置されているので、波長可変ＬＤ４１と波長検知器５１の近傍に位置するＤＣ信号用のリード端子４ａが不足する場合がある。

そこで、光モジュール１では、波長可変ＬＤ４１へのバイアスを、反対の側壁２ｆに備えられたＤＣ信号用リード端子４ｂから供給している。すなわち、光モジュール１は、側壁２ｆの近傍から出力ユニット６０の下方を通って光源ユニット４０の近傍まで延びる配線基板４８と、同様に、側壁２ｆの近傍から出力ユニット６０の下方を通って光源ユニット４０と波長検知ユニットの間にまで延びる配線基板４９とを備えており、これらの配線基板４８，４９を介してリード端子４ｂから波長可変ＬＤ４１にバイアスを供給する。

上述したように出力ユニット６０はＴＥＣ７０からはみ出したベース１３の部位１３ｃに搭載されており、ベース１３の部位１３ｃの下方には大きな空間が形成されている。

配線基板４８，４９はハウジング２の底面に直接搭載されている。従って、出力ユニット６０と配線基板４８，４９とが立体的に交差した状態が実現されている。なお、配線基板４８，４９が伝える信号はバイアス信号（ＤＣ信号）であるため、配線基板４８，４９の配線長が多少長くても信号品質上問題とはならない。

図９に示されるように、キャリア４２の一方のレンズキャリア４３に対向する辺にはマーク４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（第１マーク）が形成されている。マーク４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、上述したように結合ユニット３０のマーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ及び入力ユニット２０のマーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対応するマークである。すなわち、中央マーク４２ｂと両側マーク４２ａ、４２ｃの間隔は、結合ユニット３０のマーク、３２ａ〜３２ｃ、３２ｆ〜３２ｈ、及び入力ユニット２０のマーク２２ｂ〜２２ｄのそれと一致している。

また、レンズキャリア４３の他方の辺にもマーク４３ｂ，４３ｃ，４３ｄが形成されている。これらのマーク４３ｂ，４３ｃ，４３ｄも、上述したマーク４２ａ，４２ｂ，４２ｃと同様のマークであり、中央マーク４３ｃと両側マーク４３ｂ、４３ｄの間隔はマーク４２ａ，４２ｂ，４２ｃのそれと一致している。

レンズキャリア４３に対向する辺には３個のマーク４２ｆ，４２ｇ，４２ｈが形成されている。マーク４２ｆ，４２ｇ，４２ｈの相対位置は、既に説明した、他方の辺に形成されたマーク４２ａ，４２ｂ，４２ｃの位置と一致していない。具体的には、一方の側マーク４２ｆの位置は側マーク４２ａの位置と一致しているが、中央マーク４２ｇは辺の他の側マーク４２ｃの位置に一致している。そして側マーク４２ｈが、コリメートレンズ４４の光軸の位置と一致している。

また、レンズキャリア４３のキャリア４２に対向する辺にもマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈが形成されており、これらマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈはキャリア４２上のマーク４２ｆ，４２ｇ，４２ｈの位置と一致している。従って、マーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈをマーク４２ｆ，４２ｇ，４２ｈに合わせることによって、レンズキャリア４３とキャリア４２とのアライメントを容易に行うことができる。

図１０は、光モジュール１に搭載される波長可変ＬＤ４１の横断面を模式的に示す図である。図１０に示されるように、波長可変ＬＤ４１は、４つの領域、すなわち、第１半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier；ＳＯＡ）領域４１Ａ、ＳＧ−ＤＦＢ（Sampled Grating Distributed Feedback）領域４１Ｂ、ＣＳＧ―ＤＢＲ（Chirped SampledGrating-Distributed Bragg Reflector）領域４１Ｃ、第２半導体光増幅器領域４１Ｄを備えている。

ＳＧ−ＤＦＢ領域４１ＢとＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃには回折格子が離散的に形成されている。ＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃには、その表面に絶縁膜を介して光導波方向に沿って３種類のヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３が設けられ、ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂにも２種類のヒータＨ４，Ｈ５が設けられている。これらのヒータＨ１〜Ｈ５を加熱することにより、ヒータＨ１〜Ｈ５直下の領域の温度を調整する。

ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂでは、利得領域４１ａと変調領域４１ｂとが光導波方向に沿って交互に配置されている。利得領域４１ａは電極４１ｃを有し、電極４１ｃから利得領域４１ａ中の活性層にキャリアを注入することによって活性層中で光を生じさせる。

ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂの光学スペクトルは、当該領域が離散的に形成された回折格子を備えているので、この回折格子間の光学長によって決定される複数のピークで特徴付けられる。さらに、ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂは利得領域４１ａを有するので、ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂの利得特性はＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂの回折格子の間隔（ＬＳＧ）で決定される複数の利得ピークで特徴付けられる。

一方、ＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃも離散的に形成された回折格子を有するので、所定の間隔をあけて並ぶ複数のピークを含む反射スペクトルで特徴付けられる。ＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃが備える反射スペクトル中の一のピークと、ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂが備える利得スペクトル中の一のピークとを一致させることにより、その一致したピークに対応する波長においてレーザ発振が誘起される。但し、波長可変ＬＤ４１ではＳＧ−ＤＦＢ領域４１ＢとＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃとが集積化されているので、上記反射ピーク及び利得ピークを直接観測できるわけではない。一の利得ピークと一の反射ピークの波長が一致したときに誘起される光の位相が一致し連続した二つの領域が光共振器となって波長可変ＬＤ４１が発振する。

ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂの回折格子間の光学長は、光導波路を構成する半導体材料の屈折率に依存する。また、上記のようにＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂの変調領域４１ｂはヒータＨ４，Ｈ５を備えているので、変調領域４１ｂの光学長を可変とすることができる。一方、ＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１ＣにもヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３を備えており、各ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３の温度を互いに独立に変更させることができる。

また、ＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃでは、回折格子間の物理的間隔（ＬＳＧ１，ＬＳＧ２，ＬＳＧ３）を互いに異ならせている。従って、ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３で互いに独立に温度調整を行うことにより、複数の反射ピークの位置を広範囲に変化させることができる。このように利得ピーク位置及び反射ピーク位置を広範囲に変化させることによって、波長可変ＬＤ４１に波長可変幅を広く設定することができる。

ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域４１Ｃを挟んで形成された二つのＳＯＡ領域４１Ａ、４１Ｄは電極４１ｄ、４１ｅからそれぞれの活性層中にキャリアを注入することにより、ＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂで生成され、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域４１Ｃとでその波長が決定された光を増幅して波長可変ＬＤ４１外にそれぞれの端面から出力する。

ＳＯＡ領域４１Ａ，４１Ｄ、利得領域４１ａの活性層は同一の半導体材料で構成されている。が、変調領域４１ｂおよびＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃの導波路層は当該半導体材料のバンドギャップ波長よりも短い波長を有する半導体材料、すなわち、大きなエネルギーギャップを有する材料で構成されている。このため、変調領域４１ｂ及びＣＳＧ―ＤＢＲ領域４１Ｃの導波路層はＳＧ−ＤＦＢ領域４１Ｂ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域４１Ｃで決定された波長に対して実質透明となる。

波長可変ＬＤ４１では、５つのヒータに対応するヒータＧＮＤ電極と、キャリア注入用の電極４１ｃと、２つのＳＯＡ用の電極４１ｄ，４１ｅの合計８種類の電極（８種類のバイアス電源）が必要である。ここで、光モジュール１では波長可変ＬＤ４１へのバイアスを、波長可変ＬＤ４１が搭載されている側とは反対の側壁２ｆに位置するリード端子４ｂから供給している。一方、波長可変ＬＤ４１が搭載されている側の側壁２ｄに位置するリード端子４ａは、主に波長検知器５１が出力する各種信号を処理するＤＣリード端子として用いられる。

図１１は、波長可変ＬＤ４１及びその周辺のワイヤリングを示す平面図である。図１２は、波長可変ＬＤ４１及びその周辺のワイヤリングを示す斜視図である。図１１及び図１２に示されるように、キャリア４２上には波長可変ＬＤ４１とサーミスタ４６とが搭載される。サーミスタ４６から引き出される２本の配線Ｌ１は側壁２ｄのリード端子４ａに接続される。その他のバイアス源への配線Ｌ２は、２枚の配線基板４８，４９に引き出されており、これらの配線基板４８，４９を介して他方の側壁２ｆのリード端子４ｂに接続されている。

２枚の配線基板４８，４９のうちＴＥＣ７０に近い位置に搭載された配線基板４８の厚さは、他方の配線基板４９の厚さよりも厚い。この厚さの違いは、配線基板４８，４９にワイヤリングを行う際に必要とするスペースに基づく。すなわち、厚い配線基板４８へのワイヤリングは、ベース１３とＴＥＣ８０との間に形成された狭い空間で行われる。一方、薄い配線基板４９のワイヤリングは、波長検知ユニット５０のキャリア５２とレンズキャリア４３との間に形成された比較的広い空間で行われる。配線基板４８へのワイヤリングよりも配線基板４９へのワイヤリングの方がスペース的に余裕がある空間で行われることになる。

基板４９を挟むキャリア５２とレンズキャリア４３とは、ＢＳ５３，５４又はレンズ４４といった光学部品を搭載するため、厚みが抑えられている。一方他方の基板４８については、キャリア４２に隣接しており、このキャリア４２の厚さはレンズキャリア４３の厚さよりも厚い。従って、キャリア４２の表面からハウジング２の底面までの高さが高く、配線基板４８を厚くすることによって配線基板４８の表面からキャリア４２の表面までの高さを減じている。

以上のように、変調器１１が出力する信号光の光軸と立体的に交差する配線基板４８，４９はハウジング２の底面に搭載されている。これにより、波長可変ＬＤ４１が必要とするバイアス信号を、波長可変ＬＤ４１が搭載されている側とは反対側の側壁２ｆに設けられたリード端子４ｂから波長可変ＬＤ４１に供給することが可能となる。

光モジュール１は、波長可変ＬＤ４１の一方の端面、すなわち、結合ユニット３０に対向する端面、から出力される光を信号光用の光源とし、他方の端面、波長検知器５１に対向する端面、から出力される光を波長検知器５１用のモニタ光及び、光受光モジュールのための局発光として用いている。また、波長可変ＬＤ４１と波長検知器５１とがハウジング２の側壁２ｄに沿って配置され、変調器１１は他方の側壁２ｆに沿って配置されている。

このような構成において、各ユニットが短絡的にそれぞれ近接する側壁に備えられたリード端子４ａ，４ｂと電気的に接続するだけでは、光源ユニット４０、波長検知ユニット５０に近接する側壁２ｄに設けられたリード端子４ａが集中して用いられてしまう。時にリード端子４ａの不足も懸念される。しかしながら、本実施形態では、一方の側壁２ｆから他方の側壁２ｄに向かって延在する配線基板４８，４９を介して、反対側の側壁２ｆに設けられたリード端子４ｂと波長可変ＬＤ４１とが電気的に接続される。よって、リード端子４ａの不足が抑制される。

従って、一方の側壁２ｄに設けられたリード端子４ａの集中的な利用を回避することができ、リード端子４ａ，４ｂを分散して均等に利用することが可能となる。

図１３は、波長検知ユニット５０を示す平面図である。図１３に示されるように、波長検知ユニット５０はＴＥＣ９０上に搭載されたＡｌＮ製で矩形のキャリア５２を有する。キャリア５２の光源ユニット４０に対向する辺５２ａには３個のマーク５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが形成されている。マーク５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの相対位置関係は、レンズキャリア４３上のマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈと一致している。従って、キャリア５２上のマーク５２ｂ，５２ｃ，５２ｄをレンズキャリア４３上のマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈに合わせることによって、キャリア５２とレンズキャリア４３とのアライメントを行うことができる。

波長検知ユニット５０は、キャリア５２上に２個のＢＳ５３，５４、２個のｍＰＤ５５，５６、エタロンフィルタ５７、サーミスタ５８を搭載している。キャリア５２の光源ユニット４０に対向する側の一部５２ｅはＴＥＣ９０からはみ出している。すなわち、当該部位５２ｅは庇を形成し、庇で覆われたに前述した配線基板４９が配置されている。

波長可変ＬＤ４１の端面から出射した光は、光源ユニット４０内のレンズ４４によりコリメート光に変換されて波長検知ユニット５０に入力する。波長検知ユニット５０では、まずＢＳ５３により二分され、その一方はＢＳ５３を直進してエタロンフィルタ５７を通過した後一方のｍＰＤ５６に入力する。他方は、ＢＳ５３により光軸を９０°変換された後他方のＢＳ５４に向かい、このＢＳ５４によりさらに二分され、その一方はＢＳ５４を直進しｍＰＤ５５に入力する。ＢＳ５４により二分された他方は、ＢＳ５４によりその光軸を９０°変換された後第１出力ポート３ａに向かう。

ここで、二つのＢＳの分岐比はそれぞれ〜５：９５に設定されている。すなわちＢＳ５３、５４を直進する光の強度が５、ＢＳ５３、５４により光軸を９０°変換される分岐光の強度が〜９５程度に設定される。従って、第１出力ポート３ａに到達する光の強度は、波長検知ユニット５０に入力する時点での強度に比較し一割程度減少する。

第２のｍＰＤ５６で検知する光はエタロンフィルタ５７を透過した光である。エタロンフィルタ５７は周期的な透過スペクトルを示す。一方、第１のｍＰＤ５５で検知する光は特異な透過スペクトルを有する如何なる光学素子も通過していない。すなわち、ｍＰＤ５５の出力は波長可変ＬＤ４１の光出力を直接的に反映していると見做せる。そして、第２のｍＰＤの出力を第１のｍＰＤの出力で除した値は、まさにエタロンフィルタ５７の透過率を示している。エタロンフィルタ５７の透過率は波長に依存しているため、二つのｍＰＤ５５，５６の出力により、波長可変ＬＤ４１が今現在出力している光の波長を特定することが可能となる。そして、この二つのｍＰＤ５５、５６の出力を（正確にはその比）波長可変ＬＤ４１の波長を決定するバイアス信号に帰還することで、波長可変ＬＤ４１の出力光の波長を目標の波長に設定し、これを維持することが可能となる。

また、第１のｍＰＤ５５の出力は直接波長可変ＬＤ４１の出力に対応している。この第１のｍＰＤ５５の出力を波長可変ＬＤ４１の一方のＳＯＡ領域４１Ｄへ印加するバイアス信号に帰還することで、第１出力ポート３ａから出力される光の強度を一定に維持することができる。

図１４は、出力ユニット６０を示す平面図である。出力ユニット６０は、変調器ベース１３上に搭載されたＡｌＮ製で矩形のキャリア６２と、当該キャリア６２上に搭載された２個の第１レンズ６３、２個の第２レンズ６４、Ｓｉブロック６６、アイソレータ６７、およびＰＢＣ（Polarization Beam Combiner）ユニット６８、さらに、キャリア６２とは独立してハウジング２の底面上に直接搭載された光減衰器（ＡＴＴ）６９、ＢＳ７２、およびｍＰＤ７３とを備えている。

キャリア６２は、変調器１１から出力された二つの信号光を偏波合成する光学系を有する。

変調器１１は、ハウジング２の前壁４ｃに対向する辺に光信号を出力する２個の出力ポート１１ｚを備えている。これら出力ポート１１ｚから出力された光信号は、それぞれ第１レンズ６３、第２レンズ６４、Ｓｉブロック６６、アイソレータ６７、ＰＢＣユニット６８、ＡＴＴ６９、ＢＳ７２及び第２の出力ポート３ｂを介して光モジュール１外に出力される。ここで、キャリア６２の大部分はＴＥＣ７０上にはなくその下方に空間が残されており、当該下方空間に前述した配線基板４８，４９搭載されている。

キャリア６２の変調器１１に対向する辺６２ａは２個のマーク６２ｂ，６２ｃを有する。また、変調器１１のキャリア６２に対向する辺にも２個のマーク１１ｘ，１１ｙがそれぞれ出力ポート１１ｚに対応して形成されている。マーク１１ｘ，１１ｙ，６２ｂ，６２ｃは、出力ポート１１ｚ及び第１レンズ６３の光軸と対応している。

キャリア６２のＡＴＴ６９に対向する辺６２ｄにも２個のマーク６２ｅ，６２ｆが形成されている。また、ｍＰＤ７３とＢＳ７２を搭載するサブマウント７４のＡＴＴ６９に対向する辺７４ａにも２個のマーク７４ｂ，７４ｃが形成されている。前者のマーク６２ｅ，６２ｆの相対位置関係は後者のマーク７４ｂ，７４ｃの相対位置関係と一致している。

変調器１１の出力ポート１１ｚから出力された２つの光信号はＢＳ７２では一本の光信号に統合されており、サブマウント７４上の２個のマーク７４ｂ，７４ｃは上記一本の光信号を挟む位置に配置される。以上のようなマークをそれぞれのユニットに配置することによって、サブマウント７４とキャリア６２とのアライメントを容易に行うことができる。

本実施の形態においては、サブマウント７４上のＢＳ７２及びｍＰＤ７３については精密アライメントを行っていない。すなわち、各ユニット間のアライメント、並びにサブマウント７４上に搭載された部品の光学アライメントは、上述した各マークを目視することによってのみ行われる。上記のような複数のマークを用いて各アライメントを行うことによって、各部品の配置の精密度を容易に高めることができる。

次に、光モジュール１のアセンブリ、特に、各ユニット間のアライメントについて説明する。まず、ハウジングの底面に各部品を搭載する第１工程を実行する。第１工程では、ハウジング２の底面に、変調器ユニット１０のＴＥＣ７０、光源ユニット４０のＴＥＣ８０、波長検知ユニットのＴＥＣ９０を搭載する。ＴＥＣ７０，８０，９０の下基板上には予め電極ポストを搭載しておく。さらに、２枚の配線基板４８，４９、ＡＴＴ６９、サブマウント７４を底面上に搭載する。それぞれの部品の搭載位置は幾何学的精度にのみ依存する。

次に、ハウジング外において各ユニットを組み立てる第２工程を実行する。第２工程では、ハウジング２外において、キャリア４２上に波長可変ＬＤ４１及びサーミスタ４６をダイマウントし、さらに、キャリア４２上の配線との間でワイヤボンディングまでも施す。この段階で波長可変ＬＤ４１に対しＩＬ特性等のＤＣテストを行うことができる。また、波長検知ユニット５０のキャリア５２上にサーミスタ５８を搭載する。さらに、キャリア１２上に変調器１１をマウントし、バイアスユニット１６上にダイキャパシタ１６ａをマウントし、キャリア１５ａ上にキャパシタ１５ｄを搭載して終端ユニット１５を形成する。以上の第２工程は、第１工程の前に予め行っておいてもよく、第１工程及び後述する各工程とは独立して行うことができる。

次に、ハウジング外で組立てた各ユニットを各ベース１３上に搭載する第３工程を実行する。第３工程では、変調器１１を搭載したキャリア１２をベース１３上にマウントする。このとき、ベース１３の角部に設けられた切り欠き１３ａを参照してキャリア１２をベース１３上に搭載する。そして、終端ユニット１５及びバイアスユニット１６をベース１３上に搭載する。この工程は、変調器１１上の電極パッドを目視で確認しつつ、終端ユニット１５及びバイアスユニット１６の位置を決定する。

終端ユニット１５と変調器１１、及びバイアスユニット１６と変調器１１は、ボンディングワイヤによって結線されるので、両ユニット１５、１６のアライメントは不要である。その後、側壁２ｆに対向する一方のバイアスユニット１６にＴＥＣ７０用のサーミスタ１６ｃを搭載する。こうして第３工程が完了する。なお、第２工程及び第３工程における各部品の搭載は順不同で行うことが可能である。

その後、各キャリアをそれぞれ対応するＴＥＣ上に搭載する第４工程を行う。第４工程では、バイアスユニット１６、終端ユニット１５及びキャリア１２が搭載されたベース１３をＴＥＣ７０上にマウントする。そして、ベース１３上にｍＰＤ１４を搭載した２個のサブマウントを変調器１１のモニタポートの位置に形成されたマーク１１ｃを目視で参照しつつ配置する。

また、ベース１３上に、入力ユニット２０のキャリア２２、出力ユニット６０のキャリア６２、及び結合ユニット３０のキャリア３２を搭載する。このとき、キャリア２２においては、変調器１１の辺１１ａに形成されたマーク１１ｂを参照して、変調器１１の入力ポートとキャリア２２とのアライメントを行う。また、キャリア３２においては、キャリア３２上のマーク３２ａ，３２ｂ，３２ｃをキャリア２２上のマーク２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに合わせることによって、キャリア３２をキャリア２２にアライメントする。以上のようなアライメントを経て第４工程が完了する。

次に、光源ユニット４０を組み立てる第５工程を行う。第５工程では、ベース４７上に、既に波長可変ＬＤ４１及びサーミスタ４６が搭載されているキャリア４２を配置する。そして、二つのレンズキャリア４３を、キャリア４２を挟んでベース４７上に搭載する。

各レンズキャリア４３をベース４７上に搭載する際には、レンズキャリア４３上のマーク４３ｂ，４３ｃ，４３ｄをキャリア４２上のマーク４２ａ〜４２ｃに目視で位置合わせし、また、他方のレンズキャリア４３上のマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈをキャリア上のマーク４２ｆ〜４２ｈに目視で位置合わせする。こうして第５工程が完了する。なお、第５工程は、第６工程の前であればいつ行ってもよい。

次に、この様にして組立てたベース４７をＴＥＣ８０上に搭載する第６工程を行う。第６工程では、レンズキャリア４３上のマーク４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを結合ユニット３０上のマーク３２ｆ，３２ｇ、３２ｈに目視で位置合わせする。

次に、波長検知ユニット５０を組み立てる第７工程を行う。第７工程では、キャリア５２上に既にｍＰＤ５５，５６が搭載されているＰＤサブマウントを実装する。ここで、キャリア５２上にはＰＤサブマウントが搭載されている位置にインデックスマークが形成されており、このマークを参照してＰＤサブマウント実装する。またサーミスタ５８の搭載も当該工程で行う。

そして、ｍＰＤ５５，５６及びサーミスタ５８が搭載されたキャリア５２をＴＥＣ９０上に搭載する。このとき、キャリア５２上のマーク５２ｂ，５２ｃ，５２ｄをレンズキャリア４３上のマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈに目視で位置合わせする。こうして第７工程が完了する。

その後、出力ベースユニットを組み立てる第８工程を実行する。第８工程では、キャリア６２をベース１３上に搭載する。このとき、キャリア６２上の２個のマーク６２ｂ，６２ｃと変調器１１のマーク１１ｘ，１１ｙを目視で確認し、出力ポート１１ｚとキャリア６２のアライメントを行う。そして、キャリア６２上のマーク６２ｅ，６２ｆとサブマウント７４上のマーク７４ｂ，７４ｃを目視で確認し、サブマウント７４とキャリア６２のアライメントを行う。こうして第８工程が完了する。

以上の第１〜第８工程により各キャリアユニット間、厳密には各キャリア間のアライメントを目視確認のみによって実行する。ここで、図１５に示されるように、一方のレンズキャリア４３、キャリア３２、及びキャリア２２のそれぞれに設けられた各３個のマークのうち、その中央マークは光源ユニット４０から入力ユニット２０に向かう光の光軸に対応している。なお、図１５〜図１７は説明の簡略化のため一部の部品を省略している。更に、ｍＰＤ２８を搭載するサブマウント２８ａにも上記各キャリアに形成された一方の側マーク、４３ｂ、３２ｆ、３２ａ、２２ｂ；および中央マーク、４２ｂ、４３ｃ、３２ｇ、２２ｃに対応するマークが形成されている。ＰＤサブマウント２８ａの二つのマークを上記それぞれのキャリアに形成された中央マークと一方の側マークに目視でアライメントすることにより、ＰＤサブマウント２８ｂを入力ユニット２０に位置合わせすることができる。

図１６に示されるように、キャリア４２上のマーク４２ｆ，４２ｇ，４２ｈ、レンズキャリア４３のマーク４３ｆ，４３ｇ，４３ｈ、及びキャリア５２のマーク５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、それぞれ直線で結ぶことができる。また、図１７に示されるように、キャリア６２上のマーク６２ｂ，６２ｅとサブマウント７４上のマーク７４ｂは直線で結ぶことができ、キャリア６２上の一群のマーク６２ｅ〜６２ｇはＰＤサブマウント７４上の一群のマーク７４ｂ〜７４ｄに対応している。両者を目視で確認しつつ、ＰＤサブマウント７４をハウジング２の底面に搭載することで、ＰＤサブマウント７４をキャリア６２に対して位置合わせすることができる。

ここで、各キャリア（ＡｌＮ等のセラミック）に形成されたマークは、キャリア上に形成された配線パターン又は配線パターンの切り欠きとして形成されている。マークの幅は２０μｍ、その長さは５０μｍ又は１００μｍである。一般的にセラミック上に形成された配線パターンの公差は、配線間については±１０μｍ程度であり、またキャリアの実装公差は±３０μｍ程度である。各キャリアには後段の工程で実装される光学部品の搭載位置を示すマークが形成されている。各キャリア間を上述の様に、その各辺に設けたマーク群により位置合わせし、かつ、キャリア上の部品搭載位置に対応してマークを形成することで、目視によって十分な精度を有する光学部品の実装位置を確保することが可能となる。

光モジュール１に搭載される各光学部品について、一例として、レンズの有効径は０．６ｍｍ、アイソレータの有効径は０．７ｍｍ、プリズムミラーの有効径は１．２ｍｍ、ＰＢＣの有効径は０．８ｍｍ、ビームスプリッタの有効径は０．８ｍｍである。このような有効径を有する光学部品のそれぞれがコリメート光の設計径（約０．５ｍｍ）を包含していることが必要であり、包含していない場合には大きな結合ロスが生じる。

具体的には、光モジュール１では、波長可変ＬＤ４１が出射した光は、波長検知ユニット５０に対向するレンズ４４及び結合ユニット３０に対向するレンズ４５のそれぞれにより、コリメート光に変換される。また、変調器１１から出力される二つの位相変調光は、第１レンズ６３および第２レンズ６４のレンズ系よってコリメート光に変換される。これらのコリメート光が通過する各光学部品について、それらの有効径がこのコリメート光の径を包含すれば、当該光学部品について大きな結合ロスは生じない。

そこで、光モジュール１では、上述したように各キャリアに位置調整用のマークを形成し、当該マークを指標として目視でアライメントを行うことで、各光学部品の有効径内にコリメート光を包含させることが可能となる。また、各光学部品の有効径は、コリメート光の径よりも大きな値とされているので、上記目視によるアライメントで大きな結合ロスを抑制することが可能となる。

また、上記のようにアイソレータ３４、６７、アテネータ６９、Ｓｉブロック６６等のそれらの透過光の光軸を実質変更しない光学部品、調芯工程を必要としない光学部品を搭載する段階において、各光学部品と配線基板、キャリア上の配線、あるいは配線基板、キャリア上の配線とリード端子４ａ，４ｂとの間のワイヤリングを行う。すなわち、すでに搭載されているｍＰＤ１４、２６、７４についてそれら出力信号をモジュール１の外部での検知を可能とする、いわゆるアクティブ調芯を可能とする。そして、まず、波長可変ＬＤ４１から変調器１１の入力ポートまでに位置する各光学部品のアライメントを行う。ここで、変調器１１の入力ポートに波長可変ＬＤ４１からの光を結合させるときには、実際に波長可変ＬＤ４１を発光させ、波長可変ＬＤ４１からの光を最大効率で入力ポートに結合させることが必要である。

次いで各キャリア上に光学部品を搭載する。

まず、光軸に実質的な変更を与えない光アイソレータ３４をキャリア３２上に、他の光アイソレータ６７、Ｓｉブロック６６をキャリア６２上に搭載する。また、それぞれのＰＤサブマウント上にｍＰＤ１４を実装し、ｍＰＤ１４からの信号を取り出すべくｍＰＤと配線パターン、配線パターンと両側壁のＤＣリード端子との間のワイヤリングを実施する。さらに、変調器１１とバイアスユニット１６の間、バイアスユニット１６とリード端子との間もワイヤリングを行い、変調器１１のＤＣテストが実施可能な環境を作る。その後、各レンズ部品、ＢＳ部品、ＰＢＣユニットの光学調芯を行う。

具体的には、波長可変ＬＤ４１と変調器１１との間の光回路の調芯をまず実施する。波長可変ＬＤ４１を実際に発光させ、この光をレンズ４５によりコリメート光に変換する。コリメート性の検証は、ビームシフタ３３の位置に光軸変換治具を設置し、波長可変ＬＤ４１の出力光をハウジング２外に取り出し、レンズ４５の遠点（１ｍ程度離れた位置）において出力光のコヒーレント性を検証し、コヒーレント性が最も確保される位置にレンズ４５を固定する。

次いでビームシフタ３３を調心する。本モジュール１においては、変調器１１と波長可変ＬＤ４１は個別のＴＥＣ７０、８０上にそれぞれのキャリア１２、４２を介して搭載されている。変調器１１についてはＴＥＣ７０とキャリア１２との間にさらにベース１３が挿入されている。また、結合ユニット３０、入力ユニット２０もそれぞれのキャリア３２、２２を介してベース１３上に搭載されている。従って、たとえレンズ４３により波長可変ＬＤ４１の出力光がコリメート光に変換されたとしても、入力ユニット２０に搭載されているプリズムミラー２６、第１、第２レンズ２３、２４の光軸の水平レベルがコリメート光の光軸に一致しているわけではない。パッケージの底面からＴＥＣ７０、８０の部品公差によりそれらの最表面までの高さの相違、ベース１３の厚み公差、キャリア１２、２２の厚み公差により、キャリア２２に搭載される光学部品の光軸、変調器１１の入力ポートの光軸の高さは異なる。

本モジュールではこの光軸高さの相違（狂い）を吸収すべくビームシフタ３３を備えている。ビームシフタ３３は光入射面と光出射面とが実質平行に作製された透明光学部材（ブロック）であり、当該光入射面／出射面をコリメート光の光軸に対して傾けることにより、入射光の光軸と出射光の光軸を、平行状態を維持しつつオフセットさせることができる。本実施の形態に係る光モジュールでは、変調器１１の入力ポートの水平レベル、レンズ４５が出射するコリメート光の水平レベルを測定しておき、両者の差を補償するビームシフタ３３の傾き角を予め算出し、当該角度だけビームシフタ３３を傾けてキャリア３２上に搭載する。

次いでプリズムミラー２６を搭載する。プリズムミラー２６については、その搭載角度をハウジングの側壁に対して４５°に設定した上で、入力コリメート光に対してＸ、Ｚ方向の調芯を行う。すなわち、その角度を４５°に固定した状態で、かつ、変調器１１の入力ポートの延長線とコリメタ光の光軸の交点の設計位置にプリズムミラーを搭載する。プリズムミラー２６についての微調芯、その反射光が変調器１１の入力ポートに最大効率で光結合する位置を探索する調芯、は行わない。レンズ４５から変調器１１のモニタポートまでの入力光学系において、光軸をシフトする光学部品、すなわち、光軸を調芯できる光学部品は、ビームシフタ３３、プリズムミラー２６、および第１、第２レンズ２３、２４が存在する。本発明に係る調芯工程では、実際に微調芯を行って最大結合効率を与える位置を探索するのは第１、２レンズ（２３、２４）の調芯のみである。他の部品は、第１、２レンズ（２３、２４）による微調芯が可能な範囲にコリメート光の光軸を設定する機能のみを実現する。

最後に第１レンズ２３、第２レンズ２４を調芯する。すなわち、まず第１レンズ２３を設計標準位置に搭載し、実際に波長可変ＬＤ４１を発光させ、第１レンズ２３により変調器１１内に集光、導入され、変調器１１のモニタポートから出力される光をｍＰＤ１４により観測する。ｍＰＤ１４の出力が最大値を与える位置で第１レンズを固定する。固定には紫外線硬化樹脂を用い、上記最大値を与える位置で紫外線を樹脂に照射し固定する。ただし、一般の紫外線硬化樹脂は、硬化に際し数μｍ収縮することが知られている。この収縮に合わせて調芯状態が崩れ、光結合効率が低下する場合がある。そのため、第２レンズ２４を調芯することでこの結合効率の低下を補償する。

第２レンズ２４は、第１レンズ２３と同様に、ｍＰＤ１４の出力を観測しつつ、まず設計中心位置に搭載した上で、光軸に対してＸ、Ｙ、Ｚの三方向について調芯を行い、ｍＰＤ１４の出力が最大値を与える位置を探索し、その位置で紫外線硬化樹脂を硬化させて固定する。第１レンズ２３の場合と同様に、硬化に際して樹脂の収縮が観測されるが、第２レンズ２４の結合トレランス（所定の結合効率の劣化を与えるレンズ位置の範囲）は第１レンズがサブミクロンレベルで非常に厳しいトレランスであるのに対し、第２レンズのそれは、一桁以上、特に光軸に沿った方向については数十ミクロンものトレランスを有している。第２レンズ２４の固定の際の樹脂の効果に伴う位置ずれは実質問題とはならない。

以上により入力光学系の部品搭載が終了する。

以上、本発明に係る好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。

１…光モジュール、２…ハウジング、２ａ…ハウジング本体、２ｂ…蓋体、２ｃ…前壁、２ｄ…側壁、２ｅ…後壁、２ｆ…側壁、３…光結合部、３ａ…局発光出力部、３ｂ…信号光出力部、４ａ…リード端子、４ｂ…リード端子、１０…変調器ユニット、１１…変調器、１１ｂ，１１ｃ，１１ｘ，１１ｙ…マーク、１２，４２，５２…キャリア、１３…ベース、１５…終端ユニット、１６…バイアスユニット、２０…入力ユニット、２２…キャリア、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…マーク、２３…第１レンズ、２４…第２レンズ、２６…プリズムミラー、２７…配線、２９…配線、３０…結合ユニット、３２…キャリア、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ…マーク、３３…ビームシフタ、３４，６７…アイソレータ、３５…配線、４０…光源ユニット、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｆ，４２ｇ，４２ｈ…マーク、４３…レンズキャリア、４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｆ，４３ｇ，４３ｈ…マーク、４４，４５…レンズ、４６…サーミスタ、４７…ベース、４８，４９…配線基板、５０…波長検知ユニット、５１…波長検知器、５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ…マーク、５７…エタロンフィルタ、５８…サーミスタ、６０…出力ユニット、６２…キャリア、６２ｂ，６２ｃ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ…マーク、６３…第１レンズ、６４…第２レンズ、６７…アイソレータ、６９…アテネータ、７０，８０，９０…ＴＥＣ、７１…電極ポスト、７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ…マーク。

Claims (4)

1. 波長可変光源ユニット、波長検知ユニット、および変調器ユニットを搭載し箱型のハウジングを有する光モジュールであって、
   該波長検知ユニットと該波長可変光源ユニットは、該ハウジングの一の側壁に沿って搭載されており、該変調器ユニットは該一の側壁に対向する他の側壁に沿って搭載されており、
   該波長検知ユニットは、該波長可変光源ユニットが該一の側壁に沿って出力する第１の光の波長を検知し、該第１の光を該一の側壁と該他の側壁を接続する側壁を介して該光モジュールの外部に出力し、該一の側壁と該他の側壁の両側にリード端子が設けられ、
   該波長可変光源ユニットは、該他の側壁が備える前記リード端子と電気的に接続され、
   該変調器ユニットは、該波長可変光源ユニットが該一の側壁に沿って出力する第２の光を受光し、当該第２の光を位相変調し、該一の側壁と該他の側壁を接続する側壁を介して該位相変調光を該光モジュール外部に出力し、
   該光モジュールは、さらに該変調器ユニットと立体交差し該他の側壁から該一の側壁に向かって伸びる配線基板を有し、
   該波長可変光源ユニットは、該リード端子と、該配線基板を介して電気的に接続されている、光モジュール。
2. 該変調器ユニットは熱電冷却素子（ＴＥＣ）、該ＴＥＣ上に搭載されたベース、該ベース上に搭載され該変調器ユニットが出力する該位相変調光を、該側壁を介して出力する出力光学系を含み、
   該出力光学系の該ハウジングの底面に投影した領域は、該ＴＥＣの該ハウジングの底面に投影した領域と重複せず、該配線基板は該出力光学系と立体交差している、請求項１に記載の光モジュール。
3. 該一の側壁はリード端子を備えており、該変調器ユニットは該波長可変光源ユニットから該変調器ユニットに向かう該第２の光の光軸と立体交差する他の配線基板を介して該一の側壁が備えるリード端子と電気的に接続されている、請求項１又は２に記載の光モジュール。
4. 該変調器ユニットは該変調器ユニットと該一の側壁との間、及び該変調器ユニットと該他の側壁との間それぞれにサブマウントに搭載されたモニタフォトダイオードを備え、
   該他の側壁と該変調器ユニットとの間に搭載されたモニタフォトダイオードは、該変調器ユニットと該一の側壁との間に搭載されたモニタフォトダイオードを搭載するサブマウントおよび該他の配線基板を介して該一の側壁が備えるリード端子と電気的に接続されている、
   請求項３に記載の光モジュール。

Images