JPH04100012A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 光通信等の分野において光通信媒体等に所望レベルの光
出力を供給することのできる光モジュールに関し、 所望の結合効率を達成し、かつ温度変化等の外乱に対し
て安定な発光素子モジュールを提供することを目的とし
、 光軸に沿って偏光した偏光光を発生することのできる偏
光光源と、光軸上に配置され、偏光光を光軸の周囲に回
転することのできる偏光器とを有し、偏光器によって偏
光光を回転させることで、所望のレベルに調整された光
出力を提供するように構成する。

［産業上の利用分野コ 本発明は発光素子モジュールに関し、特に光通信等の分
野において光通信媒体等に所望レベルの光出力を供給す
ることのできる発光素子モジュールに関する。

近年の光通信分野において、高速大容量デジタル光通信
の光源として、またＣＡＴＶ等に用いられるアナログ光
通信の光源とｊ、で、高出力の光源が要求されている。

このような光源として、発光体となる半導体レーザチッ
プ等の改良が進められていると同時に、レーザチップか
ら発した光を光ファイバに結合するための結合光学系の
改良か進められている。

［従来の技術］ 第４図（Ａ）　、（Ｂ）に従来の技術による発光素子モ
ジュールの構成を示す。第４図（Ａ）を参照して説明す
ると、光源であるレーザ５１から発したマルチモードの
光はレンズ５２によって単一モードの平行光線となり、
他のレンズ５３によって焦合され、光ファイバ５５の端
部に設けられたフェルール５４の受光表面に照射される
。

ところで、光通信系の要請から、フェルール５４から入
射する光強度のレベルが定められている場合が多い。こ
の光強度の調整は、フェルール５４を図で示す矢印方向
に移動させることにより、入射強度を低減させて行われ
る。

第４図（Ｂ）は、ファイバへの入射光の焦合状態を概略
的に示す断面図である。フェルール５４を図中上下方向
に調整して入射強度を叩整し、最適の入射強度になった
状態は、第４図（Ｂ）に示すような状態となる。すなわ
ち、ファイバはコア５６とその周囲に設けられたフラノ
ｌ”　５７とを有するか、光強度を調整された状態での
入射光の光スポット５９は、コア５６の中心部からすれ
た状態に配置される。このように、光スポット５９を最
良の焦合位置からすらしてファイバに結合させているた
め、ファイバの端面において反射光か入射側に戻ったり
、入射光がクララＩ５７に入射してクラッドモードを生
じたりする。このクラットモートは、たとえば、光ファ
イバの中間位置において、クラット５７の周囲に屈折率
の異なる材料が接触することにより、外部に漏れ、光強
度の変化を生じさせる。また、このような発光素子モン
ユールは、構造部分を金属で構成されるか、外界の温度
が変化すると金属は熱膨張、収縮を行ｔよう。

この時、膨張、収縮か均一に生しないため、フェルール
上への光スポ・ノドの集合状態に変化を生じる。第４図
（Ｂ）のような状態で、焦合状態が調整されていると、
わすかな変位により、光強度か大きく変化することにな
りかねない。光スポットをコア中心部に焦合した場合と
比べ、コア中心部からずらして調整した場合は、その後
の許容されるすれ量が、たとえば約１７２というように
小さくなってしまう。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の発光素子モジュールの焦合調整は、
温度変化に対する結合系の安定性が悪く、その他外乱の
影響を受けやすい。

本発明の目的は、所望の結合効率を達成し、かつ温度変
化等の外乱に対して安定な発光素子モジュールを提供す
ることである。

［課題を解決するための手段］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の原理説明図
である。

第１図（Ａ）は、構成を示す。図において、偏光光源１
は光軸上に偏向した光を供給する。偏向軸が光軸の周り
に回転可能な偏光器２かこの先軸上に配置される。

なお、偏光器２を透過した光に対して、焦合手段３が配
置され、受光体４表面上に焦合した光を供給する。焦合
手段３はたとえば、レンズであり、受光体４はたとえば
、光ファイバの端部に設けられたフェルールである。

［作用］ 従来の技術による光結合系の外乱に対する不安定性は、
所望の結合効率を得るため、焦合状態を最良点からすら
していることに原因かある。本発明においては、結合効
率は偏光器の調整により達成される。

第１図（Ｂ）に、第１図（Ａ）の発光素子モジュ−ル丙
における光の偏波と焦合状態を概略的に示す。偏光光源
１から発した光は、たとえば図中矢印Ｐ１て示すように
偏光している。この偏光した光に対して偏光器２か配置
されるが、偏光器２の偏光軸Ｐ。は、入射光の偏光の方
向Ｐ１に対してθの角度を持っている。すると、偏光器
２を透過したした光は、偏光器２の偏光軸Ｐ。を同じ方
向の偏光Ｐ２となる。この光の強度は、入射光の光の内
、偏光器２の偏光軸Ｐ。に一致した方向の成分となる。

このため、偏光器２を光軸上で回転させることにより（
θを変化させることにより）、出射光の強度を調整する
ことかできる。

なお、第１図（Ｃ）は、偏光器２の偏光軸の角度θの変
化に対する透過光強度を示すグラフである。透過光の強
度は、Ｃ０８２０の形で変化する。、従って、偏光器２
を回転させることにより、任意のレベルの出射光を与え
ることかできる。

ここで、重要なことは、偏光光源１に偏光器２を組合わ
せ、所望のレベルの光強度を有する出射光を形成するこ
とである。

このようにして所望の光強度に調整された光を焦合手段
３によって受光体４上に集光すれば、所望の結合効率と
所望の焦合状態かそれぞれ独立に得られる。

［実施例］ 以下実施例に沿って本発明を説明する。

第２図は、本発明の実施例による発光素子モジュールを
示す概略断面図である。主パケッージ１１の内に、レー
ザチップ１３か配置され、その後方には出力モニタ用の
モニタ素子１２か設けられている。また、レーザチップ
の前方には、レンズ１４が配置され、レーザチップ１３
から発した光を平行光線に変換する。なお、レーザ１４
の前方て、所望の方向に進行する光を取りだすことによ
り、単一モードの光が選択される。これらレーザチップ
１３、モニタ素子１２、レンズ１４は基板１９の上に配
置され、この基板はベルチェクーラ１８によって冷却さ
れる。主バッケーン１１の前方にはサファイア窓２０が
設けられており、出射光はこのサファイア窓２ｏから外
部に取り出される。サファイア窓２０前方に偏光子１５
か回転可能に取り付けられている。さらに、偏光子１５
の前方にもう１つのレンズ１６が設けられており、いわ
ゆる２球結合方式を形成して入射光を所望の位置に焦合
することかできる。このレンズ１６はレンズホルダ２１
に保持されている。レンズ１６によって焦合された光は
、フェルール２２の端面を照射する。フェルール２２か
らは光ファイバ２３が延びており、フェルール２２に入
射した光は光ファイバ２３を伝搬する。なお、フェルー
ル２２は、中子式のホルタ１７によって保持されている
。

このような構成により、レーザチップ１３から発した他
モートの光は、レンズ１４によって平行光線に変換され
る共に、単一モードに選択され、サファイア窓２０を透
過し、偏光子１５を透過することによって所望の光強度
に調整され、レンズ１６によってフェルール２２表面の
最適位置に焦合される。

フェルール２２上の最適位置に入射光か焦合しているた
め、熱変化等による外乱に対し、この光結合系は優れた
安定性を示す。

第３図は、本発明の他の実施例によるキャン型発光素子
モジュールを示す。本実施例においては、ステム３１上
にキャップ３３かかぶせられ、キャンを構成している。

このキャン３３の内部に、レーザチップ３５が配置され
ている。このレーザチップ３５の後方にはモニタ用のモ
ニタタイオート３２が配置されている。キャン３３の前
方の面には偏光子３４が配置され、その回転角度を調整
できるようにされている。レーザチップ３５から発する
光は、すでに偏光しているので、偏光子３４の角度を調
整することにより、その出射光の光強度は変化する。こ
のようにして、光強度を調整した出力光を提供すること
かできる。なお、本実施例の場合は、このキャン型発光
素子モジュールをレンズ等の光学系、および受光側の光
ファイバと組合わせて用いることにより、第２図の実施
例同様の光結合系を構成する。

以上、限られた実施例に沿って本発明を説明したが、本
発明はこれらに制限されるものではない。

たとえば、偏光光源として半導体レーザの代わり発光ダ
イオードと偏光子の組合わせ等を用いることもできる。

光アイソレータを用いることもてきる。また、焦合手段
としてレンスの代わりにミラー等を用いることもてきる
。受光体も光ファイノくに限らない。その他、種々の変
更、改良、組合わせ等が可能なことは当業者に自明であ
ろう。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば、最良の焦合状
態で所望の結合効率を得ることかできるため、温度変化
等の外乱に対して、安定性に優れた発光素子モジュール
を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の原理説明
図であり、第１図（Ａ）は構成を示す概略図、第１図（
Ｂ）は偏波と焦合を説明するための概念図、第１図（Ｃ
）は透過光強度の偏光器の偏光軸角度に対する変化を示
すグラフ、 第２図は、本発明の実施例による発光素子モジュールの
概略断面図、 第３図は、本発明の他の実施例によるキャン型発光素子
モジュールの概略断面図、 第４図（Ａ）　、（Ｂ）は、従来の技術による発光素子
モジュールの機能を説明する図であり、第４図（Ａ）は
光強度の調整を説明するための概略図、第４図（Ｂ）は
ファイバへの入射光の焦合状態を示す断面図である。 図において、 １３．３５ １５．３４ １４．１６ 偏光光源 偏光器 焦合手段 受光体 レーザチップ 偏光子 レンス フェルール ・、二〜、−り （Ａ）構成 Ｐ凸 （Ｂ）偏波と焦合 ＣＯ５２θ （Ｃ）透過光強度 本発明の原理説明図 第１図 第３図 昭 （Ｂ）ファイバへの焦合状態 従来の技術 第４図 ５９：光スボソト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光軸に沿って偏光した偏光光を発生することので
   きる偏光光源（１）と、 前記光軸上に配置され、前記偏光光を光軸の周囲に回転
   することのできる偏光器（２）とを有し、前記偏光器に
   よって偏光光を回転させることで、所望のレベルに調整
   された光出力を提供することを特徴とする光モジュール
   。
2. （２）さらに、前記偏光器（２）を透過した光を焦合す
   ることのできる焦合手段（３）と、 前記焦合手段（３）によって焦合された光を受ける受光
   体（４）と を有する請求項１記載の光モジュール。