JP2004302279A - 光送信モジュール及び多波長光送信モジュール - Google Patents
光送信モジュール及び多波長光送信モジュール Download PDFInfo
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Abstract
【課題】損失を低減させるとともに、モジュール規模を小さくでき、さらに、低コスト化が可能な光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供する。
【解決手段】光送信モジュール９は、光信号を出射する半導体レーザ素子４及び半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバ１を含む光送信部と、光送信部から出射される光信号が有する波長成分を反射し、波長成分以外を透過するように薄膜材料上に成膜された反射型光フィルタ５、光送信部の出力と反射型光フィルタにより光学的に反射系で結合された第２の光ファイバ２、第２の光ファイバと反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合され、光送信部の出力光とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバ３を含む光結合部とを備える。多波長光送信モジュールはこの光送信モジュールを縦列に接続する。
【選択図】 図１
【解決手段】光送信モジュール９は、光信号を出射する半導体レーザ素子４及び半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバ１を含む光送信部と、光送信部から出射される光信号が有する波長成分を反射し、波長成分以外を透過するように薄膜材料上に成膜された反射型光フィルタ５、光送信部の出力と反射型光フィルタにより光学的に反射系で結合された第２の光ファイバ２、第２の光ファイバと反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合され、光送信部の出力光とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバ３を含む光結合部とを備える。多波長光送信モジュールはこの光送信モジュールを縦列に接続する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信において多波長の波長多重信号の波長合波機能を有する光送信モジュール及び多波長光送信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信においては、波長多重伝送技術が広く用いられるようになってきている。これは波長の異なる複数の信号光を１本に合波して、光ファイバを用いて伝送し、伝送終端で各信号光を波長ごとに分波するものである。波長の合分波には、回折格子型合分波器や誘電体多層膜フィルタなどが用いられている（下記の特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２１１３８３号公報（図１、段落００３２〜００４４）
【０００４】
回折格子型合分波器では多重化された信号光を回折格子に当てることにより、それぞれの波長の信号光を異なる角度に出射させて分波することができる。逆にこの回折格子の出射方向からそれぞれの波長の信号光を入射すれば合波器として機能する。この回折格子型合分波器は構造が簡単であり、各ポートのロスがほぼ一定であるという特徴を有し、波長数が１０波以上の多波長の場合に有利であるが、コストが高いため、波長が１０波以下の場合には、ポート当たりのコストが高くなる。
【０００５】
誘電体多層膜フィルタはバンドパスフィルタの機能を有するため、各膜において透過条件、反射条件を満たさない波長の光が反射光、又は透過光として取り出され、分波が行われる。しかし、この方法では、中心波長の異なる多種類の光フィルタが必要である。誘電体多層膜フィルタを用いた多波長の光送信モジュールとして図２１に示す構成のものが知られている。これは半導体レーザ素子７４〜７７から出射される波長λ４〜λ１のレーザ光が、それぞれ光ファイバ７８〜８１を介してコリメートレンズ８２〜８５によって平行光にされて光フィルタ９０〜９３に入射される。これらの光フィルタ９０〜９３の出射光はコリメートレンズ８６〜８９によって集光され、順に結合された光ファイバ９４〜９７にて波長多重されて波長の異なる複数の信号光が伝送される。なお、光の伝送方向を逆にすることによって波長の異なる光信号に分離されるため、図２１に示すものは波長多重／分離部を構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２１に示した構成では、光ファイバ７８〜８１、９４〜９７の各出射端で、光ビーム径の広がりを抑えるためにコリメートレンズ８２〜８９が必要となり、コストがかかるほか、これらのコリメートレンズの各入力ポートに光信号を出射する光半導体素子などを設けた波長多重機能を有する光送信モジュールを考えた場合、モジュールの規模も大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることのできる光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、モジュール規模を小さくすることのできる光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
本発明のもう１つ他の目的は、低コスト化を可能にする光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、波長分離性に優れた、光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明により、光信号を出射する半導体レーザ素子及び前記半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む光送信部と、
前記光送信部から出射される光信号が有する波長成分を反射し、前記波長成分以外を透過するように薄膜材料上に成膜された反射型光フィルタ、前記光送信部の出力である前記光信号と前記反射型光フィルタにより光学的に反射系で結合された第２の光ファイバ、前記第２の光ファイバと前記反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合され、前記光送信部の出力である前記光信号とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバを含む光結合部と、
前記光送信部及び前記光結合部を固定し保持するベース部とを、
備えた光送信モジュールが提供される。
この構成により、薄膜材料上に成膜された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくでき、さらに、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。また、光のビーム径の広がりを抑圧するため、波長分離に用いたときの波長分離特性を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明により、光信号を出射する半導体レーザ素子及び前記半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む光送信部と、
前記光送信部から出射される光信号が有する波長成分を透過し、前記波長成分以外を反射するように薄膜材料上に成膜された透過型光フィルタ、前記光送信部の出力と前記透過型光フィルタにより光学的に透過系で結合された第２の光ファイバ、前記第２の光ファイバと前記透過型光フィルタにより反射系で光学的に結合され、前記光送信部の出力光とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバを含む光結合部と、
前記光送信部及び前記光結合部を固定し保持するベース部とを、
備えた光送信モジュールが提供される。
この構成により、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明により、前記光送信部の出力である前記光信号の波長及び前記反射型光フィルタの反射波長帯域をそれぞれ異なるようにした請求項１に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールが提供される。
この構成により、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記光送信部の出力である前記光信号の波長及び前記反射型光フィルタの反射波長帯域をそれぞれ異なるようにした請求項１に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果が得られるほか、光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となるという効果も得られる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の多波長光送信モジュールにおいて、複数個の前記光送信モジュールがブロック状の一体化結合部で一体化されたものである。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果に加えて、モジュールをより小さくすることができるという効果も得られる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項３から５のいずれか１つに記載の多波長光送信モジュールにおいて、隣り合う波長の間にガードバンドを設けた波長配置になるように前記半導体レーザ素子及び前記反射型光フィルタの波長を設定している。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果に加えて、各光送信モジュールから出射される光信号が他の光信号の帯域にもれ込むことを防ぐことができるという効果も得られる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を反射し、前記第２の光送信部から出射される光信号を透過するように設定された第１の反射型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の反射型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を反射しその他の波長成分を透過するように設定された第２の反射型光フィルタ、前記第２の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部を固定し保持するためのベース部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果に加えて、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができるという効果も得られる。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の２波長以上の光を反射する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項７に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の２波長以上の光を反射する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項７に係る発明と同様の効果に加えて、光ファイバの余長処理などが不要となるという効果も得られる。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を反射し、前記第２の光送信部から出射される光信号を透過するように設定された第１の反射型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の反射型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を反射しその他の波長成分を透過するように設定された第２の反射型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部をブロック状に一体化する一体化結合部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項７に係る発明と同様の効果に加えて、モジュール規模をより小さくすることができるという効果も得られる。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、前記光送信部の出力である前記光信号の波長と前記透過型光フィルタの透過波長帯域とを異なるようにした請求項２に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、前記光送信部の出力である前記光信号の波長と前記透過型光フィルタの透過波長帯域とを異なるようにした請求項２に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果が得られるほか、光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要になるという効果も得られる。
【００２０】
請求項１３に係る発明は、請求項１１に記載の多波長光送信モジュールにおいて、複数個の前記光送信モジュールがブロック状の一体化結合部で一体化されたものである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、モジュールをより小さくすることができるという効果も得られる。
【００２１】
請求項１４に係る発明は、請求項１１から１３のいずれか１つに記載の多波長光送信モジュールにおいて、隣り合う波長の間にガードバンドを設けた波長配置になるように前記半導体レーザ素子及び透過型光フィルタの波長を設定している。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、各光送信モジュールから出射される光信号が他の光信号の帯域にもれ込むことを防ぐことができるという効果も得られる。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を透過し、前記第２の光送信部から出射される光信号を反射するように設定された第１の透過型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の透過型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を透過しその他の波長成分を反射するように設定された第２の透過型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の透過型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部を固定し保持するためのベース部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができるという効果も得られる。
【００２３】
請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載の２波長以上の光を透過する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの透過波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００２４】
請求項１７に係る発明は、請求項１５に記載の２波長以上の光を透過する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、光ファイバの余長処理などが不要になるという効果も得られる。
【００２５】
請求項１８に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を透過し、前記第２の光送信部から出射される光信号を反射するように設定された第１の透過型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の透過型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を透過しその他の波長成分を反射するように設定された第２の透過型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の透過型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部をブロック状に一体化する一体化結合部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、モジュール規模をより小さくすることができるという効果も得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
＜光送信モジュールの第１の実施の形態＞
図１（ａ）、（ｂ）は本発明に係る光送信モジュールの第１の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図及びその側面図である。図１（ａ）において、光送信モジュール９は、ベース部８に固定された半導体レーザ素子４及び光結合部７とを備えている。光結合部７はガラスなどからなり、第１の光ファイバ１、第２の光ファイバ２、第３の光ファイバ３をそれぞれ埋め込む穴及び反射型光フィルタ５を挿着するためのスリット６が形成されている。この場合、スリット６は直線状に貫通するファイバ埋め込み用の穴と交差するようにして斜めに切り欠かれ、ここに反射型光フィルタ５が装着されている。反射型光フィルタ５はポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄いもので構成され、この反射型光フィルタ５の中心部を境にして、第２の光ファイバ２の光入射端及び第３の光ファイバ３の光出射端が光軸を一致させて結合され、その光軸に対して第１の光ファイバ１の光出射端が略直角に結合されている。第１の光ファイバ１の光入射端に半導体レーザ素子４が結合されている。なお、反射型光フィルタ５は、ある中心波長を持つ光信号（波長＝λ１）を反射させる一方、この光信号以外の中心波長を持つ光信号（波長≠λ１）を透過する特性のものが用いられている。以下、中心波長が例えばλ１の波長帯域を有する光信号を、単に波長λ１の光信号と略記する場合もある。
【００２７】
次に、光送信モジュールの第１の実施の形態の動作について説明する。半導体レーザ素子４により光信号が生成され、第１の光ファイバ１に入射される。半導体レーザ素子４から出力される光信号の波長をλ１とすると、反射型光フィルタ５は、λ１を含む一定の波長範囲の光信号を反射し、それ以外の波長λ２の光信号を透過させる。したがって、半導体レーザ素子４から出射された波長λ１の光信号は、反射型光フィルタ５で反射され、第２の光ファイバ２に入射される。一方、光送信モジュール９に外部から入射される信号は、その波長をλ２とすると、第３の光ファイバ３、反射型光フィルタ５により第２の光ファイバ２に入射され、半導体レーザ素子４から出射される光信号と波長多重される。
【００２８】
このように、光送信モジュールの第１の実施の形態によれば、スリットに埋め込まれた反射型光フィルタにより、送信用の光信号と外部から入射された光信号を多重し、また、ファイバとの結合をファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。
【００２９】
＜光送信モジュールの第２の実施の形態＞
図２は本発明に係る光送信モジュールの第２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施の形態が反射型光フィルタ５を用いたのに対して、第２の実施の形態に係る光送信モジュール１１は透過型光フィルタ１０を用いた点が相違している。この相違に伴って、半導体レーザ素子４が接続される第１の光ファイバ１の延長上に第２の光ファイバ２が装着されるように光結合部７に貫通穴が形成され、この貫通穴に対して直交する方向に第３の光ファイバ３を装着するための穴が形成されている。なお、透過型光フィルタ１０は、ある中心波長を持つ光信号（波長＝λ１）を透過させる一方、この光信号以外の中心波長を持つ光信号（波長≠λ１）を反射する性質のものが用いられている。
【００３０】
次に、光送信モジュールの第２の実施の形態の動作について説明する。半導体レーザ素子４により光信号が生成され、第１の光ファイバ１に入射される。この半導体レーザ素子４から出力される光信号の波長をλ１とすると、透過型光フィルタ１０は、λ１を含む一定の波長範囲を透過させ、それ以外の波長λ２を反射させる。よって半導体レーザ素子４から出射された光信号は、透過型光フィルタ１０を透過し、第２の光ファイバ２に結合される。一方、光送信モジュール１１に外部から入射される信号は、その波長をλ２とすると第３の光ファイバ３、透過型光フィルタ１０により第２の光ファイバ２に結合され、半導体レーザ素子４から出射される光信号と波長多重される。
【００３１】
このように、光送信モジュールの第２の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、送信用の光信号と外部から入射された光信号を多重し、また、光ファイバとの結合をファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどに薄膜が蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。また、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。
【００３２】
＜多波長光送信モジュールの第１の実施の形態＞
図３は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図である。この実施の形態は、図１に示したものと同一構成の光送信モジュール１４及び光送信モジュール１７を縦列接続したものである。このうち、光送信モジュール１４は半導体レーザ素子１２、反射型光フィルタ１３及び光ファイバ１８を含み、光送信モジュール１７は半導体レーザ素子１５、反射型光フィルタ１６、光ファイバ１９、２０を含み、光ファイバ１９が光送信モジュール１７の光信号出力経路を形成するとともに、光送信モジュール１４の光信号入力経路を形成している。
【００３３】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の動作について、図４をも参照して以下に説明する。
各光送信モジュール１４、１７の半導体レーザ素子１２、１５からそれぞれ出射された中心波長がλ１、λ２の光信号は、図４に示すような各光送信モジュール１４、１７が有する反射特性の異なる反射型光フィルタ１３、１６により光ファイバ２０から入射される波長λ３〜λｎと波長多重され、光ファイバ１８からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００３４】
このように、多波長光送信モジュールの第１の実施の形態によれば、光結合部のスリット６Ａ、６Ｂにそれぞれ埋め込んだ反射型光フィルタ１３、１６により、半導体レーザ素子１２、１５、及び光ファイバ２０から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバ１８〜２０を実装し、ファイバ間に挿入する反射型光フィルタ１３、１６をポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ１８〜２０間を近接させて実装することによって光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００３５】
＜多波長光送信モジュールの第２の実施の形態＞
図５は本発明に係る多波長光送信モジュールの第２の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。前述したように、図３に示した第１の実施の形態では光送信モジュール間が光ファイバで多段接続されていたのに対して、図５に示す第２の実施の形態では、光送信モジュール１４及び光送信モジュール１７が光導波路ブロック２３上に離隔して装着され、光送信モジュール１４、１７間をＰＬＣ（Ｐｌａｎｅｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような光導波路２１で接続し、さらに、光送信モジュール１７の光信号入力経路を光導波路２２で形成している。
【００３６】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第２の実施の形態の動作について以下に説明する。各光送信モジュール１４、１７の半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号は、図４に示すような各光送信モジュール１４、１７が有する反射特性の異なる反射型光フィルタ１３、１６により波長多重され、光送信モジュール１４、１７間を光導波路２１で結合することで、光ファイバ２４から、波長がλ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００３７】
このように、多波長光送信モジュールの第２の実施の形態によれば、光結合部のスリットに埋め込んだ反射型光フィルタ１３、１６により、各半導体レーザ素子１２、１５から出射される中心波長がλ１、λ２の光信号が光導波路２２から入射される波長λ３〜λｎの光信号と波長多重され、光ファイバ２４からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。この場合、反射型光フィルタ１３、１６をポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することにより光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００３８】
＜多波長光送信モジュールの第３の実施の形態＞
図６は本発明に係る多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は図３を用いて説明した多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の光送信モジュール１４、１７の各光結合部を単一の光結合部で一体化して一体型光送信モジュール２５を形成し、これに出力用の光ファイバ２６を結合したものである。
【００３９】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の動作について以下に説明する。各光送信モジュールの半導体レーザ素子１２、１５から出射される波長がそれぞれλ１、λ２の光信号は、反射特性の異なる反射型光フィルタ１３、１６により外部から入射される波長λ３〜λｎと波長多重され、光ファイバ２６からは、波長λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００４０】
このように、多波長光送信モジュールの第３の実施の形態によれば、単一の光結合部の２つのスリットにそれぞれ埋め込んだ反射型光フィルタにより、半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接して実装することにより光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、各反射型光フィルタを１つの光結合部に一体化することによってモジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため、低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００４１】
＜多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例＞
図７は本発明に係る多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例であり、特に、反射型光フィルタ１３、１６の反射特性を示したものである。この変形例においては、各反射型光フィルタ１３、１６の中心波長にガードバンドを設けたものである。このようにガードバンドを設けることによって、各半導体レーザ素子１２、１５が異常をきたし、波長がずれたとしても、波長が隣接するチャネルに影響を及ぼすことを低減させることができる。
このように、多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例によれば、第１から第３の実施の形態の効果に加えて、各反射型光フィルタ１３、１６の中心波長にガードバンドを設けることにより、半導体レーザ素子１２、１５が異常をきたし、波長が大きくずれたとしても、隣接する波長のチャネルに影響を及ぼすことを低減させることができるという効果も得られる。
【００４２】
＜多波長光送信モジュールの第４の実施の形態＞
図８は本発明に係る多波長光送信モジュールの第４の実施の形態の部分断面図である。この実施の形態は反射型光フィルタ２９によって波長λ１の光信号と波長λ２（＞λ１）の光信号とを光多重し、さらに、反射型光フィルタ３０を用いて波長λがλ２より大きな光信号を光多重して光ファイバ３７より出力する光送信モジュール３５と、反射型光フィルタ３３によって波長λ３（＞λ２）の光信号と波長λ４（＞λ３）の光信号とを光多重し、さらに、反射型光フィルタ３４を用いて波長λがλ４より大きな光信号を光多重して光ファイバ３８より出力する光送信モジュール３６とを備え、光ファイバ３８を光送信モジュール３５の信号入力経路として結合し、光送信モジュール３６の外部信号入力経路として光ファイバ３９を結合し、波長λ５〜λｎの光多重信号を入力する構成になっている。
【００４３】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第４の実施の形態の動作について図９をも参照して以下に説明する。反射型光フィルタ２９は半導体レーザ素子２７が出射する波長λ１を中心波長とする光信号を反射し、反射型光フィルタ３０は波長λ１だけでなく波長λ２を中心波長とする連続する波長領域の光信号をも反射する特性を有している。また、反射型光フィルタ３３は半導体レーザ素子３１が出射する波長λ３を中心波長とする光信号を反射し、反射型光フィルタ３４は波長λ３だけでなく波長λ４を中心波長とする連続する波長領域の光信号をも反射する特性を有している。
【００４４】
そこで、光送信モジュール３５の半導体レーザ素子２７、２８からそれぞれ出射される光信号のうち、波長λ１の光信号が反射型光フィルタ２９で反射し、波長λ２の光信号が反射型光フィルタ２９を透過して波長λ１、λ２の多重化光信号が反射型光フィルタ３０によって反射して光ファイバ３７に向かう。一方、光送信モジュール３６の半導体レーザ素子３１、３２からそれぞれ出射される光信号のうち、波長λ３の光信号が反射型光フィルタ３３で反射し、波長λ４の光信号が反射型光フィルタ３３を透過して波長λ３、λ４の多重化光信号が反射型光フィルタ３４によって反射して光ファイバ３８に向かう。また、光ファイバ３９を介して、入力される波長λ５〜λｎの光信号は反射型光フィルタ３４を透過し、光ファイバ３８に向かう。したがって、光ファイバ３８を通過する波長λ３〜λｎの多重化光信号は反射型光フィルタ３０を通過して光ファイバ３７へ向かう。この結果、光ファイバ３７から波長λ１〜λｎの多重信号が出力される。よって、波長の異なる一方の信号を反射し、他方の信号を透過する反射型光フィルタと、これら２つの波長の光信号を反射し、より波長の大きい光信号を透過する反射型光フィルタを有する光送信モジュールを多段に接続することにより、多波長信号を多重する光送信モジュールを構成することができる。
【００４５】
図３に示す多波長光送信モジュールの第１の実施の形態のように、反射型光フィルタでそれぞれ１波長ずつを合波するのではなく、多重／分離する波長数を２波長にすることにより、例えば８波長の多重を考えた場合、多波長光送信モジュールの第１の実施の形態では最大７個の光フィルタを通過する波長が存在するのに対して、本実施の形態のように２波長分離する構成では、最大５個の光フィルタの通過で済み、光フィルタ通過にともなう損失を低減させることができる。ここでは、２波長を分離する光フィルタで説明したが、これを３波長以上にすれば、更に最大通過光フィルタ数を低減することができ、損失を低減させることができる。
【００４６】
このように、多波長光送信モジュールの第４の実施の形態によれば、光結合部に形成したスリットに埋め込んだ反射型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせて、各波長が光フィルタを通過する回数を低減させることにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減することができる。
【００４７】
＜多波長光送信モジュールの第５の実施の形態＞
図１０は本発明に係る多波長光送信モジュールの第５の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図８と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示す多波長光送信モジュールの第４の実施の形態では、光送信モジュール３５、３６間が光ファイバ３８で多段接続されていたが、図１０に示した第５の実施の形態は、各光送信モジュール３５、３６を光導波路ブロック４２に装着し、この光導波路ブロック４２上に形成した光送信モジュール３５、３６間をＰＬＣのような光導波路４０で接続し、さらに、光送信モジュール３６の光信号入力経路をも光導波路４１とし、光送信モジュール３５の出力経路に光ファイバ４３を結合した構成になっている。
この第５の実施の形態は光送信モジュール３５、３６間の接続が光ファイバから光導波路４０に変更されただけであるため、その動作説明を省略する。
【００４８】
このように、図１０に示す多波長光送信モジュールの第５の実施の形態によれば、光結合部に形成したスリットに埋め込んだ反射型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００４９】
＜多波長光送信モジュールの第６の実施の形態＞
図１１は本発明に係る多波長光送信モジュールの第６の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図１０と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は図１０に示す光送信モジュール３５、３６を単一の光結合部により一体型光送信モジュール４４を構成したもので、光出力経路に光ファイバ４５を結合したものである。この実施の形態は図１０を用いて説明した多波長光送信モジュールの第５の実施の形態と同一であるので、その動作説明を省略する。
【００５０】
このように、図１１に示す多波長光送信モジュールの第６の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ反射型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号と外部から入射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ同士を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、各反射型光フィルタを１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となるほか、多重分離する波長数が２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００５１】
＜多波長光送信モジュールの第７の実施の形態＞
図１２は本発明に係る多波長光送信モジュールの第７の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。この実施の形態は、波長λ１の光信号を発生する半導体レーザ素子１２及び透過型光フィルタ４６を含み、光信号出力経路に光ファイバ５０が接続されている光送信モジュール４７と、波長λ２の光信号を発生する半導体レーザ素子１５及び透過型光フィルタ４８を含み、光信号出力経路が光ファイバ５１によって光送信モジュール４７に接続され、波長がλ３〜λｎの光信号を入力する入力経路に光ファイバ５２が接続された光送信モジュール４９とで構成されている。
【００５２】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第７の実施の形態の動作について図１３をも参照して以下に説明する。光送信モジュール４７、４９の各半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号は、図１３に示すように、中心波長がλ１、λ２で、透過領域が互いに隣接する透過特性を有する透過型光フィルタ４８、４６により波長多重され、光ファイバ５０からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００５３】
このように、図１２に示す多波長光送信モジュールの第７の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号と外部から入射される光信号とを波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することにより光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００５４】
＜多波長光送信モジュールの第８の実施の形態＞
図１４は本発明に係る多波長光送信モジュールの第８の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図１２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は、図１２に示した光送信モジュール４７、４９を単一の光導波路ブロック５５上に装着し、光送信モジュール４７、４９を、光導波路ブロック５５上に形成したＰＬＣのような光導波路５３で結合し、さらに、光送信モジュール４９に対する外部からの光信号経路を光導波路５４で構成し、光送信モジュール４７の出力信号経路に光ファイバ５６を結合したものである。
【００５５】
次に、動作について説明する。各光送信モジュール４７、４９の半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号は、図１３に示すような各光送信モジュールが有する透過特性の異なる透過型光フィルタ４６、４８により波長多重され、光送信モジュール４７、４９間を光導波路５３で結合することによって、光ファイバ５６からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００５６】
このように、図１４に示す多波長光送信モジュールの第８の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタ４６、４８により、各半導体レーザ素子１２、１５及び光導波路５４から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバ５６を実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、光送信モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となる。
【００５７】
＜多波長光送信モジュールの第９の実施の形態＞
図１５は本発明に係る多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図６に示す多波長光送信モジュールの第３の実施の形態が反射型光フィルタ１３、１６を用いて波長を多重／分離しているのに対して、図１５に示す第９の実施の形態は透過型光フィルタ４６、４８を単一の光結合部の２つのスリットに装着して、波長を多重／分離するように構成したものである。ここで、半導体レーザ素子１２が出射する中心波長がλ１の光信号に対するファイバ埋め込み用貫通穴と交差するように形成されたスリットに透過型光フィルタ４６が挿着され、この透過型光フィルタ４６の一方に半導体レーザ素子１２の出射光を入力する光ファイバ５８が埋め込まれ、この透過型光フィルタ４６の光信号出力側に光ファイバ５８の一端部が埋め込まれている。また、半導体レーザ素子１５が出射する中心波長がλ２の光信号に対するファイバ埋め込み穴が、中心波長がλ１の光信号に対するファイバ埋め込み用貫通穴と直交する方向に形成され、この穴と交差するように形成されたスリットに透過型光フィルタ４８が挿着され、この透過型光フィルタ４８の一方に半導体レーザ素子１５の出射光を入力する光ファイバが埋め込まれ、この透過型光フィルタ４８の光信号出力側に光信号出力用の光ファイバ５８Ａが埋め込まれている。さらに、中心波長がλ２の光信号のためのファイバ埋め込み用の穴と直交する方向に、外部から波長がλ３〜λｎの光信号を入力するための光ファイバ５８Ｂが埋め込まれている。
【００５８】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の動作について説明する。透過型光フィルタ４６、４８は、図１３に示すように、中心波長がλ１、λ２で、透過領域が互いに隣接する透過特性を有している。したがって、半導体レーザ素子１２から出射される波長λ１の光信号は透過型光フィルタ４６を透過して光ファイバ５８からそのまま出力される。また、半導体レーザ素子１５から出射される波長λ２の光信号は透過型光フィルタ４８を通過し、透過型光フィルタ４６で反射されて光ファイバ５８から出力される。一方、外部から入射された波長λ３〜λｎの光信号は透過型光フィルタ４８で反射され、さらに、透過型光フィルタ４６で反射されて光ファイバ５８から出力される。よって、半導体レーザ素子１２、１５から出射される送信用光信号は透過型光フィルタ４６、４８により波長λ３〜λｎの光信号と多重化され、光ファイバ５８からはλ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００５９】
このように、図１５に示す第９の実施の形態によれば、光結合部の２つのスリットにそれぞれ埋め込んだ透過型光フィルタ４６、４８により、半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに、各透過型光フィルタを１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となる。
【００６０】
＜多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の変形例＞
図１６は本発明に係る多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の変形例であり、特に、透過型光フィルタ４６、４８の透過特性を示したものである。この変形例においては、各透過型光フィルタ４６、４８の中心波長にガードバンドを設けたものである。このようにガードバンドを設けることによって、各半導体レーザ素子１２、１５が異常をきたし、波長が大きくずれたとしても、波長が隣接するチャネルに影響を及ぼすことを低減させることができるという効果も得られる。
【００６１】
＜多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態＞
図１７は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。この実施の形態は、波長がλ１からλｎまでの各光信号を多重して出力する光ファイバ６５を有する光送信モジュール６３と、外部から波長がλ５〜λｎの光信号を、光ファイバ６７を介して入力する光送信モジュール６４とを光ファイバ６６で結合したものである。このうち、光送信モジュール６３は、半導体レーザ素子２７、２８と、半導体レーザ素子２７から出射される波長λ１の光信号を通過させ、半導体レーザ素子２８から出射される波長λ２の光信号を反射させる透過型光フィルタ５９と、波長λ１及びλ２の光信号を透過させ、波長λ３〜λｎの光信号を反射させる透過型光フィルタ６０とを備えている。一方、光送信モジュール６４は、半導体レーザ素子３１、３２と、半導体レーザ素子３２から出射される波長λ３の光信号を通過させ、半導体レーザ素子３１から出射される波長λ４の光信号を反射させる透過型光フィルタ６１と、波長λ３及びλ４の光信号を透過させ、波長λ５〜λｎの光信号を反射させる透過型光フィルタ６２とを備えている。
【００６２】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態の動作について、図１８をも参照して、以下に説明する。図１８に示すように、透過型光フィルタ５９は半導体レーザ素子２７が出射する波長λ１を中心波長とする光信号を透過し、透過型光フィルタ６０は波長λ１だけでなく波長λ２を中心波長とする連続する波長領域の光信号を透過する特性を有している。また、透過型光フィルタ６１は半導体レーザ素子３２が出射する波長λ３を中心波長とする光信号を透過し、透過型光フィルタ６２は波長λ３だけでなく波長λ４を中心波長とする連続する波長領域の光信号を透過する特性を有している。
【００６３】
そこで、光送信モジュール６３を構成する透過型光フィルタ５９において、半導体レーザ素子２７から出射された波長λ１の光信号は透過し、半導体レーザ素子２８から出射された波長λ２の光信号は反射される。また、光送信モジュール６３を構成する透過型光フィルタ６０において、波長λ１及びλ２の光信号は透過し、これ以外の波長の光信号は反射される。一方、光送信モジュール６４を構成する透過型光フィルタ６１において、半導体レーザ素子３２から出射された波長λ３の光信号は透過し、半導体レーザ素子３１から出射された波長λ４の光信号は反射する。また、光送信モジュール６４を構成する透過型光フィルタ６２において、波長λ３及びλ４の光信号は透過し、これ以外の波長の光信号は反射される。このように、それぞれ１段目の透過型光フィルタ５９、６１で１波長の光信号を透過し、２段目の透過型光フィルタ６０、６２で２波長分の光信号を透過する光送信モジュール６３、６４を光ファイバ６６で接続することにより、多波長信号を多重する光送信モジュールを構成することができる。
【００６４】
このように、図１２に示す多波長光送信モジュールの第７の実施の形態のように、各透過型光フィルタで１波長ずつを合波するのではなく、多重／分離する波長数を２波長にすることにより、例えば８波長の多重を考えた場合、第７の実施の形態では最大７個の光フィルタを通過する波長が存在するのに対して、第１０の実施の形態のように２波長分離する構成では、最大５個の光フィルタの通過で済み、光フィルタ通過に伴う損失を低減させることができる。今回は２波長を分離する光フィルタで説明したが、これを３波長以上にすれば、更に最大通過光フィルタ数を低減することができ、損失を低減させることができる。
【００６５】
このように、図１７に示す多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態によれば、それぞれ光結合部に形成した２箇所のスリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、各半導体レーザ素子及び光ファイバから出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００６６】
＜多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態＞
図１９は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。ここに示した多波長光送信モジュールは、図１７に示す多波長光送信モジュールを構成する光送信モジュール６３及び６４を単一の光導波路ブロック７０上に装着し、光送信モジュール６３及び６４の光結合経路、並びに、光送信モジュール６４に対する波長λ５〜λｎの多波長光入射経路を、それぞれ光導波路ブロック７０上に形成したＰＬＣのような光導波路６８で接続し、かつ図１７の入射用の光ファイバ６７を光導波路６９に置換したものである。これ以外は図１７に示す多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態と同様に構成されている。
図１９に示す多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態の動作については、図１７に示す第１０の実施の形態と同じであるので説明を省略するが、光送信モジュール６３及び６４を光導波路６８で接続したことにより、光ファイバの余長処理などが不要となる。
【００６７】
このように、図１９に示す多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、各半導体レーザ素子及び光導波路から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００６８】
＜多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態＞
図２０は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。ここに示した多波長光送信モジュールは、図１９に示す光送信モジュール６３及び６４を単一の光結合部で一体化した点が図１９に示した多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態と異なるだけで、これ以外は第１１の実施の形態と同一に構成されている。
図２０に示す多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態の動作については、図１９に示す第１１の実施の形態と同じであるので説明を省略するが、各透過型光フィルタ５９〜６２を１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。
【００６９】
このように、図２０に示す多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、半導体レーザ素子及び光導波路から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに、各透過型光フィルタを１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００７０】
なお、上記の各実施の形態では、波長多重について説明したが、これを波長分離部とすることができ、この場合には波長分離特性に優れた光送信モジュール及び多波長光送信モジュールとすることができる。
なおまた、上記の各実施の形態では、ポリイミドなどの薄膜に蒸着を施して、反射型光フィルタや透過型フィルタを形成したが、蒸着に限らず集積回路の形成などに用いられる他の成膜技術を応用して作成してもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、薄膜材料上に成膜された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくでき、さらに、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。また、光のビーム径の広がりを抑圧するため、波長分離に用いたときの波長分離特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光送信モジュールの第１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図及びその側面図
【図２】本発明に係る光送信モジュールの第２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図３】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図４】図３に示した多波長光送信モジュールの第１の実施の形態を構成する反射型光フィルタの反射特性の一例を示す図
【図５】本発明に係る多波長光送信モジュールの第２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図６】本発明に係る多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図７】図６に示す多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例を構成する要素である、反射型光フィルタの反射特性の一例を示す図
【図８】本発明に係る多波長光送信モジュールの第４の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図９】図８に示した多波長光送信モジュールの第４の実施の形態を構成する反射型光フィルタの反射特性の一例を示す図
【図１０】本発明に係る多波長光送信モジュールの第５の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１１】本発明に係る多波長光送信モジュールの第６の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１２】本発明に係る多波長光送信モジュールの第７の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１３】図１２に示した多波長光送信モジュールの第７の実施の形態を構成する透過型光フィルタの透過特性の一例を示す図
【図１４】本発明に係る多波長光送信モジュールの第８の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１５】本発明に係る多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１６】図１５に示す多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の変形例を構成する要素である、透過型光フィルタの透過特性の一例を示す図
【図１７】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１８】図１７に示す多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態を構成する要素である透過型光フィルタの透過特性の一例を示す図
【図１９】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図２０】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図２１】従来の多波長光送信モジュールの構成を示す図
【符号の説明】
１ 第１の光ファイバ
２ 第２の光ファイバ
３ 第３の光ファイバ
４、１２、１５、２７、２８、３１、３２、７４〜７７ 半導体レーザ素子
５、１３、１６、２９、３０、３３、３４ 反射型光フィルタ
６、６Ａ、６Ｂ スリット
７ 光結合部
８ ベース部
９、１１、１４、１７、３５、３６、４７、４９、６３、６４ 光送信モジュール
１０、４６、４８、５９〜６２ 透過型光フィルタ
１８〜２０、２４、２６、３７〜３９、４３、４５、５０〜５２、５６、５８、６５〜６７、７１、７３、７８〜８１、９４〜９７ 光ファイバ
２１、２２、４０、４１、５３、５４、６８、６９ 光導波路
２３、４２、５５、７０ 光導波路ブロック
２５、４４、５７、７２ 一体型光送信モジュール
８２〜８９ コリメートレンズ
９０〜９３ 光フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信において多波長の波長多重信号の波長合波機能を有する光送信モジュール及び多波長光送信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信においては、波長多重伝送技術が広く用いられるようになってきている。これは波長の異なる複数の信号光を１本に合波して、光ファイバを用いて伝送し、伝送終端で各信号光を波長ごとに分波するものである。波長の合分波には、回折格子型合分波器や誘電体多層膜フィルタなどが用いられている（下記の特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２１１３８３号公報（図１、段落００３２〜００４４）
【０００４】
回折格子型合分波器では多重化された信号光を回折格子に当てることにより、それぞれの波長の信号光を異なる角度に出射させて分波することができる。逆にこの回折格子の出射方向からそれぞれの波長の信号光を入射すれば合波器として機能する。この回折格子型合分波器は構造が簡単であり、各ポートのロスがほぼ一定であるという特徴を有し、波長数が１０波以上の多波長の場合に有利であるが、コストが高いため、波長が１０波以下の場合には、ポート当たりのコストが高くなる。
【０００５】
誘電体多層膜フィルタはバンドパスフィルタの機能を有するため、各膜において透過条件、反射条件を満たさない波長の光が反射光、又は透過光として取り出され、分波が行われる。しかし、この方法では、中心波長の異なる多種類の光フィルタが必要である。誘電体多層膜フィルタを用いた多波長の光送信モジュールとして図２１に示す構成のものが知られている。これは半導体レーザ素子７４〜７７から出射される波長λ４〜λ１のレーザ光が、それぞれ光ファイバ７８〜８１を介してコリメートレンズ８２〜８５によって平行光にされて光フィルタ９０〜９３に入射される。これらの光フィルタ９０〜９３の出射光はコリメートレンズ８６〜８９によって集光され、順に結合された光ファイバ９４〜９７にて波長多重されて波長の異なる複数の信号光が伝送される。なお、光の伝送方向を逆にすることによって波長の異なる光信号に分離されるため、図２１に示すものは波長多重／分離部を構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２１に示した構成では、光ファイバ７８〜８１、９４〜９７の各出射端で、光ビーム径の広がりを抑えるためにコリメートレンズ８２〜８９が必要となり、コストがかかるほか、これらのコリメートレンズの各入力ポートに光信号を出射する光半導体素子などを設けた波長多重機能を有する光送信モジュールを考えた場合、モジュールの規模も大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることのできる光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、モジュール規模を小さくすることのできる光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
本発明のもう１つ他の目的は、低コスト化を可能にする光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、波長分離性に優れた、光送信モジュール及び多波長光送信モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明により、光信号を出射する半導体レーザ素子及び前記半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む光送信部と、
前記光送信部から出射される光信号が有する波長成分を反射し、前記波長成分以外を透過するように薄膜材料上に成膜された反射型光フィルタ、前記光送信部の出力である前記光信号と前記反射型光フィルタにより光学的に反射系で結合された第２の光ファイバ、前記第２の光ファイバと前記反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合され、前記光送信部の出力である前記光信号とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバを含む光結合部と、
前記光送信部及び前記光結合部を固定し保持するベース部とを、
備えた光送信モジュールが提供される。
この構成により、薄膜材料上に成膜された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくでき、さらに、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。また、光のビーム径の広がりを抑圧するため、波長分離に用いたときの波長分離特性を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明により、光信号を出射する半導体レーザ素子及び前記半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む光送信部と、
前記光送信部から出射される光信号が有する波長成分を透過し、前記波長成分以外を反射するように薄膜材料上に成膜された透過型光フィルタ、前記光送信部の出力と前記透過型光フィルタにより光学的に透過系で結合された第２の光ファイバ、前記第２の光ファイバと前記透過型光フィルタにより反射系で光学的に結合され、前記光送信部の出力光とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバを含む光結合部と、
前記光送信部及び前記光結合部を固定し保持するベース部とを、
備えた光送信モジュールが提供される。
この構成により、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明により、前記光送信部の出力である前記光信号の波長及び前記反射型光フィルタの反射波長帯域をそれぞれ異なるようにした請求項１に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールが提供される。
この構成により、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記光送信部の出力である前記光信号の波長及び前記反射型光フィルタの反射波長帯域をそれぞれ異なるようにした請求項１に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果が得られるほか、光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となるという効果も得られる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の多波長光送信モジュールにおいて、複数個の前記光送信モジュールがブロック状の一体化結合部で一体化されたものである。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果に加えて、モジュールをより小さくすることができるという効果も得られる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項３から５のいずれか１つに記載の多波長光送信モジュールにおいて、隣り合う波長の間にガードバンドを設けた波長配置になるように前記半導体レーザ素子及び前記反射型光フィルタの波長を設定している。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果に加えて、各光送信モジュールから出射される光信号が他の光信号の帯域にもれ込むことを防ぐことができるという効果も得られる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を反射し、前記第２の光送信部から出射される光信号を透過するように設定された第１の反射型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の反射型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を反射しその他の波長成分を透過するように設定された第２の反射型光フィルタ、前記第２の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部を固定し保持するためのベース部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項３に係る発明と同様の効果に加えて、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができるという効果も得られる。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の２波長以上の光を反射する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項７に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の２波長以上の光を反射する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項７に係る発明と同様の効果に加えて、光ファイバの余長処理などが不要となるという効果も得られる。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を反射し、前記第２の光送信部から出射される光信号を透過するように設定された第１の反射型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の反射型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を反射しその他の波長成分を透過するように設定された第２の反射型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部をブロック状に一体化する一体化結合部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項７に係る発明と同様の効果に加えて、モジュール規模をより小さくすることができるという効果も得られる。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、前記光送信部の出力である前記光信号の波長と前記透過型光フィルタの透過波長帯域とを異なるようにした請求項２に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、前記光送信部の出力である前記光信号の波長と前記透過型光フィルタの透過波長帯域とを異なるようにした請求項２に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果が得られるほか、光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要になるという効果も得られる。
【００２０】
請求項１３に係る発明は、請求項１１に記載の多波長光送信モジュールにおいて、複数個の前記光送信モジュールがブロック状の一体化結合部で一体化されたものである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、モジュールをより小さくすることができるという効果も得られる。
【００２１】
請求項１４に係る発明は、請求項１１から１３のいずれか１つに記載の多波長光送信モジュールにおいて、隣り合う波長の間にガードバンドを設けた波長配置になるように前記半導体レーザ素子及び透過型光フィルタの波長を設定している。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、各光送信モジュールから出射される光信号が他の光信号の帯域にもれ込むことを防ぐことができるという効果も得られる。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を透過し、前記第２の光送信部から出射される光信号を反射するように設定された第１の透過型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の透過型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を透過しその他の波長成分を反射するように設定された第２の透過型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の透過型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部を固定し保持するためのベース部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができるという効果も得られる。
【００２３】
請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載の２波長以上の光を透過する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの透過波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００２４】
請求項１７に係る発明は、請求項１５に記載の２波長以上の光を透過する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、光ファイバの余長処理などが不要になるという効果も得られる。
【００２５】
請求項１８に係る発明は、光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を透過し、前記第２の光送信部から出射される光信号を反射するように設定された第１の透過型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の透過型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を透過しその他の波長成分を反射するように設定された第２の透過型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の透過型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部をブロック状に一体化する一体化結合部とを、
備えた多波長光送信モジュールである。
この構成により、請求項１１に係る発明と同様の効果に加えて、モジュール規模をより小さくすることができるという効果も得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
＜光送信モジュールの第１の実施の形態＞
図１（ａ）、（ｂ）は本発明に係る光送信モジュールの第１の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図及びその側面図である。図１（ａ）において、光送信モジュール９は、ベース部８に固定された半導体レーザ素子４及び光結合部７とを備えている。光結合部７はガラスなどからなり、第１の光ファイバ１、第２の光ファイバ２、第３の光ファイバ３をそれぞれ埋め込む穴及び反射型光フィルタ５を挿着するためのスリット６が形成されている。この場合、スリット６は直線状に貫通するファイバ埋め込み用の穴と交差するようにして斜めに切り欠かれ、ここに反射型光フィルタ５が装着されている。反射型光フィルタ５はポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄いもので構成され、この反射型光フィルタ５の中心部を境にして、第２の光ファイバ２の光入射端及び第３の光ファイバ３の光出射端が光軸を一致させて結合され、その光軸に対して第１の光ファイバ１の光出射端が略直角に結合されている。第１の光ファイバ１の光入射端に半導体レーザ素子４が結合されている。なお、反射型光フィルタ５は、ある中心波長を持つ光信号（波長＝λ１）を反射させる一方、この光信号以外の中心波長を持つ光信号（波長≠λ１）を透過する特性のものが用いられている。以下、中心波長が例えばλ１の波長帯域を有する光信号を、単に波長λ１の光信号と略記する場合もある。
【００２７】
次に、光送信モジュールの第１の実施の形態の動作について説明する。半導体レーザ素子４により光信号が生成され、第１の光ファイバ１に入射される。半導体レーザ素子４から出力される光信号の波長をλ１とすると、反射型光フィルタ５は、λ１を含む一定の波長範囲の光信号を反射し、それ以外の波長λ２の光信号を透過させる。したがって、半導体レーザ素子４から出射された波長λ１の光信号は、反射型光フィルタ５で反射され、第２の光ファイバ２に入射される。一方、光送信モジュール９に外部から入射される信号は、その波長をλ２とすると、第３の光ファイバ３、反射型光フィルタ５により第２の光ファイバ２に入射され、半導体レーザ素子４から出射される光信号と波長多重される。
【００２８】
このように、光送信モジュールの第１の実施の形態によれば、スリットに埋め込まれた反射型光フィルタにより、送信用の光信号と外部から入射された光信号を多重し、また、ファイバとの結合をファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。
【００２９】
＜光送信モジュールの第２の実施の形態＞
図２は本発明に係る光送信モジュールの第２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施の形態が反射型光フィルタ５を用いたのに対して、第２の実施の形態に係る光送信モジュール１１は透過型光フィルタ１０を用いた点が相違している。この相違に伴って、半導体レーザ素子４が接続される第１の光ファイバ１の延長上に第２の光ファイバ２が装着されるように光結合部７に貫通穴が形成され、この貫通穴に対して直交する方向に第３の光ファイバ３を装着するための穴が形成されている。なお、透過型光フィルタ１０は、ある中心波長を持つ光信号（波長＝λ１）を透過させる一方、この光信号以外の中心波長を持つ光信号（波長≠λ１）を反射する性質のものが用いられている。
【００３０】
次に、光送信モジュールの第２の実施の形態の動作について説明する。半導体レーザ素子４により光信号が生成され、第１の光ファイバ１に入射される。この半導体レーザ素子４から出力される光信号の波長をλ１とすると、透過型光フィルタ１０は、λ１を含む一定の波長範囲を透過させ、それ以外の波長λ２を反射させる。よって半導体レーザ素子４から出射された光信号は、透過型光フィルタ１０を透過し、第２の光ファイバ２に結合される。一方、光送信モジュール１１に外部から入射される信号は、その波長をλ２とすると第３の光ファイバ３、透過型光フィルタ１０により第２の光ファイバ２に結合され、半導体レーザ素子４から出射される光信号と波長多重される。
【００３１】
このように、光送信モジュールの第２の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、送信用の光信号と外部から入射された光信号を多重し、また、光ファイバとの結合をファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどに薄膜が蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。また、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。
【００３２】
＜多波長光送信モジュールの第１の実施の形態＞
図３は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図である。この実施の形態は、図１に示したものと同一構成の光送信モジュール１４及び光送信モジュール１７を縦列接続したものである。このうち、光送信モジュール１４は半導体レーザ素子１２、反射型光フィルタ１３及び光ファイバ１８を含み、光送信モジュール１７は半導体レーザ素子１５、反射型光フィルタ１６、光ファイバ１９、２０を含み、光ファイバ１９が光送信モジュール１７の光信号出力経路を形成するとともに、光送信モジュール１４の光信号入力経路を形成している。
【００３３】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の動作について、図４をも参照して以下に説明する。
各光送信モジュール１４、１７の半導体レーザ素子１２、１５からそれぞれ出射された中心波長がλ１、λ２の光信号は、図４に示すような各光送信モジュール１４、１７が有する反射特性の異なる反射型光フィルタ１３、１６により光ファイバ２０から入射される波長λ３〜λｎと波長多重され、光ファイバ１８からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００３４】
このように、多波長光送信モジュールの第１の実施の形態によれば、光結合部のスリット６Ａ、６Ｂにそれぞれ埋め込んだ反射型光フィルタ１３、１６により、半導体レーザ素子１２、１５、及び光ファイバ２０から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバ１８〜２０を実装し、ファイバ間に挿入する反射型光フィルタ１３、１６をポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ１８〜２０間を近接させて実装することによって光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００３５】
＜多波長光送信モジュールの第２の実施の形態＞
図５は本発明に係る多波長光送信モジュールの第２の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。前述したように、図３に示した第１の実施の形態では光送信モジュール間が光ファイバで多段接続されていたのに対して、図５に示す第２の実施の形態では、光送信モジュール１４及び光送信モジュール１７が光導波路ブロック２３上に離隔して装着され、光送信モジュール１４、１７間をＰＬＣ（Ｐｌａｎｅｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような光導波路２１で接続し、さらに、光送信モジュール１７の光信号入力経路を光導波路２２で形成している。
【００３６】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第２の実施の形態の動作について以下に説明する。各光送信モジュール１４、１７の半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号は、図４に示すような各光送信モジュール１４、１７が有する反射特性の異なる反射型光フィルタ１３、１６により波長多重され、光送信モジュール１４、１７間を光導波路２１で結合することで、光ファイバ２４から、波長がλ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００３７】
このように、多波長光送信モジュールの第２の実施の形態によれば、光結合部のスリットに埋め込んだ反射型光フィルタ１３、１６により、各半導体レーザ素子１２、１５から出射される中心波長がλ１、λ２の光信号が光導波路２２から入射される波長λ３〜λｎの光信号と波長多重され、光ファイバ２４からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。この場合、反射型光フィルタ１３、１６をポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することにより光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００３８】
＜多波長光送信モジュールの第３の実施の形態＞
図６は本発明に係る多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の概略構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は図３を用いて説明した多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の光送信モジュール１４、１７の各光結合部を単一の光結合部で一体化して一体型光送信モジュール２５を形成し、これに出力用の光ファイバ２６を結合したものである。
【００３９】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の動作について以下に説明する。各光送信モジュールの半導体レーザ素子１２、１５から出射される波長がそれぞれλ１、λ２の光信号は、反射特性の異なる反射型光フィルタ１３、１６により外部から入射される波長λ３〜λｎと波長多重され、光ファイバ２６からは、波長λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００４０】
このように、多波長光送信モジュールの第３の実施の形態によれば、単一の光結合部の２つのスリットにそれぞれ埋め込んだ反射型光フィルタにより、半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接して実装することにより光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、各反射型光フィルタを１つの光結合部に一体化することによってモジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため、低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００４１】
＜多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例＞
図７は本発明に係る多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例であり、特に、反射型光フィルタ１３、１６の反射特性を示したものである。この変形例においては、各反射型光フィルタ１３、１６の中心波長にガードバンドを設けたものである。このようにガードバンドを設けることによって、各半導体レーザ素子１２、１５が異常をきたし、波長がずれたとしても、波長が隣接するチャネルに影響を及ぼすことを低減させることができる。
このように、多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例によれば、第１から第３の実施の形態の効果に加えて、各反射型光フィルタ１３、１６の中心波長にガードバンドを設けることにより、半導体レーザ素子１２、１５が異常をきたし、波長が大きくずれたとしても、隣接する波長のチャネルに影響を及ぼすことを低減させることができるという効果も得られる。
【００４２】
＜多波長光送信モジュールの第４の実施の形態＞
図８は本発明に係る多波長光送信モジュールの第４の実施の形態の部分断面図である。この実施の形態は反射型光フィルタ２９によって波長λ１の光信号と波長λ２（＞λ１）の光信号とを光多重し、さらに、反射型光フィルタ３０を用いて波長λがλ２より大きな光信号を光多重して光ファイバ３７より出力する光送信モジュール３５と、反射型光フィルタ３３によって波長λ３（＞λ２）の光信号と波長λ４（＞λ３）の光信号とを光多重し、さらに、反射型光フィルタ３４を用いて波長λがλ４より大きな光信号を光多重して光ファイバ３８より出力する光送信モジュール３６とを備え、光ファイバ３８を光送信モジュール３５の信号入力経路として結合し、光送信モジュール３６の外部信号入力経路として光ファイバ３９を結合し、波長λ５〜λｎの光多重信号を入力する構成になっている。
【００４３】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第４の実施の形態の動作について図９をも参照して以下に説明する。反射型光フィルタ２９は半導体レーザ素子２７が出射する波長λ１を中心波長とする光信号を反射し、反射型光フィルタ３０は波長λ１だけでなく波長λ２を中心波長とする連続する波長領域の光信号をも反射する特性を有している。また、反射型光フィルタ３３は半導体レーザ素子３１が出射する波長λ３を中心波長とする光信号を反射し、反射型光フィルタ３４は波長λ３だけでなく波長λ４を中心波長とする連続する波長領域の光信号をも反射する特性を有している。
【００４４】
そこで、光送信モジュール３５の半導体レーザ素子２７、２８からそれぞれ出射される光信号のうち、波長λ１の光信号が反射型光フィルタ２９で反射し、波長λ２の光信号が反射型光フィルタ２９を透過して波長λ１、λ２の多重化光信号が反射型光フィルタ３０によって反射して光ファイバ３７に向かう。一方、光送信モジュール３６の半導体レーザ素子３１、３２からそれぞれ出射される光信号のうち、波長λ３の光信号が反射型光フィルタ３３で反射し、波長λ４の光信号が反射型光フィルタ３３を透過して波長λ３、λ４の多重化光信号が反射型光フィルタ３４によって反射して光ファイバ３８に向かう。また、光ファイバ３９を介して、入力される波長λ５〜λｎの光信号は反射型光フィルタ３４を透過し、光ファイバ３８に向かう。したがって、光ファイバ３８を通過する波長λ３〜λｎの多重化光信号は反射型光フィルタ３０を通過して光ファイバ３７へ向かう。この結果、光ファイバ３７から波長λ１〜λｎの多重信号が出力される。よって、波長の異なる一方の信号を反射し、他方の信号を透過する反射型光フィルタと、これら２つの波長の光信号を反射し、より波長の大きい光信号を透過する反射型光フィルタを有する光送信モジュールを多段に接続することにより、多波長信号を多重する光送信モジュールを構成することができる。
【００４５】
図３に示す多波長光送信モジュールの第１の実施の形態のように、反射型光フィルタでそれぞれ１波長ずつを合波するのではなく、多重／分離する波長数を２波長にすることにより、例えば８波長の多重を考えた場合、多波長光送信モジュールの第１の実施の形態では最大７個の光フィルタを通過する波長が存在するのに対して、本実施の形態のように２波長分離する構成では、最大５個の光フィルタの通過で済み、光フィルタ通過にともなう損失を低減させることができる。ここでは、２波長を分離する光フィルタで説明したが、これを３波長以上にすれば、更に最大通過光フィルタ数を低減することができ、損失を低減させることができる。
【００４６】
このように、多波長光送信モジュールの第４の実施の形態によれば、光結合部に形成したスリットに埋め込んだ反射型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせて、各波長が光フィルタを通過する回数を低減させることにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減することができる。
【００４７】
＜多波長光送信モジュールの第５の実施の形態＞
図１０は本発明に係る多波長光送信モジュールの第５の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図８と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示す多波長光送信モジュールの第４の実施の形態では、光送信モジュール３５、３６間が光ファイバ３８で多段接続されていたが、図１０に示した第５の実施の形態は、各光送信モジュール３５、３６を光導波路ブロック４２に装着し、この光導波路ブロック４２上に形成した光送信モジュール３５、３６間をＰＬＣのような光導波路４０で接続し、さらに、光送信モジュール３６の光信号入力経路をも光導波路４１とし、光送信モジュール３５の出力経路に光ファイバ４３を結合した構成になっている。
この第５の実施の形態は光送信モジュール３５、３６間の接続が光ファイバから光導波路４０に変更されただけであるため、その動作説明を省略する。
【００４８】
このように、図１０に示す多波長光送信モジュールの第５の実施の形態によれば、光結合部に形成したスリットに埋め込んだ反射型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００４９】
＜多波長光送信モジュールの第６の実施の形態＞
図１１は本発明に係る多波長光送信モジュールの第６の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図１０と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は図１０に示す光送信モジュール３５、３６を単一の光結合部により一体型光送信モジュール４４を構成したもので、光出力経路に光ファイバ４５を結合したものである。この実施の形態は図１０を用いて説明した多波長光送信モジュールの第５の実施の形態と同一であるので、その動作説明を省略する。
【００５０】
このように、図１１に示す多波長光送信モジュールの第６の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ反射型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号と外部から入射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する反射型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ同士を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、各反射型光フィルタを１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となるほか、多重分離する波長数が２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００５１】
＜多波長光送信モジュールの第７の実施の形態＞
図１２は本発明に係る多波長光送信モジュールの第７の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。この実施の形態は、波長λ１の光信号を発生する半導体レーザ素子１２及び透過型光フィルタ４６を含み、光信号出力経路に光ファイバ５０が接続されている光送信モジュール４７と、波長λ２の光信号を発生する半導体レーザ素子１５及び透過型光フィルタ４８を含み、光信号出力経路が光ファイバ５１によって光送信モジュール４７に接続され、波長がλ３〜λｎの光信号を入力する入力経路に光ファイバ５２が接続された光送信モジュール４９とで構成されている。
【００５２】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第７の実施の形態の動作について図１３をも参照して以下に説明する。光送信モジュール４７、４９の各半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号は、図１３に示すように、中心波長がλ１、λ２で、透過領域が互いに隣接する透過特性を有する透過型光フィルタ４８、４６により波長多重され、光ファイバ５０からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００５３】
このように、図１２に示す多波長光送信モジュールの第７の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、各半導体レーザ素子から出射される光信号と外部から入射される光信号とを波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することにより光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールを実現することが可能となる。
【００５４】
＜多波長光送信モジュールの第８の実施の形態＞
図１４は本発明に係る多波長光送信モジュールの第８の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図中、図１２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は、図１２に示した光送信モジュール４７、４９を単一の光導波路ブロック５５上に装着し、光送信モジュール４７、４９を、光導波路ブロック５５上に形成したＰＬＣのような光導波路５３で結合し、さらに、光送信モジュール４９に対する外部からの光信号経路を光導波路５４で構成し、光送信モジュール４７の出力信号経路に光ファイバ５６を結合したものである。
【００５５】
次に、動作について説明する。各光送信モジュール４７、４９の半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号は、図１３に示すような各光送信モジュールが有する透過特性の異なる透過型光フィルタ４６、４８により波長多重され、光送信モジュール４７、４９間を光導波路５３で結合することによって、光ファイバ５６からは、λ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００５６】
このように、図１４に示す多波長光送信モジュールの第８の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタ４６、４８により、各半導体レーザ素子１２、１５及び光導波路５４から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバ５６を実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、光送信モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となる。
【００５７】
＜多波長光送信モジュールの第９の実施の形態＞
図１５は本発明に係る多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。図６に示す多波長光送信モジュールの第３の実施の形態が反射型光フィルタ１３、１６を用いて波長を多重／分離しているのに対して、図１５に示す第９の実施の形態は透過型光フィルタ４６、４８を単一の光結合部の２つのスリットに装着して、波長を多重／分離するように構成したものである。ここで、半導体レーザ素子１２が出射する中心波長がλ１の光信号に対するファイバ埋め込み用貫通穴と交差するように形成されたスリットに透過型光フィルタ４６が挿着され、この透過型光フィルタ４６の一方に半導体レーザ素子１２の出射光を入力する光ファイバ５８が埋め込まれ、この透過型光フィルタ４６の光信号出力側に光ファイバ５８の一端部が埋め込まれている。また、半導体レーザ素子１５が出射する中心波長がλ２の光信号に対するファイバ埋め込み穴が、中心波長がλ１の光信号に対するファイバ埋め込み用貫通穴と直交する方向に形成され、この穴と交差するように形成されたスリットに透過型光フィルタ４８が挿着され、この透過型光フィルタ４８の一方に半導体レーザ素子１５の出射光を入力する光ファイバが埋め込まれ、この透過型光フィルタ４８の光信号出力側に光信号出力用の光ファイバ５８Ａが埋め込まれている。さらに、中心波長がλ２の光信号のためのファイバ埋め込み用の穴と直交する方向に、外部から波長がλ３〜λｎの光信号を入力するための光ファイバ５８Ｂが埋め込まれている。
【００５８】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の動作について説明する。透過型光フィルタ４６、４８は、図１３に示すように、中心波長がλ１、λ２で、透過領域が互いに隣接する透過特性を有している。したがって、半導体レーザ素子１２から出射される波長λ１の光信号は透過型光フィルタ４６を透過して光ファイバ５８からそのまま出力される。また、半導体レーザ素子１５から出射される波長λ２の光信号は透過型光フィルタ４８を通過し、透過型光フィルタ４６で反射されて光ファイバ５８から出力される。一方、外部から入射された波長λ３〜λｎの光信号は透過型光フィルタ４８で反射され、さらに、透過型光フィルタ４６で反射されて光ファイバ５８から出力される。よって、半導体レーザ素子１２、１５から出射される送信用光信号は透過型光フィルタ４６、４８により波長λ３〜λｎの光信号と多重化され、光ファイバ５８からはλ１〜λｎの多重信号が出力される。
【００５９】
このように、図１５に示す第９の実施の形態によれば、光結合部の２つのスリットにそれぞれ埋め込んだ透過型光フィルタ４６、４８により、半導体レーザ素子１２、１５から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに、各透過型光フィルタを１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となる。
【００６０】
＜多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の変形例＞
図１６は本発明に係る多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の変形例であり、特に、透過型光フィルタ４６、４８の透過特性を示したものである。この変形例においては、各透過型光フィルタ４６、４８の中心波長にガードバンドを設けたものである。このようにガードバンドを設けることによって、各半導体レーザ素子１２、１５が異常をきたし、波長が大きくずれたとしても、波長が隣接するチャネルに影響を及ぼすことを低減させることができるという効果も得られる。
【００６１】
＜多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態＞
図１７は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。この実施の形態は、波長がλ１からλｎまでの各光信号を多重して出力する光ファイバ６５を有する光送信モジュール６３と、外部から波長がλ５〜λｎの光信号を、光ファイバ６７を介して入力する光送信モジュール６４とを光ファイバ６６で結合したものである。このうち、光送信モジュール６３は、半導体レーザ素子２７、２８と、半導体レーザ素子２７から出射される波長λ１の光信号を通過させ、半導体レーザ素子２８から出射される波長λ２の光信号を反射させる透過型光フィルタ５９と、波長λ１及びλ２の光信号を透過させ、波長λ３〜λｎの光信号を反射させる透過型光フィルタ６０とを備えている。一方、光送信モジュール６４は、半導体レーザ素子３１、３２と、半導体レーザ素子３２から出射される波長λ３の光信号を通過させ、半導体レーザ素子３１から出射される波長λ４の光信号を反射させる透過型光フィルタ６１と、波長λ３及びλ４の光信号を透過させ、波長λ５〜λｎの光信号を反射させる透過型光フィルタ６２とを備えている。
【００６２】
上記のように構成された多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態の動作について、図１８をも参照して、以下に説明する。図１８に示すように、透過型光フィルタ５９は半導体レーザ素子２７が出射する波長λ１を中心波長とする光信号を透過し、透過型光フィルタ６０は波長λ１だけでなく波長λ２を中心波長とする連続する波長領域の光信号を透過する特性を有している。また、透過型光フィルタ６１は半導体レーザ素子３２が出射する波長λ３を中心波長とする光信号を透過し、透過型光フィルタ６２は波長λ３だけでなく波長λ４を中心波長とする連続する波長領域の光信号を透過する特性を有している。
【００６３】
そこで、光送信モジュール６３を構成する透過型光フィルタ５９において、半導体レーザ素子２７から出射された波長λ１の光信号は透過し、半導体レーザ素子２８から出射された波長λ２の光信号は反射される。また、光送信モジュール６３を構成する透過型光フィルタ６０において、波長λ１及びλ２の光信号は透過し、これ以外の波長の光信号は反射される。一方、光送信モジュール６４を構成する透過型光フィルタ６１において、半導体レーザ素子３２から出射された波長λ３の光信号は透過し、半導体レーザ素子３１から出射された波長λ４の光信号は反射する。また、光送信モジュール６４を構成する透過型光フィルタ６２において、波長λ３及びλ４の光信号は透過し、これ以外の波長の光信号は反射される。このように、それぞれ１段目の透過型光フィルタ５９、６１で１波長の光信号を透過し、２段目の透過型光フィルタ６０、６２で２波長分の光信号を透過する光送信モジュール６３、６４を光ファイバ６６で接続することにより、多波長信号を多重する光送信モジュールを構成することができる。
【００６４】
このように、図１２に示す多波長光送信モジュールの第７の実施の形態のように、各透過型光フィルタで１波長ずつを合波するのではなく、多重／分離する波長数を２波長にすることにより、例えば８波長の多重を考えた場合、第７の実施の形態では最大７個の光フィルタを通過する波長が存在するのに対して、第１０の実施の形態のように２波長分離する構成では、最大５個の光フィルタの通過で済み、光フィルタ通過に伴う損失を低減させることができる。今回は２波長を分離する光フィルタで説明したが、これを３波長以上にすれば、更に最大通過光フィルタ数を低減することができ、損失を低減させることができる。
【００６５】
このように、図１７に示す多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態によれば、それぞれ光結合部に形成した２箇所のスリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、各半導体レーザ素子及び光ファイバから出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくすることができる。さらに、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００６６】
＜多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態＞
図１９は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。ここに示した多波長光送信モジュールは、図１７に示す多波長光送信モジュールを構成する光送信モジュール６３及び６４を単一の光導波路ブロック７０上に装着し、光送信モジュール６３及び６４の光結合経路、並びに、光送信モジュール６４に対する波長λ５〜λｎの多波長光入射経路を、それぞれ光導波路ブロック７０上に形成したＰＬＣのような光導波路６８で接続し、かつ図１７の入射用の光ファイバ６７を光導波路６９に置換したものである。これ以外は図１７に示す多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態と同様に構成されている。
図１９に示す多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態の動作については、図１７に示す第１０の実施の形態と同じであるので説明を省略するが、光送信モジュール６３及び６４を光導波路６８で接続したことにより、光ファイバの余長処理などが不要となる。
【００６７】
このように、図１９に示す多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、各半導体レーザ素子及び光導波路から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに光送信モジュール間を光導波路で接続することにより、光ファイバの余長処理などが不要となり、モジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００６８】
＜多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態＞
図２０は本発明に係る多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図である。ここに示した多波長光送信モジュールは、図１９に示す光送信モジュール６３及び６４を単一の光結合部で一体化した点が図１９に示した多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態と異なるだけで、これ以外は第１１の実施の形態と同一に構成されている。
図２０に示す多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態の動作については、図１９に示す第１１の実施の形態と同じであるので説明を省略するが、各透過型光フィルタ５９〜６２を１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。
【００６９】
このように、図２０に示す多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態によれば、スリットに埋め込んだ透過型光フィルタにより、半導体レーザ素子及び光導波路から出射される光信号を波長多重し、また、ファイバ埋め込み用貫通穴に光ファイバを実装し、光ファイバ間に挿入する透過型光フィルタをポリイミドなどの薄膜に蒸着が施された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくできる。さらに、各透過型光フィルタを１つのガラスブロックに一体化することでモジュールをより小さくすることができる。また、光学レンズを用いないため低コストな多波長対応の光送信モジュールが実現可能となるほか、多重分離する波長数を２波長以上となる光フィルタを組み合わせ、各波長が光フィルタを通過する回数を低減することにより、光フィルタ通過に伴う挿入損失を低減させることができる。
【００７０】
なお、上記の各実施の形態では、波長多重について説明したが、これを波長分離部とすることができ、この場合には波長分離特性に優れた光送信モジュール及び多波長光送信モジュールとすることができる。
なおまた、上記の各実施の形態では、ポリイミドなどの薄膜に蒸着を施して、反射型光フィルタや透過型フィルタを形成したが、蒸着に限らず集積回路の形成などに用いられる他の成膜技術を応用して作成してもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、薄膜材料上に成膜された厚さの薄い光フィルタを用いて、光ファイバ間を近接させて実装することで光のビーム径の広がりを抑圧し、損失を低減させることができるほか、モジュール規模を小さくでき、さらに、光学レンズを用いないため低コスト化が可能となる。また、光のビーム径の広がりを抑圧するため、波長分離に用いたときの波長分離特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光送信モジュールの第１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図及びその側面図
【図２】本発明に係る光送信モジュールの第２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図３】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図４】図３に示した多波長光送信モジュールの第１の実施の形態を構成する反射型光フィルタの反射特性の一例を示す図
【図５】本発明に係る多波長光送信モジュールの第２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図６】本発明に係る多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図７】図６に示す多波長光送信モジュールの第３の実施の形態の変形例を構成する要素である、反射型光フィルタの反射特性の一例を示す図
【図８】本発明に係る多波長光送信モジュールの第４の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図９】図８に示した多波長光送信モジュールの第４の実施の形態を構成する反射型光フィルタの反射特性の一例を示す図
【図１０】本発明に係る多波長光送信モジュールの第５の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１１】本発明に係る多波長光送信モジュールの第６の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１２】本発明に係る多波長光送信モジュールの第７の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１３】図１２に示した多波長光送信モジュールの第７の実施の形態を構成する透過型光フィルタの透過特性の一例を示す図
【図１４】本発明に係る多波長光送信モジュールの第８の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１５】本発明に係る多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１６】図１５に示す多波長光送信モジュールの第９の実施の形態の変形例を構成する要素である、透過型光フィルタの透過特性の一例を示す図
【図１７】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図１８】図１７に示す多波長光送信モジュールの第１０の実施の形態を構成する要素である透過型光フィルタの透過特性の一例を示す図
【図１９】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１１の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図２０】本発明に係る多波長光送信モジュールの第１２の実施の形態の構成を部分的に断面で示した平面図
【図２１】従来の多波長光送信モジュールの構成を示す図
【符号の説明】
１ 第１の光ファイバ
２ 第２の光ファイバ
３ 第３の光ファイバ
４、１２、１５、２７、２８、３１、３２、７４〜７７ 半導体レーザ素子
５、１３、１６、２９、３０、３３、３４ 反射型光フィルタ
６、６Ａ、６Ｂ スリット
７ 光結合部
８ ベース部
９、１１、１４、１７、３５、３６、４７、４９、６３、６４ 光送信モジュール
１０、４６、４８、５９〜６２ 透過型光フィルタ
１８〜２０、２４、２６、３７〜３９、４３、４５、５０〜５２、５６、５８、６５〜６７、７１、７３、７８〜８１、９４〜９７ 光ファイバ
２１、２２、４０、４１、５３、５４、６８、６９ 光導波路
２３、４２、５５、７０ 光導波路ブロック
２５、４４、５７、７２ 一体型光送信モジュール
８２〜８９ コリメートレンズ
９０〜９３ 光フィルタ
Claims (18)
- 光信号を出射する半導体レーザ素子及び前記半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む光送信部と、
前記光送信部から出射される光信号が有する波長成分を反射し、前記波長成分以外を透過するように薄膜材料上に成膜された反射型光フィルタ、前記光送信部の出力である前記光信号と前記反射型光フィルタにより光学的に反射系で結合された第２の光ファイバ、前記第２の光ファイバと前記反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合され、前記光送信部の出力である前記光信号とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバを含む光結合部と、
前記光送信部及び前記光結合部を固定し保持するベース部とを、
備えた光送信モジュール。 - 光信号を出射する半導体レーザ素子及び前記半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む光送信部と、
前記光送信部から出射される光信号が有する波長成分を透過し、前記波長成分以外を反射するように薄膜材料上に成膜された透過型光フィルタ、前記光送信部の出力と前記透過型光フィルタにより光学的に透過系で結合された第２の光ファイバ、前記第２の光ファイバと前記透過型光フィルタにより反射系で光学的に結合され、前記光送信部の出力光とは異なる波長成分の光信号を入力する第３の光ファイバを含む光結合部と、
前記光送信部及び前記光結合部を固定し保持するベース部とを、
備えた光送信モジュール。 - 前記光送信部の出力である前記光信号の波長及び前記反射型光フィルタの反射波長帯域をそれぞれ異なるようにした請求項１に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 前記光送信部の出力である前記光信号の波長及び前記反射型光フィルタの反射波長帯域をそれぞれ異なるようにした請求項１に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 複数個の前記光送信モジュールがブロック状の一体化結合部で一体化された請求項３に記載の多波長光送信モジュール。
- 隣り合う波長の間にガードバンドを設けた波長配置になるように前記半導体レーザ素子及び前記反射型光フィルタの波長を設定している請求項３から５のいずれか１つに記載の多波長光送信モジュール。
- 光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を反射し、前記第２の光送信部から出射される光信号を透過するように設定された第１の反射型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の反射型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を反射しその他の波長成分を透過するように設定された第２の反射型光フィルタ、前記第２の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部を固定し保持するためのベース部とを、
備えた多波長光送信モジュール。 - 請求項７に記載の２波長以上の光を反射する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 請求項７に記載の２波長以上の光を反射する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を反射し、前記第２の光送信部から出射される光信号を透過するように設定された第１の反射型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の反射型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を反射しその他の波長成分を透過するように設定された第２の反射型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の反射型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部をブロック状に一体化する一体化結合部とを、
備えた多波長光送信モジュール。 - 前記光送信部の出力である前記光信号の波長と前記透過型光フィルタの透過波長帯域とを異なるようにした請求項２に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 前記光送信部の出力である前記光信号の波長と前記透過型光フィルタの透過波長帯域とを異なるようにした請求項２に記載の光送信モジュールを複数個備え、終段の前記光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 複数個の前記光送信モジュールがブロック状の一体化結合部で一体化された請求項１１に記載の多波長光送信モジュール。
- 隣り合う波長の間にガードバンドを設けた波長配置になるように前記半導体レーザ素子及び透過型光フィルタの波長を設定している請求項１１から１３のいずれか１つに記載の多波長光送信モジュール。
- 光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を透過し、前記第２の光送信部から出射される光信号を反射するように設定された第１の透過型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の透過型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を透過しその他の波長成分を反射するように設定された第２の透過型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の透過型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部を固定し保持するためのベース部とを、
備えた多波長光送信モジュール。 - 請求項１５に記載の２波長以上の光を透過する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの透過波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光ファイバにより縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 請求項１５に記載の２波長以上の光を透過する反射型光フィルタを備えた多波長光送信モジュールを複数個備え、前記各多波長光送信モジュールの反射波長帯域を変えて、終段の前記多波長光送信モジュールから光学的に波長多重された光信号が出力されるように、複数個の前記多波長光送信モジュールを光導波路により縦列に接続した多波長光送信モジュール。
- 光信号を出射する第１の半導体レーザ素子、前記第１の半導体レーザ素子と光学的に結合された第１の光ファイバを含む第１の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号が有する波長とは異なる波長帯域の光信号を出射する第２の半導体レーザ素子、前記第２の半導体レーザ素子と光学的に結合された第２の光ファイバを含む第２の光送信部と、
前記第１の光送信部から出射される光信号を透過し、前記第２の光送信部から出射される光信号を反射するように設定された第１の透過型光フィルタ、前記第１及び第２の光送信部出力と前記第１の透過型光フィルタにより光学的に結合された第２の光ファイバを含む第１の光結合部と、
前記第１及び第２の光送信部の出力光を含む２波長以上の光を透過しその他の波長成分を反射するように設定された第２の透過型光フィルタ、前記第２の光ファイバと第２の反射型光フィルタにより反射系で光学的に結合された第３の光ファイバ、前記第３の光ファイバと前記第２の透過型光フィルタにより透過系で光学的に結合された第４の光ファイバを含む第２の光結合部と、
前記第１の光送信部、前記第２の光送信部、前記第１の光結合部及び前記第２の光結合部をブロック状に一体化する一体化結合部とを、
備えた多波長光送信モジュール。
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|---|---|---|---|---|
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