JP2006293234A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ファイバスタブを用いた光モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical module using a fiber stub.
発光素子や受光素子といった光学素子とファイバスタブとを有する光モジュールが知られている。ファイバスタブは、管状のフェルールと当該フェルールの貫通孔に挿入された光ファイバとを有する。ファイバスタブは、外部から取り付けられる伝送用光ファイバと光学素子とを光学的に結合する(例えば、特許文献1及び2を参照)。
しかしながら、従来の光モジュールでは、伝送特性の劣化が生じることがある。 However, in the conventional optical module, the transmission characteristics may be deteriorated.
そこで、本発明は、伝送特性の劣化を低減することができるファイバスタブを用いた光モジュールを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical module using a fiber stub that can reduce deterioration of transmission characteristics.
本願発明者は、光モジュールの伝送特性の劣化が、ファイバスタブのクラッド又はフェルールを伝搬する迷光によるものであることを見出した。例えば、発光素子が出射する光のモードフィールド径が、ファイバスタブの光ファイバのモードフィールド径と異なる場合に、この光の一部は、光ファイバのコアの他にクラッド又はフェルールに入射する。 The inventor of the present application has found that the deterioration of the transmission characteristics of the optical module is due to stray light propagating through the cladding or ferrule of the fiber stub. For example, when the mode field diameter of the light emitted from the light emitting element is different from the mode field diameter of the fiber stub optical fiber, a part of the light enters the clad or ferrule in addition to the core of the optical fiber.
クラッドに入射した光の一部は、クラッドとフェルールの界面で反射して、クラッド内を伝播する迷光となる。クラッドに入射した光の他の一部は、クラッドとフェルールの界面を通過して、フェルールの外側の界面で反射し、更にその一部が、クラッドとフェルールの界面を通過して、クラッド内を伝播する迷光となる。また、フェルールに入射した光は、フェルールの外側の界面で反射して、更にその一部が、クラッドとフェルールの界面を通過して、クラッド内を伝播する迷光となる。 Part of the light incident on the cladding is reflected at the interface between the cladding and the ferrule, and becomes stray light that propagates in the cladding. The other part of the light incident on the clad passes through the interface between the clad and ferrule and is reflected at the outer interface of the ferrule, and a part of the light passes through the interface between the clad and ferrule and passes through the clad. Propagating stray light. The light incident on the ferrule is reflected at the outer interface of the ferrule, and a part of the light passes through the interface between the clad and the ferrule and becomes stray light propagating in the clad.
これら迷光は、光モジュールに接続される伝送用光ファイバのクラッドに入射して、伝送用光ファイバのコアへと入射し、信号光と結合することとなる。このような信号光と迷光との結合が、光モジュールの伝送特性の劣化をもたらす。 These stray lights enter the cladding of the transmission optical fiber connected to the optical module, enter the core of the transmission optical fiber, and couple with the signal light. Such coupling between the signal light and the stray light causes deterioration in transmission characteristics of the optical module.
このような迷光を防止するため、本発明に係る第1の光モジュールは、ファイバスタブと、ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子とを備え、ファイバスタブは、管状のフェルールと、コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含みフェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、クラッドの一端面、クラッドの他端面、フェルールの一端面、及び、フェルールの他端面のうち少なくともいずれかに設けられた光反射膜とを有する。 In order to prevent such stray light, the first optical module according to the present invention includes a fiber stub and an optical element optically coupled to one end of the fiber stub, the fiber stub includes a tubular ferrule, An optical fiber including a core and a clad covering the periphery of the core and inserted into the through hole of the ferrule, and at least one of one end face of the clad, the other end face of the clad, one end face of the ferrule, and the other end face of the ferrule And a light reflecting film provided on the surface.
この第1の光モジュールによれば、光反射膜が迷光になりうる光をクラッド又はフェルールの端面で反射するので、信号光に結合する迷光が低減される。したがって、光モジュールの伝送特性の劣化が低減される。 According to the first optical module, the light reflecting film reflects the light that can become stray light at the end face of the clad or ferrule, so that stray light coupled to the signal light is reduced. Therefore, the deterioration of the transmission characteristics of the optical module is reduced.
光反射膜の光反射率は、90パーセント以上であることが好ましい。 The light reflectance of the light reflecting film is preferably 90% or more.
本発明に係る第2の光モジュールは、ファイバスタブと、ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子とを備え、ファイバスタブは、管状のフェルールと、コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含みフェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、クラッドの一端面、クラッドの他端面、フェルールの一端面、及び、フェルールの他端面のうち少なくともいずれかに設けられた光吸収膜とを有する。 A second optical module according to the present invention includes a fiber stub and an optical element optically coupled to one end of the fiber stub. The fiber stub includes a tubular ferrule, a core, and a clad covering the periphery of the core. And an optical fiber inserted into the through-hole of the ferrule, and a light absorbing film provided on at least one of the one end face of the clad, the other end face of the clad, the one end face of the ferrule, and the other end face of the ferrule. Have.
この第2の光モジュールによれば、光吸収膜が迷光になりうる光の強度をクラッド又はフェルールの端面で減衰するので、信号光に結合する迷光が低減される。したがって、光モジュールの伝送特性の劣化が低減される。 According to the second optical module, the light absorption film attenuates the intensity of light that can become stray light at the end face of the clad or ferrule, so that stray light coupled to the signal light is reduced. Therefore, the deterioration of the transmission characteristics of the optical module is reduced.
本発明に係る第3の光モジュールは、ファイバスタブと、ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子とを備え、ファイバスタブは、管状のフェルールと、コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含みフェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、フェルールの内周面及び外周面の少なくとも一方に設けられた光吸収膜とを有する。 A third optical module according to the present invention includes a fiber stub and an optical element optically coupled to one end of the fiber stub. The fiber stub includes a tubular ferrule, a core, and a clad covering the periphery of the core. And an optical fiber inserted into the through-hole of the ferrule, and a light absorption film provided on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the ferrule.
この第3の光モジュールによれば、光吸収膜が迷光になりうる光の強度をフェルールの内周面又は外周面で減衰するので、信号光に結合する迷光が低減される。したがって、光モジュールの伝送特性の劣化が低減される。 According to the third optical module, since the light absorption film attenuates the intensity of light that can become stray light on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the ferrule, stray light coupled to the signal light is reduced. Therefore, the deterioration of the transmission characteristics of the optical module is reduced.
第2及び第3の光モジュールの光吸収膜は、入射する光の強度を10パーセント以下に減衰することが好ましい。 The light absorption films of the second and third optical modules preferably attenuate the intensity of incident light to 10% or less.
本発明に係る第4の光モジュールは、ファイバスタブと、ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子とを備え、ファイバスタブは、管状のフェルールと、コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含みフェルールの貫通孔に挿入された光ファイバとを有し、光ファイバのクラッド径が500μm以上である。 A fourth optical module according to the present invention includes a fiber stub and an optical element optically coupled to one end of the fiber stub. The fiber stub includes a tubular ferrule, a core, and a clad covering the periphery of the core. And an optical fiber inserted into the through hole of the ferrule, and the cladding diameter of the optical fiber is 500 μm or more.
第4の光モジュールでは、クラッド径が500μm以上と大きいので、クラッドにおける単位断面積あたりの迷光の強度が小さくなる。したがって、信号光に結合する迷光が低減される。故に、光モジュールの伝送特性の劣化が低減される。 In the fourth optical module, since the cladding diameter is as large as 500 μm or more, the intensity of stray light per unit cross-sectional area in the cladding is reduced. Accordingly, stray light coupled to the signal light is reduced. Therefore, deterioration of the transmission characteristics of the optical module is reduced.
本発明によれば、伝送特性の劣化を低減することができる光モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical module which can reduce deterioration of a transmission characteristic is provided.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明の実施形態にかかる光モジュールを示す縦断面図である。図1に示す光モジュール10は、いわゆる同軸型の発光モジュールである。光モジュール10は、支持部材12、複数のリード端子14、搭載部材16、発光素子(光学素子)18、キャップ部材20、レンズ22、第1のスリーブ24、ファイバスタブ26、管状部材28、及び、第2のスリーブ30を備える。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an optical module according to an embodiment of the present invention. An
支持部材12は、軸線X方向に延びる複数の貫通孔を有している。それぞれの貫通孔には、リード端子14が挿入されている。貫通孔を画する内周面12bとリード端子14との間には、封止材13が充填されている。この封止材13には、例えば、低融点ガラスを用いることができる。また、支持部材12は、軸線Xに交差する支持面12aを有している。支持面12aには、搭載部材16が搭載されている。
The
搭載部材16は、軸線X方向に延びる搭載面16aを有している。搭載面16aには、発光素子18が搭載されている。発光素子18は、信号光を出射するための光出射面18aを有している。発光素子18は、この光出射面18aが軸線Xと交差するように、搭載部材16の搭載面16aに搭載されている。発光素子18は、リード端子14と電気的に接続されており、キャップ部材20に覆われている。
The
キャップ部材20は、軸線X方向に延びる略管状の部材である。キャップ部材20の一端は、支持部材12の支持面12aに固定されている。キャップ部材20は、その内側に、他の部分より小径のレンズ保持部20aを有している。このレンズ保持部20aは、レンズ22を保持している。レンズ保持部20aとレンズ22との間には、封止材13が設けられている。
The
レンズ22は、発光素子18側の第1の面22aと、その反対側の第2の面22bとを有している。第1の面22aは発光素子18と光学的に結合されている。第2の面22bはファイバスタブ26の一端面26fと光学的に結合されている。レンズ22は、光出射面18aからの光を第1の面22aで受けて、第2の面22bからファイバスタブ26の一端面26fへ出力する。なお、ファイバスタブ26については後述する。
The lens 22 has a
第1のスリーブ24は、軸線X方向に延びる略管状の部材である。第1のスリーブ24は、ファイバスタブ26内の光ファイバと、伝送用ファイバスタブ100内の伝送用光ファイバ100aとを光学的に結合する。そのため、第1のスリーブ24は、軸線Xに沿って、順に、第1の部分24aと第2の部分24bとを有している。第1の部分24aの内孔には、ファイバスタブ26が保持されている。第2の部分24bの内孔には、伝送用ファイバスタブ100が保持される。第1の部分24aの外周には、管状部材28が設けられている。
The
管状部材28は、軸線X方向に延びる管状の部材である。管状部材28の内孔には、第1のスリーブ24の第1の部分24aが保持されている。この管状部材28及び第1のスリーブ24は、第2のスリーブ30に覆われている。
The
第2のスリーブ30は、軸線X方向に延びる略管状の部材である。第2のスリーブ30は、管状部材28を保持している。第2のスリーブ30の一端は、キャップ部材20の支持面20bに固定されている。
The
以下、ファイバスタブ26として用いることができるファイバスタブ26A、26B、26C、及び、26Dについて説明する。
Hereinafter, the
図2は、本発明の第1の実施形態にかかるファイバスタブを示す断面図である。図2に示すファイバスタブ26Aは、フェルール26a、光ファイバ26b、及び、光反射膜32を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fiber stub according to the first embodiment of the present invention. The
フェルール26aは、軸線X方向に延びる管状の部材である。フェルール26aの材料には、例えば、ジルコニアを用いることができる。フェルール26aの貫通孔には、光ファイバ26bが挿入されている。
The
光ファイバ26bは、コア26cと、このコア26cの周囲を覆うように設けられた管状のクラッド26dとを有している。光ファイバ26bは、一端に入射する光を、他端から伝送用光ファイバ100aへ出射する。
The
光反射膜32は、クラッド26dの一端面26p、クラッド26dの他端面26q、フェルール26aの一端面26r、及び、フェルール26aの他端面26sに設けられている。光反射膜32は、入射する光を90パーセント以上反射することが好ましい。そのため、光反射膜32の材料には、例えば、Au又はAlといった金属を用いることができる。これらの金属を蒸着することによって、光反射膜32を形成することができる。また、光反射膜32は、上述のように形成されたAl膜上に、例えばMgF2を用いた保護コーティングを施した膜であってもよい。Au膜、Al膜、及び、AlとMgF2との膜の光反射率は、それぞれ、約98パーセント、約93パーセント、及び、約95パーセントである。
The
なお、光反射膜32は、クラッド26dの一端面26p、クラッド26dの他端面26q、フェルール26aの一端面26r、及び、フェルール26aの他端面26sのうち少なくともいずれかにのみ設けられていてもよい。
The
ファイバスタブ26Aでは、光反射膜32が、クラッド26dの一端面26p、クラッド26dの他端面26q、フェルール26aの一端面26r、及び、フェルール26aの他端面26sのうち少なくともいずれかにおいて、光の90パーセント以上を反射する。したがって、光モジュール10では、伝送用光ファイバ100aまで伝搬して信号光に結合する迷光の強度が10分の1以下に低減される。故に、光モジュール10の伝送特性の劣化が低減される。
In the
図3は、本発明の第2の実施形態にかかるファイバスタブを示す断面図である。図3に示すファイバスタブ26Bは、光反射膜32に代えて光吸収膜34を有する点においてファイバスタブ26Aと相異する。
FIG. 3 is a sectional view showing a fiber stub according to a second embodiment of the present invention. A
光吸収膜34は、クラッド26dの一端面26p、クラッド26dの他端面26q、フェルール26aの一端面26r、及び、フェルール26aの他端面26sに設けられている。光吸収膜34は、入射する光の強度を10パーセント以下に減衰することが好ましい。そのため、光吸収膜34の材料には、例えば、GaSb、InAs、又は、InSbといった半導体材料を用いることができる。GaSb膜、InAs膜、及び、InSb膜は、半導体の基礎吸収によって、1.3μm及び1.55μmの光を吸収する。この基礎吸収とは、半導体に光を入射した際、価電子帯の電子がこの光のエネルギーを吸収して伝導帯に励起する過程における光の吸収のことである。
The
なお、光吸収膜34は、クラッド26dの一端面26p、クラッド26dの他端面26q、フェルール26aの一端面26r、及び、フェルール26aの他端面26sのうち少なくともいずれかにのみ設けられていてもよい。
The
ファイバスタブ26Bでは、光吸収膜34が、クラッド26dの一端面26p、クラッド26dの他端面26q、フェルール26aの一端面26r、及び、フェルール26aの他端面26sのうち少なくともいずれかにおいて、光の強度を10パーセント以下に減衰する。したがって、光モジュール10では、伝送用光ファイバ100aまで伝搬して信号光に結合する迷光の強度が10分の1以下に低減される。故に、光モジュール10の伝送特性の劣化が低減される。
In the
図4は、本発明の第3の実施形態にかかるファイバスタブを示す断面図である。図4に示すファイバスタブ26Cは、フェルール26a、光ファイバ26b、及び、光吸収膜36を有する。
FIG. 4 is a sectional view showing a fiber stub according to a third embodiment of the present invention. A
光吸収膜36は、フェルール26aの内周面26h及び外周面26iに設けられている。光吸収膜36は、入射する光の強度を10パーセント以下に減衰することが好ましい。そのため、光吸収膜36の材料には、光吸収膜34と同様の材料を用いることができる。
The
なお、光吸収膜36は、内周面26h及び外周面26iのいずれか一方にのみ設けられていてもよい。
The
ファイバスタブ26Cでは、光吸収膜36が、フェルール26aの内周面26h及び外周面26iの少なくとも一方において、光の強度を10パーセント以下に減衰する。
In the
すなわち、フェルール26aの内周面26hに設けられた光吸収膜36は、クラッド26dを伝播してクラッド26dと光吸収膜36との界面26jで反射する光の強度を10パーセント以下に減衰し、フェルール26aを伝搬してフェルール26aの内周面26hを透過する光の強度を10パーセント以下に減衰する。一方、フェルール26aの外周面26iに設けられた光吸収膜36は、フェルール26aを伝搬してフェルール26aの外周面26iで反射する光の強度を10パーセント以下に減衰する。
That is, the
したがって、光モジュール10では、伝送用光ファイバ100aまで伝搬して信号光に結合する迷光の強度が10分の1以下に低減される。故に、光モジュール10の伝送特性の劣化が低減される。
Therefore, in the
図5は、本発明の第4の実施形態にかかるファイバスタブを示す断面図である。図5に示すファイバスタブ26Dは、フェルール26m、光ファイバ26nを有する。
FIG. 5: is sectional drawing which shows the fiber stub concerning the 4th Embodiment of this invention. A
フェルール26mは、軸線X方向に延びる管状の部材である。フェルール26mの材料には、例えば、ジルコニアを用いることができる。フェルール26mの貫通孔には、光ファイバ26nが挿入されている。
The
光ファイバ26nは、コア26cと、このコア26cの周囲を覆うように設けられた管状のクラッド26oとを有している。クラッド26oの径は500μm以上である。光ファイバ26nは、一端に入射する光を、他端から伝送用光ファイバ100aへ出射する。
The
図6は、ファイバスタブのクラッドを伝搬する迷光の強度の計算結果を示す図である。横軸はクラッドの径であり、縦軸はクラッドを伝搬する単位断面積あたりの迷光の強度の相対比率を示している。なお、相対比率とは、クラッドの径が125μmの時の迷光の強度を1としたときの相対比率である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a calculation result of the intensity of stray light propagating through the cladding of the fiber stub. The horizontal axis represents the cladding diameter, and the vertical axis represents the relative ratio of stray light intensity per unit cross-sectional area propagating through the cladding. The relative ratio is a relative ratio when the stray light intensity is 1 when the clad diameter is 125 μm.
図6に示すように、クラッドに入射する光はクラッド全体に広がるので、クラッドの径が大きいほど、クラッドを伝搬する単位断面積あたりの迷光の強度が小さくなる。光ファイバのクラッド径は、一般的に、125μm程度であるが、ファイバスタブ26Dでは、クラッド26oの径が500μm以上であるので、クラッド26oを伝搬する単位断面積あたりの迷光の強度が10分の1以下に低減される。
As shown in FIG. 6, the light incident on the clad spreads over the entire clad. Therefore, the larger the clad diameter, the smaller the intensity of stray light per unit cross-sectional area propagating through the clad. The clad diameter of the optical fiber is generally about 125 μm. However, in the
ここで、伝送用光ファイバ100aのクラッド径は、一般的に、125μm程度である。したがって、クラッド26oから伝送用光ファイバ100aのクラッドに入射して信号光に結合する迷光の強度が10分の1以下に低減される。故に、光モジュール10の伝送特性の劣化が低減される。
Here, the cladding diameter of the transmission
なお、伝送用フェルール100bの屈折率は、一般的に、伝送用光ファイバ100aのクラッドの屈折率より高いので、クラッド26oから伝送用フェルール100bに入射する光の多くは、伝送用フェルール100bと伝送用光ファイバ100aとの界面で反射する。したがって、クラッド26oから伝送用フェルール100bに入射して信号光に結合する迷光の強度は無視できる。
Note that since the refractive index of the
以上、説明したように、本発明によれば、伝送特性の劣化を低減することができる光モジュールが提供される。 As described above, according to the present invention, an optical module capable of reducing deterioration of transmission characteristics is provided.
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本発明は、発光モジュール(光学素子)18に限らず、受光素子を有する受光モジュールにも適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, the present invention can be applied not only to the light emitting module (optical element) 18 but also to a light receiving module having a light receiving element.
10…光モジュール、12…支持部材、13…封止材、14…リード端子、16…搭載部材、18…発光素子、20…キャップ部材、22…レンズ、24…第1のスリーブ、26…ファイバスタブ、26A〜26D…ファイバスタブ、26a…フェルール、26b…光ファイバ、26c…コア、26d…クラッド、28…管状部材、30…第2のスリーブ、32…光反射膜、34…光吸収膜、36…光吸収膜、100…伝送用ファイバスタブ、100a…伝送用光ファイバ、100b…伝送用フェルール。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子と、
を備え、
前記ファイバスタブは、
管状のフェルールと、
コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含み、前記フェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、
前記クラッドの一端面、前記クラッドの他端面、前記フェルールの一端面、及び、前記フェルールの他端面のうち少なくともいずれかに設けられた光反射膜と、
を有する、
光モジュール。 With a fiber stub
An optical element optically coupled to one end of the fiber stub;
With
The fiber stub is
A tubular ferrule;
An optical fiber including a core and a clad covering the periphery of the core, and inserted into the through hole of the ferrule;
A light reflecting film provided on at least one of the one end face of the clad, the other end face of the clad, the one end face of the ferrule, and the other end face of the ferrule;
Having
Optical module.
請求項1に記載の光モジュール。 The light reflectance of the light reflecting film is 90% or more.
The optical module according to claim 1.
前記ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子と、
を備え、
前記ファイバスタブは、
管状のフェルールと、
コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含み、前記フェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、
前記クラッドの一端面、前記クラッドの他端面、前記フェルールの一端面、及び、前記フェルールの他端面のうち少なくともいずれかに設けられた光吸収膜と、
を有する、
光モジュール。 With a fiber stub
An optical element optically coupled to one end of the fiber stub;
With
The fiber stub is
A tubular ferrule;
An optical fiber including a core and a cladding covering the periphery of the core, and inserted into the through-hole of the ferrule;
A light absorbing film provided on at least one of the one end face of the clad, the other end face of the clad, the one end face of the ferrule, and the other end face of the ferrule;
Having
Optical module.
前記ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子と、
を備え、
前記ファイバスタブは、
管状のフェルールと、
コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含み、前記フェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、
前記フェルールの内周面及び外周面の少なくとも一方に設けられた光吸収膜と、
を有する、
光モジュール。 With a fiber stub
An optical element optically coupled to one end of the fiber stub;
With
The fiber stub is
A tubular ferrule;
An optical fiber including a core and a clad covering the periphery of the core, and inserted into the through hole of the ferrule;
A light absorption film provided on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the ferrule;
Having
Optical module.
請求項3又は4に記載の光モジュール。 The light absorbing film attenuates the intensity of incident light to 10% or less.
The optical module according to claim 3 or 4.
前記ファイバスタブの一端に光学的に結合された光学素子と、
を備え、
前記ファイバスタブは、
管状のフェルールと、
コアと当該コアの周囲を覆うクラッドとを含み、前記フェルールの貫通孔に挿入された光ファイバと、
を有し、
前記光ファイバのクラッド径が、500μm以上である、
光モジュール。
With a fiber stub
An optical element optically coupled to one end of the fiber stub;
With
The fiber stub is
A tubular ferrule;
An optical fiber including a core and a cladding covering the periphery of the core, and inserted into the through-hole of the ferrule;
Have
The cladding diameter of the optical fiber is 500 μm or more;
Optical module.
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