专利名称：光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光分支插入装置中的光模块，该光分支插入装置用于例如在光通信领域中，从干线向中继站分支信号光，或将来自中继站的信号光插入干线。
背景技术：
在使用了波分复用技术的光通信中，作为用于将特定波长的信号分支到中继站、从中继站插入特定波长的信号的装置，已知有特开2000-183816号公报中公开的光分支插入装置。
如图3所示，该光分支插入装置具有将从输入用光传输路径1输入的多种波长光分波成各波长光的光分波器3、和将暂时分波的各波长的光合波后发送到输出传输路径2的光合波器4。在该光分支插入装置中，还对应于各波长的光路配备多个光开关5，该多个光开关5用于选择在将由光分波器3分波的各波长的光分支到中继站8的接收机7上之后新插入从中继站8的发送机6发送的信号、或者使由光分波器3分波的各波长的光原样透过到光合波器4。
在这种分支插入装置中，在光分波器3或光合波器4中，大多使用滤波器模块，该滤波器模块将波长选择滤波器或透镜等固定在来自光纤的出射光路上，并具有从多波长信号中分离单波长分量的功能、或将单波长分量插入多波长信号的功能。
这种滤波器模块例如特表平10-511476号公报、特开平10-311905号公报所述，将由透镜和光纤构成的准直仪夹着波长选择滤波器相对配置。
通常，在这种滤波器模块中，波长选择滤波器、透镜、及光纤以调整了光轴的状态插入固定在公共的筒状壳体中。通常将这种模块称为Add/Drop Multiplexer(ADM增加/分接多路复用器)。
由于图3的光分支插入装置中的光分波器3和光合波器4必须对多个波长进行同样的合波或分波，所以使用多个具有不同波长分离特性的上述单体滤波器模块，依次通过焊接等方法来连接这些信号的入射出射端的光纤。这种模块通常被称为“Mux/DeMux(复用/解复用器)”。输入光分波器3或光合波器4的光通过依次通过多个上述滤波器模块，分波成各波长，或依次对各波长的光进行合波(例如参考特开平11-337765号公报等)。通常将依次连接的多个上述单体模块安装在一个盒子中。
但是，在使用上述滤波器模块的光分支插入装置中，光通信中使用的信道数越多，则必须对应地增加单体滤波器模块的使用个数。因此，原材料部件价格变为单体滤波器模块的价格的数倍以上。另外，因为有焊接滤波器模块输入输出端的光纤的工序，所以工序烦杂，成本变高，同时，焊接连接时的轴偏移引起连接损耗。而且，还存在下述问题等因为将滤波器模块固定单体在壳体内，所以需要功能部分以外的额外的体积，随着信道的增大，必要的部件体积也同样扩大。
本发明者们为了消除这些问题，尝试取消作为滤波器模块壳体的外装体，将上述各构成部件固定在一个基板上，并在部件之间空间传播光，由此不使用额外的部件，以必要的最小限度体积来实现光模块的低价格化、小型化、低损耗化。
但是，已经知道，在实际中，在将模块内的要素部件分离并配置在基板上的情况下，来自各部件的出射光产生光轴偏移，不容易进行光耦合，不能得到期望的性能。
光轴偏移的原因有①因为目的在于降低反射损耗，所以将光纤与折射率分布型透镜等的端面作成斜端面；②在光透过作为波长选择滤波器的电介质多层膜滤波器的基板时，光轴偏移；③各部件的外形精度只能加工成低于单模光纤之间的光耦合所必需的加工精度；
④设置这些部件的基板的加工精度只能加工成低于单模光纤之间的光耦合所必需的精度。
具体说明上述内容，在光纤之间、尤其是单模光纤之间的光耦合中，因为纤芯直径不超过10微米，所以要求亚微级的位置对准精度，但在光纤挠性接头、透镜等无源光部件中，部件公差或制造公差超过该精度，事实上不能以该精度来制作。另外，即使能分别制作，但在用当前主流的制法来制作的准直仪中，存在出射光偏离光轴的问题。
图4中示出通过当前主流的制法、即通过光纤挠性接头11与折射率分布透镜12的组合来制作的准直仪。为了降低反射损耗，在挠性接头11及透镜12的各端面附加约8°的角度，由此，出射光与入射光的位置相比，产生位置偏移δ和角度偏移θ。尤其是角度偏移θ引起的光轴偏移量如图5所示，随着耦合距离L的变大而变大。因此，在位于同一直线上的V形槽等中设置的准直仪对的间隔若在数mm以上，则光耦合基本为0。
另外，在通过研磨来制作用于在基板上固定准直仪的V形槽的情况下，从操作的要求来看，希望配置准直仪对的两个V形槽彼此平行，但这种V形槽，由于上述理由不能制作实现有效光耦合的准直仪对。
另外，如图6所示，波长选择滤波器等干涉滤波器通常是通过在具有有限厚度的玻璃基板15上实施成膜来制作的，为了避免对产生的膜压的破坏，具有约1mm的厚度。从折射率为n1的介质1以入射角θ入射到厚度为h、折射率为n2的介质2的光的平行位置偏移量δ(＝在无介质2的情况下应通过的光路与实际光路之差)可由下式表示。
式1δ=hsinθ[1-cosθ(n2n1)2-sin2θ]]]>图7表示如图6所示光通过具有各种厚度(0.5mm～1.5mm)的基板时光轴的偏移量δ(微米)与入射角θ(度)的关系。如图所示，因为光轴偏移与基板厚度和入射角有关，所以即使在干涉滤波器插入前事先进行了准直仪对的光耦合的状态下，只要插入滤波器，光路就偏移，损耗大幅度增大，以致不能耦合。
并且，即使估计到所有上述偏移而进行设计，也会在各部件中产生部件及基板等的加工误差或组装误差等，并且，这些误差明显超出光耦合所必需的精度等级，因此没有意义。
如上所述，象以前尝试那样，仅通过在同一基板上形成的部件固定用的各V形槽中平行排列配置各部件，在现实中，光轴偏移大，得不到充分的光耦合。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种光模块，该光模块在同一基板上配置准直仪及干涉滤波器等各部件，能容易地校正光轴偏移，得到良好的光耦合。本发明的目的还在于提供一种光模块，其可用作光通信领域中使用的光分波装置和光合波装置，损耗低并且可实现小型化及低价格化。
发明1的光模块，其特征在于在公共基板上安装有输入光用准直仪，其校准来自外部的输入光；输出光用准直仪，其入射并聚光向外部输出的光，并将其传输到外部；干涉滤波器，其配置在从所述输入光用准直仪至输出光用准直仪的光路中；和光路校正用反射镜或可得到与反射镜相同效果的棱镜，其分别配置在所述各准直仪与干涉滤波器之间的光路中。以下，将反射镜和棱镜称为光路校正用部件。
在本发明中，在各准直仪与干涉滤波器之间的光路中分别配置光路校正用光路，所以通过调整各光路校正用部件，可容易地校正准直仪之间的光轴偏移，可实现良好的光耦合。另外，将各构成部件固定在公共基板上，并在部件之间空间传播光，所以不使用额外的部件，能以必要的最小限度体积实现光模块的低价格及小型化。
发明2所述的光模块，其特征在于所述干涉滤波器使用下列滤波器中的至少一种
(a)波长选择滤波器，其仅透过入射光中特定波段的光，反射其它波长的光；(b)增益均衡滤波器，其在入射光的强度相对于波长不均匀的情况下，校正光强度，使该强度平坦化；(c)仅取出入射光的光量的一部分的滤波器。
发明3的光模块，其特征在于具备输入光用准直仪，其将从输入用光传输路径传输来的多种波长光校准成平行光；波长选择滤波器，其仅透过通过该输入光用准直仪后入射的多种波长光中特定波段的光，反射其它波段的光；分支光用准直仪，其对透过该波长选择滤波器的光进行聚光，并将其传输到外部的分支用光传输路径；插入光用准直仪，其将从外部的插入用光传输路径传输来的特定波段的光校准成平行光，并将其入射到所述波长选择滤波器；输出光用准直仪，其对由该插入光用准直仪入射到波长选择滤波器并透过的光与所述多种波长光中由波长选择滤波器反射的光的合成光进行聚光，并将其传输到外部的输出用光传输路径；和光路校正用反射镜或可得到与反射镜相同效果的棱镜，其分别配置在所述各准直仪与波长选择滤波器之间的光路中，这些准直仪、波长选择滤波器与光路校正用部件安装在公共基板上。
在本发明中，在各准直仪与波长选择滤波器之间的光路中分别配置有光路校正用反射镜或棱镜，所以通过调整各反射镜或棱镜，可容易地校正准直仪之间的光轴偏移，可实现良好的光耦合。因此，可实现低损耗的光分支插入装置。另外，将各构成部件固定在单一基板上，在部件之间空间传播光，所以不使用额外的部件，能以必要的最小限度体积实现光模块的低价格及小型化。
发明4的光模块，其特征在于安装有多个特定波长不同的波长选择滤波器，该波长选择滤波器具有分波功能，仅透过入射光中的所述特定波长的光，反射其它波长的光；和合波功能，将从单面入射并透过的所述特定波长的光与从另一面入射并反射的其它波长的光合波，而且，配置所述多个波长选择滤波器，使滤波器的反射光从光的行进方向的上游侧向下游侧依次入射，在至最上游的波长选择滤波器的入射光的光路上、各波长选择滤波器的透过光的光路上、最下游的波长选择滤波器的反射光的光路上分别配置准直仪，在各准直仪与波长选择滤波器之间的光路中分别配置光路校正用反射镜或棱镜，将所述各准直仪、波长选择滤波器及光路校正用反射镜或棱镜配置在公共基板上。
在本发明中，能够依次从多种波长光中分支取出不同波长的光、依次对不同波长的光进行合波和波长多种化。此时，将准直仪或波长选择滤波器固定在单一基板上，在部件之间空间传播光，所以不使用额外的部件，能以必要的最小限度体积实现光模块的低价格及小型化。另外，在各准直仪与波长选择滤波器之间的光路中分别配置光路校正用反射镜或可得到与反射镜相同效果的棱镜，所以通过调整各光路校正用部件，可容易地校正准直仪之间的光轴偏移，进行良好的光耦合。因此，可形成低损耗的多个波长光分波装置、多个波长光合波装置。
发明5的光模块，其特征在于通过将发明4所述的光模块中的最上游的准直仪作为接受来自外部的输入用光传输路径的多种波长光的输入光用准直仪，将其它的准直仪作为用于将所述波长选择滤波器透过或反射的光取出到外部的分支光用准直仪，将所述波长选择滤波器作为分波用光器件来使用，构成依次对多种波长光进行分波的多个波长光分波装置。
发明6的光模块，其特征在于通过将发明4所述的光模块中的最下游的准直仪作为将输出光传输到外部的输出用光传输路径的输出光用准直仪，将其它的准直仪作为从外部向所述波长选择滤波器入射不同波长的光的插入光用准直仪，将所述波长选择滤波器作为合波用光器件来使用，构成依次对不同波长光进行合波的多个波长光合波装置。
根据发明5，能以低损耗依次将多种波长光分波成不同波长的光，根据发明6，能以低损耗对不同波长的光进行合波和波长多种化。
发明7的光模块的特征在于在发明1～6任何之一中，所述各准直仪配置在公共基板上形成的V形槽中。
在本发明中，因为将各准直仪固定在公共基板上形成的V形槽中，所以容易组装。
发明8的光模块的特征在于在发明7中，所述各准直仪配置在公共基板上平行形成的V形槽中。
在本发明中，因为将各准直仪固定在公共基板上平行形成的V形槽中，所以通过用光路校正用反射镜或棱镜来调整光路，可使用容易加工的平行V形槽，容易地校正各准直仪之间的光轴偏移，可进行良好的光耦合。
作为所述准直仪，象发明9那样，优选使用由光纤和配置在该光纤的出射端或入射端的准直透镜构成的准直仪。另外，作为所述光路校正用反射镜，象发明10那样，优选使用万向节型反射镜。
将棱镜用作所述光路校正用部件时，优选使用全反射型棱镜或具有任意角度的楔形棱镜的顶角部分
图1是本发明实施方式1的光模块的构成图，(a)是平面图，(b)是侧面图。
图2是本发明实施方式2的光模块的平面图，(a)是用作光分波装置的情况下的说明图，(b)是用作光合波装置情况下的说明图。
图3是现有光分支插入装置的示意结构图。
图4是准直仪的光轴偏移的说明图。
图5是表示准直仪的光轴偏移特性的图。
图6是波长选择滤波器的光轴偏移的说明图。
图7是表示波长选择滤波器的光轴偏移特性的图。
图8是本发明实施方式3的光模块的平面图，(a)是全反射棱镜型，(b)是楔形棱镜型。
图9是本发明实施方式3的全反射棱镜型光模块的平面图，(a)是用作光分波装置的情况，(b)是用作光合波装置的情况的说明图。
图10是本发明实施方式3的楔形棱镜型光模块的平面图，(a)是用作光分波装置的情况，(b)是用作光合波装置的情况的说明图。
符号说明130、230基板，100、200、300、400、500、600光模块，111输入光用准直仪，112输出光用准直仪，113分支光用准直仪，114插入光用准直仪，115、115a～115d波长选择滤波器，121～124、220～225光路校正用反射镜，301～304、410～415光路校正用反射型棱镜，501～504、610～615光路校正用楔形棱镜，131～134V形槽，210～215准直仪具体实施方式
下面，根据附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明实施方式1的光模块100的构成图，(a)是平面图，(b)是侧面图。光模块100具有作为光分支插入装置的功能(即，对于输入的多种波长光，将特定波长的光分支到外部，并且将从外部输入的特定波长光合波为未分支的光的功能)，在同一基板130上配置4个准直仪111、112、113、114及1个波长选择滤波器115，并在波长选择滤波器115与各准直仪111、112、113、114之间分别配置光路校正用反射镜121、122、123、124，在各部件之间空间传播光。
波长选择滤波器115具有分波功能，即仅透过入射光中的特定波长的光，反射其它波长的光；和合波功能，即将从单面入射并透过的特定波长的光与从另一面入射并反射的其它波长的光合波。波长选择滤波器115在玻璃或树脂等透光性基板上形成光学多层膜(例如电介质多层膜)，通过光学多层膜的材料及层结构来发挥滤波特性。光学多层膜通常为交替层叠折射率小的材料与折射率大的材料的结构。
在光模块100中，设置输入光用准直仪111、输出光用准直仪112、分支光用准直仪113、插入光用准直仪114，作为4个准直仪。
输入光用准直仪111将从输入用光传输路径(干线光纤)输入的多种波长光(输入光)校准为空间传输用光后，使其入射到波长选择滤波器115的表面，分支光用准直仪113对入射到波长选择滤波器115的表面后透过的特定波长光进行聚光后，使其入射到分支用光传输路径，插入光用准直仪114将通过外部插入用光传输路径入射的光校准为空间传输用后，使其入射到波长选择滤波器115的背面，输出光用准直仪112对将通过插入光用准直仪114从外部输入到波长选择滤波器115的特定波长光与由波长选择滤波器115反射的其它波长光的光合波所得的光进行聚光，输出到输出用光传输路径。
本实施方式中所用的输入光用准直仪111、输出光用准直仪112、分支光用准直仪113、插入光用准直仪114等各准直仪都由与光纤光学耦合的准直透镜构成，具有将光纤的信号光变换(校准)为平行光后向空间射出、将空间传输来的平行光聚光到光纤的端面后入射的功能。
作为准直透镜，从容易处理的观点来看，最好使用棒状透镜。这种棒状透镜有例如折射率分布型棒状透镜、或在均匀的棒的一个端部形成球面或非球面的透镜。准直仪可通过在基板上分别配置光纤与透镜来构成，但也可事先组合光纤与透镜后将之配置在基板上。后者是例如通过将光纤固定在直径与准直透镜直径相同的保持工具上，并将带准直透镜及光纤的保持工具插入固定于玻璃或不锈钢等金属制的公共筒状部件中来形成的。
所述各准直仪111～114分别定位固定在彼此平行地形成于同一基板130上的V形槽131～134上。这里，通过切割来形成固定有输入光用准直仪111的第1 V形槽131和固定有插入光用准直仪114的第4 V形槽134，通过切割来形成固定有输出光用准直仪112的第2 V形槽132和固定有分支光用准直仪113的第3 V形槽133。
因此，输入光用准直仪111及输出光用准直仪112彼此相邻地配置在邻近矩形基板130一边的位置上，分支光用准直仪113及插入光用准直仪114彼此相邻地配置在与上述边相对的边的位置上。另外，通过由切割来形成第1 V形槽131与第4 V形槽134，输入光用准直仪111与插入光用准直仪114的各出射端彼此相对，输出光用准直仪112与分支光用准直仪113的各入射端彼此相对。将波长选择滤波器115夹置在上述彼此相对的两对准直仪111、114、112、113之间，配置在基板130的大致中心处。
然后，从输入光用准直仪111射出的光以规定角度入射到波长选择滤波器115的表面(单面)，在输入光用准直仪111与波长选择滤波器115之间的光路、及分支光用准直仪113与波长选择滤波器115之间的光路中分别配置光路校正用反射镜121、123，使透过波长选择滤波器115的光入射到分支光用准直仪113。另外，从插入光用准直仪114射出的光以规定角度入射到波长选择滤波器115的背面(另一面)，在插入光用准直仪114与波长选择滤波器115之间的光路、及输出光用准直仪112与波长选择滤波器115之间的光路中分别配置光路校正用反射镜124、122，使从插入光用准直仪114射出并透过波长选择滤波器115的光与从输入光用准直仪111射出并由波长选择滤波器115的表面反射的光的合波光入射到输出光用准直仪112。
这里，为了防止组装后部件之间的位置发生偏移，可使用热膨胀系数小的硅基板、玻璃基板、铝基板等金属基板、塑料基板等作为固定各准直仪111～114及波长选择滤波器115时使用的基板130。另外，基板130的厚度只要能得到足够的刚性即可。可通过研磨来形成基板130上形成的用于配置准直仪的V形槽131～134。在使用玻璃或塑料基板的情况下，也可以通过加压成形来转印模具形状，由此形成V形槽。另外，也可在基板上设置用于固定波长选择滤波器、反射镜的切口等槽。
上述反射镜121～124在变更光路的同时，可以校正由部件的外形精度产生的光轴偏移及通过部件时的光轴偏移。因此，最好使用具有万向节(Gimbla)机构的反射镜，或具有基于其的调整机构的反射镜。所谓具有万向节机构的反射镜是指能够以反射镜的1点(一般是中心)为旋转中心调整斜率的反射镜。从优化反射率和耐用性的观点来看，最好使用铝或金等金属反射镜来作为反射镜121～124。
可如下制造光模块100。
首先，准备形成了V形槽131～134的基板130。接着，在基板130上的V形槽131～134中配置并固定各准直仪111～114。此时的准直仪111～114的固定即可以是暂时的也可是永久的。为了缩短热硬化或UV硬化等硬化处理时间，最好永久地粘接在基板上。
配置准直仪111～114之后，接着试验性地从输入光用准直仪111射出光，在各准直仪111、113之间配置两个反射镜121、123并调整其位置及斜率，使该光与分支光用准直仪113耦合。因为两个反射镜121、123具有通过调整其方向或斜率来三维变换光路的功能，所以无论分支光用准直仪113处于何种位置关系，来自输入光用准直仪111的出射光都可入射到分支光用准直仪113上，能以低损耗来进行两个光的耦合。为了确认准直仪111、113对的光耦合，将发生任意波长的光的光源与射出侧的准直仪111相连接，并用光万用表等来监视校准后的光源光量与入射到相对侧准直仪113的光量。
同样，从插入光用准直仪114射出光，在两个准直仪114、112之间配置反射镜124、122并调整其位置及斜率，使该光与输出光用准直仪112之间适当地光耦合。
接着，将波长选择滤波器115配置在基板130的大致中央。该波长选择滤波器115与反射镜121～124一样可改变自己的方向和斜率。其中，首先，从输入光用准直仪111射出由波长选择滤波器115反射的波长的光。然后，从输入光用准直仪111射出的光由反射镜121反射后入射到波长选择滤波器115，调整波长选择滤波器115的位置及斜率，使由波长选择滤波器115反射的光再次由反射镜122反射后入射到输出光用准直仪112。
接着，从输入光用准直仪111射出波长选择滤波器115的透过波长的光。然后，用配置在波长选择滤波器115与分支光用准直仪113之间的反射镜123来调整由于透过波长选择滤波器115而产生的光轴偏移。另外，从插入光用准直仪114射出波长选择滤波器115的透过波长的光，用配置在插入光用准直仪114与波长选择滤波器115之间的反射镜124进行调整，使透过波长选择滤波器115的光与输出光用准直仪112光耦合。
如上所述，通过调整反射镜121、124，可使所有部件之间的光路一致，可制作具有对应于波长选择滤波器115的波长选择特性的光的分波、合波功能(＝光分支插入功能)的光模块100。根据实际上制作的光模块100，可在各准直仪对之间以0.2dB以内的耦合损耗来进行光耦合。配置在基板130上的各部件最好在调整光轴后固定在基板130上。其中，各反射镜121～124只要在通常使用时不动，也可以不固定其斜率，使之以后可以进行微调。
下面，说明上述结构的光模块100的作用。
首先，由输入用光传输路径提供的多种波长光(设包含波长λ1～λn的光)从输入光用准直仪111作为平行光射出。射出的多种波长光经反射镜121入射到波长选择滤波器115的表面侧，由于波长选择滤波器115的波长选择性，仅特定波长的光(假设为波长λ1)透过波长选择滤波器115，其它波长的光(从波长λ2～λn)由波长选择滤波器115反射。
透过波长选择滤波器115的波长λ1的光经反射镜123后入射到分支光用准直仪113，送到外部。另一方面，从外部输入的波长λ1的光作为平行光从插入光用准直仪114射出。从插入光用准直仪114射出的光经反射镜124入射到波长选择滤波器115的背面侧，并透过波长选择滤波器115的同时，与波长选择滤波器115反射的波长λ2～λn的光合波，变为包含从波长λ1～λn的多种波长光，经反射镜122入射到输出光用准直仪112，送到输出用光传输路径。从而对输入的多种波长光进行向外部输出的特定波长的信号光的分支、插入。
根据该光模块100，因为在光的输入输出部分中使用准直仪111～114，并使光在部件之间进行空间传播，所以部件之间不必用光纤连接，可使制造容易及实现装置的小型化，同时，在发生故障时可容易地交换部件。另外，因为一个波长分支插入处理中仅使用1个波长选择滤波器115，所以可减少高价滤波器的个数，可降低制造成本。
因为可由配置在波长选择滤波器115与准直仪111～114之间的反射镜121～124来校正准直仪111、113之间、准直仪114、112之间的光轴偏移，所以通过调整各反射镜121～124，可得到充分的光耦合，并可进行损耗少的光分支插入处理。另外，在同一基板130上配置准直仪111～114、波长选择滤波器115、反射镜121～124，并在部件之间空间传播光，所以不使用额外的部件，能以必要的最小限度体积实现光模块100的低价格化及小型化。尤其是因为将各准直仪111～114固定在基板130上形成的彼此平行的V形槽131～134中，所以容易组装。
另外，在上述实施方式中，示出了将波长选择滤波器115用作干涉滤波器的情况，但此外，在原信号的光强度相对于波长不均匀的情况下，也可使用对光强度进行平坦化校正的增益均衡滤波器或仅取出入射光的一部分光量的滤波器等具有其它滤波特性的干涉滤波器。
下面，说明本发明的实施方式2。
图2是表示本发明实施方式2的光模块200的平面图，(a)用箭头表示用作光分波装置的情况下的光的入射出射方向，(b)用箭头表示用作光合波装置的情况下的光的入射出射方向。
光模块200在公共的一个基板230上配置并固定有多个准直仪210～215、多个波长选择滤波器115a～115d和多个反射镜220～225。这些要素具有与实施方式1说明的要素一样的功能。例如，波长选择滤波器115a～115d具有分波功能，即仅透过入射光中的特定波长的光，反射其它波长的光；和合波功能，即将从单面入射并透过的特定波长的光与从另一面入射并反射的其它波长的光合波。
这里，配备使特定波长不同的多个波长选择滤波器115a～115d。第1波长选择滤波器115a具有透过特定波长λ1的光的特性，第2波长选择滤波器115b具有透过特定波长λ2的光的特性，第3波长选择滤波器115C具有透过特定波长λ3的光的特性，第4波长选择滤波器115d具有透过特定波长λ4的光的特性。
配置这多个波长选择滤波器115a～115d，使滤波器的反射光依次从光的行进方向的上游侧向下游侧入射。若以用作a)的光分波装置的情况为基准，则按此顺序配置波长选择滤波器115a～115d，使滤波器的反射光依次从光的行进方向的上游侧向下游侧入射。即，配置各滤波器，使第1、第3波长选择滤波器115a、115c与第2、第4波长选择滤波器115b、115d为彼此倾斜相对的位置关系，使第1与第3波长选择滤波器115a、115c及第2与第4波长选择滤波器115b、115d为分别彼此相邻的位置关系。
在入射光的至最上游的波长选择滤波器115a的光路上配置输入输出用准直仪210，在各波长选择滤波器115a～115d的透过光的光路上、最下游的波长选择滤波器115d的反射光的光路上分别配置分支插入用的第1～第5校准器211～215，另外，在各准直仪210～215与波长选择滤波器115a～115d之间的光路中分别配置光路校正用反射镜220～225。输入输出用准直仪210与第2、第4准直仪212、214顺序配置在长方形基板230的一个短边上，第1、第3、第5准直仪211、213、215顺序配置在基板230的另一短边上。
各反射镜221～216调整光路，使光如下行进。首先，从输入输出用准直仪211射出的光入射到第1波长选择滤波器115a，其透过光入射到第1分支插入用准直仪212。第1波长选择波长器115a的反射光入射到第2波长选择滤波器115b，其透过光入射到第2分支插入用准直仪213。第2波长选择波长器115b的反射光入射到第3波长选择滤波器115c，其透过光入射到第3分支插入用准直仪214。第3波长选择波长器115c的反射光入射到第4波长选择滤波器115d，其透过光入射到第4分支插入用准直仪215。第4波长选择滤波器115d的反射光入射到第5分支插入用准直仪216。
可如下制造光模块200。
首先，准备形成了V形槽(省略图示)的基板230。接着，在基板230上的V形槽中配置并固定各准直仪210～215。伴随固定的操作及光耦合的确认与实施方式1一样。
接着，从输入输出用准直仪210射出任意波长的光，在两个准直仪210、211之间配置两个反射镜220、221并调整其位置、方向及斜率，使该光与第1分支插入用准直仪211耦合。因为设置在准直仪210、211之间的两个反射镜220、221具有通过调整其方向或斜率来三维变换光路的功能，所以无论一对准直仪210、211处于何种位置关系，都能以低损耗来进行两者的光耦合。
接着，在从输入输出用准直仪210射出的光射于两个反射镜220、221之间的位置上，配置第1波长选择滤波器115a。该第1波长选择滤波器115a与反射镜220、221一样，具有可改变自身方向与斜率的功能。设置反射镜222，使从输入输出用准直仪210射出后由第1波长选择滤波器115a反射的光进入第2分支插入用准直仪212。即，从输入输出用准直仪210射出由第1波长选择滤波器115a反射的波长(λ1以外的波长)的光，调整第1波长选择滤波器115a及反射镜222的位置、方向、斜率，使该光适当地入射到第2分支插入用准直仪212。
这里，虽然由于插入第1波长选择滤波器115a，至第1分支插入用准直仪211的入射光轴发生偏移，但此后，从输入输出用准直仪210射出透过第1波长选择滤波器115a的波长(λ1)的光，通过微调反射镜221的方向及斜率，使透过该滤波器115a的光适当地入射到第1分支插入用准直仪211，从而可简单地校正光轴偏移。因此，可得到与插入滤波器前一样的光耦合。
接着，在从输入输出用准直仪210射出的光(波长选择滤波器115a的反射光)射于第1波长选择滤波器115a与反射镜222之间的位置上，配置第2波长选择滤波器115b。该第2波长选择滤波器115b也与反射镜一样具有可改变自身方向与斜率的功能。设置反射镜223，使从输入输出用准直仪210射出后由第1、第2波长选择滤波器115a、115b依次反射的光进入第3分支插入用准直仪213。即，从输入输出用准直仪210射出由第1、第2波长选择滤波器115a、115b反射的波长(λ1、λ2以外的波长)的光，调整第2波长选择滤波器115b及反射镜223的位置、方向、斜率，使该光适当地入射到第3分支插入用准直仪213。
这里，也由于插入第2波长选择滤波器115b，至第2分支插入用准直仪212的入射光轴发生偏移，但此后，从输入输出用准直仪210射出第2波长选择滤波器115b的透过波长(λ2)的光，通过微调反射镜222的方向及斜率，使透过该滤波器115b的光适当地入射到第2分支插入用准直仪212，从而可简单地校正光轴偏移。因此，可得到与插入滤波器前一样的光耦合。
接着，在从输入输出用准直仪210射出的光(波长选择滤波器115a、115b的反射光)射于第2波长选择滤波器115b与反射镜223之间的位置上，配置第3波长选择滤波器115c。该第3波长选择滤波器115c也与反射镜一样具有可改变自身方向与斜率的功能。另外，设置反射镜224，使从输入输出用准直仪210射出后由第1、第2、第3波长选择滤波器115a、115b、115c依次反射的光进入第4分支插入用准直仪214。即，从输入输出用准直仪210射出由第1、第2、第3波长选择滤波器115a、115b、115c反射的波长(λ1、λ2、λ3以外的波长)的光，调整第3波长选择滤波器115c及反射镜224的位置、方向、斜率，使该光适当地入射到第4分支插入用准直仪214。
此时，也由于插入第3波长选择滤波器115c，至第3分支插入用准直仪213的入射光轴发生偏移，但此后，从输入输出用准直仪210射出第3波长选择滤波器115c的透过波长(λ3)的光，通过微调反射镜223的方向及斜率，使透过该滤波器115c的光适当地入射到第3分支插入用准直仪213，从而可简单地校正光轴偏移。因此，可得到与插入滤波器前一样的光耦合。
接着，在从输入输出用准直仪210射出的光(波长选择滤波器115a、115b、115c的反射光)射于第3波长选择滤波器115c与反射镜224之间的位置上，配置第4波长选择滤波器115d。该第4波长选择滤波器115d也与反射镜一样具有可改变自身方向与斜率的功能。另外，设置反射镜225，使从输入输出用准直仪210射出后由第1、第2、第3、第4波长选择滤波器115a、115b、115c、115d依次反射的光进入第5分支插入用准直仪214。即，从输入输出用准直仪210射出由第1、第2、第3、第4波长选择滤波器115a、115b、115c、115d反射的波长(λ1、λ2、λ3、λ4以外的波长)的光，调整第4波长选择滤波器115d及反射镜225的位置、方向、斜率，使该光适当地入射到第5分支插入用准直仪215。
此时，也由于插入第4波长选择滤波器115d，至第4分支插入用准直仪214的入射光轴发生偏移，但此后，从输入输出用准直仪210射出第4波长选择滤波器115d的透过波长(λ4)的光，通过微调反射镜224的方向及斜率，使透过该滤波器115d的光适当地入射到第4分支插入用准直仪214，从而可简单地校正光轴偏移。因此，可得到与插入滤波器前一样的光耦合。
下面，说明将该光模块200用作多个波长光分波装置的情况。在用作光分波装置的情况下，如图2(a)所示，将输入输出用准直仪210作为接受来自外部输入用光传输路径的多种波长光的输入用准直仪，将其它的准直仪211～215作为将由波长选择滤波器115a～115d透过或反射的光取出到外部的分支光用准直仪，并通过将波长选择滤波器115a～115d用作分波用光器件，可发挥对多种波长光进行依次分波的功能。
现在，当将波长λ1～λ5构成的多种波长光输入到输入输出用准直仪210的情况下，仅波长为λ1的光透过第1波长选择滤波器115a后入射到第1分支插入用准直仪211，其它波长λ2～λ5的光反射到第2波长选择滤波器115b。同样，在第2波长选择滤波器115b中，仅透过波长为λ2的光，并入射到第2分支插入用准直仪212，其它波长λ3～λ5的光反射到第3波长选择滤波器115c。另外，在第3波长选择滤波器115c中，仅透过波长为λ3的光，并入射到第3分支插入用准直仪213，其它波长λ4、λ5的光反射到第4波长选择滤波器115d。在第4波长选择滤波器115d中，仅透过波长为λ4的光，并入射到第4分支插入用准直仪214，其它波长λ5的光反射到第5分支插入用准直仪215。从而，依次对各波长的光进行分波。
下面，说明将该光模块200用作多个波长光合波装置的情况。在用作光合波装置的情况下，如图2(b)所示，将输入输出用准直仪210作为将输出光传输到外部的输出用光传输路径的输出光用准直仪，将其它的准直仪211～215作为从外部向波长选择滤波器115a～115d入射不同波长的光的插入光用准直仪，并通过将波长选择滤波器115a～115d用作合波用光器件，可发挥依次对不同波长光进行合波的功能。
现在，在将波长为λ1～λ5的光依次输入分支插入用准直仪211～215的情况下，在第4波长选择滤波器115d中波长为λ5和λ4的光合波，在第3波长选择滤波器115c中波长为λ5～λ3的光合波，在第2波长选择滤波器115b中波长为λ5～λ2的光合波，在第1波长选择滤波器115a中波长为λ5～λ1的光合波。然后，从第1波长选择滤波器115a射出的光入射到输入输出用准直仪210，传输到外部的光传输路径。
如上所述，本实施方式的光模块200既可用作光分波装置，也可用作光合波装置。而且在该情况下，因为可由配置在波长选择滤波器115a～115d与各准直仪210～215之间的反射镜220～225来校正通过各部件时产生的光轴偏移，所以可得到充分的光耦合，进行损耗少的光分波处理或光合波处理。另外，在该光模块200中，因为在基板230上配置各部件并在部件之间空间传播光，所以与以前那样使用多个滤波器模块、用光纤连接滤波器模块之间类型的光分波装置或光合波装置相比，能以低损耗得到小型且价格低的光分波装置和光合波装置。尤其是信道数越多，本实施方式的光模块越能发挥其优点。
下面说明本发明的实施方式3。在本发明的实施方式1和实施方式2中，即使将作为光路校正用部件使用的反射镜替换为棱镜，如光模块300、400、500、600所示，也可以得到同样的效果。光模块300和400是通过作为棱镜使用全反射棱镜、可以与反射镜同样对信号光的光路进行校正的示例。光模块500和600是作为棱镜使用具有任意角度的楔形棱镜、通过利用信号光的折射角进行光路校正的示例。全反射型和楔形两种情况下，如果透过面上贴有防止反射膜，都能得到与反射镜相同的性能。特别是在楔形的情况下，由于没有低角度反射所发生的光束的扩大，可以将棱镜自身制作的较小，所以还具有可以实现整体小型化的优点。
各准直仪、反射镜、棱镜、波长选择滤波器等各部件的配置不限于上述实施方式，只要能形成必要的光路，也可以是其它配置。另外，在上述实施方式中，示出将波长选择滤波器用作干涉滤波器的情况，但也可使用具有其它功能的干涉滤波器。另外，必要时，除准直仪、反射镜、棱镜、滤波器之外，也可以在同一基板上配置其它光学部件、例如偏振器件、透镜等。
如上所述，根据本发明，因为在准直仪与干涉滤波器之间的光路中分别配置光路校正用反射镜或棱镜，并用反射镜或棱镜来校正准直仪之间的光轴偏移，所以可实现良好的光耦合。另外，因为在公共基板上固定各构成部件，在部件之间空间传播光，所以可不使用额外的部件，能以必要的最小限度体积来实现光模块的低价格及小型化。另外，根据发明3，通过进行良好的光耦合，可实现低损耗的光分支插入装置。另外，根据发明4，可形成低损耗的多个波长光分波装置(发明5)或多个波长光合波装置(发明6)。
权利要求
1.一种光模块，其特征在于在公共基板上安装有输入光用准直仪，其校准来自外部的输入光；输出光用准直仪，其入射并聚光向外部输出的光，并将其传输到外部；干涉滤波器，其配置在从所述输入光用准直仪至输出光用准直仪的光路中；和光路校正用反射镜或棱镜，其分别配置在所述各准直仪与干涉滤波器之间的光路中。
2.权利要求1所述的光模块，其特征在于所述干涉滤波器使用下列滤波器中的至少一种(a)波长选择滤波器，其仅透过入射光中特定波段的光，反射其它波长的光；(b)增益均衡滤波器，其在入射光的强度相对于波长不均匀的情况下，校正光强度，使该强度平坦化；(c)仅取出入射光的光量的一部分的滤波器。
3.一种光模块，其特征在于具备输入光用准直仪，其将从输入用光传输路径传输来的多种波长光校准成平行光；波长选择滤波器，其仅透过通过该输入光用准直仪入射的多种波长光中特定波段的光，反射其它波段的光；分支光用准直仪，其对透过该波长选择滤波器的光进行聚光，并将其传输到外部的分支用光传输路径；插入光用准直仪，其将从外部的插入用光传输路径传输来的特定波段的光校准成平行光，并将其入射到所述波长选择滤波器；输出光用准直仪，其对由该插入光用准直仪入射到波长选择滤波器并透过的光与所述多种波长光中由波长选择滤波器反射的光的合成光进行聚光，并将其传输到外部的输出用光传输路径；和光路校正用反射镜或棱镜，其分别配置在所述各准直仪与波长选择滤波器之间的光路中，这些准直仪、波长选择滤波器与光路校正用反射镜或棱镜安装在公共基板上。
4.一种光模块，其特征在于安装有多个特定波长不同的波长选择滤波器，该波长选择滤波器具有分波功能，仅透过入射光中的所述特定波长的光，反射其它波长的光；和合波功能，将从单面入射并透过的所述特定波长的光与从另一面入射并反射的其它波长的光合波，而且，配置所述多个波长选择滤波器，使滤波器的反射光从光的行进方向的上游侧向下游侧依次入射，在至最上游的波长选择滤波器的入射光的光路上、各波长选择滤波器的透过光的光路上、最下游的波长选择滤波器的反射光的光路上分别配置准直仪，在各准直仪与波长选择滤波器之间的光路中分别配置光路校正用反射镜或棱镜，将所述各准直仪、波长选择滤波器及光路校正用反射镜或棱镜配置在公共基板上。
5.权利要求4所述的光模块，其特征在于通过将最上游的准直仪作为接受来自外部的输入用光传输路径的多种波长光的输入光用准直仪，将其它的准直仪作为用于将所述波长选择滤波器透过或反射的光取出到外部的分支光用准直仪，将所述波长选择滤波器作为分波用光器件来使用，构成依次对多种波长光进行分波的多个波长光分波装置。
6.权利要求4所述的光模块，其特征在于通过将最下游的准直仪作为将输出光传输到外部的输出用光传输路径的输出光用准直仪，将其它的准直仪作为从外部向所述波长选择滤波器入射不同波长的光的插入光用准直仪，将所述波长选择滤波器作为合波用光器件来使用，构成依次对不同波长光进行合波的多个波长光合波装置。
7.权利要求1～6任何一项所述的光模块，其特征在于所述各准直仪配置在公共基板上形成的V形槽中。
8.权利要求7所述的光模块，其特征在于所述各准直仪配置在公共基板上平行形成的V形槽中。
9.权利要求1～8任何一项所述的光模块，其特征在于由光纤和配置在该光纤的出射端或入射端上的准直透镜构成所述各准直仪。
10.权利要求1～9任何一项所述的光模块，其特征在于使用万向节型反射镜作为所述光路校正用反射镜。
11.权利要求1～9任何一项所述的光模块，其特征在于使用进行万向节型位置调整的全反射棱镜作为所述光路校正用棱镜。
全文摘要
本发明提供一种光模块，其可容易地校正准直仪之间的光轴偏移而得到良好的光耦合。在公共基板130上配置输入光用准直仪111、输出光用准直仪112、分支光用准直仪113、插入光用准直仪114及波长选择滤波器115，并在各准直仪111～114与波长选择滤波器115之间的光路中分别配置光路校正用反射镜121～124或可得到相同效果的棱镜301～304，通过调整反射镜或棱镜来校正准直仪之间的光轴偏移。
文档编号H04J14/02GK1482479SQ0315354
公开日2004年3月17日 申请日期2003年8月15日 优先权日2002年8月15日
发明者森田清, 高野彻朗, 横尾芳笃, 朗, 笃 申请人:Hoya株式会社