特許 6895763 光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6895763

(24)【登録日】2021年6月10日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20210101AFI20210621BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

   G02B6/42

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-24655(P2017-24655)

(22)【出願日】2017年2月14日

(65)【公開番号】特開2018-133381(P2018-133381A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2019年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有賀 麻衣子

(72)【発明者】

【氏名】石毛 悠太

(72)【発明者】

【氏名】岩間 真木

【審査官】 大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０１９７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１４４８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７４６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５３６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１１２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４９９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４８６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１８１７６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−２５２２８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００ − ５／５０

Ｇ０２Ｂ ６／２６ − ６／２７

６／３０ − ６／３４

６／４２ − ６／４３

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体内に光を放出する光学要素と、
を備え、
前記筐体の内側の表面の一部の領域は、前記光を吸収し、かつ粗面であるように処理されるとともに黒みを帯びた酸化された光反射低減領域であり、
前記筐体の前記光反射低減領域の下地が金メッキであることを特徴とする光モジュール。

【請求項2】

前記光反射低減領域は前記筐体の蓋の表面を構成していることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

【請求項3】

前記蓋はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金または酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。

【請求項4】

前記蓋の前記光反射低減領域の下地は金メッキであり、前記光反射低減領域の周囲に位置する前記筐体の内面には金メッキが施されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光モジュール。

【請求項5】

筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体内に光を放出する光学要素と、
前記筐体内に配置された部材と、
を備え、
前記部材の表面の一部の領域が、前記光を吸収し、かつ粗面であるように処理されるとともに黒みを帯びた酸化された光反射低減領域であり、
前記部材の前記光反射低減領域の下地が金メッキであることを特徴とする光モジュール。

【請求項6】

前記部材は前記光学要素を支持する支持要素であることを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。

【請求項7】

前記筐体内に配置された別の光学要素をさらに備え、
前記部材は前記別の光学要素を支持していることを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。

【請求項8】

前記部材は酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、またはシリコンを含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の光モジュール。

【請求項9】

前記光学要素は半導体レーザ素子または半導体光増幅器であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

通信用光源としてのレーザモジュールにおいて、特許文献１〜３に示されたように、半導体レーザと半導体光増幅器(ＳＯＡ)とを集積した集積型半導体レーザ素子を用いて、高出力化を実現しているものがある（特許文献１〜３参照）。近年、さらなる高出力のために半導体レーザもＳＯＡも高電流で駆動させるようになっており、集積型半導体レーザ素子の発熱が大きくなってきている。この場合、集積型半導体レーザ素子では素子の発熱量が大きくなって熱電素子による適切な温度調整（主に冷却による）が困難になる場合がある。そこで、半導体レーザとＳＯＡとを分離して別個の素子とし、それぞれを別個の熱電素子で温度調整する構造が提案されてきている（特許文献４参照）。

【0003】

一方、レーザモジュールなどの光モジュールの内部で、迷光等の、特定の用途に供されない不要光が発生し、光モジュールの動作に悪影響を及ぼす場合がある。たとえば、レーザモジュールの内部に、レーザモジュールの動作を制御するためにレーザ光の強度をモニタするフォトダイオード（ＰＤ）が配置されている場合、迷光がノイズ光としてＰＤに入力することでモニタ精度が低下する場合がある。特に、高出力なレーザモジュールにおいては、迷光の強度も高くなるので、モニタ精度の低下はより顕著になる。そこで、このような不要光を低減するために、光モジュールの筐体内に不要光を吸収または散乱する部材を設けたり、不要光を吸収するコーティングを施したりする技術が開示されている（特許文献５〜７参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２１６７９１号公報

【特許文献2】特開２００６−２１６６９５号公報

【特許文献3】米国特許第９０５４４８０号明細書

【特許文献4】国際公開第２０１３／１８０２９１号

【特許文献5】特開２００１−１５４０６７号公報

【特許文献6】特許第４２５３０２７号公報

【特許文献7】特開２０１６−１８９４３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、光モジュールの筐体内にコーティングを施す技術では、コーティングの表面が平滑面である場合、不要光の一部が反射され、不要光の低減が不十分になるおそれがある。さらに、コーティング剤が有機物である場合、不要光の吸収による発熱によってアウトガスが発生し、レンズ等の光学素子へのガス材の付着によって光特性に影響を与える場合がある。あるいはレーザ素子へのガス材の付着によって素子寿命に影響を与える場合がある。また、コーティング剤が吸収した迷光の強度が高い場合、発熱によって有機物の焼損や強い酸化が起きて破損する場合もある。一方、光モジュールの筐体内に不要光を吸収または散乱する部材を設ける技術では、追加の部材が必要となるため、部品コストの向上が発生するおそれがある。このため、光モジュールの内部での不要光を低減するためのより好適な技術が求められていた。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内部での不要光の低減を実現できる光モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光モジュールは、筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体内に光を放出する光学要素と、を備え、前記筐体の内側の表面の一部の領域は、前記光を吸収し、かつ粗面であるように処理されている光反射低減領域であることを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光反射低減領域は前記筐体の蓋の表面を構成していることを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記蓋はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金または酸化アルミニウムを含むことを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記蓋の前記光反射低減領域の下地は金メッキであり、前記光反射低減領域の周囲に位置する前記筐体の内面には金メッキが施されていることを特徴とする。

【0011】

本発明の一態様に係る光モジュールは、筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体内に光を放出する光学要素と、前記筐体内に配置された部材と、を備え、前記部材の表面の一部の領域が、前記光を吸収し、かつ粗面であるように処理されている光反射低減領域であることを特徴とする。

【0012】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記部材は前記光学要素を支持する支持要素であることを特徴とする。

【0013】

前記筐体内部に配置された別の光学要素をさらに備え、前記部材は前記別の光学要素を支持していることを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記支持部材は酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、またはシリコンを含むことを特徴とする。

【0015】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光学要素は半導体レーザ素子または半導体光増幅器であることを特徴とする。

【0016】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光反射低減領域は、前記筐体の内側の表面または前記支持要素の表面にレーザ光を照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする。

【0017】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記レーザ光はパルスレーザ光であることを特徴とする。

【0018】

本発明の一態様に係る光モジュールは、前記光反射低減領域の反射率は、前記光の波長において−１０ｄＢ以下であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、光モジュールの内部での不要光の低減を実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態１に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【図2】図２は、実施形態２に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【図3】図３は、ＰＤキャリアの構成例を示す模式図である。

【図4】図４は、実施形態３に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【図5】図５は、実施形態４に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【図6】図６は、実施形態５に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【図7】図７は、実施形態６に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【図8】図８は、実施形態７に係る光モジュールの構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0022】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光モジュールである半導体レーザモジュールの構成を示す模式図である。図１（ａ）に側面図を示すように、半導体レーザモジュール１００は、蓋１ａを有する筐体１を備えている。また、図１（ｂ）に蓋１ａを削除した状態の図を示すように、半導体レーザモジュール１００は、筐体１内に配置された、サブマウント２、レーザ素子３、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、光アイソレータ６、集光レンズ７、サブマウント８、ＳＯＡ９、ビームスプリッタ１０、ＰＤキャリア１１に支持されたＰＤ１２、エタロンフィルタ１３、及びＰＤキャリア１４に支持されたＰＤ１５を備えている。

【0023】

筐体１は、蓋１ａと、底板１ｂと、側壁部１ｃとを有している。紙面右側の側壁部１ｃには、集光レンズ１６を収容し、かつ光ファイバ１７の一端が挿通固定されるホルダ部１ｄが設けられている。筐体１は内部が気密構造となるように封止されている。底板１ｂは銅タングステン（ＣｕＷ）、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの熱伝導率が高い材料からなる。筐体１のその他の部分（蓋１ａ、側壁部１ｃ、ホルダ部１ｄ等）はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの熱膨張係数が低い材料からなる。

【0024】

サブマウント２は、レーザ素子３を載置するものであり、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）などの熱伝導率が高い材料からなる。

【0025】

レーザ素子３は、たとえば波長可変レーザ素子の場合は、複数の半導体レーザと、複数の半導体レーザから出力されたレーザ光を合流させることができる光合流器とを備えることがある。この場合、レーザ素子３は、制御器によって制御され、複数の半導体レーザのうち動作させる半導体レーザの切り替えおよび半導体レーザの温度変化によってレーザ素子３から出力されるレーザ光Ｌ１の波長を変化させることができる。レーザ光Ｌ１の波長は光通信用に用いられる波長帯（たとえば１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍ）内の波長である。ただし、レーザ素子３の構成はこれに限られず、たとえばバーニア型の波長可変レーザの構成を備えていてもよい。また、レーザ素子３は、ＤＦＢレーザ、ＤＲレーザ、ＤＢＲレーザ、ファブリペローレーザの場合もある。

【0026】

コリメートレンズ４は、レーザ素子３のレーザ光出力側（前方側）に配置されている。コリメートレンズ４は、レーザ素子３から出力されたレーザ光Ｌ１を平行光に変換する。

【0027】

サブマウント２およびコリメートレンズ４は、ペルチェ素子等の熱電素子に載置されたキャリアを介して底板１ｂに載置されている。熱電素子は、制御器によって駆動電流を供給されることによって、サブマウント２を介してレーザ素子３を加熱または冷却してその温度を調節することができる。キャリアは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、またはシリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。

【0028】

ビームスプリッタ５は、たとえばハーフミラーであり、コリメートレンズ４により平行光とされたレーザ光Ｌ１の大部分を透過して光アイソレータ６に入力させるとともに、レーザ光Ｌ１の一部（レーザ光Ｌ２）をＰＤ１２に向けて反射させる。

【0029】

光アイソレータ６は、ビームスプリッタ５から入力されたレーザ光Ｌ１を集光レンズ７側に通過させ、かつ、集光レンズ７側からビームスプリッタ５側への光の通過を阻止する。これによって、レーザ素子３に戻り光（反射光やＳＯＡ９が発生するＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光）が入力されることが防止される。このことは、レーザ素子３の動作の安定に寄与するとともに、レーザ光Ｌ１の狭線幅化に寄与する。

【0030】

集光レンズ７は、光アイソレータ６を通過したレーザ光Ｌ１をＳＯＡ９に集光して入力させる。

【0031】

サブマウント８は、ＳＯＡ９を載置するものであり、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、シリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。

【0032】

ＳＯＡ９は、レーザ素子３とは分離して設けられている。ＳＯＡ９は、集光レンズ７によって入力されたレーザ光Ｌ１を光増幅して出力する。このとき、ＳＯＡ９は、制御器によって駆動電流を供給され、レーザ光Ｌ１が所望の光強度になるように光増幅する。

【0033】

集光レンズ１６は、ＳＯＡ９によって光増幅されたレーザ光Ｌ１を光ファイバ１７に集光して光結合させる。光ファイバ１７はレーザ光Ｌ１を所定の装置等まで伝送する。

【0034】

ビームスプリッタ１０は、ビームスプリッタ５とＰＤ１２との間に配置されている。ビームスプリッタ１０は、たとえばハーフミラーであり、ビームスプリッタ５が反射したレーザ光Ｌ２の大部分を透過してＰＤ１２に入力させるとともに、レーザ光Ｌ２の一部（レーザ光Ｌ３）をエタロンフィルタ１３に反射させる。

【0035】

ＰＤ１２は、レーザ光Ｌ２の強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を制御器に出力する。

【0036】

エタロンフィルタ１３は、波長に対して周期的な透過特性（透過波長特性）を有し、その透過波長特性に応じた透過率で、ビームスプリッタ１０が反射したレーザ光Ｌ３を選択的に透過してＰＤ１５に入力する。ＰＤ１５は、エタロンフィルタ１３を透過したレーザ光Ｌ３の強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を制御器に出力する。

【0037】

ビームスプリッタ５、１０、光アイソレータ６、集光レンズ７、サブマウント８、およびＰＤキャリア１１、１４は、ペルチェ素子等の熱電素子に載置されたキャリアを介して底板１ｂに載置されている。熱電素子は、制御器によって駆動電流を供給されることによって、サブマウント８を介してＳＯＡ９を加熱または冷却してその温度を調節することができる。キャリアは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、シリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。

【0038】

ＰＤ１２、１５によって検出されたレーザ光Ｌ２、Ｌ３の強度は、制御器による波長ロック制御（レーザ素子３から出力されるレーザ光Ｌ１を所望の波長にするための制御）に用いられる。

【0039】

具体的には、波長ロック制御では、制御器は、ＰＤ１２によって検出されたレーザ光Ｌ２の強度と、ＰＤ１５によって検出された、エタロンフィルタ１３透過後のレーザ光Ｌ３の強度との比が、レーザ光Ｌ１の強度及び波長が所望の強度及び波長になるときの比になるように、レーザ素子３の駆動電流と温度とを変化させる制御をする。これにより、レーザ光Ｌ１の波長を所望の波長（ロック波長）に制御することができる。

【0040】

図１（ｃ）は、蓋１ａの筐体１の内部側の表面（内面）を示す図である。蓋１ａは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、酸化アルミニウムなどの熱膨張係数が低い材料からなる板状部材の内面に金（Ａｕ）メッキを施したものである。蓋１ａの内面は、溶接領域１ａａと凸領域１ａｂと光反射低減領域１ａｃとで構成されている。溶接領域１ａａは、蓋１ａと、筐体１の側壁部１ｃの上端面とを溶接し、筐体１の内部を気密封止するための領域である。筐体１の側壁部１ｃの上端面にも金メッキが施されており、蓋１ａと側壁部１ｃとは金同士の溶接を利用したシーム溶接で接合されている。

【0041】

凸領域１ａｂは溶接領域１ａａに対して突出している領域である。凸領域１ａｂにより、蓋１ａを筐体１に取り付ける際の位置合わせが容易になる。

【0042】

光反射低減領域１ａｃは、筐体１の内面を構成する蓋１ａの内面の一部の領域であって、凸領域１ａｂ内の一部領域である。光反射低減領域１ａｃは、凸領域１ａｂが、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。したがって、光反射低減領域１ａｃの下地は金メッキであり、光反射低減領域１ａｃの周囲に位置する凸領域１ａｂには金メッキが施されている。

【0043】

ここで、半導体レーザモジュール１００の筐体１の内部には、筐体１内に光を放出する光学要素としてレーザ素子３やＳＯＡ９が配置されている。レーザ素子３はレーザ光Ｌ１を出力する。レーザ光Ｌ１は筐体１内でその一部が反射して迷光となる。また、ＳＯＡ９はレーザ光Ｌ１の波長を含む波長帯のＡＳＥ光を放出するが、ＡＳＥ光はあらゆる方向に放出され、これらが反射して迷光となる。迷光を発生させる原因としては、筐体１の内部に存在する金属面や白色面である。たとえば、光アイソレータ６は外周に金属面を含んでおり、また、サブマウント２、８、ＰＤキャリア１１、１４、キャリアなどの支持要素である部材の構成材料として例示される酸化アルミニウムや窒化アルミニウムや窒化ホウ素は白色に近いことが多い。

【0044】

また、蓋１の内面は、金メッキが施されているため、光の反射率が高くなっており、迷光を発生させやすい。

【0045】

これに対して、半導体レーザモジュール１００には、筐体１の内面を構成する蓋１ａの内面の一部に光反射低減領域１ａｃがあるため、上記光学要素から放出された光は光反射低減領域１ａｃに到達するとそこで吸収され、かつ粗面であることによって平滑面である場合と比較して光吸収率が高くなり、かつ光は散乱されて分散するため、反射率が低い領域である。その結果、迷光の強度が低減される。

【0046】

光反射低減領域１ａｃは、レーザ素子３、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、光アイソレータ６、集光レンズ７、ＳＯＡ９、ビームスプリッタ１０、ＰＤキャリア１１、ＰＤ１２、エタロンフィルタ１３、ＰＤキャリア１４、及びＰＤ１５の上方に形成されている。これにより、これらの要素のうちＰＤ１２、１５以外が発するまたは反射した光が蓋１ａ側に進行した場合に光反射低減領域１ａｃに到達しやすくなり、光反射低減領域１ａｃによって低減されやすくなる。

【0047】

光反射低減領域１ａｃの表面粗さについては、たとえばＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０００で定義されている算術平均粗さＲａが０．０５μｍ≦Ｒａ≦１０μｍの範囲であることが好ましい。０．０５μｍ≦Ｒａであれば光吸収率向上および光反射量低減の効果が好適に発揮される。また、算術平均粗さＲａが大きすぎると、粗面化された領域内に局所的に平坦面が存在する場合があり、その平坦面で光が反射されるおそれがある。しかし、Ｒａ≦１０μｍであればそのような平坦面が存在する可能性が十分に低くなる。

【0048】

光反射低減領域１ａｃは、蓋１ａの内面の金メッキの表面に、処理用レーザ光を照射して表面処理することにより形成することが好ましい。処理用レーザ光により金メッキの表面にエネルギーが与えられると、酸化等の化学反応が生じて黒みを帯びるため、光の吸収係数が高まり、かつ粗面化される。なお、このように光の吸収係数が高まり、かつ粗面化される現象は、金メッキの厚さが数μｍでも生じる。処理用レーザ光の波長および強度は、表面処理すべき材料に応じて、所望の吸収係数および表面粗さの状態となるように設定すればよい。

【0049】

また、処理用レーザ光を照射して表面処理することにより光反射低減領域１ａｃを形成する場合、光反射低減領域１ａｃの形成領域を任意かつ高精度に設定することができるので、所望の領域に光反射低減領域１ａｃを形成する上で好適である。たとえば、光反射低減領域１ａｃを、溶接領域１ａａに掛からないように形成することがより確実にできる。一方、たとえば迷光の低減のためにコーティングを施す場合、コーティング剤が蓋の溶接領域にまではみ出してしまう場合がある。このようなはみ出しは溶接不良の原因となる。溶接不良が起こると、筐体の封止が不十分となってリークが発生し、半導体レーザモジュールの製造歩留まりが低下する場合がある。

【0050】

また、光反射低減領域１ａｃは蓋１ａの構成材料そのものを処理したものなので、追加の部材は不要であり、部品コストの向上を防止することができる。さらには、コーティング剤のように有機樹脂を原料とするものではないので、迷光の強度が高い場合でも、照射された場合に焼損や強い酸化損を起こして破損するということもない。

【0051】

また、処理用レーザ光としてパルスレーザ光を用いると、パルスレーザ光の照射によって照射面に発生する熱が拡散しやすくなるので、照射面が加熱されて過度の処理や破損が発生することを防止することができる。パルスレーザ光の波長やピークパワーやデューティー比を調整することで照射面の過度の温度上昇を抑制し、好適な処理を実現することができる。また、本発明者らの検討によれば、処理用レーザ光としてパルスレーザ光を用いると、照射面にレーザ光の波長を反映した周期（０．５μｍ〜１．５μｍ程度）の凹凸ができ、粗面化の観点から好適である。

【0052】

以上説明したように、実施形態１に係る半導体レーザモジュール１００では、筐体１の内部での迷光の低減を好適に実現できる。

【0053】

（実施形態２）
図２は、実施形態２に係る光モジュールである半導体レーザモジュールの構成を示す模式図である。実施形態２に係る半導体レーザモジュール１００Ａは、実施形態１に係る半導体レーザモジュール１００の構成において、筐体１を筐体１Ａに置き換え、サブマウント８をサブマウント８Ａに置き換えた構成を有する。筐体１Ａは、筐体１の蓋１ａを蓋１Ａａに置き換えた構成を有する。

【0054】

図２（ａ）は蓋１Ａａを削除した状態の図であり、図２（ｂ）は蓋１Ａａの内面を示す図である。サブマウント８Ａは、サブマウント８と同様に、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、シリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。また、サブマウント８Ａは、その表面の一部の領域、すなわち、レーザ光Ｌ１の進行方向に対してＳＯＡ９を載置する領域の両側が、光反射低減領域８Ａａとなっている。光反射低減領域８Ａａは、サブマウント８Ａの表面が、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。

【0055】

ＳＯＡ９は、破線で示すように、ＡＳＥ光等を迷光ＳＬ１として放出するが、迷光ＳＬ１は光反射低減領域８Ａａによって吸収されるため、サブマウント８Ａによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。特に、ＳＯＡチップ９がサブマウント８Ａにジャンクションダウンで接合されている場合、迷光吸収効果は顕著である。光反射低減領域８Ａａの表面粗さ等の特性や形成方法については、実施形態１の蓋１ａにおける光反射低減領域１ａｃの場合と同様である。たとえば、酸化アルミニウムからなるサブマウントの表面に、処理用レーザ光を照射して表面処理することにより、酸化アルミニウムの表面にエネルギーが与えられ、化学反応が生じて光の吸収係数が高まり、かつ粗面化される。これにより、光反射低減領域８Ａａを有するサブマウント８Ａを作製できる。

【0056】

また、蓋１Ａａは、蓋１ａと同様に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、酸化アルミニウムなどの熱膨張係数が低い材料からなる板状部材の内面に金メッキを施したものである。蓋１Ａａの内面は、溶接領域１ａａと凸領域１ａｂと光反射低減領域１Ａａｃとで構成されている。

【0057】

ここで、光反射低減領域１Ａａｃの面積は、蓋１ａにおける光反射低減領域１ａｃよりも面積が小さい。具体的には、光反射低減領域１Ａａｃは、レーザ素子３の上方には形成されておらず、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、光アイソレータ６、集光レンズ７、ＳＯＡ９、ビームスプリッタ１０、ＰＤキャリア１１、ＰＤ１２、エタロンフィルタ１３、ＰＤキャリア１４、及びＰＤ１５の上方に形成されている。これらのうちＰＤ１２、１５以外の要素は、ＰＤ１２、１５に対して迷光を発生させやすい。そのため、これらの要素の上方のみに光反射低減領域１Ａａｃを存在させることが迷光の低減の観点から効果的である。

【0058】

なお、たとえばＰＤ１２は、光を放出する光学要素とは別の光学要素である。ＰＤ１２を支持するＰＤキャリア１１に換えて、図３のようなＰＤキャリア１１Ａを用いてもよい。ＰＤキャリア１１Ａは、その表面の一部の領域、すなわち、ＰＤ１２を支持する領域の周囲が、光反射低減領域１１Ａａとなっている。光反射低減領域１１Ａａは、ＰＤキャリア１１Ａの表面が、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。これにより、ＰＤ１２に入射させるべきレーザ光Ｌ２がＰＤ１２の周囲のＰＤキャリア１１Ａの表面に照射されたとしても、主に光反射低減領域１１Ａａに照射されることとなるため、迷光が低減される。一般に、位置あわせ精度を高めるために、ＰＤに入射する光のビーム径はＰＤの受光径よりも大きく設計されている場合が多い。しかし、本発明者らの検討結果によれば、ＰＤキャリアでの反射光が迷光の原因になることが多いことが確認された。特に、高出力化がすすめられると、ＰＤキャリアでの反射光による迷光量も大きいため、図３のような構成とし、ＰＤキャリアでの迷光低減施策を行うことは効果的である。なお、ＰＤキャリア１１Ａは小型の部品であるが、処理用レーザの照射によれば所望の位置に位置精度高く光反射低減領域１１Ａａを形成できる。また、ＰＤキャリア１４についても、ＰＤキャリア１１Ａのように光反射低減領域を形成したものに置き換えてもよい。また、以下の実施形態においても、ＰＤキャリアをＰＤキャリア１１Ａのように光反射低減領域を形成したものに置き換えてもよい。

【0059】

（実施形態３）
図４は、実施形態３に係る光モジュールである半導体レーザモジュールの構成を示す模式図であり、蓋を削除した状態の図である。実施形態３に係る半導体レーザモジュール１００Ｂは、実施形態２に係る半導体レーザモジュール１００Ａの構成において、筐体１Ａを筐体１Ｂに置き換え、サブマウント２をサブマウント２Ｂに置き換えた構成を有する。筐体１Ｂは、筐体１Ａの側壁部１ｃを側壁部１Ｂｃに置き換えた構成を有する。

【0060】

サブマウント２Ｂは、サブマウント２と同様に、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、シリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。また、サブマウント２Ｂは、その表面の一部の領域、すなわち、レーザ素子３を載置する領域の後側（レーザ素子３のレーザ光Ｌ１の出力端とは反対側）が、光反射低減領域２Ｂａとなっている。光反射低減領域２Ｂａは、サブマウント２Ｂの表面が、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。

【0061】

レーザ素子３は、破線で示すように、後端面からレーザ光を迷光ＳＬ２として放出するが、迷光ＳＬ２は光反射低減領域２Ｂａによって吸収、散乱されるため、サブマウント２Ｂによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。光反射低減領域２Ｂａの表面粗さ等の特性や形成方法については、サブマウント８Ａにおける光反射低減領域８Ａａの場合と同様である。

【0062】

また、側壁部１Ｂｃは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金または酸化アルミニウムなどの熱膨張係数が低い材料からなるが、その表面の一部の領域が光反射低減領域１Ｂｃａ、１Ｂｃｂとなっている。

【0063】

光反射低減領域１Ｂｃａは、サブマウント８Ａの側面側の領域であって、エタロンフィルタ１３等が配置された側とは反対側の領域に形成されている。光反射低減領域１Ｂｃａには迷光ＳＬ１が到達するが、迷光ＳＬ１は光反射低減領域１Ｂｃａによって吸収、散乱されるため、側壁部１Ｂｃによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。

【0064】

光反射低減領域１Ｂｃｂは、サブマウント２Ｂの後側の領域に形成されている。光反射低減領域１Ｂｃｂには迷光ＳＬ２が到達するが、迷光ＳＬ２は光反射低減領域１Ｂｃｂによって吸収、散乱されるため、側壁部１Ｂｃによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。

【0065】

光反射低減領域１Ｂｃａ、１Ｂｃｂの表面粗さ等の特性や形成方法については、実施形態１の蓋１ａにおける光反射低減領域１ａｃの場合と同様である。たとえば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金または酸化アルミニウムからなる側壁部の表面に、処理用レーザ光を照射して表面処理することにより、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金または酸化アルミニウムの表面にエネルギーが与えられ、化学反応が生じて光の吸収係数が高まり、かつ粗面化される。これにより、光反射低減領域１Ｂｃａ、１Ｂｃｂを有する側壁部１Ｂｃを作製できる。

【0066】

なお、半導体レーザモジュール１００Ｂにおける筐体１Ｂは蓋１Ａａを有するが、図１（ｃ）に示す蓋１ａに置き換えてもよい。

【0067】

（実施形態４）
図５は、実施形態４に係る光モジュールである半導体レーザモジュールの構成を示す模式図であり、蓋を削除した状態の図である。実施形態４に係る半導体レーザモジュール１００Ｃは、実施形態３に係る半導体レーザモジュール１００Ｂの構成において、筐体１Ｂを筐体１Ｃに置き換え、集光レンズ７、サブマウント８Ａ、ＳＯＡ９、ビームスプリッタ１０、エタロンフィルタ１３、ＰＤキャリア１４、ＰＤ１５を削除した構成を有する。筐体１Ｃは、筐体１Ｂの側壁部１Ｂｃを側壁部１Ｃｃに置き換えた構成を有する。

【0068】

半導体レーザモジュール１００Ｃは、波長ロック制御を行うものではなく、ＰＤ１２が出力した電気信号は、レーザ素子３の出力一定制御を行うために用いられる。

【0069】

また、側壁部１Ｃｃは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金または酸化アルミニウムなどの熱膨張係数が低い材料からなるが、その表面の一部の領域が光反射低減領域１Ｃｃｂとなっている。

【0070】

光反射低減領域１Ｃｃｂは、サブマウント２Ｂの後側の領域に形成されている。光反射低減領域１Ｃｃｂには迷光ＳＬ２が到達するが、迷光ＳＬ２は光反射低減領域１Ｃｃｂによって吸収、散乱されるため、側壁部１Ｃｃによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。

【0071】

光反射低減領域１Ｃｃｂの表面粗さ等の特性や形成方法については、実施形態３の側壁部１Ｂｃにおける光反射低減領域１Ｂｃａ、１Ｂｃｂの場合と同様である。

【0072】

なお、半導体レーザモジュール１００Ｃにおける筐体１Ｃの蓋としては、図１（ｃ）に示す蓋１ａや図２（ｂ）に示す蓋１Ａａなどと同様な蓋を適用することができる。この蓋の光反射低減領域は、レーザ素子３、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、光アイソレータ６、ＰＤキャリア１１、及びＰＤ１２の上方に形成してもよいし、レーザ素子３の上方には形成しなくてもよい。

【0073】

（実施形態５）
図６は、実施形態５に係る光モジュールである半導体レーザモジュールの構成を示す模式図であり、蓋を削除した状態の図である。実施形態５に係る半導体レーザモジュール１００Ｄは、実施形態２に係る半導体レーザモジュール１００Ａの構成において、筐体１Ａを筐体１Ｄに置き換え、サブマウント２をサブマウント２Ｄに置き換え、レーザ素子３をレーザ素子３Ｄに置き換えた構成を有する。筐体１Ｄは、筐体１Ａの側壁部１ｃを側壁部１Ｄｃに置き換えた構成を有する。

【0074】

レーザ素子３Ｄは、レーザ素子３と同様の構成を有するレーザ部３Ｄａと、ＳＯＡ９と同様の構成を有するＳＯＡ部３Ｄｂとが集積した構成を有する素子であり、ＳＯＡ部３Ｄｂからレーザ光Ｌ１を出力する。

【0075】

サブマウント２Ｄは、レーザ素子３Ｄを載置するものであり、サブマウント２と同様に、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム。窒化ホウ素、銅、シリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。また、サブマウント２Ｄは、その表面の一部の領域、すなわち、レーザ素子３Ｄを載置する領域の後側（レーザ素子３Ｄのレーザ光Ｌ１の出力端とは反対側）が、光反射低減領域２Ｄａとなっている。さらに、サブマウント２Ｄは、レーザ光Ｌ１の進行方向に対してＳＯＡ部３Ｄｂの両側が、光反射低減領域２Ｄｂとなっている。光反射低減領域２Ｄａ、２Ｄｂは、サブマウント２Ｄの表面が、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。

【0076】

ＳＯＡ部３Ｄｂは、破線で示すように、迷光ＳＬ３を放出するが、迷光ＳＬ３は光反射低減領域２Ｄｂによって吸収、散乱される。また、レーザ部３Ｄａは、迷光ＳＬ４を放出するが、迷光ＳＬ４は光反射低減領域２Ｄａによって吸収、散乱される。これにより、サブマウント２Ｄによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。光反射低減領域２Ｄａ、２Ｄｂの表面粗さ等の特性や形成方法については、サブマウント８Ａにおける光反射低減領域８Ａａの場合と同様である。

【0077】

また、側壁部１Ｄｃは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金あるいは酸化アルミニウムなどの熱膨張係数が低い材料からなるが、その表面の一部の領域が光反射低減領域１Ｄｃａ、１Ｄｃｂとなっている。

【0078】

光反射低減領域１Ｄｃａは、サブマウント２Ｄの側面側の領域であって、エタロンフィルタ１３等が配置された側とは反対側の領域に形成されている。光反射低減領域１Ｄｃａには迷光ＳＬ３が到達するが、迷光ＳＬ３は光反射低減領域１Ｄｃａによって吸収、散乱されるため、側壁部１Ｄｃによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。

【0079】

光反射低減領域１Ｄｃｂは、サブマウント２Ｄの後側の領域に形成されている。光反射低減領域１Ｄｃｂには迷光ＳＬ４が到達するが、迷光ＳＬ４は光反射低減領域１Ｄｃｂによって吸収、散乱されるため、側壁部１Ｄｃによる反射が低減される。その結果迷光が低減される。光反射低減領域１Ｄｃａ、１Ｄｃｂの表面粗さ等の特性や形成方法については、実施形態１の蓋１ａにおける光反射低減領域１ａｃの場合と同様である。

【0080】

（実施形態６）
図７は、実施形態６に係る光モジュールである光受信モジュールの構成を示す模式図であり、蓋を削除した状態の図である。光受信モジュール１００Ｅは、コヒーレント変調方式を用いた通信システムにおいて使用されるものである。光受信モジュール１００Ｅは、筐体１Ｅを備えている。筐体１Ｅには、光ファイバ２１、２２の一端がそれぞれ挿通固定される２つのホルダ部１Ｅｄが設けられている。

【0081】

光受信モジュール１００Ｅは、筐体１Ｅ内の底部に配置された支持要素としてのキャリア２０を備える。さらに、光受信モジュール１００Ｅは、キャリア２０上に載置された、コリメートレンズ２３、２４、ビームスプリッタ２５、２６、ＰＤキャリア２７に支持されたＰＤ２８、ＰＤキャリア２９に支持されたＰＤ３０、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３１、３４、ビームスプリッタ３２、３３、集光レンズ３５、３６、導波路型の９０度ハイブリッド素子３７、３８、バランスドＰＤ３９ａ、３９ｂとこれらに接続された電気アンプ４０、及びバランスドＰＤ４１ａ、４１ｂとこれらに接続された電気アンプ４２を備えている。キャリア２０は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、シリコンなどの熱伝導率が高い材料からなる。

【0082】

光ファイバ２１は、直線偏波である局部発振光ＬＬを筐体１Ｅ内に導入する。コリメートレンズ２３は局部発振光ＬＬを平行光に変換する。ビームスプリッタ２５は局部発振光ＬＬの大部分を透過し、一部をＰＤ２８に向けて反射させる。ＰＢＳ３１は、局部発振光ＬＬをＸ偏波とＹ偏波に分離する。局部発振光ＬＬのＸ偏波はビープスプリッタ３３を通過して集光レンズ３５によって集光され、９０度ハイブリッド素子３７に入力される。一方、局部発振光ＬＬのＹ偏波はビームスプリッタ３２により反射され、ＰＢＳ３４を通過して集光レンズ３６によって集光され、９０度ハイブリッド素子３８に入力される。

【0083】

一方、光ファイバ２２は、任意の偏波である、たとえば偏波多重四値位相変調（ＤＰ−ＱＰＳＫ）された信号光ＳＬを筐体１Ｅ内に導入する。コリメートレンズ２４は信号光ＳＬを平行光に変換する。ビームスプリッタ２６は信号光ＳＬの大部分を透過し、一部をＰＤ３０に向けて反射させる。ビームスプリッタ３２は信号光ＳＬを通過させる。ＰＢＳ３４は、信号光ＳＬをＸ偏波とＹ偏波に分離する。信号光ＳＬのＸ偏波はＰＢＳ３４により反射され、さらにビープスプリッタ３３により反射された後に集光レンズ３５によって集光され、９０度ハイブリッド素子３７に入力される。一方、信号光ＳＬのＹ偏波はＰＢＳ３４を通過し、集光レンズ３６によって集光され、９０度ハイブリッド素子３８に入力される。

【0084】

９０度ハイブリッド素子３７は、局部発振光ＬＬのＸ偏波と信号光ＳＬのＸ偏波とを干渉させてその干渉光をバランスドＰＤ３９ａ、３９ｂに出力する。一方、９０度ハイブリッド素子３８は、局部発振光ＬＬのＹ偏波と信号光ＳＬのＹ偏波とを干渉させてその干渉光をバランスドＰＤ４１ａ、４１ｂに出力する。バランスドＰＤ３９ａ、３９ｂ、４１ａ、４１ｂでは、干渉光を受光することによって、変調信号のＩチャネルとＱチャネルとを分離して、電気信号として取り出すことができる。取り出された電気信号は電気アンプ４０、４２にそれぞれ出力されて増幅され、光信号処理装置に出力される。

【0085】

ここで、９０度ハイブリッド素子３７、３８では、局部発振光ＬＬや信号光ＳＬのうち導波路に結合しなかった非結合光が迷光ＳＬ５として出力される。すなわち、９０度ハイブリッド素子３７、３８は、筐体１Ｅ内に光を放出する光学要素である。

【0086】

これに対して、キャリア２０の表面の一部の領域、すなわち、９０度ハイブリッド素子３７、３８を載置する領域の両側が、光反射低減領域２０ａとなっている。光反射低減領域２０ａは、キャリア２０の表面が、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。迷光ＳＬ５は光反射低減領域２０ａによって吸収、散乱されるため、キャリア２０による反射が低減される。その結果迷光が低減される。

【0087】

（実施形態７）
図８は、実施形態７に係る光モジュールである光ファイバ終端処理モジュールの構成を示す模式図である。光ファイバ終端処理モジュール１００Ｆは、筐体１Ｆと、その一端が筐体１Ｆ内に配置された光学要素である光ファイバ５１とを備える。筐体１Ｆは酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）などの熱伝導率が高い材料からなる。光ファイバ５１は、たとえばファイバレーザや光ファイバアンプなどの終端部を構成しており、筐体１Ｆ内に高いパワーの光Ｌ４を放出する。光Ｌ４は不要光であり、光ファイバ終端処理モジュール１００Ｆで処理すべき被処理光である。

【0088】

ここで、筐体１Ｆの内面の一部には、光反射低減領域１Ｆａが形成されている。光反射低減領域１Ｆａは、筐体１Ｆの内面が、入射光の１５％以上を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。そのため、光ファイバ５１から放出された光Ｌ４が光反射低減領域１Ｆａに到達するとそこで吸収され、かつ粗面であることによって光は散乱されて分散するため、反射率が低い領域である。また、光反射低減領域１Ｆａは、筐体１Ｆの内面の一部に形成されているため、光反射低減領域１Ｆａに照射されなかった光Ｌ４は吸収されず、反射光ＲＬとなり、多重反射して光反射低減領域１Ｆａに到達し、吸収される。この場合、光反射低減領域１Ｆａは光Ｌ４を吸収して温度上昇するが、光反射低減領域１Ｆａ以外の領域は光を吸収しないため温度上昇しない。その結果、光反射低減領域１Ｆａで発生した熱は光反射低減領域１Ｆａ以外の領域に拡散することができるので、光反射低減領域１Ｆａが過度に温度上昇してしまい、光Ｌ４の処理能力が低下することが抑制される。

【0089】

なお、上述した各光反射低減領域の反射率は、迷光や被処理光の波長において−１０ｄＢ以下であることが好ましい。

【0090】

なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0091】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 筐体
１ａ、１Ａａ 蓋
１ａｃ、１Ａａｃ、１Ｂｃａ、１Ｂｃｂ、１Ｃｃｂ、１Ｄｃａ、１Ｄｃｂ、１Ｆａ、２Ｂａ、２Ｄａ、２Ｄｂ、８Ａａ、１１Ａａ、２０ａ 光反射低減領域
１ｃ、１Ｂｃ、１Ｃｃ、１Ｄｃ 側壁部
１ｄ、１Ｅｄ ホルダ部
１ａａ 溶接領域
１ａｂ 凸領域
１ｂ 底板
２、２Ｂ、２Ｄ サブマウント
３、３Ｄ レーザ素子
３Ｄａ レーザ部
３Ｄｂ ＳＯＡ部
４、２３、２４ コリメートレンズ
５ ビームスプリッタ
６ 光アイソレータ
７、１６、３５、３６ 集光レンズ
８、８Ａ サブマウント
９ ＳＯＡ
１０、２５、２６、３２、３３ ビームスプリッタ
１１、１１Ａ、１４、２７、２９ ＰＤキャリア
１２、１５、１８、３０ ＰＤ
１３ エタロンフィルタ
１７、２１、２２、５１ 光ファイバ
２０ キャリア
３１、３４ ＰＢＳ
３７、３８ ９０度ハイブリッド素子
３９ａ、３９ｂ、４１ａ、４１ｂ バランスドＰＤ
４０、４２ 電気アンプ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ 半導体レーザモジュール
１００Ｅ 光受信モジュール
１００Ｆ 光ファイバ終端処理モジュール
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レーザ光
Ｌ４ 光
ＬＬ 局部発振光
ＲＬ 反射光
ＳＬ 信号光
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５ 迷光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】