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(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】
(24)【登録日】2024-08-09
(45)【発行日】2024-08-20
(54)【発明の名称】光モジュール
(51)【国際特許分類】
G02B 6/42 20060101AFI20240813BHJP
G02B 6/122 20060101ALI20240813BHJP
H01S 5/0239 20210101ALI20240813BHJP
【ＦＩ】
G02B6/42
G02B6/122
H01S5/0239
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020571210
(86)(22)【出願日】2020-02-04
(86)【国際出願番号】 JP2020004095
(87)【国際公開番号】W WO2020162446
(87)【国際公開日】2020-08-13
【審査請求日】2022-11-25
(31)【優先権主張番号】P 2019021916
(32)【優先日】2019-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(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】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 悠介
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 淳一
(72)【発明者】
【氏名】有賀 麻衣子
(72)【発明者】
【氏名】山岡 一樹
【審査官】山本 貴一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１３４６８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１９３００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３０５０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３５２４６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－１５９１１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０３７４４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００２／０１１０３３５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－０９９９２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１６５３８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１０２１７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－１７３２０６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ６／４２
Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４
Ｈ０１Ｓ ５／０２２，５／０２３９
Ｇ０２Ｆ １／０１
Ｇ０２Ｂ ７／００
Ｇ０２Ｂ ２６／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板と離隔して対向する搭載面と、光干渉機能を有する干渉導波路部とを有する導波路素子と、
を備え、
前記搭載面は、平面状であるとともに、前記干渉導波路部を前記搭載面に投影した投影領域と非投影領域とからなり、
前記基板は、前記投影領域に対向する平面状の第一領域と、前記非投影領域に対向する平面状の第二領域と、前記第一領域と前記第二領域との間のみに位置する位置制御部と、を有し、
前記第一領域と、前記第二領域とは、前記第一領域の法線方向と交差する一つの仮想平面上に位置し、
前記位置制御部は、前記第一領域および前記第二領域より前記第一領域の法線方向に突出し、
前記導波路素子は、前記非投影領域と前記第二領域との間に介在した接合材により前記基板と接合され、
前記位置制御部は、前記接合材が前記非投影領域と前記第二領域との間から前記投影領域と前記第一領域との間へ流れるのを制限し、
前記接合材の膨張または収縮により前記基板からの応力が前記非投影領域にかかる状態である、光モジュール。
【請求項2】
前記導波路素子は、前記投影領域から前記干渉導波路部を構成する導波路幅の２倍以上の距離だけ離間した前記非投影領域内の領域において、前記基板に接合材にて接合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】
前記導波路素子は、半導体またはガラスからなる平面光波回路素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項4】
前記干渉導波路部は、リング共振器またはマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項5】
基板と、前記基板と離隔して対向する搭載面を有し、入力された光に所定の作用を与えて出力する光学素子と、
を備え、
前記搭載面は、平面状であるとともに、前記光学素子における前記光の光路を前記搭載面に投影した投影領域と非投影領域とからなり、
前記基板は、前記投影領域に対向する平面状の第一領域と、前記非投影領域に対向する平面状の第二領域と、前記第一領域と前記第二領域との間のみに位置する位置制御部と、を有し、
前記第一領域と、前記第二領域とは、前記第一領域の法線方向と交差する一つの仮想平面上に位置し、
前記位置制御部は、前記第一領域および前記第二領域より前記第一領域の法線方向に突出し、
前記光学素子は、前記非投影領域と前記第二領域との間に介在した接合材により前記基板と接合され、
前記位置制御部は、前記接合材が前記非投影領域と前記第二領域との間から前記投影領域と前記第一領域との間に流れるのを制限し、
前記接合材の膨張または収縮により前記基板からの応力が前記非投影領域にかかる状態である、光モジュール。
【請求項6】
前記光学素子は、エタロンフィルタまたは偏波ビームコンバイナ／スプリッタ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。
【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。
【背景技術】
【0002】
光通信等に使用される光モジュールは、入力された光に所定の作用を与えて出力する光学素子を備えている。光学素子としては、たとえば、干渉導波路部を有する導波路素子が用いられる。干渉導波路部は、導波路で構成されており、入力された光を干渉させる光干渉機能を有する部分である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－１６５３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
導波路素子や光学素子は、基板と対向する搭載面において、接合材にて基板に接合されて搭載される。この場合、導波路素子や光学素子の搭載面の全面が接合材にて基板に接合されると、基板からの応力によって導波路素子や光学素子が歪み、導波路素子や光学素子の光学特性が変化する場合がある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板からの応力による導波路素子や光学素子の光学特性の変化が抑制された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】
【0006】
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、基板と、前記基板と対向する搭載面と、光干渉機能を有する干渉導波路部とを有する導波路素子と、を備え、前記搭載面は、前記干渉導波路部を前記搭載面に投影した投影領域と非投影領域とからなり、前記導波路素子は前記非投影領域おいて前記基板に接合材にて接合していることを特徴とする。
【0007】
本発明の一態様に係る光モジュールは、前記導波路素子は、前記投影領域から前記干渉導波路部を構成する導波路幅の２倍以上の距離だけ離間した前記非投影領域内の領域において、前記基板に接合材にて接合してい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、前記導波路素子は、半導体またはガラスからなる平面光波回路素子であ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、前記干渉導波路部は、リング共振器またはマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする。
【0010】
本発明の一態様に係る光モジュールは、前記基板または前記導波路素子は、前記接合材を前記非投影領域に位置させる位置制御部を備え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、基板と、前記基板と対向する搭載面を有し、入力された光に所定の作用を与えて出力する光学素子と、を備え、前記搭載面は、前記光学素子における前記光の光路を前記搭載面に投影した投影領域と非投影領域とからなり、前記光学素子は前記非投影領域において前記基板に接合材にて接合してい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、前記光学素子は、エタロンフィルタまたは偏波ビームコンバイナ／スプリッタであることを特徴とする。
【0013】
本発明の一態様に係る光モジュールは、前記基板または前記光学素子は、前記接合材を前記非投影領域に位置させる位置制御部を備え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、基板と、前記基板と対向する搭載面を有し、入力された光に所定の作用を与えて出力する光学素子と、を備え、前記光学素子は、前記搭載面において、互いに離間した複数の接合材にて前記基板に接合していることを特徴とする。
【0015】
本発明の一態様に係る光モジュールは、前記基板または前記光学素子は、前記複数の接合材を互いに離間して位置させる位置制御部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、基板からの応力による導波路素子や光学素子の光学特性の変化が抑制されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本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、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。
【0019】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００は、筐体１を備えている。筐体１は、底板部１ａと、側壁部１ｂと、上蓋部１ｃと、光出力部１ｄとを備えている。底板部１ａは板状の部材である。側壁部１ｂは、４面を有する枠板状の部材であり、各面は底板部１ａと略直交している。上蓋部１ｃは、底板部１ａと対向して配置された板状の部材である。光出力部１ｄは円管状の部材であり、側壁部１ｂの１面に設けられている。側壁部１ｂには透光性の窓が設けられており、筐体１内部から窓および光出力部１ｄを通って光が通過可能となっている。
図１は、実施形態１に係る光モジュールの模式的な一部切欠側面図である。この光モジュール１００は、筐体１を備えている。筐体１は、底板部１ａと、側壁部１ｂと、上蓋部１ｃと、光出力部１ｄとを備えている。底板部１ａは板状の部材である。側壁部１ｂは、４面を有する枠板状の部材であり、各面は底板部１ａと略直交している。上蓋部１ｃは、底板部１ａと対向して配置された板状の部材である。光出力部１ｄは円管状の部材であり、側壁部１ｂの１面に設けられている。側壁部１ｂには透光性の窓が設けられており、筐体１内部から窓および光出力部１ｄを通って光が通過可能となっている。
【0020】
底板部１ａは、銅タングステン（ＣｕＷ）、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの熱伝導率が高い材料からなる。側壁部１ｂ、上蓋部１ｃ、光出力部１ｄは、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金、アルミナなどの熱膨張係数が低い材料からなる。
【0021】
光モジュール１００の内部には、以下のコンポーネントが収容されている：熱電冷却素子（ＴＥＣ）２、キャリア３、半導体レーザ素子４、レンズ５、光アイソレータ６、レンズホルダ７、レンズ８、導波路素子１０、受光素子ホルダ１１、受光素子ユニット１２である。
【0022】
光モジュール１００では、筐体１の内部にこれらのコンポーネントが実装され、上蓋部１ｃを取り付けて気密封止されて構成されている。
【0023】
光モジュール１００は、半導体レーザモジュールとして構成されている。以下、各コンポーネントの構成および機能について説明する。
【0024】
熱電冷却素子２は、底板部１ａに固定されている。熱電冷却素子２は、外部から不図示のリードを介して電力を供給されて、電流を流す方向に応じて吸熱または発熱を行う。本実施形態では、熱電冷却素子２は公知のペルチェモジュールであって、２枚の絶縁性の基板の間に半導体素子が配置された構成を有する。２枚の基板のうち、上蓋部１ｃ側の基板を基板２ａとする。なお、２枚の基板は、たとえばセラミックである窒化アルミニウム、アルミナ、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）のいずれか一つを含む。２枚の基板は、窒化アルミニウム基板、アルミナ基板、または窒化シリコン基板でもよい。
【0025】
キャリア３、半導体レーザ素子４、レンズ５、光アイソレータ６、レンズホルダ７、レンズ８、導波路素子１０、受光素子ホルダ１１、受光素子ユニット１２は、熱電冷却素子２における基板２ａに搭載されている。これらのコンポーネントは、熱電冷却素子２に電流を流すことによって所望の温度に制御される。
【0026】
半導体レーザ素子４は、キャリア３に搭載されており、たとえば波長可変レーザ素子である。キャリア３は、サブマウントとも呼ばれ、熱伝導性が高い絶縁性の材料からなり、半導体レーザ素子４が発する熱を熱電冷却素子２に効率良く輸送する。
【0027】
半導体レーザ素子４は、外部から不図示のリードを介して電力を供給されて、レーザ光Ｌ１をレンズ５側に出力する。レーザ光Ｌ１の波長は、たとえば光通信の波長として好適な９００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下である。
【0028】
レンズ５は、キャリア３に搭載されている。レンズ５は、レーザ光Ｌ１が入力され、レーザ光Ｌ１をコリメートして出力する。
【0029】
光アイソレータ６は、コリメートされたレーザ光Ｌ１が入力されて、レーザ光Ｌ１を通過させて光出力部１ｄ側へ出力する。光アイソレータ６は、光出力部１ｄ側から進行してきた光の通過を阻止する。これにより、光アイソレータ６は、外部から反射光などが半導体レーザ素子４に入力することを阻止する。
【0030】
半導体レーザ素子４は、レンズ５と対向してレーザ光Ｌ１を出力する端面（出力端面）とは反対側の端面（後端面）からも、比較的パワーが弱いレーザ光Ｌ２を出力する。レンズ８は、レンズホルダ７に搭載されており、レーザ光Ｌ２を集光し、導波路素子１０に出力する。
【0031】
導波路素子１０は、たとえば石英系ガラスや、シリコン等の半導体からなる平面光波回路素子である。導波路素子１０は、光干渉機能を有する干渉導波路部として、１つのリング共振器１０ａを有している。ただし、導波路素子は複数のリング共振器を有していても良い。リング共振器１０ａは、リング導波路と、リング導波路に光の入出力する２つの光カプラ導波路とで構成される部分である。光カプラ導波路としては、例えば多モード干渉導波路型や方向性結合器を用いることができる。また、導波路素子１０は、一方の主表面である搭載面１０ｂが基板２ａと対向しており、搭載面１０ｂ側において基板２ａに搭載され、接合材９にて基板２ａに接合している。リング共振器１０ａは搭載面１０ｂの反対側の面近傍に形成されている。接合材９は、たとえば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ゴム接着剤、シリコーン樹脂接着剤または半田である。
【0032】
リング共振器１０ａは、波長に対して透過特性が周期的に変化する。導波路素子１０は、入力されたレーザ光Ｌ２を２分割し、その１つを出力し、他の１つを、リング共振器１０ａを透過させて出力する。
【0033】
受光素子ユニット１２は、受光素子ホルダ１１に搭載されており、２つの受光素子を備えている。２つの受光素子は、それぞれ、導波路素子１０から出力された２つのレーザ光のそれぞれを受光する。２つの受光素子のそれぞれから出力された電流信号は、外部の制御器に出力され、公知技術と同様にレーザ光Ｌ１の波長制御に使用される。
【0034】
図２に示すように、搭載面１０ｂは、リング共振器１０ａを搭載面１０ｂに投影した領域である投影領域１０ｂａと、投影領域１０ｂａ以外の領域である非投影領域１０ｂｂとからなる。投影領域１０ｂａはリング共振器１０ａを構成する導波路を投影したものであるから、たとえばリング導波路の投影領域で囲まれる領域は投影領域１０ｂａではなく、非投影領域１０ｂｂである。そして、導波路素子１０は、非投影領域１０ｂｂおいて基板２ａに接合材９にて接合している。
【0035】
光モジュール１００が環境温度の変化を受けたり、熱電冷却素子２が温度調節を行ったりすると、接合材９が膨張や収縮するために、導波路素子１０に応力が掛かる。しかし、導波路素子１０が、非投影領域１０ｂｂおいて基板２ａに接合材９にて接合しているので、応力が、応力によって光学特性が変化しやすいリング共振器１０ａに作用しにくくなる。その結果、基板からの応力による導波路素子１０の光学特性の変化が抑制される。
【0036】
さらに、導波路素子１０は、非投影領域１０ｂｂのなかでも、投影領域１０ｂａからある程度の距離（図２における距離Ｄ）だけ離間している領域にて、接合材９にて接合していることが好ましい。これにより、接合材９の膨張や収縮による応力が、より一層、リング共振器１０ａに作用しにくくなる。離間距離としては、リング共振器１０ａを構成する導波路の導波路幅の２倍以上が好ましい。導波路幅とは、リング共振器１０ａに平行かつ導波路の延伸方向に直交する方向における幅である。一般に、導波路において導波光がしみ出す幅は、導波路幅の２倍より小さいので、離間距離が導波路幅の２倍以上であれば、応力のリング共振器１０ａへの作用をより確実に抑制できる。
【0037】
以上説明したように、光モジュール１００では、基板からの応力による導波路素子１０の光学特性の変化が抑制される。また、光モジュール１００のように、導波路素子１０の一方の端面側の非投影領域１０ｂｂを基板に固定すると、当該基板からの応力による導波路素子１０の光学特性の変化をより一層抑制できるという利点が得られる。
【0038】
以下、実施形態１の変形例について説明する。図３は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２１に搭載されている。基板２１は、接合材９を非投影領域に位置させる位置制御部としてのメタライズパターン２１ａを備えている。メタライズパターン２１ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。接合材９は、硬化の途中の状態においてメタライズパターン２１ａによって投影領域１０ｂａへの流出が防止されるので、非投影領域１０ｂｂに位置させることができる。
【0039】
図４は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２２に搭載されている。基板２２は、接合材９を非投影領域に位置させる位置制御部としての突起２２ａを備えている。突起２２ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。接合材９は、硬化の途中の状態において突起２２ａによって投影領域１０ｂａへの流出が防止されるので、非投影領域１０ｂｂに位置させることができる。
【0040】
図５は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２３に搭載されている。基板２３は、接合材９を非投影領域に位置させる位置制御部としての粗面領域２３ａを備えている。粗面領域２３ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。接合材９は、硬化の途中の状態において粗面領域２３ａに滞留するため、投影領域１０ｂａへの流出が防止されるので、非投影領域１０ｂｂに位置させることができる。
【0041】
図６は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２４に搭載されている。基板２４は、接合材９を非投影領域に位置させる位置制御部としての座繰り部２４ａを備えている。座繰り部２４ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。接合材９は、硬化の途中の状態において流れる場合は、座繰り部２４ａに流れやすい。これにより、接合材９は、投影領域１０ｂａへの流出が防止されるので、非投影領域１０ｂｂに位置させることができる。
【0042】
図７は、光モジュールにおける導波路素子１０Ａの搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０Ａは、リング共振器１０Ａａを備えている。導波路素子１０Ａは、搭載面１０Ａｂがリング共振器１０Ａａと非平行である。導波路素子１０Ａは、基板２５に搭載されている。この導波路素子１０Ａについても、搭載面１０Ａｂは、リング共振器１０ａを搭載面１０ｂに投影した領域である投影領域１０Ａｂａと、投影領域１０Ａｂａ以外の領域である非投影領域１０Ａｂｂとからなる。そして、導波路素子１０Ａは、非投影領域１０Ａｂｂおいて基板２５に接合材９にて接合している。これにより、基板からの応力による導波路素子１０Ａの光学特性の変化が抑制される。
【0043】
図８は、光モジュールにおける導波路素子１０Ｂの搭載状態の一例を説明する模式図である。導波路素子１０Ｂは、たとえば石英系ガラスやシリコン等の半導体からなるマッハツェンダ干渉計素子である。ただし、導波路素子１０Ｂは、光干渉機能を有する干渉導波路部として、一段のマッハツェンダ干渉計１０Ｂａを有している。ただし、導波路素子は複数のマッハツェンダ干渉計を有していても良い。マッハツェンダ干渉計１０Ｂａは、２つの光カプラ導波路と、２つの光カプラ導波路に接続されたアーム導波路とで構成される部分である。導波路素子１０Ｂは、一方の主表面である搭載面１０Ｂｂが基板２ａと対向しており、搭載面１０Ｂｂ側において基板２ａに搭載され、接合材９にて基板２ａに接合している。マッハツェンダ干渉計１０Ｂａは搭載面１０Ｂｂの反対側の面近傍に形成されている。
【0044】
搭載面１０Ｂｂは、マッハツェンダ干渉計１０Ｂａを搭載面１０Ｂｂに投影した領域である投影領域１０Ｂｂａと、投影領域１０Ｂｂａ以外の領域である非投影領域１０Ｂｂｂとからなる。そして、導波路素子１０Ｂは、非投影領域１０Ｂｂｂおいて基板２ａに接合材９にて接合している。これにより、基板からの応力による導波路素子１０の光学特性の変化が抑制される。
【0045】
さらに、導波路素子１０Ｂは、非投影領域１０Ｂｂｂのなかでも、投影領域１０Ｂｂａからある程度の距離だけ離間している領域にて、接合材９にて接合していることが好ましい。離間距離としては、マッハツェンダ干渉計１０Ｂａを構成する導波路の導波路幅の２倍以上が好ましい。
【0046】
（実施形態２）
実施形態２に係る光モジュールは、導波路素子以外の光学素子について、基板からの応力による光学特性の変化を抑制することができるものである。
実施形態２に係る光モジュールは、導波路素子以外の光学素子について、基板からの応力による光学特性の変化を抑制することができるものである。
【0047】
【0048】
光学素子１０Ｃは、エタロンフィルタである。光学素子１０Ｃは、波長に対して透過特性が周期的に変化するものであり、入力されたレーザ光Ｌ１を、その波長に応じた透過率で透過して出力する。光学素子１０Ｃは、一方の主表面である搭載面１０Ｃｂが基板２ａと対向しており、搭載面１０Ｃｂ側において基板２ａに搭載され、接合材９にて基板２ａに接合している。
【0049】
搭載面１０Ｃｂは、レーザ光Ｌ１の光路を搭載面１０Ｃｂに投影した領域である投影領域１０Ｃｂａと、投影領域１０Ｃｂａ以外の領域である非投影領域１０Ｃｂｂとからなる。投影領域１０Ｃｂａは、レーザ光Ｌ１のビーム径と等しい幅を有する。ビーム径は、レーザ光Ｌ１のビームプロファイルの１／ｅ２全幅とすることができる。そして、光学素子１０Ｃは、非投影領域１０Ｃｂｂおいて基板２ａに接合材９にて接合している。
【0050】
光学素子１０Ｃは、非投影領域１０Ｃｂｂにおいて基板２ａに接合材９にて接合しているので、基板からの応力による光学特性の変化（たとえば透過特性の変化）が抑制される。さらに、光学素子１０Ｃは、非投影領域１０Ｃｂｂのなかでも、投影領域１０Ｃｂａからある程度の距離だけ離間している領域にて、接合材９にて接合していることが好ましい。これにより、接合材９の膨張や収縮による応力が、より一層、光学素子１０Ｃに作用しにくくなる。離間距離としては、レーザ光Ｌ１のビーム径の２倍以上が好ましい。
【0051】
図１０は、光モジュールにおける光学素子１０Ｄの搭載状態の一例を説明する模式図である。光学素子１０Ｄは、偏波ビームコンバイナ／スプリッタである。光学素子１０Ｄは、互いに直交する直線偏波の光が入力されると、これを偏波合成して出力したり、入力した光を、互いに直交する直線偏波の光に偏波分離して出力したりするものである。図１０では、入力されたレーザ光Ｌ２、Ｌ３を偏波合成してレーザ光Ｌ４として出力する例を示している。光学素子１０Ｄは、一方の主表面である搭載面１０Ｄｂが基板２ａと対向しており、搭載面１０Ｄｂ側において基板２ａに搭載され、接合材９にて基板２ａに接合している。
【0052】
搭載面１０Ｄｂは、レーザ光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の光路を搭載面１０Ｄｂに投影した領域である投影領域と、投影領域以外の領域である非投影領域とからなる。投影領域は、レーザ光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のビーム径と等しい幅を有する。そして、光学素子１０Ｄは、非投影領域において基板２ａに接合材９にて接合している。
【0053】
光学素子１０Ｄは、非投影領域において基板２ａに接合材９にて接合しているので、基板からの応力による光学特性の変化（たとえば偏波合波時の損失の劣化や偏波分離時の偏波消光比の劣化）が抑制される。
【0054】
（実施形態３）
実施形態３に係る光モジュールは、光学素子の基板からの応力による光学特性の変化を抑制することができるものである。
実施形態３に係る光モジュールは、光学素子の基板からの応力による光学特性の変化を抑制することができるものである。
【0055】
図１１は、光モジュールにおける、光学素子である導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。導波路素子１０は、リング共振器１０ａと、基板２６に対向する搭載面１０ｂとを有している。導波路素子１０は、搭載面１０ｂにおいて、互いに離間した複数の接合材９にて基板２６に接合している。基板２６は基板２ａを置き換えたものである。これにより、各接合材９が個別に導波路素子１０に及ぼす応力が小さくなるので、基板からの応力による導波路素子１０の光学特性の変化が抑制される。各接合材９のサイズは、基板からの応力による導波路素子１０の光学特性の変化が許容程度以下になるように設定すればよい。
【0056】
ここで、基板２６は、各接合材９を互いに離間して位置させる位置制御部としてのメタライズパターン２６ａを備えている。メタライズパターン２６ａは、紙面と垂直方向において、接合材９のよりも長く延伸している。メタライズパターン２１ａによって、接合材９は、硬化の途中の状態においても互いに離間した状態を維持できる。
【0057】
図１２は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２７に搭載されている。基板２７は、接合材９を互いに離間して位置させる位置制御部としての突起２７ａを備えている。突起２７ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。突起２７ａによって、接合材９は、硬化の途中の状態においても互いに離間した状態を維持できる。
【0058】
図１３は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２８に搭載されている。基板２８は、接合材９を互いに離間して位置させる位置制御部としての座繰り部２８ａを備えている。座繰り部２８ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。座繰り部２８ａによって、接合材９は、硬化の途中の状態において流出しても、座繰り部２８ａによって隣接する接合材９に到達せず、互いに離間した状態が維持される。
【0059】
図１４は、光モジュールにおける導波路素子１０の搭載状態の一例を説明する模式図である。この導波路素子１０は、基板２ａを置き換えたものである基板２９に搭載されている。基板２９は、接合材９を互いに離間して位置させる位置制御部としての粗面領域２９ａを備えている。粗面領域２９ａは、紙面と垂直方向において、接合材９よりも長く延伸している。各接合材９は、硬化の途中の状態において粗面領域２９ａに滞留するため、互いに離間した状態が維持される。
【0060】
位置制御部であるメタライズパターン２６ａ、突起２７ａ、座繰り部２８ａ、粗面領域２９ａは、たとえば図１５Ａ～図１５Ｆに示すように、短冊状、格子状、同心円状、チェッカー状、波状、ハニカム形状に形成される。さらには、これらの位置制御部は同心方形状、同心多角形状、ドット状、曲線状、多角形状、またはこれらの任意の組み合わせの形状に形成されてもよい。また、これらの形状は、実施形態１の変形例におけるメタライズパターン２１ａ、突起２２ａ、粗面領域２３ａ、座繰り部２４ａにも適用してもよい。
【0061】
なお、実施形態３における光学素子は導波路素子１０であるが、光学素子はエタロンフィルタや偏波ビームコンバイナ／スプリッタなどでもよい。
【0062】
また、実施形態１、２では、１つの接合材で接合がなされているが、非投影領域であれば、接合材は複数でもよい。また、接合材は、リング導波路の投影領域で囲まれた非投影領域やアーム導波路の投影領域で挟まれた非投影領域に位置してもよい。
【0063】
また、実施形態１、３では、位置制御部が基板に設けられているが、導波路素子または光学素子に設けられていてもよいし、基板と素子の両方に設けられていてもよい。
【0064】
また、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。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、光モジュールに利用することができる。
【符号の説明】
【0066】
１ 筐体
１ａ 底板部
１ｂ 側壁部
１ｃ 上蓋部
１ｄ 光出力部
２ 熱電冷却素子
２ａ、２１、２２、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 基板
３ キャリア
４ 半導体レーザ素子
５、８ レンズ
６ 光アイソレータ
７ レンズホルダ
９ 接合材
１０、１０Ａ、１０Ｂ 導波路素子
１０ａ、１０Ａａ リング共振器
１０ｂ、１０Ａｂ、１０Ｂｂ、１０Ｃｂ、１０Ｄｂ 搭載面
１０ｂａ、１０Ａｂａ、１０Ｂｂａ、１０Ｃｂａ 投影領域
１０ｂｂ、１０Ａｂｂ、１０Ｂｂｂ、１０Ｃｂｂ 非投影領域
１０Ｂａ マッハツェンダ干渉計
１０Ｃ、１０Ｄ 光学素子
１１ 受光素子ホルダ
１２ 受光素子ユニット
２１ａ、２６ａ メタライズパターン
２２ａ、２７ａ 突起
２３ａ、２９ａ 粗面領域
２４ａ、２８ａ 座繰り部
１００ 光モジュール
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ レーザ光
１ａ 底板部
１ｂ 側壁部
１ｃ 上蓋部
１ｄ 光出力部
２ 熱電冷却素子
２ａ、２１、２２、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 基板
３ キャリア
４ 半導体レーザ素子
５、８ レンズ
６ 光アイソレータ
７ レンズホルダ
９ 接合材
１０、１０Ａ、１０Ｂ 導波路素子
１０ａ、１０Ａａ リング共振器
１０ｂ、１０Ａｂ、１０Ｂｂ、１０Ｃｂ、１０Ｄｂ 搭載面
１０ｂａ、１０Ａｂａ、１０Ｂｂａ、１０Ｃｂａ 投影領域
１０ｂｂ、１０Ａｂｂ、１０Ｂｂｂ、１０Ｃｂｂ 非投影領域
１０Ｂａ マッハツェンダ干渉計
１０Ｃ、１０Ｄ 光学素子
１１ 受光素子ホルダ
１２ 受光素子ユニット
２１ａ、２６ａ メタライズパターン
２２ａ、２７ａ 突起
２３ａ、２９ａ 粗面領域
２４ａ、２８ａ 座繰り部
１００ 光モジュール
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ レーザ光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図15F】