JP4283048B2 - 光制御モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光制御モジュールに関するものであり、より詳細には、波長多重光伝送などで利用され、複数の光伝送路を有する装置において、特定の波長または特定の光量の光信号を、各光伝送路に対して抽出または挿入することを可能とする光制御モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の、波長多重伝送技術の発展に伴い、複数の光伝送路（ポート）をもつ機能デバイスに注目が集まっている。
具体的には、一つの共通ポートと複数の入出力ポートを有し、それぞれの入出力ポートから、特定の波長の光信号を抽出または挿入することができる合分波素子、共通ポートと特定の入出力ポートとの間の光学的な接続を任意に切り替えることができる光スイッチなどがその例として挙げられる。
【０００３】
また、これら合分波素子や光スイッチを組み合わせた光アドドロップマルチプレクサ装置や、合分波素子と複数の発光素子または受光素子を組み合わせた光送受信器にも同様に注目が集まっている。
特に、波長多重伝送において不可欠である合分波素子については、小型低コスト化、低損失化などの特性を実現するために、多様な方式および構造のものが提案されている。
【０００４】
下記特許文献１は、光分波素子に関する技術文献の例である。
この特許文献１における光分波素子は、図４２（この図４２は特許文献１の図１と同じであるが、符号は変更している）に示すように、特定の波長の光線のみを透過させ、それ以外の波長の光線を反射させる波長フィルタ０１〜０４を配置し、リレー集束鏡０５〜０７を利用して各波長フィルタ０１〜０４から反射される波長の光線を、リレー式に伝播させる方式を採用している。各波長フィルタ０１〜０４を透過した光線は、各波長フィルタ０１〜０４ごとに用意された検出器０８〜０１１において、単一波長の光信号として検出される構成となっている。なお０１２が入射光である。
【０００５】
下記特許文献２は、合分波素子に関する技術文献の例である。
この特許文献における合分波素子は、図４３（この図４３は特許文献２の図２と同じであるが、符号は変更している）に示されているように、単一モードファイバ（ＳＭＦ）０２１の端部にグレーデッドインデックスファイバ（ＧＩＦ）０２２を連結した一つの光伝送路がアレイ状に形成された基板０２３，０２４を、二枚対向させる構成となっており、第一の基板０２３の平滑端面には反射膜が形成されており、第二の基板０２４の平滑端面には、各ＧＩＦが形成された位置にバンドパスフィルタが形成されており、これらの基板０２３，０２４の間を光線が多重反射することにより合分波をおこなう方式を採用している。
【０００６】
下記特許文献３は、光合分波素子または光アドドロップ素子に用いられる、レンズアレイ透明ブロックに関する技術文献の例である。
この特許文献３におけるレンズアレイ透明ブロックは、図４４（この図４４は特許文献３の図１と同じであるが、符号は変更している）に示すように、透明ブロック００３−１ａ，００３−２ａに、複数の凸レンズ００２−１〜００２−８が一体形成されたレンズアレイ透明ブロック００３−１，００３−２を製造し、そのレンズアレイ透明ブロックを、一方の凸レンズアレイブロック００３−１と他方の凸レンズアレイブロック００３−２と平行透明ブロック００４に分割し、これらのレンズアレイ透明ブロック００３−１，００３−２の間に、凸レンズ００２−０を備えた平行透明ブロック００４を挟み込む構成となっている。
【０００７】
平行透明ブロック００４の表面には、特定の波長の光線のみを透過させ、それ以外の波長の光線を反射させる波長フィルタ００６−１〜００６−８が複数形成されており、この平行透明ブロック００４の内部を光線が多重反射することにより合分波を行う方式を採用している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１６２４６６号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９０８０９号公報
【特許文献３】
特開２００２−４０２８３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、特許文献１（図４２）に示す従来技術では、光学ブロックを一体形成する場合、ガラスを利用すると製造コストと各種部品の成型精度がトレードオフの関係になるため、高精度な加工をおこなうためには製造コストが増大するという課題がある。また、樹脂を利用すると伝播損や反射損が増大するという課題も存在する。
【００１０】
また特許文献２（図４３）に示す従来技術では、フィルタの透過特性や入出力ＧＩＦ間の結合効率を維持しつつ、ＧＩＦアレイのピッチを拡大できないという課題が存在する。例えば、基板間の距離を変化させずにピッチを拡大すると、バンドパスフィルタを透過・反射する光線の入射角も大きくなり、フィルタの透過特性が劣化する。また、フィルタの透過特性の劣化を防ぐために、上記の入射角を維持しつつ基板間の距離を拡大すると、多重反射する光線のコリメート性が劣化するため入出力ＧＩＦ間の結合効率が低下する。
【００１１】
また特許文献３（図４４）に示す従来技術では、このレンズアレイ透明ブロックの外部に、単一モード光ファイバや発光素子などの光学部品をアレイ状に配置する場合、これらの光学部品と透明ブロックのレンズアレイとの相対的な位置ずれの許容誤差は小さく、その許容誤差以内に光学部品を実装するためのコストが増加してしまう。また、各ポートにおける損失の、ポート間ばらつきを抑止するためには、各ポートに配置する光学部品の位置、または、各ポートのレンズアレイ透明ブロックに形成する凸レンズ形状を最適化する必要が発生し、量産、組立てなどのコスト低減効果が失われるという課題も存在する。
【００１２】
本発明は、以上述べたような課題、すなわち、複数の光伝送路（ポート）を有するモジュールにおいて、モジュール内部の伝播光線を多重反射させる方式により、特定の波長または特定の光量の光線を、複数の光伝送路に対して抽出または挿入する場合に発生する、
１）モジュール製造コスト増大
２）伝播損の増大
３）反射損の増大
４）ポート間ピッチ拡大時の性能劣化
５）ポート間損失ばらつき
６）各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コスト増大
などの課題を解決することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する発明は、第１のアレイ素子搭載面と第２のアレイ素子搭載面が平行に配置され、
第１のアレイ素子搭載面に平行な平面上には、入射光線の一部を透過させ他の一部を反射させる光線分岐素子と、入射光線を反射させる第１反射部とが、交互に複数配置され、
第２のアレイ素子搭載面に平行な平面上には、断面略山状となる反射面を備える第２反射部を複数備え、
前記光線分岐素子と前記第２反射部とは、前記光線分岐素子の中心を通る法線が前記第２反射部の断面略山状の前記反射面の頂点付近を通過するように配置され、
入射光線の前記光線分岐素子への入射角は、前記第１反射部への入射角に比して小さいことを特徴とする。
また、前記光線分岐素子と、第１反射部は、すべて第１のアレイ素子搭載面に平行な平面上に配置され、前記光線分岐素子と第１反射部との間隔がすべて等しく、
第２反射部はすべて第２のアレイ素子搭載面に平行な平面上に配置され、各第２反射部間の間隔がすべて等しいことを特徴とする。
また、第１反射部は凹面ミラーであることを特徴とする。
また、第１のアレイ素子搭載面は、光線を導入する、あるいは、出力するための透過窓を備えることを特徴とする。
また、前記光線分岐素子は、多層膜光フィルタであることを特徴とする光制御モジュール。
【００１４】
以降の詳細説明の便宜のため、
光線分岐素子、アレイ素子搭載面の反射面のうち実際に光線が入反射する微小反射平面の総称を「光制御素子」、
光制御素子に入反射する光線の、入射光軸と反射光軸の交点を「素子反射点」、
光制御素子に入射する光線から、反射光軸を決定する微小平面を「素子反射面」、
光制御モジュールの外部に実装され、光制御モジュールのポート位置に配置され、光制御モジュールの内部に入力する光線を出射したり、光制御モジュールの内部から出力される光線を結合したりすることを目的とし、具体的には、光ファイバ、レーザダイオードなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子、レンズ系、およびそれらの組合せ、また、これらの部材がモジュール化されたものの総称を「外部光素子」と定義する。
【００１５】
光線分岐素子としては、波長選択素子や光量分割素子がある。
波長選択素子の具体例として、特定の波長を固定して利用する場合は、多層膜を利用したバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどが考えられる。また、透過させる波長は外部からの制御によりそれぞれ独立に変化させてもよい。その場合は、ＥＯ効果またはＴＯ効果を利用した波長可変フィルタ、ＭＥＭＳ技術を利用したエタロンフィルタなどが考えられる。
【００１６】
また、波長選択素子が透過させる波長帯が、入射光線の全ての波長帯を含む場合も考えられ、その場合は光学的な透過窓に相当する。逆に、入射光線の全ての波長帯を透過させない場合は、平面ミラーと同等の機能を有する。
【００１７】
光量分割素子の具体例としては、反射型の光アッテネータなどが考えられる。また、透過させる光量は外部からの制御により変化させてもよく、透過させる光量の制御範囲が、入射光線の全ての光量に相当する場合、反射型の光スイッチと同等の機能を有する。
【００１８】
これらの波長選択素子、または、光量分割素子はアレイ素子搭載ブロックの表面に貼り付けてもよいが、アレイ素子搭載ブロックに窪みまたは貫通穴を形成することができる場合は、その内部に埋め込むこともできる。貫通穴の内部に埋め込む場合は、媒質の屈折率差に由来するフレネル損や、アレイ素子搭載ブロックの材質に由来する伝播損を低減することができる。
【００１９】
アレイ素子搭載ブロックのうち、波長選択素子、光量分割素子が形成されていない領域の表面には、金属または多層膜などで反射面を形成することができる。あるいは、別途用意した平面ミラーチップなどを、アレイ素子搭載ブロックに貼り付けたり埋め込んだりして反射面とすることもできる。
【００２０】
金属または多層膜などで反射面を形成する場合、アレイ素子搭載面が複雑な形状であっても、均質な反射面を一括形成できるので、製造工程が削減でき、反射損およびモジュール製造コストの低減が可能である。
【００２１】
具体的には、アレイ素子搭載ブロックの材質として、樹脂、金属、ガラス、シリコンなど目的に応じたものを選び、その表面に切削、射出形成、エッチングなどの加工法で斜面、窪み、突起、曲面などの複雑な構造を形成し、その後に、構造の表面に反射膜を形成するという手法が考えられる。
【００２２】
反射膜の形成方法については、アレイ素子搭載ブロックの表面に対して、金属または多層膜を蒸着、メッキ、スパッタリングなどおこなう手法が考えられる。多層膜を利用することで、反射率の向上、反射の際の偏波依存性を低減する設計なども可能である。
【００２３】
アレイ素子搭載ブロックに直接反射膜を形成する場合、反射膜の平滑性や密着性が得られなければ、平滑性や密着性を向上させるための膜を、反射膜の下層に数種類形成することもできる。この場合、一種類の膜で複数の機能を提供することも可能である。
【００２４】
アレイ素子搭載ブロックのうち、光制御素子が形成されていない領域について光線を透過させる場合も、いくつかの手法が考えられる。一つはアレイ素子搭載ブロックそのものを、光学的に透明な材質で製造する手法である。一般的にはガラスまたは透明樹脂が利用されるが、波長選択素子や光量分割素子を透過する光線を外部から制御する場合は、シリコンなどの材質を用い、制御のための集積回路を一体形成することも可能である。また、光学的に不透明な材質でアレイ素子搭載ブロックを製造する場合は、光線を透過させたい領域に物理的な貫通穴を形成してもよい。また、前述したように、入射光線の全ての波長を透過させる波長選択素子を利用し、光線を透過させてもよい。
【００２５】
二つのアレイ素子搭載ブロックが対向している間隙は、多重反射光が伝播する低損失な領域であり、一般的には空気や不活性なガスなどが存在しているが、真空にすることもできる。この場合、ガラスや透明樹脂の内部を光線が伝播する場合に比べると、伝播損はほとんど無視できる。
【００２６】
本発明の動作原理は以下のとおりである。
外部光素子から出射された光線は、光学的に透明な領域や物理的な貫通穴である透過窓、光線分岐素子のいずれかを通過してモジュール内部へ入力される。
【００２７】
モジュール内部へ入力された光線は、第一のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面と第二のアレイ素子搭載ブロックのアレイ素子搭載面の間の領域を、複数の光制御素子及び反射面からの反射を繰り返すことにより伝播する。
【００２８】
光制御素子が波長選択素子または光量分割素子の場合、特定の波長または特定の光量の光線が光制御素子を透過し、光制御モジュールの外部に出射される。それ以外の波長または残りの光量の光線は光制御素子により反射され、対向するアレイ素子搭載面の別の光制御素子に届けられる。
【００２９】
波長選択素子または光量分割素子を透過し、モジュールの外部に出射された光線のうち、少なくとも一本の光線は外部光素子により受光される。
【００３０】
以上のような動作をおこなうように、外部光素子の設置位置と設置角度、光制御素子の素子反射点と素子反射面を設計する。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
つまり、本発明は、
複数の光伝送路（ポート）を有するモジュールにおいて、モジュール内部の伝播光線を多重反射させる方式により、特定の波長または特定の光量の光線を、複数の光伝送路に対して抽出または挿入する場合に発生する課題を解決することを目的としている。そして、以上述べたように、本発明によれば、
１）モジュール製造コスト低減
２）伝播損の低減
３）反射損の低減
４）ポート間ピッチ拡大
５）各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コスト低減
６）各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の配置自由度向上
７）モジュール内部の伝播光線の波長帯の広帯域化
８）モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上
などの効果を有する光制御モジュールを提供することができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明するが、以下の実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００６０】
＜第１の参考例＞
図１は、本発明の第１の参考例に係る光制御モジュール１００の概略構成図である。なお、同図には、モジュールに入射され、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【００６１】
符号１０１，１０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１０３，１０４，１０５が示す部材は凸レンズであり、符号１０６，１０７が示す部材は波長選択素子であり、符号１０８は平面ミラーであり、符号１０９，１１０は光学的な透過窓である。
【００６２】
以降、入射光線をすべて反射すると共に、特定の位置に反射光線の焦点を結ばせる光制御機能を有する素子を光反射集光素子と定義する。
光反射集光素子（凸レンズ）１０３，１０４，１０５は、入射光線をすべて反射すると共に、特定の位置に反射光線の焦点を結ばせる光制御機能を有している。
波長選択素子１０６，１０７は、入射光線のうち、特定の波長の光線を透過させそれ以外の波長の光線を反射させる光制御機能を有している。
平面ミラー１０８は、入射光線をすべて反射する光制御機能を有している。
【００６３】
第一のアレイ素子搭載ブロック１０１には、透過窓１０９と複数の光反射集光素子１０３〜１０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１０２には、平面ミラー１０８、複数の波長選択素子１０６，１０７、透過窓１１０が等間隔に設置されている。
【００６４】
この場合、第一のアレイ素子搭載ブロック１０１の面のうち予め決めた一つの表面であるアレイ素子搭載面１０１ａに、各光制御素子１０３〜１０５，１０９が形成されている。また、第二のアレイ素子搭載ブロック１０２の面のうち予め決めた一つの表面であるアレイ素子搭載面１０２ａに、各光制御素子１０６〜１０８，１１０が形成されている。
【００６５】
第一のアレイ素子搭載ブロック１０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１０２は、空間を介し平行に対向させられている。つまり、アレイ素子搭載面（仮想平面）１０１ａとアレイ素子搭載面（仮想平面）１０２ａとか離間しつつ平行状態で対向する状態となるように、アレイ素子搭載ブロック１０１とアレイ素子搭載ブロック１０２は、保持構造（図示省略）により支持されつつ配置されている。アレイ素子搭載面１０１ａとアレイ素子搭載面１０２ａとの間の部分が空間となっている。
【００６６】
この光制御モジュール１００では、透過窓１０９，１１０または波長選択素子１０６，１０７を介してアレイ素子搭載面１０１ａとアレイ素子搭載面１０２ａとの間の部分（空間）に入力された光線が、アレイ素子搭載面１０１ａに形成した光反射集光素子１０３〜１０５とアレイ素子搭載面１０２ａに形成した波長選択素子１０６，１０７及び平面ミラー１０８により、交互に順次反射されて、アレイ素子搭載面１０１ａとアレイ素子搭載面１０２ａとの間でジグザグの光路に沿い伝播していくように、アレイ素子搭載ブロック１０１，１０２の配置位置及び配置角度、ならびに、各光制御素子１０３〜１０８の配置位置及び配置角度が設定されている。
【００６７】
以下具体例として、本参考例に係る光制御モジュール１００を、分波器として利用する場合の動作の原理を説明する。
【００６８】
外部からの入射光線が、透過窓１０９を通過し、モジュールの内部に導波される。導波された伝播光線は、平面ミラー１０８に入反射し、光反射集光素子１０３〜１０５と波長選択素子１０６，１０７に交互に入反射し、モジュール内部を伝播する。分波器としての利用形態の場合、伝播光線のうち、すべての波長選択素子１０６，１０７で反射された波長を含む光線は、透過窓１１０を通過させることで、モジュール外部に出射することもできる。
【００６９】
伝播光線は、それぞれの波長選択素子１０６，１０７に入射するたびに、特定の波長を含む光線がモジュール外部に出射され、それ以外の波長を含む光線は反射され、光反射集光素子１０３〜１０５を経由して、隣接する波長選択素子に伝播される。これらの過程を繰り返すことにより、伝播光線が分波される。
【００７０】
伝播光線のうち、すべての波長選択素子１０６，１０７で反射された波長を含む光線は、透過窓１１０を経由してモジュール外部に一本の光線として出射される。この光線は、光結合用のレンズ系などで光ファイバに結合させ、送信用の光信号として再利用することもできる。また、別の光制御モジュールの入力ポートに光学的に結合させ、複数の光制御モジュールを連結させて利用することも可能である。また、伝播光線のうち、すべての波長選択素子１０６，１０７で反射された波長を含む光線が不要な場合は、透過窓１１０を通過させモジュール外部に出射させることで、モジュール内部での迷走を防止することができる。
【００７１】
上記のように分波器として利用する場合の光線の進行方向を逆向きにすることで、本モジュールを合波器として利用することもできる。すなわち、複数の外部からの入射光線を、複数の波長選択素子１０６，１０７や透過窓１１０を通過するように互いに平行に入射させる。その際に、波長選択素子１０６，１０７を透過し、内部に入射した特定の波長を含む光線が、光反射集光素子１０３〜１０５により反射され、その反射光が隣接する波長選択素子に入射するような入射角度に設置する。このようにして、外部からの入射光線がモジュール内部を伝播することにより合波され、透過窓１０９から一本の光線となり外部に出射される。
【００７２】
ただし、合波器としての利用形態の場合は、外部から波長選択素子１０６，１０７に入射した光線のうち、モジュール内部を伝播する際に、別の波長選択素子により透過させられる特定の波長の光線は、合波されることなくモジュール外部に出射される。
【００７３】
上記の分波器としての利用例において、波長選択素子１０６，１０７の一部または全部を光量分割素子と置き換えて利用することもでき、また光制御素子の数も限定するものではない。
【００７４】
図２は、図１に示した第１の参考例の詳細説明図であり、波長選択素子１０６，１０７の具体的な動作例や設置例を示している。なお、同図には、波長選択素子に入射され、反射される光線と透過される光線を概念的に示してある。
【００７５】
符号２−１が示す部材は、アレイ素子搭載ブロックに形成された貫通穴に設置された波長選択素子である。符号２−２が示す部材は、光学的に透明なアレイ素子搭載ブロックの表面に貼り付けられた波長選択素子である。符号２−３は、外部からの制御により、透過させる光線に含まれる波長が変化することを特徴とする波長選択素子が、アレイ素子搭載ブロックに形成されている場合の概念図である。符号２−４が示す部材は、アレイ素子搭載ブロックに形成された貫通穴に設置され、アレイ素子搭載ブロックの表面の平面に対して、斜め方向の角度で設置された波長選択素子である。符号２−５は、アレイ素子搭載ブロックに形成された貫通穴に設置された波長選択素子の両側の表面から、複数の光線が入射する場合の概念図である。
【００７６】
以上の説明においては、波長選択素子が形成されている部分を光量分割素子に置き換えて利用することもできる。
【００７７】
符号２−２の形態の場合、アレイ素子搭載ブロックの平面領域に、平板状の波長選択素子を貼り付けることができるため、複雑なアレイ素子搭載面を形成する必要が無く、波長選択素子をアレイ素子搭載ブロックに形成する際の角度ずれを大幅に低減でき、モジュール製造コストを低減できる。
また、符号２−３の形態の場合、任意のポートに任意の波長の光線を挿入または抽出することができる。
また、符号２−４の形態の場合、モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上が可能である。
また、符号２−５の形態の場合、一つの波長選択素子に光線入力用の外部光素子と光線受光用の外部光素子を同時に実装することができる。
【００７８】
図３は、図１に示した第１の参考例の詳細説明図であり、モジュール内部を伝播する光線がアレイ素子搭載ブロックの表面で反射される場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【００７９】
アレイ素子搭載ブロックの表面で光学反射が起こらない場合、必要に応じてその表面に反射面を形成する必要がある。符号３−１は、アレイ素子搭載ブロックの表面が平面の場合、その表面に反射膜を形成することで、伝播光線を反射する場合の概念図である。符号３−２は、アレイ素子搭載ブロックに平面ミラーなどを埋め込むことで、伝播光線を反射する場合の概念図である。符号３−３は、アレイ素子搭載ブロックの表面が平面の場合、その表面に平板状の平面ミラーを貼り付けることで、伝播光線を反射する場合の概念図である。
【００８０】
図４は、図１に示した第１の参考例の詳細説明図であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、光線を透過させる場合の具体例を示している。なお、同図には、入射光線を概念的に示してある。
【００８１】
符号４−１は、アレイ素子搭載ブロックに物理的な貫通穴を形成して、光線を透過させる場合の概念図である。符号４−２は、光学的に透明なアレイ素子搭載ブロックを利用して、光線を透過させる場合の概念図である。
【００８２】
図５は、図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する窪み状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【００８３】
符号５−１は、一つの鋸歯状構造が形成されている場合の概念図である。符号５−２は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として山状構造を形成している場合の概念図である。符号５−３は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として谷状構造を形成している場合の概念図である。
山状構造または谷状構造を形成する場合、一つの工程で二つの光制御素子を形成できるため、製造コストが低減できる。
【００８４】
図６は、図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する突起状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【００８５】
符号６−１は、一つの鋸歯状構造が形成されている場合の概念図である。符号６−２は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として山状構造を形成している場合の概念図である。符号６−３は、二つの鋸歯状構造が隣接して形成され、全体として谷状構造を形成している場合の概念図である。
【００８６】
山状構造または谷状構造を形成する場合、一つの工程で二つの光制御素子を形成できるため、製造コストが低減できる。
【００８７】
図７は、図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、平面ミラーを斜めに形成し、鋸歯状の反射面を形成する場合の具体例を示している。
【００８８】
符号７−１は、アレイ素子搭載ブロックの表面に、平面ミラーを斜めに埋め込み構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。
符号７−２は、アレイ素子搭載ブロックの表面の平面領域に、楔状の平面ミラーを貼り付けることで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示している。
【００８９】
楔状の平面ミラーを貼り付ける場合、平板状のアレイ素子搭載ブロックを利用できるため、製造コストが低減できる。
【００９０】
図８は、図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域に光反射集光素子を形成する場合の具体例を示している。なお、同図には、入反射光線を概念的に示してある。
【００９１】
符号８−１は、アレイ素子搭載ブロックの表面に反射面が形成され、さらにその上にガラスまたは透明樹脂、透明高分子などで凸レンズ状の構造を形成した場合の概念図である。
符号８−２は、アレイ素子搭載ブロックの表面に、フレネルレンズの原理を応用した微小な突起構造を一体形成し、さらにその表面に反射面を形成した場合の概念図である。
符号８−３は、アレイ素子搭載ブロックの表面に凹面状の曲面構造を一体形成し、さらにその表面に反射面を形成することで、凹面ミラーを形成した場合の概念図である。
【００９２】
図９（ａ）（ｂ）は、図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、突起または窪み状の構造を利用し、斜面や球面などの構造を複数箇所一体形成し、その後、金属または多層膜などにより、表面に反射膜を形成する場合の具体例を示している。反射膜の平滑性や密着性が得られなければ、平滑性や密着性を向上させるための膜を、反射膜の下層に数種類形成することもできる。当然、一種類の膜で複数の機能を提供することも可能である。
【００９３】
＜第１の参考例の変形例＞
図１０は、図１に示した第１の参考例の変形例に係る光制御モジュール１００Ａを示す。アレイ素子搭載ブロック１０１，１０２は、保持構造１１２により支持されて配置されている。そしてアレイ素子搭載面１０１ａとアレイ素子搭載面１０２ａとの間の部分に、整合液１１１を充填している。整合液１１１は、例えば、アレイ素子搭載ブロック１０１，１０２の屈折率と同程度の屈折率を有し、透明樹脂よりも伝播損が小さな整合液を用いる。この場合、屈折率差から由来する損失を低減する効果がある。
整合液１１１の代わりに、光学的に透明な各種の導波部材を充填することもできる。
【００９４】
＜第２の参考例＞
図１１は、本発明の第２の参考例に係る光制御モジュール１０００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【００９５】
符号１００１が示す部材は第一のアレイ素子搭載ブロックであり、符号１００２が示す部材は第二のアレイ素子搭載ブロックであり、符号１００３，１００４が示す部材は光反射集光素子であり、符号１００５，１００６，１００７が示す部材は波長選択素子である。
【００９６】
モジュール内部を伝播する光線について、ある光反射集光素子から反射された光線が、反射直後に入射する波長選択素子に焦点をむすぶような光学設計がされている。全ての光反射集光素子１００３，１００４の光学設計を同一化することで、すべての波長選択素子１００５〜１００７に焦点をむすぶように光線を入射させることができる。
【００９７】
第２の参考例は、特に、上記のような構成により、伝播光線がガウシアンビームの場合、波長選択素子１００５〜１００７にビームウエストを形成することができ、ビームはほぼ平面波とみなすことができるため、フィルタ特性上有利である。
【００９８】
＜第３の参考例＞
図１２は、本発明の第３の参考例に係る光制御モジュール１１００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【００９９】
符号１１０１，１１０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１１０３，１１０４，１１０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号１１０６，１１０７が示す部材は波長選択素子であり、符号１１０８は平面ミラーであり、符号１１０９，１１１０は光学的な透過窓である。
【０１００】
第一のアレイ素子搭載ブロック１１０１には、透過窓１１０９と複数の光反射集光素子１１０３〜１１０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１１０２には、平面ミラー１１０８、複数の波長選択素子１１０６，１１０７、透過窓１１１０が等間隔に設置されている。光反射集光素子１１０３，１１０４，１１０５は、第一のアレイ素子搭載ブロック１１０１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック１１０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１１０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１０１】
第３の参考例は、特に、上記のような構成により、一つのアレイ素子搭載ブロック１１０１に全ての光反射集光素子１１０３〜１１０５を一括形成かつ一体形成することが可能であるため、製造コストの低減が可能である。
【０１０２】
＜第４の参考例＞
図１３は、本発明の第４の参考例に係る光制御モジュール１３００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１０３】
符号１３０１，１３０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１３０３〜１３０８が示す部材は光反射集光素子であり、符号１３０９，１３１０が示す部材は波長選択素子であり、符号１３１１は光学的な透過窓である。
【０１０４】
第一のアレイ素子搭載ブロック１３０１には、透過窓１３１１、波長選択素子１３１０、複数の光反射集光素子１３０４，１３０５，１３０８が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１３０２には、波長選択素子１３０９、複数の光反射集光素子１３０３，１３０６，１３０７が等間隔に設置されている。光反射集光素子１３０３〜１３０８は、第一及び第二のアレイ素子搭載ブロック１３０１，１３０２に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック１３０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１３０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１０５】
第４の参考例は、特に、上記のように、第一のアレイ素子搭載ブロック１３０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１３０２の両方に波長選択素子１３０９，１３１０を形成することにより、外部光素子を、モジュールの両側面に配置することができ、実装スペースの有効利用、実装自由度の向上が可能である。
【０１０６】
＜第５の参考例＞
図１４は、本発明の第５の参考例に係る光制御モジュール１４００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１０７】
符号１４０１，１４０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１４０３〜１４０６が示す部材は光反射集光素子であり、符号１４０７，１４０８が示す部材は波長選択素子であり、符号１４０９，１４１０が示す部材は平面ミラーであり、符号１４１１は光学的な透過窓である。
【０１０８】
第一のアレイ素子搭載ブロック１４０１には、透過窓１４１１、複数の光反射集光素子１４０３〜１４０６が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１４０２には、複数の波長選択素子１４０７，１４０８、複数の平面ミラー１４０９，１４１０が等間隔に設置されている。光反射集光素子１４０３〜１４０６は、第一のアレイ素子搭載ブロック１４０１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック１４０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１４０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１０９】
第５の参考例は、特に、第二のアレイ素子搭載ブロック１４０２に等間隔に形成されている波長選択素子１４０７，１４０８と平面ミラー１４０９，１４１０を、交互に設置することにより、外部光素子の設置間隔を二倍に拡大することが可能である。また、外部光素子の設置間隔を拡大させずに、モジュール内部を伝播させる光線が各光制御素子に入反射する角度を小さくすることも可能である。
【０１１０】
＜第６と第７の参考例＞
図１５（ａ）（ｂ）は、本発明の第６，第７の参考例に係る光制御モジュール１５００，１５１０の概略構成図であり、図１４に示した第５の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１１１】
図１５（ａ）に示す第６の参考例である光制御モジュール１５００を以下に説明する。
符号１５０１，１５０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１５０３〜１５０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号１５０６，１５０７が示す部材は波長選択素子である。
【０１１２】
第一のアレイ素子搭載ブロック１５０１には、複数の光反射集光素子１５０３，１５０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１５０２には、複数の波長選択素子１５０６，１５０７、光反射集光素子１５０４が等間隔に設置されている。光反射集光素子１５０３〜１５０５は、アレイ素子搭載ブロック１５０１，１５０２に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック１５０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１５０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１１３】
図１５（ｂ）に示す第７の参考例である光制御モジュール１５１０を以下に説明する。
符号１５１１，１５１２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１５１３，１５１４が示す部材は光反射集光素子であり、符号１５１５，１５１６が示す部材は波長選択素子であり、符号１５１７が示す部材は平面ミラーである。
【０１１４】
第一のアレイ素子搭載ブロック１５１１には、光反射集光素子１５１４と平面ミラー１５１７が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１５１２には、複数の波長選択素子１５１５，１５１６、光反射集光素子１５１３が等間隔に設置されている。光反射集光素子１５１３，１５１４および平面ミラー１５１７は、アレイ素子搭載ブロック１５１１，１５１２に一体形成されている。第一のアレイ素子搭載ブロック１５１１と第二のアレイ素子搭載ブロック１５１２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１１５】
第６，第７の参考例は、特に、上記の二例のように、第一のアレイ素子搭載ブロック１５０１，１５１１と第二のアレイ素子搭載ブロック１５０２，１５１２の両方に光反射集光素子１５０３，１５０４，１５０５，１５１３，１５１４を形成することにより、複数の光反射集光素子の組合せにより、波長選択素子１５０６，１５０７，１５１５，１５１６の位置に焦点をむすばせることが可能であるため、モジュール内部を伝播させるビームの光学設計自由度を向上させることが可能である。
【０１１６】
＜第８の参考例＞
図１６は、本発明の第８の参考例に係る光制御モジュール１６００の概略構成図であり、図１に示した本光制御モジュールの応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１１７】
符号１６０１，１６０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１６０３〜１６０６が示す部材は光反射集光素子であり、符号１６０７〜１６１０が示す部材は波長選択素子であり、符号１６１１，１６１２が示す部材は平面ミラーであり、符号１６１３，１６１４が示す部材は光学的な透過窓である。
【０１１８】
第一のアレイ素子搭載ブロック１６０１には、複数の透過窓１６１３，１６１４と複数の光反射集光素子１６０３〜１６０６が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１６０２には、複数の平面ミラー１６１１，１６１２、複数の波長選択素子１６０７〜１６１０が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック１６０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１６０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１１９】
第８の参考例は、特に、各アレイ素子搭載ブロック１６０１，１６０２に形成する、透過窓や光制御素子の配置パターンを周期的に繰り返すことで、複数の光制御モジュールを二つのアレイ素子搭載ブロックに一括形成することが可能であるため、実装コストや実装スペースを大幅に増大させること無く、光制御モジュールを集積化することが可能である。
【０１２０】
＜第９の参考例＞
図１７は、本発明の第９の参考例に係る光制御モジュール１７００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１２１】
符号１７０１，１７０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１７０３〜１７０７が示す部材は光反射集光素子であり、符号１７０８〜１７１２が示す部材は波長選択素子であり、符号１７１３が示す部材は平面ミラーであり、符号１７１４が示す部材は光学的な透過窓である。
【０１２２】
第一のアレイ素子搭載ブロック１７０１には、一つの透過窓１７１４と複数の光反射集光素子１７０３〜１７０７が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１７０２には、平面ミラー１７１３、複数の波長選択素子１７０８〜１７１２が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック１７０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１７０２は、空間を介し０平行に対向させられている。
【０１２３】
透過窓１７１４から内部に入射した光線は、透過窓１７１４に近い領域に設置された複数の波長選択素子１７０８，１７０９により分波されモジュール外部に出射され、透過窓１７１４から遠い領域に設置された複数の波長選択素子１７１１，１７１２から内部に入射した光線は、モジュール内部で合波され、透過窓１７１４から外部に出射される。
【０１２４】
分波動作を行うための波長選択素子１７０８，１７０９と合波動作を行うための波長選択素子１７１１，１７１２の間に、合分波動作の波長の干渉を防止するための波長選択素子１７１０を配置し、合分波動作で不要な波長帯域の光線をモジュール外部に出射することもできる。また、合波動作を行うための波長選択素子と、分波動作を行うための波長選択素子の配置位置を入れ替えることも可能である。
【０１２５】
第９の参考例は、
特に、上記のような構成により、一つの共通ポートを有する一つの光制御モジュールによって合波動作と分波動作の両方を同時に実現することが可能である。
【０１２６】
＜第１０の参考例＞
図１８は、本発明の第１０の参考例に係る光制御モジュール１８００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１２７】
符号１８０１，１８０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１８０３〜１８０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号１８０６，１８０７が示す部材は波長選択素子であり、符号１８０８，１８０９が示す部材は光学的な透過窓である。
【０１２８】
第一のアレイ素子搭載ブロック１８０１には、複数の光反射集光素子１８０３〜１８０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１８０２には、透過窓１８０８，１８０９と複数の波長選択素子１８０６，１８０７が等間隔に設置されている。光反射集光素子１８０３〜１８０５は、第一のアレイ素子搭載ブロック１８０１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック１８０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１８０２は、空間を介し．平行に対向させられている。
【０１２９】
第１０の参考例は、特に、上記のように、透過窓１８０８，１８０９や波長選択素子１８０６，１８０７など、モジュール外部との光線の入出力に必要なポートを第二のアレイ素子搭載ブロック１８０２のみに形成することにより、モジュール外部に実装するアレイ状の光素子やそれらを組合せたブロックを、モジュールの一方の側面に配置することができ、実装コストを低減できる。さらにこの場合、複数の光反射集光素子１８０３〜１８０５を第一のアレイ素子搭載ブロック１８０１のみに形成することが可能であり、製造コストも低減することが可能である。
【０１３０】
＜第１１の参考例＞
図１９は、本発明の第１１の参考例に係る光制御モジュール１９００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１３１】
符号１９０１，１９０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号１９０３〜１９０５が示す部材は平面ミラーであり、符号１９０６，１９０７が示す部材は波長選択素子であり、符号１９０８，１９０９が示す部材は光学的な透過窓である。
【０１３２】
第一のアレイ素子搭載ブロック１９０１には、複数の平面ミラー１９０３〜１９０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック１９０２には、透過窓１９０８，１９０９と複数の波長選択素子１９０６，１９０７が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック１９０１と第二のアレイ素子搭載ブロック１９０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１３３】
第１１の参考例は、特に、上記のように、平面ミラー１９０３〜１９０５などの素子反射面の一部を、他の光制御素子の素子反射面の延長面に含まれない位置に配置することで、モジュール内部を伝播させる光線の光路長を一部変化させたり、アレイ素子搭載ブロックに形成する透過窓や波長選択素子などの配置間隔を一部変化させることができる。なお、当該平面ミラーや光反射集光素子を形成する領域は、窪み状構造ではなく突起状構造の頂面でもよい。
【０１３４】
＜第１２の参考例＞
図２０は、本発明の第１２の参考例に係る光制御モジュール２０００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１３５】
符号２００１，２００２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２００３〜２００５が示す部材は光反射集光素子であり、符号２００６〜２００８が示す部材は波長選択素子であり、符号２００９が示す部材は光学的な透過窓であり、符号２０１０が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２０１１が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号２０１２が示す部材は保持構造である。
【０１３６】
第一のアレイ素子搭載ブロック２００１には、複数の光反射集光素子２００３〜２００５と平面ミラー２０１０が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２００２には、透過窓２００９と複数の波長選択素子２００６〜２００８が等間隔に設置されている。光反射集光素子２００３〜２００５は、第一のアレイ素子搭載ブロック２００１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック２００１と第二のアレイ素子搭載ブロック２００２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１３７】
斜面に形成された平面ミラー２０１０は、透過窓２００９を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１３８】
第１２の参考例は、特に、上記のような構成により、本光制御モジュールの共通ポートが配置される側の側面、および波長選択素子が形成されていないアレイ素子搭載ブロック側の側面に空間を確保することができるため、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、パッケージ隅などに実装可能であり、実装スペースを有効利用することができる。
【０１３９】
＜第１３の参考例＞
図２１は、本発明の第１３の参考例に係る光制御モジュール２１００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１４０】
符号２１０１，２１０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２１０３〜２１０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号２１０６，２１０７が示す部材は波長選択素子であり、符号２１０８が示す部材は光学的な透過窓であり、符号２１０９が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２１１０が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号２１１１，２１１２が示す部材は、発光素子または受光素子であり、符号２１１３が示す部材は保持構造である。
【０１４１】
第一のアレイ素子搭載ブロック２１０１には、複数の光反射集光素子２１０３〜２１０５と透過窓２１０８が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２１０２には、平面ミラー２１０９と複数の波長選択素子２１０６，２１０７が等間隔に設置されている。光反射集光素子２１０３〜２１０５は、第一のアレイ素子搭載ブロック２１０１に一体形成された凹面ミラーである。第二のアレイ素子搭載ブロック２１０２の外部には、波長選択素子から入出力される光線を受光または発光するための光素子２１１１，２１１２が実装されている。第一のアレイ素子搭載ブロック２１０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２１０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１４２】
斜面に形成された平面ミラー２１０９は、透過窓２１０８を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１４３】
第１３の参考例は、特に、上記のような構成により、本光制御モジュールの共通ポートが配置される側の側面に空間を確保することができる。また、波長選択素子が形成されているアレイ素子搭載ブロック側の側面に配置する外部光素子が、発光素子や受光素子など、電気信号との変換をおこなうための素子などの場合、光ファイバやレンズ系を実装する場合に比べて必要な空間を縮小することができる。したがって、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、パッケージ隅などに実装可能であり、実装スペースを有効利用することができる。
【０１４４】
また、光反射集光素子２１０３〜２１０５を単なる反射面である平面ミラーに置き換えてもよい。
【０１４５】
＜第１４の参考例＞
図２２は、本発明の第１４の参考例に係る光制御モジュール２２００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１４６】
符号２２０１，２２０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２２０３〜２２０６が示す部材は光反射集光素子であり、符号２２０７〜２２１０が示す部材は波長選択素子であり、符号２２１１，２２１２が示す部材は光学的な透過窓であり、符号２２１３，２２１４が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２２１５が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号２２１６，２２１７が示す部材は、第一のグループの発光素子または受光素子であり、符号２２１８，２２１９が示す部材は、第二のグループの発光素子または受光素子であり、符号２２２０が示す部材が保持構造である。
【０１４７】
第一のアレイ素子搭載ブロック２２０１には、複数の光反射集光素子２２０３〜２２０６と二つの透過窓２２１１，２２１２が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２２０２には、平面ミラー２２１３，２２１４と複数の波長選択素子２２０７〜２２１０が設置されている。光反射集光素子２２０３〜２２０６は、第一のアレイ素子搭載ブロック２２０１に一体形成された凹面ミラーである。第二のアレイ素子搭載ブロック２２０２の外部には、波長選択素子から入出力される光線を受光または発光するための光素子２２１６〜２２１９が実装されている。第一のアレイ素子搭載ブロック２２０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２２０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１４８】
斜面に形成された平面ミラー２２１３，２２１４は、透過窓２２１１，２２１２を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１４９】
第一のグループの光素子２２１６，２２１７が全て発光素子であり、第二のグループの光素子２２１８，２２１９が全て受光素子の場合を考える。発光素子２２１６，２２１７から出射される複数の光線は、モジュール内部に入射し、モジュール内部を伝播する際に合波され、透過窓２２１１からモジュール外部に出射される。また、透過窓２２１２を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、波長選択素子２２０９，２２１０から外部に出射され、受光素子２２１８，２２１９に入射する。
【０１５０】
第１４の参考例は、特に、上記のような構成により、二つの共通ポートを有する一つの光制御モジュールによって合分波動作の両方を同時に実現することが可能であり、一つの光制御モジュールに、波長多重通信に対応した光送信機と光受信機を一体化することが可能である。
【０１５１】
また、光反射集光素子２１０３〜２１０６を平面ミラーに置き換えてもよい。
【０１５２】
＜第１５の参考例＞
図２３は、本発明の第１５の参考例に係る光制御モジュール２３００の概略構成図であり、図２２に示した第１４の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１５３】
符号２３０１，２３０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２３０３〜２３０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号２３０６〜２３１０が示す部材は波長選択素子であり、符号２３１１，２３１２が示す部材は光学的な透過窓であり、符号２３１３，２３１４が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２３１５が示す部材は本光制御モジュールを実装する場合のパッケージ壁面であり、符号２３１６，２３１７が示す部材は、第一のグループの発光素子または受光素子であり、符号２３１８〜２３２０が示す部材は、第二のグループの発光素子または受光素子であり、符号２３２１が示す部材が保持構造である。
【０１５４】
第一のアレイ素子搭載ブロック２３０１には、複数の波長選択素子２３０６〜２３１０と二つの透過窓２３１１，２３１２が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２３０２には、平面ミラー２３１３，２３１４と複数の光反射集光素子２３０３〜２３０５が設置されている。光反射集光素子２３０３〜２３０５は、第二のアレイ素子搭載ブロック２３０２に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック２３０１の外部には、波長選択素子から入出力される光線を受光または発光するための光素子２３１６〜２３２０が実装されている。第一のアレイ素子搭載ブロック２３０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２３０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１５５】
斜面に形成された平面ミラー２３１３，２３１４は、透過窓２３１１，２３１２を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１５６】
第一のグループの光素子２３１６，２３１７が全て発光素子であり、第二のグループの光素子２３１８〜２３２０が全て受光素子の場合を考える。発光素子２３１６，２３１７から出射される複数の光線は、モジュール内部に入射し、モジュール内部を伝播する際に合波され、透過窓２３１１からモジュール外部に出射される。また、透過窓２３１２を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、波長選択素子２３０８〜２３１０から外部に出射され、受光素子２３１８〜２３２０に入射する。
【０１５７】
第１５の参考例は、特に、上記のような構成により、二つの共通ポートを有する一つの光制御モジュールによって合分波動作の両方を同時に実現することが可能であり、一つの光制御モジュールに、波長多重通信に対応した光送信機と光受信機を一体化することが可能である。
【０１５８】
また、この場合、モジュール外部との光線の入出力に必要なポートを第一のアレイ素子搭載ブロック２３０１のみに形成することにより、モジュール外部に実装するアレイ状の光素子やそれらを組合せたブロックを、モジュールの一方の側面に配置することができ、実装コストを低減できる。さらに、光反射集光素子２３０３〜２３０５、および、平面ミラー２３１３，２３１４は一つのアレイ素子搭載ブロック２３０２に形成されているため、これらの光制御素子を一体形成かつ一括形成することが可能であり、製造コストを低減することができる。
【０１５９】
また、上記の例では２３１６〜２３２０の光素子は全て受光素子または発光素子であったが、これらの全部または一部が光ファイバと結合レンズ系が組合せられたモジュールでもよい。
【０１６０】
＜第１６の参考例＞
図２４は、本発明の第１６の参考例に係る光制御モジュール２４００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１６１】
符号２４０１，２４０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２４０３〜２４０７が示す部材は光反射集光素子であり、符号２４０８〜２４１１が示す部材は波長選択素子であり、符号２４１２が示す部材は第一の光学的な透過窓であり、符号２４１３が示す部材は第二の光学的な透過窓であり、符号２４１４，２４１５が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２４１６が示す部材は保持構造である。
【０１６２】
第一のアレイ素子搭載ブロック２４０１には、複数の光反射集光素子２４０３〜２４０７と二つの透過窓２４１２，２４１３が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２４０２には、二つの平面ミラー２４１４，２４１５と複数の波長選択素子２４０８〜２４１１が等間隔に設置されている。光反射集光素子２４０３〜２４０７は、第一のアレイ素子搭載ブロック２４０１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック２４０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２４０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１６３】
斜面に形成された平面ミラー２４１４，２４１５は、透過窓２４１２，２４１３を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１６４】
第一の透過窓２４１２を通じてモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、波長選択素子２４０８〜２４１１から外部に出射される。全ての波長選択素子によって反射された波長を含む光線は、平面ミラー２４１５によって反射され、第二の透過窓２４１３によってモジュール外部に一本の光線として出射される。この光線は、光結合用のレンズ系などで光ファイバに結合させ、本光制御モジュールから送信される光信号として再利用することもできる。
【０１６５】
第１６の参考例は、特に、上記のような構成により、透過窓２４１２からモジュール内部に入力する入射光軸と、透過窓２４１３からモジュール外部へ出力される出射光軸の両方を、アレイ素子搭載ブロックの表面に対して垂直に設置できるため、本光制御モジュールの共通ポートが配置される側の両側面に空間を確保することができる。したがって、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、実装スペースを有効利用することができる。
また、分波としての機能のみを有する多ポート多波長型の光アドドロップマルチプレクサ装置を一つの本光制御モジュールで実現できるため、製造コスト、装置サイズを大幅に低減できる。
【０１６６】
また、波長選択素子２４０８〜２４１１から外部に出射される光線を、外部に実装したアレイ状の受光素子などで電気信号に変換する場合、アレイ状の光ファイバやレンズ系などに光線を結合させる場合に比べて光学系を簡素化できるため、実装に必要な空間を縮小することができる。したがって、本光制御モジュールをパッケージに実装する場合に、パッケージ隅などに実装可能であり、実装スペースを有効利用することができる。
【０１６７】
また、波長選択素子２４０８〜２４１１から外部に出射される光線を、電気信号に変換せず、アレイ状の光ファイバやレンズ系に光線を結合させる場合でも、これらの出射光軸は互いに平行であり、出射光軸とアレイ素子搭載ブロックの表面とのなす角度は全て同一である。したがって、図１６に示した第８の参考例のように、複数の光制御モジュールを一組のアレイ素子搭載ブロックに一括形成する場合でも、複数の入出力光軸の衝突が起こる可能性をなくすことができる。
【０１６８】
＜第１７の参考例＞
図２５は、本発明の第１７の参考例に係る光制御モジュール２５００の概略構成図であり、図１および図２４に示した第１および第１６の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１６９】
符号２５０１，２５０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２５０３〜２５０７が示す部材は光反射集光素子であり、符号２５０８〜２５１１が示す部材は波長選択素子であり、符号２５１２が示す部材は第一の光学的な透過窓であり、符号２５１３が示す部材は第二の光学的な透過窓であり、符号２５１４，２５１５が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２５１６が示す部材は保持構造である。
【０１７０】
第一のアレイ素子搭載ブロック２５０１には、複数の光反射集光素子２５０３〜２５０７と二つの透過窓２５１２，２５１３が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２５０２には、二つの平面ミラー２５１４，２５１５と複数の波長選択素子２５０８〜２５１１が等間隔に設置されている。光反射集光素子２５０３〜２５０７は、第一のアレイ素子搭載ブロック２５０１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック２５０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２５０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１７１】
斜面に形成された平面ミラー２５１４，２５１５は、透過窓２５１２，２５１３を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１７２】
複数の波長選択素子のうち、第一のグループ２５０８，２５０９を合波動作のために利用し、第二のグループ２５１０，２５１１を分波動作のために利用する場合を考える。
【０１７３】
第一の透過窓２５１２を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、第二のグループの波長選択素子２５１０，２５１１から外部に出射される。全ての波長選択素子２５０８〜２５１１によって反射された波長を含む光線は、平面ミラー２５１５によって反射され、第二の透過窓２５１３によってモジュール外部に一本の光線として出射される。第一のグループの波長選択素子２５０８，２５０９を透過し、モジュール内部に入射される複数の光線は、モジュール内部を伝播する際に合波され、平面ミラー２５１５によって反射され、第二の透過窓２５１３によってモジュール外部に一本の光線として出射される。
【０１７４】
第二のアレイ素子搭載ブロック２５０２に形成される波長選択素子のうち、合波動作に利用される第一のグループの波長選択素子２５０８，２５０９が形成される位置は、分波動作に利用される第二のグループの波長選択素子２５１０，２５１１が形成される位置と比較した場合、分波動作のための外部からの光線をモジュール内部に導波させる第一の透過窓２５１２に近い領域に形成することで、合分波動作により波長選択素子から入出力される光軸の衝突を防ぐことができる。
【０１７５】
第１７の参考例は、特に、上記のような構成により、多ポート多波長型の光アドドロップマルチプレクサ装置を一つの本光制御モジュールで実現できるため、製造コスト、装置サイズを大幅に低減できる。
【０１７６】
＜第１８の参考例＞
図２６は、本発明の第１８の参考例に係る光制御モジュール２６００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例、図２５に示した第１７の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１７７】
符号２６０１，２６０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２６０３，２６０４が示す部材は平面ミラーであり、符号２６０５，２６０６が示す部材は波長選択素子であり、符号２６０７が示す部材は受光素子であり、符号２６０８が示す部材は発光素子である。
【０１７８】
第一のアレイ素子搭載ブロック２６０１には、複数の平面ミラー２６０３，２６０４が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２６０２には、複数の波長選択素子２６０５，２６０６が等間隔に設置されている。第一のアレイ素子搭載ブロック２６０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２６０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１７９】
複数の波長選択素子２６０５，２６０６については、合波動作のために利用される波長選択素子２６０６と、分波動作に利用される波長選択素子２６０５が、交互に設置されている。分波動作に利用される波長選択素子２６０５の外部には受光素子２６０７が実装されており、合波動作に利用される波長選択素子２６０６の外部には発光素子２６０８が実装されている。
【０１８０】
第１８の参考例は、特に、上記のような構成により、発光素子２６０８と受光素子２６０７の組み合わせで、モジュール外部に送受信機が構成でき、その送受信機をモジュールに複数設置することが可能であり、必要に応じて取り付けたり取り外したりすることが可能である。
【０１８１】
＜第１９の参考例＞
図２７は、本発明の第１９の参考例に係る光制御モジュール２７００の概略構成図であり、図１および図２５に示した第１および第１７の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール内部を伝播し、モジュール外部に出射される光線を概念的に示してある。
【０１８２】
符号２７０１，２７０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２７０３〜２７０６が示す部材は光反射集光素子であり、符号２７０７〜２７１１が示す部材は波長選択素子であり、符号２７１２が示す部材は第一の光学的な透過窓であり、符号２７１３が示す部材は第二の光学的な透過窓であり、符号２７１４，２７１５が示す部材は鋸歯状構造の斜面に形成された平面ミラーであり、符号２７１６が示す部材が保持構造である。
【０１８３】
第一のアレイ素子搭載ブロック２７０１には、複数の光反射集光素子２７０３，２７０４と波長選択素子２７０９〜２７１１が等間隔に設置されており、二つの透過窓２７１２，２７１３が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック２７０２には、二つの平面ミラー２７１４，２７１５が設置されており、複数の波長選択素子２７０７，２７０８と光反射集光素子２７０５，２７０６が等間隔に設置されている。光反射集光素子２７０３〜２７０６は、アレイ素子搭載ブロック２７０１，２７０２に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック２７０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２７０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０１８４】
斜面に形成された平面ミラー２７１４，２７１５は、透過窓２７１２，２７１３を通してモジュール内部に入出力される光線の光軸が、アレイ素子搭載ブロックの表面と直交するような角度で形成されており、共通ポートに設置するモジュール外部の光素子を、モジュール表面に対して垂直に配置することができる。
【０１８５】
複数の波長選択素子のうち、第一のグループ２７０９〜２７１１を合波動作のために利用し、第二のグループ２７０７，２７０８を分波動作のために利用する場合を考える。
【０１８６】
第一の透過窓２７１２を通してモジュール外部から内部に入射される光線は、モジュール内部を伝播する際に分波され、第二のグループの波長選択素子２７０７，２７０８から外部に出射される。全ての波長選択素子２７０７〜２７１１によって反射された波長を含む光線は、平面ミラー２７１５によって反射され、第二の透過窓２７１３によってモジュール外部に一本の光線として出射される。第一のグループの波長選択素子２７０９〜２７１１を透過し、モジュール内部に入射される複数の光線は、モジュール内部を伝播する際に合波され、平面ミラー２７１５によって反射され、第二の透過窓２７１３によってモジュール外部に一本の光線として出射される。
【０１８７】
第一のグループの波長選択素子２７０９〜２７１１から入出力される光線の光軸の位置、第二のグループの波長選択素子２７０７，２７０８から入出力される光線の光軸の位置は、それぞれ、透過窓２７１２，２７１３から入出力される光線の光軸と衝突しない位置に設置するのが望ましい。
【０１８８】
第１９の参考例は、特に、上記のような構成により、第二のアレイ素子搭載ブロック２７０２に形成される波長選択素子２７０７，２７０８は全て分波動作に利用され、第一のアレイ素子搭載ブロック２７０１に形成される波長選択素子２７０９〜２７１１は全て合波動作に利用することができる。
【０１８９】
したがって、合分波動作により波長選択素子から入出力される光軸の衝突を防ぐことが可能であり、第一のグループの波長選択素子２７０７，２７０８、第二のグループの波長選択素子２７０９〜２７１１のそれぞれに最適な外部の光素子の種類や実装方法を選択できる。
【０１９０】
＜第２０の参考例＞
図２８は、本発明の第２０の参考例に係る光制御モジュール２８００の概略構成図であり、図１に示した第１の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０１９１】
符号２８０１，２８０２が示す部材は、光制御素子、透過窓などが形成されたアレイ素子搭載ブロックであり、符号２８０３が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間を介して対向させるための保持構造である。
【０１９２】
第２０の参考例は、特に、第一のアレイ素子搭載ブロック２８０１と第二のアレイ素子搭載ブロック２８０２がともに平板状構造である場合、保持構造２８０３の形状を簡略化することが可能であり、製造コストを低減できる。
【０１９３】
＜第２１の参考例＞
図２９は、第２２の参考例であり、図２８に示した第２０の参考例の詳細説明図である。
符号２９０１が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号２９０２が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造の一部であり、符号２９０３が示す部材は、保持構造の一部に、位置精度よく形成された突起状構造である。
【０１９４】
上記の構成により、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させる際に、その間隙を簡易かつ精度よく位置決めすることが可能であり、実装コスト、製造コストを低減することが可能である。
【０１９５】
＜第２２の参考例＞
図３０は、本発明の第２２の参考例に係る光制御モジュール３０００の概略構成図であり、図２８に示した第２０の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０１９６】
符号３００１が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロックであり、符号３００２が示す部材は、複数の光制御素子や透過窓などが形成された第二のアレイ素子搭載ブロックであり、符号３００３〜３００５が示す部材は、導波ブロック３００１に一体形成された光反射集光素子である。
【０１９７】
導波ブロック３００１には、光反射集光素子以外にも、斜面、窪み、突起、曲面などの複雑な構造を形成することも可能である。また、物理的な貫通穴を形成し、導波ブロック３００１から光線をモジュール内部に入射させることもできる。
【０１９８】
また、上記の例では第一のアレイ素子搭載ブロックと、アレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造が一体形成されているが、第二のアレイ素子搭載ブロックと、アレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造が一体形成されていてもよい。
【０１９９】
第２２の参考例は、特に、上記のような構成により、導波ブロック３００１の上部に、アレイ素子搭載ブロック３００２を載せるだけで、二つのアレイ素子搭載ブロックの間隙を精度よく位置決めすることが可能であり、アライメントコストを低減できるため、製造コストを低減することが可能である。
【０２００】
＜第２３の参考例＞
図３１は、本発明の第２３の参考例に係る光制御モジュール３１００の概略構成図であり、図３０に示した第２２の参考例の応用例である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０２０１】
符号３１０１が示す部材は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロックであり、符号３１０２が示す部材は、複数の光制御素子や透過窓などが形成された第二のアレイ素子搭載ブロックであり、符号３１０３〜３１０６が示す部材は、第二のアレイ素子搭載ブロック３１０２の外部に実装される、光ファイバもしくは電気伝導性の配線、レンズ系、受光素子、発光素子やそれらが組み合わせられていることを特徴とする筒状モジュールであり、符号３１０７が示す部材は、第二のアレイ素子搭載ブロック３１０２の外部に実装される、筒状モジュール３１０３〜３１０６の設置位置と設置角度を位置決めし、固定するための外部モジュール支持構造である。符号３１０８〜３１１０が示す部材は、導波ブロック３１０１に一体形成された光反射集光素子である。
【０２０２】
導波ブロック３１０１には、第二のアレイ素子搭載ブロック３１０２、および、外部素子支持構造３１０７との相対的な設置位置を精度よく位置決めするための階段状構造が形成されている。導波ブロック３１０１と外部モジュール支持構造３１０７のそれぞれは、加工・成型の際に要求される形状やそのサイズおよび精度が異なるため、樹脂、金属、シリコンなどの材質から最適なものを選んで製造することが望ましい。
【０２０３】
第２３の参考例は、特に、上記の構成により、第一のアレイ素子搭載ブロックに形成された平面ミラーや光制御素子、第二のアレイ素子搭載ブロックに形成された平面ミラーや光制御素子、第二のアレイ素子搭載ブロックの外部に実装される複数の筒状モジュールについて、これらの部品の相対的な設置位置と設置角度を、簡易かつ精度よく位置決めすることが可能であり、実装コストを低減することが可能である。
【０２０４】
＜第２４の参考例＞
図３２は、図３１に示した第２３の参考例の詳細説明図である。
符号３２０１は、複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロックの一部であり、符号３２０２は、第二のアレイ素子搭載ブロックの一部であり、符号３２０３は、第二のアレイ素子搭載ブロックの外部に実装される、筒状モジュールの設置位置と設置角度を位置決めし、固定するための外部モジュール支持構造の一部であり、符号３２０４は、前記導波ブロック３２０１一部に、位置精度よく形成された突起状構造である。
【０２０５】
上記の構成により、導波ブロック３２０１、第二のアレイ素子搭載ブロック３２０２、外部モジュール支持構造３２０３について、これらの部品の相対的な設置位置を、簡易かつ精度よく位置決めすることが可能であり、実装コストを低減することが可能である。
【０２０６】
＜第２５の参考例＞
図３３は、図３０に示した第２２の参考例の詳細説明図である。
複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロック３００１ａを製造する場合、アレイ素子搭載ブロックに形成された光制御素子の反射面に対して垂直な側壁が三面に形成されている場合が考えられる。
【０２０７】
上記のような構成により、導波ブロックの強度を保ちつつ、導波ブロックの奥行きを側壁一面分削減することができる。また、アレイ素子搭載面の表面積を確保することが可能であるため、アレイ素子搭載ブロックを製造する際のアレイ素子搭載面の表面の平滑性、平面性などを向上させることができる。
【０２０８】
＜第２６の参考例＞
図３４は、図３０に示した第２２の参考例の詳細説明図である。
複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロック３００１ｂを製造する場合、アレイ素子搭載ブロックに形成された光制御素子の反射面に対して垂直な側壁が四面に形成されている場合が考えられる。
【０２０９】
上記のような構成により、二つのアレイ素子搭載ブロックの間隙を密閉することが可能であるため、本光制御モジュールの外部からの異物の進入を防ぐことができる。場合によっては、二つのアレイ素子搭載ブロックの間隙を空気以外の媒質で充填したり、真空状態にすることも可能である。
【０２１０】
＜第２７の参考例＞
図３５は、図３０に示した第２２の参考例の詳細説明図である。
複数のアレイ素子搭載ブロックを空間中で対向させるための保持構造と、第一のアレイ素子搭載ブロックが一体形成された導波ブロック３００１ｃを製造する場合、アレイ素子搭載ブロックに形成された光制御素子の反射面に対して垂直な側壁が対向する二面に形成されている場合が考えられる。
【０２１１】
上記のような構成により、導波ブロックの奥行きを側壁二面分削減することができ、アレイ素子搭載面の表面積を確保しつつ、本光制御モジュールを小型化できる。
【０２１２】
＜第２８の参考例＞
図３６（ａ）（ｂ）は、図５および図６に示した応用例の別の例である。
図３６（ａ）は素子反射面がアレイ素子搭載ブロックの窪み状構造として形成されている場合、図３６（ｂ）は素子反射面がアレイ素子搭載ブロックの突起状構造として形成されている場合の概念図である。
【０２１３】
モジュール内部を伝播する光線の光軸を含む平面を伝播平面とすると、伝播光線が鋸歯の斜面に入射し、反射する光線の反射光軸が、伝播平面に対して垂直となるように、アレイ素子搭載ブロックの表面に斜面構造を形成する。
【０２１４】
上記のような構成により、反射光線の光軸をアレイ素子搭載ブロックの表面に対して平行になるように設計することが可能であり、光制御モジュールの共通ポートに相当する外部光素子の配置自由度を大幅に向上させることができる。
【０２１５】
＜第２９の参考例＞
図３７は、図８の符号８−３に示した応用例の別の例であり、アレイ素子搭載ブロック３７０１に一体形成する光反射集光素子が球面状の凹面ミラーの場合の概念図である。
【０２１６】
アレイ素子搭載ブロック３７０１に一体形成する光反射集光素子が球面状の凹面ミラーの場合、球面ミラーの中心に光線が入射すれば、アレイ素子搭載ブロック３７０１の表面（平面）に対して、その入射光線３７０２の入射角と反射光線の反射角は一致する。
【０２１７】
ここで、入射光線を平行移動させ、球面ミラーの中心からずれた位置に光線を入射させると、アレイ素子搭載ブロックの表面（平面）に対して、その入射光線３７０３の入射角と反射光線の反射角は一致せず、また設計により、反射光線の光軸とアレイ素子搭載ブロックの表面（平面）を直交させることもできる。
【０２１８】
＜第３０の参考例＞
図３８は、本発明の第３０の参考例に係る光制御モジュールの概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０２１９】
符号３９０１，３９０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号３９０３，３９０４，３９０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号３９０６，３９０７が示す部材は波長選択素子であり、符号３９０８は平面ミラーであり、符号３９０９，３９１０は光学的な透過窓である。
【０２２０】
第一のアレイ素子搭載ブロック３９０１には、透過窓３９０９と複数の光反射集光素子３９０３〜３９０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック３９０２には、平面ミラー３９０８、複数の波長選択素子３９０６，３９０７、透過窓３９１０が等間隔に設置されている。光反射集光素子３９０３，３９０４，３９０５は、第一のアレイ素子搭載ブロック３９０１に一体形成された凹面ミラーである。
【０２２１】
第一のアレイ素子搭載ブロック３９０１と第二のアレイ素子搭載ブロック３９０２は、空間中で対向させられており、光学的な透過窓３９０９から入射した光線が、第一のアレイ素子搭載ブロック３９０１に入反射する際に、反射光線の光軸が第二のアレイ素子搭載ブロック３９０２と直交するように設計されている。
【０２２２】
第３０の参考例は、特に、上記の構成により、鋸歯状の斜面の上に光反射集光素子を形成することなく、アレイ素子搭載面とモジュール外部の外部光素子の光軸を直交させ、外部光素子の光軸の設置角度を単純化し、実装コストを低減することができる。
【０２２３】
また、光反射集光素子３９０３，３９０４，３９０５を平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【０２２４】
＜第３１の参考例＞
図３９は、本発明の第３１の参考例に係る光制御モジュール４０００の概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０２２５】
符号４００１，４００２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号４００３，４００４，４００５が示す部材は光反射集光素子であり、符号４００６〜４００８が示す部材は波長選択素子であり、符号４００９は光学的な透過窓である。
【０２２６】
第一のアレイ素子搭載ブロック４００１には、透過窓４００９と複数の光反射集光素子４００３〜４００５が設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック４００２には、複数の波長選択素子４００６〜４００８が等間隔に設置されている。光反射集光素子４００３，４００４，４００５は、第一のアレイ素子搭載ブロック４００１に一体形成された凹面ミラーである。第二のアレイ素子搭載ブロック４００２は光学的に透明な材質で製造された平板状の構造物であり、その表面に平板状の波長選択素子４００６〜４００８が貼り付けられている。
【０２２７】
第一のアレイ素子搭載ブロック４００１と第二のアレイ素子搭載ブロック４００２は、空間中で対向させられており、光学的な透過窓４００９から入射した光線が、第一のアレイ素子搭載ブロック４００１に入反射する際に、反射光線の光軸が第一のアレイ素子搭載ブロック４００１と直交するように設計されている。
【０２２８】
第３１の参考例は、特に、上記のような構成により、アレイ素子搭載面と共通ポートに相当するモジュール外部の外部光素子の光軸を直交させ、外部光素子の光軸の設置角度を単純化し、実装コストを低減する場合に、鋸歯状の斜面の上に波長選択素子を形成する必要が無い。したがって、モジュール製造コストを低減できる。
【０２２９】
また、光反射集光素子４００３〜４００５を、斜面に形成された平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【０２３０】
＜第３２の参考例＞
図４０は、本発明の第３２の参考例に係る光制御モジュール４１００の概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０２３１】
符号４１０１，４１０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号４１０３，４１０４，４１０５が示す部材は光反射集光素子であり、符号４１０６，４１０７が示す部材は波長選択素子であり、符号４１０８は平面ミラーであり、符号４１０９，４１１０は光学的な透過窓である。
【０２３２】
第一のアレイ素子搭載ブロック４１０１には、透過窓４１０９と複数の光反射集光素子４１０３〜４１０５が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック４１０２には、平面ミラー４１０８、複数の波長選択素子４１０６，４１０７、透過窓４１１０が等間隔に設置されている。光反射集光素子４１０３，４１０４，４１０５は、第一のアレイ素子搭載ブロック４１０１に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック４１０１と第二のアレイ素子搭載ブロック４１０２は、空間を介し平行に対向させられている。
【０２３３】
平面ミラー４１０８、光反射集光素子４１０３〜４１０５、波長選択素子４１０６，４１０７は、アレイ素子搭載面に鋸歯状に形成されている。また、アレイ素子搭載ブロック４１０１，４１０２に入反射する入射光軸および反射光軸の両方について、アレイ素子搭載面となす角度が９０度よりも小さくなるように設計されている。
【０２３４】
第３２の参考例は、特に、上記のような構成により、第二のアレイ素子搭載ブロック４１０２に形成されている波長選択素子４１０６，４１０７の配置間隔を維持しつつ、波長選択素子４１０６，４１０７や光反射集光素子４１０３〜４１０５に入反射する光線の入射角を低減することができる。したがって、波長選択素子４１０６，４１０７の透過光のフィルタ特性の向上や光反射集光素子４１０３〜４１０５のコマ収差の低減などが可能である。
【０２３５】
また、光反射集光素子４１０３〜４１０５を、斜面に形成された平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【０２３６】
＜第１の実施の形態＞
図４１は、本発明の第１の実施の形態に係る光制御モジュールの概略構成図である。なお、同図には、モジュール外部に入出力される光線を概念的に示してある。
【０２３７】
符号４２０１，４２０２が示す部材はアレイ素子搭載ブロックであり、符号４２０３，４２０４が示す部材は山状構造の平面ミラーであり、符号４２０５，４２０６が示す部材は波長選択素子であり、符号４２０７〜４２０９は光反射集光素子である。
【０２３８】
第一のアレイ素子搭載ブロック４２０１には、山状構造の平面ミラー４２０３，４２０４が等間隔に設置されており、第二のアレイ素子搭載ブロック４２０２には、複数の波長選択素子４２０５，４２０６と光反射集光素子４２０７〜４２０９が交互に等間隔に設置されている。光反射集光素子４２０７，４２０８，４２０９は、第二のアレイ素子搭載ブロック４２０２に一体形成された凹面ミラーである。第一のアレイ素子搭載ブロック４２０１と第二のアレイ素子搭載ブロック４２０２は、空間を介して平行に対向させられている。
【０２３９】
第二のアレイ素子搭載ブロック４２０２に形成された光反射集光素子４２０７から反射された光線は、第一のアレイ素子搭載ブロック４２０１に形成された山状構造の平面ミラー４２０３の第一の斜面に入射し、第二のアレイ素子搭載ブロック４２０２に形成された波長選択素子４２０５に入射する。その波長選択素子４２０５から反射された光線は山状構造の平面ミラー４２０３の第二の斜面に入射し、第二のアレイ素子搭載ブロック４２０２に形成された別の光反射集光素子４２０８に入射する。以上のような動作を繰り返し、光制御モジュールの内部を光線が伝播する。その際、アレイ素子搭載面に伝播光線が入反射する場合、波長選択素子に入反射する光線の入射角は小さく、光反射集光素子に入反射する光線の入射角は大きくなるように、その角度を交互に変調させながら伝播する。
【０２４０】
第１の実施の形態は、特に、上記のような構成により、波長選択素子４２０５，４２０６からモジュールの外部へ出射される光線を受光する外部光素子の配置間隔を拡大しつつ、波長選択素子４２０５，４２０６に入反射する光線の入射角を低減できる。
【０２４１】
また、山状構造の平面ミラー４２０３，４２０４は、二つの素子反射点および素子反射面を含むため、多くの光制御素子を一括かつ高精度に形成できる。したがって、波長選択素子４２０５，４２０６の透過光のフィルタ特性を向上させつつ、外部光素子の配置自由度を大幅に向上させ、さらにモジュール製造コストを低減することができる。
【０２４２】
また、光反射集光素子４２０７〜４２０９を平面ミラーに置き換えてもよい。その場合は、アレイ素子搭載ブロックの製造コストを低減することができる。
【０２４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光制御モジュールによれば、複数の光伝送路（ポート）を有するモジュールにおいて、モジュール内部の伝播光線を多重反射させる方式により、特定の波長または特定の光量の光線を、複数の光伝送路に対して抽出または挿入する場合に発生する課題を解決することが可能であり、
１）モジュール製造コスト低減
２）伝播損の低減
３）反射損の低減
４）ポート間ピッチ拡大
５）各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の実装コスト低減
６）各ポートに配置するモジュール外部の光学部品の配置自由度向上
７）モジュール内部の伝播光線の波長帯の広帯域化
８）モジュール内部の伝播光線の光軸設計自由度向上
９）フィルタ特性の向上
等の効果を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２】 図１に示した第１の参考例に用いる波長選択素子の具体的な動作例や設置例を示す説明図である。
【図３】 図１に示した第１の参考例のモジュール内部を伝播する光線がアレイ素子搭載ブロックの表面で反射される場合の具体例を示す説明図である。
【図４】 図１に示した第１の参考例のアレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、光線を透過させる場合の具体例を示す説明図である。
【図５】 図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する窪み状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図６】 図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、アレイ素子搭載ブロックの表面に対する突起状構造を形成することで、鋸歯状の表面を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図７】 図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、平面ミラーを斜めに形成し、鋸歯状の反射面を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図８】 図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域に光反射集光素子を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図９】 図１に示した第１の参考例の応用例であり、アレイ素子搭載ブロックの特定の領域において、突起または窪み状の構造を利用し、斜面や球面などの構造を複数箇所一体形成し、その後、金属または多層膜などにより、表面に反射膜を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図１０】 本発明の第１の参考例に係る光制御モジュールの変形例を示す概略構成図である。
【図１１】 本発明の第２の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１２】 本発明の第３の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１３】 本発明の第４の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１４】 本発明の第５の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１５】 本発明の第６，第７の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図であり、（ａ）が第６の参考例、（ｂ）が第７の参考例を示している。
【図１６】 本発明の第８の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１７】 本発明の第９の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１８】 本発明の第１０の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図１９】 本発明の第１１の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２０】 本発明の第１２の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２１】 本発明の第１３の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２２】 本発明の第１４の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２３】 本発明の第１５の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２４】 本発明の第１６の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２５】 本発明の第１７の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２６】 本発明の第１８の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２７】 本発明の第１９の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２８】 本発明の第２０の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図２９】 第２０の参考例の詳細部である第２１の参考例を示す説明図である。
【図３０】 本発明の第２２の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図３１】 本発明の第２３の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図３２】 第２３の参考例の詳細部である第２４の参考例を示す説明図である。
【図３３】 第２２の参考例の詳細部である第２５の参考例を示す説明図である。
【図３４】 第２２の参考例の詳細部である第２６の参考例を示す説明図である。
【図３５】 第２２の参考例の詳細部である第２７の参考例を示す説明図である。
【図３６】 本発明の第２８の参考例を示す説明図である。
【図３７】 アレイ素子搭載ブロックに一体形成する光反射集光素子が球面状の凹面ミラーである第２９の参考例を示す概念図である。
【図３８】 本発明の第３０の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図３９】 本発明の第３１の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図４０】 本発明の第３２の参考例に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図４１】 本発明の第１の実施の形態に係る光制御モジュールを示す概略構成図である。
【図４２】 第１の従来技術を示す構成図である。
【図４３】 第２の従来技術を示す構成図である。
【図４４】 第３の従来技術を示す構成図である。
【符号の説明】
１００，１００Ａ，１０００，１１００，１３００，１４００，１５００，１５１０，１６００，１７００，１８００，１９００，２０００，２１００，２２００，２３００，２４００，２５００，２６００，２７００，２８００，３０００，３１００，３９００，４０００，４１００，４２００ 光制御モジュール
１０１，１０２，１００１，１００２，１１０１，１１０２，１３０１，１３０２，１４０１，１４０２，１５０１，１５０２，１５１１，１５１２，１６０１，１６０２，１７０１，１７０２，１８０１，１８０２，１９０１，１９０２，２０００，２００１，２００２，２１０１，２１０２，２２０１，２２０２，２３０１，２３０２，２４０１，２４０２，２５０１，２５０２，２６０１，２６０２，２７０１，２７０２，２８０１，２８０２，２９０１，３００２，３１０２，３２０２，３７０１，３９０１，３９０２，４００１，４００２，４１０１，４１０２，４２０１，４２０２ アレイ素子搭載ブロック
１０１ａ，１０２ａ アレイ素子搭載面
１０３，１０４，１０５，１００３，１００４，１１０３，１１０４，１１０５，１３０３，１３０４，１３０５，１３０６，１３０７，１３０８，１４０３，１４０５，１４０６，１５０３，１５０４，１５０５，１５１３，１５１４，１６０３，１６０４，１６０５，１６０６，１７０３，１７０４，１７０５，１７０６，１７０７，１８０３，１８０４，１８０５，２００３，２００４，２００５，２１０３，２１０４，２１０５，２２０３，２２０４，２２０５，２２０６，２３０３，２３０４，２３０５，２４０３，２４０４，２４０５，２４０６，２４０７，２５０３，２５０４，２５０５，２５０６，２５０７，２７０３，２７０４，２７０５，２７０６，３００３，３００４，３００５，３１０８，３１０９，３１１０，３９０３，３９０４，３９０５，４００３，４００４，４００５，４１０３，４１０４，４１０５，４２０７，４２０８，４２０９ 光反射集光素子
１０６，１０７，１００５，１００６，１００７，１１０６，１１０７，１３０９，１３１０，１４０７，１４０８，１５０６，１５０７，１５１５，１５１６，１６０７，１６０８，１６０９，１６１０，１７０８，１７０９，１７１０，１７１１，１７１２，１８０６，１８０７，１９０６，１９０７，２００６，２００７，２００８，２１０６，２１０７，２２０７，２２０８，２２０９，２２１０，２３０６，２３０７，２３０８，２３０９，２３１０，２４０８，２４０９，２４１０，２４１１，２５０８，２５０９，２５１０，２５１１，２６０５，２６０６，２７０７，２７０８，２７０９，２７１０，２７１１，３９０６，３９０７，４００６，４００７，４００８，４１０６，４１０７，４２０５，４２０６ 波長選択素子
１０８，１１０８，１４０９，１４１０，１５１７，１６１１，１６１２，１７１３，１９０３，１９０４，１９０５，２０１０，２１０９，２２１３，２２１４，２３１３，２３１４，２４１４，２４１５，２５１４，２５１５，２６０３，２６０４，２７１４，２７１５，３９０８，４１０８，４２０３，４２０４ 平面ミラー
１０９，１１０，１１０９，１１１０，１３１１，１４１１，１６１３，１６１４，１７１４，１８０８，１８０９，１９０８，１９０９，２００９，２１０８，２２１１，２２１２，２３１１，２３１２，２４１２，２４１３，２５１２，２５１３，２７１２，２７１３，３９０９，３９１０，４００９，４１０９４１１０ 透過窓
２０１１，２１１０，２２１５，２３１５ パッケージ壁面
２１１１，２１１２，２２１６，２２１７，２２１８，２２１９，２３１６，２３１７，２３１８，２３１９，２３２０，２６０７，２６０８ 発光素子または受光素子
１１２，２０１２，２１１３，２２２０，２３２１，２４１６，２５１６，２７１６，２８０３，２９０２ 保持構造
２９０３，３２０４ 突起構造
３００１，３１０１，３２０１，３００１ａ，３００１ｂ，３００１ｃ 導波ブロック
３１０３，３１０４，３１０５，３１０６ 筒状モジュール
３１０７，３２０３ 外部モジュール支持構造
３７０２，３７０３ 入射光線

Claims (5)

1. 第１のアレイ素子搭載面と第２のアレイ素子搭載面が平行に配置され、
   第１のアレイ素子搭載面に平行な平面上には、入射光線の一部を透過させ他の一部を反射させる光線分岐素子と、入射光線を反射させる第１反射部とが、交互に複数配置され、
   第２のアレイ素子搭載面に平行な平面上には、断面略山状となる反射面を備える第２反射部を複数備え、
   前記光線分岐素子と前記第２反射部とは、前記光線分岐素子の中心を通る法線が前記第２反射部の断面略山状の前記反射面の頂点付近を通過するように配置され、
   入射光線の前記光線分岐素子への入射角は、前記第１反射部への入射角に比して小さいことを特徴とする光制御モジュール。
2. 請求項１に記載の光制御モジュールにおいて、
   前記光線分岐素子と、第１反射部は、すべて第１のアレイ素子搭載面に平行な平面上に配置され、前記光線分岐素子と第１反射部との間隔がすべて等しく、
   第２反射部はすべて第２のアレイ素子搭載面に平行な平面上に配置され、各第２反射部間の間隔がすべて等しいことを特徴とする光制御モジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載の光制御モジュールにおいて、
   第１反射部は凹面ミラーであることを特徴とする光制御モジュール。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光制御モジュールにおいて、
   第１のアレイ素子搭載面は、光線を導入する、あるいは、出力するための透過窓を備えることを特徴とする光制御モジュール。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の光制御モジュールにおいて、
   前記光線分岐素子は、多層膜光フィルタであることを特徴とする光制御モジュール。

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