光學(xué)元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過空間光學(xué)系統(tǒng)對光波進(jìn)行合成的光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為能夠進(jìn)行10Gbps等高速大容量通信的光學(xué)元件，專利文獻(xiàn)I所記載的雙偏振四相相移鍵控(DP-QPSK ；Dual Polarizat1n-Quadrature Phase Shift Keying)被實(shí)際應(yīng)用。這種光學(xué)元件構(gòu)成為，包括并列形成有(具有被稱為嵌套式結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的)兩個(gè)QPSK調(diào)制部的基板、聚光元件以及偏振合成元件(專利文獻(xiàn)2、3)等。另外，這些光學(xué)部件配置在由不銹鋼等金屬形成的框體部內(nèi)?？蝮w部由箱部和覆蓋箱部的蓋部構(gòu)成并被氣密密封。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-156842號公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-211971號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)3:日本特開2012-047953號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]此處，在對容納光學(xué)部件的框體部進(jìn)行氣密密封時(shí)，通常使用作為電阻焊接中的一種的縫焊?？p焊使用通過輥式電極將焊接部通電而在焊接部附近產(chǎn)生的焦耳熱。在進(jìn)行該縫焊時(shí)，存在如下可能性:產(chǎn)生由在局部產(chǎn)生的焦耳熱引起的溫度分布，由于與此相伴的熱收縮而在光學(xué)元件的框體部發(fā)生翹曲，由于預(yù)先在框體內(nèi)部調(diào)整好配置位置的基板、聚光元件以及偏振合成元件等光學(xué)部件產(chǎn)生錯(cuò)位而使特性劣化。另外，存在由于光學(xué)元件的周邊環(huán)境的溫度變化而也產(chǎn)生同樣的問題的可能性。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于，提供即使溫度變化時(shí)特性也不會(huì)劣化的光學(xué)元件。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的一方面的光學(xué)元件為通過空間光學(xué)系統(tǒng)對光波進(jìn)行合成的光學(xué)元件，包括框體部、光波導(dǎo)元件、合成部以及準(zhǔn)直器部?？蝮w部在內(nèi)部具有容納空間，通過接合兩個(gè)以上的部件而形成。光波導(dǎo)元件設(shè)置在容納空間內(nèi)，射出至少兩個(gè)光波。合成部設(shè)置在容納空間外，通過空間光學(xué)系統(tǒng)對從光波導(dǎo)元件射出到框體部外的光波進(jìn)行合成。準(zhǔn)直器部與框體部連接并且保持合成部，具有對通過合成部合成的光波進(jìn)行聚光的聚光構(gòu)件和供通過聚光構(gòu)件聚光的光波導(dǎo)入的光纖。
[0013]在該光學(xué)元件中，在框體部的容納空間內(nèi)設(shè)置有光波導(dǎo)元件，在容納空間外配置有合成部。因此，能夠在將構(gòu)成框體部的兩個(gè)以上的部件彼此接合之后組裝合成部。因此，即使在通過利用焊接等的熱量的方法進(jìn)行框體部的部件彼此的接合時(shí)，通過在將部件彼此接合之后再組裝合成部，從而不會(huì)由于部件彼此接合時(shí)的熱量的影響而在合成部產(chǎn)生錯(cuò)位。另外，由于是在框體部的容納空間外設(shè)置合成部的結(jié)構(gòu)，因此能夠與合成部的空間量以及合成部的安裝所需的空間量相應(yīng)地使框體部小型化。因此，能夠防止框體部的長形化，即使在對框體部施加熱量的情況下也能夠抑制翹曲的產(chǎn)生。這樣一來，該光學(xué)元件即使在溫度變化的情況下特性也不會(huì)劣化。
[0014]另外，在上述光學(xué)元件中，能夠在框體部的容納空間外在同軸上相鄰配置合成部和準(zhǔn)直器部。由此，與合成部配置在框體部的容納空間內(nèi)并且準(zhǔn)直器部配置在框體部的容納空間外的情況相比，在上述光學(xué)元件中，即使在溫度變化的情況下也能夠抑制合成部與準(zhǔn)直器部的錯(cuò)位，能夠防止特性的劣化。
[0015]合成部能夠具備:偏振旋轉(zhuǎn)元件，使從光波導(dǎo)元件射出的光波中的至少一個(gè)光波的偏振面旋轉(zhuǎn)；以及偏振合成元件，使從光波導(dǎo)元件射出的光波中的未通過偏振旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)偏振面的光波和通過偏振旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)了偏振面的光波偏振合成，或者，使通過偏振旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)了偏振面的光波彼此偏振合成。此時(shí)，偏振旋轉(zhuǎn)元件和偏振合成元件配置在框體部的容納空間外，從而能夠?qū)崿F(xiàn)框體部的進(jìn)一步的小型化。另外，由于能夠?qū)崿F(xiàn)框體部的進(jìn)一步的小型化，因此即使在溫度變化時(shí)也能夠進(jìn)一步抑制框體部的翹曲，能夠抑制特性的劣化。
[0016]光學(xué)元件能夠進(jìn)一步具有偏振旋轉(zhuǎn)元件，該偏振旋轉(zhuǎn)元件使從光波導(dǎo)元件射出的光波中的至少一個(gè)光波的偏振面旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，合成部使從光波導(dǎo)元件射出的光波中的未通過偏振旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)偏振面的光波和通過偏振旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)了偏振面的光波偏振合成，或者，使通過偏振旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)了偏振面的光波彼此偏振合成。由此，能夠通過準(zhǔn)直器部保持合成部，并將偏振旋轉(zhuǎn)元件配置在適當(dāng)?shù)奈恢?，提高設(shè)計(jì)的自由度。
[0017]準(zhǔn)直器部還包括分隔件部，該分隔件部具有與合成部抵接的至少兩個(gè)以上的抵接面，合成部優(yōu)選固定在分隔件部的抵接面。此時(shí)，在通過粘接而將合成部固定于分隔件部的抵接面時(shí)，能夠?qū)⒄辰用娣e確保得較大，能夠增大粘接強(qiáng)度。由此，能夠防止合成部的錯(cuò)位和脫落。
[0018]準(zhǔn)直器部優(yōu)選還包括限制合成部相對于分隔件部的抵接面錯(cuò)位的限制部件。此時(shí)，能夠通過限制部件將合成部更切實(shí)地固定于分隔件部。
[0019]限制部件優(yōu)選為板簧或填充劑。此時(shí)，能夠使用板簧或填充劑簡單且切實(shí)地將合成部固定于分隔件部。
[0020]準(zhǔn)直器部優(yōu)選包括:第一準(zhǔn)直器部，固定有合成部和聚光構(gòu)件；以及第二準(zhǔn)直器部，固定有光纖。此時(shí)，通過對第一準(zhǔn)直器部和第二準(zhǔn)直器部的位置關(guān)系進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠更切實(shí)地將通過聚光構(gòu)件而聚光的光波導(dǎo)入到光纖。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一方面，即使溫度變化時(shí)特性也不會(huì)劣化。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光調(diào)制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概略的剖視部。
[0024]圖2是沿著圖1的I1-1I線的剖視圖。
[0025]圖3是圖1的光調(diào)制器的剖視圖，(a)是沿著圖1的IIIa-1IIa線的剖視圖，(b)是沿著圖1的IIIb-1IIb線的剖視圖。
[0026]圖4是示出合成部的固定方法的第一變形例的剖視圖。
[0027]圖5是示出合成部的固定方法的第二變形例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，參照附圖以DP-QPSK調(diào)制器為例來對本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0029]如圖1所示，光調(diào)制器(光學(xué)元件)I構(gòu)成為包括調(diào)制部10、合成部20以及準(zhǔn)直器部30。調(diào)制部10輸出兩個(gè)光波。具體地講，調(diào)制部10構(gòu)成為包括基板(光波導(dǎo)元件)11、框體部12以及透鏡部13。光波經(jīng)由光纖2而輸入到基板11?；?1例如由鈮酸鋰(LiNbO3)等具有電光效應(yīng)的材料構(gòu)成?；?1進(jìn)彳丁從光纖2輸入的光波的調(diào)制。在基板11例如形成有并列配置有兩個(gè)QPSK調(diào)制部的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該QPSK調(diào)制部采用被稱為嵌套式結(jié)構(gòu)的、并列配置兩個(gè)馬赫-曾德爾型(以下表述為“MZ型”)光波導(dǎo)并且各個(gè)MZ型光波導(dǎo)組裝到更大的MZ型光波導(dǎo)的分支波導(dǎo)內(nèi)而成的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。對形成于基板11的調(diào)制電極施加驅(qū)動(dòng)信號，由此從基板11射出被調(diào)制和復(fù)用化的兩個(gè)光波。另外，基板11的結(jié)構(gòu)不限定于并列形成有兩個(gè)嵌套式結(jié)構(gòu)的QPSK調(diào)制部的結(jié)構(gòu)，只要是射出兩個(gè)以上的光波的結(jié)構(gòu)則也可以是其他結(jié)構(gòu)。也可以是例如進(jìn)行二值調(diào)制的由一個(gè)MZ型光波導(dǎo)構(gòu)成的BPSK調(diào)制部，也可以是進(jìn)行二值以上的多值調(diào)制的調(diào)制部。
[0030]透鏡部13對從基板11射出的兩個(gè)光波進(jìn)行準(zhǔn)直，使其朝向合成部20射出。更詳細(xì)地講，在透鏡部13的保持基板13b設(shè)置有對從基板11射出的兩個(gè)光波分別進(jìn)行準(zhǔn)直的兩個(gè)透鏡部13a。其中，也可以是，將對從基板11射出的兩個(gè)光波中的一個(gè)光波進(jìn)行準(zhǔn)直的透鏡部13a和對另一個(gè)光波進(jìn)行準(zhǔn)直的透鏡部13a分別設(shè)置于彼此不同的基板。
[0031]框體部12在內(nèi)部具有容納空間X?；?1和透鏡部13設(shè)置在框體部12的容納空間X內(nèi)。如圖2所示，框體部12構(gòu)成為包括箱部(部件)12a和蓋部(部件)12b。箱部12a具有一面開口的長方體的箱形狀。蓋部12b以覆蓋箱部12a的開口部的方式配置。箱部12a由蓋部12b氣密地密封。作為箱部12a和蓋部12b的材料，例如能夠使用不銹鋼等金屬。箱部12a與蓋部12b通過利用縫焊等的熱量的方法進(jìn)行接合。另外，雖然通過箱部12a和蓋部12b形成框體部12，但是也可以通過縫焊等將兩個(gè)以上的部件彼此接合而形成框體部12。
[0032]另外，在箱部12a設(shè)置有用于將從基板11射出的光波向框體部12外引導(dǎo)的窗12c。作為窗12c的材料，例如能夠使用藍(lán)寶石。基板11例如通過粘接劑等而固定于箱部12a。另外，也可以是，將用于固定基板11的面中的供基板11抵接的部分的壁厚形成得比其他部位厚，并在通過形成得壁厚較厚而形成為梯形狀的部位的上部固定基板。
[0033]如圖1?圖3 (a)和圖3 (b)所示，合成部20構(gòu)成為包括偏振旋轉(zhuǎn)元件21和偏振合成元件22。偏振旋轉(zhuǎn)元件21使從基板11射出的兩個(gè)光波的偏振面旋轉(zhuǎn)，使兩個(gè)光波成為偏振面彼此相互傾斜90度的狀態(tài)。另外，偏振旋轉(zhuǎn)元件21也可以使從基板11射出的兩個(gè)光波中的一個(gè)光波的偏振面旋轉(zhuǎn)90度，還可以使兩個(gè)光波中的一個(gè)光波的偏振面旋轉(zhuǎn)45度并使另一個(gè)光波的偏振面向反方向旋轉(zhuǎn)45度。
[0034]偏振合成元件22通過空間光學(xué)系統(tǒng)對利用偏振旋轉(zhuǎn)元件21而使偏振面彼此傾斜90度的兩個(gè)光波彼此進(jìn)行偏振合成，使兩個(gè)光波射出到同一光路上。作為偏振合成元件22，例如能夠使用釩酸釔晶體。
[0035]合成部20配置在準(zhǔn)直器部30的第一支架31內(nèi)。具體地講，合成部20安裝在分隔件部25，該分隔件部25固定在具有圓筒形狀的第一支架31的內(nèi)壁。分隔件部25具有與合成部20抵接的兩個(gè)抵接面25a。分隔件部25例如通過粘接劑或YAG焊接而固定于第一支架31。合成部20例如通過粘接劑而固定于分隔件部25的抵接面25a。
[0036]準(zhǔn)直器部30與框體部12連接并且保持合成部20。具體地講，準(zhǔn)直器部30構(gòu)成為包括分隔件部25、第一支架(第一準(zhǔn)直器部)31、第二支架(第二準(zhǔn)直器部)32、聚光透鏡(聚光構(gòu)件)33以及光纖3。第一支架31具有圓筒形狀。在第一支架31的內(nèi)壁，如上所述地隔著分隔件部25而固定有合成部20，并且，在第一支架31的內(nèi)壁直接固定有聚光透鏡33。作為第一支架31的材料，例如能夠使用不銹鋼。第一支架31通過YAG焊接而固定于框體部12。
[0037]聚光透鏡33對由偏振合成元件22合成的光波進(jìn)行聚光并導(dǎo)入到光纖3。例如對設(shè)置在聚光透鏡33的外緣的框部和第一支架31進(jìn)行YAG焊接，從而將聚光透鏡33固定于第一支架31。
[0038]在光纖3的前端部設(shè)置有套管(ferrule) 35和光纖支架36。光纖3的前端部與設(shè)置于套管35的孔部連通。套管35由光纖支架36保持。另外，作為套管35