JP6575286B2 - 光トランシーバ - Google Patents

Description

本発明は、光トランシーバに関する。

近年、光通信システムにおける通信速度は更に高まっており、その速度は１０Ｇｂｐｓを超え、１００Ｇｂｐｓにまで達している。また、光トランシーバとしては、光の位相情報を伝送に利用するコヒーレント方式を用いた光トランシーバがある。このような光トランシーバ及び光通信システムは、それぞれコヒーレント光トランシーバ及びコヒーレント光通信システムと呼ばれる。

コヒーレント光トランシーバでは、所謂マッハツェンダ（Mach-Zhender：ＭＺ）型変調器が用いられる。ＭＺ型変調器として、ニオブ酸リチウム（ＬＮ：Lithium Niobate）によって構成されているものがある。しかしながら、この種のＭＺ型変調器は、その変調度を確保すべく大きな寸法とする必要がある。従って、光トランシーバ内に搭載するのが困難であり、より小さい外形寸法とすることが求められている。

近年開発された別の種類のＭＺ型変調器は、主に半導体材料で構成されている。半導体材料はＬＮよりも大きな屈折率を有している。このため、この半導体材料で構成されたＭＺ型変調器は、より小さい寸法とすることが可能となっており、より小型の光トランシーバの内部に収容可能である。しかしながら、ＭＺ導波路の単一モード性を確保するためにＭＺ導波路の断面積を小さくしなければならず、導波路と外部の光結合において大きな結合損失を生じる。また、ＭＺ型変調器に入出力する光信号を増幅する手段として、エルビウム添加ファイバ光増幅器（Erbium Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ）を光トランシーバの内部に実装することが考えられる。特開２０１５−０９１００４号公報には、このＥＤＦＡを備えた光通信装置が記載されている。この光通信装置において、ＥＤＦＡは光中継器の内部に設けられる。

特開２０１５−０９１００４号公報

ところで、ＣＦＰ２規格に準拠する光トランシーバではハウジングの大きさが定められており、決められた大きさのハウジングの中に多くの部品を効率よく配置する必要がある。また、各部品を内部ファイバで結合した光学回路をハウジング内に配置しなければならない。内部ファイバは、曲げ径をある程度確保した状態で配置しなければならない。このように、光トランシーバの内部には、内部ファイバと多くの部品を効率よく配置する必要がある。

本発明では、内部に効率よく部品を配置することができる光トランシーバを提供することを目的とする。

本発明の光トランシーバは、出力光信号を送信し、入力光信号を受信する光トランシーバであって、発熱を伴って動作する半導体デバイスを搭載する光部品と、光部品と電気的に接続される回路を搭載する回路基板と、光部品と回路基板を収容するハウジングと、光部品をハウジングに固定する支持部材と、を備え、光部品は、回路基板とハウジングとの間において、ハウジングに支持部材によって固定されている。

本発明では、内部に効率よく部品を配置することができる。

図１は、実施形態の光トランシーバの外観を示す斜視図である。 図２は、光トランシーバの内部を上方から見た斜視図である。 図３は、光トランシーバの内部を下方から見た斜視図である。 図４（ａ）は、図１〜図３の光トランシーバにおける光結合を概略的に示す図である。図４（ｂ）は、ＥＤＦＡ内の光結合を概略的に示す図である。 図５は、光トランシーバの下ハウジングに搭載されたＥＤＦＡを示す斜視図である。 図６は、ＥＤＦＡの光学配置を示す図である。 図７は、波長可変光源の光学配置を示す図である。 図８は、偏波保持スプリッタの光学配置を示す図である。 図９は、光受信器の光学配置を示す図である。 図１０は、光変調器の光学配置を示す図である。 図１１は、光変調器の分解斜視図である。 図１２は、上ハウジングに固定された光変調器を示す斜視図である。 図１３は、波長可変光源とフレームを示す分解斜視図である。 図１４は、フレーム内で光変調器と光受信器を搭載した回路基板を示す斜視図である。 図１５は、ＥＤＦＡの分解斜視図である。 図１６は、変形例の光レセプタクルの分解斜視図である。 図１７（ａ）は、変形例の光レセプタクルを示す斜視図である。図１７（ｂ）は、変形例の光レセプタクルを示す分解斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、光トランシーバの実施形態について詳細に説明する。同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態の光トランシーバの外観を示す斜視図である。本実施形態の光トランシーバ１は、業界の一標準（ＭＳＡ：Multi-Source Agreement）として知られるＣＦＰ２規格の光トランシーバである。光トランシーバ１の大きさは規格化されている。光トランシーバ１はハウジング１０を備え、ハウジング１０の寸法もＣＦＰ２によって規格化されている。ハウジング１０の長さは９１．５ｍｍ、幅は４１．５ｍｍ、そしてその高さは１２．４ｍｍである。

ハウジング１０は、上ハウジング１２、フレーム１４、及び下ハウジング１６を備える。上ハウジング１２、フレーム１４、及び下ハウジング１６は、光トランシーバ１の各部品を収容する空間を確定する。フレーム１４の壁部１４ａには光レセプタクル１８が設けられる。光レセプタクル１８は外部コネクタを受容する２つのポートを有し、その一方のポートは光送信に用いられ、他方のポートは光受信に用いられる。光トランシーバ１は、全二重光通信を行うことが可能である。光トランシーバ１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying）通信が可能である。光トランシーバ１に入力される光信号は４多重であり、２つの偏波の光それぞれに２つの位相信号が与えられる。

フレーム１４の壁部１４ａには、ベール１８ａとスライダ１８ｂが設けられており、ベール１８ａの回転と共にスライダ１８ｂが前後に移動する。光トランシーバ１は、ホストシステムに対して着脱可能である。図示は省略するが、光トランシーバ１は、その後端に電気プラグを有する。この電気プラグは、ホストシステムに設けられた電気コネクタに接続される。これにより光トランシーバ１とホストシステムの通信が可能となる。本実施形態では、光レセプタクル１８が設けられる方向を「前」とし、その反対方向であって前述の電気プラグが設けられる方向を「後」として説明する。

図２は、上ハウジング１２を外し、上方から光トランシーバ１を見た内部構造を示しており、図３は、下ハウジング１６を外し、下方から光トランシーバ１を見た内部構造を示している。光トランシーバ１は、光レセプタクル１８、波長可変光源２０、偏波保持スプリッタ（ＰＭＳ：Polarization Maintaining Splitter）３０、光変調器４０、光受信器５０、及びエルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）６０を備える。波長可変光源２０は、例えば波長可変半導体レーザを含む。光変調器４０は、例えば、半導体材料で構成されたマッハツェンダ型の半導体光変調器であるが、アレイ型導波路変調器であってもよい。光受信器５０は、例えば、コヒーレント型受信器であり、入力光信号に波長可変光源２０からの連続光を多重化することによって情報を復元する。波長可変光源２０が生成した連続光は、光分岐器である偏波保持スプリッタ３０で分岐され、光変調器４０と光受信器５０に入力する。

波長可変光源２０と偏波保持スプリッタ３０との間には光レセプタクル１８が挿入され、光レセプタクル１８は波長可変光源２０及び偏波保持スプリッタ３０の前方に配置される。光変調器４０と光受信器５０は、ハウジング後方で左右両側に並んで配置される。ＥＤＦＡ６０は、波長可変光源２０、偏波保持スプリッタ３０、光変調器４０、及び光受信器５０の下側に配置される。波長可変光源２０、偏波保持スプリッタ３０、光変調器４０、及び光受信器５０は、偏波保持コネクタ（ＰＭＣ：Polarization Maintaining Connector）７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ及び複数の内部ファイバによって互いに結合される。複数の内部ファイバには、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ：Polarization Maintaining Fiber）が含まれる。

図３は、下ハウジング１６を外した状態の光トランシーバ１とＥＤＦＡ６０を示す。ＥＤＦＡ６０は、光トランシーバ１からの出力光信号を生成する光増幅器である。ＥＤＦＡ６０は、後述するボビン６１ａに巻かれたＥＤＦ（Erbium Doped Fiber）６１、ポンプ光源６３、出力波長選択性を有する光カプラ６２、ＥＤＦ６１の光増幅度の波長依存性を補償する補償フィルタ６４、可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）６５、及びモニタＰＤ６６を備える。ＥＤＦ６１、光カプラ６２、ポンプ光源６３、補償フィルタ６４、可変光減衰器６５、及びモニタＰＤ６６を含む光部品は、内部ファイバによって互いに光学的に結合される。光トランシーバ１では、光損失を抑えるため、内部ファイバの曲率半径を所定値より大きくして折り返してハウジング内部に収容する必要がある。

図４（ａ）は、図１及び図２に示した光トランシーバ１の光学配置を概略的に示す図である。波長可変光源２０は連続光（ＣＷ光：Continuous Wave）を生成し、この連続光は偏波保持スプリッタ３０によって二つに分岐される。分岐した光のうちの一方は光変調器４０に入力し、他方は光受信器５０に入力する。光受信器５０は、光トランシーバ１に入力した入力光信号と連続光を干渉させる光学部品である。偏波保持スプリッタ３０は、偏波保持ファイバである内部ファイバ２０ａ，３０ａ及び第１偏波保持コネクタ７０ａを介して波長可変光源２０に結合する。偏波保持スプリッタ３０は、偏波保持ファイバである内部ファイバ３０ｂ，４０ａ及び第２偏波保持コネクタ７０ｂを介して光変調器４０に結合する。また、偏波保持スプリッタ３０は、偏波保持ファイバである内部ファイバ３０ｃ，５０ａ及び第３偏波保持コネクタ７０ｃを介して光受信器５０に結合する。

光受信器５０が受信する入力光信号は、光トランシーバ１の入力ポートからシングルモードファイバである内部ファイバ５０ｂを介して光受信器５０に入力する。この入力光信号は、位相及び偏波に依存した複数の信号を含む。

光変調器４０は、第２偏波保持コネクタ７０ｂと第４偏波保持コネクタ７０ｄの間に配置される。第２偏波保持コネクタ７０ｂは、偏波保持ファイバである内部ファイバ４０ａを介して光変調器４０に接続される。一方、第４偏波保持コネクタ７０ｄは、シングルモードファイバである内部ファイバ４０ｂを介して光変調器４０に接続される。図４（ａ）において、太線はシングルモードファイバを示しており、細線は偏波保持ファイバを示している。ここで、本実施形態の光トランシーバ１は、簡略化を実現させるべく、内部ファイバ４０ｂ，６０ａとしてシングルモードファイバを用いており、光変調器４０は内部ファイバ６０ａを介してＥＤＦＡ６０に変調光信号を出力する。

ＥＤＦＡ６０は、光変調器４０からの変調光信号を増幅して増幅光信号を生成する。具体的には、ＥＤＦＡ６０が光変調器４０から受信した変調光は、光カプラ６２において、ポンプ光源６３が生成したポンプ光と結合し、光カプラ６２は結合光を出力する。ポンプ光源６３は、例えば半導体レーザダイオードである。光カプラ６２は、ポンプ光源６３への光の戻りを防ぐための光アイソレータ６２ａを含む。ポンプ光と結合した光信号は、内部ファイバ６０ｃを介してＥＤＦ６１に入力し、ＥＤＦ６１が増幅光を生成する。この増幅光は、内部ファイバ６０ｄを介して補償フィルタ６４に入力する。ＥＤＦ６１は、その光増幅度が波長依存性を示し、補償フィルタ６４はその波長依存性を補償する。補償フィルタ６４によって補償された増幅光は、内部ファイバ６０ｅを介して可変光減衰器６５に入力する。可変光減衰器６５は、補償フィルタ６４を透過した増幅光の強度を所望の強度に減衰する光減衰器である。モニタＰＤ６６は、可変光減衰器６５からの増幅光の強度を検知する光検知器である。モニタＰＤ６６は、可変光減衰器６５からの増幅光をモニタし、可変光減衰器６５を制御する。モニタＰＤ６６は、可変光減衰器６５からの増幅光がＭＳＡの仕様で定められた強さを超えないように制御する。このように制御された光信号は、内部ファイバ６０ｂを介して出力ポートに出力される。ＥＤＦＡ６０に実装される内部ファイバ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄは、例えばシングルモードファイバである。

図５は、下ハウジング１６に搭載されたＥＤＦＡ６０の斜視図である。図６は、ＥＤＦＡ６０の光学配置を示している。図５に示されるように、ＥＤＦＡ６０は、ハウジング１０の内部で大きな範囲を占めている。従って、ハウジング１０の内部でＥＤＦＡ６０を如何に配置するかが重要である。本実施形態の光トランシーバ１は、箱型のパッケージを有するポンプ光源６３をハウジング１０内の前側で波長可変光源２０と並べて配置する。ポンプ光源６３は、第４偏波保持コネクタ７０ｄの下方に配置される。図４（ｂ）に示されるように、ＥＤＦＡ６０は７本の内部ファイバ６０ａ〜６０ｇを有し、内部ファイバ６０ａ〜６０ｇによってＥＤＦＡ６０の各光部品を光学的に結合する。また、内部ファイバ６０ａ〜６０ｇはファイバトレイ６７に配置される。ファイバトレイ６７は、下ハウジング１６の上に直接搭載される。ファイバトレイ６７は中央穴６７ａを有し、内部ファイバ６０ａ〜６０ｇは中央穴６７ａの外周部分で折り返される。

ファイバトレイ６７の両側には、それぞれ金属カバー６２ａ，６４ａで覆われる光カプラ６２と補償フィルタ６４が組み込まれる。金属カバー６２ａ，６４ａは、光カプラ６２及び補償フィルタ６４のそれぞれを受け入れ、また、光カプラ６２と補償フィルタ６４を露出する穴を有する。光カプラ６２と補償フィルタ６４は、それぞれ筒状の外形を有する。

ＥＤＦ６１はボビン６１ａに巻かれる。モニタＰＤ６６と可変光減衰器６５は下ハウジング１６の左右両側それぞれに配置される。ポンプ光源６３とＥＤＦ６１は、ＥＤＦＡ６０の制御回路を搭載する回路基板６８上に配置される。回路基板６８上の制御回路は、ポンプ光源６３のドライバ、及び可変光減衰器６５のコントローラ等を含む。ファイバトレイ６７と回路基板６８は、直接下ハウジング１６上に搭載される。ボビン６１ａ、光カプラ６２、及び補償フィルタ６４は、ファイバトレイ６７上に配置される。

図６は、内部ファイバ６０ａ〜６０ｇの配置を示している。図６は、ファイバトレイ６７、金属カバー６２ａ，６４ａ、及び下ハウジング１６を省略した図を示している。図４（ｂ）及び図６に示されるように、ＥＤＦＡ６０は、内部ファイバ４０ｂ、第４偏波保持コネクタ７０ｄ、及び内部ファイバ６０ａを介して出力した変調光信号を受信する。内部ファイバ６０ａは第４偏波保持コネクタ７０ｄから前方に延び、ボビン６１ａで折り返されて補償フィルタ６４に沿って後方に延び、折り返されて後方から光カプラ６２に接続される。ここで、内部ファイバ６０ａ〜６０ｇは曲げ損失に対する耐性が高い特殊なファイバである。内部ファイバ６０ａ〜６０ｇは曲率が１５ｍｍ以下で折り返される。

光カプラ６２には、ポンプ光源６３から延びる内部ファイバ６０ｇが接続される。内部ファイバ６０ｇは、ポンプ光源６３から後方に延び、補償フィルタ６４に沿って内部ファイバ６０ａと平行に延び、下ハウジング１６の後端で折り返されて光カプラ６２に接続される。内部ファイバ６０ａを通る変調光信号は、内部ファイバ６０ｇ及び光カプラ６２を通るポンプ光と結合する。光カプラ６２からの出力光を受ける内部ファイバ６０ｃは後方に延びてファイバトレイ６７を周回し、ボビン６１ａの周辺でＥＤＦ６１に結合する。ＥＤＦ６１からの出力光を受ける内部ファイバ６０ｄは、ファイバトレイ６７に延び、後方から直接補償フィルタ６４に接続される。補償フィルタ６４は、その前方で内部ファイバ６０ｅに接続される。内部ファイバ６０ｅは、ファイバトレイ６７に延びて後方から可変光減衰器６５に接続される。可変光減衰器６５は、補償フィルタ６４の前方で回路基板６８上に配置される。可変光減衰器６５の出力光は、その後方の内部ファイバ６０ｆに入力する。内部ファイバ６０ｆは、可変光減衰器６５から後方に延びてファイバトレイ６７を周回し、後方からモニタＰＤ６６に接続される。モニタＰＤ６６は、可変光減衰器６５の左右反対側で回路基板６８上に配置される。モニタＰＤ６６は、その後方で内部ファイバ６０ｂと接続される。内部ファイバ６０ｂは、後方のファイバトレイ６７に延びて折り返され、光レセプタクル１８に向かって前方に延びる。以上のように、内部ファイバ６０ａ〜６０ｇは、光カプラ６２、ポンプ光源６３、補償フィルタ６４、可変光減衰器６５、及びモニタＰＤ６６周辺でファイバトレイ６７に沿うと共にハウジング１０の左右両側で折り返されて配置される。

図７は、波長可変光源２０の接続構造を示している。波長可変光源２０は箱型のハウジング２０ｂを備える。ハウジング２０ｂは支持部材２４（図１３参照）に搭載される。支持部材２４は、光レセプタクル１８と並ぶ位置でフレーム１４に組み付けられる。波長可変光源２０は支持部材２４上に配置され、支持部材２４はフレーム１４に下からネジ止めされる。ハウジング２０ｂの上面は壁部１４ａ、側壁１４ｄ、接続部１４ｃ、及び梁部１４ｂによって形成された四角形状の穴から露出する。光トランシーバ１は、波長可変光源２０の駆動回路を搭載する回路基板２２を備える。回路基板２２は、フレーム１４の梁部１４ｂにネジ止めされる。回路基板２２の回路要素は、直接ハウジング２０ｂのリード端子に電気的に接続される。回路基板２２の回路要素は、回路基板８０の回路にＦＰＣ８２を介して接続される。波長可変光源２０が出力する連続光の波長と振幅はＤＣバイアスによって制御されるので、ＦＰＣ８２では高周波特性を考慮する必要がない。また、波長可変光源２０は、ハウジング２０ｂの壁部から延びる筒状の接続部２０ｃを備える。

波長可変光源２０からの連続光は、波長可変光源２０の後部の内部ファイバ２０ａに出力する。内部ファイバ２０ａは、ハウジングの後方で折り返され、第１偏波保持コネクタ７０ａに向かって前方に延びる。第１偏波保持コネクタ７０ａは、内部ファイバ２０ａと偏波保持スプリッタ３０から延びる内部ファイバ３０ａを接続する。なお、図２に示されるように、内部ファイバ２０ａは、その後端がハウジング１０の外に引き出され、ハウジング１０の外で折り返される。フレーム１４の後壁１４ｅには、内部ファイバを通す２つの切り込み１４ｆ，１４ｇ（図１４参照）が形成されている。

図８は、偏波保持スプリッタ３０の接続構造を示している。偏波保持スプリッタ３０は、ハウジング１０の前側に配置される。偏波保持スプリッタ３０はフレーム１４の棚部１４ｈ（図１４参照）に配置され、ポンプ光源６３は棚部１４ｈの下に搭載される。偏波保持スプリッタ３０には、第１偏波保持コネクタ７０ａから延びる内部ファイバ３０ａが接続される。偏波保持スプリッタ３０は、内部ファイバ３０ａを通る連続光を、その偏光状態を維持して２つの光に分岐する。偏波保持スプリッタ３０が分岐した一方の光は内部ファイバ３０ｂを介して第２偏波保持コネクタ７０ｂに入力し、他方の光は内部ファイバ３０ｃを介して第３偏波保持コネクタ７０ｃに入力する。内部ファイバ３０ｂは、偏波保持スプリッタ３０からフレーム１４の側壁に沿って、内部ファイバ２０ａと並んで後方に延び、後壁１４ｅの切り込み１４ｆを通り、フレーム１４の外で折り返されてフレーム１４の中に入り込み、切り込み１４ｇを通って第２偏波保持コネクタ７０ｂに接続される。

図９は、光受信器５０の接続構造を示している。光受信器５０には２本の内部ファイバ５０ａ，５０ｂが接続される。内部ファイバ５０ａは内部ファイバ３０ｃ及び第３偏波保持コネクタ７０ｃを介して偏波保持スプリッタ３０に接続され、内部ファイバ５０ｂは光レセプタクル１８に接続される。２本の内部ファイバ５０ａ，５０ｂは、その途中で一つのバンドルファイバ５０ｃとして束ねられる。光受信器５０には１本のバンドルファイバ５０ｃが結合し、バンドルファイバ５０ｃの内部に互いに独立した２本の内部ファイバ５０ａ，５０ｂが設けられる。なお、２本の内部ファイバ５０ａ，５０ｂは、前述の各内部ファイバと同様、フレーム１４の外で折り返される。

図１０は光変調器４０の接続構造を示し、図１１は光変調器４０の分解斜視図を示し、図１２は光変調器４０の斜視図を示している。光変調器４０は、支持部材４４、カバー４６、及びＦＰＣ４８ａ〜４８ｃを備える。ＦＰＣ４８ａ，４８ｂ（ＤＣ−ＦＰＣ）は、回路基板８０を外した状態を示す図１２のように、それぞれ電気コネクタ４９ａ，４９ｂを有する。光変調器４０は入力ポート４３ａ及び出力ポート４３ｂを有し、入力ポート４３ａは波長可変光源２０から偏波保持スプリッタ３０を介して入力する連続光を受けるポートであり、出力ポート４３ｂはＥＤＦＡ６０に変調光信号を出力するポートである。入力ポート４３ａには内部ファイバ４０ａが接続され、入力ポート４３ａは内部ファイバ４０ａを介して第２偏波保持コネクタ７０ｂから連続光を受ける。出力ポート４３ｂは、内部ファイバ４０ｂに接続される。内部ファイバ４０ａは、前方で折り返されて後方に延びる。内部ファイバ４０ｂは、前述の各内部ファイバと同様、切り込み１４ｇを通ってフレーム１４の外に引き出され、折り返されてから切り込み１４ｆを通ってフレーム１４の中に入り込み、フレーム１４の中で第４偏波保持コネクタ７０ｄに接続される。

図１１に示されるように、光変調器４０は、箱型のハウジング４２と、入力ポート４３ａ及び出力ポート４３ｂを有する光結合部４３を備える。光変調器４０は、発熱を伴って動作する半導体デバイスを搭載する光部品である。入力ポート４３ａ及び出力ポート４３ｂは、光変調器のハウジング４２の前壁から延びている。本実施形態において、光変調器４０は、上ハウジング１２に固定される。すなわち、光変調器４０は回路基板８０上に配置されて回路基板８０と電気的に接続されるが、回路基板８０には固く固定されず、上ハウジング１２に固く固定される。具体的には、上ハウジング１２は、その内面１２ａに厚く形成された台部１２ｂを有し、ハウジング４２の上面４２ｄは上ハウジング１２に固定されて台部１２ｂに熱的に接触する。光変調器４０は、その動作中に発熱する半導体デバイス等の電気部品を搭載し、その電気部品からの熱を外部に効率よく放熱するための構成が必要となるので、上ハウジング１２に熱的に接触して放熱効果を高めている。光変調器４０は、その上面４２ｄの内側に発熱する電気部品を備える。このように、光トランシーバ１は、光変調器４０の上面４２ｄと熱的且つ物理的に接触する上ハウジング１２を備える。また、光変調器４０と上ハウジング１２との間に熱伝導性を高める放熱シートを両者の間に介在させてもよい。すなわち、光変調器４０のハウジング４２は、光変調器４０から上ハウジング１２への熱伝導性を高める放熱シートを挟むことによって、上ハウジング１２の台部１２ｂに熱的且つ物理的に接触してもよい。

支持部材４４は、例えば樹脂製である。支持部材４４は、その中央に四角形状の開口４４ａ（第２開口）を備える。開口４４ａには光変調器４０の底面４２ｅが露出する。支持部材４４は、３個のネジによって上ハウジング１２に固定される。光変調器４０はカバー４６を有し、カバー４６は例えば金属製である。カバー４６は、その中央部に、支持部材４４の開口４４ａに対向する四角形状の開口４６ａ（第１開口）を有する。カバー４６は、開口４６ａの内側に延びる複数の板片４６ｂを有する。板片４６ｂは、弾性力を発揮するため僅かに内側に曲げられている。カバー４６の板片４６ｂの先端が光変調器４０の底面４２ｅに当接し、弾性力でハウジング４２を上ハウジング１２に押し付ける。従って、光変調器４０の上面４２ｄを上ハウジング１２に熱的に接触させることができ、光変調器４０から上ハウジング１２への熱の伝達経路を生成することができる。光変調器４０は、支持部材４４によって上ハウジング１２に固定される。カバー４６は、その脚部４６ｃのそれぞれに設けられた爪４６ｄが支持部材４４の窪み４４ｂに掛かって支持部材４４に取り付けられる。脚部４６ｃは、支持部材４４の隅柱部４４ｃのそれぞれに設けられた窪み４４ｂに対向し、カバー４６は支持部材４４とハウジング４２の間に介在する。カバー４６は、支持部材４４が確実に光変調器４０を上ハウジング１２に押し付ける場合には、不要とすることも可能である。

光変調器４０は、ホストシステムから回路基板８０及びＦＰＣ４８ｃ（ＲＦ−ＦＰＣ）を介して高周波信号を受ける。ＦＰＣ４８ｃは、光変調器のハウジング４２の後壁に接続され、光受信器５０のリード端子が伸び出す方向（左右方向）に直交する方向（後方向）に伸び出す。図２に示されるように、光変調器４０の後壁は、フレーム１４の後壁１４ｅの前部に対向する。回路基板８０はプラグ基板８１を有し、プラグ基板８１はホストシステムから高周波信号を受けて最短距離で高周波信号を光変調器４０に出力する。光変調器４０は、ハウジング４２の後壁に接続されるＦＰＣ４８ｃを介してプラグ基板８１から高周波信号を受信する。また、ホストシステムから回路基板８０までの経路は短くなっており、回路基板８０から光変調器４０への経路もＦＰＣ４８ｃによって短くなっているので、光変調器４０の高周波特性を確実に確保することができる。

光変調器４０は、高周波信号に加えて、ハウジング４２に実装された部品を制御するためのＤＣバイアスを受信する。このＤＣバイアスは、ハウジング４２の両側に位置するリードピンから入力する。ハウジング４２の両側に位置するＦＰＣ４８ａ，４８ｂ（ＤＣ−ＤＰＣ）はそれぞれハウジング４２のリードピンに接続され、ＦＰＣ４８ａ，４８ｂは入力ポート４３ａ及び出力ポート４３ｂの隣接位置で前方に延びる。そして、ＦＰＣ４８ａ，４８ｂは、回路基板８０に対向して内側に曲げられている。ＦＰＣ４８ａ，４８ｂは、その下方に曲げられた部分にスタッキングコネクタである電気コネクタ４９ａ，４９ｂを備える。電気コネクタ４９ａ，４９ｂは、回路基板８０に設けられたコネクタに電気的に接続される。光変調器４０は、回路基板８０から電気コネクタ４９ａ，４９ｂ及びＦＰＣ４８ａ，４８ｂを介してＤＣバイアスを受ける。また、ＦＰＣ４８ａ，４８ｂの柔軟性によって、ハウジング４２の底面４２ｅと回路基板８０の間に形成される空間が補償される。

次に、前述した光トランシーバを組み立てる方法について図面を参照して説明する。

まず、図１３に示されるように、内部ファイバ２０ａと第１偏波保持コネクタ７０ａとフレーム１４とを用いて波長可変光源２０を組み立てる。図１３は、波長可変光源２０及びフレーム１４の分解斜視図である。最初に、ハウジング２０ｂの側壁及び前壁に設けられたリード端子を回路基板２２にソルダリング（半田接続）する。波長可変光源２０の接続部２０ｃをハウジング２０ｂの後壁に固定し、内部ファイバ２０ａを所謂ピグテールの形態によって引き出す。そして、内部ファイバ２０ａの端部を第１偏波保持コネクタ７０ａに接続する。次に、ネジで回路基板２２を接続部１４ｃに固定する。回路基板２２をネジ止めした後、ハウジング２０ｂを支持部材２４で覆う。支持部材２４は、その中央にハウジング２０ｂの蓋部と対向する開口を有する。その支持部材２４の開口内に位置する突出部がハウジング２０ｂを下方に押圧して、ハウジング２０ｂを確実に熱的に接触させることができる。内部ファイバ２０ａを接続部２０ｃから後方に引き出し、一旦切り込み１４ｇに通して外方に延ばし、フレーム１４の内部で折り曲げて切り込み１４ｆに通し、第１偏波保持コネクタ７０ａに接続する。なお、図１３では、切り込み１４ｆ，１４ｇを省略している。

そして、図９に示されるように、光受信器５０を回路基板８０上に配置し、光受信器５０のリード端子を光受信器５０の下から引き出し、そのリード端子の回路基板８０へのソルダリングを行う。

次に、光変調器４０を回路基板８０に組み付ける。図１１に示されるように、ＦＰＣ４８ａ，４８ｂを、それぞれ、ハウジング４２のリード端子にソルダリングする。ＦＰＣ４８ａ，４８ｂがソルダリングされたハウジング４２を、底面４２ｅを板片４６ｂに対向させてカバー４６上に設置する。ハウジング４２を搭載したカバー４６を、その開口４６ａが支持部材４４の開口４４ａと対向した状態で支持部材４４上に設置する。カバー４６の脚部４６ｃに対する支持部材４４の隅柱部４４ｃの位置調整を行った後には、カバー４６を固く支持部材４４に固定するが、ハウジング４２はカバー４６上に置かれているだけである。すなわち、ハウジング４２はカバー４６上で移動可能である。そして、ＦＰＣ４８ｃを回路基板８０にソルダリングして、各電気コネクタ４９ａ，４９ｂを回路基板８０上のメスコネクタに接続する。回路基板８０の後方におけるＦＰＣ４８ｃのソルダリングは、その位置が限られているので、既に回路基板８０上に配置された光受信器５０はソルダリングの邪魔とならない。なお、ハウジング４２は、ＦＰＣ４８ｃを回路基板８０にソルダリングし、電気コネクタ４９ａ，４９ｂを接続した後であっても、板片４６ｂ上においてＦＰＣ４８ａ，４８ｂが曲がる範囲内で移動可能である。ＦＰＣ４８ａ，４８ｂは前方に延び、電気コネクタ４９ａ，４９ｂはＦＰＣ４８ａ，４８ｂそれぞれの前端に設けられているので、光受信器５０は電気コネクタ４９ａ，４９ｂの接続を阻害しない。

図１４に示されるように、光変調器４０と光受信器５０を搭載した回路基板８０を、フレーム１４の内部に配置する。回路基板８０のプラグ基板８１は多数のリードピンを備え、回路基板８０はこのリードピンに結合される多数の端子を備える。回路基板８０がフレーム１４に固く固定されると、プラグ基板８１のリードピンと回路基板８０の上記端子との間で応力が生じる。

前述したように、内部ファイバ４０ａ，５０ａをフレーム１４の外に引き出し、後壁１４ｅの切り込み１４ｆ，１４ｇに通す。そして、光受信器５０から引き出した内部ファイバ５０ｂに取り付けた光レセプタクル１８のスリーブ１８ｄを光レセプタクル１８の後方のポートに取り付ける。

一方、前述の手順とは独立してＥＤＦＡ６０を組み立てる。ＥＤＦＡ６０の各部品の分解斜視図である図１５に示されるように、ＥＤＦＡ６０は、下ハウジング１６の上に組み付けられる。すなわち、ポンプ光源６３、可変光減衰器６５、及びモニタＰＤ６６を搭載した回路基板６８を下ハウジング１６の前方部分に配置する。一方、光カプラ６２、補償フィルタ６４、及びボビン６１ａに巻かれたＥＤＦ６１を搭載するファイバトレイ６７を下ハウジング１６の後方部分に配置する。ファイバトレイ６７は、ボビン６１ａが取り付けられるディスク６７ｂを備える。

ＥＤＦＡ６０の組立において、前述したＥＤＦＡ６０の各部品を内部ファイバ６０ａ〜６０ｇの融着接続によって互いに接続する。内部ファイバ６０ａ〜６０ｇをファイバトレイ６７で折り返し、ＥＤＦ６１、光カプラ６２、及び補償フィルタ６４をファイバトレイ６７に配置し、ファイバトレイ６７を下ハウジング１６の後側に取り付ける。ファイバトレイ６７の配置と共に、ポンプ光源６３、可変光減衰器６５、及びモニタＰＤ６６を搭載した回路基板６８を下ハウジング１６の前側に取り付ける。そして、光カプラ６２を金属カバー６２ａで覆い、補償フィルタ６４を金属カバー６４ａで覆って、ボビン６１ａにも金属カバー６１ｂを取り付ける。これらの金属カバー６１ｂ，６２ａ，６４ａをフレーム１４にネジ止めすることにより、ファイバトレイ６７を下ハウジング１６に固定する。回路基板６８を下ハウジング１６にネジ止めし、ＥＤＦＡ用のＦＰＣを回路基板６８の中央に設けられたスタッキングコネクタに接続する。このＦＰＣの端部には、回路基板８０の裏面に設けられたスタッキングコネクタに接続するメスのスタッキングコネクタが設けられる。下ハウジング１６の上にＥＤＦＡ６０を組み付けた後には、下ハウジング１６をフレーム１４に組み付ける。そして、光レセプタクル１８において、モニタＰＤ６６から引き出した内部ファイバ６０ｂに光レセプタクル１８のスリーブ１８ｃを接続する。これにより、図５に示されるＥＤＦＡ６０が完成する。

図２に示されるように、偏波保持スプリッタ３０をフレーム１４の光レセプタクル１８側に形成された棚部１４ｈ上に配置する。偏波保持スプリッタ３０から内部ファイバ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを引き出し、内部ファイバ３０ａ，３０ｂ，３０ｃそれぞれの端部に偏波保持コネクタ７０ａ〜７０ｃを取り付ける。内部ファイバ３０ａの一部をフレーム１４から引き出し、折り返して切り込み１４ｆ，１４ｇに通す。そして、回路基板２２をＦＰＣ８２で回路基板８０に接続することによって、回路基板８０、プラグ基板８１、及びＦＰＣ８２の電気的接続が完了する。最後に、フレーム１４から外に引き出した内部ファイバ保護用のカバー１３を有する上ハウジング１２を、フレーム１４にネジ止めし、支持部材４４を上ハウジング１２にネジ止めする。これにより、ハウジング４２から上ハウジング１２への伝熱経路を光トランシーバ１内に形成し、光トランシーバ１の内部に効率よく部品を配置することができる。

図１６は、変形例に係る光レセプタクル１１８の分解斜視図である。前述の光トランシーバ１では、光レセプタクル１８はフレーム１４と一体に形成されている。これに対し、光レセプタクル１１８は、フレーム１１４と別体になっている。光レセプタクル１１８は、ホルダ１１８ａ、リテーナ１１８ｂ、及びシールドガスケット１１８ｃ，１１８ｄを備える。光レセプタクル１１８は、フレーム１１４と別体になっているので、フレーム１１４と光レセプタクル１１８の間には隙間が形成される。シールドガスケット１１８ｃ，１１８ｄはこの隙間を封止する。具体的には、シールドガスケット１１８ｃはフレーム１１４の両側の隙間を封止し、シールドガスケット１１８ｄは、光レセプタクル１１８の底の隙間を封止する。フレーム１１４は、Ｕ字状の溝１１４ｍと、溝１１４ｍより浅い溝１１４ｎを有する。溝１１４ｍは、その内部にシールドガスケット１１８ｃを設置するために設けられる。上ハウジング１２をフレーム１１４に組み付けると、上ハウジング１２が光レセプタクル１１８を下方に押圧し、光レセプタクル１１８が溝１１４ｎ内でシールドガスケット１１８ｄを押し潰す。これにより光トランシーバ１が確実に封止される。

図１７（ａ）はスリーブ１８ｃ，１８ｄに組み付けられた光レセプタクル１１８を後方から見た斜視図であり、図１７（ｂ）は光レセプタクル１１８の分解斜視図である。スリーブ１８ｃ，１８ｄは、光レセプタクル１１８内に配置され、光レセプタクル１１８のポートにスリーブ１８ｃ，１８ｄの前部が挿入される。中央にピン１１８ｅを有するホルダ１１８ａは光レセプタクル１１８の穴に入り込み、２つの鞍部１１８ｆ，１１８ｇがスリーブ１８ｃ，１８ｄを下方に押圧する。２つの鞍部１１８ｆ，１１８ｇはスリーブ１８ｃ，１８ｄの外形に沿った形状を有し、これによりスリーブ１８ｃ，１８ｄを確実に押圧する。リテーナ１１８ｂは、例えば曲げ加工された金属板であり、前方にフック部１１８ｈを有すると共に、後方に鉤部１１８ｍを有する。フック部１１８ｈは、ホルダ１１８ａの溝１１８ｎ内に入り込み、鉤部１１８ｍは光レセプタクル１１８の後部に形成された凹部に入り込む。鉤部１１８ｍは、二つの切り込み１１８ｐを有し、これらの切り込み１１８ｐには内部ファイバ５０ｂ，６０ｂが通される。鉤部１１８ｍは、この切り込み１１８ｐの間に、光レセプタクル１１８の中央壁を跨ぐ切り込みを形成している。切り込み１１８ｐの幅はスリーブ１８ｃ，１８ｄの厚い部分の直径よりも狭いので、スリーブ１８ｃ，１８ｄの厚い部分の表面は鉤部１１８ｍの前方の表面に当接する。以上の構造により、ホルダ１１８ａとリテーナ１１８ｂは、スリーブ１８ｃ，１８ｄの光レセプタクル１１８からの後退を効果的に抑制する。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、その精神の範囲を逸脱しない範囲において種々の変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。従って、本発明は、特許請求の範囲に記載した精神を逸脱しない範囲内において、全ての変更を含んでいる。

１…光トランシーバ、１０…ハウジング、１２…上ハウジング（ハウジング）、１２ａ…内面、１２ｂ…台部、１３…カバー、１４…フレーム、１４ａ…壁部、１４ｂ…梁部、１４ｃ…接続部、１４ｄ…側壁、１４ｅ…後壁、１４ｆ，１４ｇ…切り込み、１４ｈ…棚部、１４ｋ…鞍部、１６…下ハウジング（ハウジング）、１８…光レセプタクル、１８ａ…ベール、１８ｂ…スライダ、１８ｃ，１８ｄ…スリーブ、２０…波長可変光源、２０ａ…内部ファイバ、２０ｂ…ハウジング、２０ｃ…接続部、２２…回路基板、２４…支持部材、３０…偏波保持スプリッタ、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…内部ファイバ、４０…光変調器、４０ａ，４０ｂ…内部ファイバ、４２…ハウジング、４２ｃ…側壁、４２ｄ…上面、４２ｅ…底面、４３…光結合部、４３ａ…入力ポート、４３ｂ…出力ポート、４４…支持部材、４４ａ…開口、４４ｂ…窪み、４４ｃ…隅柱部、４６…カバー、４６ａ…開口、４６ｂ…板片、４６ｃ…脚部、４６ｄ…爪、４８ａ、４８ｂ，４８ｃ…ＦＰＣ、４９ａ，４９ｂ…電気コネクタ、５０…光受信器、５０ａ，５０ｂ…内部ファイバ、５０ｃ…バンドルファイバ、６０…ＥＤＦＡ、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ，６０ｇ…内部ファイバ、６１…ＥＤＦ、６１ａ…ボビン、６２…光カプラ、６２ａ…金属カバー、６３…ポンプ光源、６４…補償フィルタ、６４ａ…金属カバー、６５…可変光減衰器、６６…モニタＰＤ、６７…ファイバトレイ、６７ａ…中央穴、６７ｂ…ディスク、６８…回路基板、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ…偏波保持コネクタ、８０…回路基板、８１…プラグ基板、８２…ＦＰＣ、１１４…フレーム、１１４ｍ，１１４ｎ…溝、１１８…光レセプタクル、１１８ａ…ホルダ、１１８ｂ…リテーナ、１１８ｃ，１１８ｄ…シールドガスケット、１１８ｅ…ピン、１１８ｆ，１１８ｇ…鞍部、１１８ｈ…フック部、１１８ｍ…鉤部、１１８ｎ，１１８ｐ…切り込み。

Claims (7)

1. 出力光信号を送信し、入力光信号を受信する光トランシーバであって、
   発熱を伴って動作する半導体デバイスを搭載する光部品と、
   前記光部品と電気的に接続される回路を搭載する回路基板と、
   前記光部品と前記回路基板を収容するハウジングと、
   前記光部品を前記ハウジングに固定する支持部材と、を備え、
   前記光部品は、前記回路基板と前記ハウジングとの間において、前記ハウジングに前記支持部材によって固定されており、
   前記光部品は、前記回路基板とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）によって接続されており、
   前記ＦＰＣは、第１のＦＰＣと第２のＦＰＣを含み、
   前記第１のＦＰＣは、前記回路基板に半田接続されており、
   前記第２のＦＰＣは、前記回路基板と電気コネクタを介して接続されている、
   光トランシーバ。
2. 前記光部品とは異なる光学部品を更に含み、前記光部品と前記光学部品は前記回路基板上に並んで搭載されており、
   前記光学部品は、前記光部品に向けて伸び出すと共に前記回路基板に半田接続されたリード端子を有し、
   前記第１のＦＰＣは、前記リード端子が伸び出す方向に直交する方向に伸び出し、
   前記第２のＦＰＣは、前記光部品の前記光学部品に対向する側から前記第１のＦＰＣが伸び出す方向に沿って伸び出している、
   請求項１に記載の光トランシーバ。
3. 前記光部品は、前記第１のＦＰＣが伸び出す方向に沿って伸びる光結合部を有し、
   前記第２のＦＰＣは、前記光部品の側から前記光結合部に沿って伸び、前記光結合部の側において前記回路基板と前記電気コネクタによって接続されている、
   請求項２に記載の光トランシーバ。
4. 前記支持部材と前記光部品との間に挟まれたカバーを更に備え、
   前記カバーは、前記支持部材を前記ハウジングに固定したときに前記光部品を前記ハウジングに押し付けている、
   請求項１に記載の光トランシーバ。
5. 前記カバーは、その中央部に設けられた第１開口と、前記第１開口内に伸び出すと共に前記光部品に向けて撓んでいる板片を有し、
   前記板片の端部が前記光部品を前記ハウジングに向けて押し付けている、
   請求項４に記載の光トランシーバ。
6. 前記支持部材は、その中央部に設けられた第２開口と、窪みを有すると共に前記第２開口を囲む位置に形成された隅柱部を有し、
   前記カバーは、前記窪みに掛かる爪を有すると共に前記第１開口を囲む位置に形成された脚部を有する、
   請求項５に記載の光トランシーバ。
7. 前記光部品と前記ハウジングとの間に介在する放熱シートを更に備える、
   請求項１に記載の光トランシーバ。