CN109932780B - 光波分复用器、光组件以及光模块 - Google Patents

光波分复用器、光组件以及光模块 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于抑制合格率的降低或制造成本的增大。光波分复用器(36)具有：设于第一面(40)的多个分束器(46)；以位于多个分束器之间的方式设于第一面的第一反射器(48)；以及设于第二面(42)的第二反射器(54)。光在第一面与第二面之间传播。透光主体(38)在第一面具有用于分别输入或输出多个信号光线(LS)的多个第一输入输出部(44)。透光主体在第二面具有用于输入或输出多路复用信号光线(LM)的第二输入输出部(52)。多个分束器的各个分束器位于多个第一输入输出部中对应的一个，使多个信号光线中对应的一个信号光线透射。第一反射器位于避开多个第一输入输出部的任何一个的位置。

Description

光波分复用器、光组件以及光模块
技术领域
本发明涉及光波分复用器、光组件以及光模块。
背景技术
公知使用了将多个波长的信号光集束成一个来进行接收发送的WDM(WavelengthDivision Multiplexing：波分复用)的通信技术。WDM用的光发送组件(TOSA)和接收组件(ROSA)利用多路复用器(MUX)或者多路信号分离器(DEMUX)来对信号光进行合波或者分波(专利文献1、2)。就MUX/DEMUX而言，在信号光的入射出射侧具有反射镜，在光元件侧具有使光的一部分透射并使一部分反射的滤波器，通过在两者间多次反射光，来进行光的合波或者分波。
对适用于多通道的光组件(TOSA、ROSA)要求小型化，期望使用一体地集成有多通道的光元件而成的阵列元件。并且，与光元件连接的集成电路(例如ROSA中放大器)也使用与多通道对应的集成电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-95843号公报
专利文献2：日本特开2015-96878号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在与多通道对应的光元件阵列、集成电路中，在与更多通道(例如8个通道)等对应的情况下，各部件的合格率成为问题。与多通道对应的部件在未达到1个通道中的特性的情况下无法使用，无法避免制造合格率的降低。通道个数越多，合格率越低，最终导致部件单价的增大。为了提高部件的制造合格率，也有一个个地分别独立地准备而并非一体地集成多通道的方法。与多通道相比，合格率较高，但在分体地准备各部件的情况下，有整体尺寸的大型化、部件个数变多从而制造成本增大的课题。
本发明的目的在于抑制合格率的降低或者制造成本的增大。
用于解决课题的方案
(1)本发明的光组件的特征在于，具有：多个光元件，用于输入或者输出波长不同的多个信号光线；和光波分复用器，用于在上述多个信号光线与多路复用信号光线之间进行变换，上述光波分复用器具有：透光主体，具有相互平行地对置的第一面和第二面；多个分束器，设于上述第一面；第一反射器，其以位于上述多个分束器之间的方式设于上述第一面；以及第二反射器，设于上述第二面，在上述透光主体的内部，由上述多个分束器、上述第一反射器以及上述第二反射器反射的光在上述第一面与上述第二面之间传播，就上述透光主体而言，在上述第一面具有用于分别输入或者输出上述多个信号光线的多个第一输入输出部，在上述第二面具有用于输入或者输出上述多路复用信号光线的第二输入输出部，上述多个分束器的各个分束器位于上述多个第一输入输出部中对应的一个第一输入输出部，并使上述多个信号光线中对应的一个信号光线透射，上述第一反射器位于避开上述多个第一输入输出部的任何一个的位置。
根据本发明，由于在多个分束器之间存在第一反射器，所以也可以在与第一反射器对置的位置不设置光元件。因此，能够将一组光元件在集成后的状态下进行配置，从而能够抑制合格率的降低或者制造成本的增大。
(2)根据(1)所记载的光组件，其特征也可以为，上述多个分束器是滤光器，上述第一反射器和上述第二反射器是反射膜。
(3)根据(1)或者(2)所记载的光组件，其特征也可以为，上述多个第一输入输出部分成多个组，上述多个组的各个组包括上述多个第一输入输出部中的一组第一输入输出部，在相邻的上述组中最近的上述第一输入输出部彼此的间距比构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距大，上述透光主体在相邻的上述组之间具有非输入输出部，上述第一反射器位于上述非输入输出部，上述非输入输出部与旁边的上述第一输入输出部的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
(4)根据(3)所记载的光组件，其特征也可以为，上述非输入输出部包括多个非输入输出部，在上述多个非输入输出部的各个非输入输出部存在上述第一反射器，上述多个非输入输出部的相邻彼此的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
(5)根据(1)～(4)任一项所记载的光组件，其特征也可以为，上述多个光元件分成多个套组，上述多个套组的各个套组包括上述多个光元件的一组光元件，在相邻的上述套组中最近的上述光元件彼此的间隔比构成上述多个套组的各个套组的上述一组光元件的相邻彼此的间隔大。
(6)根据(5)所记载的光组件，其特征也可以为，构成上述多个套组的各个套组的上述一组光元件是一体集成而成的阵列元件。
(7)根据(6)所记载的光组件，其特征也可以为，上述阵列元件具有搭载上述一组光元件的子基座。
(8)根据(6)或者(7)所记载的光组件，其特征也可以为，还具有多个集成电路，上述多个集成电路的各个集成电路与构成上述多个套组中对应的一个套组的上述一组光元件连接。
(9)根据(1)～(8)任一项所记载的光组件，其特征也可以为，还具有透镜，该透镜位于上述多个光元件的各个光元件与上述多个第一输入输出部中对应的一个第一输入输出部之间。
(10)本发明的光模块的特征在于，具有多个光组件，上述多个光组件的至少一个是(1)～(9)任一项中所记载的光组件。
(11)本发明的光波分复用器用于在多个信号光线与多路复用信号光线之间进行变换，其特征在于，上述光波分复用器具有：透光主体，具有相互平行地对置的第一面和第二面；多个分束器，设于上述第一面；第一反射器，以位于上述多个分束器之间的方式设于上述第一面；以及第二反射器，设于上述第二面，在上述透光主体的内部，由上述多个分束器、上述第一反射器以及上述第二反射器反射的光在上述第一面与上述第二面之间传播，就上述透光主体而言，在上述第一面具有用于分别输入或者输出上述多个信号光线的多个第一输入输出部，在上述第二面具有用于输入或者输出上述多路复用信号光线的第二输入输出部，上述多个分束器的各个分束器位于上述多个第一输入输出部中对应的一个第一输入输出部，并使上述多个信号光线中对应的一个信号光线透射，上述第一反射器位于避开上述多个第一输入输出部的任何一个的位置。
(12)根据(11)所记载的光波分复用器，其特征也可以为，上述多个分束器是滤光器，上述第一反射器和上述第二反射器是反射膜。
(13)根据(11)或者(12)所记载的光波分复用器，其特征也可以为，上述多个第一输入输出部分成多个组，上述多个组的各个组包括上述多个第一输入输出部中的一组第一输入输出部，在相邻的上述组中最近的上述第一输入输出部彼此的间距比构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距大，上述透光主体在相邻的上述组之间具有非输入输出部，上述第一反射器位于上述非输入输出部，上述非输入输出部与旁边的上述第一输入输出部的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
(14)根据(13)所记载的光波分复用器，其特征也可以为，上述非输入输出部包括多个非输入输出部，在上述多个非输入输出部的各个非输入输出部存在上述第一反射器，上述多个非输入输出部的相邻彼此的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
附图说明
图1是应用了本发明的第一实施方式的光模块的外观图。
图2是示出装配有本发明的第一实施方式的光模块的光传输装置的结构的示意图。
图3是示出光组件、印制电路板以及柔性基板的简图。
图4是示出作为光接收组件的光组件的图。
图5是示出作为光发送组件的光组件的图。
图6是示出第二实施方式的光组件的概要图。
图7是示出第三实施方式的光组件的概要图。
图8是示出图7所示的光组件所包括的一组光元件的立体图。
符号的说明
10—光模块，12—外壳，14—拉环，16—滑块，18—光传输装置，20—电连接器，22—电路基板，24—驱动器IC，26—印制电路板，28—柔性基板，30—光组件，30A—光组件，30B—光组件，32—光纤，34A—光元件，34B—光元件，36—光波分复用器，38—透光主体，40—第一面，42—第二面，44—第一输入输出部，46—分束器，46a—分束器，48—第一反射器，50—非输入输出部，52—第二输入输出部，54—第二反射器，56—子基座，230—光组件，234—光元件，238—透光主体，244—第一输入输出部，248—第一反射器，256—子基座，258—支撑部件，260—透镜，262—透光性芯片，330—光组件，334—光元件，338—透光主体，340—第一面，348—第一反射器，350—非输入输出部，364—基板，370—集成电路，372—载体，D1—间隔，D2—间隔，G—组，LM—多路复用信号光线，LS—信号光线，P1—间距，P2—间距，P3—间距，P4—间距，P5—间距，P6—间距，S—套组。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，附图中，对相同或者同等的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
[第一实施方式]
图1是应用了本发明的第一实施方式的光模块10的外观图。光模块10是比特率为100Gbit/s级的具有发送功能以及接收功能的光收发器(光收发两用机)，基于QSFP28(QuadSmall Form-factor Pluggable28)的MSA(Multi-Source Agreement)规格。光模块10由包括外壳12、拉环14以及滑块16在内的部件构成外形。
图2是示出装配有本发明的第一实施方式的光模块10的光传输装置18的结构的示意图。在光传输装置18，分别由电连接器20装配有多个光模块10。光传输装置18例如是大容量的路由器、开关。光传输装置18例如具有交换机的功能，配置于基站等。光传输装置18由光模块10来获取接收用的数据(接收用的电信号)，使用搭载于电路基板22的驱动器IC(集成电路)24等，判断向何处发送何种数据，生成发送用的数据(发送用的电信号)，并向符合的光模块10传递该数据。
光模块10具备印制电路板26、柔性基板28、以及用于将光信号和电信号至少从一方变换成另一方的多个光组件30。多个光组件30包括具有光发送功能的光发送组件(TOSA：Transmitter Optical SubAssembly)、具有光接收功能的光接收组件(ROSA：ReceiverOptical SubAssembly)以及具有光收发功能的双向组件(BOSA：Bi-directional OpticalSubAssembly)中任一种。
印制电路板26是无柔软性的刚性基板。印制电路板26与多个光组件30经由柔性基板28连接。电信号从光组件30A经由柔性基板28传输至印制电路板26。并且，电信号从印制电路板26经由柔性基板28传输至光组件30B。光组件30所具有的光变换元件是将光信号或者电信号中的一方变换至另一方的元件。将电信号变换至光信号的光变换元件是发光元件，将光信号变换至电信号的光变换元件是受光元件。光组件30包括发光元件和受光元件中的至少一方(例如双方)。为了输入输出光信号，在光组件30连接有光纤32。
图3是示出光组件30、印制电路板26以及柔性基板28的简图。光组件30与柔性基板28的一个端部连接。柔性基板28的另一个端部重叠于印制电路板26而与印制电路板26电连接。
图4是示出光接收组件作为的光组件30A的图。光组件30A具有用于输入波长λ1～λ4的不同的多个信号光线LS的多个光元件34A。光元件34A是受光元件。多个光元件34A分成多个套组S。各套组S包括一组光元件34A。在相邻的套组S中最近的光元件34A彼此的间隔D1比构成各套组S的一组光元件34A的彼此的间隔D2大。
光组件30A具有用于将多路复用信号光线LM分波成多个信号光线LS的光波分复用器36。多路复用信号光线LM是集束多个不同的波长而成的光线。光波分复用器36具有透光主体38。透光主体38具有相互平行地对置的第一面40和第二面42。透光主体38在第一面40具有用于分别输出多个信号光线LS的多个第一输入输出部44。
在第一面40设有多个分束器46。多个分束器46分别是使不同的波长λ1～λ4的光通过的滤光器，例如由绝缘膜等构成。多个分束器46的各个分束器46使多个信号光线LS中对应的一个信号光线LS透射，并使除此之外的信号光线LS反射。各个分束器46也使在多个信号光线LS的行进方向上通过比其靠下游侧的分束器46的信号光线LS反射。但是，各个分束器46也可以具有如下特性：由于在多个信号光线LS的行进方向上在比其靠上游侧的分束器46已经透射后的信号光线LS不入射进来，所以不反射。多个分束器46的各个分束器46位于多个第一输入输出部44中对应的一个第一输入输出部44。此外，也可以省略在因分波而输出最后剩余的信号光线LS的第一输入输出部44设置的分束器46a。
在第一面40，以位于多个分束器46之间的方式设有第一反射器48。也就是说，在第一反射器48的两侧分别配置有至少一个分束器46。第一反射器48是反射膜，但若将所入射的光全部反射，则也可以是透射不入射的光的分束器。例如，也可以使在多个信号光线LS的行进方向上比第一反射器48靠上游侧(图4中左侧)的分束器46连续地延长，将其用作第一反射器48。第一反射器48位于避开多个第一输入输出部44的任何一个的位置。第一反射器48位于既不输入也不输出任一信号光线LS的非输入输出部50。入射至第一反射器48的信号光线LS(除已经在分束器46透射后的信号光线LS外)全部被第一反射器48反射。第一反射器48也可以具有将多个信号光线LS全部反射的性质。
透光主体38在第二面42具有用于输入多路复用信号光线LM的第二输入输出部52。在第二面42设有第二反射器54。第二反射器54将多个信号光线LS进行反射。第二反射器54是反射膜。在透光主体38的内部，在第一面40与第二面42之间传播由多个分束器46、第一反射器48以及第二反射器54反射的信号光线LS。
多个第一输入输出部44分成多个组G。各组G包括一组第一输入输出部44。在相邻的组G中最近的第一输入输出部44彼此的间距P1比构成各组G的一组第一输入输出部44的相邻彼此的间距P2大。透光主体38在相邻的组G之间具有非输入输出部50。非输入输出部50与旁边的第一输入输出部44的间距P3与构成各组G的一组第一输入输出部44的相邻彼此的间距P2相等。
根据本实施方式，由于在多个分束器46之间具有第一反射器48，所以也可以在与第一反射器48对置的位置不设置光元件34A，从而空间上具有余裕。因此，能够将构成各套组S的一组光元件34A在集成后的状态下进行配置，从而能够抑制合格率的降低或者制造成本的增大。
图5是示出作为光发送组件的光组件30B的图。光组件30B具有用于输出波长λ1～λ4的不同的多个信号光线LS的多个光元件34B。光元件34B是发光元件，除了这一点以外与图4所示的光元件34A(受光元件)的内容相当。
光组件30B具有用于将多个信号光线LS合波成多路复用信号光线LM的光波分复用器36。透光主体38在第一面40具有用于分别输入多个信号光线LS的多个第一输入输出部44。透光主体38在第二面42具有用于输出多路复用信号光线LM的第二输入输出部52。透光主体38除了多个信号光线LS以及多路复用信号光线LM的行进方向相反这一点以外与图4所示的透光主体38的内容相当。
[第二实施方式]
图6是示出第二实施方式的光组件230的概要图。在本实施方式中，构成各套组S的一组光元件234是一体集成而成的阵列元件。一组光元件234搭载于子基座256。并且，多个子基座256搭载于支撑部件258。支撑部件258也可以由未图示的热电冷却器(Thermoelectric Cooler：TEC)进行温度调节。在支撑部件258设有多个透镜260。透镜260位于光元件234与第一输入输出部244之间。多个透镜260也可以是一体形成的透镜阵列。由于多个分束器248的特性分别根据对应的信号光线LS的波长λ1～λ8而不同，所以准备多个分束器248分别形成(例如蒸镀或者喷溅)于多个透光性芯片262(例如玻璃基板)。而且，透光性芯片262以使分束器248侧朝向透光主体238的方式粘贴于透光主体238。其它内容与在第一实施方式中说明的内容相当。根据本结构，使用2个套组的集成4个元件而成的阵列元件，而不是集成8个元件而成的阵列元件，能够抑制光元件的制造合格率的降低的影响。并且，由于各结构不是分体的8个光元件，所以获得部件个数的减少等效果。此外，在本实施方式中是将8个光元件分成两个套组的例子，但并不限定于此，分成4个套组也能够获得相同的效果。另外，当然，即使是8个以上的光元件，也能够应用。
[第三实施方式]
图7是示出第三实施方式的光组件330的概要图。在本实施方式中，在透光主体338的第一面340具有多个非输入输出部350。在多个非输入输出部350的各个个非输入输出部350存在第一反射器348。第一反射器348遍及多个非输入输出部350连续地成为一体。在第一反射器348中，信号光线LS多次进行反射。多个非输入输出部350的相邻彼此的间距P4与构成多个组G的各个组的一组第一输入输出部344的相邻彼此的间距P5相等。最远的非输入输出部350的间距P6是间距P4或者间距P5的整数倍。
图8是示出图7所示的光组件330所包括的一组光元件334的立体图。光元件334是分体地分离的芯片。在基板364的上表面搭载有集成电路370，在基板364的侧端面，纵向地安装有载体372，并在载体372搭载有一组光元件334。光组件330具有多个集成电路370。多个集成电路370的各个集成电路370与构成各套组S的一组光元件334连接。
本发明不限定于上述的实施方式，能够有各种变形。例如，在实施方式中说明的结构能够由实际上相同的结构、起到相同作用效果的结构或者可实现相同目的的结构来置换。

Claims (14)

1.一种光组件，其特征在于，具有：
多个光元件，用于输入或者输出波长不同的多个信号光线；和
光波分复用器，用于在上述多个信号光线与多路复用信号光线之间进行变换，
上述光波分复用器具有：透光主体，具有相互平行地对置的第一面和第二面；多个分束器，设于上述第一面；第一反射器，以位于上述多个分束器之间的方式设于上述第一面；以及第二反射器，设于上述第二面，
在上述透光主体的内部，由上述多个分束器、上述第一反射器以及上述第二反射器反射的光在上述第一面与上述第二面之间传播，并且上述第一反射器反射所有入射至第一反射器的光，
就上述透光主体而言，在上述第一面具有用于分别输入或者输出上述多个信号光线的多个第一输入输出部，在上述第二面具有用于输入或者输出上述多路复用信号光线的第二输入输出部，
上述多个分束器的各个分束器位于上述多个第一输入输出部中对应的一个第一输入输出部，并使上述多个信号光线中对应的一个信号光线透射，
上述第一反射器位于避开上述多个第一输入输出部的任何一个的位置，
上述多个光元件分成多个套组。
2.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，
上述多个分束器是滤光器，
上述第一反射器和上述第二反射器是反射膜。
3.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，
上述多个第一输入输出部分成多个组，上述多个组的各个组包括上述多个第一输入输出部中的一组第一输入输出部，
在相邻的上述组中最近的上述第一输入输出部彼此的间距比构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距大，
上述透光主体在相邻的上述组之间具有非输入输出部，
上述第一反射器位于上述非输入输出部，
上述非输入输出部与旁边的上述第一输入输出部的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
4.根据权利要求3所述的光组件，其特征在于，
上述非输入输出部包括多个非输入输出部，
在上述多个非输入输出部的各个非输入输出部存在上述第一反射器，
上述多个非输入输出部的相邻彼此的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
5.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，
上述多个套组中的各个套组包括上述多个光元件的一组光元件，
在相邻的上述套组中最近的上述光元件彼此的间隔比构成上述多个套组的各个套组的上述一组光元件的相邻彼此的间隔大。
6.根据权利要求5所述的光组件，其特征在于，
构成上述多个套组的各个套组的上述一组光元件是一体集成而成的阵列元件。
7.根据权利要求6所述的光组件，其特征在于，
上述阵列元件具有搭载上述一组光元件的子基座。
8.根据权利要求6所述的光组件，其特征在于，
还具有多个集成电路，
上述多个集成电路的各个集成电路与构成上述多个套组中对应的一个套组的上述一组光元件连接。
9.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，
还具有透镜，该透镜位于上述多个光元件的各个光元件与上述多个第一输入输出部中对应的一个第一输入输出部之间。
10.一种光模块，其特征在于，
具有多个光组件，
上述多个光组件的至少一个是权利要求1~9任一项中所述的光组件。
11.一种光波分复用器，用于在多个信号光线与多路复用信号光线之间进行变换，其特征在于，
上述光波分复用器具有：透光主体，具有相互平行地对置的第一面和第二面；多个分束器，设于上述第一面；第一反射器，以位于上述多个分束器之间的方式设于上述第一面；以及第二反射器，设于上述第二面，
在上述透光主体的内部，由上述多个分束器、上述第一反射器以及上述第二反射器反射的光在上述第一面与上述第二面之间传播，并且上述第一反射器反射所有入射至第一反射器的光，
就上述透光主体而言，在上述第一面具有用于分别输入或者输出上述多个信号光线的多个第一输入输出部，在上述第二面具有用于输入或者输出上述多路复用信号光线的第二输入输出部，
上述多个分束器的各个分束器位于上述多个第一输入输出部中对应的一个第一输入输出部，并使上述多个信号光线中对应的一个信号光线透射，
上述第一反射器位于避开上述多个第一输入输出部的任何一个的位置，
上述多个第一输入输出部分成多个组。
12.根据权利要求11所述的光波分复用器，其特征在于，
上述多个分束器是滤光器，
上述第一反射器和上述第二反射器是反射膜。
13.根据权利要求11所述的光波分复用器，其特征在于，
上述多个组的各个组包括上述多个第一输入输出部中的一组第一输入输出部，
在相邻的上述组中最近的上述第一输入输出部彼此的间距比构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距大，
上述透光主体在相邻的上述组之间具有非输入输出部，
上述第一反射器位于上述非输入输出部，
上述非输入输出部与旁边的上述第一输入输出部的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
14.根据权利要求13所述的光波分复用器，其特征在于，
上述非输入输出部包括多个非输入输出部，
在上述多个非输入输出部的各个非输入输出部存在上述第一反射器，
上述多个非输入输出部的相邻彼此的间距与构成上述多个组的各个组的上述一组第一输入输出部的相邻彼此的间距相等。
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