JP2000347050A - 光送受信モジュール - Google Patents
光送受信モジュールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体プロセス等により多数個を一括
して製造可能であると共に光ファイバとの接続も容易な
光送受信モジュールを提供する。 【解決手段】 基板上に形成された光ファイバガイド
溝に保持された光ファイバに整合するように同じく基板
上に形成された光導波路及びこの光導波路を通過する複
数波長の光を分波するべくこの光導波路中に配置された
光フィルタ及びハーフミラーを介して光ファイバと基板
上に配置された各波長用受光素子及び発光素子とを接続
する構造とすることで、半導体プロセス等により光送受
信モジュールを多数一括して製造可能であると共に光フ
ァイバとの接続も容易になる。
して製造可能であると共に光ファイバとの接続も容易な
光送受信モジュールを提供する。 【解決手段】 基板上に形成された光ファイバガイド
溝に保持された光ファイバに整合するように同じく基板
上に形成された光導波路及びこの光導波路を通過する複
数波長の光を分波するべくこの光導波路中に配置された
光フィルタ及びハーフミラーを介して光ファイバと基板
上に配置された各波長用受光素子及び発光素子とを接続
する構造とすることで、半導体プロセス等により光送受
信モジュールを多数一括して製造可能であると共に光フ
ァイバとの接続も容易になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光信号処
理等に用いられ、光信号を電気信号に変換するための光
送受信モジュールに関するものである。
理等に用いられ、光信号を電気信号に変換するための光
送受信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、通信機器、音響機器などで光
ファイバを用いた双方向の光通信が多用されている。一
般に高速変調された光信号は光ファイバを通して伝送さ
れるが、これを最終的に必要な情報である音声や映像な
どに変換するためには電気信号に変換して更に音声や映
像データに変換することで必要な出力を得ることができ
る。その方式や、光送受信モジュールも種々提案されて
いる。例えば、特開平８−１９００２６号公報には、シ
リコン基板上に導波路及び半導体素子のプラットホーム
を形成し、フィルタ、レーザダイオード（発光素子）、
フォトダイオード（受光素子）などを実装したモジュー
ルが開示されている。このモジュールは基板上に半導体
装置と同様なプロセスを用いて形成することから、ウエ
ハ上に多数個、一括して形成できるという利点がある。
ファイバを用いた双方向の光通信が多用されている。一
般に高速変調された光信号は光ファイバを通して伝送さ
れるが、これを最終的に必要な情報である音声や映像な
どに変換するためには電気信号に変換して更に音声や映
像データに変換することで必要な出力を得ることができ
る。その方式や、光送受信モジュールも種々提案されて
いる。例えば、特開平８−１９００２６号公報には、シ
リコン基板上に導波路及び半導体素子のプラットホーム
を形成し、フィルタ、レーザダイオード（発光素子）、
フォトダイオード（受光素子）などを実装したモジュー
ルが開示されている。このモジュールは基板上に半導体
装置と同様なプロセスを用いて形成することから、ウエ
ハ上に多数個、一括して形成できるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た基板に導波路を形成するモジュールは、光ファイバと
接続する場合、ファイバアレイなど光ファイバ端部を保
持した別部品を準備し、かつ高精度な調芯技術を用いて
接続する必要があり、その作業が煩雑であった。実際、
光軸調整は±０．５μｍよりも高い精度が必要であり、
極めて厄介な作業である。加えて、上記構造では下り専
用信号光である１．５５μｍの光はフィルタで反射され
た後、再び導波路に結合し、この導波路からモジュール
外に取り出され、更にファイバを通して別な受信モジュ
ールへ入射して電気信号に変換される。これは接続部分
が多くなり、光の損失を増加させる原因となり、伝送速
度を低下させることになる。
た基板に導波路を形成するモジュールは、光ファイバと
接続する場合、ファイバアレイなど光ファイバ端部を保
持した別部品を準備し、かつ高精度な調芯技術を用いて
接続する必要があり、その作業が煩雑であった。実際、
光軸調整は±０．５μｍよりも高い精度が必要であり、
極めて厄介な作業である。加えて、上記構造では下り専
用信号光である１．５５μｍの光はフィルタで反射され
た後、再び導波路に結合し、この導波路からモジュール
外に取り出され、更にファイバを通して別な受信モジュ
ールへ入射して電気信号に変換される。これは接続部分
が多くなり、光の損失を増加させる原因となり、伝送速
度を低下させることになる。
【０００４】そこで、例えば特開平１０−１９７７６２
号公報には、導波路を用いず、光ファイバを直接基板に
組み付けるタイプのモジュールも提案されている。この
モジュールの場合、別途光ファイバと接続する必要がな
いことから高精度な調芯作業を省略できるという利点が
ある。
号公報には、導波路を用いず、光ファイバを直接基板に
組み付けるタイプのモジュールも提案されている。この
モジュールの場合、別途光ファイバと接続する必要がな
いことから高精度な調芯作業を省略できるという利点が
ある。
【０００５】しかしながら、モジュールの組立、実装を
行う状態で既に光ファイバが組み込まれているため工程
の途中で誤ってファイバを破損する可能性があるばかり
でなく、モジュールから光ファイバが突き出しているた
め、組立てを個別に行わなければならず、かつ広いスペ
ースが必要となり、基板に導波路を形成する場合のよう
な一括した処理ができないことから組み立て効率が低下
する問題がある。加えて、この構造は部品点数が多く、
各部品の位置決めの際、各部品の位置精度を高くしない
とファイバに無理な応力が加わり、その特性を劣化させ
る可能性がある。
行う状態で既に光ファイバが組み込まれているため工程
の途中で誤ってファイバを破損する可能性があるばかり
でなく、モジュールから光ファイバが突き出しているた
め、組立てを個別に行わなければならず、かつ広いスペ
ースが必要となり、基板に導波路を形成する場合のよう
な一括した処理ができないことから組み立て効率が低下
する問題がある。加えて、この構造は部品点数が多く、
各部品の位置決めの際、各部品の位置精度を高くしない
とファイバに無理な応力が加わり、その特性を劣化させ
る可能性がある。
【０００６】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
なされたものであり、半導体プロセス等により多数個を
一括して製造可能であると共に光ファイバとの接続も容
易な光送受信モジュールを提供することを目的とする。
なされたものであり、半導体プロセス等により多数個を
一括して製造可能であると共に光ファイバとの接続も容
易な光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した問題は、本発明
によれば、ファイバにより伝達される第１の波長の光信
号を送受信すると共に第２の波長の光信号を受信するた
めの光送受信モジュールであって、光ファイバ端部のガ
イドするべく石英またはシリコン（Ｓｉ）からなる基板
上に形成された光ファイバガイド溝と、前記光ファイバ
ガイド溝にガイドされた光ファイバの端部に整合するよ
うに前記基板上に形成された光導波路と、前記基板上に
配置された前記第１の波長の光の発光素子と、前記基板
上に配置された前記第１及び第２の波長の光の受光素子
と、前記光ファイバから前記光導波路に至る光を前記第
１の波長の光と第２の波長の光とに分波するべく前記基
板上の前記光導波路中に配置された光フィルタと、前記
光フィルタにて分波された第１の波長の光を前記第１の
波長の光の受光素子に導くと共に前記発光素子からの第
１の波長の光を前記光導波路から前記光ファイバに導く
べく前記基板上の前記光導波路中に配置されたハーフミ
ラーとを有することを特徴とする光送受信モジュールを
提供することにより達成される。特に、前記光フィルタ
が、前記基板上の前記光導波路中に斜めに形成されたス
リットに差し込まれ、前記第２の波長の光を前記基板上
の受光素子に向けて反射するようになっており、また前
記ハーフミラーが、前記基板上の前記光導波路中に斜め
に形成されたスリットに差し込まれ、前記光フィルタに
て分波された前記第１の波長の光を前記基板上の受光素
子に向けて反射すると共に前記発光素子の第１の波長の
光を前記光導波路から前記光ファイバに導くようになっ
ていると良い。
によれば、ファイバにより伝達される第１の波長の光信
号を送受信すると共に第２の波長の光信号を受信するた
めの光送受信モジュールであって、光ファイバ端部のガ
イドするべく石英またはシリコン（Ｓｉ）からなる基板
上に形成された光ファイバガイド溝と、前記光ファイバ
ガイド溝にガイドされた光ファイバの端部に整合するよ
うに前記基板上に形成された光導波路と、前記基板上に
配置された前記第１の波長の光の発光素子と、前記基板
上に配置された前記第１及び第２の波長の光の受光素子
と、前記光ファイバから前記光導波路に至る光を前記第
１の波長の光と第２の波長の光とに分波するべく前記基
板上の前記光導波路中に配置された光フィルタと、前記
光フィルタにて分波された第１の波長の光を前記第１の
波長の光の受光素子に導くと共に前記発光素子からの第
１の波長の光を前記光導波路から前記光ファイバに導く
べく前記基板上の前記光導波路中に配置されたハーフミ
ラーとを有することを特徴とする光送受信モジュールを
提供することにより達成される。特に、前記光フィルタ
が、前記基板上の前記光導波路中に斜めに形成されたス
リットに差し込まれ、前記第２の波長の光を前記基板上
の受光素子に向けて反射するようになっており、また前
記ハーフミラーが、前記基板上の前記光導波路中に斜め
に形成されたスリットに差し込まれ、前記光フィルタに
て分波された前記第１の波長の光を前記基板上の受光素
子に向けて反射すると共に前記発光素子の第１の波長の
光を前記光導波路から前記光ファイバに導くようになっ
ていると良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、添付した図面を参照して
本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明が適用された光送受信モジ
ュールの斜視図、図２はその断面図である。この光送受
信モジュールは、光ファイバとの接続部２と、例えば
１．３１μｍの第１の波長の光を受信する第１の受信部
３と、第１の波長の光を送信する送信部４と、例えば
１．５５μｍの第２の波長の光を受信する第２の受信部
５とを同一の石英またはシリコンからなる基板１上に形
成したものからなる。
ュールの斜視図、図２はその断面図である。この光送受
信モジュールは、光ファイバとの接続部２と、例えば
１．３１μｍの第１の波長の光を受信する第１の受信部
３と、第１の波長の光を送信する送信部４と、例えば
１．５５μｍの第２の波長の光を受信する第２の受信部
５とを同一の石英またはシリコンからなる基板１上に形
成したものからなる。
【００１０】光ファイバ接続部２は、基板１上に設けら
れた段部１ａの前方に穿設されたＶ字状断面のガイド溝
２ａからなり、このガイド溝２ａに外部からの光ファイ
バＦの先端部を受容し、保持する。
れた段部１ａの前方に穿設されたＶ字状断面のガイド溝
２ａからなり、このガイド溝２ａに外部からの光ファイ
バＦの先端部を受容し、保持する。
【００１１】第２の受信部５は、ガイド溝２ａに保持さ
れた光ファイバＦの軸線と一致するように、基板１の段
部１ａ内を貫通する光導波路６を通る光のうち、第２の
波長（１．５５μｍ）成分のみを図に於ける斜め上方に
反射するべく該光導波路６の中間部に斜めに挿入された
反射型光フィルタ７と、この光フィルタ７に反射された
光を受光するべく段部１ａ上に設けられた第２の波長の
光の受光素子としてのフォトダイオード８とから構成さ
れている。
れた光ファイバＦの軸線と一致するように、基板１の段
部１ａ内を貫通する光導波路６を通る光のうち、第２の
波長（１．５５μｍ）成分のみを図に於ける斜め上方に
反射するべく該光導波路６の中間部に斜めに挿入された
反射型光フィルタ７と、この光フィルタ７に反射された
光を受光するべく段部１ａ上に設けられた第２の波長の
光の受光素子としてのフォトダイオード８とから構成さ
れている。
【００１２】第１の受信部３は、光導波路６を通る光の
うち、光フィルタ７を通過した光、即ち第１の波長
（１．３１μｍ）成分を図に於ける斜め上方に反射する
べく該光導波路６の中間部に斜めに挿入されたハーフミ
ラー９と、このハーフミラー９に反射された光を受光す
るべく段部１ａ上に設けられた第１の波長の光の受光素
子としてのフォトダイオード１０とから構成されてい
る。
うち、光フィルタ７を通過した光、即ち第１の波長
（１．３１μｍ）成分を図に於ける斜め上方に反射する
べく該光導波路６の中間部に斜めに挿入されたハーフミ
ラー９と、このハーフミラー９に反射された光を受光す
るべく段部１ａ上に設けられた第１の波長の光の受光素
子としてのフォトダイオード１０とから構成されてい
る。
【００１３】送信部４は、段部１ａを挟んで光ファイバ
Ｆと相反する側、即ち段部１ａの後方に光導波路６の端
部と正対するように設けられた第１の波長の光の発光素
子としてのレーザダイオード１１と、このレーザダイオ
ード１１の出力を監視するためのモニタ用フォトダイオ
ード１２とから構成されている。
Ｆと相反する側、即ち段部１ａの後方に光導波路６の端
部と正対するように設けられた第１の波長の光の発光素
子としてのレーザダイオード１１と、このレーザダイオ
ード１１の出力を監視するためのモニタ用フォトダイオ
ード１２とから構成されている。
【００１４】以下に、上記光送受信モジュールの製造手
順について説明する。まず、石英基板あるいはシリコン
ウエハにエッチングまたは機械加工などにより段部（プ
ラットホーム）を形成する。次に、ＣＶＤ法などの成膜
法によりＳｉＯ2等の下部クラッド層６ａを形成し、研
磨あるいはエッチング法などにより所定の厚さとなるよ
うに平坦化処理する。
順について説明する。まず、石英基板あるいはシリコン
ウエハにエッチングまたは機械加工などにより段部（プ
ラットホーム）を形成する。次に、ＣＶＤ法などの成膜
法によりＳｉＯ2等の下部クラッド層６ａを形成し、研
磨あるいはエッチング法などにより所定の厚さとなるよ
うに平坦化処理する。
【００１５】次に、下部クラッド層６ａ上にコア層６ｂ
を成膜する。ここで、コア層６ｂは通信波長の光を伝搬
するべく、その屈折率が下部クラッド層６ａ及び後記す
る上部クラッド層６ｃに比べてやや高いものからなり、
光ファイバと同様にその屈折率を高めるためにはＧｅや
Ｔｉなどの元素を微量添加することが一般的に知られて
いる。
を成膜する。ここで、コア層６ｂは通信波長の光を伝搬
するべく、その屈折率が下部クラッド層６ａ及び後記す
る上部クラッド層６ｃに比べてやや高いものからなり、
光ファイバと同様にその屈折率を高めるためにはＧｅや
Ｔｉなどの元素を微量添加することが一般的に知られて
いる。
【００１６】次に、光導波路の経路、即ちコアパターン
を形成するため、予め用意されたフォトマスクを用いて
レジストを形成後、コア層６ｂをエッチングする（フォ
トリソグラフィ）。ここでのエッチングはＲＩＥ（リア
クティブイオンエッチング）を用いると良い。このと
き、光導波路６と光ファイバＦとの位置決めの基準とな
るＶ字状のガイド溝２ａを形成するためのパターンを上
記フォトマスクに形成しておくことで、そのレジストを
同時に形成することができる。このため光導波路６のコ
ア層６ｂと光ファイバガイド溝２ａとの相対位置ずれは
同じフォトマスクを使うため事実上生じることはない。
尚、ガイド溝２ａは例えばシリコン基板の場合、ＫＯＨ
などアルカリ溶液を用いた異方性エッチングにより行う
と良い。そして、上部クラッド層６ｃとしてＳｉＯ2膜
を成膜し、埋め込み光導波路６が完成する。
を形成するため、予め用意されたフォトマスクを用いて
レジストを形成後、コア層６ｂをエッチングする（フォ
トリソグラフィ）。ここでのエッチングはＲＩＥ（リア
クティブイオンエッチング）を用いると良い。このと
き、光導波路６と光ファイバＦとの位置決めの基準とな
るＶ字状のガイド溝２ａを形成するためのパターンを上
記フォトマスクに形成しておくことで、そのレジストを
同時に形成することができる。このため光導波路６のコ
ア層６ｂと光ファイバガイド溝２ａとの相対位置ずれは
同じフォトマスクを使うため事実上生じることはない。
尚、ガイド溝２ａは例えばシリコン基板の場合、ＫＯＨ
などアルカリ溶液を用いた異方性エッチングにより行う
と良い。そして、上部クラッド層６ｃとしてＳｉＯ2膜
を成膜し、埋め込み光導波路６が完成する。
【００１７】その後、上部クラッド層６ｃを平坦化する
と共に不要部分にも成膜された上部クラッド層、コア、
下部クラッド層などを除去して、段部１ａの前後の基板
表面を露出させる。そして、必要に応じて基板上あるい
は上部クラッド層６ｃ上にＡｕ、Ａｌ等の電極パター
ン、配線パターン等を形成し、電極にはんだをディップ
する。
と共に不要部分にも成膜された上部クラッド層、コア、
下部クラッド層などを除去して、段部１ａの前後の基板
表面を露出させる。そして、必要に応じて基板上あるい
は上部クラッド層６ｃ上にＡｕ、Ａｌ等の電極パター
ン、配線パターン等を形成し、電極にはんだをディップ
する。
【００１８】次に、ダイシング加工あるいはエッチング
等により光フィルタ７及びハーフミラー９を挿入するた
めの溝１３ａ、１３ｂや光ファイバＦを光導波路６に突
き当てる部分の溝１４を形成する。ここで、光フィルタ
７及びハーフミラー９を挿入するための溝１３ａ、１３
ｂは、光フィルタ７及びハーフミラー９による反射方向
に対応して基板の表面に対して垂直でなく、例えば８゜
〜３０°のある角度θをもって斜めに形成する。また、
溝１４は光ファイバＦの端面と光導波路６の端面とが正
対するように、基板に対し垂直に形成する。
等により光フィルタ７及びハーフミラー９を挿入するた
めの溝１３ａ、１３ｂや光ファイバＦを光導波路６に突
き当てる部分の溝１４を形成する。ここで、光フィルタ
７及びハーフミラー９を挿入するための溝１３ａ、１３
ｂは、光フィルタ７及びハーフミラー９による反射方向
に対応して基板の表面に対して垂直でなく、例えば８゜
〜３０°のある角度θをもって斜めに形成する。また、
溝１４は光ファイバＦの端面と光導波路６の端面とが正
対するように、基板に対し垂直に形成する。
【００１９】次に、レーザダイオード１１、フォトダイ
オード８、１０、１２、図示されないその他半導体素子
をはんだ付けにより所定の位置に実装すると共に光フィ
ルタ７及びハーフミラー９を溝１３ａ、１３ｂに各々挿
入し、接着剤を入れて硬化させる。ここで、光フィルタ
７、ハーフミラー９及びフォトダイオード８、１０の位
置、大きさによっては各々が干渉することが考えられ
る。そこで、図３のように光フィルタ７及びハーフミラ
ー９の不要部分を除去しても良く、図４に示すように、
フォトダイオード８、１０を光路部分がくり抜かれたス
ペーサ１５を介して実装すれば、光フィルタ７、ハーフ
ミラー９の不要部分を除去せずに受光位置の調整をする
ことができる。図５に、スペーサ１５の構造の一例を示
す。このスペーサ１５は中間部の光路が形成される部分
がくり抜かれ、空洞１５ａを有するＵ字型としている。
オード８、１０、１２、図示されないその他半導体素子
をはんだ付けにより所定の位置に実装すると共に光フィ
ルタ７及びハーフミラー９を溝１３ａ、１３ｂに各々挿
入し、接着剤を入れて硬化させる。ここで、光フィルタ
７、ハーフミラー９及びフォトダイオード８、１０の位
置、大きさによっては各々が干渉することが考えられ
る。そこで、図３のように光フィルタ７及びハーフミラ
ー９の不要部分を除去しても良く、図４に示すように、
フォトダイオード８、１０を光路部分がくり抜かれたス
ペーサ１５を介して実装すれば、光フィルタ７、ハーフ
ミラー９の不要部分を除去せずに受光位置の調整をする
ことができる。図５に、スペーサ１５の構造の一例を示
す。このスペーサ１５は中間部の光路が形成される部分
がくり抜かれ、空洞１５ａを有するＵ字型としている。
【００２０】また、スペーサ１５自体またはその表面を
導電性のものとすれば、基板１との電気的な接続も可能
である。用いるスペーサ１５の材質はリン青銅、ステン
レスなど金属の薄板に金メッキを施したもの等が挙げら
れる。また、スペーサ１５を介在させると光導波路６か
らフォトダイオード８、１０まで光路が長くなるためビ
ームの広がりが大きくなり、受光効率が低下することが
考えられるが、ビームの広がりとフォトダイオード８の
受光部分の直径との関係からスペーサ１５の厚さを１０
０μｍ〜３００μｍ程度以内とすることで問題を生じる
ことはない。
導電性のものとすれば、基板１との電気的な接続も可能
である。用いるスペーサ１５の材質はリン青銅、ステン
レスなど金属の薄板に金メッキを施したもの等が挙げら
れる。また、スペーサ１５を介在させると光導波路６か
らフォトダイオード８、１０まで光路が長くなるためビ
ームの広がりが大きくなり、受光効率が低下することが
考えられるが、ビームの広がりとフォトダイオード８の
受光部分の直径との関係からスペーサ１５の厚さを１０
０μｍ〜３００μｍ程度以内とすることで問題を生じる
ことはない。
【００２１】最後に上記基板を１つずつ切断し、光ファ
イバＦをガイド溝２ａに組み付けることにより光送受信
モジュールが完成する。
イバＦをガイド溝２ａに組み付けることにより光送受信
モジュールが完成する。
【００２２】以下に、本発明による光送受信モジュール
の作動要領について図２を参照して説明する。この光送
受信モジュールは光ファイバＦより送られてきた光信号
を電気信号に変換したり、電話などからの電気信号を光
信号に変換して光ファイバＦへ送り出すためのものであ
る。
の作動要領について図２を参照して説明する。この光送
受信モジュールは光ファイバＦより送られてきた光信号
を電気信号に変換したり、電話などからの電気信号を光
信号に変換して光ファイバＦへ送り出すためのものであ
る。
【００２３】第１の波長λ１（１．３１μｍ）及び第２
の波長λ２（１．５５μｍ）の光を含む外部からの光信
号は光ファイバＦから光導波路６へ入射し、光導波路６
の途中に挿入された光フィルタ７により第２の波長λ２
（１．５５μｍ）の成分のみ反射される。そして、反射
された光は基板１の表面側へ出射する。そして、この出
射位置に設けられたフォトダイオード８に受光され、電
気信号に変換され、所定の出力を得ることとなる。
の波長λ２（１．５５μｍ）の光を含む外部からの光信
号は光ファイバＦから光導波路６へ入射し、光導波路６
の途中に挿入された光フィルタ７により第２の波長λ２
（１．５５μｍ）の成分のみ反射される。そして、反射
された光は基板１の表面側へ出射する。そして、この出
射位置に設けられたフォトダイオード８に受光され、電
気信号に変換され、所定の出力を得ることとなる。
【００２４】上記光フィルタ７を透過した光、即ち第１
の波長λ１（１．３１μｍ）の光は、ハーフミラー９に
よりその光量の半分が反射される。そして、反射された
光は基板１の表面側へ出射する。そして、この出射位置
に設けられたフォトダイオード１０に受光され、電気信
号に変換され、所定の出力を得ることとなる。
の波長λ１（１．３１μｍ）の光は、ハーフミラー９に
よりその光量の半分が反射される。そして、反射された
光は基板１の表面側へ出射する。そして、この出射位置
に設けられたフォトダイオード１０に受光され、電気信
号に変換され、所定の出力を得ることとなる。
【００２５】ここで、効率の良い受信のためには光フィ
ルタ７の反射光のビーム中心とフォトダイオード８の受
光部中心とを一致させ、ハーフミラー９の反射光のビー
ム中心とフォトダイオード１０の受光部中心とを一致さ
せる必要があり、そのためには光ファイバＦと光導波路
６とが高精度で調芯されている必要があるが、本発明に
よる光送受信モジュールでは上記したようにガイド溝２
ａにガイドされた光ファイバＦと光導波路６とは高精度
で調芯されていることから、光ファイバとの高精度な接
続を容易に実現しつつ、光フィルタ７及びハーフミラー
９による反射光の損失を最小限にして受光素子（フォト
ダイオード）に導くことができる。
ルタ７の反射光のビーム中心とフォトダイオード８の受
光部中心とを一致させ、ハーフミラー９の反射光のビー
ム中心とフォトダイオード１０の受光部中心とを一致さ
せる必要があり、そのためには光ファイバＦと光導波路
６とが高精度で調芯されている必要があるが、本発明に
よる光送受信モジュールでは上記したようにガイド溝２
ａにガイドされた光ファイバＦと光導波路６とは高精度
で調芯されていることから、光ファイバとの高精度な接
続を容易に実現しつつ、光フィルタ７及びハーフミラー
９による反射光の損失を最小限にして受光素子（フォト
ダイオード）に導くことができる。
【００２６】一方、レーザダイオード１１から出射した
所定の電気信号を変換してなる第１の波長λ１（１．３
１μｍ）の光は光導波路６に入射し、ハーフミラー９及
び光フィルタ７を透過して光導波路６から光ファイバＦ
に入射し、必要な信号を送り出すこととなる。
所定の電気信号を変換してなる第１の波長λ１（１．３
１μｍ）の光は光導波路６に入射し、ハーフミラー９及
び光フィルタ７を透過して光導波路６から光ファイバＦ
に入射し、必要な信号を送り出すこととなる。
【００２７】尚、第１の波長λ１（１．３１μｍ）の光
は、１波長で双方向通信に用いられる光で、双方向の発
振タイミングをコントロールする時分割方式よりお互い
の信号の衝突を防いでいる。また、第１の波長λ１
（１．３１μｍ）の光は送信、受信共ハーフミラー９に
よりその光量の５０％を損失するが、予めこれを見込ん
で伝送速度を設定しておくことでシステム上問題とはな
らない。
は、１波長で双方向通信に用いられる光で、双方向の発
振タイミングをコントロールする時分割方式よりお互い
の信号の衝突を防いでいる。また、第１の波長λ１
（１．３１μｍ）の光は送信、受信共ハーフミラー９に
よりその光量の５０％を損失するが、予めこれを見込ん
で伝送速度を設定しておくことでシステム上問題とはな
らない。
【００２８】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明による光送受信モジュールによれば、基板上に形成
された光ファイバガイド溝に保持された光ファイバに整
合するように同じく基板上に形成された光導波路及びこ
の光導波路を通過する複数波長の光を分波するべくこの
光導波路中に配置された光フィルタ及びハーフミラーを
介して光ファイバと基板上に配置された各波長用受光素
子及び発光素子とを接続する構造とすることで、半導体
プロセス等により光送受信モジュールを多数一括して製
造可能であると共に光ファイバとの接続も容易になる。
また、ガイド溝と光導波路とを同じ工程でパターニング
することで光ファイバと光導波路との調芯を容易に、か
つ精度良く行うことができる。更に、光フィルタ及びハ
ーフミラーを、基板上の光導波路中に斜めに形成された
スリットに差し込み、対応する波長の光を基板上の受光
素子に向けて反射または基板上の発光素子からの光を光
導波路を介して光ファイバに向けて反射する構成とする
ことで、受光素子であるフォトダイオードとして、高い
位置決め精度が要求されない一般的な面受光型のものを
用いることができる。加えて、必要に応じて光フィルタ
と受光素子または発光素子との間の間隔を調整するべく
基板と受光素子または発光素子との間にスペーサを設け
ることで、フィルタや受光素子または発光素子の大きさ
配置によらず、それらを加工しなくても受光または発光
位置の調整をすることができ、汎用性が向上すると共に
組立が簡単になる。
発明による光送受信モジュールによれば、基板上に形成
された光ファイバガイド溝に保持された光ファイバに整
合するように同じく基板上に形成された光導波路及びこ
の光導波路を通過する複数波長の光を分波するべくこの
光導波路中に配置された光フィルタ及びハーフミラーを
介して光ファイバと基板上に配置された各波長用受光素
子及び発光素子とを接続する構造とすることで、半導体
プロセス等により光送受信モジュールを多数一括して製
造可能であると共に光ファイバとの接続も容易になる。
また、ガイド溝と光導波路とを同じ工程でパターニング
することで光ファイバと光導波路との調芯を容易に、か
つ精度良く行うことができる。更に、光フィルタ及びハ
ーフミラーを、基板上の光導波路中に斜めに形成された
スリットに差し込み、対応する波長の光を基板上の受光
素子に向けて反射または基板上の発光素子からの光を光
導波路を介して光ファイバに向けて反射する構成とする
ことで、受光素子であるフォトダイオードとして、高い
位置決め精度が要求されない一般的な面受光型のものを
用いることができる。加えて、必要に応じて光フィルタ
と受光素子または発光素子との間の間隔を調整するべく
基板と受光素子または発光素子との間にスペーサを設け
ることで、フィルタや受光素子または発光素子の大きさ
配置によらず、それらを加工しなくても受光または発光
位置の調整をすることができ、汎用性が向上すると共に
組立が簡単になる。
【図１】本発明が適用された光送受信モジュールの斜視
図。、
図。、
【図２】図１の断面図。
【図３】図２の要部拡大図。
【図４】本発明が適用された光送受信モジュールの変形
例を示す図３と同様な図。
例を示す図３と同様な図。
【図５】スペーサの構造の一例を示す斜視図。
１ 基板 １ａ 段部 ２ 接続部 ２ａ ガイド溝 ３ 第１の受信部 ４ 送信部 ５ 第２の受信部 ６ 光導波路 ６ａ 下部クラッド層 ６ｂ コア層 ６ｃ 上部クラッド層 ７ 反射型光フィルタ ８ フォトダイオード ９ ハーフミラー １０ フォトダイオード １１ レーザダイオード １２ モニタ用フォトダイオード １３ａ、１３ｂ 溝 １５ スペーサ １５ａ 空洞 Ｆ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 BA24 CA37 CA38 DA04 DA06 DA12 2H047 KA04 KB08 LA14 LA18 MA05 PA05 PA06 PA24 QA02 RA08 TA05 TA31 TA42 TA43 5F073 AB21 AB28 BA02 FA05 FA07 FA13 FA15 FA23 5K002 AA05 AA07 BA02 BA13 BA14 BA21 BA33 DA04 FA01
Claims (6)
- 【請求項１】 光ファイバにより伝達される第１の波
長の光信号を送受信すると共に第２の波長の光信号を受
信するための光送受信モジュールであって、 光ファイバ端部のガイドするべく石英またはシリコン
（Ｓｉ）からなる基板上に形成された光ファイバガイド
溝と、 前記光ファイバガイド溝にガイドされた光ファイバの端
部に整合するように前記基板上に形成された光導波路
と、 前記基板上に配置された前記第１の波長の光の発光素子
と、 前記基板上に配置された前記第１及び第２の波長の光の
受光素子と、 前記光ファイバから前記光導波路に至る光を前記第１の
波長の光と第２の波長の光とに分波するべく前記基板上
の前記光導波路中に配置された光フィルタと、 前記光フィルタにて分波された第１の波長の光を前記第
１の波長の光の受光素子に導くと共に前記発光素子から
の第１の波長の光を前記光導波路から前記光ファイバに
導くべく前記基板上の前記光導波路中に配置されたハー
フミラーとを有することを特徴とする光送受信モジュー
ル。 - 【請求項２】 前記光フィルタが、前記基板上の前記
光導波路中に斜めに形成されたスリットに差し込まれ、
前記第２の波長の光を前記基板上の受光素子に向けて反
射するようになっていることを特徴とする請求項１に記
載の光送受信モジュール。 - 【請求項３】 前記ハーフミラーが、前記基板上の前
記光導波路中に斜めに形成されたスリットに差し込ま
れ、前記光フィルタにて分波された前記第１の波長の光
を前記基板上の受光素子に向けて反射すると共に前記発
光素子の第１の波長の光を前記光導波路から前記光ファ
イバに導くようになっていることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の光送受信モジュール。 - 【請求項４】 前記基板がシリコン基板からなり、前
記ガイド溝が、異方性エッチングによりＶ字状断面をな
すように穿設されていることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項５】 前記光フィルタと前記受光素子または
前記発光素子との間の間隔を調整するべく前記基板と前
記受光素子または前記発光素子との間に透光性のスペー
サを設けた用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項
４のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項６】 前記光フィルタ及び前記ハーフミラー
が、前記基板表面から突出しないようにその内部に埋設
されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のい
ずれかに記載の光送受信モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11155943A JP2000347050A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 光送受信モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11155943A JP2000347050A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 光送受信モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347050A true JP2000347050A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15616921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11155943A Pending JP2000347050A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 光送受信モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000347050A (ja) |
Cited By (17)
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| GB2400183A (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | Agilent Technologies Inc | Mounting optic fibre and optical waveguide on substrate |
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| US7123798B2 (en) | 2002-03-29 | 2006-10-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device and method of producing the same |
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-
1999
- 1999-06-03 JP JP11155943A patent/JP2000347050A/ja active Pending
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