JP2002040304A - 光検出装置 - Google Patents
光検出装置Info
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- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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Abstract
路とフォトダイオード等の受光器とを結合させることが
できる光検出装置を提供する。 【解決手段】 誘電体基板22上に形成された光導波路
20と、光導波路20を進む光の進行方向を誘電体基板
22の厚さ方向に変化させ、光が誘電体基板22を貫通
するようにする切り込みミラー32と、切り込みミラー
32により進行方向が変化された光を受光して受光信号
を生成するフォトダイオード10と、を備え、フォトダ
イオード10を誘電体基板22上に配置すれば受光する
ことができるので、光導波路20とフォトダイオード1
0とを接続するためにレンズ等を使用する必要がない。
よって、光軸のアライメント等が不要になり、光導波路
20とフォトダイオード10との接続が容易になる。
Description
器との結合に関する。
to Diode)とを結合させて、光導波路に光が流れたか否
かを検出することがある。この場合、光導波路の方向が
フォトダイオードの受光面に垂直になっている必要があ
る。光導波路とフォトダイオードとを結合させた構成を
図7に示す。
12に載せられている。フォトダイオード110はレン
ズ114を介して光導波路120に結合される。このと
き、フォトダイオード110の受光面は光導波路120
の方向と垂直になっている。
ダイオード110が正確に光導波路120を流れる光を
検出するためには、光軸のアライメントが必要になる。
よって、フォトダイオード110と光導波路120とを
結合させるための工数が多くなってしまう。
0とが別構造になるため、温度変化による光軸のずれも
起こりやすい。
(変調器、スイッチ、偏波制御器)の電極が配置されて
いる面と、フォトダイオード110の電極面とが離れて
いるため、光導波路120に関するデバイスの制御とフ
ォトダイオード110の制御との双方を高速にすること
が難しい。
行わなくても、光導波路とフォトダイオード等の受光器
とを結合させることができる光検出装置を提供すること
を課題とする。
は、誘電体基板上に形成された光導波路と、光導波路を
進む光の進行方向を誘電体基板の厚さ方向に変化させ、
光が誘電体基板を貫通するようにする光路変化手段と、
光路変化手段により進行方向が変化された光を受光して
受光信号を生成する受光手段と、を備えるように構成さ
れる。
ば、受光手段を誘電体基板上に配置すれば受光すること
ができるので、光導波路と受光手段とを接続するために
レンズ等を使用する必要がない。よって、光軸のアライ
メント等が不要になり、光導波路と受光手段との接続が
容易になる。
の発明であって、光導波路が形成されている光導波路形
成面と対向する裏面に形成され、受光信号を伝送する伝
送路を備えるように構成される。
の発明であって、裏面に取り付けられ、光の反射を防止
する反射防止手段を備えるように構成される。
形成された光導波路と、光導波路を進む光の進行方向を
誘電体基板の厚さ方向に変化させ、光が誘電体基板から
離れるようにする光路変化手段と、光路変化手段により
進行方向が変化された光を受光して受光信号を生成する
受光手段と、を備えるように構成される。
ば、受光手段を誘電体基板上に配置すれば受光すること
ができるので、光導波路と受光手段とを接続するために
レンズ等を使用する必要がない。よって、光軸のアライ
メント等が不要になり、光導波路と受光手段との接続が
容易になる。
の発明であって、光導波路が形成されている光導波路形
成面に形成され、受光信号を伝送する伝送路を備えるよ
うに構成される。
の発明であって、光導波路に取り付けられ、光の反射を
防止する反射防止手段を備えるように構成される。
6のいずれか一項に記載の発明であって、光路変化手段
は、光導波路に形成された切り込みである、ものであ
る。
7のいずれか一項に記載の発明であって、切り込みは、
光導波路に対して45度傾いている、ものである。
8のいずれか一項に記載の発明であって、受光手段は、
伝送路と接続するための電極を受光面上に備えるように
構成される。
し9のいずれか一項に記載の発明であって、受光手段お
よび誘電体基板は接合用パッドを有し、受光手段および
誘電体基板は、接合用パッドを介して接合材により接合
される、ものである。
を参照して説明する。
施形態にかかる光検出装置1を示す図であり、図1
(a)は平面図、図1(b)は側面図、図1(c)は底
面図である。
光導波路20、誘電体基板22、切り込み30、切り込
みミラー32、伝送路40、カソード側伝送路42、ア
ノード側伝送路44、増幅用IC基板50を備える。
(c)に示すように、誘電体基板22に取り付けられて
いる。より詳細には、フォトダイオード10は、光導波
路20が形成されている誘電体基板22の光導波路形成
面22aと対向する裏面22bにハンダバンプ60によ
り接合されている(図1(b)参照)。フォトダイオー
ド10は受光すると、受光信号を生成する。なお、フォ
トダイオード10には、カソード電極、アノード電極、
接合用パッドが受光面上に設けられているが、詳細は後
述する。また、フォトダイオード10の受光面は、誘電
体基板22に向かい合わせになっている面である。
板である。例えば誘電体基板22は、LiNbO3基板であ
る。光導波路20は、図1(a)(b)に示すように、
誘電体基板22の表面上に形成されている。光導波路2
0は、光を伝達するものであり、例えばTi(チタン)
を、LiNbO3基板である誘電体基板22に熱拡散して作製
できる。なお、光は光導波路20を図1(a)に示す矢
印の向き(右向き)へ進行するものとする。また、誘電
体基板22には、接合用パッドおよび反射防止膜が裏面
22bに設けられているが、詳細は後述する。
ように、光導波路20および誘電体基板22にダイシン
グソーのV字型のブレードで切り込んだ切り込みであ
る。ダイシングソーは、高精度のステージを有してお
り、水平方向、高さ方向ともにサブミクロン・オーダー
の位置精度で切削加工することも可能である。切り込み
30の光導波路20における切り口が切り込みミラー3
2である。なお、切り込み30の形状については後述す
る。
線路であり、カソード側伝送路42、アノード側伝送路
44を有する。図1(c)を参照すると、カソード側伝
送路42およびアノード側伝送路44は裏面22bに形
成されている。伝送路40は、誘電体基板22の誘電率
に合わせ、コプレーナあるいはマイクロストリップ構造
により、ある所定の特性インピーダンス(例.50Ω)
を有するにようにされている。なお、カソード側伝送路
42、アノード側伝送路44の詳細については後述す
る。
伝送された受光信号を増幅する増幅用IC(図示省略)
が取り付けられている基板である。増幅用ICは伝送路
40と接続されている。
出装置1の切り込み30付近の拡大図である図2を参照
して、誘電体基板22に設けられた反射防止膜、および
切り込み30の形状について説明する。
は光導波路20が形成されており、切り込み30は誘電
体基板22および光導波路20を切り込んでいる。切り
込み30はV字型であり、切り込みミラー32は光導波
路20に対して45度傾いている。なお、切り込みミラ
ー32の傾きは45度が一般的ではあるが、全反射の条
件を満たせば、それ以外の角度であってもよい。
ラー32により、誘電体基板22の厚さ方向のほぼ真下
に進行するが、図2示す破線矢印のように、光の進行方
向には、ある程度のばらつきがある。そこで、反射防止
膜26は誘電体基板22を貫通した光を受けられるよう
な広がりをもって、裏面22bに取り付けられている。
反射防止膜26は、誘電体基板22内部を進行した光が
裏面22bにおいて屈折率の不整合により反射してしま
うことを防止するものである。反射防止膜26は、例え
ばAR(Anti-Reflective)コートである。
用パッド24を備え、フォトダイオード10は受光面に
接合用パッド12を備える。接合用パッド12、24は
ハンダバンプ60により接合される。
0の電極の配置を説明する。フォトダイオード10の受
光面には、接合用パッド12a、b、c、d、e、カソ
ード電極14a、b、c、d、アノード電極16が設け
られている。カソード電極14a、b、c、dは、フォ
トダイオード10の受光面の隅に設けられている。接合
用パッド12a、b、c、dは、それぞれカソード電極
14a、b、c、d上の、対角線上の中心よりに設けら
れている。アノード電極16は、フォトダイオード10
の受光面の中心に設けられたリング状の電極である。ア
ノード電極16に隣接して接合用パッド12eが設けら
れている。
フォトコンダクタ、MSM‐PD、Pin‐PDが含まれる。な
お、Pin‐PDの場合は、カソード電極が受光面の反対側
に設けられていることが一般的であるから、サイドメタ
ライズや金リボンなどによりカソード電極を受光面側に
延伸するようにする。
接合用パッドおよびカソード側伝送路42、アノード側
伝送路44の配置を説明する。接合用パッド12a、
b、c、d、eに向かい合う位置に接合用パッド24
a、b、c、d、eが設けられている。このような接合
用パッドの配置により、接合用パッド間をハンダバンプ
で接合することで、フォトダイオード10の受光面が、
誘電体基板22を貫通する光を受けられるように配置で
きる。アノード側伝送路44は、接合用パッド24eか
ら増幅用IC基板50に直線状に伸びている。カソード
側伝送路42は、接合用パッド12a、b、c、dを通
り、接合用パッド24eおよびアノード側伝送路44を
囲むように形成され、増幅用IC基板50に向かって伸
びている。
まず、光は光導波路20を図1(a)の矢印の向きに進
行し、切り込み30に行き当たる。そこで、図2に示す
ように、切り込みミラー32により反射され、ほぼ90
度、光路が変換される。そして、光は光導波路形成面2
2aから入射され、誘電体基板22を貫通し、裏面22
bから出射される。光が裏面22bから出射する際に、
屈折率の不整合により裏面22bにおいて反射されない
ように、反射防止膜26が取り付けられているので、光
は裏面22bから出射され、フォトダイオード10の受
光面に入射される。フォトダイオード10の受光面に光
が入射されると、フォトキャリアが発生し、カソード電
極14a、b、c、dおよびアノード電極16の間に電
流が流れる。この電流が受光信号である。カソード電極
14a、b、c、dはハンダバンプ60を介してカソー
ド側伝送路42に接続され、アノード電極16はハンダ
バンプ60を介してアノード側伝送路44に接続されて
いるので、カソード側伝送路42およびアノード側伝送
路44に電流が流れ、受光信号が伝送される。
進行した光が誘電体基板22を貫通するので、フォトダ
イオード10を誘電体基板22の裏面22b上に配置す
れば受光することができる。よって、光導波路20とフ
ォトダイオード10とを接続するためにレンズ等を使用
する必要がない。従って、光軸のアライメント等が不要
になり、光導波路20とフォトダイオード10との接続
が容易になる。
したため、電気的配線を短くできる。また、反射防止膜
26を裏面22b上に形成したため、光が裏面22bに
より反射されてしまうことを防止できる。さらに、光路
を変化させるための切り込みミラー32は、切り込み3
0をダイシングソーなどで作製すればすむので、簡単に
光路を変化させられる。
22に向かい合う受光面にカソード電極14a−d、ア
ノード電極16を設けているため、光導波路20に関す
るデバイス(変調器、スイッチ、偏波制御器)の電極が
配置されている面と、フォトダイオード10の電極面と
が近接する。よって、光導波路20に関するデバイスの
制御とフォトダイオード10の制御との双方を高速にす
ることができる。
ッド12a−eに向かい合う位置に誘電体基板22の接
合用パッド24a−eが設けられているので、接合用パ
ッド間をハンダバンプ60で接合するといった簡単な工
程によって、フォトダイオード10の受光面が、誘電体
基板22を貫通する光を受けられるように配置できる。
0も共に誘電体基板22に設けられているので、温度変
化に対する相対位置のずれを防止できる。
検出装置1は、第一の実施形態にかかる光検出装置1と
比較して、光導波路20を進んできた光を誘電体基板2
2から離れるように、直上に光路を変化させる点が異な
る。図5は、本発明の第二の実施形態にかかる光検出装
置1を示す図であり、図5(a)は側面図、図5(b)
は切り込み30付近の拡大図である。以下、第一の実施
形態と同様な部分は、同じ番号を付して説明を省略する
ことがある。
光導波路20、誘電体基板22、切り込み30、切り込
みミラー32、伝送路40(図示省略)、カソード側伝
送路42、アノード側伝送路44、増幅用IC基板50
を備える。
に取り付けられている。より詳細には、フォトダイオー
ド10は、光導波路20が形成されている誘電体基板2
2の光導波路形成面22aにハンダバンプ60により接
合されている。フォトダイオード10は受光すると、受
光信号を生成する。なお、フォトダイオード10には、
カソード電極、アノード電極、接合用パッドが受光面上
に設けられているが、詳細は第一の実施形態と同様であ
るので説明を省略する(図3参照)。また、フォトダイ
オード10の受光面は、誘電体基板22に向かい合わせ
になっている面である。
板である。例えば誘電体基板22は、LiNbO3基板であ
る。光導波路20は、誘電体基板22の表面上に形成さ
れている。光導波路20は、光を伝達するものであり、
例えばTi(チタン)を、LiNbO3基板である誘電体基板2
2に熱拡散して作製できる。なお、光は光導波路20を
図5(a)に示す矢印の向き(右向き)へ進行するもの
とする。また、誘電体基板22には、接合用パッドおよ
び反射防止膜が光導波路形成面22aに設けられてい
る。詳細は、第一の実施形態と同様であるので説明を省
略する(図4参照)。ただし、光導波路形成面22aに
設けられていることが、第一の実施形態とは異なる。
5度傾くように、ブレードにより切り込まれたものであ
る。第一の実施形態同様、傾きは45度に限定されるも
のではない。なお、切り込みミラー32は、その上端が
下端よりもせりだしている。
込みミラー32により、誘電体基板22の厚さ方向のほ
ぼ真上に進行するが、図5(b)に示す破線矢印のよう
に、光の進行方向には、ある程度のばらつきがある。そ
こで、反射防止膜34は、光導波路20からほぼ直上に
出射する光を受けられるような広がりをもって、光導波
路20に取りつけられる。反射防止膜34は、光導波路
20から出射すべき光が光導波路20の上面において屈
折率の不整合により反射してしまうことを防止するもの
である。反射防止膜34は、例えばAR(Anti-Reflect
ive)コートである。
れているが、受光信号を伝送するための線路であり、カ
ソード側伝送路42、アノード側伝送路44を有する。
カソード側伝送路42、アノード側伝送路44の詳細は
第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。ただ
し、光導波路形成面22aに設けられていることが、第
一の実施形態とは異なる。
同様であるので説明を省略する。
まず、光は光導波路20を図5(a)の矢印の向きに進
行し、切り込み30に行き当たる。そこで、図2に示す
ように、切り込みミラー32により反射され、ほぼ90
度、光路が変換される。そして、光は光導波路20から
ほぼ真上に出射される。光が光導波路20から出射する
際に、屈折率の不整合により光導波路20の上面におい
て反射されないように、反射防止膜34が取り付けられ
ているので、光は光導波路20からほぼ真上に出射さ
れ、フォトダイオード10の受光面に入射される。フォ
トダイオード10の受光面に光が入射されると、フォト
キャリアが発生し、カソード電極14a、b、c、dお
よびアノード電極16の間に電流が流れる。この電流が
受光信号である。カソード電極14a、b、c、dはハ
ンダバンプ60を介してカソード側伝送路42に接続さ
れ、アノード電極16はハンダバンプ60を介してアノ
ード側伝送路44に接続されているので、カソード側伝
送路42およびアノード側伝送路44に電流が流れ、受
光信号が伝送される。
進行した光が誘電体基板22から離れるようにほぼ直上
に進行するので、フォトダイオード10を誘電体基板2
2の光導波路形成面22a上に配置すれば受光すること
ができる。よって、光導波路20とフォトダイオード1
0とを接続するためにレンズ等を使用する必要がない。
よって、光軸のアライメント等が不要になり、光導波路
20とフォトダイオード10との接続が容易になる。
a上に形成したため、電気的配線を短くできる。また、
反射防止膜34を光導波路20上に形成したため、光が
光導波路20により反射されてしまうことを防止でき
る。さらに、光路を変化させるための切り込みミラー3
2は、切り込み30をブレードなどで作製すればすむの
で、簡単に光路を変化させられる。
22に向かい合う受光面にカソード電極14a−d、ア
ノード電極16を設けているため、光導波路20に関す
るデバイス(変調器、スイッチ、偏波制御器)の電極が
配置されている面と、フォトダイオード10の電極面と
が近接する。よって、光導波路20に関するデバイスの
制御とフォトダイオード10の制御との双方を高速にす
ることができる。
ッド12a―eに向かい合う位置に誘電体基板22の接
合用パッド24a―eが設けられているので、接合用パ
ッド間をハンダバンプ60で接合するといった簡単な工
程によって、フォトダイオード10の受光面が、誘電体
基板22を貫通する光を受けられるように配置できる。
0も共に誘電体基板22に設けられているので、温度変
化に対する相対位置のずれを防止できる。
よび第二の実施形態における光導波路20を複数本、ア
レイ状に誘電体基板22に設けたものである。
導波路20を複数本、アレイ状に誘電体基板22に設け
たものの平面図および底面図である。図6(b)は、第
二の実施形態における光導波路20を複数本、アレイ状
に誘電体基板22に設けたものの平面図である。
本配置した場合にも、本発明は適用できる。
上に配置すれば受光することができるので、光導波路と
受光手段とを接続するためにレンズ等を使用する必要が
ない。よって、光軸のアライメント等が不要になり、光
導波路と受光手段との接続が容易になる。
を示す図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は側
面図、図1(c)は底面図である。
る。
ォトダイオード10の平面図である。
側伝送路42、アノード側伝送路44の配置を示す、誘
電体基板22の底面図である。
を示す図であり、図5(a)は側面図、図5(b)は切
り込み30付近の部分拡大図である。
を示す図であり、図6(a)は、第一の実施形態におけ
る光導波路20を複数本、アレイ状に誘電体基板22に
設けたものの平面図および底面図である。図6(b)
は、第二の実施形態における光導波路20を複数本、ア
レイ状に誘電体基板22に設けたものの平面図である。
ドとを結合させた構成を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】誘電体基板上に形成された光導波路と、 前記光導波路を進む光の進行方向を前記誘電体基板の厚
さ方向に変化させ、前記光が前記誘電体基板を貫通する
ようにする光路変化手段と、 前記光路変化手段により進行方向が変化された光を受光
して受光信号を生成する受光手段と、 を備えた光検出装置。 - 【請求項2】前記光導波路が形成されている光導波路形
成面と対向する裏面に形成され、前記受光信号を伝送す
る伝送路を備えた請求項1に記載の光検出装置。 - 【請求項3】前記裏面に取り付けられ、前記光の反射を
防止する反射防止手段を備えた請求項1に記載の光検出
装置。 - 【請求項4】誘電体基板上に形成された光導波路と、 前記光導波路を進む光の進行方向を前記誘電体基板の厚
さ方向に変化させ、前記光が前記誘電体基板から離れる
ようにする光路変化手段と、 前記光路変化手段により進行方向が変化された光を受光
して受光信号を生成する受光手段と、 を備えた光検出装置。 - 【請求項5】前記光導波路が形成されている光導波路形
成面に形成され、前記受光信号を伝送する伝送路を備え
た請求項4に記載の光検出装置。 - 【請求項6】前記光導波路に取り付けられ、前記光の反
射を防止する反射防止手段を備えた請求項4に記載の光
検出装置。 - 【請求項7】前記光路変化手段は、前記光導波路に形成
された切り込みである、請求項1ないし6のいずれか一
項に記載の光検出装置。 - 【請求項8】前記切り込みは、前記光導波路に対して4
5度傾いている、請求項1ないし7のいずれか一項に記
載の光検出装置。 - 【請求項9】前記受光手段は、前記伝送路と接続するた
めの電極を受光面上に備えた請求項1ないし8のいずれ
か一項に記載の光検出装置。 - 【請求項10】前記受光手段および前記誘電体基板は接
合用パッドを有し、 前記受光手段および前記誘電体基板は、前記接合用パッ
ドを介して接合材により接合される、請求項1ないし9
のいずれか一項に記載の光検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000230409A JP2002040304A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | 光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000230409A JP2002040304A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | 光検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002040304A true JP2002040304A (ja) | 2002-02-06 |
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ID=18723368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000230409A Pending JP2002040304A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | 光検出装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2002040304A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2387269A (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-08 | Bookham Technology Plc | Monlithic photodetector |
JP2009192953A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Tokyo Keiki Inc | 光機能素子 |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000230409A patent/JP2002040304A/ja active Pending
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