JP2002221628A - 波長多重光通信モジュール - Google Patents

波長多重光通信モジュール

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JP2002221628A JP2001016376A JP2001016376A JP2002221628A JP 2002221628 A JP2002221628 A JP 2002221628A JP 2001016376 A JP2001016376 A JP 2001016376A JP 2001016376 A JP2001016376 A JP 2001016376A JP 2002221628 A JP2002221628 A JP 2002221628A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で複数の波長の信号光の送信や受
信等の各種機能を実現できる波長多重光通信モジュール
を得ること。 【解決手段】 光導波路基板７２上は第１〜第３の光導
波路７４、８３、８５が配置されており、このうちの光
導波路７４、８３は互いに近接して配置され所定の波長
の光のパワーを移行する方向性結合器８４を形成してい
る。光導波路７４の一端には送信信号光を発する発光素
子７３が配置されている。光導波路８３、８５の端部は
光導波路基板７２の端面で波長フィルタ８６と対向して
おり、反射された光は他方の導波路に結合し、透過した
光は受信用受光素子８８で受光される。これにより、特
定の波長の光を送出したり、入力された光の他の特定の
光を受光したり、あるいは他の箇所に転送することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種の通信ネットワ
ークで使用される波長多重光通信モジュールに係わり、
特に異なる波長の光の合分波や送受信を行うために使用
される波長多重光通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】異なる波長の光の合分波や送受信を行う
ための波長多重光通信モジュールが各種開発されてい
る。
【０００３】図１１は、従来提案されたこのような波長
多重光通信モジュールを側方から見たものである。特開
平１０−１３３０６９号公報に開示されたこの波長多重
光通信モジュール１１は、シリコン基板１２の上面１３
に光導波路１４を載置した構成となっている。この光導
波路１４の図で左側には光回路のポート１５に一端を接
続された入出力ポート光ファイバ１６が配置されてい
る。また、光導波路１４の図で右側には光ファイバ１７
とフォトダイオード（ＰＤ）モジュール１８およびレー
ザダイオードモジュール１９（図１１に示した方向から
見た場合にはフォトダイオードモジュール１８はレーザ
ダイオードモジュール１９に隠れている。）が配置され
ている。
【０００４】図１２はこの提案の波長多重光通信モジュ
ールの上面を表わしたものである。図１２に示すよう
に、入出力ポート光ファイバ１６のコア２１と光ファイ
バ１７のコア２２は同一の光軸の延長線上に配置されて
いる。入出力ポート光ファイバ１６からポート１５には
互いに異なる波長λ1とλ2の光が入射するようになって
いる。この入射した光は光導波路１４内の光回路の合分
波部２４で分波され、このうちの波長λ1の光はそのま
ま直進して光出力ポート２５に出力される。光出力ポー
ト２５には光ファイバ１７の一端が光学的に結合されて
おり、波長λ1の光は光ファイバ１７のコア２２を導波
されていく。
【０００５】一方、合分波部２４で分波された波長λ2
の光は分岐部２６で２方向に分岐される。分岐された一
方の光はポート２７に到達して受光素子１８に入力さ
れ、光信号が電気信号に変換される。分岐された他方の
光はポート２８に到達する。ポート２８にはレーザダイ
オード（ＬＤ）モジュール１９が結合されている。レー
ザダイオードモジュール１９は波長λ2の光を出力する
ようになっている。この光は分岐部２６を逆向きに進行
して合分波部２４に到達して合波される。そして、ポー
ト１５から入出力ポート光ファイバ１６に入力され、そ
のコア２１を逆方向に導波されることになる。
【０００６】この図１１および図１２に示した波長多重
光通信モジュール１１では、光導波路１４と、光信号を
受信するフォトダイオードモジュール１８ならびに光信
号を発信するレーザダイオードモジュール１９が１つの
シリコン基板１２の上面１３に搭載される構造となって
いる。これにより、波長多重光通信モジュール１１を低
コストで作製することができる。
【０００７】しかしながらこの波長多重光通信モジュー
ル１１では、光導波路１４を挟むようにしてその両側に
２本の光ファイバ１６、１７を配置した構造となってい
る。このため、これらの光ファイバ１６、１７と他の図
示しない電気部品との接触を防ぐために波長多重光通信
モジュール１１の両側にある程度のスペースを配置する
必要がある。これにより、波長多重光通信モジュール１
１の高密度実装が困難であるという問題があった。
【０００８】特許２９１９３２９号および特開平５−３
３３２４３号公報に開示された技術でも、同様に光導波
路の互いに反対方向に位置する端面に光ファイバを接続
している。したがって、これらの場合も図１１および図
１２に示した技術と同様の問題があった。
【０００９】図１３は、先の波長多重光通信モジュール
の実装密度の問題を解消するものとして提案された波長
多重光通信モジュールを表わしたものである。特開平８
−１９００２６号公報に開示されたこの提案の波長多重
光通信モジュール３１では、入力用シングルモード光フ
ァイバ３２と出力用光ファイバ３３のそれぞれの一端
が、ガラスブロック３４を用いて光導波路３５の入出力
ポート３６、３７のうちの対応するものに結合されてい
る。入力用シングルモード光ファイバ３２からは互いに
異なる波長λ1とλ2の光が入出力ポート３６に入射す
る。これら波長λ1とλ2の光は、光導波路３５の中央部
分に形成された溝３８に配置された誘電体多層膜３９に
入射する。誘電体多層膜３９は、一方の波長λ1の光を
そのまま透過し、分岐部４１で２つの経路に分岐され
る。このうちの一方の経路の末端にはレーザダイオード
モジュール４２が光学的に接続されており、他方の経路
の末端にはフォトダイオードモジュール４３が光学的に
接続されている。
【００１０】この提案の波長多重光通信モジュール３１
では、誘電体多層膜３９を平面光光導波路回路の基準平
面４５に垂直に配置して構造を簡単にすることによっ
て、コンパクトなモジュールを作製している。しかも図
１１および図１２に示した先の提案では２本の光ファイ
バ１６、１７が光導波路の異なった端面に取り付けられ
ているので、波長多重光通信モジュール１１を高密度に
実装することができなかったが、図１３に示した波長多
重光通信モジュール３１では光ファイバ３２、３４を同
一端面に接続することで、この問題を解決している。
【００１１】図１４は同様に光導波路の片方の端面に２
本の光ファイバを接続した波長多重光通信モジュールの
他の例を示したものである。特開平１０−１６０９５２
号公報に開示されたこの波長多重光通信モジュール５１
では、光導波路基板５２に段差が設けられており、その
段差部分に第１および第２の光ファイバ５３、５４の端
部がそれぞれ配置されている。第１の光ファイバ５３か
ら対応する第１のポート５５には互いに異なる波長λ1
とλ2の光が入射するようになっている。これらの光
は、第１の光導波路５６によって光導波路基板５２の第
１のポート５５と反対側の第２のポート５７に配置され
た波長分波素子５８に入射する。
【００１２】波長分波素子５８は波長λ1の光をほぼ完
全に反射する。このため、波長λ1の光は第２の光導波
路５９を導波して第３のポート６１に到達し、ここから
第２の光ファイバ５４に入射するようになっている。ま
た、波長分波素子５８は波長λ 2の光を一部透過して波
長分波素子５８の背後の光出力モニタ用受光素子６６で
受光する。更に、波長分波素子５８で反射された波長λ
2の光は第１の光導波路５６を逆方向に進行して第１の
光ファイバ５３に入射するようになっている。また、第
２の光ファイバ５４の近傍に配置されたレーザダイオー
ドモジュール６３から出力される波長λ2の光は、第４
のポート６４から第３の光導波路６５に入射し、波長分
波素子５８を透過して光出力モニタ用受光素子６６で受
光されるようになっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図１３および図１４に
示した波長多重光通信モジュール３１、５１では、それ
ぞれ２本の光ファイバ３２、３３、５３、５４が同一端
面に取り付けられているので、既に説明したように高密
度な実装が可能になる。しかしながら、図１３に示した
波長多重光通信モジュール３１では、光導波路３５に形
成した細い溝３８に誘電体多層膜３９からなるフィルタ
（以下、誘電体多層膜フィルタという。）を挿入すると
いう非常に手間が掛かる作業を行う必要がある。このた
め、モジュールの組み立てコストの低減が困難であると
いう問題があった。
【００１４】また、図１４に示した波長多重光通信モジ
ュール５１では、透過や反射を複雑に選択する波長分波
素子５８を使用する必要があり、モジュールの製造コス
トが上昇してしまうという問題があった。更にこのよう
な波長多重光通信モジュール５１では、ハーフミラーの
片面で光が入射する側に、特定の波長の光を外部に折り
返すための誘電体多層膜を形成する必要があった。この
例では波長λ1の光をほぼ全反射させ、波長λ2の光を透
過させるための誘電体多層膜を形成することになる。こ
の場合、波長λ1の光と誘電体多層膜で反射され、波長
λ2の光はハーフミラーで反射されるため、波長λ1の光
と波長λ2の光の折り返し位置にずれが生じる。したが
って、折り返し光と導波路との位置ずれによって、発光
素子としてのレーザダイオードモジュール６３からハー
フミラーで反射された波長λ2の光の損失が大きくな
り、第１の光ファイバ５３に導かれる光の割合が少なく
なるという問題があった。また、ハーフミラーの片面に
誘電体多層膜を形成するために、誘電体多層膜フィルタ
に反りが生じその性能が低下するという問題もあった。
【００１５】そこで本発明の目的は、簡単な構成で複数
の波長の信号光の送信や受信等の各種機能を実現できる
波長多重光通信モジュールを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）光導波路基板上に配置された発光素子と、
（ロ）この発光素子から出力される第１の波長の信号光
を導波する第１の光導波路と、（ハ）光導波路基板の一
方の端面と他方の端面を結ぶ経路を有し、その途中の導
波路部分が第１の光導波路と近接配置され第１の波長の
信号光のパワーをこれに所定の比率で移行させる方向性
結合器を形成した第２の光導波路と、（ニ）前記した他
方の端面に配置され、第１の波長の信号光を反射すると
共にこれと波長の異なる第２の波長の信号光を透過する
波長フィルタと、（ホ）光導波路基板の一方の端面と他
方の端面を結ぶ経路を有すると共に、他方の端面側で第
２の光導波路の端部と波長フィルタの所定の波長に対す
る反射特性によって互いの反射光を結合するように配置
された第３の光導波路と、（へ）光導波路基板の他方の
端面と波長フィルタを介する形でこの端面と対向配置さ
れ、波長フィルタを透過する第２の波長の信号光を受光
する基板外受光素子とを波長多重光通信モジュールに具
備させる。
【００１７】すなわち請求項１記載の発明は、後に説明
する第１の実施例、第５の実施例あるいは第６の実施例
に対応するものであり、発光素子から出力される第１の
波長の信号光を第１の光導波路に導波し、方向性結合器
によってそのパワーを第２の光導波路に移行させて、第
２の光導波路から外部に送出できるようにしている。方
向性結合器による第１の波長の信号光の他の光導波路に
対するパワーの移行の比率は、１００パーセントあるい
はこれに近い比率であってもよいし、信号光を用途に応
じて配分する場合には所望の比率となるように設計すれ
ばよい。第２の光導波路と第３の光導波路はそれぞれ一
端を光導波路基板の一方の端面に配置しており、他端を
光導波路基板の他方の端面で波長フィルタと対向配置し
ている。これにより、波長フィルタの特性に応じて第２
の波長の信号光を透過させて基板外受光素子でこれを受
光したり、波長フィルタで反射された光を第２の光導波
路あるいは第３の光導波路で光学的に結合して外部に出
力することが可能になる。この請求項１記載の発明で
は、波長多重光通信モジュールに光ファイバを接続する
場合、光導波路基板の前記した一方の端面側のみに２本
の光ファイバを配置するので、他方側には各種の部品を
支障なく配置することができ、各種部品の実装密度を向
上させることができる。
【００１８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
波長多重光通信モジュールで、第２の光導波路の前記し
た一方の端面側から第２および第３の波長の信号光が導
波されることを特徴としている。
【００１９】すなわち請求項２記載の発明は、後に説明
する第１の実施例に対応するものであり、請求項１記載
の波長多重光通信モジュールで、第２の光導波路の前記
した一方の端面から他方の端面に向かって第２および第
３の波長の信号光が入力される場合を規定している。こ
の場合には、波長多重光通信モジュールから第１の波長
の信号光を外部に送出すると共に、外部から第２および
第３の波長の光を入力し、このうちの第２の波長の光を
受信して、第３の波長の光を再び外部に送出するといっ
た使用形態が可能になる。
【００２０】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
波長多重光通信モジュールで、波長フィルタは第１およ
び第２の波長と異なる第３の波長の信号光を反射する特
性を有しており、第３の光導波路を前記した他方の端面
に向かって第３の波長の信号光が導波され、この第３の
波長の信号光と第１の波長の信号光が第２の光導波路か
らモジュール外部に出力されることを特徴としている。
【００２１】すなわち請求項３記載の発明は、後に説明
する第２の実施例に対応するものである。この場合に
は、波長多重光通信モジュールから第１の波長の信号光
を外部に送出すると共に、第２の光導波路からは第２の
波長の信号光が入力されて受光され、第３の光導波路か
ら入力された第３の波長の信号光は第２の光導波路から
再び外部に送出するといった使用形態が可能になる。
【００２２】請求項４記載の発明では、（イ）光導波路
基板上に配置された基板配置受光素子と、（ロ）この光
導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路を有
し、互いに異なる第１〜第３の波長の信号光を導波する
第２の光導波路と、（ハ）この第２の光導波路の導波路
部分と一部が近接配置され、第１の波長の信号光のパワ
ーを所定の比率で移行させる方向性結合器を形成すると
共にこの第１の波長の信号光の導波先の端部が基板配置
受光素子と光学的に接続される第１の光導波路と、
（ニ）前記した他方の端面に配置され、第１の波長の信
号光を反射すると共にこれと波長の異なる第２の波長の
信号光を透過する波長フィルタと、（ホ）光導波路基板
の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路を有すると共に、
他方の端面側で第２の光導波路の端部と波長フィルタの
所定の波長に対する反射特性によって互いの反射光を結
合するように配置された第３の光導波路と、（へ）光導
波路基板の他方の端面と波長フィルタを介する形でこの
端面と対向配置され、波長フィルタを透過する第２の波
長の信号光を受光する基板配置受光素子とを波長多重光
通信モジュールに具備させる。
【００２３】すなわち請求項４記載の発明は、後に説明
する第３の実施例に対応するものである。この発明の場
合には、第２の光導波路には外部から第１〜第３の波長
の信号光が入力されるようになっている。第１の光導波
路に基板配置受光素子が配置されており、方向性結合器
によって第２の光導波路に入力された第１の波長の信号
光のパワーが第１の光導波路に移行し、基板配置受光素
子で受光されることになる。第２の波長の信号光は波長
フィルタを透過して基板外受光素子で受光される。第３
の波長の信号光は波長フィルタで反射されて第３の光導
波路を導波され外部に出力されるといった使用形態が可
能になる。この請求項４記載の発明の場合にも、波長多
重光通信モジュールに光ファイバを接続する場合、光導
波路基板の前記した一方の端面側のみに２本の光ファイ
バを配置するので、他方側には各種の部品を支障なく配
置することができ、各種部品の実装密度を向上させるこ
とができる。
【００２４】請求項５記載の発明では、（イ）光導波路
基板上に配置された発光素子と、（ロ）この発光素子か
ら出力される第１の波長の信号光を導波する第１の光導
波路と、（ハ）光導波路基板の一方の端面と他方の端面
を結ぶ経路を有し、その途中の導波路部分が第１の光導
波路と近接配置され第１の波長の信号光のパワーをこれ
に所定の比率で移行させる方向性結合器を形成した第２
の光導波路と、（ニ）前記した他方の端面に配置され、
第１の波長の信号光を透過すると共にこれと波長の異な
る第２の波長の信号光を反射する波長フィルタと、
（ホ）光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経
路を有すると共に、他方の端面側で第２の光導波路の端
部と波長フィルタの所定の波長に対する反射特性によっ
て互いの反射光を結合するように配置された第３の光導
波路と、（へ）光導波路基板の他方の端面と波長フィル
タを介する形でこの端面と対向配置され、波長フィルタ
を透過する第１の波長の信号光を受光する基板外受光素
子とを波長多重光通信モジュールに具備させる。
【００２５】すなわち請求項５記載の発明は、後に説明
する第４の実施例に対応するものである。この発明の場
合には、第１の光導波路を導波する第１の波長の信号光
を方向性結合器によって第２の光導波路から外部に出力
する一方、外部から第１の波長の信号光と第２の波長の
信号光を入力し、このうちの第１の波長の信号光を波長
フィルタを透過させることで基板外受光素子で受光する
一方、第２の波長の信号光は波長フィルタの反射によっ
て第３の光導波路に結合させ、外部に出力するといった
使用形態が可能になる。この請求項５記載の発明の場合
にも、波長多重光通信モジュールに光ファイバを接続す
る場合、光導波路基板の前記した一方の端面側のみに２
本の光ファイバを配置するので、他方側には各種の部品
を支障なく配置することができ、各種部品の実装密度を
向上させることができる。
【００２６】請求項６記載の発明では、（イ）光導波路
基板上に配置された発光素子と、（ロ）この光導波路基
板上に配置された基板配置受光素子と、（ハ）発光素子
から出力される第１の波長の信号光を導波する第１の光
導波路と、（ニ）光導波路基板の一方の端面と他方の端
面を結ぶ経路を有し、その途中の導波路部分が第１の光
導波路と近接配置され第１の波長の信号光のパワーをこ
れに所定の比率で移行させる方向性結合器を形成した第
２の光導波路と、（ホ）前記した他方の端面に配置さ
れ、第１の波長の信号光を反射すると共にこれと波長の
異なる第２の波長の信号光を透過する波長フィルタと、
（へ）基板配置受光素子から光導波路基板の他方の端面
に至る経路を有すると共に、他方の端面側で第２の光導
波路の端部と波長フィルタの所定の波長に対する反射特
性によって互いの反射光を結合するように配置された第
３の光導波路と、（ト）光導波路基板の他方の端面と波
長フィルタを介する形でこの端面と対向配置され、波長
フィルタを透過する第２の波長の信号光を受光する基板
外受光素子とを波長多重光通信モジュールに具備させ
る。
【００２７】すなわち請求項６記載の発明は、後に説明
する第７の実施例に対応するものである。この発明の場
合には、光導波路基板上に発光素子と基板配置受光素子
が配置されている。発光素子から出力される第１の波長
の信号光は方向性結合器によって第２の光導波路から外
部に出力される。第２の光導波路には外部から第２およ
び第３の波長の信号光が入力されており、第２の波長の
信号光を波長フィルタを透過させることで基板外受光素
子で受光する一方、第３の波長の信号光は波長フィルタ
の反射によって第３の光導波路に結合させ、基板配置受
光素子で受光するといった使用形態が可能になる。この
請求項６記載の発明の場合には、波長多重光通信モジュ
ールに光ファイバを接続する場合、光導波路基板の前記
した一方の端面側に１本の光ファイバを配置するので、
他方側には各種の部品を支障なく配置することができ、
各種部品の実装密度を向上させることができる。
【００２８】請求項７記載の発明では、請求項１〜請求
項６いずれかに記載の波長多重光通信モジュールで、光
導波路基板上に配置された発光素子はその後方に出力さ
れる光を受光するモニタ用受光素子をこの光導波路基板
上に配置していることを特徴としている。
【００２９】すなわち請求項７記載の発明は、後に説明
する第５の実施例に対応するものである。この発明の場
合には、光導波路基板上に発光素子だけでなくモニタ用
受光素子も配置しているので、これを使用して発光素子
から出力される光のパワーを安定させることができるだ
けでなく、光導波路基板の外部に配置する部品を少なく
することができる。
【００３０】請求項８記載の発明では、請求項１〜請求
項６いずれかに記載の波長多重光通信モジュールで、光
導波路基板上に配置された発光素子は波長フィルタの介
在していない光導波路基板外の領域にこの発光素子と対
向するように配置されていることを特徴としている。
【００３１】すなわち請求項８記載の発明は、後に説明
する第６の実施例に対応するものである。この発明の場
合には、請求項８記載の発明と異なり、光導波路基板外
の領域モニタ用受光素子を配置して、発光素子から出力
される光のパワーを安定させるようにしている。
【００３２】請求項９記載の発明では、請求項１、請求
項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項８い
ずれかに記載の波長多重光通信モジュールで、波長フィ
ルタは光導波路基板の端面に貼り付けられていることを
特徴としている。
【００３３】すなわち請求項９記載の発明では、波長フ
ィルタを光導波路基板の端面に貼り付けることで、各種
の波長フィルタを選択的に使用していろいろな波長多重
光通信モジュールを簡単に作製することができ、部品や
パッケージの共通化を図ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
【００３５】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００３６】第１の実施例
【００３７】図１は本発明の第１の実施例における波長
多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。こ
の波長多重光通信モジュール７１は、光導波路基板７２
の上面の図で右上の角部にレーザダイオード等からなる
発光素子７３を配置している。この発光素子７３の出力
側には第１の光導波路７４の一端が光学的に接続されて
いる。第１の光導波路７４の他端は、発光素子７３の配
置されている光導波路基板７２の端面７５とは逆の位置
に配置された端面７６の方向に延びているが、端面７６
に到達する手前の位置で途切れている。端面７６に配置
された第１および第２のポート７８、７９には、それぞ
れ第１の光ファイバ８１と第２の光ファイバ８２のそれ
ぞれの端部が光学的に接続されている。
【００３８】第１のポート７８には、第１の光ファイバ
８１と光学的に接続された第２の光導波路８３の一端が
接続されている。第２の光導波路８３はその他端が端面
７５に配置されており、その途中が第１の光導波路７４
の端部近傍と近接配置されている。これら第１の光導波
路７４と第２の光導波路８３の近接した箇所では、合分
波機能を有する方向性結合器８４が形成されている。端
面７６の第２のポート７９には、第３の光導波路８５の
一端が光学的に接続されており、他端は第２の光導波路
８３の他端と端面７５の位置で光学的に接続されてい
る。
【００３９】端面７５には波長を選択するための波長フ
ィルタ８６が貼り付けられている。この波長フィルタ８
６の近傍には、キャリア８７に実装されたフォトダイオ
ード等の受信用受光素子８８がフィルタ面と対向するよ
うに配置されている。受信用受光素子８８は、第２の光
ファイバ８２から第２の光導波路８３を導波してきた光
を選択的に受光するようになっている。
【００４０】図２は本実施例の波長フィルタの断面構造
を示したものである。波長フィルタ８６はガラス基板８
６Ａの片面（光導波路基板の端面７５の側）に波長λ3
の光を遮断する誘電体多層膜８６Ｂが形成されており、
その反対側の面に波長λ1の光を遮断する誘電体多層膜
８６Ｃが形成されている。このようにガラス基板８６Ａ
の両面に誘電体多層膜８６Ｂ、８６Ｃが形成されている
ので、フィルタ自体に反りが生じるおそれがない。
【００４１】図３は図１４で示した従来の波長分波素子
を比較のために示したものである。波長分波素子５８は
波長λ2の光を一部遮断するハーフミラー５８Ａの片面
に波長λ1の光を完全に遮断し、波長λ2の光を透過する
誘電体多層膜５８Ｂを形成した構造となっている。した
がって、既に説明したように発光素子側から波長λ2の
光を入射したときに折り返し光の損失が大きくなるだけ
でなく、ハーフミラー５８Ａの片面に誘電体多層膜５８
Ｂを形成するために反りが生じることになる。
【００４２】図４は、波長フィルタと第２の光導波路お
よび第３の光導波路の接続箇所を拡大して示したもので
ある。第２の光導波路８３と第３の光導波路８５はこれ
らの中心軸が誘電体多層膜８６Ｂ（図２参照）の表面と
同一点８９で接触し、かつこの点８９から誘電体多層膜
８６Ｂに対して垂直に延びる線９０に対してこれらの中
心軸が互いに等しい角度θとなるように配置されてい
る。これにより、第２の光導波路から波長フィルタ８６
に入射した波長λ3の光はこの面で反射され、第３の光
導波路８５に進行することになる。波長λ2の光は波長
フィルタ８６を透過していく。
【００４３】このような構成の波長多重光通信モジュー
ル７１で、発光素子７３は波長λ1の光を出力するよう
になっている。この波長λ1の光は第１の光導波路７４
を導波して方向性結合器８４に到達する。方向性結合器
８４は、第１の光導波路７４を導波する波長λ1の光の
パワーが第２の光導波路８３に移行してその伝送路に導
かれるように設計している。第１の光ファイバ８１は波
長λ1と異なり、かつ互いに異なる波長λ2とλ3の光を
第１のポート７８に入射するようになっているので、こ
れら波長λ2とλ3の光が第１の光導波路７４を導波する
波長λ1の光と逆方向に導波する。しかしながら、この
方向性結合器８４では、これら波長λ2とλ3の光の場合
はそのまま第２の光導波路８３を導波するように設計さ
れている。
【００４４】第２の光導波路８３を導波した波長λ2と
λ3の光は、波長フィルタ８６に到達する。波長フィル
タ８６には、波長λ1および波長λ3の光を反射し、波長
λ2の光を透過する波長特性を有する誘電体多層膜が形
成されている。したがって、第２の光導波路８３を進行
してきた波長λ2とλ3の光のうちの波長λ3の光が波長
フィルタ８６で反射される。この反射された波長λ3の
光は第３の光導波路８５と結合する。したがって、波長
λ3の光が第３の光導波路８５を導波され、第２の光フ
ァイバ８２に入射されることになる。一方、波長フィル
タ８６の背後に配置された受信用受光素子８８には波長
λ2の光が透過して入射することになる。
【００４５】たとえば、発光素子７３が波長λ1として
１．３μｍ帯の送信信号光を出力するものとする。この
波長λ1の送信信号光は第１の光導波路７４に結合し、
方向性結合器８４によって第２の光導波路８３にパワー
が移行して、第１の光ファイバ８１に導かれる。第１の
光ファイバ８１から第２の光導波路８３に結合した波長
λ2とλ3の光のうち、波長λ2の光はたとえば１．５μ
ｍ帯の信号光であり、波長λ3は１．５５μｍ帯の信号
光である。たとえば波長λ1の１．３μｍ帯を上り信号
とし、波長λ2の１．５μｍ帯を下り信号として使用
し、波長λ3の１．５５μｍ帯をビデオ信号等の他のア
プリケーションに使用するシステムの信号として使用す
ることができる。
【００４６】第１の光ファイバ８１から第２の光導波路
８３に結合した波長λ2とλ3の光は、方向性結合器８４
を導波してそのまま第２の光導波路８３に導かれる。こ
のうち波長λ2の信号光は波長フィルタ８６を通過して
受信用受光素子８８で受光される。波長λ3のビデオ信
号等の他の信号光は波長フィルタ８６の箇所で反射され
る。反射光は第３の光導波路８５と結合し、モジュール
外部としての第２の光ファイバ８２に導かれる。
【００４７】ところで波長フィルタ８６は波長λ3の信
号光だけでなく波長λ1の送信信号光も反射する。この
ため、発光素子７３で発光した波長λ1の光の漏れ光が
波長フィルタ８６の方向に入射してきても、これが波長
フィルタ８６を透過して受信用受光素子８８で受光され
るおそれはない。
【００４８】このように本実施例の波長多重光通信モジ
ュール７１では、波長λ1の送信信号光を外部に送信
し、波長λ2の信号光を外部から受信すると共に、波長
λ3の信号光をそのままモジュール外部に導く機能を実
現することができる。すなわち、波長多重光通信モジュ
ール７１は１．３μｍ帯の信号光を送信し、１．５μｍ
帯の信号光を受信する機能だけでなく、１．５５μｍ帯
の信号光を分波してモジュール外部に導く機能を有して
いるので、高価な外付けのＷＤＭ（wavelength divisio
n multiplex：波長分割多重伝送方式）を使用して同様
の機能を実現する場合と比べると、通信システムに必要
な機能を非常に低コストで実現することができる。
【００４９】第２の実施例
【００５０】図５は本発明の第２の実施例における波長
多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。本
実施例の波長多重光通信モジュール９１で先の実施例の
波長多重光通信モジュール７１と同一部分には同一の符
号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施
例の波長多重光通信モジュール９１はモジュールを構成
する各部の構造に特に変更はなく、ただ、第１の光ファ
イバ８１から第１のポート７８に波長λ2の信号光が入
力され、第２の光ファイバ８２から第２のポート７９に
波長λ3の信号光が入力される点が異なる。
【００５１】この第２の実施例の波長多重光通信モジュ
ール９１でも、発光素子７３は波長λ1の光を出力す
る。この波長λ1の光は第１の光導波路７４を導波し
て、方向性結合器８４によって第１のポート７８から第
１の光ファイバ８１に導かれる。
【００５２】一方、第１の光ファイバ８１から第１のポ
ート７８に入射した波長λ2の信号光は、第１の光導波
路７４を導波して波長フィルタ８６に到達し、これを透
過して受信用受光素子８８によって受光される。第２の
光ファイバ８２から第２のポート７９に入射した波長λ
3の信号光は、波長フィルタ８６によって反射されて、
第２の光導波路８３に結合し、第１のポート７８から第
１の光ファイバ８１に導かれることになる。この第２の
実施例でも波長フィルタ８６の存在によって、発光素子
７３から漏れ出した波長λ1の光が波長フィルタ８６に
到達してもこれを透過しない。したがって、この波長λ
1の光が受信用受光素子８８に入射することが防止され
る。
【００５３】第３の実施例
【００５４】図６は本発明の第３の実施例における波長
多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。こ
の図６で図１と同一部分には同一の符号を付しており、
これらの説明を適宜省略する。この第３の実施例の波長
多重光通信モジュール１０１の場合では、先の第１およ
び第２の実施例の発光素子７３の配置された位置にこの
代わりとしてフォトダイオード等の受光素子１０２を配
置している。
【００５５】第１のポート７８には第１の光ファイバ８
１から先の実施例で説明した３つの互いに異なった波長
λ1、λ2、λ3の信号光が入力される。このうち波長λ1
の信号光は方向性結合器８４によってそのパワーが第１
の光導波路７４に移行され、受光素子１０２で受光され
る。残りの波長λ2および波長λ3の信号光は、第２の光
導波路８３を導波して波長フィルタ８６に到達する。波
長フィルタ８６には、波長λ1および波長λ3の光を反射
し、波長λ2の光を透過する波長特性を有する誘電体多
層膜が形成されている。このため、波長λ2の信号光は
波長フィルタ８６を透過して受信用受光素子８８がこれ
を検出する。
【００５６】一方、波長λ3の信号光は波長フィルタ８
６で反射される。したがって、波長λ3の信号光は第３
の光導波路８５と結合し、第２の光ファイバ８２に導か
れることになる。
【００５７】第４の実施例
【００５８】図７は本発明の第４の実施例における波長
多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。こ
の図７で図１と同一部分には同一の符号を付しており、
これらの説明を適宜省略する。この第４の実施例の波長
多重光通信モジュール１１１は、第１の実施例の波長多
重光通信モジュール７１とその構成が実質的に同一であ
るが、第１の実施例における方向性結合器８４と波長フ
ィルタ８６の設計を変更している。第４の実施例の方向
性結合器８４Ａでは、先の実施例の波長λ1の信号光の
パワーの半分が第１の光導波路７４から第２の光導波路
８３に、あるいはその逆方向に移行するようになってい
る。また、波長フィルタ８６ａは波長λ 2の光を反射し
波長λ1の光を透過するような波長特性の誘電体多層膜
が形成されている。この波長フィルタ８６ａも端面７５
に貼り付けられている。
【００５９】このような本実施例の波長多重光通信モジ
ュール１１１では、発光素子７３から出力された波長λ
1の送信信号光が第１の光導波路７４に結合し、方向性
結合器８４Ａによってその半分のパワーが第２の光導波
路８３に移行することで第１の光ファイバ８１に導かれ
る。第１の光ファイバ８１から第１のポート７８には波
長λ1と波長λ2の信号光が入力されている。波長λ2の
信号光は方向性結合器８４Ａを導波し、そのまま第２の
光導波路８３に導かれる。そして、波長フィルタ８６ａ
で反射され、第３の光導波路８５に結合することで第２
の光ファイバ８２に導かれる。波長λ1の信号光の方
は、方向性結合器８４Ａによってその半分のパワーが第
１の光導波路７４に移行し、残りは第２の光導波路８３
に導かれる。この波長λ1の信号光は波長フィルタ８６
ａを透過して受信用受光素子８８で受光される。
【００６０】このように第４の実施例の波長多重光通信
モジュール１１１では、波長λ1の送信信号光を送受信
することができ、波長λ2の信号光をそのまま外部に導
く機能を有するモジュールを実現している。本実施例で
は方向性結合器８４Ａの分岐比を１対１に設定したが、
これをこれ以外の比に設定することも自由である。分岐
比を変更することで、送信と受信の光パワーの比率を最
適化することが可能になる。
【００６１】第５の実施例
【００６２】図８は本発明の第５の実施例における波長
多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。こ
の図８で図１と同一部分には同一の符号を付しており、
これらの説明を適宜省略する。この第５の実施例の波長
多重光通信モジュール１２１では、発光素子７３の後方
にフォトダイオード等からなるモニタ用受光素子１２２
を配置した構造となっている。モニタ用受光素子１２２
は、発光素子７３から後方に出力される光を受光して、
送信信号光の光出力を監視するようになっている。した
がって、モニタ用受光素子１２２の監視によって、波長
λ1の送信信号光のパワーが安定して制御されることに
なる。
【００６３】図５に示した第２の実施例の波長多重光通
信モジュール９１および図７に示した第４の実施例の波
長多重光通信モジュール１１１についてもモニタ用受光
素子１２２を配置することで、同様の効果を得ることが
できる。
【００６４】第６の実施例
【００６５】図９は本発明の第６の実施例における波長
多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。こ
の図９で図１あるいは図８と同一部分には同一の符号を
付しており、これらの説明を適宜省略する。この第６の
実施例の波長多重光通信モジュール１３１では、キャリ
ア８７Ａに受信用受光素子８８とモニタ用受光素子１２
２がそれぞれ光導波路基板７２の端面７５と対向する位
置に配置されている。ただし、波長フィルタ８６ｂは、
受信用受光素子８８の後方の所定の領域を避ける形で端
面７５に貼り付けられている。これにより、受信用受光
素子８８とこれに対向する端面７５の間には波長選択用
の波長フィルタ８６ｂが介在しているが、モニタ用受光
素子１２２とこれに対向する端面７５の間にはこの波長
フィルタ８６ｂは存在していない。なお、波長フィルタ
８６ｂは第１の実施例の波長フィルタ８６とサイズ自体
が異なるだけで、波長に対する特性はこれと全く同一で
ある。
【００６６】第６の実施例の波長多重光通信モジュール
１３１はこのような配置構造となっているので、光導波
路基板７２上に配置された発光素子７３から後方に出力
される光が波長フィルタ８６ｂによって遮光されること
なくモニタ用受光素子１２２で受光されることになる。
このモニタ用受光素子１２２で監視制御される発光素子
７３から出力される波長λ1の送信信号光は、そのパワ
ーが第２の光導波路８３に移行して第１の光ファイバ８
１に導かれる。
【００６７】一方、第１の光ファイバ８１から第１のポ
ート７８に入射した波長λ2とλ3の信号光は波長フィル
タ８６ｂに到達し、波長λ2の信号光のみがこれを透過
して受信用受光素子８８で受光される。波長λ3の信号
光は、波長フィルタ８６ｂで反射される。反射光は第３
の光導波路８５と結合し、モジュール外部としての第２
の光ファイバ８２に導かれることになる。これにより、
光導波路基板７２上の部品点数を特に増加させることな
く発光素子７３の出力制御が可能になる。
【００６８】第７の実施例
【００６９】図１０は本発明の第７の実施例における波
長多重光通信モジュールの構成を表わしたものである。
この図１０で図１および図６と同一部分には同一の符号
を付しており、これらの説明を適宜省略する。この第７
の実施例の波長多重光通信モジュール１４１では、光導
波路基板７２上における発光素子７３と対角線上の他端
に対応する位置に受光素子１０２を配置している。受光
素子１０２には一端を波長フィルタ８６に接続した第３
の光導波路８５の他端が接続されている。この波長多重
光通信モジュール１４１の場合には光導波路基板７２に
第１の光ファイバ８１のみが接続されており、図１等に
示した第２の光ファイバ８２は接続されていない。
【００７０】このような第７の実施例の波長多重光通信
モジュール１４１では、波長λ1の送信信号光をモジュ
ール外部に第１の光ファイバ８１で送信し、この第１の
光ファイバ８１から受信した波長λ2の信号光を受信用
受光素子８８で受光し、同じく第１の光ファイバ８１か
ら受信した波長λ3の信号光を受光素子１０２で受光す
ることになる。
【００７１】なお、実施例では波長フィルタを光導波路
基板の端面に貼り付けたが、各種の波長特性の波長フィ
ルタを用意しておき、これらを選択的に貼り付けること
で色々な種類の波長多重光通信モジュールを簡単に作製
することができ、部品やパッケージの共通化を図ること
ができる。光導波路基板に実装する光学素子を変更する
ことによっても同様の効果を得ることができる。
【００７２】また、実施例では波長多重光通信モジュー
ルを光導波路基板７２に第１の光ファイバ８１と第２の
光ファイバ８２の双方あるいは一方を取り付けたものと
して説明したが、これらの光ファイバを除いた形で波長
多重光通信モジュールを構成してもよいことは当然であ
る。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項９
記載の発明によれば、光導波路基板の一方の端面側のみ
から信号光の入出力を行うことができるので、モジュー
ルの高密度実装が可能になる。すなわち、請求項１〜請
求項５、請求項７および請求項８記載の発明の場合に
は、２本の光ファイバをモジュールの片側に配置する構
造となっているので、モジュールを配線基板に実装する
際に、ファイバと他の電気部品との接触を防ぐためのス
ペースをモジュールの両側に設ける必要がない。このた
め、配線基板上への高密度実装が可能になる。特に請求
項６記載発明の場合には、１本の光ファイバがモジュー
ルの片面に取り付けられるだけなので、更に実装密度を
向上させることができる。
【００７４】また、請求項１〜請求項９記載の発明によ
れば、方向性結合器と波長フィルタを組み合わせて波長
多重光通信モジュールを構成したので、モジュール全体
をコンパクトな構造とすることができる。すなわち、従
来と比べて２つまたは３つの波長の分岐や送受信を簡単
な構造で実現することができる。また、本発明では光導
波路基板に形成した溝に波長フィルタを挿入する必要が
なく、基板の端面に波長フィルタを貼り付ける等の取り
付けで済むので、モジュールの組立作業が容易であり、
組立の自動化や量産化が可能になる。
【００７５】更に請求項１〜請求項５、請求項７〜請求
項９記載の発明の場合には、第３の波長を分岐してモジ
ュールの外部に導く機能を内蔵しているので、高価な外
付けのＷＤＭを使用する必要がない。このため、外付け
ＷＤＭや送受信モジュールを組み合わせた従来の波長多
重光通信モジュールと比べて非常に低価格なモジュール
を実現することができる。
【００７６】また、請求項９記載の発明によれば、波長
フィルタを光導波路基板の端面に貼り付けることで、各
種の波長フィルタを選択的に使用していろいろな波長多
重光通信モジュールを簡単に作製することができ、部品
やパッケージの共通化を図ることができる。
【００７７】更に請求項１〜請求項３あるいは請求項５
〜請求項９記載の発明によれば、フィルタによる折り返
し部分を経ずに発光素子から出力された光を実施例で示
した光ファイバ等に導くことができる。このため、送信
信号光の損失を小さくすることができ、モジュールの高
出力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における波長多重光通信
モジュールの構成を表わした平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における波長フィルタの
断面図である。
【図３】図１４に示した従来の波長分波素子を比較のた
めに示した断面図である。
【図４】本実施例における波長フィルタと第２の光導波
路および第３の光導波路の接続箇所を拡大して示した説
明図である。
【図５】本発明の第２の実施例における波長多重光通信
モジュールの構成を表わした平面図である。
【図６】本発明の第３の実施例における波長多重光通信
モジュールの構成を表わした平面図である。
【図７】本発明の第４の実施例における波長多重光通信
モジュールの構成を表わした平面図である。
【図８】本発明の第５の実施例における波長多重光通信
モジュールの構成を表わした平面図である。
【図９】本発明の第６の実施例における波長多重光通信
モジュールの構成を表わした平面図である。
【図１０】本発明の第７の実施例における波長多重光通
信モジュールの構成を表わした平面図である。
【図１１】従来提案された波長多重光通信モジュールを
表わした側面図である。
【図１２】図１１に示した波長多重光通信モジュールを
表わした上面図である。
【図１３】従来提案された他の波長多重光通信モジュー
ルを表わした平面図である。
【図１４】従来提案された更に他の波長多重光通信モジ
ュールを表わした斜視図である。
【符号の説明】
７１、９１、１０１、１１１、１２１、１３１、１４１
波長多重光通信モジュール ７２ 光導波路基板 ７３ 発光素子 ７４ 第１の光導波路 ８３ 第２の光導波路 ８４ 方向性結合器 ８５ 第３の光導波路 ８６、８６ａ、８６ｂ 波長フィルタ ８８ 受信用受光素子 １０２ 受光素子 １２２ モニタ用受光素子
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） Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｄ Ｆターム(参考） 2H047 KB04 LA09 LA18 MA05 MA07 RA00 TA01 TA35 TA43 5F073 AB25 BA01 BA03 FA06 FA30 5F088 AA01 BA16 BB01 EA09 EA11 JA13 JA14 5F089 AA01 AC10 AC11 AC13 AC16 GA07

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路基板上に配置された発光素子
    と、 この発光素子から出力される第１の波長の信号光を導波
    する第１の光導波路と、 前記光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有し、その途中の導波路部分が第１の光導波路と近接
    配置され前記第１の波長の信号光のパワーをこれに所定
    の比率で移行させる方向性結合器を形成した第２の光導
    波路と、 前記他方の端面に配置され、前記第１の波長の信号光を
    反射すると共にこれと波長の異なる第２の波長の信号光
    を透過する波長フィルタと、 前記光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有すると共に、他方の端面側で第２の光導波路の端部
    と前記波長フィルタの所定の波長に対する反射特性によ
    って互いの反射光を結合するように配置された第３の光
    導波路と、 前記光導波路基板の他方の端面と前記波長フィルタを介
    する形でこの端面と対向配置され、波長フィルタを透過
    する第２の波長の信号光を受光する基板外受光素子とを
    具備することを特徴とする波長多重光通信モジュール。
  2. 【請求項２】 前記第２の光導波路の前記した一方の端
    面側から第２および第３の波長の信号光が導波されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の波長多重光通信モジュー
    ル。
  3. 【請求項３】 前記波長フィルタは前記第１および第２
    の波長と異なる第３の波長の信号光を反射する特性を有
    しており、前記第３の光導波路を前記他方の端面に向か
    って第３の波長の信号光が導波され、この第３の波長の
    信号光と前記第１の波長の信号光が前記第２の光導波路
    からモジュール外部に出力されることを特徴とする請求
    項１記載の波長多重光通信モジュール。
  4. 【請求項４】 光導波路基板上に配置された基板配置受
    光素子と、 この光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有し、互いに異なる第１〜第３の波長の信号光を導波
    する第２の光導波路と、 この第２の光導波路の導波路部分と一部が近接配置さ
    れ、前記第１の波長の信号光のパワーを所定の比率で移
    行させる方向性結合器を形成すると共にこの第１の波長
    の信号光の導波先の端部が前記基板配置受光素子と光学
    的に接続される第１の光導波路と、 前記他方の端面に配置され、前記第１の波長の信号光を
    反射すると共にこれと波長の異なる第２の波長の信号光
    を透過する波長フィルタと、 前記光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有すると共に、他方の端面側で第２の光導波路の端部
    と前記波長フィルタの所定の波長に対する反射特性によ
    って互いの反射光を結合するように配置された第３の光
    導波路と、 前記光導波路基板の他方の端面と前記波長フィルタを介
    する形でこの端面と対向配置され、波長フィルタを透過
    する第２の波長の信号光を受光する基板外受光素子とを
    具備することを特徴とする波長多重光通信モジュール。
  5. 【請求項５】 光導波路基板上に配置された発光素子
    と、 この発光素子から出力される第１の波長の信号光を導波
    する第１の光導波路と、 前記光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有し、その途中の導波路部分が第１の光導波路と近接
    配置され前記第１の波長の信号光のパワーをこれに所定
    の比率で移行させる方向性結合器を形成した第２の光導
    波路と、 前記他方の端面に配置され、前記第１の波長の信号光を
    透過すると共にこれと波長の異なる第２の波長の信号光
    を反射する波長フィルタと、 前記光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有すると共に、他方の端面側で第２の光導波路の端部
    と前記波長フィルタの所定の波長に対する反射特性によ
    って互いの反射光を結合するように配置された第３の光
    導波路と、 前記光導波路基板の他方の端面と前記波長フィルタを介
    する形でこの端面と対向配置され、波長フィルタを透過
    する第１の波長の信号光を受光する基板外受光素子とを
    具備することを特徴とする波長多重光通信モジュール。
  6. 【請求項６】 光導波路基板上に配置された発光素子
    と、 この光導波路基板上に配置された基板配置受光素子と、 前記発光素子から出力される第１の波長の信号光を導波
    する第１の光導波路と、 前記光導波路基板の一方の端面と他方の端面を結ぶ経路
    を有し、その途中の導波路部分が第１の光導波路と近接
    配置され前記第１の波長の信号光のパワーをこれに所定
    の比率で移行させる方向性結合器を形成した第２の光導
    波路と、 前記他方の端面に配置され、前記第１の波長の信号光を
    反射すると共にこれと波長の異なる第２の波長の信号光
    を透過する波長フィルタと、 前記基板配置受光素子から前記光導波路基板の他方の端
    面に至る経路を有すると共に、他方の端面側で第２の光
    導波路の端部と前記波長フィルタの所定の波長に対する
    反射特性によって互いの反射光を結合するように配置さ
    れた第３の光導波路と、 前記光導波路基板の他方の端面と前記波長フィルタを介
    する形でこの端面と対向配置され、波長フィルタを透過
    する第２の波長の信号光を受光する基板外受光素子とを
    具備することを特徴とする波長多重光通信モジュール。
  7. 【請求項７】 前記光導波路基板上に配置された発光素
    子はその後方に出力される光を受光するモニタ用受光素
    子をこの光導波路基板上に配置していることを特徴とす
    る請求項１〜請求項６いずれかに記載の波長多重光通信
    モジュール。
  8. 【請求項８】 前記光導波路基板上に配置された発光素
    子は前記波長フィルタの介在していない前記光導波路基
    板外の領域にこの発光素子と対向するように配置されて
    いることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかに記
    載の波長多重光通信モジュール。
  9. 【請求項９】 前記波長フィルタは光導波路基板の端面
    に貼り付けられていることを特徴とする請求項１、請求
    項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項８い
    ずれかに記載の波長多重光通信モジュール。
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