JP2003318478A - 光通信装置 - Google Patents
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 双方向光通信装置において、送信部からの光
が基板底面で反射されるのを減らし、送信部からの光が
受信部のフォトダイオードに入って感知されてしまう光
学的クロストークを減らすこと。 【解決手段】 基板と、基板の上に設けた光導波路と、
光導波路の前端面に設けた光ファイバと、光導波路の終
端の基板面に設置した発光素子と、光導波路の中間に設
けた波長選択フィルターと、波長選択フィルターで反射
された光を受光するために基板の上に設けられた受光素
子とを含んだ光通信装置において、基板底面を粗面にし
て底面で反射される光を減らす。また、光導波路の幅を
細くして黒色などの光吸収性樹脂で光導波路を覆い、導
波路のクラッドに入った光が側方へ漏れるのを樹脂によ
って吸収する。
が基板底面で反射されるのを減らし、送信部からの光が
受信部のフォトダイオードに入って感知されてしまう光
学的クロストークを減らすこと。 【解決手段】 基板と、基板の上に設けた光導波路と、
光導波路の前端面に設けた光ファイバと、光導波路の終
端の基板面に設置した発光素子と、光導波路の中間に設
けた波長選択フィルターと、波長選択フィルターで反射
された光を受光するために基板の上に設けられた受光素
子とを含んだ光通信装置において、基板底面を粗面にし
て底面で反射される光を減らす。また、光導波路の幅を
細くして黒色などの光吸収性樹脂で光導波路を覆い、導
波路のクラッドに入った光が側方へ漏れるのを樹脂によ
って吸収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は送信部の光が受信
部に入ってクロストークを引き起こすことのないように
した光通信装置に関する。既に実用化されている光送受
信モジュールは、金属パッケージに収容されたＬＤを含
む送信部と金属パッケージに収容されたＰＤを含む受信
部が分離しており、その間のクロストークは充分に抑え
られている。
部に入ってクロストークを引き起こすことのないように
した光通信装置に関する。既に実用化されている光送受
信モジュールは、金属パッケージに収容されたＬＤを含
む送信部と金属パッケージに収容されたＰＤを含む受信
部が分離しており、その間のクロストークは充分に抑え
られている。
【０００２】送信部の円筒状の金属パッケージには円盤
状のステム、ステムのポールに固定された半導体レーザ
（ＬＤ）、ステム底部に固定されたモニタ用フォトダイ
オード、レンズを保持する円筒状のレンズホルダー、フ
ァイバ端に取り付けたフェルールを保持するフェルール
ホルダー、ファイバの曲がりを緩和するためにベンドリ
ミッタ等が設けられる。
状のステム、ステムのポールに固定された半導体レーザ
（ＬＤ）、ステム底部に固定されたモニタ用フォトダイ
オード、レンズを保持する円筒状のレンズホルダー、フ
ァイバ端に取り付けたフェルールを保持するフェルール
ホルダー、ファイバの曲がりを緩和するためにベンドリ
ミッタ等が設けられる。
【０００３】受信部の円筒状の金属パッケージには円盤
状のステム、ステムの中央部に固定された上面入射型の
受光素子（ＰＤ）、レンズを保持するレンズホルダー、
ファイバ端に取り付けたフェルールを保持するフェルー
ルホルダー、ファイバの曲がりを緩和するベンドリミッ
タなどが納められる。信号を伝送する光ファイバにはＹ
分岐があり、そこにＷＤＭが付いている。ＷＤＭによっ
て送信光と受信光を分離する。
状のステム、ステムの中央部に固定された上面入射型の
受光素子（ＰＤ）、レンズを保持するレンズホルダー、
ファイバ端に取り付けたフェルールを保持するフェルー
ルホルダー、ファイバの曲がりを緩和するベンドリミッ
タなどが納められる。信号を伝送する光ファイバにはＹ
分岐があり、そこにＷＤＭが付いている。ＷＤＭによっ
て送信光と受信光を分離する。
【０００４】分岐後の光ファイバの一端が送信部の金属
パッケージに、他端が受信部の金属パッケージにつなが
っている。そのような光送受信モジュールはもともと受
信部と送信部が分離しており送信光と受信光はパッケー
ジの外部にあるＷＤＭによって分離する。必要によって
は誘電体多層膜よりなるフィルタを追加することもあ
る。そのようになっているからＬＤからの強烈な送信光
がＰＤの受光部へ入るという恐れはなかった。
パッケージに、他端が受信部の金属パッケージにつなが
っている。そのような光送受信モジュールはもともと受
信部と送信部が分離しており送信光と受信光はパッケー
ジの外部にあるＷＤＭによって分離する。必要によって
は誘電体多層膜よりなるフィルタを追加することもあ
る。そのようになっているからＬＤからの強烈な送信光
がＰＤの受光部へ入るという恐れはなかった。
【０００５】しかし別々の金属パッケージに収容された
部品をもつ光送受信モジュールはコスト高になり小型化
にも向いていない、という欠点がある。また空間伝搬す
るからレンズが集光用に不可欠となる。部品点数が多く
て嵩高くてコスト高というのでは光通信系が広く一般に
普及しにくい。より小型、安価であって、しかもより高
い周波数で動作するような光送受信モジュールが要望さ
れる。
部品をもつ光送受信モジュールはコスト高になり小型化
にも向いていない、という欠点がある。また空間伝搬す
るからレンズが集光用に不可欠となる。部品点数が多く
て嵩高くてコスト高というのでは光通信系が広く一般に
普及しにくい。より小型、安価であって、しかもより高
い周波数で動作するような光送受信モジュールが要望さ
れる。
【０００６】
【従来の技術】コスト低減、小型化のためにはＳｉ基板
の上にＹ型など分岐導波路を形成しＷＤＭで特定波長の
光を反射するようにして各分岐の終端にＰＤ、ＬＤを振
り分けて実装するというような表面実装型（Surface Mo
untable Type）の光通信装置が提案されている。分岐導
波路を使って、それぞれの終端に受光素子と発光素子を
取り付けるのでクロストークを低くできる。しかし横方
向に分岐を持つものは構造が複雑であり横幅も広くなり
小型化という点では中途半端である。
の上にＹ型など分岐導波路を形成しＷＤＭで特定波長の
光を反射するようにして各分岐の終端にＰＤ、ＬＤを振
り分けて実装するというような表面実装型（Surface Mo
untable Type）の光通信装置が提案されている。分岐導
波路を使って、それぞれの終端に受光素子と発光素子を
取り付けるのでクロストークを低くできる。しかし横方
向に分岐を持つものは構造が複雑であり横幅も広くなり
小型化という点では中途半端である。
【０００７】そこで導波路あるいは光ファイバは一本で
あって終端にＬＤを中間にＰＤを設置して、導波路・光
ファイバの途中に波長選択性ミラーを設けて受信光だけ
を反射してＰＤへ入射するという直線型の表面実装光通
信装置も提案されるようになってきた。
あって終端にＬＤを中間にＰＤを設置して、導波路・光
ファイバの途中に波長選択性ミラーを設けて受信光だけ
を反射してＰＤへ入射するという直線型の表面実装光通
信装置も提案されるようになってきた。
【０００８】そのような非分岐単線型の光導波路、光フ
ァイバを持つ光通信装置においては、送受信間のクロス
トークが問題になる。送信部の強い光が感度の高い受信
部に混入すると受信部が誤動作をする。送信部と受信部
を光学的に遮断しなければならない。しかし同一のＳｉ
基板の上にＬＤとＰＤを搭載しているのだから光学的に
両者を遮断するのは難しい。
ァイバを持つ光通信装置においては、送受信間のクロス
トークが問題になる。送信部の強い光が感度の高い受信
部に混入すると受信部が誤動作をする。送信部と受信部
を光学的に遮断しなければならない。しかし同一のＳｉ
基板の上にＬＤとＰＤを搭載しているのだから光学的に
両者を遮断するのは難しい。
【０００９】クロストークというのは二つの意味があ
る。電気的なクロストークと光学的なクロストークであ
る。ここでは主に光学的なクロストークを問題にする。
電気的クロストークも低減するような工夫も与える。
る。電気的なクロストークと光学的なクロストークであ
る。ここでは主に光学的なクロストークを問題にする。
電気的クロストークも低減するような工夫も与える。
【００１０】例えば、ＬＤの発する光は１．３μｍで、
これが光ファイバを通って局側へ伝送される。局側から
は１．５５μｍの受信光が光ファイバ内を伝送されてき
て光送受信モジュールのＰＤに入るというように波長配
分がなされている。そこで用いられるＰＤはＩｎＧａＡ
ｓ受光層を持ち１．３μｍ光にも充分な感度を持ってい
る。だからＬＤの光が入れば、これを感受してしまう。
これが光ファイバを通って局側へ伝送される。局側から
は１．５５μｍの受信光が光ファイバ内を伝送されてき
て光送受信モジュールのＰＤに入るというように波長配
分がなされている。そこで用いられるＰＤはＩｎＧａＡ
ｓ受光層を持ち１．３μｍ光にも充分な感度を持ってい
る。だからＬＤの光が入れば、これを感受してしまう。
【００１１】同一光導波路・光ファイバを双方向に送受
信光が伝搬する場合は特にＬＤ光が漏れてＰＤに入ると
いう可能性が高くなる。ＬＤの前端面から出て光ファイ
バ・光導波路に入らず斜めに進みＰＤへ側方から入ると
いう可能性がある。ＬＤの後端面から出てパッケージの
壁面で反射されてＰＤへ斜め上方から入るということも
ある。光ファイバから斜め上に漏れてＰＤに入るという
こともあろう。光ファイバ端、光導波路端で反射されて
ＰＤに入るということもある。ＬＤから光ファイバを伝
搬し波長選択ミラーで反射され斜め下方へ出た送信光が
基板の底面で乱反射され、上に向かいＰＤに入るという
ことがありうる。
信光が伝搬する場合は特にＬＤ光が漏れてＰＤに入ると
いう可能性が高くなる。ＬＤの前端面から出て光ファイ
バ・光導波路に入らず斜めに進みＰＤへ側方から入ると
いう可能性がある。ＬＤの後端面から出てパッケージの
壁面で反射されてＰＤへ斜め上方から入るということも
ある。光ファイバから斜め上に漏れてＰＤに入るという
こともあろう。光ファイバ端、光導波路端で反射されて
ＰＤに入るということもある。ＬＤから光ファイバを伝
搬し波長選択ミラーで反射され斜め下方へ出た送信光が
基板の底面で乱反射され、上に向かいＰＤに入るという
ことがありうる。
【００１２】ＬＤからＰＤに到る迷光はＬＤやＰＤの個
々の配置によって千差万別である。表面実装型の光送受
信モジュールにおいては、そのように様々なＬＤの迷光
がＰＤへ入る可能性がある。それがクロストークを引き
起こす。伝送すべき信号のレートが増えるとクロストー
ク低減への要求水準が一層厳しくなる。クロストークを
抑制するために幾つかの提案がなされている。
々の配置によって千差万別である。表面実装型の光送受
信モジュールにおいては、そのように様々なＬＤの迷光
がＰＤへ入る可能性がある。それがクロストークを引き
起こす。伝送すべき信号のレートが増えるとクロストー
ク低減への要求水準が一層厳しくなる。クロストークを
抑制するために幾つかの提案がなされている。
【００１３】 特開平１１−２４８９７８号「双方向
光半導体装置」
光半導体装置」
【００１４】は受光素子の上面に不透明樹脂を塗布し、
光ファイバと受光素子の間の空間に不透明樹脂の塊を設
け、Ｓｉ基板の底面に高反射層を設けるようにしてい
る。３つの工夫によってクロストークを防ごうとするも
のである。
光ファイバと受光素子の間の空間に不透明樹脂の塊を設
け、Ｓｉ基板の底面に高反射層を設けるようにしてい
る。３つの工夫によってクロストークを防ごうとするも
のである。
【００１５】ＬＤの後方光が斜め上に向かい金属製パッ
ケージの底面で反射されて斜め上からＰＤを射るが、そ
れは受光素子上面の樹脂で防ぐことができる。ＬＤから
光ファイバへ入った光の一部が波長選択ミラーで下方へ
反射され基板底面へ向かうものは高反射層で綺麗に反射
されるのでＰＤに入らない。光ファイバから斜め上に出
るものはＰＤとの間に設けた不透明樹脂の塊で防ぐこと
ができるという訳である。
ケージの底面で反射されて斜め上からＰＤを射るが、そ
れは受光素子上面の樹脂で防ぐことができる。ＬＤから
光ファイバへ入った光の一部が波長選択ミラーで下方へ
反射され基板底面へ向かうものは高反射層で綺麗に反射
されるのでＰＤに入らない。光ファイバから斜め上に出
るものはＰＤとの間に設けた不透明樹脂の塊で防ぐこと
ができるという訳である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は従来例の
モジュールを試作した訳ではないが、従来例はＬＤか
らＰＤに到る経路についてその一部を考案している。そ
れより他にもっと有力なＬＤからＰＤへの経路が存在す
る。そのような経路を経た迷光を含めて全てのクロスト
ークの原因を抑制しなければならない。
モジュールを試作した訳ではないが、従来例はＬＤか
らＰＤに到る経路についてその一部を考案している。そ
れより他にもっと有力なＬＤからＰＤへの経路が存在す
る。そのような経路を経た迷光を含めて全てのクロスト
ークの原因を抑制しなければならない。
【００１７】図１に表面実装型光送受信モジュールにお
いてＰＤに入るＬＤ光で本発明者が重視する経路を示
す。矩形平板のＳｉ基板２の上に直線光導波路３が形成
してある。その終端にＬＤ４があり送信光を発し光導波
路３へ送り込むようになっている。光導波路３の中間に
は斜め上向きに波長選択フィルター５があって受信光を
選択的に上斜めに反射して裏面入射型フォトダイオード
（ＰＤ）６に入射させるようになっている。この図でＰ
Ｄ６は基板から上に浮いているように見えるが実際には
基板の上にサブマウントを付け、その上にＰＤを置いて
ある。サブマウントを省略しＰＤへ入る光線を分かりや
すく描いている。
いてＰＤに入るＬＤ光で本発明者が重視する経路を示
す。矩形平板のＳｉ基板２の上に直線光導波路３が形成
してある。その終端にＬＤ４があり送信光を発し光導波
路３へ送り込むようになっている。光導波路３の中間に
は斜め上向きに波長選択フィルター５があって受信光を
選択的に上斜めに反射して裏面入射型フォトダイオード
（ＰＤ）６に入射させるようになっている。この図でＰ
Ｄ６は基板から上に浮いているように見えるが実際には
基板の上にサブマウントを付け、その上にＰＤを置いて
ある。サブマウントを省略しＰＤへ入る光線を分かりや
すく描いている。
【００１８】光導波路の始端には光ファイバ７が突き合
わせ接合している。光導波路３は屈折率の高いコア８と
屈折率の低いクラッド９からなっている。ＬＤが発する
送信光をλ１とし、ＰＤが受信すべき受信光をλ２とす
る。しかしＰＤはλ１にも感度があるものとする。
わせ接合している。光導波路３は屈折率の高いコア８と
屈折率の低いクラッド９からなっている。ＬＤが発する
送信光をλ１とし、ＰＤが受信すべき受信光をλ２とす
る。しかしＰＤはλ１にも感度があるものとする。
【００１９】ＬＤ４から斜め下に出た光線ＢＣはＳｉ基
板２の底面２０のＣ点で反射されてＣＤと直進してＰＤ
６に入る。光線ＢＣＤが第１の迷光の可能性を与える。
板２の底面２０のＣ点で反射されてＣＤと直進してＰＤ
６に入る。光線ＢＣＤが第１の迷光の可能性を与える。
【００２０】ＬＤ４から斜め下に出た別の光線ＢＥはＳ
ｉ基板２の底面２０でのＥ点で反射されて、さらに基板
２の前端面２２のＦ点で反射され斜め下方からＰＤ６に
入る。光線ＢＥＦＧが第２の迷光の可能性を与える。
ｉ基板２の底面２０でのＥ点で反射されて、さらに基板
２の前端面２２のＦ点で反射され斜め下方からＰＤ６に
入る。光線ＢＥＦＧが第２の迷光の可能性を与える。
【００２１】ＬＤ４から光導波路３に入った光であって
も波長選択フィルター５によって一部が反射されＨＩと
進み基板２の底面２０で反射される。それがＩ点から上
向き（ＩＪ）にＰＤ６に入る。光線ＢＨＩＪが第３の迷
光の可能性を与える。
も波長選択フィルター５によって一部が反射されＨＩと
進み基板２の底面２０で反射される。それがＩ点から上
向き（ＩＪ）にＰＤ６に入る。光線ＢＨＩＪが第３の迷
光の可能性を与える。
【００２２】そのような迷光は何れも基板の底面に反射
されるものである。
されるものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の光通信装置は基
板底面の反射を減退させるために基板の底面を粗面化す
る。基板の底面を粗面化するとＬＤ光の反射が減退する
からＰＤへの迷光が減少する。
板底面の反射を減退させるために基板の底面を粗面化す
る。基板の底面を粗面化するとＬＤ光の反射が減退する
からＰＤへの迷光が減少する。
【００２４】基板の底面を粗面化して、さらに光吸収性
の樹脂を塗布する。あるいは光吸収性の接着剤によって
パッケージに固定する。樹脂、接着剤が光を吸収するの
で反射自体が減少する。
の樹脂を塗布する。あるいは光吸収性の接着剤によって
パッケージに固定する。樹脂、接着剤が光を吸収するの
で反射自体が減少する。
【００２５】光導波路のクラッドを狭くして、その上に
黒色など光吸収性のある樹脂を塗布する。クラッドを狭
くしてＬＤ光がクラッドを伝わってＰＤへ入る経路を閉
ざす。またＬＤと光導波路の境界部分で基板を縦断する
のも効果がある。それは光学的クロストークとともに電
気的クロストークも減らすことができる。
黒色など光吸収性のある樹脂を塗布する。クラッドを狭
くしてＬＤ光がクラッドを伝わってＰＤへ入る経路を閉
ざす。またＬＤと光導波路の境界部分で基板を縦断する
のも効果がある。それは光学的クロストークとともに電
気的クロストークも減らすことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】［１．基板底面粗面化（図２）］
Ｓｉ基板はミラーウエハーから切断したものであり、も
ともと底面は極めて平坦平滑で反射率も高い。本発明は
そこでＳｉ基板の底面を粗面化する。例えば平均粒径が
１０μｍ〜３０μｍの研磨紙によってＳｉ基板の底面を
研磨して粗面化する。もっと荒い粒径の研磨紙によって
研磨してもよい。研磨するだけでなく化学薬品でエッチ
ングして粗面化することもできる。
Ｓｉ基板はミラーウエハーから切断したものであり、も
ともと底面は極めて平坦平滑で反射率も高い。本発明は
そこでＳｉ基板の底面を粗面化する。例えば平均粒径が
１０μｍ〜３０μｍの研磨紙によってＳｉ基板の底面を
研磨して粗面化する。もっと荒い粒径の研磨紙によって
研磨してもよい。研磨するだけでなく化学薬品でエッチ
ングして粗面化することもできる。
【００２７】図２にそのような粗面化したモジュールの
断面図を示す。Ｓｉ基板２の底面２０が粗面になってい
る。Ｓｉ基板２の上に光導波路３が形成され、その終端
にＬＤ４が固定され、中間に波長選択フィルター５があ
ってλ２を反射し、ＰＤ６にλ２を入射するようになっ
ている。実際には基板の上にサブマウントがあって、そ
の上にＰＤが固定されているのであるがサブマウントの
図示を省略している。
断面図を示す。Ｓｉ基板２の底面２０が粗面になってい
る。Ｓｉ基板２の上に光導波路３が形成され、その終端
にＬＤ４が固定され、中間に波長選択フィルター５があ
ってλ２を反射し、ＰＤ６にλ２を入射するようになっ
ている。実際には基板の上にサブマウントがあって、そ
の上にＰＤが固定されているのであるがサブマウントの
図示を省略している。
【００２８】光導波路３の前端には光ファイバ７があっ
て、これは双方向に信号光を伝送する。加入者側のモジ
ュールの場合は、ＬＤ４の送信光を局側へ伝送し、局側
からの光をＰＤ６へ伝送するようになっている。
て、これは双方向に信号光を伝送する。加入者側のモジ
ュールの場合は、ＬＤ４の送信光を局側へ伝送し、局側
からの光をＰＤ６へ伝送するようになっている。
【００２９】底面が粗面化されているので、ＬＤから斜
め下へ出た光線ＢＣは底面で殆ど反射されない。殆どが
ここで消滅する。たとえ反射されても乱反射なのでＰＤ
に殆ど到達しない。ＬＤから斜め下へ出た別の光線ＢＥ
は反射されない。底面で反射されないから端面２２でも
反射されずＰＤへは向かわない。ＬＤ４を出て光導波路
３に一端入った光が波長選択フィルター５によって下向
きに反射されても底面が粗面化されているから、そこで
殆ど消えてしまう。だから光線ＢＨＩがＰＤに入らない
ようになる。
め下へ出た光線ＢＣは底面で殆ど反射されない。殆どが
ここで消滅する。たとえ反射されても乱反射なのでＰＤ
に殆ど到達しない。ＬＤから斜め下へ出た別の光線ＢＥ
は反射されない。底面で反射されないから端面２２でも
反射されずＰＤへは向かわない。ＬＤ４を出て光導波路
３に一端入った光が波長選択フィルター５によって下向
きに反射されても底面が粗面化されているから、そこで
殆ど消えてしまう。だから光線ＢＨＩがＰＤに入らない
ようになる。
【００３０】［２．基板底面粗面化、吸収性樹脂塗布
（図３）］図３は粗面化した基板の底面に光吸収性（黒
色など）の接着剤（例えばエポキシ系の接着剤に吸収材
（遮光性フィラー）を添加したもの）を塗布しパッケー
ジに接着したものの断面図を示す。基板２の上に光導波
路３があり、その終端にＬＤ４、中間に斜めに波長選択
フィルター５、上方にＰＤ６があるという構造は変わら
ない。それに加えて基板２の底面２０を粗面化してあ
る。
（図３）］図３は粗面化した基板の底面に光吸収性（黒
色など）の接着剤（例えばエポキシ系の接着剤に吸収材
（遮光性フィラー）を添加したもの）を塗布しパッケー
ジに接着したものの断面図を示す。基板２の上に光導波
路３があり、その終端にＬＤ４、中間に斜めに波長選択
フィルター５、上方にＰＤ６があるという構造は変わら
ない。それに加えて基板２の底面２０を粗面化してあ
る。
【００３１】そこまでは前例と同じである。さらに粗面
化した底面２０に不透明吸収性（黒色など）の接着剤２
３を塗布しパッケージ２４の底面２５に接着する。パッ
ケージの底面２５は図３のように粗面化すると、さらに
良い。この接着剤２３は基板をパッケージに接着すると
いう作用と底面に到るＬＤ光を吸収するという両方の作
用がある。
化した底面２０に不透明吸収性（黒色など）の接着剤２
３を塗布しパッケージ２４の底面２５に接着する。パッ
ケージの底面２５は図３のように粗面化すると、さらに
良い。この接着剤２３は基板をパッケージに接着すると
いう作用と底面に到るＬＤ光を吸収するという両方の作
用がある。
【００３２】［３．基板底面粗面化、Ｙ分岐導波路（図
４）］直線導波路の終端にＬＤが中間に波長選択フィル
ターとＰＤという場合に底面を粗面化したものを図１に
示したが、Ｙ分岐を持つモジュールでも底面粗面化は有
効である。そのようなモジュールは
４）］直線導波路の終端にＬＤが中間に波長選択フィル
ターとＰＤという場合に底面を粗面化したものを図１に
示したが、Ｙ分岐を持つモジュールでも底面粗面化は有
効である。そのようなモジュールは
【００３３】 特開平１１−６８７０５号「双方向Ｗ
ＤＭ光送受信モジュール」などによって提案されたもの
である。
ＤＭ光送受信モジュール」などによって提案されたもの
である。
【００３４】そのようなＹ分岐モジュールに本発明を適
用したものを図４に示す。基板２の上に光導波路層があ
るが直線でなくＹ分岐導波路３２、３３、３４となって
いる。導波路３２の始端には光ファイバ７が結合してい
る。分岐点には波長選択フィルター５があってλ２は反
射し、λ１は透過する。導波路３３の終端にＬＤ４があ
り送信光（λ１）を発振する。導波路３４の終端にはＰ
Ｄ６があって受信光（λ２）を受信する。ＬＤ４のλ１
光は導波路３３、波長選択フィルター５、導波路３２、
光ファイバ７というように伝送される。光ファイバ７か
ら出た受信光は導波路３２を通り、波長選択フィルター
５で反射され導波路３４に入りＰＤ６に入射する。
用したものを図４に示す。基板２の上に光導波路層があ
るが直線でなくＹ分岐導波路３２、３３、３４となって
いる。導波路３２の始端には光ファイバ７が結合してい
る。分岐点には波長選択フィルター５があってλ２は反
射し、λ１は透過する。導波路３３の終端にＬＤ４があ
り送信光（λ１）を発振する。導波路３４の終端にはＰ
Ｄ６があって受信光（λ２）を受信する。ＬＤ４のλ１
光は導波路３３、波長選択フィルター５、導波路３２、
光ファイバ７というように伝送される。光ファイバ７か
ら出た受信光は導波路３２を通り、波長選択フィルター
５で反射され導波路３４に入りＰＤ６に入射する。
【００３５】その場合もＬＤ４の光が下向きに出て基板
２の底面２０で反射されることもある。それで底面２０
を粗面化する。その効果は図２に示したものと同様であ
る。但し波長選択フィルター５が下向きでなく横向きに
傾いたものだからＬＤ４の光が基板の底面に向かって反
射される可能性は少ない。だから底面粗面化はＬＤ４を
出てすぐに基板２の底面２０に向かい、そこで反射する
迷光を防ぐ効果がある。
２の底面２０で反射されることもある。それで底面２０
を粗面化する。その効果は図２に示したものと同様であ
る。但し波長選択フィルター５が下向きでなく横向きに
傾いたものだからＬＤ４の光が基板の底面に向かって反
射される可能性は少ない。だから底面粗面化はＬＤ４を
出てすぐに基板２の底面２０に向かい、そこで反射する
迷光を防ぐ効果がある。
【００３６】［４．多チャンネル基板底面粗面化（図
５）］図２の基板粗面化の手法は１チャンネルの光送受
信モジュールに限らず多チャンネルの光送受信モジュー
ルにも使用する事ができる。図５には多チャンネル光送
受信モジュールの背面図を示す。これは４チャンネルの
場合であるが８チャンネル、１６チャンネルでも同様で
ある。光導波路・ＬＤ・ＰＤ・フィルタよりなる送受信
器の組が４つ平行に並んでいる。これも基板の底面を粗
面化してありＬＤの光が強く反射されないようになって
いる。それは同じチャンネルのＬＤ・ＰＤ間でのクロス
トークの防止という作用がある。しかし、それだけでは
ない。基板が共通だから隣接チャンネル間のクロストー
ク抑制の効果もある。
５）］図２の基板粗面化の手法は１チャンネルの光送受
信モジュールに限らず多チャンネルの光送受信モジュー
ルにも使用する事ができる。図５には多チャンネル光送
受信モジュールの背面図を示す。これは４チャンネルの
場合であるが８チャンネル、１６チャンネルでも同様で
ある。光導波路・ＬＤ・ＰＤ・フィルタよりなる送受信
器の組が４つ平行に並んでいる。これも基板の底面を粗
面化してありＬＤの光が強く反射されないようになって
いる。それは同じチャンネルのＬＤ・ＰＤ間でのクロス
トークの防止という作用がある。しかし、それだけでは
ない。基板が共通だから隣接チャンネル間のクロストー
ク抑制の効果もある。
【００３７】［５．狭クラッド、黒色樹脂（クラッド幅
ＷをＰＤ幅Ｕより狭くして光吸収性樹脂によって光導波
路を覆う）（図６〜８）］光導波路は基板の全面に形成
し、その一部に６μｍ角のコアを設けて伝送路とするも
のである。６μｍのコアに上下に１０μｍ厚みのクラッ
ドが存在する。だから厚みは２６μｍである。コアのな
い部分はクラッド層だけで２６μｍの厚さの層が存在す
るのである。そのような一様クラッド構造をここでは改
良する事にする。
ＷをＰＤ幅Ｕより狭くして光吸収性樹脂によって光導波
路を覆う）（図６〜８）］光導波路は基板の全面に形成
し、その一部に６μｍ角のコアを設けて伝送路とするも
のである。６μｍのコアに上下に１０μｍ厚みのクラッ
ドが存在する。だから厚みは２６μｍである。コアのな
い部分はクラッド層だけで２６μｍの厚さの層が存在す
るのである。そのような一様クラッド構造をここでは改
良する事にする。
【００３８】図６に示すように光導波路のクラッド幅Ｗ
を狭くして黒色の樹脂によってクラッドを覆うようにす
るのも効果的である。どれほど狭くするのか？それはＰ
Ｄの横幅Ｕよりも狭くするのである。Ｗ＜Ｕである。
を狭くして黒色の樹脂によってクラッドを覆うようにす
るのも効果的である。どれほど狭くするのか？それはＰ
Ｄの横幅Ｕよりも狭くするのである。Ｗ＜Ｕである。
【００３９】これはこれまでに説明したものと少し違
う。これまでのものは基板底面での反射を減らすものだ
ったから底面を粗面化したのである。これはＬＤ４から
出て光ファイバコアに入らずクラッドを伝搬しフィルタ
などで反射されＰＤ６に入る迷光を減らすための工夫で
ある。
う。これまでのものは基板底面での反射を減らすものだ
ったから底面を粗面化したのである。これはＬＤ４から
出て光ファイバコアに入らずクラッドを伝搬しフィルタ
などで反射されＰＤ６に入る迷光を減らすための工夫で
ある。
【００４０】そのような経路はこれまで想定されていな
かった。ＬＤの迷光として上部へもれてしまうものと底
面に向かってしまうものだけが、これまで考慮されてい
たと言える。しかし、それ以外に光導波路のクラッドへ
入り、それが迷光となる場合もあるだろうと本発明者は
思う。
かった。ＬＤの迷光として上部へもれてしまうものと底
面に向かってしまうものだけが、これまで考慮されてい
たと言える。しかし、それ以外に光導波路のクラッドへ
入り、それが迷光となる場合もあるだろうと本発明者は
思う。
【００４１】ＬＤ４は極めて狭い面積（０．１〜０．２
μｍ×１〜２μｍ）の発光部（ストライプ端部）を持っ
ている。当然に出射面での広がりは大きくて３０度程度
の広がりがある。すると一部のＬＤ光はクラッドに入る
ことになる。クラッドは透明なので減衰せずに伝わる。
その一部は散乱されてフィルタに反射されてＰＤに入る
ということがありうる。
μｍ×１〜２μｍ）の発光部（ストライプ端部）を持っ
ている。当然に出射面での広がりは大きくて３０度程度
の広がりがある。すると一部のＬＤ光はクラッドに入る
ことになる。クラッドは透明なので減衰せずに伝わる。
その一部は散乱されてフィルタに反射されてＰＤに入る
ということがありうる。
【００４２】そのような水平的な迷光を抑制するために
クラッドの幅Ｗを基板幅でなくＰＤ幅Ｕよりも狭くする
（Ｗ＜Ｕ）のである。Ｓｉ基板の幅は例えば１５００μ
ｍ程度ある。ＰＤの幅Ｕは３００μｍ〜５００μｍであ
る。だからクラッド幅Ｗを３００μｍ程度かそれより小
さくするということである。単に狭くするのではなくて
黒色の樹脂（光吸収性の塗料、接着剤、顔料などでもよ
い）を光導波路に塗布するのである。
クラッドの幅Ｗを基板幅でなくＰＤ幅Ｕよりも狭くする
（Ｗ＜Ｕ）のである。Ｓｉ基板の幅は例えば１５００μ
ｍ程度ある。ＰＤの幅Ｕは３００μｍ〜５００μｍであ
る。だからクラッド幅Ｗを３００μｍ程度かそれより小
さくするということである。単に狭くするのではなくて
黒色の樹脂（光吸収性の塗料、接着剤、顔料などでもよ
い）を光導波路に塗布するのである。
【００４３】図６はそのようなモジュールの斜視図、図
７は縦断面図、図８は光導波路に直角に切った縦断面図
を示す。クラッド３５が狭い幅を持ち、基板面に光導波
路非存在部３６が生じている。クラッド３５と光導波路
非存在部３６の上に黒色樹脂３７を塗布している。黒色
樹脂３７を黒く書くと内部がわからないので打点によっ
て示した。クラッドの側方へ漏れたＬＤ光は黒色樹脂３
７によって吸収される。それによってＰＤ６に入る迷光
がさらに減少する。
７は縦断面図、図８は光導波路に直角に切った縦断面図
を示す。クラッド３５が狭い幅を持ち、基板面に光導波
路非存在部３６が生じている。クラッド３５と光導波路
非存在部３６の上に黒色樹脂３７を塗布している。黒色
樹脂３７を黒く書くと内部がわからないので打点によっ
て示した。クラッドの側方へ漏れたＬＤ光は黒色樹脂３
７によって吸収される。それによってＰＤ６に入る迷光
がさらに減少する。
【００４４】［６．多チャンネル、狭クラッド、黒色樹
脂（クラッド幅ＷをＰＤ幅Ｕより狭くして光吸収性樹脂
によって光導波路を覆う）（図９〜１１）］狭クラッド
黒色被覆は実は単チャンネルよりも多チャンネルにおい
て効果が大きい。図９に多チャンネルに狭クラッド黒色
樹脂被覆の適用例を示す。図９は斜視図、図１０、図１
１は断面図である。多チャンネルにした場合ＬＤからク
ラッドへ入った光が隣接ＰＤへ入るというチャンネル間
のクロストークの可能性がある。クラッド幅を狭くして
黒色樹脂３７によって間を埋めるようにすると隣接クラ
ッドから入ってくるようなＬＤ光がなくなる。隣接チャ
ンネル間のクロストークを抑制する上で極めて効果的な
のである。
脂（クラッド幅ＷをＰＤ幅Ｕより狭くして光吸収性樹脂
によって光導波路を覆う）（図９〜１１）］狭クラッド
黒色被覆は実は単チャンネルよりも多チャンネルにおい
て効果が大きい。図９に多チャンネルに狭クラッド黒色
樹脂被覆の適用例を示す。図９は斜視図、図１０、図１
１は断面図である。多チャンネルにした場合ＬＤからク
ラッドへ入った光が隣接ＰＤへ入るというチャンネル間
のクロストークの可能性がある。クラッド幅を狭くして
黒色樹脂３７によって間を埋めるようにすると隣接クラ
ッドから入ってくるようなＬＤ光がなくなる。隣接チャ
ンネル間のクロストークを抑制する上で極めて効果的な
のである。
【００４５】［７．基板を絶縁板に載せＬＤ部分を切り
放す（図１２）］図１２に示すようにＳｉ基板２を絶縁
性板４０、例えばＬＣＰ（液晶ポリマー）パッケージに
接着する。そしてＬＤ４の搭載されている部分と光導波
路３のある部分をダイシングによって切り離す。切り溝
４２が絶縁性板４０まで到るように切断する。絶縁性板
４０があるのでモジュールの一体性は損なわれない。
放す（図１２）］図１２に示すようにＳｉ基板２を絶縁
性板４０、例えばＬＣＰ（液晶ポリマー）パッケージに
接着する。そしてＬＤ４の搭載されている部分と光導波
路３のある部分をダイシングによって切り離す。切り溝
４２が絶縁性板４０まで到るように切断する。絶縁性板
４０があるのでモジュールの一体性は損なわれない。
【００４６】Ｓｉ基板２と周辺樹脂の屈折率が違うか
ら、ＬＤ４からの斜め下方へ向かう光線（図１のＢＣ光
線、ＢＥ光線）が切り溝４２によって大部分反射され
る。だから基板の底面に到る光量が減る。それが粗面化
底面でさらに減衰する。
ら、ＬＤ４からの斜め下方へ向かう光線（図１のＢＣ光
線、ＢＥ光線）が切り溝４２によって大部分反射され
る。だから基板の底面に到る光量が減る。それが粗面化
底面でさらに減衰する。
【００４７】Ｓｉ基板２をＬＤ４と光導波路３の間で切
断しているから、ＬＤの強い駆動電流が、ＰＤに影響を
及ぼすのを防ぐことができる。つまり電気的なクロスト
ークを低減するというような望外の効果もある。
断しているから、ＬＤの強い駆動電流が、ＰＤに影響を
及ぼすのを防ぐことができる。つまり電気的なクロスト
ークを低減するというような望外の効果もある。
【００４８】１．２５Ｇｂｐｓの高速伝送レートにおい
て、図１２の改良によって２ｄＢものノイズ低減効果が
あることを確認した。それは光学的クロストーク抑制と
電気的クロストーク抑制の両方の効果が重なったもので
ある。
て、図１２の改良によって２ｄＢものノイズ低減効果が
あることを確認した。それは光学的クロストーク抑制と
電気的クロストーク抑制の両方の効果が重なったもので
ある。
【００４９】
【発明の効果】表面実装型の光送受信モジュールにおい
て基板の底面を粗面化したので底面でのＬＤ光の反射を
減らすことができる。ＰＤへ入る迷光を減少させること
ができクロストークを減少させることができる。
て基板の底面を粗面化したので底面でのＬＤ光の反射を
減らすことができる。ＰＤへ入る迷光を減少させること
ができクロストークを減少させることができる。
【００５０】粗面化した基板の底面に光吸収性の樹脂
（接着剤、塗料などでもよい）を塗布するとさらに底面
でＬＤ光の吸収が増え、ＰＤへ到る迷光を減らすことが
できる。
（接着剤、塗料などでもよい）を塗布するとさらに底面
でＬＤ光の吸収が増え、ＰＤへ到る迷光を減らすことが
できる。
【００５１】光導波路のクラッド幅を狭くして黒色の樹
脂（接着剤、塗料、顔料でもよい）を塗布するから側方
へ広がったＬＤ光がクラッドへ入りＰＤに到るというこ
とを防ぐことができる。それによってもクロストークを
減らすことができる。
脂（接着剤、塗料、顔料でもよい）を塗布するから側方
へ広がったＬＤ光がクラッドへ入りＰＤに到るというこ
とを防ぐことができる。それによってもクロストークを
減らすことができる。
【００５２】さらに基板を絶縁板に張り付けＬＤの部分
を切断すると光学的、電気的クロストークを減退させる
ことに効果がある。
を切断すると光学的、電気的クロストークを減退させる
ことに効果がある。
【図１】直線導波路の終端にＬＤを、中間に波長選択フ
ィルターとＰＤを設けた双方向同時通信のための光通信
装置においてＬＤ光が迷光としてＰＤに入射する経路を
説明するための縦断面図。
ィルターとＰＤを設けた双方向同時通信のための光通信
装置においてＬＤ光が迷光としてＰＤに入射する経路を
説明するための縦断面図。
【図２】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化した本発明の第１の実施形態にかかる
直線導波路型光通信装置の縦断面図。
基板底面を粗面化した本発明の第１の実施形態にかかる
直線導波路型光通信装置の縦断面図。
【図３】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化し光吸収樹脂を塗布してパッケージに
接着した本発明の第２の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の縦断面図。
基板底面を粗面化し光吸収樹脂を塗布してパッケージに
接着した本発明の第２の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の縦断面図。
【図４】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化した本発明の第３の実施形態にかかる
Ｙ分岐型光通信装置の斜視図。
基板底面を粗面化した本発明の第３の実施形態にかかる
Ｙ分岐型光通信装置の斜視図。
【図５】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化した本発明の第４の実施形態にかかる
パラレル多チャンネル型光通信装置の背面図。
基板底面を粗面化した本発明の第４の実施形態にかかる
パラレル多チャンネル型光通信装置の背面図。
【図６】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第５の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の斜視図。
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第５の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の斜視図。
【図７】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第５の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の軸線に沿った縦断面図。
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第５の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の軸線に沿った縦断面図。
【図８】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第５の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の軸線に直角な面で切った縦断面図。
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第５の実施形態にかかる直線導波路型
光通信装置の軸線に直角な面で切った縦断面図。
【図９】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすために
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第６の実施形態にかかるパラレル多チ
ャンネル光通信装置の斜視図。
基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂を
塗布した本発明の第６の実施形態にかかるパラレル多チ
ャンネル光通信装置の斜視図。
【図１０】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすため
に基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂
を塗布した本発明の第６の実施形態にかかるパラレル多
チャンネル光通信装置の軸線に直角な面で切断した縦断
面図。
に基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂
を塗布した本発明の第６の実施形態にかかるパラレル多
チャンネル光通信装置の軸線に直角な面で切断した縦断
面図。
【図１１】ＬＤからＰＤへのクロストークを減らすため
に基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂
を塗布した本発明の第６の実施形態にかかるパラレル多
チャンネル光通信装置のＰＤを通る軸線に直角な面で切
断した縦断面図。
に基板底面を粗面化しクラッド層を狭くし光吸収性樹脂
を塗布した本発明の第６の実施形態にかかるパラレル多
チャンネル光通信装置のＰＤを通る軸線に直角な面で切
断した縦断面図。
【図１２】Ｓｉ基板を絶縁板に張り付けてＬＤと光導波
路の境界からＳｉ基板を絶縁板に到るまで切り欠いた光
通信装置の縦断面図。
路の境界からＳｉ基板を絶縁板に到るまで切り欠いた光
通信装置の縦断面図。
２ Ｓｉ基板
３ 光導波路
４ ＬＤ
５ 波長選択フィルター
６ ＰＤ
７ 光ファイバ
８ コア
９ クラッド
２０ 基板底面
２２ 基板前端面
２３ 光吸収性接着剤
２４ パッケージ
２５ パッケージ底面
２６ パッケージ側面
３２〜３４ ｙ分岐光導波路
３５ 狭くされたクラッド
３６ 光導波路非存在部
３７ 光吸収性樹脂
４０ 絶縁性板
４２ 切り溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 工原 美樹
大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号住
友電気工業株式会社大阪製作所内
(72)発明者 山口 章
大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号住
友電気工業株式会社大阪製作所内
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA24 DA03 DA04
DA06 DA16
5F049 MA01 NA20 NB01 RA07 TA03
TA13 TA14 TA20
5F073 AB15 AB25 AB28 BA02 EA29
FA13 FA17
Claims (5)
- 【請求項１】 基板と、基板の上に設けた光導波路と、
光導波路の前端面に設けた光ファイバと、光導波路の終
端の基板面に設置した発光素子と、光導波路の中間に設
けた波長選択フィルターと、波長選択フィルターで反射
された光を受光するために基板の上に設けられた受光素
子とを含み、基板底面を粗面にした事を特徴とする光通
信装置。 - 【請求項２】 粗面化した基板底面に光吸収性の樹脂、
接着剤、顔料、塗料のいずれかを塗布したことを特徴と
する請求項１に記載の光通信装置。 - 【請求項３】 光導波路のクラッド層幅ＷをＰＤの幅Ｕ
より狭くし光導波路に光吸収性の樹脂、接着剤、顔料、
塗料のいずれかを塗布したことを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の光通信装置。 - 【請求項４】 同一基板の上に複数の光導波路、ＬＤ、
ＰＤ、波長選択フィルターが設けられた多チャンネル型
の光送受信モジュールである事を特徴とする請求項１〜
３の何れかに記載の光通信装置。 - 【請求項５】 基板を絶縁板に接着しＬＤと光導波路の
境界において基板を切断した事を特徴とする請求項１〜
４の何れかに記載の光通信装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002125534A JP2003318478A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 光通信装置 |
| US10/387,660 US6904209B2 (en) | 2002-04-26 | 2003-03-13 | Optical communication module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002125534A JP2003318478A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 光通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003318478A true JP2003318478A (ja) | 2003-11-07 |
Family
ID=29243772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002125534A Pending JP2003318478A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 光通信装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6904209B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003318478A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050079198A (ko) * | 2004-02-04 | 2005-08-09 | 삼성전자주식회사 | 양방향 광송수신기 |
| JP2007279443A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Hitachi Cable Ltd | 光終端器 |
| JP2008153639A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-07-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光モジュール |
| WO2008149948A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
| JP2009111090A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
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| US8031336B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-10-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscope |
| US8045155B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-10-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscopic module |
| US8049887B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-11-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscopic module |
| US8068223B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-11-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscopic module |
| US8068224B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-11-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscopic module |
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| JP2012037533A (ja) * | 2011-11-18 | 2012-02-23 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光モジュール |
| WO2012147914A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路デバイス |
| US8368885B2 (en) | 2007-06-08 | 2013-02-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscopic module |
| JP2014002282A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
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