JP2004125976A - Optical transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図7に示されるように、局側100と加入者側200との通信を波長多重された光信号により行うことが知られている。この通信方式では、それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光送信器210とそれら波長の光を合波する光合波器220とが加入者側200に設置され、それぞれ異なる波長の光を入力する複数の光受信器110とそれら波長の光を分波する光分波器120とが局側100に設置されている。
【0003】
各光送信器210からの光は、光合波器220により合波され、光ファイバ300を伝達し、局側100の光分波器120により分波され、それぞれの光受信器110に到達する。これにより、加入者間にクロストークが無く通信が可能となっている。
【0004】
しかし、この通信方式では以下に示す欠点がある。すなわち、加入者数や加入者の居住に変更等があると、光送信器210からの光信号の割り当てを変更する場合がある。もともと光信号は異なる波長が加入者ごとに割り当られているため、割り当てを変更するとなると作業は非常に煩雑なものとなってしまう。
【0005】
そこで、各加入者宅に異なる波長の光を出力する複数の光送信器を設置することが考えられる。図8に複数設置される光送信器の一例を示し、図9に光送信器内に設けられるLDモジュールの一例を示す。光送信器230では、LDドライバ231からリードピン232に所定の電流が供給されると、リードピン232に電気的に接続されたレーザダイオード233が発光する。レーザダイオード233からの光は、集光レンズ234により集光されLDモジュール235から出力される。n個存在するレーザダイオードはλ1〜λnのいずれかの波長の光を発光する。以下、波長の違いを1〜nで表す。LDモジュール2351〜nから出力した光は、光ファイバ2361〜nによって光コネクタ2371〜nに導かれ、光コネクタ2371〜nから外部に出力する。光送信器2301〜nは、例えば、光ファイバ2361〜nを収納するために約100mm程度長さ(α1)を確保する必要があり、全体としての長さ(α2)が150〜200mmとなる。また、幅(β)は50〜60mmである。
【0006】
例えば、光送信器230m(m番目)では、光コネクタ237mを介して局側100と接続される。このため、光信号の割り当てに変更があったとしても、所望の波長で発光するm番目の光送信器230mの光コネクタ237mを外部の光ファイバと接続することでその割り当て波長を容易に変更することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、光信号の割り当てが容易となるものの、通信に実際に使用される光送信器230m以外の使用されない光送信器2301〜nが各加入者宅に多数設置されることになってしまう。また、光送信器2301〜nを複数設置すると、光送信器2301〜nの設置用のスペースが多くとられてしまう。
【0008】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することが可能な光送信器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る光送信器は、複数の半導体光増幅素子と、複数の半導体光増幅素子毎に設けられ、それぞれが異なる波長の光を部分的に反射する複数の回折格子と、複数の回折格子を透過した光のうち特定の波長の光を出力するように光コネクタを位置決めして接続するための嵌合部と、を備えることを特徴としている。
【0010】
この発明によれば、複数の半導体光増幅素子のそれぞれで発生した光は、複数の回折格子によりそれぞれ異なる波長のレーザ光とされ、光コネクタによりそれら波長の光のうち特定の波長の光が出力される。このため、光コネクタの接続位置又は光コネクタ自体を変更することによって、所望の波長の光が光送信器から出力されることとなる。また、単一の光送信器で、複数波長の光から特定の波長の光を選択して出力することが可能となっている。従って、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することができる。
【0011】
また、本発明に係る光送信器では、複数の回折格子は、それぞれが光導波路に設けられていることが好ましい。また、光導波路は、Si基板上に形成されたSiO2−GeO2系導波路であるか、Si基板上に形成されたポリマー系導波路であることが好ましい。
【0012】
また、本発明に係る光送信器では、複数の半導体光増幅素子と光導波路との間には、複数の半導体光増幅素子から出力する光に対して光学的に透明な樹脂が充填されていることが好ましい。この場合、複数の半導体光増幅素子と光導波路とは、互いに固定されるため、複数の半導体光増幅素子と光導波路との位置ズレが防止されることとなる。従って、複数の半導体光増幅素子で発生した光が位置ズレにより光導波路に導入されなくなってしまう事態を回避することができる。
【0013】
また、本発明に係る光送信器では、複数の半導体光増幅素子は、リードフレームにより電気的に接続され、樹脂によりモールドされていることが好ましい。また、嵌合部は、ガイドピンが挿入可能なガイド溝を含むことが好ましい。
【0014】
また、本発明に係る光送信器では、光コネクタと物理的に接触して当該光コネクタに光学的に結合することが好ましい。この場合、光送信器から出力される光は直接的に光コネクタに入力されることとなる。これにより、光送信器と光コネクタとの接続用の部材を介する場合に比べ、光損失を低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による光送信器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0016】
先ず、図1及び図2に基づいて、本実施形態に係る光送信器を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る光送信器の構成図であり、図2は、本発明の実施形態に係る光送信器の一部拡大図であり、(a)は平面視したものを示しており、(b)は側面視したものを示しており、(c)は、図1(a)に示すI−I端面を示したものである。
【0017】
光送信器1は、図1に示すように筐体10内に、光を発し出力するための光出力部12と、必要に応じて光出力部12を駆動して当該光出力部12に光を出力させるための駆動部14とを有している。光出力部12は、図2(a)〜(c)に示すように、複数の半導体光増幅素子18と、複数のブラッグ回折格子20a1〜20anが設けられた複数の光導波路20と、ガイド溝22と、リード端子24a,24bを有するリードフレーム24と、Si基板26とを備えている。また、複数の半導体光増幅素子18と、複数の光導波路20と、リードフレーム24と、Si基板26とは、エポキシ樹脂16によりモールドされている。なお、筐体10は、長さ(x1)が約30mmであり、幅(y1)が約20mmである。
【0018】
半導体光増幅素子18は、例えば、InGaAsP/InPのダブルヘテロ構造の半導体光増幅素子チップが用いられ、Si基板26上に設けられた第一電極部28上に搭載されている。第一電極部28は、樹脂16外部に延びるリード端子24aにワイヤボンディングされている。また、半導体光増幅素子18は、第二電極部30にワイヤボンディングされており、第二電極部30は、樹脂16外部に延びるリード端子24bにワイヤボンディングされている。このため、半導体光増幅素子18には、リード端子24a,24b及びボンディングワイヤを介して電流が供給されるようになっている。
【0019】
さらに、半導体光増幅素子18は、その一端面が光出射面18aとされ、他端面が光反射面18bとされている。光反射面18bは、コーティングされており、その反射率は85〜100%である。このため、半導体光増幅素子18が発する光は、光出射面18aから出力されていく。なお、半導体光増幅素子18は、光出力部12に複数並設されている。
【0020】
光導波路20は、約10μmのクラッド層、約5〜6μm角のコア及び約10μmのクラッド層をこの順番でSi基板26上に積層したものである。この光導波路20は、例えば、SiO2−GeO2系導波路か、ポリマー系導波路である。また、光導波路20は、その先端面20bが半導体光増幅素子18の光出射面18aと対向するように設けられている。このため、半導体光増幅素子18から出射された光は、光導波路20に導入される。また、光導波路20の終端面20cは、樹脂16から露出した状態になっている。この終端面20cが露出する側の面は、光送信器1の光出力面10aとして機能する。なお、光導波路20は、半導体光増幅素子18が設けられる数と同数設けられている。
【0021】
複数の半導体光増幅素子18と複数の光導波路20との間は、樹脂32が充填されている。この樹脂32は、半導体光増幅素子18が出力する光に対して光学的に透明である。樹脂32は、例えば、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【0022】
各光導波路20は、複数のブラッグ回折格子20a1〜20anのいずれかを備えている。各ブラッグ回折格子20a1〜20anは、複数の半導体光増幅素子18の光反射面18bとで共振器を構成しており、それぞれが異なる格子間隔を有している。このため、各ブラッグ回折格子20a1〜20anは、他のブラッグ回折格子20a1〜20anが反射する光の波長と異なる波長の光を部分的に反射するようになっている。
【0023】
ガイド溝22は、Si基板26をエッチングして形成されている。ガイド溝22は、光出力面10aから出力される光を受け入れる光コネクタ2を位置決めして接続するためにある。
【0024】
ここで、Si基板26は、複数の半導体光増幅素子18の搭載される部分の長さ(x2)が2〜3mmであり、複数の光導波路20の搭載される部分の長さ(x3)が、10〜15mmであり、全体として長さが12〜18mmである。また、光出力部12の幅(y2)は、半導体光増幅素子18の数が16であった場合約14mmであり、半導体光増幅素子18の数が32であった場合約28mmである。
【0025】
図3は、光送信器1に接続される光コネクタ2の一例を示す構成図であり、(a)は断面を示したものであり、(b)は側面視したものである。図3に示すように、光コネクタ2は、第一コネクタ部材2aと第二コネクタ部材2bとによって光ファイバ3を挟み込むものであって、光ファイバ3を固定する固定溝40と、光コネクタ2を光送信器1の光出力部12に接続するためのガイドピン42とを有している。固定溝40は、固定した光ファイバ3を光導波路20のいずれかと光学的に結合する位置に形成されている。ガイドピン42は、光送信器1のガイド溝22に挿入されるものである。ガイドピン42がガイド溝22に挿入され嵌り合うことによって、光送信器1と光コネクタ2とは接続される。
【0026】
図4は、光送信器1の光出力部12と光コネクタ2とが接続された状態を示す図である。図4に示すように、ガイドピン42はガイド溝22に挿入され、光送信器1と光コネクタ2とは他の部材を介することなく物理的に接触した状態で接続されている。固定溝40に固定される光ファイバ3は、複数の光導波路20のうち1つと光学的に結合され、他の光導波路20とは光学的に結合されない。すなわち、光コネクタ2は複数のブラッグ回折格子20a1〜20anを透過した異なる波長の光のうち1波長の光のみを入力することとなる。
【0027】
次に、光送信器1の動作を説明する。先ず、駆動部14から各半導体光増幅素子18に電流が供給される。これにより、各半導体光増幅素子18は光を発する。この光は、反射率の高い光反射面18bから出射されず、光出射面18aから出射される。
【0028】
光出射面18aから光導波路20側へ出射された光は、この光に対して光学的に透明な樹脂32を透過して光導波路20に入射する。光導波路20に入射した光は、導波されブラッグ回折格子20a1〜20anでその一部が反射される。反射された光は、各半導体光増幅素子18に戻り光反射面18bにより反射される。この反射が繰り返されることによって、光は増幅されてレーザ発振しブラッグ回折格子20a1〜20anを透過する。ここで透過する光は、ブラッグ回折格子20a1〜20anの格子間隔で決まる所定のレーザ発振波長を有する。各ブラック回折格子20a1〜20anはそれぞれ異なる格子間隔に設定されているため、レーザ発振した光はそれぞれ異なる波長を有することとなる。
【0029】
透過した光それぞれは、光導波路20の終端面20cに到達する。光コネクタ2は複数の光導波路20のうち1つとのみ光学的に結合されているため、終端面20cに到達した光のすべてが光コネクタ2へ出力されるわけではなく、特定の1波長の光のみが光コネクタ2へ出力される。
【0030】
以上のように、本実施形態に係る光送信器1では、複数の半導体光増幅素子18のそれぞれで発生した光は、複数のブラッグ回折格子20a1〜20anによりそれぞれ異なる波長のレーザ発振光とされ、光コネクタ2によりそれら波長の光のうち特定の波長の光が出力される。このため、光コネクタ2の接続位置又は光コネクタ2自体を変更することによって、所望の波長の光が光送信器1から出力されることとなる。また、単一の光送信器1で、複数波長の光から特定の波長の光を選択して出力することが可能となっている。従って、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することができる。また、半導体光増幅素子18及び光導波路20が同一の基板上に集積して形成されているため、光送信器1は小型化されている。
【0031】
また、本実施形態に係る光送信器1では、複数の半導体光増幅素子18と光導波路20とは、互いに固定されるため、複数の半導体光増幅素子18と光導波路20との位置ズレが防止されることとなる。従って、複数の半導体光増幅素子18で発生した光が位置ズレにより光導波路20に導入されなくなってしまう事態を回避することができる。
【0032】
また、本実施形態に係る光送信器1では、光送信器1から出力される光は直接的に光コネクタ2に入力されることとなる。これにより、光送信器1と光コネクタ2との接続用の部材を介する場合に比べ、光損失を低減することができる。
【0033】
次に本実施形態に係る光送信器1の変形例を説明する。図5は、本実施形態に係る光送信器1の光出力部12の変形例を示す構成図である。
【0034】
図5示すように、本変形例の光出力部12は、複数の半導体光増幅素子50が同一チップに形成されている。電極部52は、複数の半導体光増幅素子50を個々に搭載する必要がないため複数設けられておらず、単一のものとして形成されている。また、これに伴い、ボンディングワイヤの数も少なくなっている。各半導体光増幅素子50は複数の光導波路20と対向して形成されており、図2に示すものと同様に、光は光導波路20に導入されるようになっている。
【0035】
以上のように、本変形例においても図1〜図4に示す実施形態と同様に、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することができ、また、複数の半導体光増幅素子50で発生した光が位置ズレにより光導波路20に導入されなくなってしまう事態を回避することができ、光送信器1と光コネクタ2との接続用の部材を介する場合に比べ、光損失を低減することができる。
【0036】
さらに、本変形例では、複数の半導体光増幅素子50が同一チップに形成されているので、半導体光増幅素子50を搭載する電極部52及びボンディングワイヤの数を減らすことができる。なお、本変形例においても、光送信器1は小型化されている。
【0037】
次に、光コネクタ2の変形例を説明する。図6は、光コネクタ2の変形例を示す構成図であり、(a)は断面を示したものであり、(b)は側面視したものである。
【0038】
図6示すように、本変形例の光コネクタ2も、第一コネクタ部材2aと第二コネクタ部材2bとによって光ファイバ3を挟み込むものである。両コネクタ部材2a,2bは、Si基板60と空洞部62とを有している。Si基板60は、光ファイバ3を挟み込んだ状態では、側方の一面だけが外部に露出するようになっている。また、この露出する側の面は、光送信器1と物理的に接触するようになっている。Si基板60には、エッチングにより形成され光ファイバ3を固定する固定溝64が設けられている。固定溝64は、Si基板60の露出面と反対側の側方面から露出面に向けて延びており、固定した光ファイバ3を光導波路20のいずれかと光学的に結合する位置に形成されている。空洞部62は、光ファイバ3を固定溝64まで導くための空間として両コネクタ部材2a,2bに形成されている。
【0039】
光コネクタ2は光送信器1と接続されるが、その接続が適切でないすなわち、固定溝64がずれていると光導波路20から光ファイバ3に光が導入される際に被る光損失が大きくなってしまう。しかし、本変形例の光コネクタ2では、固定溝64がエッチングにより形成されているため、その位置は正確となっている。
【0040】
以上のように、本変形例の光コネクタ2においても、図3に示す光コネクタ2と同様に光送信器1と接続することができる。さらに、本変形例の光コネクタでは、接続箇所での光損失を低減することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することが可能な光送信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る光送信器の構成図である。
【図2】本実施形態に係る光送信器の一部拡大図であり、(a)は平面視したものを示しており、(b)は側面視したものを示しており、(c)は、図1(a)に示すI−I端面を示したものである。
【図3】本実施形態に係る光送信器に接続される光コネクタの一例を示す構成図であり、(a)は断面を示したものであり、(b)は側面視したものである。
【図4】光送信器の光出力部と光コネクタとが接続された状態を示す図である。
【図5】本実施形態に係る光送信器の光出力部の変形例を示す構成図である。
【図6】光コネクタ2の変形例を示す構成図であり、(a)は断面を示したものであり、(b)は側面視したものである。
【図7】波長多重通信システムの概略を示す構成図である。
【図8】従来の光送信器の一例を示す構成図である。
【図9】従来の光送信器内のLDモジュールの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1…光送信器、2…光コネクタ、3…光ファイバ、12…光出力部、14…駆動部、16…樹脂、18,50…半導体光増幅素子、18a…光出射面、18b…光反射面、20…光導波路、20a1〜20an…ブラッグ回折格子、22…ガイド溝、24…リードフレーム、26…Si基板、32…樹脂、40,64…固定溝、42…ガイドピン、60…Si基板、62…空洞部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmitter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 7, it has been known that communication between the
[0003]
Light from each
[0004]
However, this communication method has the following disadvantages. That is, when there is a change in the number of subscribers or the residence of the subscribers, the assignment of the optical signal from the
[0005]
Therefore, it is conceivable to install a plurality of optical transmitters that output light of different wavelengths in each subscriber's house. FIG. 8 shows an example of a plurality of optical transmitters, and FIG. 9 shows an example of an LD module provided in the optical transmitter. In the
[0006]
For example, the optical transmitter 230 m (m-th) is connected to the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above technique, although the assignment of optical signals is facilitated, a large number of unused
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an optical transmitter capable of easily assigning a wavelength and reducing an installation space.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, an optical transmitter according to the present invention is provided for each of a plurality of semiconductor optical amplifiers and a plurality of semiconductor optical amplifiers, and each partially reflects light of a different wavelength. It is characterized by comprising: a plurality of diffraction gratings; and a fitting portion for positioning and connecting an optical connector so as to output light of a specific wavelength among light transmitted through the plurality of diffraction gratings.
[0010]
According to the present invention, the light generated by each of the plurality of semiconductor optical amplifier elements is converted into laser light having a different wavelength by the plurality of diffraction gratings, and the light having a specific wavelength out of the light having the wavelength is output by the optical connector. Is done. Therefore, by changing the connection position of the optical connector or the optical connector itself, light having a desired wavelength is output from the optical transmitter. In addition, a single optical transmitter can select and output light of a specific wavelength from light of a plurality of wavelengths. Therefore, wavelength allocation is easy and the installation space can be reduced.
[0011]
Further, in the optical transmitter according to the present invention, it is preferable that each of the plurality of diffraction gratings is provided in the optical waveguide. Further, the optical waveguide is preferably a SiO 2 —GeO 2 based waveguide formed on a Si substrate or a polymer based waveguide formed on a Si substrate.
[0012]
In the optical transmitter according to the present invention, the space between the plurality of semiconductor optical amplifiers and the optical waveguide is filled with a resin that is optically transparent to light output from the plurality of semiconductor optical amplifiers. Is preferred. In this case, since the plurality of semiconductor optical amplifiers and the optical waveguide are fixed to each other, a positional shift between the plurality of semiconductor optical amplifiers and the optical waveguide is prevented. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the light generated by the plurality of semiconductor optical amplifying elements is not introduced into the optical waveguide due to a positional shift.
[0013]
Further, in the optical transmitter according to the present invention, it is preferable that the plurality of semiconductor optical amplifying elements are electrically connected by a lead frame and are molded with resin. Preferably, the fitting portion includes a guide groove into which a guide pin can be inserted.
[0014]
Further, in the optical transmitter according to the present invention, it is preferable that the optical transmitter is in physical contact with the optical connector and optically coupled to the optical connector. In this case, the light output from the optical transmitter is directly input to the optical connector. Thus, optical loss can be reduced as compared with the case where the optical transmitter and the optical connector are connected via a member for connection.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an optical transmitter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
[0016]
First, an optical transmitter according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of the optical transmitter according to the embodiment of the present invention, where (a) is a plan view. (B) shows a side view, and (c) shows an II end face shown in FIG. 1 (a).
[0017]
The
[0018]
The semiconductor optical amplifying
[0019]
Further, the semiconductor optical amplifying
[0020]
The
[0021]
A
[0022]
Each
[0023]
The
[0024]
Here,
[0025]
3A and 3B are configuration diagrams illustrating an example of the
[0026]
FIG. 4 is a diagram illustrating a state where the
[0027]
Next, the operation of the
[0028]
The light emitted from the
[0029]
Each of the transmitted lights reaches the
[0030]
As described above, in the
[0031]
Further, in the
[0032]
In the
[0033]
Next, a modified example of the
[0034]
As shown in FIG. 5, in the
[0035]
As described above, also in the present modification, as in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the wavelength allocation is easy, the installation space can be reduced, and the generation occurs in a plurality of semiconductor
[0036]
Further, in the present modification, since the plurality of semiconductor
[0037]
Next, a modified example of the
[0038]
As shown in FIG. 6, the
[0039]
The
[0040]
As described above, also in the
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an optical transmitter capable of easily assigning a wavelength and reducing an installation space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical transmitter according to the present embodiment.
FIGS. 2A and 2B are partially enlarged views of the optical transmitter according to the present embodiment, in which FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a side view, and FIG. FIG. 1 (a) shows an II end face.
FIGS. 3A and 3B are configuration diagrams illustrating an example of an optical connector connected to the optical transmitter according to the embodiment, in which FIG. 3A is a cross-sectional view and FIG. 3B is a side view.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state where an optical output unit of an optical transmitter and an optical connector are connected.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a modified example of the optical output unit of the optical transmitter according to the present embodiment.
6A and 6B are configuration diagrams showing a modification of the
FIG. 7 is a configuration diagram schematically illustrating a wavelength division multiplexing communication system.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional optical transmitter.
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of an LD module in a conventional optical transmitter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の半導体光増幅素子毎に設けられ、それぞれが異なる波長の光を部分的に反射する複数の回折格子と、
前記複数の回折格子を透過した光のうち特定の波長の光を出力するように光コネクタを位置決めして接続するための嵌合部と、
を備えることを特徴とする光送信器。A plurality of semiconductor optical amplifiers;
A plurality of diffraction gratings provided for each of the plurality of semiconductor optical amplification elements, each partially reflecting light of a different wavelength,
A fitting portion for positioning and connecting the optical connector so as to output light of a specific wavelength among the lights transmitted through the plurality of diffraction gratings,
An optical transmitter, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002287069A JP2004125976A (en) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | Optical transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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