JP2004279640A - Wdm光モジュール - Google Patents

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宏明 石井
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Abstract

【課題】迷光による受信感度劣化のないWDM光モジュールを簡易に実現する。
【解決手段】波長λの光を反射し、波長λの光を透過するフィルタ15を具備し、LD14から出射された波長λの光が光導波路12を伝搬して光ファイバ13に入射され、その光ファイバ13から出射された波長λの光が光導波路12を伝搬し、フィルタ15を透過してPD16に入射される構造とされたWDM光モジュールにおいて、フィルタ15とPD16との間に波長λの光を吸収し、波長λの光を透過する化合物半導体層33を配置する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は1本の光ファイバで異なる波長の光の双方向通信を行うWDM(波長多重)光モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
WDM光モジュールは一般に光導波路を使用して構成されており、図2はその従来構成の一例を示したものである。
基板11上に光導波路12が形成され、光導波路12にはコア12aがV字型をなすように形成されている。基板11には例えばシリコン基板が用いられる。V字型をなすコア12aの分岐側端面の一方には光ファイバ13が配置され、他方には光源としてLD(半導体レーザ)14が配置される。コア12aの結合側端面には波長選択用のフィルタ15が配置され、フィルタ15の光導波路12と反対側には光検出器としてPD(フォトダイオード)16が配置される。PD16はサブマウント17に搭載されている。
フィルタ15は例えばガラス基板18上に波長選択用の光学多層膜19が成膜形成されてなるものとされ、波長λの光を反射し、波長λ(λ>λ)の光を透過するものとされる。
LD14から出射された波長λの光はコア12aを通ってフィルタ15に達し、フィルタ15で反射され、コア12aを通って光ファイバ13に入射される。一方、光ファイバ13から出射された波長λの光はコア12aを通ってフィルタ15に達し、フィルタ15を透過してPD16に入射される。WDM光モジュールはこのような構成により双方向通信を行えるものとなっている。なお、λ,λは例えばλ=1.3μm,λ=1.5μmとされる。
【0003】
ところで、光ファイバ13及びLD14から出射された光は上述したように光導波路12を伝搬するものの、LD14から出射された波長λの光のうち、例えばコア12aに結合しない、あるいはコア12aから漏れた光は光導波路12のクラッド12b内や基板(シリコン基板)11内などを通ってランダムに反射、散乱等を繰り返し、フィルタ15に到達する。そして、このような迷光はさまざまな角度でフィルタ15に入射するものとなる。
フィルタ15は波長λの光を反射するものとなっているものの、斜め入射する光に対しては十分な効果(遮断効果)を得ることはできず、よってさまざまな角度でフィルタ15に入射する迷光はフィルタ15を通り抜け、PD16に到達してしまう。
PD16はLD14の発光波長λに対しても感度を有しており、従ってPD16に入射した迷光はノイズとなり、PD16の受信感度の劣化を招くことになる。
【0004】
図3はこのようなLD14からの迷光がPD16に入射しないように対策が施された従来のWDM光モジュールの構成を示したものであり、この例ではフィルタ15に光を反射する金属膜21が形成されたものとなっている。
金属膜21は図3Bに示したようにガラス基板18の光学多層膜19成膜面と反対面に形成され、金属膜21の中央には受光用の窓22が設けられている。
上記のような金属膜21を備えたフィルタ15が配置されることにより、迷光は金属膜21によって反射され、PD16への入射が防止されるため、迷光によるPD16の受信感度の劣化を防止することができる。なお、光ファイバ13からの波長λの光は窓22を通ってPD16に入射される(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−305365号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、迷光対策が施された従来のWDM光モジュールにおいては、フィルタ15が光を反射する金属膜21を併せ持つ構造となっており、PD16には金属膜21に形成された窓22を通過した光のみ到達する。
PD16の受光部は直径0.1mm程度と小さく、従って効果的に迷光のPD16への入射を防止するためには受光用の窓22もPD16の受光径に合わせて小さくする必要がある。
【0007】
フィルタ15は図3Aに示したように一般に基板11の端面に貼り付けられて取り付けられ、よって受光用の窓22が形成された金属膜21を具備するフィルタ15の貼り付けにおいては、窓22を光導波路12のコア12aの端面(結合側端面)に一致させる必要があるものの、小さな窓22を高精度にコア12aに位置合わせしてフィルタ15を貼り付けるのは、極めて困難な作業となる。
この発明の目的はこの問題に鑑み、困難な位置合わせを必要とせず、簡易に構成でき、かつ迷光を効果的に遮光して受信感度の劣化を防止したWDM光モジュールを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、波長λの光を反射し、波長λの光を透過するフィルタを具備し、光源から出射された波長λの光が光導波路を伝搬して光ファイバに入射され、その光ファイバから出射された波長λの光が光導波路を伝搬し、フィルタを透過して光検出器に入射される構造とされたWDM光モジュールにおいて、フィルタと光検出器との間に、波長λの光を吸収し、波長λの光を透過する化合物半導体層が配置される。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1はこの発明によるWDM光モジュールの一実施例を示したものであり、図2と対応する部分には同一符号を付してある。
この例では図2に示した従来のWDM光モジュールと同様、シリコンよりなる基板11の上に光導波路12が形成されている。光導波路12はV字型に形成されたコア12aを有しており、V字型をなすコア12aの結合側端面が露出する光導波路12の端面と基板11の一端面とは同一面上に位置されている。
基板11の他端側上面には図1Aでは隠れて見えないが、V溝が形成され、光ファイバ13はV溝に搭載されることによって、コア12aの分岐側端面にパッシブアライメントされている。
LD14は、その光出射部がコア12aのもう一方の分岐側端面に位置合わせされて基板11上に実装されている。
【0010】
コア12aの結合側端面には複合フィルタ30が配置され、複合フィルタ30は基板11の端面に貼り付けられて取り付けられている。
複合フィルタ30の光導波路12と反対側にはサブマウント17に搭載されたPD16が配置され、PD16はコア12aの結合側端面に位置合わせされて実装されている。なお、基板11及びサブマウント17はベース40上に搭載されて一体化されている。
図1Bは複合フィルタ30の断面構造を示したものであり、この例では複合フィルタ30はガラス基板18の上に波長λの光を反射し、波長λの光を透過する波長選択用の光学多層膜19が形成されてなる従来と同様のフィルタ15と、化合物半導体で構成されたフィルタ31とが貼り合わされた構造となっている。
フィルタ31はこの例ではInP基板32上にInGaAsP化合物半導体層33が結晶成長によって形成されたものとされ、このInGaAsP化合物半導体層33は波長λの光を透過させ、波長λ(λ>λ)の光を吸収する組成とされる。なお、フィルタ31はそのInGaAsP化合物半導体層33がフィルタ15のガラス基板18に図1Bに示したように貼り付けられて一体化されている。
【0011】
InGaAsP化合物半導体層33は半導体固有のエネルギーギャップにより、それよりエネルギーの大きい光(波長の短い光、ここでは波長λの光)を吸収し、エネルギーの小さい光(波長の長い光、ここでは波長λの光)を透過させ、光の入射角度に対する依存性はない。
従って、この例では複合フィルタ30がこのようなInGaAsP化合物半導体層33を具備することにより、LD14からの波長λの迷光がさまざまな角度で複合フィルタ30に入射してもInGaAsP化合物半導体層33によって吸収され、迷光がPD16に入射することを防止することができる。よって、迷光による受信感度の劣化のないWDM光モジュールを得ることができる。
【0012】
なお、InGaAsP化合物半導体層33を具備する複合フィルタ30は、図3に示した受光用の窓22が形成された金属膜21を併せ持つフィルタ15のようなコア12aとの位置合わせは不要であり、単に光導波路12の端面位置に配置するだけでよく、その点で例えば基板11端面への複合フィルタ30の貼り付け作業は極めて簡単に行うことができる。
上述した実施例では光学多層膜による波長選択用のフィルタ15と、化合物半導体による波長選択用のフィルタ31とが互いに貼り合わされて一体化されているが、これらを互いに独立したものとしてもよい。この場合、光導波路12端面にはフィルタ15を例えば貼り付けて配置すればよく、フィルタ31はフィルタ15とPD16との間の適宜位置に挿入配置すればよい。
【0013】
また、このようにフィルタ15とフィルタ31とを別体とする場合、例えば光導波路12端面に光学多層膜19を直接成膜形成するといった構成を採用することもできる。
なお、InGaAsP化合物半導体層33の表面に、波長λの光に対する反射防止膜を形成すると、透過光のロスが減少し、その点でより良好な受信感度が得られるものとなる。
さらに、上述した実施例では光学多層膜19はガラス基板18上に形成され、一方InGaAsP化合物半導体層33はInP基板32上に形成され、つまり異なる基板上に波長選択用の光学多層膜と化合物半導体層が形成されているが、これらを同一基板上に形成することもできる。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば従来の受光用の窓が形成された迷光反射用の金属膜を併せ持つフィルタのような導波路コアとの困難な位置合わせを必要とせず、かつ光源(LD)からの迷光が光検出器(PD)に入射するのを効果的に防止できるものとなっており、よって迷光による受信感度劣化のないWDM光モジュールを簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明によるWDM光モジュールの一実施例を示す斜視図、BはAにおける複合フィルタの構成を示す断面図。
【図2】WDM光モジュールの従来構成例を示す斜視図。
【図3】Aは従来の迷光対策されたWDM光モジュールの構成を示す斜視図、BはAにおける迷光対策フィルタを示す図。

Claims (1)

  1. 波長λの光を反射し、波長λの光を透過するフィルタを具備し、光源から出射された波長λの光が光導波路を伝搬して光ファイバに入射され、その光ファイバから出射された波長λの光が光導波路を伝搬し、上記フィルタを透過して光検出器に入射される構造とされたWDM光モジュールにおいて、
    上記フィルタと光検出器との間に、波長λの光を吸収し、波長λの光を透過する化合物半導体層が配置されていることを特徴とするWDM光モジュール。
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