JP2005275286A - 双方向光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 光学フィルタの組み込み作業を不要とし、安価で、かつ低損失な双方向光モジュールを提供する。
【解決手段】 単結晶シリコン製位置決め用基板４１の一板面４１ａに光ファイバ用Ｖ溝４３と集光用円柱体用Ｖ溝４４を形成し、他板面４１ｂにそれらの間に位置するように第１、第２の凹部４５，４６を形成し、それら凹部４５，４６の間に位置するように第２の凹部４８を板面４１ａに形成する。凹部４５のフィルタ用斜面４５ａ及び凹部４６の補正用斜面４６ａは互いに逆向きに傾斜しており、それら斜面４５ａ，４６ａと凹部４８の２つの壁面４８ａ，４８ｂはそれぞれ平行とされる。発光素子６３からの出射光７２は集光用円柱体６２、補正用斜面４６ａ、フィルタ用斜面４５ａ、その斜面に形成された光学フィルタ５２を透過して光ファイバ６１に入射する。光ファイバ６１からの入射光７１は光学フィルタ５２によって反射され、受光素子６５で受光される。
【選択図】 図２

Description

この発明は受光素子と発光素子を備え、双方向光通信において使用される双方向光モジュールに関する。

光ファイバ通信網の拡大に伴い、１本の光ファイバを用いて双方向に光信号を伝送する通信システムの導入が進んできている。図７はこのような双方向光通信に用いる双方向光モジュールの従来構成例として、特許文献１に記載されている構成を示したものであり、この例では第１基板を用いて構成された上部構造物と、第２基板を用いて構成された下部構造物とが貼り合わされたものとなっている。
シリコンよりなる第１基板１１の上面の一端側には段部１２が形成され、この段部１２に光ファイバ位置決め固定用のＶ溝１３が形成されている。一方、上面の他端側にも段部１４が形成され、この段部１４にＬＤ（レーザダイオード）１５が搭載されている。図７中、１６はＬＤ１５用の電極パターンを示し、１７はボンディングワイヤを示す。

第１基板１１の上面の両段部１２，１４間には直線状光ガイド１８が形成され、この光ガイド１８の中間に斜め溝１９が形成され、その下方に縦穴２１が形成されている。斜め溝１９には光学フィルタ２２が挿入固定されている。
第２基板２３には第１基板１１の縦穴２１と対応する縦穴２４が形成されており、下面にはＰＤ（フォトダイオード）２５が縦穴２４の直下に位置されて実装されている。第２基板２３の下面のＰＤ２５の近くにはアンプ２６が搭載されている。
第１基板１１と第２基板２３との貼り合わせはそれらの対向面にそれぞれ形成されたメタライズ層を熱圧着によって接合することによって行われる。図７Ｂ中、２７は接合されたメタライズ層を示す。

Ｖ溝１３には光ファイバ２８の先端が固定され、光ファイバ２８からの入射光３１は光ガイド１８に入り、光学フィルタ２２によって下方に反射されて縦穴２１，２４を通り、ＰＤ２５に入射する。一方、ＬＤ１５からの出射光３２は光ガイド１８に入り、光学フィルタ２２を透過し、光ガイド１８を通り抜けて光ファイバ２８に入射されるものとなっている。
特許第３２７７８７６号明細書

上記のような構成とされた双方向光モジュールはＬＤ１５からの出射光３２を透過し、光ファイバ２８からの入射光３１を反射する光学フィルタ２２を光ガイド１８に挿入配置することにより、１本の光ファイバ２８とＬＤ１５，ＰＤ２５との光結合を行えるものとなっている。
しかしながら、この双方向光モジュールでは小さく薄い光学フィルタ２２を配置するための微細な斜め溝１９を機械加工で精度良く形成しなければならず、またその斜め溝１９に光学フィルタ２２を挿入し、接着固定する作業が必要であり、このような加工・組立作業は極めて面倒で、工数がかかるものとなっていた。

この発明の目的は上述した問題に鑑み、手間のかかる光学フィルタの組み込み作業を不要とし、よってその分簡易に作製することができ、安価で、かつ低損失な双方向光モジュールを提供することにある。

請求項１の発明によれば、単結晶シリコンよりなる位置決め用基板の一板面にファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝とが一直線上に形成され、それらファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝との間に位置するように位置決め用基板の他板面にファイバ用Ｖ溝と連通する第１の凹部とレンズ用Ｖ溝と連通する第３の凹部とが上記直線方向に配列されて形成され、それら第１の凹部と第３の凹部の互いの内側に位置する壁面は上記一板面に対して互いに逆向きに傾斜した面とされて、それぞれフィルタ用斜面及び補正用斜面とされ、第１の凹部と第３の凹部との間に位置するように上記一板面に第２の凹部が形成されて、その第２の凹部の対向する２つの壁面はそれぞれフィルタ用斜面及び補正用斜面と平行とされ、ファイバ用Ｖ溝に光ファイバが配され、レンズ用Ｖ溝に集光用円柱体が配され、その集光用円柱体の光ファイバと反対側の端面と対向して発光素子が位置決め用基板に配され、フィルタ用斜面に発光素子からの出射光を透過し、光ファイバからの入射光を反射する光学フィルタが成膜形成され、その光学フィルタにより反射された入射光を受光する受光素子が設けられ、発光素子からの出射光は集光用円柱体によって集光され、補正用斜面及びフィルタ用斜面を通過して光ファイバに入射される構造とされる。

請求項２の発明によれば、単結晶シリコンよりなる位置決め用基板の一板面にファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝とが一直線上に形成され、それらファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝との間に位置するように上記一板面にファイバ用Ｖ溝と連通する第１の凹部とレンズ用Ｖ溝と連通する第３の凹部とが上記直線方向に配列されて形成され、それら第１の凹部と第３の凹部の互いの内側に位置する壁面は上記一板面に対して互いに逆向きに傾斜した面とされて、それぞれフィルタ用斜面及び補正用斜面とされ、第１の凹部と第３の凹部との間に位置するように位置決め用基板の他板面に第２の凹部が形成されて、その第２の凹部の対向する２つの壁面はそれぞれフィルタ用斜面及び補正用斜面と平行とされ、ファイバ用Ｖ溝に光ファイバが配され、レンズ用Ｖ溝に集光用円柱体が配され、その集光用円柱体の光ファイバと反対側の端面と対向して発光素子が位置決め用基板に配され、フィルタ用斜面に発光素子からの出射光を透過し、光ファイバからの入射光を反射する光学フィルタが成膜形成され、その光学フィルタにより反射された入射光を受光する受光素子が設けられ、発光素子からの出射光は集光用円柱体によって集光され、補正用斜面及びフィルタ用斜面を通過して光ファイバに入射される構造とされる。

請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、フィルタ用斜面とそれと平行な第２の凹部の壁面間の厚みと、補正用斜面とそれと平行な第２の凹部の壁面間の厚みとが等しくされ、補正用斜面に光学フィルタと同一構造の補正用フィルタが成膜形成されているものとされる。
請求項４の発明では請求項１乃至３のいずれかの発明において、第２の凹部の発光素子からの出射光が通過する壁面に反射防止膜が形成されているものとされる。
請求項５の発明では請求項１、３又は４のいずれかの発明において、上記他板面に部品取付用基板が対向して取付けられ、その部品取付用基板に受光素子が取付けられ、受光素子は第１の凹部内に位置しているものとされる。

請求項６の発明では請求項２乃至４のいずれかの発明において、上記一板面にスペーサを介して部品取付用基板が対向して取付けられ、その部品取付用基板に受光素子が取付けられているものとされる。

この発明によれば、図７に示した従来の双方向光モジュールの作製において必要であった光学フィルタを別部品として用意し、小さく薄い光学フィルタを微細な溝に挿入し、接着固定するといった面倒で工数のかかる組み込み作業は不要となり、また溝を高精度に機械加工で形成する作業も不要となり、よってその分簡易に作製でき、安価な双方向光モジュールを提供することができる。
また、発光素子からの出射光は集光用円柱体で集光され、光学フィルタを透過して光ファイバに入射されるが、フィルタ用斜面に成膜形成されている光学フィルタを透過する際に生じる光路の曲がりは補正用斜面の存在によって補正されるものとなっている。よって、出射光の光軸は光ファイバの光軸とずれることなく、一致され、良好な光結合状態が得られるものとなっており、この点でファイバ用Ｖ溝及びレンズ用Ｖ溝を同一幅・深さとし、かつ光ファイバと同一外径の集光用円柱体を用いることができるため、作製がさらに容易となる。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による双方向光モジュールの第１の実施例を示したものである。単結晶シリコンよりなる位置決め用基板４１の一方の板面４１ａには、その長手方向に沿って一直線４２上にファイバ用Ｖ溝４３とレンズ用Ｖ溝４４とが形成されている。ファイバ用Ｖ溝４３は位置決め用基板４１の一端に達しており、レンズ用Ｖ溝４４はファイバ用Ｖ溝４３と所定量離間し、位置決め用基板４１の中間部に位置されている。
位置決め用基板４１の他方の板面４１ｂには第１の凹部４５と第３の凹部４６とが直線４２方向に配列されて形成され、さらにこの例では第４の凹部４７がそれら第１、第３の凹部４５，４６に対し、直線４２方向に配列されて形成されている。第１、第３の凹部４５，４６はファイバ用Ｖ溝４３とレンズ用Ｖ溝４４との間に位置するように形成され、また第４の凹部４７は位置決め用基板４１のファイバ用Ｖ溝４３が形成されていない他端側に位置するように形成されている。

これら凹部４５〜４７は方形の開口形状を有すると共に、その内部は板面４１ｂに対して傾斜した斜面よりなる４つの壁面によって構成されており、この例ではこれら凹部４５〜４７は同一形状とされている。
板面４１ｂに対して互いに逆向きに傾斜した第１の凹部４５と第３の凹部４６の互いの内側に位置する壁面はそれぞれフィルタ用斜面４５ａ及び補正用斜面４６ａとされ、第１の凹部４５はフィルタ用斜面４５ａと対向する壁面においてファイバ用Ｖ溝４３と連通されている。また、第３の凹部４６は補正用斜面４６ａと対向する壁面においてレンズ用Ｖ溝４４と連通されている。

第１の凹部４５と第３の凹部４６との間に位置するように、位置決め用基板４１の板面４１ａには第２の凹部４８が形成され、この第２の凹部４８は方形の開口形状を有し、断面形状が図１Ｂに示したように台形状をなすものとされている。第２の凹部４８の直線４２方向において、互いに対向する２つの壁面４８ａ及び４８ｂはそれぞれフィルタ用斜面４５ａ及び補正用斜面４６ａと平行とされており、また位置決め用基板４１の、壁面４８ａとフィルタ用斜面４５ａ間の厚みと、壁面４８ｂと補正用斜面４６ａ間の厚みとは等しくされている。

位置決め用基板４１の板面４１ａにおいて、レンズ用Ｖ溝４４のファイバ用Ｖ溝４３と反対側の端部には、位置決め用溝４９が直線４２と直交方向に形成されており、さらにこの位置決め用溝４９に続いて第５の凹部５１が形成されている。第５の凹部５１は位置決め用溝４９と第４の凹部４７との間に位置し、第４の凹部４７と連通するように形成されている。
上述したファイバ用Ｖ溝４３、レンズ用Ｖ溝４４及び第１〜第５の凹部４５〜４８，５１はいずれも単結晶シリコンの異方性エッチングによって形成され、また位置決め用溝４９はダイシングカッタにより板面４１ａと垂直に形成されている。

このような形状とされた位置決め用基板４１のフィルタ用斜面４５ａには波長選択機能を有する光学フィルタ５２が成膜形成される。光学フィルタ５２は誘電体多層膜よりなるものとされ、例えば波長１．３μｍの光は反射し、波長１．５μｍの光は透過するものとされる。なお、この例では補正用斜面４６ａにも光学フィルタ５２と同一構造、同一特性の補正用フィルタ５３が成膜形成される。
一方、第２の凹部４８の対向する２つの壁面４８ａ，４８ｂにはこの例では反射防止膜５４がそれぞれ形成され、また第４の凹部４７の壁面には図１Ｂに示したように反射膜５５が形成される。なお、ファイバ用Ｖ溝４３の内端側にはファイバ用Ｖ溝４３を挟んで一対のマーカ５６ａ，５６ｂが板面４１ａ上に形成されており、また第５の凹部５１部分には板面４１ａから凹部５１の底面に至るように一対の電極５７，５８が形成されている。

上記のような構成とされた位置決め用基板４１のファイバ用Ｖ溝４３に光ファイバ６１の一端部がそのＶ溝４３により位置決めされて配される。光ファイバ６１の端面６１ａは光軸方向において一対のマーカ５６ａ，５６ｂの各一辺を結ぶ直線と一致されて位置される。レンズ用Ｖ溝４４には集光用円柱体６２がそのＶ溝４４により位置決めされて配される。集光用円柱体６２の一端面は位置決め用溝４９の壁面に突き当てられており、これにより光軸方向に位置決めされている。
集光用円柱体６２の光ファイバ６１と反対側の端面と対向するように発光素子６３が位置決め用基板４１に搭載される。発光素子６３はこの例ではレーザダイオード（ＬＤ）とされ、その一方の電極が凹部５１の底面に位置する電極５７上に実装される。発光素子６３の他方の電極は例えばワイヤボンディング（図示せず）により電極５８と接続される。なお、図には示していないが、発光素子６３はマーカにより位置決めされて配置され、これによりその出射光の光軸が集光用円柱体６２の光軸と一致されると共に、直線４２方向における位置が所定の位置になるようにされる。発光素子６３からの背面出射光は第４の凹部４７に入り、反射膜５５によって板面４１ｂ方向に反射されるものとなっている。

集光用円柱体６２には例えばグレーデッドインデックスファイバ（ＧＩファイバ）が用いられ、発光素子６３からの出射光のビームがこの集光用円柱体６２によって絞られる（集光される）ものとなっている。なお、この例では集光用円柱体６２と光ファイバ６１とは同一外径とされ、またファイバ用Ｖ溝４３とレンズ用Ｖ溝４４も同一幅・深さとされている。
位置決め用基板４１のこれら光ファイバ６１、集光用円柱体６２、発光素子６３が取付けられていない側の板面４１ｂには部品取付用基板６４が対向して取付けられる。部品取付用基板６４の位置決め用基板４１と対向する側の板面には受光素子６５と発光素子６３の出射光モニタ用の受光素子６６とが取付けられ、これら受光素子６５，６６はそれぞれ位置決め用基板４１の第１の凹部４５及び第４の凹部４７内に収容位置される。受光素子６５，６６はこの例ではフォトダイオード（ＰＤ）とされ、光学フィルタ５２からの反射光及び反射膜５５からの反射光がそれぞれ受光面に入射するように位置決めされている。

部品取付用基板６４の位置決め用基板４１と反対側の板面には受光素子６５からの出力電気信号を増幅する増幅用ＩＣ素子（アンプ）６７が取付けられる。図１Ｂ中、６８は封止樹脂を示す。
このような構成を有する双方向光モジュールでは図２に示すように、光ファイバ６１を通じて到来した例えば波長１．３μｍの入射光７１は光学フィルタ５２で反射されて受光素子６５で受光され、電気信号に変換される。一方、発光素子６３からの例えば波長１．５μｍの出射光７２は集光用円柱体６２によって絞られ、補正用斜面４６ａ及びフィルタ用斜面４５ａを順次透過して、つまり図２に示したように第３の凹部４６、第２の凹部４８、第１の凹部４５を通り、補正用フィルタ５３及び光学フィルタ５２を順次透過して光ファイバ６１の端面６１ａの光軸に集光され、光ファイバ６１に入射される。発光素子６３の背面からのモニタ光７３は反射膜５５で反射されてモニタ用受光素子６６で受光される。

なお、発光素子６３からの光が単結晶シリコンよりなる位置決め用基板４１内に漏れて伝わり、受光素子６５に到達すると、クロストークとなって受光素子６５の信号品質の低下をきたすため、受光素子６５が位置する第１の凹部４５の内面（壁面）の光学フィルタ５２が形成されていない部分には遮光層（図示せず）を形成しておくことが好ましい。
また、発光素子６３と集光用円柱体６２との結合効率の向上、光ファイバ６１の端面６１ａや集光用円柱体６２の端面からの反射防止などのために、光ファイバ６１と発光素子６３との間の光路、さらには光学フィルタ５２と受光素子６５との間の光路に、光学的に透明なシリコーン樹脂などを充填し、透明層７４（図１参照）を形成することが好ましい。なお、透明層７４の屈折率は光ファイバ６１のコアの屈折率に近いものが好ましい。

上述した双方向光モジュールによれば、図７に示した従来の双方向光モジュールのように別部品として用意した光学フィルタ２２を組み込む構造と異なり、光学フィルタ５２は直接、位置決め用基板４１に成膜形成されて配置されるものとなっている。よって、困難で手間のかかる光学フィルタの組み込み作業は不要であり、その分簡易に作製できるものとなっている。
また、発光素子６３からの出射光７２は光学フィルタ５２を透過して光ファイバ６１に入射されるが、この例では出射光７２はまず、光学フィルタ５２が形成されているフィルタ用斜面４５ａと逆向きに傾斜した補正用斜面４６ａ及びその補正用斜面４６ａに形成されている光学フィルタ５２と同一構造の補正用フィルタ５３を透過し、その後、光学フィルタ５２を透過するものとなっており、これによりフィルタ用斜面４５ａに形成された光学フィルタ５２を透過することによって曲げられる光路が補正され、つまり光ファイバ６１に入射する出射光７２の光軸が光ファイバ６１の光軸とずれることなく、一致されるものとなっている。

図３はこの様子を示したものであり、光学フィルタ５２及び補正用フィルタ５３の図示は簡略化のため、省略している。ここで、位置決め用基板４１の単結晶シリコンの屈折率をｎ₂ 、周囲の屈折率をｎ₁ とし、補正用斜面４６ａ、フィルタ用斜面４５ａを透過する出射光７２の各入射角、出射角を図に示す角度とすると、スネルの法則により、
ｎ₁ ｓｉｎθ₁ ＝ｎ₂ ｓｉｎθ₂ ， ｎ₂ ｓｉｎθ₂ ＝ｎ₁ ｓｉｎθ₃
ｎ₁ ｓｉｎθ₄ ＝ｎ₂ ｓｉｎθ₅ ， ｎ₂ ｓｉｎθ₅ ＝ｎ₁ ｓｉｎθ₆
が成り立つ。フィルタ用斜面４５ａ及び補正用斜面４６ａの傾斜角θ₇ ，θ₈ は等しいため、θ₃ ＝θ₄ となり、よってθ₁ ＝θ₃ ＝θ₄ ＝θ₆ となり、集光用円柱体６２からの出射光７２の光軸が光ファイバ６１の光軸と一致することになる。

なお、この例では上記のような構成を採用したことにより、集光用円柱体６２から光ファイバ６１の端面６１ａまでの距離Ｌを下記のような値に設定することができる。
即ち、図２中に示したように、各距離を定義すると、
Ｌ＝ｓ₁ ＋ｔ₁ ＋ｓ₂ ＋ｔ₂＋ｓ₃
となり、ここで位置決め用基板４１の厚さＴを４００μｍとし、また第２の凹部４８の２つの壁面４８ａ，４８ｂの延長線が板面４１ｂで交わるとすると、フィルタ用斜面４５ａ、補正用斜面４６ａの傾斜角θは５４．７４°であることから、ｓ₂ ＝５６５μｍとなり、ｓ₁ ，ｓ₃ をそれぞれ５０μｍに設定し、ｔ₁ ，ｔ₂ もそれぞれ５０μｍとすると、Ｌ＝７６５μｍとなる。

集光用円柱体６２から光ファイバ６１の端面６１ａまでの距離Ｌをこのような小さな値に設定することにより、光ファイバ６１に入射する送信光７２のパワーダウンを抑えることができ、送信光７２を低損失に光ファイバ６１に結合することができる。
次に、図４を参照してこの発明による双方向光モジュールの第２の実施例について説明する。なお、第１の実施例と対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
この例では部品取付用基板６４が位置決め用基板４１のファイバ用Ｖ溝４３、レンズ用Ｖ溝４４が形成されている板面４１ａ側に配置されたものとなっている。なお、図４Ａは部品取付用基板６４及び後述するスペーサ、遮光用プレートを省略して位置決め用基板４１の板面４１ａの構成を示している。

第１の凹部４５と第３の凹部４６とはこの例では板面４１ａに形成され、第２の凹部４８は板面４１ｂに形成されており、即ちこれら第１〜第３の凹部４５，４６，４８は第１の実施例と逆に形成されており、第４の凹部４７は形成されていない。
光学フィルタ５２は第１の凹部４５のフィルタ用斜面４５ａに成膜形成され、この光学フィルタ５２と同一構造の補正用フィルタ５３が第２の凹部４６のフィルタ用斜面４５ａと逆向きに傾斜した補正用斜面４６ａに成膜形成されている。
光ファイバ６１及び集光用円柱体６２は板面４１ａから突出しないように位置決め用基板４１のファイバ用Ｖ溝４３及びレンズ用Ｖ溝４４にそれぞれ取付けられ、発光素子６３は集光用円柱体６２の端面と対向するように位置決め基板４１の第５の凹部５１に取付けられる。凹部５１は方形の開口形状を有し、断面形状が台形状をなすものとされ、この凹部５１の発光素子６３の背面と対向する傾斜した壁面５１ａが発光素子６３の背面からのモニタ光を反射するものとなっている。

部品取付用基板６４はこの例では遮光用プレート８１及びスペーサ８２を介して板面４１ａに取付けられている。スペーサ８２には貫通孔８３，８４が形成されており、部品取付用基板６４に取付けられた受光素子６５及びモニタ用の受光素子６６はこれら貫通孔８３，８４内に収容位置される。遮光用プレート８１には光学フィルタ５２からの反射光を通過させて受光素子６５に入射させるための小孔８５が形成されており、また発光素子６３と対向する部分及び壁面５１ａからの反射光を通過させてモニタ用の受光素子６６に入射させる部分には小孔８５より大きな孔８６が形成されている。

図５はこの図４に示した双方向光モジュールにおいて、光ファイバ６１から到来した入射光７１が受光素子６５に受光され、発光素子６３からの出射光７２が光ファイバ６１に入射され、さらに発光素子６３の背面からのモニタ光７３がモニタ用受光素子６６に受光される様子を示したものであり、この例では遮光用プレート８１の存在により、受光素子６５における発光素子６３からの光のクロストークを小さく押えることができるものとなっている。
なお、この例では集光用円柱体６２から光ファイバ６１の端面６１ａまでの距離Ｌは図５中に示したように、
Ｌ＝ｓ₄ ＋ｔ₃ ＋ｓ₅
と表わされ、位置決め用基板４１の厚さＴを第１の実施例と同様、４００μｍとし、また第１、第３の凹部４５，４６の深さｄを２００μｍとし、さらにこれら第１、第３の凹部４５，４６の各中心線上に光ファイバ６１の端面６１ａ及び集光用円柱体６２の端面が位置されるものとすると、ｓ₄ ＋ｓ₅ ＝２８３μｍとなり、ｔ₃を１００μｍに設定すると、Ｌ＝３８３μｍとなる。

従って、第１の実施例と比べ、集光用円柱体６２から光ファイバ６１の端面６１ａまでの距離Ｌを大幅に短縮でき、よって光ファイバ６１に入射する送信光７２のパワーダウンのほとんどない、極めて低損失な光結合を実現することができる。
図６は第１の実施例に示したこの発明による双方向光モジュール９１を、その長手方向を平行にして配列して１つの基板にアレー状に形成したものであり、このように形成した後、個々に分離するようにしてもよい。また、このように形成すれば多チャネルの双方向光モジュールを容易に作製することができる。なお、多チャネル用とする場合は各隣接双方向光モジュール９１の間に、その長手方向に沿った溝を形成し、その溝内に不透明な樹脂材などを埋め込むことにより、分離帯９２を形成し、隣接チャネルの出射信号光を分離帯９２で遮蔽するようにすることができる。

この発明による双方向光モジュールの第１の実施例を示す図、Ａは平面図、Ｂは断面図。 図１における入射光と出射光の進行状態を示す図。 図１の双方向光モジュールにおいて、出射光の光軸ずれが補正される様子を示す図。 この発明による双方向光モジュールの第２の実施例を示す図、Ａは一部省略した平面図、Ｂは断面図。 図４における入射光と出射光の進行状態を示す図。 この発明による双方向光モジュールをアレー状に構成した例を示す平面図。 双方向光モジュールの従来構成例を示す図、Ａは平面図、Ｂは断面図。

Claims (6)

1. 単結晶シリコンよりなる位置決め用基板の一板面にファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝とが一直線上に形成され、
   それらファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝との間に位置するように、上記位置決め用基板の他板面に上記ファイバ用Ｖ溝と連通する第１の凹部と上記レンズ用Ｖ溝と連通する第３の凹部とが上記直線方向に配列されて形成され、
   それら第１の凹部と第３の凹部の互いの内側に位置する壁面は上記一板面に対して互いに逆向きに傾斜した面とされて、それぞれフィルタ用斜面及び補正用斜面とされ、
   上記第１の凹部と第３の凹部との間に位置するように、上記一板面に第２の凹部が形成されて、その第２の凹部の対向する２つの壁面はそれぞれ上記フィルタ用斜面及び補正用斜面と平行とされており、
   上記ファイバ用Ｖ溝に光ファイバが配され、
   上記レンズ用Ｖ溝に集光用円柱体が配され、
   その集光用円柱体の上記光ファイバと反対側の端面と対向して発光素子が上記位置決め用基板に配され、
   上記フィルタ用斜面に上記発光素子からの出射光を透過し、上記光ファイバからの入射光を反射する光学フィルタが成膜形成され、
   その光学フィルタにより反射された入射光を受光する受光素子が設けられ、
   上記発光素子からの出射光は上記集光用円柱体によって集光され、上記補正用斜面及びフィルタ用斜面を透過して上記光ファイバに入射される構造とされていることを特徴とする双方向光モジュール。
2. 単結晶シリコンよりなる位置決め用基板の一板面にファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝とが一直線上に形成され、
   それらファイバ用Ｖ溝とレンズ用Ｖ溝との間に位置するように、上記一板面に上記ファイバ用Ｖ溝と連通する第１の凹部と上記レンズ用Ｖ溝と連通する第３の凹部とが上記直線方向に配列されて形成され、
   それら第１の凹部と第３の凹部の互いの内側に位置する壁面は上記一板面に対して互いに逆向きに傾斜した面とされて、それぞれフィルタ用斜面及び補正用斜面とされ、
   上記第１の凹部と第３の凹部との間に位置するように、上記位置決め用基板の他板面に第２の凹部が形成されて、その第２の凹部の対向する２つの壁面はそれぞれ上記フィルタ用斜面及び補正用斜面と平行とされており、
   上記ファイバ用Ｖ溝に光ファイバが配され、
   上記レンズ用Ｖ溝に集光用円柱体が配され、
   その集光用円柱体の上記光ファイバと反対側の端面と対向して発光素子が上記位置決め用基板に配され、
   上記フィルタ用斜面に上記発光素子からの出射光を透過し、上記光ファイバからの入射光を反射する光学フィルタが成膜形成され、
   その光学フィルタにより反射された入射光を受光する受光素子が設けられ、
   上記発光素子からの出射光は上記集光用円柱体によって集光され、上記補正用斜面及びフィルタ用斜面を透過して上記光ファイバに入射される構造とされていることを特徴とする双方向光モジュール。
3. 請求項１又は２記載の双方向光モジュールにおいて、
   上記フィルタ用斜面とそれと平行な上記第２の凹部の壁面間の厚みと、上記補正用斜面とそれと平行な上記第２の凹部の壁面間の厚みとが等しくされ、
   上記補正用斜面に上記光学フィルタと同一構造の補正用フィルタが成膜形成されていることを特徴とする双方向光モジュール。
4. 請求項１乃至３記載のいずれかの双方向光モジュールにおいて、
   上記第２の凹部の上記発光素子からの出射光が通過する壁面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする双方向光モジュール。
5. 請求項１、３又は４記載のいずれかの双方向光モジュールにおいて、
   上記他板面に部品取付用基板が対向して取付けられ、
   その部品取付用基板に上記受光素子が取付けられ、
   上記受光素子は上記第１の凹部内に位置していることを特徴とする双方向光モジュール。
6. 請求項２乃至４記載のいずれかの双方向光モジュールにおいて、
   上記一板面にスペーサを介して部品取付用基板が対向して取付けられ、
   その部品取付用基板に上記受光素子が取付けられていることを特徴とする双方向光モジュール。

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