JP2007096438A

JP2007096438A - 双方向光送受信モジュール

Info

Publication number: JP2007096438A
Application number: JP2005279755A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Takanobu; 尚史高信; Yuji Yamamoto; 雄二山本; Shigeki Sakaguchi; 茂樹坂口
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】ＦＴＴＨ等で用いられる双方向光送受信モジュールにおいて、送信用ＬＤからの漏れ光が受信用ＰＤに入り、受信感度を低下させるという問題がある。
【解決手段】平面基板上に形成された分岐部にフィルタが挿入された光導波路と、送信用ＬＤと受信用ＰＤから構成された双方向光送受信モジュールであって、受信用ＰＤと導波路の間に受信用波長の光を透過し、送信用波長の光を遮蔽する誘電体多層膜フィルタを挿入されていることを特徴とする双方向光送受信モジュール。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＦＴＴＨ等で用いられる双方向光送受信モジュールに関する。

通常ＦＴＴＨやＣＡＴＶでは、例えば上りに１.３μｍ帯の光信号が、下りに１.５５μｍ帯の光信号が用いられ、双方向の信号を同時に送受信するシステムになっている。図３は、これらに使用される双方向光送受信モジュールの概略構成図である。図３に示すように、基板１、光導波路２、送信用ＬＤ３、受信用ＰＤ４、光ファイバ８からなっている。

この場合、ＬＤ３から出た光はモジュール内での減衰は少なく高い強度を有しており、そのため導波路に漏れ込んだ迷光がＰＤ４に入射し、ＰＤ４の受信に対してノイズになり受信感度を下げる。遠方から送られてくる微弱な受信用信号を出来るだけ正確に受信出来るようにするためにはＰＤ４に入射するＬＤ３からの迷光を出来るだけ低減する必要がある。

従来技術においては、例えば図４のように誘電体多層膜フィルタ１０の透過波長を受信用ＰＤ４の受信波長に設定し、前記誘電体多層膜フィルタ１０の阻止波長を送信用ＬＤ３の発振波長に設定し、送信用ＬＤ３および受信用ＰＤ４を前記誘電体多層膜フィルタ１０を挟んで対向する位置に配置することにより受信用ＰＤへの送信用ＬＤからの迷光の入射を抑える構造や、さらに図５のように、迷光の入射を抑えるために誘電体多層膜フィルタ１０と受信用ＰＤ４の前記送信用レーザダイオードとを結ぶ光導波路中に、前記送信用ＬＤ３の出射光のうち前記誘電体多層膜フィルタ１０を透過する成分を遮断する第２の誘電体多層膜フィルタ１１が挿入する構造が知られている(特許文献１参照)。

また、図６のように、光導波路が導波路基板の端面で互いに交差し、ＬＤ３からの送信用波長の光を反射し、受信用波長の光を透過する誘電体多層膜フィルタ９を該端面に配置し、第１の光導波路の他端にＬＤ３を配置し、該フィルタを挟んで導波路と反対側にＰＤ４を配置することにより受信用ＰＤ４への送信用ＬＤ３からの迷光の入射の低減を図るものが知られている(特許文献２参照)。
特開平１１−６８７０５号公報特開平１１−３５２３４１号公報

しかし、前述した例えば特開平１１−６８７０５号公報記載の構成では、フッ素化ポリイミド光導波路を用いた双方向光送受信モジュールにおいては、図５の構造においても必要とされるレベルまでの受信用ＰＤ４への送信用ＬＤ３からの迷光の入射の低減を図ることは難しかった。これは、導波路から漏れて再び導波路に入り込む所謂漏れ光を遮断することが出来ないためであると思われる。

また、上記特開平１１−３５２３４１号公報記載の構成では、漏れ光の殆どがＰＤ４に入らないような角度になるように構成されており、かなりのレベルまで低減されているものの、微小なフィルタを導波路端面に精度良く接着することは高度な技術を要し歩留も悪い。さらに接着層の厚さにバラツキがあると効率良くＬＤ３の光を光導波路に導くことが出来ず、双方向光送受信モジュールの出力パワーが低くなってしまう。

上記目的を達成するために、本発明では基本的に平面基板上に形成された分岐部に多層膜フィルタが挿入された光導波路と送信用ＬＤと受信用ＰＤから構成される双方向光送受信モジュールにおいて、受信用ＰＤと導波路の間に受信用波長の光を通し、送信用波長の光を遮蔽する多層膜フィルタを設置する。受信用ＰＤと導波路の間に挿入する多層膜フィルタは基板に接着剤で固定しても良く、光導波路とＰＤの間のＳｉ基板に溝を設け、フィルタを該溝に挿入し接着剤で固定しても良い。フィルタの大きさはＰＤの受光面より大きくする必要がある。大きいほど迷光のＰＤへの入射は抑えられるが、ＰＤの受光面の大きさを勘案すると数ミリ以上にする必要はない。分岐部に挿入されたフィルタが送信用波長の光を透過し、受信用波長の光を遮蔽する双方向光送受信モジュールではＰＤはフィルタに対して入射ファイバと同じ側に設置される。分岐部に挿入されたフィルタが送信用波長の光を遮蔽し、受信用波長の光を透過する双方向光送受信モジュールではＰＤはフィルタに対して入射ファイバと反対側に設置される。

すなわち本発明は、平面基板上に形成された分岐部にフィルタが挿入された光導波路と、送信用ＬＤと受信用ＰＤから構成された双方向光送受信モジュールであって、受信用ＰＤと導波路の間に受信用波長の光を透過し、送信用波長の光を遮蔽する誘電体多層膜フィルタを挿入されていることを特徴とする双方向光送受信モジュールである。

また、分岐部に挿入された誘電体多層膜フィルタが送信用波長の光を透過し、受信用波長の光を遮蔽することを特徴とする、上記の双方向光送受信モジュールである。

また、分岐部に挿入された誘電体多層膜フィルタが送信用波長の光を遮蔽し、受信用波長の光を透過することを特徴とする、上記の双方向光送受信モジュールである。

さらに、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプリファイヤ）やコンデンサを必要に応じて、同基板上に設置することも可能である。

３波用双方向光送受信モジュールにおいても受信用ＰＤと導波路の間に受信用波長を透過し、不要な波長の光を遮蔽するフィルタを挿入することにより受信感度を向上することが可能である。

本発明によれば、双方向光送受信モジュールにおいてＬＤから出射される光が導波路に漏れ込み迷光となりＰＤに入射し、ＰＤの受信に対してノイズになり受信感度の低下を起こすという問題を抑える技術を提供できる。

図１は本発明の双方向光送受信モジュールの概略構成の一例を示す図であり、分岐部に挿入されたフィルタが送信用波長の光を透過し、受信用波長の光を遮蔽する双方向光送受信モジュールの場合である。送信用ＬＤ３から出力される１．３μｍの信号光は、１．５５μｍの光を反射し１．３μｍの光を透過する誘電体多層膜フィルタ５を通り、光ファイバ８に送られる。逆に光ファイバ８を介して送られてきた１．５５μｍの受信光は、誘電体多層膜フィルタ５に反射され、受信用ＰＤ４に送られる。送信用ＬＤ３からの漏れ光が受信用ＰＤに入り込むのを防ぐために、誘電体多層膜フィルタ６を使用する。この誘電体多層膜フィルタは、１．５５μｍの光を透過し、１．３μｍの光を反射するものを使用する。このように受信用ＰＤ４と光導波路２との間に受信用波長の光を透過し、送信用波長の光を遮蔽する多層膜フィルタを設置されていることにより、ＬＤ３からの出射光のＰＤ４への入射を大幅に抑えることが出来る。

図２は本発明の双方向光送受信モジュールのもう一つの概略構成の一例を示す図であり、分岐部に挿入されたフィルタが送信用波長の光を遮断し、受信用波長の光を透過する双方向光送受信モジュールの場合である。送信用ＬＤ３から出力される１．３μｍの信号光は、１．５５μｍの光を透過し１．３μｍの光を反射する誘電体多層膜フィルタ７によって反射され、光ファイバ８に送られる。逆に光ファイバ８を介して送られてきた１．５５μｍの受信光は、誘電体多層膜フィルタ７を透過して、受信用ＰＤ４に送られる。送信用ＬＤ３からの漏れ光が受信用ＰＤに入り込むのを防ぐために、誘電体多層膜フィルタ６を使用する。この誘電体多層膜フィルタは、１．５５μｍの光を透過し、１．３μｍの光を反射するものを使用する。このように、この構成においても、受信用ＰＤ４と光導波路２との間に受信用波長の光を透過し、送信用波長の光を遮蔽する多層膜フィルタを設置されていることにより、ＬＤ３からの出射光のＰＤ４への入射を大幅に抑えることが出来る。

なお、図中及び説明においては、一般的に使用される送信光信号波長として１．３μｍ、受信光信号波長として１．５５μｍと記載したが、損失が少ないなど、信号光として使用できる限り、特にこの波長にとらわれる必要はない。

以下、実施例により説明する。

実施例１は、図１の構成の例である。Ｓｉ基板に送信用ＬＤ、受信用ＰＤ用電極パターンを形成した。形成法はＳｉ基板上にフォトレジストで電極パターンを形成し、その上に蒸着法により電極となる金属層を成膜し、リフトオフ法によりレジストを剥離し電極を形成した。光導波路はシリコン基板上にポリイミドのコアとクラッドをフォトリソグラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）の技法により形成した。次にフォトリソグラフィ法と蒸着法を用いてＬＤ、ＰＤのボンディング用半田を電極上に形成した後、フィルタ挿入用の溝をダイサーを用いて形成した。導波路の分岐部に挿入する誘電体多層膜フィルタは接着剤で固定した。次に、ＬＤとＰＤをボンディングし、次にＰＤと導波路間に挿入する、誘電体多層膜フィルタを挿入し接着剤で固定した。

導波路の分岐部に挿入する誘電体多層膜フィルタの特性を図７に、ＰＤと導波路間に挿入する誘電体多層膜フィルタの特性を図８に示す。

送信用ＬＤからの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は−５１．４ｄＢであり、極めて少ない値であった。

実施例２は、図２の構成の例である。接続構成を図２に示すように行ったが、モジュールの作成法は実施例と同様である。ただし、導波路の分岐部に挿入する誘電体多層膜フィルタは、送信用波長の光を遮断し、受信用波長の光を透過する特性を持つものであり、ＰＤと導波路間に挿入する誘電体多層膜フィルタと同じものを使用した。誘電体多層膜フィルタの特性を図８に示すものである。

送信用ＬＤからの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は実施例１と同様−５４．９ｄＢであり、極めて少ない値であった。

（比較例１）
実施例１の構成で、ＰＤと導波路間に挿入する誘電体多層膜フィルタを除いたものを用い、実施例１と同様の測定を行った。送信用ＬＤからの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は−１８．８ｄＢであり、実用上問題がある程度のかなりの漏れ光があることが分かった。

（比較例２）
実施例２の構成で、ＰＤと導波路間に挿入する誘電体多層膜フィルタを除いたものを用い、実施例２と同様の測定を行った。送信用ＬＤからの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は−１７．７ｄＢであり、実用上問題がある程度のかなりの漏れ光があることが分かった。

本発明は、光通信分野における通信システムはもちろん、評価・測定など光伝送の応用分野にも利用できるものである。

本発明の光モジュールの構成を示す図である。本発明の光モジュールの他の構成を示す図である。従来技術の光モジュールの基本構成を示す図である。従来技術の光モジュールの構成を示す図である。従来技術の光モジュールの構成を示す図である。従来技術の光モジュールの構成を示す図である。実施例で使用した誘電体多層膜フィルタの特性を示す図である。実施例で使用した誘電体多層膜フィルタの特性を示す図である。

符号の説明

１基板
２光導波路
３送信用ＬＤ
４受信用ＰＤ
５誘電体多層膜フィルタ(１．５５μｍ反射、１．３μｍ透過)
６誘電体多層膜フィルタ(１．５５μｍ透過)
７誘電体多層膜フィルタ(１．５５μｍ透過、１．３μｍ反射)
８光ファイバ
９誘電体多層膜フィルタ(１．５５μｍ透過、１．３μｍ反射)
１０誘電体多層膜フィルタ(１．５５μｍ透過、１．３μｍ反射)
１１誘電体多層膜フィルタ(１．３μｍ透過)

Claims

平面基板上に形成された分岐部にフィルタが挿入された光導波路と、送信用ＬＤと受信用ＰＤから構成された双方向光送受信モジュールであって、受信用ＰＤと導波路の間に受信用波長の光を透過し、送信用波長の光を遮蔽する誘電体多層膜フィルタを挿入されていることを特徴とする双方向光送受信モジュール。
分岐部に挿入された誘電体多層膜フィルタが送信用波長の光を透過し、受信用波長の光を遮蔽することを特徴とする、請求項１に記載の双方向光送受信モジュール。
分岐部に挿入された誘電体多層膜フィルタが送信用波長の光を遮蔽し、受信用波長の光を透過することを特徴とする、請求項１に記載の双方向光送受信モジュール。