JP2007165892A - 高出力のｐｌｃ光送信モジュール及びｐｌｃ光送受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高出力のＰＬＣ光送信モジュール及びＰＬＣ光送受信モジュールを提供する。
【解決手段】高出力のＰＬＣ光送受信モジュールは、ＰＯＮシステムのＯＬＴに位置する光送受信モジュールにおいて、光信号を入力されて電気信号に変換するフォトダイオードと、所定波長の光信号を発生させるＬＤと、ＬＤから発生した光信号を増幅する半導体光増幅器と、半導体光増幅器で増幅された光信号を結合してスプリッタに出力し、スプリッタから入力された光信号を分割してフォトダイオードに出力する光カプラーと、フォトダイオード、ＬＤ、半導体光増幅器及び光カプラーを一つにパッケージングして、高出力で光信号を出力させるＰＬＣプラットフォームと、から構成されて、ＰＯＮシステムで一つのＰＬＣプラットフォームに集積化されている光送信モジュールまたは光送受信モジュールを提供できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、高出力のＰＬＣ（ Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）光送信モジュール及びＰＬＣ光送受信モジュールに係り、さらに詳細には、ＰＯＮシステムで光送信モジュールまたは光送受信モジュールの光パワーを増大させるために光信号を発生させる装置であるレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）、光信号を増幅する半導体光増幅器及び／または光信号を電気信号に変換するフォトダイオードを一つのＰＬＣプラットフォームにパッケージングして具現する高出力のＰＬＣ光送信モジュール及びＰＬＣ光送受信モジュールに関する。

光加入者（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ：ＦＴＴＨ）網を利用した加入者データ伝達方法でＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが標準化されている。

ＴＤＭＡ ＰＯＮシステムは、一つの波長の光信号を多数の加入者が共有してデータを伝達する方法である。このとき、１２８名以上のように多数の加入者が一つの波長の光信号を共有するためには、光送信モジュール（ＯＬＴ用光送信モジュール）の出力光パワーが大きい必要がある。

このような技術を開発するためには、光送信モジュール内に光出力装置であるＬＤの自体出力光パワーを増大させるか、またはＬＤを利用して光送信モジュールから出る光信号を光増幅器を通じて出力光パワーを増大させる方法を利用せねばならない。

しかし、ＬＤ自体出力光パワーを増大させる方法には限界があり、外部に光増幅器を追加して光パワーを増大させる方法は、高コスト及び光送信モジュールのサイズを増大させるという問題点がある。

図１は、従来の光送信モジュールが使用されるＰＯＮシステム網の構成図である。図１に示すように、ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）１００、光ケーブル１２０、スプリッタ１４０及び複数のＯＮＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）１６０から構成される。

ＰＯＮシステムは、一種の基地局の役割を行うＯＬＴ １００から、加入者端からなる複数のＯＮＴ １６０に光信号を伝達するシステムとなっている。

ＯＬＴ １００で生成された一つの波長の光信号は、光導波路１２０を経てスプリッタ１４０に入力される。

スプリッタ１４０は、一つの波長の光信号を入力されて、同じ波長を有する光信号であるが、分岐数によって光パワーが小さくなった信号に分けて、このように分けられた複数の小さな光信号を加入者端である複数のＯＮＴ １６０に伝送する。

スプリッタ１４０は、光信号を複数の光信号に分ける装置であって、分岐される数によって光パワーの損失が増加する。光信号がスプリッタ１４０によって複数の分岐に分けられれば、分岐数に比例して光パワーが小さくなり、多すぎる分岐によって光パワーが小さくなれば、ＰＯＮシステムで正常な通信が行われ難くなる。

したがって、ＰＯＮシステムにおいて一つのＯＬＴ １００で収容できるＯＮＴ １６０は、ＯＬＴ １００から出力された光パワー、スプリッタ１４０での光分岐による光パワーの損失及びその他の光リンク上の電力予算を通じて決定される。

例えば、図１に示すように、１６分岐（１Ｘ１６）スプリッタ１４０を使用する場合について説明する。正常な通信を行うための光パワーが０ｄＢｍであるとすれば、２分岐（１Ｘ２）の場合は、約−６ｄＢｍの小さい光パワーでも通信可能である一方、１２８分岐（１Ｘ１２８）に分岐数が増えれば、＋１０ｄＢｍの高い光パワーがあって初めて正常な通信が行われる。すなわち、一つのＯＬＴ １００当り多数のＯＮＴ １６０を確保するために、ＯＬＴ １００から出力される光信号は、分岐数による光パワーの損失を挽回できるほどに高出力の光パワーが要求される。

図２は、従来の高出力光パワーを得るための光送信モジュールの構成図である。図２に示すように、１２８名の加入者端を有するＯＮＴ１６０を収容するためには、ＯＬＴ １００で＋１０ｄＢｍ以上の高い光パワーを有する光送信モジュールが必要である。

しかし、従来の光送信モジュールの出力パワーは＋２ｄＢｍを超えないので、光送信モジュールの出力端に光増幅器を追加して、＋１０ｄＢｍ以上の光パワーを発生させねばならない。

このように、従来の高出力光送信モジュールは、図２のように、一つの波長の光信号を発生させる光生成部２００と発生した光信号を増幅する光増幅部２４０とから構成される。

光生成部２００では、電気信号を光に変換して光信号を出力するＬＤと、ＬＤから発生した光信号をモニタリングするモニタダイオード（ｍＰＤ）が内蔵されている。

光生成部２００から発生した光信号は、光ケーブル２２０を通じて光増幅部２４０に進む。

光増幅部２４０は、光生成部２００から発生した光信号を増幅する半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＳＯＡ）が内蔵されている。

光生成部２００と光ケーブル２２０とを連結する光コネクタ２１０、光導波路２２０と光増幅部２４０とを連結する光コネクタ２３０、及び光増幅部２４０と加入者端とからなるＯＮＴ（図１の参照番号１６０）を連結する光コネクタ２５０がある。

ＰＯＮシステムを利用して加入者網を構成するに当って、一つのＯＬＴ １００にどれほどのＯＮＴ１６０を収容するかによって、ＰＯＮシステムのコストをどれほど下げうるかが決定される。現在は、一つのＯＬＴ １００に１６ないし３２個のＯＮＴ １６０を収容するＰＯＮシステムが主流をなしているが、これは、ＯＬＴ １００内の光送信モジュールの光パワーの増大に限界があるためである。

したがって、ＯＬＴ １００内の光送信モジュールの光パワーを増大させる方法が提案されれば、３２ＯＮＴより多くの最大１２８ＯＮＴを収容できる。このように、一つのＯＬＴ １００に多数のＯＮＴ １６０を収容するためには、ＯＬＴ １００内の光送信モジュールの光パワーを増大させねばならない。

光パワーを増大させる方法の一つは、光送信モジュールに光増幅器を追加させることである。しかし、従来の光増幅器を光送信モジュールに追加する場合には、光生成部２００及び光増幅部２４０が別々にパッケージングされているため、コストの上昇及びサイズが大きくなるという問題点を有する。

前記従来技術の問題点を解決するための本発明は、光送信モジュールまたは光送受信モジュールの光パワーを増大させるために光信号を発生させる装置のＬＤと、光信号を増幅するＳＯＡとを一つのパッケージングに具現する装置を提供する。

そして、ＬＤ及びＳＯＡを一つでパッケージングするに当って、集積度及び光送信モジュールまたは光送受信モジュールのサイズを小さくするために、 ＰＬＣプラットフォームを使用することを提供する。

また、ＰＬＣプラットフォームを利用した光送信モジュールまたは光送受信モジュールの問題点である熱放出問題を解決するために、熱電冷却器（ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ：ＴＥＣ）をＰＬＣプラットフォームに装着することと、外部大気との遮断のために、ＰＬＣプラットフォームの周辺をヘルメスシーリング処理を行うこととを提供する。

前記技術的課題を解決するための本発明の高出力のＰＬＣ光送信モジュールは、 ＰＯＮシステムのＯＬＴに位置する光送信モジュールにおいて、所定波長の光信号を発生させるＬＤと、前記ＬＤから発生した光信号を増幅してスプリッタに出力する半導体光増幅器と、前記ＬＤ及び半導体光増幅器を一つにパッケージングして、光信号を高出力に出力させるＰＬＣプラットフォームと、を備えることを特徴とする。

一方、前記技術的課題を解決するための本発明の高出力のＰＬＣ光送受信モジュールは、 ＰＯＮシステムのＯＬＴに位置する光送受信モジュールにおいて、光信号を入力されて電気信号に変換するフォトダイオードと、所定波長の光信号を発生させるＬＤと、前記ＬＤから発生した光信号を増幅する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器で増幅された光信号を結合してスプリッタに出力し、前記スプリッタから入力された光信号を分割して前記フォトダイオードに出力する光カプラーと、前記フォトダイオード、ＬＤ、半導体光増幅器及び光カプラーを一つにパッケージングして、高出力で光信号を出力させるＰＬＣプラットフォームと、を備えることを特徴とする。

本発明は、高出力のＰＬＣ光送信モジュール及びＰＬＣ光送受信モジュールに係り、 次のような効果がある。

本発明は、ＰＯＮシステムで一つのＯＬＴで多数のＯＮＴ（加入者）を確保するための高出力の光送受信モジュールの構造を提供できる。

本発明の高出力の光送信モジュールまたは光送受信モジュールは、送信のための光信号を発生させるＬＤ、発生した光を増幅して高出力を出すＳＯＡ、及びＯＮＴから上がる上向き信号を処理する光受信部のフォトダイオードなどを一つのＰＬＣプラットフォームに集積化して具現することによって、光送信モジュールまたは光送受信モジュールを小さく、かつ比較的に低コストに具現できる。

また、本発明に係る高出力のＰＬＣ光送信モジュール及びＰＬＣ光送受信モジュールは、一つのＯＬＴに１２８個以上のＯＮＴを収容するＰＯＮシステムを具現できるので、結果的に全体ＰＯＮシステムのコストを低減させうる。

以下で、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。

図３は、本発明の望ましい一実施形態に係る高出力のＰＬＣ光送信モジュールの構成図である。図３に示すように、高出力のＰＬＣ光送信モジュール３００は、ＰＬＣプラットフォーム３１０、ｍＰＤ ３２０、ＬＤ ３３０、光導波路３４０、ＳＯＡ ３５０、光コネクタ３６０及びＴＥＣ ３７０を備えて構成される。

ここで、高出力のＰＬＣ光送信モジュール３００は、ＰＯＮシステムでＯＬＴに位置する。

ＬＤ ３３０は、電気信号を光に変換して特定波長を有する光信号を発生させる。

ｍＰＤ ３２０は、ＬＤ ３３０から発生した光信号をモニタリングする役割を行う。

ＬＤ ３３０から発生した光信号は、光導波路３４０を通じてＳＯＡ ３５０に出力する。

ＳＯＡ ３５０は、入力された光信号を増幅して高出力光パワーを有させる。

一般的に、ＳＯＡ ３５０に入力される光信号の強度は、−２ｄＢｍから０ｄＢｍに制限されるため、図３での高出力のＰＬＣ光送信モジュール３００では、ＬＤ ３３０と光導波路３４０との間の光結合効率は高くなくてもよい。すなわち、ＬＤ ３３０から出力される光パワーが５ｄＢｍ以上であれば、ＬＤ ３３０と光導波路３４０との間に高い光結合効率が要求されない。したがって、５ｄＢｍのＬＤ ３３０を使用した場合には、ＰＬＣプラットフォーム３１０上にＬＤ ３３０を結合させる工程は高い光結合を必要としないので、生産性の側面で有利である。

例えば、５ｄＢｍの出力光パワーを有するＬＤ ３３０を光導波路３４０と配列して結合するとすれば、ＬＤ ３３０と光導波路３４０との間の配列度を±２μｍ程度にして通常の光結合を行う場合、光結合の損失が５ｄＢ程度であるので、実際にＳＯＡ ３５０に入力される光パワーは０ｄＢｍとなる。

このような点は、５ｄＢｍ以上の出力光パワーを有するＬＤ ３３０を使用する場合、ＳＯＡ ３５０に入力される光パワーを０ｄＢｍに合わせるために、ＬＤ ３３０と光導波路３４０との間の配列度を±２μｍ程度に低くしても使用可能であるということを表す。

逆に、ＬＤ ３３０の光パワーが、−２ｄＢｍないし０ｄＢｍである場合、ＬＤ ３３０と光導波路３４０との結合効率を最大に高くしなければならない。このような場合には、ＬＤ ３３０自体に光信号集束機能を有するスポットサイズコンバータ（Ｓｐｏｔ Ｓｉｚｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＳＳＣ）が挿入されたＳＳＣ ＬＤを使用して、光結合損失を２ｄＢ以内にしてもよい。

一方、ＬＤ ３３０から出力された光信号は、光導波路３４０に集束されて進みつつ、光増幅のためにＳＯＡ ３５０に入力される。このとき、光導波路３４０とＳＯＡ ３５０との間に光結合損失が発生し、両者の光結合損失を下げるために、ＳＯＡ ３５０自体内に光信号の集束機能を有するＳＳＣが挿入されたＳＳＣ半導体光増幅器から構成してもよい。

ＳＯＡ ３５０で増幅された光信号は、光導波路３４０を通じて光コネクタ３６０に出力される。

光コネクタ３６０は、入力された光信号をスプリッタ（図示せず）に出力し、スプリッタは、光信号を分岐して加入者端である複数のＯＮＴに出力する。

ここで、スプリッタは、ＳＯＡ ３５０を通じて増幅された下向き光信号（ＯＬＴからＯＮＴに伝送される光信号）に対しては複数のＯＮＴに出力する。

ＰＬＣプラットフォーム３１０は、ｍＰＤ ３２０、ＬＤ ３３０、 光導波路３４０及びＳＯＡ ３５０を一つにパッケージングして、高出力の光パワーを有する光信号を出力させる。

特に、高出力のＰＬＣ光送信モジュール３００は、ｍＰＤ ３２０、ＬＤ ３３０、 光導波路３４０及びＳＯＡ ３５０を一つにパッケージングするに当って、集積度及び光送信モジュールのサイズを小さくするためにＰＬＣプラットフォームを使用する。

図４は、図３で可変光減速器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ：ＶＯＡ）を追加した高出力のＰＬＣ光送信モジュールの構成図である。

図３で、ＳＯＡ ３５０に入力される光パワーは制限されている。製造工程上、ＬＤ ３３０と光導波路３４０との間の光配列、光導波路３４０とＳＯＡ ３５０との間の光配列など、２つの作業工程があるため、ＳＯＡ ３５０に入力される光パワーを合わせ難いという点がある。

したがって、図４に示すように、製造工程別に発生する結合損失の誤差に関係なく、ＳＯＡ ３５０に入力される一定の光パワーを合わせるために、ＬＤ ３３０とＳＯＡ ３５０との間の光導波路３４０の中間にＶＯＡ ３８０を挿入できる。すなわち、ＬＤ ３３０とＳＯＡ ３５０との間の光導波路３４０の中間に位置したＶＯＡ ３８０は、ＳＯＡ ３５０入力端の光パワーを調節できる。

また、ＳＯＡ ３５０の出力端と光コネクタ３６０との間の光導波路３４０の中間に位置したＶＯＡ ３８５は、ＰＬＣ光送信モジュールの出力光パワーを調節できるので、ＰＬＣプラットフォーム３１０へのＬＤ ３３０とＳＯＡ ３５０との結合時、光配列の誤差に関係なく一定の光パワーをスプリッタに出力できる。

図４で説明されていない部分は、図３と同じ参照番号について図３を参照する。

図５は、本発明の望ましい一実施形態に係る二重光導波路の構造を有する高出力のＰＬＣ光送信モジュールの構成図である。

ＰＯＮシステムは、１ｘ１６、１ｘ３２、１ｘ６４、そして１ｘ１２８以上のスプリッタを使用して、加入者端のＯＮＴを調節できる。すなわち、１６分岐を通じた一つのＯＬＴ当り１６ＯＮＴを収容する場合と、１２８分岐を通じた一つのＯＬＴ当り１２８ＯＮＴを収容する場合など、多様なネットワーク網の構成が要求されうる。

例えば、１２８ＯＮＴを収容する場合には、ＯＬＴでは＋１０ｄＢｍ以上の高出力光送信モジュールが必要となり、このときには、光送信モジュールの内部に半導体光増幅器が追加されて高出力が得られる。

しかし、１６ＯＮＴを収容する場合には、高出力が不要であるので、光送信モジュールの内部にＳＯＡ ３５０が不要である。

このように、一つの光送信モジュールが１６ＯＮＴで１２８以上のＯＮＴまで、多様な加入者を収容するためには、ＳＯＡ ３５０が必ず入らねばならないので、当該光送信モジュールを１６ないし３２ＯＮＴに使用する場合にはコストが上がる。

図５に示すように、二重光導波路の構造を有する高出力のＰＬＣ光送信モジュール５００は、ＳＯＡ ３５０が含まれている光導波路３４０及びＳＯＡ ３５０が含まれていない光導波路３４５のように、二重光導波路の構造を示す。

図５では、一つのＰＬＣプラットフォーム３１０にＳＯＡ ３５０が必要とする６４ＯＮＴ以上を収容する光導波路３４０と、ＳＯＡ ３５０が必要としない１６ないし３２ＯＮＴを収容する第２光導波路３４５とを具現する二重光導波路の構造を有する高出力のＰＬＣ光送信モジュールを示す。

すなわち、高出力のＰＬＣ光送信モジュールに二つの光導波路を具現して、そのうち一つの光導波路３４０は、６４ＯＮＴ以上を収容するために、ＳＯＡ ３５０が挿入された構造にモジュールを製作し、残りの一つの第２光導波路３４５は、３２ＯＮＴ以下で適用できるように、ＳＯＡ ３５０のない構造にモジュールを製作する。

このように、ＯＮＴ数によって光導波路を選択して光送信モジュールを製作させることによって、ＳＯＡ ３５０の浪費なしに、一つのＰＬＣプラットフォーム３１０で１６ＯＮＴから１２８ＯＮＴ以上まですべてのＯＮＴを収容する。

第２ｍＰＤ ３２５は、ｍＰＤ ３２０と同じ機能を行う。すなわち、第２ＬＤ ３３５から発生した光信号をモニタリングする役割を行う。

第２ＬＤ ３３５は、電気信号を光信号に変換して、ＬＤ ３３０と同じ波長を有する光信号を発生させる。

ＶＯＡ ３８５は、第２ＬＤ ３３５と第２光コネクタ３６５ｔの間に連結されて、第２光コネクタ３６５を通じてスプリッタに出力される光パワーを合わせる役割を行う。

図５で説明されていない部分は、図３と同じ参照番号について図３を参照する。

図６は、本発明の望ましい一実施形態に係る高出力のＰＬＣ光送受信モジュールの構成図である。

ＰＯＮシステムは、ＯＬＴとＯＮＴとの間の両方向通信を基本としている。ＯＬＴからＯＮＴとの間の通信の流れを下向き、ＯＮＴからＯＬＴとの間の通信の流れを上向きという。ここで、ＯＬＴとＯＮＴとの間の通信は、一筋の光導波路を利用し、上向き、下向き信号の区分のために、下向きは、１５００ｎｍ帯域（より具体的に、１４５０ｎｍ〜１５９０ｎｍ）の波長を、上向きは、１３００ｎｍ帯域（より具体的に、１２８０ｎｍ〜１３５０ｎｍ）の波長を使用する。

したがって、ＯＬＴから下向き信号を送ることは、光送信モジュールが担当し、上向き信号を処理することは、光受信モジュールが担当する。

ＰＯＮシステムに適用される光通信モジュールの小型化及び低コスト化のために、光送信モジュールおよび光受信モジュールを一つのモジュールで具現する光送受信モジュールの導入が一般化されている。したがって、図６では、高出力のＰＬＣ光送信モジュールに光受信モジュールを追加して製作される高出力のＰＬＣ光送受信モジュールを表す。

図６では、一つのＰＬＣプラットフォーム３１０上に光送信モジュール及び光受信モジュールが具現された高出力のＰＬＣ光送受信モジュール６００がある。図６に示すように、高出力のＰＬＣ光送受信モジュール６００は、ｍＰＤ ３２０、ＬＤ ３３０、第１光導波路３４０、ＳＯＡ ３５０、フォトダイオード６２０、第２光導波路６４０、光カプラー６６０、第３光導波路６８０及び光コネクタ３６０を備えて 構成される。

ＬＤ ３３０とＳＯＡ ３５０及びＳＯＡ ３５０と光カプラー６６０は、第１光導波路３４０に連結されており、光カプラー６６０及びフォトダイオード６２０は、第２光導波路６４０に連結されており、光カプラー６６０及び光コネクタ３６０は、第３光導波路６８０に連結されている。

ここで、送信端に該当する第１光導波路３４０には、１５００ｎｍ帯域波長の送信光信号が通過する。そして、受信端に該当する第２光導波路６４０には、１３００ｎｍ帯域波長の受信光信号が通過する。また、第３光導波路６８０には、１５００ｎｍ帯域波長の送信光信号と、１３００ｎｍ帯域波長の受信光信号とが通過する。

第１光導波路３４０のあるＬＤ ３３０及びＳＯＡ ３５０を通じて発生した１５００ｎｍ帯域の送信光信号は、光カプラー６６０を通じて一つからなる第３光導波路６８０を通過して、光コネクタ３６０を通じてスプリッタ方向の光ケーブルに出力される。

一方、スプリッタから入力された１３００ｎｍ帯域の受信光信号は、光コネクタ３６０を経て一つからなる第３光導波路６８０及び光カプラー６６０を経て、第２光導波路６４０に沿ってフォトダイオード６２０に入力される。

高出力のＰＬＣ光送受信モジュール６００のうち光送信の機能を行うものについて 説明されていない部分は、図３と同じ参照番号について図３を参照する。

フォトダイオード６２０は、光信号を入力されて電気信号に変換する役割を行う。すなわち、高出力のＰＬＣ光送受信モジュール６００で光受信の機能を行う。

光カプラー６６０は、送信光信号と受信光信号との各波長を分割または結合するためのものであって、送信光信号の場合、ＳＯＡ ３５０と光コネクタ３６０との間に位置し、受信光信号の場合、フォトダイオード６２０と光コネクタ３６０との間に位置する。

光コネクタ３６０は、ＳＯＡ ３５０で増幅された光信号をスプリッタ方向の光ケーブル（図１の１２０）に出力し、スプリッタから入力された光信号をＰＬＣプラットフォーム上の第３光導波路６８０に出力する。

ここで、スプリッタは、ＳＯＡ ３５０を通じて増幅された下向き光信号（ＯＮＴからＯＬＴに伝送される光信号）に対しては、複数のＯＮＴに出力し、複数のＯＮＴから入力される上向き光信号（ＯＮＴからＯＬＴに伝送される光信号）に対しては、第２光導波路６４０を経てフォトダイオード６２０に出力する。

ＰＬＣプラットフォーム３１０は、フォトダイオード６２０、ｍＰＤ ３２０、ＬＤ ３３０、ＳＯＡ ３５０、第１光導波路３４０、第２光導波路６４０、光カプラー６６０、第３光導波路６８０を一つにパッケージングして高出力で光信号を出力させる。

特に、高出力のＰＬＣ光送受信モジュール６００は、フォトダイオード６２０、ｍＰＤ ３２０、ＬＤ ３３０、ＳＯＡ ３５０、光導波路３４０、第２光導波路６４０、光カプラー６６０及び第３光導波路６８０を一つにパッケージングするに当って、集積度および光送信モジュールのサイズを小さくするためにＰＬＣプラットフォームを使用する。

図７は、図３ないし図６に適用されるＴＥＣの構成図である。

高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールを具現するに当って、ＰＬＣプラットフォームを使用時に熱放出という問題が発生する。すなわち、高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールを構成するＬＤと、半導体光増幅器のような能動素子は多量の電流を要求し、電気的な信号が光信号に変換されつつ多量の熱が発生する。

ＰＬＣプラットフォームの材料となるシリカ系列の物質は、金属より熱伝逹率が低いため、ＰＬＣプラットフォーム上に置かれたＬＤ及びＳＯＡ素子は、動作時間が延びるにつれて内部温度が上昇し、光パワーが小さくなる性能減衰現象が発生する。

このような性能減衰現象を防止するために、図７では、ＰＬＣプラットフォーム３１０にＴＥＣ ３７０を装着して、ＬＤ及び半導体光増幅期の内部温度が上昇することを防止する構造を表す。

ＴＥＣ ３７０の動作原理を説明すれば、次の通りである。電気的信号によってＴＥＣ ３７０面は温度が低くなるが、低くなった分の熱は、ＴＥＣ ３７０面の反対側に放出される。したがって、ＴＥＣ ３７０面の反対側に放出された熱を、ＰＬＣプラットフォーム３１０に影響を及ぼさずに外側に放出させるために、ＴＥＣ ３７０面の反対面は、金属材質の冷却板に接していれば、金属材質の冷却板の外側は、熱放出を効果的に行うために、図７と同様に、凹凸またはしわ状の放熱板の構造にする。

図３ないし図６でのあらゆる高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールは、ＰＬＣプラットフォーム３１０下端部に図７のようなＴＥＣ ３７０を装着している。

図８は、図３ないし図６に適用されるヘルメスシーリングを行った高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールの構成図である。図８に示すように、図３ないし図６に適用される高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールで、ＰＬＣプラットフォーム上３１０のＬＤ、ＳＯＡ及び／またはフォトダイオードなどが大気に露出される場合には、多様な要因によって各構成要素の性能や寿命に悪い結果を招く。

したがって、ＰＬＣプラットフォーム３１０上のＬＤ、ＳＯＡ及び／またはフォトダイオードなどを大気と分離し、安定した動作を行わせるために、図８に示すように、高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールの外部を金属性の物質で覆うヘルメスシーリング処理を通じて完全に密閉させる。

以上のように、図面及び明細書で最適の実施形態が開示された。ここでは特定の用語が使用されたが、これは単に本発明を説明するための目的で使用されたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。したがって、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲の技術的な思想によって決まらねばならない。

本発明は、光送受信モジュールに関連した技術分野に好適に適用されうる。

従来の光送信モジュールが使用されるＰＯＮシステム網の構成図である。 従来の高出力光パワーを得るための光送信モジュールの構成図である。 本発明の望ましい一実施形態に係る高出力のＰＬＣ光送信モジュールの構成図である。 図３でＶＯＡ（ＶＯＡ）を追加した高出力のＰＬＣ光送信モジュールの構成図である。 本発明の望ましい一実施形態に係る二重光導波路の構造を有する高出力のＰＬＣ光送信モジュールの構成図である。 本発明の望ましい一実施形態に係る高出力のＰＬＣ光送受信モジュールの構成図である。 図３ないし図６に適用されるＴＥＣの構成図である。 図３ないし図６に適用されるヘルメスシーリングを行った高出力のＰＬＣ光送信モジュールまたは高出力のＰＬＣ光送受信モジュールの構成図である。

符号の説明

３２０ ｍＰＤ
３３０ ＬＤ
３４０ 第１光導波路
３５０ ＳＯＡ
３６０ 光コネクタ
３７０ ＴＥＣ
６２０ フォトダイオード
６４０ 第２光導波路
６６０ 光カプラー
６８０ 第３光導波路

Claims (20)

1. ＰＯＮシステムのＯＬＴに位置する光送信モジュールにおいて、
   所定波長の光信号を発生させるレーザダイオードと、
   前記ＬＤから発生した光信号を増幅してスプリッタに出力する半導体光増幅器と、
   前記ＬＤ及び半導体光増幅器を一つにパッケージングして、光信号を高出力に出力させるＰＬＣプラットフォームと、を備えることを特徴とする高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
2. 前記ＬＤから発生した光信号をモニタリングするモニタダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
3. 前記ＬＤは、光信号集束機能を有するスポットサイズコンバータが備えられているＳＳＣ ＬＤであることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
4. 前記半導体光増幅器は、光信号集束機能を有するスポットサイズコンバータが備えられているＳＳＣ半導体光増幅器であることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
5. 前記ＬＤと前記半導体光増幅器とを連結する光導波路の所定地点に位置して、前記半導体光増幅器に入力される光信号の光パワーが一定になるように、前記ＬＤから出力された光信号の光パワーを調節する可変光減速器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
6. 前記半導体光増幅器と前記スプリッタとを連結する光コネクタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
7. 前記半導体光増幅器と前記光コネクタとを連結する光導波路の所定地点に位置して、前記半導体光増幅器から出力される光信号の光パワーが一定になるように調節する可変光減速器をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
8. 前記ＬＤと同じ波長の光信号を発生させる第２ＬＤと、
   前記第２ＬＤから発生した光信号が、前記半導体光増幅器を経ずに直ちに前記スプリッタに出力させる第２光導波路と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
9. 前記ＰＬＣプラットフォームに前記高出力のＰＬＣ光送信モジュールから発生した熱を冷却させる熱電冷却器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
10. 前記熱電冷却器は、凹凸またはしわ状を有する金属材質の冷却板で形成されたことを特徴とする請求項９に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
11. 前記高出力のＰＬＣ光送信モジュールを外部と遮断されるように金属材質で覆うヘルメスシーリング処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の高出力のＰＬＣ光送信モジュール。
12. ＰＯＮシステムのＯＬＴに位置する光送受信モジュールにおいて、
    光信号を入力されて電気信号に変換するフォトダイオードと、
    所定波長の光信号を発生させるＬＤと、
    前記ＬＤから発生した光信号を増幅する半導体光増幅器と、
    前記半導体光増幅器で増幅された光信号を結合してスプリッタに出力し、前記スプリッタから入力された光信号を分割して前記フォトダイオードに出力する光カプラーと、
    前記フォトダイオード、ＬＤ、半導体光増幅器及び光カプラーを一つにパッケージングして、高出力で光信号を出力させるＰＬＣプラットフォームと、を備えることを特徴とする高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
13. 前記ＬＤから発生した光信号をモニタリングするモニタダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
14. 前記ＬＤは、光信号集束機能を有するスポットサイズコンバータが備えられているＳＳＣ ＬＤであることを特徴とする請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
15. 前記半導体光増幅器は、光信号集束機能を有するスポットサイズコンバータが備えられているＳＳＣ半導体光増幅器であることを特徴とする請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
16. 前記ＬＤと前記半導体光増幅器とを連結する光導波路、及び／または前記半導体光増幅器と前記光コネクタとを連結する光導波路の所定位置に光パワーを調節する可変光減速器をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
17. 前記光カプラーと前記スプリッタとを連結する光コネクタをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
18. 前記ＰＬＣプラットフォームに、前記高出力のＰＬＣ光送受信モジュールから発生した熱を冷却させる熱電冷却器をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
19. 前記熱電冷却器は、凹凸またはしわ状を有する金属材質の冷却板で形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。
20. 前記高出力のＰＬＣ光送受信モジュールを外部と遮断されるように金属材質で覆うヘルメスシーリング処理を行うことを特徴とする 請求項１２に記載の高出力のＰＬＣ光送受信モジュール。

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