JP2008083281A - Single core bi-directional transmission/reception module - Google Patents

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Akira Oki
明 大木
Seiji Fukushima
誠治 福島
Takeshi Ito
伊藤  猛
Hisaki Nishizawa
寿樹 西澤
Yuji Mihashi
祐司 三橋
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single core bi-directional transmission/reception module that reduces transmission light reflection on the inner wall of a metallic housing and that can obtain stable transmission/reception properties. <P>SOLUTION: A laser diode 3, a photodiode 4, and a wavelength selective filter 8 are mounted on a metallic housing, with the end of optical fibers fixedly structured on the metallic housing or the outer side thereof. Transmission light emitted by the laser diode 3 forms an image on the optical fiber end face through the wavelength selective filter 8, while a signal light emitted from the optical fiber is made incident on the photodiode 4 through the wavelength selective filter 8. This single core bi-directional transmission/reception module is designed to be coated with a light absorbing material 40 that absorbs light of a communication wavelength region emitted by the laser diode 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、一心双方向送受信モジュールに関する。   The present invention relates to a single-fiber bidirectional transmission / reception module.

送信用と受信用の異なる2つの波長の光信号を一本の光ファイバを用いて伝送する一心双方向光送受信モジュールとしては、例えば図9に示すようなBIDI(bi−directional)型と呼ばれる構造のものがある(例えば、非特許文献1参照)。図9に示すように、BIDI型の一心双方向送受信モジュールは、例えばレーザダイオード303及びレーザダイオード出力モニタ用フォトダイオード309を搭載した送信部305、フォトダイオード304及び受信IC310を搭載した受信部306、及び光ファイバ315が、波長選別フィルター308が内蔵された金属筐体300に調芯固定されて構成されている。   For example, a structure called a BIDI (bi-directional) type as shown in FIG. 9 is used as a single-fiber bidirectional optical transmission / reception module that transmits optical signals having two different wavelengths for transmission and reception using a single optical fiber. (For example, refer nonpatent literature 1). As shown in FIG. 9, the BIDI type single-core bidirectional transmission / reception module includes, for example, a transmission unit 305 equipped with a laser diode 303 and a laser diode output monitoring photodiode 309, a reception unit 306 equipped with a photodiode 304 and a reception IC 310, The optical fiber 315 is configured to be aligned and fixed to the metal casing 300 in which the wavelength selection filter 308 is built.

レーザダイオード303と光ファイバ315とは波長選別フィルター308を挟んで対向しており、波長選別フィルター308はレーザダイオード303から光ファイバ315までの光路上に、該光路に対して45度傾斜した状態で配置されている。レーザダイオード303及びフォトダイオード304は、レーザダイオード303及び光ファイバ315間の光路と、フォトダイオード304及び波長選別フィルター308間の光路とが直交するように配置されている。   The laser diode 303 and the optical fiber 315 are opposed to each other with the wavelength selection filter 308 interposed therebetween. The wavelength selection filter 308 is inclined 45 degrees with respect to the optical path on the optical path from the laser diode 303 to the optical fiber 315. Has been placed. The laser diode 303 and the photodiode 304 are arranged so that the optical path between the laser diode 303 and the optical fiber 315 is orthogonal to the optical path between the photodiode 304 and the wavelength selection filter 308.

即ち、図9に示す一心双方向送受信モジュールにおいて、レーザダイオード304から出射される送信光320は波長選別フィルター308を透過して光ファイバ315端面で結像し、光ファイバ315から出射される信号光330は波長選別フィルター308によって反射されてフォトダイオード304に入射する構成となっている。   That is, in the single fiber bidirectional transmission / reception module shown in FIG. 9, the transmission light 320 emitted from the laser diode 304 passes through the wavelength selection filter 308 and forms an image on the end face of the optical fiber 315, and the signal light emitted from the optical fiber 315. Reference numeral 330 is configured to be reflected by the wavelength selection filter 308 and enter the photodiode 304.

「アクセス用光送受信モジュール」OPTRONICS、2004年、No.1、p.172〜176"Optical transceiver module for access" OPTRONICS, 2004, No.1, pp.172-176

しかしながら、レーザダイオード304から出射される送信光320の大部分は波長選別フィルター308を透過し、光ファイバ315端面で結像するが、実際には、送信光320のうち0.1〜1%程度の僅かな光(以下、一部送信光という)320aは波長選別フィルター308を透過せず、波長選別フィルター308によって反射される。このようにして波長選別フィルター303に反射された一部送信光320aは金属筐体300の内部に留まっていた。   However, most of the transmission light 320 emitted from the laser diode 304 is transmitted through the wavelength selection filter 308 and forms an image on the end face of the optical fiber 315, but actually, about 0.1 to 1% of the transmission light 320. A small amount of light (hereinafter referred to as “partially transmitted light”) 320 a does not pass through the wavelength selection filter 308 but is reflected by the wavelength selection filter 308. Thus, the partially transmitted light 320 a reflected by the wavelength selection filter 303 remains in the metal housing 300.

また、図9に示した一心双方向送受信モジュールにおいてレーザダイオード303とフォトダイオード304の位置を入れ替えた構成とした場合は、レーザダイオードからの送信光の大部分は波長選別フィルターによって反射されて光ファイバ端面で結像するが、一部送信光は波長選別フィルターを透過して金属筐体の内部に留まることとなる。   Further, when the positions of the laser diode 303 and the photodiode 304 are interchanged in the single-core bidirectional transmission / reception module shown in FIG. 9, most of the transmission light from the laser diode is reflected by the wavelength selection filter, and the optical fiber. Although the image is formed on the end face, part of the transmitted light passes through the wavelength selection filter and remains inside the metal casing.

さらに、波長選別フィルター308によって反射又は透過された一部送信光320aは金属筐体300の内部によって反射され、図9に示すようにその一部が波長選別フィルター308を透過して信号受信用フォトダイオード304に入射する虞がある。このように信号受信用フォトダイオード3に一部送信光320aが入射されると、一部送信光320aがノイズとなって実際の信号受信に悪影響を及ぼす虞があるという問題があった。   Further, the partial transmission light 320a reflected or transmitted by the wavelength selection filter 308 is reflected by the inside of the metal casing 300, and a part of the transmission light 320a is transmitted through the wavelength selection filter 308 as shown in FIG. There is a risk of entering the diode 304. As described above, when a part of the transmission light 320a is incident on the signal receiving photodiode 3, there is a problem that the part of the transmission light 320a may become noise and adversely affect the actual signal reception.

本発明はこのような問題を解決するものであって、金属筐体の内壁による送信光の反射を低減し、安定した送受信特性が得られる一心双方向送受信モジュールを提供することを目的とする。   The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide a single-fiber bidirectional transmission / reception module that can reduce reflection of transmission light by an inner wall of a metal casing and obtain stable transmission / reception characteristics.

上記の課題を解決するための本発明の請求項1に係る一心双方向送受信モジュールは、半導体光送信素子と、光信号受信素子と、波長選別フィルターとを金属筐体に搭載し、該金属筐体の外側に光ファイバを固定して構成され、前記半導体光送信素子が出射した送信光が前記波長選別フィルターを介して前記光ファイバ端面で結像し、前記光ファイバから出射される信号光が前記波長選別フィルターを介して前記光信号受信素子に入射する一心双方向光送受信モジュールにおいて、前記金属筐体は、内壁に通信波長域の光を吸収する光吸収材を塗布されたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a single-fiber bidirectional transmission / reception module according to claim 1 of the present invention includes a semiconductor optical transmission element, an optical signal reception element, and a wavelength selection filter mounted on a metal casing. An optical fiber is fixed outside the body, and the transmission light emitted from the semiconductor optical transmission element forms an image on the end face of the optical fiber through the wavelength selection filter, and the signal light emitted from the optical fiber is In the single-fiber bidirectional optical transceiver module that enters the optical signal receiving element through the wavelength selection filter, the metal casing is coated with a light absorbing material that absorbs light in a communication wavelength range on an inner wall. To do.

本発明の請求項2に係る一心双方向送受信モジュールは、請求項1記載の一心双方向送受信モジュールにおいて、前記光吸収材は、C−H結合を含むポリマーであることを特徴とする。   The single-fiber bidirectional transmission / reception module according to claim 2 of the present invention is the single-core bidirectional transmission / reception module according to claim 1, wherein the light absorbing material is a polymer containing a C—H bond.

本発明の請求項3に係る一心双方向送受信モジュールは、請求項1又は請求項2記載の一心双方向送受信モジュールにおいて、前記光吸収材をスピンコートにより塗布することを特徴とする。   The single-fiber bidirectional transmission / reception module according to claim 3 of the present invention is the single-core bidirectional transmission / reception module according to claim 1 or 2, wherein the light absorbing material is applied by spin coating.

上述した本発明に係る一心双方向送受信モジュールによれば、半導体光送信素子から出射される送信光が、波長選別フィルターを透過して光ファイバ端面で結像する構造において波長選別フィルターによって反射される一部の光、又は、波長選別フィルターにより反射され、光ファイバ端面で結像する構成において波長選別フィルターを透過する一部の光を金属筐体の内壁に塗布した光吸収材によって吸収することができるために、送信光の一部がフォトダイオードに入射することを抑制することができる。   According to the above-described single-fiber bidirectional transmission / reception module according to the present invention, the transmission light emitted from the semiconductor optical transmission element is reflected by the wavelength selection filter in a structure that passes through the wavelength selection filter and forms an image on the end face of the optical fiber. A part of the light or a part of the light reflected by the wavelength selection filter and transmitted through the wavelength selection filter in the configuration in which the image is formed on the end face of the optical fiber may be absorbed by the light absorbing material applied to the inner wall of the metal housing. Therefore, it is possible to suppress a part of the transmission light from entering the photodiode.

これにより、半導体光送信素子と光信号受光素子との間の内部光クロストークを−47dB以下にすることができ、光アイソレーション量を消光比10dB、平均光パワー−30dBmの信号光を安定して受信するために必要な48dB以上に維持することができる。従って、フォトダイオード側の信号光の受信特性に与えるレーザダイオード光からのノイズ光の影響を無視できるレベルまで小さくできる。   As a result, the internal optical crosstalk between the semiconductor optical transmitting element and the optical signal receiving element can be reduced to −47 dB or less, and the signal light with an extinction ratio of 10 dB and an average optical power of −30 dBm can be stabilized. Can be maintained at 48 dB or more necessary for reception. Therefore, the influence of the noise light from the laser diode light on the reception characteristic of the signal light on the photodiode side can be reduced to a level at which it can be ignored.

また、波長1.0〜1.6μmの赤外線を吸収するポリマーをスピンコート等で塗布することにより、製造コストを抑制することができる。   Moreover, manufacturing cost can be suppressed by apply | coating the polymer which absorbs infrared rays with a wavelength of 1.0-1.6 micrometers by spin coating etc.

以下、図1に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1は一心双方向送受信モジュールの一例を示す部分断面図である。図1に示すように、本実施形態において一心双方向送受信モジュールは、支持体であるステム1に有底筒状のレンズキャップ2を被せて構成される金属筐体の内部に、レーザダイオード3、フォトダイオード4及び波長選別フィルター8を収納して構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a single-core bidirectional transmission / reception module. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the single-core bidirectional transmission / reception module includes a laser diode 3, a metal casing configured by covering a stem 1, which is a support, with a bottomed cylindrical lens cap 2. The photodiode 4 and the wavelength selection filter 8 are accommodated.

具体的には、レーザダイオード3及びフォトダイオード4は、ステム1上にそれぞれサブキャリア5,6を介して固定され、波長選別フィルター8は図示しないホルダに保持されており、レンズ7を備えたレンズキャップ2によって封止されている。なお、レンズキャップ2の外側であって、レンズ7に対向する位置には図示しない光ファイバが固定されているものとする。   Specifically, the laser diode 3 and the photodiode 4 are fixed on the stem 1 via the subcarriers 5 and 6, respectively, and the wavelength selection filter 8 is held by a holder (not shown). Sealed by a cap 2. It is assumed that an optical fiber (not shown) is fixed outside the lens cap 2 and at a position facing the lens 7.

レーザダイオード3は出射される送信光20が波長選別フィルター8を透過してレンズ7を通り、光ファイバ端面へと入射されるように配置され、フォトダイオード4は光ファイバから出射されてレンズ7を通り波長選別フィルター8によって反射された信号光30を受信するように配置されている。   The laser diode 3 is arranged so that the outgoing transmission light 20 passes through the wavelength selection filter 8 and passes through the lens 7 and is incident on the end face of the optical fiber. The photodiode 4 is emitted from the optical fiber and passes through the lens 7. The signal light 30 reflected by the wavelength selection filter 8 is arranged so as to be received.

本実施形態において、少なくともレンズキャップ2の内側壁2aには全面に光吸収材40が塗布されている。レンズキャップ2の内側壁2aへ光吸収材40の塗布する方法としては、例えば、スピンコート等がある。また、光吸収材40としては、通信波長域に応じて、送信光20として用いられる光の波長域、例えば、波長1.0〜1.6μm帯域の光の反射を妨げる材料を用いるものとする。   In the present embodiment, at least the inner wall 2a of the lens cap 2 is coated with a light absorbing material 40 over the entire surface. Examples of a method for applying the light absorbing material 40 to the inner wall 2a of the lens cap 2 include spin coating. In addition, as the light absorbing material 40, a material that prevents reflection of light in the wavelength range of light used as the transmission light 20, for example, in the wavelength range of 1.0 to 1.6 μm, is used according to the communication wavelength range. .

本実施形態の一心双方向送受信モジュールによれば、レーザダイオード3から出射される送信光20は波長選別フィルター8を透過し、レンズ7を介して光ファイバの端面で結像する構成となっているが、一部送信光20aは波長選別フィルター8によって反射される。ここで、レンズキャップ2の内側壁2aには光吸収材40が塗布されているために、上記反射された一部送信光20aは光吸収材40によって吸収されることとなる。   According to the single-core bidirectional transmission / reception module of the present embodiment, the transmission light 20 emitted from the laser diode 3 passes through the wavelength selection filter 8 and forms an image on the end face of the optical fiber via the lens 7. However, a part of the transmission light 20 a is reflected by the wavelength selection filter 8. Here, since the light absorbing material 40 is applied to the inner wall 2 a of the lens cap 2, the reflected partial transmission light 20 a is absorbed by the light absorbing material 40.

従って、レーザダイオード3から出射された送信光20の一部が波長選別フィルター8によって反射された場合であっても、レンズキャップ2の内壁2aによってこの光を吸収することができるため、フォトダイオード4に一部送信光20aが入射し、ノイズ光となって悪影響を及ぼす虞がなくなる。   Accordingly, even when a part of the transmission light 20 emitted from the laser diode 3 is reflected by the wavelength selection filter 8, this light can be absorbed by the inner wall 2a of the lens cap 2, and therefore the photodiode 4 Therefore, there is no possibility that the transmitted light 20a is incident on the light and becomes noise light and has an adverse effect.

なお、光吸収材40の膜厚は均一である必要はなく、金属筐体の内部に留まった光を吸収できれば良い。また、上述した一部送信光20aを吸収する方法のほかに、内側壁2aに誘電体多層膜をコートし、一部送信光20aの反射を低減し、ノイズ光の発生を抑制し、送信光20と受信フォトダイオード4間の光アイソレーションを48dB以上に維持できれば良い。   In addition, the film thickness of the light absorption material 40 does not need to be uniform, and should just be able to absorb the light which stayed inside the metal housing. In addition to the method of absorbing the partial transmission light 20a described above, a dielectric multilayer film is coated on the inner wall 2a to reduce the reflection of the partial transmission light 20a and suppress the generation of noise light. What is necessary is just to maintain optical isolation between 20 and the receiving photodiode 4 at 48 dB or more.

以下、図2〜5に基づいて本発明の第1の実施例を詳細に説明する。図2は本実施例の送信部を示す模式図、図3は本実施例の受信部を示す模式図、図4は本実施例の一心双方向送受信モジュールの内部を示す模式図、図5は本実施例の一心双方向送受信モジュールを一部破断して模式的に示す断面図である。なお、本実施例は、本発明の効果を示す一つの例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得ることは言うまでもない。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the transmission unit of the present embodiment, FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the reception unit of the present embodiment, FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the inside of the single-core bidirectional transmission / reception module of the present embodiment, and FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a single core bidirectional transmission / reception module of the present embodiment with a part thereof broken away. FIG. Note that this embodiment is an example showing the effects of the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本実施例における一心双方向送受信モジュールは、半導体光送信素子として発振波長1310nmのリッジ加工を施した埋め込み導波路型DFB−LDを用い、光信号受信素子として受光径60μmのフォトダイオード104を用いる場合を例として説明する。   The single-core bidirectional transmission / reception module in this embodiment uses a buried waveguide type DFB-LD having a ridge processing with an oscillation wavelength of 1310 nm as a semiconductor optical transmission element, and a photodiode 104 having a light receiving diameter of 60 μm as an optical signal reception element. Will be described as an example.

図2〜図5に示すように、本実施例の一心双方向送受信モジュールは、支持体としてのステム101にレンズキャップ102を被せて構成される金属筐体の内部にレーザダイオード103、pin−フォトダイオード(以下、フォトダイオード)104、レーザダイオード出力モニタ用フォトダイオード(MPD)109、受信IC(transimpedance−amplifier:TIA)110、チップコンデンサ111等が搭載されると共に、レンズキャップ102の上に1.55μmカットフィルター112を内蔵したスリーブ113が固定され、スリーブ113の上にファイバカラー114を被せたピグテイルファイバ115が固定されて構成されている。   As shown in FIGS. 2 to 5, the single-core bidirectional transmission / reception module of the present embodiment includes a laser diode 103, a pin-photo inside a metal casing configured by covering a stem 101 as a support with a lens cap 102. A diode (hereinafter referred to as a photodiode) 104, a laser diode output monitoring photodiode (MPD) 109, a receiving IC (transimpedance-amplifier: TIA) 110, a chip capacitor 111, and the like are mounted on the lens cap 102. A sleeve 113 containing a 55 μm cut filter 112 is fixed, and a pigtail fiber 115 covered with a fiber collar 114 is fixed on the sleeve 113.

レーザダイオード103及びレーザダイオード出力モニタ用フォトダイオード109はサブキャリア105に支持され、フォトダイオード104はサブキャリア106に支持されてそれぞれステム上に配置されている。   The laser diode 103 and the laser diode output monitoring photodiode 109 are supported by the subcarrier 105, and the photodiode 104 is supported by the subcarrier 106 and arranged on the stem.

サブキャリア105は側面にV溝部105aを有し、このV溝部105aに波長選別フィルター108が固定されている。これにより、波長選別フィルター108は鉛直方向に対して傾斜した状態でレーザダイオード103の側方に配置されることとなり、図5に示すように送信光120は波長選別フィルター108によって反射されてピグテイルファイバ115の端面へ入射する構成となっている。   The subcarrier 105 has a V-groove 105a on the side surface, and the wavelength selection filter 108 is fixed to the V-groove 105a. As a result, the wavelength selection filter 108 is disposed on the side of the laser diode 103 in an inclined state with respect to the vertical direction, and the transmitted light 120 is reflected by the wavelength selection filter 108 as shown in FIG. It is configured to enter the end face of the fiber 115.

また、フォトダイオード104は波長選別フィルター108の直下に、ピグテイルファイバ115から出射されて波長選別フィルター108を透過した信号光130を入射するように配置されている。   The photodiode 104 is arranged immediately below the wavelength selection filter 108 so that the signal light 130 emitted from the pigtail fiber 115 and transmitted through the wavelength selection filter 108 is incident thereon.

さらに、図5中、ドットを付して示すように、レンズキャップ102の内壁102aにはレンズ107部分を除き、1310nmのレーザ光を吸収する光吸収材が塗布されている。   Furthermore, as shown with dots in FIG. 5, a light absorbing material that absorbs a 1310 nm laser beam is applied to the inner wall 102a of the lens cap 102 except for the lens 107 portion.

なお、本実施例においては、波長選別フィルター108からフォトダイオード104までの光路長を0.55±0.1mm、波長選別フィルター108からレーザダイオード103までの光路長を0.55±0.1mmとして設計している。   In this embodiment, the optical path length from the wavelength selection filter 108 to the photodiode 104 is 0.55 ± 0.1 mm, and the optical path length from the wavelength selection filter 108 to the laser diode 103 is 0.55 ± 0.1 mm. Designing.

以下、本実施例に係る一心双方向送受信モジュールの組立工程を説明する。
まず、送信部の作製を行う。図2に示すようにレーザダイオード103およびレーザダイオード出力モニタ用フォトダイオード109をサブキャリア105上に金錫ハンダにより固定する。レーザダイオード103のサブキャリア105への搭載は、自動搭載機により行えば、搭載精度はサブキャリア105上の指定座標に対して±50μm以内にほぼ100%の歩留まりで搭載可能である。その後、サブキャリア105のV溝部105aに波長選別フィルター108を挿入し、波長選別フィルター108を傾斜させた状態で接着剤により固定する。
Hereinafter, the assembly process of the single-fiber bidirectional transmission / reception module according to the present embodiment will be described.
First, a transmitter is manufactured. As shown in FIG. 2, the laser diode 103 and the laser diode output monitoring photodiode 109 are fixed on the subcarrier 105 with gold-tin solder. If the laser diode 103 is mounted on the subcarrier 105 by an automatic mounting machine, the mounting accuracy can be mounted with a yield of almost 100% within ± 50 μm with respect to the designated coordinates on the subcarrier 105. Thereafter, the wavelength selection filter 108 is inserted into the V groove portion 105a of the subcarrier 105, and the wavelength selection filter 108 is tilted and fixed with an adhesive.

次に、受信部の作製を行う。図3に示すように、サブキャリア106を介してフォトダイオード104を金錫ハンダによりステム101上に固定する。フォトダイオード104の搭載は自動搭載機により行う。搭載精度は、ステム101上の指定座標を中心とした半径100μmの円内で良く、ほぼ100%の歩留まりでこの精度を達成できる。次いで、受信IC110と電源ノイズカット用のチップコンデンサ111を自動搭載機で搭載し、接着剤を用いて固定する。最後に、導通の必要な各端子間、例えば、チップコンデンサ111とピン端子116等をワイヤボンディング117(図4参照)で接続する。   Next, the receiving unit is manufactured. As shown in FIG. 3, the photodiode 104 is fixed on the stem 101 with gold-tin solder via the subcarrier 106. The photodiode 104 is mounted by an automatic mounting machine. The mounting accuracy may be within a circle having a radius of 100 μm centered on the designated coordinates on the stem 101, and this accuracy can be achieved with a yield of almost 100%. Next, the receiving IC 110 and the power supply noise cutting chip capacitor 111 are mounted by an automatic mounting machine, and fixed using an adhesive. Finally, the terminals that need to be connected, for example, the chip capacitor 111 and the pin terminal 116 are connected by wire bonding 117 (see FIG. 4).

次に、送信部の調芯を行う。図4に示すようにレーザダイオード103、レーザダイオード出力モニタ用フォトダイオード109及び波長選別フィルター108が搭載されているサブキャリア105を、レーザダイオード103−光ファイバ115間の光路と、フォトダイオード104−光ファイバ115間の光路とが、波長選別フィルター108−レンズ107間で重なり合うように調芯し、金錫ハンダで固定する。なお、調芯は図4中白抜きの矢印で示した方向にサブキャリア105を移動させ、位置を調整することにより行う。   Next, the transmission unit is aligned. As shown in FIG. 4, the laser diode 103, the laser diode output monitoring photodiode 109, and the subcarrier 105 on which the wavelength selection filter 108 is mounted are connected to the optical path between the laser diode 103 and the optical fiber 115, and the photodiode 104 to the light. The optical path between the fibers 115 is aligned so as to overlap between the wavelength selection filter 108 and the lens 107, and fixed with gold-tin solder. Note that alignment is performed by moving the subcarrier 105 in the direction indicated by the white arrow in FIG. 4 and adjusting the position.

最後に、レンズキャップ102による封止及び光ファイバ115の調芯を行う。図5に示すように、全ての部品の搭載を終了したステム101上に、内壁102aに1310nm吸収ポリマーを塗布したレンズキャップ102を被せ抵抗溶接により固定する。次いで、レンズキャップ102の上に、1.55μmカットフィルター112を内蔵したスリーブ113を被せてYAGレーザにより溶接固定する。さらにレーザダイオード103に通電して発光させ、ファイバカラー114を被せたピグテイルファイバ115をアクティブ調芯してYAGレーザにより溶接固定する。   Finally, sealing with the lens cap 102 and alignment of the optical fiber 115 are performed. As shown in FIG. 5, a lens cap 102 having an inner wall 102a coated with a 1310 nm absorbing polymer is placed on a stem 101 on which all components have been mounted, and fixed by resistance welding. Next, a sleeve 113 containing a 1.55 μm cut filter 112 is placed on the lens cap 102 and fixed by welding with a YAG laser. Further, the laser diode 103 is energized to emit light, and the pigtail fiber 115 covered with the fiber collar 114 is actively aligned and fixed by welding with a YAG laser.

なお、本実施例において、上述したレンズ107は非球面レンズであってもボールレンズであっても良い。また、レンズキャップ102の内壁102aに塗布される光吸収材のベースとしては、ポリイミド、ポリカーボネート、UV硬化樹脂、PMMA(Polymethyl methacrylate)等のC−H結合を多く含む屈折率1.5以下程度であって、85℃以上の耐熱性を有するポリマーが好適である。さらに、これらベース材に1310nmの光の吸収効率を高めるために、他のC−H結合を有する高分子化合物を混合して用いても良い。   In this embodiment, the lens 107 described above may be an aspherical lens or a ball lens. The base of the light absorbing material applied to the inner wall 102a of the lens cap 102 has a refractive index of about 1.5 or less including many C—H bonds such as polyimide, polycarbonate, UV curable resin, and PMMA (Polymethyl methacrylate). A polymer having heat resistance of 85 ° C. or higher is preferable. Furthermore, in order to increase the light absorption efficiency of 1310 nm in these base materials, other polymer compounds having a C—H bond may be mixed and used.

レーザダイオード103から出射される送信光120は波長選別フィルター108によって反射されて光ファイバ115の端面で結像するが、図中破線で示す一部の僅かな光(以下、一部送信光)120aは波長選別フィルター108を透過する。本実施例によれば、レンズキャップ102の内壁102aには光吸収材が塗布されているために、波長選別フィルター108を透過した一部送信光120aは内壁102aに入射すると光吸収材によってほぼ吸収されることとなる。従って、フォトダイオード104による信号受信においてノイズが発生する虞を低減することが可能となった。   The transmission light 120 emitted from the laser diode 103 is reflected by the wavelength selection filter 108 and forms an image on the end face of the optical fiber 115, but a small amount of light (hereinafter referred to as partial transmission light) 120a indicated by a broken line in the figure. Passes through the wavelength selection filter 108. According to the present embodiment, since the light absorbing material is applied to the inner wall 102a of the lens cap 102, the partially transmitted light 120a transmitted through the wavelength selection filter 108 is substantially absorbed by the light absorbing material when entering the inner wall 102a. Will be. Therefore, it is possible to reduce the possibility of noise occurring during signal reception by the photodiode 104.

上述した工程により作製した一心双方向送受信モジュールは、送信光120と受信フォトダイオード104間の光アイソレーションは48dB以上となっており、フォトダイオード側の信号光の受信特性に与えるレーザダイオードからの送信光によるノイズ光を、影響が無視できる程度まで小さくすることができる。   In the single-fiber bidirectional transmission / reception module manufactured by the above-described process, the optical isolation between the transmission light 120 and the reception photodiode 104 is 48 dB or more, and the transmission from the laser diode is given to the reception characteristic of the signal light on the photodiode side. Noise light due to light can be reduced to such an extent that the influence can be ignored.

図6及び図7に基づいて本発明の第2の実施例を詳細に説明する。図6は本実施例に係る一心双方向送受信モジュールを模式的に示す断面図、図7は本実施例に係るフィルター保持ホルダを示す斜視図である。   The second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the single-core bidirectional transmission / reception module according to this embodiment, and FIG. 7 is a perspective view showing the filter holding holder according to this embodiment.

図6に示すように、本実施例において一心双方向送受信モジュールは、支持体であるステム201にレンズキャップ202を被せて構成される金属筐体の内部にレーザダイオード203、フォトダイオード204、受信IC210、及び波長選別フィルター208を搭載して構成されている。レンズキャップ202の内壁202aには、図6中にドットを付して示す光吸収材としてのポリイミドが塗布されている。   As shown in FIG. 6, in this embodiment, the single-fiber bidirectional transmission / reception module includes a laser diode 203, a photodiode 204, and a reception IC 210 in a metal casing configured by covering a stem 201 as a support with a lens cap 202. , And a wavelength selection filter 208. The inner wall 202a of the lens cap 202 is coated with polyimide as a light absorbing material indicated by dots in FIG.

レーザダイオード203はサブキャリア205上に固定され、フォトダイオード204はステム201上に固定されている。波長選別フィルター208は、レーザダイオード203の側方かつフォトダイオード204の上方に、フォトダイオード204を跨ぐように設置されている。   The laser diode 203 is fixed on the subcarrier 205, and the photodiode 204 is fixed on the stem 201. The wavelength selection filter 208 is installed on the side of the laser diode 203 and above the photodiode 204 so as to straddle the photodiode 204.

フィルター保持ホルダ218は、図示しない光ファイバから出射される信号光230が貫通する凹部218aを備え、レーザダイオード203はフィルター保持ホルダ218の凹部218aを構成する内側壁部218bとほぼ等しい高さに配置されている。内側壁部218bには、レンズキャップ202の内壁202aと同様に光吸収材としてのポリイミドが塗布されている。   The filter holding holder 218 includes a recess 218a through which signal light 230 emitted from an optical fiber (not shown) passes, and the laser diode 203 is disposed at a height substantially equal to the inner wall portion 218b constituting the recess 218a of the filter holding holder 218. Has been. Like the inner wall 202a of the lens cap 202, polyimide as a light absorbing material is applied to the inner wall portion 218b.

レーザダイオード203は送信光220が波長選別フィルター208によって反射されてレンズ207を透過し、図示しない光ファイバ端面と結像するように配置され、フォトダイオード204は上記光ファイバから出射され、レンズ207及び波長選別フィルター208を透過した信号光230を受信するように配置されている。   The laser diode 203 is arranged so that the transmission light 220 is reflected by the wavelength selection filter 208 and passes through the lens 207 and forms an image with the end face of the optical fiber (not shown). The photodiode 204 is emitted from the optical fiber, and the lens 207 and It arrange | positions so that the signal light 230 which permeate | transmitted the wavelength selection filter 208 may be received.

レーザダイオード203から出射された送信光220の大部分は光波長選別フィルター208によって反射され、レンズ207を透過して光ファイバへ入射するが、図中破線で示す一部の僅かな光(以下、一部送信光)220aは波長選択フィルター208を透過して内側壁部218b側へ向かう。   Most of the transmission light 220 emitted from the laser diode 203 is reflected by the light wavelength selection filter 208, passes through the lens 207, and enters the optical fiber. The partially transmitted light 220a passes through the wavelength selection filter 208 and travels toward the inner wall 218b.

本実施例においては内側壁部218b及び内壁202aに光吸収材としてのポリイミドが塗布されているために、レーザダイオード203から出射され波長選別フィルター208を透過した一部送信光220aはポリイミドによってほぼ吸収されることとなる。これにより、フォトダイオード204に送信波長域の光がノイズとして入射することを抑制でき、一部送信光220aによるフォトダイオード204の受信特性への影響を低減することが可能となった。   In this embodiment, since polyimide as a light absorbing material is applied to the inner wall portion 218b and the inner wall 202a, the partially transmitted light 220a emitted from the laser diode 203 and transmitted through the wavelength selection filter 208 is almost absorbed by the polyimide. Will be. As a result, it is possible to suppress the light in the transmission wavelength range from entering the photodiode 204 as noise, and it is possible to reduce the influence of the partial transmission light 220a on the reception characteristics of the photodiode 204.

即ち、本実施例によればレーザダイオード−フォトダイオード間の内部光クロストークを−47dB以下とすることができ、光アイソレーション量を消光比10dB、平均光パワー−30dBmの信号光を安定して受信するために必要な48dB以上に維持することができる。従って、フォトダイオード側の信号光の受信特性に与えるレーザダイオード光からのノイズ光の影響を無視できるレベルまで小さくできる。   That is, according to the present embodiment, the internal optical crosstalk between the laser diode and the photodiode can be set to −47 dB or less, and the optical isolation amount is stabilized with the signal light having the extinction ratio of 10 dB and the average optical power of −30 dBm. It can be maintained at 48 dB or more necessary for reception. Therefore, the influence of the noise light from the laser diode light on the reception characteristic of the signal light on the photodiode side can be reduced to a level at which it can be ignored.

本発明の第3の実施例を図に基づいて説明する。図8は本実施例に係る一心双方向送受信モジュールを模式的に示す断面図である。本実施例は、BI−DI型モジュールに本発明を適用するものであり、図9に示し上述した部材と同一の部材については適宜説明を省略し、異なる部材を中心に説明する。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the single-core bidirectional transmission / reception module according to this embodiment. In this embodiment, the present invention is applied to a BI-DI type module, and the description of the same members as those shown in FIG. 9 will be omitted as appropriate, and different members will be mainly described.

図8に示すように、本実施例に係る一心双方向送受信モジュールは、レーザダイオード303を搭載した送信部305、フォトダイオード304を搭載した受信部306、及び光ファイバ315が、波長選別フィルター308が内蔵された金属筐体301に調芯固定されて構成されている。金属筐体301の内壁301aには全面に光吸収材としてのPMMAが塗布されている。   As shown in FIG. 8, the single-fiber bidirectional transmission / reception module according to this embodiment includes a transmission unit 305 equipped with a laser diode 303, a reception unit 306 equipped with a photodiode 304, and an optical fiber 315. It is configured to be aligned and fixed to a built-in metal casing 301. The inner wall 301a of the metal casing 301 is coated with PMMA as a light absorbing material on the entire surface.

本実施例によれば、レーザダイオード303から出射される送信光320の大部分は波長選別フィルター308を透過して光ファイバ315端面で結像し、図中破線で示す一部送信光320aは波長選別フィルター308によって反射されて金属筐体301の内壁301aへと入射する。該内壁301aには光吸収材としてPMMAが塗布されているため、内壁301aへと入射した一部送信光320aは内壁301aに塗布されたPMMAによってほぼ吸収されることとなる。   According to the present embodiment, most of the transmission light 320 emitted from the laser diode 303 passes through the wavelength selection filter 308 and forms an image on the end face of the optical fiber 315, and the partial transmission light 320a indicated by a broken line in the figure has a wavelength. The light is reflected by the sorting filter 308 and enters the inner wall 301 a of the metal casing 301. Since the inner wall 301a is coated with PMMA as a light absorbing material, the partially transmitted light 320a incident on the inner wall 301a is almost absorbed by the PMMA applied to the inner wall 301a.

これにより、レーザダイオード303から出射し、波長選別フィルター308によって反射された一部送信光320aがノイズ光としてフォトダイオード304に入射する虞がなく、フォトダイオード304の受信特性への影響を低減することが可能となった。   Thereby, there is no possibility that the partial transmission light 320a emitted from the laser diode 303 and reflected by the wavelength selection filter 308 is incident on the photodiode 304 as noise light, and the influence on the reception characteristics of the photodiode 304 is reduced. Became possible.

即ち、レーザダイオード−フォトダイオード間の内部光クロストークを−47dB以下とすることができ、光アイソレーション量を消光比10dB、平均光パワー−30dBmの信号光を安定して受信するために必要な48dB以上に維持することができる。従って、フォトダイオード側の信号光の受信特性に与えるレーザダイオード光からのノイズ光の影響を無視できるレベルまで低減することが可能となった。   That is, the internal optical crosstalk between the laser diode and the photodiode can be set to −47 dB or less, and it is necessary for stably receiving signal light having an optical isolation amount of 10 dB and an average optical power of −30 dBm. It can be maintained at 48 dB or more. Therefore, it is possible to reduce the influence of noise light from the laser diode light on the reception characteristics of the signal light on the photodiode side to a level at which it can be ignored.

本発明は、一心双方向送受信モジュールに利用可能である。   The present invention is applicable to a single-fiber bidirectional transmission / reception module.

本発明の実施形態に係る一心双方向送受信モジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the single core bidirectional | two-way transmission / reception module which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例1における一心双方向送受信モジュールの送信部を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the transmission part of the single core bidirectional | two-way transmission / reception module in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における一心双方向送受信モジュールの受信部を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the receiving part of the single core bidirectional | two-way transmission / reception module in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における一心双方向送受信モジュールの一部を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically a part of single fiber bidirectional | two-way transmission / reception module in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における一心双方向送受信モジュールを一部破断して模式的に示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a single-core bidirectional transmission / reception module according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例2における一心双方向送受信モジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the single core bidirectional | two-way transmission / reception module in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における一心双方向送受信モジュールのフィルター保持ホルダを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the filter holding holder of the single core bidirectional | two-way transmission / reception module in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における一心双方向送受信モジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the single core bidirectional | two-way transmission / reception module in Example 3 of this invention. 従来の一心双方向送受信モジュールの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the conventional single core bidirectional | two-way transmission / reception module.

符号の説明Explanation of symbols

1,101,201 ステム
2,102,202 レンズキャップ
2a,102a,202a,301a 内壁
3,103,203,303 レーザダイオード
4,104,204,304 フォトダイオード
5,6,105,106,205 サブキャリア
7,107,207 レンズ
8,108,208,308 波長選別フィルター
9,109 レーザダイオード出力モニタ用フォトダイオード
10,110 受信IC
11 チッブコンデンサ
12 1.55μmカットフィルター
13 スリーブ
14 ファイバカラー
15 ピグテイルファイバ
16 端子
17 ワイヤボンディング
20,120,220,320 レーザダイオードから出射される送信光
30,130,230,330 光ファイバから出射される信号光
40 光吸収材
1, 101, 201 Stem 2, 102, 202 Lens cap 2a, 102a, 202a, 301a Inner wall 3, 103, 203, 303 Laser diode 4, 104, 204, 304 Photo diode 5, 6, 105, 106, 205 Subcarrier 7, 107, 207 Lens 8, 108, 208, 308 Wavelength selection filter 9, 109 Laser diode output monitoring photodiode 10, 110 Receiver IC
11 Chip capacitor 12 1.55 μm cut filter 13 Sleeve 14 Fiber collar 15 Pigtail fiber 16 Terminal 17 Wire bonding 20, 120, 220, 320 Transmitted light emitted from laser diode 30, 130, 230, 330 Emitted from optical fiber Signal light 40 Light absorber

Claims (3)

半導体光送信素子と、光信号受信素子と、波長選別フィルターとを金属筐体に搭載し、前記金属筐体又は前記金属筐体の外側に光ファイバの端部が固定されて構成され、前記半導体光送信素子が出射した送信光が前記波長選別フィルターを介して前記光ファイバ端面で結像し、前記光ファイバから出射される信号光が前記波長選別フィルターを介して前記光信号受信素子に入射する一心双方向光送受信モジュールにおいて、前記金属筐体の内壁に、前記半導体光送信素子によって出射される通信波長域の光を吸収する光吸収材を塗布したことを特徴とする一心双方向送受信モジュール。   A semiconductor optical transmission element, an optical signal receiving element, and a wavelength selection filter are mounted on a metal casing, and an end portion of an optical fiber is fixed to the metal casing or the outside of the metal casing, and the semiconductor Transmission light emitted from the optical transmission element forms an image on the end face of the optical fiber through the wavelength selection filter, and signal light emitted from the optical fiber enters the optical signal reception element through the wavelength selection filter. In the single-fiber bidirectional optical transceiver module, a light-absorbing material that absorbs light in a communication wavelength region emitted from the semiconductor optical transmission element is applied to the inner wall of the metal casing. 前記光吸収材は、C−H結合を含むポリマーであることを特徴とする請求項1記載の一心双方向送受信モジュール。   The single-fiber bidirectional transmission / reception module according to claim 1, wherein the light absorbing material is a polymer containing a C—H bond. 前記光吸収材をスピンコートにより塗布することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の一心双方向送受信モジュール。   The single-fiber bidirectional transmission / reception module according to claim 1 or 2, wherein the light absorbing material is applied by spin coating.
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