JP2008090019A - 双方向光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】反射戻り光をＬＤに入射させない機能を有する偏波無依存型光アイソレータを備えた１パッケージＢｉＤを提供すること。
【解決手段】本発明の１パッケージＢｉＤ１は、送信光を光ファイバに向け出力するＬＤ３２と、光ファイバが出射し、送信光とは異なる波長を有する受信光を受光するＰＤ３６と、送信光を反射し受信光を透過する、若しくは送信光を透過し受信光を反射する波長合分波フィルタ３３と、波長合分波フィルタ３３と光ファイバとの間に搭載された偏波無依存型光アイソレータ２０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光アイソレータを備えた双方向光モジュールに関する。

ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）に代表される加入者系通信網では、より高速大容量の即時通信を安価に実現するためにＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを利用している。ＰＯＮシステムでは、一芯双方向通信方式を利用して光ファイバの本数を減らし、さらに、光ファイバの伝送路を局側と複数のユーザ（宅側）で共有しているため、メタルケーブル並に低価格で、かつ高速なサービスを提供することができる。なお、ＰＯＮシステムでは、１本の光ファイバを用いて、１．３１μｍ帯と１．５５μｍ帯（又は１．４９μｍ帯）の２波長で送受信を行う波長多重（ＷＤＭ）方式を採用している。

このような、ＰＯＮシステムに使用される一芯双方向モジュール（ＢｉＤ：Ｂｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｍｏｄｕｌｅ）では、半導体発光素子（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）から出射される送信光を光ファイバに光結合し、一方、光ファイバから出射される受信光を半導体受光素子（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）へ光結合しているが、近年では、このような一芯双方向モジュールに最適な光結合方法及び光結合装置に関して様々なものが提案されている。

その一例として、いわゆる２パッケージＢｉＤがある。この２パッケージＢｉＤは、送信用光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）及び受信用光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を別々のパッケージに収納し、これらのパッケージと光ファイバとの中間に送信光と受信光を分離する波長合分波フィルタ（ＷＤＭフィルタ）を配設したものである。

ＴＯＳＡ側では、ＬＤから出射した送信光がレンズ（集光レンズ、コリメートレンズ等）、波長合分波フィルタを通過し光ファイバに結合する。また、ＲＯＳＡ側では、光ファイバから出射した受信光が波長合分波フィルタ、レンズを透過し、ＰＤに結合する。しかし、２パッケージＢｉＤはＴＯＳＡ及びＲＯＳＡを別々のカンパケージに収納するため、製造価格が上昇するので、いわゆる１パッケージＢｉＤの開発が進められている。

この１パッケージＢｉＤは、光通信のために必要な素子、例えばＬＤ，ＰＤ，レンズ，ミラー（ハーフミラー，全反射ミラー），波長合分波フィルタ，回折素子等を一つのパッケージに収納したものである（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。ＬＤから出射した送信光がＬＤとレンズとの間に配設されている波長合分波フィルタで反射した後レンズを透過し、さらに光ファイバに結合する。また、光ファイバから出射した受信光がレンズ，波長合分波フィルタを透過し、ＰＤに結合する。

一方、これら１パッケージＢｉＤ又は２パッケージＢｉＤをＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）又はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）のＰＸ１０（光通信の規格）に適合させる場合には、ＬＤとしてファブリ・ペロ型ＬＤ（ＦＰ−ＬＤ：Ｆａｂｒｙ Ｐｅｒｏｔ−Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を使用することができる。しかし、ＰＸ２０（光通信の規格）に適合させる場合には、ＬＤとして、分散特性に優れる分布帰還型ＬＤ（ＤＦＢ−ＬＤ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を使用しなければならない。

このＤＦＢ−ＬＤは、共振器内に回折素子を設け発光スペクトルを単色化し発光波長の半値幅を極めて狭くしているため（発振スペクトルが狭い）、分散特性に優れるという特徴を有する。しかし、その反面、ＬＤが出射した光（送信光）が光ファイバの結合端面やその他の不連続界面にて反射して、僅かでもＤＦＢ−ＬＤ内の共振器に戻ると、ＤＦＢ−ＬＤの発光状態が不安定（発光波長の半値幅が広がる）になってしまう（なお、発光波長の半値幅が広がったとしても、その半値幅は回折素子を有しないＦＰ−ＬＤよりも十分に狭い）。

そのため、ＤＦＢ−ＬＤを使用する場合には、反射戻り光がＤＦＢ−ＬＤに戻るのを防止するために、一方向からの光（送信光）は損失なく透過させるが、逆方向からの光（反射戻り光）を遮断し透過させない機能、すなわち光の一方向透過機能を有する光アイソレータをＤＦＢ−ＬＤと光ファイバとの間に配設する必要がある。なお、特許文献３又は特許文献４に光アイソレータを備えた光モジュールが開示されている。

光アイソレータには、偏波依存型光アイソレータと偏波無依存型光アイソレータがある。図６は、偏波依存型光アイソレータを説明するための図である。偏波依存型光アイソレータ５０は、ガーネットを素材とし、光の偏波方向（偏波面）を矢印Ｚ方向に対して４５度回転するファラデー回転子５１、所定の偏波方向を有する光のみを透過する偏光子５２ａ，偏光子５２ｂから構成されている。なお、ＬＤからの送信光が進む方向を順方向及びこの送信光の反射戻り光が進む方向を逆方向という。

ファラデー回転子５１は、偏光子５２ａ，偏光子５２ｂ間に配設され、順方向と逆方向で磁気光学効果により同方向に偏波方向が回転する非相反素子である。
偏光子５２ａは、偏波方向が矢印Ｚに対して０度の光のみを透過するように配設されている。また、偏光子５２ｂは、偏波方向が矢印Ｚに対して（偏光子５２ａに対して）４５度の角度をなす光のみを透過するように配設されている。

このような、偏波依存型光アイソレータでは、図６（Ａ）に示すように、順方向から入射した、矢印Ｚに対して０度と９０度の偏波方向を有する入射光（送信光）のうち、矢印Ｚに対して０度の偏波方向を有する光のみが偏光子５２ａを透過する。さらに、偏光子５２ａを透過した光は、ファラデー回転子５１により偏波方向が４５度回転され、偏光子５２ｂを透過する。

一方、図６（Ｂ）に示すように、逆方向から入射した、矢印Ｚに対して４５度と１３５度の偏波方向を有する入射光（反射戻り光）のうち、偏波方向が矢印Ｚに対して４５度の偏波方向を有する光のみが偏光子５２ｂを透過し、偏光子５２ｂを透過した光は、ファラデー回転子５１により偏波方向が４５度回転され、矢印Ｚに対して９０度の偏波方向を有する光となる。そのため、逆方向から入射した光は、偏光子５２ａを通過することができなくなるので、反射戻り光を遮断することができる。

次に、偏波無依存型光アイソレータについて図７，図８を参照して説明する。図７は、偏波無依存型光アイソレータの構成を説明するための図である。
偏波無依存型光アイソレータ６０は、光の偏波方向を矢印Ｚに対して−４５度回転するファラデー回転子６１、結晶軸（偏波成分）方向（矢印Ｄ：異常光シフト方向）に対して平行な偏波方向を有する光（異常光線 Ｅｒ：Ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ｒａｙ）と結晶軸方向（矢印Ｄ）に対して垂直な偏波方向を有する光（常光線 Ｏｒ：Ｏｒｄｉｎａｒｙ ｒａｙ）を分離し、さらに、異常光線の光軸位置（入射位置）を結晶軸方向に向けて所定量シフトする性質を有する複屈折結晶板６２ａ，６２ｂから構成されている。

また、ファラデー回転子６１は、複屈折結晶板６２ａと複屈折結晶板６２ｂの間に挟まれるように配設され、複屈折結晶板６２ｂは、結晶軸（複屈折結晶板６２ｂの矢印Ｄ）が複屈折結晶板６２ａの結晶軸（複屈折結晶板６２ａの矢印Ｄ）に対して−４５度をなすように配設されている。
なお、この複屈折結晶板６２ａ，６２ｂは、ルチル結晶で構成される相反素子であるため、異常光線のシフト方向は、順方向と逆方向で逆となる。換言すれば、複屈折結晶板６２ａ，６２ｂを透過した光をそのまま逆方向に戻すと元の入射位置に戻る。

図８（Ａ）は、順方向から入射した光が偏波無依存型光アイソレータを透過する過程を説明するための図で、図８（Ｂ）は、逆方向から入射した光が偏波無依存型光アイソレータを透過する過程を説明するための図である。
図８（Ａ）に示したように、順方向から入射した光は、矢印Ｚ（複屈折結晶板６２ａの矢印Ｄ）に対して平行な偏波方向（異常光線Ｅｒ）及び矢印Ｄに垂直な偏波方向（常光線Ｏｒ）を有している（平面７０）。この入射光が、複屈折結晶板６２ａに入射すると、異常光線Ｅｒと常光線Ｏｒに分離され、異常光線Ｅｒの光軸が所定の方向にシフトする（平面７２ａ）。

これら異常光線Ｅｒと常光線Ｏｒがファラデー回転子６１に入射すると、異常光線Ｅｒと常光線Ｏｒの偏波方向が−４５度回転し（平面７１）、さらに、複屈折結晶板６２ｂに入射すると、異常光線Ｅｒの光軸が所定の方向にシフトする（平面７２ｂ）。また、常光線Ｏｒの光軸は、変化せず、光ファイバ（図示せず）に結合される。他方、異常光線Ｅｒの光軸は、変化しているため、迷光となり、光ファイバ（図示せず）には結合しない（符号Ｐ）。

一方、図８（Ｂ）に示したように、逆方向から入射した光は、複屈折結晶板６２ｂの矢印Ｄに対して平行な偏波方向及びこの矢印Ｄに垂直な偏波方向を有している（平面７０）。なお、前述したように、複屈折結晶板６２ａ，６２ｂは、相反素子であるため、順方向と逆方向では、矢印の向きは逆になる。この逆方向から入射した光が、複屈折結晶板６２ｂに入射すると、異常光線Ｅｒと常光線Ｏｒに分離され、異常光線Ｅｒの光軸が所定の方向にシフトする（平面７２ｂ）。

これら異常光線Ｅｒと常光線Ｏｒがファラデー回転子６１に入射すると、異常光線Ｅｒと常光線Ｏｒの偏波方向が−４５度回転し（平面７１）、さらに、複屈折結晶板６２ａに入射すると、異常光線Ｅｒの入射位置が所定の方向にシフトする（平面７２ａ）。このように、逆方向から入射した光の光軸は、順方向から入射した光の光軸と異なる（符号Ｑ）。

このような光アイソレータを２パッケージＢｉＤのＴＯＳＡに適用すると、図９のようになる。
図９は、光アイソレータ（偏波依存型光アイソレータ又は偏波無依存型光アイソレータ）を適用した２パッケージＢｉＤのＴＯＳＡの断面図である。なお、反射戻り光対策を効果的に行うために、一般的には、偏波依存型光アイソレータを使用する。

図に示した、２パッケージＢｉＤのＴＯＳＡ８０は、円形状のステム８１、リードピン８２、集光レンズ８８を保持するレンズキャップ８３、スリーブ部材８６とステム８１を接続する接続フォルダ８４、光アイソレータ８７を保持する支持部材８５、発信光を発光するＬＤ８９、ＬＤ８９を冷却するヒートシンク９０、ＬＤの発光強度をモニタするモニタ用ＰＤ９１等から構成される。なお、光アイソレータ８７は、光学回路の保守や構造上の制限から、接続フォルダ８４内部でスリーブ部材８６と集光レンズ８８間に配設されるのが一般的である。
特開２０００−１８０６７１号公報 特開２００４−２７１９２１号公報 特開２００４−１７０７９８号公報 特開２００５−２１５２１９号公報

しかし、前述したように２パッケージＢｉＤは、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡを別々のカンパケージに収納するため、製造コストが上昇する。したがって、コスト面から２パッケージＢｉＤを使用することができない。そこで、偏波依存型光アイソレータを１パッケージＢｉＤに適用すればいいようにも思えるが、偏波依存型光アイソレータを１パッケージＢｉＤに適用することは難しい。

その第１の理由は、偏波依存型光アイソレータを送信光と受信光を分離する波長合分波フィルタと光ファイバとの間に配設することはできない。なぜなら、送信光と受信光の経路（光ライン）が同一である光ファイバと波長合分波フィルタ間に、偏波依存型光アイソレータを配設してしまうと、送信光の反射戻り光のみならず受信光までも遮断するので、ＰＤにて受信光を受光できなくなってしまうからである。

第２の理由は、１パッケージＢｉＤの構造設計上の理由である。具体的には、１パッケージＢｉＤでは、ＬＤ及びＰＤの直近で送信光と受信光の経路（光ライン）を分離する必要があり、ＬＤ及びＰＤと、光ファイバに近接するように配設されている集光用のレンズとの間に送信光と受信光を分離する波長合分波フィルタを配設し、さらに光アイソレータをＬＤと波長合分波フィルタの間に配設しなければならない。

また、低コスト化を目的とした、１パッケージＢｉＤでは、集光用のレンズとして、高価な非球面レンズ（光結合効率が６０％以上）を使用せず安価なボールレンズ（光結合効率が２５％程度）を集光レンズとして使用する必要がある。そのため、ＬＤとボールレンズ間の光学長Ｌａとボールレンズと光ファイバの光学長Ｌｂとの関係から、ＬＤとボールレンズ間の光学長Ｌａは約０．５ｍｍに制限され（許容範囲は約０．７ｍｍ）、この間に波長合分波フィルタ、さらには、偏波依存型光アイソレータを波長合分波フィルタとＬＤの間に配設しなければならない。
しかし、偏波依存型光アイソレータの外形寸法は、約１ｍｍであるため、光アイソレータをＬＤと波長合分波フィルタの間に配設することは事実上不可能である。

このように、ＰＸ２０規格に適合した１パッケージＢｉＤにおいて、反射戻り光をＬＤに入射させないためには、偏波依存型光アイソレータではなく、偏波無依存型光アイソレータを１パッケージＢｉＤに配設しなければならない。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、反射戻り光をＬＤに入射させない機能を有する偏波無依存型光アイソレータを備えた１パッケージＢｉＤを提供することを目的とする。

本発明による双方向光モジュールは、送信光を光ファイバに向け出力する半導体発光素子と、光ファイバが出射し、送信光とは異なる波長を有する受信光を受光する半導体受光素子と、送信光を反射し受信光を透過する、若しくは送信光を透過し受信光を反射する波長合分波フィルタと、波長合分波フィルタと光ファイバとの間に搭載された光アイソレータとを備え、光アイソレータは偏波無依存型の光アイソレータである。なお、半導体発光素子は、偏波無依存型の光アイソレータの常光線に対する光軸上に配置され、半導体受光素子は、波長合分波フィルタを介して偏波無依存型の光アイソレータの異常光線に対する光軸上に配置されていることが好ましい。

また、双方向モジュールはさらに、半導体発光素子及び半導体受光素子を搭載し、半導体発光素子及び半導体受光素子を覆う収容空間を協働して画定するキャップを装着するステムと、ステムと光ファイバを収納するスリーブ部材とを介在する接続ホルダを含む同軸型パッケージを有し、偏波無依存型の光アイソレータは接続ホルダのステム側に取付られている。

偏波無依存型の光アイソレータは、光入射面および光出射面を有し、この光入射面、この光出射面の光軸は、光ファイバと波長合分波フィルタとを結ぶ光軸に対し傾斜している。また、偏波無依存型の光アイソレータは、光入射面、光出射面及びこの光入射面とこの光出射面との間に複屈折結晶板を有し、複屈折結晶板は、光ファイバと波長合分波フィルタとを結ぶ光軸に垂直な方向に対して厚さが漸次変化する楔形であり、光入射面及び光出射面は、光軸に対し垂直であり、偏波無依存型光アイソレータの光軸と平行な方向の厚さは、実質的に同じである。なお、半導体発光素子は、分布帰還型のレーザダイオードである。

本発明により、ＬＤが出射する送信光の反射戻り光がＬＤに入射することがなく、さらに、光ファイバの受信光をロスなくＰＤにて受光することが可能な、低価格の１パッケージＢｉＤを提供することができる。

図により本発明に係わる偏波無依存型光アイソレータを備えた１パッケージＢｉＤについて説明する。図１（Ａ）は、１パッケージＢｉＤ１の断面図で、図１（Ｂ）は、偏波無依存型光アイソレータの他の形状を示した図で、図１（Ｃ）は、１パッケージＢｉＤ１の要部断面図である。
１１は円板形状のステムで、送信光を光ファイバ（図示せず）に向け出力する分布帰還型のＬＤ３２、光ファイバが出射し、送信光とは異なる波長を有する受信光を受光するＰＤ３６等を搭載する。なお、ＬＤ３２は、後述する偏波無依存型光アイソレータ２０の常光線に対する光軸上に配置され、ＰＤ３６は、波長合分波フィルタ３３を介して偏波無依存型光アイソレータ２０の異常光線に対する光軸上に配置されている。

また、ステム１１に外部回路との接続のためのリードピン１２が設けられている。１３はレンズ付きキャップで、集光レンズ３１を支持し、分布帰還型のＬＤ３２，ＰＤ３６等を覆う収容空間をステム１１と協働して画定する。なお、光ファイバを収納するスタブ付きスリーブ部材１６、及び、ステム１１とスリーブ部材１６を介在（接続）する接続フォルダ１４により同軸型のＣＡＮパッケージが形成されている。

接続フォルダ１４の一端は、レンズキャップ１３を囲繞するようにステム１１に取り付けられ、接続フォルダ１４の他端部は、スリーブ部材１６が取り付けられている。１５は偏波無依存型光アイソレータ２０を支持するための支持部材である。
２０は本発明に係わる偏波無依存型光アイソレータで、接続フォルダ１４のステム１１側に光ファイバと対向するように取り付けられ、ＬＤ３２が出射した送信光の反射戻り光がＬＤ３２に入射するのを阻止する機能を有する。また、偏波無依存型光アイソレータ２０は、前述したようにファラデー回転子２１，複屈折結晶板２２ａ，２２ｂによって構成されている。

図１（Ａ）の偏波無依存型光アイソレータ２０を構成する複屈折結晶板２２ａ，２２ｂは、光入出射面及び光出射面を有する厚さが均一な平板で、偏波無依存型光アイソレータ２０における光入出射面及び光出射面の光軸は、光ファイバ（図示せず）と波長合分波フィルタ３３とを結ぶ光軸Ｒに対して傾斜している。また、図１（Ｂ）に示すように、複屈折結晶板２２ａ，２２ｂを、光軸Ｒに垂直な方向に対して厚さが漸次変化する楔形に形成し、偏波無依存型光アイソレータ２０の光の入出射面を光軸Ｒに対し傾斜させてもよい。このようにすることで、異常光線と常光線との分離距離を変化させることができる。

なお、後述するように複屈折結晶板２２ａ，２２ｂを楔形にして、さらに、偏波無依存型光アイソレータ２０の光入射面及び光出射面を光軸Ｒに対し垂直にしてもよい。ファラデー回転子２１，複屈折結晶板２２ａ，２２ｂは、図８で説明したファラデー回転子６１，複屈折結晶板６２ａ，６２ｂと同じものであるので、その説明は省略する。

集光レンズ３１には安価なボールレンズを用いることができ、ＰＸ２０規格に適合した分散特性に優れる分布帰還型の送信用ＬＤ３２が出射した光（送信光）及び光ファイバ（図示せず）からの光（受信光）を集光する。波長合分波フィルタ３３は、送信光を反射し光ファイバに結合し、受信光を透過してＰＤ３６に受光させる。若しくは、送信光を透過し光ファイバに結合し、受信光を反射してＰＤ３６に受光させる。３４はＬＤ３２を冷却するヒートシンクである。３５はモニタ用のＰＤで、ＬＤ３２から送出される送信光の光強度をモニタする。

３７は制御用ＩＣで、前述した分布帰還型の送信用ＬＤ３２，モニタ用のＰＤ３５，受信用のＰＤ３６の制御を行う。
４１ａはＰＤ３６及びプリアンプ（図示せず）等を支持するための第１のサブマウントである。４２ａは第１の支持部であり、この第１の支持部４２ａには、所定の角度を有する傾斜面が形成されていて、この傾斜面上に波長合分波フィルタ３３が支持される。４２ｂは第２の支持部であり、この第２の支持部にも第１の支持部４２ａと同様に所定の角度を有する傾斜面が形成されていて、この傾斜面上に第２のサブマウント４１ｂが支持され、この第２のサブマウント４１ｂ上にモニタＰＤ３５が実装されている。なお、第１の支持部４２ａ及び第２の支持部４２ｂは、ステム１１と一体的に形成されている。

次に、分布帰還型のＬＤ３２の送信光が偏波無依存型光アイソレータ２０を透過して光ファイバに結合する過程を図２を参照して、さらに、送信光の反射戻り光が偏波無依存型光アイソレータ２０を透過する過程を図３を参照して説明する。ここで、複屈折結晶板２２ａ，２２ｂは、波長合分波フィルタ３３と光ファイバ３８を結ぶ光軸Ｒに対して厚さが漸次変化する楔形である。また、偏波無依存型光アイソレータ２０の光の入出射面は、光軸Ｒに対し垂直であり、さらに偏波無依存型光アイソレータ２０の光軸Ｒと平行な方向の厚さＴは、実質的に同じである。このように偏波無依存型光アイソレータ２０を構成することで、異常光線と常光線との分離距離を変化させることができる。

なお、図２（Ａ）及び図３（Ａ）では、偏波無依存型光アイソレータ２０の複屈折結晶板２２ａ，２２ｂを楔形として記載しているが、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）では簡略化して平板形状で示している。偏波無依存型光アイソレータ２０を構成するファラデー回転子２１，複屈折結晶板２２ａ，２２ｂの作用は、図７及び図８にて説明したのと同様であるので、説明を省略する。

図２（Ａ）に示すように、ＬＤ３２の送信光（波長１３１０ｎｍ）は、波長合分波フィルタ３３で反射して集光レンズ３１で集光され、偏波無依存型光アイソレータ２０を透過する。このとき、図２（Ｂ）に示すように、偏波無依存型光アイソレータ２０を透過するＬＤの送信光（常光線Ｏｒ）は、ファラデー回転子２１によりその偏波方向が−４５度回転され、その後、光ファイバ３８に結合する。このように、ＬＤの送信光は、偏波無依存型光アイソレータ２０をロスなく透過し、光ファイバ３８に結合することができる。

また、図３（Ａ）に示すように、ＬＤ３２の送信光が光ファイバ３８の端面などで反射して、反射戻り光として偏波無依存型光アイソレータ２０を再び透過するが、その際、図３（Ｂ）に示すように、異常光線Ｅｒの入射位置が複屈折結晶板２２ｂにより所定の方向にシフトされ、さらに、常光線Ｏｒ及び異常光線Ｅｒの偏波方向が、ファラデー回転子２１により−４５度回転されて、最後に、異常光線Ｅｒの入射位置が、複屈折結晶板２２ａにより所定の方向にシフトされる（符号Ｑ）。このように、反射戻り光（常光線Ｏｒ及び異常光線Ｅｒ）の入射位置がシフトするため、反射戻り光がＬＤ３２に入射することがなくなる。なお、図中、Ｓは反射戻り光の入射位置のシフト量を示すビーム分離距離を示し、ＣはＬＤ３２の中心軸を示している。

次に、ビーム分離距離Ｓと偏波無依存型光アイソレータの厚さＴとの関係について図４を参照して説明する。図中、Ｌ１（又はＬ２，Ｌ３）は、像倍率１．５倍（又は像倍率２倍，像倍率３倍）におけるビーム分離距離Ｓ（μｍ）と偏波無依存型光アイソレータの厚さＴ（ｍｍ）の関係を示している。
前述した１パッケージＢｉＤ１では、像倍率は約２倍であり、偏波無依存型光アイソレータの厚さＴを１ｍｍ程度とすると、反射戻り光の入射位置のシフト量Ｓは、約２０μｍとなる。そのため、図３（Ａ）に示すように、反射戻り光が分布帰還型のＬＤ３２に入射することがなく、分布帰還型のＬＤ３２の発振特性に影響を与えることを防止することができる。

次に、受信光が偏波無依存型光アイソレータを透過してＰＤに結合する過程を図５を参照して説明する。図５に示すように、光ファイバ３８からの受信光（波長１４９０ｎｍ）は、偏波無依存型光アイソレータ２０を透過し、ＰＤ３６にて受光される。このとき、反射戻り光と同様に、偏波無依存型光アイソレータ２０によって、受信光の入射位置がＰＤ３６の中心（光軸Ｒ）から約２０μｍシフトする（Ｓ＝２０μｍ）。しかし、ＰＤ３６の受光部は、直径５０〜８０μｍ程度であるため、たとえ偏波無依存型光アイソレータ２０により受信光の入射位置がシフトしても、全受信光を受光することができる。なお、ＰＤ３６は、組立上調芯ができないため、分布帰還型のＬＤ３２の配置位置を基準にして所定の位置に実装する。

このようにすることで、分布帰還型のＬＤが出射する送信光の反射戻り光が分布帰還型のＬＤに入射することがなく、さらに、光ファイバの受信光をロスなくＰＤにて受光することが可能な、ＰＸ２０仕様に適合した、低価格の１パッケージＢｉＤを製造することができる。

１パッケージＢｉＤの断面図である。 送信光が光ファイバに結合する過程を説明するための図である。 反射戻り光が偏波無依存型光アイソレータを透過する過程を説明するための図である。 反射戻り光の入射位置のシフト量Ｓと偏波無依存型光アイソレータの厚さＴとの関係を示すグラフである。 受信光がＰＤに結合する過程を説明するための図である。 偏波依存型光アイソレータを説明するための図である。 偏波無依存型光アイソレータを説明するための第１の図である。 偏波無依存型光アイソレータを説明するための第２の図である。 ＴＯＳＡの断面図である。

符号の説明

１…１パッケージＢｉＤ、１１，８１…ステム、１２，８２…リードピン、１３，８３…レンズキャップ、１４，８４…接続フォルダ、１５，８５…支持部材、１６，８６…スリーブ部材、２０，６０…偏波無依存型光アイソレータ、２１，６１…ファラデー回転子、２２ａ，２２ｂ，６２ａ，６２ｂ…複屈折結晶板、３１，８８…集光レンズ、３２，８９…送信用のＬＤ、３３…波長合分波フィルタ、３４，９０…ヒートシンク、３５，９１…モニタ用のＰＤ、３６…受信用のＰＤ、３７…制御用ＩＣ、３８…光ファイバ、４１ａ…第１のサブマウント、４１ｂ…第２のサブマウント、４２ａ…第１の支持部、４２ｂ…第２の支持部、５０…偏波依存型光アイソレータ、５１…ファラデー回転子、５２ａ，５２ｂ…偏光子、７０，７１，７２ａ，７２ｂ…平面、８０…ＴＯＳＡ、８７…光アイソレータ。

Claims (6)

1. 送信光を光ファイバに向け出力する半導体発光素子と、前記光ファイバが出射し、前記送信光とは異なる波長を有する受信光を受光する半導体受光素子と、前記送信光を反射し前記受信光を透過する、若しくは前記送信光を透過し前記受信光を反射する波長合分波フィルタと、前記波長合分波フィルタと前記光ファイバとの間に搭載された光アイソレータを備える双方向光モジュールであって、
   前記光アイソレータは、偏波無依存型の光アイソレータであることを特徴とする双方向光モジュール。
2. 前記半導体発光素子は、前記偏波無依存型の光アイソレータの常光線に対する光軸上に配置され、前記半導体受光素子は、前記波長合分波フィルタを介して前記偏波無依存型の光アイソレータの異常光線に対する光軸上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の双方向光モジュール。
3. 前記双方向モジュールはさらに、前記半導体発光素子及び前記半導体受光素子を搭載し、前記半導体発光素子及び前記半導体受光素子を覆う収容空間を協働して画定するキャップを装着するステムと、
   前記ステムと前記光ファイバを収納するスリーブ部材とを介在する接続フォルダを含む同軸型パッケージを有し、
   前記偏波無依存型の光アイソレータは前記接続フォルダの前記ステム側に取付られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の双方向光モジュール。
4. 前記偏波無依存型の光アイソレータは、光入射面および光出射面を有し、該光入射面、該光出射面の光軸は、前記光ファイバと前記波長合分波フィルタとを結ぶ光軸に対し傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の双方向光モジュール。
5. 前記偏波無依存型の光アイソレータは、光入射面、光出射面及び該光入射面と該光出射面との間に複屈折結晶板を有し、
   前記複屈折結晶板は、前記光ファイバと前記波長合分波フィルタとを結ぶ光軸に垂直な方向に対して厚さが漸次変化する楔形であり、
   前記光入射面及び前記光出射面は、前記光軸に対し垂直であり、前記偏波無依存型の光アイソレータの前記光軸と平行な方向の厚さは、実質的に同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の双方向光モジュール。
6. 前記半導体発光素子は、分布帰還型のレーザダイオードであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の双方向光モジュール。

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