JP2008244391A - Optical module and method of manufacturing the optical module - Google Patents

Optical module and method of manufacturing the optical module Download PDF

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JP2008244391A JP2007086583A JP2007086583A JP2008244391A JP 2008244391 A JP2008244391 A JP 2008244391A JP 2007086583 A JP2007086583 A JP 2007086583A JP 2007086583 A JP2007086583 A JP 2007086583A JP 2008244391 A JP2008244391 A JP 2008244391A
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Kazutoshi Kato
和利 加藤
Akira Oki
明 大木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance optical module in which a receiving function and a light-intensity monitoring function are separated from each other. <P>SOLUTION: The optical module having a light-receiving element 3 and the other light-receiving element 4 further includes an input light splitting means 1 for splitting input light into at least two optical paths. The input light splitting means 1 causes one of the split optical paths to be incident to the light-receiving element 3 and causes the other split path to be incident to the other light-receiving element 4. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to an optical module and a method for manufacturing the optical module.

光通信等の分野においては、送信機から光ファイバを媒体として送信された光信号の受信機として受光素子が用いられる。受光素子としては、pinフォトダイオード(pinPD)(下記非特許文献1参照)やアバランシェフォトダイオード(APD)(下記非特許文献2参照)が一般的である。pinPDは照射されたフォトンを電流に変換することで光信号を電気信号に変える機能を持つものである。   In the field of optical communication or the like, a light receiving element is used as a receiver of an optical signal transmitted from a transmitter using an optical fiber as a medium. As a light receiving element, a pin photodiode (pinPD) (see Non-Patent Document 1 below) and an avalanche photodiode (APD) (see Non-Patent Document 2 below) are generally used. The pin PD has a function of converting an optical signal into an electric signal by converting irradiated photons into an electric current.

一方、APDは変換された電流をさらに増倍することでpinPDよりも大きな電気信号を得るものである。一般的な光通信では、各拠点どうしを光ファイバで結び、これらの光ファイバの両端に送信機と受信機を接続して光信号の伝播を行う。   On the other hand, the APD obtains an electric signal larger than that of the pin PD by further multiplying the converted current. In general optical communication, each base is connected with an optical fiber, and a transmitter and a receiver are connected to both ends of these optical fibers to propagate an optical signal.

ところで一般的な光ファイバを伝播する光信号は1kmあたり0.3dB程度の強度の損失を被る。送信機および受信機は通常同じ種類のものを用いるため、互いの距離が短い拠点どうしの通信では、光ファイバが短いため光信号の強度の損失が小さく、受信機に到達する光信号の強度は大きく、また互いの距離が長い拠点どうしの通信では、光ファイバが長いため光信号の強度の損失が大きく、受信機に到達する光信号の強度は小さい。   By the way, an optical signal propagating through a general optical fiber suffers a loss of about 0.3 dB per 1 km. Since transmitters and receivers are usually of the same type, the communication between bases with a short distance from each other has a small optical fiber loss due to the short optical fiber, and the intensity of the optical signal reaching the receiver is small. In communication between bases that are large and have a long distance from each other, the loss of the intensity of the optical signal is large because the optical fiber is long, and the intensity of the optical signal reaching the receiver is small.

例えば拠点間の距離が10kmの場合、光ファイバを伝播することにより光信号は0.3×10=3dBの損失を受ける。送信機からの光信号強度は通常+3dB程度であるから、受信機に入射する光信号の強度は3−3=0dBmとなる。   For example, when the distance between the bases is 10 km, the optical signal undergoes a loss of 0.3 × 10 = 3 dB by propagating through the optical fiber. Since the optical signal intensity from the transmitter is normally about +3 dB, the intensity of the optical signal incident on the receiver is 3-3 = 0 dBm.

一方、例えば拠点問の距離が80kmの場合、光ファイバを伝播することにより光信号は0.3×80=24dBの損失を受ける。この場合、受信機に入射する光信号の強度は3−24=−21dBmとなる。受信機において光を受光するpinPDやAPDは小さい強度の光信号を効率よく、または増幅して電気信号に変換することに特長を発揮するものであるが、逆に強い光信号の場合には、電気信号強度の飽和現象が生じ信号が歪んだり、さらには電流が定格値を超えるために発生したジュール熱によってpinPDやAPDが破壊される。   On the other hand, for example, when the distance between the bases is 80 km, the optical signal undergoes a loss of 0.3 × 80 = 24 dB by propagating through the optical fiber. In this case, the intensity of the optical signal incident on the receiver is 3-24 = -21 dBm. A pin PD or APD that receives light in a receiver exhibits a feature in efficiently converting a low-intensity optical signal or converting it into an electrical signal, but conversely, in the case of a strong optical signal, A saturation phenomenon of the electric signal intensity occurs, the signal is distorted, and the pin PD or APD is destroyed by Joule heat generated because the current exceeds the rated value.

特にAPDの受光強度の定格値は0dBm前後であるため、伝播距離が短い拠点間の通信では受信機に入射される光信号の強度を減衰させる必要がある。
そこで従来の技術では光ファイバと受信機との間に光減衰器を挿入し、光強度を減衰させている。
In particular, since the rated value of the light receiving intensity of APD is around 0 dBm, it is necessary to attenuate the intensity of the optical signal incident on the receiver in communication between bases having a short propagation distance.
Therefore, in the conventional technique, an optical attenuator is inserted between the optical fiber and the receiver to attenuate the light intensity.

池上徹彦監修、土屋治彦、三上修編著、「半導体フォトニクス工学」、初版第1刷、株式会社コロナ社、1995年1月10日、p.363−369Supervised by Tetsuhiko Ikegami, Haruhiko Tsuchiya, edited by Osamu Mikami, “Semiconductor Photonics Engineering”, first edition, first edition, Corona, Inc., January 10, 1995, p. 363-369 池上徹彦監修、土屋治彦、三上修編著、「半導体フォトニクス工学」、初版第1刷、株式会社コロナ社、1995年1月10日、p.372−379Supervised by Tetsuhiko Ikegami, Haruhiko Tsuchiya, edited by Osamu Mikami, “Semiconductor Photonics Engineering”, first edition, first edition, Corona, Inc., January 10, 1995, p. 372-379

しかしながら、上述したような従来の光モジュールでは、光信号を受信する受光素子自身が受光する光から光強度をモニタしていたため、受信回路が複雑になったり、本来の受信特性が劣化したりするなどの問題があった。   However, in the conventional optical module as described above, since the light intensity is monitored from the light received by the light receiving element itself that receives the optical signal, the reception circuit becomes complicated or the original reception characteristics deteriorate. There were problems such as.

上記の課題に鑑み、本発明は、受信機能と光強度モニタ機能とを分離した、高性能な光モジュールを提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a high-performance optical module in which a reception function and a light intensity monitoring function are separated.

上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に対応)に係る光モジュールは、
一の受光素子と、
他の受光素子と
を備える光モジュールにおいて、
入力光を少なくとも2つの光路に分岐させる入力光分岐手段を備え、
該入力光分岐手段は、
分岐した分岐光の一方を前記一の受光素子に入射させ、
分岐した分岐光の他方を前記他の受光素子に入射させる
ことを特徴とする。
An optical module according to a first invention (corresponding to claim 1) for solving the above problem is
A light receiving element;
In an optical module comprising other light receiving elements,
Input light branching means for branching the input light into at least two optical paths;
The input light branching means is
One of the branched light beams is incident on the one light receiving element,
The other branched light is incident on the other light receiving element.

上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に対応)に係る光モジュールは、第1の発明に係る光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段により分岐された少なくとも2つの分岐光の分岐比を1:2以上とする
ことを特徴とする。
An optical module according to a second invention (corresponding to claim 2) for solving the above problem is the optical module according to the first invention,
The branching ratio of at least two branched lights branched by the input light branching means is 1: 2 or more.

上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に対応)に係る光モジュールは、第1の発明又は第2の発明に係る光モジュールにおいて、
前記一の受光素子にはアバランシェフォトダイオードを用いる
ことを特徴とする。
An optical module according to a third invention (corresponding to claim 3) for solving the above problems is the optical module according to the first invention or the second invention.
An avalanche photodiode is used for the one light receiving element.

上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に対応)に係る光モジュールは、第1の発明乃至第3の発明のいずれかに係る光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段により分岐された少なくとも2つの分岐光のうち分岐比が最大となる分岐光を前記一の受光素子に入射する
ことを特徴とする。
An optical module according to a fourth invention (corresponding to claim 4) for solving the above problem is the optical module according to any one of the first invention to the third invention,
A branched light beam having a maximum branching ratio among at least two branched light beams branched by the input light branching unit is incident on the one light receiving element.

上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に対応)に係る光モジュールは、第1の発明乃至第4の発明のいずれかに係る光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段と前記一の受光素子との間に光を減衰させる可変光減衰器を備え、
前記入力光分岐手段により分岐された分岐光のいずれかを前記可変光減衰器を介して前記一の受光素子に入射させ、
前記他の受光素子の出力に基づき前記可変光減衰器の透過損失を変化させる
ことを特徴とする。
An optical module according to a fifth invention (corresponding to claim 5) for solving the above-mentioned problems is an optical module according to any one of the first to fourth inventions,
A variable optical attenuator for attenuating light between the input light branching means and the one light receiving element;
Either one of the branched lights branched by the input light branching unit is incident on the one light receiving element via the variable optical attenuator,
The transmission loss of the variable optical attenuator is changed based on the output of the other light receiving element.

上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に対応)に係る光モジュールは、第5の発明に係る光モジュールにおいて、
前記他の受光素子の出力に基づき発熱を変化させる温度制御素子を備え、
該温度制御素子は前記発熱による温度変化により前記可変光減衰器の透過損失を変化させる
ことを特徴とする。
An optical module according to a sixth invention (corresponding to claim 6) for solving the above problem is the optical module according to the fifth invention,
A temperature control element that changes heat generation based on the output of the other light receiving element,
The temperature control element changes the transmission loss of the variable optical attenuator according to a temperature change caused by the heat generation.

上記の課題を解決するための第7の発明(請求項7に対応)に係る光モジュールは、第5の発明又は第6の発明に係る光モジュールにおいて、
前記可変光減衰器は前記他の受光素子で受光した分岐光の強度が高くなるほど、前記一の受光素子に入射される分岐光の強度を低下させるように光減衰量を調整する
ことを特徴とする。
An optical module according to a seventh invention (corresponding to claim 7) for solving the above problem is the optical module according to the fifth invention or the sixth invention,
The variable optical attenuator adjusts the amount of light attenuation so that the intensity of the branched light incident on the one light receiving element decreases as the intensity of the branched light received by the other light receiving element increases. To do.

上記の課題を解決するための第8の発明(請求項8に対応)に係る光モジュールは、第1の発明乃至第7の発明のいずれかに係る光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段は前記他の受光素子の出力に基づき前記入力光の分岐割合を調整する
ことを特徴とする。
An optical module according to an eighth invention (corresponding to claim 8) for solving the above problem is the optical module according to any one of the first invention to the seventh invention,
The input light branching means adjusts the branching ratio of the input light based on the output of the other light receiving element.

上記の課題を解決するための第9の発明(請求項9に対応)に係る光モジュールは、第8の発明に係る光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段は前記他の受光素子で受光した分岐光の強度が高くなるほど、前記一の受光素子に入射される分岐光の強度を低下させるように分岐割合を調整する
ことを特徴とする。
An optical module according to a ninth invention (corresponding to claim 9) for solving the above problem is the optical module according to the eighth invention,
The input light branching unit adjusts the branching ratio so that the intensity of the branched light incident on the one light receiving element decreases as the intensity of the branched light received by the other light receiving element increases. .

上記の課題を解決するための第10の発明(請求項10に対応)に係る光モジュールは、第1の発明乃至第9の発明のいずれかに係る光モジュールにおいて、
前記一の受光素子の利得を変化させる利得変化手段を備え、
前記利得変化手段は前記他の受光素子の出力に基づき前記一の受光素子の利得を調整する
ことを特徴とする。
An optical module according to a tenth invention (corresponding to claim 10) for solving the above problems is the optical module according to any one of the first invention to the ninth invention,
Gain changing means for changing the gain of the one light receiving element,
The gain changing means adjusts the gain of the one light receiving element based on the output of the other light receiving element.

上記の課題を解決するための第11の発明(請求項11に対応)に係る光モジュールは、第10の発明に係る光モジュールにおいて、
前記利得変化手段は前記一の受光素子に印加するバイアス電圧を低下させることにより利得を低下させる
ことを特徴とする。
An optical module according to an eleventh invention (corresponding to claim 11) for solving the above problem is the optical module according to the tenth invention,
The gain changing means reduces the gain by reducing a bias voltage applied to the one light receiving element.

上記の課題を解決するための第12の発明(請求項12に対応)に係る光モジュールは、第1の発明乃至第11の発明のいずれかに係る光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段と、前記一の受光素子と、前記他の受光素子とが、光モジュール内に一体となって構成される
ことを特徴とする。
An optical module according to a twelfth invention (corresponding to claim 12) for solving the above problem is the optical module according to any one of the first invention to the eleventh invention.
The input light branching unit, the one light receiving element, and the other light receiving element are integrally formed in an optical module.

上記の課題を解決するための第13の発明(請求項13に対応)に係る光モジュールの製造方法は、
入力光を分岐する入力光分岐手段と、
可変光減衰器と、
一の受光素子と、
他の受光素子と
を備える光モジュールの製造方法において、
前記光分岐手段はハーフミラー又は光学フィルタで構成され、該光分岐手段を透過又は反射して観測される前記一の受光素子の受光領域像と前記他の受光素子の受光領域像とが重なるように該光分岐手段の位置を調整する
ことを特徴とする。
A method for manufacturing an optical module according to a thirteenth invention (corresponding to claim 13) for solving the above-described problem is
An input light branching means for branching the input light;
A variable optical attenuator;
A light receiving element;
In a manufacturing method of an optical module comprising other light receiving elements,
The light branching means is composed of a half mirror or an optical filter, and the light receiving area image of the one light receiving element and the light receiving area image of the other light receiving element observed by being transmitted or reflected through the light branching means overlap. And adjusting the position of the optical branching means.

本発明によれば、受信機能と光強度モニタ機能とを異なる受光素子に持たせることで、高性能な光モジュールを実現することができる。   According to the present invention, a high-performance optical module can be realized by providing different light receiving elements with a receiving function and a light intensity monitoring function.

本発明に係る光モジュールは、光分岐手段により少なくとも二つ以上の光路に分岐された入射光の一方を受信用の受光素子で受光し、他方を光強度モニタ用の受光素子で受光するものである。また、受信用の受光素子としてアバランシェフォトダイオード(APD)を用い、モニタ用の受光素子で受光した強度に応じてAPDのバイアス電圧を調整するものである。   The optical module according to the present invention is such that one of incident light branched into at least two or more optical paths by the light branching means is received by a light receiving element for reception and the other is received by a light receiving element for light intensity monitoring. is there. Further, an avalanche photodiode (APD) is used as a light receiving element for reception, and the bias voltage of the APD is adjusted according to the intensity received by the light receiving element for monitoring.

また、光分岐手段と受信用の受光素子との間に光減衰手段を配置し、モニタ用の受光素子が受光する光強度に応じて光減衰手段の光減衰量を調整するものである。さらに、光分岐手段、受信用の受光素子、モニタ用の受光素子が一体となって同一のパッケージに収納されているものである。   The light attenuating means is disposed between the light branching means and the receiving light receiving element, and the light attenuation amount of the light attenuating means is adjusted according to the light intensity received by the monitoring light receiving element. Further, the light branching means, the light receiving element for reception, and the light receiving element for monitoring are integrally housed in the same package.

また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、光分岐手段がハーフミラーまたは光学フィルタで構成されており、このハーフミラーまたは光学フィルタを透過または反射して観測される受信用の受光素子の受光領域像とモニタ用の受光素子の受光領域像とが互いに重なるようにハーフミラーまたは光学フィルタの位置を調整するものである。   Further, in the method for manufacturing an optical module according to the present invention, the light branching means is constituted by a half mirror or an optical filter, and the light receiving element for reception that is observed through the half mirror or the optical filter is observed. The position of the half mirror or the optical filter is adjusted so that the area image and the light receiving area image of the light receiving element for monitoring overlap each other.

以下、本発明に係る光モジュールおよびその製造方法の実施形態について、図1から図11を参照しながら説明する。なお、図1は本発明に係る光モジュールの第1の実施形態を説明する図、図2は本発明に係る光モジュールの応答特性を説明する図、図3は本発明に係る光モジュールに用いる光減衰手段を説明する図、図4は本発明に係る光減衰手段の透過率を説明する図、図5は本発明に係るプラスチックを用いたエタロンフィルタの透過率を説明する図、図6は本発明に係る光モジュールの第2の実施形態を説明する図、図7は本発明に係る光モジュールの可変光分岐手段の実施形態を説明する図、図8は本発明に係る光モジュールの第3の実施形態を説明する図、図9は本発明に係る光モジュールの第4の実施形態を説明する図、図10は本発明に係る受信用のAPDのバイアス電圧と利得との関係の一例を説明する図、図11は従来の光モジュールの応答特性を説明する図である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an optical module and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of an optical module according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining response characteristics of the optical module according to the present invention, and FIG. 3 is used for the optical module according to the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining the transmittance of the light attenuating means according to the present invention, FIG. 5 is a diagram for explaining the transmittance of the etalon filter using the plastic according to the present invention, and FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a second embodiment of an optical module according to the present invention, FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of a variable optical branching unit of the optical module according to the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating an optical module according to the present invention. FIG. 9 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the optical module according to the present invention, and FIG. 10 is an example of the relationship between the bias voltage and gain of the receiving APD according to the present invention. FIG. 11 shows a conventional optical module. It is a diagram illustrating a response characteristic.

〔第1の実施形態〕
図1は、本発明に係る光モジュールの第1の実施形態を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の光モジュールは、光分岐手段1で二つに分岐された光路の一方が可変光減衰器2を通過して受信用のAPD3で、他方がモニタ用のpin−PD4で受光されるように、それぞれの位置に配置されている。ここでは入射光の強度をモニタ用のpin−PD4でモニタすることにより、受信用のAPD4の受信感度を変化させる必要なく、常に一定以下の感度で入射光強度を測定することができる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical module according to the present invention.
As shown in FIG. 1, in the optical module of this embodiment, one of the optical paths branched into two by the optical branching means 1 passes through the variable optical attenuator 2 and is an APD 3 for reception, and the other is for monitoring. It arrange | positions at each position so that light may be received by pin-PD4. Here, by monitoring the incident light intensity with the monitoring pin-PD 4, it is possible to always measure the incident light intensity with a constant sensitivity or less without changing the receiving sensitivity of the receiving APD 4.

このように、本実施形態では受光素子としてAPDを用いる。APDは光強度が大きすぎると破壊される。APDとしては1.3ミクロン〜1.6ミクロンの光に対して感度を持つInGaAsP系材料を受光層とした構造を用いる。一般的なAPDでは−30dBmから+5dBmの範囲で正常動作し、最大定格は+5dBmである。   Thus, in this embodiment, APD is used as a light receiving element. APD is destroyed when the light intensity is too high. As the APD, a structure in which an InGaAsP material having sensitivity to light of 1.3 to 1.6 microns is used as a light receiving layer is used. A general APD operates normally in the range of −30 dBm to +5 dBm, and the maximum rating is +5 dBm.

本実施形態では、上記光学素子(エタロンフィルタ)で光を3dB以上減衰できるので、光が強い場合に光を3dB減衰することにより、入射光が−30dBmから+8dBmの範囲で正常動作するAPDを実現できた。   In this embodiment, since the optical element (etalon filter) can attenuate light by 3 dB or more, when the light is strong, the light is attenuated by 3 dB, thereby realizing an APD in which incident light operates normally in a range of −30 dBm to +8 dBm. did it.

図11に示すように、受信用のAPDの受光強度により入射光をモニタし、モニタした受光電流で可変光減衰器の光減衰量を調整する従来の光モジュールでは、入射光がない状態では入射光の有無を高感度で検出する必要があるため光減衰器の光減衰量を最小(理想的には0dB)にして待機している。   As shown in FIG. 11, in the conventional optical module that monitors the incident light based on the light receiving intensity of the receiving APD and adjusts the light attenuation amount of the variable optical attenuator with the monitored light receiving current, the incident light is incident when there is no incident light. Since it is necessary to detect the presence or absence of light with high sensitivity, the light attenuator of the optical attenuator is set to the minimum (ideally 0 dB) and is on standby.

この状態でAPDに信号光が入射されるとAPDの感度が高いため瞬時的に大きな受光電流が発生する。例えば、+10dBmの入射光によって20mAの受光電流が発生する。APDの受光電流は外部回路によって強度がモニタされ、受光電流が最大定格値10mAを越えないように可変光減衰器の光減衰量を増加させる。   When signal light is incident on the APD in this state, a large light receiving current is instantaneously generated because the sensitivity of the APD is high. For example, a light receiving current of 20 mA is generated by incident light of +10 dBm. The intensity of the light receiving current of the APD is monitored by an external circuit, and the light attenuation amount of the variable optical attenuator is increased so that the light receiving current does not exceed the maximum rated value of 10 mA.

しかしながら、外部回路の応答速度は通常1μ秒程度であるため光が入射してから可変光減衰器が動作するまでの間に瞬時的に20mAの受光電流が発生しAPDの最大定格受光電流値を超えるとAPDは破壊されてしまう。   However, since the response speed of the external circuit is normally about 1 microsecond, a light receiving current of 20 mA is instantaneously generated between the time when light enters and the variable optical attenuator operates, and the maximum rated light receiving current value of the APD is obtained. If exceeded, the APD will be destroyed.

一方、図2に示すように、本発明の、モニタ用の受光素子であるpin−PD4で入射光をモニタし、モニタした受光電流で光減衰器の光減衰量を調整する光モジュールでは、入射光がない状態でも瞬時的に大きな受光電流が生じないように光減衰量を調整することができる可変光減衰器2を用い、この可変光減衰器2の光減衰量を大きくして待機することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, in the optical module that monitors incident light with the pin-PD 4 which is a light receiving element for monitoring of the present invention and adjusts the light attenuation amount of the optical attenuator with the monitored light receiving current, Using the variable optical attenuator 2 that can adjust the optical attenuation so that a large light receiving current does not occur instantaneously even in the absence of light, and waiting with the optical attenuation of the variable optical attenuator 2 increased. Can do.

例えば、可変光減衰器2の光減衰量を20dBとすると+10dBmの信号光が入射されてもAPDへの入射光は−10dBmとなりこれによって発生する受光電流は、0.2mAとなる。ここでモニタ用の受光素子であるpin−PD4で入射光強度を測定し、この入射光強度に応じて可変光減衰器2の光減衰量を調整することにより、瞬時的に受信用のAPD3の最大定格受光電流値を超えないようにすることができる。このため受信用のAPD3が破壊されることがなくなった。   For example, if the optical attenuation of the variable optical attenuator 2 is 20 dB, even if +10 dBm signal light is incident, the incident light to the APD becomes -10 dBm, and the light receiving current generated thereby becomes 0.2 mA. Here, the incident light intensity is measured by the monitoring light receiving element pin-PD4, and the light attenuation amount of the variable optical attenuator 2 is adjusted according to the incident light intensity, so that the APD 3 for reception is instantaneously received. The maximum rated light receiving current value can be prevented from exceeding. For this reason, the receiving APD 3 is not destroyed.

ここで可変光減衰器2としてはエタロンフィルタを用いることができる。図3に示すように、エタロンフィルタはプラスチック31、入射側反射膜32、出射側反射膜33で構成している。ここでプラスチック31としては入射光に対して90%以上の透明性を有するものが必要である。例えば、日本ゼオン社のゼオネックス(ZEONEX(登録商標))は92%の透過性を有する。   Here, an etalon filter can be used as the variable optical attenuator 2. As shown in FIG. 3, the etalon filter includes a plastic 31, an incident side reflection film 32, and an emission side reflection film 33. Here, the plastic 31 needs to have a transparency of 90% or more with respect to incident light. For example, ZEONEX (registered trademark) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. has a permeability of 92%.

エタロンフィルタを構成するためには入射側反射膜32と出射側反射膜33は同じ反射率にする。両者の反射率は1〜10%程度である。反射膜の作製は、スパッタ蒸着装置でTiO2とSiO2をそれぞれ0.4ミクロンずつ積層する。 In order to configure an etalon filter, the incident side reflection film 32 and the emission side reflection film 33 have the same reflectance. Both reflectivities are about 1 to 10%. The reflective film is produced by laminating TiO 2 and SiO 2 by 0.4 microns each with a sputter deposition apparatus.

プラスチック31は温度変化により厚さが変化する。単位温度Kあたりの厚さの変化の割合は膨張係数によって表され、前記ゼオネックスは約5×10-5/Kである。プラスチック31は熱膨張係数が1×10-5/Kから1×10-4/Kまでのものを用いることができる。また、半導体を用いる場合には1×10-6/Kから1×10-5/Kまでのものを用いることができる。 The thickness of the plastic 31 changes with temperature. The rate of change in thickness per unit temperature K is expressed by an expansion coefficient, and the ZEONEX is about 5 × 10 −5 / K. The plastic 31 may have a thermal expansion coefficient of 1 × 10 −5 / K to 1 × 10 −4 / K. Moreover, when using a semiconductor, the thing from 1 * 10 < -6 > / K to 1 * 10 < -5 > / K can be used.

図4に示すように、エタロンフィルタは波長λに対して周期的に透過率が増減する性質を持っており、その周期はλ/2となる。エタロンフィルタを構成する半導体の膨張係数が上記のように5×10-5/Kとすると15Kの温度変化に対して、7.5×10-4の膨張が生じることになる。 As shown in FIG. 4, the etalon filter has a property that the transmittance increases and decreases periodically with respect to the wavelength λ, and the cycle is λ / 2. If the expansion coefficient of the semiconductor constituting the etalon filter is 5 × 10 −5 / K as described above, an expansion of 7.5 × 10 −4 occurs for a temperature change of 15 K.

例えば、厚さ1000μmのプラスチック31を用いると、7.5×10-4×1000μm=0.75μmとなる。入射光の波長λが1.5μmの場合には、15Kの温度変化によりエタロンフィルタの透過率の周期が一周期シフトすることになる。すなわち15Kの温度変化の範囲で、温度調整によりエタロンフィルタの透過率を最大値と最小値の間の任意の値に調整することができることになる。 For example, when a plastic 31 having a thickness of 1000 μm is used, 7.5 × 10 −4 × 1000 μm = 0.75 μm. When the wavelength λ of the incident light is 1.5 μm, the transmittance period of the etalon filter is shifted by one period due to a temperature change of 15K. That is, the transmittance of the etalon filter can be adjusted to an arbitrary value between the maximum value and the minimum value by adjusting the temperature within a temperature change range of 15K.

図5に示すように、プラスチック31を用いたエタロンフィルタの透過率は、具体的には、1.55ミクロンの光に対して基準温度である25℃では透過率80%である。また、35℃では50%、45℃では30%となり、20℃の温度上昇によって透過率が1/2以下、つまり透過光強度が3dB以上減衰する。なお、1.55ミクロン以外の波長、例えば1.3ミクロン、1.6ミクロンでも同様の効果がある。   As shown in FIG. 5, the transmittance of the etalon filter using the plastic 31 is specifically 80% at a reference temperature of 25 ° C. with respect to 1.55 micron light. Further, the transmittance is 50% at 35 ° C. and 30% at 45 ° C., and the transmittance rises by ½ or less, that is, the transmitted light intensity is attenuated by 3 dB or more by the temperature rise of 20 ° C. The same effect can be obtained at wavelengths other than 1.55 microns, for example, 1.3 microns and 1.6 microns.

本実施形態ではエタロンフィルタとしてプラスチック31を用いた例を示したが、半導体を用いても屈折率が温度で変化することを利用して同様の効果が期待できる。半導体の温度による屈折率の変化を用いる場合には、屈折率の変化が1×10-6/Kから1×10-5/Kのものを用いることができる。例えば、半導体としてGaAsやInPなどの化合物半導体を用いた場合は屈折率の変化率は約5×10-5/Kである。 In the present embodiment, an example in which the plastic 31 is used as the etalon filter is shown. However, even if a semiconductor is used, a similar effect can be expected by utilizing the fact that the refractive index changes with temperature. When a change in refractive index due to the temperature of the semiconductor is used, a refractive index change from 1 × 10 −6 / K to 1 × 10 −5 / K can be used. For example, when a compound semiconductor such as GaAs or InP is used as the semiconductor, the refractive index change rate is about 5 × 10 −5 / K.

エタロンフィルタを構成する半導体の屈折率の変化率が5×10-5/Kとすると10Kの温度変化に対して、5×10-4の屈折率変化が生じることになる。この値は例えば入射光の波長λが1.5μmの場合に換算すると5×10-4μmに相当し、図4において透過特性の曲線が5×10-4μm波長軸に沿ってシフトすることになる。 If the change rate of the refractive index of the semiconductor constituting the etalon filter is 5 × 10 −5 / K, a change in refractive index of 5 × 10 −4 occurs with respect to a temperature change of 10 K. This value corresponds to 5 × 10 −4 μm, for example, when the wavelength λ of incident light is 1.5 μm, and the transmission characteristic curve in FIG. 4 is shifted along the 5 × 10 −4 μm wavelength axis. become.

本実施形態における光分岐手段1によって分岐されて可変光減衰器2に入射する光(信号光)とモニタ用pin−PD4に入射する光の強度比は1:1であり、可変光減衰器2に入射する光(信号光)は全体の光の1/2である。ここで分岐する光の強度比は1:1でなくても他の割合で分岐してもよいが、モニタ用pin−PD4に入射する光が多すぎるとその分受信用のAPD4で受信する光(信号光)が減ることになるので、可変光減衰器2に入射する光は全体の光に対して1/3以上であることが望ましい。   The intensity ratio of the light (signal light) branched by the optical branching means 1 in this embodiment and incident on the variable optical attenuator 2 and the light incident on the monitoring pin-PD 4 is 1: 1, and the variable optical attenuator 2 The light (signal light) incident on is 1/2 of the total light. Here, the intensity ratio of the branched light may not be 1: 1 but may be branched at other ratios. However, if too much light is incident on the monitoring pin-PD 4, the light received by the receiving APD 4 correspondingly. Since (signal light) is reduced, it is desirable that the light incident on the variable optical attenuator 2 is 1/3 or more of the total light.

本実施形態においては、温度制御素子を可変光減衰器2であるエタロンフィルタに隣接あるいはその近傍に設置させる。モニタ用の受光素子であるpin−PD4の出力に応じて温度制御素子を制御することにより、pin−PD4における入射光強度によりpin−PD4の出力電流(電圧)が変化し温度制御素子の発熱を変化させる。   In this embodiment, the temperature control element is installed adjacent to or near the etalon filter that is the variable optical attenuator 2. By controlling the temperature control element in accordance with the output of the pin-PD 4 that is a light receiving element for monitoring, the output current (voltage) of the pin-PD 4 changes due to the incident light intensity at the pin-PD 4, and the temperature control element generates heat. Change.

この発熱による温度変化によりエタロンフィルタの透過損失が変化するので、受信用受光素子であるAPD3への入射光強度を制御することができる。この結果、入射光によって受信用のAPD3は特性劣化または破壊されることなく良好な特性を維持することができる。   Since the transmission loss of the etalon filter changes due to the temperature change due to this heat generation, it is possible to control the incident light intensity to the APD 3 that is the receiving light receiving element. As a result, the receiving APD 3 can maintain good characteristics without being deteriorated or destroyed by incident light.

〔第2の実施形態〕
図6は、本発明に係る光モジュールの第2の実施形態を示す図である。
図6に示すように、本実施形態の光モジュールは、可変光分岐手段51で二つに分岐された光路の一方が受信用のAPD52で、他方がモニタ用のpin−PD53で受光されるように、それぞれの位置に配置されている。ここでは入射光の強度をpin−PD53でモニタすることにより、可変光分岐手段51の分岐割合を調整し受信用のAPD52の受信感度を変化させる必要なく、常に一定以下の感度で入射光強度を測定することができる。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the optical module according to the present invention.
As shown in FIG. 6, in the optical module of this embodiment, one of the optical paths branched into two by the variable optical branching means 51 is received by the receiving APD 52 and the other is received by the monitoring pin-PD 53. Are arranged at respective positions. Here, by monitoring the incident light intensity with the pin-PD 53, it is not necessary to adjust the branching ratio of the variable light branching means 51 to change the reception sensitivity of the APD 52 for reception, and the incident light intensity is always kept at a constant sensitivity or less. Can be measured.

本構成では入射光がない状態でも瞬時的に大きな受光電流が生じないように可変光分岐手段51のモニタ用のpin−PD53への分岐割合を最大、すなわち受信用のAPD52への分岐割合を最小にして待機することができる。   In this configuration, the branching ratio of the variable optical branching means 51 to the monitoring pin-PD 53 is maximized, that is, the branching ratio to the receiving APD 52 is minimized so that a large light receiving current does not occur instantaneously even in the absence of incident light. Can wait.

例えば、可変光分岐手段51の分岐割合を1:100とすると+10dBmの信号光が入射されても受信用のAPD52への入射光は−10dBmとなりこれによって発生する受光電流は、0.2mAとなる。ここでモニタ用の受光素子であるpin−PD53への入射光強度を測定し、その強度に応じて可変光分岐手段51の分岐割合を調整することにより、瞬時的に受信用のAPD52の最大定格受光電流値を超えないようにすることができる。このため受信用のAPD52が破壊されることがなくなった。   For example, when the branching ratio of the variable light branching means 51 is 1: 100, even if +10 dBm signal light is incident, the incident light to the receiving APD 52 becomes -10 dBm, and the light receiving current generated thereby becomes 0.2 mA. . Here, by measuring the incident light intensity to the pin-PD 53 which is a light receiving element for monitoring and adjusting the branching ratio of the variable light branching means 51 according to the intensity, the maximum rating of the receiving APD 52 is instantaneously received. It is possible to prevent the light receiving current value from being exceeded. For this reason, the receiving APD 52 is not destroyed.

図7に示すように、可変光分岐手段61としては、例えばガラス材料を用いた平面光波回路を用いる。この平面光波回路は2本の光路の干渉の原理を用いたマッハツェンダ干渉計で構成され、一方の光路を光導波路とし、もう一方の光路にヒータ63を形成して、ヒータ63による温度上昇により屈折率を変化させて実効的な光路長を変化し分岐割合を変化させるものである。なお、平面光波回路としては、プラスチック、ポリイミド、半導体を用いることもできる。   As shown in FIG. 7, as the variable light branching means 61, for example, a planar lightwave circuit using a glass material is used. This planar lightwave circuit is composed of a Mach-Zehnder interferometer using the principle of interference between two optical paths. One optical path is used as an optical waveguide, and a heater 63 is formed in the other optical path. By changing the rate, the effective optical path length is changed to change the branching ratio. As the planar lightwave circuit, plastic, polyimide, or semiconductor can be used.

本実施形態に用いる平面光波回路においてはヒータ63の温度を室温から60℃〜70℃程度に増加することにより分岐割合(受信用受光素子(APD52)に分岐する光の強度:モニタ用受光素子(pin−PD53)に分岐する光の強度)を1:100から100:1に変化させることができる。モニタ用の受光素子であるpin−PD53の出力に応じて平面光波回路のヒータ63を制御することにより、pin−PD53における入射光強度によりpin−PD53の出力電流(電圧)が変化しヒータ63の発熱を変化させる。   In the planar lightwave circuit used in this embodiment, the temperature of the heater 63 is increased from room temperature to about 60 ° C. to 70 ° C., and the branching ratio (intensity of light branched to the receiving light receiving element (APD 52): monitoring light receiving element ( The intensity of light splitting into pin-PD53) can be changed from 1: 100 to 100: 1. By controlling the heater 63 of the planar lightwave circuit in accordance with the output of the pin-PD 53 which is a light receiving element for monitoring, the output current (voltage) of the pin-PD 53 is changed by the incident light intensity at the pin-PD 53 and the heater 63 Change the fever.

この発熱による温度変化により平面光波回路の分岐割合が変化するので、受信用受光素子であるAPD52への入射光強度を制御することができる。この結果、入射光によって受信用のAPD52は特性劣化または破壊されることなく良好な特性を維持することができる。   Since the branching ratio of the planar lightwave circuit changes due to the temperature change due to this heat generation, the intensity of incident light on the APD 52 that is the light receiving element for reception can be controlled. As a result, the receiving APD 52 can maintain good characteristics without being deteriorated or destroyed by incident light.

〔第3の実施形態〕
図8は、本発明に係る光モジュールの第3の実施形態を示す図である。
図8に示すように、本実施形態の光モジュールは、第1の実施形態に記載の光分岐手段71、可変光減衰器72、受信用のAPD73、モニタ用のpin−PD74を1つの筐体内に実装した光モジュールである。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the optical module according to the present invention.
As shown in FIG. 8, the optical module of this embodiment includes the optical branching means 71, variable optical attenuator 72, receiving APD 73, and monitoring pin-PD 74 described in the first embodiment in one housing. It is an optical module mounted on.

光分岐手段71はハーフミラーで形成され透過光と反射光は所望の分岐比でそれぞれ受信用のAPD73、モニタ用のpin−PD74に入射する。ここでは受信用のAPD73への分岐比の方を高くしておくのが一般的である。この光モジュールの組立において、入射側からはハーフミラーを透過してきた受信用のAPD73の像と、ハーフミラーを反射してきたモニタ用のpin−PD74の像が同時に観測される。   The light branching means 71 is formed of a half mirror, and transmitted light and reflected light are incident on the receiving APD 73 and the monitoring pin-PD 74, respectively, at a desired branching ratio. Here, the branching ratio to the APD 73 for reception is generally set higher. In the assembly of this optical module, the image of the receiving APD 73 transmitted through the half mirror and the image of the monitoring pin-PD 74 reflected from the half mirror are observed simultaneously from the incident side.

これらの像が重なるように各部品の位置を調整することで、きわめて簡易な方法で、透過光と反射光がそれぞれ受信用のAPD73、モニタ用のpin−PD74に入射されるようになる。   By adjusting the position of each component so that these images overlap, the transmitted light and the reflected light are incident on the receiving APD 73 and the monitoring pin-PD 74, respectively, by a very simple method.

本実施形態ではハーフミラーの透過光と反射光がそれぞれ受信用のAPD73、モニタ用のpin−PD74に入射される例を示したが、逆に透過光と反射光がそれぞれモニタ用のpin−PD74、受信用のAPD73に入射されるように配置しても同様の効果がある。   In this embodiment, the transmitted light and reflected light of the half mirror are respectively incident on the receiving APD 73 and the monitoring pin-PD 74. Conversely, the transmitted light and the reflected light are respectively monitored on the monitoring pin-PD 74. Even if it is arranged so as to be incident on the receiving APD 73, the same effect can be obtained.

本実施形態においては、温度制御素子を可変光減衰器72であるエタロンフィルタに隣接あるいはその近傍に設置させる。モニタ用の受光素子であるpin−PD4の出力に応じて温度制御素子を制御することにより、pin−PD74における入射光強度によりpin−PD74の出力電流(電圧)が変化し温度制御素子の発熱を変化させる。   In this embodiment, the temperature control element is installed adjacent to or near the etalon filter that is the variable optical attenuator 72. By controlling the temperature control element in accordance with the output of the pin-PD 4 which is a light receiving element for monitoring, the output current (voltage) of the pin-PD 74 is changed by the incident light intensity at the pin-PD 74 and the temperature control element generates heat. Change.

この発熱による温度変化により可変光減衰器72であるエタロンフィルタの透過損失が変化するので、受信用受光素子であるAPD73への入射光強度を制御することができる。この結果、入射光によって受信用のAPDは特性劣化または破壊されることなく良好な特性を維持することができる。   The transmission loss of the etalon filter that is the variable optical attenuator 72 changes due to the temperature change due to this heat generation, so that the incident light intensity to the APD 73 that is the receiving light receiving element can be controlled. As a result, the reception APD can maintain good characteristics without being deteriorated or destroyed by incident light.

〔第4の実施形態〕
図9は、本発明に係る光モジュールの第4の実施形態を示す図である。
図9に示すように、本実施形態の光モジュールは、光分岐手段81で二つに分岐された光路の一方が受信用のAPD82で、他方がモニタ用のpin−PD83で受光されるように、それぞれの位置に配置されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical module according to the present invention.
As shown in FIG. 9, in the optical module of this embodiment, one of the optical paths branched into two by the optical branching means 81 is received by the receiving APD 82 and the other is received by the monitoring pin-PD 83. , Are arranged at each position.

ここでは入射光の強度をpin−PD83でモニタすることにより、受信用のAPD82の利得を調整し、最大定格受光電流値以上の光電流が流れないようにしている。本構成では入射光がない状態でも瞬時的に大きな受光電流が生じないように受信用のAPD82の利得を最小にして待機することができる。   Here, the gain of the APD 82 for reception is adjusted by monitoring the intensity of incident light with the pin-PD 83 so that a photocurrent exceeding the maximum rated light receiving current value does not flow. With this configuration, even when there is no incident light, it is possible to stand by with the gain of the receiving APD 82 minimized so that a large light receiving current is not instantaneously generated.

図10は本発明に係る受信用のAPD82のバイアス電圧と利得との関係の一例を説明する図である。図10に示すように、この例ではバイアス電圧20Vでは利得3、10Vでは利得1、30Vでは利得10であることが分かる。ここで入射した光が電子−ホール対に変換される感度をRes(単位:A/W)とすると、利得1の場合には光電気変換効率はRes×1、利得10の場合にはRes×10となる。一般に波長1.5μmの光信号に対してAPDの感度は1A/W程度であるから、利得1の場合には光電気変換効率は1A/W、利得10の場合には光電気変換効率は10A/Wとなる。   FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the relationship between the bias voltage and gain of the receiving APD 82 according to the present invention. As shown in FIG. 10, it can be seen that in this example, the gain is 3 at a bias voltage of 20V, the gain is 1 at 10V, and the gain is 10 at 30V. Assuming that the sensitivity at which incident light is converted into electron-hole pairs is Res (unit: A / W), the photoelectric conversion efficiency is Res × 1 for a gain of 1, and Res × for a gain of 10. 10 In general, the sensitivity of the APD is about 1 A / W for an optical signal having a wavelength of 1.5 μm, so that when the gain is 1, the photoelectric conversion efficiency is 1 A / W, and when the gain is 10, the photoelectric conversion efficiency is 10 A. / W.

本実施形態において、光強度+10dBm(=10mW)の光信号を光分岐手段81で9:1に分岐し、それぞれ受信用のAPD82、モニタ用のpin−PD83に入射する。受信用のAPD82へ入射される光強度は9mw、モニタ用のpin−PD83へ入射される光強度は1mWとなる。   In the present embodiment, an optical signal having a light intensity of +10 dBm (= 10 mW) is branched into 9: 1 by the optical branching means 81 and is incident on the receiving APD 82 and the monitoring pin-PD 83, respectively. The light intensity incident on the receiving APD 82 is 9 mw, and the light intensity incident on the monitoring pin-PD 83 is 1 mW.

モニタ用のpin−PD83は1〜10Vのバイアス電圧の範囲で利得は1で一定であるから、光電気変換効率は1A/Wであり、受光電流は1mAである。このとき待機状態で受信用のAPD82のバイアス電圧を10Vとし、モニタ用のpin−PD83での受光電流値をもとに、定格最大受光電流値を超えないように受信用のAPD82のバイアス電圧を10Vのまま(光電気変換効率は1A/W)とし、受光電流値を9mAとする。   Since the monitor pin-PD 83 has a constant gain of 1 in the range of a bias voltage of 1 to 10 V, the photoelectric conversion efficiency is 1 A / W, and the light receiving current is 1 mA. At this time, the bias voltage of the reception APD 82 is set to 10 V in the standby state, and the bias voltage of the reception APD 82 is set so as not to exceed the rated maximum light reception current value based on the light reception current value at the monitor pin-PD 83. The voltage is still 10 V (the photoelectric conversion efficiency is 1 A / W), and the light receiving current value is 9 mA.

次に本実施形態において、光強度−10dBm(=0.1mW)の光信号を入射した場合は、受信用のAPD82へ入射される光強度は0.09mW、モニタ用のpin−PD83へ入射される光強度は0.01mWとなる。モニタ用のpin−PD83の受光電流は0.01mAである。このとき受信用のAPD82のバイアス電圧10Vの待機状態からバイアス電圧を30Vに増加させると、光電気変換効率は10A/Wであるから、受光電流値は0.9mAとなり、高い効率で感度よく受信することが可能となる。   Next, in this embodiment, when an optical signal having a light intensity of −10 dBm (= 0.1 mW) is incident, the light intensity incident on the receiving APD 82 is 0.09 mW, and is incident on the monitoring pin-PD 83. The light intensity is 0.01 mW. The light receiving current of the monitoring pin-PD 83 is 0.01 mA. At this time, if the bias voltage is increased to 30 V from the standby state of the bias voltage 10 V of the receiving APD 82, the photoelectric conversion efficiency is 10 A / W, so the light receiving current value is 0.9 mA, and the reception is highly efficient and sensitive. It becomes possible to do.

以上のように、モニタ用のpin−PD83の受光電流により受信用のAPD82への入射光強度を測定し、受信用のAPD82のバイアス電圧を制御することにより、受信用のAPD82が強度の強い光に対しては特性劣化または破壊されることなく、強度の低い光に対しては高い効率で感度よく受信することが可能となる。   As described above, the intensity of incident light on the receiving APD 82 is measured by the light reception current of the monitoring pin-PD 83 and the bias voltage of the receiving APD 82 is controlled, so that the receiving APD 82 has high intensity light. Therefore, light with low intensity can be received with high efficiency and high sensitivity without being deteriorated or destroyed.

本発明に係る光モジュール及び光モジュールの製造方法は、光通信用の受信機の光入力部分に適用して好適なものであるが、受信機用としてのみではなく、送信光強度の調整、伝送路途中における光強度の調整、また光計測器の発光部または受光部に適用することも可能である。   The optical module and the method for manufacturing the optical module according to the present invention are suitable for application to the optical input part of a receiver for optical communication. It is also possible to adjust the light intensity in the middle of the road and to apply to the light emitting part or the light receiving part of the optical measuring instrument.

本発明に係る光モジュールの第1の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 1st Embodiment of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの応答特性を説明する図である。It is a figure explaining the response characteristic of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールに用いる光減衰手段を説明する図である。It is a figure explaining the optical attenuation means used for the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光減衰手段の透過率を説明する図である。It is a figure explaining the transmittance | permeability of the light attenuation means which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチックを用いたエタロンフィルタの透過率を説明する図である。It is a figure explaining the transmittance | permeability of the etalon filter using the plastic which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの第2の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 2nd Embodiment of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの可変光分岐手段の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment of the variable optical branching means of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの第3の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 3rd Embodiment of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの第4の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 4th Embodiment of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る受信用のAPDのバイアス電圧と利得との関係の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the relationship between the bias voltage and gain of APD for reception which concerns on this invention. 従来の光モジュールの応答特性を説明する図である。It is a figure explaining the response characteristic of the conventional optical module.

符号の説明Explanation of symbols

1 光分岐手段
2 可変光減衰器
3 受信用のAPD
4 モニタ用のpin−PD
31 プラスチック
32 入射側反射膜
33 出射側反射膜
51 可変光分岐手段
52 受信用のAPD
53 モニタ用のpin−PD
61 可変光分岐手段
62 光導波路
63 ヒータ
71 光分岐手段
72 可変光減衰器
73 受信用のAPD
74 モニタ用のpin−PD
1 Optical branching means 2 Variable optical attenuator 3 APD for reception
4 Pin-PD for monitor
31 Plastic 32 Incident-side reflective film 33 Emission-side reflective film 51 Variable light branching means 52 APD for reception
53 Pin-PD for monitor
61 Variable optical branching means 62 Optical waveguide 63 Heater 71 Optical branching means 72 Variable optical attenuator 73 APD for reception
74 Pin-PD for monitor

Claims (13)

一の受光素子と、
他の受光素子と
を備える光モジュールにおいて、
入力光を少なくとも2つの光路に分岐させる入力光分岐手段を備え、
該入力光分岐手段は、
分岐した分岐光の一方を前記一の受光素子に入射させ、
分岐した分岐光の他方を前記他の受光素子に入射させる
ことを特徴とする光モジュール。
A light receiving element;
In an optical module comprising other light receiving elements,
Input light branching means for branching the input light into at least two optical paths;
The input light branching means is
One of the branched light beams is incident on the one light receiving element,
An optical module, wherein the other branched light is incident on the other light receiving element.
請求項1に記載の光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段により分岐された少なくとも2つの分岐光の分岐比を1:2以上とする
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 1,
An optical module, wherein a branching ratio of at least two branched lights branched by the input light branching means is 1: 2 or more.
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記一の受光素子にはアバランシェフォトダイオードを用いる
ことを特徴とする光モジュール。
In the optical module according to claim 1 or 2,
An optical module, wherein an avalanche photodiode is used for the one light receiving element.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段により分岐された少なくとも2つの分岐光のうち分岐比が最大となる分岐光を前記一の受光素子に入射する
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 3,
An optical module, wherein a branched light beam having a maximum branching ratio among at least two branched light beams branched by the input light branching unit is incident on the one light receiving element.
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段と前記一の受光素子との間に光を減衰させる可変光減衰器を備え、
前記入力光分岐手段により分岐された分岐光のいずれかを前記可変光減衰器を介して前記一の受光素子に入射させ、
前記他の受光素子の出力に基づき前記可変光減衰器の透過損失を変化させる
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 4,
A variable optical attenuator for attenuating light between the input light branching means and the one light receiving element;
Either one of the branched lights branched by the input light branching unit is incident on the one light receiving element via the variable optical attenuator,
An optical module, wherein a transmission loss of the variable optical attenuator is changed based on an output of the other light receiving element.
請求項5に記載の光モジュールにおいて、
前記他の受光素子の出力に基づき発熱を変化させる温度制御素子を備え、
該温度制御素子は前記発熱による温度変化により前記可変光減衰器の透過損失を変化させる
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 5,
A temperature control element that changes heat generation based on the output of the other light receiving element,
The optical module, wherein the temperature control element changes a transmission loss of the variable optical attenuator according to a temperature change caused by the heat generation.
請求項5又は請求項6に記載の光モジュールにおいて
前記可変光減衰器は前記他の受光素子で受光した分岐光の強度が高くなるほど、前記一の受光素子に入射される分岐光の強度を低下させるように光減衰量を調整する
ことを特徴とする光モジュール。
7. The optical module according to claim 5, wherein the variable optical attenuator decreases the intensity of the branched light incident on the one light receiving element as the intensity of the branched light received by the other light receiving element increases. An optical module characterized by adjusting the amount of light attenuation so that
請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段は前記他の受光素子の出力に基づき前記入力光の分岐割合を調整する
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 7,
The optical module according to claim 1, wherein the input light branching unit adjusts a branching ratio of the input light based on an output of the other light receiving element.
請求項8のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段は前記他の受光素子で受光した分岐光の強度が高くなるほど、前記一の受光素子に入射される分岐光の強度を低下させるように分岐割合を調整する
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 8,
The input light branching unit adjusts the branching ratio so that the intensity of the branched light incident on the one light receiving element decreases as the intensity of the branched light received by the other light receiving element increases. Optical module.
請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記一の受光素子の利得を変化させる利得変化手段を備え、
前記利得変化手段は前記他の受光素子の出力に基づき前記一の受光素子の利得を調整する
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 9,
Gain changing means for changing the gain of the one light receiving element,
The optical module characterized in that the gain changing means adjusts the gain of the one light receiving element based on the output of the other light receiving element.
請求項10に記載の光モジュールにおいて、
前記利得変化手段は前記一の受光素子に印加するバイアス電圧を低下させることにより利得を低下させる
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 10,
The optical module characterized in that the gain changing means lowers the gain by lowering a bias voltage applied to the one light receiving element.
請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記入力光分岐手段と、前記一の受光素子と、前記他の受光素子とが、光モジュール内に一体となって構成される
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 11,
The optical module, wherein the input light branching means, the one light receiving element, and the other light receiving element are integrally formed in an optical module.
入力光を分岐する入力光分岐手段と、
可変光減衰器と、
一の受光素子と、
他の受光素子と
を備える光モジュールの製造方法において、
前記光分岐手段はハーフミラー又は光学フィルタで構成され、該光分岐手段を透過又は反射して観測される前記一の受光素子の受光領域像と前記他の受光素子の受光領域像とが重なるように該光分岐手段の位置を調整する
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
An input light branching means for branching the input light;
A variable optical attenuator;
A light receiving element;
In a manufacturing method of an optical module comprising other light receiving elements,
The light branching means is composed of a half mirror or an optical filter, and the light receiving area image of the one light receiving element and the light receiving area image of the other light receiving element observed by being transmitted or reflected through the light branching means overlap each other. And adjusting the position of the optical branching means.
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