JP2009093101A - 光モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サブマウント10上に設けられた少なくとも第1の発光素子11と第1の受光素子12と、並行平板状で通過光に対して透過性を有する第1の基板5の一の面に第1の波長選択フィルタ6を有し、一の面に対向する他の面にミラー8が設けた光合分波器2とを有し、光合分波器の延在方向が、サブマウントの面に対して二次元断面で角度θ(但しθ≠2Nπ。N=0, 1, 2…である。)だけ傾いた状態でCANパッケージ3内に固定され、第1の発光素子からの出射光は第1の波長選択フィルタおよび第1の基板を通過してキャップの外の光ファイバに入射し、光ファイバからの出射光は前記光合分波器に入射し、前記第1の波長選択フィルタで反射し、さらにミラーで反射したのち、前記光合分波器を出射して前記第1の受光素子に入射する光モジュール。
【選択図】図1
Description
前記サブマウントの一の面上に設けられた、互いにその使用波長の異なる少なくとも第1の発光素子と第1の受光素子と、
前記ステム上に固定され、かつ、その頂部に光を出し入れするための穴を有するCANキャップと、
並行平板状で、かつ、通過光に対して透過性を有する第1の基板の一の面に第1の波長選択フィルタを有し、前記一の面に対向する他の面にミラーが設けた光合分波器とを有し、
前記光合分波器の延在方向が、前記光素子搭載基板の一の面に対して二次元断面で角度θ(但しθ≠2Nπ。N=0, 1, 2…である。)だけ傾いた状態で前記CANキャップ内またはCANパッケージ(なお、このパッケージはCANパッケージではなく、他のパッケージでもよい。例えば、光素子が封止されたものでもよい。以下、同様である。)内に固定され、
前記第1の発光素子からの出射光は前記第1の波長選択フィルタおよび第1の基板を通過して前記キャップの外の光ファイバに入射し、
前記光ファイバからの出射光は前記光合分波器に入射し、前記第1の波長選択フィルタで反射し、さらに前記ミラーで反射したのち、前記光合分波器を出射して前記第1の受光素子に入射することを特徴とする光モジュール。
図1は、本発明の第一の実施例である光モジュールの断面図である。図1は本発明を、三波長を用いた双方向光送受信モジュールのいわゆる光トリプレクサーと呼ばれるモジュールに応用した例である。
図3は、本発明の第二の実施例の光モジュールの断面図である。本実施形態は、本発明を2波長一芯双方向(BIDI: Bi-Directional)モジュールに応用した構成例である。図3に示されるようにBIDIモジュール16は、光素子搭載基板1と波長合分波器2とCANパッケージ3から構成される点で第一の実施例と同様である。但しBIDIモジュールでは上り一波長、下り一波長の計二波長で送受信を行うので、光素子搭載基盤1に実装されている光素子は発光素子11と受光素子12のみである。また、光合分波器2には、フィルタ6とミラー8がそれぞれ一種類づつ装着されている。
図4は、本発明の第三の実施例の光モジュールの断面図である。本実施形態は、本発明をファイバ付きの所謂ピグテイル型のモジュールに応用した例である。図4に示されるように、同軸方モジュール筐体21に本発明の第一の実施例のトリプレクサーモジュー15が実装され、更にフェルール付きファイバ22が、スリーブ23によって実装されている。
本例ではピグテイル型モジュールの例を示したが、同様の構成で、レセクタブル型モジュールも構成可能である。
図5は、本発明の第四の実施形態の光モジュールを示す図である。本実施形態は平面型パッケージに実装した例である。図5に示すように、トリプレクサーモジュールの構成は、平面型パッケージ30に、発光素子11、光受光素子12、13をサブマウント10上に実装した光素子搭載基板1と、光号分波器2、レンズ32、シングルモードファイバ34が実装されている。図10に示されるように本実施形態では、光素子を表面実装した光素子搭載基板1を、平面型パッケージの底面から垂直に屹立する形態で実装する。平面型パッケージとしては例えばバタフライ型パッケージを用いても良い。図5に示した形態では3波長対応になっているが、更に波長数を増やしても比較的容易に対応できるのが本実装形態の特徴である。
図6、図7は、本発明の第五の実施形態の光モジュールを示す図である。本モジュールは光素子のみを予め一つのパッケージにまとめ、これと光合分波器を別のパッケージに実装したのが特徴である。本モジュールの構成は、図5に示すように、平面型パッケージ40に、光素子搭載CANパッケージ41と、光合分波器2とレンズ32とシングルモードファイバ34が実装されている。光素子搭載CANパッケージ41の構成は図6に示す通りで、光素子11、12、13が搭載された光素子搭載基板1が実装されている。本例では平面型パッケージの例を示したが、平面型以外のモジュール筐体、例えば同軸型のパッケージを用いてもよい。
図8は、本発明の第六の実施形態の光モジュールを示す図である。本実施形態はCANパッケージのキャップの窓部に光合分波器を実装した例である。通常CANモジュールのキャップにはパッケージレンズや平板ガラスが実装されている。図8に示すように、本例のモジュールでは、CANパッケージの上面がCANステム14に対して非平行な角度をなしており、その窓部に光合分波器2を実装することで、光合分波器2が光素子搭載基板1と非平行に保つことを実現している。窓部が傾斜した斜めCANは広く用いられているものであるから、本例のCANパッケージ40の作製には特段のコストを必要としない。光合分波器2のCANパッケージ40への実装方法としては例えば低融点ガラスを用いてもよい。
図5では、光合分波器2でCANパッケージの窓を封じる構造の例を示したが、通常の平板ガラスで窓を封じ、その平板ガラスの下面あるいは上面に光合分波器2を貼り付ける構造としてもよい。
1…光素子搭載基板、2…波長合分波器、3…CANパッケージ、4…レンズ、5…ガラス基板、6…第一の波長選択フィルタ、7…第二の波長選択フィルタ、8…第一のミラー、9…第二のミラー、10…サブマウント、11…発光素子、12,13…受光素子、14…CANステム、15…トリプレクサーモジュール、16…BiDiモジュール、21…ピグテイルモジュール筐体、22…シングルモードファイバ、23…スリーブ、30…平面型モジュール筐体、32…レンズ、34…シングルモードファイバ、41…光素子搭載CANパッケージ、50…斜めCANパッケージ、
101,104…レンズ、102…受光素子、103,106…CANパッケージ、105…発光素子、107…波長選択フィルタ、108…パッケージ、109…シングルモードファイバ、
110…シングルモードファイバ、111…レンズ、112…発光素子、113…波長選択フィルタ、114…透明基板、115…支持部材、116…受光素子、117…パッケージ、
120…出射光、121…入射光、122,133,134,135…ファイバ、123,130,131,132…ロッドレンズ、124…波長合分波器、125,126…ミラー、127,128,129…波長選択フィルタ、136,137,136…半導体発光素子あるいは受光素子。
Claims (13)
- CANステム上に設けられたサブマウントと、
前記サブマウントの一の面上に設けられた、互いにその使用波長の異なる少なくとも第1の発光素子と第1の受光素子と、
前記ステム上に固定され、かつ、その頂部に光を出し入れするための穴を有するCANキャップと又はパッケージと、
並行平板状で、かつ、通過光に対して透過性を有する第1の基板の一の面に第1の波長選択フィルタを有し、前記一の面に対向する他の面にミラーが設けた光合分波器とを有し、
前記光合分波器の延在方向が、前記光素子搭載基板の一の面に対して二次元断面で角度θ(但しθ≠2Nπ。N=0, 1, 2…である。)だけ傾いた状態で前記CANキャップ内またはパッケージ内に固定され、
前記第1の発光素子からの出射光は前記第1の波長選択フィルタおよび第1の基板を通過して前記キャップの外の光ファイバに入射し、
前記光ファイバからの出射光は前記光合分波器に入射し、前記第1の波長選択フィルタで反射し、さらに前記ミラーで反射したのち、前記光合分波器を出射して前記第1の受光素子に入射することを特徴とする光モジュール。 - 前記サブマウント上には第2の受光素子を有し、
前記光ファイバからの出射光は波長λ2およびλ3(但し、λ2≠λ3。)の光を有する波長多重光であり、
前記光ファイバからの出射光は前記光合分波器に入射し、前記第1の波長選択フィルタで反射し、さらに前記ミラーで反射したのち、前記波長λ2の光は前記一の面に設けた第2の波長選択フィルタを通過して前記光合分波器を出射して前記第1の受光素子に入射し、
前記波長λ3の光は前記第2の波長選択フィルタで反射し、さらに前記ミラーで反射したのち、前記光合分波器を出射して前記第2の受光素子に入射することを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 - 前記光合分波器の端の部分は前記キャップ内に固定されていることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記ファイバから出射された光が前記第1の波長選択フィルタで反射され、前記第1の波長選択フィルタに対向して配置された前記ミラーで再度反射される過程において、前記ミラーの透過・反射特性が前記第1の波長選択フィルタの透過帯域の光を透過する特性を持つことを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記ミラーが、光路上で前記ミラーの手前に位置する前記第1の波長選択フィルタと同一の波長選択フィルタであることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記第1の基板の基板部材が非晶質ガラス、サファイア結晶、結晶石英又はシリコンであることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記ステムと前記キャップとを有するパッケージがメタルキャンパッケージであり、前記第1の基板を前記角度θに固定する為に、前記キャップ内壁部分に凹凸が設けられていることを特徴とする光送受信モジュール。
- 前記サブマウント上に光素子が搭載されたところの実装基板の一の面に対して垂直に光を出射するように前記第1の発光素子は設けられていることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記光素子の出射面にレンズが設けられていることを特徴とする請求項8記載の光モジュール。
- 前記サブマウント上に一列に搭載された光素子の並び順が、各素子の使用波長の昇順あるいは降順であることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記光ファイバ又は前記第1の発光素子から出射した光を前記光合分波器の前記第1の基板の一の面に入射角θ1(但し、θ1≠90度)で入射し、出射角θ2(但し、θ2≠90度)で出射し、波長選択フィルタアレイとミラーアレイとの間で入射光を多重反射していく過程で波長の異なる光を分離又は重畳するものであり、
フィルタ面とミラー面の間隔d、フィルタ面の水平面に対する傾きθ1、外部屈折率n1、筐体の屈折率n2の関係が、
z=2d tanθ2 cosθ1≧100(μm)
を満たすことを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 - 前記光ファイバ又は前記第1の発光素子から出射した光を前記光合分波器の前記第1の基板の一の面に入射角θ1(但し、θ1≠90度)で入射し、出射角θ2(但し、θ2≠90度)で出射し、波長選択フィルタアレイとミラーアレイとの間で入射光を多重反射していく過程で波長の異なる光を分離又は重畳するものであり、
フィルタ面とミラー面の間隔dとするとき、前記第1の発光素子の出射光の光軸は前記光ファイバからの入射光が前記一の面上に至る光軸との距離xは、
x=d sin(θ2-θ1) cosθ2(μm)
を満たすことを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 - 前記光合分波器のフィルタアレイを構成する各フィルタが、前記光素子のすべての使用波長範囲内で所望の分離波長以上又は以下の波長の光を透過しそれ以外の光を反射する特性を持つ、エッジフィルタであって、フィルタアレイ上のエッジフィルタの並び順が分離波長の昇順あるいは降順に実装されていることを特徴とする光送受信モジュール。
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