JP3065015B2 - 光送受信導波路モジュール - Google Patents
光送受信導波路モジュールInfo
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- JP3065015B2 JP3065015B2 JP10032307A JP3230798A JP3065015B2 JP 3065015 B2 JP3065015 B2 JP 3065015B2 JP 10032307 A JP10032307 A JP 10032307A JP 3230798 A JP3230798 A JP 3230798A JP 3065015 B2 JP3065015 B2 JP 3065015B2
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- Japan
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- waveguide
- receiving element
- light
- light receiving
- reception
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、双方向通信が可能
な光送受信導波路モジュールに関し、特に送信モニタ用
受光素子を内蔵する光送受信導波路モジュールに関する
ものである。
な光送受信導波路モジュールに関し、特に送信モニタ用
受光素子を内蔵する光送受信導波路モジュールに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の先行技術としては、例えば１９
９７年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ
大会Ｃ−３−６（以下文献１という）に記載された技術
または特開平９−１９１１５２号公報（以下文献２とい
う）に開示された技術がある。
９７年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ
大会Ｃ−３−６（以下文献１という）に記載された技術
または特開平９−１９１１５２号公報（以下文献２とい
う）に開示された技術がある。
【０００３】図７は、文献１および文献２で開示された
技術のうち本願発明に関係ある部分を示す斜視図であっ
て、図７において、１０１は導波路基板、１０２は導波
路基板１０１上に実装された発光素子（例えばレーザー
ダイオード）、１０８は導波路基板１０１上に実装され
た送信モニタ用受光素子（例えばフォトダイオード）、
１０９は導波路基板１０１上に実装された受信用受光素
子（例えばフォトダイオード）、１０４は導波路基板上
に形成された導波路の第１の部分、１０５は前記導波路
のＹ分岐部分、１０６は前記導波路の第２の部分、１０
７は前記導波路の第３の部分である。導波路の第１の部
分１０４の端面は光ファイバに光学的に結合され、また
発光素子１０２、受光素子１０８、１０９にはそれぞれ
電極が設けられる。
技術のうち本願発明に関係ある部分を示す斜視図であっ
て、図７において、１０１は導波路基板、１０２は導波
路基板１０１上に実装された発光素子（例えばレーザー
ダイオード）、１０８は導波路基板１０１上に実装され
た送信モニタ用受光素子（例えばフォトダイオード）、
１０９は導波路基板１０１上に実装された受信用受光素
子（例えばフォトダイオード）、１０４は導波路基板上
に形成された導波路の第１の部分、１０５は前記導波路
のＹ分岐部分、１０６は前記導波路の第２の部分、１０
７は前記導波路の第３の部分である。導波路の第１の部
分１０４の端面は光ファイバに光学的に結合され、また
発光素子１０２、受光素子１０８、１０９にはそれぞれ
電極が設けられる。
【０００４】発光素子１０２から出射される光は導波路
１０６、１０５、１０４を経て光ファイバ（図示せず）
へ送出され、光ファイバからの光は導波路１０４、１０
５、１０７を経て受信用受光素子１０９で電気信号に変
換される。発光素子１０２の裏面から出射する光は送信
モニタ用受光素子１０８で受光されて送信モニタに用い
られる。図７に示すモジュールの構造とその動作の詳細
は、上述の文献１、文献２などに記述されているので、
ここではその説明は省略するが、特に文献２で開示され
た構成によれば、発光素子１０２、受光素子１０８、１
０９、導波路１０４、１０５、１０６、１０７の全てが
コア層構造になっていて、そのコア層が光伝搬方向に連
続して形成されているが、平面図内での各素子の位置配
列は図７に示す通りである。
１０６、１０５、１０４を経て光ファイバ（図示せず）
へ送出され、光ファイバからの光は導波路１０４、１０
５、１０７を経て受信用受光素子１０９で電気信号に変
換される。発光素子１０２の裏面から出射する光は送信
モニタ用受光素子１０８で受光されて送信モニタに用い
られる。図７に示すモジュールの構造とその動作の詳細
は、上述の文献１、文献２などに記述されているので、
ここではその説明は省略するが、特に文献２で開示され
た構成によれば、発光素子１０２、受光素子１０８、１
０９、導波路１０４、１０５、１０６、１０７の全てが
コア層構造になっていて、そのコア層が光伝搬方向に連
続して形成されているが、平面図内での各素子の位置配
列は図７に示す通りである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の文献１、文献２
で示される従来のモジュールには次のような問題点があ
る。すなわち、受信用受光素子１０９と送信モニタ用受
光素子１０８とを２つ並べて実装しなければならないた
め、２つの素子の間に実装が可能となるだけの充分な間
隔が必要となり、モジュールの小型化が困難になる。ま
た、実装のための工程数が多くなり、コストの低減が困
難となる。さらに、発光素子１０２、受信用受光素子１
０９、送信モニタ用受光素子１０８の３個の素子を実装
するためには、融解温度が互いに異なる３種類の半田を
用意しなければならないという問題点がある。すなわち
光素子の実装には厳密な精度が要求されるため、２番目
以後に実装する素子の半田の熱伝導により既に実装済み
の素子の半田が加熱されて柔らかくなってはいけないか
らである。但し、文献２で開示されているモジュールで
は、発光素子も受光素子もコア層構造になっているの
で、この問題は生じない。
で示される従来のモジュールには次のような問題点があ
る。すなわち、受信用受光素子１０９と送信モニタ用受
光素子１０８とを２つ並べて実装しなければならないた
め、２つの素子の間に実装が可能となるだけの充分な間
隔が必要となり、モジュールの小型化が困難になる。ま
た、実装のための工程数が多くなり、コストの低減が困
難となる。さらに、発光素子１０２、受信用受光素子１
０９、送信モニタ用受光素子１０８の３個の素子を実装
するためには、融解温度が互いに異なる３種類の半田を
用意しなければならないという問題点がある。すなわち
光素子の実装には厳密な精度が要求されるため、２番目
以後に実装する素子の半田の熱伝導により既に実装済み
の素子の半田が加熱されて柔らかくなってはいけないか
らである。但し、文献２で開示されているモジュールで
は、発光素子も受光素子もコア層構造になっているの
で、この問題は生じない。
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、従来のモジュールにおける上述の問
題点を解決し、小型かつ製造コストを低減できる光送受
信導波路モジュールを提供することを目的としている。
されたものであり、従来のモジュールにおける上述の問
題点を解決し、小型かつ製造コストを低減できる光送受
信導波路モジュールを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、受信用受光
素子と送信モニタ用受光素子とが一体化された一体型受
光素子を使用することによって２種類の受光素子の間隔
を短縮して小型化への障害を除去し、素子の数を３個か
ら２個に低減することによって製造コストを低減するこ
ととした。
素子と送信モニタ用受光素子とが一体化された一体型受
光素子を使用することによって２種類の受光素子の間隔
を短縮して小型化への障害を除去し、素子の数を３個か
ら２個に低減することによって製造コストを低減するこ
ととした。
【０００８】すなわち、本発明の光送受信導波路モジュ
ールは、導波路基板上に形成され、光ファイバの始端を
固定する溝、この光ファイバの前記導波路基板内の端面
に結合するよう前記導波路基板に形成される導波路の第
１の部分、この導波路の第１の部分から前記導波路基板
にそれぞれ形成される導波路の第２の部分と導波路の第
３の部分に分岐する導波路のＹ分岐部分、前記導波路基
板上に実装される発光素子、受信用受光素子と送信モニ
タ用受光素子とが一体に構成された一体型受光素子であ
って、その一体型受光素子内の前記送信モニタ用受光素
子が前記発光素子の裏面から出射される光と結合する位
置に実装される一体型受光素子、前記導波路のＹ分岐部
分から前記導波路の第２の部分として延長する導波路の
終端面を前記発光素子の発光面から出射する光に結合す
る位置に設ける手段、前記導波路のＹ分岐部分から前記
導波路の第３の部分として延長する導波路の終端面を前
記一体型受光素子内の受信用受光素子の受光面に結合す
る位置に設ける手段、を備えて構成される。
ールは、導波路基板上に形成され、光ファイバの始端を
固定する溝、この光ファイバの前記導波路基板内の端面
に結合するよう前記導波路基板に形成される導波路の第
１の部分、この導波路の第１の部分から前記導波路基板
にそれぞれ形成される導波路の第２の部分と導波路の第
３の部分に分岐する導波路のＹ分岐部分、前記導波路基
板上に実装される発光素子、受信用受光素子と送信モニ
タ用受光素子とが一体に構成された一体型受光素子であ
って、その一体型受光素子内の前記送信モニタ用受光素
子が前記発光素子の裏面から出射される光と結合する位
置に実装される一体型受光素子、前記導波路のＹ分岐部
分から前記導波路の第２の部分として延長する導波路の
終端面を前記発光素子の発光面から出射する光に結合す
る位置に設ける手段、前記導波路のＹ分岐部分から前記
導波路の第３の部分として延長する導波路の終端面を前
記一体型受光素子内の受信用受光素子の受光面に結合す
る位置に設ける手段、を備えて構成される。
【０００９】ここで使用される発光素子はスポットサイ
ズ変換型の発光素子であることが好適であり、ここで使
用される受光素子は導波路入射型受光素子または端面入
射型受光素子であることが好適である。
ズ変換型の発光素子であることが好適であり、ここで使
用される受光素子は導波路入射型受光素子または端面入
射型受光素子であることが好適である。
【００１０】また、ここで使用される一体型受光素子は
表面入射型の受光素子であり、その場合は、導波路基板
には反射ミラーを設け、前記導波路の第３の部分の終端
面から出射する光はこの反射ミラーで反射されて表面入
射型の受信用受光素子に入射され、前記発光素子の裏面
から出射する光はこの反射ミラーで反射されて表面入射
型の送信モニタ用受光素子に入射されるようにしても良
い。
表面入射型の受光素子であり、その場合は、導波路基板
には反射ミラーを設け、前記導波路の第３の部分の終端
面から出射する光はこの反射ミラーで反射されて表面入
射型の受信用受光素子に入射され、前記発光素子の裏面
から出射する光はこの反射ミラーで反射されて表面入射
型の送信モニタ用受光素子に入射されるようにしても良
い。
【００１１】一体型受光素子はキャリッジ（ｃａｒｒｉ
ａｇｅ）に実装されても良く、光送受信導波路モジュー
ルはパッケージ（ｐａｃｋａｇｅ）に収納されるように
しても、電気回路基板上に装着されるようにしても良
い。
ａｇｅ）に実装されても良く、光送受信導波路モジュー
ルはパッケージ（ｐａｃｋａｇｅ）に収納されるように
しても、電気回路基板上に装着されるようにしても良
い。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態を示
す断面図である。なお、以下の図面において同一符号は
同一または相当部分を示し、その動作も同様であるの
で、重複した説明は省略する。
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態を示
す断面図である。なお、以下の図面において同一符号は
同一または相当部分を示し、その動作も同様であるの
で、重複した説明は省略する。
【００１３】図１おいて、１は光用の導波路基板、２は
導波路基板１上に実装される発光素子、３は一体受光型
素子であり、送信モニタ用受光素子８と受信用受光素子
とが一体に形成されている。導波路基板１上には導波路
が形成されるが、４は導波路の第１の部分、５は導波路
のＹ分岐部分、６は導波路の第２の部分、７は導波路の
第３の部分である。１０は光ファイバ、１１はパッケー
ジ、１２は導波路基板１に形成されたＶ型溝であり、こ
の部分に光ファイバ１０の軸が固定される。
導波路基板１上に実装される発光素子、３は一体受光型
素子であり、送信モニタ用受光素子８と受信用受光素子
とが一体に形成されている。導波路基板１上には導波路
が形成されるが、４は導波路の第１の部分、５は導波路
のＹ分岐部分、６は導波路の第２の部分、７は導波路の
第３の部分である。１０は光ファイバ、１１はパッケー
ジ、１２は導波路基板１に形成されたＶ型溝であり、こ
の部分に光ファイバ１０の軸が固定される。
【００１４】光ファイバ１０は光軸調整を行わず、Ｖ型
溝１２により位置決め実装される。発光素子２は導波路
の第２の部分６と結合するよう実装されるが、結合損失
を低減できるようスポットサイズ変換型の発光素子が好
適である。一体型受光素子３は、送信モニタ用受光素子
８が発光素子の裏面から出射される光と結合するように
実装される。
溝１２により位置決め実装される。発光素子２は導波路
の第２の部分６と結合するよう実装されるが、結合損失
を低減できるようスポットサイズ変換型の発光素子が好
適である。一体型受光素子３は、送信モニタ用受光素子
８が発光素子の裏面から出射される光と結合するように
実装される。
【００１５】図２は、図１の発光素子２および一体型受
光素子３の実装状況を拡大して表示した斜視図で、図２
に示す例では、導波路の第３の部分７の端面に光結合す
るための簡易構造が実現できる端面入射型受光素子が使
われている。同様に簡易構造が実現できる導波路入射型
受光素子を使用しても良い。
光素子３の実装状況を拡大して表示した斜視図で、図２
に示す例では、導波路の第３の部分７の端面に光結合す
るための簡易構造が実現できる端面入射型受光素子が使
われている。同様に簡易構造が実現できる導波路入射型
受光素子を使用しても良い。
【００１６】発光素子２の前面端路から出射された送信
信号光は導波路６、５、４を経て光ファイバ１０に結合
され、伝送路に送られる。発光素子２の裏面から出射さ
れた光は送信モニタ用受光素子８に入射され、発光素子
２の光出力の監視を行う。伝送路から送られてきた受信
信号光は光ファイバ１０から導波路４、５、７を経て受
信用受光素子９に入射され電気信号に変換される。
信号光は導波路６、５、４を経て光ファイバ１０に結合
され、伝送路に送られる。発光素子２の裏面から出射さ
れた光は送信モニタ用受光素子８に入射され、発光素子
２の光出力の監視を行う。伝送路から送られてきた受信
信号光は光ファイバ１０から導波路４、５、７を経て受
信用受光素子９に入射され電気信号に変換される。
【００１７】図３は本発明の他の実施形態を示す射視図
で、モジュールの内の図２に相当する部分だけを示して
いる。その他の部分は図１に示す実施形態と同様であ
る。この図３に示す実施形態では、送信モニタ用受光素
子８も受信用受光素子９も共に表面入射型受光素子が使
用される。また図３に示す符号１３は反射ミラーであ
る。導波路の第３の部分７の端面から出射される光は反
射ミラー１３で反射されて表面入射型受光素子９に入射
され、発光素子２の裏面から出射した光は反射ミラー１
３で反射されて表面入射型受光素子８に入射されるよう
に、反射ミラー１３が構成されている。
で、モジュールの内の図２に相当する部分だけを示して
いる。その他の部分は図１に示す実施形態と同様であ
る。この図３に示す実施形態では、送信モニタ用受光素
子８も受信用受光素子９も共に表面入射型受光素子が使
用される。また図３に示す符号１３は反射ミラーであ
る。導波路の第３の部分７の端面から出射される光は反
射ミラー１３で反射されて表面入射型受光素子９に入射
され、発光素子２の裏面から出射した光は反射ミラー１
３で反射されて表面入射型受光素子８に入射されるよう
に、反射ミラー１３が構成されている。
【００１８】図４は本発明の更に他の実施形態を示す断
面図で、１４は一体型受光素子３が実装されるキャリア
である。また図５は図４の発光素子２および一体型受光
素子３の部分を拡大表示した斜視図である。すなわちこ
の実施形態では、一体型受光素子３は導波路基板には実
装されず、別に設けたキャリア１４に半田接合などによ
り実装される。一体型受光素子の受光面が導波路基板１
に向けられ、導波路の第３の部分７の終端面からの出射
光が受信用受光素子９の受光面で受光され、発光素子２
の裏面からの出射光が送信モニタ用受光素子８の受光面
で受光されるようキャリア１４の位置が決定される。
面図で、１４は一体型受光素子３が実装されるキャリア
である。また図５は図４の発光素子２および一体型受光
素子３の部分を拡大表示した斜視図である。すなわちこ
の実施形態では、一体型受光素子３は導波路基板には実
装されず、別に設けたキャリア１４に半田接合などによ
り実装される。一体型受光素子の受光面が導波路基板１
に向けられ、導波路の第３の部分７の終端面からの出射
光が受信用受光素子９の受光面で受光され、発光素子２
の裏面からの出射光が送信モニタ用受光素子８の受光面
で受光されるようキャリア１４の位置が決定される。
【００１９】図６は本発明の更に他の実施形態を示す一
部断面平面図で、１５は電気回路基板である。光送受信
導波路モジュールはパッケージ１１に収納される代わり
に、電気回路基板１５に装着されてもよい。
部断面平面図で、１５は電気回路基板である。光送受信
導波路モジュールはパッケージ１１に収納される代わり
に、電気回路基板１５に装着されてもよい。
【００２０】
【発明の効果】本発明の第１の効果は光送受信導波路モ
ジュールを充分に小型化することができることである。
それは一体型受光素子３を使用したため、送信モニタ用
受光素子８と受信用受光素子９との間隔を最小にするこ
とができ、従って発光素子２と受信用受光素子９との間
隔を最小にすることができ、導波路のＹ分岐部分５を最
短にすることができて、光送受信モジュールが充分に小
型化されるからである。
ジュールを充分に小型化することができることである。
それは一体型受光素子３を使用したため、送信モニタ用
受光素子８と受信用受光素子９との間隔を最小にするこ
とができ、従って発光素子２と受信用受光素子９との間
隔を最小にすることができ、導波路のＹ分岐部分５を最
短にすることができて、光送受信モジュールが充分に小
型化されるからである。
【００２１】本発明の第２の効果は光送受信導波路モジ
ュールの製造工程において、受光素子の実装コストを低
減することができる点である。従来のものでは、送信モ
ニタ用受光素子と受信用受光素子との２個の素子を実装
したが、本発明では、一体型受光素子１個を実装すれば
よいからである。
ュールの製造工程において、受光素子の実装コストを低
減することができる点である。従来のものでは、送信モ
ニタ用受光素子と受信用受光素子との２個の素子を実装
したが、本発明では、一体型受光素子１個を実装すれば
よいからである。
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の発光素子と一体型受光素子近傍を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図５】図４の発光素子と一体型受光素子近傍を示す斜
視図である。
視図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態を示す一部断面平面
図である。
図である。
【図７】従来の技術を示す斜視図である。
１ 導波路基板 ２ 発光素子 ３ 一体型受光素子 ４ 導波路の第１の部分 ５ 導波路のＹ分岐部分 ６ 導波路の第２の部分 ７ 導波路の第３の部分 ８ 送信モニタ用受光素子 ９ 受信用受光素子 １０ 光ファイバ １１ パッケージ １２ Ｖ型溝 １３ 反射ミラー １４ キャリッジ １５ 電気回路基板
Claims (7)
- 【請求項１】 導波路基板上に形成され、光ファイバの
始端を固定する溝、 この光ファイバの前記導波路基板内の端面に結合するよ
う前記導波路基板に形成される導波路の第１の部分、 この導波路の第１の部分から前記導波路基板にそれぞれ
形成される導波路の第２の部分と導波路の第３の部分に
分岐する導波路のＹ分岐部分、 前記導波路基板上に実装される発光素子、 受信用受光素子と送信モニタ用受光素子とが一体に構成
された一体型受光素子であって、その一体型受光素子内
の前記送信モニタ用受光素子が前記発光素子の裏面から
出射される光と結合する位置に実装される一体型受光素
子、 前記導波路のＹ分岐部分から前記導波路の第２の部分と
して延長する導波路の終端面を前記発光素子の発光面か
ら出射する光に結合する位置に設ける手段、 前記導波路のＹ分岐部分から前記導波路の第３の部分と
して延長する導波路の終端面を前記一体型受光素子内の
受信用受光素子の受光面に結合する位置に設ける手段、 を備えた光送受信導波路モジュール。 - 【請求項２】 請求項１記載の光送受信導波路モジュー
ルにおいて、前記発光素子はスポットサイズ変換型の発
光素子であることを特徴とする光送受信導波路モジュー
ル。 - 【請求項３】 請求項１記載の光送受信導波路モジュー
ルにおいて、前記一体型受光素子は導波路入射型受光素
子または端面入射型受光素子であることを特徴とする光
送受信導波路モジュール。 - 【請求項４】 請求項１記載の光送受信導波路モジュー
ルにおいて、前記一体型受光素子は表面入射型の受光素
子であり、前記導波路基板には反射ミラーが設けられ、
前記導波路の第３の部分の終端面から出射する光はこの
反射ミラーで反射されて表面入射型の受信用受光素子に
入射され、前記発光素子の裏面から出射する光はこの反
射ミラーで反射されて表面入射型の送信モニタ用受光素
子に入射されることを特徴とする光送受信導波路モジュ
ール。 - 【請求項５】 請求項１記載の光送受信導波路モジュー
ルにおいて、前記一体型受光素子はキャリッジ（ｃａｒ
ｒｉａｇｅ）に実装されることを特徴とする光送受信導
波路モジュール。 - 【請求項６】 請求項１記載の光送受信導波路モジュー
ルにおいて、前記光送受信モジュールはパッケージ（ｐ
ａｃｋａｇｅ）に収納されることを特徴とする光送受信
導波路モジュール。 - 【請求項７】 請求項１記載の光送受信導波路モジュー
ルにおいて、前記光送受信モジュールは電気回路基板上
に装着されることを特徴とする光送受信導波路モジュー
ル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10032307A JP3065015B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光送受信導波路モジュール |
| EP99101326A EP0933660A1 (en) | 1998-01-30 | 1999-01-25 | Optical transmitting-receiving waveguide module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10032307A JP3065015B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光送受信導波路モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218629A JPH11218629A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3065015B2 true JP3065015B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=12355296
Family Applications (1)
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