JP3277876B2 - 光送受信モジュ−ル - Google Patents
光送受信モジュ−ルInfo
- Publication number
- JP3277876B2 JP3277876B2 JP03398998A JP3398998A JP3277876B2 JP 3277876 B2 JP3277876 B2 JP 3277876B2 JP 03398998 A JP03398998 A JP 03398998A JP 3398998 A JP3398998 A JP 3398998A JP 3277876 B2 JP3277876 B2 JP 3277876B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- substrate
- optical
- filter
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15151—Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光ファイバに２つ
以上の異なる波長の光信号を一方向或いは双方向に通
し、基地局と加入者との間で情報を伝送する光双方向通
信において、受光素子と発光素子を一体化した光送受信
モジュールに関する。
以上の異なる波長の光信号を一方向或いは双方向に通
し、基地局と加入者との間で情報を伝送する光双方向通
信において、受光素子と発光素子を一体化した光送受信
モジュールに関する。
【０００２】［光双方向通信の説明］ 近年、光ファイ
バの伝送損失が低下し、半導体レ−ザ（以下ＬＤと略
す）や半導体受光素子（以下ＰＤと略す）の特性が向上
してきた。このため光を用いたさまざまな情報の伝送が
可能になってきた。光を用いる通信であるので、これら
技術を光通信と呼ぶ。伝送されるべき情報の形態として
は、電話、ファクシミリ、テレビ画像信号などがある。
特に、波長が１．３μｍ帯の光や、１．５５μｍ帯の光
などの長波長の光を用いた通信の試みが盛んに行われて
いる。
バの伝送損失が低下し、半導体レ−ザ（以下ＬＤと略
す）や半導体受光素子（以下ＰＤと略す）の特性が向上
してきた。このため光を用いたさまざまな情報の伝送が
可能になってきた。光を用いる通信であるので、これら
技術を光通信と呼ぶ。伝送されるべき情報の形態として
は、電話、ファクシミリ、テレビ画像信号などがある。
特に、波長が１．３μｍ帯の光や、１．５５μｍ帯の光
などの長波長の光を用いた通信の試みが盛んに行われて
いる。
【０００３】最近は、１本の光ファイバを用いて信号を
双方向に送り、同時に信号を送受信できるシステムが検
討されている。信号を双方向に送るので双方向通信と呼
ぶ。この方式の利点は、ファイバが１本で済むというこ
とである。図１はこのような双方向通信の内、異なる波
長の光を用いる波長多重双方向通信の原理図である。一
つの局と、複数の加入者が光ファイバによって結合され
ている。ここでは加入者は一つだけ図示している。実際
には数多くの分岐点があり、局からの光ファイバは、途
中で多数の光ファイバに分岐して加入者の装置に至って
いる。
双方向に送り、同時に信号を送受信できるシステムが検
討されている。信号を双方向に送るので双方向通信と呼
ぶ。この方式の利点は、ファイバが１本で済むというこ
とである。図１はこのような双方向通信の内、異なる波
長の光を用いる波長多重双方向通信の原理図である。一
つの局と、複数の加入者が光ファイバによって結合され
ている。ここでは加入者は一つだけ図示している。実際
には数多くの分岐点があり、局からの光ファイバは、途
中で多数の光ファイバに分岐して加入者の装置に至って
いる。
【０００４】局側は、電話やＴＶの信号をデジタル或い
はアナログ信号として増幅し、この信号によって半導体
レ−ザＬＤ１を駆動する。この信号は波長λ1 の信号と
なって、光ファイバ１に入る。これが分波器２によって
中間の光ファイバ３に導かれる。さらに加入者側の分波
器４によって光ファイバ５に入り、受光素子ＰＤ２によ
って受信される。受光素子によって光電変換され、電気
信号Ｐ３となる。電気信号Ｐ３は加入者側の装置によっ
て増幅され信号処理されて、電話の音声或いはテレビ画
像として再生される。このように基地局から加入者側に
向かう信号を下り信号といい、この方向の情報の流れを
下り系という。
はアナログ信号として増幅し、この信号によって半導体
レ−ザＬＤ１を駆動する。この信号は波長λ1 の信号と
なって、光ファイバ１に入る。これが分波器２によって
中間の光ファイバ３に導かれる。さらに加入者側の分波
器４によって光ファイバ５に入り、受光素子ＰＤ２によ
って受信される。受光素子によって光電変換され、電気
信号Ｐ３となる。電気信号Ｐ３は加入者側の装置によっ
て増幅され信号処理されて、電話の音声或いはテレビ画
像として再生される。このように基地局から加入者側に
向かう信号を下り信号といい、この方向の情報の流れを
下り系という。
【０００５】一方加入者側は、電話やファクシミリの信
号を半導体レ−ザＬＤ２によって波長λ2 の光信号に変
換する。λ2 の光は、光ファイバ６に入射し、分波器４
によって中間の光ファイバ３に導かれ、局側の分波器２
を通って、受光素子ＰＤ１にはいる。局側の装置は、λ
2 の光信号をＰＤ１によって光電変換し、電気信号とす
る。この電気信号は、交換機や信号処理回路に送り込ま
れて適当な処理を受ける。このように局側へ信号を送る
方向を上り系という。その信号を上り信号という。
号を半導体レ−ザＬＤ２によって波長λ2 の光信号に変
換する。λ2 の光は、光ファイバ６に入射し、分波器４
によって中間の光ファイバ３に導かれ、局側の分波器２
を通って、受光素子ＰＤ１にはいる。局側の装置は、λ
2 の光信号をＰＤ１によって光電変換し、電気信号とす
る。この電気信号は、交換機や信号処理回路に送り込ま
れて適当な処理を受ける。このように局側へ信号を送る
方向を上り系という。その信号を上り信号という。
【０００６】以上の説明では、λ1 は下り系、λ2 は上
り系のみに使われている。しかし実際には、同じ波長の
光を下りと上りに使う事がある。時には、２種類の波長
の光の何れをも上りと下りの両方に伝搬させる事もあ
る。このような場合、波長の違う二つの光の分離が極め
て重要な問題になってくる。
り系のみに使われている。しかし実際には、同じ波長の
光を下りと上りに使う事がある。時には、２種類の波長
の光の何れをも上りと下りの両方に伝搬させる事もあ
る。このような場合、波長の違う二つの光の分離が極め
て重要な問題になってくる。
【０００７】［光の分波器の説明］このように、２つの
波長の光を用い、１本の光ファイバによって、双方向通
信を行うためには、局側、加入者側のどちらもに光の波
長を識別し光路を分離する機能が必要になる。図１に於
ける分波器２、４がその機能を果たす。分波器は、波長
λ1 、λ2 の光を、結合して１本の光ファイバに導入し
たり、二つの波長の光から、一方の光のみを選んで一本
の光ファイバに取り出したりする作用がある。波長多重
双方向通信を行うには分波器が極めて重要な役割を果た
す。
波長の光を用い、１本の光ファイバによって、双方向通
信を行うためには、局側、加入者側のどちらもに光の波
長を識別し光路を分離する機能が必要になる。図１に於
ける分波器２、４がその機能を果たす。分波器は、波長
λ1 、λ2 の光を、結合して１本の光ファイバに導入し
たり、二つの波長の光から、一方の光のみを選んで一本
の光ファイバに取り出したりする作用がある。波長多重
双方向通信を行うには分波器が極めて重要な役割を果た
す。
【０００８】現在提案されている分波器にはいくつかの
種類がある。図２〜図３によって説明する。図２の例で
は、分波器は光ファイバまたは光導波路によって作られ
る。二つの光路８、９が一部分１０で近接しており、こ
こで光エネルギーの交換がなされる。近接部１０の間隔
Ｄや距離Ｌによって、様々の態様の結合を実現できる。
ここでは光路８にλ1 に光を入射すると、光路１１にλ
1 の光が出てくるようになっている。光路１２にλ2 の
光を入れると光路９にλ2 の光が出てくる。これが導波
路型の分波器である。
種類がある。図２〜図３によって説明する。図２の例で
は、分波器は光ファイバまたは光導波路によって作られ
る。二つの光路８、９が一部分１０で近接しており、こ
こで光エネルギーの交換がなされる。近接部１０の間隔
Ｄや距離Ｌによって、様々の態様の結合を実現できる。
ここでは光路８にλ1 に光を入射すると、光路１１にλ
1 の光が出てくるようになっている。光路１２にλ2 の
光を入れると光路９にλ2 の光が出てくる。これが導波
路型の分波器である。
【０００９】図３に示すのは多層膜ミラーを使うもので
ある。二等辺三角形柱状のガラスブロック１３、１４の
斜辺面に誘電体多層膜を形成している。誘電体の屈折率
と厚みを適当に組み合わせて、λ1 の光は全て透過し、
λ2 の光は全て反射するようにしている。これは４５゜
の角度で入射した光を反射させ或いは透過させる機能を
有する。この分波器も図１の分波器２、４として利用で
きる。このような分波器は、分波・合波器とも呼ばれ
る。ＷＤＭということもある。光ファイバやガラスブロ
ックによるものは既に市販されている。
ある。二等辺三角形柱状のガラスブロック１３、１４の
斜辺面に誘電体多層膜を形成している。誘電体の屈折率
と厚みを適当に組み合わせて、λ1 の光は全て透過し、
λ2 の光は全て反射するようにしている。これは４５゜
の角度で入射した光を反射させ或いは透過させる機能を
有する。この分波器も図１の分波器２、４として利用で
きる。このような分波器は、分波・合波器とも呼ばれ
る。ＷＤＭということもある。光ファイバやガラスブロ
ックによるものは既に市販されている。
【００１０】
【従来の技術】加入者側の光送受信モジュールについて
図１６によって説明する。図１６において、局から加入
者に向けて敷設された光ファイバ１６の終端が光コネク
タ１７によって、屋内の光ファイバ１８に接続される。
加入者の屋内にあるＯＮＵモジュールには、光ファイバ
ＷＤＭ２１（分波器）が設けられる。光ファイバ１８と
光ファイバ１９がＷＤＭ２１の内部で波長選択的に結合
されている。光ファイバ１８には光コネクタ２２によっ
てＬＤモジュール２５を繋ぐ。光ファイバ１９には光コ
ネクタ２３を介してＰＤモジュール２７を接続する。
図１６によって説明する。図１６において、局から加入
者に向けて敷設された光ファイバ１６の終端が光コネク
タ１７によって、屋内の光ファイバ１８に接続される。
加入者の屋内にあるＯＮＵモジュールには、光ファイバ
ＷＤＭ２１（分波器）が設けられる。光ファイバ１８と
光ファイバ１９がＷＤＭ２１の内部で波長選択的に結合
されている。光ファイバ１８には光コネクタ２２によっ
てＬＤモジュール２５を繋ぐ。光ファイバ１９には光コ
ネクタ２３を介してＰＤモジュール２７を接続する。
【００１１】ＬＤ２５、光ファイバ２４は上り系をな
す。１．３μｍ帯光が加入者側の信号を局へと伝送す
る。光ファイバ２６、ＰＤモジュール２７は下り系であ
る。局からの１．５μｍ帯信号を受けて、ＰＤモジュー
ルによって光電変換する。送信装置であるＬＤ２５は電
話やファクシミリの信号を増幅し、変調する回路や、電
気信号を光信号に変換する半導体レ−ザなどを含む。受
信装置であるＰＤモジュール２７は、局から送られたＴ
Ｖ信号、電話などの光信号を光電変換するフォトダイオ
ードと増幅回路、復調回路などを含む。
す。１．３μｍ帯光が加入者側の信号を局へと伝送す
る。光ファイバ２６、ＰＤモジュール２７は下り系であ
る。局からの１．５μｍ帯信号を受けて、ＰＤモジュー
ルによって光電変換する。送信装置であるＬＤ２５は電
話やファクシミリの信号を増幅し、変調する回路や、電
気信号を光信号に変換する半導体レ−ザなどを含む。受
信装置であるＰＤモジュール２７は、局から送られたＴ
Ｖ信号、電話などの光信号を光電変換するフォトダイオ
ードと増幅回路、復調回路などを含む。
【００１２】波長分波器（ＷＤＭモジュール）２１は、
１．５μｍ帯光と、１．３μｍ帯光を分離する作用があ
る。この例では、１．３μｍ帯光を上り系の信号とし、
１．５μｍ帯光を下り系の信号として使っている。本発
明は、二つの異なる波長の光信号を用いて双方向通信を
する場合における光送受信モジュールの改良に関する。
光送受信モジュールというのは発光素子、受光素子、こ
れらの周辺電気回路などを含めたものである。これらの
要素についての従来技術を説明する。
１．５μｍ帯光と、１．３μｍ帯光を分離する作用があ
る。この例では、１．３μｍ帯光を上り系の信号とし、
１．５μｍ帯光を下り系の信号として使っている。本発
明は、二つの異なる波長の光信号を用いて双方向通信を
する場合における光送受信モジュールの改良に関する。
光送受信モジュールというのは発光素子、受光素子、こ
れらの周辺電気回路などを含めたものである。これらの
要素についての従来技術を説明する。
【００１３】［従来例に係る半導体発光素子（ＬＤモジ
ュール）の説明］図４によって従来例に係る半導体発光
素子（ＬＤモジュール）２８を説明する。半導体レ−ザ
チップ（ＬＤ）２９と、モニタ用のフォトダイオードチ
ップ３０を含むモジュールである。ＬＤチップ２９はヘ
ッダ３２の隆起部（ポール）３１の前側面に固定され
る。ＬＤチップの表面に平行の光を発生するからであ
る。ヘッダ３２の底面にはＬＤの背面発光が入射する位
置に、ＰＤチップ３０が固定される。ヘッダ３２の下面
には適数のリードピン３３がある。ヘッダ３２の素子取
り付け面は、キャップ３４によって覆われる。
ュール）の説明］図４によって従来例に係る半導体発光
素子（ＬＤモジュール）２８を説明する。半導体レ−ザ
チップ（ＬＤ）２９と、モニタ用のフォトダイオードチ
ップ３０を含むモジュールである。ＬＤチップ２９はヘ
ッダ３２の隆起部（ポール）３１の前側面に固定され
る。ＬＤチップの表面に平行の光を発生するからであ
る。ヘッダ３２の底面にはＬＤの背面発光が入射する位
置に、ＰＤチップ３０が固定される。ヘッダ３２の下面
には適数のリードピン３３がある。ヘッダ３２の素子取
り付け面は、キャップ３４によって覆われる。
【００１４】キャップ３４の中央部には窓３５が開口し
ている半導体レ−ザ（ＬＤ）の光はチップから上下方向
に出る。窓３５の直上にはレンズ３７がある。これはレ
ンズホルダ−３６によって支持される。レンズホルダ−
３６のさらに上には、ハウジング３８があって、これの
上頂部にはフェルール３９が固定される。フェルール３
９は光ファイバ４０の先端を保持する。フェルールと光
ファイバの端部は斜めに研磨されている。反射戻り光が
ＬＤ２９に入るのを防ぐためである。
ている半導体レ−ザ（ＬＤ）の光はチップから上下方向
に出る。窓３５の直上にはレンズ３７がある。これはレ
ンズホルダ−３６によって支持される。レンズホルダ−
３６のさらに上には、ハウジング３８があって、これの
上頂部にはフェルール３９が固定される。フェルール３
９は光ファイバ４０の先端を保持する。フェルールと光
ファイバの端部は斜めに研磨されている。反射戻り光が
ＬＤ２９に入るのを防ぐためである。
【００１５】半導体レ−ザ（ＬＤ）２９の光を、光ファ
イバ４０の他端において監視しながら、ホルダ−３６を
ヘッダ３２に対して位置決めし、さらにハウジング３８
をレンズホルダ−３６に対して位置決めする。半導体レ
−ザ２９、フォトダイオード３０の各電極はワイヤによ
ってリードピン３３のいずれかに接続される。
イバ４０の他端において監視しながら、ホルダ−３６を
ヘッダ３２に対して位置決めし、さらにハウジング３８
をレンズホルダ−３６に対して位置決めする。半導体レ
−ザ２９、フォトダイオード３０の各電極はワイヤによ
ってリードピン３３のいずれかに接続される。
【００１６】半導体レ−ザから出た光はレンズによって
絞られ、光ファイバの端部に入射する。半導体レ−ザは
信号によって変調されているから、この光は信号を伝送
する事になる。半導体レ−ザの出力は反対側にあるモニ
タ用フォトダイオード３０によってモニタされる。１．
３μｍ〜１．５μｍ帯の発振波長は半導体層の材料によ
って決まる。
絞られ、光ファイバの端部に入射する。半導体レ−ザは
信号によって変調されているから、この光は信号を伝送
する事になる。半導体レ−ザの出力は反対側にあるモニ
タ用フォトダイオード３０によってモニタされる。１．
３μｍ〜１．５μｍ帯の発振波長は半導体層の材料によ
って決まる。
【００１７】［従来例にかかる半導体受光素子モジュー
ルの説明］図５によっって従来例にかかるＰＤモジュー
ルを説明する。受光素子チップ４１がヘッダ４２の上面
にダイボンドされる。ヘッダ４２の下面にはリードピン
４３が設けられる。ヘッダ４２の上面はキャップ４４に
よって覆われる。キャップ４４の中央には光を通すため
の開口部４５がある。キャップの外側にはさらに円筒形
のホルダ−４６が固定される。これはレンズ４７を保持
するためのものである。
ルの説明］図５によっって従来例にかかるＰＤモジュー
ルを説明する。受光素子チップ４１がヘッダ４２の上面
にダイボンドされる。ヘッダ４２の下面にはリードピン
４３が設けられる。ヘッダ４２の上面はキャップ４４に
よって覆われる。キャップ４４の中央には光を通すため
の開口部４５がある。キャップの外側にはさらに円筒形
のホルダ−４６が固定される。これはレンズ４７を保持
するためのものである。
【００１８】レンズホルダ−４６のさらに上には、円錐
形のハウジング４８が固定される。光ファイバ５０の先
端をフェルール４９によって固定する。フェルール４９
はハウジングによって保持される。フェルール、光ファ
イバの先端は斜め研磨してある。
形のハウジング４８が固定される。光ファイバ５０の先
端をフェルール４９によって固定する。フェルール４９
はハウジングによって保持される。フェルール、光ファ
イバの先端は斜め研磨してある。
【００１９】受光素子の場合も、光ファイバに光を通
し、ＰＤチップ４１の出力を監視しながら、ホルダ−４
６の位置と、ハウジング４８の位置、フェルールの位置
を決める。受光素子の半導体層によって、受光可能な波
長範囲が決まる。可視光の場合はＳｉのＰＤを用いる事
ができる。近赤外光を用いる送受信モジュールを対象に
する場合は、ＳｉのＰＤは不適当である。近赤外光を感
受するためにＩｎＰを基板とする化合物半導体の受光素
子を用いる必要がある（受光層はＩｎＧａＡｓまたはＩ
ｎＧａＡｓＰ）。
し、ＰＤチップ４１の出力を監視しながら、ホルダ−４
６の位置と、ハウジング４８の位置、フェルールの位置
を決める。受光素子の半導体層によって、受光可能な波
長範囲が決まる。可視光の場合はＳｉのＰＤを用いる事
ができる。近赤外光を用いる送受信モジュールを対象に
する場合は、ＳｉのＰＤは不適当である。近赤外光を感
受するためにＩｎＰを基板とする化合物半導体の受光素
子を用いる必要がある（受光層はＩｎＧａＡｓまたはＩ
ｎＧａＡｓＰ）。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】光双方向通信の加入者
の最も多くは一般の家庭である。だから今ある電話の数
だけは市場があるはずである。しかし普通のメタル線に
よる電話と同じくらいに安価にしないと一般家庭は購入
しにくい。モジュールを低価格にする必要がある。とこ
ろが図３の従来の個別のモジュール（ＬＤモジュール、
ＰＤモジュール、ＷＤＭモジュール）の組み合わせで
は、個別モジュール価格の合算価格に成り高価になって
しまう。このようなモジュールの高価であることが光加
入者系の進展を妨げている。一般消費者が購入しようと
する気になるような安価な機器を用意しなければならな
い。
の最も多くは一般の家庭である。だから今ある電話の数
だけは市場があるはずである。しかし普通のメタル線に
よる電話と同じくらいに安価にしないと一般家庭は購入
しにくい。モジュールを低価格にする必要がある。とこ
ろが図３の従来の個別のモジュール（ＬＤモジュール、
ＰＤモジュール、ＷＤＭモジュール）の組み合わせで
は、個別モジュール価格の合算価格に成り高価になって
しまう。このようなモジュールの高価であることが光加
入者系の進展を妨げている。一般消費者が購入しようと
する気になるような安価な機器を用意しなければならな
い。
【００２１】そこで少しでも部品点数を減らす、よりコ
ンパクトにする、より低コストにするという試みが幾つ
か提案され公表されている。図６、図７、図８に新しく
提案されているモジュールの幾つかを示す。いずれも新
規な利点がある。が本発明者から見ればなお不十分であ
ってそれぞれに欠点がある。
ンパクトにする、より低コストにするという試みが幾つ
か提案され公表されている。図６、図７、図８に新しく
提案されているモジュールの幾つかを示す。いずれも新
規な利点がある。が本発明者から見ればなお不十分であ
ってそれぞれに欠点がある。
【００２２】［Ａ．横反射ＷＤＭ型（図６）］小楠正
大、富岡多寿子、大島茂、「レセプタクル形双方向波長
多重光モジュ−ル」，１９９６年電子情報通信学会エレ
トロニクスソサイエティ大会，Ｃ−２０８，ｐ２０８
（１９９６）はミラ−形ＷＤＭ素子を提案している。図
６にミラー型のＷＤＭを使ったモジュールを示す。矩形
のハウジング８０の中央に、ＷＤＭフィルタ８１を対角
線方向に４５度傾けてセットしている。ハウジング８０
の２側面にＬＤ８３とＰＤ８５を設置している。ＷＤＭ
８１とＬＤ８３の間にはレンズ８２を設置している。Ｗ
ＤＭ８１とＰＤ８５の間にはレンズ８４を設けている。
ＬＤ８３とＷＤＭ８１の中心を結ぶ直線上に光ファイバ
８６、レンズ８７を設けている。ＬＤからの送信光λ1
はＷＤＭを透過して光ファイバに入射する。光ファイバ
からの他者からの信号光λ2 はＷＤＭで横方向に反射さ
れてＰＤ８５に入る。波長によって透過、反射の性能が
違うので２つの異なる波長が分離される。しかしこれは
図３のものと大差ない。ＬＤ、ＰＤの形態、集光レンズ
などの配置、ＷＤＭを使う等、従来のものの延長上にあ
る。コスト低減も不十分である。大した改良ではない。
もっと部品点数を減少させる必要がある。
大、富岡多寿子、大島茂、「レセプタクル形双方向波長
多重光モジュ−ル」，１９９６年電子情報通信学会エレ
トロニクスソサイエティ大会，Ｃ−２０８，ｐ２０８
（１９９６）はミラ−形ＷＤＭ素子を提案している。図
６にミラー型のＷＤＭを使ったモジュールを示す。矩形
のハウジング８０の中央に、ＷＤＭフィルタ８１を対角
線方向に４５度傾けてセットしている。ハウジング８０
の２側面にＬＤ８３とＰＤ８５を設置している。ＷＤＭ
８１とＬＤ８３の間にはレンズ８２を設置している。Ｗ
ＤＭ８１とＰＤ８５の間にはレンズ８４を設けている。
ＬＤ８３とＷＤＭ８１の中心を結ぶ直線上に光ファイバ
８６、レンズ８７を設けている。ＬＤからの送信光λ1
はＷＤＭを透過して光ファイバに入射する。光ファイバ
からの他者からの信号光λ2 はＷＤＭで横方向に反射さ
れてＰＤ８５に入る。波長によって透過、反射の性能が
違うので２つの異なる波長が分離される。しかしこれは
図３のものと大差ない。ＬＤ、ＰＤの形態、集光レンズ
などの配置、ＷＤＭを使う等、従来のものの延長上にあ
る。コスト低減も不十分である。大した改良ではない。
もっと部品点数を減少させる必要がある。
【００２３】［Ｂ．Ｙ分岐導波路型］N.Uchida, H.Yama
da, Y.Hibino, Y.Suzuki, T.Kurosaki, N.Ishihara, M.
Nakamura, T.Hashimoto, Y.Akahori, Y.Inoue, K.Moriw
aki, K.Kato,Y.Tohmori, M.Wada, and T.Sugie,"LOW-CO
ST AND HIGH-PERFORMANCE HYBRID WDM MODULE INTEGRAT
ED ON A PLC PLATFORM FOR FIBER-TO-THE-HOME", 22nd
European Conferenceon Optical Communication- ECOC'
96,OSLO, TuC.3.1, P2.107(1996) は分岐導波路型のＷ
ＤＭ素子を提案している。図７は、ＷＤＭを埋め込んだ
石英系の光導波路を利用した送受信モジュールである。
基板８８の上に分岐する石英導波路８９、９０、９１、
９２、９３を形成したものである。Ｙ型分岐する導波路
９０、９１は統一された導波路８９となり、さらもう一
方のＹ分岐導波路９２、９３につながっている。Ｙ分岐
の分岐点にＷＤＭフィルタ１０２が設置してある。Ｙ分
岐８９の先端の分岐導波路９０の先にＰＤ９９を設け
る。分岐導波路９１の先端にＬＤ９８を設ける。基板面
には電極パターン９６、９７が形成される。その上にＰ
Ｄ９９、ＬＤ９８を半田付けしている。ＬＤ９８の端面
１００から１．３μｍが出て行き、ＷＤＭフィルタ１０
２を透過して導波路９３から自由空間光９５として出射
される。基地局からの１．３μｍ信号は導波路９３から
ＷＤＭ１０２を通過して導波路９０に行きＰＤ９９の端
面１０１に入る。これは端面入射型のＰＤである。ＷＤ
Ｍフィルタは１．５５μｍを反射し１．３μｍを透過す
るものである。
da, Y.Hibino, Y.Suzuki, T.Kurosaki, N.Ishihara, M.
Nakamura, T.Hashimoto, Y.Akahori, Y.Inoue, K.Moriw
aki, K.Kato,Y.Tohmori, M.Wada, and T.Sugie,"LOW-CO
ST AND HIGH-PERFORMANCE HYBRID WDM MODULE INTEGRAT
ED ON A PLC PLATFORM FOR FIBER-TO-THE-HOME", 22nd
European Conferenceon Optical Communication- ECOC'
96,OSLO, TuC.3.1, P2.107(1996) は分岐導波路型のＷ
ＤＭ素子を提案している。図７は、ＷＤＭを埋め込んだ
石英系の光導波路を利用した送受信モジュールである。
基板８８の上に分岐する石英導波路８９、９０、９１、
９２、９３を形成したものである。Ｙ型分岐する導波路
９０、９１は統一された導波路８９となり、さらもう一
方のＹ分岐導波路９２、９３につながっている。Ｙ分岐
の分岐点にＷＤＭフィルタ１０２が設置してある。Ｙ分
岐８９の先端の分岐導波路９０の先にＰＤ９９を設け
る。分岐導波路９１の先端にＬＤ９８を設ける。基板面
には電極パターン９６、９７が形成される。その上にＰ
Ｄ９９、ＬＤ９８を半田付けしている。ＬＤ９８の端面
１００から１．３μｍが出て行き、ＷＤＭフィルタ１０
２を透過して導波路９３から自由空間光９５として出射
される。基地局からの１．３μｍ信号は導波路９３から
ＷＤＭ１０２を通過して導波路９０に行きＰＤ９９の端
面１０１に入る。これは端面入射型のＰＤである。ＷＤ
Ｍフィルタは１．５５μｍを反射し１．３μｍを透過す
るものである。
【００２４】これはレンズがなく構造が少し単純化され
る。信号光は行き帰りも１．３μｍであって、ＷＤＭフ
ィルタが単に光（１．５５μｍ）を外に戻すために使用
されている。従って今この発明で考えている用途（２波
長λ1 、λ2 利用）には使用できない。この方式は光導
波路面内で光の進行方向を変えるものである。当然分岐
による１／２の損失以外に導波路による損失がある。ま
た微細な光導波路を基板上に形成しなければならず製作
が極めて難しい。
る。信号光は行き帰りも１．３μｍであって、ＷＤＭフ
ィルタが単に光（１．５５μｍ）を外に戻すために使用
されている。従って今この発明で考えている用途（２波
長λ1 、λ2 利用）には使用できない。この方式は光導
波路面内で光の進行方向を変えるものである。当然分岐
による１／２の損失以外に導波路による損失がある。ま
た微細な光導波路を基板上に形成しなければならず製作
が極めて難しい。
【００２５】［Ｃ．上方反射型（図８）］宇野智昭、西
川透、光田昌弘、東門元二、松井康「表面実装型のＬＤ
／ＰＤ集積化モジュ−ル」１９９７年電子情報通信学会
エレクトロニクスソサエティ大会，Ｃ−３−８９，ｐ１
９８（１９９７）、及び東門元二、宇野智昭、竹中直
樹、西川透、浅野弘明、松井康「ファイバ埋込光回路を
用いたＰＤモジュ−ルの受光特性」１９９７年電子情報
通信学会総合大会，Ｃ−３−５９，ｐ２４４は、上方に
光を反射するＷＤＭ素子を提案している。図８は受信光
を上方に反射するようにした光送受信モジュールであ
る。Ｓｉ基板１０５の上に縦長のＶ溝１０８が穿たれこ
の上に光ファイバ１０４が固定される。基板１０５の終
端部に段差１０６があってＬＤ１０７が固定される。Ｌ
Ｄ１０７の１．３μｍ光が光ファイバに入り送信され
る。基板１０５と光ファイバを共通に４５度の角度で切
断した切り込み１１０がありここにＷＤＭフィルタ１１
１が挿入固定される。その斜め上部に受光面が下向きに
なるようにＰＤ１０９が取り付けてある。
川透、光田昌弘、東門元二、松井康「表面実装型のＬＤ
／ＰＤ集積化モジュ−ル」１９９７年電子情報通信学会
エレクトロニクスソサエティ大会，Ｃ−３−８９，ｐ１
９８（１９９７）、及び東門元二、宇野智昭、竹中直
樹、西川透、浅野弘明、松井康「ファイバ埋込光回路を
用いたＰＤモジュ−ルの受光特性」１９９７年電子情報
通信学会総合大会，Ｃ−３−５９，ｐ２４４は、上方に
光を反射するＷＤＭ素子を提案している。図８は受信光
を上方に反射するようにした光送受信モジュールであ
る。Ｓｉ基板１０５の上に縦長のＶ溝１０８が穿たれこ
の上に光ファイバ１０４が固定される。基板１０５の終
端部に段差１０６があってＬＤ１０７が固定される。Ｌ
Ｄ１０７の１．３μｍ光が光ファイバに入り送信され
る。基板１０５と光ファイバを共通に４５度の角度で切
断した切り込み１１０がありここにＷＤＭフィルタ１１
１が挿入固定される。その斜め上部に受光面が下向きに
なるようにＰＤ１０９が取り付けてある。
【００２６】光ファイバ１０４を伝搬して来た１．５５
μｍ光はＷＤＭフィルタ１１１によって斜め上方に反射
される。これがＰＤ１０９によって受光される。ＷＤＭ
は図６や図７のものと同じように１．３μｍを通し１．
５５μｍを反射するようになっている。斜め上のＰＤに
１．５５μｍを反射するためＷＤＭは斜め上向きに傾い
て取り付けられている。レンズはなく光導波路もなく構
造は単純である。しかしこれはＬＤがファイバの後ろに
くっついたピッグテイルタイプとなる。結局図３のもの
と余り変わらない。
μｍ光はＷＤＭフィルタ１１１によって斜め上方に反射
される。これがＰＤ１０９によって受光される。ＷＤＭ
は図６や図７のものと同じように１．３μｍを通し１．
５５μｍを反射するようになっている。斜め上のＰＤに
１．５５μｍを反射するためＷＤＭは斜め上向きに傾い
て取り付けられている。レンズはなく光導波路もなく構
造は単純である。しかしこれはＬＤがファイバの後ろに
くっついたピッグテイルタイプとなる。結局図３のもの
と余り変わらない。
【００２７】いずれにしても近年提案されている光送受
信モジュールは材料費、組立費などが嵩み、大型であっ
て構造がなお単純ではない。いずれも現状の技術の単な
る延長にすぎない。未だ欠陥多く実用に供するには至ら
ない。現状モジュールの単なる寄せ集め、単なる結合で
なく、より少ない部品点数で、より小型の光送受信モジ
ュールを提供することが本発明の第１の目的である。材
料費も組立費も安価にできる光送受信モジュールを提供
することが本発明の第２の目的である。より具体的に言
えば、図６のものよりもコンパクトで、図７のものより
も作り易く、図８よりも低価格で歩留りの良い光送受信
モジュールを提供するものである。
信モジュールは材料費、組立費などが嵩み、大型であっ
て構造がなお単純ではない。いずれも現状の技術の単な
る延長にすぎない。未だ欠陥多く実用に供するには至ら
ない。現状モジュールの単なる寄せ集め、単なる結合で
なく、より少ない部品点数で、より小型の光送受信モジ
ュールを提供することが本発明の第１の目的である。材
料費も組立費も安価にできる光送受信モジュールを提供
することが本発明の第２の目的である。より具体的に言
えば、図６のものよりもコンパクトで、図７のものより
も作り易く、図８よりも低価格で歩留りの良い光送受信
モジュールを提供するものである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明の光送受信モジュ
ールは 中間部に設けられた光を導く光ガイドと光ガイ
ドの一部に穿たれた第１縦穴と一方の端部に設けられ光
ファイバ先端を固定するＶ溝と反対側の端部にＬＤを取
り付ける段部と底面にメタライズ層を有する第１基板
と、第１基板の光ガイド部の途中に傾斜して設けられ一
部の光を下方に反射し一部の光を反射するフィルタと、
光ガイドの端部に対向するよう第１基板の段部に設けら
れるＬＤと、上面にメタライズ層を有し第１縦穴に対応
する位置に設けた第２縦穴を有し前記第１基板の裏面の
メタライズ層に上面メタライズ層が接合された第２基板
と、第２基板の縦穴の直下において第２基板底面に取り
付けられるＰＤと、第２基板底面に固定されＰＤの光電
流を増幅する増幅器とよりなり、第１基板と第２基板の
境目のメタライズ層はグランド電位となり、第１基板の
前方のＶ溝に光ファイバの先端が固定され、光ファイバ
から出た光はその一部がフィルタによって下方に反射さ
れてＰＤに入射し、ＬＤからの光は一部がフィルタを透
過して光ファイバに入るようにしている。
ールは 中間部に設けられた光を導く光ガイドと光ガイ
ドの一部に穿たれた第１縦穴と一方の端部に設けられ光
ファイバ先端を固定するＶ溝と反対側の端部にＬＤを取
り付ける段部と底面にメタライズ層を有する第１基板
と、第１基板の光ガイド部の途中に傾斜して設けられ一
部の光を下方に反射し一部の光を反射するフィルタと、
光ガイドの端部に対向するよう第１基板の段部に設けら
れるＬＤと、上面にメタライズ層を有し第１縦穴に対応
する位置に設けた第２縦穴を有し前記第１基板の裏面の
メタライズ層に上面メタライズ層が接合された第２基板
と、第２基板の縦穴の直下において第２基板底面に取り
付けられるＰＤと、第２基板底面に固定されＰＤの光電
流を増幅する増幅器とよりなり、第１基板と第２基板の
境目のメタライズ層はグランド電位となり、第１基板の
前方のＶ溝に光ファイバの先端が固定され、光ファイバ
から出た光はその一部がフィルタによって下方に反射さ
れてＰＤに入射し、ＬＤからの光は一部がフィルタを透
過して光ファイバに入るようにしている。
【００２９】
【発明の実施の形態】従来例として紹介した物はいずれ
も光の一部を側方に曲げたり上方に曲げたりしている。
これら従来例に比較して本発明は全く発想を異にする。
光を側方や上方に反射するのでなくて、本発明は光を下
方へ反射する。これが一つの特徴である。本発明は、光
送受信モジュールを、送信部と受信部を上下に分離し、
別々のモジュールを作っておき検査して良品を選び結合
して送受信モジュールとする。別々に製作できるので歩
留まりが上昇する。上下に送信部と受信部を分離するの
で、光を下方に反射する必要がある。そのためにフィル
タを下向きに傾けて取り付けるのである。
も光の一部を側方に曲げたり上方に曲げたりしている。
これら従来例に比較して本発明は全く発想を異にする。
光を側方や上方に反射するのでなくて、本発明は光を下
方へ反射する。これが一つの特徴である。本発明は、光
送受信モジュールを、送信部と受信部を上下に分離し、
別々のモジュールを作っておき検査して良品を選び結合
して送受信モジュールとする。別々に製作できるので歩
留まりが上昇する。上下に送信部と受信部を分離するの
で、光を下方に反射する必要がある。そのためにフィル
タを下向きに傾けて取り付けるのである。
【００３０】フィルタと言っても２種類の場合がある。
ひとつは、単一の波長の光λ1 だけを用いる場合であ
る。その場合は送信光がλ1 、受信光がλ1 である。送
信のタイミングと受信のタイミングが異なるようにす
る。これはピンポン伝送と呼ばれる。この場合はフィル
タは、送信光、受信光ともに一部反射し、一部透過す
る。
ひとつは、単一の波長の光λ1 だけを用いる場合であ
る。その場合は送信光がλ1 、受信光がλ1 である。送
信のタイミングと受信のタイミングが異なるようにす
る。これはピンポン伝送と呼ばれる。この場合はフィル
タは、送信光、受信光ともに一部反射し、一部透過す
る。
【００３１】もう一つのフィルタは、波長選択性のある
フィルタである。λ1 、λ2 の２種類の光を用い、λ1
とλ2 を、送信、受信に振り分けて利用する場合、これ
らを完全に分離する必要がある。そのためのフィルタは
ＷＤＭフィルタという。この発明では、受信光はＷＤＭ
フィルタで下方に反射され、送信光はＷＤＭフィルタを
透過するようになっている。
フィルタである。λ1 、λ2 の２種類の光を用い、λ1
とλ2 を、送信、受信に振り分けて利用する場合、これ
らを完全に分離する必要がある。そのためのフィルタは
ＷＤＭフィルタという。この発明では、受信光はＷＤＭ
フィルタで下方に反射され、送信光はＷＤＭフィルタを
透過するようになっている。
【００３２】さらに本発明のもう一つの特徴は、基板上
に光ガイドを設けその中間点にＷＤＭフィルタを挿入し
た点にある。単純な直線状光ガイドである。またＷＤＭ
によって波長の異なる光を分離する。ある波長λ1 は直
進し、他の波長λ2 は下方に反射される。反射された下
方にＰＤを設けてこれを受信する。
に光ガイドを設けその中間点にＷＤＭフィルタを挿入し
た点にある。単純な直線状光ガイドである。またＷＤＭ
によって波長の異なる光を分離する。ある波長λ1 は直
進し、他の波長λ2 は下方に反射される。反射された下
方にＰＤを設けてこれを受信する。
【００３３】本発明は、光ガイドを作るが、これは直線
状で製作容易である。光ガイドを作るが、図７のような
表面導波路（ＰＬＣ）によるＷＤＭカプラや、フィルタ
の形成を行わない。いわゆるＰＬＣなるものは平面導波
路による光回路（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｃｉｒｃｕｉｔ）を意味する。図７の導波路タイプの主
要部はこのＰＬＣでできている。その製作の難しさは先
述の通りである。本発明は光導波路を使わない。本発明
は単純な直線の光ガイドを用いる。もちろんシングルモ
ードの光ガイドであるが直線であって曲線部や分岐はな
い。だから本発明のモジュールの光ガイドは高歩留まり
で安価に製作できる。
状で製作容易である。光ガイドを作るが、図７のような
表面導波路（ＰＬＣ）によるＷＤＭカプラや、フィルタ
の形成を行わない。いわゆるＰＬＣなるものは平面導波
路による光回路（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｃｉｒｃｕｉｔ）を意味する。図７の導波路タイプの主
要部はこのＰＬＣでできている。その製作の難しさは先
述の通りである。本発明は光導波路を使わない。本発明
は単純な直線の光ガイドを用いる。もちろんシングルモ
ードの光ガイドであるが直線であって曲線部や分岐はな
い。だから本発明のモジュールの光ガイドは高歩留まり
で安価に製作できる。
【００３４】図１０に本発明で用いる光ガイドの断面図
を示す。ガイドの延長方向をｘ軸に取るとこれはｙｚ断
面図である。Ｓｉ基板（Ｓｉベンチ）５１の上にＳｉＯ
2 のバッファ層５２がありその上にＳｉＯ2 層がある。
ＳｉＯ2 層５１の中央部にＧｅ添加高屈折率ＳｉＯ2 層
５４がある。これを囲む部分のＳｉＯ2 は低屈折率のク
ラッド層５３である。コアの部分５４はＧｅのために僅
かに屈折率が高くて光を導く作用がある。この光ガイド
は直線であって曲がりや分岐は存在しない。
を示す。ガイドの延長方向をｘ軸に取るとこれはｙｚ断
面図である。Ｓｉ基板（Ｓｉベンチ）５１の上にＳｉＯ
2 のバッファ層５２がありその上にＳｉＯ2 層がある。
ＳｉＯ2 層５１の中央部にＧｅ添加高屈折率ＳｉＯ2 層
５４がある。これを囲む部分のＳｉＯ2 は低屈折率のク
ラッド層５３である。コアの部分５４はＧｅのために僅
かに屈折率が高くて光を導く作用がある。この光ガイド
は直線であって曲がりや分岐は存在しない。
【００３５】光ガイドの製作方法を説明する。Ｓｉ基板
５１（例えば１５ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）の上に、低
屈折率のＳｉＯ2 バッファ層５２を火炎堆積法或いはス
パッタリング法によって形成する。さらにその上に厚み
例えば５０μｍのＧｅ含有の高屈折率のＳｉＯ2 層を全
面に形成する。ついでストライプパターンを持つマスク
を用いフォトリソグラフィによってＧｅ含有ＳｉＯ2 層
を、中央部を一部残して両側を除去する。これによって
高屈折率部５４がバッファ層５２の上に残る。これは断
面が例えば８μｍ×８μｍである。ついで火炎堆積法あ
るいはスパッタリング法によって低屈折率のクラッド層
５３を形成する。クラッド層によって高屈折率部５４が
囲まれる。高屈折率部５４はクラッド層５３より屈折率
が約０．３％高い。これがコアにあたり光を導く光ガイ
ド５４となる。以後この直線状の高屈折率部５４を光ガ
イド５４と呼ぶ。
５１（例えば１５ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）の上に、低
屈折率のＳｉＯ2 バッファ層５２を火炎堆積法或いはス
パッタリング法によって形成する。さらにその上に厚み
例えば５０μｍのＧｅ含有の高屈折率のＳｉＯ2 層を全
面に形成する。ついでストライプパターンを持つマスク
を用いフォトリソグラフィによってＧｅ含有ＳｉＯ2 層
を、中央部を一部残して両側を除去する。これによって
高屈折率部５４がバッファ層５２の上に残る。これは断
面が例えば８μｍ×８μｍである。ついで火炎堆積法あ
るいはスパッタリング法によって低屈折率のクラッド層
５３を形成する。クラッド層によって高屈折率部５４が
囲まれる。高屈折率部５４はクラッド層５３より屈折率
が約０．３％高い。これがコアにあたり光を導く光ガイ
ド５４となる。以後この直線状の高屈折率部５４を光ガ
イド５４と呼ぶ。
【００３６】本発明のモジュールは上部構造物と下部構
造物からなり両者を張り合わせたものである。図９に上
部構造物を、図１１に下部構造物を示す。図１０の光ガ
イドは上部構造物に設けられる。
造物からなり両者を張り合わせたものである。図９に上
部構造物を、図１１に下部構造物を示す。図１０の光ガ
イドは上部構造物に設けられる。
【００３７】図９によって上部構造物を説明する。図９
（ａ）は上部構造物の平面図、（ｂ）は中央縦断面図で
ある。平坦なＳｉの第１基板５１の表面上に長手方向
（ｘ軸方向）に上述の直線状光ガイド５４がＧｅをドー
プすることによって形成されている。ｘ方向の一方の端
面には段５５があり、この中央にＶ溝６７がｘ方向に切
ってある。Ｖ溝の底辺は光ガイド５４に合致するように
形成してある。シングルモードファイバ５６の先をＶ溝
６７に入れて位置決めする。その位置で光ファイバ端面
を段の端面に接着する。シングルモードファイバ５６
は、中心のコア５７とこれを包囲するクラッド５８から
なる。コア径は１０μｍ程度である。Ｖ溝６７、段差５
５を適当な形状寸法にして光ガイド５４とコア５７がｘ
方向に合致するようにしてある。第１基板５１の裏面全
体にはメタライズ面６４が形成される。これは例えば金
層である。これはグランド面にもなる層である。
（ａ）は上部構造物の平面図、（ｂ）は中央縦断面図で
ある。平坦なＳｉの第１基板５１の表面上に長手方向
（ｘ軸方向）に上述の直線状光ガイド５４がＧｅをドー
プすることによって形成されている。ｘ方向の一方の端
面には段５５があり、この中央にＶ溝６７がｘ方向に切
ってある。Ｖ溝の底辺は光ガイド５４に合致するように
形成してある。シングルモードファイバ５６の先をＶ溝
６７に入れて位置決めする。その位置で光ファイバ端面
を段の端面に接着する。シングルモードファイバ５６
は、中心のコア５７とこれを包囲するクラッド５８から
なる。コア径は１０μｍ程度である。Ｖ溝６７、段差５
５を適当な形状寸法にして光ガイド５４とコア５７がｘ
方向に合致するようにしてある。第１基板５１の裏面全
体にはメタライズ面６４が形成される。これは例えば金
層である。これはグランド面にもなる層である。
【００３８】第１基板５１の光ファイバが取り付けられ
ている側と反対側には段差５９がある。段差５９の上面
に電極パターン６０、６１が形成される。一方の電極パ
ターン６０の上にＬＤチップ６２がボンドされている。
電極パターンには例えばＡｕＧｅのような半田を使って
ＬＤを取り付けることができる。ＬＤチップ６２の上面
の電極はワイヤ６３によって他方の電極パターン６１に
接続される。ＬＤチップ６２は例えばＩｎＧａＡｓＰ系
の１．３μｍ発光レ−ザとする。チップの寸法は例えば
３００μｍ×３００μｍ×１００μｍである。
ている側と反対側には段差５９がある。段差５９の上面
に電極パターン６０、６１が形成される。一方の電極パ
ターン６０の上にＬＤチップ６２がボンドされている。
電極パターンには例えばＡｕＧｅのような半田を使って
ＬＤを取り付けることができる。ＬＤチップ６２の上面
の電極はワイヤ６３によって他方の電極パターン６１に
接続される。ＬＤチップ６２は例えばＩｎＧａＡｓＰ系
の１．３μｍ発光レ−ザとする。チップの寸法は例えば
３００μｍ×３００μｍ×１００μｍである。
【００３９】光ガイド５４の中間点には斜め下方向きの
斜め溝６５が穿たれる。斜め溝６５はｙｚ面に対して−
ｘ方向に４５度傾斜した方向に穿たれている。斜め溝６
５にはＷＤＭフィルタ６６が斜めに挿入固定される。斜
め溝６５とは別にその下方に第１縦穴６８が穿たれる。
ＷＤＭは誘電体多層膜であって３０μｍ程度の厚みをも
ち、１．３μｍは通し、１．５５μｍは反射する。
斜め溝６５が穿たれる。斜め溝６５はｙｚ面に対して−
ｘ方向に４５度傾斜した方向に穿たれている。斜め溝６
５にはＷＤＭフィルタ６６が斜めに挿入固定される。斜
め溝６５とは別にその下方に第１縦穴６８が穿たれる。
ＷＤＭは誘電体多層膜であって３０μｍ程度の厚みをも
ち、１．３μｍは通し、１．５５μｍは反射する。
【００４０】後方のＬＤ６２から出た送信光Ｓ（例えば
１．３μｍ）は、光ガイド５４の先端に入り、ＷＤＭフ
ィルタ６６を通り、−ｘ方向に光ガイド５４を通り抜け
て光ファイバ５６のコア５７に入射する。光ファイバを
伝搬してきた受信光Ｒ（例えば１．５５μｍ）は光ガイ
ド５４に入り＋ｘ方向に進み、ＷＤＭフィルタ６６によ
って反射されて縦穴６８を通り下方へ進む。後に述べる
ように、ここには受光素子が設けられこれによって受光
される。つまり受信光はＷＤＭによって側方でもなく上
方でもなく下方に曲げられる。
１．３μｍ）は、光ガイド５４の先端に入り、ＷＤＭフ
ィルタ６６を通り、−ｘ方向に光ガイド５４を通り抜け
て光ファイバ５６のコア５７に入射する。光ファイバを
伝搬してきた受信光Ｒ（例えば１．５５μｍ）は光ガイ
ド５４に入り＋ｘ方向に進み、ＷＤＭフィルタ６６によ
って反射されて縦穴６８を通り下方へ進む。後に述べる
ように、ここには受光素子が設けられこれによって受光
される。つまり受信光はＷＤＭによって側方でもなく上
方でもなく下方に曲げられる。
【００４１】図１１によって下部構造物を説明する。平
坦な矩形状絶縁体の第２基板７０の上には一様にメタラ
イズ層７１が形成される。これは接合面ともなりグラン
ド面ともなる。金などによるメタライズである。第２基
板７０は例えばセラミックとする。中央部には先述の縦
穴６８に対応する位置に第２縦穴７２が穿たれている。
第２基板７０の下面にはメタライズ電極パターン７４、
７９が形成される。電極パターン７４は第２縦穴７２の
周りにある。ここに裏面入射型のＰＤ７３が裏面を上に
して半田付けされる。このＰＤ７３は例えば５５０μｍ
角×１００μｍ厚の寸法をもつ。裏面入射型ＰＤという
のはｎ型基板側から光が入射しバッファ層を通りｐ領域
近くの受光層に至るようにした受光素子である。
坦な矩形状絶縁体の第２基板７０の上には一様にメタラ
イズ層７１が形成される。これは接合面ともなりグラン
ド面ともなる。金などによるメタライズである。第２基
板７０は例えばセラミックとする。中央部には先述の縦
穴６８に対応する位置に第２縦穴７２が穿たれている。
第２基板７０の下面にはメタライズ電極パターン７４、
７９が形成される。電極パターン７４は第２縦穴７２の
周りにある。ここに裏面入射型のＰＤ７３が裏面を上に
して半田付けされる。このＰＤ７３は例えば５５０μｍ
角×１００μｍ厚の寸法をもつ。裏面入射型ＰＤという
のはｎ型基板側から光が入射しバッファ層を通りｐ領域
近くの受光層に至るようにした受光素子である。
【００４２】受光素子は受光層と窓層の材料によって受
光波長範囲が決まる。例えば１．５５μｍや１．３μｍ
帯を受光するにはＩｎＧａＡｓを受光層とするＰＤを用
いる。１．３μｍだけを受光するという場合はＩｎＧａ
ＡｓＰを受光層とするＰＤを用いることができる。何れ
も基板はＩｎＰ結晶である。図１２によって裏面入射Ｐ
Ｄの一例を述べる。ｎ−ＩｎＰ基板１４１の上に、ｎ−
ＩｎＰバッファ層１４２、ｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層１４
３、ｎ−ＩｎＰ窓層１４４をエピタキシャル成長させた
エピタキシャルウェファを用いる。これにマスクを用い
て上面にＺｎを拡散してｐ型領域１４５、１４６、１４
７を作る。中央のｐ型領域１４５が受光部となる。側方
のｐ型領域１４６、１４７は、この部分に光が入って電
子正孔対ができても電極に流れ込まず光電流にならない
ようにして信号遅れをなくすためのものである。
光波長範囲が決まる。例えば１．５５μｍや１．３μｍ
帯を受光するにはＩｎＧａＡｓを受光層とするＰＤを用
いる。１．３μｍだけを受光するという場合はＩｎＧａ
ＡｓＰを受光層とするＰＤを用いることができる。何れ
も基板はＩｎＰ結晶である。図１２によって裏面入射Ｐ
Ｄの一例を述べる。ｎ−ＩｎＰ基板１４１の上に、ｎ−
ＩｎＰバッファ層１４２、ｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層１４
３、ｎ−ＩｎＰ窓層１４４をエピタキシャル成長させた
エピタキシャルウェファを用いる。これにマスクを用い
て上面にＺｎを拡散してｐ型領域１４５、１４６、１４
７を作る。中央のｐ型領域１４５が受光部となる。側方
のｐ型領域１４６、１４７は、この部分に光が入って電
子正孔対ができても電極に流れ込まず光電流にならない
ようにして信号遅れをなくすためのものである。
【００４３】Ｚｎ拡散のために、ｐｎ接合１５０、１５
１、１５２が生ずる。中央のｐｎ接合が検出に寄与す
る。端のｐｎ接合１５１、１５２は前記の余分なキャリ
ヤの走行を防ぐものである。中央のｐ型領域１４５の上
には６０μｍ直径のｐ電極１４９が形成される。表面か
ら入射しないのでｐ電極はリング状でない。開口がな
い。小さい（６０μｍ）円状になっている。ｐ型領域１
４５自体も狭い。そのためｐｎ接合の静電容量が小さく
なる。
１、１５２が生ずる。中央のｐｎ接合が検出に寄与す
る。端のｐｎ接合１５１、１５２は前記の余分なキャリ
ヤの走行を防ぐものである。中央のｐ型領域１４５の上
には６０μｍ直径のｐ電極１４９が形成される。表面か
ら入射しないのでｐ電極はリング状でない。開口がな
い。小さい（６０μｍ）円状になっている。ｐ型領域１
４５自体も狭い。そのためｐｎ接合の静電容量が小さく
なる。
【００４４】ｎ−ＩｎＰ基板１４１の裏面にリング状の
ｎ電極１５３が形成される。これの面積は大きいが差し
支えない。中央の開口は２００μｍΦであるが、ここに
光が入る。開口部は反射防止膜１５４によって被覆され
る。
ｎ電極１５３が形成される。これの面積は大きいが差し
支えない。中央の開口は２００μｍΦであるが、ここに
光が入る。開口部は反射防止膜１５４によって被覆され
る。
【００４５】裏面入射型であるからｎ型基板側から入射
する。裏面のｎ電極がリング状である。リング状ｎ電極
がパターン７４に半田付けされる。一般に裏面入射型の
ＰＤはｐ電極をリング状でなく小さい円板状にできる。
この実施例でも表面近くのｐ型領域７５の上には円板状
（リング状でない）ｐ電極７６がある。ワイヤはこのｐ
電極にボンドできるのでｐ電極を小さくする事ができ
る。ｐ電極が小さいのでｐｎ接合も狭くし受光面積を狭
くできる。ためにｐｎ接合の静電容量が小さくできる。
たとえば受光径を５０μｍ〜１００μｍ程度にすること
も可能である。その場合接合の静電容量は０．２ｐＦ〜
０．８ｐＦである。静電容量が小さいのでこのＰＤは高
速応答することができる。本発明にとって裏面入射型Ｐ
Ｄの採用は必須である。これによって高速の光通信が可
能になる。
する。裏面のｎ電極がリング状である。リング状ｎ電極
がパターン７４に半田付けされる。一般に裏面入射型の
ＰＤはｐ電極をリング状でなく小さい円板状にできる。
この実施例でも表面近くのｐ型領域７５の上には円板状
（リング状でない）ｐ電極７６がある。ワイヤはこのｐ
電極にボンドできるのでｐ電極を小さくする事ができ
る。ｐ電極が小さいのでｐｎ接合も狭くし受光面積を狭
くできる。ためにｐｎ接合の静電容量が小さくできる。
たとえば受光径を５０μｍ〜１００μｍ程度にすること
も可能である。その場合接合の静電容量は０．２ｐＦ〜
０．８ｐＦである。静電容量が小さいのでこのＰＤは高
速応答することができる。本発明にとって裏面入射型Ｐ
Ｄの採用は必須である。これによって高速の光通信が可
能になる。
【００４６】基板７０の裏面の側方には増幅器（アン
プ）チップ７７が固定される。ＰＤ７３のｐ電極とアン
プ７７の入力がワイヤ７８によって接続される。ＰＤ７
３の光電流がすぐ近くのアンプ７７によって増幅され
る。アンプ７７の他の電極はメタライズパターン７９に
接続される。ＰＤの受信信号は非常に微弱でありノイズ
を受け易いのでノイズが入る前に増幅するように増幅器
７７をすぐ近傍に設けている。増幅されると出力回路の
インピーダンスが低くなりノイズに強くなるからこれを
外部に取り出すようにする。この方式はＰＩＮ−ＡＭＰ
と呼ばれる。ＡＭＰ７７としては、増幅回路としてのＳ
ｉ−ＩＣや、ＧａＡｓ−ＩＣを用いることができる。チ
ップサイズは例えば１ｍｍ角〜２ｍｍ角である。
プ）チップ７７が固定される。ＰＤ７３のｐ電極とアン
プ７７の入力がワイヤ７８によって接続される。ＰＤ７
３の光電流がすぐ近くのアンプ７７によって増幅され
る。アンプ７７の他の電極はメタライズパターン７９に
接続される。ＰＤの受信信号は非常に微弱でありノイズ
を受け易いのでノイズが入る前に増幅するように増幅器
７７をすぐ近傍に設けている。増幅されると出力回路の
インピーダンスが低くなりノイズに強くなるからこれを
外部に取り出すようにする。この方式はＰＩＮ−ＡＭＰ
と呼ばれる。ＡＭＰ７７としては、増幅回路としてのＳ
ｉ−ＩＣや、ＧａＡｓ−ＩＣを用いることができる。チ
ップサイズは例えば１ｍｍ角〜２ｍｍ角である。
【００４７】第２基板７０の第２縦穴７２は、光ファイ
バの光がＷＤＭによって反射される位置に穿孔してあ
る。縦穴７２の周りの底面にはＰＤチップと同じ寸法の
メタライズ部分を設けておく。これはＰＤを取り付ける
ためであるがＰＤ取り付けの位置合わせの目印にもな
る。ＰＤチップの寸法は先述のように例えば５５０μｍ
角の大きさがあるが受光面積は５０μｍ径〜１００μｍ
径の小さなものである。だから第１縦穴６８、第２縦穴
７２は例えば２００μｍ径程度にすることができる。受
光素子の受光径は５０μｍ〜１００μｍとかなり広いの
で位置合わせは簡単である。
バの光がＷＤＭによって反射される位置に穿孔してあ
る。縦穴７２の周りの底面にはＰＤチップと同じ寸法の
メタライズ部分を設けておく。これはＰＤを取り付ける
ためであるがＰＤ取り付けの位置合わせの目印にもな
る。ＰＤチップの寸法は先述のように例えば５５０μｍ
角の大きさがあるが受光面積は５０μｍ径〜１００μｍ
径の小さなものである。だから第１縦穴６８、第２縦穴
７２は例えば２００μｍ径程度にすることができる。受
光素子の受光径は５０μｍ〜１００μｍとかなり広いの
で位置合わせは簡単である。
【００４８】図９に示す上部構造物は送信部ということ
ができる。送信部のみを作製し検査して良品を選んでお
く。下部構造物は受信部である。受信部も独立に製作し
て検査し良品を選ぶ。独立に作製して良品を選ぶので初
めから合体したものを作る場合よりも留まりが高い。初
めから全体を作るとどの部品が悪くても全体が不合格に
なり全ての部品と作業が無駄になる。本発明は別個に作
ったものを結合するのでそのような無駄を避けることが
できる。
ができる。送信部のみを作製し検査して良品を選んでお
く。下部構造物は受信部である。受信部も独立に製作し
て検査し良品を選ぶ。独立に作製して良品を選ぶので初
めから合体したものを作る場合よりも留まりが高い。初
めから全体を作るとどの部品が悪くても全体が不合格に
なり全ての部品と作業が無駄になる。本発明は別個に作
ったものを結合するのでそのような無駄を避けることが
できる。
【００４９】検査を合格した良品の送信部、受信部を図
１３のように合体させる。そのため上部構造物（送信
部）のＳｉベンチ（第１基板）５１と、下部構造物（受
信部）のセラミックベンチ（第２基板）７０にマークを
付ける。たとえばそれぞれの基板の４隅にスルーホール
を穿孔しておきこれらをマークとすることができる。第
２基板７０の上面のメタライズ層７１に第１基板５１の
下面のメタライズ層６４を重ね、これらのマークが合致
するように基板５１、７０の相対位置を調整する。この
とき光ファイバに光を入射させＰＤ７３の出力を観察し
ながら高感度が得られる位置に決めると良い。最適位置
が決まるとその位置で基板５１、７０が合体される。
１３のように合体させる。そのため上部構造物（送信
部）のＳｉベンチ（第１基板）５１と、下部構造物（受
信部）のセラミックベンチ（第２基板）７０にマークを
付ける。たとえばそれぞれの基板の４隅にスルーホール
を穿孔しておきこれらをマークとすることができる。第
２基板７０の上面のメタライズ層７１に第１基板５１の
下面のメタライズ層６４を重ね、これらのマークが合致
するように基板５１、７０の相対位置を調整する。この
とき光ファイバに光を入射させＰＤ７３の出力を観察し
ながら高感度が得られる位置に決めると良い。最適位置
が決まるとその位置で基板５１、７０が合体される。
【００５０】基板の張り合わせは熱圧着によって行うこ
とができる。熱圧着は素子（ＰＤ、ＬＤ、アンプ）をも
加熱してしまう。もっと低温で合体させたいという場合
は、熱圧着に加えて超音波を掛けるとよい。超音波によ
ってメタライズ面だけ局所加熱されるのでより低温で接
合できる。
とができる。熱圧着は素子（ＰＤ、ＬＤ、アンプ）をも
加熱してしまう。もっと低温で合体させたいという場合
は、熱圧着に加えて超音波を掛けるとよい。超音波によ
ってメタライズ面だけ局所加熱されるのでより低温で接
合できる。
【００５１】張り合わされた状態を図１４に示す。上部
構造物と下部構造物の間にあるメタライズ層６４、７１
が合体しこれがグランド面となる。比較的大きい電流が
流れるＬＤ６２はノイズの発生源となる可能性があり、
インピーダンスの高いＰＤやアンプはノイズの影響を受
け易いものである。しかしこの構造であると、ＬＤと、
ＰＤ、ＡＭＰの間は広いグランド面があるのでノイズが
遮断される。グランド面によってＬＤと、ＰＤ＋ＡＭＰ
を電気的に離隔しているのである。グランド面６４、７
１が送信側と受信側のクロストークを防いでいる。
構造物と下部構造物の間にあるメタライズ層６４、７１
が合体しこれがグランド面となる。比較的大きい電流が
流れるＬＤ６２はノイズの発生源となる可能性があり、
インピーダンスの高いＰＤやアンプはノイズの影響を受
け易いものである。しかしこの構造であると、ＬＤと、
ＰＤ、ＡＭＰの間は広いグランド面があるのでノイズが
遮断される。グランド面によってＬＤと、ＰＤ＋ＡＭＰ
を電気的に離隔しているのである。グランド面６４、７
１が送信側と受信側のクロストークを防いでいる。
【００５２】このように張り合わされたモジュールをさ
らにケースに納める。図１５はケースに実装した状態を
示す。ケースは金属、セラミックなどの容器である。そ
の場合は内部空間があるので不活性ガスを充填してハー
メチックシールする。図１５はセラミックケースの場合
を示す。金属ケースの場合はリードピンの取りだし部分
を絶縁する必要がある。或いは低コスト化のために、樹
脂モールド、あるいはプラスチックパッケージなどを用
いることもできる。
らにケースに納める。図１５はケースに実装した状態を
示す。ケースは金属、セラミックなどの容器である。そ
の場合は内部空間があるので不活性ガスを充填してハー
メチックシールする。図１５はセラミックケースの場合
を示す。金属ケースの場合はリードピンの取りだし部分
を絶縁する必要がある。或いは低コスト化のために、樹
脂モールド、あるいはプラスチックパッケージなどを用
いることもできる。
【００５３】図１５において、ケース１１９は有底矩形
状の下ケース１２０と、天井板を有する矩形状の上ケー
ス１２１とよりなる。上ケース１２１の前面には横穴１
２２が穿たれる。下ケース１２０は前面に第１段部１２
３を、後面に第２段部１２４を有する。下ケース１２０
の第２段部１２４には縦穴１２７が複数個穿たれる。リ
ードピン１２８を通すための穴である。第２段部１２４
の上面には、図１１（ｂ）のパターン７４、７９に対応
するパターン（図示しない）が形成されている。
状の下ケース１２０と、天井板を有する矩形状の上ケー
ス１２１とよりなる。上ケース１２１の前面には横穴１
２２が穿たれる。下ケース１２０は前面に第１段部１２
３を、後面に第２段部１２４を有する。下ケース１２０
の第２段部１２４には縦穴１２７が複数個穿たれる。リ
ードピン１２８を通すための穴である。第２段部１２４
の上面には、図１１（ｂ）のパターン７４、７９に対応
するパターン（図示しない）が形成されている。
【００５４】合体させた本発明のモジュールの第２基板
（セラミックベンチ）７１を下ケース１２０の段部１２
３、１２４に載せて固定する。ＰＤ７３やＡＭＰ７７は
下ケース１２０の内部空間に位置する。段部５９の上に
はこの例ではＬＤ６２の他にモニタＰＤ１２９も取り付
けられている。これはＬＤ６２の出力を検出し監視する
ためのものである。図１３〜図１４の例ではモニタＰＤ
がないが、この例ではＰＤ１２９を追加している。レ−
ザ出力をモニタするためにＰＤを余分に入れるのは良く
知られた事である。受信部の増幅器７７やＰＤ７３の電
極は図１１（ｂ）に現れる底面の電極パターン７４、７
９によって段部１２４上のパターン（図示しない）に接
続されさらにリードピン１２８に接続される。
（セラミックベンチ）７１を下ケース１２０の段部１２
３、１２４に載せて固定する。ＰＤ７３やＡＭＰ７７は
下ケース１２０の内部空間に位置する。段部５９の上に
はこの例ではＬＤ６２の他にモニタＰＤ１２９も取り付
けられている。これはＬＤ６２の出力を検出し監視する
ためのものである。図１３〜図１４の例ではモニタＰＤ
がないが、この例ではＰＤ１２９を追加している。レ−
ザ出力をモニタするためにＰＤを余分に入れるのは良く
知られた事である。受信部の増幅器７７やＰＤ７３の電
極は図１１（ｂ）に現れる底面の電極パターン７４、７
９によって段部１２４上のパターン（図示しない）に接
続されさらにリードピン１２８に接続される。
【００５５】光ファイバの先端を上ケース１２１の横穴
１２２に入れＳｉベンチ（第１基板）５１の前方のＶ溝
に固定する。光ファイバとケースの結合は半田づけ、樹
脂接着などによる。光ファイバの表面の一部をメタライ
ズしておきケースの穴で半田付けする。あるいは透湿性
の低い樹脂で接着固定できる。
１２２に入れＳｉベンチ（第１基板）５１の前方のＶ溝
に固定する。光ファイバとケースの結合は半田づけ、樹
脂接着などによる。光ファイバの表面の一部をメタライ
ズしておきケースの穴で半田付けする。あるいは透湿性
の低い樹脂で接着固定できる。
【００５６】上ケース１２１の端面１２５、１２６を、
下ケース１２０の段部１２３、１２４の上に接合する。
密封されたケースには不活性ガスを封入してある。リー
ドピン１２８は受信部（ＰＤ７３と増幅器７７）と送信
部（ＬＤ６２、ＰＤ１２９）に電源電圧を与えたり受信
信号を取り出したり、送信信号を与えたりするための端
子である。送信信号によってレ−ザ６２が駆動されλ1
（例えば１．３μｍ）の送信光がでる。これが光ガイド
５４に入る。ＷＤＭ６６を単に透過して光ガイド５４か
ら光ファイバ５６のコア５７に入る。これが基地局へと
伝搬する。
下ケース１２０の段部１２３、１２４の上に接合する。
密封されたケースには不活性ガスを封入してある。リー
ドピン１２８は受信部（ＰＤ７３と増幅器７７）と送信
部（ＬＤ６２、ＰＤ１２９）に電源電圧を与えたり受信
信号を取り出したり、送信信号を与えたりするための端
子である。送信信号によってレ−ザ６２が駆動されλ1
（例えば１．３μｍ）の送信光がでる。これが光ガイド
５４に入る。ＷＤＭ６６を単に透過して光ガイド５４か
ら光ファイバ５６のコア５７に入る。これが基地局へと
伝搬する。
【００５７】局から送られてきたλ2 の受信光（例えば
１．５５μｍ）は光ファイバコア５７から光ガイド５４
に入り、ＷＤＭ６６で反射される。これが縦穴６８、７
２を通り裏面入射型ＰＤ７３に入る。ＰＤ７３は受信光
を光電流に変える。光電流はすぐに増幅器７７によって
増幅される。これがリードピン１２８のどれかによって
外部に取り出される。この例ではリードピンをケース後
半部に一列に並べているが、そうでなくて、前半部と後
半部にリードピンを分離しても良い。このようなリード
ピン分布は、電気回路との組み合わせによって適宜決定
することができる。
１．５５μｍ）は光ファイバコア５７から光ガイド５４
に入り、ＷＤＭ６６で反射される。これが縦穴６８、７
２を通り裏面入射型ＰＤ７３に入る。ＰＤ７３は受信光
を光電流に変える。光電流はすぐに増幅器７７によって
増幅される。これがリードピン１２８のどれかによって
外部に取り出される。この例ではリードピンをケース後
半部に一列に並べているが、そうでなくて、前半部と後
半部にリードピンを分離しても良い。このようなリード
ピン分布は、電気回路との組み合わせによって適宜決定
することができる。
【００５８】
【実施例】以下のようなパラメータを持つ本発明の光送
受信モジュールを製作した。そしてその特性を評価し
た。 送信部の半導体レ−ザＬＤは、発光波長が１．３μｍ
のＭＱＷ−ＬＤ（量子井戸型レ−ザ）である。チップサ
イズは３００μｍ（幅）×３００μｍ（長さ）×１００
μｍ（厚み）である。閾値電流Ｉｔは７ｍＡである。ピ
ーク電流５０ｍＡで１５５Ｍｂｐｓ信号で駆動し平均フ
ァイバ出力１ｍＷ（０ｄＢｍ）を得た。モニタ用ＰＤは
厚さ３μｍのＩｎＧａＡｓ受光層を有する導波路型のｐ
ｉｎ−ＰＤである。ＬＤチップと同じサイズである（３
００μｍ×３００μｍ×１００μｍ）。
受信モジュールを製作した。そしてその特性を評価し
た。 送信部の半導体レ−ザＬＤは、発光波長が１．３μｍ
のＭＱＷ−ＬＤ（量子井戸型レ−ザ）である。チップサ
イズは３００μｍ（幅）×３００μｍ（長さ）×１００
μｍ（厚み）である。閾値電流Ｉｔは７ｍＡである。ピ
ーク電流５０ｍＡで１５５Ｍｂｐｓ信号で駆動し平均フ
ァイバ出力１ｍＷ（０ｄＢｍ）を得た。モニタ用ＰＤは
厚さ３μｍのＩｎＧａＡｓ受光層を有する導波路型のｐ
ｉｎ−ＰＤである。ＬＤチップと同じサイズである（３
００μｍ×３００μｍ×１００μｍ）。
【００５９】受信部は、１．５５μｍ光の受信装置で
ある。ＷＤＭフィルタは４５゜入射の光に対し、１．３
μｍを透過させ、１．５５μｍを反射する。だから受信
部には１．５５μｍのみが到達する。受信部のＰＤはＩ
ｎＧａＡｓの受光層を有する裏面入射型ＰＤである。だ
から１．３μｍも１．５５μｍも感受できるが１．５５
μｍしかここへ来ないので１．５５μｍを検出する。Ｐ
Ｄの寸法は５５０μｍ（幅）×５５０μｍ（長さ）×１
００μｍ（厚み）である。受光径は６０μｍである。静
電容量は２Ｖのバイアスに対して０．３ｐＦであった。
極めて小さい静電容量である。
ある。ＷＤＭフィルタは４５゜入射の光に対し、１．３
μｍを透過させ、１．５５μｍを反射する。だから受信
部には１．５５μｍのみが到達する。受信部のＰＤはＩ
ｎＧａＡｓの受光層を有する裏面入射型ＰＤである。だ
から１．３μｍも１．５５μｍも感受できるが１．５５
μｍしかここへ来ないので１．５５μｍを検出する。Ｐ
Ｄの寸法は５５０μｍ（幅）×５５０μｍ（長さ）×１
００μｍ（厚み）である。受光径は６０μｍである。静
電容量は２Ｖのバイアスに対して０．３ｐＦであった。
極めて小さい静電容量である。
【００６０】増幅器（ＡＭＰ）はＧａＡｓ−ＩＣであ
る。フィードバック抵抗が１ｋΩのトランスインピーダ
ンス回路を用いた。 以上の素子を用いて、受信感度を測定した。１５５Ｍ
ｂｐｓの信号速度で、誤り率を１０-9以下として、受信
感度は−４０ｄＢｍであった。極めて高感度である事が
分かる。
る。フィードバック抵抗が１ｋΩのトランスインピーダ
ンス回路を用いた。 以上の素子を用いて、受信感度を測定した。１５５Ｍ
ｂｐｓの信号速度で、誤り率を１０-9以下として、受信
感度は−４０ｄＢｍであった。極めて高感度である事が
分かる。
【００６１】
【発明の効果】本発明は次のような優れた効果を奏する
事ができる。 送信部（ＬＤ）と受信部（ＰＤ）を全く別々に製作
し、それぞれ別個に検査、バーンインをすることができ
る。それぞれの品質確認が確実にできる。ＬＤ、ＰＤを
一度に一体化する方式ではどの部品が悪くても全ての部
品と全ての作業が無駄になってしまう。 ＷＤＭフィルタを用いているのでコンパクトにな
る。ＷＤＭフィルタはガラス基板上に誘電体（光学的）
多層膜を積層したもの、あるいは高分子薄膜上に光学的
（誘電体）多層膜を積層したものなどを用いる事ができ
る。 光を下側に曲げ、ピンホールを通しているので、Ｌ
Ｄからの散乱光がＰＤに入りにくい。つまり受信光送信
光のクロストークが殆ど生じない。 送信側と、受信側との間に、広いグランド（アー
ス）が設けてあるので大電流（例えば５０〜１００ｍ
Ａ）を流す送信側と、１μＡ以下の微小電流をも扱うＰ
ＩＮ−ＡＭＰ側が電気的にアイソレーションされる。電
気的なクロストークも殆ど生じない。 ＰＤは裏面入射型になるので静電容量を下げる事が
できる。
事ができる。 送信部（ＬＤ）と受信部（ＰＤ）を全く別々に製作
し、それぞれ別個に検査、バーンインをすることができ
る。それぞれの品質確認が確実にできる。ＬＤ、ＰＤを
一度に一体化する方式ではどの部品が悪くても全ての部
品と全ての作業が無駄になってしまう。 ＷＤＭフィルタを用いているのでコンパクトにな
る。ＷＤＭフィルタはガラス基板上に誘電体（光学的）
多層膜を積層したもの、あるいは高分子薄膜上に光学的
（誘電体）多層膜を積層したものなどを用いる事ができ
る。 光を下側に曲げ、ピンホールを通しているので、Ｌ
Ｄからの散乱光がＰＤに入りにくい。つまり受信光送信
光のクロストークが殆ど生じない。 送信側と、受信側との間に、広いグランド（アー
ス）が設けてあるので大電流（例えば５０〜１００ｍ
Ａ）を流す送信側と、１μＡ以下の微小電流をも扱うＰ
ＩＮ−ＡＭＰ側が電気的にアイソレーションされる。電
気的なクロストークも殆ど生じない。 ＰＤは裏面入射型になるので静電容量を下げる事が
できる。
【図１】波長多重双方向光通信の概略構成図。
【図２】Ｙ分岐を有する光導波路を利用したＷＤＭの概
略構成図。
略構成図。
【図３】誘電体多層膜を利用したＷＤＭの概略構成図。
【図４】従来例にかかるＬＤモジュールの断面図。
【図５】従来例にかかるＰＤモジュールの断面図。
【図６】ミラー型ＷＤＭフィルタによって送信光と受信
光を分離する従来例にかかる光送受信モジュールの断面
図。
光を分離する従来例にかかる光送受信モジュールの断面
図。
【図７】二つのＹ分岐を有する光導波路とＷＤＭフィル
タによって不要な光を反射する従来例にかかる光送受信
モジュールの斜視図。
タによって不要な光を反射する従来例にかかる光送受信
モジュールの斜視図。
【図８】固定された光ファイバの途中に斜め向きにＷＤ
Ｍフィルタを設け１．５５μｍを反射してＰＤに導くよ
うにした従来例に係る光送受信モジュールの断面図。
Ｍフィルタを設け１．５５μｍを反射してＰＤに導くよ
うにした従来例に係る光送受信モジュールの断面図。
【図９】上部構造物と下部構造物よりなる本発明の光送
受信モジュールの上部構造物の図。（ａ）は平面図、
（ｂ）は中央断面図である
受信モジュールの上部構造物の図。（ａ）は平面図、
（ｂ）は中央断面図である
【図１０】本発明の上部構造物の一部をなす光ガイドの
縦断面図。
縦断面図。
【図１１】上部構造物と下部構造物よりなる本発明の光
送受信モジュールの下部構造物の図。（ａ）は中央縦断
面図、（ｂ）は底面図である。
送受信モジュールの下部構造物の図。（ａ）は中央縦断
面図、（ｂ）は底面図である。
【図１２】裏面入射型ＰＤの一例を示す断面図。
【図１３】本発明の上部構造物と下部構造物を張り合わ
せて一体とする事を示すための両者の断面図。
せて一体とする事を示すための両者の断面図。
【図１４】上部構造物と下部構造物を張り合わせた状態
の光送受信モジュールの断面図。
の光送受信モジュールの断面図。
【図１５】上部構造物と下部構造物を張り合わせたもの
をケースに収容した状態を示す本発明の光送受信モジュ
ールの完成品の断面図。
をケースに収容した状態を示す本発明の光送受信モジュ
ールの完成品の断面図。
【図１６】従来例にかかる双方向光通信システムの加入
者側の光送受信モジュールの概略構成図。
者側の光送受信モジュールの概略構成図。
１ 光ファイバ ２ 分波器 ３ 光ファイバ ４ 分波器 ５ 光ファイバ ６ 光ファイバ ７ 光ファイバ ８ 光ファイバ ９ 光ファイバ １０ 接近結合部 １１ 光ファイバ １２ 光ファイバ １３ ガラスブロック １４ ガラスブロック １５ ＷＤＭ誘電体ミラー １６ シングルモードファイバ １７ 光コネクタ １８ 光ファイバ １９ 光ファイバ ２０ 接近結合部 ２１ ＷＤＭモジュール ２２ 光コネクタ ２３ 光コネクタ ２４ 光ファイバ ２５ ＬＤモジュール ２６ 光ファイバ ２７ ＰＤモジュール ２８ 発光素子モジュール ２９ ＬＤチップ ３０ ＰＤチップ ３１ ポール ３２ ヘッダ ３３ ピン ３４ キャップ ３５ 窓 ３６ レンズホルダ− ３７ 集光レンズ ３８ ハウジング ３９ フェルール ４０ 光ファイバ ４１ ＰＤチップ ４２ ヘッダ ４３ ピン ４４ キャップ ４５ 窓 ４６ レンズホルダ− ４７ 集光レンズ ４８ ハウジング ４９ フェルール ５０ 光ファイバ ５１ Ｓｉベンチ（Ｓｉ基板） ５２ ＳｉＯ2 バッファ層 ５３ ＳｉＯ2 クラッド層 ５４ 光ガイド ５５ 段 ５６ シングルモードファイバ ５７ コア ５８ クラッド ５９ 段 ６０ 電極パターン ６１ 電極パターン ６２ ＬＤ６３ ワイヤ ６４ メタライズ層 ６５ 斜穴 ６６ ＷＤＭフィルタ ６７ Ｖ溝 ６８ 第１縦穴 ６９ ファイバ端面 ７０ 基板 ７１ メタライズ層 ７２ 第２縦穴 ７３ ＰＤ ７４ 底面電極 ７５ ｐ型領域 ７６ ｐ電極 ７７ アンプ ７８ ワイヤ ７９ 電極 ８０ ハウジング ８１ ＷＤＭフィルタ ８２ レンズ ８３ ＬＤ ８４ レンズ ８５ ＰＤ ８６ 光ファイバ ８７ レンズ ８８ 基板 ８９ 光導波路 ９０ 光導波路 ９１ 光導波路 ９２ 光導波路 ９３ 光導波路 ９４ 自由空間光 ９５ 自由空間光 ９６ 電極パターン ９７ 電極パターン ９８ ＬＤ ９９ ＰＤ １００ 発光点 １０１ 受光点 １０２ ＷＤＭフィルタ １０４ 光ファイバ １０５ Ｓｉ基板 １０６ 段差 １０７ ＬＤチップ １０８ Ｖ溝 １０９ ＰＤ １１０ 斜め切り欠き １１１ ＷＤＭフィルタ １１２ 送信光 １１３ 受信光 １１４ 反射光 １１９ ケース １２０ 下ケース １２１ 上ケース １２２ 横穴 １２３ 前段部 １２４ 後段部 １２５ 端面 １２６ 端面 １２７ 縦穴 １２８ リードピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−271207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186207（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234345（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223716（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310302（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−251119（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−22055（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/42 G02B 6/12 H01L 31/0232
Claims (10)
- 【請求項１】 中間部に設けられた光を導く光ガイドと
光ガイドの一部に穿たれた第１縦穴と一方の端部に設け
られ光ファイバ先端を固定するＶ溝と反対側の端部にＬ
Ｄを取り付ける段部と底面にメタライズ層を有する第１
基板と、第１基板の光ガイド部の途中に傾斜して設けら
れ一部の光を下方に反射し一部の光を反射するフィルタ
と、光ガイドの端部に対向するよう第１基板の段部に設
けられるＬＤと、上面にメタライズ層を有し第１縦穴に
対応する位置に設けた第２縦穴を有し前記第１基板の裏
面のメタライズ層に上面メタライズ層が接合された第２
基板と、第２基板の縦穴の直下において第２基板底面に
取り付けられるＰＤとよりなり、第１基板と第２基板の
境目のメタライズ層はグランド電位となり、第１基板の
前方のＶ溝に光ファイバの先端が固定され、光ファイバ
から出た光はその一部がフィルタによって下方に反射さ
れてＰＤに入射し、ＬＤからの光は一部がフィルタを透
過して光ファイバに入るようにしたことを特徴とする光
送受信モジュール。 - 【請求項２】 光ガイドが直線状の光導波路であって、
その中間位置に斜めに設けられるフィルタは、１波長の
光を所定の比に反射、透過するフィルタであって、光フ
ァイバからの光の一部がフィルタによって反射されてＰ
Ｄに受光され、ＬＤからの同一波長の光の一部がフィル
タを透過して光ファイバに入るようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の光送受信モジュール。 - 【請求項３】 光ガイドが直線状の光導波路であって、
その中間位置に斜めに設けられるフィルタは、ある波長
λ1 をほぼ１００％反射し、レ−ザから放射された別異
の波長λ2 を略１００％透過する波長選択性あるフィル
タである事を特徴とする請求項１に記載の光送受信モジ
ュール。 - 【請求項４】 光ガイドが石英系の光導波路によって形
成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の光送受信モジュール。 - 【請求項５】 フィルタが透光性の高分子薄膜上に光学
的多層膜を形成してなることを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項６】 フィルタが透光性のガラス基板上に光学
的多層膜を形成してなることを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項７】 フォトダイオードがＳｉよりなり、発光
素子として半導体レ−ザがＧａＡｌＡｓ系よりなること
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光送受信
モジュ−ル。 - 【請求項８】 フォトダイオードがＩｎＧａＡｓ若し
くはＩｎＧａＡｓＰの受光層をもち、半導体レ−ザがＩ
ｎＧａＡｓＰ系よりなることを特徴とする請求項１〜６
のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項９】 フォトダイオードが裏面入射型のフォト
ダイオードである事を特徴とする請求項１〜８のいずれ
かに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項１０】 フォトダイオードの近傍に増幅器を配
置した事を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の
光送受信モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03398998A JP3277876B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光送受信モジュ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03398998A JP3277876B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光送受信モジュ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218651A JPH11218651A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3277876B2 true JP3277876B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=12401904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03398998A Expired - Fee Related JP3277876B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光送受信モジュ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277876B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3780769B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2006-05-31 | 住友電気工業株式会社 | 光通信装置 |
| KR100803417B1 (ko) | 2000-08-17 | 2008-02-13 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 광실장기판의 제조방법 |
| JP3750649B2 (ja) | 2001-12-25 | 2006-03-01 | 住友電気工業株式会社 | 光通信装置 |
| DE60320613T2 (de) | 2002-03-29 | 2009-06-10 | Panasonic Corp., Kadoma | Optische Vorrichtung und deren Herstellungsverfahren, optisches Modul, und optisches Transmissionssystem |
| JP3896905B2 (ja) | 2002-06-18 | 2007-03-22 | 住友電気工業株式会社 | 光通信装置 |
| JP2004088046A (ja) | 2002-06-25 | 2004-03-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信器及びその製造方法 |
| JP3861816B2 (ja) * | 2003-01-24 | 2006-12-27 | 住友電気工業株式会社 | 光送受信モジュール及びその製造方法 |
| JP2004233484A (ja) | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光モジュール |
| US7062171B2 (en) * | 2003-07-15 | 2006-06-13 | Yusuke Ota | Multi-wavelength, bi-directional optical multiplexer |
| JP2005234052A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 光送受信モジュール |
| JP2006229067A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光トランシーバモジュール |
| KR100753818B1 (ko) * | 2005-12-09 | 2007-08-31 | 한국전자통신연구원 | 고출력 ｐｌｃ 광송신 모듈과 ｐｌｃ 광송수신 모듈 |
| KR100982018B1 (ko) * | 2008-10-02 | 2010-09-14 | 한국전자통신연구원 | 양방향 광송수신 장치 |
| JP5541483B2 (ja) * | 2009-08-07 | 2014-07-09 | 日立金属株式会社 | 光電気変換モジュール |
| JP5446565B2 (ja) * | 2009-08-07 | 2014-03-19 | 日立金属株式会社 | 光電気変換モジュール |
| CN105759370A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-07-13 | 金舟 | 防串扰同轴形光收发一体器件 |
| JP7372557B2 (ja) * | 2019-12-16 | 2023-11-01 | 日本電信電話株式会社 | 光受信回路 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP03398998A patent/JP3277876B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11218651A (ja) | 1999-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3277876B2 (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| US5764826A (en) | PD/LD module and PD module | |
| JP3637228B2 (ja) | 光送受信モジュール | |
| JP3937911B2 (ja) | 光送受信モジュール及びこれを用いた光通信システム | |
| US6340831B1 (en) | Photodiode and photodiode module | |
| JP3767156B2 (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| JP2000241642A (ja) | 光送受信モジュール | |
| KR100289040B1 (ko) | 단일광섬유를이용한양방향광통신모듈 | |
| JP4066665B2 (ja) | パラレル送受信モジュール | |
| US7106980B2 (en) | Optical receiver | |
| JP2003232967A (ja) | パラレル送受信モジュール | |
| JP3734939B2 (ja) | 受光素子及び受光素子モジュ−ル | |
| JP3356017B2 (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| JPH09269440A (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| JP3417200B2 (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| JP3324373B2 (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| Nakagawa et al. | High power and high sensitivity planar lightwave circuit module incorporating a novel passive alignment method | |
| JP3331828B2 (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| JPH11204823A (ja) | 光受信モジュ−ルおよび光送受信モジュ−ル | |
| JP3348644B2 (ja) | 光受信モジュールと光送受信モジュール | |
| KR100871017B1 (ko) | 한 개의 빔 스플리터/필터가 구비된 양방향 통신용트리플렉서 광모듈 패키지 및 이 빔 스플리터/필터의 제작방법 | |
| JPH04249382A (ja) | 半導体受光素子 | |
| JPH09191125A (ja) | 光送受信モジュ−ル | |
| KR19990043106A (ko) | 반도체 레이저와 광검출기가 단일칩에 집적된파장 분할 다중화소자 | |
| Nakagawa et al. | High power and high sensitivity PLC module using a novel corner-illuminated PIN photodiode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |