JP3331828B2 - Optical transmission / reception module - Google Patents

Optical transmission / reception module

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JP3331828B2
JP3331828B2 JP21116695A JP21116695A JP3331828B2 JP 3331828 B2 JP3331828 B2 JP 3331828B2 JP 21116695 A JP21116695 A JP 21116695A JP 21116695 A JP21116695 A JP 21116695A JP 3331828 B2 JP3331828 B2 JP 3331828B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2種類の波長の光
を用い双方向通信を行う光通信システムにおいて、二つ
のフォトダイオードと光源とを組み合わせて2種類の波
長の光を分離できるようにした光送受信モジュールに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication system for performing two-way communication using light of two wavelengths so that light of two wavelengths can be separated by combining two photodiodes and a light source. The present invention relates to an optical transmitting and receiving module.

【0002】初めに双方向光通信について説明する。光
ファイバの伝送損失が低減し、半導体レ−ザ(以下LD
と略すことがある)や半導体受光素子(PDと略す事も
ある)の特性が向上した。このため光信号を用いた通信
の試みが盛んになされている。これを光通信という。特
に、1.3μmと1.55μmの長波長の光を用いた光
信号による通信の研究が精力的に行われている。例え
ば、電話、ファクシミリ、テレビなどの信号を光信号に
よって伝送する試みである。
[0002] First, two-way optical communication will be described. The transmission loss of the optical fiber is reduced, and the semiconductor laser (hereinafter referred to as LD)
) And the characteristics of the semiconductor light receiving element (sometimes abbreviated as PD) are improved. For this reason, communication attempts using optical signals have been actively conducted. This is called optical communication. In particular, research on communication using optical signals using long-wavelength light of 1.3 μm and 1.55 μm has been vigorously conducted. For example, it is an attempt to transmit a signal of a telephone, a facsimile, a television, or the like by an optical signal.

【0003】光通信にも多様な様態がある。特に最近
は、電話、ファクシミリのように双方向に信号をやり取
りする低速のデジタル通信と、アナログのTV信号を有
線で伝送する光CATVの高速アナログ通信を1本の光
ファイバによって同時に行うシステムの可能性が検討さ
れている。この方式の利点は、光ファイバが1本で済む
事である。
[0003] Optical communication also has various aspects. In particular, recently, it is possible to use a single optical fiber to simultaneously perform low-speed digital communication such as telephone and facsimile that exchanges signals in two directions, and high-speed analog communication of optical CATV that transmits analog TV signals by wire. Sex is being considered. The advantage of this method is that only one optical fiber is required.

【0004】図1はこのような双方向通信の原理図であ
る。基地局1では、電話やTV信号を増幅した後1本の
光ファイバによって送り出し、家庭の近くまで光のまま
伝送し、分岐器2において例えば、16本に分割する。
分岐器2から各家庭(加入者側端末3)を1本の光ファ
イバによって結ぶ。このようにするのは、基地局1の光
ファイバ本数を減らし、設備コストを下げる為である。
このように各家庭へ光によって信号伝送するシステムを
光加入者系という。
FIG. 1 is a principle diagram of such two-way communication. The base station 1 amplifies a telephone or TV signal, sends it out with one optical fiber, transmits it as it is near home, and divides it into, for example, 16 signals at the branching device 2.
Each home (subscriber terminal 3) is connected from the branch unit 2 by one optical fiber. This is to reduce the number of optical fibers of the base station 1 and the equipment cost.
Such a system for transmitting a signal to each home by light is called an optical subscriber system.

【0005】このようにして伝送されてきた光信号は、
加入者側端末(ONUと呼ぶ:OPTICAL NETWORK UNITの
略)において電気信号に変換される。変換機構を説明す
る。加入者側端末3の波長分波器4において、デジタル
信号を担う1.3μm光と、アナログ信号を担う1.5
5μm光を分離する。分離された1.55μm光は、ア
ナログ信号を正確に再現するフォトダイオード(PD)
5に入射する。光信号が電気信号に変換される。信号処
理部6において各種の信号処理が施されてTVセット7
に導かれる。
[0005] The optical signal transmitted in this manner is:
It is converted into an electric signal at a subscriber terminal (called ONU: an abbreviation for OPTICAL NETWORK UNIT). The conversion mechanism will be described. In the wavelength demultiplexer 4 of the subscriber terminal 3, 1.3 μm light carrying a digital signal and 1.5 μm carrying an analog signal
Separate 5 μm light. The separated 1.55 μm light is a photodiode (PD) that accurately reproduces analog signals
5 is incident. Optical signals are converted to electrical signals. Various signal processing is performed in the signal processing unit 6 and the TV set 7
It is led to.

【0006】デジタル信号を運ぶ1.3μm光は、1:
1の分合波器(光カップラ8と呼ぶ)に導かれる。これ
がデジタルPD9によって電気信号に変換される。これ
は信号処理部10による処理を経て電話・ファクシミリ
11に導かれる。基地局から送信された信号が家庭の電
話やファクシミリによって受信される。
The 1.3 μm light carrying digital signals is:
The light is guided to a single multiplexer / demultiplexer (referred to as an optical coupler 8). This is converted into an electric signal by the digital PD 9. This is guided to the telephone / facsimile 11 through the processing by the signal processing unit 10. The signal transmitted from the base station is received by a home telephone or facsimile.

【0007】電話やファクシミリは双方向通信であるか
ら、端末から局へ信号を送る機能も必要である。電話や
ファクシミリからの送信信号は信号処理部10による処
理を受けて、デジタルLD12によって光信号に変換さ
れる。この光信号は光カップラ8と波長分波器4を通り
光ファイバに入り分岐器2で他の信号に合一し基地局1
に送信される。光カップラ8は、このような1.3μm
光による、双方向通信を可能にする為に挿入されてい
る。
Since telephone and facsimile are two-way communication, a function of transmitting a signal from a terminal to a station is also required. A transmission signal from a telephone or a facsimile is processed by the signal processing unit 10 and converted into an optical signal by the digital LD 12. This optical signal passes through the optical coupler 8 and the wavelength demultiplexer 4 and enters the optical fiber.
Sent to. The optical coupler 8 has such a 1.3 μm
It is inserted to enable two-way communication by light.

【0008】以上まとめると、このようなONUシステ
ムには、1.3μm光と、1.55μm光とを分離する
波長分波器4と、双方向通信のための光カップラ8と、
光/電気変換のためのPD5、9、電気/光変換のため
のLD12が必要である。これらを組み合わせたものを
ONU用光モジュールという。本発明はこのONU用光
モジュールの構成形態の改良に関する。
In summary, in such an ONU system, a wavelength demultiplexer 4 for separating 1.3 μm light and 1.55 μm light, an optical coupler 8 for bidirectional communication,
PD5 and PD9 for light / electricity conversion and LD12 for light / electricity conversion are required. A combination of these is called an ONU optical module. The present invention relates to an improvement in the configuration of the ONU optical module.

【0009】[0009]

【従来の技術】初めにONU用光モジュールの従来技術
を概観する。先にONU用光モジュールには、二つの波
長の光を分離し或いは結合するための波長分波器、同じ
波長の光を送受信するための光カップラが必要である事
を説明した。これらの素子についていくつかの提案がな
されている。いずれも提案に過ぎず、実用化されている
ものはない。それぞれ利点があるが、尚固有の難点を持
つからである。
2. Description of the Related Art First, the prior art of an ONU optical module will be outlined. As described above, the ONU optical module requires a wavelength demultiplexer for separating or combining two wavelengths of light and an optical coupler for transmitting and receiving the same wavelength light. Several proposals have been made for these devices. All of these are merely proposals, and none have been put to practical use. Each has its advantages, but it still has its own drawbacks.

【0010】[ONU用光モジュールの構成例1:ミラ
ー式波長分波器・光カップラ]図2にミラー式の波長分
波器・光カップラを用いた光モジュールの例を示す。誘
電体多層膜をガラス基板に蒸着して製作したミラーを波
長分波器、光カップラとして利用している。屈折率の異
なる2種類の材料の薄膜を交互に積層し、45゜の角度
で切断し、端面が多層膜に対して45゜の角度をなすよ
うになっている。薄膜の厚みと屈折率と傾斜角の余弦の
積が実効的な光路長を与える。異なる膜の境界において
光の反射と屈折が起こる。多重反射光が互いに強めあう
ような波長の光は、より強く反射される。
[Structure example 1 of optical module for ONU 1: mirror type wavelength demultiplexer / optical coupler] FIG. 2 shows an example of an optical module using a mirror type wavelength demultiplexer / optical coupler. A mirror manufactured by depositing a dielectric multilayer film on a glass substrate is used as a wavelength demultiplexer and an optical coupler. Thin films of two kinds of materials having different refractive indexes are alternately laminated and cut at an angle of 45 °, and the end face is at an angle of 45 ° to the multilayer film. The product of the thickness of the thin film, the refractive index, and the cosine of the tilt angle gives the effective optical path length. Light reflection and refraction occur at the boundaries of different films. Light having a wavelength such that the multiple reflected lights strengthen each other is reflected more strongly.

【0011】多重反射光が互いに打ち消しあうような波
長の光の場合は、殆どの光エネルギーが透過する。そこ
で図2のミラー式波長分波器は、1.3μm光は透過
し、1.55μm光は反射するように、薄膜が組み合わ
されている。これによって1.3μm光と1.55μm
光を分離することができる。1.3μm光は直進しミラ
ー式光カップラ8に入る。
In the case of light having a wavelength such that the multiple reflected lights cancel each other, most of the light energy is transmitted. Therefore, the mirror type wavelength demultiplexer of FIG. 2 is combined with a thin film so that light of 1.3 μm is transmitted and light of 1.55 μm is reflected. This allows 1.3 μm light and 1.55 μm
Light can be separated. The 1.3 μm light travels straight and enters the mirror type optical coupler 8.

【0012】光カップラ8も同様に屈折率の異なる2種
類の誘電体を重ねた多層膜よりなる。膜面と端面が45
゜をなすようにしてある。特定の波長の光を半ば透過
し、半ば反射する。光ファイバは光コネクタ13に結合
される。この後光は自由空間を伝搬するが、光コネクタ
13からデジタルPD9、LD12、アナログPDまで
の距離が長いのでコリメータレンズ14によって平行光
にしてからミラー式波長分波器4に導く。これに応じ
て、平行光を集束光に変換するためにレンズ17、1
8、19が設置される。
Similarly, the optical coupler 8 is also formed of a multilayer film in which two kinds of dielectrics having different refractive indexes are stacked. The membrane surface and the end surface are 45
゜. Light of a specific wavelength is partially transmitted and partially reflected. The optical fiber is connected to the optical connector 13. Thereafter, the light propagates in free space. However, since the distance from the optical connector 13 to the digital PD 9, LD 12, and analog PD is long, the light is collimated by the collimator lens 14 and then guided to the mirror-type wavelength demultiplexer 4. Correspondingly, the lenses 17, 1 are used to convert the parallel light into a focused light.
8, 19 are installed.

【0013】このようなミラー式の波長分波器やカップ
ラを用いた方式は、例えば、1990年電子情報通信学
会春期全国大会予稿講演番号C−203(P4−25
8)、1990年電子情報通信学会秋期全国大会予稿講
演番号C−222(p4−264)などに提案されてい
る。
A system using such a mirror-type wavelength demultiplexer or a coupler is described in, for example, IEEJ Spring Meeting, 1990, Conference No. C-203 (P4-25).
8), Proposal Lecture No. C-222 (p4-264), 1990 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers.

【0014】この方式の難点は、ミラー式の波長分波器
によって、1.3μm光と1.55μm光を分離するの
が難しいということである。アナログ信号を通すべき光
路aには1.3μm光が入ってはならないし、デジタル
信号を通すべき光路bには1.55μm光が入ってはな
らない。もしも両者の分離比が悪いと、電話やテレビに
ノイズが入る。それぞれの光路において、相手の光のエ
ネルギーが10-4以下でないと、ノイズは無視できず、
画質、音質を損なうようになる。ミラー式波長分波器だ
けでは所望の分離比が得られない。
A disadvantage of this method is that it is difficult to separate 1.3 μm light and 1.55 μm light by a mirror type wavelength demultiplexer. The optical path a through which analog signals pass must not receive 1.3 μm light, and the optical path b through which digital signals pass must not contain 1.55 μm light. If the separation ratio between the two is poor, noise will enter the telephone or television. In each optical path, the noise cannot be ignored unless the energy of the other party's light is less than 10 -4 .
Image quality and sound quality will be impaired. A desired separation ratio cannot be obtained only by the mirror type wavelength demultiplexer.

【0015】そこで、光路aには多層膜フィルタ15を
入れて1.3μm光を完全に遮断するような工夫がなさ
れる。光路bにも1.55μm光を遮断する多層膜フィ
ルタ16を挿入する。
Therefore, a contrivance is made to completely block 1.3 μm light by inserting the multilayer filter 15 in the optical path a. The multi-layer filter 16 that blocks 1.55 μm light is also inserted into the optical path b.

【0016】[ONU用光モジュールの構成例2:導波
路型波長分波器・光カップラ]図3に導波路型の光モジ
ュールの構成を示す。石英系の平面光導波路によって、
波長分波器と光カップラを構成している。これは部品点
数を少なくすることができる。モジュールを小型化する
可能性があるので有望である。平面光導波路(PLCと
呼ぶ)はSi基板22の上に石英のクラッド層23を堆
積させ、クラッド層23に、屈折率を増大させる不純物
(例えばGe)を線状にドープして光導波路を作製した
ものである。端面から導波路24が真っ直ぐに延び、f
点で2本の導波路25、26に分かれる。これは光カッ
プラ8に該当する。
[Configuration Example 2 of Optical Module for ONU: Waveguide Type Wavelength Demultiplexer / Optical Coupler] FIG. 3 shows the configuration of a waveguide type optical module. With a silica-based planar optical waveguide,
The wavelength demultiplexer and the optical coupler are configured. This can reduce the number of parts. Promising because of the potential for downsizing the module. For a planar optical waveguide (referred to as PLC), a quartz cladding layer 23 is deposited on a Si substrate 22, and an impurity (eg, Ge) that increases the refractive index is linearly doped into the cladding layer 23 to form an optical waveguide. It was done. The waveguide 24 extends straight from the end face, and f
At this point, the waveguide is divided into two waveguides 25 and 26. This corresponds to the optical coupler 8.

【0017】これらの導波路は途中で曲がり平行な導波
路27、28になる。さらにg点では、導波路24に近
接して他の導波路29が形成される。これは導波路3
0、31につながる。導波路24の前端には、シングル
モード光ファイバ32の端面が接合される。g点近傍の
導波路24、29は、1.3μm光と1.55μm光を
分離する波長分波器4として機能する。図3の例は、N
TT R&D vol.42,No.7,1993,p
903−912に公表されている。
These waveguides are bent in the middle to become parallel waveguides 27 and 28. Further, at point g, another waveguide 29 is formed near the waveguide 24. This is waveguide 3
It leads to 0 and 31. An end face of the single mode optical fiber 32 is joined to the front end of the waveguide 24. The waveguides 24 and 29 in the vicinity of the point g function as a wavelength demultiplexer 4 for separating 1.3 μm light and 1.55 μm light. The example of FIG.
TT R & D vol. 42, no. 7, 1993, p
903-912.

【0018】光ファイバ32から導波路24に信号光が
入り、g点において、1.3μm光と、1.55μm光
に分離される。1.3μm光は直進して光カップラ8に
よって導波路25、26に分配される。導波路25を通
る光は、多層膜フィルタ34を通り、デジタル用PD9
に入射する。これが受信光の伝搬である。送信光である
デジタル用レ−ザLD12の光は集光レンズ33によっ
て絞られて、導波路28に入り、導波路26、24を経
て、光ファイバ32に入る。
Signal light enters the waveguide 24 from the optical fiber 32 and is separated into 1.3 μm light and 1.55 μm light at point g. The 1.3 μm light travels straight and is distributed to the waveguides 25 and 26 by the optical coupler 8. The light passing through the waveguide 25 passes through the multilayer filter 34 and passes through the digital PD 9.
Incident on. This is the propagation of the received light. The light of the digital laser LD 12, which is the transmission light, is converged by the condenser lens 33, enters the waveguide 28, passes through the waveguides 26 and 24, and enters the optical fiber 32.

【0019】1.55μm光は、分岐点gにおいて、導
波路30に移り、光路aを進行し多層膜フィルタ35を
通過してアナログ出力シングルモードファイバ36に入
る。多層膜フィルタ35、34を光路a、光路bに設け
るのは、先述のようにそれぞれ不要な1.3μm光、
1.55μm光を完全に遮断するためである。これは導
波路を相互に近接させたり(g点)、分岐させたりして
(f点)、1枚の石英基板の上に波長分波器、光カップ
ラを製作することができる。このような導波路型の光モ
ジュールは、NTT R&D vol.43,No.1
1,1994,p1273−1280に提案されてい
る。
At the branch point g, the 1.55 μm light travels to the waveguide 30, travels along the optical path a, passes through the multilayer filter 35, and enters the analog output single mode fiber 36. The provision of the multilayer filters 35 and 34 in the optical path a and the optical path b is because unnecessary 1.3 μm light
This is to completely block 1.55 μm light. In this method, the wavelength demultiplexer and the optical coupler can be manufactured on a single quartz substrate by bringing the waveguides close to each other (point g) or branching them (point f). Such a waveguide type optical module is disclosed in NTT R & D vol. 43, no. 1
1, 1994, pp. 1273-1280.

【0020】この例では、導波路27、31と、デジタ
ルPD9、アナログファイバ36の間には集光レンズが
ない。ファイバ36の場合は、ファイバ36を直接に導
波路23に接着するからである。PD9の場合は、これ
が導波路23に十分に近いので光が広がらないからであ
る。デジタルLD12と導波路28の間もレンズを省く
ことができる。しかし高効率で導波路28に送信光を入
れたい時はレンズ33を設ける。
In this example, there is no condenser lens between the waveguides 27 and 31 and the digital PD 9 and analog fiber 36. This is because in the case of the fiber 36, the fiber 36 is directly bonded to the waveguide 23. This is because in the case of the PD 9, the light is not spread because it is sufficiently close to the waveguide 23. A lens can also be omitted between the digital LD 12 and the waveguide 28. However, when it is desired to transmit light into the waveguide 28 with high efficiency, the lens 33 is provided.

【0021】この方式の長所は、全体が1枚の基板の上
に作製でき、小型にできるということである。また部品
点数を削減する事ができるという利点もある。さらに平
面導波路が光ファイバと同じ材料であり、ほぼ同じサイ
ズであるから、光ファイバとのなじみが良いと言われ
る。
The advantage of this method is that it can be manufactured entirely on one substrate and can be made compact. There is also an advantage that the number of parts can be reduced. Further, since the planar waveguide is made of the same material as the optical fiber and has almost the same size, it is said that the flat waveguide is well adapted to the optical fiber.

【0022】[ONU用光モジュールの構成例3:光フ
ァイバ型波長分波器・光カップラ]光ファイバを用いた
波長分波器は既に実用化されている。光ファイバWDM
と呼ばれる。光ファイバを用いたカップラも実用化され
ている。これは光カップラと呼ばれる。さらに2本の光
ファイバの間に多層膜フィルタを挿入した光ファイバフ
ィルタも製造されている。これらの光ファイバを用いた
部品を用いてもONU用光モジュールを構成することが
できる。図4は光ファイバ式のONU用光モジュールを
示す。
[Configuration Example 3 of Optical Module for ONU: Optical Fiber Type Wavelength Demultiplexer / Optical Coupler] A wavelength demultiplexer using an optical fiber has already been put to practical use. Optical fiber WDM
Called. Couplers using optical fibers have also been put to practical use. This is called an optical coupler. Further, an optical fiber filter in which a multilayer filter is inserted between two optical fibers is also manufactured. An ONU optical module can also be configured using components using these optical fibers. FIG. 4 shows an optical fiber type ONU optical module.

【0023】入力シングルモードファイバ39は光コネ
クタ40によってONU端末につながる。光ファイバ4
1、42は近接して設けられ光ファイバ波長分波器43
を構成する。波長分波器43は両光ファイバをエバネッ
セント結合し、波長によって光エネルギーが交換され或
いは交換されないようにする作用がある。この例では、
1.55μm光は、分岐側の光ファイバ42に移動し、
1.3μm光はそのまま光ファイバ41を進む。これが
コネクタ44を通り、光ファイバ45につながる。光フ
ァイバ45は同等の光ファイバ46、47に分岐する。
この分岐が光ファイバカップラ48となる。カップラ4
8は2本の光ファイバを近接させるか捻り合わせてコア
間距離を短くしエネルギーを交換できるようになってい
る。
The input single mode fiber 39 is connected to an ONU terminal by an optical connector 40. Optical fiber 4
Reference numerals 1 and 42 denote optical fiber wavelength demultiplexers 43
Is configured. The wavelength demultiplexer 43 has an effect of evanescently coupling the two optical fibers and exchanging light energy depending on the wavelength or not. In this example,
The 1.55 μm light moves to the optical fiber 42 on the branch side,
The 1.3 μm light travels through the optical fiber 41 as it is. This passes through the connector 44 and leads to the optical fiber 45. The optical fiber 45 branches into equivalent optical fibers 46 and 47.
This branch becomes the optical fiber coupler 48. Coupler 4
Reference numeral 8 designates a structure in which two optical fibers are brought close to each other or twisted to shorten the distance between cores so that energy can be exchanged.

【0024】受信光用の光ファイバ46は、多層膜フィ
ルタ59を通り、光ファイバ50を通り、デジタルPD
モジュール51に入射する。光信号が電気信号に変換さ
れ電話などにつながる。電話などからのデジタル信号は
デジタルLDモジュール53から光ファイバ54を通
り、光コネクタ52から光ファイバ47、カップラ48
を通過し、波長分波器43を通って、光ファイバ39へ
と出てゆく。
The optical fiber 46 for receiving light passes through the multilayer filter 59, passes through the optical fiber 50, and passes through the digital PD.
The light enters the module 51. The optical signal is converted to an electric signal, which leads to a telephone or the like. A digital signal from a telephone or the like passes from a digital LD module 53 to an optical fiber 54, and from an optical connector 52 to an optical fiber 47 and a coupler 48.
Passes through the wavelength demultiplexer 43 and exits to the optical fiber 39.

【0025】一方1.55μm光は、光ファイバ波長分
波器43によって、光ファイバ42に分離され、多層膜
55、光コネクタ56を通過し、光ファイバ57から、
アナログPDモジュール58に至り、ここで光電変換さ
れる。この例では波長分波器もカップラも光ファイバの
みよって構成される。光ファイバは自在に曲げられるの
で、アナログ、デジタルそれぞれの回路を電気的に好都
合の位置に配置することができる。また光ファイバを融
着することにより各構成部品をつなぎ合わせることがで
きるから、自由にモジュールを構成できる。機能を分散
させることもできる。
On the other hand, the 1.55 μm light is separated into the optical fiber 42 by the optical fiber wavelength demultiplexer 43, passes through the multilayer film 55 and the optical connector 56, and
It reaches the analog PD module 58, where it is photoelectrically converted. In this example, both the wavelength demultiplexer and the coupler are constituted only by optical fibers. Since the optical fiber can be bent freely, analog and digital circuits can be arranged at electrically convenient positions. In addition, since the components can be joined by fusing the optical fiber, a module can be freely configured. Functions can be distributed.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】ミラー型、光導波路
型、光ファイバ型のONU用光モジュールの例を説明し
た。これらはいずれも1.3μm光と1.55μm光を
分離するための波長分波器と、送信光と受信光の経路を
1本にするためにカップラが必要であった。このため、
極めて多くの部品を設けなければならなかった。そのた
め、ONU用光モジュールは複雑で高価なものになる。
波長分波器或いはカップラを省くことができれば、簡単
な構造でより安価な光送受信モジュールとすることがで
きる筈である。本発明は波長分波器をなくして、より簡
単な構造の光送受信モジュールを提供することを目的と
する。
An example of an ONU optical module of a mirror type, an optical waveguide type and an optical fiber type has been described. All of these required a wavelength demultiplexer for separating 1.3 μm light and 1.55 μm light, and a coupler for integrating the transmission light and the reception light into one path. For this reason,
An extremely large number of parts had to be provided. Therefore, the optical module for ONU becomes complicated and expensive.
If the wavelength demultiplexer or the coupler can be omitted, an inexpensive optical transceiver module with a simple structure should be able to be obtained. An object of the present invention is to provide an optical transceiver module having a simpler structure without a wavelength demultiplexer.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明者は、ONU用光
モジュールがなぜこのように複雑な構成になるのか?も
っと単純化することはできないものであろうか?と考え
た。その結果次のことが分かった。何れのモジュール
も、1.3μm光と1.55μm光を前もって分離しな
ければならないという先入観に捕らわれており、このた
めに複雑な構成にならざるを得なかったということであ
る。より単純な構造とするためには、波長分波器、カッ
プラを除く必要がある。もしも1.3μm光と1.55
μm光を分離する必要がなければ、波長分波器を省くこ
とができる。これは当然である。ではどうして、従来は
両波長の光を分離しなければならなかったのか?これに
ついて考察しよう。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has determined why an optical module for ONU has such a complicated configuration. Can't be further simplified? I thought. As a result, the following was found. All modules are prejudiced by the fact that the 1.3 μm light and the 1.55 μm light must be separated in advance, which has forced a complicated configuration. In order to make the structure simpler, it is necessary to remove the wavelength demultiplexer and the coupler. If 1.3 μm light and 1.55
If it is not necessary to separate μm light, the wavelength demultiplexer can be omitted. This is natural. So why was it necessary to separate light of both wavelengths in the past? Consider this.

【0028】これは実は受光素子の構造に問題があるの
である。思いもよらない事であるが受光素子がONU用
光モジュールを複雑なものにしているのである。本発明
者は初めてこの点に思い至った。分かり難い事であるの
で、従来の受光素子の構造を説明する。
This is because there is actually a problem in the structure of the light receiving element. Unexpectedly, the light receiving element complicates the ONU optical module. The inventor came to this point for the first time. Since it is difficult to understand, the structure of the conventional light receiving element will be described.

【0029】図5は従来のモジュールに用いられるフォ
トダイオードチップの断面図である。n型InP基板6
0の上に、n型InPバッファ層61、n型InGaA
s受光層62(光吸収層)、n型InP窓層63がエピ
タキシャル成長法によって形成される。InP窓層63
の上部の外周部には絶縁体のパッシベーション膜66が
設けられる。窓層63の中央部からn型InGaAs受
光層62の半ばまでp型不純物である亜鉛(Zn)が拡
散されている。InGaAs層の半ばにpn接合ができ
る。
FIG. 5 is a sectional view of a photodiode chip used in a conventional module. n-type InP substrate 6
0, an n-type InP buffer layer 61 and an n-type InGaAs
The s light receiving layer 62 (light absorbing layer) and the n-type InP window layer 63 are formed by an epitaxial growth method. InP window layer 63
A passivation film 66 of an insulator is provided on the outer peripheral portion of the upper part. Zinc (Zn) as a p-type impurity is diffused from the center of the window layer 63 to the middle of the n-type InGaAs light receiving layer 62. A pn junction is formed in the middle of the InGaAs layer.

【0030】亜鉛拡散領域64の周辺部にはp電極65
がオーミック接続するように設けられる。環状電極であ
る。環状電極65によって囲まれる部分69に光が入
る。光入射部分69には反射防止膜67が被覆してあ
る。反対側のn型InP基板60の底面にはn電極68
が形成される。こちら側から光を入れないので面の全体
を電極が覆っている。
A p-electrode 65 is provided around the zinc diffusion region 64.
Are provided for ohmic connection. It is an annular electrode. Light enters a portion 69 surrounded by the annular electrode 65. The light incident portion 69 is covered with an antireflection film 67. An n-electrode 68 is provided on the bottom surface of the n-type InP substrate 60 on the opposite side.
Is formed. The electrode covers the entire surface because no light enters from this side.

【0031】p電極65を負に、n電極68を正にバイ
アスする。入射光がInGaAs層に入ると、ここで吸
収され電子正孔対を生成する。電子はn電極に向かっ
て、正孔はp電極に向かって流れる。これが光電流であ
る。光吸収層にInGaAsを用いるのは、赤外光に大
きい感度を持つからである。
The p-electrode 65 is biased negative and the n-electrode 68 is biased positive. When the incident light enters the InGaAs layer, it is absorbed there and generates electron-hole pairs. Electrons flow toward the n-electrode and holes flow toward the p-electrode. This is the photocurrent. InGaAs is used for the light absorption layer because it has a high sensitivity to infrared light.

【0032】図6はこの受光素子の受光感度を示す。横
軸は波長(μm)である。縦軸は感度(A/W)であ
る。波長が1.0μm〜1.6μmまでの広い範囲で高
い感度を有する。つまりこの受光素子は1.3μmにも
1.55μmにも高い感度を持っている。高い感度を持
つ波長範囲は光吸収層の材料によって決まる。この場合
は、InGaAsの材料特性によって決まるのである。
FIG. 6 shows the light receiving sensitivity of this light receiving element. The horizontal axis is the wavelength (μm). The vertical axis is the sensitivity (A / W). It has high sensitivity over a wide wavelength range from 1.0 μm to 1.6 μm. That is, this light receiving element has a high sensitivity to both 1.3 μm and 1.55 μm. The wavelength range having high sensitivity is determined by the material of the light absorbing layer. In this case, it is determined by the material characteristics of InGaAs.

【0033】またこの受光素子が高感度を持つ波長の下
限λaはInGaAs吸収層62の直上の窓層の吸収特
性によって決まる。窓層はこの場合InPであるので、
そのバンドギャップからλaが決まる。感度を持つ波長
の上限λbは、吸収層によって決まる。この理由を説明
する。半導体はバンドギャップEgによって特徴付けら
れる。入射光のエネルギーhc/λがバンドギャップE
gよりも小さい場合(λ>hc/Eg)、この光は電子
正孔対を生成できないのでそのまま透過する。理想的に
は透過率が100%である。この光に対してこの半導体
は透明である。
The lower limit λa of the wavelength at which the light receiving element has high sensitivity is determined by the absorption characteristics of the window layer immediately above the InGaAs absorption layer 62. Since the window layer is InP in this case,
Λa is determined from the band gap. The upper limit λb of the wavelength having sensitivity is determined by the absorption layer. The reason will be described. Semiconductors are characterized by a band gap Eg. The energy hc / λ of the incident light has a band gap E
If it is smaller than g (λ> hc / Eg), this light is transmitted as it is because an electron-hole pair cannot be generated. Ideally, the transmittance is 100%. The semiconductor is transparent to this light.

【0034】反対に、入射光のエネルギーhc/λがバ
ンドギャップEgよりも大きい場合(λ<hc/E
g)、この光は電子正孔対を作り消滅する。つまりこの
光は吸収される。バンドギャップに相当する波長がhc
/Egによって与えられる。これをλgと表現する。バ
ンドギャップEgを基礎吸収端ともいう。λgは基礎吸
収端に相当する波長ということもできる。簡単に吸収端
波長λgということもできる。まとめると、入射光の波
長λが吸収端波長λgよりも短い(λ<λg)と完全に
吸収され、λgより長い(λ>λg)と完全に透過す
る。吸収から透過への遷移はかなり急峻である。しかし
温度によってカーブが少し鈍る。
On the contrary, when the energy hc / λ of the incident light is larger than the band gap Eg (λ <hc / E
g), this light creates an electron-hole pair and disappears. That is, this light is absorbed. The wavelength corresponding to the band gap is hc
/ Eg. This is expressed as λg. The band gap Eg is also called a basic absorption edge. λg can be said to be a wavelength corresponding to the fundamental absorption edge. It can be simply called the absorption edge wavelength λg. In summary, when the wavelength λ of the incident light is shorter than the absorption edge wavelength λg (λ <λg), it is completely absorbed, and when it is longer than λg (λ> λg), it is completely transmitted. The transition from absorption to transmission is quite steep. However, the curve becomes slightly dull depending on the temperature.

【0035】絶対0゜(0K)であれば、価電子帯に正
孔はなく、伝導帯に電子がないので、λgを境に全吸収
と全透過に分かれる。しかし有限温度では熱のために、
価電子帯に正孔が、伝導帯に電子が幾らか励起されてい
る。このために、λgの近くで透過曲線、或いは吸収曲
線がカーブを描く。受光素子は、窓層と吸収層の2種類
の半導体を組み合わせて作る。入射光は窓層を透過し、
吸収層に入るのであるから、窓層のバンドギャップEg
1は、吸収層(受光層)のバンドギャップEg2よりも
広くなければならない。Eg1>Eg2である。その理
由は次のようである。
If the absolute value is 0 ° (0K), there are no holes in the valence band and no electrons in the conduction band, so that the absorption is divided into total absorption and total transmission at λg. But at finite temperature, due to heat,
Some holes are excited in the valence band and some electrons are excited in the conduction band. For this reason, a transmission curve or an absorption curve draws a curve near λg. The light receiving element is made by combining two types of semiconductors, a window layer and an absorption layer. Incident light passes through the window layer,
Since it enters the absorption layer, the band gap Eg of the window layer
1 must be wider than the band gap Eg2 of the absorption layer (light-receiving layer). Eg1> Eg2. The reason is as follows.

【0036】入射光のエネルギーをEp=hc/λとす
ると、これが窓層(Eg1)を通るためにはEp<Eg
1である必要がある。これが吸収層(Eg2)によって
吸収されるためには(感度があるためには)Ep>Eg
2でなければならない。これが両立するために、Eg1
>Eg2である必要があるのである。つまり吸収層のバ
ンドギャップより大きいバンドギャップを持つものを窓
層に使う必要がある。窓層をInPとすると、吸収層は
それよりもバンドギャップの狭い半導体を使う必要があ
る。このために吸収層はInGaAsを用いる。
Assuming that the energy of the incident light is Ep = hc / λ, it is necessary that Ep <Eg to pass through the window layer (Eg1).
Must be 1. In order for this to be absorbed by the absorption layer (Eg2) (for sensitivity), Ep> Eg
Must be 2. In order for this to be compatible, Eg1
> Eg2. That is, it is necessary to use a material having a band gap larger than the band gap of the absorption layer for the window layer. If the window layer is made of InP, it is necessary to use a semiconductor having a narrower band gap for the absorption layer. For this purpose, InGaAs is used for the absorption layer.

【0037】窓層を通り、吸収層に至りここで吸収され
る光のみをこの受光素子は検出する事ができる。つまり
Eg1>Ep>Eg2の不等式を満たす光のみがこの検
出器によって検出される。同じ事を波長によって表現す
ると、λg1<λ<λg2であればこの光は、受光素子
によって検出されると言う事である。高感度領域の下限
λa=λg1であり、上限λb=λg2である。InG
aAsを吸収層に、InPを窓層に持つ受光素子は、λ
g1<1.3μm<1.55μm<λg2であるから、
1.3μm光にも1.55μm光にも高感度を持つ。I
nP窓層の吸収端波長λg1は0.92μm、InGa
Asの吸収層の吸収端波長λg2は1.67μmであ
る。
This light receiving element can detect only the light that passes through the window layer and reaches the absorption layer and is absorbed therein. That is, only light that satisfies the inequality Eg1>Ep> Eg2 is detected by this detector. Expressing the same by wavelength, if λg1 <λ <λg2, this light is detected by the light receiving element. The lower limit λa = λg1 and the upper limit λb = λg2 of the high sensitivity region. InG
A light receiving element having aAs as an absorption layer and InP as a window layer has a wavelength of λ.
g1 <1.3 μm <1.55 μm <λg2,
It has high sensitivity to both 1.3 μm and 1.55 μm light. I
The absorption edge wavelength λg1 of the nP window layer is 0.92 μm, InGa
The absorption edge wavelength λg2 of the As absorption layer is 1.67 μm.

【0038】図1においてアナログPD5にも、デジタ
ルPD9にも同じ半導体の組み合わせになる受光素子を
用いる。つまり1.3μmにも1.55μmにも感度を
持つ受光素子を両方に用いている。そのために、アナロ
グPD5に1.3μm光が混ざるとこの受光素子は1.
3μm光をも検出してしまう。このために1.3μm光
がノイズになる。反対にデジタルPD9に1.55μm
光が混ざるとこの受光素子はこれを検出してしまい、ノ
イズになるのである。図2〜図4の従来例でも同じこと
である。
In FIG. 1, a light receiving element having the same combination of semiconductors is used for the analog PD 5 and the digital PD 9. That is, a light receiving element having sensitivity to both 1.3 μm and 1.55 μm is used for both. For this reason, when 1.3 μm light is mixed with the analog PD 5, this light receiving element becomes 1.
Even 3 μm light is detected. Therefore, 1.3 μm light becomes noise. Conversely, 1.55 μm for digital PD9
When the light is mixed, the light receiving element detects this and causes noise. The same applies to the conventional examples shown in FIGS.

【0039】デジタル信号(1.3μm光)用のフォト
ダイオードにも、アナログ信号(1.55μm光)用の
フォトダイオードにも、同様に1.3μmと、1.55
μmに感度を有するフォトダイオードを使うから、1.
3μmと1.55μmの光路を分離しなければならなく
なるのである。波長分波器は光路の分離のために必要に
なる。しかし現存する波長分波器はいずれも、分離比が
不十分である。相手側の波長の光が幾分混ざるのを防ぐ
ことができない。このために多層膜フィルタ15、1
6、34、35、59、55を各光路に介挿しなければ
ならなかったのである。1.3μm光と1.55μm光
の光路を分離しようとするからこのような複雑な構成に
なるのである。
Similarly, the photodiodes for digital signals (1.3 μm light) and analog signals (1.55 μm light) have 1.3 μm and 1.55 μm.
Since a photodiode having sensitivity to μm is used,
The 3 μm and 1.55 μm optical paths must be separated. Wavelength demultiplexers are required for optical path separation. However, all existing wavelength demultiplexers have insufficient separation ratios. It is impossible to prevent the light of the other party's wavelength from being mixed. For this purpose, the multilayer filters 15, 1
6, 34, 35, 59 and 55 had to be interposed in each optical path. Since the optical paths of the 1.3 μm light and the 1.55 μm light are to be separated, such a complicated structure is obtained.

【0040】反対に光路を分けなければ格段に構造が単
純化されるはずである。1.3μm光と1.55μm光
を同じ光路を進行させて、しかも別々に検出できれば良
いのである。このような手品のような事が果たして可能
であろうか?それが可能なのである。そもそも従来例が
空間的に1.3μm光と1.55μm光を分離するの
は、つまり光路を分けるのは、受光素子に波長の選択性
がないからである。受光素子が1.3μm光も1.55
μm光も感受してしまうから、光路を分離する必要があ
る。
On the contrary, if the optical paths are not divided, the structure should be greatly simplified. It suffices if 1.3 μm light and 1.55 μm light travel along the same optical path and can be separately detected. Is such a magic trick possible? That is possible. In the first place, the conventional example spatially separates 1.3 μm light and 1.55 μm light, that is, separates the optical paths because the light receiving element has no wavelength selectivity. 1.35m light is 1.55
Since the light of μm is also sensed, it is necessary to separate the optical paths.

【0041】もしも、1.3μm光のみを吸収し感受し
1.55μm光を通す受光素子があれば、光路を空間的
に分離する必要などないのである。このような受光素子
自身新規なものである。もしこのような受光素子が存在
すれば、この受光素子と同一光路であってこれよりも後
方の位置に、1.55μm光を感受する受光素子を設け
る事によって、1.3μm光と1.55μm光を他者の
影響を全く受けないで独立に検出することができる。本
発明の骨子はここにある。
If there is a light-receiving element that absorbs and senses only 1.3 μm light and transmits 1.55 μm light, there is no need to spatially separate the optical paths. Such a light receiving element itself is a novel one. If such a light receiving element is present, a light receiving element for receiving 1.55 μm light is provided on the same optical path as the light receiving element and at a position behind the light receiving element to provide 1.3 μm light and 1.55 μm light. Light can be detected independently without any influence of others. Here is the gist of the present invention.

【0042】本発明の受光系は第1受光素子と第2受光
素子を同一光路上に直列に置き、第1受光素子は1.3
μm光を全て吸収し1.3μm光を検出し、1.55μ
m光は全て透過するようにする。第2受光素子は1.5
5μm光を感受する。結局本発明の重要な点は二つあ
り、ひとつは、受光素子二つを直列に配置するという事
である。もうひとつは第1受光素子が1.3μm光を全
部吸収し、1.55μm光には感度を持たず、1.55
μm光を全て透過するという事である。第1受光素子が
特別の性質を持たなければならない。その特性を箇条書
きにすると、
In the light receiving system of the present invention, the first light receiving element and the second light receiving element are arranged in series on the same optical path, and the first light receiving element is 1.3.
absorbs all the 1.3 μm light and detects 1.55 μm
m light is all transmitted. The second light receiving element is 1.5
5 μm light is perceived. After all, there are two important points of the present invention. One is that two light receiving elements are arranged in series. The other is that the first light receiving element absorbs all the 1.3 μm light, has no sensitivity to the 1.55 μm light,
This means that all μm light is transmitted. The first light receiving element must have a special property. To list its properties,

【0043】1.3μm光を感受すること。 1.3μm光を全て吸収する事。 1.55μm光に感度を持たない事。 1.55μm光を全て通す事。Sensing 1.3 μm light. Absorb all 1.3μm light. Not have sensitivity to 1.55μm light. Pass all 1.55μm light.

【0044】である。これ自体新規な性質である。この
ような条件を満たす受光素子はこれまで存在しなかった
と言って良い。受光素子自体新規である。新規な受光素
子と、1.55μm光を検出できる受光素子を直列に組
み合わせたものが本発明の光送受信モジュールである。
Is as follows. This is a new property in itself. It can be said that a light receiving element satisfying such a condition has not existed so far. The light receiving element itself is new. The light transmitting / receiving module of the present invention is a combination of a novel light receiving element and a light receiving element capable of detecting 1.55 μm light in series.

【0045】先に半導体のバンドギャップと光の吸収に
ついての関係を説明した。上記のと、とは本来
別異の性質である。従って全ての条件を満足するために
4つのパラメータが必要である。しかし半導体の場合は
先述の性質があるので、と、との性質はひとつ
のパラメータを指定するだけで同時に満足する事ができ
るのである。本発明者はこのような半導体の特殊性には
じめて気づいた。
The relationship between the semiconductor band gap and light absorption has been described above. The above is inherently different in nature. Therefore, four parameters are required to satisfy all conditions. However, in the case of a semiconductor, the properties described above can be satisfied at the same time only by specifying one parameter. The present inventor has first noticed such specialty of a semiconductor.

【0046】先述のように半導体はバンドギャップ以上
のエネルギーの光は吸収し、それ以下のエネルギーの光
は全て透過する。ために受光素子の感度領域の上限波長
λbは吸収層(受光層)の吸収端波長λg2によって決
まり(λb=λg2)、下限波長λaは窓層の吸収端波
長λg1によって決まる(λa=λg1)。
As described above, the semiconductor absorbs light having energy equal to or higher than the band gap, and transmits all light having energy lower than the band gap. Therefore, the upper limit wavelength λb of the sensitivity region of the light receiving element is determined by the absorption edge wavelength λg2 of the absorption layer (light reception layer) (λb = λg2), and the lower limit wavelength λa is determined by the absorption edge wavelength λg1 of the window layer (λa = λg1).

【0047】上限波長λbをもっと短くし、1.3μm
より長く、1.55μmより小さくする事によって、
の条件を満足できる。つまり吸収層のバンドギャップE
g2を、1.55μm光のエネルギー以上、1.3μm
光のエネルギー以下にする事によって、1.3μm光を
感受し、1.55μm光に感じない受光素子とすること
ができる。1.55μm光を全く吸収しないからであ
る。吸収層の吸収端波長λgによって表現すると、
The upper limit wavelength λb is further reduced to 1.3 μm
By making it longer and smaller than 1.55 μm,
Condition can be satisfied. That is, the band gap E of the absorption layer
g2 is not less than 1.55 μm light energy and 1.3 μm
By setting the energy to be equal to or less than the energy of light, a light receiving element that receives light of 1.3 μm and does not feel light of 1.55 μm can be obtained. This is because 1.55 μm light is not absorbed at all. Expressed by the absorption edge wavelength λg of the absorption layer,

【0048】 1.3μm<λg2<1.55μm (1)1.3 μm <λg2 <1.55 μm (1)

【0049】ということである。これが本発明を最も端
的に表現している。また厚みを適当なものにすることに
よって、1.3μm光を全て吸収し漏らさないようにで
きる。また基板裏のn電極の中央に孔を空ける事によっ
て、1.55μm光を全て透過させる事ができる。これ
によっての条件をも満たす事ができる。窓層の材料も
問題である。窓層のバンドギャップEg1が1.3μm
光より短いようにする。1.3μmよりも短い波長が入
射してはいけないので、窓層のバンドギャップはこれよ
りも少し高いものに設定する。これは簡単に
That is to say. This most clearly expresses the present invention. Further, by making the thickness appropriate, it is possible to absorb all 1.3 μm light and prevent it from leaking. By making a hole in the center of the n-electrode on the back of the substrate, all of the 1.55 μm light can be transmitted. This condition can be satisfied. The material of the window layer is also a problem. The band gap Eg1 of the window layer is 1.3 μm
Make it shorter than light. Since a wavelength shorter than 1.3 μm must not be incident, the band gap of the window layer is set to be slightly higher than this. This is easy

【0050】λg1<1.3μm (2)Λg1 <1.3 μm (2)

【0051】と表現する事ができる。このように1.3
μmを感じ1.3μm光を全て吸収し1.55μm光を
通す第1の受光素子に、1.55μm光を感受する第2
受光素子を直列につないだものが本発明の光受信モジュ
ールである。これは受信系の改良である。この改良によ
って、1.3μm光と1.55μm光は光路を分離する
必要がないので、波長分波器が不要になる。ただしデジ
タル光を送信するためのレ−ザは別個に必要である。カ
ップラによってレ−ザ光を光ファイバに導入するという
構成は変わらない。
Can be expressed as follows. Thus, 1.3
The first light receiving element that senses μm, absorbs all 1.3 μm light, and transmits 1.55 μm light, receives the 1.55 μm light in the second light receiving element.
An optical receiving module according to the present invention includes light receiving elements connected in series. This is an improvement of the receiving system. With this improvement, it is not necessary to separate the optical paths of the 1.3 μm light and the 1.55 μm light, so that a wavelength demultiplexer becomes unnecessary. However, a laser for transmitting digital light is separately required. The configuration in which the coupler introduces laser light into the optical fiber remains unchanged.

【0052】本発明の第一の長所は波長分波器を省くこ
とができるということである。簡単な構成になるので小
型化、低価格化が可能になる。光加入者系の進展を大い
に促す事ができる。しかしそれだけではない、受光素子
自体に波長の選択性を賦与しているので、1.3μm光
の信号に1.55μm光が混信することはないし、1.
55μm光に1.3μm光が入る事はない。つまりノイ
ズを大幅に低減する事ができ、高品質の画像、音声など
を受信できるという長所がある。
The first advantage of the present invention is that the wavelength demultiplexer can be omitted. Since the configuration is simple, miniaturization and cost reduction are possible. It can greatly promote the development of optical subscriber systems. However, not only that, since the light receiving element itself has wavelength selectivity, 1.55 μm light does not interfere with the 1.3 μm light signal.
The 1.3 μm light does not enter the 55 μm light. That is, there is an advantage that noise can be greatly reduced and high-quality images and sounds can be received.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】本発明の最も重要な点は第1フォ
トダイオードにある。これは1.3μm光を全て吸収し
1.3μm光を検出し、1.55μm光には不感であっ
て、1.55μm光を通す受光素子である。このような
フォトダイオードの構造を説明する。図7はこのような
フォトダイオードの断面図である。n型InP基板70
の上に、n型InPバッファ層71、n型InGaAs
P受光層(吸収層)72、n型InGaAsP窓層73
がエピタキシャル成長によって形成されている。InG
aAsP受光層72の吸収端波長λg2は1.42μm
である。InGaAsP窓層73の吸収端波長λg1は
1.15μmである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The most important point of the present invention lies in a first photodiode. This is a light receiving element that absorbs all 1.3 μm light, detects 1.3 μm light, is insensitive to 1.55 μm light, and transmits 1.55 μm light. The structure of such a photodiode will be described. FIG. 7 is a sectional view of such a photodiode. n-type InP substrate 70
, An n-type InP buffer layer 71 and an n-type InGaAs
P light receiving layer (absorption layer) 72, n-type InGaAsP window layer 73
Are formed by epitaxial growth. InG
The absorption edge wavelength λg2 of the aAsP light receiving layer 72 is 1.42 μm.
It is. The absorption edge wavelength λg1 of the InGaAsP window layer 73 is 1.15 μm.

【0054】InGaAsP窓層73とInGaAsP
受光層72の中央部には亜鉛拡散によりp型領域79が
形成される。InGaAsP窓層73の上面のp型領域
79には環状のp電極74がオーミック接続するように
設けられる。環状電極74の外部はパッシベ−ション膜
75によって覆われる。環状p電極74の内部は反射防
止膜76によって被覆される。入射光80は反射防止膜
76を通過して、p型領域79に入る。
The InGaAsP window layer 73 and the InGaAsP
At the center of the light receiving layer 72, a p-type region 79 is formed by zinc diffusion. In the p-type region 79 on the upper surface of the InGaAsP window layer 73, an annular p-electrode 74 is provided so as to make ohmic connection. The outside of the ring electrode 74 is covered with a passivation film 75. The inside of the annular p-electrode 74 is covered with an antireflection film 76. Incident light 80 passes through antireflection film 76 and enters p-type region 79.

【0055】n型InP基板70の裏面は、環状のn電
極77がオーミック接続するように形成してある。これ
は基板の底面の全体を覆うのではない。周辺部のみに環
状に形成されている。中央部には電極がなく光が通るよ
うになっている。光が通る部分は反射防止膜78が形成
されている。
The rear surface of the n-type InP substrate 70 is formed such that the annular n-electrode 77 is in ohmic connection. This does not cover the entire bottom surface of the substrate. It is formed in an annular shape only in the peripheral portion. There is no electrode in the center and light passes through. An antireflection film 78 is formed in a portion through which light passes.

【0056】このような受光素子は図5の従来例のもの
に比べて次の3点において異なる。 窓層がInP(λg=0.92μm)から、InGa
AsP(λg=1.15μm)に変わっている。 受光層(吸収層)がInGaAs(λg=1.67μ
m)から、InGaAsP(λg=1.42μm)に変
わっている。
Such a light receiving element differs from the conventional light receiving element in FIG. 5 in the following three points. The window layer is changed from InP (λg = 0.92 μm) to InGa
It has changed to AsP (λg = 1.15 μm). The light receiving layer (absorption layer) is made of InGaAs (λg = 1.67 μm).
m) to InGaAsP (λg = 1.42 μm).

【0057】基板の底部に1.55μm光を通す広い
開口81がある。 図8は吸収層(1.3μm帯選択エピタキシャル層)の
光透過率を示すグラフである。横軸は波長(μm)であ
り、縦軸は透過率(相対%)である。吸収層のλgが
1.42μmであるから、これより長い波長の光は全て
透過する。これより短い波長の光は吸収される。受光層
(吸収層72)によって、1.3μm光は吸収され、
1.55μm光は透過するということである。但し1.
3μm光が全て吸収されるには吸収層の厚みがある程度
大きくなくてはならない。
There is a wide opening 81 at the bottom of the substrate that allows 1.55 μm light to pass through. FIG. 8 is a graph showing the light transmittance of the absorption layer (1.3 μm band selective epitaxial layer). The horizontal axis is the wavelength (μm), and the vertical axis is the transmittance (relative%). Since λg of the absorption layer is 1.42 μm, all light having a wavelength longer than this is transmitted. Light of shorter wavelength is absorbed. 1.3 μm light is absorbed by the light receiving layer (absorption layer 72),
1.55 μm light is transmitted. However, 1.
In order to absorb all the light of 3 μm, the thickness of the absorbing layer must be somewhat large.

【0058】受光素子の検出できる光の波長の上限は、
吸収層のλg2(1.42μm)により、下限は窓層の
λg1(1.15μm)により決まる。この受光素子は
狭い範囲(1.15μm〜1.42μm)の波長の光し
か感受できない。図9はこのフォトダイオードの波長感
度特性を示すグラフである。1.15μm〜1.42μ
mの範囲の光にしか感じないので、1.55μm光は全
く検出しない。1.55μm光はこのフォトダイオード
を通るのであるが感度がないので1.55μm光がノイ
ズにならない。反対に1.3μm光を検出できる。
The upper limit of the wavelength of light that can be detected by the light receiving element is:
The lower limit is determined by λg2 (1.45 μm) of the absorption layer, and the lower limit is determined by λg1 (1.15 μm) of the window layer. This light receiving element can sense only light having a wavelength in a narrow range (1.15 μm to 1.42 μm). FIG. 9 is a graph showing the wavelength sensitivity characteristics of this photodiode. 1.15 μm to 1.42 μ
Since the light is felt only in the range of m, the 1.55 μm light is not detected at all. Although the 1.55 μm light passes through this photodiode, there is no sensitivity, so the 1.55 μm light does not become noise. Conversely, 1.3 μm light can be detected.

【0059】図8の透過率の曲線から、この受光素子を
1.55μm光が完全に透過できるという事が分かる。
これらの性質は、感度領域の上限λbを、1.55μm
より下へ移動させたことによって得られる。前記のが
この特性を与えている。吸収層のλg2は一般には、
1.3μmと1.55μmの中間であれば良い。ここで
は一例として1.42μmを選んでいる。丁度中間値で
ある。
From the transmittance curve of FIG. 8, it can be seen that 1.55 μm light can be completely transmitted through this light receiving element.
These properties make the upper limit λb of the sensitivity region 1.55 μm
Obtained by moving it down. The above gives this property. Λg2 of the absorption layer is generally
It may be any value between 1.3 μm and 1.55 μm. Here, 1.42 μm is selected as an example. It is just an intermediate value.

【0060】窓層のλg1は一般に1.3μmより小さ
ければ良い。ここでは1.15μmを選んでいる。しか
しInPのλg=0.92μmでも差し支えない。さら
に基板の裏面の開口80は、1.55μm光を取り出す
ために不可欠である。開口を出るのは1.55μm光の
みであり、1.3μm光は全て吸収層によって吸収され
ている。
The λg1 of the window layer generally needs to be smaller than 1.3 μm. Here, 1.15 μm is selected. However, λg of InP = 0.92 μm may be used. Further, the opening 80 on the back surface of the substrate is indispensable for extracting 1.55 μm light. Only 1.55 μm light exits the aperture, and all 1.3 μm light is absorbed by the absorbing layer.

【0061】本発明の1.3μm光選択受光素子は、I
nGaAsPの4元混晶を用いる。三元混晶では自由に
バンドギャップを与えることができないからである。4
元混晶はIn1-x Gax As1-yy と書く事ができ
る。組成を決めるパラメ−タが二つある。xとyであ
る。バッファ層、光吸収層、窓層ともに基板であるIn
Pに格子整合しなければならないので、これによって拘
束条件が一つ与えられる。しかしもう一つの自由度があ
るから、バンドギャップを自在に与えることができるの
である。混晶の組成とバンドギャップ、格子定数などに
ついては、今井哲二他「化合物半導体デバイス(I)」
株式会社工業調査会発行1984年、P56,P87に
述べられている。バンドギャップを波長によって表すこ
ともできる(Eg=hc/λg)。
The 1.3 μm light selective light receiving element of the present invention
A quaternary mixed crystal of nGaAsP is used. This is because a ternary mixed crystal cannot provide a band gap freely. 4
Based mixed crystal can be written as In 1-x Ga x As 1 -y P y. There are two parameters that determine the composition. x and y. The buffer layer, the light absorption layer, and the window layer are all substrates of In.
This gives one constraint, since it must be lattice matched to P. However, since there is another degree of freedom, a band gap can be freely provided. For the composition of mixed crystals, band gaps, lattice constants, etc., see Tetsuji Imai et al. "Compound Semiconductor Device (I)"
It is described in P56, P87, 1984, issued by the Industrial Research Institute Co., Ltd. The band gap can also be represented by wavelength (Eg = hc / λg).

【0062】吸収層をλg=1.42μmとすると、組
成はx=0.34、y=0.24に決まる。In0.66
0.34As0.760.24 が吸収層の組成である。こうす
ると1.55μm光は吸収せず透過する。1.3μm光
は完全に吸収してしまう。窓層λg=1.15μmとす
ると、組成はx=0.18、y=0.60に決定され
る。In0.82Ga0.18As0.400.60 が窓の組成にな
る。これは1.3μm光も、1.55μm光も透過す
る。窓であるから当然である。しかしこれはより短い波
長の光が入らないようにしている。
If the absorption layer is λg = 1.42 μm, the composition is determined as x = 0.34 and y = 0.24. In 0.66 G
a 0.34 As 0.76 P 0.24 is the composition of the absorbing layer. In this case, the 1.55 μm light is transmitted without being absorbed. 1.3 μm light is completely absorbed. Assuming that the window layer λg = 1.15 μm, the composition is determined to be x = 0.18 and y = 0.60. The composition of the window is In 0.82 Ga 0.18 As 0.40 P 0.60 . It transmits both 1.3 μm and 1.55 μm light. It is natural because it is a window. However, this prevents light of shorter wavelengths from entering.

【0063】図7のPDチップの製造方法を説明する。
厚さ350μmのInP基板の上に、厚さ2.5μmの
InPバッファ層、4.5μmのInGaAsP(λg
=1.42μm)受光層、厚さ1.5μmのInGaA
sP(λg=1.15μm)窓層をこの順に、液相エピ
タキシャル法によって形成する。図8はこのようにして
形成したエピタキシャルウエハの光透過率を測定した結
果を示すグラフである。1.42μm以下の波長の光は
全部吸収し、これ以上の波長の光は高い透過率をもって
いる。1.42μmにおいて透過率は急峻な変化をす
る。
A method of manufacturing the PD chip shown in FIG. 7 will be described.
On a 350 μm thick InP substrate, a 2.5 μm thick InP buffer layer, 4.5 μm InGaAsP (λg
= 1.42 μm) Light receiving layer, 1.5 μm thick InGaAs
An sP (λg = 1.15 μm) window layer is formed in this order by a liquid phase epitaxial method. FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the light transmittance of the epitaxial wafer thus formed. Light having a wavelength of 1.42 μm or less is totally absorbed, and light having a wavelength longer than 1.42 μm has a high transmittance. At 1.42 μm, the transmittance changes sharply.

【0064】このウエハに亜鉛(Zn)を拡散しPN接
合を作る。さらにフォトリソグラフィ法によって、パッ
シベーション膜、反射防止膜、p電極、n電極などを形
成する。但しチップの裏面には環状にn電極を形成す
る。中央部を光が通る開口にする。さらにn電極によっ
て囲まれる裏面中央部には1.55μm光に対する反射
防止膜(例えばSiO2 )を被覆する。表面には、1.
3μm光と1.55μm光の両方に対する反射防止膜を
形成する(例えばSiO2 とSiNの多層膜)。
The PN junction is formed by diffusing zinc (Zn) into the wafer. Further, a passivation film, an antireflection film, a p-electrode, an n-electrode, and the like are formed by photolithography. However, an n-electrode is formed annularly on the back surface of the chip. The central part is an opening through which light passes. Further, an antireflection film (for example, SiO 2 ) for 1.55 μm light is coated on the center of the back surface surrounded by the n-electrode. On the surface:
An anti-reflection film for both 3 μm light and 1.55 μm light is formed (for example, a multilayer film of SiO 2 and SiN).

【0065】こうして作製した本発明のPDを、パッケ
ージに組み込み、逆バイアスとして5Vの電圧を印加し
波長感度特性を測定した。図9は測定結果である。1.
3μm光に対して高い感度を有し、1.55μm光は吸
収せず透過していることが分かる。前述の受光素子は、
液相エピタキシャル法によって薄膜層を作っているが、
その他にクロライドVPE法をも用いることができる。
The PD of the present invention thus produced was assembled in a package, and a voltage of 5 V was applied as a reverse bias to measure the wavelength sensitivity characteristics. FIG. 9 shows the measurement results. 1.
It can be seen that it has high sensitivity to 3 μm light and transmits 1.55 μm light without absorbing it. The above-mentioned light receiving element,
The thin film layer is made by liquid phase epitaxial method,
In addition, a chloride VPE method can be used.

【0066】[0066]

【実施例】【Example】

[実施例1:ミラー式カップラを用いる場合:その1]
次にミラー式カップラを用いる実施例を二つ示す。図1
0はカップラとしてミラー式のものを用いる実施例を示
している。基地局から送られてきた1.3μm光/1.
55μm光は、光コネクタ91を通った後、自由空間c
を伝搬し、コリメータレンズ92によって平行光にな
り、ミラー式光カップラ93を通過し或いは反射され
る。反射光はLD94に向かうが、この光は役割を持た
ない。このカップラ93は受信光と送信光を同一光路に
通すためのものである。波長選択性を持たない。
[Example 1: When using a mirror-type coupler: Part 1]
Next, two embodiments using a mirror type coupler will be described. FIG.
Reference numeral 0 indicates an embodiment in which a mirror type coupler is used. 1.3 μm light transmitted from the base station / 1.
After passing through the optical connector 91, the 55 μm light passes through the free space c.
And is converted into parallel light by the collimator lens 92, and passes through or is reflected by the mirror type optical coupler 93. The reflected light goes to the LD 94, but this light has no role. The coupler 93 is for passing the reception light and the transmission light through the same optical path. Does not have wavelength selectivity.

【0067】電話やファクシミリからのデジタル送信信
号はデジタルLD94によって電気/光変換され集光レ
ンズ95によって平行光dになる。これがミラー式カッ
プラ93によって反射されて光路cに入る。これが光コ
ネクタ91を経て、光ファイバに入射し、基地局に送信
される。
A digital transmission signal from a telephone or a facsimile is converted from electric to light by a digital LD 94 and converted into a parallel light d by a condenser lens 95. This is reflected by the mirror-type coupler 93 and enters the optical path c. This enters the optical fiber via the optical connector 91 and is transmitted to the base station.

【0068】さて受信光信号は光路eを進行し、集光レ
ンズ96によって絞られて1.3μm光選択PD97に
入射する。1.3μm光選択PDというのは図7、図
8、図9によって説明したものである。1.3μm光を
全部吸収しこれを検出し、1.55μm光は全て透過す
るのである。このPD97によって1.3μm光のデジ
タル信号を検出する。
The received optical signal travels along the optical path e, is converged by the condenser lens 96, and enters the 1.3 μm light selection PD 97. The 1.3 μm light selective PD has been described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. All 1.3 μm light is absorbed and detected, and all 1.55 μm light is transmitted. The PD 97 detects a 1.3 μm light digital signal.

【0069】1.55μm光はPD97を透過し、光路
fを通り、軸線上後方にある1.55μm光用のアナロ
グPD98に入射する。PD98は1.55μm光の強
度を検出する。1.55μm光用アナログPD98は従
来のフォトダイオードを用いることができる。例えば従
来のInGaAsを吸収層とするフォトダイオードは、
1μm〜1.6μmの広い範囲において感度を有する。
しかし光路fにおいて既に1.3μm光は除去されてい
るから、このPD98に入射するのは1.55μm光だ
けである。
The 1.55 μm light is transmitted through the PD 97, passes through the optical path f, and is incident on an analog PD 98 for 1.55 μm light located on the rear side on the axis. The PD 98 detects the intensity of 1.55 μm light. As the analog PD 98 for 1.55 μm light, a conventional photodiode can be used. For example, a conventional photodiode using InGaAs as an absorption layer is:
It has sensitivity over a wide range of 1 μm to 1.6 μm.
However, since 1.3 μm light has already been removed in the optical path f, only 1.55 μm light enters the PD 98.

【0070】このように1.3μm光用のPD97と
1.55μm光用のPD98を同一軸線上に直列に並
べ、前者によってデジタル用1.3μm光を、後者によ
ってアナログ用1.55μm光を検出するようにしてい
る。従来は両者を波長分波器によって光路a、光路bに
分離していた。本発明ではこれを光路eにまとめること
ができる。波長分波器がなく、光路が単純化されている
ので、構造は極めて単純になる。
As described above, the PD97 for 1.3 μm light and the PD98 for 1.55 μm light are arranged in series on the same axis, and the 1.3 μm light for digital is detected by the former and the 1.55 μm light for analog is detected by the latter. I am trying to do it. Conventionally, the two have been separated into an optical path a and an optical path b by a wavelength demultiplexer. In the present invention, this can be put together in the optical path e. Since there is no wavelength demultiplexer and the optical path is simplified, the structure is extremely simple.

【0071】波長分波器によって1.3μm光/1.5
5μm光を分離すると分離比が不足し誘電体多層膜が必
要であったが、本発明は誘電体多層膜は不要である。
1.3μm光選択PDが1.3μm光を全て吸収できる
からである。これによっても構成が簡単になる。部品点
数を減らす事ができ小型、低コストのONU用光モジュ
ール99とすることができる。これはモジュール内にア
ナログPDを内蔵するものである。
1.3 μm light / 1.5 by a wavelength demultiplexer
When the light of 5 μm is separated, the separation ratio becomes insufficient and a dielectric multilayer film is required. However, the present invention does not require a dielectric multilayer film.
This is because the 1.3 μm light selective PD can absorb all 1.3 μm light. This also simplifies the configuration. The number of parts can be reduced, and a small and low-cost ONU optical module 99 can be obtained. This is one in which an analog PD is built in a module.

【0072】[実施例2:ミラー式カップラを用いる場
合:その2]ミラー式カップラを用いる他の実施例を図
11に示す。デジタルLD94の送信光をミラー式光カ
ップラ93によって反射し光ファイバに導くこと、光フ
ァイバからの受信光がカップラ93を通り、直列に並べ
た二つのPD97、98に導かれる事は、前例と変わら
ない。前例と違う点はアナログPDの位置である。1.
55μm光アナログPD98のあった位置に光ファイバ
100があって、1.55μm光を別の位置にある機器
に送り、ここに設けた1.55μm光PDによって検出
するようになっている。ONU用光モジュール101の
外部にアナログ信号を検出するものがある場合にこのよ
うなものが適する。
[Embodiment 2: In the case of using a mirror type coupler: part 2] Another embodiment using a mirror type coupler is shown in FIG. The fact that the transmission light of the digital LD 94 is reflected by the mirror type optical coupler 93 and guided to the optical fiber, and the reception light from the optical fiber passes through the coupler 93 and is guided to two PDs 97 and 98 arranged in series is different from the previous example. Absent. The difference from the previous example is the position of the analog PD. 1.
The optical fiber 100 is located at the position where the 55 μm optical analog PD 98 was located, and 1.55 μm light is sent to a device at another position, and is detected by the 1.55 μm optical PD provided here. Such a device is suitable when there is a device that detects an analog signal outside the ONU optical module 101.

【0073】実施例1、2共に誘電体多層膜フィルタを
持たない。これは既に述べたように1.3μm光りPD
97が1.3μm光を全て吸収し、光路fには1.3μ
m光が存在しないからである。しかし1.3μm光PD
97の後ろにも1.3μm光がもしも出ているならばP
D97の直後に1.3μm光をカットするフィルタを挿
入しても良い。
Both the first and second embodiments have no dielectric multilayer filter. This is a 1.3 μm light PD as described above.
97 absorbs all 1.3 μm light, and 1.3 μm
This is because there is no m light. However, 1.3μm optical PD
If there is 1.3 μm light behind 97
A filter for cutting 1.3 μm light may be inserted immediately after D97.

【0074】[実施例3:平面光導波路を用いる場合:
その1]図12に光カップラとして平面光導波路を用い
る実施例を示す。基地局につながるシングルモード光フ
ァイバ110からの光信号が、石英基板上に形成された
光導波路111に入り、ここに形成されている光カップ
ラ120によって2分割される。導波路112は分岐導
波路113と114につながる。導波路112〜114
は図3の(b)に示したものと同様である。石英系クラ
ッド層に屈折率のわずかに高い部分が不純物ドープによ
って連続線上に形成されたものである。
[Embodiment 3: In the case of using a planar optical waveguide:
Part 1] FIG. 12 shows an embodiment in which a planar optical waveguide is used as an optical coupler. An optical signal from a single mode optical fiber 110 connected to a base station enters an optical waveguide 111 formed on a quartz substrate, and is split into two by an optical coupler 120 formed here. Waveguide 112 leads to branch waveguides 113 and 114. Waveguides 112 to 114
Is the same as that shown in FIG. In the quartz clad layer, a portion having a slightly higher refractive index is formed on a continuous line by impurity doping.

【0075】導波路113を通過した受信光は、光導波
路111の外部において、直列に設置されている1.3
μm光選択PD115に入射する。ここで1.3μm光
が、光/電気変換され電気信号になる。1.55μm光
のみが1.3μm光選択PD115の背後から1.55
μm光PD116に入る。1.55μm光はこのPDに
よって光電変換される。これはパッケージ119の内部
に、1.3μm光用フォトダイオード115も、1.5
5μm光用フォトダイオード116の両方を収容したも
のである。
The received light that has passed through the waveguide 113 is arranged outside the optical waveguide 111 in series, 1.3.
The light is incident on the μm light selection PD 115. Here, the 1.3 μm light is subjected to light / electric conversion and becomes an electric signal. Only 1.55 μm light is 1.55 μm behind the 1.3 μm light selection PD 115.
It enters the μm light PD 116. The 1.55 μm light is photoelectrically converted by this PD. This means that the 1.3 μm light photodiode 115 also has 1.5 μm inside the package 119.
It accommodates both the photodiodes 116 for 5 μm light.

【0076】送信系は従来例と同様である。電話、ファ
クシミリのデジタル信号が、レ−ザLD118によっ
て、電気/光変換される。送信信号は、集光レンズ11
7によって絞られて、導波路114の端面に入射し、導
波路112から光ファイバ110に導かれる。これは基
地局に送られる。受信光の内、導波路114に進んだも
のはLD118に至るがこれは単に吸収されるだけで役
割を持たない。このONU用光モジュールは、波長分波
器が不要であって、分品点数が少ない。ために構造簡単
であり、製造コストも低減される。光導波路によってカ
ップラを構成するから、いっそう小型化が促進される。
The transmission system is the same as in the conventional example. Telephone and facsimile digital signals are subjected to electrical / optical conversion by the laser LD 118. The transmission signal is transmitted to the condenser lens 11
7, the light is incident on the end face of the waveguide 114, and is guided from the waveguide 112 to the optical fiber 110. This is sent to the base station. Of the received light, the light that has proceeded to the waveguide 114 reaches the LD 118, which is merely absorbed and has no role. This ONU optical module does not require a wavelength demultiplexer and has a small number of products. Therefore, the structure is simple and the manufacturing cost is reduced. Since the coupler is constituted by the optical waveguide, further miniaturization is promoted.

【0077】[実施例4:平面光導波路を用いる場合:
その2]図13によって他の平面光導波路を用いる実施
例を説明する。これはパッケージ内にアナログPDを持
たず、1.55μm光を光ファイバによって外部に取り
出すようにしたものである。その他の構成は図12のも
のと同様である。1.3μm光用のフォトダイオード1
15の背後に集光レンズ122を設け、これによって
1.55μm光を集光し光ファイバ121に入射する。
別異の場所に設けたアナログ用のPDに1.55μm光
を伝送しそこで1.55μm光を検出する。
[Embodiment 4: In the case of using a planar optical waveguide:
Part 2] An embodiment using another planar optical waveguide will be described with reference to FIG. This is one in which no analog PD is provided in the package and 1.55 μm light is extracted to the outside by an optical fiber. Other configurations are the same as those in FIG. Photodiode 1 for 1.3 μm light
A condenser lens 122 is provided behind the optical fiber 15, thereby condensing 1.55 μm light and entering the optical fiber 121.
The 1.55 μm light is transmitted to an analog PD provided at a different location, and the 1.55 μm light is detected there.

【0078】[実施例5:光ファイバカップラを用いる
実施例]図14によって光カップラを送受信光の結合の
ために用いた実施例を説明する。入力シングルモード光
ファイバ130が光コネクタ131によってONU用光
モジュールに結合される。光コネクタには光ファイバ1
32が結合されている。光ファイバ132は、光ファイ
バカップラ135において、光ファイバ133と134
に分岐している。光ファイバ133は1.3μm光/
1.55μm光PDモジュール136に接続されてい
る。これは1.3μm光用PDが前段に1.55μm光
用PDが後段に設けられているフォトダイオードのモジ
ュールである。
[Embodiment 5: Embodiment using an optical fiber coupler] An embodiment using an optical coupler for coupling transmitted and received light will be described with reference to FIG. The input single mode optical fiber 130 is coupled to the ONU optical module by the optical connector 131. Optical fiber 1 for optical connector
32 are connected. The optical fiber 132 is connected to the optical fibers 133 and 134 in the optical fiber coupler 135.
Has branched to. The optical fiber 133 has 1.3 μm light /
It is connected to the 1.55 μm optical PD module 136. This is a photodiode module in which a 1.3 μm light PD is provided in a preceding stage and a 1.55 μm light PD is provided in a subsequent stage.

【0079】他方の光ファイバ134はデジタル信号を
送り出すための1.3μm光LDモジュール137につ
ながっている。入力ファイバ130からの光は、半分が
光ファイバ134にも入るがこれは受信されず役に立た
ない。この実施例は光ファイバによって構成したもので
あるから部品相互の位置に任意性がある。部品の配置に
ついて自由度が高い。
The other optical fiber 134 is connected to a 1.3 μm optical LD module 137 for sending out a digital signal. Half of the light from input fiber 130 enters optical fiber 134, which is not received and is useless. Since this embodiment is constituted by optical fibers, the positions of the parts are arbitrary. High degree of freedom in arranging parts.

【0080】[実施例6:1.3μm/1.55μmP
Dモジュール]これまでは、ONU用光モジュールの全
体構成について説明した。モジュールに使われる重要な
部品についても説明する。図14の光ファイバカップラ
方式に用いられるPDモジュールの構成例を、図15に
よって説明する。通常の受光素子モジュールと違い、二
つの受光素子が内蔵されている。円形のヘッダー140
には、4本のリードピン141、142、143が取り
付けられる。ヘッダーの隆起台145の上に透明のPD
用サブマウント146が固定される。この上には1.3
μm光波長選択PDチップ147が固定される。
Example 6: 1.3 μm / 1.55 μmP
D Module] The overall configuration of the ONU optical module has been described above. Important components used in the module are also described. An example of the configuration of a PD module used in the optical fiber coupler system of FIG. 14 will be described with reference to FIG. Unlike a normal light receiving element module, two light receiving elements are built in. Circular header 140
, Four lead pins 141, 142, 143 are attached. Transparent PD on ridge 145 of header
Submount 146 is fixed. On top of this is 1.3
The μm light wavelength selection PD chip 147 is fixed.

【0081】ヘッダー140の中央部には傾斜面148
が穿たれ、ここにサブマウント149が固定される。サ
ブマウント149の上に1.55μm光PDチップ15
0が取り付けてある。PDチップ150の入射面はビー
ムラインに対して傾いている。これは反射光が元の経路
を戻る事がないようにするためである。ヘッダー140
の上面には、断面コの字型のキャップ151が溶接して
ある。キャップ151は、前記の1.55μm光PDチ
ップ150、1.3μm光PDチップ147を囲む。キ
ャップ151の中央部には球レンズ152が固定されて
いる。レンズ152の中心軸と、1.3μmPDチップ
147の中心、1.55μmPDチップ150の中心は
同一軸線上にある。
At the center of the header 140, an inclined surface 148 is provided.
, And the submount 149 is fixed here. 1.55 μm optical PD chip 15 on submount 149
0 is attached. The incident surface of the PD chip 150 is inclined with respect to the beam line. This is to prevent the reflected light from returning to the original path. Header 140
A cap 151 having a U-shaped cross section is welded to the upper surface of. The cap 151 surrounds the 1.55 μm optical PD chip 150 and the 1.3 μm optical PD chip 147. A ball lens 152 is fixed to the center of the cap 151. The center axis of the lens 152, the center of the 1.3 μm PD chip 147, and the center of the 1.55 μm PD chip 150 are on the same axis.

【0082】ヘッダー140には、さらに円筒形のフェ
ルールホルダ−153がキャップを囲む位置に溶接され
る。フェルールホルダ−の先端部は細径化しており、細
径部には軸線方向に通し孔154が穿たれている。この
通し孔154には光ファイバ155の先端を保持するフ
ェルール156が差し込まれて適当な高さに固定されて
いる。端面157が軸直角面に対して8゜の角度をなす
ようにカットされている。端面からの反射光が光ファイ
バの中を戻り光源に戻らないようにするためである。
Further, a cylindrical ferrule holder-153 is welded to the header 140 at a position surrounding the cap. The distal end of the ferrule holder is reduced in diameter, and a through hole 154 is formed in the narrow diameter portion in the axial direction. A ferrule 156 for holding the tip of the optical fiber 155 is inserted into the through hole 154 and fixed at an appropriate height. The end face 157 is cut so as to form an angle of 8 ° with the plane perpendicular to the axis. This is to prevent the reflected light from the end face from returning inside the optical fiber and returning to the light source.

【0083】フェルールホルダ−153の細径部には円
錐形の弾性材料からなるベンドリミッタ158が取り付
けられる。これは光ファイバ155のホルダ−の先端部
での過度の湾曲を防ぐ作用がある。この受光素子モジュ
ールの特徴は、1.3μm光PD147と1.55μm
光PD150を直線的に並べたところにある。二つの受
光素子147、150はレンズ152によって光ファイ
バ155に結合している。
A bend limiter 158 made of a conical elastic material is attached to the small diameter portion of the ferrule holder-153. This has the effect of preventing excessive bending at the distal end of the holder of the optical fiber 155. The characteristics of this light receiving element module are 1.3 μm light PD 147 and 1.55 μm
The optical PDs 150 are arranged in a straight line. The two light receiving elements 147 and 150 are coupled to an optical fiber 155 by a lens 152.

【0084】後段の1.55μm光PD150を斜めに
しているのは反射光が光源に戻らないようにするためで
ある。この例では1.3μm光PD147は軸線に対し
て傾いていない。しかし1.3μm光PDをも傾かせる
こともできる。台145の頂面に傾斜を付ければ良い。
このようにしても透過光が1.55μm光PDに入射す
るようにするのは可能である。以上の構成をもつPDモ
ジュールの製造方法を次に説明する。
The reason why the 1.55 μm light PD 150 in the latter stage is inclined is to prevent reflected light from returning to the light source. In this example, the 1.3 μm light PD 147 is not inclined with respect to the axis. However, the 1.3 μm light PD can also be tilted. The top surface of the table 145 may be inclined.
Even in this case, it is possible to make the transmitted light incident on the 1.55 μm light PD. Next, a method of manufacturing the PD module having the above configuration will be described.

【0085】ヘッダー140としては、鉄、コバール、
銅タングステンなどの金属材料が用いられる。ここでは
4本のリードピンを有するコバールのヘッダー140を
用いる。ピンのない方の面の中央部には傾斜面148が
予め形成されている。セラミック(アルミナAl2
3 )製のサブマウントを、傾斜面148に半田剤を用い
て半田付けする。例えば半田は、金錫(AuSn)半
田、錫鉛(SnPb)半田、金ゲルマ(AuGe)半田
などがある。ここでは金錫半田を使用する。
As the header 140, iron, Kovar,
A metal material such as copper tungsten is used. Here, a Kovar header 140 having four lead pins is used. An inclined surface 148 is formed in the center of the surface without the pin in advance. Ceramic (Alumina Al 2 O
3 ) The submount is soldered to the inclined surface 148 using a soldering agent. For example, the solder includes gold tin (AuSn) solder, tin lead (SnPb) solder, gold germanium (AuGe) solder, and the like. Here, gold tin solder is used.

【0086】さらに1.55μm帯に感度のあるフォト
ダイオード(受光層はInGaAsP)をサブマウント
149の上に半田付けする。金線によって、1.55μ
m光PD150のn電極、p電極をそれぞれのリードピ
ンに電気的に接続する。リードピンを通じて、外部にP
Dの電気信号を取り出す事ができる。ヘッダーの4本の
リードピンの内1本のピン141は共通のグランド端子
になっている。以上の工程は従来のフォトダイオードの
製造工程と同じである。サブマウント、半田、ヘッダー
の材料については幾つもの種類がある。電気的な結線方
法についても多様なものがある。ここに示したものは一
例に過ぎない。
Further, a photodiode having a sensitivity in the 1.55 μm band (the light receiving layer is InGaAsP) is soldered on the submount 149. 1.55μ by gold wire
The n-electrode and p-electrode of the m-light PD 150 are electrically connected to respective lead pins. Externally through lead pin
The electric signal of D can be extracted. One of the four lead pins 141 of the header is a common ground terminal. The above steps are the same as the conventional photodiode manufacturing steps. There are many types of submount, solder, and header materials. There are various electrical connection methods. What is shown here is only an example.

【0087】これから述べるものが新規な構造部分の組
立に関する。隆起台145があるヘッダーはレ−ザ用の
ものなどとして既に利用されている。隆起台145の上
に、アルミナ製(窒化アルミニウム(AlN)等でもよ
い)のサブマウント146を取り付ける。サブマウント
146は全面にメタライズした後、その上に金メッキす
る。サブマウントには、1.55μm光を透過させるた
めの切り欠き部が中央部にあり、そのため全体としてコ
の字型になっている。切り欠き部の幅は、1.3μm光
(波長選択)PDチップの受光面積よりも少し広くなっ
ている。
What will now be described relates to the assembly of new structural parts. The header having the ridge 145 is already used for a laser or the like. A submount 146 made of alumina (or aluminum nitride (AlN) or the like) may be mounted on the ridge 145. The submount 146 is metallized on the entire surface and then gold-plated thereon. The submount has a cutout in the center for transmitting 1.55 μm light, and is therefore generally U-shaped. The width of the cutout portion is slightly larger than the light receiving area of the 1.3 μm light (wavelength selective) PD chip.

【0088】この例では、200μmの受光径の1.3
μm光PDチップ147を用いる。そこでサブマウント
の切り欠き部の幅は250μmとする。切り欠き部の奥
行きはチップの寸法と同じで500μmとしている。こ
こでは全体にメタライズしたサブマウントを使うが、部
分的にメタライズしたものでも良い。切り欠き部は角型
でなくてもよく、円形の切り欠き部を形成したものであ
っても差し支えない。
In this example, the light receiving diameter of 200 μm is 1.3.
A μm optical PD chip 147 is used. Therefore, the width of the notch of the submount is set to 250 μm. The depth of the notch is 500 μm, which is the same as the size of the chip. Here, a sub-mount that is entirely metallized is used, but a partially-metallized sub-mount may be used. The cut-out portion does not have to be square, and may have a circular cut-out portion.

【0089】サブマウント146、149の厚みはこの
例では何れも、500μmである。このようなコの字型
の切り欠き部を持つサブマウント146を、切り欠き部
が中心軸線上に位置するように、隆起部145の頂部に
固定する。サブマウント146の上に図7に示した1.
3μm光波長選択PDチップ147を、チップの受光面
が切り欠き部に重なるように位置決めし、金錫半田によ
って半田付けする。このサブマウント146を、PDチ
ップ147が中心軸線上に位置するように、ヘッダー1
40の隆起台(ポール)145の頂部に、錫鉛(SnP
b)半田によって半田付けする。
The thickness of each of the submounts 146 and 149 is 500 μm in this example. The submount 146 having such a U-shaped notch is fixed to the top of the raised portion 145 such that the notch is located on the center axis. On the submount 146 shown in FIG.
The 3 μm light wavelength selection PD chip 147 is positioned so that the light receiving surface of the chip overlaps the notch, and soldered with gold tin solder. The submount 146 is mounted on the header 1 so that the PD chip 147 is positioned on the center axis.
On top of the 40 ridges (poles) 145, tin lead (SnP)
b) Soldering with solder.

【0090】全面(表面と裏面)にメタライズしたサブ
マウントを用いるので、サブマウントをヘッダーの隆起
部に半田付けすると同時にn電極側のグランドへの電気
的接続がなされる。この時のサブマウント146の位置
決めは、隆起部145の外側の隅と、サブマウントの隅
が面一になるようにする事によって簡単になされる。p
電極は、隆起部145とほぼ同じ高さまで延びているリ
ードピン143に金線によって接続する。グランドピン
141以外の3つのピンは、絶縁体160によって、ヘ
ッダー140の通し穴に固定される。
Since the sub-mount metallized on the entire surface (front and back) is used, the sub-mount is soldered to the raised portion of the header and, at the same time, is electrically connected to the ground on the n-electrode side. The positioning of the submount 146 at this time is easily performed by making the outer corner of the raised portion 145 flush with the corner of the submount. p
The electrodes are connected by gold wires to lead pins 143 that extend to approximately the same height as the ridges 145. Three pins other than the ground pin 141 are fixed to the through holes of the header 140 by the insulator 160.

【0091】次に、球レンズ152を有するキャップ1
51をヘッダー140に押しつけ不活性ガス(例えば、
窒素、アルゴンなど)を充填した状態で、キャップをヘ
ッダーに溶接する。キャップの周辺部を完全に溶接する
ことによってキャップ内部を気密シ−ルする。この例で
は、BK−7ガラスを用いて球レンズを作り、コバール
のキャップに固定している。このような球レンズ付きの
キャップは、従来からPDを組み立てる時にはよく用い
られている。このようなキャップは電極溶接によってヘ
ッダーに固着できる。この実施例でも電気溶接によって
キャップをヘッダーに固定している。その他にYAG溶
接することもある。
Next, the cap 1 having the spherical lens 152
51 is pressed against the header 140 and an inert gas (for example,
(N2, Argon, etc.) and weld the cap to the header. The inside of the cap is hermetically sealed by completely welding the periphery of the cap. In this example, a spherical lens is made using BK-7 glass and fixed to a Kovar cap. Such a cap with a spherical lens has been often used conventionally when assembling a PD. Such a cap can be secured to the header by electrode welding. Also in this embodiment, the cap is fixed to the header by electric welding. In addition, YAG welding may be performed.

【0092】PDチップは十分広い受光面を持っている
ので、光軸と垂直な面内での位置合わせは全く不要であ
る。このような受光素子モジュールは、図14の実施例
の1.3/1.55μm光PDモジュール136として
利用できる。このような円筒形のPDモジュールは既に
広く利用されているが、いずれも受光素子は一つしかな
い。本発明は受光素子を直列に二つ並べた受光素子モジ
ュールを必要とする。このような受光素子モジュール自
体新規であるから、ここに詳しく説明した。
Since the PD chip has a sufficiently wide light receiving surface, there is no need for positioning in a plane perpendicular to the optical axis. Such a light receiving element module can be used as the 1.3 / 1.55 μm optical PD module 136 of the embodiment of FIG. Such cylindrical PD modules are already widely used, but all have only one light receiving element. The present invention requires a light receiving element module in which two light receiving elements are arranged in series. Since such a light receiving element module itself is new, it has been described in detail here.

【0093】[実施例7:ハーフミラー型波長選択カッ
プラを用いる場合]以上に説明した実施例において、光
カップラはいずれも入射光を50%:50%に分割する
ものであった。光カップラには1.3μm光も1.55
μm光も入りこれらがいずれも2等分される。このカッ
プラは1.3μm光をONUが送受信し双方向通信する
ために不可欠である。
[Embodiment 7: Case of Using Half Mirror Type Wavelength Selective Coupler] In the embodiments described above, each of the optical couplers divides incident light into 50%: 50%. The 1.3 μm light is also 1.55 for the optical coupler.
Each of them contains the light of μm and is divided into two equal parts. This coupler is indispensable for the ONU to transmit and receive 1.3 μm light for bidirectional communication.

【0094】しかし1.55μm光から見ると、カップ
ラの存在は入射光を半減させる邪魔者でしかない。1.
55μm光のアナログ信号は受信するだけである。TV
信号などを送信するだけの1.55μm光にとって、カ
ップラによりパワ−が半減するのは不都合である。50
%のロスは−3dBのロスである。光ファイバの損失に
換算すると10km近い距離に相当する。これだけの損
失がカップラの挿入によって引き起こされる。
However, when viewed from the 1.55 μm light, the existence of the coupler is merely a hindrance to halving the incident light. 1.
It only receives analog signals of 55 μm light. TV
It is inconvenient for couplers to reduce power by half for 1.55 μm light that only transmits signals and the like. 50
The% loss is a -3 dB loss. When converted into the loss of the optical fiber, it corresponds to a distance close to 10 km. This loss is caused by the insertion of the coupler.

【0095】場合によっては、1.55μm光について
はできるだけ光強度を落とさずに受信したいという要求
があろう。特に遠隔地までTV信号を送るときにはその
ような要求が強いものと思われる。このような要望に応
え、遠距離でも1.55μm光信号を受信することがで
きるようにした実施例を次に与える。
In some cases, there may be a demand for receiving 1.55 μm light without reducing the light intensity as much as possible. In particular, it seems that such a demand is strong when a TV signal is transmitted to a remote place. In response to such a demand, an embodiment in which a 1.55 μm optical signal can be received even at a long distance will be described below.

【0096】図16にこの実施例の構成を示す。基本的
な構成は、図10の実施例と同じである。しかし単なる
ハーフミラーではなく、波長選択性のあるハーフミラー
を用いる点が異なっている。図16(a)において、セ
ラミック基板には配線パターンが印刷されている。配線
パターンは、素子を固定するための金属被覆となり、電
気的配線ともなっている。
FIG. 16 shows the structure of this embodiment. The basic configuration is the same as the embodiment of FIG. However, the difference is that a half mirror having wavelength selectivity is used instead of a simple half mirror. In FIG. 16A, a wiring pattern is printed on a ceramic substrate. The wiring pattern is a metal coating for fixing the element, and is also an electric wiring.

【0097】基板162の上に、ハーフミラー163、
集光レンズ164、1.3μm光用LD165、集光レ
ンズ167、1.3μm光PD168、1.55μm光
PD169が取り付けてある。1.3μm光用LD16
5は背後にモニタ用PD176を備える。基板162の
周辺のLD165の近傍には、LD/モニタPD用リー
ドピン166が設けられる。発光素子であるLD165
は発光量の時間的揺らぎがあってはいけないのでモニタ
用のPDがLDの背後に設けられており、これによって
発光量をモニタしている。
On the substrate 162, a half mirror 163,
A condenser lens 164, an LD 165 for 1.3 μm light, a condenser lens 167, a 1.3 μm light PD 168, and a 1.55 μm light PD 169 are attached. LD16 for 1.3μm light
5 has a monitor PD 176 at the back. An LD / monitor PD lead pin 166 is provided near the LD 165 around the substrate 162. LD165 which is a light emitting element
Since the light emission amount must not fluctuate with time, a monitoring PD is provided behind the LD to monitor the light emission amount.

【0098】基地局につながるシングルモード光ファイ
バ171がハーフミラー163に光学的に結合される。
デジタル送信信号はレ−ザ165から出て、ハーフミラ
ー163によって反射され、光ファイバ171に入射す
る。光ファイバ171からの1.3μm光、1.55μ
m光はハーフミラーを透過し、レンズ167で絞られて
1.3μm光PD168、1.55μm光PD169に
よって検出される。ハーフミラー163は図16の
(b)に示すように、光ファイバに近い方から多層膜1
73、透明基板174、1.3μm/1.55μm反射
防止膜175の三重構造になっている。
A single mode optical fiber 171 connected to a base station is optically coupled to a half mirror 163.
The digital transmission signal exits the laser 165, is reflected by the half mirror 163, and enters the optical fiber 171. 1.3 μm light from optical fiber 171, 1.55 μm
The m light is transmitted through the half mirror, is stopped down by the lens 167, and is detected by the 1.3 μm light PD 168 and the 1.55 μm light PD 169. The half mirror 163 is, as shown in FIG. 16B, the multilayer film 1 from the side closer to the optical fiber.
73, a transparent substrate 174, a 1.3 μm / 1.55 μm antireflection film 175 having a triple structure.

【0099】入力側の多層膜173は、1.55μm光
を殆ど完全に透過し、1.3μm光は有限の比率で透過
し反射するようになっている。ここで求められるのは
1.55μm光を反射しないという事である。多層膜は
屈折率の異なる例えば2種類の誘電体薄膜を交互に繰り
返し堆積したものであるが、屈折率と厚みを適当に選ぶ
ことによって任意の波長の光を全部反射したり、半分反
射したり、或いは全部透過したりするようにできる。こ
こでは1.55μm光の反射を小さくするという条件を
課して薄膜の材料、厚みを設計すればよい。
The multilayer film 173 on the input side transmits 1.55 μm light almost completely, and 1.3 μm light is transmitted and reflected at a finite ratio. What is required here is that the light does not reflect 1.55 μm light. The multilayer film is formed by alternately and repeatedly depositing, for example, two types of dielectric thin films having different refractive indices. However, by appropriately selecting the refractive index and the thickness, light of any wavelength can be totally reflected or half-reflected. Or, it can be made to transmit all. Here, the material and thickness of the thin film may be designed under the condition that the reflection of 1.55 μm light is reduced.

【0100】1.55μm光の反射を0に、1.3μm
光を1:1にという条件を設けると設計製作が難しくな
るように思えよう。しかしこのような条件のハーフミラ
ーを設計することは可能である。さらに1.3μm光は
別段1:1の比率で分割しなければならないということ
は実はないのである。多くの場合、1.3μm光につい
て受信光の強度は十分で、送信光強度が不足するという
事が多い。この場合は、1.3μm光の分岐比を、PD
側に20%、LD側に80%というふうに設定するのが
より望ましい。つまり1.3μm光に関する条件には幅
があるので、1.55μm光を全透過するという目的に
かなう条件を見いだすのは容易なことである。
The reflection of 1.55 μm light is reduced to 0, 1.3 μm
It seems that the design of 1: 1 light makes it difficult to design and manufacture. However, it is possible to design a half mirror under such conditions. Further, it is not really necessary to split 1.3 μm light at a ratio of 1: 1. In many cases, the intensity of the received light is sufficient for 1.3 μm light, and the intensity of the transmitted light is often insufficient. In this case, the branching ratio of 1.3 μm light is defined as PD
It is more desirable to set 20% on the side and 80% on the LD side. In other words, since conditions relating to 1.3 μm light have a wide range, it is easy to find a condition that meets the purpose of transmitting 1.55 μm light entirely.

【0101】翻って考えてみれば、これまで述べたよう
な、1.3μm光も1.55μm光も等しく50%:5
0%に透過、反射するというような条件を満たす事がか
えって難しい。厳しい条件が二つも課される事になるか
らである。実際にはこのようなものを誘電体多層膜によ
って作るのはかなり難しいことである。むしろ1.55
μm光を全透過するミラーを誘電体多層膜によって構成
する方がずっと簡単である。
Looking back, if the 1.3 μm light and the 1.55 μm light are the same as described above, 50%: 5
It is rather difficult to satisfy the condition of transmitting and reflecting at 0%. This is because two severe conditions are imposed. In practice, it is very difficult to make such a structure using a dielectric multilayer film. Rather 1.55
It is much easier to form a mirror that transmits all μm light with a dielectric multilayer film.

【0102】多層膜の材料としては、SiO2 、Al2
3 、TiO2 等の誘電体が用いられる。ハーフミラー
の裏面には1.3μm光、1.55μm光の反射防止膜
を形成しておく。このような多層膜ハーフミラーを用い
ると、1.55μm光は殆ど無損失でハーフミラーを透
過でき、より強いアナログ信号として1.55μm光P
Dに至ることができる。ノイズが減少しテレビ画像がよ
り鮮明になる。
As the material of the multilayer film, SiO 2 , Al 2
A dielectric such as O 3 or TiO 2 is used. An antireflection film for 1.3 μm light and 1.55 μm light is formed on the back surface of the half mirror. When such a multilayer half mirror is used, 1.55 μm light can pass through the half mirror with almost no loss, and a 1.55 μm light P
D. The noise is reduced and the TV image becomes sharper.

【0103】図16(c)に示すように、1.3μm光
PD168は、中央部に光透過窓179を有するセラミ
ック製(Al23 、AlN等)サブマウント178に
半田付けされる。サブマウントは金(Au)のメタライ
ズパターンが設けらており、光学系全体を固定する基板
162の上の配線パターン(図示せず)につながる。こ
のパターンは、金ワイヤによって、PD用リードピン1
70の何れかに接続されている。1.55μm光PD1
69、1.3μm光LD165の各電極も、同様に、基
板162の配線パターンによって、リードピン166、
170などに接続されている。
As shown in FIG. 16C, the 1.3 μm light PD 168 is soldered to a ceramic (Al 2 O 3 , AlN, etc.) submount 178 having a light transmission window 179 at the center. The submount is provided with a metallized pattern of gold (Au) and is connected to a wiring pattern (not shown) on the substrate 162 that fixes the entire optical system. This pattern is composed of a lead wire for PD 1
70. 1.55 μm light PD1
Similarly, each electrode of the 69 μm and 1.3 μm optical LD 165 also has lead pins 166,
170 and the like.

【0104】1.3μm光LD165は、光信号を生ず
るLD自体とこれを監視するモニタ用PDを含む。この
LDとモニタPDは、ヒートシンクの上に設置される。
これは例えば、熱伝導の良いSiNなどで作製する。ヒ
ートシンクは金属であっても良い。しかし金属の場合は
モニタ用PDとLDの電極を絶縁しなければならないの
で、モニタ用PDはAl23 などの絶縁体のサブマウ
ントに乗せる必要がある。LDはかなり大きい電流を流
すから強く発熱する。それゆえヒートシンクによって放
熱するのである。
The 1.3 μm optical LD 165 includes an LD itself for generating an optical signal and a monitoring PD for monitoring the LD. The LD and the monitor PD are set on a heat sink.
This is made of, for example, SiN having good heat conductivity. The heat sink may be metal. However, in the case of metal, the electrodes of the monitoring PD and the LD must be insulated, so that the monitoring PD must be mounted on a submount of an insulator such as Al 2 O 3 . The LD generates a large amount of current and generates a large amount of heat. Therefore, heat is dissipated by the heat sink.

【0105】レンズ164、167は、ホルダ−に固定
し、ホルダ−を基板に固定する。これらの部品の全体を
支持するパッケージは金属製である。例えば鉄、コバー
ル、真鍮等である。この実施例は、図2の従来例に対応
するものである。同じようにミラーをカップラに使って
いるが、本発明の実施例の方が格段に単純化された構成
になっている。部品点数が減り、構造が簡単で、安価に
製造できる。しかも性能は図2のものと変わらない。な
ぜこのような大きな効果が得られるのか?それは、今ま
で誰もが、1.3μm光と1.55μm光は光路を分け
るものであると信じきっていたものを、全く反対の発想
から設計したためである。
The lenses 164 and 167 are fixed to a holder, and the holder is fixed to a substrate. The package supporting all of these components is made of metal. For example, iron, Kovar, brass and the like. This embodiment corresponds to the conventional example shown in FIG. Similarly, a mirror is used for the coupler, but the embodiment of the present invention has a much simplified configuration. The number of parts is reduced, the structure is simple, and it can be manufactured at low cost. Moreover, the performance is not different from that of FIG. Why can such a big effect be obtained? This is because anyone who had believed that 1.3 μm light and 1.55 μm light separate the optical path had been designed from the completely opposite idea.

【0106】[実施例8:波長選択平面導波路を使う場
合]光カップラを波長選択性のある平面導波路によって
構成する実施例を図17によって説明する。図12、図
13のカップラは平面導波路を使うが単純なY分岐を使
っているから波長選択性はない。実施例7において述べ
たように、カップラに波長選択性が要求される場合が予
想される。その場合に本実施例が極めて有効である。導
波路の分岐自体に波長選択性を持たせるものである。
[Embodiment 8: Using a Wavelength-Selecting Planar Waveguide] An embodiment in which an optical coupler is constituted by a wavelength-selective planar waveguide will be described with reference to FIG. The couplers in FIGS. 12 and 13 use a planar waveguide, but have no wavelength selectivity because they use a simple Y-branch. As described in the seventh embodiment, it is expected that the coupler is required to have wavelength selectivity. In this case, the present embodiment is extremely effective. The branching of the waveguide itself has wavelength selectivity.

【0107】基板180は例えばセラミックによって作
られた矩形の板である。これの前方には石英系光導波路
181が取り付けてある。図3(b)に断面図を示した
ものと同じような構造をもつ。Si基板の上に石英(S
iO2 )のクラッド層があり、その中に線状に屈折率の
高い部分(コア)が形成される。これが光を導く導波路
になる。
The substrate 180 is a rectangular plate made of, for example, ceramic. A quartz optical waveguide 181 is mounted in front of this. It has a structure similar to that shown in the sectional view of FIG. Quartz (S
There is a cladding layer of iO 2 ) in which a portion (core) having a linearly high refractive index is formed. This becomes a waveguide for guiding light.

【0108】基板180の後半部にはサブマウント18
2が固定される。サブマウントはセラミック板に配線パ
ターン、部品取付パターン等をメタライズしたものであ
る。サブマウント182の上には、集光レンズ184、
1.3μm光LD185、モニタ用PD186が一直線
上に固定される。さらに1.3μm光PD187、1.
55μm光PD188が前後に配置される。基板180
の外側には、各素子の電極と外部の回路をつなぐために
リードピン189、190、191が設けられる。基地
局につながるシングルモード光ファイバ192の端部
が、石英系光導波路181に受信光を与えるために、直
線の導波路193につながる。その他に屈曲した導波路
195が石英クラッド層の上に形成される。
In the latter half of the substrate 180, the submount 18
2 is fixed. The submount is formed by metalizing a wiring pattern, a component mounting pattern, and the like on a ceramic plate. On the submount 182, a condenser lens 184,
The 1.3 μm light LD 185 and the monitor PD 186 are fixed on a straight line. Furthermore, 1.3 μm light PD187, 1.
55 μm optical PDs 188 are arranged before and after. Substrate 180
Are provided with lead pins 189, 190, and 191 to connect the electrodes of each element to an external circuit. The end of the single mode optical fiber 192 connected to the base station is connected to a straight waveguide 193 in order to provide the silica-based optical waveguide 181 with received light. In addition, a bent waveguide 195 is formed on the quartz cladding layer.

【0109】この導波路195は一部JHが、前記の直
線導波路に接近している。この部分によって導波路19
3、195が結合する。従ってこの部分はカップラ19
4になる。単にそれだけではない。近接部JHの長さ
L、間隔dによって、波長λの光に対する導波路間の結
合を任意に指定することができる。つまり導波路193
から、193自身へ、或いは195に移動する光のパワ
−を、波長λ、長さL、間隔dによって決定できる。直
線導波路の入口、出口を1、2とし、屈曲導波路の入
口、出口を4、3とする。1から2への遷移パワ−の比
率をF12、1から3への遷移パワ−の比率をF13、3か
ら1への遷移パワ−比率をF31、3から4への遷移比率
をF34などと書くことにする。
This waveguide 195 has a part JH approaching the above-mentioned straight waveguide. The waveguide 19
3, 195 combine. Therefore, this part is the coupler 19
It becomes 4. But that's not all. The coupling between the waveguides for the light having the wavelength λ can be arbitrarily specified by the length L and the interval d of the proximity portion JH. That is, the waveguide 193
, The power of the light traveling to 193 itself or to 195 can be determined by the wavelength λ, the length L, and the interval d. The entrance and exit of the straight waveguide are 1 and 2, and the entrance and exit of the bent waveguide are 4 and 3. Transition power from 1 to 2 - F a transition ratio of the ratio from the F 31, 3 to 4 - transition power to the F 12, 1 to 3 ratio of - the ratio of the transition power from F 13, 3 to 1 I will write 34 etc.

【0110】サムルールF12+F13=1、F21+F24
1、F31+F34=1などが成立する。光路の可逆性か
ら、Fmk=Fkmなどの対称性がある。比率Fmkは
光の波長λ、カップラの間隔d、長さLの関数である。
つまり一般にFmk(λ,d,L)と書くことができ
る。1.55μm光は導波路195へ入らないのが望ま
しいので、
Sum rule F 12 + F 13 = 1, F 21 + F 24 =
1, such as F 31 + F 34 = 1 is satisfied. Due to the reversibility of the optical path, there is symmetry such as Fmk = Fkm. The ratio Fmk is a function of the light wavelength λ, the coupler spacing d, and the length L.
That is, it can be generally written as Fmk (λ, d, L). Since it is desirable that 1.55 μm light does not enter the waveguide 195,

【0111】F13(1.55μm,d,L)=0F 13 (1.55 μm, d, L) = 0

【0112】が要求される。また1.3μm光は1:1
の分配比より、LDの経路195により多く配分される
方が良い。すると、
Is required. Also, 1.3 μm light is 1: 1.
It is better to distribute more to the LD path 195 than to the distribution ratio. Then

【0113】F13(1.3μm,d,L)≧F12(1.
3μm,d,L)>0
F 13 (1.3 μm, d, L) ≧ F 12 (1.
3 μm, d, L)> 0

【0114】というような不等式が要求される。これに
よって導波路の結合部の長さL,間隔dを決めることが
できる。図17の(c)に示すのはマッハツェンダ型の
カップラである。二つの導波路がA、Cの2カ所で接近
している。中間のBでは、光の波動関数が重ならない程
度に導波路が離隔している。経路ABCは少し湾曲して
いるから直線路よりも長くなる。光路の差Δは一定であ
る。これがある光の波長の整数倍であれば、AとCにお
ける結合は互いに強め合うことになる。別異のある光の
半整数倍であれば、AとCにおける結合は互いに打ち消
し合う。
The following inequality is required. Thus, the length L and the interval d of the coupling portion of the waveguide can be determined. FIG. 17C shows a Mach-Zehnder type coupler. The two waveguides are close at two points A and C. In the middle B, the waveguides are separated to such an extent that the wave functions of light do not overlap. The path ABC is slightly curved and therefore longer than a straight path. The optical path difference Δ is constant. If this is an integer multiple of the wavelength of the light, the coupling at A and C will reinforce each other. If it is a half-integer multiple of different light, the bonds at A and C cancel each other out.

【0115】このようなわけで、波長によって、直線路
から屈曲路ABCへの遷移の確率が異なる。つまり波長
選択性が与えられるのである。(b)の場合よりもパラ
メ−タの数が多いので、マッハツェンダ型のカップラ
は、1.55μm光の遷移を禁止し(F13(1.55μ
m)=0)、1.3μm光をより強く遷移させる(F13
(1.3μm)>F12(1.3μm))というような目
的には最適である。
For this reason, the transition probability from the straight road to the curved road ABC differs depending on the wavelength. That is, wavelength selectivity is provided. Since the number of parameters is larger than in the case of (b), the Mach-Zehnder coupler inhibits the transition of 1.55 μm light (F 13 (1.55 μm).
m) = 0) 1.3 μm light is more strongly transitioned (F 13
(1.3 μm)> F 12 (1.3 μm)).

【0116】この例は、ファイバとなじみが良く小型化
できる、フォトリソグラフィによってSi基板の上に多
数のチップを同時に作製できる、という利点がある。こ
れはSi基板の上に石英導波路を作るからである。この
ような特長と、前述の波長選択性という利点を合わせて
持つことになる。
This example has the advantages that it is well compatible with the fiber and can be miniaturized, and that a large number of chips can be simultaneously produced on a Si substrate by photolithography. This is because a quartz waveguide is formed on a Si substrate. Such features are combined with the advantage of the aforementioned wavelength selectivity.

【0117】この実施例にとって重要な導波路型の波長
選択カップラの構成例について更に詳しく述べよう。3
つの例を図18に示した。いずれもクラッド内に高屈折
率の不純物を連続的にドープすることによって形成した
高屈折率の経路(コア)を示している。また、この場合
の1.3μm帯のLDの波長は、長距離伝達に適した
1.31μmでの実施例である。
A configuration example of a waveguide type wavelength selective coupler which is important for this embodiment will be described in more detail. 3
One example is shown in FIG. Each shows a high refractive index path (core) formed by continuously doping a high refractive index impurity into the cladding. In this case, the LD wavelength in the 1.3 μm band is 1.31 μm, which is suitable for long-distance transmission.

【0118】図18の(a)は、対称方向性結合型のカ
ップラである。直線のコア200と、これに近接して一
部で屈曲したコア201とよりなる。2本のコアは断面
形状も屈折率も等しい。このように平行コアは方向性結
合器を形成する。コアを伝搬する光の波動関数がコアを
越えて滲み出すので、光がコアを伝搬するに従い光のパ
ワーが隣のコアに移動して行く。2本の平行コアが同一
の断面、同一の屈折率である場合は、一方のコア200
からパワーが他方のコア201へ徐々に移り、やがて完
全に他方のコア201に移ってしまう。さらに今度はコ
ア201から初めのコアにパワーが移動し始める。この
ように光は交互に二つのコアを移動して行く。近接部の
長さL、間隙dを適当に決めると光パワーP0を、コア
200、201に任意の比率P1:P2に配分できる。
配分比はL、d、λに依存する。
FIG. 18A shows a symmetric directional coupling type coupler. It is composed of a straight core 200 and a core 201 partially bent in the vicinity of the core. The two cores have the same sectional shape and the same refractive index. The parallel cores thus form a directional coupler. Since the wave function of the light propagating through the core oozes over the core, the power of the light moves to the adjacent core as the light propagates through the core. When two parallel cores have the same cross section and the same refractive index, one core 200
, The power gradually shifts to the other core 201 and eventually completely shifts to the other core 201. This time, the power starts to move from the core 201 to the first core. In this way, light travels alternately through the two cores. If the length L and the gap d are appropriately determined, the optical power P0 can be distributed to the cores 200 and 201 at an arbitrary ratio P1: P2.
The distribution ratio depends on L, d, and λ.

【0119】そこで、1.55μm光に対してはP0=
1のパワーをコア200の端部202に入力したとき、
P1=1,P2=0となり、しかも、1.31μm光に
対しては、P0=1のパワーを端部202に入れたと
き、P1=0.5、P2=0.5と当分に分配するよう
にL、dを決める。
Therefore, P0 = 1.55 μm light
When the power of 1 is input to the end 202 of the core 200,
P1 = 1, P2 = 0, and for 1.31 μm light, when power of P0 = 1 is applied to the end 202, P1 = 0.5 and P2 = 0.5 are equally distributed. L and d are determined as described above.

【0120】図19はそのようにL、dを定めたとき
の、P1,P2の挿入損失の波長依存性を表すグラフで
ある。●がP1の挿入損失である。挿入損失が0という
のは全部通るということである。1.55μm光はP1
に対して0dB、P2に関しては無限大の損失がある。
つまりP1=1、P2=0ということである。1.31
μm光はP1も、P2も同じ損失であるからP1:P2
=1:1となる。勿論このように完全に1:1であるこ
とは必須でない。先にも説明したように、送信側に強く
結合するものの方が好都合の場合もある。この場合は、
P1/P2<0.5とする。
FIG. 19 is a graph showing the wavelength dependence of the insertion loss of P1 and P2 when L and d are determined as described above. ● represents the insertion loss of P1. A zero insertion loss means that all passes. 1.55 μm light is P1
However, there is an infinite loss for 0 dB and P2.
That is, P1 = 1 and P2 = 0. 1.31
In the μm light, P1 and P2 have the same loss, so P1: P2
= 1: 1. Of course, it is not essential that the ratio be completely 1: 1. As explained earlier, it may be more convenient to couple strongly to the sender. in this case,
P1 / P2 <0.5.

【0121】このように1.31μm光と1.55μm
光のパワーを別々に制御できるのは、波長が異なるとコ
ア中の光の伝搬定数が異なるという原理による。平行な
2本の導波路間のパワーの移行については、例えば、西
原浩他、「光集積回路」オーム社、昭和60年2月発行
p55−63に解説されている。
As described above, 1.31 μm light and 1.55 μm
The power of the light can be controlled separately based on the principle that the propagation constant of the light in the core is different when the wavelength is different. The transfer of power between two parallel waveguides is described in, for example, Hiroshi Nishihara et al., "Optical Integrated Circuit" Ohmsha, p. 55-63, published in February 1985.

【0122】図18の(b)は、非対称方向性結合型カ
ップラを示している。前例と同様に、直線導波路210
に近接して屈曲導波路211が設けられる。近接部分2
12においてそのコアの幅S1 が小さくなっている。こ
の場合213から入った光のパワーは全部が導波路21
1に移行しない。最大限移行した場合でも元のコアにパ
ワーが一部残る。211が得る最大パワーは、各導波路
が単独に存在した時の各々の伝搬定数の差によって決ま
る。伝搬定数は、導波路の断面形状と屈折率差によって
決定されるので、211が得る最大パワーは、各導波路
の幅S1 、S2を適宜選択することで任意に調節可能で
ある。そこで1.3μm光に対しては、端部213から
入射したとき、211に移行する最大パワーの比を50
%と設定し、1.55μm光に対しては、端部213か
ら入射したときに211には全く移行しないように設定
する。
FIG. 18B shows an asymmetric directional coupling type coupler. As in the previous example, the straight waveguide 210
, A bent waveguide 211 is provided. Proximity part 2
The width S 1 of the core is smaller in the 12. In this case, the power of light entering from 213 is all
Does not shift to 1. Part of the power remains in the original core even when the maximum shift is made. The maximum power that the 211 can obtain is determined by the difference between the respective propagation constants when each waveguide exists alone. Since the propagation constant is determined by the cross-sectional shape of the waveguide and the refractive index difference, the maximum power obtained by the 211 can be arbitrarily adjusted by appropriately selecting the widths S 1 and S 2 of each waveguide. Therefore, for 1.3 μm light, the ratio of the maximum power that shifts to 211 when entering from the end 213 is 50.
% For 1.55 μm light so that it does not shift to 211 at all when incident from the end 213.

【0123】つまり前例と同じように、P0=1の時、
1.31μm光にたいしては、P1:P2=0.5:
0.5とし、1.55μm光に対しては、P1=1、P
2=0とするのである。図20は非対称方向性結合型カ
ップラのP1、P2に対する挿入損失のグラフである。
1.31μm光に対して、P1:P2=1:1になって
いるが、波長がどちらに外れてもP1の挿入損失の方が
小さいので、エネルギーがより多くP1に配分されると
いう事になる。
That is, as in the previous example, when P0 = 1,
For 1.31 μm light, P1: P2 = 0.5:
0.5 and 1.55 μm light, P1 = 1, P1
That is, 2 = 0. FIG. 20 is a graph of the insertion loss of the asymmetric directional coupling type coupler with respect to P1 and P2.
For 1.31 μm light, P1: P2 = 1: 1, but since the insertion loss of P1 is smaller regardless of the wavelength, the more energy is distributed to P1. Become.

【0124】(b)の非対称方向性結合型カップラは、
λ=1.31μmで、挿入損失がP1,P2の何れにつ
いても極値を取るので、1.31μmをP1:P2=
0.5:0.5とする波長範囲をより広くできるという
長所がある。反対に(a)の対称方向性結合型カップラ
は1.55μmに対してP2=0とできる波長範囲をよ
り広く取れるという長所がある。P2が1.55μmで
極値を取るからである。目的によって、対称、非対称の
方向性接合型カップラを使い分けるようにする。
The asymmetric directional coupling type coupler (b) is
Since λ = 1.31 μm and the insertion loss takes an extreme value for both P1 and P2, 1.31 μm is calculated as P1: P2 =
There is an advantage that the wavelength range of 0.5: 0.5 can be broadened. On the other hand, the symmetrical directional coupling type coupler (a) has an advantage that a wavelength range in which P2 = 0 can be set wider for 1.55 μm. This is because P2 takes an extreme value at 1.55 μm. Depending on the purpose, symmetrical and asymmetrical directional junction type couplers are used properly.

【0125】図18(c)はマッハツェンダ型のカップ
ラであり、図17(c)にも示している。これは近接部
において、コア相互が図18(a)、(b)のようなパ
ワーの交換をする。さらに、2カ所の近接部(方向性結
合部)218、219があり、この間の距離がコア21
6、217において異なるからこれが新たなパラメータ
L、L+Δlとなり設計の自由度が増える。
FIG. 18C shows a Mach-Zehnder type coupler, which is also shown in FIG. 17C. In this case, the cores exchange power as shown in FIGS. 18A and 18B in the vicinity. Further, there are two proximity parts (directional coupling parts) 218 and 219, and the distance between these parts is
6 and 217, these become new parameters L and L + Δl, and the degree of freedom in design increases.

【0126】[実施例9:波長選択光カップラを用いる
実施例]実施例8は平面導波路によって波長選択性を与
えるカップラを用いていた。同じような波長選択性をも
つカップラを光ファイバによって構成することもでき
る。図21によって光ファイバ型波長選択カップラを用
いた実施例を説明する。
[Embodiment 9: Embodiment using wavelength-selective optical coupler] Embodiment 8 uses a coupler that provides wavelength selectivity by a planar waveguide. A coupler having the same wavelength selectivity can be constituted by an optical fiber. An embodiment using an optical fiber type wavelength selective coupler will be described with reference to FIG.

【0127】ONU用光モジュールの入口に設けられる
光コネクタ230に基地局につながるシングルモード光
ファイバ231が接続される。光ファイバ型波長選択カ
ップラ232は、2本の光ファイバ233、234の一
部をある近接位置235に設置することによって、光フ
ァイバを伝搬する光がそのパワ−を交換するようにした
ものである。交換の比率が波長に依存するので波長選択
性と呼ぶ。その原理は、平面導波路に形成したコア間の
結合と同等であるから、ここでは説明しない。
A single mode optical fiber 231 connected to a base station is connected to an optical connector 230 provided at the entrance of the ONU optical module. The optical fiber type wavelength selective coupler 232 has a configuration in which a part of two optical fibers 233 and 234 is installed at a certain proximity position 235 so that light propagating through the optical fiber exchanges its power. . It is called wavelength selectivity because the exchange ratio depends on the wavelength. The principle is the same as the coupling between the cores formed in the planar waveguide, and will not be described here.

【0128】分配比は目的によって任意に決めればよい
が、ここでは1.3μm光は50%:50%の分配比に
している。1.55μm光は100%:0%の分配比と
している。光ファイバ233は1.3μm光PD/1.
55μm光PDを内蔵するPDモジュール236につな
がる。これはリードピン237を持ち、外部の電源回路
や、増幅回路などに接続されている。他方の光ファイバ
234は送信用の1.3μm光LDモジュール238に
接続される。電話、ファクシミリからの送信信号は、リ
ードピン239からレ−ザダイオードに与えられ、ここ
で1.3μm光の光信号になる。これは光ファイバ23
4からカップラ232を通り、シングルモード光ファイ
バ231に伝搬し基地局に至る。
The distribution ratio may be arbitrarily determined according to the purpose. Here, the distribution ratio of 1.3 μm light is set to 50%: 50%. The 1.55 μm light has a distribution ratio of 100%: 0%. The optical fiber 233 is a 1.3 μm optical PD / 1.
This leads to a PD module 236 containing a 55 μm optical PD. It has lead pins 237 and is connected to an external power supply circuit, amplifier circuit and the like. The other optical fiber 234 is connected to a 1.3 μm optical LD module 238 for transmission. A transmission signal from a telephone or a facsimile is supplied from a lead pin 239 to a laser diode, where it becomes a 1.3 μm light signal. This is an optical fiber 23
4 through the coupler 232 to the single mode optical fiber 231 to reach the base station.

【0129】1.3μm光の分配比は、50:50に限
らず、レ−ザモジュール238の出力によって、適当な
分配比を与えるべきである。受信信号が十分な強さを持
つ場合は、30:70とか、20:80というふうに送
信側に負担のかからないように、光ファイバ234の結
合を強めるのがよい。この実施例では、PDモジュール
に二つの受光素子を収容している。しかしそうでなく
て、1.55μm光PDは外部に移し、1.3μm光P
Dの透過光を光ファイバによって外部の1.55μm光
PDに入射させるようにしても良い。
The distribution ratio of 1.3 μm light is not limited to 50:50, and an appropriate distribution ratio should be given according to the output of the laser module 238. If the received signal has a sufficient strength, it is preferable to increase the coupling of the optical fiber 234 so as not to impose a load on the transmission side, such as 30:70 or 20:80. In this embodiment, two light receiving elements are accommodated in the PD module. However, otherwise, the 1.55 μm light PD is moved outside and the 1.3 μm light P
The transmitted light of D may be made incident on an external 1.55 μm light PD via an optical fiber.

【0130】[0130]

【発明の効果】本発明は、1.3μm光と1.55μm
光を分離してから検出しなくてはいけないという従来か
らの常識を覆し、1.3μm光と1.55μm光の光路
を分離しないONU用光モジュールを初めて与える。
1.55μm光を感受しないで透過するように1.3μ
m光PDに工夫をすることによって光路分離しないで
も、1.3μm光、1.55μm光を独立に受光できる
ようする。
According to the present invention, 1.3 μm light and 1.55 μm
The optical module for ONU which does not separate the optical paths of 1.3 μm light and 1.55 μm light is provided for the first time, overturning the conventional common sense that the light must be detected after being separated.
1.3 μm so that 1.55 μm light is transmitted without being perceived.
By devising the m-light PD, 1.3 μm light and 1.55 μm light can be independently received without optical path separation.

【0131】波長分波器のような素子が不要になる。ま
た波長分波器の能力が不完全のために従来は誘電体多層
膜を設けて不要な波長の光をカットする必要があった。
本発明は、1.3μm光PD自身に1.3μm光を吸収
する機能を賦与するので、このような多層膜は不要であ
る。本発明は従来提案されているモジュールよりもはる
かに少ない分品点数で、組立が簡単で、しかも安価な光
送受信モジュールを提供することができる。光加入者系
の普及に大きく寄与することであろう。
An element such as a wavelength demultiplexer becomes unnecessary. In addition, since the capability of the wavelength demultiplexer is incomplete, it has conventionally been necessary to provide a dielectric multilayer film to cut off light of unnecessary wavelengths.
Since the present invention gives the 1.3 μm light PD itself a function of absorbing 1.3 μm light, such a multilayer film is unnecessary. The present invention can provide an inexpensive optical transmitting and receiving module that can be easily assembled with a much smaller number of components than conventionally proposed modules. This will greatly contribute to the spread of optical subscriber systems.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】1.3μm光のデジタル光信号と1.55μm
光のアナログ光信号を用いる双方向通信の原理構成図。
FIG. 1 shows a digital optical signal of 1.3 μm light and 1.55 μm.
FIG. 2 is a diagram illustrating a principle configuration of bidirectional communication using an optical analog optical signal.

【図2】波長分波器とカップラにミラーを用いる従来例
に係るミラー式ONU用光モジュールの概略構成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a mirror type ONU optical module according to a conventional example using a mirror for a wavelength demultiplexer and a coupler.

【図3】波長分波器とカップラに石英系平面導波路を用
いる従来例に係るONU用光モジュールの概略構成図。
(a)は全体構成図、(b)は(a)のAB断面図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a conventional example using a quartz-based planar waveguide for a wavelength demultiplexer and a coupler.
3A is an overall configuration diagram, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG.

【図4】波長分波器やカップラを光ファイバによって製
作した従来例に係るONU用光モジュールの概略構成
図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a conventional example in which a wavelength demultiplexer and a coupler are manufactured using optical fibers.

【図5】従来例に係る近赤外用InP基板フォトダイオ
ードチップの断面図。光吸収層がInGaAsであり、
窓層がInPである。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a near-infrared InP substrate photodiode chip according to a conventional example. The light absorption layer is InGaAs;
The window layer is InP.

【図6】従来例に係る近赤外用InP基板フォトダイオ
ードの受光感度の波長依存性を表すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the wavelength dependency of the light receiving sensitivity of a near-infrared InP substrate photodiode according to a conventional example.

【図7】本発明において用いられる1.3μm光のみに
感度を有し、1.55μm光は底面に通り抜けるように
した1.3μm帯選択フォトダイオードチップの断面
図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a 1.3 μm band selective photodiode chip having sensitivity to only 1.3 μm light and allowing 1.55 μm light to pass through the bottom surface used in the present invention.

【図8】本発明において用いる1.3μm帯選択フォト
ダイオードの光吸収層をなすInGaAsP(λg=
1.42μm)層の光透過率の波長依存性を示すグラ
フ。
FIG. 8 shows InGaAsP (λg = λ) forming a light absorption layer of a 1.3 μm band selective photodiode used in the present invention.
The graph which shows the wavelength dependence of the light transmittance of a 1.42 micrometer layer.

【図9】本発明において用いる1.3μm帯選択フォト
ダイオードの受光感度の波長依存性を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the wavelength dependence of the light receiving sensitivity of a 1.3 μm band selection photodiode used in the present invention.

【図10】ミラー式カップラを用い1.55μm光PD
を内蔵する本発明の第1の実施例に係るONU用光モジ
ュールの概略構成図。
FIG. 10: 1.55 μm optical PD using a mirror-type coupler
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a first embodiment of the present invention, which incorporates an optical module.

【図11】ミラー式カップラを用い1.55μm光は光
ファイバによって外部のPDに導くようにした本発明の
第2の実施例に係るONU用光モジュールの概略構成
図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a second embodiment of the present invention in which 1.55 μm light is guided to an external PD by an optical fiber using a mirror-type coupler.

【図12】石英系平面導波路カップラを用い1.55μ
m光PDを内蔵する本発明の第3の実施例に係るONU
用光モジュールの概略構成図。
FIG. 12: 1.55 μm using a silica-based planar waveguide coupler
ONU according to the third embodiment of the present invention incorporating m-optical PD
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical module for use.

【図13】石英系平面導波路カップラを用い1.55μ
m光は光ファイバによって外部のPDに導くようにした
本発明の第4の実施例に係るONU用光モジュールの概
略構成図。
FIG. 13 shows 1.55 μm using a silica-based planar waveguide coupler.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a fourth embodiment of the present invention in which m light is guided to an external PD by an optical fiber.

【図14】光ファイバカップラと1.3μm光/1.5
5μm光PDモジュールを用いた本発明の第5の実施例
に係るONU用光モジュールの概略構成図。
FIG. 14: Optical fiber coupler and 1.3 μm light / 1.5
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a fifth embodiment of the present invention using a 5 μm optical PD module.

【図15】本発明の第6の実施例に係る1.3μm光/
1.55μm光PDモジュールの断面斜視図。
FIG. 15 shows 1.3 μm light / light according to a sixth embodiment of the present invention.
Sectional perspective view of a 1.55 μm optical PD module.

【図16】ハーフミラー型波長選択カップラを用いる本
発明の第7の実施例に係るONU用光モジュールの構成
図。(a)は全体の構造、(b)はハーフミラーの構
造、(c)は1.3μm光選択PDの取付構造を示す。
FIG. 16 is a configuration diagram of an ONU optical module according to a seventh embodiment of the present invention using a half mirror type wavelength selective coupler. (A) shows the entire structure, (b) shows the structure of the half mirror, and (c) shows the mounting structure of the 1.3 μm light selective PD.

【図17】導波路型波長選択カップラを用いた本発明の
第8の実施例に係るONU用光モジュールの概略構成
図。(a)は全体を、(b)は導波路の近接部の平面
図、(c)はマッハツエンダ型のカップラの平面図を示
す。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to an eighth embodiment of the present invention using a waveguide type wavelength selective coupler. (A) is an overall view, (b) is a plan view of a portion near a waveguide, and (c) is a plan view of a Mach-Zehnder type coupler.

【図18】導波路型波長選択カップラの構成例図。
(a)は対称方向性結合型を、(b)は非対称方向性結
合型を、(c)はマッハツェンダ型の波長選択カップラ
を示す。
FIG. 18 is a structural example diagram of a waveguide type wavelength selective coupler.
(A) shows a symmetric directional coupling type, (b) shows an asymmetric directional coupling type, and (c) shows a Mach-Zehnder type wavelength selective coupler.

【図19】対称方向結合器型導波路型波長選択カップラ
の波長選択特性例を示すグラフ。横軸は波長(μm)、
縦軸は挿入損失(dB)である。黒丸は出力P1を、白
丸は出力P2を示す。P1は1.55μmのみで極小値
をとる。
FIG. 19 is a graph showing an example of wavelength selection characteristics of a symmetric coupler type waveguide type wavelength selection coupler. The horizontal axis is wavelength (μm),
The vertical axis is the insertion loss (dB). Black circles indicate the output P1, and white circles indicate the output P2. P1 has a minimum value only at 1.55 μm.

【図20】非対称方向結合器型導波路型波長選択カップ
ラの波長選択特性例を示すグラフ。横軸は波長(μ
m)、縦軸は挿入損失(dB)である。黒丸は出力P1
を、白丸は出力P2を示す。P1は1.55μmで極小
値を、1.31μmで極大値をとる。P2は1.31μ
mで極小値をとる。
FIG. 20 is a graph showing an example of wavelength selection characteristics of an asymmetric directional coupler type waveguide type wavelength selection coupler. The horizontal axis is the wavelength (μ
m) and the vertical axis is the insertion loss (dB). Black circle indicates output P1
, And the white circle indicates the output P2. P1 has a minimum value at 1.55 μm and a maximum value at 1.31 μm. P2 is 1.31μ
Take the minimum value at m.

【図21】光ファイバ型波長選択カップラを用いた本発
明の第9の実施例に係るONU用光モジュールの概略構
成図。
FIG. 21 is a schematic configuration diagram of an ONU optical module according to a ninth embodiment of the present invention using an optical fiber type wavelength selective coupler.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基地局 2 分岐器 3 加入者側端末 4 波長分波器 5 アナログPD 6 信号処理部 7 TV 8 光カップラ 9 デジタルPD 10 信号処理部 11 電話・ファクシミリ 12 デジタルLD 13 光コネクタ 14 コリメータレンズ 15 多層膜フィルタ 16 多層膜フィルタ 17 集光レンズ 18 集光レンズ 22 Si基板 23 石英クラッド層 24 導波路 29 導波路 30 導波路 31 導波路 39 入力シングルモード光ファイバ 40 光コネクタ 43 光ファイバ波長分波器 44 光コネクタ 48 光カップラ 51 デジタルPDモジュール 53 デジタルLDモジュール 58 アナログPDモジュール 60 n型InP基板 61 n型InPバッファ層 62 n型InGaAs受光層(光吸収層) 63 n型InP窓層 64 Zn拡散領域 65 p電極 66 パッシベーション膜 67 反射防止膜 68 n電極 69 入射領域 70 n型InP基板 71 n型InPバッファ層 72 n型InGaAsP受光層(λg=1.42μ
m) 73 n型InGaAsP窓層(λg=1.15μm) 74 p電極 75 パッシベーション膜 76 反射防止膜 77 n電極 78 反射防止膜 79 p型領域 80 入射光 81 開口 91 光コネクタ 93 ミラー式光カップラ 94 デジタルLD 97 1.3μm光選択PD 98 1.55μm光アナログPD 100 出力光ファイバ 110 入力シングルモード光ファイバ 111 光導波路 115 1.3μm光選択PD 116 1.55μm光アナログPD 118 1.3μm光LD 119 パッケージ 120 光カップラ 121 出力光ファイバ 130 入力シングルモード光ファイバ 131 光コネクタ 135 光ファイバカップラ 136 1.3μm光/1.55μm光PDモジュール 137 1.3μm光LDモジュール 140 ヘッダー 141 リードピン 142 リードピン 143 リードピン 145 隆起部 146 サブマウント 147 1.3μm光波長選択PDチップ 148 傾斜面 149 サブマウント 150 1.55μm光PDチップ 151 キャップ 152 球レンズ 153 フェルールホルダ− 154 通し孔 155 シングルモード光ファイバ 156 フェルール 157 傾斜端面 158 ベンドリミッタ 163 ハーフミラー 164 集光レンズ 165 1.3μm光LD 166 LD/モニタPD用リードピン 167 集光レンズ 168 1.3μm光PD 169 1.55μm光PD 170 PD用リードピン 171 入力シングルモード光ファイバ 172 パッケージ 173 多層膜 174 基板 175 反射防止膜 178 サブマウント 179 開口 180 基板 181 石英系光導波路 182 サブマウント 185 1.3μm光LD 186 モニタPD 187 1.3μm光PD 188 1.55μm光PD 192 入力シングルモード光ファイバ 194 導波路型波長選択カップラ 230 光コネクタ 231 入力シングルモード光ファイバ 232 光ファイバ型波長選択カップラ 236 1.3μm光/1.55μm光PDモジュール 238 1.3μm光LDモジュール
Reference Signs List 1 base station 2 branching device 3 subscriber side terminal 4 wavelength demultiplexer 5 analog PD 6 signal processing unit 7 TV 8 optical coupler 9 digital PD 10 signal processing unit 11 telephone / facsimile 12 digital LD 13 optical connector 14 collimator lens 15 multilayer Film filter 16 multilayer film filter 17 condenser lens 18 condenser lens 22 Si substrate 23 quartz cladding layer 24 waveguide 29 waveguide 30 waveguide 31 waveguide 39 input single mode optical fiber 40 optical connector 43 optical fiber wavelength demultiplexer 44 Optical connector 48 Optical coupler 51 Digital PD module 53 Digital LD module 58 Analog PD module 60 n-type InP substrate 61 n-type InP buffer layer 62 n-type InGaAs light receiving layer (light absorption layer) 63 n-type InP window layer 64 Zn diffusion region 65 p Pole 66 passivation film 67 antireflection film 68 n electrode 69 incident region 70 n-type InP substrate 71 n-type InP buffer layer 72 n-type InGaAsP light receiving layer (λg = 1.42μ
m) 73 n-type InGaAsP window layer (λg = 1.15 μm) 74 p-electrode 75 passivation film 76 anti-reflection film 77 n-electrode 78 anti-reflection film 79 p-type region 80 incident light 81 opening 91 optical connector 93 mirror-type optical coupler 94 Digital LD 97 1.3 μm light selection PD 98 1.55 μm light analog PD 100 output optical fiber 110 input single mode optical fiber 111 optical waveguide 115 1.3 1.3 μm light selection PD 116 1.55 μm light analog PD 118 1.3 1.3 μm light LD 119 Package 120 Optical coupler 121 Output optical fiber 130 Input single mode optical fiber 131 Optical connector 135 Optical fiber coupler 136 1.3 μm light / 1.55 μm optical PD module 137 1.3 1.3 μm optical LD module 140 Header 141 Lead pin 142 Lead pin 143 Lead pin 145 Ridge 146 Submount 147 1.3 μm optical wavelength selection PD chip 148 Inclined surface 149 Submount 150 1.55 μm optical PD chip 151 Cap 152 Ball lens 153 Ferrule holder 154 Through hole 155 Single mode optical fiber 156 Ferrule 157 Inclined end face 158 Bend limiter 163 Half mirror 164 Condensing lens 165 1.3 μm light LD 166 LD / monitor PD lead pin 167 Condensing lens 168 1.3 μm light PD 169 1.55 μm light PD 170 Lead lead 171 input Single mode optical fiber 172 Package 173 Multilayer film 174 Substrate 175 Antireflection film 178 Submount 179 Aperture 180 Substrate 181 Quartz light Wave path 182 Submount 185 1.3 μm optical LD 186 Monitor PD 187 1.3 μm optical PD 188 1.55 μm optical PD 192 Input single mode optical fiber 194 Waveguide type wavelength selective coupler 230 Optical connector 231 Input single mode optical fiber 232 Optical fiber Type wavelength selection coupler 236 1.3 μm light / 1.55 μm light PD module 238 1.3 μm light LD module

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 弘雄 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地住友電 気工業株式会社横浜製作所内 審査官 吉田 英一 (56)参考文献 特開 平3−94208(JP,A) 特開 平3−103804(JP,A) 特開 平3−179404(JP,A) 特開 平5−127028(JP,A) 特開 平6−102429(JP,A) 特開 昭60−175024(JP,A) 特開 昭60−251678(JP,A) 特開 昭61−144888(JP,A) 特開 昭62−121409(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/42 H01L 31/02 H01L 31/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroo Kanamori 1st Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Inspector in Yokohama Works, Sumitomo Electric Industries Co., Ltd. Eiichi Yoshida (56) JP-A-3-103804 (JP, A) JP-A-3-179404 (JP, A) JP-A-5-127028 (JP, A) JP-A-6-102429 (JP, A) JP-A Sho 60-175024 (JP, A) JP-A-60-251678 (JP, A) JP-A-61-144888 (JP, A) JP-A-62-121409 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7, DB name) G02B 6/42 H01L 31/02 H01L 31/10

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2つの波長帯λ1、λ2(λ1<λ2)
の光による双方向通信を行うために用いる光送受信モジ
ュールにおいて、受信する第1の波長帯λ1に感度を有
しそれより長い第2の波長帯λ2の光を透過させる第1
のフォトダイオードと、その透過する波長帯λ2を受光
する第2のフォトダイオードと、第1の波長帯λ1で発
光する半導体レ−ザと、送信光と受信光を一つの光路に
まとめる光カップラとよりなり、前記第1のフォトダイ
オードを構成する半導体層の基礎吸収端のバンドギャッ
プエネルギーEg1が長波長λ2の光がもつエネルギー
よりも大きく短波長λ1の光がもつエネルギーより小さ
くて、かつ受信すべき光の進行方向に沿って順に、光カ
ップラ、前記第1のフォトダイオード、さらにその後方
に前記第2のフォトダイオードが配置され、受信すべき
短波長λ1の光は第1フォトダイオードで全て吸収さ
れ、受信すべき長波長λ2の光は第1フォトダイオード
を通過して第2フォトダイオードへ入るようになってお
り、さらに半導体レ−ザの発光光が光カップラを通じて
送信されるように配置された事を特徴とする光送受信モ
ジュール。
1. Two wavelength bands λ1, λ2 (λ1 <λ2)
An optical transmitting and receiving module used for performing bidirectional communication using light having a sensitivity in a first wavelength band λ1 to be received and transmitting a light in a second wavelength band λ2 longer than the first wavelength band λ1.
A photodiode, a second photodiode that receives the wavelength band λ2 transmitted therethrough, a semiconductor laser that emits light in the first wavelength band λ1, and an optical coupler that combines transmission light and reception light into one optical path. The bandgap energy Eg1 at the basic absorption edge of the semiconductor layer constituting the first photodiode is larger than the energy of the light of the long wavelength λ2 and smaller than the energy of the light of the short wavelength λ1, and the light is received. An optical coupler, the first photodiode, and the second photodiode are further disposed in this order along the traveling direction of the light to be received, and all the light of the short wavelength λ1 to be received is absorbed by the first photodiode. The light having the long wavelength .lambda.2 to be received passes through the first photodiode and enters the second photodiode. Optical transceiver module, characterized in that the emitted light is arranged to be transmitted through the optical coupler.
【請求項2】 2つの波長帯λ1、λ2(λ1<λ2)
の光による双方向通信を行うために用いる光送受信モジ
ュールにおいて、受信する第1の波長帯λ1に感度を有
しそれより長い第2の波長帯λ2の光を透過させる第1
のフォトダイオードと、その透過する波長帯λ2の光を
後段に送るための光ファイバと、第1の波長帯λ1で発
光する半導体レ−ザと、送信光と受信光を一つの光路に
まとめるための光カップラとよりなり、前記第1のフォ
トダイオードを構成する半導体層の基礎吸収端のバンド
ギャップエネルギーEg1が長波長λ2の光がもつエネ
ルギーよりも大きく短波長λ1の光がもつエネルギーよ
り小さくて、かつ受信すべき光の進行方向に沿って順
に、光カップラ、前記第1のフォトダイオード、さらに
その後方に前記光ファイバが配置され、受信すべき短波
長λ1の光は第1フォトダイオードで全て吸収され、受
信すべき長波長λ2の光は第1フォトダイオードを通過
して光ファイバへ入るようになっており、さらに半導体
レ−ザの発光光が光カップラを通じて送信されるように
配置された事を特徴とする光送受信モジュール。
2. Two wavelength bands λ1, λ2 (λ1 <λ2).
An optical transmitting and receiving module used for performing bidirectional communication using light having a sensitivity in a first wavelength band λ1 to be received and transmitting a light in a second wavelength band λ2 longer than the first wavelength band λ1.
A photodiode, an optical fiber for transmitting light of the wavelength band λ2 transmitted therethrough, a semiconductor laser for emitting light in the first wavelength band λ1, and a device for combining transmission light and reception light into one optical path. And the bandgap energy Eg1 at the fundamental absorption edge of the semiconductor layer constituting the first photodiode is larger than the energy of the light of the long wavelength λ2 and smaller than the energy of the light of the short wavelength λ1. An optical coupler, the first photodiode, and the optical fiber are further disposed behind the optical coupler and the first photodiode in order along the traveling direction of the light to be received, and all the light of the short wavelength λ1 to be received is received by the first photodiode. The light having the long wavelength λ2 to be absorbed and received passes through the first photodiode and enters the optical fiber, and the light emitted from the semiconductor laser is further cut off by the optical coupler. Optical transceiver module, characterized in that arranged to be sent through la.
【請求項3】 光カップラとしてガラス基板上に多層膜
を形成してなるミラー型のカップラを用いる事を特徴と
する請求項1又は2に記載の光送受信モジュール。
3. The optical transceiver module according to claim 1, wherein a mirror-type coupler formed by forming a multilayer film on a glass substrate is used as the optical coupler.
【請求項4】 上記ミラー型光カップラが、第1の波長
帯λ1の光を所定の比率で分配し、第2の波長をほぼ1
00%透過するようにしたミラー型波長選択カップラを
用いる事を特徴とする請求項3に記載の光送受信モジュ
ール。
4. The mirror type optical coupler distributes the light of the first wavelength band λ1 at a predetermined ratio and adjusts the second wavelength to approximately one.
The optical transceiver module according to claim 3, wherein a mirror-type wavelength selective coupler that transmits 00% is used.
【請求項5】 光カップラとして平面光導波路に形成さ
れた光カップラを用いる事を特徴とする請求項1又は2
に記載の光送受信モジュール。
5. The optical coupler according to claim 1, wherein an optical coupler formed in a planar optical waveguide is used as the optical coupler.
The optical transceiver module according to item 1.
【請求項6】 上記光導波路光カップラが、第1の波長
を所定の比率で分配し、第2の波長をほぼ100%透過
するようにした導波路型波長選択カップラを用いる事を
特徴とする請求項5に記載の光送受信モジュール。
6. The optical waveguide optical coupler uses a waveguide type wavelength selective coupler which distributes a first wavelength at a predetermined ratio and transmits almost 100% of a second wavelength. The optical transceiver module according to claim 5.
【請求項7】 光カップラとして光ファイバにより形成
された光カップラを用いる事を特徴とする請求項1又は
2に記載の光送受信モジュール。
7. The optical transceiver module according to claim 1, wherein an optical coupler formed by an optical fiber is used as the optical coupler.
【請求項8】 上記光ファイバ型光カップラが、第1の
波長を所定の比率で分配し、第2の波長をほぼ100%
透過するようにした光ファイバ型波長選択カップラを用
いる事を特徴とする請求項7に記載の光送受信モジュー
ル。
8. The optical fiber type optical coupler, wherein the first wavelength is distributed at a predetermined ratio, and the second wavelength is substantially 100%.
The optical transceiver module according to claim 7, wherein an optical fiber type wavelength selective coupler that transmits light is used.
【請求項9】 リードピンを有するパッケージと、パッ
ケージの中心軸線上に固定された第1のフォトダイオー
ドと、パッケージの中心軸線上において第1のフォトダ
イオードよりも後方に固定された第2のフォトダイオー
ドと、透明の窓又はレンズを有しパッケージに取り付け
られ二つのフォトダイオードを気密封止するキャップ
と、キャップを囲んでパッケージに固定され光ファイバ
とフェルールを固定するフェルールホルダ−とよりな
り、第1と第2のフォトダイオードの電極とリードピン
を接続するワイヤとよりなる受光モジュールを用いる事
を特徴とする請求項7又は8に記載の光送受信モジュー
ル。
9. A package having lead pins, a first photodiode fixed on a central axis of the package, and a second photodiode fixed behind the first photodiode on a central axis of the package. A cap which has a transparent window or lens, is attached to the package and hermetically seals the two photodiodes, and a ferrule holder which surrounds the cap and is fixed to the package and fixes the optical fiber and the ferrule. 9. The optical transmitting and receiving module according to claim 7, wherein a light receiving module including a light-receiving module and a wire connecting the electrode of the second photodiode and the lead pin is used.
【請求項10】 第1の受信用フォトダイオードが、
1.3μm帯に感度を有し、1.55μm帯に感度を有
せずその光を透過するものとし、第2の受信用フォトダ
イオードが1.55μmに感度を有し、半導体レ−ザが
1.3μm帯の光を発光する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。
10. The first receiving photodiode,
It has sensitivity in the 1.3 μm band, has no sensitivity in the 1.55 μm band, and transmits the light, the second receiving photodiode has a sensitivity in 1.55 μm, and the semiconductor laser has a sensitivity in the 1.55 μm band. The light emitting device emits light in a 1.3 μm band.
10. The optical transceiver module according to any one of items 9.
【請求項11】 第1の受信用フォトダイオードチップ
が、InGaAsP(λg=1.42μm)の受光層を
持つ事を特徴とする請求項10に記載の光送受信モジュ
ール。
11. The optical transceiver module according to claim 10, wherein the first receiving photodiode chip has a light receiving layer of InGaAsP (λg = 1.42 μm).
【請求項12】 第1の受信用フォトダイオードチップ
が、InP基板の上にInPバッファ層、InGaAs
P(λg=1.42μm)受光層、InGaAsP(λ
g=1.15μm)窓層又はInP(λ=0.92μ
m)窓層からなり、p/n電極が光の透過を妨げないよ
うに中心部を除いた部分に形成されている事を特徴とす
る請求項10に記載の光送受信モジュール。
12. A first receiving photodiode chip includes an InP buffer layer and InGaAs on an InP substrate.
P (λg = 1.42 μm) light-receiving layer, InGaAsP (λ
g = 1.15 μm) window layer or InP (λ = 0.92 μm)
The optical transceiver module according to claim 10, wherein m) a window layer is formed, and the p / n electrode is formed in a portion except a central portion so as not to hinder light transmission.
【請求項13】 第1の受信用フォトダイオードチップ
の光の入射面に1.3μm〜1.55μmの光を透過さ
せ反射を防ぐ反射防止膜を形成し、基板面に1.55μ
mを透過させ反射を防ぐ反射防止膜を形成した事を特徴
とする請求項12に記載の光送受信モジュール。
13. An anti-reflection film for transmitting light of 1.3 μm to 1.55 μm and preventing reflection is formed on a light incident surface of the first receiving photodiode chip, and 1.55 μm is formed on a substrate surface.
13. The optical transceiver module according to claim 12, wherein an anti-reflection film is formed to transmit m and prevent reflection.
【請求項14】 光導波路型波長選択カップラの構成
が、断面積が等しい2本のコアを、伝搬する光のエネル
ギーが相互に交換できるように平行に接近させて形成し
てある対称方向性結合器である事を特徴とする請求項5
又は6に記載の光送受信モジュール。
14. A symmetric directional coupling in which an optical waveguide type wavelength selective coupler is formed by bringing two cores having the same cross-sectional area close to each other in parallel so that the energy of propagating light can be mutually exchanged. 6. A container according to claim 5,
Or the optical transceiver module according to 6.
【請求項15】 光導波路型波長選択カップラの構成
が、断面積の異なる2本のコアを、伝搬する光のエネル
ギーが相互に交換できるように平行に接近して形成して
ある非対称方向性結合器である事を特徴とする請求項5
又は6に記載の光送受信モジュール。
15. An asymmetric directional coupling in which the configuration of an optical waveguide type wavelength selective coupler is such that two cores having different cross-sectional areas are formed close to each other in parallel so that the energy of propagating light can be mutually exchanged. 6. A container according to claim 5,
Or the optical transceiver module according to 6.
【請求項16】 光導波路型波長選択カップラの構成
が、2本のコアを、伝搬する光のエネルギーが相互に交
換できるように2カ所において平行に接近して形成して
あるマッハツェンダ型結合器である事を特徴とする請求
項5又は6に記載の光送受信モジュール。
16. The configuration of an optical waveguide type wavelength selective coupler is a Mach-Zehnder type coupler in which two cores are formed close to each other in parallel so that the energy of propagating light can be mutually exchanged. The optical transceiver module according to claim 5, wherein the optical transceiver module is provided.
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