JP3344446B2 - 光送受信モジュール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信用の光部品に関す
るものであって、さらに詳しくは、光加入者用（各家庭
用）の光端末として光信号を送受信するためのモジュー
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、ビデオ信号やパソコンデータなど
の大容量通信の大幅なコストダウンを目指して、各家庭
への光ファイバ網の構築が本格的に検討されている。そ
こで直面している最も大きな問題の一つとして、各家庭
に配置する光送受信モジュールの価格がある。従来、光
通信は大容量の信号を通信するオフィスなどに使われて
いた。そのような用途では光送受信モジュールの価格が
１００万円オーダでも需要があったが、各家庭に光送受
信モジュールを配置するとなると、その価格が１万円オ
ーダにまで下がらなければ広く普及することは期待でき
ない。このような背景の下で現在各家庭に配置する低価
格な光送受信モジュールの開発が精力的に行われてい
る。

【０００３】従来の光送受信モジュールはレンズなどの
微小光学部品を使用したものが主流であった。その場合
コストの大部分は各部品のアライメント工程にあった。
そこで本発明者らはこれまで部品点数を減らしたプレー
ナ光波回路（ＰｌａｎａｒＬｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ：ＰＬＣ）を用いた光送受信モジュールの開発
に取り組んできた。これまでに作製した光送受信モジュ
ールを図１６に示す。詳細は“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄ
ｕｌｅ ｗｉｔｈ ａ Ｓｉｌｉｃａ−Ｂａｓｅｄ Ｐ
ｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏ
ｒ Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ｈ．Ｔｅｒｕｉｅｔ ａｌ．，ＩＥ
ＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，Ｖ
ｏｌ．４，１９９２，ｐｐ．６６０−６６２に記述され
ている。ここでは簡単にその構成と原理を述べる。

【０００４】プレーナ光波回路１には入力側のシングル
モード光ファイバ１０Ａ、出力側のシングルモード光フ
ァイバ１０Ｂが、それぞれガラスブロック９Ａ，９Ｂを
介して固定されている。より詳しくは、光ファイバ１０
Ａ，１０Ｂはガラスブロック内に設けられた溝に挿入固
定され、ガラスブロック９Ａ，９Ｂは光ファイバ１０
Ａ，１０Ｂの光軸が光導波路２４，２５の光軸と一致す
るように、プレーナ光波回路１に接着固定されている。
入力ポート２４Ａから入射した光は２つの方向性結合器
２４Ｂ，２４Ｃを用いたマッハツェンダ干渉計型波長合
分波器によって、１．３μｍ帯の光はスルーポートに、
１．５５μｍ帯の光はクロスポートに出力される。クロ
スポートに出力された１．５５μｍ帯の光はそのまま導
波路端でシングルモード光ファイバ１０Ｂに結合され外
部に出力される。一方波長合分波器のスルーポートに出
力された１．３μｍ帯の光はＹ分岐６で二分され、それ
ぞれレーザダイオード７とフォトダイオード８に結合さ
れる。レーザダイオード７は受信者側からの送信信号の
伝送用に、フォトダイオード８は受信した光信号の電気
信号への変換用に、それぞれ供される。

【０００５】ここで１．５５μｍ帯の光は、例えば電話
局から一般の家庭へ多チャンネルのビデオ信号を分配す
ることに使用され、１．３μｍ帯の光は各種のデータ信
号の双方向通信に使われる。よって１．５５μｍ帯の受
信モジュールは大容量信号受信のため高価なものにな
る。現在目的としている光送受信モジュールはまず各種
のデータ信号の送受信ができるものであるから、高価な
１．５５μｍ帯の光の受信器は外部に出して、１．３μ
ｍ帯の比較的低速な光信号のみ送受信できる低価格なモ
ジュールを目指す。ここで１．５５μｍ光は大容量の信
号を伝送するため、光送受信モジュールから出力される
ときにはシングルモード光ファイバを使用しなければな
らないことをつけ加えておく。また１．３μｍ帯の光信
号に関しては上りと下りを時間的に分離したピンポン方
式を採用するためその近端反射に対する制限も緩い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の通りこれまで我
々は各家庭用の低コストな光端末として、ＰＬＣを用い
た光送受信モジュールを開発してきた。そこで最も大き
な課題になったのがモジュールの大きさ、および光ファ
イバとＰＬＣとの接続にかかるコストである。図１６の
構成では１．３μｍ、１．５５μｍ用の入力光ファイバ
１０Ａと１．５５μｍ用出力ファイバ１０ＢとがＰＬＣ
１の対向する端面に配置されるため、全体としてのモジ
ュールの大きさが大きくなってしまう。また光ファイバ
とＰＬＣとの接続を２回行わなければならないという問
題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、光送
受信モジュールの大きさを小さくするために２本の入出
力ファイバの配置を対抗する端面ではなく、同一の端面
に配置した。そのために、ＰＬＣの波長合分波器として
は１．３μｍの光は透過させて１．５５μｍの光は反射
させる構成とする。具体的には導波路にある角度で誘電
体多層膜フィルタを挿入し、１．３μｍ光はフィルタを
透過させ、１．５５μｍ光はフィルタで反射させること
によって２つの波長の光を分離する。

【０００８】従来、誘電体多層膜フィルタの反射を用い
た波長合分波器は、ファイバや導波路を用いたものが報
告されている。例えば“Ｆｉｌｔｅｒ−Ｅｍｂｅｄｄｅ
ｄＤｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎｓ ｔｏ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
ｓ，”Ｈ．Ｙａｎａｇａｗａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｌｉ
ｇｈｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．７，１９８
９，ｐｐ．１６４６−１６５３、参照。しかしながらそ
れらはほとんどが反射された光をマルチモード光ファイ
バやマルチモード光導波路で受光しており、本発明のよ
うに反射された光をシングルモード光導波路に結合する
ものについてはほとんど報告例がない。その理由は誘電
体多層膜フィルタで反射された光をシングルモード光導
波路で結合することは非常に困難であったからである。
本発明はフィルタで反射された光を如何に効率よくシン
グルモード光導波路に結合させるかについて、また、レ
ーザダイオードやフォトダイオードの実装と適合するた
めの接着剤について、実験的に最適な条件を求めたもの
である。

【０００９】すなわち、本発明による光送受信モジュー
ルは、シングルモード光導波路と、該シングルモード光
導波路と光学的に結合されるレーザダイオード及びフォ
トダイオードとを有する平面光導波回路を有し、波長
１．５５μｍの光信号を透過し、波長１．３μｍの光信
号を送受信する光送受信モジュールにおいて、前記平面
光導波回路は、該平面光導波回路の基準平面に実質的に
垂直で、かつ、前記シングルモード光導波路間に設けら
れた誘電体多層膜フィルタを有し、前記誘電体多層膜フ
ィルタは、前記平面光導波回路の表面に設けられた溝に
シリコーン系接着剤で固定され、前記シングルモード光
導波路は、一端が第１の光ファイバ接続部とつながった
第１の入出力光導波路と、一端が第２の光ファイバ接続
部とつながり、他端が前記誘電体多層膜フィルタの表面
または表面から８μｍ以内の点で、該誘電体多層膜フィ
ルタの法線を中心線として分岐角１５°〜２５°で前記
第１の入出力光導波路から分岐する第２の入出力光導波
路からなり、前記第1及び第2の光ファイバの接続部が２
芯の光ファイバアレイ接続部として一体化されており、
前記第１の入出力光導波路は、該誘電体多層膜フィルタ
に関して該第２の入出力光導波路のない側でＹ分岐し、
分岐した光導波路の各々に前記レーザダイオードまたは
前記フォトダイオードが接続されたことを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】第１の入出力光導波路と第２の入出力光導
波路の交差部において、当該二つの入出力光導波路の間
に１μｍ〜５μｍの隙間があってもよい。

【００１３】第１の入出力光導波路の幅、および第２の
入出力光導波路の幅が、相互の分岐点近傍で他の部分の
幅よりも広くなっていても良い。

【００１４】Ｙ分岐部は誘電体多層膜フィルタの上にあ
っても良い。

【００１５】第２の入出力光導波路に波長１．３μｍの
光を遮断する誘電体多層膜フィルタが挿入されていても
よい。

【００１６】

【作用】本発明の光送受信モジュールは入力用および出
力用の光ファイバがＰＬＣの同一端面に配置されている
ので、全体のサイズが小さくなるとともに、ＰＬＣと光
ファイバとの接続が一回の作業で終了できる。この結果
として従来よりも低コストでコンパクトな光送受信モジ
ュールが実現できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１８】実施例１ 本実施例ではシリコン基板上に石英系のガラスを堆積さ
せて作製した石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）、２本
の光ファイバを対にした２芯の光ファイバアレイ、出力
端面でのモードフィールドがシングルモード光ファイバ
のモードフィールドと一致するように設計されたレーザ
ダイオード、導波型フォトダイオードを組み合わせて光
送受信モジュールを作製した。石英系プレーナ光波回路
はシリコン基板上に火炎堆積法と反応性イオンエッチン
グ法で作製され、低損失でシングルモード光ファイバと
整合性の良い光導波回路が実現されている。詳しくは、
河内正夫「プレーナ光波回路」電学論Ｃ、１１３巻６
号、平成５年、に記述されている。またＰＬＣとレーザ
ダイオードやフォトダイオードとの光学的な接続は、Ｐ
ＬＣ基板であるシリコンテラスを用いて行った。その詳
細はＹ．Ｙａｍａｄａｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．２９，４４４，１９９３に記
述されている。

【００１９】本実施例のＰＬＣ３０の回路構成を図１に
示す。また図１のＡＡ′の拡大断面図を図２に、ＢＢ′
の拡大断面図を図３に示す。

【００２０】シリコン基板１１上には、コア２，３およ
び２′がクラッド１２に覆われて形成され、シングルモ
ード光導波路２，３および２′を構成している。コアと
クラッドの比屈折率差は０．７５％、コアサイズは７μ
ｍ角である。光導波路２および３の交わる位置の近傍に
溝４が設けられ、その中に誘電体多層膜５が挿入され、
接着剤１３で固定されている。誘電体多層膜５の、光導
波路２，３と反対側に形成されている光導波路２′の光
軸は光導波路２の光軸と一致しており、光導波路２′は
光導波路２の一部をなしている。

【００２１】プレーナ光波回路３には、入力用シングル
モード光ファイバ１０Ａ，出力用光ファイバ１０Ｂが固
定用のガラスブロック９Ｂにより、それぞれ光導波路
２，３と光軸を一致させて接続されている。入出力ポー
ト２Ａと３Ａの距離は２５０μｍとした。

【００２２】光ファイバ１０Ａからの波長多重化された
１．３μｍおよび１．５５μｍの光が第１の入出力ポー
ト２Ａから第１の入出力光導波路２に入射され、１．５
５μｍの光は誘電体多層膜フィルタ５で反射されて第２
の入出力光導波路３からシングルモード光ファイバ１０
Ｂに出力される。１．３μｍの光は誘電体多層膜フィル
タ５を透過し、図１６の従来と同様にＹ分岐６で二分さ
れた後、それぞれレーザダイオード７とフォトダイオー
ド８に結合する。

【００２３】誘電体多層膜フィルタ５は１．３μｍの光
は透過して１．５５μｍの光は反射するように設計し
た。実際には厚み７μｍのポリイミド薄膜にＳｉＯ₂ と
ＴｉＯ₂ を交互に多層蒸着して９μｍの厚みとし、全体
のフィルタの厚みは１６μｍとした。一方、フィルタを
挿入するための溝はダイシング・ソーによって加工して
おり、溝幅を１８μｍ、溝深さを２００μｍとした。こ
こで溝幅を１８μｍとしたのは厚み１６μｍのフィルタ
をできるだけ基板に対して垂直に立てるために隙間を小
さくするためである。厚み１６μｍのフィルタを使用す
る場合は１７μｍから２０μｍの溝幅が適している。ま
た溝の深さに関しても浅くなればフィルタが傾きやすく
なるため、可能であれば深いことが好ましい。しかし溝
を深くすれば加工上、溝の入り口が広くなり易いため溝
深さとしては１００μｍ〜３００μｍが適当である。

【００２４】本実施例では、溝を市販のダイシング・ソ
ー加工した後フィルタを挿入し、シリコーン系の接着剤
で固定した。ここでフィルタの固定に関してエポキシ系
の接着剤に比べて通常２桁程度接着強度の弱いシリコー
ン系の接着剤をあえて使用したのは、以下の理由によ
る。本実施例の光送受信モジュールではフィルタの実装
後にレーザダイオードやフォトダイオードをＡｕＳｎの
半田によって固定するため、温度を３００℃程度にまで
上昇させる必要がある。この時にエポキシ系の接着剤は
変質し、大きな収縮が発生する。そして溝の中で接着剤
の剥離が生じる。その結果として反射が増加し光送受信
モジュールとしての規格を充たさなくなる。これに比較
してシリコーン系の接着剤は接着強度は弱いものの３０
０℃程度の温度で何の変化も起こらないため接着剤の剥
離が生じることはない。もともとフィルタの溝への固定
は外力のかからない部分なので強度的には弱くてもかま
わない。そこで本実施例ではフィルタの固定にシリコー
ン系の接着剤を使用した。実際に直線導波路に対して垂
直に溝を加工し、上記誘電体多層膜フィルタをそれぞれ
エポキシ系の接着剤とシリコーン系の接着剤で固定した
後、１．３μｍ光のフィルタでの反射を３００℃１０分
間の熱処理前後で測定した。結果を表１に示す。シリコ
ーン系の接着剤は熱処理によって反射が変化しないのに
対して、エポキシ系の接着剤を用いた場合は大幅に反射
が増加している。この理由は上述の通りエポキシ系の接
着剤では３００℃の高温で収縮が生じたためである。

【００２５】

【表１】

【００２６】フィルタ挿入部付近の導波路設計に関して
は不確定な要素があるため実験的に求めた。図４にフィ
ルタ挿入部付近の拡大図を示す。ここで第１の入出力光
導波路２と第２の入出力光導波路３の間に幅２μｍのス
リット１７を設けた。これはコアのパターン化後に上部
クラッドガラスでコアを埋め込む工程で、２つの光導波
路２，３の叉の部分に気泡が発生したりあるいはガラス
の粗な部分が発生することを防ぐためである。実際にス
リット１７を設けなかった場合、２本の光導波路の叉の
部分に気泡が生じることがあった。その確率は２本の導
波路２，３の交差角θが１０°程度と小さい時ほど顕著
であった。今回幅２μｍのスリットを設けることによっ
て気泡の逃げ道を作り、上部クラッドガラスを狭い隙間
まできれいに埋め込むことができた。隙間１７の幅とし
てはコアガラスを加工するときのマスクの分解能より大
きく、かつ光学的な損失がほとんど無視できる領域であ
る１〜５μｍが適当である。

【００２７】次に２本の入出力光導波路２，３の交差角
θおよび誘電体多層膜フィルタ５を挿入するための溝４
の位置について、実験的に最適な値を求めた。入出力ポ
ート２Ａから入出力ポート３Ａに透過する１．５５μｍ
の光の損失を縦軸に、２本の入出力光導波路２，３の中
心線１４，１５の交点と溝４の中心線１６との距離ｘを
横軸にとったグラフを図５に示す。ここで２本の入出力
光導波路２，３の交差角θは２０°とした。このグラフ
から２本の入出力光導波路の中心線１４，１５の交点と
溝の中心線との距離ｘは４±４μｍの範囲が最適である
ことが分かる。ここで溝４の中心線１６の位置というも
のはフィルタ５の厚さおよび溝４の幅に依存して変化す
るものであるから、２本の入出力光導波路の中心線の交
点とフィルタの表面との距離に換算すれば−４±４μｍ
（０〜−８μｍ）となる。本実施例ではこの値を使用し
てフィルタ挿入用溝の加工を行った。

【００２８】図５から分かるように、溝の位置は１．５
５μｍの光の損失に大きく影響する。そこで溝の位置を
再現性良く加工するために、本実施例では溝のマーカを
上部クラッドガラス表面に金属薄膜を蒸着して作成し
た。金属薄膜を用いてマーカを作成したのは、コアガラ
スでマーカを作成した場合に比べて見やすいためであ
る。金属薄膜を作成する工程はレーザダイオードやフォ
トダイオードの電気配線にも使用するため、両者を同時
に行うことによってプロセス工程を増やさなくて済む。
ここで強調したいのは、金属薄膜で作成したマーカが導
波路表面にある場合、その部分をダイシング・ソーで加
工するとその金属が加工した溝の内壁に付着したり、金
属がダイシング・ソーの歯の間に詰まることによって、
その加工精度が劣化するという問題が生じたことであ
る。そこでこれらの問題を解決するために、本実施例で
は溝の中心線に対して−５０μｍずらした位置に金属薄
膜から成るマーカを作成した。市販のダイシング・ソー
には切断位置を精度良く移動させる機能があるため、金
属薄膜から成るマーカで位置合わせを行い、その後５０
μｍ切断位置を移動して溝の加工を行った。図６にマー
カ１８を含む図を示す。本実施例ではマーカ用金属薄膜
としてＡｕを用いた。

【００２９】２本の入出力光導波路２，３の交差角度θ
に関しては、交差角度θを変えて溝の位置に対する１．
５５μｍ光の損失を実験的に求めた。結果を図７に示
す。交差角度θが大きいほど溝の位置ズレに対する過剰
損失が大きくなっている。この結果から溝位置の加工誤
差に対するトレランスを緩くするためには、交差角θを
小さくすることが有効であることが分かる。溝の位置ズ
レによる過剰損失が０．５ｄＢとなる位置ズレ量を縦軸
に、交差角θを横軸に表したグラフを図８に示す。ダイ
シング・ソーの溝の加工位置精度が３μｍ程度であるこ
とを考慮すると、交差角θとしては２５°以下が好まし
いことが分かる。さらに第１の入出力ポート２Ａでの
１．５５μｍ光の反射減衰量を縦軸に、交差角θを横軸
にとったグラフを図９に示す。このグラフから交差角θ
が大きくなるにつれて反射減衰量の値が大きくなること
が分かる。１．５５μｍ光にアナログ信号を用いる場合
反射減衰量は３０ｄＢ以上が求められることから、交差
角θとしては１５°以上であることが好ましい。以上、
フィルタ挿入用溝位置精度と反射減衰量の観点から、２
本の入出力光導波路２，３の交差角度θは１５°〜２５
°が適している。

【００３０】このようにして作成した本実施例の光送受
信モジュールの１．５５μｍ光の第１の入出力ポート２
Ａから第２の入出力ポート３Ａへの挿入損失は、シング
ルモードファイバとの接続損失まで含めて１．５ｄＢで
あった。またそのときの反射減衰量は３８ｄＢであっ
た。また第１の入出力ポート２Ａからフォトダイオード
８までの挿入損失は、Ｙ分岐６による３ｄＢの原理損失
を含めて３．８ｄＢであった。

【００３１】実施例２ 実施例１で述べたように１．５５μｍ光の過剰損失はフ
ィルタ挿入溝の位置精度に強く依存している。その位置
精度を緩くするために本実施例では導波路交差部付近で
導波路の幅を広くした。交差部の拡大図を図１０に示
す。２Ｂ，３Ｂおよび２′Ｂはそれぞれ光導波路２，３
および２′の拡幅部である。交差部以外の場所では導波
路幅は７μｍで、交差部直前に徐々にその幅を変化さ
せ、交差部では６μｍから１２μｍとした。横軸に交差
部での導波路幅をとり、縦軸に１．５５μｍ光の挿入損
失が０．５ｄＢ増加する時のフィルタ５の位置ズレのト
レランス量をとる。これを交差角θ＝１０°〜４０°で
変化させた計算結果を図１１に示す。明らかに交差部に
おける導波路幅を広くすることによってフィルタの位置
ズレに対するトレランスが緩くなっている。実際の導波
路では導波路幅を広くし過ぎると高次モードが立ちやす
くなってしまうため、交差部での導波路幅として１０μ
ｍ〜１５μｍが適当である。

【００３２】実施例３ 本発明の光送受信モジュールは低価格を目的としている
ため、必要なＰＬＣの大きさをできるだけ小さくし、一
枚のＰＬＣのウエハーから作成できるモジュールを多く
することも必要である。そのために本実施例では実施例
２で述べた２本の入出力光導波路の交差部とその後段に
位置するＹ分岐とを一体化させた。その全体図を図１２
に、交差部の拡大図を図１３に示す。第１および第２の
入出力光導波路２，３は２Ｂ，３Ｂで示すように、交差
部の手前でテーパによってその幅が広げられる。その後
１．３μｍ光はフィルタ５を透過してＹ分岐２１の２本
の光導波路２１Ａ，２１Ｂに分岐される。この構成をと
ることによって、従来波長合分波器の後に独立して作成
されたＹ分岐を波長合分波器と一体化させることができ
る。その結果ＰＬＣの面積を小さくすることができる。
具体的には、波長合分波器としての交差部とＹ分岐を独
立に配置した場合ＰＬＣのサイズが３ｍｍ×２０ｍｍだ
ったものを、それらを一体化することによって３ｍｍ×
１５ｍｍにまで縮小できた。これによって一枚のＰＬＣ
から作成できるモジュールの数は１．３倍になった。

【００３３】実施例４ 実施例１の回路構成では１．５５μｍ光は誘電体多層膜
フィルタ５によって完全に反射されて、１．３μｍ光受
光用のフォトダイオード８へはほとんど漏れ込まない。
実際に作成した結果はクロストーク−５０ｄＢであっ
た。これに対して１．３μｍの光が第２の入出力光導波
路３に漏れ込む量はかなり多い。実際に作成した回路で
は最大−２０ｄＢ程度の漏れ光が観測された。これは誘
電体多層膜フィルタ５の不完全性であるが、本質的にこ
の値を低減することは困難である。そこで本実施例では
第２の入出力光導波路の一部に１．３μｍ光をカットす
る誘電体多層膜フィルタを挿入した。フィルタの挿入方
法として２種類のものを作成した。そのひとつを図１４
に、他方を図１５に示す。図１４では交差部と同様にダ
イシング・ソーを使用して溝４Ｂを加工した。この時
１．３μｍ光をカットするためのフィルタ２１は第１の
入出力光導波路２に交差しないよう第２の入出力光導波
路３にのみ交差させる。溝４Ａは第１の入出力光導波路
２を横切るが、溝内には接着剤が充填され、そのための
損失は微小である。

【００３４】一方、図１５の実施例では１．３μｍ光カ
ットフィルタ２２用の溝４Ｃをエッチングによって加工
した。この場合第１の入出力光導波路２に不要な溝を発
生させなくて済む。図１４，図１５いずれの場合におい
ても第２の入出力光導波路から出力される１．３μｍの
クロストークは、カットフィルタを入れない場合の−２
０ｄＢから−４５ｄＢへと格段に低減することができ
た。

【００３５】図１４および図１５の構成において、図１
３に示すように、Ｙ分岐を一体化することも、勿論可能
である。

【００３６】以上、本発明の実施例を石英系導波路を用
いた場合について説明してきたが、本発明の回路は石英
系導波路以外の拡散ガラス導波路、ポリマー導波路、Ｌ
ｉＮｂＯ₃ 導波路などいかなる導波路に対しても適用可
能である。

【００３７】また本発明では１．３μｍ光を送受信し、
１．５５μｍ光は透過する光送受信モジュールに関して
説明を行ったが、実施例で示した誘電体多層膜フィルタ
を入れ換えることによってそれ以外の波長領域の光送信
モジュール、あるいは光波長合分波器としても使用し得
ることは明らかである。

【００３８】以上説明したように、本発明によれば、平
面光導波回路は、平面光導波回路の基準平面に実質的に
垂直で、かつ、シングルモード光導波路間に設けられた
誘電体多層膜フィルタを有し、誘電体多層膜フィルタ
は、平面光導波回路の表面に設けられた溝にシリコーン
系接着剤で固定され、シングルモード光導波路は、一端
が第１の光ファイバ接続部とつながった第１の入出力光
導波路と、一端が第２の光ファイバ接続部とつながり、
他端が前記誘電体多層膜フィルタの表面または表面から
８μｍ以内の点で、誘電体多層膜フィルタの法線を中心
線として分岐角１５°〜２５°で第１の入出力光導波路
から分岐する第２の入出力光導波路からなり、前記第１
及び第２の光ファイバの接続部が２芯の光ファイバアレ
イ接続部として一体化されており、第１の入出力光導波
路は、誘電体多層膜フィルタに関して第２の入出力光導
波路のない側でＹ分岐し、分岐した光導波路の各々にレ
ーザダイオードまたはフォトダイオードが接続されてい
る。このように、本発明の光送受信モジュールは入力用
および出力用の光ファイバがＰＬＣの同一端面に配置さ
れているので、全体のサイズが小さくなるとともに、Ｐ
ＬＣと光ファイバとの接続が一回の作業で終了できる。
この結果として、従来よりも低コストでコンパクトな光
送受信モジュールが実現でき、家庭用光端末として広く
使用されることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての光送受信モジュ
ールの模式的平面図である。

【図２】図１のＡＡ′線の拡大断面図である。

【図３】図１のＢＢ′線の拡大断面図である。

【図４】実施例１のフィルタ挿入部付近の拡大図であ
る。

【図５】１．５５μｍ光の挿入損失のフィルタ溝に対す
るトレランスカーブであり、縦軸を１．５５μｍ光の損
失、横軸を２本の入出力光導波路の中心線の交点とフィ
ルタ用溝の中心線との距離としたグラフである。

【図６】フィルタ溝加工用のマーカを含むフィルタ挿入
部付近の拡大図である。

【図７】２本の入出力光導波路の交差角θを変えたとき
の、１．５５μｍ光挿入損失のフィルタ溝に対するトレ
ランスを示すグラフである。

【図８】２本の入出力光導波路の交差角θを変えたとき
の１．５５μｍ光の過剰損失が０．５ｄＢ増加するトレ
ランス量を示すグラフである。

【図９】２本の入出力光導波路の交差角θを変えたとき
の１．５５μｍ光の反射減衰量を示すグラフである。

【図１０】第２の実施例のフィルタ挿入部付近の拡大断
面図である。

【図１１】２本の入出力光導波路の交差部における導波
路幅を広げたときの、フィルタ位置ズレのトレランス量
の変化を示すグラフである。

【図１２】第３の実施例の全体図を示す模式的平面図で
ある。

【図１３】図１２のフィルタ挿入部付近の拡大図であ
る。

【図１４】第４の実施例の全体図である。

【図１５】第４の実施例の他の構成例の全体図である。

【図１６】従来技術の光送受信モジュールを示す平面図
である。

【符号の説明】

１ 従来の石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ） ２ 第１の入出力光導波路 ３ 第２の入出力光導波路 ４，４Ｂ，４Ｃ 誘電体多層膜フィルタ挿入用溝 ５ １．３μｍ光を透過し１．５５μｍ光を反射する誘
電体多層膜フィルタ ６，２１ Ｙ分岐 ７ レーザダイオード ８ フォトダイオード ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 光ファイバ固定用ガラスブロック １０Ａ，１０Ｂ シングルモード光ファイバ １１ シリコン基板 １２ クラッドガラス １３ 誘電体多層膜フィルタ固定用接着剤 １４ 第１の入力光導波路の中心線 １５ 第２の入力光導波路の中心線 １６ 誘電体多層膜フィルタ挿入用溝の中心線 １７ 第１の入出力光導波路と第２の入出力光導波路が
接する部分でのスリット １８ 溝加工用のＡｕマーカ ２２ １．３μｍ光を反射し１．５５μｍ光を透過する
誘電体多層膜フィルタ ３０ 本発明による石英系プレーナ光波回路

フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 勤 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 鈴木 扇太 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 小口 泰介 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−157108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206502（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281825（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−18733（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥ ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖ ｏｌ．４ Ｎｏ．６ Ｐ．660−662 （1992) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シングルモード光導波路と、該シングル
   モード光導波路と光学的に結合されるレーザダイオード
   及びフォトダイオードとを有する平面光導波回路を有
   し、波長１．５５μｍの光信号を透過し、波長１．３μ
   ｍの光信号を送受信する光送受信モジュールにおいて、 前記平面光導波回路は、該平面光導波回路の基準平面に
   実質的に垂直で、かつ、前記シングルモード光導波路間
   に設けられた誘電体多層膜フィルタを有し、前記誘電体多層膜フィルタは、前記平面光導波回路の表
   面に設けられた溝にシリコーン系接着剤で固定され、 前記シングルモード光導波路は、 一端が第１の光ファイバ接続部とつながった第１の入出
   力光導波路と、 一端が第２の光ファイバ接続部とつながり、他端が前記
   誘電体多層膜フィルタの表面または表面から８μｍ以内
   の点で、該誘電体多層膜フィルタの法線を中心線として
   分岐角１５°〜２５°で前記第１の入出力光導波路から
   分岐する第２の入出力光導波路からなり、 前記第1及び第2の光ファイバの接続部が２芯の光ファイ
   バアレイ接続部として一体化されており、 前記第１の入出力光導波路は、該誘電体多層膜フィルタ
   に関して前記第２の入出力光導波路のない側でＹ分岐
   し、分岐した光導波路の各々に前記レーザダイオードま
   たは前記フォトダイオードが接続されたことを特徴とす
   る光送受信モジュール。
2. 【請求項２】 前記第１の入出力光導波路と前記第２の
   入出力光導波路の交差部において、当該二つの入出力光
   導波路の間に１μｍ〜５μｍの隙間があることを特徴と
   する請求項１に記載の光送受信モジュール。
3. 【請求項３】 前記第１の入出力光導波路の幅、および
   前記第２の入出力光導波路の幅が、相互の分岐点近傍で
   他の部分の幅よりも広くなっていることを特徴とする請
   求項１または２のいずれかに記載の光送受信モジュー
   ル。
4. 【請求項４】 前記Ｙ分岐部が誘電体多層膜フィルタ上
   にあることを特徴とする請求項１乃至３いずれか1項に
   記載の光送受信モジュール。
5. 【請求項５】 前記第２の入出力光導波路に波長１．３
   μｍの光を遮断する誘電体多層膜フィルタが挿入されて
   いることを特徴とする請求項１乃至４いずれか1項に記
   載の光送受信モジュール。