JP3709313B2

JP3709313B2 - 双方向通信光モジュール用素子及びその検査方法

Info

Publication number: JP3709313B2
Application number: JP35546399A
Authority: JP
Inventors: 勉黒岩; 明桑原; 勝己内田
Original assignee: 日本オプネクスト株式会社
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP2001174655A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に導波路、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）やＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の発光素子及びＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）等の受光素子が搭載又は形成された双方向通信光モジュール用素子及びその検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信に適用される光モジュールでは小型化及び低価格化が重要課題である。この課題を解決するために基板上に導波路を形成し、また、その基板上にＬＤ及びＰＤを表面実装した光モジュール用素子が検討されてきている。ここでは、発光素子の例をＬＤ、受光素子の例をＰＤとして説明する。
【０００３】
図３は従来の表面実装型双方向通信光モジュール用素子の外観斜視図である。
同図に示す光モジュール用素子１は基板２に導波路３が形成ている。基板２の片端にはＬＤ４及びＰＤ５が表面実装され、反対側にはファイバ６が取付けられている。
【０００４】
このような光モジュール用素子１の導波路３を伝搬する光を順をおって説明する。
まず光ファイバ６から入射された光は入出力ポート７から導波路コア８に結合し、Ｙ字型分岐部１７で所望の分配比で分岐され受光素子（ＰＤ）ポート１１を通過してＰＤ５へ達する。一方、ＬＤ４から出射された光は発光素子（ＬＤ）ポート１２から導波路コア８に結合し、Ｙ字型分岐部１７、入出力ポート７、光ファイバ６へと導波される。
【０００５】
この光モジュール用素子１の組立てを順をおって説明する。
【０００６】
まずＬＤ４及びＰＤ５を基板２に表面実装する。実装は高精度にＬＤ４及びＰＤ５の位置決めを行うパッシブアライメントにより行う。この方法はＬＤ４及びＰＤ５とそれらを実装する基板２に設けたマーカ（図示せず）を同時認識する事により素子を位置決め実装するものであり、また、光学レンズを用いないため、量産化、低コスト化に適した工法である。
【０００７】
次に入出力ポート７に光ファイバ６を位置決めして固定し、光モジュールが完成する。なお、簡単のため、光モジュール用素子１を覆う金属や樹脂のパッケージは省略している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
低価格化が重要課題となっている光モジュール用素子では、使用されるＬＤ、ＰＤ、導波路等の各部品にも低価格が要求されており、その検査も抜き取り検査となっている。各部品においては抜き取り検査を可能とするために品質の安定が検討されているが、突発的に不良が起こった場合、抜き取り検査で検出できない場合がある。また、ＬＤ４、ＰＤ５を基板２に搭載する際にも突発的に位置ずれが発生する可能性がある。ＬＤ４、ＰＤ５が搭載された光モジュール用素子１の特性検査は、入出力ポート７にファイバ６を位置決め、固定を行い、光モジュール用素子として完成形にしてからファイバを通じて光を入出力させることにより行っていた。このため不良品についてはファイバ位置決め、固定の加工費及びファイバの部材費が無駄にかかり、光モジュール用素子及びそれを用いた光モジュールの低価格化を妨げる要因となっていた。
【０００９】
従って、本発明の目的は、組立ての初期の段階で不良の早期検出を行い、無駄な加工費、及び部材費を削減する事により、光モジュール用素子及びそれを用いた光モジュールの低価格化を実現する事にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、基板上に導波路と発光素子と受光素子とが搭載または形成され、導波路が発光素子ポートと受光素子ポートとに対する入出力ポートとモニタポートとを有し、光を分岐結合するためのＸ字型分岐部を備えている双方向通信光モジュール用素子であって、発光素子から発光し、導波路コアに結合し、モニタポートを介して伝搬してきた光をフレネル反射させるためのフレネル反射部が形成されている事を特徴とする。
【００１１】
上記構成に加え本発明の双方向光通信光モジュール用素子は、発光素子の発光面が受光素子の受光面に対し、後ろに位置していることを特徴とする。
【００１２】
上記構成に加え本発明の双方向光通信モジュール用素子は、導波路のコア周辺に、クラッドモードを除去する構造を有していることを特徴とする。
【００１３】
上記構成に加え本発明の双方向光通信モジュール用素子は、導波路端面を斜め研磨することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は本発明の双方向通信光モジュール用素子及びその検査法の一実施の形態を示す斜視図である。尚、図３に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００１６】
基板２には導波路３が形成されており基板２の一方の側にはＬＤ及びＰＤ搭載部１３が形成されている。搭載部１３にはＬＤ４及びＰＤ５が導波路コア８と光軸が一致するように搭載されている。これらのＬＤ４及びＰＤ５は基板２上に直接形成してもよい。
【００１７】
導波路３に形成されたＸ字型分岐部１０は光を分岐結合するため、ＬＤポートとＰＤポートに対し、光信号が入出力する入出力ポートと検査用のモニタポート１８を有している。なお、Ｘ字型分岐部１０はＹ字型分岐部が２つ連結した構造でもよい。導波路３はＸ字型分岐部１０及びＬＤ４から導波路コア８に結合した光を検査用のモニタポート１８を介してフレネル反射させるフレネル反射部１４を有している。具体的には、開口部のような切断面、または、導波路コア８と屈折率が不整合でかつ除去可能な材料で充填すれば良い。
【００１８】
導波路３のＬＤ及びＰＤ搭載部１３と反対側の入出力ポート７の端面には最終工程で光ファイバ接続する。上記構成によりＬＤ４に通電させて得られる出射光は導波路コア８に結合し、検査用のモニタポート１８を介して、フレネル反射部１４で一定の反射損失で反射し、再びＸ字型分岐部１０を通り、ＰＤ５で受光される。この際のＰＤ５の受光電流から組み立て途中工程での良否判定が可能となる。
【００１９】
なお、上記検査完了後、フレネル反射部１４を導波路コア８と屈折率マッチングのとれた部材で充填することにより、光モジュール用素子の完成時にはフレネル反射部１４で反射、ＰＤ５へ到達する光は除去される。
【００２０】
図２は本発明の双方向通信光モジュール用素子及びその検査法の一実施の形態を示す斜視図である。ここで、導波路３の入出力ポート７との接続面は反射戻り光対策として８°で斜め研磨されている。
【００２１】
ＬＤ４の発光面をＰＤ５の受光面に対し、後方に配置することによって、ＰＤ５に漏れ込む光を防ぐことができる。具体的には、基板２のＰＤ５搭載部とＬＤ４搭載部を図示の通り、クラッド部９に段差を設けて分離してあり、これによりＬＤ４の出射光の内、導波路コア８と光学的に結合しなかった迷光がＰＤ５に漏れこむ事が防げ、より精度の高い検査が可能となる。
【００２２】
更にＬＤ４に通電の際に大口径ＰＤ１６を導波路３の入出力ポート７との接続面側に設置して受光電流を測定することにより、不良の要因がＬＤ側、ＰＤ側のどちらに存在しているかを判別することができる。
【００２３】
大口径ＰＤ１６が導波路コア伝搬光を受光の際には、クラッド部を伝搬する光、いわゆるクラッドモードを除去する必要がある。そこで、導波路コア８の近傍にクラッド除去部１５を形成する。クラッド除去部１５には遮光性部材が充填されていてもよい。クラッドモード除去部１５により、導波路クラッド９を伝搬する光を遮断できる。
【００２４】
以上において本発明によれば、双方向光通信モジュール用素子において、不良を組み立て工程途中で早期検出を簡便に行い、且つ、不良要因がＬＤ側、ＰＤ側のどちら存在しているかを判別することができ、無駄な加工費及び部材費を削減する事により低価格な光モジュールを提供することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００２６】
組立て工程途中で不良を早期検出が可能な双方向通信光モジュール用素子及びその検査法を提供する。これにより無駄な加工費及び材料費を削減する事ができ、低価格な光モジュールを提供する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双方向通信光モジュール用素子及びその検査法の一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の双方向通信光モジュール用素子及びその検査法実施の他の形態を示す外観斜視図である。
【図３】従来の光モジュールの外観斜視図である。
【符号の説明】
１…双方向通信光モジュール用素子、
２…基板、
４…発光素子（ＬＤ）、
５…受光素子（ＰＤ）、
６…光ファイバ、
７…入出力ポート、
８…導波路コア、
９…クラッド、
１０…Ｘ字型分岐部、
１１…受光素子（ＰＤ）ポート、
１２…発光素子（ＬＤ）ポート、
１３…発光素子（ＬＤ）及び受光素子（ＰＤ）搭載部、
１４…フレネル反射部、
１５…クラッド除去部、
１６…大口径受光素子（ＰＤ）、
１７…Ｙ字型分岐部、
１８…モニタポート。

Claims

基板上に導波路と発光素子と受光素子とが搭載または形成され、
上記導波路が、上記発光素子ポートと上記受光素子ポートとに対する入出力ポートとモニタポートとを有し、光を分岐結合するためのＸ字型分岐部を備えている双方向通信光モジュール用素子であって、
上記発光素子から発光し、上記導波路コアに結合し、上記モニタポートを介して伝搬してきた光をフレネル反射させるためのフレネル反射部が形成されている事を特徴とする双方向通信光モジュール用素子。
前記発光素子の発光面が前記受光素子の受光面に対し、後ろに位置していることを特徴とする請求項１記載の双方向通信光モジュール用素子。
前記導波路のコア周辺に、クラッドモードを除去するための構造を有した請求項１から請求項２のいずれかに記載の双方向通信光モジュール用素子。
前記入出力ポート端面を斜め研磨した請求項１から請求項３のいずれかに記載の双方向通信光モジュール用素子。
請求項１から４のいずれかに記載の双方向通信光モジュール用素子の検査法であって、
前記発光素子に通電、発光させ、前記入出力ポートから出射する光を大口径受光素子で検出し、
前記フレネル反射部での反射した光を前記受光素子で検出する事を特徴とする双方向通信光モジュール用素子の検査方法。