JP5983479B2 - 光素子 - Google Patents
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図1及び図2を参照して、実施形態1の光素子(以下、第1光素子とも称する。)について説明する。図1は、第1光素子の概略的な構造を示す平面図である。図2は、図1のI−I線に沿った切断端面図である。なお、図1では、グレーティングや、PD等は、波長フィルタブロックに覆われているために直接目視することができないが、強調のために実線で示す。
まず、図1及び図2を参照して、第1光素子10の構造について説明する。なお、ここでは、第1光素子10が、加入者系システムのONUで用いられる場合について例示する。図1に示すように、第1光素子10は、第1〜第N受光素子41〜4N(Nは1以上の整数)と、グレーティング3Gと、波長フィルタブロック6(以下、単にブロック6とも称する。)と、反射部材としての全反射膜11とを備える。これらの構成要素は、全て共通の基板1に集積されている。なお、第1〜第N受光素子41〜4Nを総称する場合は、単に「受光素子4」とも称する。さらに第1光素子10は、任意的な構成として、基板1の主面1a側に集積された発光素子5を備える。
以下、図2を参照して、ブロック6の波長分離動作について説明する。
第1光素子10は、通常のSi半導体製造プロセス技術を用いて製造可能であるので、全体的な素子の製造方法の説明を省略し、以下に、波長フィルタ膜7と光導波路14の製造方法のみを説明する。
第1光素子10では、ブロック6と全反射膜11とにより、Si光導波路を用いずに、光ファイバ12から出射される第1光信号INを、成分光λ1〜λN毎に受光素子41〜4Nでまで伝搬して、受光させる。つまり、第1光素子10では、光ファイバ12から出射される第1光信号INのスポットサイズ(約10μmφ)を変更することなく、同等のサイズの受光部を有する受光素子4に受光させることができる。
この例では、発光素子5が、他の部材とともに共通の基板1に集積されている場合について説明した。しかし、発光素子5は、基板1の主面1aに平行に光を出射するものであれば、基板1とは別に設けられていてもよい。
続いて、図3(A)を参照して、実施形態2の光素子(以下、第2光素子とも称する。)について説明する。図3(A)は、第2光素子の概略的な構造を示す平面図である。
図3(B)を参照して、実施形態3の光素子(以下、第3光素子とも称する。)について説明する。図3(B)は、第3光素子の概略的な構造を示す平面図である。
図4を参照して、実施形態4の光素子(以下、第4光素子とも称する。)について説明する。図4は、第4光素子の概略的な構造を示す端面図であり、図2のI−I線と同様の線に沿った端面図である。
(2)各成分光を反射する反射部材としての反射鏡81〜8Nが、ブロック6の上面6b側に設けられている点
以下これらの点について主に説明する。
図5を参照して、実施形態5の光素子(以下、第5光素子とも称する。)について説明する。図5は、第5光素子の概略的な構造を示す端面図であり、図2のI−I線と同様の線に沿った端面図である。
図6を参照して、実施形態6の光素子(以下、第6光素子とも称する。)について説明する。図6は、第6光素子の概略的な構造を示す端面図であり、図2のI−I線と同様の線に沿った端面図である。
(2)ブロック6の上面6bに、全反射膜11に代えて、第2波長フィルタ膜7bを有している点
以下これらの点について主に説明する。
図7を参照して、実施形態7の光素子(以下、第7光素子とも称する。)について説明する。図7は、第7光素子の概略的な構造を示す端面図であり、図2のI−I線と同様の線に沿った端面図である。
1 基板
1a 主面
3 テーパ部
3G グレーティング
4,41〜4N 受光素子
5 発光素子
6,61〜6N 波長フィルタブロック
6a ブロック本体
6b 上面
6c 下面
7,91〜9N,13 波長フィルタ膜
7a 第1波長フィルタ膜
7b 第2波長フィルタ膜
70〜7N,70a〜7Na,70b〜7Nb 第0〜第N領域
8 MEMSミラー装置
8a 制御駆動装置
81〜8N 反射鏡
11 全反射膜
12 光ファイバ
14 光導波路
14a コア
14b クラッド
151〜15N レンズ
31 スポットサイズ変換器
32 遮光領域
33 外部共振器
34 外部変調器
35 光回路
36 チャネル型光導波路
Claims (16)
- 基板に設けられていて、
入射する第1光信号に含まれる、互いに波長の異なる第1〜第N成分光(Nは1以上の整数)を、それぞれ受信する第1〜第N受光素子と、
前記第1〜第N成分光と異なる波長の第2光信号の経路を、前記第1光信号と同じ経路に変更して出射するグレーティングと、
前記グレーティングの上側に設けられる波長フィルタブロックと、
反射部材とを備え、
前記波長フィルタブロックは、平行平板な本体と、該本体の一面に設けられた波長フィルタ膜とを備え、
該波長フィルタ膜は、前記第2光信号及び前記第1〜第N成分光をそれぞれ透過させる第0〜第N領域を備えており、
前記第0領域は前記第2光信号を透過させ、且つ前記第1〜第N成分光を反射し、
該反射された第1〜第N成分光は、前記反射部材と前記第1〜第N領域との間を反射しながら伝搬する過程で、第i領域(iは1〜Nの整数)を第i成分光が透過して第i受光素子で受光されることを特徴とする光素子。 - 前記第0〜第N領域は、前記グレーティングからの距離と共に、透過波長が、長波長側へと変化するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光素子。
- 前記第j領域(jは0〜Nの整数)は、低屈折率膜と、該低屈折率膜よりも屈折率が大きい高屈折率膜とが交互に複数段に渡り積層されており、
前記j毎に、前記低屈折率膜の膜厚及び屈折率の何れか一方と、前記高屈折率膜の膜厚及び屈折率の何れか一方とが異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の光素子。 - 前記第1〜第N受光素子が、前記第1光信号の入射方向に沿って、前記基板の主面上に配置されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の光素子。
- 前記グレーティングに対する前記第2光信号の前記基板の主面での伝搬方向と、前記第1光信号の前記主面での伝搬方向が、非平行であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の光素子。
- 前記グレーティングに対する前記第2光信号の前記基板の主面での伝搬方向と、前記第1光信号の前記主面での伝搬方向が、平行であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の光素子。
- 前記反射部材が、前記一面に対向する前記本体の他面の設けられた反射膜であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の光素子。
- 前記第0領域を有さない以外は前記波長フィルタ膜と同様に第1〜第N領域を有する第2波長フィルタ膜を、前記一面に対向する前記本体の他面に備え、
前記反射部材が、前記第2波長フィルタ膜を透過する第1〜第N成分光をそれぞれ、前記波長フィルタ膜に向かって反射する反射鏡であり、該反射鏡が、前記他面側に設けられていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の光素子。 - 前記反射部材が、前記波長フィルタ膜が設けられた前記一面に対向する前記本体の他面側に設けられた反射膜と、
前記波長フィルタ膜を透過する第1〜第N成分光をそれぞれ反射する反射鏡とを備え、
該反射鏡が、前記一面側に設けられていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の光素子。 - 前記波長フィルタ膜と等しく構成された第2波長フィルタ膜を、前記一面に対向する前記本体の他面に備え、
前記反射部材が、前記波長フィルタ膜を透過する第1〜第N成分光を、それぞれ第2波長フィルタ膜に向かって反射する反射鏡であり、該反射鏡が、前記一面側に設けられており、
前記第1〜第N受光素子が、前記他面側に設けられていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の光素子。 - 前記第2光信号が入力される入力端に、前記第2光信号のスポットサイズを変更するためのスポットサイズ変換器を備えることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の光素子。
- 前記スポットサイズ変換器と前記グレーティングとの間に光回路が設けられていることを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の光素子。
- 前記光回路が、外部変調器であることを特徴とする請求項12に記載の光素子。
- 前記光回路が、外部共振器であることを特徴とする請求項12又は13に記載の光素子。
- 前記グレーティングと、前記第1〜第N受光素子との間に遮光領域が設けられていることを特徴とする請求項1〜14の何れか一項に記載の光素子。
- 前記基板に発光素子が設けられており、前記第2光信号を前記基板の主面に対して平行に出力することを特徴とする請求項1〜15の何れか一項に記載の光素子。
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