JP6393221B2 - Optical transmitter and optical transmitter - Google Patents

Optical transmitter and optical transmitter

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Description

本発明は光通信に用いられる光送信器および光送信装置に関し、より詳細には半導体基板水平方向に導波する共振器を有する半導体レーザ素子と、該レーザ素子からの出力光の出射方向を基板垂直方向に変換する傾斜ミラーを有する光送信器において、光送信器と他の光回路との光結合に際して光ビームの光軸合わせ(調芯、アライメント)を容易とする構成、および該光送信器を用いた光送信装置に関する。   The present invention relates to an optical transmitter and an optical transmitter used for optical communication, and more specifically, a semiconductor laser element having a resonator that is guided in a horizontal direction of a semiconductor substrate, and an output direction of output light from the laser element as a substrate In an optical transmitter having an inclined mirror that converts in the vertical direction, a configuration that facilitates optical axis alignment (alignment, alignment) of an optical beam at the time of optical coupling between the optical transmitter and another optical circuit, and the optical transmitter The present invention relates to an optical transmission device using the.

次世代の超高速ネットワークを構成する規格の1つとして、光通信における波長多重(WDM:Wavelength. Division Multiplexing)技術を用いた、100ギガビットイーサネット(100GbE)の開発が進んでいる。   Development of 100 Gigabit Ethernet (100 GbE) using wavelength division multiplexing (WDM) technology in optical communication is progressing as one of the standards constituting the next-generation ultrahigh-speed network.

特に中・長距離のビル間(〜10km)・遠隔ビル間(〜40km)のデータのやり取りをする100GBASE−LR4・100GBASE−ER4が有望視されている。   In particular, 100GBASE-LR4 and 100GBASE-ER4 that exchange data between medium and long-distance buildings (-10 km) and remote buildings (-40 km) are promising.

上記の規格では、定められた4つの光の波長(例えば、1294.53−1296.59nm、1299.02−1301.09nm、1303.54−1305.63nm、1308.09−1310.19nmの4波長)に対し、それぞれに25Gb/s(または28Gb/s)のデータを乗せた後、重ね合わせて100Gb/sの信号を生成するという、LAN−WDMの方法が用いられる。   In the above-mentioned standard, four wavelengths (for example, 1294.53 to 1296.59 nm, 1299.02 to 1301.09 nm, 1303.54 to 1305.63 nm, and 1308.09 to 1310.19 nm) are defined. ), A LAN-WDM method is used in which 25 Gb / s (or 28 Gb / s) data is placed on each of the data and then superimposed to generate a 100 Gb / s signal.

このようにイーサネット(登録商標)においても、波長多重化により、伝送容量の大容量化を目指す検討が行われており、そのような光ネットワークを実現する光デバイスのひとつとして、波長多重光送信器が検討されている。   As described above, in Ethernet (registered trademark), studies aiming to increase the transmission capacity by wavelength multiplexing have been conducted. As one of optical devices that realize such an optical network, a wavelength multiplexing optical transmitter is used. Is being considered.

波長多重光送信器の構成要素は、電気信号を光信号に変換する機能と、それらの光信号を合波する機能の2つに大別される。   The components of the wavelength division multiplexing optical transmitter are roughly classified into two functions: a function of converting an electrical signal into an optical signal, and a function of combining these optical signals.

前者は、直接変調型DFBレーザ(分布帰還型レーザ:Distributed Feedback laser)、もしくはCW型DFBレーザと電界吸収(EA)型の光変調器の組み合わせが挙げられ、後者は、多モード干渉(MMI:Multi Mode Interference)型の合波器や、アレイ導波路グレーティング(AWG:Arrayed Waveguide Grating)型の合波器が挙げられる。   The former includes a direct modulation type DFB laser (distributed feedback laser) or a combination of a CW type DFB laser and an electroabsorption (EA) type optical modulator, and the latter includes multimode interference (MMI). Examples include a Multi Mode Interference (MUX) type multiplexer and an AWG (Arrayed Waveguide Grating) type multiplexer.

これらの構成要素を集積した波長多重送信器として、InP系の半導体材料をベースとしたモノリシック集積光源が提案されている(下記非特許文献1参照)。   As a wavelength multiplexing transmitter in which these components are integrated, a monolithic integrated light source based on an InP semiconductor material has been proposed (see Non-Patent Document 1 below).

この例では、4つの電界吸収型変調器集積レーザとMMI型の合波器を1つのチップにモノリシック集積し、コンパクトかつ高機能な波長多重送信器を実現している。   In this example, four electroabsorption modulator integrated lasers and an MMI type multiplexer are monolithically integrated on one chip to realize a compact and highly functional wavelength multiplexing transmitter.

今後は、さらなる通信容量の拡大に向け、さらにレーザをアレイ化し、高密度波長多重が有力であるが、それらの信号を束ねる合波器として、高精度なAWGが必要になると考えられる。   In the future, in order to further expand communication capacity, lasers are arrayed and high-density wavelength multiplexing is promising. However, it is considered that a highly accurate AWG is required as a multiplexer that bundles these signals.

そのようなAWGを実現する、光デバイスのプラットフォームとして、例えばシリコン(Si)基板に形成された石英系の平面光波回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)が知られている。   As an optical device platform for realizing such an AWG, for example, a quartz-based planar lightwave circuit (PLC) formed on a silicon (Si) substrate is known.

PLCは低損失、高信頼性、高い設計自由度といった優れた特徴を有する導波路型光デバイスであり、実際に光通信伝送端における伝送装置には合分波器、分岐・結合器等の機能を集積したPLCが搭載されている。   The PLC is a waveguide type optical device with excellent characteristics such as low loss, high reliability, and high design flexibility. Actually, the transmission equipment at the optical communication transmission end has functions such as multiplexer / demultiplexer, branch / coupler, etc. A PLC in which is integrated is mounted.

また、光源であるレーザと、光信号処理を行うPLCをハイブリッドに集積した光電子集積型デバイスも提案されており(下記特許文献1参照)、必要な機能に対し、最適なデバイスを組み合わせることが可能であるため、より高機能な集積型光デバイスを実現する上で有望なアプローチである。   In addition, an optoelectronic integrated device in which a laser that is a light source and a PLC that performs optical signal processing are integrated in a hybrid manner has also been proposed (see Patent Document 1 below), and it is possible to combine an optimum device for a required function. Therefore, this is a promising approach for realizing a higher-performance integrated optical device.

この様なデバイスでは、例えば図7および非特許文献2のFig2の断面図にあるように、PLCの一部に溝およびテラス(terrace)領域(PLC74の導波路74bとレーザ72の基板内の活性層72aの高さを同じにするための段差を形成する領域)を設け、その端面の導波路に対して、レーザを調芯しながら実装することで光結合を行う方法が採用されているが、溝やテラス(図7の「Silicon terrace」)といったある程度の実装面積が必要になる。
なお、ここの「実装面積」は、半導体チップに加えて、溝やシリコンテラス、配線、実装のためのマーカなど、実装に必要な全ての構造の面積を想定している。
In such a device, for example, as shown in FIG. 7 and the cross-sectional view of FIG. 2 of Non-Patent Document 2, a groove and a terrace region (the waveguide 74b of the PLC 74 and the activity in the substrate of the laser 72 are formed in a part of the PLC. A region for forming a step for making the height of the layer 72a the same), and a method of performing optical coupling by mounting the laser while aligning the laser with respect to the waveguide on the end face is adopted. A certain mounting area such as a groove or a terrace (“Silicon terrace” in FIG. 7) is required.
The “mounting area” here assumes the area of all structures necessary for mounting, such as grooves, silicon terraces, wiring, and markers for mounting, in addition to the semiconductor chip.

また、この場合調芯に当たっては、PLCの導波路の高さと、レーザの活性層の高さをほぼ(例えば0.5μm以下の精度で)一致するように厳密に制御する必要があるが、PLCの作成精度や、レーザを搭載するためのハンダ73の膜厚の精度を高める必要があり、実際には困難であった。   Further, in this case, it is necessary to strictly control the alignment so that the height of the waveguide of the PLC and the height of the active layer of the laser substantially coincide (for example, with an accuracy of 0.5 μm or less). However, it is necessary to increase the accuracy of the manufacturing process and the accuracy of the film thickness of the solder 73 for mounting the laser.

より詳細に説明すると、図7のPLC74とレーザ72の積層断面図において、PLC74の基板面内のX方向、Z方向には調芯しながらレーザ72を自由に動かすことで、最適位置に合わせることができる。例えばX軸方向はレーザにスポットサイズ変換がない場合には0.5μm、スポットサイズ変換がある場合には2μm以下の精度で最適位置に合わせることで結合の過剰損失を1dB以下に抑えることができる。またZ軸方向にはスポットサイズ変換がない場合には5μm、スポットサイズ変換がある場合には10μm以下の精度で最適位置に合わせることで結合の過剰損失を1dB以下に抑えることができる。   More specifically, in the laminated sectional view of the PLC 74 and the laser 72 in FIG. 7, the laser 72 is moved freely while being aligned in the X direction and the Z direction within the substrate surface of the PLC 74 so as to be adjusted to the optimum position. Can do. For example, in the X-axis direction, excess loss of coupling can be suppressed to 1 dB or less by adjusting to an optimum position with an accuracy of 0.5 μm when there is no spot size conversion in the laser and 2 μm or less when there is spot size conversion. . Further, when there is no spot size conversion in the Z-axis direction, the excess loss of coupling can be suppressed to 1 dB or less by adjusting to the optimum position with an accuracy of 5 μm when there is spot size conversion and 10 μm or less.

それに対してPLC74の基板面に垂直なY軸方向は、PLCの作成精度や、レーザ72を搭載するためのハンダ73の膜厚の精度でPLCとレーザの位置関係が決まってしまうために、最適位置に合わせるのが困難であった。   On the other hand, the Y-axis direction perpendicular to the substrate surface of the PLC 74 is optimal because the positional relationship between the PLC and the laser is determined by the accuracy of the PLC creation and the accuracy of the film thickness of the solder 73 for mounting the laser 72. It was difficult to adjust the position.

そこで、PLCおよびレーザチップの導波路の対応する一部の領域に、光路変換するための相対する2つの45度ミラーを設け、レーザチップのミラーから基板面外の方向に出射されるレーザ光をPLCのミラーで受光するよう実装することで、レーザからの光をPLC側ミラーで光路変換し、PLC側の光導波路との光結合を行う光結合部を形成する方法が注目されている。(図8および図9参照。図7と同じ部分は同じ符号とした)
このようなレーザチップ72とPLC74上にそれぞれ光結合用ミラー72e、74eを設け、重ねて実装するようなスタック実装型の集積デバイス構造は、レーザの放熱にはやや不利であるが図9に示すように2階建てにすることもできるので、その分、平面方向の面積が圧縮されデバイスの小型化、および光波回路設計自由度の面で利点がある。特に光結合部の調芯(光軸位置あわせ、アライメント)の点からはY軸方向の調芯が不要になり、X軸・Z軸の調芯を行うだけでいいという大きな利点がある。
Therefore, two opposed 45-degree mirrors for optical path conversion are provided in a corresponding part of the waveguide of the PLC and the laser chip, and the laser light emitted from the mirror of the laser chip in the direction out of the substrate surface is provided. Attention has been focused on a method of forming an optical coupling part that performs optical coupling with a PLC-side optical waveguide by changing the optical path of the light from the laser with a PLC-side mirror by mounting so as to receive light with a PLC mirror. (See FIGS. 8 and 9. The same parts as those in FIG.
Such a stack mounting type integrated device structure in which the optical coupling mirrors 72e and 74e are respectively mounted on the laser chip 72 and the PLC 74 and mounted in a stacked manner is slightly disadvantageous for the heat radiation of the laser, but is shown in FIG. Therefore, the area in the plane direction can be reduced accordingly, and there are advantages in terms of downsizing of the device and the degree of freedom in designing the lightwave circuit. In particular, from the point of alignment (optical axis alignment, alignment) of the optical coupling portion, alignment in the Y-axis direction is not necessary, and there is a great advantage that only alignment of the X-axis and Z-axis is required.

特許第3890281号公報Japanese Patent No. 3890281 特開2012−42515号公報JP 2012-42515 A

T. Fujisawa, S. Kanazawa, H. Ishii, N. Nunoya, Y. Kawaguchi, A. Ohki, N. Fujiwara, K. Takahata, R. Iga, F. Kano, and H. Oohashi: " 1.3-μm, 4×25-Gbit/s, monolithically integrated light source for metro area 100-Gbit/s Ethernet," IEEE Photonics Technology Letters, Vol.23, No.6, pp.356-358, March 15 2011.T. Fujisawa, S. Kanazawa, H. Ishii, N. Nunoya, Y. Kawaguchi, A. Ohki, N. Fujiwara, K. Takahata, R. Iga, F. Kano, and H. Oohashi: "1.3-μm, 4 × 25-Gbit / s, monolithically integrated light source for metro area 100-Gbit / s Ethernet, "IEEE Photonics Technology Letters, Vol.23, No.6, pp.356-358, March 15 2011. Toshikazu Hashimoto, Yoshinori Nakasuga, Yasufumi Yamada, Hiroshi Terui, Masahiro Yanagisawa, Yuji Akahori, Yuichi Tohmori, Kazutoshi Kato, and Yasuhiro Suzuki, "Multichip Optical Hybrid Integration Technique with Planar Lightwave Circuit Platform", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 16, NO. 7, JULY 1998, pp. 1249-1258.Toshikazu Hashimoto, Yoshinori Nakasuga, Yasufumi Yamada, Hiroshi Terui, Masahiro Yanagisawa, Yuji Akahori, Yuichi Tohmori, Kazutoshi Kato, and Yasuhiro Suzuki, "Multichip Optical Hybrid Integration Technique with Planar Lightwave Circuit Platform", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 16, NO. 7, JULY 1998, pp. 1249-1258.

このようなPLCにおけるレーザチップ基板実装の際の光ビーム結合部における光軸合わせ・調芯(アライメント)には、大きく分けて二通りの方法が挙げられる。   There are roughly two methods for optical axis alignment and alignment in the light beam coupling portion when mounting a laser chip substrate in such a PLC.

一つ目は、まず光導波路側(PLC側)でに入射されたる光強度をモニタできるようにし、レーザを駆動させてビームをミラー側に出射し、結合効率の高い位置でが高くなるよう(モニタする光強度が強くなるよう)アライメントしてレーザチップを固定する方法である(アクティブアライメント)。   First, the intensity of light incident on the optical waveguide side (PLC side) can be monitored, and the laser is driven to emit the beam to the mirror side, so that the position at which the coupling efficiency is high becomes high ( This is a method of aligning and fixing the laser chip (active alignment) so that the intensity of light to be monitored increases.

二つ目は、レーザを駆動せず、レーザチップとPLCにそれぞれ対応する位置合わせマーカーを設け、Siの裏から赤外光を透過させて、レーザチップとPLCのマーカーを見ながら画像認識によりマーカ同士の位置合わせ(アライメント)してレーザチップを固定する方法である(パッシブアライメント)。   Secondly, alignment markers corresponding to the laser chip and the PLC are provided without driving the laser, the infrared light is transmitted from the back of the Si, and the marker is recognized by image recognition while looking at the laser chip and PLC markers. In this method, the laser chips are fixed by aligning each other (passive alignment).

どちらの方法でも高精度にアライメントし、スタック実装することが可能であるが、。光結合効率の面で上記2つのアプローチを比較すると、光強度をモニタしながら実装する前者のアクティブアライメントの方が有利である。   Either method can be used for highly accurate alignment and stack mounting. Comparing the above two approaches in terms of optical coupling efficiency, the former active alignment which is implemented while monitoring the light intensity is more advantageous.

しかしながら、例えば複数のレーザを集積したレーザアレイチップと、合波器を集積したPLCチップのスタック実装を想定すると、複数のレーザから出力されてPLCに結合し、合波した光の強度をモニタしながらアライメントすることになる。例えば後に説明する図6にあるような4つのレーザからなるレーザアレイ基板(下)をPLC(上)と実装する場合には、PLCは4つのレーザの光を入力し、「4入力1出力の合波器」で合波してから、その単一の出力を(左端で)モニタする形になる。   However, for example, assuming a stack mounting of a laser array chip in which a plurality of lasers are integrated and a PLC chip in which a multiplexer is integrated, the output from the plurality of lasers is coupled to the PLC, and the intensity of the combined light is monitored. Will be aligned. For example, when a laser array substrate (bottom) consisting of four lasers as shown in FIG. 6 described later is mounted on the PLC (top), the PLC inputs the light of the four lasers, After being combined by the “multiplexer”, the single output is monitored (at the left end).

このようなレーザアレイチップのスタック実装のアライメントでは、上下左右や回転の他、チップのあおり(レーザチップ基板面に対する、PLCチップ基板面の傾き)を調整する必要がある。   In such stack alignment of laser array chips, it is necessary to adjust the tilt of the chip (the inclination of the PLC chip substrate surface with respect to the laser chip substrate surface) in addition to up / down / left / right and rotation.

すなわち、上下方向や回転、チップのあおりを調整するには複数のレーザの出力をモニタするのが望ましいが、複数のレーザを同時に駆動するのはアライメント方法が複雑となり、そもそも同時に駆動するのも困難である。またレーザを1つずつ順番に駆動し、動作するレーザを切り替えながらアライメントするのも、手順が煩雑で困難である。従って、通常、1つのレーザを動作させるだけで、簡易なアライメントを行うのが普通であるが、この場合試行錯誤で調整することとなり、煩雑なアライメントが必要となることが問題となる。   In other words, it is desirable to monitor the output of multiple lasers in order to adjust the vertical direction, rotation, and tilt of the chip, but it is difficult to drive multiple lasers at the same time because the alignment method is complicated and it is difficult to drive simultaneously. It is. Also, it is difficult and difficult to perform alignment by driving the lasers one by one and switching the operating lasers. Therefore, usually, simple alignment is usually performed by operating only one laser. In this case, however, adjustment is made by trial and error, and complicated alignment is necessary.

これに対し、レーザチップあるいはレーザアレイチップの基板上に別途アライメント用の光出力を設け、PLCにもアライメント用のポートを設けることで、アライメント光の光強度も併せてモニタすることで位置調整を容易にする構成も考えられるものの、レーザチップあるいはレーザアレイチップ基板上には別途アライメント光用のレーザを集積し、実際の使用時には信号を送らないレーザを動作させてアライメントする必要があり、構造が複雑となる。   In contrast, by providing a separate alignment light output on the substrate of the laser chip or laser array chip, and providing an alignment port on the PLC, the light intensity of the alignment light can be monitored together to adjust the position. Although an easy configuration is conceivable, a laser for alignment light is separately integrated on the laser chip or laser array chip substrate, and it is necessary to perform alignment by operating a laser that does not send signals during actual use. It becomes complicated.

このようにスタック実装により、小型で高機能な集積デバイスが期待できる一方で、レーザーアレイとPLCのハイブリッドでは、アライメント用のレーザを別途集積し、それを動作させるために構造が複雑化するという問題がある。   As described above, a small and high-performance integrated device can be expected by stack mounting. On the other hand, in the laser array and PLC hybrid, the alignment laser is separately integrated and the structure becomes complicated to operate it. There is.

そこで、PLCとレーザチップの、ミラーを用いた光結合によるスタック実装において、アライメント用のレーザを省略し、かつ簡易な構成で、高効率にレーザ・PLC間の光結合部のアライメントを実現できる構造を備えた光送信器の実現が課題となっている。   Therefore, in stack mounting by optical coupling using a mirror between a PLC and a laser chip, a structure capable of realizing the alignment of the optical coupling portion between the laser and the PLC with a simple configuration and with a simple configuration is omitted. The realization of the optical transmitter provided with is a problem.

本発明はこのような問題を鑑みてなされたもので、レーザ基板とPLCの、ミラーを用いた光結合によるスタック実装において、アライメントを簡便に行うことが可能で、かつ簡易な構造を備えた下記のような光送信器を提供する。   The present invention has been made in view of such a problem. In stack mounting of a laser substrate and a PLC by optical coupling using a mirror, alignment can be easily performed, and the following structure having a simple structure is provided. An optical transmitter is provided.

基板上に少なくとも1つのレーザが設けられた光送信器であって、少なくとも1つの前記レーザの両端に信号光の出力導波路とアライメント光の出力導波路が設けられ、前記信号光およびアライメント光の前記出力導波路の先に、前記信号光およびアライメント光を光路変換するミラーがそれぞれ設けられ、前記信号光または前記アライメント光の前記出力導波路に、前記アライメント光と前記信号光の伝搬方向を基板面内において同じ方向に曲げる導波路が設けられており、前記アライメント光の前記出力導波路に、前記光路変換の前に前記アライメント光を2つ以上に分岐する構造が設けられ、前記分岐されたアライメント光の出力導波路の先にも光路変換するミラーがそれぞれ設けられ、基板面と前記ミラーの反射面のなす角度をミラー角度としたとき、前記ミラー角度は30度から60度の間とされ、前記信号光の1つと併せて光路変換する前記ミラーが少なくとも3つ以上設けられ、前記ミラーのうち、少なくとも3つが一直線上にならない位置に形成されていることを特徴とする光送信器。 An optical transmitter at least one laser is provided on the substrate, an output waveguide of the signal light output waveguide and the alignment light is provided at both ends of at least one of said laser, before SL signal light and the alignment light ahead of said output waveguide, the mirror are respectively provided to the optical path converting said signal light and the alignment light to said output waveguide of the prior SL signal light or the alignment light, the propagation direction of the alignment light and the signal light Is provided in the substrate plane, and the output waveguide of the alignment light is provided with a structure for branching the alignment light into two or more before the optical path conversion. A mirror that converts the optical path is also provided at the tip of the output waveguide of the alignment light, and the angle between the substrate surface and the reflecting surface of the mirror is mirrored. When the angle is set, the mirror angle is set between 30 degrees and 60 degrees, and at least three mirrors that change the optical path together with one of the signal lights are provided, and at least three of the mirrors are in a straight line. An optical transmitter, characterized in that the optical transmitter is formed at a position that does not .

本発明によれば、レーザ基板のスタック実装において、アライメント用のレーザを別途設けることなく、レーザ基板とPLCのような光回路素子の間のミラーを用いた光結合部のアライメントを簡便に行うことが可能で、かつ簡易な構造を備えた光送信器および光送信装置を提供することができる。   According to the present invention, in the stack mounting of the laser substrate, the alignment of the optical coupling portion using the mirror between the laser substrate and the optical circuit element such as the PLC can be easily performed without separately providing an alignment laser. Therefore, it is possible to provide an optical transmitter and an optical transmitter having a simple structure.

本発明の実施例1を示す構成図である。It is a block diagram which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例2のレーザ基板を示す図である。It is a figure which shows the laser substrate of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のレーザ基板部分断面図である。It is a laser substrate partial sectional view of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2のPLCを示す図である。It is a figure which shows PLC of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のPLC部分断面図である。It is PLC partial sectional drawing of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のレーザ基板とPLCのスタック実装例を示す図である。It is a figure which shows the stack mounting example of the laser substrate of Example 2 of this invention, and PLC. 従来のレーザ基板とPLCの光結合部の断面図である。It is sectional drawing of the optical coupling part of the conventional laser substrate and PLC. 従来のレーザ基板とPLCの光路変換ミラーによる光結合部の断面図である。It is sectional drawing of the optical coupling part by the conventional laser substrate and the optical path conversion mirror of PLC. 従来のレーザ基板とPLCの光路変換ミラーによる別の光結合部の断面図である。It is sectional drawing of another optical coupling part by the conventional laser substrate and the optical path conversion mirror of PLC.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施例1)
図1に、本発明の実施例1として、光送信器および光送信装置の基本的な構成を示す。
Example 1
FIG. 1 shows a basic configuration of an optical transmitter and an optical transmitter as Embodiment 1 of the present invention.

まず、InPなどの半導体基板1上には、基板水平両方向に出力するレーザ2と、その両端に信号光の出力導波路3とアライメント光の出力導波路4が設けられている。アライメント光の出力導波路4は、アライメント光の伝搬方向を信号光と同じ方向に曲げるように構成されており、それら信号光およびアライメント光の出力導波路の先に、光路変換するミラー3a、4aがそれぞれ備えられて光送信器を構成する。   First, on a semiconductor substrate 1 such as InP, a laser 2 that outputs in both horizontal directions of the substrate, and an output waveguide 3 for signal light and an output waveguide 4 for alignment light are provided at both ends thereof. The alignment light output waveguide 4 is configured to bend the alignment light propagation direction in the same direction as the signal light, and the optical path conversion mirrors 3a and 4a are provided ahead of the signal light and alignment light output waveguides. Are provided to constitute an optical transmitter.

アライメント光の出力導波路4を信号光と同じ方向に曲げることは必ずしも必要ではないが、ミラーの加工の手間を少なくするためには、なるべく基板の同じ側にミラーを配置するのが望ましい。この場合は、1回の加工で作製したミラーの反射面に対応するよう、
曲げ導波路でアライメント光の伝搬方向を信号光と同じ方向に伝搬させ、ミラーの位置を揃えている。
Although it is not always necessary to bend the output waveguide 4 of the alignment light in the same direction as the signal light, it is desirable to dispose the mirror on the same side of the substrate as much as possible in order to reduce the processing time of the mirror. In this case, so as to correspond to the reflective surface of the mirror made by one processing,
The propagation direction of the alignment light is propagated in the same direction as that of the signal light by the bending waveguide, and the mirror positions are aligned.

図示しない電極よりレーザ2に電流を駆動することで、信号光およびアライメント光がミラー3a、4aを介して基板1の上方に出射され、PLC5上に形成した対応するミラー3b、4bを介して、PLC5の石英導波路3c、4cへ高効率に結合されて、PLC左端の信号光ポート3d、アライメント光ポート4dから出力され、光送信装置としてのアライメントのためにモニタされる。   By driving current to the laser 2 from an electrode (not shown), signal light and alignment light are emitted above the substrate 1 via the mirrors 3a and 4a, and via corresponding mirrors 3b and 4b formed on the PLC 5, Coupled to the quartz waveguides 3c and 4c of the PLC 5 with high efficiency, output from the signal light port 3d and the alignment light port 4d at the left end of the PLC, and monitored for alignment as an optical transmitter.

図1のPLC5の記載では、導波路3c、4cやミラー部3a、4aは点線で表現されている事から分かるように、シリコン基板の裏面側に形成された構造であることに注意する。   In the description of the PLC 5 in FIG. 1, it is noted that the waveguides 3 c and 4 c and the mirror portions 3 a and 4 a are structures formed on the back side of the silicon substrate, as can be seen from the dotted lines.

レーザを駆動した際に、信号光の逆方向の出力として後方へ出力され通常利用されない光をアライメント光として利用することで、1つのレーザを駆動するのみで、それら信号光およびアライメント光がPLCへ結合する光強度をそれぞれモニタし、高精度にアライメントすることが可能となる。したがって、アライメント光用のレーザを余分に作製することなく、かつ、1つのレーザを駆動するのみで高精度なアライメントが可能となるため、集積するレーザの構造を簡略化し、かつ簡便に実装することができる。   When the laser is driven, light that is output backward as an output of the signal light in the reverse direction and is not normally used is used as alignment light, so that only one laser is driven, and the signal light and alignment light are transmitted to the PLC. It is possible to monitor the intensity of light to be combined and perform alignment with high accuracy. Therefore, since it is possible to perform high-precision alignment without producing an extra laser for alignment light and only by driving one laser, the structure of the integrated laser can be simplified and mounted easily. Can do.

以上説明したように、本発明は、レーザと、信号光の導波路およびミラーと、レーザの後方出力側にアライメント光の導波路および信号光側のミラーと同時に形成された同じミラー角度のミラーとを有し、レーザを駆動することで信号光とアライメント光が同時に出力されることを最大の特徴としている。   As described above, the present invention includes a laser, a signal light waveguide and a mirror, and a mirror having the same mirror angle formed simultaneously with the alignment light waveguide and the signal light side mirror on the rear output side of the laser. The most characteristic feature is that the signal light and the alignment light are simultaneously output by driving the laser.

このとき、スタック実装する導波路プラットフォームとして、例えば合波器およびミラーが集積されたPLC5を想定すると、レーザ基板1からPLC5へ入射された2つのビームが、それぞれPLC5の信号光ポート3dおよびアライメントポート4dから出力されるときの光強度を測定し、最大となる位置に合わせることで、レーザ基板1とPLC5のアライメントが可能となる。   At this time, assuming, for example, a PLC 5 in which a multiplexer and a mirror are integrated as a waveguide platform to be stacked, two beams incident on the PLC 5 from the laser substrate 1 are converted into a signal light port 3d and an alignment port of the PLC 5, respectively. By measuring the light intensity when it is output from 4d and aligning it with the maximum position, the laser substrate 1 and the PLC 5 can be aligned.

アライメント光の出力が1つだけの場合は、信号光と併せて2箇所の光結合部しかモニタできないため、レーザチップ基板面の傾きを決めることができず、PLCの基板面を基準とした、レーザチップのあおり方向の位置合わせが難しいが、後述の実施例2に示すようにアライメント光の導波路を途中で分岐し、アライメント光の出力を2つ以上設け、信号光の出力と合わせて、3箇所以上の光結合部の出力をモニタするようにすれば、それらのモニタされる出力光に対応する光結合部の位置関係が、少なくとも3つは一直線上にならない位置へ配置することで、少なくとも3点で面を規定可能となるので、あおりを容易に補正することができ、その結果、結合効率をさらに高め、簡易なアライメントを可能とすることもできる。   When there is only one output of alignment light, only two optical coupling parts can be monitored together with the signal light, so the inclination of the laser chip substrate surface cannot be determined, and the substrate surface of the PLC is used as a reference. Although alignment of the tilt direction of the laser chip is difficult, as shown in Example 2 to be described later, the alignment light waveguide is branched in the middle, two or more alignment light outputs are provided, and combined with the signal light output, If the outputs of three or more optical coupling portions are monitored, the positional relationship of the optical coupling portions corresponding to the monitored output light is arranged at a position where at least three are not in a straight line. Since the surface can be defined by at least three points, the tilt can be easily corrected. As a result, the coupling efficiency can be further improved and simple alignment can be achieved.

このように、ミラーを用いた光結合によるレーザとPLCのスタック実装の際に、レーザの後方出力をアライメント光として利用し、1つのレーザを駆動するだけで、信号光とアライメント光を出力し、PLCへ結合する光強度をそれぞれモニタし、最大値となるようにアライメントすることで、高精度かつ簡便にアライメントすることができる。   In this way, when stacking a laser and PLC by optical coupling using a mirror, the rear output of the laser is used as alignment light, and only one laser is driven to output signal light and alignment light. By monitoring the intensity of light coupled to the PLC and aligning them to the maximum value, alignment can be performed with high accuracy and simplicity.

従来の光送信器では、アライメント光が無いため、結合ずる信号光の光強度を、合波器を介してモニタすることになり、回転方向など、どの方向に微動させて位置合わせするのが良いかを判断しにくく、煩雑なアライメントになってしまう。また、アライメント光用のレーザを集積することで、高精度にアライメントすることができるものの、信号を載せないレーザが別途必要になるだけでなく、2つ以上のレーザを駆動する必要があり、そのレーザを駆動するための配線といった実装構造が複雑になってしまう問題があった。   In the conventional optical transmitter, since there is no alignment light, the light intensity of the combined signal light is monitored via the multiplexer, and it is better to finely move it in any direction such as the rotation direction. It is difficult to judge whether or not the alignment is complicated. In addition, by integrating alignment light lasers, high-precision alignment can be achieved, but not only a separate laser that does not carry signals is required, but it is necessary to drive two or more lasers. There is a problem that the mounting structure such as wiring for driving the laser becomes complicated.

一方、本発明では、レーザの後方出力をアライメント光として利用する工夫により、集積型光デバイスを、簡便な構成、かつ簡易なアライメントで実装して提供することが可能になる。   On the other hand, in the present invention, an integrated optical device can be mounted and provided with a simple configuration and simple alignment by using the rear output of the laser as alignment light.

(実施例2)
図2に、本発明の実施例2にかかる光送信器を構成するレーザ基板20の構造を示す。
(Example 2)
FIG. 2 shows the structure of the laser substrate 20 constituting the optical transmitter according to the second embodiment of the present invention.

本実施例では基板20上には、レーザアレイチップとして上から順に4つのDFBレーザ21〜24と、対応する4つの信号光用導波路、4つのレーザのうち1つ(例えばDFBレーザ21とする)の後方出力に接続された曲げ構造を含むアライメント光用の導波路25、アライメント光用導波路の途中に設けたMMI型1×2分岐回路26、および、それぞれの導波路の端に設けた光路変換ミラー21a〜26aが構成される。   In this embodiment, on the substrate 20, four DFB lasers 21 to 24 as a laser array chip in order from the top, four corresponding signal light waveguides, and one of the four lasers (for example, DFB laser 21). ) Of the alignment light including the bending structure connected to the rear output of the MMI type 1 × 2 branch circuit 26 provided in the middle of the alignment light waveguide, and provided at the end of each waveguide. Optical path conversion mirrors 21a to 26a are configured.

アライメント光用導波路の分岐数は3以上とすることも可能であるが、レーザチップのあおり方向の位置合わせも確実に行うには、分岐されたアライメント光用のミラー(この場合25a、26a)と、信号光のミラー(ここでは21a)と合わせて少なくとも3つ以上の光結合部があり、少なくとも3つが一直線上にならない位置へ配置されることが必要である。   The number of branches of the alignment light waveguide may be three or more. However, in order to reliably align the laser chip in the tilt direction, the branched alignment light mirrors (in this case, 25a and 26a) In addition, there are at least three or more optical coupling portions together with the signal light mirror (here 21a), and at least three of them need to be arranged at positions that are not in a straight line.

チップの大きさは2.0×2.5mmとし、DFBレーザの共振長を400μmとした。   The chip size was 2.0 × 2.5 mm, and the resonance length of the DFB laser was 400 μm.

(レーザ基板の部分断面図)
図3に、DFBレーザ31、光導波路32、ミラー33が形成された、図2の半導体チップ基板20のレーザから光結合部の部分断面図(例えば、図2のDFBレーザ21からミラー21aに相当する部分の断面図)を示す。
(Partial sectional view of laser substrate)
3 is a partial cross-sectional view of the laser-to-optical coupling portion of the semiconductor chip substrate 20 in FIG. 2 in which the DFB laser 31, the optical waveguide 32, and the mirror 33 are formed (for example, corresponding to the mirror 21a from the DFB laser 21 in FIG. 2). Sectional drawing of the part to do) is shown.

DFBレーザ31(21)の層構造は、下からn電極31a、n−InP基板31b、n−InPクラッド層31c、DFBレーザの活性層31d、DFBレーザのガイド層31e、p−InPクラッド層31f、レーザのp電極31gが形成されている。ガイド層にはEB(electron beam)描画により、回折格子が形成されている。   The layer structure of the DFB laser 31 (21) is as follows: n electrode 31a, n-InP substrate 31b, n-InP clad layer 31c, DFB laser active layer 31d, DFB laser guide layer 31e, p-InP clad layer 31f. A p-electrode 31g of the laser is formed. A diffraction grating is formed on the guide layer by EB (electron beam) drawing.

導波路、およびミラー部の層構造は、下からn電極、n−InP基板、n−InPクラッド層、導波路のコア層32a、ノンドープのInPとなっている。   The layer structure of the waveguide and mirror part is, from the bottom, an n electrode, an n-InP substrate, an n-InP clad layer, a waveguide core layer 32a, and non-doped InP.

レーザの中心部分(図3の点線で囲まれた部分)には、発振波長の単一モードを実現するために、回折格子を四分の一波長だけ位相シフトした四分の一波長(λ/4)シフトが設けられている。   In the central part of the laser (the part surrounded by the dotted line in FIG. 3), in order to realize a single mode of the oscillation wavelength, a quarter wavelength (λ / 4) A shift is provided.

1つの半導体チップ内では、活性層の組成は同一で、波長を変えるには回折格子のピッチを変えることにより行う。DFBレーザ21〜24の発振波長は、例えばそれぞれ次の範囲の中心波長に設計されているが、本発明はその波長に捕われるものではない。   In one semiconductor chip, the composition of the active layer is the same, and the wavelength is changed by changing the pitch of the diffraction grating. For example, the oscillation wavelengths of the DFB lasers 21 to 24 are designed to be center wavelengths in the following ranges, respectively, but the present invention is not limited to these wavelengths.

DFBレーザ21:1294.53−1296.59nm、
DFBレーザ22:1299.02−1301.09nm、
DFBレーザ23:1303.54−1305.63nm、
DFBレーザ24:1308.09−1310.19nm。
DFB laser 21: 1294.53-1296.59 nm,
DFB laser 22: 1299.02-1301.09 nm,
DFB laser 23: 1303.54-1305.63 nm,
DFB laser 24: 1308.009-130.19 nm.

上記の構造を作製するプロセスは、n−InP基板31b上にn−InPクラッド層31c、DFBレーザの活性層31d、DFBレーザのガイド層31eを成長した初期基板を用いる。初めに基板表面に回折格子を形成した後、再成長によって回折格子を埋め込みp−InPクラッド層31fを形成する。次に、メサ構造をエッチングによって形成し、再び埋め込み再成長によってメサ両脇にFeをドーピングした半絶縁性InP層を形成することで、共振器水平方向でみるところのメサ両脇にInP層が形成された埋め込みヘテロ構造を有する。続いて、共振器の両終端をエッチングし、導波路のコア層32a、ノンドープのInPの埋め込み再成長を行った。最後にn側、p側の電極31a,31gを形成した後、埋め込み再成長を行ったノンドープInP領域に、基板に対して45度の角度をなしてエッチングし、PLCとの光結合部を構成するミラー33(21a)を形成した。   The process for manufacturing the above structure uses an initial substrate on which an n-InP clad layer 31c, an active layer 31d of a DFB laser, and a guide layer 31e of a DFB laser are grown on an n-InP substrate 31b. First, after forming a diffraction grating on the substrate surface, the diffraction grating is embedded by regrowth to form a p-InP cladding layer 31f. Next, a mesa structure is formed by etching, and a semi-insulating InP layer doped with Fe is formed on both sides of the mesa by burying regrowth again, so that the InP layer is formed on both sides of the mesa as viewed in the horizontal direction of the resonator. It has a buried heterostructure formed. Subsequently, both ends of the resonator were etched, and the core layer 32a of the waveguide and non-doped InP were buried and regrown. Finally, after forming the n-side and p-side electrodes 31a and 31g, the buried regrowth non-doped InP region is etched at an angle of 45 degrees with respect to the substrate to form an optical coupling portion with the PLC. A mirror 33 (21a) was formed.

(PLCの構成)
図4に、図2の光送信器の基板構成に対応する合波用光回路であるPLC40の構成を示す。
図4および次の図6のPLCの記載では、導波路や光回路は点線で表現されている事から分かるように、シリコン基板の裏面側に形成された構造であることに注意する。
(PLC configuration)
FIG. 4 shows a configuration of a PLC 40 that is a multiplexing optical circuit corresponding to the substrate configuration of the optical transmitter of FIG.
Note that in the description of the PLC in FIG. 4 and the next FIG. 6, the waveguide and the optical circuit are structures formed on the back side of the silicon substrate, as can be seen from the dotted lines.

図4のPLC40は、合波用光回路として、下方にある図2の光送信器の基板20から到来する4つの信号光を光路変換ミラー41b〜44bで入力してAWG49へ伝搬する4本の導波路と、4つの入力信号光を1出力へ合波するAWG49と、AWG49で合波され出力された1つの信号光をチップ端の信号光ポート40dへ伝搬する1本の導波路を有している。   The PLC 40 shown in FIG. 4 receives four signal lights coming from the optical transmitter substrate 20 shown in FIG. 2 below through the optical path conversion mirrors 41b to 44b as propagation optical circuits and propagates them to the AWG 49. A waveguide, an AWG 49 for multiplexing four input signal lights to one output, and one waveguide for propagating one signal light multiplexed and outputted by the AWG 49 to the signal light port 40d at the chip end ing.

また、図4のPLC40は、アライメント用の構成として、下方にある図2の光送信器の基板20からの2つのアライメント光を光路変換ミラー45b、46bで入力してチップ端の2つのアライメント光ポート45d、46dへ伝搬する2つのアライメント光用導波路45c、46cも有している。   Further, the PLC 40 of FIG. 4 has two alignment lights at the chip end by inputting two alignment lights from the optical transmitter substrate 20 of FIG. 2 below by the optical path conversion mirrors 45b and 46b as a configuration for alignment. Two alignment light waveguides 45c and 46c propagating to the ports 45d and 46d are also provided.

アライメントの際にモニタされる信号光と2つのアライメント光を受ける計3つのミラー41b、45b、46bは、図2のミラー21a、25a、26aに対応して、同一直線上にない位置に配置されていることが分かる。   A total of three mirrors 41b, 45b, and 46b that receive the signal light and the two alignment lights that are monitored during the alignment are arranged at positions that are not on the same straight line corresponding to the mirrors 21a, 25a, and 26a in FIG. I understand that

(PLCミラー部の断面構造)
図5に、図4のPLC40の光結合部を構成する光路変換ミラー(例えば41b)部分の断面構造を示す。
(Cross sectional structure of PLC mirror)
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of an optical path conversion mirror (for example, 41b) constituting the optical coupling portion of the PLC 40 of FIG.

なお、この図5ではPLC40に基板20から入射する信号光やアライメント光は右上の矢印で図示のように上方から下方に到来し、図4および図6に見取り図として記載のPLC40とは基板の面の上下が逆になっていることに注意する。   In FIG. 5, the signal light and alignment light incident on the PLC 40 from the substrate 20 arrive from the upper side to the lower side as shown by the upper right arrow, and the PLC 40 described as a sketch in FIGS. 4 and 6 is the surface of the substrate. Note that the top and bottom of the are upside down.

上記の構造を作製するプロセスは、まず適切な工程により作製した石英系PLC40を用意し、ドライエッチングにより深さが導波路より深くなるように30度から60度の間、例えば45度の傾斜面(傾斜構造51)を形成する(例えば前記特許文献2を参照)。   In the process of manufacturing the above structure, firstly, a quartz-based PLC 40 manufactured by an appropriate process is prepared, and an inclined surface of 30 to 60 degrees, for example, 45 degrees, so that the depth becomes deeper than the waveguide by dry etching. (Inclined structure 51) is formed (see, for example, Patent Document 2).

なお、傾斜面の作製方法が、発明の効果を限定するものではないが、ドライエッチングにより作製することで高精度かつ自由度の高いミラーレイアウトが可能となる。   In addition, although the manufacturing method of an inclined surface does not limit the effect of invention, mirror layout with high precision and a high degree of freedom is attained by manufacturing by dry etching.

続いて傾斜面に対し、蒸着またはスパッタなどにより金やアルミ等の金属を被着させ反射膜とし、ミラー52を形成する。このとき、蒸着源、またはスパッタリングターゲットに対して基板表面を傾斜させることで、傾斜面に反射膜が成膜される。ミラーの位置は、レーザの出力ポートからのビーム照射位置に対応するように、エッチングシフト等を考慮して設定する。   Subsequently, a metal such as gold or aluminum is deposited on the inclined surface by vapor deposition or sputtering to form a reflection film, and the mirror 52 is formed. At this time, the reflective film is formed on the inclined surface by inclining the substrate surface with respect to the vapor deposition source or the sputtering target. The position of the mirror is set in consideration of etching shift or the like so as to correspond to the beam irradiation position from the laser output port.

上記の光送信器20とPLC40をスタック実装することで、集積型デバイスが実現できる。   An integrated device can be realized by stack mounting the optical transmitter 20 and the PLC 40 described above.

(実施例2の光送信装置実装例)
図6に、本発明の実施例2の基板20とPLC40のスタック実装により構成した光送信装置の実装例を示す。上記の光送信器とPLCを実際にアライメントし、本発明の効果を検証した。
(Example of mounting an optical transmission device according to the second embodiment)
FIG. 6 shows a mounting example of an optical transmission apparatus configured by stack mounting of the substrate 20 and the PLC 40 according to the second embodiment of the present invention. The above optical transmitter and PLC were actually aligned to verify the effect of the present invention.

まず、信号光の光結合部を中心に粗い位置合わせをした後、アライメント光用導波路の接続されたレーザ21を駆動して、波長約1.3μmの光を出力しながら、PLC端面の信号光ポート40dと2つのアライメント光ポート45d、46dから出射される光強度を、それぞれファイバを介してモニタし、アライメントを行う。   First, after roughly aligning the optical coupling portion of the signal light as a center, the laser 21 connected to the alignment light waveguide is driven to output light having a wavelength of about 1.3 μm, while the signal on the PLC end face is output. The light intensity emitted from the optical port 40d and the two alignment optical ports 45d and 46d is monitored through the fibers, and alignment is performed.

レーザの信号光出力を1mWに設定し、モニタしている信号光ポート40dの光強度が最大となるように、チップの水平方向に位置合わせした。このとき、光強度0.1mW程度のアライメント光も、2つのアライメント光ポート45d、46dから出力されている。   The signal light output of the laser was set to 1 mW, and alignment was performed in the horizontal direction of the chip so that the light intensity of the monitored signal light port 40d was maximized. At this time, alignment light having a light intensity of about 0.1 mW is also output from the two alignment light ports 45d and 46d.

続いて、信号光ポート40dに加えて2つのアライメント光出力ポートの片方、例えば45dの光強度もモニタしながら、モニタする2ポートの光強度が最大となるように、レーザチップ表面の水平回転方向に位置合わせした。   Subsequently, while monitoring the light intensity of one of the two alignment light output ports in addition to the signal light port 40d, for example, 45d, the horizontal rotation direction of the laser chip surface so that the light intensity of the two ports to be monitored is maximized. Aligned.

更に、残るアライメント光出力ポート46dの光強度もモニタしながら、モニタする3ポートの光強度が最大となるよう、チップのあおり方向に位置合わせを行った。   Further, while monitoring the light intensity of the remaining alignment light output port 46d, the alignment was performed in the tilt direction of the chip so that the light intensity of the three ports to be monitored was maximized.

最後にチップ間距離を徐々に近づけていき、チップ間距離の調整を行った。   Finally, the distance between the chips was gradually reduced to adjust the distance between the chips.

このとき、残る3つのレーザを一つずつ出力1mWで駆動し、それぞれの損失を評価すると、位置ずれによる損失は0.3dB以下であり、高精度なアライメントができていることが分かった。このように、レーザの後方出力をアライメント光として利用する構造を設けることで、簡便な構造で、高効率の光結合ができる実装が可能となり、小型の集積型光デバイスを提供できる。   At this time, when the remaining three lasers were driven one by one at an output of 1 mW and the respective losses were evaluated, it was found that the loss due to misalignment was 0.3 dB or less, and high-precision alignment was achieved. As described above, by providing a structure that uses the rear output of the laser as alignment light, it is possible to mount the optical coupling with high efficiency with a simple structure, and a small integrated optical device can be provided.

本発明ではDFBレーザが4つ、PLC上の合波器としてAWGを用いた例を説明したが、レーザの数や種類、合波器の分岐数や種類は上記に捕われない。また、(直接変調型の)DFBレーザではなく、EA変調器集積DFBレーザでも構わない。さらにPLC側も、光合波器としてのAWGに捕われるものではなく、PLCとして構成されるものであれば、方向性結合器、Y分岐、マッハ・ツエンダ、誘電体多層膜フィルタ、MMI、もしくはその組み合わせなど、何でも構わない。   In the present invention, an example in which four DFB lasers and an AWG are used as a multiplexer on the PLC has been described, but the number and types of lasers and the number of branches and types of multiplexers are not captured above. Further, an EA modulator integrated DFB laser may be used instead of the (direct modulation) DFB laser. Furthermore, the PLC side is not captured by the AWG as an optical multiplexer, but if it is configured as a PLC, a directional coupler, a Y branch, a Mach Zünder, a dielectric multilayer filter, an MMI, or its Any combination is acceptable.

以上説明したように、本発明によれば、アライメント用のレーザを別途設けることなくレーザのミラーを用いたスタック実装において、レーザとPLCのような光回路素子の間を光結合するためのアライメントを簡便に行うことが可能で、かつ簡易な構造を備えた光送信器および光送信装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, in stack mounting using a laser mirror without separately providing an alignment laser, alignment for optical coupling between a laser and an optical circuit element such as a PLC is performed. It is possible to provide an optical transmitter and an optical transmission apparatus that can be simply performed and have a simple structure.

1、20 基板
2、72 レーザ
3 信号光導波路
4、25、45c、46c アライメント光導波路
3a、3b、4a、4b、21a〜26a、33、41b〜46b、52、72e、74e ミラー
3c、4c 石英導波路
3d、40d 信号光ポート
4d、45d、46d アライメント光ポート
5、74、40 PLC
21〜24、31 DFBレーザ
26 MMI型分岐回路
31a n電極
31b n−InP基板
31c n−InPクラッド層
31d,72a 活性層
31e、72b ガイド層
31f p−InPクラッド層
31g p電極
32 導波路
32a、53、74b 導波路コア
49 AWG
51 傾斜構造
74a オーバークラッド
74c アンダークラッド
73 ハンダ
1, 20 Substrate 2, 72 Laser 3 Signal optical waveguide 4, 25, 45c, 46c Alignment optical waveguide 3a, 3b, 4a, 4b, 21a-26a, 33, 41b-46b, 52, 72e, 74e Mirror 3c, 4c Quartz Waveguide 3d, 40d Signal optical port 4d, 45d, 46d Alignment optical port 5, 74, 40 PLC
21 to 24, 31 DFB laser 26 MMI branch circuit 31a n electrode 31b n-InP substrate 31c n-InP clad layer 31d, 72a active layer 31e, 72b guide layer 31f p-InP clad layer 31g p electrode 32 waveguide 32a, 53, 74b Waveguide core 49 AWG
51 Inclined Structure 74a Overclad 74c Underclad 73 Solder

Claims (4)

基板上に少なくとも1つのレーザが設けられた光送信器であって、
少なくとも1つの前記レーザの両端に信号光の出力導波路とアライメント光の出力導波路が設けられ、
前記信号光およびアライメント光の前記出力導波路の先に、前記信号光およびアライメント光を光路変換するミラーがそれぞれ設けられ
記信号光または前記アライメント光の前記出力導波路に、前記アライメント光と前記信号光の伝搬方向を基板面内において同じ方向に曲げる導波路が設けられており、
前記アライメント光の前記出力導波路に、前記光路変換の前に前記アライメント光を2つ以上に分岐する構造が設けられ、
前記分岐されたアライメント光の出力導波路の先にも光路変換するミラーがそれぞれ設けられ、
基板面と前記ミラーの反射面のなす角度をミラー角度としたとき、前記ミラー角度は30度から60度の間とされ、
前記信号光の1つと併せて光路変換する前記ミラーが少なくとも3つ以上設けられ、
前記ミラーのうち、少なくとも3つが一直線上にならない位置に形成されている
ことを特徴とする光送信器。
An optical transmitter provided with at least one laser on a substrate,
An output waveguide for signal light and an output waveguide for alignment light are provided at both ends of at least one of the lasers,
Mirrors for optically converting the signal light and the alignment light are respectively provided at the tip of the output waveguide of the signal light and the alignment light .
The output waveguides before SL signal light or the alignment light, the propagation direction of the alignment light and the signal light and waveguide bend in the same direction is provided in the substrate surface,
The output waveguide of the alignment light is provided with a structure that branches the alignment light into two or more before the optical path conversion,
A mirror that converts the optical path is also provided at the tip of the output waveguide of the branched alignment light,
When the angle formed by the substrate surface and the reflecting surface of the mirror is the mirror angle, the mirror angle is between 30 degrees and 60 degrees,
At least three or more of the mirrors that change the optical path together with one of the signal lights are provided,
An optical transmitter characterized in that at least three of the mirrors are formed at positions that are not in a straight line .
請求項に記載の光送信器において、
同じミラー角度でそれぞれのミラーが形成されている
ことを特徴とする光送信器。
The optical transmitter according to claim 1 ,
An optical transmitter characterized in that each mirror is formed at the same mirror angle.
請求項1または2に記載の光送信器において、
前記基板上に2つ以上のレーザが設けられ、
前記レーザのそれぞれに信号光の出力導波路、および光路変換ミラーが設けられ、
前記レーザのうち、1つ以上に曲げ構造を含むアライメント光の出力導波路が設けられ、アライメント光を信号光の伝搬方向に曲げ、前記出力導波路の先に設けられたミラーにより光路変換する構造が設けられている
ことを特徴とする光送信器。
The optical transmitter according to claim 1 or 2 ,
Two or more lasers are provided on the substrate;
Each of the lasers is provided with an output waveguide of signal light, and an optical path conversion mirror,
A structure in which one or more of the lasers is provided with an output waveguide for alignment light including a bending structure, the alignment light is bent in the propagation direction of signal light, and the optical path is converted by a mirror provided at the tip of the output waveguide. An optical transmitter characterized in that is provided.
請求項1からのいずれかに記載の光送信器がPLC上に搭載される光送信装置であって、
前記PLCには、
前記光送信器からの信号光の光路を変換する第1の光路変換ミラーと、
前記第1の光路変換ミラーで光路が変換された前記信号光を伝搬する第1の導波路と、
前記光送信器からのアライメント光の光路を変換する第2の光路変換ミラーと、
前記第2の光路変換ミラーで光路が変換された前記アライメント光を伝搬する第2の導波路と、
を有することを特徴とする光送信装置。
An optical transmitter in which the optical transmitter according to any one of claims 1 to 3 is mounted on a PLC,
The PLC includes
A first optical path conversion mirror for converting the optical path of the signal light from the optical transmitter;
A first waveguide for propagating the signal light whose optical path has been converted by the first optical path conversion mirror;
A second optical path conversion mirror for converting the optical path of the alignment light from the optical transmitter;
A second waveguide for propagating the alignment light whose optical path has been converted by the second optical path conversion mirror;
An optical transmitter characterized by comprising:
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