JPH03100505A - Optical coupling structure of optical waveguide and light receiving device - Google Patents

Optical coupling structure of optical waveguide and light receiving device

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JPH03100505A
JPH03100505A JP23558289A JP23558289A JPH03100505A JP H03100505 A JPH03100505 A JP H03100505A JP 23558289 A JP23558289 A JP 23558289A JP 23558289 A JP23558289 A JP 23558289A JP H03100505 A JPH03100505 A JP H03100505A
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JP
Japan
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optical
waveguide
lens
light
optical waveguide
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JP23558289A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Takamatsu
高松 道弘
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the optical coupling structure of an optical waveguide and a light receiving device which is suitable for facilitating the assembling work by interposing a planar micro-lens in which many lens parts are formed like a plane between a waveguide substrate on which the optical waveguide is formed and a base provided with the light receiving device. CONSTITUTION:Between a waveguide substrate 4 on which an optical waveguide 2 is formed and a base 8 provided with the light receiving device 6, a plate micro-lens 12 in which many lens parts 10 are formed like a plane is interposed. In this state, a light beam emitted from the optical waveguide 2 is converged by one lens part of many lens parts 10 and made incident on the light receiving device 6. That is, by setting suitably the thickness of the planar micro-lens 12 to match a focal distance, optical coupling can be executed without executing a position adjustment in the optical axis direction of the waveguide substrate 4 and the base 8, when the planar micro-lens 12 is interposed between the waveguide substrate 4 on which the optical waveguide 2 is formed and the base 8 provided with the light receiving device. In such a manner, the assembling work of a device at the time of executing optical coupling of the optical waveguide 4 and the light receiving device 6 is facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】 目    次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 (第1図)作   用  
             (第2図)実 施 例  
 (第3図〜第12図)発明の効果 概要 光導波路と受光器の光学的結合構造に関し、主として組
立作業の容易化を目的とし、光導波路が形成された導波
路基板と受光器が備えられた基台との間に、多数のレン
ズ部が平面的に形成された平板マイクロレンズを介在さ
せ、上記光導波路から出射した光を上記多数のレンズ部
のうちのいずれかのレンズ部により収束させて上記受光
器に入射させるようにして構成する。
[Detailed Description of the Invention] Table of Contents Overview Industrial Field of Application Conventional Technology Means for Solving Problems to be Solved by the Invention (Figure 1) Function
(Figure 2) Example of implementation
(Figures 3 to 12) Outline of Effects of the Invention Regarding the optical coupling structure of an optical waveguide and a light receiver, a waveguide substrate on which an optical waveguide is formed and a light receiver are provided, mainly for the purpose of facilitating assembly work. A flat plate microlens having a plurality of lens parts formed in a plane is interposed between the base and the plurality of lens parts, and the light emitted from the optical waveguide is converged by one of the plurality of lens parts. The light beam is configured such that the light is incident on the light receiver.

産業上の利用分野 本発明は光導波路と受光器の光学的結合構造に関する。Industrial applications The present invention relates to an optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiver.

近年、光通信技術の進展に伴い、光伝搬媒体として光導
波路を備えた光デバイスが、小型化に適したものとして
種々提供されている。この種の光デバイスを構成する場
合において、光信号を電気信号に変換する受光器と光導
波路とを光学的に結合しようとするときには、光導波路
と受光器の相対的な位置関係が直接的に受光効率に影響
を及ぼし、場合によっては収束作用を有するレンズの使
用が必要不可欠となり、そのような光学的結合構造の最
適化が模索されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of optical communication technology, various optical devices equipped with optical waveguides as optical propagation media have been provided as being suitable for miniaturization. When configuring this type of optical device, when attempting to optically couple an optical receiver that converts an optical signal into an electrical signal and an optical waveguide, the relative positional relationship between the optical waveguide and the optical receiver is directly determined. The use of a lens that affects the light receiving efficiency and has a converging effect in some cases is essential, and optimization of such an optical coupling structure is being sought.

従来の技術 拡散型光導波路等の光導波路の端部から出射した光をフ
ォトダイオード等の受光器の受光部に入射させる場合、
光導波路の端部からその開口数に応じて放射された光を
直接的に受光部に入射させようとすると、特に光導波路
がシングルモードタイプである場合に、トレランス(相
対的位置関係についての許容量)が著しく小さい。この
ため、光導波路の端部と受光器との間に収束作用を有す
るレンズを介在させ、上記トレランスを大きくするよう
にしている。
Conventional technology When the light emitted from the end of an optical waveguide such as a diffused optical waveguide is made to enter the light receiving part of a light receiver such as a photodiode,
If you try to make the light emitted from the end of the optical waveguide according to its numerical aperture directly enter the light receiving part, especially if the optical waveguide is a single mode type, there will be tolerance (permission regarding relative positional relationship). capacity) is extremely small. For this reason, a lens having a convergence effect is interposed between the end of the optical waveguide and the light receiver to increase the above-mentioned tolerance.

受光器の光学的結合構造の提供を発明の目的とする。An object of the invention is to provide an optical coupling structure for a light receiver.

一方、光導波路が互いに近接して複数ある場合、これら
複数の光導波路と各光導波路に対応する複数の受光器と
の間にそれぞれレンズを介在させることが、組立作業を
行う上で著しく困難になるとがある。
On the other hand, when there are multiple optical waveguides close to each other, it becomes extremely difficult to interpose lenses between the multiple optical waveguides and the multiple light receivers corresponding to each optical waveguide during assembly work. There is a thing that happens.

そこで、複数の光導波路が互いに近接して設けられてい
る場合にも容易に組立作業を行うことができる光導波路
と受光器の光学的結合構造の提供を発明の目的とする。
Therefore, it is an object of the invention to provide an optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiver, which can be easily assembled even when a plurality of optical waveguides are provided close to each other.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、光導波路と受光器の間にレンズを介在さ
せるに際しては、レンズの位置決めについて光導波路及
び受光部の位置決め精度とほとんど同等の位置決め精度
が要求されることから、微細な組立作業が要求され、光
デバイスの製造性が良くないという問題があった。
Problems to be Solved by the Invention However, when interposing a lens between an optical waveguide and a light receiver, the positioning accuracy of the lens is required to be almost the same as that of the optical waveguide and the light receiving section. This method requires extensive assembly work, which poses a problem in that the manufacturability of optical devices is poor.

そこで、組立作業の容易化に適した光導波路と課題を解
決するための手段 第1図は本発明の基本構成図である。この光導波路と受
光器の光学的結合構造は、光導波路2が形成された導波
路基板4と受光器6が備えられた基台8との間に、多数
のレンズ部10が平面的に形成された平板マイクロレン
ズ12を介在させ、上記光導波路2から出射した光を上
記多数のレンズ部10のうちのいずれかのレンズ部によ
り収束させて上記受光器6に入射させるようにしたもの
である。
Therefore, an optical waveguide suitable for facilitating assembly work and a means for solving the problem are shown in FIG. 1. FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention. In this optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiver, a large number of lens parts 10 are formed in a plane between a waveguide substrate 4 on which an optical waveguide 2 is formed and a base 8 on which a light receiver 6 is provided. A flat plate microlens 12 is interposed therebetween, and the light emitted from the optical waveguide 2 is converged by one of the plurality of lens sections 10 and is made to enter the light receiver 6. .

作   用 光導波路と受光器の光学的結合を平板マイクロレンズの
レンズ部により行っているので、次のような作用が生じ
る。すなわち、平板マイクロレンズのレンズ部の焦点距
離はその形状、屈折率分布等に応じて一律に決まるので
、この焦点距離に合わせて平板マイクロレンズの厚みを
適当に設定してふくことによって、光導波路が形成され
た導波路基板と受光器が備えられた基台との間に平板マ
イクロレンズを介在させたときに、導波路基板と基台の
光軸方向の位置調整を行うことなしに、光学的結合をな
すことができる。
Since the working optical waveguide and the light receiver are optically coupled by the lens portion of the flat microlens, the following effects occur. In other words, the focal length of the lens part of a flat microlens is uniformly determined according to its shape, refractive index distribution, etc., so by appropriately setting and cleaning the thickness of the flat microlens according to this focal length, the optical waveguide can be When a flat plate microlens is interposed between a waveguide substrate on which is formed and a base provided with a light receiver, optical It is possible to make a physical combination.

多数のレンズ部が平面的に形成された平板マイクロレン
ズを用い、光導波路から出射した光を上記多数のレンズ
部のうちのいずれかのレンズ部により収束させて受光器
に入射させるようにしたことにより生じる作用は次の通
りである。第2図は単一のレンズ部10が形成された平
板マイクロレンズ12を導波路基板4に密着させ、平板
マイクロレンズ12が紙面に垂直な平面上で導波路基板
4に対して摺動自在にされた状態が示されている。
A flat plate microlens having a plurality of lens parts formed in a plane is used, and the light emitted from the optical waveguide is converged by one of the plurality of lens parts and made to enter the light receiver. The effects caused by this are as follows. In FIG. 2, a flat plate microlens 12 on which a single lens portion 10 is formed is brought into close contact with the waveguide substrate 4, and the flat plate microlens 12 is slidably moved relative to the waveguide substrate 4 on a plane perpendicular to the plane of the paper. The current state is shown.

一般に、導波路基板4に形成された光導波路2の幅Wは
5〜10μmであり、平板マイクロレンズ12のレンズ
部10の径dは10〜40μmであるから、このように
微細なもの同士を、平板マイクロレンズ12を導波路基
板4に対して摺動させることによって位置調整するに際
して、第2図に示すようにレンズ部10が単一である場
合には、レンズ部10が光導波路2の端面に対してどの
ような位置関係にあるかを容易に知ることができないの
で、組立作業が容易でない。これに対して、第1図に示
した本発明の基本構成のように、平板マイクロレンズ1
2のレンズ部10が多数である場合には、多数のレンズ
部10のうちのいずれのレンズ部が光導波路2に相対し
たとしてもレンズ部の機能が確保されるので、組立作業
が容易になる。この場合、光導波路2に相対したレンズ
部10と光導波路2の端面との高精度な相対的な位置関
係の調整は、例えば、光導波路2からレンズ部10を介
して光が出射するようにしておき、その出射光線軸が光
導波路2の光軸と一致するように平板マイクロレンズ1
2を導波路基板4に対して微動させることにより行うこ
とができる。
Generally, the width W of the optical waveguide 2 formed on the waveguide substrate 4 is 5 to 10 μm, and the diameter d of the lens portion 10 of the flat microlens 12 is 10 to 40 μm. When adjusting the position by sliding the flat microlens 12 with respect to the waveguide substrate 4, if the lens part 10 is single as shown in FIG. Since the positional relationship with respect to the end face cannot be easily known, assembly work is not easy. On the other hand, as in the basic configuration of the present invention shown in FIG.
In the case where there are a large number of lens sections 10 of 2, the function of the lens section is ensured no matter which lens section of the large number of lens sections 10 faces the optical waveguide 2, so the assembly work becomes easier. . In this case, the highly accurate adjustment of the relative positional relationship between the lens section 10 and the end surface of the optical waveguide 2 facing the optical waveguide 2 can be performed, for example, by adjusting the relative positional relationship such that light is emitted from the optical waveguide 2 via the lens section 10. Then, attach the flat microlens 1 so that its output beam axis coincides with the optical axis of the optical waveguide 2.
This can be done by slightly moving the waveguide substrate 2 relative to the waveguide substrate 4.

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第3図は本発明を適用することができるコヒーレント光
通信用受信装置のブロック図である。14は信号光P、
と局発光(局部発振光)Ptを加えるとともに分配する
導波路型光カプラ、16は導波路型光カプラ14からの
光を光−電気変換して光検波を行うツインビンチップ、
18はツインビンチップ16からの検波信号を後段に送
るためのフロントエンド回路である。ツインビンチップ
16は、同一特性のPIN フォトダイオードからなる
2つの受光器5a、5bを直列接続し、各受光器(3a
、5bに生じた光電流の差信号を検波信号として取り出
すように構成されている。
FIG. 3 is a block diagram of a receiving device for coherent optical communication to which the present invention can be applied. 14 is a signal light P;
and a waveguide type optical coupler that adds and distributes the local light (local oscillation light) Pt; 16 is a twin bin chip that performs optical detection by optically converting the light from the waveguide type optical coupler 14;
18 is a front end circuit for sending the detection signal from the twin bin chip 16 to the subsequent stage. The twin bin chip 16 has two photodetectors 5a and 5b made of PIN photodiodes with the same characteristics connected in series, and each photodetector (3a
, 5b is configured to extract a difference signal between the photocurrents generated in the photocurrents as a detection signal.

導波路型光カプラ14で分配された光が受光器(ia、
(3bにそれぞれ入射すると、受光器5a。
The light distributed by the waveguide type optical coupler 14 is transmitted to a light receiver (ia,
(When the light enters the light receiver 5a, the light enters the light receiver 5a.

6bの二乗検波特性によって信号光の周波数と局発光の
周波数との差の周波数を有する検波信号が得られるが、
このとき、導波路型光カプラ14における非対称的な位
相反転作用とツインビンチップ16の作用とによって、
信号光に基づく検波信、号は相乗され、局発光の強度雑
音成分に基づく検波信号は相殺され、高い受信感度での
信号光の受信が可能になる。
Due to the square law detection characteristic of 6b, a detected signal having a frequency that is the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the local light is obtained,
At this time, due to the asymmetric phase inversion effect in the waveguide type optical coupler 14 and the effect of the twin bin chip 16,
The detected signal based on the signal light is multiplied, and the detected signal based on the intensity noise component of the local light is canceled out, making it possible to receive the signal light with high reception sensitivity.

こうした局発光の強度雑音成分の影響を効果的に排除す
るためには、導波路型光カプラ14で1:1に分配され
た光を同一の光路長でそれぞれ受光器[3a、(ibに
導き入れ、しかも、同一の結合効率でそれぞれ受光器6
a、6bに光学的に結合することが望ましい。換言する
と、導波路型光カプラ14とツインビンチップの受光器
5a、(ibとを光学的に結合するに際して、導波路型
光カプラ14の機能部と受光器6a、6bとを結ぶ光路
長がばらついたり、あるいは、結合効率がばらつくと、
ツインピンナツプを使用することによる受信感度の改善
が不十分になる。そこで、導波路型光カブラとツインビ
ンチップの受光器との光学的結合に本発明を適用する。
In order to effectively eliminate the influence of such intensity noise components of the local light, it is necessary to guide the light distributed 1:1 by the waveguide type optical coupler 14 to the light receivers [3a, (ib) with the same optical path length. and each receiver 6 with the same coupling efficiency.
It is desirable to optically couple to a and 6b. In other words, when optically coupling the waveguide type optical coupler 14 and the twin bin chip optical receivers 5a and ib, the optical path length connecting the functional part of the waveguide type optical coupler 14 and the optical receivers 6a and 6b is If there are variations, or if the coupling efficiency varies,
Improving reception sensitivity by using a twin pin nap becomes insufficient. Therefore, the present invention is applied to optical coupling between a waveguide type optical coupler and a twin-bin chip photoreceiver.

第4図に導波路型光カブラ14の構成を示す。FIG. 4 shows the configuration of the waveguide type optical coupler 14.

例えば石英系のガラスからなる導波路基板4の表面また
は表面近傍に熱イオン交換法により2本の光導波路2a
、2bを、その途中部分の所定長さ部分が所定間隔で並
設されるように形成して、上記並設部分に光カブラ機能
を与えたものである。
For example, two optical waveguides 2a are formed on the surface or near the surface of a waveguide substrate 4 made of quartz glass by the thermal ion exchange method.
, 2b are formed such that midway portions of a predetermined length are arranged side by side at a predetermined interval, and the above-mentioned juxtaposed portions are provided with an optical doubler function.

光導波路2a、2bの端面における間隔(中心間距離)
Dは約0.1闘である。一般に、光導波路の形成を熱イ
オン交換法により行う場合、導波路基板4上に金属等か
らなるマスキングを施すが、そのマスクパターンの寸法
精度は極めて高く、他方、イオン交換深さもプロセス制
御により極めて高精度に設定することができるので、光
導波路2a、2bの形状及び上記間隔りは極めて高精度
である。
Distance between end faces of optical waveguides 2a and 2b (distance between centers)
D is approximately 0.1 fight. Generally, when an optical waveguide is formed by the thermal ion exchange method, a masking made of metal or the like is applied on the waveguide substrate 4, but the dimensional accuracy of the mask pattern is extremely high, and on the other hand, the ion exchange depth is also extremely high due to process control. Since the settings can be made with high precision, the shapes of the optical waveguides 2a and 2b and the above-mentioned spacing are extremely precise.

このように導波路基板端面にふける光導波路の間隔が0
.1諭程度と小さい場合には、ボールレンズ等の通常の
レンズを用いて光導波路と受光器の光学的に結合するの
は甚だ困難である。したがって、このような事情を考慮
しても、本発明の適用は有効である。
In this way, the distance between the optical waveguides on the end face of the waveguide substrate is 0.
.. If it is as small as about one lens, it is extremely difficult to optically couple the optical waveguide and the light receiver using a normal lens such as a ball lens. Therefore, even if such circumstances are taken into consideration, the application of the present invention is effective.

第5図にツインビンチップ16の構成を示す。FIG. 5 shows the configuration of the twin bin chip 16.

例えばInPサブストレートからなる基台8上にGa 
InAsからなる受光部を有する2つの受光器6a、6
bを形成し、各受光器6a、6bについての配線のため
の電極を施して構成されている。
For example, Ga is placed on the base 8 made of InP substrate.
Two light receivers 6a, 6 each having a light receiving portion made of InAs.
b, and electrodes for wiring for each of the light receivers 6a and 6b are provided.

20は受光器5a、5bの電気的なアイソレーションを
図るためのスリットである。受光器5a。
20 is a slit for electrically isolating the light receivers 5a and 5b. Light receiver 5a.

6bの間隔はDとし、光導波路2a、2bの端面におけ
る間隔と一致させておく。受光器間隔についても高い寸
法精度を得ることができる。このようなツインビンチッ
プにあっては、高速動作性を向上させるために受光器5
a、5bの受光径を数10μm以下にする必要があるが
、こうした場合導波路型光カブラからの光を収束させて
各受光器5a、5bに入射させるためには、平板マイク
ロレンズを用いた本発明の構造が有効である。
The spacing between the optical waveguides 6b is set to D, which is made to match the spacing between the end faces of the optical waveguides 2a and 2b. High dimensional accuracy can also be obtained with respect to the spacing between light receivers. In such a twin-bin chip, in order to improve high-speed operation, the optical receiver 5 is
It is necessary to make the receiving diameter of a and 5b several tens of micrometers or less, but in such a case, a flat plate microlens is used to converge the light from the waveguide type optical coupler and make it incident on each photoreceiver 5a and 5b. The structure of the present invention is effective.

第6図に第一実施例における平板マイクロレンズの構成
を示す。平板マイクロレンズ12には、その下端12a
を導波路基板4の底面に一致させたときに光導波路2a
、2bと同一高さとなる位置に、多数のレンズ部10が
直線上に等間隔で整列するように形成しである。等間隔
に整列したレンズ部10の間隔(中心間距離、すなわち
ピッチ)Pは、光導波路2a、2bの間隔及び受光器5
a。
FIG. 6 shows the configuration of a flat microlens in the first embodiment. The flat microlens 12 has a lower end 12a.
When the optical waveguide 2a is aligned with the bottom surface of the waveguide substrate 4, the optical waveguide 2a
, 2b, a large number of lens parts 10 are formed so as to be aligned on a straight line at equal intervals. The interval (distance between centers, that is, pitch) P between the lens parts 10 arranged at equal intervals is the same as the interval between the optical waveguides 2a and 2b and the light receiver 5.
a.

6bの間隔りに対して、nを整数とするときに、D=n
Pを満足するようにしてふく。このような条件を満足す
ることによって、いずれかのレンズ部10を光導波路2
a又は2bに相対するようにしたときに、上記いずれか
のレンズ部以外のレンズ部のうちのいずれかが他方の光
導波路2bに相対するようになる。
For a spacing of 6b, when n is an integer, D=n
Wipe to satisfy P. By satisfying such conditions, one of the lens parts 10 can be connected to the optical waveguide 2.
a or 2b, any of the lens parts other than the above-mentioned lens parts comes to face the other optical waveguide 2b.

平板マイクロレンズ12は、第7図に示すように、ガラ
ス平板の一方の面から部分的に選択的イオン交換法によ
り概略半球状の高屈折率部分を形成することによって一
律の機能を有するレンズ部10を形成したものである。
As shown in FIG. 7, the flat plate microlens 12 is a lens portion having a uniform function by forming a roughly hemispherical high refractive index portion from one side of a flat glass plate by selective ion exchange. 10 was formed.

このような選択的イオン交換法による場合、レンズ部1
0を形成することによってはガラス平板の平坦性がな(
ならないので、導波路型光カブラ14とツインビンチッ
プ16との光学的な結合を行うに際して最適である。な
お、平板マイクロレンズ12に適当ナビーム径を有する
光をレンズ部10形成側からレンズ部10に入射させる
と、大きい収差を生じさせることなしに光ビームの収束
を行うことができるので、光ビーム径が十分小さくなっ
たところでこの光ビームが受光器に入射するようにして
おけば、光導波路2a、2bから出射した光を比較的受
光径が小さい受光器5a、6bに高効率で入射させるこ
とができる。
When using such a selective ion exchange method, the lens portion 1
By forming 0, the flatness of the glass plate can be improved (
Therefore, it is optimal when optically coupling the waveguide type optical coupler 14 and the twin bin chip 16. Note that if light having an appropriate beam diameter is made incident on the flat plate microlens 12 from the side where the lens portion 10 is formed, the light beam can be converged without causing large aberrations. If this light beam is made to enter the light receiver when it becomes sufficiently small, the light emitted from the optical waveguides 2a and 2b can be made to enter the light receivers 5a and 6b, which have relatively small receiving diameters, with high efficiency. can.

第一実施例における装置の組立手順を第8図により説明
する。まず、導波路型光カプラ14における光導波路2
a、2bの光入射(12)にはそれぞれ光ファイバ20
.22を接続しておき、受光器6a、5bが形成された
基台8については回路基板28の端面に固着しておき、
各受光器(3a、5bについての電気的な配線をボンデ
ィングワイヤ24.26により行っておく。次いで、平
板マイクロレンズ12を位置調整して導波路基板4の端
面に例えば光学接着剤を用いて固着する。
The assembly procedure of the device in the first embodiment will be explained with reference to FIG. First, the optical waveguide 2 in the waveguide type optical coupler 14
Optical fibers 20 are connected to the light inputs (12) of a and 2b, respectively.
.. 22 is connected, and the base 8 on which the light receivers 6a and 5b are formed is fixed to the end surface of the circuit board 28.
Electrical wiring for each light receiver (3a, 5b is performed using bonding wires 24 and 26. Next, the flat microlens 12 is adjusted in position and fixed to the end surface of the waveguide substrate 4 using, for example, optical adhesive. do.

平板マイクロレンズ12の位置調整は、光ファイバ20
.22から光導波路2a、2bを介して光が出射するよ
うにしておき、第91!lに示すようニ平板マイクロレ
ンズ12の下端を導波路基板4の底面に合わせた状態で
図中左右方向に平板マイクロレンズ12を移動させて、
光導波路2a、2bのうちの一方が多数のレンズ部10
のうちのいずれかに相対するようにすれば良い。このと
き、各レンズ部10の高さと光導波路2a、2bの高さ
は等しく設定されており、且つ、光導波路2a。
The position adjustment of the flat plate microlens 12 is performed using an optical fiber 20.
.. 22 through the optical waveguides 2a and 2b, and the 91st! As shown in FIG. 1, the flat microlens 12 is moved in the left-right direction in the figure with the lower end of the flat microlens 12 aligned with the bottom surface of the waveguide substrate 4.
One of the optical waveguides 2a and 2b has a large number of lens sections 10.
All you have to do is make it relative to one of them. At this time, the height of each lens section 10 and the height of the optical waveguides 2a and 2b are set equal, and the height of the optical waveguide 2a.

2bの端面における間隔はレンズ部2a、2bの間隔の
整数倍となるようにされているので、一方の光導波路2
a又は2bがレンズ部10に相対したときには、他方の
光導波路もレンズ部10に相対することになる。したが
って、調整作業が簡略化され、組立作業が容易になる。
Since the distance between the end surfaces of the optical waveguides 2b and 2b is set to be an integral multiple of the distance between the lens portions 2a and 2b, one of the optical waveguides 2b
When a or 2b faces the lens section 10, the other optical waveguide also faces the lens section 10. Therefore, adjustment work is simplified and assembly work is facilitated.

このように平板マイクロレンズ12を導波路基板4に固
着したならば、受光素子(ia、5bが該当するレンズ
部10に相対するように基台8を例えば光学接着剤を用
いて平板マイクロレンズ12に固着する。この場合、光
導波路2a、2bの端面にあける間隔、隣合うレンズ部
100間隔、及び、受光器6a、13bの間隔は正確に
設定されているので、一方の光結合部における結合効率
を最大にしたときには、他方の光結合部における結合効
率についても容易に最大にすることができる。
Once the flat microlens 12 is fixed to the waveguide substrate 4 in this way, the base 8 is attached to the flat microlens 12 using an optical adhesive, for example, so that the light receiving element (ia, 5b faces the corresponding lens part 10). In this case, since the spacing between the end faces of the optical waveguides 2a and 2b, the spacing between adjacent lens sections 100, and the spacing between the light receivers 6a and 13b are set accurately, the coupling at one optical coupling section is fixed. When the efficiency is maximized, the coupling efficiency in the other optical coupling section can also be easily maximized.

また、光導波路2a、2bの端面と受光器6a。Also, the end faces of the optical waveguides 2a and 2b and the light receiver 6a.

6bの受光面との間の光路長さは平板マイクロレンズ1
2の厚みによって決定されるので、光路差が生じにくい
。よって、この実施例によれば、組立てられたコヒーレ
ント光通信用受信装置において高い受信感度を達成する
ことができる。
The optical path length between the light receiving surface of 6b and the flat microlens 1 is
Since it is determined by the thickness of 2, optical path difference is unlikely to occur. Therefore, according to this embodiment, high reception sensitivity can be achieved in the assembled coherent optical communication receiver.

第10図に第二実施例における平板マイクロレンズの構
成を示す。この実施例では、第一実施例のように間隔P
で直線上に等間隔で整列した多数のレンズ部10を第1
0図中の上下方向に複数列形成しである。各列間の間隔
Bは任意であるが、Pと同等程度に十分小さいことが望
ましい。このようにレンズ部10を格子状に形成してお
くと、平板マイクロレンズ12を導波路基板4に対して
位置調整するに際して、任意の列における2つのレンズ
部10を光導波路2a、2bに対向させることができる
ので、第一実施例と比較してさらに組立作業が容易にな
る。
FIG. 10 shows the configuration of a flat microlens in the second embodiment. In this embodiment, as in the first embodiment, the interval P
A large number of lens parts 10 arranged at equal intervals on a straight line are
A plurality of rows are formed in the vertical direction in Figure 0. Although the interval B between each row is arbitrary, it is desirable that it be sufficiently small to the same extent as P. By forming the lens portions 10 in a lattice shape in this way, when adjusting the position of the flat microlens 12 with respect to the waveguide substrate 4, two lens portions 10 in an arbitrary row are placed opposite to the optical waveguides 2a and 2b. Therefore, the assembly work becomes easier than in the first embodiment.

第11図により第三実施例にふける平板マイクロレンズ
の構成を説明する。この例では、直線上に等間隔で整列
する多数のレンズ部10を平板マイクロレンズに複数列
形成し、複数列の各列における隣合う2つのレンズ部の
間隔がP l + P2 +p、 、  p、とそれぞ
れ異なるようにしておく。そして、光導波路2a、2b
の間隔と受光器6a。
The structure of the flat microlens according to the third embodiment will be explained with reference to FIG. In this example, a large number of lens parts 10 arranged at equal intervals on a straight line are formed in a plurality of rows on a flat plate microlens, and the distance between two adjacent lens parts in each row of the plurality of rows is P l + P2 + p, , p , so that they are different from each other. And optical waveguides 2a, 2b
distance and the light receiver 6a.

6bの間隔とがそれぞれ所定長さの整数倍となるように
しておく。上記所定長さは、レンズ部間間隔P1〜P4
 における最小間隔と最大間隔との間に設定される。こ
うしておくと、加工寸法精度のばらつきやレンズの焦点
距離のばらつき等に起因する光結合効率のばらつきを、
最適なレンズ部間間隔を選択することによって、補償す
ることができるようになる。その結果、この平板マイク
ロレンズを適用して構成されるコヒーレント光通信用受
信装置における受信感度を常に最大にするような別整が
可能になる。
6b are set so that each interval is an integral multiple of a predetermined length. The above predetermined length is the distance between lens parts P1 to P4.
is set between the minimum and maximum spacing in . By doing this, variations in optical coupling efficiency caused by variations in processing dimensional accuracy, variations in lens focal length, etc. can be reduced.
Compensation can be achieved by selecting the optimum spacing between lens parts. As a result, it becomes possible to perform separate adjustment to always maximize the receiving sensitivity in a coherent optical communication receiving device configured by applying this flat microlens.

第12図により第一乃至第三実施例の変形例を説明する
。この例では、受光器と光結合すべき光導波路を3本(
2c、  2 d、  2 e)導波路基板4に形成し
、これらの間隔D+ 、  D2 がそれぞれ、第−及
び第二実施例の変形例ではレンズ部間間隔Pの整数倍に
なるようにし、第三実施例の変形例では前述した所定長
さの整数倍になるようにしている。また、図示はしない
が、受光器についても各光導波路2c、  2d、  
2eに対応させて基台に形成しておく。このように、光
結合すべき光導波路と受光器の組が3組以上である場合
にも、光結合すべき光導波路と受光器の組が1組又は2
組である場合と同様の効果を得ることができる。
Modifications of the first to third embodiments will be explained with reference to FIG. 12. In this example, there are three optical waveguides (
2c, 2d, 2e) are formed on the waveguide substrate 4, and the distances D+ and D2 are respectively integer multiples of the distance P between the lens parts in the modified examples of the - and second embodiments. In a modification of the third embodiment, the length is an integral multiple of the predetermined length described above. Although not shown, each optical waveguide 2c, 2d,
2e is formed on the base. In this way, even if there are three or more pairs of optical waveguides and optical receivers to be optically coupled, the number of pairs of optical waveguides and optical receivers to be optically coupled is one or two.
The same effect as in the case of a pair can be obtained.

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、光導波路が形成さ
れた導波路基板、受光器が備えられた基台、及び多数の
レンズ部が形成された平板マイクロレンズの相対的な位
置調整が容易になるので、光導波路と受光器の光学的な
結合を行うに際しての装置の組立作業が容易になるとい
う効果を奏する。また、本発明をコヒーレント光通信用
受信装置に適用した場合に、光カプラからツインチップ
の各受光器までの光路長を同一に設定することができ、
しかも、各受光効率を同一にすることができるので、受
信感度が改善されるという優れた効果がある。
As described in detail, according to the present invention, the relative relationship between a waveguide substrate on which an optical waveguide is formed, a base provided with a light receiver, and a flat plate microlens on which a large number of lens parts are formed. Since the position adjustment becomes easy, it is possible to easily assemble the device when optically coupling the optical waveguide and the light receiver. Furthermore, when the present invention is applied to a receiver for coherent optical communication, the optical path length from the optical coupler to each twin-chip receiver can be set to be the same,
Moreover, since each light receiving efficiency can be made the same, there is an excellent effect of improving receiving sensitivity.

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

第1図は本発明の基本構成図、 第2図は第1図の構成による作用を説明するための図、 第3図は本発明を適用することができるコヒーレント光
通信用受信装置のブロック図、第4図は導波路型光カプ
ラの説明図、 第5図はツインチップの説明図、 第6図は第一実施例における平板マイクロレンズの説明
図、 第7図は平板マイクロレンズの説明図、第8図は第一実
施例の組立説明図、 第9図は平板マイクロレンズの位置調整の説明図、 第10図は第二実施例における平板マイクロレンズの説
明図、 第11図は第三実施例における平板マイクロレンズの説
明図、 第12図は第一乃至第三実施例の変形例の説明図である
。 2・・・光導波路、   4・・・導波路基板、6・・
・受光器、    8・・・基台、10・・・レンズ部
、 12・・・平板マイクロレンズ。 6a、 6b : 欠光品 第1図 ↓ 第3図 4 第2図 45皮工各2S9しカブラのjえ口月目第4図 ツインI1.’ンナッデ/)言兇叩凶 第5図 to、レンス゛邦 第1裏1ヒ仔■;おりる千1良づイクロレシズの訛11
日第6図 イ1反マイクロレンズの位を客#′l墾の8尤ν月図第
9図 0−nP(nは2収) 8にイ咥恵 v32*比例」;おりる平J反マイクロレンズの説II
M園第10図 第 図 第 第 1 図 D+ * nP 02富mP (n、rroユタ乙f入) り?し1〜名−一3スネ七らイハI)棗イ「シイ列匂タ
一口目目第12図
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the configuration of FIG. 1. FIG. 3 is a block diagram of a receiving device for coherent optical communication to which the present invention can be applied. , Fig. 4 is an explanatory diagram of a waveguide type optical coupler, Fig. 5 is an explanatory diagram of a twin chip, Fig. 6 is an explanatory diagram of a flat plate microlens in the first embodiment, and Fig. 7 is an explanatory diagram of a flat plate microlens. , Fig. 8 is an explanatory diagram of assembly of the first embodiment, Fig. 9 is an explanatory diagram of position adjustment of the flat plate microlens, Fig. 10 is an explanatory diagram of the flat plate microlens in the second embodiment, and Fig. 11 is an explanatory diagram of the third embodiment. FIG. 12 is an explanatory diagram of a modification of the first to third embodiments. 2... Optical waveguide, 4... Waveguide substrate, 6...
- Light receiver, 8... Base, 10... Lens section, 12... Flat microlens. 6a, 6b: Missing item Fig. 1 ↓ Fig. 3 4 Fig. 2 45 Leather work each 2S9 and Kabra's mouth Fig. 4 Twin I1. 'Nnadde/) Words and offenses 5th picture to, Lens ゛ Country 1st Ura 1st child ■; Oru Sen 1 Ryozu Ikuroreshizu's accent 11
Day Figure 6 A 1 anti-microlens position of customer #'l 8 y ν month figure 9 0-nP (n is 2) Microlens Theory II
M Garden Figure 10 Figure 1 Figure 1 D+ *nP 02 wealth mP (n, rro uta otsuf entered) ri? 1~Name-13 Sune 7RaiHa I) Natsumei ``Shii row Nita first bite Fig. 12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光導波路(2)が形成された導波路基板(4)と
受光器(6)が備えられた基台(8)との間に、多数の
レンズ部(10)が平面的に形成された平板マイクロレ
ンズ(12)を介在させ、 上記光導波路(2)から出射した光を上記多数のレンズ
部(10)のうちのいずれかのレンズ部により収束させ
て上記受光器(6)に入射させるようにしたことを特徴
とする光導波路と受光器の光学的結合構造。
(1) A large number of lens parts (10) are formed in a plane between a waveguide substrate (4) on which an optical waveguide (2) is formed and a base (8) on which a light receiver (6) is provided. The light emitted from the optical waveguide (2) is converged by any one of the plurality of lens parts (10) and sent to the light receiver (6). An optical coupling structure of an optical waveguide and a photoreceiver, characterized in that the light is incident on the optical waveguide.
(2)上記導波路基板(4)には複数の光導波路(2)
が形成され、 上記基台(8)には上記複数の光導波路(2)にそれぞ
れ対応して複数の受光器(6)が備えられ、上記平板マ
イクロレンズ(12)には多数のレンズ部(10)が直
線上に等間隔で整列するように形成され、上記複数の光
導波路(2)における任意の2つの光導波路の間隔と上
記複数の受光器(6)における任意の2つの受光器の間
隔とがそれぞれ上記直線上に等間隔で整列する多数のレ
ンズ部(10)における隣合う2つのレンズ部の間隔の
整数倍にされていることを特徴とする請求項1に記載の
光導波路と受光器の光学的結合構造。
(2) The waveguide substrate (4) has a plurality of optical waveguides (2)
is formed, the base (8) is provided with a plurality of light receivers (6) corresponding to the plurality of optical waveguides (2), and the flat microlens (12) is provided with a number of lens parts ( 10) are formed so as to be arranged at equal intervals on a straight line, and the distance between any two optical waveguides in the plurality of optical waveguides (2) and the distance between any two optical receivers in the plurality of optical receivers (6) are The optical waveguide according to claim 1, wherein the distance is an integral multiple of the distance between two adjacent lens portions in the plurality of lens portions (10) arranged at equal intervals on the straight line. Optical coupling structure of photoreceiver.
(3)上記直線上に等間隔で整列する多数のレンズ部(
10)が複数列形成されていることを特徴とする請求項
2に記載の光導波路と受光器の光学的結合構造。
(3) A large number of lens parts arranged at equal intervals on the above straight line (
3. The optical coupling structure of an optical waveguide and a light receiver according to claim 2, wherein a plurality of rows of 10) are formed.
(4)上記導波路基板(4)には複数の光導波路(2)
が形成され、 上記基台(8)には上記複数の光導波路(2)にそれぞ
れ対応して複数の受光器(6)が備えられ、上記平板マ
イクロレンズ(12)には直線上に等間隔で整列する多
数のレンズ部(10)が複数列形成され、該複数列の各
列における隣合う2つのレンズ部の間隔がそれぞれ異な
るようにされ、 上記複数の光導波路(2)における任意の2つの光導波
路の間隔と上記複数の受光器6における任意の2つの受
光器の間隔とがそれぞれ所定の長さの整数倍にされてい
ることを特徴とする請求項1に記載の光導波路と受光器
の光学的結合構造。
(4) The waveguide substrate (4) has a plurality of optical waveguides (2)
The base (8) is provided with a plurality of light receivers (6) corresponding to the plurality of optical waveguides (2), and the flat microlenses (12) are provided with a plurality of light receivers (6) arranged at equal intervals on a straight line. A plurality of rows of a large number of lens portions (10) are formed, and the intervals between two adjacent lens portions in each row of the plurality of rows are different, and any two of the plurality of optical waveguides (2) are The optical waveguide and light receiving device according to claim 1, wherein the interval between two optical waveguides and the interval between any two optical receivers in the plurality of optical receivers 6 are each an integral multiple of a predetermined length. Optical coupling structure of the vessel.
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