JPH0372306A - 導波路型波長多重送受信モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、導波路型光合分波回路と発光素子および受光
素子を有する導波路型波長多重送受信モジュールに関す
るものである。

〈従来の技術〉 第７図に、導波路型波長多重送受（ｇモジュールにかか
る従来技術の一例（特開昭６１−４６９１１号公報）を
示す。

この光回路は、シリコン基板１上に配置した光導波路２
ａ、２ｂ、２ｃ、干渉膜フィルタ３、半導体レーザ４お
よび受光素子５と、光ファイバ６のガイド７ａ、受光素
子５のガイド７ｂ、半導体レーザ４のガイド７Ｃおよび
干渉膜フィルタ３のガイド７ｄから主に構成されている
。干渉膜フィルタ３は、第１波長λ、の光を反射し、第
２波長λ２の光を通過させるように設計されている。

この送受信モジュールの動作については、半導体レーザ
４から出射した第１波長λ１のレーザ光は光導波路２ａ
を通過し、干渉膜フィルタ３で反射したのち先導波路２
ｂを通り光ファイバ６へ導かれろ。一方、光ファイバ６
から入射した第２波長λ２の光は光導波１１＠２ｂを通
り、干渉膜フィルタ３を通過したのち光導波路２Ｃを通
り受光素子５に到達する。

このような光回路で構成される光部品は、従来の個別部
品による光合分波モジュールと比較し、高い生産性、低
価格化と小型化が期待できるという利点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、前述したモジュールの実装法については以下の
ような問題があった。

■　第一には、各光部品の取り付は方法である。例えば
、半導体レーザ４を導波路２ａに軸合わせする際に高さ
方向の調節を精密に行なう必要がある上、半導体レーザ
４ｗｂ作時の温度上昇により光軸が狂ってしまう問題が
ある。

■　第二には、電気的漏話、光学的漏話の問題である。

半導体レーザ４は数１０ｍＡの電流で駆動されており、
一方受光素子５より出力される信号電流は高々１００μ
Ａであるため、両者を第７図のように近接して配置する
と送信側の信号が受信信号に雑音として影響を及ぼしＳ
／Ｎ比が劣化する問題がある。

■　第三には、半導体レーザ４と受光素子５は光学的に
も分離されていないため、半導体レーザ４から光導波路
２ａに結合できずに放射した光が受光素子５に直接受光
され、電気漏話と同様に雑音の問題がある。

以上述べた事情に鑑み、本発明は、小形で信頼性が高く
、組み立てが容易であり、かつ電気的漏話および光学的
漏話を抑圧できる導波路型波長多重送受信モジュールを
提供することを目的とする。

く課Ｍｅ解決するための手段〉 前記目的を達成するための、本発明にかかる第１の導波
路型波長多重送受信モジュールの構成は、平行に設けた
二つの光学端面の一方の第１の光学端面に、少なくとも
一本の導波路の端面を有する第１の結合部を設け、他方
の第２の光学端面に、少なくとも一本の導波路の端面を
有する第２の結合部及び少なくとも一本の導波路の端面
を有する第３の結合部を各々設けてなり、第１の結合部
から第２の結合部に第１波長の光を導くことができると
共に、第２の結合部から第３の結合部に第２波長の光を
導くことができる導波路サブモジュールと、 上記導波路サブモジュールの第１の光学端面側で一体に
固着される発光素子サブモジュールであって、 上記第１の結合部に相対向すると共に、第１の結合部の
導波路に第１波長の光を入射する半導体レーザを設けて
なり、電気的且つ光学的に封じられた発光素子サブモジ
ュールと、上記導波路サブモジュールの第２の光学端面
側で一体に固着される受光素子サブモジュールであって
、 上記第２の結合部に相対向し、第２の結合部の導波路か
らの第１波長の光を受光すると共に第２波長の光を入射
する光ファイバ結合部を設け、且つ、上記第３の結合部
に相対向すると共に第３の結合部の導波路からの第２波
長の光を受光する受光素子を設けてなり、電気的且つ光
学的に封じられた受光素子サブモジュールとを、具備す
ることを特徴とする。

また本発明にかかる第２の導波路型波長多重送受信モジ
ュールの構成は、平行に設けた二つの光学端面の一方の
第１の光学端面に、少なくとも一本の導波路の端面を有
する第１の結合部及び少なくとも一本の導波路の端面を
有する第２の結合部を各々設け、他方の第２の光学端面
に、少なくとも一本の導波路の端面を有する第３の結合
部を各々設けてなり、第１の結合部から第２の結合部に
第１波長の光を導くことができると共に、第２の結合部
から第３の結合部（こ第２波長の光を導くことができる
導波路サブモジュールと、 上記導波路サブモジュールの第１の光学端面側で一体に
固着される発光素子サブモジュールであって、 上記第１の結合部に相対向すると共に、第１の結合部の
導波路に第１波長の光を入射する半導体レーザを設け、
且つ、上記第２の結合部に相対向し、第２の結合部の導
波路からの第１波長の光を受光すると共に第２波長の光
を入射する光ファイバ結合部を設けてなり、電気的且つ
光学的に封じられた発光素子サブモジュールと、 上記導波路サブモジュールの第２の光学端面側で一体に
固着される受光素子サブモジュールであって、 上記第３の結合部に相対向し、第３の結合部の導波路か
らの第２波長の光を受光する受光素子を設けてなり、電
気的且つ光学的Ｌζ封じられた受光素子サブモジュール
とを、具備することを特徴とする。

く作　　　用〉 前記構成において、半導体レーザからの第１波長の光は
第１の結合部から第２の結合部を通って光ファイバ結合
部に導かれ、一方、光ファイバ結合部からの第２波長の
光は第２の結合部から第３の結合部を通って受光素子に
入射されることにより、第１波長と第２波長の光の送受
信が可能となる。

く実　施　例〉 以下本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す構成図である。

同図に示すように、本実施例の導波路型波長多重送受信
モジュールは、導波路サブモジュール１０を挾んで発光
素子サブモジュール１１と受光素子サブモジュール１２
とが直線状に配置されて結合されている。

上記導波路サブモジュール１０は、平行に設けた二つの
光学端面うちの、一方の第１の光学端面に第１波長λ１
の発光素子結合用導波路端１３を有する第１の結合部１
４を設け、他方の光学端面に第１波長久１．第２波長λ
２の光を出入する光ファイバ結合用導波１ＰＪｉ１５を
有する第２の結合部１６と、第２波長λ２の受光素子結
合用導波路端１７を有する第３の結合部１８とを各々設
けてなり、第１の結合部１４から第２の結合部１６に第
１波長λ、の光を導くこεができると共に、第２の結合
部１６から第３の結合部１８に第２波長λ２の光を導く
ことができる波長λ、／λ２の方向性結合形光合分波＠
　ｉ　９を導波路基板上に備えてなるものである。

上記導波路サブモジュール１０と第１の光学端面側で一
体に固着される発光素子サブモジュール１１は、上記第
１の結合部１４の発光素子結合用導波路端１３に相対向
すると共に、該導波路端１３に第１の波長λ、の光を入
Ｑ１する半導体レーザ２０を設けてなり、電気的且つ光
学的に封じられたものであり、光軸合わせを正確に行っ
た後にＹＡＧレーザ照射により融着固定されてなるもの
である。

上記導波路サブモジュール１０と第２の光学端面側で一
体に固着される受光素子サブモジュール１２は、上記第
２の結合部１６の光ファイバ結合用導波路端１５に相対
向すると共に該導波路からの第１波長λ１の光を入射す
ルト共に他端に設けた光ファイバ２１かラノ第２波長λ
２の光を出射する光ファイバ固定用フェルール２２を設
けると共に、上記第３の結合部１８の第２波長λ２の受
光素子結合用導波路端１７に相対向すると共に第２波長
λ２の光を受光する受光素子２３を設けてなり、電気的
且つ光学的に封じられたものであり、各々の光軸合わせ
を正確に行った後にＹＡＧし一ザ照射により融着固定さ
れてなるものである。

また、本実施例においては上記光合分波回路１９の曲が
り導波路の半径を５ｍとしたため、曲がりによる損失増
加は０．１ｄＢ以下に抑えられている。

尚光合分波器は本実施例のものに限定されず、第１波長
λ、と第２波長＾２とを効率よく合分波する作用を有す
るものであればいずれのものを用いてもよい。

このように各サブモジュール１０，１１゜１２同志の接
続端面は光学研磨された光学端面になっており、接続す
る際には、光学台の光軸合わせを正確に行なった後、Ｙ
ＡＧレーザ照射によって各モジュールを簡易に融着固定
するようにしている。

尚、導波路サブモジュールに形成される二つの光学端面
はほぼ平行に形成されていれば数度位ずれた、いわゆる
略平行になっｔこ場合でも支障はない。

以上の構成により、第１波長久、と第２波長λ２の光の
送受イスが行える導波路型波長多重送受信モジュールが
得られろ。

次に本実施例のモジュールの動作について以下に説明す
る。

変調された半導体レーザ２０からの第１波長λ、の送信
信号光は、発光素子結合用導波路端１３から導波路に入
射し、方向性結合形光合分波※１９を通過した後に光フ
ァイバ結合用導波路端１５に導かれ、光ファイバ固定用
フェルール２２を介して光ファイバ２１に入射する。ま
た、光ファイバ２１を伝搬してきた第２波長λ２の受信
信号光は、光ファイバ結合用導波絡端１５から導波路に
入射し、方向性結合形光合分波器１９で分波された後に
受光素子結合用導波路端１７に導かれ、受光素子２３に
入射される。受光素子２３で電気信号に変換された後、
前置増幅器２４で増幅される。以上のようにして、第１
波長λ１と第２波長λの信号光の送受信が可能となる。

ことで、発光素子サブモジュール１１と受光素子サブモ
ジュール１２は、金属性パッケージで製作され、電気的
にも光学的にも封じられており、信頼性が保証されてい
る。各サブモジュール接続端面は光学研磨されているた
め、光軸ｙＪｌ！は２次元平面で行えることができ容易
である。

また、各サブモジュールの＊ａは、ＹＡＧレーザ照射に
よる融着固定で行なっているため、モジュール全体の信
頼性が保証される。

さらに、導波路サブモジュール１０全挾んで発光素子サ
ブモジュール１１と受光素子サブモジュール１２とを直
線状に配置しているために、送信信号用電気回路と受信
４３号用電気回路の距離が離れ、送信信号と受信信号間
の電気的漏話が抑制されＳ／Ｎ比が向上する。

第２図は、本発明の第２の実施例を示すものであり、送
受信モジュール全体の小型化を図ったものである。ここ
で、１２は受光素子サブモジュール、２２は光ファイバ
固定用フェルール、２５は光コネクタ用しセクタプルで
ある。

本実施例の動作は、上記の実施例１と同様であるが、前
置増幅器を除去し、ピッグテールの光ファイバを光コネ
クタ用しセクタプル２５に換えたことにより、小形化が
図れている。

第３図に、本発明の第３の実施例を示す。

上記の第１の実施例とは、半導体レーザ２゜と受光素子
２３の位置関係が異なっている。

同図に示すように、変調された半導体レーザ２０からの
第１波長λ１の送信信号光は、第１の結合部１４の発光
素子結合用導波路端１３から導波路に入射し、方向性結
合形光合分波ｐｓ１９において合波された後、第２の結
合部１６の光ファイバ結合用導波路端１５に導かれ、光
ファイバ２１に入射する。

また、光ファイバ２１を伝搬してきた第２波長λ、の受
信信号光は、第２の結合部１６の光ファイバ結合用導波
路端１５から導波路に入射し、方向性結合形光合分波器
１９を透過した後に第３の結合部１８の受光素子結合用
導波路端１７に導かれ、受光素子２３に入射される。受
光素子２３で電気信号に変換された後、前置増幅器２４
で増幅される。本実施例では、上記の第１の実施例と同
様な効果が得られる。

第４図は、本発明の第４の実＃１例を示すものであり、
上記の第２の実施例とは半導体レーザと受光素子の位置
関係が異なる。

本実施例の動作は、上記の第３の実施例と同様であるが
、前置増幅器を除去し、ピッグテールの光ファイバを光
コネクタ用しセクタプルに換えたことにより、小形化が
図れている。

第５図は、上記の導波Ｓ型波長多重送受信モジュールの
機能を多重化して構成した波長多重送受信モジュールの
第５の実施例であり、基本的構成は実施例１と同様であ
る。

ここで、１１０は導波路アレイサブモジュール、１１９
は複数の方向性結合形光合分波器を有する導波路アレイ
、１１１は発光素子アレイサブモジュール、１２０は半
導体レーザアレイ、１１２は受光素子アレイサブモジュ
ール、１２３は受光素子アレイ、１２２は光ファイバ回
走用光フェルールアレイ、１２１はテープファイバであ
る。

ここで本実施例のモジュールは実施例１と同様に、上記
導波路アレイサブモジュール１１０の一方の光学端面に
は第１の結合部１１４が、また他方の光学端面には第２
の結合部１１６及び第３の結合部１１８が各々設けられ
ている。

また導波路アレイ１１９において、導波路同士が交差す
る点においては３０度以上の角度で交差するようにして
いるため、導波路間の光漏話は−３０ｄＢ以上に抑えら
れている。

個々に異なる信号で変調されている半導体レーザアレイ
１２０からの第１波長λ、の光は、第１結合部１１４か
ら方向性結合形光合分波器を有する導波路アレイ１１９
を通り、第２結合部１１６の光ファイバ固定用光フェル
ールアレイ１２２に導かれ、テープファイバ１２１に入
射する。また、テープファイバ１２１からの個々に異な
る信号である第２波長λ２の光は、光フェルールアレイ
１２２より、導波路に入射し、方向性結合形光合分波器
１１９で分波され、第３結合部１１８の受光素子アレイ
１２３に導かれる。このようにして、複数の回線に対す
る波長多重通信が可能となる。

本構成法においては、必ずしも信号光波長がλ１とλ２
１と限定されるものではなく、個々の回線において任意
の波長の光を用いろことができる。

また、各サブモジュールの光学端面同士を接続すること
により、複数の光軸合わせが一括して行なうことができ
、ＹＡＧレーザ照射による融着固定により、信頼性が保
証される。

本実施例においても、送信信号と受信信号間の漏話はＲ
Ｉ＃されるため、高いＳ／Ｎ比が保証される。

第６図は、本発明の第６の実施例を示すもので、上記の
第５の実施例とは半導体レーザ２０と受光素子２３との
位置関係が異なる実施例であり、基本的構成は前述した
実施例３と同様である。個々に異なる信号で変調されて
いる半導体レーザアレイ１２０からの第１波長λ１の光
は、方向性結合形光合分波器１１９により合波された後
、光ファイバ固定用フェルールアレイ１２２に導かれ、
テープファイバ１２１に入射する。また、テープファイ
バ１２１からの個々に異なる信号である第２波長λ２の
光は、光フェルールアレイ１２２より導波路に入射し、
方向性結合形光合分波＠１１９を透過し、受光素子アレ
イ１２３に導かれる。

本実施例においても、上記の第５の実施例と同様の効果
が得られる。

り５！明の効果〉 以上実施例上ともに詳しく説明したように、本発明によ
れば波長多重送受信モジュールの組み立てが容易になる
とともに、発光素子と受光素子間の光学的漏話および電
気的漏話を抑えることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明導波路型波長多重送受信モジュールの
第１の実施例を示す構成図、第２図は、本発明導波路型
波長多重送受信モジュールの第２の実施例を示す構成図
、第３図は、本発明導波路型波長多重送受信モジュール
の第３の実施例を示す構成図、第４図は、本発明導波路
型波長多重送受信モジュールの第４の実施例を示す構成
図、第５図は、本発明導波路型波長多重送受信モジュー
ルの第５の実施例を示す構成図、第６図は、本発明導波
路型波長多重送受信モジュールの第６の実施例を示す構
成図、第７図は、導波路型波長多重送受信モジュールの
従来技術を示す斜視構成図である。 図　面　中、 １０は導波路サブモジネール、 １１は発光素子サブモジュール、 ２は受光素子サブモジュール、 ３は発光素子結合用導波路端、 ４．１１４は第１の結合部、 ５は光ファイバ結合用導波路端、 ６．１１６は第２の結合部、 ７は受光素子結合用導波！２１端、 ８．１１８は第３の結合部、 ９は波長λｔ／λ２の方向性結合形光合分波器、 ０は半導体レーザ、 １は光ファイバ、 ２は光ファイバ固定用フェルール、 ３は受光素子、 ４は前置増幅器、 ５は光ファイバコネクタ用しセクタブル、１０は導波路
アレイサブモジュール、 １１は発光素子アレイサブモジュール、１２は受光素子
アレイサブモジュール、１９は導波路アレイ、 ２０は半導体レーザアレイ、 １はテープファイバ、 ２は光ファイバ固定用フェルールアレ イ、 ２３は受光素子アレイである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平行に設けた二つの光学端面の一方の第１の光学端
   面に、少なくとも一本の導波路の端面を有する第１の結
   合部を設け、他方の第２の光学端面に、少なくとも一本
   の導波路の端面を有する第２の結合部及び少なくとも一
   本の導波路の端面を有する第３の結合部を各々設けてな
   り、第１の結合部から第２の結合部に第１波長の光を導
   くことができると共に、第２の結合部から第３の結合部
   に第２波長の光を導くことができる導波路サブモジュー
   ルと、 上記導波路サブモジュールの第１の光学端面側で一体に
   固着される発光素子サブモジュールであつて、 上記第１の結合部に相対向すると共に、第１の結合部の
   導波路に第１波長の光を入射する半導体レーザを設けて
   なり、電気的且つ光学的に封じられた発光素子サブモジ
   ュールと、上記導波路サブモジュールの第２の光学端面
   側で一体に固着される受光素子サブモジュールであって
   、 上記第２の結合部に相対向し、第２の結合部の導波路か
   らの第１波長の光を受光すると共に第２波長の光を入射
   する光ファイバ結合部を設け、且つ、上記第３の結合部
   に相対向すると共に第３の結合部の導波路からの第２波
   長の光を受光する受光素子を設けてなり、電気的且つ光
   学的に封じられた受光素子サブモジュールとを、具備す
   ることを特徴とする導波路型波長多重送受信モジュール
   。 ２）平行に設けた二つの光学端面の一方の第１の光学端
   面に、少なくとも一本の導波路の端面を有する第１の結
   合部及び少なくとも一本の導波路の端面を有する第２の
   結合部を各々設け、他方の第２の光学端面に、少なくと
   も一本の導波路の端面を有する第３の結合部を各々設け
   てなり、第１の結合部から第２の結合部に第１波長の光
   を導くことができると共に、第２の結合部から第３の結
   合部に第２波長の光を導くことができる導波路サブモジ
   ュールと、 上記導波路サブモジュールの第１の光学端面側で一体に
   固着される発光素子サブモジュールであって、 上記第１の結合部に相対向すると共に、第１の結合部の
   導波路に第１波長の光を入射する半導体レーザを設け、
   且つ、上記第２の結合部に相対向し、第２の結合部の導
   波路からの第１波長の光を受光すると共に第２波長の光
   を入射する光ファイバ結合部を設けてなり、電気的且つ
   光学的に封じられた発光素子サブモジュールと、 上記導波路サブモジュールの第２の光学端面側で一体に
   固着される受光素子サブモジュールであって、 上記第３の結合部に相対向し、第３の結合部の導波路か
   らの第２波長の光を受光する受光素子を設けてなり、電
   気的且つ光学的に封じられた受光素子サブモジュールと
   を、具備することを特徴とする導波路型波長多重送受信
   モジュール。