JPH04263206A - 光回路 - Google Patents

光回路

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JPH04263206A
JPH04263206A JP2424191A JP2424191A JPH04263206A JP H04263206 A JPH04263206 A JP H04263206A JP 2424191 A JP2424191 A JP 2424191A JP 2424191 A JP2424191 A JP 2424191A JP H04263206 A JPH04263206 A JP H04263206A
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裕 西本
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信ネットワークにお
ける光送受信器、特に光導波路を用いた光送受信器に関
する。
【0002】
【従来の技術】光通信システムの大容量化が進むと同時
に、多機能の高度なシステムが求められている一方で、
光ファイバネットワークの低コスト化の要求が強い。そ
の中で光送信器、光受信器等の光デイバイスの小型化、
高集積化、低コスト化は必須である。現在実用に供され
ている光送信器及び光受信器は半導体光源または半導体
光検出器と光ファイバの間にレンズを設置し空間的に光
学接続する構造が用いられている。このレンズを用いて
空間的に光学接続する構造をマイクロオプティックスと
呼ばれている。マイクロオプティックス構造ではレンズ
の形状、半導体光源及び半導体光検出器のパッケージの
形状等に制限されて小型化することは困難である。また
、空間を伝搬する光を効率よく光ファイバや光検出器に
結合させるためには、精度の良い光軸調整が要求され、
その作業に多大な工数が必要とされるためコストが下が
らないのが現状である。同一機能または異種機能の高集
積化には全く不適であるのは言うまでもない。最近、双
方向の通信システムの必要が高まり、また家庭にまでこ
のシステムを導入することが望まれている。このとき双
方向通信を可能にさせる光デバイスとして光の送信器と
受信器が必要となるが、これを個別に構成していたので
は光送受信装置が大型化し、システム普及の妨げになる
。従って,2つの機能を一体化した光デバイス(光送受
信器)が望まれるがマイクロオプティックス構造では前
述した理由から困難である。この様な背景から小型化,
高集積化、低コスト化を目指す構造として光導波路を用
いたものがヘンリーらの文献等によれば検討されている
。図3に従来の構造の光回路の平面図を示す。 図3の光回路では基板1上に合分岐機能を含む光導波路
2が形成され、この光導波路2と光ファイバ3、半導体
光源4及び信号検出用の半導体光検出器5aがそれぞれ
同一の基板1上で直接光学結合されている。図3では半
導体光源4の光出力モニター用に半導体光検出器5bも
同一の基板1上に集積され、光導波路2と光学的に接続
されているが、この半導体光源4の光出力モニター用の
半導体光検出5bは無くても、双方向光通信送受信器の
機能としては何等問題無い。また、半導体光検出器5a
,5bの受信回路電子デバイス6が同一の基板1上に集
積されているが、この電子デバイスは同一の基板1上に
有ってもなくても双方向光通信用送受信器の機能として
は何等問題無い。図3に示した光導波路2を用いて光送
受信器を構成すれば、小型化はもちろんのこと、光軸が
リソグラヒィプロセスで決められ一定である光導波路を
伝搬する導波光との結合を行えば良いため光軸調整も簡
易化されるとともに、光導波路自体リソグラヒィプロセ
スを用いて一括に多量が生産されるために低コスト化が
可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この双方向光通信用光
送受信器では前述したように半導体光源と半導体検出器
が同一基板上に形成されているため、半導体光源の光出
力から及び光導波路の導波光からの漏れ光が半導体光検
出器へ入射し、光検出器の出力のSN比が劣化する欠点
がある。
【0004】本発明の目的は、高いSN比を得る比回路
を与えることにある
【課題を解決するための手段】本発明による光回路は、
光の合分岐または合分波機能を有する光導波路が基板上
に形成され、発光素子と受光素子が前記光導波路のうち
2本の近接した光導波路のそれぞれの端面付近の前記基
板上に設置され、かつ、該光導波路と光学的に接続され
た光回路において、前記発光素子と前記受光素子と光学
的に接続されたそれぞれ2本の光導波路の間に光の遮閉
板が設置されていることを特徴とする。
【0005】本発明による光回路は、光の合分岐または
合分波機能を有する光導波路が基板上に形成され、また
、発光素子と受光素が前記光導波路のうち2本の近接し
た光導波路のそれぞれの端面付近の前記基板上に設置さ
れ,かつ、該光導波路と光学的に接続された光回路にお
いて、前記発光素子及び前記受光素子とがそれぞれに光
学的に接続された前記2本の接近した光導波路の端面の
光軸が互いに平行できないことを特徴とする。
【0006】本発明による光回路は、光の合分岐または
合分波機能を有する光導波路が基板上に形成され、発光
素子と受光素子が前記光導波路のうち2本の近接した光
導波路のそれぞれの端面付近の前記基板上に設置され,
かつ、該光導波路と光学的に接続された光回路において
、前記発光素子と前記受光素子と光学的に接続されたそ
れぞれ2本の光導波路の表面に光の吸収機能を有する膜
が装荷されていることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明による光導波路、光源、検出器を同一基
板上に集積した光回路を用いれば、高いSN比を光検出
器の出力として得られる。即ち、本発明では従来の構造
と異なり、発光素子と受光素子がそれぞれ光学的に接続
された光導波路の間に遮閉板が設置されている。したが
って、光源の光出力から及び光導波路の導波光からの漏
れ光が光検出器へ入射する光を低減でき、光検出器の出
力のSN比を向上させることができる。
【0008】また、発光素子と受光素子とがそれぞれ光
学的に接続された光導波路の端面での光軸が平行でない
。したがって、受光素子の受光面は、発光素子の発光面
および発光素子の接続された光導波路の各光軸と平行に
ならない。光の伝搬の直進性から漏れ光が受光素子へ入
射するのを低減できる。さらに、本発明では従来れぞれ
光学的に接続された光導波路路の表面に光の吸収、反射
機能を有する膜が装荷されている。したがって,半導体
光源の光出力から及び光導波路の導波光から漏れ光が半
導体光検出器へ入射する光を低減でき、光検出器の出力
のSN比を向上させることが出来る。
【0009】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
【0010】図1は本発明の第1の実施例に係わる光回
路の構造を示す平面図である。図1において、基板1に
はSiを用い、光パワー分岐または光波長分岐機能7を
含む光導波路2は石英系の材料からなる。光パワー分岐
または光波長分波機能光回路7は、例えば光パワー分岐
機能光回路7の場合は、Y分岐光回路や方向性結合器な
どが用いられ、光波長分波機能光回路7の場合は、方向
性結合器、分岐干渉器などが用いられる。光ファイバ3
、半導体光源4及び半導体検出器5はそれぞれ光導波路
2に光学的に接続されており、また、光導波路2、光フ
ァイバ3、半導体光源4及び半導体検出器5基板1上に
集積されている。図1において、半導体光源4と光学的
に接続された光導波路2a(今後、光源側光導波路と呼
ぶ)と半導体光検出器5と光学的に接続された光導波路
2b(今後、検出器側光導波路と呼ぶ)の間に遮閉板8
が設置されている。この遮閉板8は半導体光源4及び半
導体検出器5の間にまで達している。この構造により、
半導体光源4と光源側光導波路2aの光学的の際の結合
損失として発生する漏れ光及び光導波路2を伝搬する導
波光の伝搬損失として表される漏れ光が半導体検出器5
へ入射する光量は従来の構造に比べ大幅に低減され、半
導体光検出器5の出力のSN比が大幅に向上する。遮閉
板8には金属、セラミック等が用いられ、光源側導波路
2aと検出器側光導波路2bの間に挿入し設置、固定す
る。なお、この場合遮閉板8は光を遮断するものなら何
でもよく、材料は限定されない。
【0011】図2は、本発明の第2の実施例に係わる光
回路の構造を示す断面図である。図2では、光源側光導
波路2aと検出器側光導波路2bの間に、光導波路2と
同じ材料を用いて遮閉板8は光導波路2の材料を用いて
形成された型の表面に金属等の光を透過させないコーテ
ィング膜9を装荷することにより得られる。この場合,
遮閉板8の型は光源側光導波路2a、検出器側光導波路
2b等の光導波路2と形成と同時にリソグラヒィプロセ
スを用いて形成できるため、位置合わせ及び固定等の工
程を必要としないため、低コスト化が図られる利点を有
する。
【0012】図4は本発明の第3の実施例に係わる光回
路の構造を示す平面図である。図4では,半導体光検出
器5と光学的に接続された光導波路2b(今後、光検出
器側光導波路と呼ぶ)の端面48(今後,光検出器側光
導波路端面と呼ぶ)が光検出器側光導波路2bの導波光
の光軸に対して角度θ分だけ斜めになっているため、光
検出器側光導波路2bの導波光は光検出器側光導波路端
面48で全反射され、結果として前記角度θの2倍の角
度の光軸変換が得られる。従って、光検出器側光導波路
2bの導波光の光軸及び半導体光検出器5の受光面は半
導体レーザ4の出射光、光導波路2の導波光の光軸とお
よそ垂直となる。光の伝搬の直進性から半導体光源4の
光出力から及び光導波路2の導波光からの漏れ光が半導
体光検出器5へ入射する光量は従来の構造に比べて大幅
に低減され、半導体光検出器5の出力のSN比が大幅に
向上する。なお、光検出器側光導波路端面48は光導波
路2をリソグラヒィプロセスで形成するのと同時に形成
すればよい。
【0013】図5は、本発明に係わる第4の実施例の光
回路の平面図である。図5では光検出器側光導波路波面
48の斜めの向きが、図4と逆向きになっている。半導
体光検出器5の出力のSN比が向上する原理は図4と全
く同じである。
【0014】なお、光検出器側光導波路端面48での導
波光の光軸変換は何度でもよい。また、基板1及び光導
波路2の材料は限定されないのは明らかである。
【0015】図6は本発明の第6の実施例に係わる別の
光回路の構造を示す平面図である。図6では光検出器側
光導波路2bからの出射光の光軸を曲がり光導波路2c
を用いて、半導体光源4及び光導波路2の光軸と平行で
無くしている。半導体光検出器5の出力のSN比が向上
する原理は図4の構造と全く同じである。
【0016】図7(a),(b)はそれぞれ本発明の第
6の実施例に係わる光回路の構造を示す平面図及び断面
図である。図7において、半導体光源4と光学的に接続
された光源波路2a(今後、光源側光導波路と呼ぶ)と
半導体光検出器5と光学的に接続された光導波路2b(
今後、検出器側光導波路と呼ぶ)のそれぞれの表面にコ
ーティング膜78が装荷されている。このコーティング
膜78は光を吸収する材料が用いられる。この構造によ
り,半導体光源4と光源側光導波路2aの光学的接続の
際の結合損失として発生する漏れ光及び光導波路2を伝
搬する導波光の伝搬損失として表される漏れ光の大部分
はコーティング膜78で吸収され、半導体光検出器5へ
入射する光量は従来に構造に比べ大幅に低減され、半導
体光検出器5の出力のSN比が大幅に向上する。コーテ
ィング膜78にはCr,Mo,Ti,Al,Auなどの
金属が良好な効果が得られ、光源側光導波路2aと検出
器側光導波路2bのの形成後、スパッタリング法、蒸着
法等により堆積される。なお、この場合コーティング膜
78は金属に限定されず、酸化物等の光を吸収するもの
なら何でもよく、材料は限定されない。
【0017】
【発明の効果】本発明による光導波路、光源、検出器を
同一基板上に集積した光回路を用いれば、高いSN比を
光検出器の出力として得られる。即ち,本発明では、光
源の光出力から及び光導波路の導波光からの漏れ光が光
検出器へ入射するのを低減でき、光検出の出力のSN比
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構造を示す平面図である。
【図2】本発明の実施例の構造を示す断面図である。
【図3】従来の光制御デバイスの構造を示す平面図であ
る。
【図4】本発明の実施例の構造を示した平面図である。
【図5】本発明の実施例の構造を示した平面図である。
【図6】本発明の実施例の構造を示した平面図である。
【図7】本発明の実施例の構造を示す平面図及び断面図
である。
【符号の説明】
1  基板 2,2a,2b  光導波路 3  光ファイバ 4  半導体光源 5,5a,5b  半導体検出器 6  電子デバイス 7  光パワー分岐または光波長分波機能光回路8  
遮閉板 9  コーティング膜 48  光検出器側光導波路端面 78  コーティング膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  光の合分岐または合分波機能を有する
    光導波路が基板上に形成され、発光素子と受光素子が前
    記光導波路にうち2本の近接した光導波路のそれぞれの
    端面付近の前記基板上に設置され、かつ、該光導波路と
    光学的に接続された光回路において、前記発光素子と前
    記受光素子と光学的に接続されたそれぞれ2本の光導波
    路の間に光の遮閉板が設置されていることを特徴とする
    光回路。
  2. 【請求項2】  光の合分岐または合分波機能を有する
    光導波路が基板上に形成され、また、発光素子と受光素
    子が前記光導波路にうち2本の近接した光導波路のそれ
    ぞれの端面付近の前記基板上に設置され、かつ、該光導
    波路と光学的に接続された光回路において、前記発光素
    子及びと前記受光素子とがそれぞれに光学的に接続され
    た前記2本の近接した光導波路の端面光軸が互いに平行
    でないことを特徴とする光回路。
  3. 【請求項3】  光の合分岐または合分波機能を有する
    光導波路が基板上に形成され、発光素子と受光素子が前
    記光導波路のうち2本の近接した光導波路のそれぞれの
    端面付近の前記基板上に設置され、かつ、該光導波路と
    光学的に接続された光回路において、前記発光素子と前
    記受光素子と光学的に接続されたそれぞれ2本の光導波
    路の表面に光の吸収機能を有する膜が装荷されているこ
    とを特徴とする光回路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356228A (ja) * 2000-06-15 2001-12-26 Furukawa Electric Co Ltd:The 光導波路デバイス
JP2003167172A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Sharp Corp 光送受信モジュールおよび電子機器
JPWO2003058305A1 (ja) * 2001-12-28 2005-05-19 日立化成工業株式会社 光導波路型光送受信モジュール及び該モジュール作成用基板
JP2014182224A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Oki Electric Ind Co Ltd 光素子
WO2020145284A1 (ja) * 2019-01-11 2020-07-16 日本電信電話株式会社 平面光導波回路

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