JPH04309908A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送受信モジュールに係
り、特に、各種光通信に用いられる機器を構成するため
の光伝送用の波長多重送受信モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重送受信モジュールの構造に関す
る従来技術として、例えば、特開昭６０−１８４２１６
号公報等に記載された技術が知られている。

【０００３】図５は従来技術による波長多重送受信モジ
ュールの構成を示す図である。図５において、５１はセ
ラミック基板、５２は光ファイバ、５３は発光素子パッ
ケージ、５４は受光素子パッケージ、５５はコモンホル
ダ、５６はガラスブロック、５７は干渉膜フィルタであ
る。

【０００４】従来技術による波長多重送受信モジュール
は、図５に示すように、セラミック基板５１上に、光信
号送信用の発光素子パッケージ５３、光信号受信用の受
光素子パッケージ５４、光ファイバ５２内を伝送される
光信号のと結合を行うコモンホルダ５５、及び、５６は
ガラスブロックに干渉膜フィルタ５７を接着して構成し
た光合分波器を実装して構成されている。

【０００５】前述のように構成される波長多重送受信モ
ジュールにおいて、発光素子パッケージ５３から出力さ
れる送信信号である波長λ１の平行光ビームは、干渉膜
フィルタ５７、ガラスブロック５６を通り、コモンホル
ダ５５に入力され、コモンホルダ５５により集光されて
、光ファイバ５２内に伝送される。

【０００６】一方、受信信号である光ファイバ５２から
の波長λ２の光信号は、コモンホルダ５５により平行光
ビームに変換され、ガラスブロック５６を通り、干渉膜
フィルタ５７で反射され、再びガラスブロック５６を通
って受光素子パッケージ５４のレンズで受光素子に集光
され、受信信号として出力される。

【０００７】前述した従来技術による波長多重送受信モ
ジュールは、光合分波を干渉膜フィルタ５７を使用して
行っているので、合分波特性をフィルタの特性により決
定することができ、設計の自由度が大きいという利点を
有している。これにより、前記従来技術は、比較的容易
に広帯域で低クロストークの合分波特性を得ることがで
きるという利点を備えるものである。また、前記従来技
術は、セラミック基板５１上に発光素子パッケージ５３
、受光素子パッケージ５４、ガラスブロック５６、コモ
ンホルダ５５を実装するため、多モード光ファイバに対
して、無調整一括組立が可能であるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
は、合分波に使用するガラスブロックが、図５に示すよ
うな光路を取るために、その大きさに一定の制限があり
小型化が困難であり、ガラスブロックの加工精度に高精
度が要求されるため低価格化が困難であるという問題点
を有している。

【０００９】また、前記従来技術は、伝送路に単一モー
ドのファイバを用いた場合、組立時に高精度な光軸調整
が必要なため、前述したモジュールの無調整組立が不可
能であるという問題点を生じる。すなわち、光軸方向を
Ｚ軸とすると、それに垂直なＸ軸、Ｙ軸の２軸、ＸＺ平
面のあおり角θ、ＹＺ平面のあおり角φ、及び、コモン
ホルダのレンズと光ファイバとの距離Ｌの軸の５軸を同
時に調整する必要がある。このため、前記従来技術は、
伝送路に単一モードのファイバを用いようとする場合、
組立工程が複雑となり、その工数も多くなって、大量生
産および低価格化が困難となるばかりでなく、結露防止
のため、ケースを気密封止固定するとき、セラミック基
板に大きな力が加わり光軸にずれを生じ、損失を増加す
る等の問題点を有している。

【００１０】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、電気的かつ光学的に、低クロストークで低価格
な小型の波長多重送受信モジュールを提供することにあ
る。

【００１１】また、本発明の他の目的は、発光素子自身
に対する反射光の影響を低減することのできる波長多重
送受信モジュールを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、大量生産が容易で小型、低価格化が可能な方向性結
合器を構成要素とした導波路型基板を採用し、さらに、
発受光素子パッケージとして導波路との結合が２軸（Ｘ
軸、Ｙ軸）の調整を行うのみで可能な、汎用性のあるレ
ンズ付き発受光素子パッケージを用い、これらをモジュ
ールパッケージに搭載し、電気的かつ光学的な漏話を低
減するために、発受光素子パッケージを互いのパッケー
ジに対して直角な位置関係に配置し、また、導波路の端
面に円筒型レンズを取り付けることにより、Ｚ軸の無調
整化を可能とし、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸の調整公差を従来技
術に比較して緩和することが可能な構造とすることによ
り達成される。

【００１３】すなわち、本発明は、導波路の端面に円筒
型レンズを取り付けてある導波路型基板と、その端面に
対向し、電気的かつ光学的な漏話を低減するような位置
にレンズ付き発受光素子パッケージをそれぞれ配置し、
同一のモジュールパッケージに一体化して波長多重送受
信モジュールを構成したものである。

【００１４】また、前記本発明の他の目的は、発光素子
パッケージを取り付ける側の導波路基板を、発光素子パ
ッケージの端面に対して斜めにし、斜めにした側の導波
路の端面に、同じく片側だけ斜めにした円筒型レンズを
取り付けることによって、発光素子自身からの光の反射
の影響を低減するようにすることにより達成される。

【００１５】

【作用】本発明は、方向性結合器を構成要素とする導波
路型基板が、合分波機能を有し、この基板の導波路端面
に円筒型レンズを付けることにより、光軸方向をＺ軸と
し、それに垂直な２軸をＸ軸、Ｙ軸とした場合、Ｚ軸に
ついては無調整、Ｘ軸、Ｙ軸については調整時の公差を
緩和することが可能となる。そして、本発明は、これら
に、発光素子パッケージ及び受光素子パッケージを、相
互に直角な位置に配置し、光ファイバを融着し、モジュ
ールパッケージに一体化しているので、電気的かつ光学
的漏話を低減することができる。

【００１６】また、発光素子パッケージを取り付ける側
の導波路型基板を斜めにすることによって、発光素子か
ら出射した光が導波路基板に反射して、自分自身に入射
することを防止することができ、これにより、発光素子
は、光源として安定に光を供給することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による波長多重送受信モジュー
ルの実施例を図面により詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
簡略化した要部平面図、図２は発光素子パッケージと導
波路とのＸ軸、Ｙ軸の結合トレランスを説明する図、図
３は本発明の第１の実施例の組立方法を説明する分解斜
視図である。図１、図３において、１は導波路型基板、
２は方向性結合部、３は合波導波路、４は分波導波路、
５は共通導波路、６はモジュールパッケージ、７は光フ
ァイバ、８はレンズ付き発光素子パッケージ、９はレン
ズ付き受光素子パッケージ、１０は円筒型レンズである
。

【００１９】図１に示す本発明の第１の実施例において
、導波路型基板は、直線及び曲線の光導波路より成る方
向性結合部２を構成要素とした光合分波機能を有し、合
波される光が伝播する合波導波路３と、分波された光が
伝播する分波導波路４と、分波される光と合波された光
がともに伝播する共通導波路５とを備えて形成されてい
る。また、前記合波導波路３の端面の対向した位置に、
レンズ付き発光素子パッケージ８が配置され、前記分波
導波路の端面の対向した位置に、レンズ付き受光素子パ
ッケージ９が配置され、発光素子パッケージ８と受光素
子パッケージ９とは、互いに直角な位置関係に配置され
ている。さらに、共通導波路５には光ファイバ７が融着
されているそして、レンズ付き発光素子パッケージ８は
、内部に備えられる発光素子により発光される波長λ１
の光送信信号を出射する。この波長λ１の光送信信号は
、合波導波路３の端面に取り付けられている円筒型レン
ズ１０を通って、合波導波路３、共通導波路５を伝播し
て光ファイバ７に入力される。

【００２０】一方、光ファイバ７からの波長λ２の光受
信信号は、方向性結合部２により分波されて分波導波路
４を伝播して、分波導波路４の端面に取り付けられてい
る円筒型レンズ１０を通って、レンズ付き受光素子パッ
ケージ９に入射され、内部に備えられる受光素子に集光
される。なお、受光素子側は、発光素子側ほど光軸調整
が難しくないので、円筒型レンズを取り付けないように
してもよい。

【００２１】前述した本発明の第１の実施例において、
レンズ付き発光素子パッケージ８、レンズ付き受光素子
パッケージ９は、レンズと発受光素子とを機密封止パッ
ケージ内に一体化して構成されており、このパッケージ
を位置調整することにより、合分波導波路の端面に取り
付けられている円筒型レンズ１０に光軸を結合させるよ
うにしている。

【００２２】図２に示す発光素子パッケージと導波路と
のＸ、Ｙ軸の結合トレランスから、Ｘ軸、Ｙ軸の調整公
差を緩和することが可能であることが分かる。なお、Ｚ
軸の結合トレランスは、Ｚ軸に対して依存性がないため
、無調整でよい。また、受光素子パッケージについても
、同様にして導波路と結合させることができる。

【００２３】次に、図１に示す本発明の第１の実施例の
組立方法を、図４を参照して説明する。

【００２４】まず、モジュールパッケージ６の片面にメ
タライズ処理を施し、光ファイバ７が融着され、かつ、
円筒型レンズ１０が固定された導波路型基板１を、Ａｕ
／Ｓｕ共晶高温半田等によりパッケージ６の内部にメタ
ル固定する。次に、発光素子パッケージ８及び受光素子
パッケージ９を、モジュールパッケージ６の側面から挿
入し、Ｘ軸及びＹ軸を合わせるために位置調整を行った
後、レーザ溶接、あるいは、Ｐｂ／Ｓｕ共晶半田等によ
りメタル固定する。このとき、Ｚ軸方向については、前
述したように、機械的部品加工精度を持たせることによ
り、無調整で組立を行うことが可能である。

【００２５】また、発受光素子は、それぞれ、レンズ付
き発光素子パッケージ８及びレンズ付き受光素子パッケ
ージ９内に気密封止されているので、レーザ溶接固定、
あるいは、半田固定時に気密封止を行って固定する必要
がなく、素子の信頼性に影響を与えることもない。さら
に、結露防止のためモジュールを封止する場合、前述し
た本発明の第１の実施例は、高性能な気密封止を必要と
しなにいので、比較的容易に封止を行うことができる。

【００２６】図４は本発明の第２の実施例の構成を示す
簡略化した要部平面図であり、図の符号は図１の場合と
同一である。

【００２７】図４に示す本発明の第２の実施例において
、前述した本発明の第１の実施例と相違する点は、発光
素子パッケージ８を取り付ける側の導波路基板１を、発
光素子パッケージ８の端面に対して斜めに研磨を施して
構成し、なおかつ、発光素子パッケージ８から出射され
た光が合波導波路３にうまく結合できるように、発光素
子パッケージ８と導波路基板１との間の空気層及び導波
路基板１の材質の屈折率を考慮して、斜め研磨を施した
円筒型レンズ１０を合波導波路３の端面に取り付けてあ
る点である。

【００２８】前述したような本発明の第２の実施例の場
合も、前述の第１の実施例の場合と同様に動作し、同様
な効果を得ることができる。また、本発明の第２の実施
例は、発光素子パッケージ８を取り付ける側の導波路基
板１が、発光素子パッケージ８の端面に対して斜めにさ
れているので、発光素子パッケージ８から出射した光が
、導波路基板１に反射して、発光素子パッケージ８自身
に入射することを防止することができ、これにより、発
光素子が反射光による影響を受け、発光素子が光を安定
に供給できなくなることを防止することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、合
分波部に方向性結合器を構成要素とした導波路基板を用
い、発受光素子に導波路との結合が容易なレンズ付き発
受光素子パッケージを用い、さらに、光結合性能の向上
のため導波路の端面に円筒型レンズを用いているので、
これらをモジュールパッケージ内に気密封止する際に、
２軸の調整を行うのみでよく、大量生産が可能となり、
小型、低価格化を図ることができる。

【００３０】また、本発明によれば、発光素子パッケー
ジと受光素子パッケージとを、それぞれ、お互いに直角
に、かつ、離れた位置に配置しているので、電気的かつ
光学的に低クロストークとすることができる。

【００３１】さらに、本発明によれば、発光素子パッケ
ージ８を取り付ける側の導波路基板１が、発光素子パッ
ケージ８の端面に対して斜めにされているので、発光素
子パッケージ８から出射した光が、導波路基板１に反射
して、発光素子パッケージ８自身に入射することを防止
することができ、これにより、発光素子が反射光による
影響を受け、発光素子が光を安定に供給できなくなるこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す簡略化した
要部平面図である。

【図２】発光素子パッケージと導波路とのＸ、Ｙ軸の結
合トレランスを説明する図である。

【図３】本発明の第１の実施例の組立方法を説明する分
解斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す簡略化した
要部平面図である。

【図５】従来技術による波長多重送受信モジュールの構
造を示す平面図である。

【符号の説明】

１　　導波路型基板 ２　　方向性結合部 ３　　合波導波路 ４　　分波導波路 ５　　共通導波路 ６　　モジュールパッケージ ７　　光ファイバ ８　　レンズ付き発光素子パッケージ ９　　レンズ付き受光素子パッケージ １０　　円筒型レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光通信に用いられる機器を構成するた
   めの光伝送用の波長多重送受信モジュールにおいて、レ
   ンズ付き発光素子パッケージ、レンズ付き受光素子パッ
   ケージ、および、導波路型基板を同一パッケージ内に実
   装したことを特徴とする波長多重送受信モジュール。
2. 【請求項２】　　光通信に用いられる機器を構成するた
   めの光伝送用の波長多重送受信モジュールにおいて、レ
   ンズ付き発光素子パッケージ、レンズ付き受光素子パッ
   ケージ、および、導波路型基板を備え、前記導波路型基
   板は、直線及び曲線の光導波路より成る方向性結合部を
   構成要素とした光合分波機能を有し、合波される光が伝
   播する合波導波路と、分波された光が伝播する分波導波
   路と、分波される光と合波された光がともに伝播する共
   通導波路とを備えて形成されており、前記合波導波路の
   端面の対向した位置に、レンズ付き発光素子パッケージ
   が配置され、前記分波導波路の端面の対向した位置に、
   レンズ付き受光素子パッケージが配置され、前記発光素
   子パッケージと前記受光素子パッケージとを互いに直角
   な位置関係に配置し、かつ、前記共通導波路に光ファイ
   バを融着したことを特徴とする波長多重送受信モジュー
   ル。
3. 【請求項３】　　前記合波導波路及び分波導波路の端面
   に、円筒型レンズを取り付けたことを特徴とする請求項
   ２記載の波長多重送受信モジュール。
4. 【請求項４】　　前記導波路型基板は、前記発光素子パ
   ッケージと対向する面が、発光素子パッケージの面に対
   して斜めにされていることを特徴とする請求項２または
   ３記載の波長多重送受信モジュール。