JPH05241049A - Optical module - Google Patents

Optical module

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JPH05241049A
JPH05241049A JP4403892A JP4403892A JPH05241049A JP H05241049 A JPH05241049 A JP H05241049A JP 4403892 A JP4403892 A JP 4403892A JP 4403892 A JP4403892 A JP 4403892A JP H05241049 A JPH05241049 A JP H05241049A
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optical
diffraction grating
lens
semiconductor laser
light
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Toshiya Miyagawa
俊哉 宮川
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an optical module which is small in size, whose cost is low and which is excellent in mass-productivity. CONSTITUTION:A hologram optical element 10 is arranged between an optical fiber terminal 14 and a supporting base 13 where a semiconductor laser 11 and a PIN photodiode 12 are mounted. As for the optical element 10, a diffraction grating 16 is formed on one surface of a substrate and a lens 17 is formed on the other surface of the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光通信用モジュールに係
わり、特に発光、受光素子を一体に集積した光モジュー
ルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication module, and more particularly to an optical module in which light emitting and light receiving elements are integrated.

【0002】[0002]

【従来の技術】公衆通信網の分野においてISDN(デ
ィジタル総合網)の進展に伴い、数十回線のディジタル
電話サービスや画像情報等大容量の伝送が幹線系のみな
らず末端の加入者系にまで求められると予想されてい
る。このような高速・大容量の伝送においては、従来の
メタリックケーブルによる伝送では間に合わず、光伝送
技術の導入による光加入者系の実現が必須であると考え
られる。
2. Description of the Related Art With the development of ISDN (Integrated Digital Network) in the field of public communication networks, large-capacity transmission of digital telephone services and image information of dozens of lines not only to trunk lines but also to end subscribers. It is expected to be required. In such high-speed and large-capacity transmission, it is considered that it is essential to realize an optical subscriber system by introducing an optical transmission technique, because the transmission using the conventional metallic cable is not enough.

【0003】この光加入者系の実現方式の1つに同一波
長双方向伝送方式がある。これは局と加入者端末を結ん
だ単一の光ファイバで双方向の伝送を行いN−ISDN
サービスを提供するものである。
One of the methods for realizing this optical subscriber system is the same wavelength bidirectional transmission method. This is bidirectional transmission with a single optical fiber connecting a station and a subscriber terminal, and N-ISDN.
It provides a service.

【0004】今、図10に同一波長双方向伝送方式に用
いられる従来の送受信用光モジュールの一例を示す。こ
の送受信用光モジュールは、送信用半導体レーザモジュ
ール1と受信用フォトダイオードモジュール2、および
それぞれのピグテイルファイバ3、4に光コネクタ5、
6を介して接続されたファイバ融着型3dBスプリッタ
7とから構成されている。
FIG. 10 shows an example of a conventional transmitting / receiving optical module used in the same wavelength bidirectional transmission system. This transmitting / receiving optical module includes a transmitting semiconductor laser module 1, a receiving photodiode module 2, and respective pigtail fibers 3 and 4 with an optical connector 5.
And a fiber fusion-bonding type 3 dB splitter 7 connected via 6.

【0005】このような構成において、半導体レーザモ
ジュール1で光に変換された送信信号8は、スプリッタ
7を通って伝送路に送られる。逆に、伝送路から届いた
受信信号9はスプリッタ7で2分岐され、その一方が受
信用フォトダイオードモジュール2で電気信号に変換さ
れる。しかし、このような個別の光部品を組み合わせた
光分岐合流、合分波素子では光加入者系で要求される小
型化・低コスト化・量産化を実現することが困難であっ
た。
In such a structure, the transmission signal 8 converted into light by the semiconductor laser module 1 is sent to the transmission line through the splitter 7. On the contrary, the received signal 9 arrived from the transmission path is split into two by the splitter 7, and one of them is converted into an electric signal by the receiving photodiode module 2. However, it has been difficult to realize the downsizing, cost reduction, and mass production required by the optical subscriber system with the optical branching / combining / multiplexing / demultiplexing device in which such individual optical components are combined.

【0006】一般に、光加入者系においては光端末装置
の一端は各加入者側に配置される。したがって、光モジ
ュールには従来のメタリックケーブル用端末装置と同等
の大きさに納めるための小型化が要求される。また局側
においても、幹線系に比べ加入者系では端末数が膨大に
増えるため、やはり光モジュールの小型化が求められ
る。また、同一の機能をもつメタリックケーブル用端末
装置と置き換えられるためには、それよりも低コストで
製造できることが重要である。さらに、各加入者宅およ
び電話局に光端末装置を配置するためには大幅な生産能
力の増大が必要であり、量産に敵した光モジュールが求
められる。
Generally, in the optical subscriber system, one end of the optical terminal device is arranged on each subscriber side. Therefore, the optical module is required to be miniaturized so as to have a size equivalent to that of the conventional metallic cable terminal device. On the station side as well, since the number of terminals in the subscriber system increases enormously as compared with the trunk system, downsizing of the optical module is also required. In addition, in order to replace with a terminal device for a metallic cable having the same function, it is important that it can be manufactured at a lower cost. Further, a large increase in production capacity is required to arrange an optical terminal device in each subscriber's house and telephone station, and an optical module suitable for mass production is required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の送受
信用光モジュールでは、単一機能の光部品を組み合わせ
ているため、半導体レーザモジュール1、受信用フォト
ダイオードモジュール2、スプリッタ7のそれぞれ単独
に耐環境性や強度をもたせる必要があり、どうしてもサ
イズが大きくなっていた。また、光部品間を接続してい
るピグテイルファイバ3、4を収納するためのスペース
も余分にとる必要があった。さらに、半導体レーザモジ
ュール1、受信用フォトダイオードモジュール2はそれ
ぞれ別個にμm単位の精度の光軸調整・固定が必要で、
かつスプリッタ7も1個づつ融着・延伸しなければなら
ないので、コスト的に高くなり、しかも量産化が困難で
あった。
However, in the conventional transmitting / receiving optical module, since the optical components having a single function are combined, each of the semiconductor laser module 1, the receiving photodiode module 2 and the splitter 7 can be used independently. It had to be environmentally friendly and strong, and the size was inevitably increasing. Further, it is necessary to make extra space for accommodating the pigtail fibers 3 and 4 connecting the optical components. Further, the semiconductor laser module 1 and the receiving photodiode module 2 each require optical axis adjustment / fixing with an accuracy of μm unit, respectively.
Moreover, since the splitters 7 must be fused and stretched one by one, the cost is high and mass production is difficult.

【0008】本発明の目的は上述した問題に鑑みなされ
たもので、小型かつ低コストで、量産性に優れた光モジ
ュールを提供するにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an optical module which is small in size, low in cost, and excellent in mass productivity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
る光モジュールは、半導体レーザ素子とフォトダイオー
ド素子が実装された支持台と、光ファイバ端末と、この
支持台と光ファイバ端末との間に配置されかつ基板の一
方の面に回折格子を形成すると共に基板の他方の面にレ
ンズを形成したホログラム光学素子とを備えて成り、半
導体レーザ素子から出射され、ホログラム光学素子の回
折格子面を透過した光が前記したレンズを介して光ファ
イバ端末に光学的に結合され、かつファイバ端末から出
射され、ホログラム光学素子の回折格子面で回折された
光がレンズを介してフォトダイオード素子に光学的に結
合された構成としたものである。
An optical module according to a first aspect of the present invention includes a support base on which a semiconductor laser device and a photodiode device are mounted, an optical fiber terminal, and a space between the support base and the optical fiber terminal. And a hologram optical element in which a diffraction grating is formed on one surface of the substrate and a lens is formed on the other surface of the substrate, and the diffraction grating surface of the hologram optical element is emitted from the semiconductor laser element. The transmitted light is optically coupled to the optical fiber terminal through the lens described above, is emitted from the fiber terminal, and the light diffracted by the diffraction grating surface of the hologram optical element is optically transmitted to the photodiode element through the lens. It is configured to be combined with.

【0010】請求項2記載の発明による光モジュール
は、半導体レーザ素子とフォトダイオード素子が実装さ
れた支持台と、光ファイバ端末と、この支持台と光ファ
イバ端末との間に配置されかつ基板の一方の面に回折格
子を形成すると共に基板の他方の面にレンズを形成した
ホログラム光学素子とを備えて成り、半導体レーザ素子
から出射され、ホログラム光学素子の回折格子面で回折
された光がレンズを介して光学的に結合され、かつファ
イバ端末から出射され、ホログラム光学素子の回折格子
面を透過した光がレンズを介して光学的に結合された構
成としたものである。
According to another aspect of the invention, there is provided an optical module in which a semiconductor laser element and a photodiode element are mounted on a support, an optical fiber terminal, and the support is disposed between the support and the optical fiber terminal. A hologram optical element in which a diffraction grating is formed on one surface and a lens is formed on the other surface of the substrate. Light emitted from a semiconductor laser element and diffracted by the diffraction grating surface of the hologram optical element is a lens. The light optically coupled via the optical fiber terminal, emitted from the fiber terminal, and transmitted through the diffraction grating surface of the hologram optical element is optically coupled via the lens.

【0011】請求項3記載の発明は、ホログラム光学素
子の回折格子の断面形状を鋸歯状に作製したものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, the diffraction grating of the holographic optical element has a sawtooth cross section.

【0012】[0012]

【作用】このように、本発明によれば、ホログラム光学
素子により、入出射光線を透過光と回折光に分岐・集光
させるスプリッタを構成する。このホログラム光学素子
の回折格子は厚さ数μmで機能するため、スプリッタを
大幅に小型化できる。また、半導体レーザ素子とフォト
ダイオード素子を同一の支持台上に実装し、ホログラム
光学素子により透過・回折された光ビームがそれぞれに
結合するよう配置することにより、各素子間の光接続距
離を大幅に短縮できる。
As described above, according to the present invention, the hologram optical element constitutes the splitter for splitting and converging the incoming and outgoing light rays into the transmitted light and the diffracted light. Since the diffraction grating of this hologram optical element functions with a thickness of several μm, the splitter can be significantly downsized. Also, by mounting the semiconductor laser device and the photodiode device on the same support, and arranging them so that the light beams transmitted and diffracted by the hologram optical device are coupled to each other, the optical connection distance between each device is greatly increased. Can be shortened to

【0013】さらに、ホログラム光学素子は大口径基板
に一括して作製し、光ビーム径に合わせて切り出して使
用することができるため、量産に向いており、低コスト
化も容易である。また、予め半導体レーザ素子とフォト
ダイオード素子の間隔、ホログラム光学素子の回折角を
一定に設定して配置することにより、ただ一度の光軸調
整・固定により光素子の結合を行うことができるため、
大幅に工数を削減することができる。
Furthermore, since the hologram optical element can be manufactured in a large-diameter substrate in a lump and cut out according to the diameter of the light beam to be used, it is suitable for mass production and cost reduction is easy. Further, since the distance between the semiconductor laser element and the photodiode element and the diffraction angle of the hologram optical element are set to be constant in advance, the optical elements can be coupled by adjusting and fixing the optical axis only once.
Man-hours can be reduced significantly.

【0014】[0014]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明に係わる光モジュールの一実施例を示
す縦断面図である。ホログラム光学素子10は、半導体
レーザ11とPINフォトダイオード12が実装された
支持台13と光ファイバ端末14との間に配置されてい
る。入出射用の光ファイバ端末14の先端は反射戻り光
を低減するため3〜7°の角度をもって斜めに光学研磨
されている。なお、ホログラム光学素子10、半導体レ
ーザ11、PINフォトダイオード12、支持台13、
光ファイバ端末14はパッケージ15に保持された構成
となっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of an optical module according to the present invention. The hologram optical element 10 is arranged between the optical fiber terminal 14 and the support 13 on which the semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12 are mounted. The tip of the input / output optical fiber terminal 14 is optically polished obliquely at an angle of 3 to 7 ° in order to reduce reflected return light. In addition, the hologram optical element 10, the semiconductor laser 11, the PIN photodiode 12, the support 13,
The optical fiber terminal 14 is held in a package 15.

【0015】ホログラム光学素子10は、図2に詳細に
示すように、基板の一方の面に回折格子16が形成され
ており、かつ基板の他方の面にレンズ17が形成されて
いる。このホログラム光学素子10の回折格子16は、
図3に示すように、基板表面に形成された一定の間隔Λ
の周期構造をもつ回折格子構造となっており、波長λの
コヒーレントなレーザ光18が入射すると、直進する透
過光19と回折光20に分離される。回折光20の方向
は、次の関係式を満足する。
As shown in detail in FIG. 2, the hologram optical element 10 has a diffraction grating 16 formed on one surface of a substrate and a lens 17 formed on the other surface of the substrate. The diffraction grating 16 of this hologram optical element 10 is
As shown in FIG. 3, a constant spacing Λ formed on the substrate surface.
When a coherent laser beam 18 having a wavelength λ is incident, it is separated into a transmitted light 19 that travels straight and a diffracted light 20. The direction of the diffracted light 20 satisfies the following relational expression.

【0016】[0016]

【数1】 [Equation 1]

【0017】ここで+1次回折光20に着目すると、そ
の回折角はθH =sin -1 (λ/Λ)となる。したが
って、回折格子16と半導体レーザ11間の距離をlH
とすると、半導体レーザ11とPINフォトダイオード
12間の距離dを、下式とすることにより、透過光19
を半導体レーザ11と、+1次回折光20を,PINフ
ォトダイオード12と結合させることができる。
Focusing on the + 1st order diffracted light 20, the diffraction angle is θ H = sin −1 (λ / Λ). Therefore, the distance between the diffraction grating 16 and the semiconductor laser 11 is set to l H
Then, by setting the distance d between the semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12 as follows, the transmitted light 19
The semiconductor laser 11 and the + 1st order diffracted light 20 can be coupled to the PIN photodiode 12.

【0018】[0018]

【数2】 [Equation 2]

【0019】なお、ホログラムの作製は通常の干渉露光
による方法以外に、干渉縞パターンを計算機により算出
してフォトマスクを作製し、フォトリソグラフィの手法
によりガラス等の基板に作製する方法とか、前記した手
法により金型を作り樹脂等の可塑性の材料を注入して転
写する方法等があり、非常に低コストで量産することが
できる。
The hologram can be produced by a method other than the usual interference exposure method, such as a method of calculating the interference fringe pattern by a computer to produce a photomask and producing it on a substrate such as glass by a photolithography method. There is a method of forming a mold by a method and injecting a plastic material such as a resin to transfer the material, and mass production can be performed at a very low cost.

【0020】一方、レンズ17は図4〜図6に示した手
順によりイオン交換法で作製することができる。すなわ
ち、はじめに、図4に示すように基板21上にレンズ径
よりも小さい開口をもつメタルマスク22を設ける。こ
の基板21を図5に示すように、カリウム等のアルカリ
溶液23中に浸漬することにより、基板21中にカリウ
ムイオンがイオン交換された部分24の屈折率が増加
し、図6に示すように、半球状の分布屈折率型平凸レン
ズ25が形成される。焦点距離はイオン交換量を制御す
ることにより変えることができる。
On the other hand, the lens 17 can be manufactured by the ion exchange method according to the procedure shown in FIGS. That is, first, as shown in FIG. 4, a metal mask 22 having an opening smaller than the lens diameter is provided on the substrate 21. By immersing the substrate 21 in an alkaline solution 23 such as potassium as shown in FIG. 5, the refractive index of the portion 24 of the substrate 21 in which potassium ions are ion-exchanged is increased, and as shown in FIG. A hemispherical distributed index type plano-convex lens 25 is formed. The focal length can be changed by controlling the amount of ion exchange.

【0021】さらに、交換されたイオン濃度に反比例し
て基板のエッチング速度が遅くなる性質を利用して、図
7に示すように、イオン交換後にウェットエッチングを
行い、基板21に両凸レンズ26を形成することもでき
る。また、図8に示すように、同心円状のフレネルゾー
ンプレートによりフレネルレンズ27をドライエッチン
グまたは金型による転写法等で基板21に形成すること
もできる。
Further, as shown in FIG. 7, wet etching is performed after the ion exchange to form the biconvex lens 26 on the substrate 21 by utilizing the property that the etching rate of the substrate becomes slow in inverse proportion to the exchanged ion concentration. You can also do it. Further, as shown in FIG. 8, the Fresnel lens 27 can be formed on the substrate 21 by a concentric Fresnel zone plate by dry etching or a transfer method using a die.

【0022】図9に半導体レーザ11およびPINフォ
トダイオード12の実装構造の一例を示す。半導体レー
ザ11はチップの端面28から光を出射するため支持台
13の上面に固定され、PINフォトダイオード12は
受光面29がチップ表面にあるため支持台13の側面に
固定される。なお、クロストークを防ぐため半導体レー
ザ11、PINフォトダイオード12間は電気的に絶縁
されている。また、半導体レーザ11、PINフォトダ
イオード12はボンディングパッド30、31とボンデ
ィングワイヤ32、33を介して接続されている。半導
体レーザ11とPINフォトダイオード12の中心間隔
は(2)式で求められる間隔dに設定する。
FIG. 9 shows an example of the mounting structure of the semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12. The semiconductor laser 11 is fixed to the upper surface of the support 13 for emitting light from the end face 28 of the chip, and the PIN photodiode 12 is fixed to the side surface of the support 13 because the light receiving surface 29 is on the chip surface. The semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12 are electrically insulated from each other in order to prevent crosstalk. The semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12 are connected to the bonding pads 30 and 31 via the bonding wires 32 and 33. The center distance between the semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12 is set to the distance d obtained by the equation (2).

【0023】図1において入力電気信号により半導体レ
ーザ11で変調された送信信号光のうち、レンズ17に
より集光され、回折格子16で回折されずに透過した光
は光ファイバ端末14から光ファイバ34に入射され、
伝送路に送られる。また、伝送路から届いた受信信号光
のうち、回折格子16でθH 方向に回折された光はPI
Nフォトダイオード12に入射し、出力電気信号に変換
される。受信信号光のうち透過成分は半導体レーザ11
にも入射する。しかし受信信号光は伝送路で大きな減衰
を受けており、LD出力光に比べ微弱なこと、および光
加入者系の伝送速度は高々100Μb/sである。この
ため、受信信号光の入射が半導体レーザ11の変調特性
に及ぼす影響は無視できる。
In FIG. 1, of the transmission signal light modulated by the semiconductor laser 11 by the input electric signal, the light condensed by the lens 17 and transmitted without being diffracted by the diffraction grating 16 is transmitted from the optical fiber terminal 14 to the optical fiber 34. Is incident on
It is sent to the transmission line. Also, of the received signal light that has arrived from the transmission path, the light diffracted in the θ H direction by the diffraction grating 16 is PI
The light enters the N photodiode 12 and is converted into an output electric signal. The transmitted component of the received signal light is the semiconductor laser 11
Is also incident on. However, the received signal light is greatly attenuated in the transmission line, is weaker than the LD output light, and the transmission speed of the optical subscriber system is 100 Mb / s at most. For this reason, the influence of the reception signal light incident on the modulation characteristics of the semiconductor laser 11 can be ignored.

【0024】送受信光を分岐する回折格子16の損失
は、送信の場合回折されず透過する光の割合で決定され
る。また、受信の場合はθH 方向に回折される+1次回
折光20の割合で決定される。ホログラム回折格子型ス
プリッタの低損失化のためには不必要な高次回折光を低
減することが重要である。このためにはホログラム光学
素子10の回折格子16の格子断面形状を図3に示した
ように鋸歯状化し、回折角θH と鋸歯状面の微小領域に
おいてスネルの法則により求められる屈折角を一致させ
るブレーズ化の手法が有効である。鋸歯状化の角度、す
なわちブレーズ角θB は(1)式とスネルの法則を表わ
す次式により求められる。
The loss of the diffraction grating 16 that splits the transmitted and received light is determined by the ratio of the light that is transmitted without being diffracted in the case of transmission. In the case of reception, it is determined by the ratio of the + 1st order diffracted light 20 diffracted in the θ H direction. In order to reduce the loss of the hologram diffraction grating type splitter, it is important to reduce unnecessary higher order diffracted light. For this purpose, the diffraction grating 16 of the hologram optical element 10 is formed into a sawtooth shape as shown in FIG. 3, and the diffraction angle θ H is equal to the refraction angle obtained by Snell's law in a minute area of the sawtooth surface. The technique of blazing is effective. The saw-toothed angle, that is, the blaze angle θ B is obtained by the equation (1) and the following equation representing Snell's law.

【0025】[0025]

【数3】 [Equation 3]

【0026】以上よりブレーズ角のθB を下式のように
することにより+1次以外の回折光を抑圧できる。
From the above, by setting the blaze angle θ B as the following equation, diffracted light other than the + 1st order can be suppressed.

【0027】[0027]

【数4】 [Equation 4]

【0028】このブレーズ化の手法により透過光通過損
失4dB、+1次回折光通過損失4dBという非常に低
損失なホログラム回折格子型スプリッタを得ることがで
きる。
By this blazing method, it is possible to obtain a hologram diffraction grating type splitter having a very low loss of transmitted light passage loss of 4 dB and + 1st order diffracted light passage loss of 4 dB.

【0029】回折格子16は(1)式に示したように回
折角が波長依存性をもつため、受信信号の波長が変動す
ると、PINフォトダイオード12に結合する+1次回
折光20も変動する。しかし、PINフォトダイオード
12の受光面29はφ100μm程度あるため、この回
折光の波長依存性は問題とならない。同様に半導体レー
ザ11とPINフォトダイオード12の中心間隔dの実
装誤差もこのPD受光径により吸収することができる。
Since the diffraction angle of the diffraction grating 16 has wavelength dependency as shown in the equation (1), when the wavelength of the received signal changes, the + 1st order diffracted light 20 coupled to the PIN photodiode 12 also changes. However, since the light receiving surface 29 of the PIN photodiode 12 has a diameter of about 100 μm, the wavelength dependence of this diffracted light does not matter. Similarly, a mounting error of the center distance d between the semiconductor laser 11 and the PIN photodiode 12 can be absorbed by the PD light receiving diameter.

【0030】以上の構成にあっては回折格子16を光フ
ァイバ端末14側に配置した場合について説明したが、
別にこれに限定されるものではなく、支持台13の側に
回折格子16を配置した場合も同様の効果が得られる。
また2枚レンズのコリメート光学系の場合でも同様の効
果が得られる。
In the above configuration, the case where the diffraction grating 16 is arranged on the optical fiber terminal 14 side has been described.
The present invention is not limited to this, but the same effect can be obtained when the diffraction grating 16 is arranged on the support base 13 side.
The same effect can be obtained even in the case of a two-lens collimating optical system.

【0031】本発明による構成では双方向伝送を行うた
めのスプリッタおよび結合光学系が大幅に小型化されて
おり、従来のLDモジュール単体と同等のサイズで送受
信用光モジュールを実現することができる。また、ホロ
グラム光学素子10はフォトリソグラフィー法や金型に
よる転写法により、安価な材料を用いてバッチプロセス
により量産することができ、従来に比べて大幅に低コス
ト化することができる。
In the configuration according to the present invention, the splitter for performing bidirectional transmission and the coupling optical system are remarkably downsized, and the transmitting / receiving optical module can be realized in the same size as the conventional LD module alone. Further, the hologram optical element 10 can be mass-produced by a batch process using an inexpensive material by a photolithography method or a transfer method using a mold, and the cost can be significantly reduced as compared with the conventional one.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる光モ
ジュールによれば、半導体レーザ素子とフォトダイオー
ド素子が実装された支持台と、光ファイバ端末と、この
支持台と光ファイバ端末との間に配置されかつ基板の一
方の面に回折格子を形成すると共に基板の他方の面にレ
ンズを形成したホログラム光学素子とを備えた構成とし
たことにより、従来に比べ大幅に小型かつ低コストで、
しかも量産性に優れた光モジュールを提供出来るという
効果を奏する。
As described above, according to the optical module of the present invention, the supporting base on which the semiconductor laser device and the photodiode device are mounted, the optical fiber terminal, and the supporting base and the optical fiber terminal are provided. And a hologram optical element in which a diffraction grating is formed on one surface of the substrate and a lens is formed on the other surface of the substrate, which is significantly smaller and less expensive than the conventional one.
Moreover, there is an effect that an optical module excellent in mass productivity can be provided.

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

【図1】本発明に係わる光モジュールの一実施例を示す
縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of an optical module according to the present invention.

【図2】図1に用いられるホログラム光学素子の斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view of the hologram optical element used in FIG.

【図3】ホログラム光学素子の回折格子の作用を説明す
る側面図である。
FIG. 3 is a side view illustrating the operation of the diffraction grating of the hologram optical element.

【図4】レンズの作製手順の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a procedure for manufacturing a lens.

【図5】レンズの作製手順の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a procedure for manufacturing a lens.

【図6】レンズの作製手順の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a procedure for manufacturing a lens.

【図7】レンズの他の実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the lens.

【図8】レンズのさらに他の実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the lens.

【図9】半導体レーザとフォトダイオードの実装構造の
一例を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a mounting structure of a semiconductor laser and a photodiode.

【図10】従来の送受信用光モジュールの一例を示す概
略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional transmitting / receiving optical module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ホログラム光学素子 11 半導体レーザ 12 PINフォトダイオード 13 支持台 14 光ファイバ端末 16 回折格子 17 レンズ 10 Holographic Optical Element 11 Semiconductor Laser 12 PIN Photodiode 13 Support 14 Optical Fiber Terminal 16 Diffraction Grating 17 Lens

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザ素子とフォトダイオード素
子が実装された支持台と、光ファイバ端末と、この支持
台と光ファイバ端子との間に配置されかつ基板の一方の
面に回折格子を形成すると共に基板の他方の面にレンズ
を形成したホログラム光学素子とを備えて成り、半導体
レーザ素子から出射され、ホログラム光学素子の回折格
子面を透過した光が前記レンズを介して光ファイバ端末
に光学的に結合され、かつファイバ端末から出射され、
ホログラム光学素子の回折格子面で回折された光が前記
レンズを介してフォトダイオード素子に光学的に結合さ
れて成ることを特徴とする光モジュール。
1. A support base on which a semiconductor laser device and a photodiode device are mounted, an optical fiber terminal, and a diffraction grating is formed between the support base and the optical fiber terminal and on one surface of a substrate. And a hologram optical element having a lens formed on the other surface of the substrate, and the light emitted from the semiconductor laser element and transmitted through the diffraction grating surface of the hologram optical element is optically transmitted to the optical fiber terminal through the lens. Coupled to and emitted from the fiber end,
An optical module, wherein light diffracted by a diffraction grating surface of a hologram optical element is optically coupled to a photodiode element via the lens.
【請求項2】 半導体レーザ素子とフォトダイオード素
子が実装された支持台と、光ファイバ端末と、この支持
台と光ファイバ端末との間に配置されかつ基板の一方の
面に回折格子を形成すると共に基板の他方の面にレンズ
を形成したホログラム光学素子とを備えて成り、半導体
レーザ素子から出射され、ホログラム光学素子の回折格
子面で回折された光が前記レンズを介して光ファイバ端
末に光学的に結合され、かつファイバ端末から出射さ
れ、ホログラム光学素子の回折格子面を透過した光が前
記レンズを介してフォトダイオード素子に光学的に結合
されて成ることを特徴とする光モジュール。
2. A support base on which a semiconductor laser device and a photodiode device are mounted, an optical fiber terminal, and a diffraction grating is formed between the support base and the optical fiber terminal and on one surface of the substrate. And a hologram optical element having a lens formed on the other surface of the substrate, and the light emitted from the semiconductor laser element and diffracted by the diffraction grating surface of the hologram optical element is optically transmitted to the optical fiber terminal through the lens. The optical module is characterized in that light that is optically coupled, is emitted from a fiber terminal, and is transmitted through the diffraction grating surface of the hologram optical element is optically coupled to the photodiode element via the lens.
【請求項3】 ホログラム光学素子の回折格子の断面形
状を鋸歯状に作製して成ることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載の光モジュール。
3. The optical module according to claim 1 or 2, wherein the diffraction grating of the hologram optical element is formed in a sawtooth cross-sectional shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000017691A1 (en) * 1998-09-17 2000-03-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coupling lens and semiconductor laser module
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