JPH0593825A - 光合分波モジユール - Google Patents

光合分波モジユール

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JPH0593825A
JPH0593825A JP25345091A JP25345091A JPH0593825A JP H0593825 A JPH0593825 A JP H0593825A JP 25345091 A JP25345091 A JP 25345091A JP 25345091 A JP25345091 A JP 25345091A JP H0593825 A JPH0593825 A JP H0593825A
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JP
Japan
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waveguide
demultiplexing
light
lens
optical
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Pending
Application number
JP25345091A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Himi
進 氷見
Satoshi Kaneko
聡 金子
Masahiro Usami
政弘 宇佐美
Munetoshi Suzuki
宗俊 鈴木
Tatsuto Shimura
達人 志村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】この光合分波モジュールは導波路型基板1−1
と、光ファイバ1−2と、方向姓結合部1−3と、分波
導波路1−4と、合分波導波路1−5と、共通導波路1
−6と、平板マイクロレンズ1−7と、レンズ付き発光
素子パッケージ1−8と、レンズ付き受光素子パッケー
ジ1−9と、モジュールパッケージ1−10とからな
る。 【効果】導波路基板を用いて、レンズ付き発受光素子パ
ッケージを用い、更に、平板マイクロレンズを用い、こ
れらをモジュールパッケージに、二軸調整で、気密封止
することにより大量生産が可能となり、小型、低価格化
の効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種光通信機器分野に
おいて用いられる光合分波モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来の光合分波モジュールの構造
を示す(特開昭60−184216号公報)。発光素子
パッケージ5-3、受光素子パッケージ5-4、コモンホ
ルダ5−5及びガラスブロック5−6に干渉膜フィルタ
5−7を接着した光合分波器をセラミック基板5−1に
実装した構造となっている。
【0003】そして、図5に示すように発光素子パッケ
ージ5−3からの波長λ1の平行ビームは、干渉膜フィ
ルタ5−7、ガラスブロック5−6を通り、コモンホル
ダ5−5で光ファイバ5−2に集光される。一方、光フ
ァイバ5−2からの波長λ2の光はコモンホルダ5−5
で平行ビームに変換され、干渉膜フィルタ5−7で反射
してガラスブロック5−6を通って受光素子パッケージ
5−4のレンズで受光素子に集光される。発受光素子パ
ッケージ5−3、5−4、コモンホルダ5−5、ガラス
ブロック5−6に干渉膜フィルタ5−7を接着した光合
分波器をセラミック基板5−1上に一体化した特徴を持
っている。
【0004】このような構成をとる図5の光合分波モジ
ュールは、光合分波を干渉膜フィルタ5−7で行うの
で、合分波特性はフィルタの設計自由度が大きいことか
ら比較的容易に広帯域で低クロストークな合分波特性を
得ることが可能であるという利点があった。また、セラ
ミック基板5−1上に発光素子パッケージ5−3、受光
素子パッケージ5-4、ガラスブロック5-6、コモンホ
ルダ5−5を実装するため、多モード光ファイバに対し
ては無調整一括組立が可能という利点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、合
分波ガラスブロックは、図5に示すような光路を取るた
めに、大きさに一定の制限があり小型化が困難である。
また、ガラスブロックの加工に高精度が要求されるため
低価格化も困難である。また、伝送路に単一モードファ
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、モジュールの無調整組立が不可能である。即ち、
光軸方向をZ軸とするとそれに垂直な二軸X、Y軸、及
びXZ平面のあおりθ、YZ平面のあおりφ、及び、コ
モンホルダレンズと光ファイバとの距離Zの五軸を同時
に調整する必要があるため、組立工程が複雑であり工数
も多く、大量生産および低価格化が困難である。更に、
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ずれを生じ、損失が
増加する等の問題があった。また、発光素子パッケージ
からの光がガラスブロック等で反射して受光素子パッケ
ージへ漏れ込む問題があった。
【0006】本発明の目的は、小型、低価格で光学的低
漏話なモジュールを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光合分波モジュールは光合分波部に従来の
バルク型合分波ブロックに代えて、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、更に、あらかじめ分波導波路と合
波導波路の間隔で形成された、大量生産が容易で小型、
低価格化が可能な平板マイクロレンズを導波路端面に直
接装着し、更に発光素子パッケージとして汎用性もある
レンズ付き発受光素子パッケージを用いることで、導波
路との結合でZ軸の無調整化、及び、X軸、Y軸の調整
公差の緩和を可能とし、これらを同一のモジュールパッ
ケージに一体化したことを特徴としたものである。更
に、光学的漏話を低くするために、前記平板マイクロレ
ンズの分波導波路側端面に、光ファイバからの光の波長
帯域以外を阻止する特性をもった薄膜を形成し、更にレ
ンズ形成部分の周囲の端面のみに光学的不透明な薄膜を
形成することにより、共通導波路からのクラッドモー
ド、発光素子パッケージからの漏話光を低減したことを
特徴としたものである。
【0008】また、方向性結合器を多段に接続すること
により、光学的低漏話を実現する。ただし、光軸方向に
接続せず平板マイクロレンズ、及びに導波路基板の光フ
ァイバ側の反射膜により、導波路基板の端面側に形成さ
れた方向性結合器で光が折り返すように配置すること
で、低漏話特性と透過帯域幅の広帯域化、及びモジュー
ルの小型化を特徴としたものである。
【0009】
【作用】本発明では、方向性結合器を構成要素とした導
波路基板が、合分波機能をもつ。また、この基板の導波
路端面にあらかじめ分波導波路と合波導波路の間隔で形
成された平板マイクロレンズを直接装着することによ
り、光軸方向をZ軸とするとそれに垂直な二軸X、Y軸
において、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である。また、平
板マイクロレンズの端面に漏話光を低減する薄膜を形成
することが可能である。また、方向性結合器を多段に接
続することで漏話光を低減することが可能である。更に
この様な平板マイクロレンズ付き導波路基板に光ファイ
バを融着し、これとレンズ付き発光素子パッケージ、受
光素子パッケージを同一のモジュールパッケージに一体
化することにより、小型で低漏話な光合分波モジュール
として機能する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図1、図2、
図3に基づいて説明する。
【0011】図1は本発明の第一の実施例に係わる光合
分波モジュールの簡略化した要部断平面図である。図1
において、この光合分波モジュールは導波路型基板1−
1と、光ファイバ1−2と、方向姓結合部1−3と、分
波導波路1−4と、合分波導波路1−5と、共通導波路
1−6と、平板マイクロレンズ1−7と、レンズ付き発
光素子パッケージ1−8と、レンズ付き受光素子パッケ
ージ1−9と、モジュールパッケージ1−10とから構
成される。
【0012】発光素子からの波長λ1の光は、レンズ付
き発光素子パッケージ1−8から出射し、導波路の端面
に取り付けてある平板マイクロレンズ1−7を通って合
波導波路1−5、共通導波路1−6を伝播して光ファイ
バ1−2に結合する。一方、光ファイバ1−2からの波
長λ2の光は方向性結合部1−3により分波されて分波
導波路1−4を伝播して、導波路の端面に取り付けてあ
る平板マイクロレンズ1−7を通って、レンズ付き受光
素子パッケージ1−9に入射し受光素子に集光される。
【0013】本発明では、レンズと発受光素子はあらか
じめ気密封止パッケージ1−8、1−9で一体化されて
おり、このパッケージを位置調整して導波路の端面に取
り付けてある、分波導波路と合波導波路の間隔でマイク
ロレンズがあらかじめ形成されている平板マイクロレン
ズ1−7を介して導波路に結合させる。このときパッケ
ージのレンズと発光素子、受光素子の距離、および平板
マイクロレンズの厚さをそれぞれのレンズの焦点距離に
選ぶことで、Z軸方向を無調整化及び、X軸、Y軸の調
整公差の緩和をすることが可能となる。
【0014】また、本発明において低漏話特性が要求さ
れる場合には、発光素子パッケージおよび光ファイバ側
からの迷光を除去するために、平板マイクロレンズの端
面にこの迷光を除去する薄膜が形成されている。図2は
この様な平板マイクロレンズの正面図、図3はその裏面
図である。すなわち、平板マイクロレンズの受光用レン
ズ2−2の周囲に光学的に不透明な薄膜2−3を形成
し、その裏面には光学的には透明であるが、波長λ2以
外の光を阻止する薄膜3−1、たとえば、誘電体多層膜
を形成する。従って分波導波路からの波長λ2の光は波
長λ2以外の光を阻止する薄膜により、わずかに混在し
ている波長λ1の光を阻止し、さらに光学的に不透明な
薄膜により薄膜で阻止することが困難な迷光を阻止する
ことにより、低漏話特性が得られる。
【0015】本発明の第二の実施例を図4に示す。本実
施例では光ファイバからの波長λ2の光に対して、方向
性結合器を多段に接続することにより、光学的低漏話を
実現する。ただし光軸方向に接続せず、平板マイクロレ
ンズ端面の反射膜4−8、及びに導波路基板の光ファイ
バ側に装着された反射膜付きガラス板4−9により、導
波路基板の端面側に形成された方向性結合器4−4、4
−6で光が折り返すように配置することで、低漏話特性
と透過帯域幅の広帯域化、およびモジュールの小型化と
を実現する。また、光ファイバ側からの迷光も除去する
場合には反射膜4−8だけでなく、第一の実施例と同様
に光学的不透明な膜を形成した平板マイクロレンズを用
いることで、更に光学的漏話を低減することができ
る。。
【0016】以下、第一の実施例の組立方法の一例を図
1で説明する。まず、モジュールパッケージ1−10を
片面メタライズし、更に、光ファイバ1−2を融着し、
平板マイクロレンズ1−7を固定した導波路基板1−1
をAu/Su共晶高温半田等でメタル固定し、発受光素
子パッケージ1−8、1−9をモジュールパッケージ1
−10の側面から挿入し、X、Y軸を位置調整後レーザ
溶接、或いは、Pb/Su共晶半田等でメタル固定す
る。この時、Z軸方向は前述のように、機械的部品加工
精度で無調整組立が可能である。この時、発受光素子は
すでにレンズ付き発受光素子パッケージ1−8、1−9
で気密封止されているので、レーザ溶接固定、半田固定
時に気密封止固定しなくても素子の信頼性には影響しな
い。また、結露防止のためモジュールを封止する場合
も、高性能な気密封止は必要ではないので比較的容易に
封止することが出来る。
【0017】一方、光漏話阻止のために平板マイクロレ
ンズの端面に形成する薄膜は、光学的透明膜の場合は、
TiO2、SiO2などの安定な材料を電子ビーム蒸着
法、スパッタリング法によって多層に形成することによ
り容易に得られる。また、光学的不透明な薄膜は、スパ
ッタリング法によりTiOなどを形成することで、比較
的容易に得られる。
【0018】
【発明の効果】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て、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
ジを用いて、更に、分波導波路と合波導波路の間隔でマ
イクロレンズがあらかじめ形成されている平板マイクロ
レンズ用い、これらをモジュールパッケージに、二軸調
整で、気密封止する構成にすることにより、大量生産が
可能となり、小型、低価格化の効果がある。
【0019】また、平板マイクロレンズの端面に光学的
透明な薄膜、不透明な薄膜を形成することにより、光学
的漏話を低減する効果がある。更に、方向性結合器を多
段に接続することにより、光学的薄膜を用いずに光学的
漏話を低減するだけでなく、透過帯域幅の広帯域化、お
よびモジュールの小型化の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の要部の断面図、
【図2】本発明に用いられる平板マイクロレンズの正面
図、
【図3】本発明に用いられる平板マイクロレンズの裏面
図、
【図4】本発明の第二の実施例の要部の断面図、
【図5】従来の光合分波モジュールの説明図。
【符号の説明】
1−1…導波路型基板、1−2…光ファイバ、1−3…
方向性結合部、1−4…分波導波路、1−5…合波導波
路、1−6…共通導波路、1−7…平板マイクロレン
ズ、1−8…レンズ付き発光素子パッケージ、1−9…
レンズ付き受光素子パッケージ、1−10…モジュール
パッケージ。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 宗俊 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所戸塚工場内 (72)発明者 志村 達人 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所戸塚工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直線及び曲線光導波路よりなる方向性結合
    部を設けた光合分波機能をもつ導波路基板において、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を備え、前記合波導波路と分波
    導波路の端面に、前記合波導波路と前記分波導波路の間
    隔でレンズが形成されている平板マイクロレンズが直接
    装着され、前記合波導波路の対向した位置にレンズ付き
    発光素子パッケージを配置し、前記分波導波路の対向し
    た位置に、前記レンズ付き受光素子パッケージを配置
    し、前記共通導波路に光ファイバを融着したことを特徴
    とする光合分波モジュール。
  2. 【請求項2】直線及び曲線光導波路よりなる複数個の方
    向性結合部を設けた光合分波機能をもつ導波路基板にお
    いて、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を備え、方向性結合部
    がを導波路基板の共通導波路側およびその反対側に形成
    され、それらの方向性結合部の両端面に、反射膜が形成
    されたガラス板及び、前記合波導波路と前記分波導波路
    の間隔でレンズが形成され、その中間に反射膜が形成さ
    れている平板マイクロレンズが直接装着され、前記合波
    導波路の対向した位置にレンズ付き発光素子パッケージ
    を配置し、前記分波導波路の対向した位置に、レンズ付
    き受光素子パッケージを配置し、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光合分波モジュー
    ル。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、前記平板マイ
    クロレンズの分波導波路側端面に共通導波路からの光の
    波長帯域以外を阻止する特性をもつ薄膜を形成した光合
    分波モジュール。
  4. 【請求項4】請求項1,2または3において、前記平板
    マイクロレンズの分波導波路側端面において、レンズ形
    成部分の周囲の端面のみに光学的不透明な薄膜を形成し
    た光合分波モジュール。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3または4において、前記
    レンズ付き発光素子パッケージ、前記レンズ付き受光素
    子パッケージ、および前記導波路基板を同一パッケージ
    内に実装した光合分波モジュール。
JP25345091A 1991-10-01 1991-10-01 光合分波モジユール Pending JPH0593825A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6718098B2 (en) 2001-07-03 2004-04-06 Nec Corporation Two-way optical communication module and method for manufacturing the same
US7394952B1 (en) 2005-01-18 2008-07-01 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical transmission device and optical module

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6718098B2 (en) 2001-07-03 2004-04-06 Nec Corporation Two-way optical communication module and method for manufacturing the same
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