JPH06160673A - 双方向伝送用レーザモジュール - Google Patents

双方向伝送用レーザモジュール

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JPH06160673A
JPH06160673A JP31513292A JP31513292A JPH06160673A JP H06160673 A JPH06160673 A JP H06160673A JP 31513292 A JP31513292 A JP 31513292A JP 31513292 A JP31513292 A JP 31513292A JP H06160673 A JPH06160673 A JP H06160673A
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JP
Japan
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fiber
mode optical
short
port
optical fiber
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Application number
JP31513292A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kusuyama
裕幸 樟山
Katsuya Takanashi
勝矢 高梨
Makoto Horie
誠 堀江
Tomoyuki Nishio
友幸 西尾
Tatsuo Teraoka
達夫 寺岡
Kenichi Morosawa
健一 諸沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型・高性能で製造コストの安い双方向伝送
用レーザモジュールを実現する。 【構成】 ガラス導波路型合分波素子1の入射ポート1
1b、出射ポート11c及び入出射ポート11aに短尺
のシングルモード光ファイバ2,3,4の一端2a,3
a,4aを各々融着接続し、入射ポート11bに融着接
続されたシングルモード光ファイバ2の他端2bにレー
ザダイオード5を、出射ポート11cに融着接続された
シングルモード光ファイバ4の他端4bに受光素子6
を、入出射ポート11aに融着接続されたシングルモー
ド光ファイバ3の他端3bに双方向伝送用のシングルモ
ード光ファイバ7を各々近接対向させて接続する。導波
路型合分波素子1、レーザダイオード5、受光素子6及
び短尺のシングルモード光ファイバ2,3,4は気密封
止されたパッケージ14内に収納される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザダイオードと受光
素子とを同一パッケージ内に実装してなる双方向伝送用
モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4、図5に従来の光伝送用レーザモジ
ュールを示す。図4において、シングルモード光ファイ
バ(以下「SMファイバ」という)22はその先端部を
パッケージ24内に挿入した状態で金属スリーブ23を
介してパッケージ24に固定され、半導体レーザダイオ
ード(以下「LD」という)25は結合用レンズ26,
27を介してSMファイバ22と光軸調整した状態でパ
ッケージ24内に実装されている。28はレンズ26,
27を搭載したレンズマウント、29はLD25を搭載
したステムであり、このステム29は温度調節器30上
に取り付けられてる。ステム29上にはLD25と共に
LDモニタ用受光素子31が搭載されている。また、図
5において、LD32はステム33の先端に固定されて
おり、そのステム33の先端側にキャップ34が嵌合さ
れることで気密封止されている。SMファイバ35はキ
ャップ34を貫通してLD32の近傍に導かれ、レンズ
を介さずLD32と直接結合させた状態で金属スリーブ
36によって固定されている。
【0003】上記のLDモジュールはいずれも単方向伝
送用の送信側モジュールであり、受信側モジュールは、
LD25及びLD32の代わりにフォトダイオード(以
下「PD」という)などのディテクタを実装することで
ほぼ同様に構成される。これら単方向伝送用の光モジュ
ールを用いて双方向伝送システムを実現するには、図6
に示すように送信側となるLDモジュール37と受信側
となるPDモジュール38と送・受信光を波長分離する
ためのファイバ型分波器39とを用意し、PDモジュー
ル38のピッグテールSMファイバ40をファイバ型分
波器39の出射側SMファイバ41に、LDモジュール
38のピッグテールSMファイバ42をファイバ型分波
器39の入射側SMファイバ43に各々接続する必要が
あり、高密度実装が要求されている現在、プリント基板
上への実装がファイバ収納などを含めて大がかりとなり
問題であった。
【0004】そこで最近、図7に示すようにフィルタ4
4とコリメートレンズ45,46とを用いてLD47か
らの出射光はSMファイバ49へ、SMファイバ49か
らの光はディテクタ48へ導くよう構成し、これらの部
品を一つのパッケージ50に収納してなる双方向伝送用
レーザモジュールが開発された。なお、51はLD47
とフィルタ44間に介設されたLDモニタ用受光素子、
52はLD47を固定するステムである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図7のレーザ
モジュールは、コリメートレンズ45,46を多用し光
軸調心精度が1〜2μmの範囲内となるよう組み立てる
必要があり高精度部品が必要となって高価になる、各レ
ンズ45,46やフィルタ44などからの反射戻り光が
発生しそれがLD47へ影響して雑音となる、フィルタ
44だけでは40dB以上の高アイソレーションを達成
することが非常に難しい、また、光軸調心箇所が多いた
め温度など環境条件の変化によって光軸ずれが発生し損
失が増えるため長期信頼性に欠ける、等の問題があっ
た。
【0006】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、小型・高性能で製造コストの安い双方向伝送用
光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
にこの発明の双方向伝送用レーザモジュールは、導波路
型合分波素子の入射ポート、出射ポート及び入出射ポー
トに短尺のSMファイバの一端を各々融着接続し、上記
入射ポートに融着接続されたSMファイバの他端にレー
ザダイオードを、上記出射ポートに融着接続されたSM
ファイバの他端に受光素子を、上記入出射ポートに融着
接続されたSMファイバの他端に双方向伝送用のSMフ
ァイバを各々近接対向させて接続して構成されるもので
ある。
【0008】この発明において、上記導波路型合分波素
子、上記レーザダイオード、上記受光素子及び上記短尺
のSMファイバは気密封止されたパッケージ内に収納さ
れていることが好ましい。
【0009】
【作用】上述の如く構成されるこの発明の双方向伝送用
レーザモジュールによれば、レーザダイオードからの出
射光は入射ポートに融着接続された短尺のSMファイバ
を通って導波路型合分波素子に入射結合し、素子内の導
波路コアを伝搬して入出射ポートに至り、これに融着接
続された短尺のSMファイバを伝搬して双方向伝送用の
SMファイバへ送出される。一方、双方向伝送用のSM
ファイバを伝搬してきた光は入出射ポートに融着接続さ
れた短尺のSMファイバを伝搬して導波路型合分波素子
に入射結合し、素子内の導波路コアを伝搬して出射ポー
トに至り、これに融着接続された短尺のSMファイバを
伝搬して受光素子へ導かれる。
【0010】上記導波路型合分波素子はフォトリソグラ
フィやドライエッチングなどの微細、精密加工技術によ
って一体品として高精度に製造されるものであり、これ
を送、受信光の分波手段に用いたことで、部品点数の削
減と同時に分波性能の向上が図られる。この導波路型合
分波素子に短尺のSMファイバを融着接続しておくこと
で、結合用レンズを用いた従来の光モジュールと比べて
反射戻り光を少なくできる上、温度など環境条件の変化
による光軸ずれの発生も無く、安定した性能を維持でき
る。また、導波路型合分波素子の各ポートに融着接続さ
れた短尺のSMファイバに、レーザダイオード、受光素
子及び双方向伝送用のSMファイバをレンズなどを用い
ず各々近接対向させて直接接続したことで、部品点数を
削減でき、また、これらを収納したパッケージに熱膨張
などが発生しても短尺のSMファイバで吸収できるた
め、温度変動による光素子との光軸ずれが防止できる。
【0011】
【実施例】次に、この発明の実施例について説明する。
【0012】図1に、この発明の双方向伝送用レーザモ
ジュールの一実施例を示す。同図において、1は導波路
型合分波素子、2,3,4は短尺のSMファイバ、5は
LD、6はPD、7は双方向伝送用の長尺のSMファイ
バである。SMファイバ2,3,4および7は石英系ガ
ラスファイバである。
【0013】導波路型合分波素子1は、実質的に光の通
り道となる高屈折率の2本のコア8a,8bを低屈折率
のクラッド層9内に形成したもので、石英系ガラスを主
材料に用いて平板状に形成されたものである。両コア8
a,8bは素子1の相対向する一組の端面1a,1b間
を結んで形成されており、一方の端面1bの近傍におけ
る両コア8a,8bの間隔を極狭めておくことで、波長
1.31μmの光と波長1.55μmの光を波長分離する分
波機能を持たせた方向性結合器型の光合分波部10が形
成されている。この場合、一方のコア8aの光合分波部
10側の端面がこの導波路型合分波素子1の入出射ポー
ト11aとなり、光合分波部10とは反対側の端面が入
射ポート11bとなる。そして、もう一方のコア8bの
光合分波部10とは反対側の端面が出射ポート11cと
なる。
【0014】導波路型合分波素子1の上記各ポート11
a,11b,11cには短尺のSMファイバ2,3,4
の一端2a,3a,4aがCO2 レーザを用いて各々融
着接続されている。これら短尺のSMファイバ2,3,
4は、導波路型合分波素子1とLD5、PD6及び双方
向伝送用のSMファイバ7とを光学的に接続するための
ものであり、入射ポート11aに融着接続された短尺の
SMファイバ2はその他端2bをLD5の光出射面に近
接対向させた状態でLD5とLDモニタ用受光素子21
を搭載しているステム12に固定され、出射ポート11
cに融着接続されたSMファイバ4はその他端4bをP
D6の受光面に近接対向させて低損失に接続した状態
で、PD6を搭載しているステム13に固定されてい
る。この場合、LD5には波長1.55μmのレーザ光出射
機能を、PD6には波長1.31μmの光を受光検出する機
能をそれぞれ持たせている。また、入出射ポート11a
に融着接続された短尺のSMファイバ3はその他端3b
を双方向伝送用のSMファイバ7の先端7aと近接対向
させて低損失に結合させた状態でパッケージ14の側壁
に取り付けられた光ファイバコネクタ15に固定されて
いる。この場合、短尺のSMファイバ2,4のLD5,
PD6との対向端は反射戻り光対策として予め斜めにカ
ットされているが、先端球面加工されたものでもよい。
また、短尺のSMファイバ3の先端3aは双方向伝送用
のSMファイバ7との接続を考慮してPC研磨としてい
る。
【0015】これらLD5,PD6及び短尺のSMファ
イバ2,3,4は全体が気密封止されてパッケージ14
内に収納されている。なお、短尺のSMファイバ2,
3,4の長さは1 〜200 mm以下である。これら短尺のS
Mファイバ2,3,4の長さが100mm 〜200mm の場合に
はパッケージ14内でループを形成して引き回し任意の
位置でLD5,PD6と接続結合できる利点がある。ま
た、短尺のSMファイバ2,4は予めLD5やPD6に
接続固定されたものを用い、導波路型合分波素子1に後
付けしてもよい。特に、PD5と短尺のSMファイバ4
との間にバルク状のバンドパスフィルタ(図示せず)を
挿入することで60dB以上の高アイソレーション化が実現
可能である。
【0016】上述のように導波路型合分波素子1と短尺
のSMファイバ2,3,4は共に石英系ガラスでできて
いるため整合性に優れており、その両者を直接融着接続
することで、接続部からの反射戻り光を無視できる程度
に小さく抑えることができ、融着接続後においては熱歪
による応力に起因する光軸ずれは導波路型合分波素子1
と短尺のSMファイバ2,3,4間には発生しないの
で、LD5の安定動作が長期的に確保でき信頼性が高
い。LD5並びにPD6と短尺のSMファイバ2,4間
は、ステム12,13上にて短尺のSMファイバ2,4
の先端部をAu−SmあるいはPb−Smはんだを用
い、エポキシ系接着剤等は使用しないで固定できるの
で、光軸ずれを極めて小さく抑えることができる。ま
た、LD5やPD6と短尺のSMファイバ2,4とは近
接対向させた状態でステム12,13上に固定されてい
るため、熱歪等による応力変形があっても短尺のSMフ
ァイバ2,4で吸収できるため高強度である。また、レ
ンズ系を用いたものに対して部品点数が少なく、導波路
型合分波素子1と短尺のSMファイバ2,3,4は従来
の光ファイバ同志の融着接続と同様にCO2 レーザによ
って融着接続できるため、量産化が可能である。ガラス
導波路型合分波素子1は、半導体集積回路の製造技術と
して確立されたフォトリソグラフィやドライエッチング
などのプロセスで多分岐機能や合分波機能など多機能化
が容易に図られるため、ファイバ型分波器、LDモジュ
ール及びPDモジュール等個別部品を用いたものよりも
小形化、多機能化が容易である。
【0017】次に、この発明の他の実施例を図2、図3
に示す。
【0018】図2はLD5及びPD6をパッケージ14
の外側に取り付けた場合である。短尺のSMファイバ
2,3,4と導波路型合分波素子1は図1と同様に融着
接続されてパッケージ14内に収納固定されている。短
尺のSMファイバ2,3,4の先端部はパッケージ14
の側壁を貫通し外面に僅かに突出しており、その突端は
PC研磨されている。パッケージ14のファイバ貫通部
は気密に封止されている。LD5及びPD6が組込まれ
たパッケージ16,17,は、光軸調心された後はんだ
付やYAGレーザによる溶接によってパッケージ14に
固定されている。YAGレーザによる溶接の場合、全周
溶接されて気密封止もとられる。入出射ポート11aに
融着接続された短尺のSMファイバ3と双方向伝送用の
SMファイバ7はパッケージ14側面に取り付けられた
光コネクタ18により互いに接続されているが、着脱で
きないようにYAGレーザによって溶接固定してもよ
い。また,リングウェルドとしてもよい。
【0019】図3は多機能型双方向伝送用光モジュール
の例である。同図において、19は方向性結合器型の光
合分波部10- 1 〜10-nを多数集積してなるガラス導
波路型合分波素子で、この導波路型合分波素子19の入
射ポートと出射ポートとが形成された端面19aの近傍
には、LD5- 1 〜5-n及びPD6- 1 〜6-nが各々ア
レイ状に配設されている。導波路型合分波素子19のす
べてのポートには短尺のSMファイバ2- 1 〜2-n,3
- 1 〜3-n,4- 1 〜4-nの一端が各々融着接続されて
おり、入射ポートに接続された短尺のSMファイバ2-
1 〜2-nの他端にLD5- 1 〜5-nが、出射ポートに接
続された短尺のSMファイバ4- 1 〜4-nの他端にPD
6- 1 〜6-nが、入出射ポートに接続された短尺のSM
ファイバ3- 1 〜3-nの他端に双方向伝送用のSMファ
イバ7-1〜7-nが各々接続されている。これら導波路型
合分波素子19、LD5- 1 〜5-n及びPD6- 1 〜6
-nはパッケージ20内に気密に収納されている。このよ
うに導波路型合分波素子を用いることで、光モジュール
の多機能、小形化が実現できる。
【0020】
【発明の効果】以上要するに、この発明によれば次のよ
うな効果が発揮できる。
【0021】1)導波路型合分波素子はフォトリソグラ
フィやドライエッチングなどの微細、精密加工技術によ
って一体品として高精度に製造されるものであり、これ
を送、受信光の分波手段に用いたことで、部品点数の削
減と同時に分波性能の向上が図られる。
【0022】2)導波路型合分波素子に短尺のSMファ
イバを融着接続しておくことで、結合用レンズを用いた
従来の光モジュールと比べて反射戻り光を少なくできる
上、温度など環境条件の変化による光軸ずれの発生も無
く、安定した性能を維持できる。
【0023】3)導波路型合分波素子の各ポートに融着
接続された短尺のSMファイバに、レーザダイオード、
受光素子及び双方向伝送用のSMファイバを各々近接対
向させて接続したことで、部品点数を削減でき製造コス
トの低下が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の双方向伝送用光モジュールの一実施
例を示す平面図である。
【図2】この発明の双方向伝送用光モジュールの他の実
施例を示す平面図である。
【図3】この発明の他の実施例を示す平面図である。
【図4】従来の単方向伝送光モジュールを示す側断面図
である。
【図5】従来の単方向伝送光モジュール示す側断面図で
ある。
【図6】従来の双方向伝送用光モジュールを示す図であ
る。
【図7】従来の双方向伝送用光モジュールを示す平面図
である。
【符号の説明】
1,19導波路型合分波素子 2,3,4 短尺のシングルモード光ファイバ 5 レーザダイオード(LD) 6 受光素子(PD) 7 双方向伝送用のシングルモード光ファイバ 11a 入出射ポート 11b 入射ポート 11c 出射ポート 14 パッケージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 友幸 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 寺岡 達夫 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 諸沢 健一 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導波路型合分波素子の入射ポート、出射
    ポート及び入出射ポートに短尺のシングルモード光ファ
    イバの一端を各々融着接続し、上記入射ポートに融着接
    続されたシングルモード光ファイバの他端にレーザダイ
    オードを、上記出射ポートに融着接続されたシングルモ
    ード光ファイバの他端に受光素子を、上記入出射ポート
    に融着接続されたシングルモード光ファイバの他端に双
    方向伝送用のシングルモード光ファイバを各々近接対向
    させて接続したことを特徴とする双方向伝送用レーザモ
    ジュール。
  2. 【請求項2】 上記導波路型合分波素子、上記レーザダ
    イオード、上記受光素子及び上記短尺のシングルモード
    光ファイバを気密封止されたパッケージ内に収納したこ
    とを特徴とする請求項1記載の双方向伝送用レーザモジ
    ュール。
JP31513292A 1992-11-25 1992-11-25 双方向伝送用レーザモジュール Pending JPH06160673A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030089105A (ko) * 2002-05-16 2003-11-21 (주)옵토웨이 수동정렬 방식 양방향 광 송수신기
KR100465650B1 (ko) * 2002-05-23 2005-01-13 주식회사 한택 파장 다중 분할 커플러 장치를 이용한 양방향 광모듈

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030089105A (ko) * 2002-05-16 2003-11-21 (주)옵토웨이 수동정렬 방식 양방향 광 송수신기
KR100465650B1 (ko) * 2002-05-23 2005-01-13 주식회사 한택 파장 다중 분할 커플러 장치를 이용한 양방향 광모듈

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