JPH07117621B2 - 誘電体多層膜付受光素子モジユ−ル - Google Patents

誘電体多層膜付受光素子モジユ−ル

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JPH07117621B2
JPH07117621B2 JP61173081A JP17308186A JPH07117621B2 JP H07117621 B2 JPH07117621 B2 JP H07117621B2 JP 61173081 A JP61173081 A JP 61173081A JP 17308186 A JP17308186 A JP 17308186A JP H07117621 B2 JPH07117621 B2 JP H07117621B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は,光フアイバを用いた波長多重光通信におい
て,特定波長の光信号のみを電気信号に変換する受光素
子モジユールに関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は,例えば昭和60年度電子通信学会総合全国大会
予積集講演番号2621に示された2波合分波モジユールを
示す断面図であり,図において,(1)は光フアイバ,
(2)は光フアイバ(1)のコア,(3)は光フアイバ
(1)のクラツド,(4),(5),(6)は屈折率分
布形レンズ,(7)はペンタプリズム,(8)は三角形
プリズム,(9)は入射した光信号を電気信号に変換す
る受光素子,(10)は受光素子(9)を取付けている受
光素子ハウジング,(11)は受光素子(9)を気密封じ
するためのサフアイヤキヤツプ,(12)は発光素子,
(13)は発光素子(12)を取付けている発光素子ハウジ
ング,(14)は発光素子(12)を気光封じするためのサ
フアイヤキヤツプである。(15)は発光素子(12)の発
光波長を透過し,他の波長の光を反射する誘電体多層膜
がガラス基板に蒸着されている発光素子側誘電体多層膜
フイルタ,(16)は反射ミラー,(17)は発光素子(1
2)の発光波長の光を反射し,他を透過する誘電体多層
膜がガラス基板に蒸着されている受光素子側誘電体多層
膜フイルタである。
次に動作について説明する。発光素子(12)から出力さ
れた光信号は屈折率分布形レンズ(6)で平行光束に変
換され,三角形プリズム(8),発光素子側誘電体多層
膜フイルタ(15),ペンタプリズム(7)を透過して屈
折率分布形レンズ(4)に入射する。屈折率分布形レン
ズ(4)に入射した発光素子(12)から出力された光信
号は屈折率分布形レンズ(4)で集光されて光フアイバ
(1)のコア(2)に入力する。一方,光フアイバ
(1)のコア(2)から出射した発光素子(12)の発光
波長以外の光信号は屈折率分布形レンズ(6)で平行光
束に変換され,ペンタプリズム(7)を透過して発光素
子側誘電体多層膜フイルタ(15)で反射する。発光素子
側誘電体多層膜フイルタ(15)で反射した発光素子(1
2)の発光波長以外の光信号は反射ミラー(16)で反射
し,受光素子側誘電体多層膜フイルタ(17)を透過し,
屈折率分布形レンズ(5)で集光され,サフアイヤキヤ
ツプ(11)を透過して受光素子(9)に入射する。
上記の2波合分波モジユールにおいて,光フアイバ
(1)から入力した光信号が受光素子(9)に入射する
までの光路における構成部品のうち主要な構成部品を抽
出し再構成すると第5図のようになる。
光フアイバ(1)のコア(2)から入力した光信号は屈
折率分布形レンズ(4)で平行光束に変換され,受光素
子側誘電体多層膜フイルタ(17)に入射する。受光素子
側誘電体多層膜フイルタ(17)を透過する特定波長の光
信号は屈折率分布形レンズ(5)で集光されて受光素子
(9)に入射する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の誘電体多層膜付受光素子モジユールは以上のよう
に構成されているので,部品点数が多いため,高価であ
るとの問題があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので,部品点数を削減して簡素化するとともに,誘
電体多層膜フイルタで阻止されるべき光信号のまわり込
みによるクロストークの劣化を防止することを目的とす
る。
さらに、接着固定部の剥離防止、並びに誘電体多層膜フ
イルタの特性劣化防止された信頼性の高い誘電体多層膜
付受光素子モジュールを得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る誘電体多層膜付受光素子モジユールは,
前面に透明部材が設けられたハウジング内に気密に収納
され光信号を電気信号に変換する受光素子に、光ファイ
バを伝搬してきた光信号が効率よく入力するように受光
素子と光ファイバとを接続した受光素子モジュールにお
いて、上記受光素子面と光ファイバ端面の間隙に所定波
長の光を透過し、上記透過域外の波長の光を反射する誘
電体多層膜をガラス基板等の上に形成された誘電体多層
膜フィルタを挿入するとともに、上記光ファイバの端面
と上記誘電体多層膜との間隔が100μm以下となるよう
に上記誘電体多層膜フィルタと上記光ファイバの端面と
を接着剤で接着固定し、かつ上記ハウジング前面に設け
られた透明部材と上記フィルタとの間に弾性を有する透
明な屈折率整合剤を充填したものである。
〔作用〕
この発明における誘電体多層膜付受光素子モジユール
は,レンズを用いない形式のため構成部品が少なく低価
格であり,また,光フアイバ端面と誘電体多層膜面との
間隔が狭いので誘電体多層膜で反射された光信号が光フ
アイバを固定しているスリーブに到達することがなく従
つてその端面や側面での乱反射がなく,フイルタを通過
せずに受光素子にいたり,フイルタを透過しても誘電体
多層膜への入射角が大きいため阻止域の光が通過してし
まうつまりクロストークが劣化するという欠点がないと
ころに特長を持つている。
〔実施例〕
以下,この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において,(1)は光フアイバ,(2)は光フアイバ
(1)のコア,(3)は光フアイバ(1)のクラツド,
(18)はスリーブであり,光フアイバ(1)とスリーブ
(18)とは接着剤等で接着固定後,光フアイバ(1)と
スリーブ(18)との端面を研磨してある。(19)はスリ
ーブ(18)と受光素子ハウジング(11)とを固定するパ
イプであり,光フアイバ(1)の出射光が受光素子
(9)に入射するように調整後,スリーブ(18)とパイ
プ(19)及び受光素子ハウジング(10)とパイプ(19)
とは,接着剤やハンダによる接着あるいは溶接により固
定されている。(23)は特定波長の光を透過し,他の波
長の光を反射する誘電体多層膜,(20)は誘電体多層膜
(23)が片面に蒸着されているガラスを基板とする誘電
体多層膜フイルタ,(21)は誘電体多層膜フイルタ(2
0)をスリーブ(18)及び光フアイバ(1)の端面に接
着固定している透明な接着剤である。なお,誘電体多層
膜フイルタ(20)は誘電体多層膜(23)が蒸着されてい
る面と光フアイバ(1)の端面とが対向し,誘電体多層
膜(23)と光フアイバ(1)の端面との間隔が50μm以
下となるように設置固定されている。(22)は誘電体多
層膜フィルタ(20)とサファイヤキャップ(11)との間
に充填された透明で弾性に富むシリコーン樹脂等の屈折
率整合剤であり、誘電体多層膜フィルタ(20)のガラス
基板端面とサファイヤキャップ(11)端面とにおける屈
折率の不整合におけるフレネル反射損失を減少させる作
用と、弾性に富み、かつ、光ファイバ(1)からサファ
イヤキャップ(11)までの間がすべて充填された構造と
なるため、(9)から(11)までと(18)から(21)ま
での構成要素の熱膨張率の不整合により温度変化時に発
生しやすい面の剥離を予防する効果を高める効果があ
る。
第2図は,第1図の光フアイバ(1)とスリーブ(18)
の端面部と誘電体多層膜フイルタ(20)の拡大図であ
る。第2図(a)は,光フアイバ(1)の端面と誘電体
多層膜(23)との間隔が狭い場合であり,光フアイバ
(1)から出射し,誘電体多層膜(23)で反射された光
は全て光フアイバ(1)に入射することを示している。
第2図(b)は光フアイバ(1)の端面と誘電体多層膜
(23)との間隔が広い場合である。光フアイバ(1)か
ら出射し誘電体多層膜(23)で反射された光は一部分が
光フアイバ(1)に入射し,他はスリーブ(18)の端面
で乱反射され更にスリーブ(18)の端面で乱反射した光
は種々の角度で誘電体多層膜(23)に入射することを示
している。スリーブ(18)の材質は石英製の光フアイバ
(1)の硬度との適合性及び光フアイバ(1)を挿入す
る穴の製作精度からセラミツクスが用いられるが,セラ
ミツクスは一般に反射率が高く乱反射であるために上記
2面の間隔が広い場合,クロストークの劣化は大きい。
また,誘電体多層膜(23)への光の入射角度により誘電
体多層膜(23)の透過特性は変化する。第6図に誘電体
多層膜への光の入射角度と50%透過波長との関係の一例
を示す。図から入射角度の増大とともに透過波長域にず
れが生じ,それが短波長側に移動していることがわか
り,膜面への入射角度が変る乱反射光はフイルタの阻止
域を変えてしまい結果的にクロストークを劣化させるこ
とがわかる。
第7図に光フアイバ端面と誘電体多層膜面との距離とク
ロストークとの関係を光フアイバとしてコア径50μm,ク
ラツド径125μm,NA=0.2のものを例として図す。図より
明らかなように光フアイバ端面と誘電体多層膜面との距
離が50μm以下の場合には,クロストークは変化してい
ないが,光フアイバ端面と誘電体多層膜面との距離が50
μmを超えると増大しはじめる。上述の2面間の距離は
第1義式には光フアイバ(1)のクラッド径DOとコア径
DIと開口数(N.A.)により決まり,その値は比例定数を
除けば(DO−DI)/NA比例する。
次に,この発明の他の実施例を図について説明する。第
3図において,(1)〜(3),(9)〜(11),(1
8)〜(23)は上記の第1の実施例と全く同一のもので
あるが,誘電体多層膜フイルタ(20)は誘電体多層膜
(23)と受光素子(9)とを対向しかつ誘電体多層膜
(23)と光フアイバ(1)の端面との間隔が100μm以
下となるように誘電体多層膜フイルタ(20)と光フアイ
バ(1)及びスリーブ(18)の端面に接着剤(21)で接
着固定した点に第1の実施例との差がある。上述第1の
実施例でのべたように,誘電体多層膜(23)と光フアイ
バ(1)の端面との間隔が50μm以上になるとクロスト
ークは劣化しはじめるが,クロストークが−25dB程度で
よい場合には,製造余裕1dBを考慮して,誘電体多層膜
(23)と光フアイバ(1)の端面との間隔を100μm程
度にまでひろげ得ることを示している。誘電体多層膜
(23)と光フアイバ(1)の端面との間隔を100μm以
下とするのは,誘電体多層膜フイルタ(20)と光フアイ
バ(1)及びスリーブ(18)の端面との間の接着剤(2
1)の厚さが20μm程度残るとすると,誘電体多層膜フ
イルタ(20)のガラス基板の厚さを80μm以下とすれば
良く,十分に製作可能な寸法であり,誘電体多層膜(2
3)の蒸着されたフイルタの表裏を見分けることが容易
でないことを考慮するとガラス基板を薄くして表裏を問
題としないようにするのが組立時間を短縮する点で有効
である。
また、誘電体多層膜(23)とサファイヤキャップ(11)
の間に透明で弾性に富むシリコーン樹脂等の屈折率整合
剤(22)が充填されているため、前記実施例同様の効果
を有する他、誘電体多層膜(23)が雰囲気に対して隔離
されるため、水蒸気の浸透などによって誘電対多層膜フ
イルタ(20)の特性の劣化が防げる。
なお,上記実施例では,受光素子モジユールの場合につ
いて説明したが,一本の光フアイバから他の光フアイバ
へ光を分波する分波器であつてもよいのは勿論である。
〔発明の効果〕
以上のように,この発明によれば,受光素子のハウジン
グ前面に設けられた透明部材と誘電対多層膜フィルタと
の間に弾性を有する透明な屈折率整合剤を設けたので、
光ファイバから受光素子ハウジングの透明部材までの間
隔がすべて充填され、反射防止および高い剥離防止の効
果を有するとともに、誘電体多層膜フィルタの特性劣化
を防止して信頼性の高い受光素子モジュールを得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による誘電体多層膜付受光
素子モジユールを示す断面図,第2図は第1図の部分拡
大図,第3図はこの発明の別の実施例による誘電体多層
膜付受光素子モジユールを示す断面図,第4図は従来の
2波合分波モジユールを示す断面図,第5図は第4図で
用いられている従来の誘電体多層膜付受光素子モジユー
ルの構成を示す断面図,第6図は誘電体多層膜への光の
入射角度と50%透過波長を示す図,第7図は光フアイバ
端面と誘電体多層膜との距離とクロストークとの関係を
示す図である。 (1)は光フアイバ,(9)は受光素子,(20)は誘電
体多層膜フイルタ,(23)は誘電体多層膜である。 なお,図中,同一符号は同一,又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 猛 神奈川県鎌倉市大船5丁目1番1号 三菱 電機株式会社情報電子研究所内 (72)発明者 伊東 尚 神奈川県鎌倉市大船5丁目1番1号 三菱 電機株式会社情報電子研究所内 (72)発明者 江頭 信正 神奈川県鎌倉市大船5丁目1番1号 三菱 電機株式会社情報電子研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−147111(JP,A) 特開 昭58−169124(JP,A) 実開 昭58−178106(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前面に透明部材が設けられたハウジング内
    に気密に収納され光信号を電気信号に変換する受光素子
    に、光ファイバを伝搬してきた光信号が効率よく入力す
    るように受光素子と光ファイバとを接続した受光素子モ
    ジュールにおいて、上記受光素子面と光ファイバ端面の
    間隙に所定波長の光を透過し、上記透過域外の波長の光
    を反射する誘電体多層膜をガラス基板等の上に形成させ
    た誘電体多層膜フィルタを挿入するとともに、上記光フ
    ァイバの端面と上記誘電体多層膜との間隔が100μm以
    下となるように上記誘電体多層膜フィルタと上記光ファ
    イバの端面とを接着剤で接着固定し、かつ上記ハウジン
    グ前面に設けられた透明部材と上記フィルタとの間に弾
    性を有する透明な屈折率整合剤を充填したことを特徴と
    する誘電体多層膜付受光素子モジュール。
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