JPH08234031A - ハイブリッド波長多重光モジュール - Google Patents
ハイブリッド波長多重光モジュールInfo
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- JPH08234031A JPH08234031A JP7035249A JP3524995A JPH08234031A JP H08234031 A JPH08234031 A JP H08234031A JP 7035249 A JP7035249 A JP 7035249A JP 3524995 A JP3524995 A JP 3524995A JP H08234031 A JPH08234031 A JP H08234031A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成部品の数を低減し、作製工程の単純化お
よび低コスト化を実現したハイブリット波長多重光モジ
ュールを提供することを目的とする。 【構成】 第１の光導波路と、該第１の光導波路に光結
合した導波形光合分波器１２と、該光合分波器１２の該
第１の光導波路と光結合していない側の２個のポートに
各々光結合した第２および第３の光導波路と、該第２の
光導波路に光結合した受光素子１９とを少なくとも具備
し、前記光合分波器は前記第１の光導波路から入射した
異なる２波長の光のうち、波長の短い第１の波長の光を
前記第２の光導波路に出力し、波長の長い第２の波長の
光を前記第３の光導波路に出力する特性を有するハイブ
リッド波長多重光モジュールにおいて、前記受光素子１
９は前記第１の波長の光に感度を有するが、前記第２の
波長の光には感度を有さないことを特徴とするハイブリ
ッド波長多重光モジュールにある。
よび低コスト化を実現したハイブリット波長多重光モジ
ュールを提供することを目的とする。 【構成】 第１の光導波路と、該第１の光導波路に光結
合した導波形光合分波器１２と、該光合分波器１２の該
第１の光導波路と光結合していない側の２個のポートに
各々光結合した第２および第３の光導波路と、該第２の
光導波路に光結合した受光素子１９とを少なくとも具備
し、前記光合分波器は前記第１の光導波路から入射した
異なる２波長の光のうち、波長の短い第１の波長の光を
前記第２の光導波路に出力し、波長の長い第２の波長の
光を前記第３の光導波路に出力する特性を有するハイブ
リッド波長多重光モジュールにおいて、前記受光素子１
９は前記第１の波長の光に感度を有するが、前記第２の
波長の光には感度を有さないことを特徴とするハイブリ
ッド波長多重光モジュールにある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光加入者系システムの
構築に有効で経済的なハイブリッド波長多重光モジュー
ルに関する。
構築に有効で経済的なハイブリッド波長多重光モジュー
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】光加入者系システム構築には、それを構
成する光部品の経済化が強く望まれている。特に、光フ
ァイバから入力する１．３μｍ帯と１．５５μｍ帯との
光信号を分波し、１．５５μｍ信号は出力光ファイバか
ら出力する一方、１．３μｍ信号は受光素子で受けて電
気に変換するという波長多重光モジュールは重要であ
る。
成する光部品の経済化が強く望まれている。特に、光フ
ァイバから入力する１．３μｍ帯と１．５５μｍ帯との
光信号を分波し、１．５５μｍ信号は出力光ファイバか
ら出力する一方、１．３μｍ信号は受光素子で受けて電
気に変換するという波長多重光モジュールは重要であ
る。
【０００３】従来、このような合分波機能と受発光機能
とを複合化した光モジュールの構成としては、基板上に
形成した光導波路で構成する光回路と、この光回路に光
結合した半導体レーザおよびフォトダイオードとをハイ
ブリット化するハイブリッド光集積形態の構成が有望と
されてきた。図６は、かかる従来の構成例を示す。図６
において、シリコン基板上に形成された石英系光回路１
は、２つの方向性結合器とその間に設けた光導波路部と
で構成するマッハツェンダー干渉回路（ＭＺ回路）２
と、その一方の出力導波路に設けたＹ分岐回路３とで構
成されている。かかる光回路１は、１つの入力側の導波
路端１ａと３つの出力側の導波路端１ｂ，１ｃおよび１
ｄとを有している。入力側の導波路端１ａには入力光フ
ァイバ４が光結合されており、出力側の導波路端１ｂに
は光ファイバ５が光結合されている。また、出力の導波
路端１ｃには、光ファイバ６を介してレーザダイオード
（ＬＤ）７が光結合されており、さらに出力端１ｄには
フォトダイオード（ＰＤ）８が光結合されている。
とを複合化した光モジュールの構成としては、基板上に
形成した光導波路で構成する光回路と、この光回路に光
結合した半導体レーザおよびフォトダイオードとをハイ
ブリット化するハイブリッド光集積形態の構成が有望と
されてきた。図６は、かかる従来の構成例を示す。図６
において、シリコン基板上に形成された石英系光回路１
は、２つの方向性結合器とその間に設けた光導波路部と
で構成するマッハツェンダー干渉回路（ＭＺ回路）２
と、その一方の出力導波路に設けたＹ分岐回路３とで構
成されている。かかる光回路１は、１つの入力側の導波
路端１ａと３つの出力側の導波路端１ｂ，１ｃおよび１
ｄとを有している。入力側の導波路端１ａには入力光フ
ァイバ４が光結合されており、出力側の導波路端１ｂに
は光ファイバ５が光結合されている。また、出力の導波
路端１ｃには、光ファイバ６を介してレーザダイオード
（ＬＤ）７が光結合されており、さらに出力端１ｄには
フォトダイオード（ＰＤ）８が光結合されている。
【０００４】かかる光モジュールでは、入力用光ファイ
バ４から入力した１．３／１．５５μｍ信号は、ＭＺ回
路２で分波され、１．５５μｍ信号は出力光ファイバ５
から出力する。一方、１．３μｍ信号は、さらにＹ分岐
回路３で２つに導波路端１ｃおよび１ｄに出力する。そ
の一方のＰＤ８が光結合されている導波路端１ｄに出力
された１．３μｍ光信号は、ＰＤ８により電気信号に変
換される。このＰＤ８は、受光部が素子面上にあり、素
子上方より光を入射する構造の通常の面受光型ＰＤであ
る。なお、ＰＤ８と光回路１との間には、１．３μｍの
光は透過するが１．５５μｍの光の透過は阻止するの特
性を持つ誘電体干渉膜フィルタ９が設けられている。
バ４から入力した１．３／１．５５μｍ信号は、ＭＺ回
路２で分波され、１．５５μｍ信号は出力光ファイバ５
から出力する。一方、１．３μｍ信号は、さらにＹ分岐
回路３で２つに導波路端１ｃおよび１ｄに出力する。そ
の一方のＰＤ８が光結合されている導波路端１ｄに出力
された１．３μｍ光信号は、ＰＤ８により電気信号に変
換される。このＰＤ８は、受光部が素子面上にあり、素
子上方より光を入射する構造の通常の面受光型ＰＤであ
る。なお、ＰＤ８と光回路１との間には、１．３μｍの
光は透過するが１．５５μｍの光の透過は阻止するの特
性を持つ誘電体干渉膜フィルタ９が設けられている。
【０００５】また、他方の光導波路端１ｃには波長１．
３μｍのＬＤ７が光結合されているが、かかるＬＤ７の
信号光は、光回路１を経て、光ファイバ４に出力され
る。
３μｍのＬＤ７が光結合されているが、かかるＬＤ７の
信号光は、光回路１を経て、光ファイバ４に出力され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した光モジュール
においては、１．３μｍＰＤ８への１．５５μｍ信号の
クロストークを十分低く（例えば、−５０ｄＢ以下）抑
える必要がある。一般にＭＺ回路２で実現できる１．３
μｍポートへの１．５５μｍのクロストークは、高々−
３０ｄＢ程度である。そこで、従来は、ＰＤ８の前に
１．３μｍ透過／１．５５μｍ阻止の特性を持つフィル
タ９を配置することにより、十分なクロストークを実現
していた。しかし、このような構成では、光回路、受発
光素子に加えて、干渉膜フィルタを挿入する必要があっ
たので、構造的並びにコスト的に不利である。
においては、１．３μｍＰＤ８への１．５５μｍ信号の
クロストークを十分低く（例えば、−５０ｄＢ以下）抑
える必要がある。一般にＭＺ回路２で実現できる１．３
μｍポートへの１．５５μｍのクロストークは、高々−
３０ｄＢ程度である。そこで、従来は、ＰＤ８の前に
１．３μｍ透過／１．５５μｍ阻止の特性を持つフィル
タ９を配置することにより、十分なクロストークを実現
していた。しかし、このような構成では、光回路、受発
光素子に加えて、干渉膜フィルタを挿入する必要があっ
たので、構造的並びにコスト的に不利である。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、構成部
品の数を低減し、作製工程の単純化および低コスト化を
実現したハイブリット波長多重光モジュールを提供する
ことを目的とする。
品の数を低減し、作製工程の単純化および低コスト化を
実現したハイブリット波長多重光モジュールを提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の態様は、第１の光導波路と、該第１の光導波
路に光結合した導波形光合分波器と、該光合分波器の該
第１の光導波路と光結合していない側の２個のポートに
各々光結合した第２および第３の光導波路と、該第２の
光導波路に光結合した受光素子とを少なくとも具備し、
前記光合分波器は前記第１の光導波路から入射した異な
る２波長の光のうち、波長の短い第１の波長の光を前記
第２の光導波路に出力し、波長の長い第２の波長の光を
前記第３の光導波路に出力する特性を有するハイブリッ
ド波長多重光モジュールにおいて、前記受光素子は前記
第１の波長の光に感度を有するが、前記第２の波長の光
には感度を有さないことを特徴とするハイブリッド波長
多重光モジュールにある。
明の第１の態様は、第１の光導波路と、該第１の光導波
路に光結合した導波形光合分波器と、該光合分波器の該
第１の光導波路と光結合していない側の２個のポートに
各々光結合した第２および第３の光導波路と、該第２の
光導波路に光結合した受光素子とを少なくとも具備し、
前記光合分波器は前記第１の光導波路から入射した異な
る２波長の光のうち、波長の短い第１の波長の光を前記
第２の光導波路に出力し、波長の長い第２の波長の光を
前記第３の光導波路に出力する特性を有するハイブリッ
ド波長多重光モジュールにおいて、前記受光素子は前記
第１の波長の光に感度を有するが、前記第２の波長の光
には感度を有さないことを特徴とするハイブリッド波長
多重光モジュールにある。
【０００９】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記第２の光導波路は２分岐され、その一方に前記
受光素子が光結合されており、他方には発光素子が光結
合されていることを特徴とするハイブリッド波長多重光
モジュールにある。
て、前記第２の光導波路は２分岐され、その一方に前記
受光素子が光結合されており、他方には発光素子が光結
合されていることを特徴とするハイブリッド波長多重光
モジュールにある。
【００１０】本発明の第３の態様は、第１または第２の
態様において、前記受光素子が光導波路型フォトダイオ
ードであることを特徴とするハイブリッド波長多重光モ
ジュールにある。
態様において、前記受光素子が光導波路型フォトダイオ
ードであることを特徴とするハイブリッド波長多重光モ
ジュールにある。
【００１１】本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様
の何れかにおいて、当該光モジュールは凹部および表面
が平坦な凸部を有するシリコン基板を用いて構成され、
当該平坦な凸部上に前記受光素子および存在する場合は
前記発光素子が搭載され、かつ前記第１ないし第３の光
導波路および前記導波形光合分波器が当該凹部上に設置
されていることを特徴とするハイブリッド波長多重光モ
ジュールにある。
の何れかにおいて、当該光モジュールは凹部および表面
が平坦な凸部を有するシリコン基板を用いて構成され、
当該平坦な凸部上に前記受光素子および存在する場合は
前記発光素子が搭載され、かつ前記第１ないし第３の光
導波路および前記導波形光合分波器が当該凹部上に設置
されていることを特徴とするハイブリッド波長多重光モ
ジュールにある。
【００１２】本発明の第５の態様は、第１〜第４の態様
の何れかにおいて、前記導波形光合分波器がマッハツェ
ンダー型光合分波器であることを特徴とするハイブリッ
ド波長多重光モジュールにある。
の何れかにおいて、前記導波形光合分波器がマッハツェ
ンダー型光合分波器であることを特徴とするハイブリッ
ド波長多重光モジュールにある。
【００１３】
【作用】かかる本発明のハイブリッド波長多重光モジュ
ールは、入力導波路端から入射した波長λ１と波長λ２
（λ２＞λ１）の波長多重された信号光を各波長成分毎
に分波したのち、出力導波路のうちの少なくとも１つの
導波路に短波長側の波長λ１の信号を出力する機能を有
し、波長λ１の信号を出力する該出力導波路端部に光結
合された受光素子は、波長λ１の波長域のみに感度を持
つが長波長側の波長λ２の波長域には感度を有しないの
で、波長λ１の波長域のみを選択的に受光する。
ールは、入力導波路端から入射した波長λ１と波長λ２
（λ２＞λ１）の波長多重された信号光を各波長成分毎
に分波したのち、出力導波路のうちの少なくとも１つの
導波路に短波長側の波長λ１の信号を出力する機能を有
し、波長λ１の信号を出力する該出力導波路端部に光結
合された受光素子は、波長λ１の波長域のみに感度を持
つが長波長側の波長λ２の波長域には感度を有しないの
で、波長λ１の波長域のみを選択的に受光する。
【００１４】かかる受光素子としては、受光部が導波路
状に形成され、かつ該素子側より光を入射する構造の導
波路型フォトダイオードを用いて、該受光素子を上記光
回路基板上に搭載固定した状態で、該出力導波路と光結
合するようにしてもよい。
状に形成され、かつ該素子側より光を入射する構造の導
波路型フォトダイオードを用いて、該受光素子を上記光
回路基板上に搭載固定した状態で、該出力導波路と光結
合するようにしてもよい。
【００１５】本発明では、受光素子の組成を最適化すれ
ば、所定の波長より短波長側では十分な受光感度が得ら
れると共に、この波長より長波長側では感度をほとんど
有さない、いわゆるフィルタ特性が実現できることに着
目して、光合分波作用を有する光回路と、フィルタ特性
を有する受光素子とを組み合わせるようにした。波長多
重された信号光のうち、短波長側の信号光が出力する導
波路端部に、短波長側の波長領域で感度を有する受光素
子を光結合するようにしたので、合分波機能をもつ光回
路と受光素子の２つの構成要素のみで、十分なクロスト
ーク特性を実現することが可能となった。
ば、所定の波長より短波長側では十分な受光感度が得ら
れると共に、この波長より長波長側では感度をほとんど
有さない、いわゆるフィルタ特性が実現できることに着
目して、光合分波作用を有する光回路と、フィルタ特性
を有する受光素子とを組み合わせるようにした。波長多
重された信号光のうち、短波長側の信号光が出力する導
波路端部に、短波長側の波長領域で感度を有する受光素
子を光結合するようにしたので、合分波機能をもつ光回
路と受光素子の２つの構成要素のみで、十分なクロスト
ーク特性を実現することが可能となった。
【００１６】さらに、受光素子として導波路型ＰＤを光
回路基板上に搭載することにより、光回路基板、受光素
子、および光ファイバという最小構成部品数で光モジュ
ールを形成することが可能となり、低コストなハイブリ
ッド波長多重光モジュールの形成を実現した。
回路基板上に搭載することにより、光回路基板、受光素
子、および光ファイバという最小構成部品数で光モジュ
ールを形成することが可能となり、低コストなハイブリ
ッド波長多重光モジュールの形成を実現した。
【００１７】また、光モジュールの光回路基板として、
凹凸を有し、この凹部上に石英系光回路を形成する一
方、シリコン基板凸部を素子搭載部とする構造の基板
（ＳＴＳ基板：Silica-on-Terraced-Silicon基板）を用
い、上記受光素子を該素子搭載部に搭載してもよい。す
なわち、光回路として、高性能な石英系光回路を使用
し、同時に素子搭載部のシリコンをヒートシンクとして
利用することが可能となる。
凹凸を有し、この凹部上に石英系光回路を形成する一
方、シリコン基板凸部を素子搭載部とする構造の基板
（ＳＴＳ基板：Silica-on-Terraced-Silicon基板）を用
い、上記受光素子を該素子搭載部に搭載してもよい。す
なわち、光回路として、高性能な石英系光回路を使用
し、同時に素子搭載部のシリコンをヒートシンクとして
利用することが可能となる。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。
る。
【００１９】図１は、本発明の実施例のハイブリッド波
長多重送受信モジュールの構成を示す。図１に示すよう
に、基板上に形成された光回路１１は、２つの方向性結
合器とその間に設けた光導波路部とで構成されるマッハ
ツェンダー干渉回路（ＭＺ回路）１２と、その一方の出
力側の導波路に設けられたＹ分岐回路１３とで構成され
ており、１つの入力端１１ａと３つの出力側の導波路端
１１ｂ，１１ｃおよび１１ｄとを有している。入力側の
導波路端１１ａには入力光ファイバ１４が光結合されて
おり、出力側の導波路端１１ｂには光ファイバ１５が光
結合されている。また、出力側の導波路端１１ｃには、
レーザダイオード（ＬＤ）１７が光結合されており、さ
らに出力端１１ｄにはフォトダイオード（ＰＤ）１８が
光結合されている。
長多重送受信モジュールの構成を示す。図１に示すよう
に、基板上に形成された光回路１１は、２つの方向性結
合器とその間に設けた光導波路部とで構成されるマッハ
ツェンダー干渉回路（ＭＺ回路）１２と、その一方の出
力側の導波路に設けられたＹ分岐回路１３とで構成され
ており、１つの入力端１１ａと３つの出力側の導波路端
１１ｂ，１１ｃおよび１１ｄとを有している。入力側の
導波路端１１ａには入力光ファイバ１４が光結合されて
おり、出力側の導波路端１１ｂには光ファイバ１５が光
結合されている。また、出力側の導波路端１１ｃには、
レーザダイオード（ＬＤ）１７が光結合されており、さ
らに出力端１１ｄにはフォトダイオード（ＰＤ）１８が
光結合されている。
【００２０】この光モジュールにおいては、光ファイバ
１４から１．３μｍ／１．５５μｍの波長多重された信
号光が入射すると、この信号光は光回路１１を構成する
ＭＺ回路１２により１．３μｍ光と１．５５μｍ光とに
分波される。そして、１．５５μｍ光は、そのまま出力
用の光ファイバ１５に出射する。一方、１．３μｍ光
は、Ｙ分岐回路１３により２分割されて、一方はＰＤ１
８に結合し、また、一方はＬＤ１７に結合する。また、
ＬＤ１７から出射した１．３μｍ光は、Ｙ分岐回路１３
を経て、ＭＺ回路１２で合波されて光ファイバ１４に結
合される。かかるＬＤ１７とＰＤ１８とは交互に動作す
る。すなわち、ＬＤ１７が動作中はＰＤ１８は休止し、
ＰＤ１８動作中はＬＤ１７が休止するようになってい
る。
１４から１．３μｍ／１．５５μｍの波長多重された信
号光が入射すると、この信号光は光回路１１を構成する
ＭＺ回路１２により１．３μｍ光と１．５５μｍ光とに
分波される。そして、１．５５μｍ光は、そのまま出力
用の光ファイバ１５に出射する。一方、１．３μｍ光
は、Ｙ分岐回路１３により２分割されて、一方はＰＤ１
８に結合し、また、一方はＬＤ１７に結合する。また、
ＬＤ１７から出射した１．３μｍ光は、Ｙ分岐回路１３
を経て、ＭＺ回路１２で合波されて光ファイバ１４に結
合される。かかるＬＤ１７とＰＤ１８とは交互に動作す
る。すなわち、ＬＤ１７が動作中はＰＤ１８は休止し、
ＰＤ１８動作中はＬＤ１７が休止するようになってい
る。
【００２１】本実施例では、この光モジュールを低コス
トで実現するために図２に示すような光回路基板（ＳＴ
Ｓ基板）を用いた。すなわち、基板２０として凹凸を有
するシリコン基板を用い、この基板２０の凹部２０ａに
石英系光導波路からなる光回路１２を形成した。基板２
０のシリコン凸部２０ｂは、光素子搭載部であり、この
上に、ＬＤ１７およびＰＤ１８を搭載した。なお、シリ
コン凸部２０ｂは、ＬＤ１７およびＰＤ１８のヒートシ
ンクおよび高さを基準面として機能する。そして、ＰＤ
１８としては、受光部がストライプ上に設けられ側方か
ら光を入射する構造の導波路型ＰＤを用いた。このよう
な構造の導波路型ＰＤを用いることにより、ＰＤ１８と
ＬＤ１７とは、ともに光回路１１に設けた素子搭載部で
ある凹部２０ａ上に、活性層を下向きとした形態で搭載
することが可能となり、図１の光モジュールをわずか５
つの構成品、すなわち、光回路１１，ＬＤ１７，ＰＤ１
８，および２つのファイバブロック１４および１５で構
成することが可能となった。
トで実現するために図２に示すような光回路基板（ＳＴ
Ｓ基板）を用いた。すなわち、基板２０として凹凸を有
するシリコン基板を用い、この基板２０の凹部２０ａに
石英系光導波路からなる光回路１２を形成した。基板２
０のシリコン凸部２０ｂは、光素子搭載部であり、この
上に、ＬＤ１７およびＰＤ１８を搭載した。なお、シリ
コン凸部２０ｂは、ＬＤ１７およびＰＤ１８のヒートシ
ンクおよび高さを基準面として機能する。そして、ＰＤ
１８としては、受光部がストライプ上に設けられ側方か
ら光を入射する構造の導波路型ＰＤを用いた。このよう
な構造の導波路型ＰＤを用いることにより、ＰＤ１８と
ＬＤ１７とは、ともに光回路１１に設けた素子搭載部で
ある凹部２０ａ上に、活性層を下向きとした形態で搭載
することが可能となり、図１の光モジュールをわずか５
つの構成品、すなわち、光回路１１，ＬＤ１７，ＰＤ１
８，および２つのファイバブロック１４および１５で構
成することが可能となった。
【００２２】さらに、この光モジュールでは構成部品の
数を増加させることなく良好な特性を得るために、ＰＤ
１８として、フィルタ特性を有するＰＤを用いた。以下
に、このことの効果を説明する。
数を増加させることなく良好な特性を得るために、ＰＤ
１８として、フィルタ特性を有するＰＤを用いた。以下
に、このことの効果を説明する。
【００２３】図３は、図１の光モジュールの光回路部の
特性を示したものである。入力光ファイバ１４からＰＤ
端１１ｄまでのルートは、１．３μｍ信号に対する１．
５５μｍ信号のクロストークが約３０ｄＢとなる。一般
に、光導波路を用いて合分波作用を発揮するとき、３０
ｄＢ以上のクロストークをとることは容易ではない。そ
こで、本発明では、ＰＤの受光感度に、図４に示すよう
な波長特性を持たせてある。すなわち、１．３μｍに対
する１．５５μｍの受光感度は、２０ｄＢ以上の差を持
たせてある。これにより、光モジュールの１．３μｍに
対する１．５５μｍのクロストークとして５０ｄＢ以上
の値を実現することができた。
特性を示したものである。入力光ファイバ１４からＰＤ
端１１ｄまでのルートは、１．３μｍ信号に対する１．
５５μｍ信号のクロストークが約３０ｄＢとなる。一般
に、光導波路を用いて合分波作用を発揮するとき、３０
ｄＢ以上のクロストークをとることは容易ではない。そ
こで、本発明では、ＰＤの受光感度に、図４に示すよう
な波長特性を持たせてある。すなわち、１．３μｍに対
する１．５５μｍの受光感度は、２０ｄＢ以上の差を持
たせてある。これにより、光モジュールの１．３μｍに
対する１．５５μｍのクロストークとして５０ｄＢ以上
の値を実現することができた。
【００２４】図５は、このような波長特性を持たせた一
実施例としての導波路型ＰＤの模式的断面構造である。
同図に示した導波路型ＰＤ１００の各部の構造は以下の
通りである。キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3のｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１０１上に、バンドギャップ波長１．１μｍ，キ
ャリア濃度１×１０18ｃｍ-3，厚さ３μｍのｎ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ半導体層１０２と、バンドギャップ波長１．４
μｍ，キャリア濃度１×１０16ｃｍ-3，厚さ１μｍのｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０３と、ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ半導体層１０２と同じバンドギャップ波長，キャリア
濃度，厚さを有するｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０４
と、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3，厚さ１μｍのｐ型
ＩｎＰ半導体層１０５とが順次積層されており、さらに
この両面にｎ型オーミック電極１０６およびｐ型オーミ
ック電極１０７が設けられている。導波路型ＰＤ１００
において、光導波路のコア層はｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導
体層１０２，ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０３，およ
びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０４であり、また、ク
ラッド層は、ｎ型ＩｎＰ基板１０１およびｐ型ＩｎＰ半
導体層１０５層でそれぞれ構成される。また、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ半導体層１０２およびｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半
導体層１０４層は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０３
とクラッド層との中間の屈折率を有する中間屈折率層で
ある。
実施例としての導波路型ＰＤの模式的断面構造である。
同図に示した導波路型ＰＤ１００の各部の構造は以下の
通りである。キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3のｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１０１上に、バンドギャップ波長１．１μｍ，キ
ャリア濃度１×１０18ｃｍ-3，厚さ３μｍのｎ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ半導体層１０２と、バンドギャップ波長１．４
μｍ，キャリア濃度１×１０16ｃｍ-3，厚さ１μｍのｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０３と、ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ半導体層１０２と同じバンドギャップ波長，キャリア
濃度，厚さを有するｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０４
と、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3，厚さ１μｍのｐ型
ＩｎＰ半導体層１０５とが順次積層されており、さらに
この両面にｎ型オーミック電極１０６およびｐ型オーミ
ック電極１０７が設けられている。導波路型ＰＤ１００
において、光導波路のコア層はｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導
体層１０２，ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０３，およ
びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０４であり、また、ク
ラッド層は、ｎ型ＩｎＰ基板１０１およびｐ型ＩｎＰ半
導体層１０５層でそれぞれ構成される。また、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ半導体層１０２およびｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半
導体層１０４層は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層１０３
とクラッド層との中間の屈折率を有する中間屈折率層で
ある。
【００２５】なお、この例では、コア層１０２，１０
３，および１０４として、１０３層を中心とした対称構
造の例を示したが、コア層として１０２層および１０３
層の２層からなる非対称の構造を用いても同様の波長特
性が得られる。また、半導体材料としてＩｎＰ基板と格
子整合する材料を用いた例を示したが、これらの一部ま
たは全部をＩｎＰ基板と格子整合しない材料としても同
様の効果が得られる。さらに、導波路型ＰＤの実施例は
上記数値に限定されるものではないことは勿論である。
３，および１０４として、１０３層を中心とした対称構
造の例を示したが、コア層として１０２層および１０３
層の２層からなる非対称の構造を用いても同様の波長特
性が得られる。また、半導体材料としてＩｎＰ基板と格
子整合する材料を用いた例を示したが、これらの一部ま
たは全部をＩｎＰ基板と格子整合しない材料としても同
様の効果が得られる。さらに、導波路型ＰＤの実施例は
上記数値に限定されるものではないことは勿論である。
【００２６】このような導波路がＰＤを用いた結果、従
来行われてきたような付加的なフィルタを用いることな
く、光モジュールの１．３μｍに対する１．５５μｍの
クロストークとして５０ｄＢ以上の値を実現することが
できる。
来行われてきたような付加的なフィルタを用いることな
く、光モジュールの１．３μｍに対する１．５５μｍの
クロストークとして５０ｄＢ以上の値を実現することが
できる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、波長多
重機能を有する光回路とフォトダイオードとを含んで構
成される光モジュールを製作するにあたり、特に、フォ
トダイオードとして波長選択作用を有する導波路型フォ
トダイオードを用いるようにしたので、光モジュールを
構成する構成品の数を最小とし、かつ、十分な波長分波
特性を得ることが可能となった。
重機能を有する光回路とフォトダイオードとを含んで構
成される光モジュールを製作するにあたり、特に、フォ
トダイオードとして波長選択作用を有する導波路型フォ
トダイオードを用いるようにしたので、光モジュールを
構成する構成品の数を最小とし、かつ、十分な波長分波
特性を得ることが可能となった。
【００２８】このような構成は、特に経済化が要求され
る加入者系用光モジュールの実現に有効である。
る加入者系用光モジュールの実現に有効である。
【図１】本発明の実施例であるハイブリッド波長多重光
モジュールの構成図である。
モジュールの構成図である。
【図２】ハイブリッド波長多重光モジュールの基板構造
の説明図である。
の説明図である。
【図３】ハイブリッド波長多重光モジュールを構成する
光回路の波長合分波特性を説明する図である。
光回路の波長合分波特性を説明する図である。
【図４】本発明で用いるフォトダイオードの受光感度の
波長特性図である。
波長特性図である。
【図５】図４の波長特性を実現するフォトダイオードの
構造断面図である。
構造断面図である。
【図６】従来の光モジュールの構成例を示す説明図であ
る。
る。
１１ 光回路 １２ 導波型光合分波回路 １３ Ｙ分岐回路 １４，１５ 光ファイバ １７ レーザダイオード（ＬＤ） １８ フォトダイオード（ＦＤ）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/02 (72)発明者 井上 靖之 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 秦 進 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の光導波路と、該第１の光導波路に
光結合した導波形光合分波器と、該光合分波器の該第１
の光導波路と光結合していない側の２個のポートに各々
光結合した第２および第３の光導波路と、該第２の光導
波路に光結合した受光素子とを少なくとも具備し、前記
光合分波器は前記第１の光導波路から入射した異なる２
波長の光のうち、波長の短い第１の波長の光を前記第２
の光導波路に出力し、波長の長い第２の波長の光を前記
第３の光導波路に出力する特性を有するハイブリッド波
長多重光モジュールにおいて、 前記受光素子は前記第１の波長の光に感度を有するが、
前記第２の波長の光には感度を有さないことを特徴とす
るハイブリッド波長多重光モジュール。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第２の光導波路
は２分岐され、その一方に前記受光素子が光結合されて
おり、他方には発光素子が光結合されていることを特徴
とするハイブリッド波長多重光モジュール。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記受光素
子が光導波路型フォトダイオードであることを特徴とす
るハイブリッド波長多重光モジュール。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、当該光
モジュールは凹部および表面が平坦な凸部を有するシリ
コン基板を用いて構成され、当該平坦な凸部上に前記受
光素子および存在する場合は前記発光素子が搭載され、
かつ前記第１ないし第３の光導波路および前記導波形光
合分波器が当該凹部上に設置されていることを特徴とす
るハイブリッド波長多重光モジュール。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記導
波形光合分波器がマッハツェンダー型光合分波器である
ことを特徴とするハイブリッド波長多重光モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7035249A JPH08234031A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | ハイブリッド波長多重光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7035249A JPH08234031A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | ハイブリッド波長多重光モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08234031A true JPH08234031A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12436564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7035249A Pending JPH08234031A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | ハイブリッド波長多重光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08234031A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510405A (ja) * | 1997-07-01 | 2002-04-02 | アジレント・テクノロジーズ・インク | 単一基板上に集積された改良式マイクロフォトニクスモジュール |
| JP2003152216A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | Anritsu Corp | 半導体受光素子 |
| US7310473B2 (en) | 2004-01-28 | 2007-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical antenna and wireless optical system using the same |
| JP2010263153A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体集積光デバイス及びその作製方法 |
| JP2018506077A (ja) * | 2015-02-18 | 2018-03-01 | テクニッシュ ウニバルシテイト アイントホーフェン | 光集積回路の特性評価及びパッケージ化のためのマルチポート光学プローブ |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP7035249A patent/JPH08234031A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510405A (ja) * | 1997-07-01 | 2002-04-02 | アジレント・テクノロジーズ・インク | 単一基板上に集積された改良式マイクロフォトニクスモジュール |
| JP4632325B2 (ja) * | 1997-07-01 | 2011-02-16 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 単一基板上に集積された改良式マイクロフォトニクスモジュール |
| JP2003152216A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | Anritsu Corp | 半導体受光素子 |
| US7310473B2 (en) | 2004-01-28 | 2007-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical antenna and wireless optical system using the same |
| JP2010263153A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体集積光デバイス及びその作製方法 |
| JP2018506077A (ja) * | 2015-02-18 | 2018-03-01 | テクニッシュ ウニバルシテイト アイントホーフェン | 光集積回路の特性評価及びパッケージ化のためのマルチポート光学プローブ |
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