JPH10133069A - 光送受信モジュール - Google Patents
光送受信モジュールInfo
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- JPH10133069A JPH10133069A JP29038696A JP29038696A JPH10133069A JP H10133069 A JPH10133069 A JP H10133069A JP 29038696 A JP29038696 A JP 29038696A JP 29038696 A JP29038696 A JP 29038696A JP H10133069 A JPH10133069 A JP H10133069A
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- optical waveguide
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Abstract
に関し、容易でかつ現実的な手段を有する光送受信モジ
ュールの構造を提供する。 【解決手段】本発明は入出力信号を伝送する光ファイバ
と、その光ファイバから分岐または合分波される光回路
が形成される光導波路基板と、光信号を発信するための
発光素子と、光信号を受信するための受光素子は一つの
シリコン基板上に搭載される構造としたことにより光送
受信モジュールをより低コストに作製できる。
Description
て用いられる光モジュールに関するものであり、特に光
導波路を用いた光送受信モジュールに関する。
傾向として例えば光回路として光導波路を用い、それに
光受発光モジュールが結合した形態が用いられている。
図5には、光導波路を用いた従来の波長多重光送受信モ
ジュールの構成例を示す。図5において、この波長多重
光送受信モジュールは、主に光回路として光導波路1及
びモジュールへの光入出力のための光ファイバ41、4
2及びLDモジュール3、PDモジュール2及びフィル
タ5、6とから構成されている。入出力ポート光ファイ
バ41からは、異なる波長λ1、λ2の波長が光回路の
ポート11へ入力される。入力した2つの波長の光は光
導波路の合分波部12において分波され、λ1の光は分
岐部13へ、λ2の光は反射部16へと分波される。分
波されたλ1の光は分岐部13で分岐され、光回路のポ
ート14、15へと出力される。光回路ポート14には
PDモジュール2が結合されており、波長λ1の光信号
を検出する。また、PDモジュール2と光回路ポート1
4との間には、完全に分波されないで伝搬してきた波長
λ2の光をカットするためのフィルター5を入れてあ
る。また、光合分波部12で分波された波長λ2の光
は、別の光導波路内を伝搬していき、光回路の反射端1
6で反射され、最終的に光回路出力ポート17から出力
用光ファイバ42へと出力されていく。反射部16に
は、波長λ2の光を全反射させるための全反射ミラーが
設置されている。また、光回路のポート15には、LD
モジュールが結合されており、LDモジュールから出力
されたλ1の光信号は、光分岐部13を介し光回路ポー
ト11から出力され光ファイバ41内を伝搬していく。
光導波路1への光ファイバ41、及び42の接続固定
は、予め所望のピッチ間隔をもった光ファイバアレイブ
ロック43を作製し、ファイバアレイブロック43と光
導波路基板の端面どうしを使用波長λ1及びλ2に対し
光学的に透明な接着剤を用いて固定する。その時に各光
ファイバと光導波路のコアの位置が最適になるように、
位置合わせのための調芯作業が光軸に対し垂直方向及び
水平方向及び光軸周りの回転方向に対しそれぞれ必要と
なる。また、LDモジュール3及びPDモジュール2に
関しても、光導波路のコアに最適な位置合わせを行うた
め、光軸方向、及び光軸垂直、水平方向及び光軸回転方
向の4軸の調芯作業がそれぞれ必要となる。
ような従来構造において、実際に光モジュールを組み立
てる工程においては、光導波路1と光ファイバアレイブ
ロック43との調芯作業及びLDモジュール3及びPD
モジュール2と光導波路1との調芯作業が容易ではな
く、多くの時間を費やしている。組立実装の観点から見
た場合、必ずしも最適な構造とはいえず、多数の工程を
必要とするという問題点があった。本発明は、上述した
従来の構造における問題点を解決するためのものであ
り、容易でかつ現実的な手段で、光送受信モジュールを
作製できる構造を提供する事を目的としている。
するため、入出力信号を伝送する光ファイバ、及び光分
岐又は光合分波等の機能を有する光回路を構成する光導
波路基板、及び光受発光素子からなる光送受信モジュー
ルにおいて、光ファイバ及び光導波路基板及び受発光素
子を、一つのシリコン基板上に搭載させた。そのシリコ
ン基板上には光ファイバを設置するためのガイド溝、及
び光導波路基板を設置する時の位置あわせマーク、及び
受発光素子を設置するための電極部と半田部を予め形成
した。そして、光導波路基板は光学的に透明な材料と
し、シリコン基板と当接する面に位置あわせ用のマーク
を形成、シリコン基板上に形成された位置合わせマーク
を利用してシリコン基板上の所定の位置に導波路基板を
設置出来るようにした。また、光導波路基板がシリコン
基板に当接する面は、導波路形成用基板上に新たに形成
された導波路層を含むクラッド層とし、光導波路基板の
コアの高さと、シリコン基板上に形成されたガイド溝内
に設置された光ファイバのコアの高さと、電極部上に半
田固定された受発光素子の発光面及び受光面の高さとが
ほぼ一致するように光ファイバ設置用のガイド溝の深さ
と、電極の高さを調節した。
づいて詳細に説明する。図1及び図2は本発明による光
送受信モジュールの1実施例を示す。図1(a)はモジ
ュール構成の側面図を、図1(b)は上面図を示す。図
2は本実施例に用いられるシリコン基板の上面図を示
す。この光送受信モジュールは、主に光回路として光導
波路1及びモジュールへの光入出力のための光ファイバ
41、42及びLDモジュール3、PDモジュール2及
びシリコン基板7から構成されている。光回路の構成
は、入出力ポート光ファイバ41からは、異なる波長λ
1、λ2の波長が光回路のポート11へ入力される。入
力した2つの波長の光は、光導波路の合分波部12にお
いて分波され、λ1の光は分岐部13へ、λ2の光は出
力ポート16へと分波される。分波されたλ1の光は分
岐部13で分岐され、光回路のポート14、15へと出
力される。光回路ポート14には、受光素子2が、また
光回路ポート15にはLDモジュールが結合される。シ
リコン基板7には、光ファイバを設置するためのガイド
溝72及び位置合わせ用のマーク71、受発光素子を設
置する半田の形成された電極部73、74が予め形成さ
れている。本実施例においては、ガイド溝72はシリコ
ン基板を異方性エッチングによりV字形状に形成した。
また、位置あわせマーク71は、この場合4箇所に金属
薄膜を形成した。電極部73、74はCr/Auでパタ
ーンを形成した。光導波路基板1は約1mm程度の石英
基板の上面に石英導波路を新たに形成してある。新たに
形成された導波層部分の厚みは、コア部及びクラッド部
合わせて数十μmと小さく、導波路基板の厚みの殆どは
石英基板が占めている。導波路基板全体の厚みの精度は
ミクロン単位で管理することは困難であるが、導波層の
クラッド表面からコアまでの厚みは、コア及びクラッド
部を微細加工技術を用いて形成するため、高精度に設定
する事が可能となっている。従って、光導波路基板1の
シリコン基板へ当接する面9には、光導波路層が新たに
形成された側の面を用いて、シリコン基板7上へ設置さ
れる光ファイバ及び受発光素子との高さを精度良く合わ
せる事を可能とした。光導波路基板の当接面9には位置
合わせのためのマーク18がシリコン基板と同様に4箇
所形成してある。導波路基板は透明であるため、基板上
方から位置あわせマークを観察することが出来、導波路
基板1のシリコン基板7上への設置は、モジュールの上
方から顕微鏡で観察しながら、シリコン基板位置あわせ
マーク71と導波路基板位置あわせマーク18が一致す
る用に位置を調整する。調整が済んだ後、導波路基板の
固定には、半田による固定を行った。固定方法は、その
他にも熱硬化接着剤や光硬化型の接着剤や、低融点ガラ
スを用いても可能である。尚、本実施例では石英基板石
英導波路を用いたが、シリコン基板上に石英導波路を形
成したタイプの光回路導波路基板でも、シリコンは赤外
光を透過するため、顕微鏡による位置合わせは可能であ
る。光ファイバ41及び42はシリコン基板上のガイド
溝72の中に設置し、接着剤で固定をしている。ガイド
溝72は、その終端部が光導波路1の端面ポート11及
び16よりも導波路基板の内側まで延長して形成されて
おり、光ファイバを設置する場合、光ファイバをガイド
溝内をスライドさせた場合、光ファイバ終端の端面が光
導波路基板端面ポート11及び16に必ず突き当たる様
にしてある。また、ガイド溝72の深さは、光導波路を
シリコン基板上に設置した時の半田層の厚み、及び光導
波路当接面からコアまでの高さを考慮して、光導波路1
の導波路19の高さに光ファイバのコア45の高さが一
致するように設定されている。このため光ファイバの光
導波路への接続は、位置合わせをする必要がない。PD
素子2及びLD素子3は同様に電極パターン上に半田実
装を行う。半田部がすでに形成されている電極パターン
の厚みは、やはり素子を設置した場合に受光面及び発光
面の高さが光導波路基板のコアの高さに一致するよう予
め設定されている。この場合、光軸方向、光軸水平方
向、及び回転方向の微調整が必要になるが、光軸垂直方
向の高さは調整する必要がない。更に、シリコン基板上
に受発光素子を位置決めするためのマークを形成し、受
発光素子自身にも位置あわせ用のマークを形成しておけ
ば、素子実装においても位置合わせの調整は非常に容易
になる。このように、一つのシリコン基板上に予め各要
素部品を位置決めするための機能をもたせ実装すること
により、位置合わせのための工程を簡略化する事が可能
となる。図3及び図4は本発明による別の実施例を示
す。図3(a)はモジュール構成の側面図を、図3
(b)は上面図を示す。図4は図3に示された実施例に
用いられるシリコン基板の斜視図を示す。この実施例に
おいては光回路部の構成として、光導波路基板の途中に
フィルタ8を挿入したタイプの光送受信モジュールに本
発明を適用した例である。この場合、挿入したフィルタ
8が光導波路基板から高さ方向にはみ出してしまうた
め、フィルタ8に干渉しないようにシリコン基板7に予
めフィルタ用ガイド溝75を形成した。
送する光ファイバと、その光ファイバから分岐または合
分波される光回路が形成される光導波路基板と、光信号
を発信するための発光素子と、光信号を受信するための
受光素子は一つのシリコン基板上に搭載される構造とし
たことにより光送受信モジュールをより低コストに作製
することが可能となる。
例を示す側面図と上面図である。
る。
ある。
図である。
9、9・・・光導波路 2・・・PDモジュール 3・・・LDモジュール 41、42・・・光ファイバ 43・・・光ファイバアレイブロック 5、6、8・・・フィルタ 7・・・シリコン基板 71、18・・・位置あわせマーク 72・・・ガイド溝 73、74・・・電極部
Claims (6)
- 【請求項1】入出力信号を伝送する光ファイバと、その
光ファイバから分岐または合分波される光回路が形成さ
れる光導波路基板と、光信号を発信するための発光素子
と、光信号を受信するための受光素子から構成される光
送受信モジュールにおいて、前記光ファイバ、前記光導
波路基板、前記発光素子および前記受光素子は一つのシ
リコン基板上に搭載されていることを特徴とする光送受
信モジュール。 - 【請求項2】前記シリコン基板上に光ファイバを設置す
るためのガイド溝と、前記光導波路基板を配設するとき
に位置を合わせるための第1のマークと、前記発光素子
および前記受光素子を設けるための電極部と、半田部と
が形成されていることを特徴とする請求項1記載の光送
受信モジュール。 - 【請求項3】前記光導波路基板は光学的に透明な材質で
あって、前記光導波路基板に前記シリコン基板と当接す
るための位置合わせ用の第2のマークを形成し、前記第
1のマークの位置と前記第2のマークの位置とを合わせ
ることによって前記シリコン基板上の所定の位置に前記
導波路基板を配設できることを特徴とする請求項2記載
の光送受信モジュール。 - 【請求項4】前記光導波路基板が前記シリコン基板に当
接される当接面は導波路形成用基板上に新たに形成され
た導波路層を含むクラッド層とし、前記光導波路基板の
コアの高さと、前記シリコン基板上に形成されたガイド
溝内に設置された光ファイバのコアの高さと、前記電極
部上に半田固定された前記発光素子の発光面および前記
発光素子の受光面の高さとが一致するようにガイド溝の
深さまたは光導波路クラッド部の厚みまたは電極部の厚
みが形成加工されていることを特徴とする請求項1記載
の光送受信モジュール。 - 【請求項5】前記シリコン基板上に形成されたガイド溝
の終端部は前記基板上に設置される前記光導波路基板の
端面より導波路基板の内側まで延長されていることを特
徴とする請求項1記載の光送受信モジュール。 - 【請求項6】前記光導波路基板はシリコン基板上に半田
固定されていることを特徴とする請求項1記載の光送受
信モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29038696A JPH10133069A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 光送受信モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29038696A JPH10133069A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 光送受信モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10133069A true JPH10133069A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17755350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29038696A Pending JPH10133069A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 光送受信モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10133069A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6470118B1 (en) | 2000-05-24 | 2002-10-22 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical module |
US6760510B2 (en) | 2000-01-24 | 2004-07-06 | Nec Corporation | Wavelength multiplex optical communication module |
EP1378777A3 (en) * | 2002-07-02 | 2005-02-16 | Omron Corporation | Optical waveguide device, manufacturing method thereof, and optical communication apparatus |
JP2008197500A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Nec Corp | 光モジュール |
JP4789619B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2011-10-12 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイ | 光学装置および光学装置を組み込んだ光学アセンブリ |
CN110208916A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-06 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 光模块 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29038696A patent/JPH10133069A/ja active Pending
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Effective date: 20040526 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20040809 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050628 |