JPH11326710A

JPH11326710A - 光送受信モジュール

Info

Publication number: JPH11326710A
Application number: JP13234798A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takasaki; 茂高崎; Atsushi Takahashi; 敦高橋; Yoshihiko Kobayashi; 芳彦小林
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で廉価な光送受信モジュールを提供
する。【解決手段】光送受信モジュール１００において，Ｌ
Ｄ１５０とＣ−ＰＤ１６０とは，Ｙ分岐光導波路１１４
ａを介してそれぞれ誘電体干渉膜１４０に接続されてい
るとともに接続光導波路１１２ｃを介して相互に接続さ
れるように，基板１１０上に表面実装される。光送受信
モジュール１００の送信時において，ＬＤ１５０から出
力される光Ｐλ１’の一方は，Ｙ分岐光導波路１１４ｃ
と誘電体干渉膜フィルタ１４０とを介してＣＯＭポート
１１６ａから出力される。さらに，光Ｐλ１’の他方
は，接続光導波路１１２ｃを介してＣ−ＰＤ１６０で受
光されて，その受光結果がＬＤ１５０の動作制御に用い
られる。また，送信と時分割で行われる受信時において
は，ＣＯＭポート１１６ａから入力された光Ｐλ１＋λ
２から誘電体干渉膜フィルタ１４０によって分離された
光Ｐλ１が，Ｃ−ＰＤ１６０に受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，光送受信モジュー
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，光通信技術においては，通信機器
に適用される光送受信モジュールの小型化及び低価格化
が，特に加入者系の普及のために重要な課題となってい
る。かかる状況において，光導波路と各種の光素子とを
基板上に配置して複合一体化した光送受信モジュールの
改良が図られている。

【０００３】従来，例えば，電子情報通信学会技術報
告，ＥＭＤ９６−２４，「ＰＬＣプラットフオームを用
いたハイブリッド光集積技術の現状と展望」ｐ．１〜６
には，一のレーザダイオード（ｌａｓｅｒｄｉｏｄ
ｅ；以下，「ＬＤ」という。）と二のフォトダイオード
（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ；以下，「ＰＤ」という。）
とを基板上に表面実装して形成される光送受信モジュー
ルが開示されている。

【０００４】以下，上記文献にかかる従来の光送受信モ
ジュール４００について，図８及び図９を参照しながら
説明する。なお，図８には，従来の光送受信モジュール
４００の概略構成を平面方向から示してあり，図９に
は，光送受信モジュール４００の動作説明のためのタイ
ミングチャートを示してある。

【０００５】図８に示すように，従来の光送受信モジュ
ール４００においては，送信用のＬＤ４５０とモニタ用
のＭ−ＰＤ４７０と受信用のＲ−ＰＤ４８０と波長分離
用の誘電体干渉膜フィルタ４４０とが，光導波路が形成
されたＳｉ基板４１０上に実装されている。

【０００６】Ｓｉ基板４１０上において，誘電体干渉膜
フィルタ４４０は，Ｙ分岐光導波路４１４ａと第１光導
波路４１６ｃとの境界部分に形成された溝に埋め込まれ
ている。また，Ｓｉ基板４１０上において，ＬＤ４５０
とＭ−ＰＤ４７０とＲ−ＰＤ４８０とは，Ｙ分岐光導波
路４１４ａの両分岐路が接続されたテラス部４１２ａに
表面実装されている。

【０００７】以上のように構成された光送受信モジュー
ル４００において，まず，受信時には，光Ｐλ１＋λ２
が光送受信モジュール４００外部から光ファイバ等を介
してＳｉ基板４１０に形成されたＣＯＭポート４１６ａ
へ入力される。かかる光Ｐλ１＋λ２には，電話回線や
通信回線の音声信号を受け持つ波長λ１の光Ｐλ１と映
像信号を受け持つ波長Ｐλ２の光とが多重化されてい
る。

【０００８】まず，光Ｐλ１＋λ２は，第１光導波路４
１６ｃによって誘電体干渉膜フィル夕４４０に導かれ
る。さらに，光Ｐλ１＋λ２は，誘電体干渉膜フィルタ
４４０において光Ｐλ１と光Ｐλ２とに分けられる。さ
らにまた，光Ｐλ１＋λ２から分かれた光Ｐλ２は，誘
電体干渉膜フィルタ４４０で反射し，他方の光Ｐλ１
は，誘電体干渉膜フィルタ４４０を透過する。

【０００９】光送受信モジュール４００において，反射
後の光Ｐλ２は，第２光導波路４１６ｄを介してＯＵＴ
ポート４１６ｂから出力される。他方，透過後の光Ｐλ
１は，Ｙ分岐光導波路４１４ａによって，二分されてＲ
−ＰＤ４８０とＬＤ４５０とに入射される。

【００１０】二分後の光Ｐλ１のうちＲ−ＰＤ４８０に
入射されたものは，Ｒ−ＰＤ４８０によって電流に変換
される。光送受信モジュール１００においては，Ｒ−Ｐ
Ｄ４８０に生じるかかる電流によって，光Ｐλ１の受信
が確認される。なお，二分後の光Ｐλ１のうちＬＤ１５
０に入射されたものは，光送受信モジュール１００にお
いて機能的な意味を持たない。

【００１１】また，光送受信モジュール４００の送信時
には，Ｙ分岐光導波路４１４ａとＭ−ＰＤ４７０とにＬ
Ｄ４５０で形成された波長λ１の光Ｐλ１’が入射され
る。Ｍ−ＰＤ４７０に入射された光Ｐλ１’は，Ｍ−Ｐ
Ｄ４７０に電流を生起させる。光送受信モジュール１０
０においては，Ｍ−ＰＤ４７０に流れるかかる電流をモ
ニタすることによって，ＬＤ４７０に印加する電流の制
御が可能となる。

【００１２】他方，Ｙ分岐光導波路４１４ａに入射され
た光Ｐλ１’は，誘電体干渉膜フィル夕４４０と第１光
導波路４１６ｃとを通過して，ＣＯＭポート４１６ａか
ら光送受信モジュール４００外部に出力される。かかる
光Ｐλ１’の出力によって，光送受信モジュール４００
の送信動作は，完了する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，光送受
信モジュール４００の送信時においては，Ｙ分岐光導波
路４１４ａに入射された光Ｐλ１’の一部が，誘電体干
渉膜フィルタ４４０で反射されてＹ分岐光導波路４１４
ａを介してＲ−ＰＤ４８０に入射される。したがって，
光送受信モジュール４００においては，送信と受信とが
同時に行われると，同一波長の誘電体干渉膜フィルタ４
４０で反射された光Ｐλ１’と光Ｐλ１とが同時にＲ−
ＰＤ４８０に入射されて，光Ｐλ１の受信の誤確認が生
じる。

【００１４】送信時のかかる誤動作を回避するために，
従来の光送受信モジュール４００においては，図９に示
すように送信と受信とを時分割で行う必要がある。な
お，図９のタイミングチャートには，以上説明した光送
受信モジュール４００の動作時における，ＣＯＭポート
４１６ａを通過する光ＰＣＯＭと，ＬＤに印加される電
流ＩＬＤと，Ｍ−ＰＤ４７０に流れる電流ＩＭ−ＰＤ
と，Ｒ−ＰＤに流れる電流ＩＲ−ＰＤとが，示されてい
る。

【００１５】すなわち，上記従来の光送受信モジュール
４００においては，実際の動作に大差がないＭ−ＰＤ４
７０とＲ−ＰＤ４８０とを使用期間を変えて用いる必要
があり，構成に無駄が生じる。かかる無駄によって，従
来の光送信モジュール４００は，製造工程数の増加と構
成の大型化とが回避できず，価格を抑えることが難しか
った。

【００１６】本発明は，従来の光送受信モジュールが有
する上記問題点に鑑みてなされたものであり，構成要素
の役割を効率的に分担して，構成の簡素化と小型化と低
価格化とを実現した，新規かつ改良された光送受信モジ
ュールを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１に記載の発明は；出力光信号を形成する発
光手段と，出力光信号を外部に導く出力光導波路と，導
かれてきた出力光信号を受光する機能と導かれてきた入
力光信号を受光する機能とを有する受光手段と，外部か
ら入力された入力光信号を受光手段に導く入力光導波路
と，出力光信号を受光手段へ導く接続光経路とが，同一
基板上に形成されている；構成を採用する。

【００１８】かかる構成を有する請求項１に記載の発明
おいては，接続光経路を形成することによって，入力光
信号の受信と出力光信号のモニタとを唯一つの受光手段
で実施することが可能となる。すなわち，光送受信モジ
ュールにおける効率的な機能の分担が図られて，モジュ
ール全体の装置構成が簡素化及び小型化が実現される。

【００１９】さらに，駆動用電力の供給が必要な受光手
段を用いる場合，請求項１に記載の発明では，電力供給
手段に接続する構成要素が減る。結果として，光通信機
器に組み込む際の必要な接続配線数が減り，光通信シス
テムの装置構成の簡素化をも図ることができる。

【００２０】ここで，受光手段は，請求項２に記載の発
明のように；出力光信号と入力光信号とを相互に異なる
タイミングで受光する；構成を採用することが好適であ
る。これは，かかる構成においては，受光手段による入
力光信号の感知と出力光信号の感知との間に混同が生じ
ないことから，モジュール外部からの光信号の受信と発
光手段の監視とが明確に区別できるためである。すなわ
ち，請求項２に記載の発明によれば，受光手段の誤動作
を抑えることが可能であり，結果，信頼性の高い受信動
作が実現される。

【００２１】また，接続光経路は，請求項３に記載の発
明のように；基板上に形成された光導波路である；構成
とすることができる。かかる構成を有する請求項３に記
載の発明においては，接続光経路を光導波路として基板
上に作り込むことによって，実装する構成要素数が削減
される。したがって，請求項３に記載の発明によれば，
光送受信モジュールの小型化が容易になる。

【００２２】さらに，接続光経路は，請求項４に記載の
発明のように；接続光経路には，発光手段で発光された
光を受光手段へ反射する反射手段が介装されている；構
成とすることもできる。かかる構成を有する請求項４に
おいては，反射手段の設計や配置位置等を調整すること
によって，比較的自由に出力光信号の反射角度を調整す
ることが可能である。

【００２３】したがって，請求項４に記載の発明におい
ては，様々な受光手段と発光手段との位置関係に対し
て，発光手段と受光手段との適切な光学的接続関係を実
現することができる。結果として，請求項４に記載の発
明によれば，光送受信モジュールの設計自由度が向上
し，更なる規模の縮小及び構成の簡略化が実現可能とな
る。

【００２４】さらにまた，接続光経路は，請求項５に記
載の発明のように；発光手段で発光された光が直進して
受光手段に入射するように発光手段と受光手段とをアラ
インメントすることによって形成されている；構成とす
ることもできる。かかる構成を有する請求項５に記載の
発明においては，接続光経路の形成に他の光学要素が不
要となる。すなわち，基板上に配される構成要素数が削
減されて，基板の小型化をも実現できる。結果として，
請求項５に記載の発明によれば，光送受信モジュールの
製造の簡略化とイニシャルコストの低減とを図ることが
できる。

【００２５】また，入力光導波路と出力光導波路とは，
請求項６に記載の発明のように；少なくとも一部が共通
して形成されている；構成とすることができる。かかる
構成を有する請求項６に記載の発明にかかる光送受信モ
ジュールは，１回線で送受信を行う通信システム及びそ
の送受信用の端末装置に適用することができる。

【００２６】さらに，共通して形成された入力光導波路
と出力光導波路との一部には，請求項７に記載の発明の
ように；波長フィルタが介装されている；構成とするこ
とができる。かかる構成を有する請求項７に記載の発明
においては，光送受信モジュールで処理する波長の光の
みを選択的に入出力することができる。したがって，請
求項７に記載の発明によれば，波長多重方式（ＷＤＭ）
の光通信システムや光伝送路に適用できる，小型で廉価
な光送受信モジュールを提供することが可能となる。

【００２７】なお，受光手段は，請求項８に記載の発明
のように；側面入射型のフォトダイオードである；構成
とすることが好適である。また，発光手段は，請求項９
に記載の発明のように；ファブリペロー型のレーザダイ
オードである；構成とすることが好適である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に，添付図面を参照しなが
ら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明す
る。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の
機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を
付することにより，重複説明を省略する。また，以下に
説明する実施の形態は，波長λ１の光と波長λ２の光と
を搬送波とする波長多重伝送方式の光通信システムにお
いて波長λ１の光を送受信する端末装置のインタフェー
スとして機能する光送受信モジュールについてのもので
ある。

【００２９】（第１の実施の形態）最初に，第１の実施
の形態について，図１〜図５を参照しながら説明する。
ここで，図１は，光送受信モジュール１００の概略構成
を示す平面図である。また，図２は，光送受信モジュー
ル１００に形成される光の伝搬経路の断面をＡ点，Ｂ
点，ＬＤ１５０，Ｃ点，Ｃ−ＰＤ１６０，Ｅ点の順に示
す断面図である。さらに，図３は，光送受信モジュール
１００に適用可能なＬＤ１５０の概略構成を示す見取図
であり，図４は，光送受信モジュール１００に適用可能
なＰＤ１６０の概略構成を示す見取図である。さらにま
た，図５は，光送受信モジュール１００の概略的な動作
説明のためのタイミングチャート図である。

【００３０】図１に示すように，本実施の形態にかかる
光送受信モジュール１００は，機能領域１１２と中継領
域１１４と入出力領域１１６とが形成された基板１１０
を備えている。光送受信モジュール１００においては，
かかる基板１１０を，例えばＳｉ（珪素）によって形成
することが好適である。この様に比較的熱伝導率が良い
Ｓｉで基板１１０を形成した場合には，基板１１０をＬ
Ｄ１５０で発生する熱のヒートシンクとして用いること
が可能である。

【００３１】基板１１０において，機能領域１１２に
は，ＬＤ１５０を設置する第１テラス部１１２ａとＣ−
ＰＤ１６０を設置する第２テラス部１１２ｂとが形成さ
れている。さらに，機能領域１１２には，接続光経路に
相当する接続光導波路１１２ｃが，第１テラス部１１２
ａと第２テラス部１１２ｂとを接続するように形成され
ている。

【００３２】また，基板１１０において，中継領域１１
４には，一部が共通する入力光導波路及び出力光導波路
に相当するＹ分岐光導波路１１４ａが形成されている。
かかるＹ分岐光導波路１１４ａは，一方の分岐路が機能
領域１１０ａの第１テラス部１１２ａに接続されている
とともに他方の分岐路が機能領域１１０ａの第２テラス
部１１２ｂに接続されている。さらに，Ｙ分岐光導波路
１１４ａは，共通路（合波路）が中継領域１１４と入出
力領域１１６との境界部分にまで延びている。

【００３３】また，基板１１０において，入出力領域１
１６には，光ファイバ等を介してシステム中枢（図示せ
ず。）に接続されるＣＯＭポート１１６ａと，同様に光
ファイバ等を介して波長λ２の光に対する端末装置（図
示せず。）に接続されるＯＵＴポート１１６ｂとが，形
成されている。

【００３４】さらに，入出力領域１１６には，ＣＯＭポ
ート１１６ａを中継領域１１４と入出力領域１１６との
境界部分に接続する第１光導波路１１６ｃが形成されて
いる。中継領域１１４と入出力領域１１６との境界部分
においては，かかる第１光導波路１１６ｃの端面が，Ｙ
分岐光導波路１１４ａの端面と相互に向かい合うように
形成されている。さらにまた，入出力領域１１６には，
ＯＵＴポート１１６ａを中継領域１１４と入出力領域１
１６との境界部分に接続する第２光導波路１１６ｄが形
成されている。中継領域１１４と入出力領域１１６との
境界部分において，かかる第２光導波路１１６ｄの端部
は，第１光導波路１１６ｃの端部付近に接続されてい
る。

【００３５】図２に示すように，以上説明した基板１１
０は，第１テラス部１１２ａと第２テラス部１１２ｂと
の基板表面が他の部分よりも凸状に突き出た形状になっ
ている。また，第１テラス部１１２ａ及び第２テラス部
１１２ｂよりも基板１１０表面が凹んでいる他の部分に
おいては，基板１１０表面にクラッド層１１０ａが積層
されている。本実施の形態において，かかるクラッド層
１１０ａは，例えば，厚さ４０μｍの石英ガラスから形
成することができる。

【００３６】さらに，基板１１０においては，かかるク
ラッド層１１０ａにコア層１１０ｂを埋め込む構造を形
成することによって，光導波路（接続光導波路１１２
ｃ，Ｙ分岐光導波路１１４ａ，第１光導波路１１６ｃ及
び第２光導波路１１６ｄが含まれる。）が形成されてい
る。なお，本実施の形態においては，コア層１１０ｂ
を，例えばクラッド層１１０ａとの比屈折率がΔ＝０．
４５％で寸法が８×８μｍの石英ガラスから形成するこ
とができる。

【００３７】再び図１に示すように，光送受信モジュー
ル１００は，基板１１０上に実装される構成要素とし
て，波長フィルタに相当する誘電体干渉膜フィルタ１４
０と，発光手段に相当するＬＤ１５０と，受光手段に相
当するＣ−ＰＤ１６０とを，備えている。

【００３８】基板１００上に実装される誘電体干渉膜フ
ィルタ１４０は，波長λ１の光を透過させる機能と波長
λ２の光を反射する機能とを持っている。かかる誘電体
干渉膜フィルタ１４０は，中継領域１１４と入出力領域
１１６との境界部において第１光導波路１１６ｃの端面
とＹ分岐光導波路１１４ａの端面との間に介装される。
本実施の形態において，かかる誘電体干渉膜フィルタ１
４０の実装は，例えば，一繋がりで形成したＹ分岐光導
波路１１４ａと第１光導波路１１６ｃとを中継領域１１
４と入出力領域１１６との境界部において切断する溝を
形成することによって実現することができる。

【００３９】本実施の形態にかかる光送受信モジュール
１００においては，かかる誘電体干渉膜フィルタ１４０
によって，ＣＯＭポート１１６ａから入力された多重信
号Ｐλ１＋λ２から光Ｐλ１を分離して，分離した光Ｐ
λ１をＹ分岐光導波路１１４ａを介して機能領域１１２
へ送ることが可能となる。さらに，光送受信モジュール
１０においては，かかる誘電体干渉膜フィルタ１４０に
よって，多重信号Ｐλ１＋λ２の波長λ２成分である光
Ｐλ２を第２光導波路１１６ｄを介してＯＵＴポート１
１６ｂから出力することも可能となる。

【００４０】また，基板１００上に実装されるＬＤ１５
０は，印加される電気信号ＩＬＤに応じて波長λ１の光
Ｐλ１’を発光する機能を持っている。図３に示すよう
に，かかるＬＤ１５０は，ＬＤ基板１５２に形成されて
おり，２枚の平行鏡を有するファブリペロー型のＬＤで
ある。

【００４１】より詳細に説明すると，ＬＤ１５０におい
て，ＬＤ基板１５２には，２枚の平行鏡に相当する第１
素子端面１５２ａと第２素子端面１５２ｂとが形成され
ている。かかる第１素子端面１５２ａと第２素子端面１
５２ｂとは，ＬＤ基板１５２結晶の劈開面であり，反射
膜がコーティングされる等して反射鏡として形成されて
いる。

【００４２】さらに，ＬＤ基板１５２には，第１素子端
面１５２ａと第２素子端面１５２ｂとを相互に接続する
活性層１５４が形成されている。かかる活性層１５４
は，ＬＤ基板１５２よりも高い屈折率を有する部材から
形成されている。さらにまた，ＬＤ基板１５２表面に
は，第１ＬＤ電極１５６が設置されているとともに，Ｌ
Ｄ基板１５２裏面には，第２ＬＤ電極１５８が設置され
ている。

【００４３】なお，本実施の形態においては，ＬＤ基板
１５２を例えばＩｎＰ（インジウムリン）から形成する
ことが好適であり，活性層１５４を例えばＩｎＧａＡｓ
Ｐ（インジウムガリウム砒素リン）から形成することが
好適である。さらに，本実施の形態においては，第１素
子端面１５２ａと第２素子端面１５２ｂとに，例えば誘
電体膜をコーティングすることが可能である。

【００４４】かかる構成を有するＬＤ１５０において
は，電流の注入による発光によって活性層１５４に生じ
た光が，比較的高屈折率の活性層１５４に沿って伝播す
る。ＬＤ１５０においては，発光された光が第１素子端
面１５２ａと第２素子端面とで繰り返し反射することに
よって，波長λ１のレーザ光Ｌを発振することが可能と
なる。なお，ＬＤ１５０においては，第１素子端面１５
２ａと第２素子端面１５２ｂとがレーザ光Ｌの出口であ
る。

【００４５】すなわち，ＬＤ１５０においては，送信信
号がコーディングされた電流ＩＬＤを第１ＬＤ電極１５
６と第２ＬＤ電極１５８との間に注入することによっ
て，光Ｐλ１’を，送信情報がコーディングされたレー
ザ光Ｌとして第１素子端面１５２ａと第２素子端面１５
２ｂとから出射することができる。

【００４６】図２に示すように，基板１１０において，
かかるＬＤ１５０は，第１素子端面１５２ａがＹ分岐光
導波路１１４ａの端面と向き合うとともに第２素子端面
１５２ｂが接続光導波路１１２ｃの端面と向き合うよう
に，第１テラス部１１２ａ上に表面実装される。ＬＤ１
５０のかかる表面実装において，活性層１５４は，基板
１１０表面の凹んだ部分からの高さが，Ｙ分岐光導波路
１１４ａのコア層１１０ｂ及び接続光導波路１１２ｃの
コア層１１０ｂのそれと略同一になるように配置され
る。結果として，本実施の形態にかかる光送受信モジュ
ール１００においては，ＬＤ１５０で形成される光Ｐλ
１’をシステム側へ送信することが可能となる。

【００４７】また，基板１００上に実装されるＣ−ＰＤ
１６０は，波長λ１の光を受光して電気信号に変換する
機能を持っている。図４に示すように，かかるＣ−ＰＤ
１６０は，略方形の板状の受光層１６４に対して側方か
ら光が入射される構成の側面入射型のＰＤである。

【００４８】より詳細に説明すると，Ｃ−ＰＤ１６０に
おいて，裏面に第１ＰＤ電極１６８が設置されたＰＤ下
部基板１６２表面には，受光層１６４が積層されてい
る。さらに，かかる受光層１６４の表面には，表面に第
２ＰＤ電極１６６が設置されたＰＤ上部基板１６２’が
積層されている。本実施の形態においては，ＰＤ上部基
板１６２’とＰＤ下部基板１６２とを例えばＩｎＰから
形成することが好適であり，受光層１６４を例えばＩｎ
ＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）から形成すること
が好適である。

【００４９】かかる構成を有するＣ−ＰＤ１６０におい
ては，第１ＰＤ電極１６８と第２ＰＤ電極１６６との間
に電圧が印加されている状態で受光層１６４に光が入射
すると，電流ＩＣ−ＰＤが発生する。Ｃ−ＰＤ１６０
は，受光層１６４が四方に開かれた構成となっているの
で，四方からの光Ｐを受光層１６４に入射させることが
できる。

【００５０】図２に示すように，基板１１０において，
かかるＣ−ＰＤ１６０は，端面に受光層１６４の一側面
が面するとともに接続光導波路１１２ｃの端面に受光層
１６４の他の一側面が面するように，第２テラス部１１
２ｂ上に表面実装されている。Ｃ−ＰＤ１６０のかかる
表面実装において，受光層１６４は，基板１１０表面の
凹んだ部分からの高さが，Ｙ分岐光導波路１１４ａのコ
ア層１１０ｂ及び接続光導波路１１２ｃのコア層１１０
ｂのそれと略同一になるように配置される。

【００５１】結果として，本実施の形態にかかる光送受
信モジュール１００においては，誘電体干渉膜フィルタ
１４０からＹ分岐光導波路１１４ａを介して送られてき
た光Ｐλ１を，Ｃ−ＰＤ１６０によって受信することが
可能となる。同時に，ＬＤ１５０から接続光導波路１１
２ｃを介して送られてきた光Ｐλ１’をＣ−ＰＤ１６０
を介してモニタすることが可能となる。

【００５２】図５に示すように，以上のように構成され
た光送受信モジュール１００においては，送信動作と受
信動作とが時分割で行われる。まず，送信動作について
説明すると，図１及び図５に示すように，光送受信モジ
ュール１００の送信時において，まずはＬＤ１５０から
光Ｐλ１’が発振される。光送受信モジュール１００に
おいては，かかる光Ｐλ１’の強度を，ＬＤ１５０に印
加される電流ＩＬＤを調整することによって制御するこ
とができる。

【００５３】光送受信モジュール１００において，ＬＤ
１５０から発振された光Ｐλ１’は，Ｙ分岐光導波路１
１４ａと接続光導波路１１２ｃとにそれぞれ入射され
る。さらに，Ｙ分岐光導波路１１４ａに入射された光Ｐ
λ１’は，Ｙ分岐光導波路１１４ａを介して誘電体干渉
膜フィルタ１４０に伝送される。次に，かかる光Ｐλ
１’は，誘電体干渉膜フィルタ１４０を透過し，第１光
導波路１１６ｃによってＣＯＭポート１１６ａに伝送さ
れて，ＣＯＭポート１１６ａからＰＣＯＭとしてシステ
ム中枢に向けて出力される。

【００５４】他方，接続光導波路１１２ｃに入射された
光Ｐλ１’は，接続光導波路１１２ｃによってＣ−ＰＤ
１６０に伝送されて，Ｃ−ＰＤ１６０によって電流ＩＣ
−ＰＤに変換される。光送受信モジュール１００におい
ては，Ｃ−ＰＤ１６０で形成されたかかる電流ＩＣ−Ｐ
Ｄを検出することによって，印加する電流ＩＬＤの調整
によるＬＤ１５０の発振動作の制御が可能となる。

【００５５】ここで，かかるＬＤ１５０の発振動作の制
御について簡単に説明すると，一般にＬＤの光出力特性
は温度変化によって大きく変動する。したがって，ＬＤ
から出力される光の強度は，印加する電流を一定にして
いても，駆動によってＬＤの温度が上昇すると，変化し
てしまう。本実施の形態にかかる光送受信モジュール１
００においては，ＬＤ１５０から出力される光Ｐλ１’
の強度を，Ｃ−ＰＤ１６０で発生する電流ＩＣ−ＰＤに
よって検出することができる。したがって，電流ＩＣ−
ＰＤが略一定になるようにＬＤ１５０に印加する電流Ｉ
ＬＤを制御することによって，間接的に光Ｐλ１’の強
度を制御することが可能となる。

【００５６】次に，光送受信モジュール１００の受信動
作について説明すると，受信時には，まずＰＣＯＭとし
てＣＯＭポート１１６ａから入力された多重光Ｐλ１＋
λ２が，第１光導波路１１６ｃによって誘電体干渉膜フ
ィルタ１４０に伝送される。誘電体干渉膜フィルタ１４
０において，多重光Ｐλ１＋λ２は，光Ｐλ１と光λ２
とに波長分離される。分離後の光Ｐλ２は，誘電体干渉
膜フィルタ１４０で反射されて，第２光導波路１１６ｄ
によってＯＵＴポート１１６ｂに伝送される。さらに，
かかる光Ｐλ２は，ＯＵＴポート１１６ｂから波長λ２
の光に対する端末装置（図示せず。）に出力される。

【００５７】一方，分離後の光Ｐλ１は，誘電体干渉膜
フィルタ１４０を透過し，Ｙ分岐光導波路１１４ａに入
力される。Ｙ分岐導波路は光量を二分してかかる光Ｐλ
１をＬＤ１６０とＣ−ＰＤ１６０に伝送するが，このう
ちＬＤ１６０に伝送される成分は光送受信モジュール１
００においては機能的な意味を持たない。他方のＣ−Ｐ
Ｄ１６０に伝送された光Ｐλ１は，Ｃ−ＰＤ１６０にお
いて電流ＩＣ−ＰＤに変換される。光送受信モジュール
１００においては，かかる電流ＩＣ−ＰＤによって，シ
ステムから伝送されてきた伝送情報の認識，すなわち受
信が実現される。

【００５８】以上説明したように，本実施の形態にかか
る光送受信モジュール１００においては，接続光導波路
１１６ｃを形成したことによって，Ｃ−ＰＤ１６０を光
Ｐλ１の受信と光Ｐλ１’のモニタとに兼用することが
できる。したがって，モジュール内にはＣ−ＰＤ１６０
唯一つを受光手段として設けるだけで，送信動作の制御
が可能となる。結果として，本実施の形態によれば，安
定した動作をする光送受信モジュールの装置構成を簡素
化することが可能となることが分かる。

【００５９】（第２の実施の形態）次に，本発明の第２
の実施の形態について，図６を参照しながら説明する。
ここで，図６は，本実施の形態にかかる光送受信モジュ
ール２００の概略構成を示す平面図である。

【００６０】図６に示すように本実施の形態にかかる光
送受信モジュール２００は，図１に示す上記第１の実施
の形態にかかる光送受信モジュール１００と略同一の基
本構成を有している。ただし，本実施の形態にかかる光
送受信モジュール２００は，基板２１０の一部の構成と
基板２１０上に実装される一の構成要素とに特徴を有し
ている。以下の本実施の形態についての説明において
は，光送受信モジュール２００が有する特徴的な構成及
び動作について説明し，他の構成及び動作については詳
細な説明を省略する。

【００６１】まず，本実施の形態にかかる光送受信モジ
ュール２００の構成の一の特徴は，テラス部２１２ａが
形成された機能領域２１２が，図１に示す第１テラス部
１１２ａと第２テラス部１１２ｂとが形成された機能領
域１１２の代わりに，基板上に形成されていることであ
る。もう一つの光送受信モジュール２００の構成の特徴
は，上記テラス部２１２ａに，ＬＤ１５０とＳ−ＰＤ１
６０とに加えてミラー２７０が表面実装されていること
である。

【００６２】本実施の形態にかかる基板である基板２１
０において，機能領域２１２のテラス部２１２ａには，
Ｙ分岐光導波路１１４ａの２の分岐路がそれぞれ接続さ
れている。かかるテラス部２１２ａにおいて，ＬＤ１５
０は，第１素子端面１５２ａがＹ分岐光導波路１１４ａ
の一方の分岐路の端面に面するように配置されている。
また，テラス部２１２ａにおいて，Ｃ−ＰＤ１６０は，
受光層１６４の一側面がＹ分岐光導波路１１４ａの他方
の分岐路の端面に面するように配置されている。

【００６３】さらに，テラス部２１２ａにおいては，本
実施の形態にかかるミラー２７０が，ＬＤ１５０の第２
素子端面１５２ｂから出射される光Ｐλ１’をＣ−ＰＤ
１６０の受光層１６４に向けて略直角（９０゜）に反射
するように，アラインメントとされている。

【００６４】なお，本実施の形態において，ミラー２７
０のアラインメントは，例えば，予めテラス部２１２ａ
に光路の角度を合わすためのアラインメントマークを設
けておけば，ミラー２７０を無調心で実装することによ
って容易に実現することができる。また，本実施の形態
において，ミラー２７０は，例えば，石英を機材として
三角柱形状に形成することができる。この様に，ミラー
２７０を三角柱形状に形成した場合には，例えば，斜辺
側面に鏡面研磨加工後に金属コーティングを施すことに
よって，反射面を形成することができる。

【００６５】本実施の形態にかかる光送受信モジュール
２００は以上のように構成されているため，送信時にＬ
Ｄ１５０から出射される光Ｐλ１’のＣ−ＰＤ１６０へ
の入射経路が，図１に示す上記第１の実施の形態にかか
る光送受信モジュール１００と相違する。

【００６６】光送受信モジュール２００において，電流
ＩＬＤに応じてＬＤ１５０によって形成されて光Ｐλ
１’の一部はミラー２７０へ向けて第２素子端面１５２
ｂから出射される。本実施の形態にかかるミラー２７０
は，かかる光Ｐλ１’をＣ−ＰＤ１６０の受光層１６４
に向けて反射する。結果として，光送受信モジュール２
００においては，Ｃ−ＰＤ１６０に光Ｐλ１’に応じた
電流ＩＣ−ＰＤが生起される。光送受信モジュール２０
０では，以上のように検出される電流ＩＰ−ＣＤを一定
値に保つようＬＤ１６０に印加する電流ＩＬＤの調整す
ることによって，ＬＤ１５０の動作を制御することが可
能となる。

【００６７】なお，本実施の形態にかかる光送受信モジ
ュール２００の他の動作は，図１に示す上記第１の実施
の形態にかかる光送受信モジュール１００と略同一であ
る。すなわち，本実施の形態にかかる光送受信モジュー
ル２００おいても，送信動作と受信動作とが時分割で行
われ，送信時には，電流ＩＬＤの印加によってＬＤ１５
０から出射された光Ｐλ１’が送信信号ＰＣＯＭとして
システム中枢へ向けてＣＯＭポート１１６ａから出力さ
れる。さらに，受信時には，ＣＯＭポート１１６ａから
入力された多重光Ｐλ１＋λ２のうち光λ１がＣ−ＰＤ
１６０によって電流ＩＣ−ＰＤに変換される。

【００６８】以上説明したように，本実施の形態にかか
る光送受信モジュール２００においては，ＬＤ１５０か
ら発振された光Ｐλ１’のモニタ用成分を，ミラー２７
０を用いてＣ−ＰＤ１６０に導く構成が採用されてい
る。したがって，図１に示す光送受信モジュール１００
で適用されていた接続光導波路１１２ｃよりも，急角度
で光Ｐλ１’の方向転換を行うことができる。

【００６９】結果として，本実施の形態にかかる光送受
信モジュール２００においては，基板２１０の機能領域
２１２を，図１に示す機能領域１１２よりも小さくする
ことができる。すなわち，本実施の形態によれば，基板
を短くすることができるため，光送受信モジュールの小
型化が可能となる。

【００７０】また，本実施の形態においては，第１の実
施の形態と同様に，時分割で使用することによって，一
の受光素子であるＣ−ＰＤ１６０をＬＤ１５０のモニタ
動作と伝送信号の受信動作とに兼用することができる。
したがって，本実施の形態においても，光送受信モジュ
ールを小型化し，コストを安価にすることが可能であ
る。

【００７１】（第３の実施の形態）次に，本発明の第３
の実施の形態について，図７を参照しながら説明する。
ここで，図７は，本実施の形態にかかる光送受信モジュ
ール３００の概略構成を示す平面図である。

【００７２】図７に示すように，本実施の形態にかかる
光送受信モジュール３００は，図１に示す上記第１の実
施の形態にかかる光送受信モジュール１００と略同一の
基本構成を有している。ただし，本実施の形態にかかる
光送受信モジュール２００は，基板２１０の一部の構成
と，基板２１０上に実装されるＬＤ１５０とＣ−ＰＤ１
６０との配置関係とに，特徴を有している。以下の本実
施の形態についての説明においては，光送受信モジュー
ル３００が有するかかる特徴について説明し，他の構成
については同一の符号を付することによって詳細な説明
を省略する。

【００７３】光送受信モジュール３００の構成が有する
一の特徴は，テラス部３１２ａが形成された機能領域３
１２が，図１に示す第１テラス部１１２ａと第２テラス
部１１２ｂとが形成された機能領域１１２の代わりに，
基板３１０上に形成されていることである。もう一つの
本実施の形態にかかる光送受信モジュール３００の特徴
は，上記テラス部３１２ａにおけるＬＤ１５０とＳ−Ｐ
Ｄ１６０とが直接アラインメントされていることであ
る。

【００７４】本実施の形態にかかる光送受信モジュール
３００は以上のように構成されているため，送信時にＬ
Ｄ１５０から出射される光Ｐλ１’のＣ−ＰＤ１６０へ
の入射経路が，図１に示す上記第１の実施の形態にかか
る光送受信モジュール１００と相違する。すなわち，Ｌ
Ｄ１５０において電流ＩＬＤに応じて形成されて光Ｐλ
１’の一部は，第２素子端面１５２ｂから直接Ｃ−ＰＤ
１６０の受光層１６４に向けて出射される。

【００７５】なお，本実施の形態にかかる光送受信モジ
ュール２００の他の動作は，図１に示す上記第１の実施
の形態にかかる光送受信モジュール１００と略同一であ
るので，他の動作についての詳細な説明は，省略する。

【００７６】以上説明したように，本実施の形態にかか
る光送受信モジュール３００においては，Ｃ−ＰＤ６が
ＬＤ５の後段に他の光学要素を介さずに直接アラインメ
ントされて配置されている。したがって，本実施の形態
によれば，構成要素数の減少や製造の容易化等によっ
て，光送受信モジュールの原価を更に下げたり，光送受
信モジュールの小型化を図ったりすることができる。

【００７７】以上，本発明の好適な実施の形態につい
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において，当業者であれば，各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり，それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。

【００７８】例えば，上記実施の形態で参照した添付図
面においては，受信−モニタ兼用のＰＤを基板の長辺と
略平行に配置する光送受信モジュールを例示したが，本
発明はかかる構成に限定されない。本発明は，兼用ＰＤ
を例えば基板の長辺と斜め方向や直交方向等に配置する
光送受信モジュールに対しても適用することができる。
この様に兼用ＰＤと基板の長辺とが０以外の角度を持つ
ように配置した場合，例えば図１に示す第１の実施の形
態においては，接続光導波路の曲がり径を大きくするこ
とができることで，接続光導波路からの光もれを少なく
する，つまり光の結合損失を小さくすることが可能であ
る。

【００７９】また，上記実施の形態で参照した添付図面
においては，反射手段に相当するミラーの形状が三角柱
である光送受信モジュールを例示したが，本発明はかか
る構成に限定されない。本発明は，他の様々な形状，例
えば底面が長方形や正方形の角柱形状のミラーを適用し
た光送受信モジュールに対しても適用することができ
る。

【００８０】さらに，上記実施の形態で参照した添付図
面においては，ミラーで反射した光を兼用ＰＤの後方か
ら入射する構成の光送受信モジュールを例示したが，本
発明はかかる構成に限定されない。本発明は，他の様々
なミラーと兼用ＰＤとの位置関係を有する光送受信モジ
ュールに対しても適用することができる。なお，兼用Ｐ
Ｄの後方から受光する構成の光送受信モジュールにおい
ては，ミラーで曲げた光を，更に他のミラーで曲げて，
光路を大きく曲げることができる。結果として，更なる
設計自由度の向上が望める。

【００８１】さらにまた，上記実施の形態で参照した添
付図面においては，直接アラインメントすることによっ
て出力用の通信光のモニタ成分が直進する光路を兼用Ｐ
Ｄ−ミラー間及びミラー−ＬＤ間に形成した構成の光送
受信モジュールを例示したが，本発明はかかる構成に限
定されない。本発明は，これらの間に，光導波路を設け
た構成の光送受信モジュールに対しても適用することが
できる。かかる態様においては，ＬＤからミラーに或い
はミラーから兼用ＰＤに通信光のモニタ成分を光導波路
によって導くことができる。結果として，かかる態様に
おいては，光の拡散を防ぐことができるため，モニタ動
作時の兼用ＰＤの受光感度が上昇する。

【００８２】また，上記実施の形態においては，基板と
してＳｉ基板を適用した光送受信モジュールを例に挙げ
て説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本
発明は，他の様々な基板，例えば，ガラス基板やセラミ
ック基板やプラスティック基板或いはＧａＡｓやＩｎＰ
等の半導体材料等を適用した光送受信モジュールに対し
ても適用することができる。

【００８３】さらに，上記実施の形態においては，石英
系材料から成る光導波路を適用した光送受信モジュール
を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定さ
れない。本発明は，他の様々な材料，例えばプラスティ
ック或いはＧａＡｓやＩｎＰ等の半導体材料等から成る
光導波路を適用した光送受信モジュールに対しても適用
することができる。

【００８４】さらにまた，本発明においては，上記実施
の形態で例に挙げて説明した受光手段に相当するＰＤ及
び発光手段に相当するＬＤの構成材料も，上記例に限定
されないことはいうまでもない。さらにまた，上記実施
の形態においては，反射手段に相当するミラーの機材を
石英としたが，本発明においては，ミラーの機材はプラ
スティックでも，金属でもよいこともいうまでもない。

【００８５】

【発明の効果】以上説明してきたように，本発明によれ
ば，光送受信モジュールに用いられる機能部材の数を減
らすことができる。したがって，光送受信モジュールの
製造工程の簡素化及び製造コストの低減が実現される。
さらに，本発明によれば，光送受信モジュールに接続す
る駆動用の配線数を減らすことができる。したがって，
光通信用の通信機器に光送受信モジュールを組み込む作
業の簡素化が可能である。結果として，本発明によれ
ば，光送受信モジュールの小型化及び低価格化，さらに
は光通信機器の構成の簡素化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能な光送受信モジュールの概略
構成を示す平面図である。

【図２】図１に示す光送受信モジュールの断面図であ
る。

【図３】図１に適用可能なＬＤの概略構成を示す見取図
である。

【図４】図１に適用可能なＰＤの概略構成を示す見取図
である。

【図５】図１に示す光送受信モジュールの動作説明のた
めのタイミングチャート図である。

【図６】本発明を適用可能な他の光送受信モジュールの
概略構成を示す平面図である。

【図７】本発明を適用可能な他の光送受信モジュールの
概略構成を示す平面図である。

【図８】従来の光送受信モジュールの概略構成を示す平
面図である。

【図９】図８に示す光送受信モジュールの動作説明のた
めのタイミングチャート図である。

【符号の説明】

１００光送受信モジュール１１０基板１１２ｃ接続光導波路１１４ａＹ分岐光導波路１４０誘電体干渉膜フィルタ１５０ＬＤ１６０Ｃ−ＰＤ２７０ミラーＰλ１，Ｐλ１’ 光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力光信号を形成する発光手段と，前記
出力光信号を外部に導く出力光導波路と，導かれてきた
前記出力光信号を受光する機能と導かれてきた入力光信
号を受光する機能とを有する受光手段と，前記外部から
入力された前記入力光信号を前記受光手段に導く入力光
導波路と，前記出力光信号を前記受光手段へ導く接続光
経路とが，同一基板上に形成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】前記受光手段は，前記出力光信号と前記
入力光信号とを相互に異なるタイミングで受光すること
を特徴とする，請求項１に記載の光送受信モジュール。
【請求項３】前記接続光経路は，前記基板上に形成さ
れた光導波路であることを特徴とする，請求項１又は２
に記載の光送受信モジュール。
【請求項４】前記接続光経路には，前記発光手段で形
成された光を前記受光手段へ反射する反射手段が介装さ
れていることを特徴とする，請求項１又は２に記載の光
送受信モジュール。
【請求項５】前記接続光経路は，前記発光手段で形成
された光が直進して前記受光手段に入射するように前記
発光手段と前記受光手段とを相互にアラインメントする
ことによって形成されていることを特徴とする，請求項
１又は２に記載の光送受信モジュール。
【請求項６】前記入力光導波路と前記出力光導波路と
は，少なくとも一部が共通して形成されていることを特
徴とする，請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記
載の光送受信モジュール。
【請求項７】共通して形成された前記入力光導波路と
前記出力光導波路との一部には，波長フィルタが介装さ
れていることを特徴とする，請求項６に記載の光送受信
モジュール。
【請求項８】前記受光手段は，側面入射型のフォトダ
イオードであることを特徴とする，請求項１，２，３，
４，５，６又は７のいずれかに記載の光送受信モジュー
ル。
【請求項９】前記発光手段は，ファブリペロー型のレ
ーザダイオードであることを特徴とする，請求項１，
２，３，４，５，６，７又は８のいずれかに記載の光送
受信モジュール。