JPH1154785A - 波長分離型受光素子およびそれを用いる光通信用モジュール - Google Patents
波長分離型受光素子およびそれを用いる光通信用モジュールInfo
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- JPH1154785A JPH1154785A JP9204678A JP20467897A JPH1154785A JP H1154785 A JPH1154785 A JP H1154785A JP 9204678 A JP9204678 A JP 9204678A JP 20467897 A JP20467897 A JP 20467897A JP H1154785 A JPH1154785 A JP H1154785A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長多重光通信のように、複数の波長帯が多
重されている場合に、受光部を小形化しながら、各波長
帯の分離度を非常に高くすることができる波長分離型受
光素子を提供する。 【解決手段】 少なくとも第１の受光部２ａおよび第２
の受光部２ｂを有し、２以上の波長帯の信号を受光し得
る受光素子２と、予め設定されまたは測定された、前記
第１の受光部における第１および第２の周波数帯の受光
感度と前記第２の受光部における前記第１および第２の
周波数帯の受光感度とに基づき、前記第１および第２の
受光部で得られる電気信号から前記第１および第２の周
波数帯の電気信号の強度を計算する演算部９とを具備し
ている。
重されている場合に、受光部を小形化しながら、各波長
帯の分離度を非常に高くすることができる波長分離型受
光素子を提供する。 【解決手段】 少なくとも第１の受光部２ａおよび第２
の受光部２ｂを有し、２以上の波長帯の信号を受光し得
る受光素子２と、予め設定されまたは測定された、前記
第１の受光部における第１および第２の周波数帯の受光
感度と前記第２の受光部における前記第１および第２の
周波数帯の受光感度とに基づき、前記第１および第２の
受光部で得られる電気信号から前記第１および第２の周
波数帯の電気信号の強度を計算する演算部９とを具備し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長多重光通信など
で伝送される２以上の周波数帯の信号を各周波数帯ごと
に分離して受信することができる受光素子に関する。さ
らに詳しくは、複数の周波数帯を、たとえば１個のチッ
プで受光し得るコンパクトな構成にしながら各周波数帯
の分離を高精度にし得る波長分離型受光素子に関する。
で伝送される２以上の周波数帯の信号を各周波数帯ごと
に分離して受信することができる受光素子に関する。さ
らに詳しくは、複数の周波数帯を、たとえば１個のチッ
プで受光し得るコンパクトな構成にしながら各周波数帯
の分離を高精度にし得る波長分離型受光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のたとえば１.３μｍ帯と１.５５μ
ｍ帯の波長多重光通信において、各波長帯の信号を分離
して受光するには、図４に示されるような構成にして行
われている。すなわち、図４（ａ）に示される構造は、
光伝走路３１からの受信信号光Ｒをハーフミラー３２に
より分離して、一方に１.３μｍ帯を透過するフィルタ
ー３３を介して第１の受光素子３４が設けられ、他方に
は１.５５μｍ帯を透過するフィルター３５を介して第
２の受光素子３６が設けられることにより、それぞれの
波長帯を別々の受光素子により受光するものである。
ｍ帯の波長多重光通信において、各波長帯の信号を分離
して受光するには、図４に示されるような構成にして行
われている。すなわち、図４（ａ）に示される構造は、
光伝走路３１からの受信信号光Ｒをハーフミラー３２に
より分離して、一方に１.３μｍ帯を透過するフィルタ
ー３３を介して第１の受光素子３４が設けられ、他方に
は１.５５μｍ帯を透過するフィルター３５を介して第
２の受光素子３６が設けられることにより、それぞれの
波長帯を別々の受光素子により受光するものである。
【０００３】また、図４（ｂ）に示される構造は、受信
信号光Ｒを回折格子３７により分離して、分離された光
を第１および第２の受光素子３４、３６によりそれぞれ
受光するものである。
信号光Ｒを回折格子３７により分離して、分離された光
を第１および第２の受光素子３４、３６によりそれぞれ
受光するものである。
【０００４】これらの構造では、それぞれの波長帯ごと
に別々の受光素子が配設されるため、光学系が大きくな
ると共に、受光素子の数が増えて高価になるという問題
がある。これを解消するため、たとえば特開昭６１−１
８２２７１号公報や、特開平６−１２０５５４号公報な
どに示されているように、一番短い波長帯の光を吸収す
る半導体層を一番上層にして、順次つぎの短い波長帯ま
での光を吸収する半導体層を下層にして、吸収する波長
帯の異なる半導体層のｐｎ接合を積層することにより、
１チップで複数の波長帯の信号光を別々に受光する構造
が開示されている。
に別々の受光素子が配設されるため、光学系が大きくな
ると共に、受光素子の数が増えて高価になるという問題
がある。これを解消するため、たとえば特開昭６１−１
８２２７１号公報や、特開平６−１２０５５４号公報な
どに示されているように、一番短い波長帯の光を吸収す
る半導体層を一番上層にして、順次つぎの短い波長帯ま
での光を吸収する半導体層を下層にして、吸収する波長
帯の異なる半導体層のｐｎ接合を積層することにより、
１チップで複数の波長帯の信号光を別々に受光する構造
が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の吸収する波長帯
の異なる半導体層を積層することにより、それぞれの周
波数帯を分離して受光する受光素子は、１チップで複数
の周波数帯を受光することができるため、非常に光学系
を小形化することができて好ましい。しかし、たとえば
１.３μｍ帯の光を吸収するＩｎＧａＡｓＰ層でも僅か
ではあるが１.５５μｍ帯の光を吸収したり、１.３μｍ
帯の光を吸収しないで透過し、その下層の１.５５μｍ
帯の光を吸収するＩｎＧａＡｓＰ層で吸収される場合が
ある。そのため、両波長帯の信号光を完全には分離する
ことができず、その分離度は１／１０００程度が限界で
ある。一方、波長多重を行う光通信では各周波数帯の分
離度は１／１００万（６桁）程度が要求されている。こ
のような非常に高い分離度を得るためには、前述の図４
に示されるような構造や、フィルターを２枚使用する構
造にせざるを得ず、光学系が大掛かりで高価になるとい
う問題がある。
の異なる半導体層を積層することにより、それぞれの周
波数帯を分離して受光する受光素子は、１チップで複数
の周波数帯を受光することができるため、非常に光学系
を小形化することができて好ましい。しかし、たとえば
１.３μｍ帯の光を吸収するＩｎＧａＡｓＰ層でも僅か
ではあるが１.５５μｍ帯の光を吸収したり、１.３μｍ
帯の光を吸収しないで透過し、その下層の１.５５μｍ
帯の光を吸収するＩｎＧａＡｓＰ層で吸収される場合が
ある。そのため、両波長帯の信号光を完全には分離する
ことができず、その分離度は１／１０００程度が限界で
ある。一方、波長多重を行う光通信では各周波数帯の分
離度は１／１００万（６桁）程度が要求されている。こ
のような非常に高い分離度を得るためには、前述の図４
に示されるような構造や、フィルターを２枚使用する構
造にせざるを得ず、光学系が大掛かりで高価になるとい
う問題がある。
【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、波長多重光通信のように、複数の波長
帯が多重されている場合に、受光部を小形化しながら、
各波長帯の分離度を非常に高くすることができる波長分
離型受光素子を提供することを目的とする。
なされたもので、波長多重光通信のように、複数の波長
帯が多重されている場合に、受光部を小形化しながら、
各波長帯の分離度を非常に高くすることができる波長分
離型受光素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による波長分離型
受光素子は、少なくとも第１の受光部および第２の受光
部を有し、２以上の波長帯の信号を受光し得る受光素子
と、予め設定されまたは測定された、前記第１の受光部
における第１および第２の周波数帯の受光感度と前記第
２の受光部における前記第１および第２の周波数帯の受
光感度とに基づき、前記第１および第２の受光部で得ら
れる電気信号から前記第１および第２の周波数帯の電気
信号を計算する演算部とを具備している。
受光素子は、少なくとも第１の受光部および第２の受光
部を有し、２以上の波長帯の信号を受光し得る受光素子
と、予め設定されまたは測定された、前記第１の受光部
における第１および第２の周波数帯の受光感度と前記第
２の受光部における前記第１および第２の周波数帯の受
光感度とに基づき、前記第１および第２の受光部で得ら
れる電気信号から前記第１および第２の周波数帯の電気
信号を計算する演算部とを具備している。
【０００８】この構成にすることにより、第１および第
２の受光部を異なる波長帯の光を吸収する半導体層の積
層体からなる受光素子、または同じ半導体層で横方向に
分離して形成された受光部の表面にそれぞれ異なる波長
帯のフィルターが設けられる受光素子を用いて、それぞ
れの分離度が非常に大きい受光素子が得られる。なお、
第１および第２の受光部は１チップでなくても受光帯域
の異なる受光素子を用いればフィルターを使用しなくて
も周波数帯域の分離を充分に行うことができて小形化に
寄与する。
２の受光部を異なる波長帯の光を吸収する半導体層の積
層体からなる受光素子、または同じ半導体層で横方向に
分離して形成された受光部の表面にそれぞれ異なる波長
帯のフィルターが設けられる受光素子を用いて、それぞ
れの分離度が非常に大きい受光素子が得られる。なお、
第１および第２の受光部は１チップでなくても受光帯域
の異なる受光素子を用いればフィルターを使用しなくて
も周波数帯域の分離を充分に行うことができて小形化に
寄与する。
【０００９】本発明の波長分離型受光素子の他の形態
は、基板上に２以上の周波数帯の受光部を形成すべく吸
収する波長帯域の異なる半導体層が積層される半導体積
層部と、該半導体積層部の表面に該表面を分割して設け
られる前記２以上の周波数帯域のそれぞれを透過させる
フィルター部とを有している。この構成にすることによ
り、半導体層の吸収層による波長帯の分離と、フィルタ
ーによる分離との両方を併用することができるため、１
チップで１／１００万程度の分離度が得られる。
は、基板上に２以上の周波数帯の受光部を形成すべく吸
収する波長帯域の異なる半導体層が積層される半導体積
層部と、該半導体積層部の表面に該表面を分割して設け
られる前記２以上の周波数帯域のそれぞれを透過させる
フィルター部とを有している。この構成にすることによ
り、半導体層の吸収層による波長帯の分離と、フィルタ
ーによる分離との両方を併用することができるため、１
チップで１／１００万程度の分離度が得られる。
【００１０】前記第１および第２の受光部がそれぞれ電
気的に絶縁されておれば、相互の回り込みがなく、ノイ
ズの少ない波長分離型の受光素子が得られる。
気的に絶縁されておれば、相互の回り込みがなく、ノイ
ズの少ない波長分離型の受光素子が得られる。
【００１１】本発明による光通信用モジュールは、送信
信号光を発生させる発光部と、該発光部からの送信信号
光を光伝送路に結合させる集光レンズと、前記光伝送路
からの受信信号光を受信する受光部とからなっており、
前記受光部に請求項１または３記載の受光素子が用いら
れている。
信号光を発生させる発光部と、該発光部からの送信信号
光を光伝送路に結合させる集光レンズと、前記光伝送路
からの受信信号光を受信する受光部とからなっており、
前記受光部に請求項１または３記載の受光素子が用いら
れている。
【００１２】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の受光素子およびそれを用いた光通信用モジュールに
ついて説明をする。
明の受光素子およびそれを用いた光通信用モジュールに
ついて説明をする。
【００１３】本発明の受光素子は、図１（ａ）にその一
実施形態の等価回路図が示されているように、少なくと
も第１の受光部２ａおよび第２の受光部２ｂを有し、２
以上の波長帯の信号を受光し得る受光素子２と、予め設
定されまたは測定された、第１の受光部２ａにおける第
１および第２の周波数帯の受光感度と前記第２の受光部
２ｂにおける第１および第２の周波数帯の受光感度とに
基づき、第１および第２の受光部２ａ、２ｂで得られる
電気信号から第１および第２の周波数帯の電気信号の強
度を計算する演算部９とからなっている。
実施形態の等価回路図が示されているように、少なくと
も第１の受光部２ａおよび第２の受光部２ｂを有し、２
以上の波長帯の信号を受光し得る受光素子２と、予め設
定されまたは測定された、第１の受光部２ａにおける第
１および第２の周波数帯の受光感度と前記第２の受光部
２ｂにおける第１および第２の周波数帯の受光感度とに
基づき、第１および第２の受光部２ａ、２ｂで得られる
電気信号から第１および第２の周波数帯の電気信号の強
度を計算する演算部９とからなっている。
【００１４】受光素子２は、たとえば図１（ｂ）に示さ
れるように、ｎ形のＩｎＰなどからなる半導体基板１１
上にｎ形のＩｎＰからなるバッファ層１１ａを介して
１.５５μｍ帯の光の吸収層であるｐ形のＩｎＧａＡｓ
半導体層１２、およびｐ形ＩｎＰ半導体層１３が設けら
れて、半導体基板１１の裏面とｐ形のＩｎＰ半導体層１
３にｎ側電極１６およびｐ側電極１７がそれぞれ形成さ
れることにより、第２の発光部２ｂが形成されている。
さらに、その上に１.３μｍ帯の光の吸収層であるｐ形
のＩｎＧａＡｓＰ半導体層１４、およびｎ形のＩｎＰ半
導体層１５が設けられて、ｎ形のＩｎＰ半導体層１５上
にｎ側電極１８が形成されることにより、前述のｐ側電
極１７と共に第１の受光部２ａが形成されている。周波
数帯が２種類より多い場合は、さらに他の周波数帯で吸
収する半導体層を設けることにより３種類以上の周波数
帯の受光素子が得られる。この場合、短い波長帯の光を
吸収する半導体層が上層になるように半導体層を積層す
れば、長い波長帯の光は短い波長の光を吸収する半導体
層では吸収されず、各半導体層で分離して受光される。
れるように、ｎ形のＩｎＰなどからなる半導体基板１１
上にｎ形のＩｎＰからなるバッファ層１１ａを介して
１.５５μｍ帯の光の吸収層であるｐ形のＩｎＧａＡｓ
半導体層１２、およびｐ形ＩｎＰ半導体層１３が設けら
れて、半導体基板１１の裏面とｐ形のＩｎＰ半導体層１
３にｎ側電極１６およびｐ側電極１７がそれぞれ形成さ
れることにより、第２の発光部２ｂが形成されている。
さらに、その上に１.３μｍ帯の光の吸収層であるｐ形
のＩｎＧａＡｓＰ半導体層１４、およびｎ形のＩｎＰ半
導体層１５が設けられて、ｎ形のＩｎＰ半導体層１５上
にｎ側電極１８が形成されることにより、前述のｐ側電
極１７と共に第１の受光部２ａが形成されている。周波
数帯が２種類より多い場合は、さらに他の周波数帯で吸
収する半導体層を設けることにより３種類以上の周波数
帯の受光素子が得られる。この場合、短い波長帯の光を
吸収する半導体層が上層になるように半導体層を積層す
れば、長い波長帯の光は短い波長の光を吸収する半導体
層では吸収されず、各半導体層で分離して受光される。
【００１５】受光素子２は、図１（ｂ）に示されるよう
に吸収帯域の異なる半導体層を積層したものを使用する
ことができるが、図１（ｃ）に示されるように、たとえ
ばｐ形のＩｎＰ基板２１上にｐ形のＩｎＰバッファ層２
１ａを介して吸収層であるｐ形のＩｎＧａＡｓ半導体層
２２およびｎ形のＩｎＰ半導体層２３が積層され、メサ
エッチングにより２つのｐｎ接合領域が形成されてい
る。そして、それぞれの領域のｎ形ＩｎＰ半導体層２３
の一部に接続してそれぞれｎ側電極２７、２８が形成さ
れると共に、ｎ形ＩｎＰ半導体層２３の表面にそれぞれ
１.３μｍ帯の光を透過するフィルター２４および１.５
５μｍ帯の光を透過するフィルター２５が形成され、半
導体基板２１の裏面にｐ側電極２６が形成されることに
より、一方のフィルター２４側に第１の受光部２ａが形
成され、他方のフィルター２５側に第２の受光部２ｂが
形成されている。フィルター２４、２５は、それぞれＳ
ｉＯ2 、ＳｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 などの多層膜により形成さ
れ、その各膜の屈折率と厚さにより所望の波長帯以外の
波長の光を反射させ、所望の波長帯の光のみを透過させ
るように形成されている。なお、２９はパッシベーショ
ン膜である。
に吸収帯域の異なる半導体層を積層したものを使用する
ことができるが、図１（ｃ）に示されるように、たとえ
ばｐ形のＩｎＰ基板２１上にｐ形のＩｎＰバッファ層２
１ａを介して吸収層であるｐ形のＩｎＧａＡｓ半導体層
２２およびｎ形のＩｎＰ半導体層２３が積層され、メサ
エッチングにより２つのｐｎ接合領域が形成されてい
る。そして、それぞれの領域のｎ形ＩｎＰ半導体層２３
の一部に接続してそれぞれｎ側電極２７、２８が形成さ
れると共に、ｎ形ＩｎＰ半導体層２３の表面にそれぞれ
１.３μｍ帯の光を透過するフィルター２４および１.５
５μｍ帯の光を透過するフィルター２５が形成され、半
導体基板２１の裏面にｐ側電極２６が形成されることに
より、一方のフィルター２４側に第１の受光部２ａが形
成され、他方のフィルター２５側に第２の受光部２ｂが
形成されている。フィルター２４、２５は、それぞれＳ
ｉＯ2 、ＳｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 などの多層膜により形成さ
れ、その各膜の屈折率と厚さにより所望の波長帯以外の
波長の光を反射させ、所望の波長帯の光のみを透過させ
るように形成されている。なお、２９はパッシベーショ
ン膜である。
【００１６】演算部９は、第１および第２の受光部２
ａ、２ｂそれぞれの予め測定による、または設計で得ら
れる１.３μｍ帯と１.５５μｍ帯の受信感度に応じて、
実際に測定される電気信号の強度を案分して分離する計
算をするもので、連立方程式を解く計算をする論理回路
またはアナログ演算回路が作り込まれたＩＣからなって
いる。すなわち、たとえば予め製造されて測定された第
１および第２の受光部２ａの受信感度が表１に示される
ように、１.３μｍ帯で１、１.５５μｍ帯で０.１であ
り、第２の受光部２ｂの受信感度が１.３μｍ帯で０.
２、１.５５μｍ帯で１である場合に、第１の受光部２
ａにより実際に受信した強度Ａと、第２の受光部２ｂに
より実際に受信した強度Ｂとから、実際の１.３μｍ帯
の強度ｘと、１.５５μｍ帯の強度ｙとは、つぎの連立
方程式を解くことにより得られる。
ａ、２ｂそれぞれの予め測定による、または設計で得ら
れる１.３μｍ帯と１.５５μｍ帯の受信感度に応じて、
実際に測定される電気信号の強度を案分して分離する計
算をするもので、連立方程式を解く計算をする論理回路
またはアナログ演算回路が作り込まれたＩＣからなって
いる。すなわち、たとえば予め製造されて測定された第
１および第２の受光部２ａの受信感度が表１に示される
ように、１.３μｍ帯で１、１.５５μｍ帯で０.１であ
り、第２の受光部２ｂの受信感度が１.３μｍ帯で０.
２、１.５５μｍ帯で１である場合に、第１の受光部２
ａにより実際に受信した強度Ａと、第２の受光部２ｂに
より実際に受信した強度Ｂとから、実際の１.３μｍ帯
の強度ｘと、１.５５μｍ帯の強度ｙとは、つぎの連立
方程式を解くことにより得られる。
【００１７】ｘ＋０.１ｙ＝Ａ ０.２ｘ＋ｙ＝Ｂ すなわち、ｘ＝（１０Ａ−Ｂ）／９.８、ｙ＝（５Ｂ−
Ａ）／４.９として得られる。
Ａ）／４.９として得られる。
【００１８】
【表１】
【００１９】前述の例では、１.３μｍ帯と、１.５５μ
ｍ帯とで受信信号光の強度が等しいとして行ったが、そ
の両者で受信信号光の強度が異なる場合、前述の表１で
の各波長帯の受信感度においてその分を考慮することに
より、その補正もすることができる。
ｍ帯とで受信信号光の強度が等しいとして行ったが、そ
の両者で受信信号光の強度が異なる場合、前述の表１で
の各波長帯の受信感度においてその分を考慮することに
より、その補正もすることができる。
【００２０】本発明の波長分離型受光素子によれば、第
１および第２の受光部による受光で充分に波長帯の分離
が行われていなくても、演算部により直ちにその補正を
するため、非常に精度よく分離された受光素子として機
能する。なお、演算部は、受光素子チップをマウントす
るシリコンサブマウントなどに形成することができる
し、受信用ＩＣに組み込むこともできるため、特別な部
品を増やす必要もない。
１および第２の受光部による受光で充分に波長帯の分離
が行われていなくても、演算部により直ちにその補正を
するため、非常に精度よく分離された受光素子として機
能する。なお、演算部は、受光素子チップをマウントす
るシリコンサブマウントなどに形成することができる
し、受信用ＩＣに組み込むこともできるため、特別な部
品を増やす必要もない。
【００２１】前述の例では第１および第２の受光部が１
チップ化されていたが、１チップ化されないで従来の受
光素子を周波数帯ごとの別々に設ける場合でも、この演
算部を用いることにより、フィルターを省略することが
でき、演算回路が形成されたＩＣを設けるだけですむた
め、光学系を小形化することができる。また、多重の波
長帯が１.３μｍ帯と、１.５５μｍ帯の２種類の例であ
ったが、３種類以上にする場合でも、受光部は積層構造
を増やしたり、分割領域を増やしてフィルターの種類を
増やせばよく、演算部は３元またはそれ以上の連立方程
式にすればよく同様である。さらに、前述の例では、第
１および第２の受光部が素子としては分離されているも
のの、相互に完全には電気的に分離されていないが、相
互間を電気的絶縁物などにより電気的に分離すれば、電
流の回り込みなどを防止することができ、ノイズの小さ
い波長分離型受光素子が得られる。
チップ化されていたが、１チップ化されないで従来の受
光素子を周波数帯ごとの別々に設ける場合でも、この演
算部を用いることにより、フィルターを省略することが
でき、演算回路が形成されたＩＣを設けるだけですむた
め、光学系を小形化することができる。また、多重の波
長帯が１.３μｍ帯と、１.５５μｍ帯の２種類の例であ
ったが、３種類以上にする場合でも、受光部は積層構造
を増やしたり、分割領域を増やしてフィルターの種類を
増やせばよく、演算部は３元またはそれ以上の連立方程
式にすればよく同様である。さらに、前述の例では、第
１および第２の受光部が素子としては分離されているも
のの、相互に完全には電気的に分離されていないが、相
互間を電気的絶縁物などにより電気的に分離すれば、電
流の回り込みなどを防止することができ、ノイズの小さ
い波長分離型受光素子が得られる。
【００２２】２以上の周波数帯の信号を各周波数帯ごと
に６桁程度に分離して受信することができる小形の受光
素子としては、図２に示す構造で１チップ化した受光素
子とすることもできる。すなわち、図２に示される構造
は、図１の（ｂ）と（ｃ）の構造を結合したもので、前
述と同様に、ｎ形のＩｎＰなどからなる半導体基板１１
上にｎ形のＩｎＰからなるバッファ層１１ａを介して
１.５５μｍ帯の光の吸収層であるｐ形のＩｎＧａＡｓ
半導体層１２、およびｐ形ＩｎＰ半導体層１３が設けら
れて、半導体基板１１の裏面とｐ形のＩｎＰ半導体層１
３にｎ側電極１６およびｐ側電極１７がそれぞれ形成さ
れることにより、第２の発光部２ｂが形成されている。
さらに、その上に１.３μｍ帯の光の吸収層であるｐ形
のＩｎＧａＡｓＰ半導体層１４、およびｎ形のＩｎＰ半
導体層１５が設けられて、ｎ形のＩｎＰ半導体層１５上
にｎ側電極１８が形成されることにより、前述のｐ側電
極１７と共に第１の受光部２ａが形成されている。そし
てその表面を分割して、それぞれ１.３μｍ帯の光を透
過するフィルター２４および１.５５μｍ帯の光を透過
するフィルター２５が形成されいる。このフィルター２
４、２５も、前述と同様に、それぞれＳｉＯ2 、Ｓｉ
Ｎ、Ａｌ2 Ｏ3 などの多層膜により形成され、その各膜
の屈折率と厚さにより所望の波長帯以外の波長の光を反
射させ、所望の波長帯の光のみを透過させるように形成
されている。
に６桁程度に分離して受信することができる小形の受光
素子としては、図２に示す構造で１チップ化した受光素
子とすることもできる。すなわち、図２に示される構造
は、図１の（ｂ）と（ｃ）の構造を結合したもので、前
述と同様に、ｎ形のＩｎＰなどからなる半導体基板１１
上にｎ形のＩｎＰからなるバッファ層１１ａを介して
１.５５μｍ帯の光の吸収層であるｐ形のＩｎＧａＡｓ
半導体層１２、およびｐ形ＩｎＰ半導体層１３が設けら
れて、半導体基板１１の裏面とｐ形のＩｎＰ半導体層１
３にｎ側電極１６およびｐ側電極１７がそれぞれ形成さ
れることにより、第２の発光部２ｂが形成されている。
さらに、その上に１.３μｍ帯の光の吸収層であるｐ形
のＩｎＧａＡｓＰ半導体層１４、およびｎ形のＩｎＰ半
導体層１５が設けられて、ｎ形のＩｎＰ半導体層１５上
にｎ側電極１８が形成されることにより、前述のｐ側電
極１７と共に第１の受光部２ａが形成されている。そし
てその表面を分割して、それぞれ１.３μｍ帯の光を透
過するフィルター２４および１.５５μｍ帯の光を透過
するフィルター２５が形成されいる。このフィルター２
４、２５も、前述と同様に、それぞれＳｉＯ2 、Ｓｉ
Ｎ、Ａｌ2 Ｏ3 などの多層膜により形成され、その各膜
の屈折率と厚さにより所望の波長帯以外の波長の光を反
射させ、所望の波長帯の光のみを透過させるように形成
されている。
【００２３】この構造にすることにより、フィルター部
で１／１０００程度に分離することができ、半導体の吸
収層（バンドギャップエネルギーによる分離）により１
／１０００程度に分離することができるため、併せて６
桁程度の分離をすることができる。そのため、１チップ
で非常によく分離された波長分離型受光素子が得られ
る。もちろんこの受光素子チップと前述の演算部とを組
み合わせれば、さらに分離度を向上させることができ
る。
で１／１０００程度に分離することができ、半導体の吸
収層（バンドギャップエネルギーによる分離）により１
／１０００程度に分離することができるため、併せて６
桁程度の分離をすることができる。そのため、１チップ
で非常によく分離された波長分離型受光素子が得られ
る。もちろんこの受光素子チップと前述の演算部とを組
み合わせれば、さらに分離度を向上させることができ
る。
【００２４】図２に示される例も、２種類の波長帯を分
離する例であったが、３種類以上の波長帯を分離する場
合も、前述と同様に行うことができる。さらに、積層さ
れる半導体層間にＳｉＯ2 などの絶縁膜を介在させた
り、隣接するフィルターの境界部の半導体積層部をエッ
チングすることにより、各受光部間を電気的に分離する
ことができる。
離する例であったが、３種類以上の波長帯を分離する場
合も、前述と同様に行うことができる。さらに、積層さ
れる半導体層間にＳｉＯ2 などの絶縁膜を介在させた
り、隣接するフィルターの境界部の半導体積層部をエッ
チングすることにより、各受光部間を電気的に分離する
ことができる。
【００２５】図３は、本発明の受光素子を用いた光通信
用モジュールの構成例を示す図である。すなわち、図３
に示される例では、発光素子１をマウントする傾斜面と
発光素子の発光面Ａと対向するように受光素子２をマウ
ントする傾斜面が一体に形成されたヘッダ６に発光素子
１および受光素子２をマウントすることにより、簡単に
組み立てられ、しかも発光素子に光を直接集光レンズ４
を介して光伝送路５に結合させ、光伝送路５からの受信
信号光は発光面Ａで反射させて受光素子２により受光す
るようにしたものである。この受光素子２に前述の構成
の受光素子２を使用することにより、光伝送路５から
１.３μｍ帯および１.５５μｍ帯の多重光信号が伝送さ
れてきても、必要な周波数帯の信号のみを受信すること
ができる。なお、Ｂは光ビームを示しており、発光素子
１はシリコンからなるサブマウント１ｂにレーザダイオ
ードチップ１ａがダイボンディングされて形成され、ヘ
ッダ６はリード８が固定されたステム７に固着されてい
る。そして、その周囲は図示しないキャップなどにより
シールされて、集光レンズ４および光伝送路５と光軸が
一致するように取り付けられる構造になっている。
用モジュールの構成例を示す図である。すなわち、図３
に示される例では、発光素子１をマウントする傾斜面と
発光素子の発光面Ａと対向するように受光素子２をマウ
ントする傾斜面が一体に形成されたヘッダ６に発光素子
１および受光素子２をマウントすることにより、簡単に
組み立てられ、しかも発光素子に光を直接集光レンズ４
を介して光伝送路５に結合させ、光伝送路５からの受信
信号光は発光面Ａで反射させて受光素子２により受光す
るようにしたものである。この受光素子２に前述の構成
の受光素子２を使用することにより、光伝送路５から
１.３μｍ帯および１.５５μｍ帯の多重光信号が伝送さ
れてきても、必要な周波数帯の信号のみを受信すること
ができる。なお、Ｂは光ビームを示しており、発光素子
１はシリコンからなるサブマウント１ｂにレーザダイオ
ードチップ１ａがダイボンディングされて形成され、ヘ
ッダ６はリード８が固定されたステム７に固着されてい
る。そして、その周囲は図示しないキャップなどにより
シールされて、集光レンズ４および光伝送路５と光軸が
一致するように取り付けられる構造になっている。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、多重光通信により送ら
れてくる２以上の波長帯の光信号を非常に精度よく分離
しながら、コンパクトな受光素子が得られ、光通信用モ
ジュールに使用した場合、小形で安価な光通信用モジュ
ールが得られる。
れてくる２以上の波長帯の光信号を非常に精度よく分離
しながら、コンパクトな受光素子が得られ、光通信用モ
ジュールに使用した場合、小形で安価な光通信用モジュ
ールが得られる。
【図１】本発明の波長分離型受光素子の一実施形態の説
明図である。
明図である。
【図２】本発明の波長分離型受光素子の他の実施形態の
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の受光素子を用いた光通信用モジュール
の一例の説明図である。
の一例の説明図である。
【図４】従来の多重光通信における異なる波長帯の信号
を受信する例の説明図である。
を受信する例の説明図である。
２ 受光部 ２ａ 第１の受光部 ２ｂ 第２の受光部 ９ 演算部
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも第１の受光部および第２の受
光部を有し、２以上の波長帯の信号を受光し得る受光素
子と、予め設定されまたは測定された、前記第１の受光
部における第１および第２の周波数帯の受光感度と前記
第２の受光部における前記第１および第２の周波数帯の
受光感度とに基づき、前記第１および第２の受光部で得
られる電気信号から前記第１および第２の周波数帯の電
気信号の強度を計算する演算部とを具備する波長分離型
受光素子。 - 【請求項２】 前記第１および第２の受光部が１チップ
に形成されてなる請求項１記載の波長分離型受光素子。 - 【請求項３】 基板上に２以上の周波数帯の受光部を形
成すべく吸収帯域の異なる半導体層が積層される半導体
積層部と、該半導体積層部の表面に該表面を分割して設
けられる前記２以上の周波数帯域のそれぞれを透過させ
るフィルター部とを有する波長分離型受光素子。 - 【請求項４】 前記第１および第２の受光部がそれぞれ
電気的に絶縁されてなる請求項１、２または３記載の波
長分離型受光素子。 - 【請求項５】 送信信号光を発生させる発光部と、該発
光部からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光レン
ズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受光部
とからなる光通信用モジュールであって、前記受光部に
請求項１または３記載の受光素子が用いられてなる光通
信用モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20467897A JP3881429B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 波長分離型受光素子およびそれを用いる光通信用モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20467897A JP3881429B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 波長分離型受光素子およびそれを用いる光通信用モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154785A true JPH1154785A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3881429B2 JP3881429B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=16494497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20467897A Expired - Fee Related JP3881429B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 波長分離型受光素子およびそれを用いる光通信用モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3881429B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009200448A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 波長分離型フォトダイオードおよびその製造方法並びに波長分離型フォトダイオードを用いた光モジュール |
| US9341797B2 (en) | 2013-10-11 | 2016-05-17 | International Business Machines Corporation | Optical module and method for manufacturing optical module |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI661282B (zh) | 2011-11-25 | 2019-06-01 | 日商理光股份有限公司 | 粉末容器及影像形成設備 |
| KR102649560B1 (ko) | 2019-05-24 | 2024-03-19 | 삼성전자주식회사 | 광학 무선 통신 시스템 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20467897A patent/JP3881429B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9341797B2 (en) | 2013-10-11 | 2016-05-17 | International Business Machines Corporation | Optical module and method for manufacturing optical module |
| US9720190B2 (en) | 2013-10-11 | 2017-08-01 | International Business Machines Corporation | Optical module and method for manufacturing optical module |
| US9952392B2 (en) | 2013-10-11 | 2018-04-24 | International Business Machines Corporation | Optical module and method for manufacturing optical module |
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| JP3881429B2 (ja) | 2007-02-14 |
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