JPWO2009081539A1 - 光送受信モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
or)、上り/下り信号を分離するWDMフィルタで基本的に構成されている。
図1は、本発明の第一の実施例である光モジュールの断面図である。図1は本発明を、三波長を用いた双方向光送受信モジュールのいわゆる光トリプレクサーと呼ばれるモジュールに応用した例である。
ミラー8で反射された光は再びフィルタ面へと入射する。最も素朴な設計では、ミラー8で一回反射された光は第二のフィルタに入射する構成となるが、本構成ではミラー8からの反射光は再びフィルタ6上へと入射し、フィルタ6とミラー8の間をもう一往復させる設計としている。これは、発光素子11と受光素子12の間隔を多重反射のピッチの射影より大きくするためである。高速で駆動する発光素子は、受光素子側に対するノイズ源(これを電気的クロストークと呼ぶ)となる恐れがあるためである。電気的クロストークその他特段の理由がない場合は、ガラス基板内の多重反射のピッチと素子の実装ピッチを一致させて反射回数を最小にする構成が望ましい。
図3は、本発明の第二の実施例の光モジュールの断面図である。本実施形態は、本発明を2波長一芯双方向(BIDI: Bi-Directional)モジュールに応用した構成例である。基本的な構成、機能は第一の実施例と同様であるが、受光素子は30の一つのみで、使う波長数は二つなので、波長分離フィルタとミラーは26と27の各一つずつとなっている。
図4は、本発明の第三の実施例の光モジュールの断面図である。本実施形態は、本発明の第一の実施例に示す光学系を搭載したCANパッケージ92をシングルモードファイバ93に接合する場合のモジュール構成を示した図である。
図5、図6は、本発明の第四の実施形態の光モジュールを示す図である。本実施形態に於いては、平面型パッケージ110に、発光素子および受光素子が実装されたCANパッケージ101、光号分波器102、レンズ103、シングルモードファイバ104が実装されている。CANパッケージの構成は図6に示すように、発光素子113、受光素子114,115が搭載された光素子搭載基板112が実装されている。CANパッケージ101は図6の形態に限らず、LD及びPDの他の組合わせを実装したCANパッケージでも可能である。
図7は、本発明の第五の実施形態の光モジュールを示す図である。本実施形態に於いては、平面型パッケージ137に、発光素子11、光受光素子128、129をサブマウント126上に実装した光素子搭載基板121と、波長選択フィルタ131、132、133およびミラー135、136を備えた光号分波器122、レンズ123、シングルモードファイバ125が実装されている。図7に示されるように本実施形態では、光受光素子を表面実装した光素子搭載基板126を、平面型パッケージの底面から垂直に屹立する形態で実装する。図7に示した形態では3波長対応になっているが、更に波長数を増やしても比較的容易に対応できるのが本実装形態の特徴である。
図11は本発明の第六の実施の形態を示す図である。図11は本発明をPON(Passive Optical Network)用三波長双方向光送受信モジュールに応用した例である。本実施形態に於いては、発光素子191と受光素子192、193をサブマウント1007上に搭載した光素子搭載基板1000がCANステム194上に実装され、波長選択フィルタ196、197、およびミラー198、199を備えた光合分波器1002およびパッケージレンズ1004がCANキャップ1003に実装されている。また、シングルモード光ファイバ1006がCANキャップ上部に実装されたファイバホルダ1005により接続されている。CANキャップ1003内部には光合分波器の実装を可能にするための凹凸が設けられており、またパッケージレンズ1004を実装するためのホルダ部が設けられている。光合分波器1002は透明ガラス基板195を支持基板とし、一方の面に第1の波長選択フィルタ196と第2の波長選択フィルタ197が隣接して実装され、この面と平行な対向する面に第1のミラー198と第2のミラー199が実装されている。第1の波長選択フィルタ196には波長1310nmに対する透過率が96%、波長1490nmに対する反射率が99%以上、波長1555nmに対する反射率が99%以上のものを用い、第2の波長選択フィルタ197には波長1310nmに対する透過率が40%、波長1490nmに対する透過率が99%以上、波長1555nmに対する反射率が99%以上のものを用いた。本実施例では、ミラー198は波長選択フィルタ196と同じものを用い、ミラー199には波長選択フィルタ197と同じものを用いた。
2,22,102,122,1002…波長合分波器、
3,23,1003…CANキャップ、
4,24,103,111,123,171,174、181、1001,1004,1008…レンズ、
124…レンズホルダ、
5,25,105,184,195…ガラス基板、
185…フィルタホルダ、6,7,26,106,107,131,132,133,177,183,196,197…波長選択フィルタ、
8,9,27,108,109,135,136,198,199…ミラー、
10,28,112,126,1007…サブマウント、
11,29, 113, 175,182,191…発光素子、
12,13,30,114,115,128,129,172,186,192,193…受光素子、
14,31,194…CANステム、
91,110,137,178…パッケージ、
92,173,176,187…CANパッケージ、
93,104,125,170,180,1006…シングルモードファイバ、101,141,142…光受信CANモジュール
1005…ファイバホルダ。
Claims (20)
- 外部に設けられた光ファイバの光軸と光学的に接続される使用波長がそれぞれ異なる一つの発光素子と、少なくとも一つの受光素子とを備え、
前記発光素子と前記受光素子のそれぞれが、実装基板表面上の同一方向に搭載された光素子搭載基板と、
前記発光素子の近傍に設けられた、あるいは前記発光素子と一体化されてモノリシック集積された第1のレンズと、
少なくとも一種類の波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタに対して所定の間隔を保って対向して配置されたミラーとから構成される光合分波器と、
前記光素子搭載基板と前記光合分波器とを所望の位置に固定し収納するパッケージと、
前記光合分波器から出射した光を前記光ファイバに集光する第2のレンズと、を有し、
前記第2のレンズの直径を、前記第1のレンズの直径よりも大きくし、
前記光合分波器を、前記光ファイバの光軸に対して所定の角度を有するように前記パッケージに固定することにより、
前記光ファイバから出射された光が、前記第2のレンズにより前記受光素子のいずれか一つに集光され、
前記光ファイバ、あるいは前記発光素子から出射された光が、前記波長選択フィルタ面に非垂直な角度で入射され、前記非垂直な角度で入射した光が前記波長選択フィルタと前記ミラーとの間を多重反射していく過程で波長の異なる光を分離あるいは重畳し合分波されることを特徴とする光送受信モジュール。 - 前記発光素子は、前記光ファイバから出射した光が前記第2のレンズにより結像する焦点位置よりも、前記第2のレンズに近い側に設けられてい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。
- 前記光合分波器が、使用波長に対して透明な材質からなる一対の平行面を持つ基板を有し、
前記一対の平行面の一方に、前記波長選択フィルタの少なくとも一種類が設けられ、
もう一方の平行面に、前記ミラーが設けられてい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。 - 前記光合分波器は、前記光ファイバから出射された光が、前記波長選択フィルタで反射され、前記ミラーで再度反射される過程において、前記ミラーの透過・反射特性が、前記波長選択フィルタの透過帯域の光を透過する特性を有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。
- 前記ミラーが、前記光合分波器内の光路上で前記ミラーの手前に位置する波長選択フィルタと同一の波長選択フィルタであることを特徴とする請求項4に記載の光送受信モジュール。
- 前記波長選択フィルタが、誘電体多層膜で構成され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。
- 前記波長選択フィルタが、回折格子で構成され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。
- 前記波長選択フィルタが設けられた基板の部材が、非晶質ガラス、サファイア結晶、結晶石英、シリコンのいずれかであ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。
- 前記パッケージが、メタルキャンパッケージであり、
内壁部分に凹凸形状が設けられたキャンキャップを用いることにより、前記波長選択フィルタが設けられた基板を所望の角度に固定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。 - 前記発光素子から出射される第1の波長の光を前記光ファイバに結合して送信し、
前記光ファイバから出射される第2の波長の光を前記受光素子に導き受信する二波長双方向光送受信機能を有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。 - 前記発光素子が、前記実装基板に対して垂直に光を出射するレーザーダイオードであ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。
- 外部に設けられた光ファイバの光軸と光学的に接続される使用波長がそれぞれ異なる一つの発光素子と、少なくとも二つの受光素子とを備え、
前記発光素子と前記受光素子のそれぞれが、実装基板表面上の同一方向に搭載された光素子搭載基板と、
前記発光素子の近傍に設けられた、あるいは前記発光素子と一体化されてモノリシック集積された第1のレンズと、
少なくとも二種類の波長選択フィルタが、前記波長選択フィルタの表面が同一平面上に並ぶように配置された波長選択フィルタアレイと、前記波長選択フィルタアレイに対して所定の距離を保って対向して配置されたミラーあるいはミラーアレイとから構成される光合分波器と、
前記光素子搭載基板と前記光合分波器とを所望の位置に固定し収納するパッケージと、
前記光合分波器から出射した光を前記光ファイバに集光する第2のレンズと、を有し、
前記第2のレンズの直径を、前記第1のレンズの直径よりも大きくし、
前記光合分波器を、前記光ファイバの光軸に対して所定の角度を有するように前記パッケージに固定することにより、
前記光ファイバから出射された光が、前記第2のレンズにより前記受光素子のいずれか一つに集光され、
前記光ファイバ、あるいは前記発光素子から出射された光が、前記波長選択フィルタアレイ面に非垂直な角度で入射され、前記非垂直な角度で入射した光が、前記波長選択フィルタアレイと前記ミラーあるいはミラーアレイとの間を多重反射していく過程で波長の異なる光を分離あるいは重畳し合分波されることを特徴とする光送受信モジュール。 - 前記発光素子は、前記光ファイバから出射した光が前記第2のレンズにより結像する焦点位置よりも、前記第2のレンズに近い側に設けられていることを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。
- 前記光合分波器が、使用波長に対して透明な材質からなる一対の平行面を持つ筐体を有し、
前記一対の平行面の一方に、前記波長選択フィルタアレイの少なくとも二種類が設けられ、
もう一方の平行面に、前記ミラーあるいはミラーアレイが設けられていることを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。 - 前記光合分波部品は、前記光ファイバから出射された光が、前記波長選択フィルタアレイで反射され、前記ミラーで再度反射される過程において、前記ミラーの透過・反射特性が、前記波長選択フィルタの透過帯域の光を透過する特性を有することを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。
- 前記ミラーが、前記光合分波器内の光路上で前記ミラーの手前に位置する波長選択フィルタアレイと同一の波長選択フィルタであることを特徴とする請求項15に記載の光送受信モジュール。
- 前記発光素子が、前記実装基板に対して垂直に光を出射するレーザーダイオードであることを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。
- 前記実装基板表面上の同一方向に実装された前記発光素子および少なくとも二つの前記受光素子は、それぞれの素子の使用波長が大きくなる順あるいは小さくなる順に配置されていることを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。
- 前記合分波器のフィルタアレイを構成する各フィルタが、前記発光素子および前記受光素子のそれぞれの使用波長範囲内で所望の分離波長以上あるいは以下の波長の光のいずれかを透過し、それ以外の光を反射する特性を持つ、所謂エッジフィルタであって、
前記フィルタアレイ上のエッジフィルタの並び順が、分離波長の昇順あるいは降順に実装されていることを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。 - 前記発光素子から出射される第1の波長の光を前記光ファイバに結合して送信し、
前記光ファイバから波長多重されて出射される光から第2の波長の光と第3の波長の光を波長分離し、それぞれに対応した前記受光素子に導き受信する三波長双方向光送受信機能を有することを特徴とする請求項12に記載の光送受信モジュール。
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