KR20030019067A - 광 도파로 모듈 - Google Patents

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KR20030019067A
KR20030019067A KR1020020014746A KR20020014746A KR20030019067A KR 20030019067 A KR20030019067 A KR 20030019067A KR 1020020014746 A KR1020020014746 A KR 1020020014746A KR 20020014746 A KR20020014746 A KR 20020014746A KR 20030019067 A KR20030019067 A KR 20030019067A
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고미야타케오
후지무라야스시
사이토마사히데
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

광 평면 도파로형 회로(1)에 있어서, 광 도파로(2n)를 가로지르도록 수직 축에 대한 기울기 각도(θ)로 비스듬한 홈(3)을 형성한다. 그리고, 홈(3)의 내측에 신호광에 대한 각 직교 편파간의 반사율 차이가 보상되도록 구성된 반사 필터(4)를 설치하고, 반사 필터(4)로부터의 반사광을 광 검출기(6n)에서 검출하여, 신호광의 광 강도를 모니터한다. 이로써, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능해진다. 또한, 반사 필터(4)를 포함하는 홈(3)의 내측을 충전 수지(5)에 의해 밀봉하고 있기 때문에, 그것들이 오염되는 것에 의한 장기적인 동작 안정성 열화가 방지된다. 이로써, 광 회로 구성이 간단화됨과 동시에, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능한 광 도파로 모듈이 실현된다.

Description

광 도파로 모듈{Optical waveguide module}
본 발명은 기판 상에 형성된 평면 도파로형의 광 도파로를 갖는 광 도파로 모듈에 관한 것이다.
광 파이버 또는 광 평면 도파로 등의 광 도파로를 사용한 광 회로에 있어서는 각 광 도파로를 전송되는 신호광의 광 강도를 일정하게 유지하는 등, 신호광의 광 강도를 적합한 값으로 제어하는 것이 바람직한 경우가 있다. 이러한 경우, 신호광의 광 강도를 광 회로 중에서 모니터하고, 또는 더욱이 모니터한 결과에 근거하여 광 강도를 제어하는 것이 행해지고 있다.
상기한 신호광의 광 강도의 모니터에는, 종래, 광 도파로 상에 광 커플러를 설치하여 신호광의 일부를 분기하는 방법이 사용되고 있다. 이 방법에서는 광 도파로 상의 소정 위치에 광 커플러를 설치하여 신호광을 수 % 정도 분기하여, 분기한 광의 광 강도를 광 검출기에서 모니터함으로써, 그 광 도파로를 전송되고 있는 신호광의 광 강도를 모니터한다.
그렇지만, 이러한 광 커플러를 사용한 경우, 광 회로를 구성하는 광학 부품 점수가 증가하는 가운데, 그것들을 융착 접촉할 필요가 있기 때문에, 광 회로 구성 및 제조 공정이 복잡화한다는 문제가 있다.
이에 대하여, 광 커플러를 사용하지 않고, 신호광을 일부 반사시켜 광 강도를 모니터하는 방법이 제안되고 있다. 예를 들면, 특개평 6-331837호 공보에 기재된 광 디바이스에서는 광 도파로의 소정 부위에 광 축에 대하여 비스듬한 단면을 형성하고, 그 단면에서 광 축과는 다른 방향으로 반사된 광의 일부인 반사광을 검출하여, 광 강도를 모니터하고 있다. 또한, 특개 2000-155235호 공보에 기재된 광 파이버는 광의 분기·합류 구조에 관한 것으로, 광 파이버의 소정 부위에 광 축에 대하여 수직인 단면을 형성하여 신호광의 일부를 외부로 출사시켜, 출사된 광의 일부를 광 축에 대하여 비스듬한 다른 단면에 의해 반사시켜 추출하고 있다.
그렇지만, 이렇게 신호광의 일부를 반사시켜 광 강도의 모니터에 사용한 경우, 비스듬한 단면에서의 신호광의 반사율은 반사하는 신호광의 편파 상태에 의해 다른 값으로 되어 있다. 이 때문에, 광 도파로를 전송되고 있는 신호광의 편파 상태가 특정되지 않으면, 정확하게 광 강도를 모니터할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 광 도파로의 단면이 외기에 노출되어 있을 경우, 단면 오염에 의해 반사율 등의 장기적인 안정성이 열화하여버린다.
도 1은 광 도파로 모듈의 제 1 실시예의 구성을 도시하는 평면도.
도 2는 도 1에 도시한 광 도파로 모듈의 광 축을 따른 단면 구조를 일부 확대하여 도시하는 단면도.
도 3은 신호광이 전송되는 광 축에 대한 반사면의 기울기를 바꾸었을 때의 편파 의존 손실 변화를 도시하는 그래프.
도 4는 반사 필터에 의해 반사된 반사광에 의한 반사광 스폿의 형상 및 광 검출기의 수광면 형상에 대해서 설명하기 위한 모식도.
도 5는 광 도파로 모듈의 제 2 실시예의 구성을 도시하는 평면도.
도 6은 도 5에 도시한 광 도파로 모듈의 광 축을 따른 단면 구조를 일부 확대하여 도시하는 단면도.
도 7은 광 도파로 모듈의 제 3 실시예의 구성을 도시하는 평면도.
도 8은 도 7에 도시한 광 도파로 모듈의 광 축에 수직인 단면 구조를 일부 확대하여 도시하는 화살표 단면도.
도 9는 광 도파로 모듈의 제 4 실시예의 구성을 도시하는 평면도.
도 10은 도 9에 도시한 광 도파로 모듈의 광 축에 수직인 단면 구조를 일부 확대하여 도시하는 Ⅱ-Ⅱ 화살표 단면도.
도 11은 광 도파로 모듈의 제 5 실시예의 구성을 도시하는 평면도.
도 12는 도 11에 도시한 광 도파로 모듈의 광 축에 수직인 단면 구조를 일부 확대하여 도시하는 Ⅲ-Ⅲ 화살표 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 광 평면 도파로형 회로10 : 기판
11 : 입력단12 : 출력단
21 내지 28 : 광 도파로61내지 68: 광 검출기
본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 광 회로 구성이 간단화됨과 동시에, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능한 광 도파로 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 광 도파로 모듈은, (1) 기판 및 기판 상에 형성된 평면 도파로형 광 도파로를 포함하여 구성되며, 광 도파로의 소정 부위를 가로지르도록 광 도파로의 광 축에 직교하는 수직 축에 대하여 소정의 기울기 각도(θ)(0°<θ)로 비스듬히 형성된 홈을 갖는 광 평면 도파로형 회로와, (2) 광 평면 도파로형 회로의 홈 내측에 광 도파로를 전송되는 신호광이 통과하는 부위를 포함하여 설치됨과 동시에, 신호광의 일부를 각 직교 편파간에서의 반사율 차이가 보상된 소정의 반사율에 의해 반사하는 반사 필터와, (3) 적어도 홈 내측을 밀봉하도록 충전된 충전 수지와, (4) 반사 필터에 의해 신호광이 반사된 반사광을 검출하는 광 검출기를 구비하며, 광 평면 도파로형 회로의 광 도파로로서, N개(N은 복수)의 광 도파로를 가지고, 광 검출기로서 N개의 광 도파로에 각각 대응하는 N개의 광 검출기를 구비함과 동시에, N개의 광 도파로 각각을 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터에 의해 대응하는 광 검출기로 반사되는 N개의 반사 광로에 대하여, N개의 반사 광로 각각의 사이에 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 광 도파로 모듈에서는 광 커플러에 의해 광 도파로를 분기하는 것이 아니라, 광 도파로 상에 설치된 비스듬한 홈에 있어서 신호광의 일부를 반사시켜,그 반사광에 의해 신호광의 광 강도를 모니터하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 이로써, 광 회로 구성 및 제조 공정이 간단화된다.
또한, 신호광의 반사를 홈의 단면에 의해 행하는 것이 아니라, 각 편파 상태간의 반사율이 같아지는 편파 보상이 실현된 반사 필터를 홈 내측에 설치하여, 이 반사 필터로 신호광의 일부를 반사하여, 광 강도의 모니터에 이용하고 있다. 이 때, 반사 필터에 의한 신호광의 반사율이 광 도파로를 전송되고 있는 신호광의 편파 상태에 의하지 않고 거의 일정해지기 때문에, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능해진다. 또한, 반사 필터를 포함하는 홈 내측을 충전 수지에 의해 밀봉하고 있기 때문에, 홈의 단면이나 반사 필터가 외기에 접촉되지 않아, 단면 등의 오염에 의한 장기적인 안정성 열화가 방지된다.
또한, 광 평면 도파로형 회로가 N개(N채널)의 광 도파로를 갖고, 각각의 광 도파로를 전송되는 N채널 신호광의 광 강도를 모니터할 경우에는 반사 필터에 의해 반사된 N채널의 신호광이 각각 소정의 반사 광로를 전파하여 대응하는 광 검출기에서 검출된다. 이 때, 반사 필터로 반사된 광 도파로로부터의 신호광이 대응하는 광 검출기에서 검출되는 한편, 필터나 그 밖의 개소에서 생기는 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해, 그 일부가 인접하는 타 채널의 광 검출기에 입사하여 검출되어 크로스 토크가 열화하는 경우가 있다.
이에 대하여, 상기한 바와 같이 인접하는 반사 광로 사이에 광로 격리 수단을 설치함으로써, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 극히 방지할 수 있다. 이로써, 각각의 광 도파로를 전송되는 N채널의 신호광에 대해서, 각각의 채널에서의 신호광의 광 강도를 정확하게 모니터하는 것이 가능해진다.
이하, 도면과 함께 본 발명에 의한 광 도파로 모듈의 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 설명에 있어서는 동일 요소에는 동일 부호를 붙여, 중복하는 설명을 생략한다. 또한, 도면의 치수 비율은 설명한 것과 반드시 일치하고 있지는 않다.
도 1은 본 발명에 의한 광 도파로 모듈의 제 1 실시예의 구성을 도시하는 평면도이다. 이 광 도파로 모듈은 기판(10) 및 기판(10) 상에 형성된 평면 도파로형의 8개(8채널)의 광 도파로(21내지 28)를 가지고 구성되는 광 평면 도파로형 회로(1)를 구비하고 있다.
광 도파로(21내지 28) 각각은 소정의 광 전송 방향(도 1 중의 화살표 방향)을 따라, 광 평면 도파로형 회로(1)의 입력단(11)으로부터 출력단(12)으로 향하여 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 광 평면 도파로형 회로(1)의 광 전송 방향에 대한 소정 부위에 광 도파로(21내지 28)를 가로지르는 홈(3)이 설치되어 있다.
이 홈(3)은 그 내측에 각 광 도파로(21내지 28)를 전송되는 신호광의 일부를 반사하기 위한 반사 필터(4)가 설치됨과 동시에, 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 홈(3)보다도 상류 측 위치에서 광 평면 도파로형 회로(1) 위쪽에는 서브 마운트 기판(7)이 설치됨과 동시에, 충전 수지(5) 및 서브 마운트 기판(7) 위쪽에는 광 도파로(21내지 28)에 각각 대응한 8개의 광 검출기(61내지 68)를 갖는 광검출기 어레이(6)가 설치되어 있다. 광 평면 도파로형 회로(1)와 서브 마운트 기판(7) 및 서브 마운트 기판(7)과 광 검출기 어레이(6)는, 예를 들면, 땜납에 의해 고정된다.
또한, 도 1에 있어서는 광 검출기(61내지 68)에 대해서, 각각의 수광면의 형상을 점선으로 도시하고 있다. 또한, 서브 마운트 기판(7)은 광 검출기 어레이(6)를 재치(載置)하기 위한 재치 부재(마운트 부재)임과 동시에, 그 상면에 도 1 중에 모식적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광 검출기(61내지 68)로부터의 광 검출 신호를 판독하기 위한 배선이나 전극 등이 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 8채널의 광 도파로(21내지 28) 각각을 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)에 의해 대응하는 광 검출기(61내지 68)로 반사되는 8개의 반사 광로에 대하여, 8개의 반사 광로 각각의 사이에 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단(도시되지 않음)이 설치되어 있다.
광 도파로 수단은 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 억제하기 위한 것이다. 이 광 도파로 수단으로서는, 예를 들면, 광 평면 도파로형 회로(1) 내 또는 충전 수지(5) 내에 설치된 광 차폐 수단이나 광 도파로(21내지 28)의 도파로 코어간에 설치된 홈 등이 사용된다. 광로 격리 수단의 구체적인 구성 등에 대해서는 제 3 내지 제 5 실시예에 있어서 후술한다.
도 2는 도 1에 도시한 광 도파로 모듈의 단면 구조를 광 도파로(2n)(n=1 내지 8)의 광 축 방향(광 평면 도파로형 회로(1)의 광 전송 방향)을 따라 도시하는 단면도이다. 또한, 이 도 2에 있어서는 홈(3), 반사 필터(4) 및 광 검출기 어레이(6)를 포함하는 부분을 확대하여 도시되어 있다.
광 평면 도파로형 회로(1)에 있어서의 광 도파로(2n)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 하부 클래드(22), 코어(20) 및 상부 클래드(21)가 기판(10) 상에 형성됨으로써 구성되어 있다. 이에 대하여, 광 도파로(2n)를 소정 부위에서 가로지르는 홈(3)은 코어(20)에 상당하며, 광 도파로(2n)를 전송되는 신호광이 통과하는 부위를 적어도 포함하는 깊이(d)로, 광 도파로(2n)의 광 축으로 직교(기판(10)에 직교)하는 수직 축(도 2 중에 점선으로 도시되어 있음)에 대하여, 소정의 기울기 각도(θ)(0<θ)로 비스듬히 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는 홈(3)의 깊이(d)는 광 도파로(2n)의 두께보다도 크게 설정되어 있다.
홈(3) 내측에는 반사 필터(4)가 삽입되어 있다. 반사 필터(4)는 광 축에 대하여 홈(3)과 대략 동일한 각도(θ)로 광 도파로(2n)를 전송되는 신호광이 통과하는 부위를 적어도 포함하도록 설치되어 있다. 이 반사 필터(4)는 바람직하게는 유전체 다층막 필터로 이루어지며, 광 도파로(2n)를 전송되는 소정 파장(소정의 파장 대역 내)의 신호광의 일부가 일정한 반사율로 반사되도록 구성되어 있다.
더욱이, 이 반사 필터(4)를 구성하고 있는 유전체 다층막 필터는 신호광을 반사할 때의 각 직교 편파간에서의 반사율 차이가 보상되어, 각 편파 상태의 신호광 성분이 거의 같은 반사율로 반사되도록 형성되어 있다. 이러한 각 편파 상태의 신호광 성분에 대한 반사율 설정은, 예를 들면, 유전체 다층막 필터를 구성하는 각 층의 유전체 재료나 그 조합, 각 층의 막 두께 등에 의해 행해진다.
반사 필터(4)를 포함하는 홈(3) 내측은 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 여기서, 본 실시예에 있어서의 충전 수지(5)는 홈(3) 내측을 밀봉하고 있는 내부 충전 수지부(51)와, 홈(3) 상측을 포함하는 광 평면 도파로형 회로(1) 상면의 소정 범위를 밀봉하고 있는 상부 충전 수지부(52)로 이루어진다. 이들 내부 충전 수지부(51) 및 상부 충전 수지부(52)는 동일한 수지 재료를 사용하여 일체로 형성되어 있다.
충전 수지(5)의 상부 충전 수지부(52) 및 서브 마운트 기판(7)의 상면 측에는 각 광 도파로(2n)에 각각 대응한 광 검출기(6n)(n=1 내지 8)를 갖는 광 검출기 어레이(6)가 설치되어 있다. 광 검출기 어레이(6)는 광 도파로(2n)를 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)로 반사된 반사광이 각각 대응하는 광 검출기(6n)의 수광면으로 입사되도록 배치되어 있다. 또한, 광 검출기(6n)로서는 반사광의 입사 방향으로부터 이면 입사형 포토 다이오드 등을 사용하는 것이 바람직하다.
이상의 구성에 있어서, 광 도파로(2n)를 전송되어 온 신호광이 상류 측 단면(31)을 통해 홈(3) 내의 내부 충전 수지부(51)로 출사되면, 신호광의 일부가 광 축에 대하여 비스듬한 반사 필터(4)에 의해, 각 편파 상태에 대하여 같아지도록 편파 보상된 소정의 반사율로, 광 평면 도파로형 회로(1)의 기울기 위쪽으로 반사된다. 또한, 그 이외의 신호광 성분은 내부 충전 수지부(51) 및 반사 필터(4)를 투과하여 하류 측 단면(32)을 통해 다시 광 도파로(2n)로 입사된다.
한편, 반사 필터(4)에 의해 반사된 반사광은 내부 충전 수지부(51), 광 도파로(2n) 및 상부 충전 수지부(52)를 통해 광 검출기(6n)로 입사된다. 그리고, 광 검출기(6n)에서 검출된 반사광의 광 강도로부터, 광 도파로(2n)를 전송되고 있는 신호광의 광 강도가 모니터된다.
본 실시예의 광 도파로 모듈에서는 광 커플러 등의 광학 부품에 의해 광 도파로 자체를 분기하는 것이 아니라, 각 광 도파로(2n)를 가로지르도록 설치된 비스듬한 홈(3)에 있어서 신호광의 일부를 반사시켜, 광 강도의 모니터에 사용하고 있다. 이로써, 광 강도의 모니터가 가능한 광 도파로 모듈에서의 광 회로 구성이 간단화된다. 또한, 여분의 광학 부품 설치나 각 광 도파로의 융착 접속 등이 불필요해지기 때문에, 그 제조 공정도 동일하게 간단화된다.
또한, 신호광의 반사를 홈(3)의 단면(31, 32)에 의해 행하는 것이 아니라, 각 직교 편파간 반사율이 거의 같아지는 편파 보상이 실현된 반사 필터(4)에 의해 신호광의 일부를 반사하고 있다. 이 때, 반사 필터(4)에 의한 신호광의 반사율이 광 도파로(2n)를 전송되고 있는 신호광의 편파 상태에 의하지 않고 거의 일정해지기 때문에, 광 검출기(6n)에서 검출되는 반사광의 광 강도를 사용하여, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능해진다.
또한, 반사 필터(4)를 포함하는 홈(3)의 내측을 충전 수지(5)에 의해 밀봉하고 있다. 이 때, 홈(3)의 단면(31, 32)이나 반사 필터(4) 등이 외기에 접촉할 일이 없어지기 때문에, 그들 오염에 의한 장기적인 동작 안정성 열화가 방지된다.
또한, 반사 필터(4)로부터 광 검출기(61내지 68)로의 반사 광로에 대하여, 반사 광로 각각의 사이에 반사 광로끼리를 격리하는 광로 격리 수단을 설치하고 있다. 이로써, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
여기서, 홈(3) 및 반사 필터(4)의 수직 축에 대한 기울기 각도(θ)는 0°<θ≤40°의 각도 범위 내인 것이 바람직하다.
도 3에, 신호광이 전송되는 광 축에 대한 반사면의 기울기를 바꾸었을 때의 편파 의존 손실(PDL: Polarization dependent loss)의 변화를 도시한다. 이 그래프에 도시하는 바와 같이, 통상의 반사면에 의한 반사 특성은 수직 축에 대한 기울기 각도(θ)를 0°로 한 경우(신호광이 역방향으로 반사될 경우)에, 편파 의존성이 없어 PDL=0이 된다. 그리고, 기울기 각도(θ)가 커짐에 따라서 반사율의 편파 의존성이 증대하고, θ가 40°를 넘으면, PDL 값이 급격하게 증대하여 간다.
이렇게 θ가 커져 PDL이 증대하면, 반사 필터(4)에 의한 반사율 차이의 편파 보상이 곤란해진다. 즉, 기울기 각도(θ)가 큰 구성에서는 PDL 값이 크고, 또한, θ에 의해 급격하게 변화하여 버리기 때문에, 반사율 차이를 보상하기 위한 유전체 다층막 필터에 있어서, 각 층 재질의 굴절율이나 막 두께 등에 요구되는 수치적인 조건이 대단히 엄격해진다. 이 때문에, 실용 상, 반사율의 차이가 충분히 보상되도록 반사 필터(4)의 유전체 다층막 필터를 설계하여 작성하는 것이 어렵다. 이에 대하여, 기울기 각도(θ)를 0<θ≤40°의 각도 범위 내로 해 두면, 반사 필터(4)에 있어서의 반사율 차이의 보상을 충분한 정밀도로 실현할 수 있다.
또한, 충전 수지(5)에 대해서는, 광 도파로(2n)의 코어(20)와 대략 동일한 굴절율(예를 들면, 오차 1% 이내)을 갖는 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
내부 충전 수지부(51)를 코어(20)와 대략 동일한 굴절율을 갖는 수지 재료로 함으로써, 광 도파로(2n)로부터 내부 충전 수지부(51)로 신호광이 출사될 때(도 2 중의 점(P1) 참조)의 여분 반사가 억제된다. 또한, 반사 필터(4)로 반사된 반사광이 내부 충전 수지부(51)로부터 광 도파로(2n)로 입사될 때(점(P2) 참조)의 여분 반사가 억제된다.
또한, 상부 충전 수지(52)를 코어(20)와 대략 동일한 굴절율을 갖는 수지 재료로 함으로써, 반사 필터(4)로 반사된 반사광이 광 도파로(2n)로부터 상부 충전 수지부(52)로 입사될 때(점(P3) 참조)의 여분 반사가 억제된다.
이들 광 도파로(2n), 내부 충전 수지부(51) 및 상부 충전 수지부(52)의 각 계면에 있어서 여분 반사가 생긴 경우, 그들 반사 특성은 각각의 반사 각도에 따라서 편파 의존성을 갖는다. 따라서, 이들 각 부 사이에서의 굴절율이 정합하지 않고 반사를 초래하면, 반사 필터(4)로 반사율 차이의 편파 보상을 행하고 있음에도 불구하고, 광 검출기(6n)에서 검출되는 반사광의 광 강도가 신호광의 편파 상태에의존하게 된다. 이에 대하여, 굴절율 정합을 행하여 각 계면에서의 여분 반사를 억제하는 것으로 해 두면, 확실하게 신호광의 편파 상태에 관계 없는 정확한 광 강도의 모니터를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예와 같이, 내부 충전 수지부(51)와 더불어 상부 충전 수지부(52)가 설치되어 있을 경우에는 이들 충전 수지부(51, 52)에 대하여, 서로 대략 동일한 굴절율을 갖는 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 내부 충전 수지부(51)의 계면에 있어서의 신호광(반사광)의 여분 반사와 함께 상부 충전 수지부(52)의 계면에 있어서의 신호광(반사광)의 여분 반사도 동일하게 제어하는 것이 가능해진다.
더욱이, 충전 수지부(51, 52)를 동일한 수지 재료를 사용하여 일체로 형성하여도 된다. 이로써, 수지를 충전하는 공정이 간단화된다. 또한, 코어(20)와 상부 클래드(21)와의 굴절율 차이는, 통상, 이 반사 문제에 대해서는 무시할 수 있는 크기이다.
또한, 반사 필터(4)로 반사된 반사광이 상부 충전 수지부(52)로부터 광 검출기(6n)로 입사될 때(점(P4) 참조)의 여분 반사가 문제가 될 경우에는 충전 수지(5)와 광 검출기(6n)와의 계면에 반사 방지 코트를 설치하는 것이 바람직하다. 이로써, 광 검출기(6n)로 반사 필터(4)로부터의 반사광이 입사될 때에 생기는 여분 반사가 억제되며, 상기한 광 도파로(2n), 내부 충전 수지부(51) 및 상부 충전 수지부(52)의 각 계면에 있어서의 여분 반사와 마찬가지로, 확실하게 신호광의 편파 상태에 관계 없는 정확한 광 강도의 모니터를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 광 검출기(6n) 및 광 검출기 어레이(6)의 구성에 대해서는 각 광 검출기(6n)의 수광면이 도 1에 도시하는 바와 같이, 광 도파로(2n)의 광 축 방향을 장축, 광 도파로(2n)의 배열 방향을 단축으로 하는 대략 타원 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 4는 반사 필터(4)에 의해 반사된 반사광에 의한 반사광 스폿 형상 및 광 검출기(6n)의 수광면 형상에 대해서 설명하기 위한 모식도이다. 광 전송로(2n)를 전송되어 오는 신호광은 코어(20)의 형상 등으로부터 대략 원형의 신호광 스폿을 갖고 있다. 따라서, 이 신호광이 비스듬한 반사 필터(4)로 반사된 반사광(도 4의 a의 측면도 참조)은 도 4의 b의 평면도에 점선 A로 도시하는 바와 같이, 광 검출기(6n)의 수광면에 있어서 타원 형상의 반사광 스폿을 형성한다.
이에 대하여, 광 검출기(6n)의 수광면을 도 4의 b에 실선 B로 도시하는 바와 같이, 이 반사광 스폿을 포함하는 반사광 스폿의 타원 형상을 따르는 대략 타원 형상으로 형성하면, 반사광 검출을 충분한 수광 효율에 의해 행할 수 있다. 또한, 렌즈 등을 사용하여 타원 형상의 반사광을 집광시켜 광 검출기로 입사되는 것도 가능하지만, 이 경우, 광학 부품 점수가 증가하기 때문에 고 비용이 된다. 이에 대하여, 광 검출기(6n)의 수광면 형상을 반사광 스폿에 맞추어 대략 타원 형상으로 하면, 광 도파로 모듈 구성이 간단화됨과 동시에, 저 비용으로 할 수 있다.
여기서, 도 4의 c에 실선 C로 도시하는 바와 같이 원 형상의 수광면 형상으로 하면, 반사광의 수광 효율은 대략 타원 형상의 경우와 변하지 않지만, 도 4의 c 중에서의 상하 방향에 대응하고 있는 광 검출기의 배열 방향(도 1의 61내지 68참조)에 대한 수광면의 폭이 커진다. 이 때문에, 광 검출기 어레이에 있어서, 광 검출기를 작은 배열 피치로 고밀도로 집적시킬 수 없으며, 광 회로가 대면적화하여, 또한 고 비용이 된다.
이에 대하여, 대략 타원 형상의 수광면 형상으로 하면, 광 검출기의 배열 피치를 극히 작게 하여, 효율적으로 광 회로를 구성할 수 있다.
또한, 도 4의 d에 실선 D로 도시하는 바와 같이 직사각 형상의 수광면 형상으로 하면, 대략 타원 형상의 경우와 동일한 배열 피치에서의 광 검출기 집적이 가능하다. 그렇지만, 이 구성에서는 수광면의 대각선 방향으로 반사광의 수광에 사용되지 않는 불필요한 수광면 부분을 초래한다. 이러한 수광면 부분은 광 검출 신호에 대한 노이즈의 발생원이 되기 때문에, S/N비 열화나 유효한 다이내믹 범위가 작아지는 등, 반사광 검출 효율이 저하하는 원인이 된다. 이러한 문제는 상기한 원 형상의 수광면 형상의 경우도 마찬가지이다.
이에 대하여, 대략 타원 형상의 수광면 형상으로 하면, 불필요한 수광면 부분으로부터의 노이즈 등의 발생을 저감할 수 있어, 광 강도의 모니터 효율을 향상시킬 수 있다. 단, 개개의 광 도파로 모듈에 있어서 요구되는 배열 피치나 검출 효율 등에 따라서, 원 형상이나 직사각 형상의 수광면 형상을 사용하여도 된다.
상기한 실시예에 의한 광 도파로 모듈의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.
우선, 제 1 실시예에 대해서 설명한다. 이 실시예에서는 θ=30°의 기울기 각도 및 광 축 방향에 대한 폭 w=25μm으로 홈(3)을 형성하였다. 또한, 홈(3) 내측에 삽입하는 반사 필터(4)로서는 신호광의 반사율 10%로 두께 11μm의 편파 보상 필터를 사용하였다. 또한, 충전 수지(5)로서는 내부 충전 수지부(51) 및 상부 충전 수지부(52)에 동일한 수지 재료를 사용하였다. 사용한 수지 재료인 굴절율 정합 접착제의 굴절율은 파장 1.51μm 내지 1.61μm의 대역에 있어서 n=1.47이었다. 또한, 광 검출기(6n)로서는 장축 방향의 직경이 0.3mm, 단축 방향의 직경이 O.15mm인 타원 형상의 수광면을 갖는 InGaAs-PIN형 포토다이오드를 사용하였다. 이 포토다이오드의 단체에서의 수광 감도는 1.1A/W였다.
이상의 구성으로 이루어지는 광 도파로 모듈을 사용하여, 신호광의 광 강도의 모니터를 행한 바, 반사 필터(4)에서의 반사율의 편파 의존성은 S편파 10%, P편파 10.3%로, 편파 의존 손실 PDL로 하여 0.1dB로 충분히 작으며, 신호광의 편파 상태에의 의존성이 충분히 저감된 상태에서 광 강도의 모니터가 가능하게 되어 있는 것이 확인되었다.
또한, 입사되는 신호광에 대한 수광 감도는 약 O.1A/W였다. 이것은 10%의 반사율로 반사 필터(4)에 의해 반사된 신호광 성분의 광 강도가 100% 가까운 효율로 광 검출기(6n)에 의해 검출되어 있는 것을 도시하고 있다. 또한, 홈(3) 및 반사 필터(4)의 광 도파로(2n)로의 삽입 손실은 반사 필터(4)에 의한 신호광 반사 및홈(3) 내측에서의 신호광의 회절 등에 의한 손실을 합쳐 약 1.0dB이었다.
다음으로, 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 이 실시예에서는 θ=10°의 기울기 각도 및 광 축 방향에 대한 폭 w=25μm으로 홈(3)을 형성하였다. 또한, 홈(3) 내측에 삽입하는 반사 필터(4)로서는 신호광의 반사율 10%로 두께 11μm의 편파 보상 필터를 사용하였다. 또한, 충전 수지(5)로서는 내부 충전 수지부(51) 및 상부 충전 수지부(52)에 동일한 수지 재료를 사용하였다. 사용한 수지 재료인 굴절율 정합 접착제의 굴절율은 파장 1.51μm 내지 1.61μm의 대역에 있어서 n=1.47이었다. 또한, 광 검출기(6n)로서는 장축 방향의 직경이 0.3mm, 단축 방향의 직경이 0.15mm인 타원 형상의 수광면을 갖는 포토다이오드를 사용하였다. 이 포토다이오드의 단체에서의 수광 감도는 1.1A/W였다.
또한, 본 실시예에 있어서는 광 검출기(6n)에 반사광이 입사될 때에 생기는 여분 반사를 방지하기 위해, 상부 충전 수지(52)와 광 검출기(6n)와의 계면에 반사 방지 코트를 설치하였다.
이상의 구성으로 이루어지는 광 도파로 모듈을 사용하여, 신호광의 광 강도의 모니터를 행한 바, 반사 필터(4)에서의 반사율의 편파 의존성은 S편파 9.7%, P편파 10%로, 편파 의존 손실 PDL로 하여 0.1dB로 충분히 작으며, 신호광의 편파 상태에의 의존성이 충분히 저감된 상태에서 광 강도의 모니터가 가능하게 되어 있는 것이 확인되었다.
또한, 입사되는 신호광에 대한 수광 감도는 약 O.1A/W였다. 이것은 10%의반사율로 반사 필터(4)에 의해 반사된 신호광 성분의 광 강도가 100% 가까운 효율로 광 검출기(6n)에 의해 검출되어 있는 것을 도시하고 있다. 또한, 홈(3) 및 반사 필터(4)의 광 도파로(2n)에의 삽입 손실은 반사 필터(4)에 의한 신호광 반사 및 홈(3) 내측에서의 신호광 회절 등에 의한 손실을 합쳐 약 1.0dB이었다.
이상의 제 1, 제 2 실시예로부터, 상기한 구성을 갖는 광 도파로 모듈에 의해, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능한 광 도파로 모듈이 실현되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의한 광 도파로 모듈의 실시예에 대해서, 더욱 설명한다.
도 5는 광 도파로 모듈의 제 2 실시예의 구성을 도시하는 평면도이다. 이 광 도파로 모듈은 제 1 실시예와 마찬가지로, 기판(10) 및 기판(10) 상에 형성된 평면 도파로형의 8개(8채널)의 광 도파로(21내지 28)를 가지고 구성되는 광 평면 도파로형 회로(1)를 구비하고 있다.
광 도파로(21내지 28) 각각은 소정의 광 전송 방향(도 5 중의 화살표 방향)을 따라, 광 평면 도파로형 회로(1)의 입력단(11)에서 출력단(12)을 향하여 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 광 평면 도파로형 회로(1)의 광 전송 방향에 대한 소정 부위에 광 도파로(21내지 28)를 가로지르는 홈(3)이 설치되어 있다.
이 홈(3)은 그 내측에 각 광 도파로(21내지 28)를 전송되는 신호광의 일부를 반사하기 위한 반사 필터(4)가 설치됨과 동시에, 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 홈(3)보다도 상류 측 위치에서 광 평면 도파로형 회로(1) 위쪽에는 광 도파로(21내지 28)에 각각 대응한 8개의 광 검출기(611내지 618)를 갖는 광 검출기 어레이(60)가 설치되어 있다. 또한, 도 5에 있어서는 광 검출기(611내지 618)에 대해서, 각각의 수광면 형상을 점선으로 도시하고 있다.
본 실시예에 있어서는 8채널의 광 도파로(21내지 28) 각각을 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)에 의해 대응하는 광 검출기(611내지 618)로 반사되는 8개의 반사 광로에 대하여, 8개의 반사 광로 각각의 사이에 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단(도시되지 않음)이 설치되어 있다.
광로 격리 수단은 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 억제하기 위한 것이다. 이 광로 격리 수단으로서는, 예를 들면, 광 평면 도파로형 회로(1) 내 또는 충전 수지(5) 내에 설치된 광 차폐 수단이나, 광 도파로(21내지 28)의 도파로 코어 사이에 설치된 홈 등이 사용된다. 광로 격리 수단의 구체적인 구성 등에 대해서는 제 3 내지 제 5 실시예에 있어서 후술한다.
도 6은 도 5에 도시한 광 도파로 모듈의 단면 구조를 광 도파로(2n)(n=1 내지 8)의 광 축 방향을 따라 도시하는 단면도이다. 또한, 이 도 6에 있어서는 홈(3), 반사 필터(4) 및 광 검출기 어레이(60)를 포함하는 부분을 확대하여 도시하고 있다. 또한, 도 6에 도시한 구성 중, 하부 클래드(22), 코어(20), 상부 클래드(21)로 이루어지는 광 도파로(2n)를 포함하는 광 평면 도파로형 회로(1),홈(3) 및 반사 필터(4)에 대해서는 도 2에 도시한 구성과 동일하다.
반사 필터(4)를 포함하는 홈(3) 내측은 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 여기서, 본 실시예에 있어서의 충전 수지(5)는 홈(3) 내측을 밀봉하고 있는 내부 충전 수지부(51)만으로 이루어진다.
광 평면 도파로형 회로(1)의 상부 클래드(21)의 상면 측에는 각 광 도파로(2n)에 각각 대응한 광 검출기(61n)(n=1 내지 8)를 갖는 광 검출기 어레이(60)가 설치되어 있다. 광 검출기 어레이(60)는 광 도파로(2n)를 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)로 반사된 반사광이 각각 대응하는 광 검출기(61n)의 수광면으로 입사되도록 배치되어 있다. 또한, 광 검출기(61n)로서는 반사광의 입사 방향으로부터 이면 입사형 포토다이오드 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광 검출기(61n)와, 광 도파로(2n)의 상부 클래드(21)와의 계면에 반사 방지 코트를 설치하여도 된다.
이상의 구성에 있어서, 광 도파로(2n)를 전송되어 온 신호광이 상류 측 단면(31)을 통해 홈(3) 내의 내부 충전 수지부(51)로 출사되면, 신호광의 일부가 광 축에 대하여 비스듬한 반사 필터(4)에 의해, 각 편파 상태에 대하여 같아지도록 편파 보상된 소정의 반사율로, 광 평면 도파로형 회로(1)의 기울기 위쪽으로 반사된다. 또한, 그 이외의 신호광 성분은 내부 충전 수지부(51) 및 반사 필터(4)를 투과하여 하류 측 단면(32)을 통해 다시 광 도파로(2n)로 입사된다.
한편, 반사 필터(4)에 의해 반사된 반사광은 내부 충전 수지부(51) 및 광 도파로(2n)를 통해 광 검출기(61n)로 입사된다. 그리고, 광 검출기(61n)에서 검출된 반사광의 광 강도로부터 광 도파로(2n)를 전송되고 있는 신호광의 광 강도가 모니터된다.
본 실시예의 광 도파로 모듈에서는 제 1 실시예와 마찬가지로, 각 광 도파로(2n)를 가로지르도록 설치된 비스듬한 홈(3)에 있어서 신호광의 일부를 반사시켜, 광 강도의 모니터에 사용하고 있다. 이로써, 광 강도의 모니터가 가능한 광 도파로 모듈에서의 광 회로 구성이 간단화된다. 또한, 여분의 광학 부품 설치나 각 광 도파로의 융착 접속 등이 불필요해지기 때문에, 그 제조 공정도 마찬가지로 간단화된다.
또한, 각 직교 편파간 반사율이 거의 같아지는 편파 보상이 실현된 반사 필터(4)에 의해 신호광의 일부를 반사하고 있기 때문에, 광 검출기(61n)에서 검출되는 반사광의 광 강도를 사용하여, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능해진다. 또한, 반사 필터(4)를 포함하는 홈(3) 내측을 충전 수지(5)에 의해 밀봉하고 있기 때문에, 홈(3)의 단면(31, 32)이나 반사 필터(4) 등이 외기에 접촉할 일이 없어져, 그들 오염에 의한 장기적인 동작 안정성 열화가 방지된다.
또한, 반사 필터(4)로부터 광 검출기(611내지 618)로의 반사 광로에 대하여, 반사 광로 각각의 사이에 반사 광로끼리를 격리하는 광로 격리 수단을 설치하고 있다. 이로써, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
여기서, 상술한 제 1, 제 2 실시예와 같이, 광 평면 도파로형 회로(1)가 N개(N은 복수, 상기 실시예에서는 N=8)의 광 도파로를 갖고, 각각의 광 도파로를 전송되는 N채널 신호광의 광 강도를 모니터할 경우에는 각 광 도파로에 대응하도록 N개의 광 검출기가 설치된다. 그리고, 반사 필터에 의해 반사된 N채널의 신호광이 각각 소정의 반사 광로를 전파하여 대응하는 광 검출기에서 검출됨으로써, 각각의 신호광의 광 강도가 모니터된다.
이 때, 반사 필터로 반사된 광 도파로로부터의 신호광이 대응하는 광 검출기에서 검출되는 한편, 디바이스의 각 곳에서 생기는 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해, 그 일부가 인접하는 타 채널의 광 검출기에 입사하여 검출되어버리는 크로스 토크가 문제가 된다. 이렇게 인접하는 채널 사이에서 크로스 토크가 발생하면, 각각의 채널에서의 신호광의 광 강도를 정확하게 모니터할 수 없게 된다.
이러한 채널 사이의 크로스 토크가 발생하는 원인은 몇 개를 생각할 수 있다. 예를 들면, 도 2 또는 도 6에 도시한 구성에서는 광 평면 도파로형 회로(1)의 각 부와 충전 수지(5)와의 계면에서의 난반사나, 상부 클래드(21)의 상면 등에서의 결함에 의한 산란, 기판(10)과 하부 클래드(22)와의 계면에서의 난반사 등에 의한 반사광이나 산란광이 크로스 토크 발생의 원인으로서 생각된다.
또한, 광 도파로를 전송되는 신호광은 주로 코어 내를 전파하지만, 신호광의일부는 코어 근방의 상부, 하부 클래드 내에도 퍼져 전파한다. 이 때, 신호광의 클래드에의 확대가 너무 크면, 반사 필터로부터 광 검출기로의 반사 광로가 과도하게 넓어지거나, 광 도파로 내 등에서 불필요한 산란 광이 발생하는 등, 크로스 토크 발생의 원인이 된다.
이러한 신호광의 클래드 확대는, 예를 들면, 광 평면 도파로형 회로의 입력단에 접속되는 신호광 입력용 광 파이버의 광 도파로에 대한 미스 얼라인먼트 등에 의해서도 생긴다. 즉, 광 도파로의 코어로부터 어긋난 위치에 광 파이버가 접속되면, 입력된 신호광이 도파 구조를 갖지 않는 클래드 내 등을 전파한다.
이러한 채널 사이의 크로스 토크 문제에 대하여, 서브 마운트 기판 등을 설치하지 않고 광 검출기 어레이(60)를 광 평면 도파로형 회로(1)의 상면 측에 직접 설치한 제 2 실시예에서는 도 6에 도시한 바와 같이, 반사 필터(4)로부터 광 검출기(61n)로의 반사 광로가 짧아져, 반사광 확대를 저감할 수 있다. 또한, 충전 수지(5)나 광 도파로(2n)의 내부 또는 계면에서의 난반사나 산란 영향이 저감된다. 따라서, 채널 사이의 크로스 토크 발생이 억제된다.
또한, 제 1, 제 2 실시예 중 어느 하나에 있어서도, 광 도파로(2n)를 전송되는 신호광에 대하여, 코어(20) 내에의 신호광의 광 차폐 효과를 크게 하는 것이 크로스 토크 발생을 방지하는 데 있어서 바람직하다. 구체적으로는 코어(20)와 클래드(21, 22)와의 굴절율차(△n)를 크게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 코어(20) 내를 전파되는 신호광의 클래드(21, 22)에의 확대를 작게 할 수 있다. 또한, 광파이버의 미스 얼라인먼트 등에 의해 클래드에 스며 나온 신호광 성분에 대해서도, 코어의 굴절율이 높기 때문에, 광을 코어 내부에 가두는 효과를 기대할 수 있다.
예로서, 도 6에 도시한 구성에 있어서, 코어(20)와 클래드(21, 22)와의 굴절율차(△n)=0.3%, 코어 사이즈 8.5μm□의 광 도파로에 대하여, 코어로부터 2μm 오프셋한 위치에 미스 얼라인먼트된 상태에서 광 파이버를 접속한 바, 크로스 토크는 -22dB까지 열화하였다. 이에 대하여, 굴절율차(△n)를 0.3%에서 0.45%로 크게 한 바, <-25dB의 레벨까지 크로스 토크가 개선되었다.
여기서, 이렇게 코어, 클래드 사이의 굴절율차(△n)를 크게 할 경우의 광 평면 도파로형 회로의 제조 방법에 대해서 설명해 둔다. 코어 및 상부 클래드(오버 클래드)는, 예를 들면, 각각 소정의 첨가물이 첨가된 SiO2(석영) 유리 미분말을 화염 퇴적법(FHD법: Flame Hydrolysis Deposition Method)에 의해 퇴적, 소결시켜 형성된다.
구체적으로는, 예를 들면, 코어를 Ge 첨가 SiO2유리, 상부 클래드를 B/P 첨가 SiO2유리로 한다. Ge, B, P 및 SiO2는 각각 GeCl4, BCl3, POCl3및 SiCl4를 산수소 버너 속에서 가수 분해함으로써 그을음 형상 미분말이 얻어진다. 그리고, 코어에의 Ge 첨가량, 상부 클래드에의 B, P 첨가량을 조정함으로써, 굴절율차(△n)가 조정된다.
예를 들면, 코어에 대한 Ge 첨가량은 전형적으로는 △n=0.3%일 때에 Ge 농도=3.2wt%, △n=0.45% 시에 Ge 농도=4.6wt% 정도가 된다. 또한, 상부 클래드에대한 B, P 첨가량은 그 그을음 부착 조건 등에 의해 결정되지만, 굴절율을 증가시키는 P 첨가량과, 굴절율을 저하시키는 B 첨가량을 밸런스시켜, 정확하게 순 SiO2유리와 동등한 굴절율이 되도록 조정한다. 이상의 방법에 의해, 코어와 상부 클래드와의 굴절율차(△n)가 0.3%, 0.45%인 광 도파로가 얻어진다.
상술한 채널 사이의 크로스 토크 문제에 대해서는 코어에의 광 차폐 효과를 크게 하는 것 이외에도, 제 1, 제 2 실시예에 있어서 개략적으로 서술한 바와 같이, 광로 사이에 광로 격리 수단을 설치하는 것도 효과적이다. 즉, 인접하는 반사 광로 사이에 광로 격리 수단을 설치함으로써, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 극히 방지할 수 있다. 이로써, 각각의 광 도파로를 전송되는 N채널의 신호광에 대해서, 각각의 채널에서의 신호광의 광 강도를 보다 정확하게 모니터하는 것이 가능해진다.
도 7은 광 도파로 모듈의 제 3 실시예의 구성을 도시하는 평면도이다. 이 광 도파로 모듈은 제 1 실시예와 마찬가지로, 기판(10) 및 기판(10) 상에 형성된 평면 도파로형의 8개(8채널)의 광 도파로(21내지 28)를 가지고 구성되는 광 평면 도파로형 회로(1)를 구비하고 있다.
광 도파로(21내지 28) 각각은 소정의 광 전송 방향(도 7 중의 화살표 방향)을 따라, 광 평면 도파로형 회로(1)의 입력단(11)에서 출력단(12)을 향하여 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 광 평면 도파로형 회로(1)의 광 전송 방향에 대한 소정 부위에 광 도파로(21내지 28)를 가로지르는 홈(3)이 설치되어 있다.
이 홈(3)은 그 내측에 각 광 도파로(21내지 28)를 전송되는 신호광의 일부를 반사하기 위한 반사 필터(4)가 설치됨과 동시에, 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 홈(3)보다도 상류 측 위치에서 광 평면 도파로형 회로(1) 위쪽에는 광 도파로(21내지 28)에 각각 대응한 8개의 광 검출기(631내지 638)를 갖는 광 검출기 어레이(62)가 설치되어 있다.
또한, 도 7에 있어서는 광 검출기 어레이(62)를 제외한 상태에서 광 평면 도파로형 회로(1) 등을 도시함과 동시에, 각 부의 광 검출기 어레이(62)와의 위치 관계를 도시하기 위해, 광 검출기 어레이(62) 및 광 검출기(631내지 638)를 일점 쇄선으로 도시하고 있다.
본 실시예에 있어서는 8채널의 광 도파로(21내지 28) 각각을 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)에 의해 대응하는 광 검출기(631내지 638)로 반사되는 8개의 반사 광로에 대하여, 8개의 반사 광로 각각의 사이가 되는 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단이 설치되어 있다. 이 광로 격리 수단은 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 억제하기 위한 것이다.
구체적으로는 본 실시예에서는 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 있어서, 반사 광로로부터 인접하는 반사 광로로 통과하는 광을 차폐하도록 8개의 광 도파로(21내지 28) 각각의 사이에 광 차폐층(25)이 설치되어 있다.
즉, 광 도파로(21과 22)의 사이, 광 도파로(22와 23)의 사이, 광 도파로(23과 24)의 사이, 광 도파로(24와 25)의 사이, 광 도파로(25와 26)의 사이, 광 도파로(26과 27)의 사이 및 광 도파로(27과 28)의 사이에 각각 광 차폐층(251, 252, 253, 254, 255, 256및 257)이 설치되어 있다.
또한, 이 제 3 실시예에 있어서의 광 도파로 모듈 구성은 광 평면 도파로형 회로(1)에 설치된 상기 광 차폐층(251내지 257)을 제외하면, 도 5 및 도 6에 도시한 제 2 실시예와 동일하다.
도 8은 도 7에 도시한 광 도파로 모듈의 단면 구조를 광 도파로(2n)(n=1 내지 8)의 광 축에 수직인 방향을 따라 도시하는 Ⅰ-Ⅰ화살표 단면도이다. 또한, 이 도 8에 있어서는 광 도파로(23내지 25), 광 차폐층(252내지 255) 및 광 검출기(633내지 635)를 포함하는 부분을 확대함과 동시에, 광 검출기(633내지 635) 각각의 중심 위치를 통과하는 단면을 도시하고 있다(도 6에 점선으로 도시한 단면 위치(B)를 참조).
광 평면 도파로형 회로(1)는 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판(10) 상에 형성된 하부 클래드(22)와, 하부 클래드(22) 상에 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성된 광 도파로(21내지 28)에 대응하는 8개의 코어(20)와, 8개의 코어(20)(광 도파로(21내지 28)) 전체를 덮도록 형성된 상부 클래드(21)로 이루어진다. 또한, 상부 클래드(21) 위쪽에는 광 검출기(631내지 638)를 포함하는 광 검출기 어레이(62)가 설치되어 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는 광 도파로(21내지 28)의 사이에 위치하는 상부 클래드(21)가 각각 소정의 폭(x1)으로 제거됨과 동시에, 상부 클래드(21)가 제거된 부위에 광을 차폐하는 광 차폐층(251내지 257)이 설치되어 있다. 이들 광 차폐층(251내지 257)은 도 7에 도시하는 바와 같이, 홈(3)을 걸쳐 소정 길이(11)의 범위에 걸쳐 형성되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 광 도파로(24)를 전송되는 제 4 채널의 신호광에 대해서 착안하면, 광 도파로(24)를 전송되어 온 신호광이 상류 측 단면(31)을 통해 홈(3) 내의 내부 충전 수지부(51)로 출사되면(도 6 참조), 신호광의 일부가 광 축에 대하여 비스듬한 반사 필터(4)에 의해 각 편파 상태에 대하여 같아지도록 편파 보상된 소정의 반사율로, 광 평면 도파로형 회로(1)의 기울기 위쪽으로 반사된다. 또한, 그 이외의 신호광 성분은 내부 충전 수지부(51) 및 반사 필터(4)를 투과하여 하류 측 단면(32)을 통해 다시 광 도파로(24)로 입사된다.
한편, 반사 필터(4)에 의해 반사된 반사광은 내부 충전 수지부(51) 및 광 도파로(24)를 통해 광 검출기(634)로 입사된다. 그리고, 광 검출기(634)에서 검출된반사광의 광 강도로부터 광 도파로(24)를 전송되고 있는 제 4 채널의 신호광의 광 강도가 모니터된다.
또한, 광 도파로(24)로부터 보아 광 도파로(23) 및 광 검출기(633) 측의 상부 클래드(21) 내에는 광 차폐층(253)이 설치되어 있다. 이 광 차폐층(253)에 의해, 광 도파로(24)를 전송되고 있는 신호광 중, 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해 인접하는 광 검출기(633)로 전파되는 광이 차폐되어, 제 3, 제 4 채널 사이에서의 크로스 토크 발생이 방지된다.
또한, 광 도파로(24)로부터 보아 광 도파로(25) 및 광 검출기(635) 측의 상부 클래드(21) 내에는 광 차폐층(254)이 설치되어 있다. 이 광 차폐층(254)에 의해, 광 도파로(24)를 전송되고 있는 신호광 중, 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해 인접하는 광 검출기(635)로 전파되는 광이 차폐되어, 제 4, 제 5 채널 사이에서의 크로스 토크 발생이 방지된다.
본 실시예에 있어서는 반사 필터(4)로부터 광 검출기(631내지 638)로의 반사 광로에 대하여, 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 반사 광로끼리를 격리하는 광로 격리 수단으로서 광 차폐층(251내지 257)을 설치하고 있다. 이로써, 상술한 바와 같이, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
광 평면 도파로형 회로(1) 내에 설치되는 광 차폐층(251내지 257)으로서는신호광 파장의 광을 흡수, 반사 또는 산란 등 함으로써 광을 차폐하는 효과를 갖는 광 차폐 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, Ge(게르마늄) 등의 광 흡수 효과를 갖는 첨가물을 고농도로 첨가한 유리 등을 광 차폐 재료로서 사용할 수 있다.
또한, 광 차폐층(251내지 257)의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 8개의 광 도파로(21내지 28) 각각의 사이에서 홈(3)을 걸쳐 각각 폭(x1), 길이(l1)의 7개 홈을 광 도파로와 대략 평행하게 형성하여, 그 홈 내측을 광 차폐 재료로 충전하는 방법이 있다. 또한, 광 차폐층(251내지 257) 각각의 폭(x1), 길이(l1)에 대해서는 반사 필터(4)로부터 광 검출기(63n)로의 반사 광로를 과도하게 좁히지 않고, 또한, 인접하는 채널 사이에서의 광의 차폐 효과가 충분히 확보되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또는, 광 평면 도파로형 회로(1)의 입력단(11)으로부터 출력단(12)까지의 전체에 광 차폐층을 설치하는 구성으로 하여도 된다.
예로서, 크로스 토크가 -22dB까지 열화한 상태에 대하여, 상술한 바와 같이 광 평면 도파로형 회로의 상부 클래드 내에 광 차폐층을 설치함으로써, <-30dB의 레벨까지 크로스 토크가 개선되었다. 또한, 광 차폐층의 내부에 물질을 충전하지 않을 경우라도, 산란광의 도파가 어느 정도 억제되기 때문에, 크로스 토크의 개선 효과가 얻어져, 예를 들면, -22dB가 -28dB까지 개선된다.
도 9는 광 도파로 모듈의 제 4 실시예의 구성을 도시하는 평면도이다. 이광 도파로 모듈은 제 1 실시예와 마찬가지로, 기판(10) 및 기판(10) 상에 형성된 평면 도파로형의 8개(8채널)의 광 도파로(21내지 28)를 가지고 구성되는 광 평면 도파로형 회로(1)를 구비하고 있다.
광 도파로(21내지 28) 각각은 소정의 광 전송 방향(도 9 중의 화살표 방향)을 따라, 광 평면 도파로형 회로(1)의 입력단(11)으로부터 출력단(12)으로 향하여 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 광 평면 도파로형 회로(1)의 광 전송 방향에 대한 소정 부위에 광 도파로(21내지 28)를 가로지르는 홈(3)이 설치되어 있다.
이 홈(3)은 그 내측에 각 광 도파로(21내지 28)를 전송되는 신호광의 일부를 반사하기 위한 반사 필터(4)가 설치됨과 동시에, 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 홈(3)보다도 상류 측 위치에서 광 평면 도파로형 회로(1) 위쪽에는 서브 마운트 기판(70)이 설치됨과 동시에, 충전 수지(5) 및 서브 마운트 기판(70) 위쪽에는 광 도파로(21내지 28)에 각각 대응한 8개의 광 검출기(651내지 658)를 갖는 광 검출기 어레이(64)가 설치되어 있다.
또한, 도 9에 있어서는 광 검출기 어레이(64)를 제외한 상태에서 광 평면 도파로형 회로(1) 및 서브 마운트 기판(70) 등을 도시함과 동시에, 각 부의 광 검출기 어레이(64)와의 위치 관계를 도시하기 위해, 광 검출기 어레이(64) 및 광 검출기(651내지 658)를 일점 쇄선으로 도시하고 있다. 또한, 서브 마운트 기판(70)은광 검출기 어레이(64)를 재치하기 위한 재치 부재(마운트 부재)임과 동시에, 그 상면에 도 9 중에 모식적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광 검출기(651내지 658)로부터의 광 검출 신호를 판독하기 위한 배선이나 전극 등이 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서는 8채널의 광 도파로(21내지 28) 각각을 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)에 의해 대응하는 광 검출기(651내지 658)로 반사되는 8개의 반사 광로에 대하여, 8개의 반사 광로 각각의 사이가 되는 충전 수지(5) 내에 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단이 설치되어 있다. 이 광로 격리 수단은 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 억제하기 위한 것이다.
구체적으로는 본 실시예에서는 충전 수지(5)가 홈(3) 내측과 더불어 홈 상측을 포함하는 광 평면 도파로형 회로(1) 상면의 소정 범위를 밀봉하도록 충전되어 있다. 그리고, 광 평면 도파로형 회로(1)의 상면을 밀봉하는 상부 충전 수지부에 대하여, 그 상류 측에 위치하는 서브 마운트 기판(70)에 상부 충전 수지부 내에 빗살무늬 형으로 돌출하도록 광 차폐부(711내지 717)가 설치되어 있다.
즉, 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 있는 광 도파로(21내지 28)와의 대응으로 보면, 광 도파로(21과 22)의 사이, 광 도파로(22와 23)의 사이, 광 도파로(23과 24)의 사이, 광 도파로(24와 25)의 사이, 광 도파로(25와 26)의 사이, 광 도파로(26과 27)의 사이 및 광 도파로(27과 28)의 사이에 각각 광 차폐부(711, 712, 713, 714, 715, 716및 717)가 설치되어 있다.
또한, 이 제 4 실시예에 있어서의 광 도파로 모듈의 구성은 서브 마운트 기판(70)에 설치된 상기 광 차폐부(711내지 717)를 제외하면, 도 1 및 도 2에 도시한 제 1 실시예와 동일하다.
도 10은 도 9에 도시한 광 도파로 모듈의 단면 구조를 광 도파로(2n)(n=1 내지 8)의 광 축에 수직인 방향을 따라 도시하는 II-II 화살표 단면도이다. 또한, 이 도 10에 있어서는 광 도파로(23내지 25), 광 차폐부(712내지 715) 및 광 검출기(653내지 655)를 포함하는 부분을 확대함과 동시에, 광 검출기(653내지 655) 각각의 중심 위치를 통과하는 단면을 도시하고 있다(도 2에 점선으로 도시한 단면 위치(A)를 참조).
광 평면 도파로형 회로(1)는 도 10에 도시하는 바와 같이, 기판(10) 상에 형성된 하부 클래드(22)와, 하부 클래드(22) 상에 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성된 광 도파로(21내지 28)에 대응하는 8개의 코어(20)와, 8개의 코어(20)(광 도파로(21내지 28)) 전체를 덮도록 형성된 상부 클래드(21)로 이루어진다.
상부 클래드(21)의 상면 측에는 충전 수지(5) 중에서 광 평면 도파로형 회로(1) 상면의 소정 범위를 밀봉하고 있는 부분인 상부 충전 수지부(52)가 설치되어 있다(도 2 참조). 이 상부 충전 수지부(52)는 서브 마운트 기판(70)과 대략 동일한 높이로 되어 있다. 또한, 상부 충전 수지부(52) 및 서브 마운트 기판(70) 위쪽에는 광 검출기(651내지 658)를 포함하는 광 검출기 어레이(64)가 설치되어 있다. 단, 광 검출기 어레이(64) 중 광 검출기(651내지 658)의 아래쪽 부분은 반사 필터(4)로부터의 광이 통과 가능한 상부 충전 수지부(52)로 되어 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는 광 도파로(21내지 28) 사이(광 검출기(651내지 658) 사이)에 상당하는 위치의 상부 충전 수지부(52)에 대하여, 서브 마운트 기판(70)의 상부 충전 수지부(52)에 접하는 단면에 각각 소정의 폭(x2)으로 형성된 빗살무늬 형 광 차폐부(711내지 717)가 설치되어 있다. 광 차폐부(711내지 717)는 서브 마운트 기판(70)의 하류 측에 있는 상부 충전 수지부(52) 내에 각각 돌출하는 구조로 되어 있다. 또한, 이들 광 차폐부(711내지 717)는 도 9에 도시하는 바와 같이, 소정 길이(l2)의 범위에 걸쳐 형성되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 광 도파로(24)를 전송되는 제 4 채널의 신호광에 대해서 착안하면, 광 도파로(24)를 전송되어 온 신호광이 상류 측 단면(31)을 통해 홈(3) 내의 내부 충전 수지부(51)로 출사되면(도 2 참조), 신호광의 일부가 광 축에 대하여 비스듬한 반사 필터(4)에 의해, 각 편파 상태에 대하여 같아지도록 편파 보상된 소정의 반사율로, 광 평면 도파로형 회로(1)의 기울기 위쪽으로 반사된다. 또한, 그 이외의 신호광 성분은 내부 충전 수지부(51) 및 반사 필터(4)를 투과하여 하류 측 단면(32)을 통해 다시 광 도파로(24)로 입사된다.
한편, 반사 필터(4)에 의해 반사된 반사광은 내부 충전 수지부(51), 광 도파로(24) 및 상부 충전 수지부(52)를 통해 광 검출기(654)로 입사된다. 그리고, 광검출기(654)에서 검출된 반사광의 광 강도로부터 광 도파로(24)를 전송되고 있는 제 4 채널의 신호광의 광 강도가 모니터된다.
또한, 광 도파로(24)로부터 보아 광 도파로(23) 및 광 검출기(653) 측의 상부 충전 수지부(52) 내에는 광 차폐부(713)가 설치되어 있다. 이 광 차폐부(713)에 의해, 광 도파로(24)를 전송되고 있는 신호광 중, 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해 인접하는 광 검출기(653)로 전파되는 광이 차폐되어, 제 3, 제 4 채널 사이에서의 크로스 토크 발생이 방지된다.
또한, 광 도파로(24)로부터 보아 광 도파로(25) 및 광 검출기(655) 측의 상부 충전 수지부(52) 내에는 광 차폐부(714)가 설치되어 있다. 이 광 차폐부(714)에 의해, 광 도파로(24)를 전송되고 있는 신호광 중, 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해 인접하는 광 검출기(655)로 전파되는 광이 차폐되어, 제 4, 제 5 채널 사이에서의 크로스 토크 발생이 방지된다.
본 실시예에 있어서는 반사 필터(4)로부터 광 검출기(651내지 658)로의 반사 광로에 대하여, 충전 수지(5)의 상부 충전 수지부(52) 내에 반사 광로끼리를 격리하는 광로 격리 수단으로서 광 차폐부(711내지 717)를 설치하고 있다. 이로써, 상술한 바와 같이, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
충전 수지(5) 내에 돌출하도록 서브 마운트 기판(70)에 설치되는 광 차폐부(711내지 717)로서는 신호광 파장의 광을 흡수, 반사 또는 산란함으로써 광을 차폐하는 효과를 갖는 광 차폐 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 알루미나 등을 광 차폐 재료로서 사용할 수 있다.
광 차폐부(711내지 717)를 상기한 바와 같이 서브 마운트 기판(70)과 일체로 형성할 경우에는, 예를 들면, 서브 마운트 기판(70) 자체를 광 차폐 재료로 형성한다. 또한, 광 차폐부(711내지 717) 각각의 폭(x2), 길이(l2)에 대해서는 반사 필터(4)로부터 광 검출기(65n)로의 반사 광로를 과도하게 좁히지 않고, 또한, 인접하는 채널 사이에서의 광의 차폐 효과가 충분히 확보되도록 설정하는 것이 바람직하다.
예로서, 크로스 토크가 -22dB까지 열화한 상태에 대하여, 상술한 바와 같이 충전 수지의 상부 충전 수지부 내에 광 차폐부를 설치함으로써, <-23dB의 레벨까지 크로스 토크가 개선되었다.
도 11은 광 도파로 모듈의 제 5 실시예의 구성을 도시하는 평면도이다. 이 광 도파로 모듈은 제 1 실시예와 마찬가지로, 기판(10) 및 기판(1O) 상에 형성된 평면 도파로형의 8개(8채널)의 광 도파로(21내지 28)를 가지고 구성되는 광 평면 도파로형 회로(1)를 구비하고 있다.
광 도파로(21내지 28) 각각은 소정의 광 전송 방향(도 11 중의 화살표 방향)을 따라, 광 평면 도파로형 회로(1)의 입력단(11)으로부터 출력단(12)으로 향하여 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 광 평면 도파로형 회로(1)의 광 전송 방향에 대한 소정 부위에 광 도파로(21내지 28)를 가로지르는 홈(3)이 설치되어 있다.
이 홈(3)은 그 내측에 각 광 도파로(21내지 28)를 전송되는 신호광의 일부를 반사하기 위한 반사 필터(4)가 설치됨과 동시에, 충전 수지(5)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 홈(3)보다도 상류 측 위치에서 광 평면 도파로형 회로(1) 위쪽에는 서브 마운트 기판(72)이 설치됨과 동시에, 충전 수지(5) 및 서브 마운트 기판(72) 위쪽에는 광 도파로(21내지 28)에 각각 대응한 8개의 광 검출기(671내지 678)를 갖는 광 검출기 어레이(66)가 설치되어 있다.
또한, 도 11에 있어서는 광 검출기 어레이(66)를 제외한 상태에서 광 평면 도파로형 회로(1) 및 서브 마운트 기판(72) 등을 도시함과 동시에, 각 부의 광 검출기 어레이(66)와의 위치 관계를 도시하기 위해, 광 검출기 어레이(66) 및 광 검출기(671내지 678)를 일점 쇄선으로 도시하고 있다. 또한, 서브 마운트 기판(72)은 광 검출기 어레이(66)를 재치하기 위한 재치 부재(마운트 부재)임과 동시에, 그 상면에 도 11 중에 모식적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광 검출기(671내지 678)로부터의 광 검출 신호를 판독하기 위한 배선이나 전극 등이 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서는 8채널의 광 도파로(21내지 28) 각각을 전송되는 신호광의 일부가 반사 필터(4)에 의해 대응하는 광 검출기(671내지 678)에서 반사되는 8개의 반사 광로에 대하여, 8개의 반사 광로 각각의 사이가 되는 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단이 설치되어 있다. 이 광로 격리 수단은 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 억제하기 위한 것이다.
구체적으로는, 본 실시예에서는 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 있어서, 반사 광로로부터 인접하는 반사 광로로 통과하는 광을 차폐하도록 8개의 광 도파로(21내지 28) 각각의 사이에 광 차폐층(26)이 설치되어 있다.
즉, 광 도파로(21과 22)의 사이, 광 도파로(22와 23)의 사이, 광 도파로(23과 24)의 사이, 광 도파로(24과 25)의 사이, 광 도파로(25와 26)의 사이, 광 도파로(26과 27)의 사이 및 광 도파로(27과 28)의 사이에 각각 광 차폐층(261, 262, 263, 264, 265, 266및 267)이 설치되어 있다.
또한, 이 제 5 실시예에 있어서의 광 도파로 모듈의 구성은 광 평면 도파로형 회로(1)에 설치된 상기 광 차폐층(261내지 267)을 제외하면, 도 1 및 도 2에 도시한 제 1 실시예와 동일하다.
도 12는 도 11에 도시한 광 도파로 모듈의 단면 구조를 광 도파로(2n)(n=1 내지 8)의 광 축에 수직인 방향을 따라 도시하는 III-III 화살표 단면도이다. 또한, 이 도 12에 있어서는 광 도파로(23내지 25), 광 차폐층(262내지 265) 및 광 검출기(673내지 675)를 포함하는 부분을 확대함과 동시에, 광 검출기(673내지 675) 각각의 중심 위치를 통과하는 단면을 도시하고 있다(도 2에 점선으로 도시한 단면 위치(A)를 참조).
광 평면 도파로형 회로(1)는 도 12에 도시하는 바와 같이, 기판(1O) 상에 형성된 하부 클래드(22)와, 하부 클래드(22) 상에 서로 평행하고 또한 등간격으로 형성된 광 도파로(21내지 28)에 대응하는 8개의 코어(20)와, 8개의 코어(20)(광 도파로(21내지 28)) 전체를 덮도록 형성된 상부 클래드(21)로 이루어진다.
상부 클래드(21)의 상면 측에는 충전 수지(5) 중에서 광 평면 도파로형 회로(1) 상면의 소정 범위를 밀봉하고 있는 부분인 상부 충전 수지부(52)가 설치되어 있다(도 2 참조). 이 상부 충전 수지부(52)는 서브 마운트 기판(72)과 대략 동일한 높이로 되어 있다. 또한, 상부 충전 수지부(52) 및 서브 마운트 기판(72) 위쪽에는 광 검출기(671내지 678)를 포함하는 광 검출기 어레이(66)가 설치되어 있다. 단, 광 검출기 어레이(66) 중 광 검출기(671내지 678)의 아래쪽 부분은 반사 필터(4)로부터의 광이 통과 가능한 상부 충전 수지부(52)로 되어 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, 광 도파로(21내지 28) 사이에 위치하는 상부 클래드(21)가 각각 소정의 폭(x3)으로 제거됨과 동시에, 상부 클래드(21)가 제거된 부위에 광을 차폐하는 광 차폐층(261내지 267)이 설치되어 있다. 이들 광차폐층(261내지 267)은 도 11에 도시하는 바와 같이, 홈(3)을 걸쳐 소정 길이(l3)의 범위에 걸쳐 형성되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 광 도파로(24)를 전송되는 제 4 채널의 신호광에 대해서 착안하면, 광 도파로(24)를 전송되어 온 신호광이 상류 측 단면(31)을 통해 홈(3) 내의 내부 충전 수지부(51)로 출사되면(도 2 참조), 신호광의 일부가 광 축에 대하여 비스듬한 반사 필터(4)에 의해, 각 편파 상태에 대하여 같아지도록 편파 보상된 소정의 반사율로, 광 평면 도파로형 회로(1)의 기울기 위쪽으로 반사된다. 또한, 그 이외의 신호광 성분은 내부 충전 수지부(51) 및 반사 필터(4)를 투과하여 하류 측 다른 면(32)을 통해 다시 광 도파로(24)로 입사된다.
한편, 반사 필터(4)에 의해 반사된 반사광은 내부 충전 수지부(51), 광 도파로(24) 및 상부 충전 수지부(52)를 통해 광 검출기(674)로 입사된다. 그리고, 광 검출기(674)에서 검출된 반사광의 광 강도로부터 광 도파로(24)를 전송되고 있는 제 4 채널의 신호광의 광 강도가 모니터된다.
또한, 광 도파로(24)로부터 보아 광 도파로(23) 및 광 검출기(673) 측의 상부 클래드(21) 내에는 광 차폐층(263)이 설치되어 있다. 이 광 차폐층(263)에 의해, 광 도파로(24)를 전송되고 있는 신호광 중, 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해 인접하는 광 검출기(673)로 전파되는 광이 차폐되어, 제 3, 제 4 채널 사이에서의 크로스 토크 발생이 방지된다.
또한, 광 도파로(24)로부터 보아 광 도파로(25) 및 광 검출기(675) 측의 상부 클래드(21) 내에는 광 차폐층(264)이 설치되어 있다. 이 광 차폐층(264)에 의해, 광 도파로(24)를 전송되고 있는 신호광 중, 광의 산란, 반사, 전송되는 광 확대 등에 의해 인접하는 광 검출기(675)로 전파되는 광이 차폐되어, 제 4, 제 5 채널 사이에서의 크로스 토크 발생이 방지된다.
본 실시예에 있어서는 도 7 및 도 8에 도시한 제 3 실시예에 있어서의 광 차폐층(251내지 257)과 마찬가지로, 반사 필터(4)로부터 광 검출기(671내지 678)로의 반사 광로에 대하여, 광 평면 도파로형 회로(1) 내에 반사 광로끼리를 격리하는 광로 격리 수단으로서 광 차폐층(261내지 267)을 설치하고 있다. 이로써, 상술한 바와 같이, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 이렇게 광 도파로(21내지 28)의 상부 클래드(21)와, 광 검출기 어레이(66)와의 사이에 수지를 충전하여, 상부 충전 수지부(52)를 설치한 구성에 의하면, 상부 클래드(21)의 표면에 요철 등이 있는 경우라도, 그것에 의한 광의 난반사나 산란이 억제된다.
예로서, 크로스 토크가 -20dB까지 열화한 상태에 대하여, 상술한 바와 같이 광 평면 도파로형 회로의 상부 클래드 내에 광 차폐층을 설치함으로써, <-28dB의 레벨까지 크로스 토크가 개선되었다.
본 발명에 의한 광 도파로 모듈은 상기한 실시예 및 실시예에 한정되는 것이 아니라, 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 반사 필터(4)에 있어서의 반사율 차이의 편파 보상에 대해서는 반사 필터(4) 자체에서의 반사율 차이를 보상하는 것이지만, 광 도파로(2n), 충전 수지(5) 및 광 검출기(6n)의 계면에서의 반사 등에 의한 편파 의존성 발생을 미리 알고 있을 경우에는 그것들도 보상하는 반사율에 의해 반사 필터(4)를 구성하여도 된다.
또한, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 방지하기 위한 광로 격리 수단에 대해서는 상술한 구성에 한하지 않고, 각종 구성의 것을 사용하여도 된다. 예를 들면, 충전 수지 내에 광 차폐 부재를 설치할 경우에는 서브 마운트 기판과는 별도의 부재로 하여도 되며, 또한, 내부 충전 수지부 내에 광 차폐 부재를 설치하여도 된다. 또는, 상부 클래드 내에 설치되는 광 차폐 부재 및 충전 수지 내에 설치되는 광 차폐 부재 등을 병용하여, 더욱이 크로스 토크를 개선하는 구성으로 하여도 된다.
본 발명에 의한 광 도파로 모듈은 이상 상세하게 설명한 바와 같이, 다음과 같은 효과를 얻는다. 즉, 광 도파로를 가로지르도록 비스듬한 홈을 형성함과 동시에, 홈 내측에 설치된 반사 필터에 의해 신호광의 일부를 반사하여, 광 강도의 모니터에 사용하는 구성의 광 도파로 모듈에 의하면, 광 회로 구성 및 제조 공정이 간단화된다. 또한, 각 직교 편파간의 반사율이 같아지는 편파 보상이 실현된 반사 필터를 사용함으로써, 신호광의 편파 상태에 관계 없이 정확하게 광 강도를 모니터하는 것이 가능해진다. 또한, 반사 필터를 포함하는 홈 내측을 충전 수지에 의해 밀봉하고 있기 때문에, 그것들이 오염되는 것에 의한 장기적인 동작 안정성 열화가 방지된다.
또한, 반사 필터에 의해 반사된 N채널의 신호광이 광 검출기로 전파되는 N개의 반사 광로에 대하여, 인접하는 반사 광로 사이에 광로 격리 수단을 설치함으로써, 인접하는 채널 사이에서의 크로스 토크 발생을 극히 방지할 수 있다. 이로써, 각각의 광 도파로를 전송되는 N채널의 신호광에 대해서, 각각의 채널에서의 신호광의 광 강도를 정확하게 모니터하는 것이 가능해진다.
이러한 광 도파로 모듈은 광 파이버나 광 평면 도파로로 이루어지는 광 회로 중에 삽입되는 신호광 강도 모니터로서 적용하는 것이 가능하다. 또는, 광 합파기, 광 분파기, 광 감쇠기 등의 광 평면 도파로형 회로의 소정 부위에 설치함으로써, 광 회로 중에서 신호광 강도를 모니터하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

Claims (9)

  1. 기판 및 상기 기판 상에 형성된 평면 도파로형의 광 도파로를 포함하여 구성되며, 상기 광 도파로의 소정 부위를 가로지르도록 상기 광 도파로의 광 축에 직교하는 수직 축에 대하여 소정의 경사 각도(θ)(0°<θ)로 비스듬히 형성된 홈을 갖는 광 평면 도파로형 회로와,
    상기 광 평면 도파로형 회로의 상기 홈 내측에, 상기 광 도파로를 전송되는 신호광이 통과하는 부위를 포함하여 설치됨과 동시에, 상기 신호광의 일부를 각 직교 편파 사이에서의 반사율 차이가 보상된 소정의 반사율에 의해 반사하는 반사 필터와,
    적어도 상기 홈의 내측을 밀봉하도록 충전된 충전 수지와,
    상기 반사 필터에 의해 상기 신호광이 반사된 반사광을 검출하는 광 검출기를 구비하며,
    상기 광 평면 도파로형 회로의 상기 광 도파로로서, N개(N은 복수)의 광 도파로를 갖고, 상기 광 검출기로서, 상기 N개의 광 도파로에 각각 대응하는 N개의 광 검출기를 구비함과 동시에,
    상기 N개의 광 도파로 각각을 전송되는 상기 신호광의 일부가 상기 반사 필터에 의해 대응하는 상기 광 검출기로 반사되는 N개의 반사 광로에 대하여, 상기 N개의 반사 광로 각각의 사이에 상기 반사 광로끼리를 격리하기 위한 광로 격리 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 평면 도파로형 회로에 형성된 상기 홈의 상기 기울기 각도(θ)는 0°<θ≤40°의 각도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 수지로서, 상기 광 도파로의 코어와 대략 동일한 굴절율을 갖는 수지 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 수지는 상기 홈의 내측과 더불어 상기 홈의 상측을 포함하는 상기 광 평면 도파로형 회로 상면의 소정 범위를 밀봉하도록 충전됨과 동시에, 상기 홈 내측을 밀봉하는 내부 충전 수지, 및 상기 광 평면 도파로형 회로의 상면을 밀봉하는 상부 충전 수지로서, 서로 대략 동일한 굴절율을 갖는 수지 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 평면 도파로형 회로와 상기 광 검출기와의 계면 또는 상기 충전 수지와 상기 광 검출기와의 계면에, 사용하는 신호광 파장 대역의 반사를 방지하는 코트막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기의 수광면은 상기 반사 필터에 의해 반사된 상기 반사광에 의한 타원 형상의 반사광 스폿을 포함하는 대략 타원 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 격리 수단은 상기 광 평면 도파로형 회로 내에 있어서, 상기 반사 광로로부터 인접하는 반사 광로로 통과하는 광을 차폐하도록 상기 N개의 광 도파로 각각의 사이에 설치된 광 차폐 수단인 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 격리 수단은 상기 충전 수지 내에 있어서, 상기 반사 광로로부터 인접하는 반사 광로로 통과하는 광을 차폐하도록 설치된 광 차폐 수단인 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 충전 수지는 상기 홈의 내측과 더불어 상기 홈의 상측을 포함하는 상기 광 평면 도파로형 회로 상면의 소정 범위를 밀봉하도록 충전됨과 동시에, 상기 광 평면 도파로형 회로의 상면 측에 상기 N개의 광 검출기를 재치(載置)하기 위한 재치 부재가 설치되며,
    상기 광 차폐 수단은 상기 광 평면 도파로형 회로의 상면을 밀봉하는 상부 충전 수지 내에 돌출하도록 상기 재치 부재에 설치된 광 차폐부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 광 도파로 모듈.
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