WO2021166216A1 - 集積光モジュール - Google Patents

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WO2021166216A1
WO2021166216A1 PCT/JP2020/007023 JP2020007023W WO2021166216A1 WO 2021166216 A1 WO2021166216 A1 WO 2021166216A1 JP 2020007023 W JP2020007023 W JP 2020007023W WO 2021166216 A1 WO2021166216 A1 WO 2021166216A1
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light
optical signal
filter
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金子　進一
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • This application relates to an integrated optical module.
  • a wavelength division multiplexing optical transmission method is widely adopted in which a plurality of wavelength signals are bundled into one optical fiber to transmit and receive optical signals in order to cope with the rapid increase in communication capacity in recent years.
  • the integrated optical module is used in such a wavelength division multiplexing optical transmission method, and combines a plurality of light emitting elements having different wavelengths and a plurality of optical signals emitted from the plurality of light emitting elements into a single optical fiber. It has a function of incorporating a wave-wave optical combiner in the same package and bundling it into a single optical fiber for transmission.
  • reflection is repeated by a filter and a mirror, combined with an optical signal in another lane, and emitted from an optical combiner.
  • the optical signal combined and emitted by the optical combiner is condensed into one optical fiber by a condenser lens and emitted from the integrated optical module in a state where it can be transmitted to the optical fiber transmission network.
  • the size of the integrated optical module largely depends on the size of the largest holder of the members built into the package. Of the size of the holder, the dimension of the length (the traveling direction of the optical signal) is determined by the distance between the light emitting elements. This means that when the optical signal is combined, the optical signal travels while reflecting between the filter attached to the holder and the mirror, but when it is reflected by the mirror and reaches the filter in the adjacent lane, it is next to it. This is because it must be in the same position as the optical signal in the lane.
  • the distance between the light emitting elements becomes large, it is necessary to increase the length of the holder so that the light emitting elements return to the same position as the optical signal in the adjacent lane.
  • the light emitting elements return to the same position as the optical signal in the adjacent lane.
  • members such as a monitor and a capacitor are mounted together on the mounting board of the light emitting element. As a result, the distance between the light emitting elements has increased.
  • JP-A-2018-72674 (paragraph 0015, FIG. 4)
  • the mounting substrate becomes larger due to higher performance and lower power consumption due to the rapid increase in communication capacity in recent years, which causes an increase in the spacing between light emitting elements, and the optical module is combined with the holder.
  • the wave device became large and the integrated optical module also became large.
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and an object of the present application is to provide a compact integrated optical module by miniaturizing an optical combiner.
  • the integrated optical module disclosed in the present application is arranged side by side in a first mounting portion having a first light emitting element that emits a first optical signal from a first light emitting point and the first mounting portion.
  • a second mounting unit having a second light emitting element that emits a second light signal having a wavelength different from that of the first light signal from the second light emitting point, and a first light emitting point emitted from the first light emitting point.
  • the surface mirror that reflects the first optical signal that has passed through the first filter, and the first filter. Only the wavelength of the second optical signal, which is juxtaposed and converted into parallel light by the second collimating lens, is transmitted, and the first optical signal reflected by the surface mirror is reflected and transmitted.
  • the first light emitting element includes an optical combining section having a second filter that combines with the second optical signal, and the first light emitting element is provided in the first mounting section with respect to the emission direction of the first optical signal.
  • the second light emitting element is mounted on the second light emitting element side from the center in the width direction, and the second light emitting element is the first light emitting element from the center in the width direction with respect to the emission direction of the second optical signal in the second mounting portion. It is characterized in that it is mounted on the light emitting element side.
  • the optical combiner can be miniaturized by pairing adjacent light emitting elements and mounting them close to each other on the mounting board, and the integrated optical module containing the optical combiner can also be miniaturized. Can be planned.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the whole structure of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows the internal structure of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows the structure of the mounting part of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows the internal structure of the conventional integrated optical module.
  • It is a flowchart for demonstrating the operation of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the mounting part of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows the other structure of the mounting part of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the other structure of the mounting part of the integrated optical module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a top view which shows the structure of the optical combiner of the integrated optical module which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 is a top view which shows the structure of the optical combiner of the integrated optical module which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall structure of the integrated optical module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the internal configuration of the integrated optical module 101.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the mounting portion of the integrated optical module 101.
  • the integrated optical module 101 parallels a mounting unit 2i on which a light emitting element 1i that converts an electric signal into an optical signal 3i and an optical signal 3i emitted from the light emitting element 1i.
  • the optical combiner 5 is located on the opposite side of the filter 9i and the filter 9i, which transmits the optical signal 3i having the wavelength of lane i and reflects the optical signal of other wavelengths, and has all wavelengths.
  • mirror 19 as a back mirror positioned between the filter 9 1 and the filter 9 2 mirror 10, and the filter 9i side as a surface mirror that reflects the light signal, the fixed filter 9i and the mirror 10, 19 in the two parallel sides It is composed of a holder 11.
  • the mirrors 10 and 19 are formed by depositing a dielectric multilayer film on a glass substrate.
  • the mounting unit 2i includes a light emitting point 13i of the light emitting element 1i that generates an optical signal 3i corresponding to the electric signal 12i, a monitor PD (Photodiode) 14i for monitoring the light emitting amount of the light emitting element 1i, and the like.
  • a terminating resistor 15i for applying a voltage to the modulator of the light emitting element 1i according to the electric signal 12i, and an AC for preventing the DC (Direct Current) component of the electric signal 12i from flowing to the terminating resistor 15i and consuming power.
  • the coupling capacitor 16i, the light emitting element, and the gold wire 17 for electrically connecting the electrodes of the monitor PD and the electrodes of the mounting substrate are provided.
  • Mounting portion 2i is mounted portion 2 1 a fourth implementation of the mounting portion 2 3 and the mounting part 2 2, and a pair of third mounting portion of the second mounting portion of the first mounting portions of the pair the mounting portion 2 0 of the parts constitute 18a as a light emitting element pairs 18b and the second light-emitting element pairs as a first light-emitting element pairs, respectively.
  • Emitting element pairs 18a is a pair emitting element 1 0 and the light-emitting element 1 1 is adjacent light-emitting element 1 0 is mounted from the center of the mounting substrate 22 0 to the light-emitting element 1 1 side, the light-emitting element 1 1 is mounted on the light emitting element 1 0 side than the center of the mounting board 22 1, adjacent pair of the light emitting element is mounted so as to be close in one another mounting board.
  • the light-emitting element pairs 18b is also a pair emitting element 1 2 and the light-emitting element 1 3 adjacent light-emitting element 1 2 is the center of the mounting board 22 2 is mounted on the light emitting element 1 3 side, also, the light emitting element 1 3 than the center of the mounting board 22 3 is mounted on the light emitting element 1 2 side, adjacent pair of the light emitting element is mounted so as to be close in one another mounting board.
  • FIG. 4 shows a plan view showing the internal configuration of the conventional integrated optical module.
  • the mounting unit 2i has the same size as that of the first embodiment for comparison.
  • the position of the light emitting point 13i of the light emitting element 1i is 1/4 width from the center of the width direction of the conventional mounting substrate 22i with respect to the emission direction, and the light emitting elements of the light emitting element pairs 18a and 18b are respectively.
  • 1i is mounted on the side of the adjacent light emitting element, which is a pair of light emitting elements.
  • the light emitting element emitting points respectively next 2d1 distance between 13i of 1i, mounting portion 2 0 and the ends of the mounting portion 2 3 light-emitting device 1 0 and the light-emitting element 1 the distance between the emission point 13 0 13 3 3 becomes 6d1.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the integrated optical module 101.
  • the light emitting element 1 2 optical signal 3 2 emitted from is converted into parallel light by the collimator lens 4 2, incident on the optical coupler 5, passes through the filter 9 2, and the optical signal 3 3
  • the waves are combined (step S502).
  • the length of the optical signal propagation direction of the holder 11 is designed as optical signal 3 3 and the filter 9 2 optical signal 3 2 positions transmitted through the reflection by the mirror coincide.
  • the optical signal 3 1 emitted from the light emitting element 1 1 is converted into parallel light by the collimator lens 4 1, incident on the optical coupler 5, passes through the filter 9 1, the optical signal 3 3, 3 2 and are multiplexed (step S504).
  • the multiplexed optical signal 3 3, 3 2, 3 1 is reflected by the mirror 10, reaches the filter 9 0 (step S505).
  • the optical signal 3 0 emitted from the light emitting element 1 0 is converted into parallel light by the collimator lens 4 0, enters the optical multiplexer 5, passes through the filter 9 0, the optical signal 3 3, It is combined with 3 2 , 3 1 (step S506).
  • the combined optical signals 3 3 , 3, 2 , 3, 1 , and 0 are emitted from the optical combiner 5 (step S507).
  • the optical signal emitted from the optical combiner 5 is condensed into one optical fiber 8 by the condensing lens 7, and is emitted from the integrated optical module in a state where it can be transmitted to the optical fiber transmission network.
  • the optical signals in order to combine the optical signals 3i, the optical signals must match the positions of adjacent optical signals while being repeatedly reflected by the mirrors 10 and 19 and the filter 9i, and the incident direction of the optical signals.
  • the length of the holder 11 of the optical combiner 5 in the above is proportional to the distance between the optical signals.
  • the distance between the light emitting points of the adjacent light emitting elements is d1, which is half of the 2d1 of the conventional integrated optical module, and the length of the holder 11 in the incident direction of the optical signal. Can be halved.
  • the width of the lateral direction of the holder 11 with respect to the incident direction of the light signal is 6d1, optical multiplexer The width of the can also be reduced.
  • the mounting board 22 shown in FIG. 6 can be used.
  • 6 (a) is a top view (front surface)
  • FIG. 6 (b) is a side view
  • FIG. 6 (c) is a bottom view (back surface). As shown in FIG.
  • the mounting substrate 22 has terminating resistors 15R and 15L, light emitting element mounting portions 20R and 20L, capacitor mounting portions 21R and 21L, and monitor PD mounting portions 22R and 22L on the front surface and the back surface, respectively. It is formed at a position that is symmetrical with respect to the emission direction.
  • the mounting boards 22 1 and 22 3 the surface side of the mounting board 22 is used, and the light emitting element 1 1 , 1 3 is attached to the light emitting element mounting portion 20R, and the capacitors 16 1 , 16 3 are used for the capacitor mounting portion 21R.
  • Monitors PD14 1 and 14 3 are mounted on the monitor PD mounting unit 22R.
  • one type of mounting substrate 22 can be paired so that the light emitting elements are close to each other, and the optical combiner can be miniaturized and the integrated optical module can be miniaturized. Furthermore, since the mounting boards of the light emitting elements forming the pair can be shared, the types of members can be reduced and the quantity per mounting board type can be increased, so that the manufacturing cost of the mounting board is reduced and the cost is low. Can be implemented.
  • FIG. 7 is a plan view showing another configuration of the mounting portion of the integrated optical module 101 according to the first embodiment.
  • the light emitting point 13 0 is mounted to the optical signal 3 0 emission point 13 1 side from the widthwise center with respect to the output direction of the light emitting element 1 0
  • the light emitting point 13 1 is mounted to an optical signal 3 emission point 13 0 side from the widthwise center to one of the outgoing direction in the light emitting element 1 1.
  • the light-emitting element pairs 18b also emitting point 13 2 is mounted on the light emitting element 1 2 optical signal 3 2 emission point 13 3 side from the widthwise center with respect to the output direction of the, the light emitting point 13 third light emitting element 1 is mounted on the light emitting point 13 2 side from the widthwise center with respect to the emission direction of the optical signal 3 3 in 3.
  • the distance between the light emitting element 1 0 of the light emitting point 13 0 and the light-emitting element 1 1 of the light emitting point 13 1 constituting the light-emitting element pairs 18a are also, the light emission of the light emitting element 1 2 forming the light-emitting element pairs 18b point 13 2 and the light-emitting element 1 3 distance greater d2 next between the light emitting point 13 3, since it is d2 ⁇ d1, the optical multiplexer can be further miniaturized.
  • FIG. 8 is also a plan view showing another configuration of the mounting portion of the integrated optical module 101 according to the first embodiment.
  • the light-emitting element pairs 18a of integrated optical module 101 two different emission points 13 0 for emitting the optical signal of the wavelength, 13 1 one light-emitting element 1a which is integrated, monitor PD 14 0, 14 1 mounting board 22a for mounting the capacitor 16 0, 16 1 are formed.
  • the light-emitting element pairs 18b 1 one light emitting device 1b of the light emitting point 13 2, 13 3 are integrated for emitting light signals of two different wavelengths, the monitor PD 14 2, 14 3, the capacitor 16 2, 16 3 A mounting board 22b for mounting is formed.
  • the distance between the light-emitting element 1a emitting point 13 0 and the light emitting point 13 1 constituting the light-emitting element pairs 18a are also a light emitting element 1b emitting point 13 2 constituting the light emitting element pairs 18b emitting point 13 Since the distance between 3 is also d3 and d3 ⁇ d2 ⁇ d1, the optical combiner can be further miniaturized.
  • the mounting portion 2 3 having a light-emitting element 1 3 for emitting an optical signal 3 3 from the light emitting point 13 3, parallel to the mounting section 2 3 It is set, and the mounting portion 2 2 having a light-emitting element 1 2 for emitting light signals 3 3 and different optical signal 3 2 wavelengths from the light emitting point 13 2, parallel light optical signal 3 3 emitted from the light emitting point 13 3 a collimator lens 4 3 to be converted to, a collimator lens 4 2 for converting the light emission point 13 2 optical signal 3 2 emitted from the parallel light, the wavelength of the collimator lens 4 3 optical signal converted into parallel light by a 3 3 filter 9 transmits only 3, mirror 10 for reflecting the optical signal 3 3 passing through the filter 9 3, and arranged in parallel in the filter 9 3, collimator lens 4 optical signal converted into parallel light by 2 3 2 wavelengths transmits only an optical multiplexer 5 having a filter 9 2 to an optical signal 3 2 multiplexed with transmitted
  • a collimator lens 4 1 for converting the mounting portion 2 optical signal 3 1 emitted from the light emitting point 13 1 of 1 into a parallel light the light emitting point 13 0 of the mounting portion 2 0 a collimator lens 4 0 be converted into parallel light optical signal 3 0 emitted from, respectively corresponding to the wavelength of the optical signal 3 1 and the optical signal 3 0 of the light-emitting element pairs 18a, the filter 9 3 by the optical multiplexer 5 and and the filter 9 2 0 filter 9 1 and the filter 9 which is arranged to correspond to a back surface mirror 19 which reflects the combined optical signal 3 3 and the optical signal 3 2 between the filter 9 2 and the filter 9 1 the provided, the distance between
  • the light emitting point 13 3 implement than the width direction center to the light emitting point 13 2 side with respect to the emission direction of the optical signal 3 3 in the light-emitting element 1 3, and the light emitting point 13 2, the optical signal in the light emitting element 1 2 3 since so as to implement the emission point 13 3 side from the widthwise center relative to the second emission direction, the distance between the light emitting points can be made smaller, more compact optical coupler, an integrated optical The size of the module can be reduced.
  • the distance between the light emitting points can be further reduced, further It is possible to reduce the size of the optical combiner and the integrated optical module.
  • mounting portions 2 3 and the mounting part 2 2 since so as to form a mounting portion of the mounting portion and the light emitting element 1 2 on both surfaces the light-emitting element 1 3 from the mounting substrate provided, constituting the light-emitting element pairs Since the mounting substrate of the light emitting element can be shared, the types of members can be reduced and the quantity per mounting substrate can be increased, so that the manufacturing cost of the mounting substrate can be reduced and the cost can be reduced. can.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, the glass substrate on which the dielectric multilayer film is vapor-deposited is used as the mirrors 10 and 19, but in the second embodiment, the case where the dielectric multilayer film is vapor-deposited on the holder will be described.
  • FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the optical combiner of the integrated optical module according to the second embodiment.
  • the mirror 10 and the mirror 19 are made of glass instead of the glass substrate on which the dielectric multilayer film used in the first embodiment is vapor-deposited.
  • a dielectric multilayer film is directly vapor-deposited on the mirror to form a mirror.
  • Other configurations of the integrated optical module according to the second embodiment are the same as those of the integrated optical module 101 of the first embodiment, and the corresponding portions are designated by the same reference numerals as those in FIG. 2 and the description thereof will be omitted.
  • the one in which the dielectric multilayer film is vapor-deposited directly at the position where the mirror of the glass holder 11 is fixed is used. Not only the effect described in the first form can be obtained, but also by forming the mirror directly on the holder, the step of mounting the mirror can be omitted, the number of parts of the optical combiner can be reduced, and the cost can be reduced. Can be planned.
  • Embodiment 3 In the first embodiment, a glass substrate on which a dielectric multilayer film is vapor-deposited is used as the mirror 19, but in the third embodiment, a case where a large-sized filter is used will be described.
  • FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the optical combiner of the integrated optical module according to the third embodiment.
  • the size is increased so as to cover the position where the mirror 19 of the holder 11 is fixed in the first embodiment, and the function as the mirror 19 is provided. to form a filter 9 1 combines.
  • the filter 9 1 it may be used filter 9 2.
  • Other configurations of the integrated optical module according to the third embodiment are the same as those of the integrated optical module 101 of the first embodiment, and the corresponding portions are designated by the same reference numerals as those in FIG. 2 and the description thereof will be omitted.
  • the mirror 19 since to reflect over the filter 9 1 or the filter 9 2 to a position for fixing the mirror 19 of the holder 11, Not only the effect described in the first embodiment can be obtained, but also the step of mounting the mirror can be omitted, the number of parts of the optical combiner can be reduced, and the cost can be reduced.
  • 1i (1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 )
  • Light emitting element 2i (2 1 , 2 2 , 2, 3 , 2 4 )
  • Mounting unit 3i (3 1 , 3 2 , 3, 3 , 3 4 )
  • Optical signal 4i (4 1, 4 2 , 4 3, 4 4)
  • a collimating lens 9i (9 1, 9 2 , 9 3, 9 4) filter
  • 10 a mirror
  • 11 a holder 13i (13 1, 13 2 , 13 3 , 13 4)
  • light emitting points 22i (22 1, 22 2 , 22 3, 22 4) mounting substrate 101 integrated optical module.

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Abstract

光信号（３３）を出射する発光素子（１３）を有する実装部（２３）と、実装部（２３）に並設され、光信号（３３）と波長の異なる光信号（３２）を出射する発光素子（１２）を有する実装部（２２）と、光信号（３３）の波長のみを透過するフィルタ（９３）、フィルタ（９３）を透過した光信号（３３）を反射させるミラー（１０）、およびフィルタ（９３）に並設され、光信号（３２）の波長のみを透過し、ミラーで反射された光信号（３３）を反射し、透過した光信号（３２）と合波するフィルタ（９２）を有する光合波器（５）とを備え、発光素子（１３）を実装部（２３）において光信号（３３）の出射方向に対して幅方向中央より発光素子（１２）側に実装し、発光素子（１２）を実装部（２２）において光信号（３２）の出射方向に対して幅方向中央より発光素子（１３）側に実装する。

Description

集積光モジュール
　本願は、集積光モジュールに関するものである。
　光伝送システムにおいては、近年の急激な通信容量の増大に対応するため、複数の波長信号を一本の光ファイバに束ねて、光信号を送受信する波長多重光伝送方式が広く採用されている。集積光モジュールは、このような波長多重光伝送方式に使用され、波長の異なる複数の発光素子と、複数の発光素子から出射される複数の光信号を合波して一本の光ファイバに合波する光合波器とを同一パッケージに内蔵し、一本の光ファイバに束ねて送信する機能を有している。例えば、特許文献１の光モジュールのように、フィルタとミラーで反射を繰り返し、他のレーンの光信号と合波され、光合波器から出射される。光合波器により合波され、出射された光信号は、集光レンズによって１本の光ファイバに集光され、光ファイバ伝送網に送信可能な状態で集積光モジュールから出射される。
　大容量光伝送システムを実現するために、伝送装置内に多数の集積光モジュールを実装する必要があり、実装密度を上げるために小型の集積光モジュールが強く求められている。集積光モジュールのサイズは、パッケージに内蔵される部材で最も大きなホルダのサイズに大きく依存している。ホルダのサイズのうち、長さ（光信号の進行方向）の寸法は、発光素子の間隔で決まっている。これは、光信号を合波する際に、ホルダに貼り付けられたフィルタとミラーの間を反射しながら光信号が進むが、ミラーで反射し、隣のレーンのフィルタに達した時に、その隣のレーンの光信号と同じ位置にならなければならないためである。このため、発光素子の間隔が大きくなると、隣接レーンの光信号と同じ位置に戻ってくるようにホルダの長さを長くする必要がある。また、集積光モジュールの高性能化、低消費電力化によって、発光素子の実装基板には、発光素子のみならず、モニタおよびコンデンサなどの部材も一緒に実装されるようになり、実装基板の大型化、それによる発光素子の間隔の増大が発生している。
特開２０１８－７２６７４号公報（段落００１５、図４）
　したがって、従来の集積光モジュールは、近年の急激な通信容量の増大に伴う高性能化、低消費電力化によって実装基板が大型化することで、発光素子の間隔の増大が発生し、ホルダとともに光合波器が大きくなって、集積光モジュールも大型化してしまうという問題があった。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、光合波器の小型化による小型の集積光モジュールを提供することを目的とする。
　本願に開示される集積光モジュールは、第一の発光点から第一の光信号を出射する第一の発光素子を有する第一の実装部と、前記第一の実装部に並設され、前記第一の光信号と波長の異なる第二の光信号を第二の発光点から出射する第二の発光素子を有する第二の実装部と、前記第一の発光点から出射された第一の光信号を平行光に変換する第一のコリメートレンズと、前記第二の発光点から出射された第二の光信号を平行光に変換する第二のコリメートレンズと、前記第一のコリメートレンズで平行光に変換された前記第一の光信号の波長のみを透過する第一のフィルタ、前記第一のフィルタを透過した前記第一の光信号を反射させる表面ミラー、および前記第一のフィルタに並設され、前記第二のコリメートレンズで平行光に変換された前記第二の光信号の波長のみを透過し、前記表面ミラーで反射された前記第一の光信号を反射するとともに前記透過した前記第二の光信号と合波する第二のフィルタを有する光合波部と、を備え、前記第一の発光素子は、前記第一の実装部において第一の光信号の出射方向に対して幅方向中央より前記第二の発光素子側に実装され、かつ前記第二の発光素子は、前記第二の実装部において第二の光信号の出射方向に対して幅方向中央より前記第一の発光素子側に実装されたことを特徴とする。
　本願によれば、隣り合う発光素子をペアにして、互いの実装基板上で近接させて実装することによって光合波器の小型化が可能となり、光合波器を内蔵する集積光モジュールも小型化を図ることができる。
実施の形態１に係る集積光モジュールの全体構造を示す模式図である。 実施の形態１に係る集積光モジュールの内部の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る集積光モジュールの実装部の構成を示す平面図である。 従来の集積光モジュールの内部の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る集積光モジュールの動作を説明するためのフローチャート図である。 実施の形態１に係る集積光モジュールの実装部の製造方法を説明するための図である。 実施の形態１に係る集積光モジュールの実装部の他の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る集積光モジュールの実装部の他の構成を示す平面図である。 実施の形態２に係る集積光モジュールの光合波器の構成を示す平面図である。 実施の形態３に係る集積光モジュールの光合波器の構成を示す平面図である。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る集積光モジュール１０１の全体構造を示す模式図である。図２は、集積光モジュール１０１の内部の構成を示す平面図である。図３は、集積光モジュール１０１の実装部の構成を示す平面図である。
　図１に示すように、実施の形態１に係る集積光モジュール１０１は、電気信号を光信号３ｉに変換する発光素子１ｉを搭載する実装部２ｉ、発光素子１ｉから出射される光信号３ｉを平行光に変換するコリメートレンズ４ｉ、光信号３ｉを合波する光合波器５、これらを収容するパッケージ６、光ファイバ８、および光合波器出射光を光ファイバ８に集光する集光レンズ７で構成されている。なお、サフィックスｉは集積光モジュールのレーン番号（チャネル番号）を示す数字で、本例では０、１、２または３となる（ｉ＝０、１、２、３）。
　光合波器５は、図２に示すように、レーンｉの波長の光信号３ｉを透過し、それ以外の波長の光信号を反射するフィルタ９ｉ、フィルタ９ｉと反対側に位置し全ての波長の光信号を反射する表面ミラーとしてのミラー１０、およびフィルタ９ｉ側でフィルタ９１とフィルタ９２の間に位置する裏面ミラーとしてのミラー１９、平行な２面にフィルタ９ｉとミラー１０、１９を固定するホルダ１１で構成されている。ミラー１０、１９は、ガラス基板に誘電体多層膜を蒸着して形成される。
　実装部２ｉは、図３に示すように、電気信号１２ｉに応じた光信号３ｉを発生する発光素子１ｉの発光点１３ｉ、発光素子１ｉの発光量をモニタするためのモニタＰＤ（Photodiode）１４ｉ、電気信号１２ｉに応じて発光素子１ｉの変調器に電圧を印加するための終端抵抗１５ｉ、電気信号１２ｉのＤＣ（Direct Current）成分が終端抵抗１５ｉに流れて電力を消費するのを防ぐためのＡＣ（Alternating Current）結合用コンデンサ１６ｉ、発光素子およびモニタＰＤの電極と実装基板の電極とを電気的に接続するための金ワイヤ１７を有する。
　実装部２ｉは、一対の第一の実装部としての実装部２３と第二の実装部としての実装部２２、および一対の第三の実装部としての実装部２１と第四の実装部としての実装部２０により、それぞれ第一の発光素子ペアとしての発光素子ペア１８ｂおよび第二の発光素子ペアとしての１８ａを構成する。発光素子ペア１８ａは、発光素子１０と発光素子１１が隣り合うペアであり、発光素子１０は実装基板２２０の中心よりも発光素子１１側に実装され、また、発光素子１１は実装基板２２１の中心よりも発光素子１０側に実装され、発光素子の隣り合うペアは互いの実装基板上で近接するように実装されている。同様に、発光素子ペア１８ｂも、発光素子１２と発光素子１３が隣り合うペアであり、発光素子１２は実装基板２２２の中心よりも発光素子１３側に実装され、また、発光素子１３は実装基板２２３の中心よりも発光素子１２側に実装され、発光素子の隣り合うペアは互いの実装基板上で近接するように実装されている。
　図４に、従来の集積光モジュールの内部の構成を示す平面図を示す。図４では、実装部２ｉは、比較のため実施の形態１の場合と同じサイズである。実施の形態１においては発光素子１ｉの発光点１３ｉの位置が、出射方向に対して従来の実装基板２２ｉの幅方向中心から１／４幅分だけ、発光素子ペア１８ａおよび１８ｂのそれぞれの発光素子１ｉを発光素子ペアである隣の発光素子側に実装している。この場合の発光素子ペア１８ｂのそれぞれの発光素子１３１２同士の発光点１３３１３２間の距離をｄ１とすると、発光素子ペア１８ａと発光素子ペア１８ｂの隣り合う発光素子１１と発光素子１２の発光点１３１１３２間の距離は、図２に示すように、３ｄ１となる。よって、発光素子ペア１８ａと発光素子ペア１８ｂの両端の発光素子１０と発光素子１３の発光点１３０１３３間の距離は、５ｄ１となる。一方、従来例においては、図４に示すように、発光素子１ｉの発光点１３ｉの間の距離はそれぞれ２ｄ１となり、実装部２０と実装部２３の両端の発光素子１０と発光素子１３の発光点１３０１３３間の距離は、６ｄ１となる。
　次に、実施の形態１に係る集積光モジュール１０１の動作について説明する。図５は、集積光モジュール１０１の動作を説明するためのフローチャート図である。
　まず最初に、発光素子１３から出射した光信号３３は、コリメートレンズ４３によって平行光に変換された後、光合波器５に入射し、フィルタ９３を透過した後、ミラー１０で反射され、フィルタ９２に達する（ステップＳ５０１）。
　続いて、発光素子１２から出射した光信号３２は、コリメートレンズ４２によって平行光に変換された後、光合波器５に入射し、フィルタ９２を透過した後、光信号３３と合波される（ステップＳ５０２）。ここで、ホルダ１１の光信号伝搬方向の長さは、ミラーで反射された光信号３３とフィルタ９２を透過した光信号３２の位置が一致するように設計されている。
　次いで、合波された光信号３３、３２は、ミラー１０およびミラー１９で反射を繰り返し、フィルタ９１に達する（ステップＳ５０３）。
　続いて、発光素子１１から出射した光信号３１は、コリメートレンズ４１によって平行光に変換された後、光合波器５に入射し、フィルタ９１を透過した後、光信号３３、３２と合波される（ステップＳ５０４）。ここで、発光素子ペア１８ｂの発光素子１３１２同士の発光点１３３１３２間の距離をｄ１とすると、発光素子ペア１８ａと発光素子ペア１８ｂの隣り合う発光素子１１と発光素子１２の発光点１３１１３２間の距離は３ｄ１となるため、発光素子ペア１８ｂの発光素子１３、１２からの光信号３３、３２のフィルタ９１での到達位置（反射位置）と、もう一方の発光素子ペア１８ａを構成する発光素子１１から光信号３１がフィルタ９１を透過する位置は一致する。
　次いで、合波された光信号３３、３２、３１は、ミラー１０で反射され、フィルタ９０に達する（ステップＳ５０５）。
　続いて、発光素子１0から出射した光信号３0は、コリメートレンズ４０によって平行光に変換された後、光合波器５に入射し、フィルタ９０を透過した後、光信号３３、３２、３１と合波される（ステップＳ５０６）。ここで、発光素子ペア１８ａを構成する発光素子１０と発光素子１1の間の距離もｄ１となるため、発光素子ペア１８ｂの発光素子１３、１２からの光信号３３、３２および発光素子ペア１８ａの発光素子１1からの光信号３１のフィルタ９１での到達位置（反射位置）と、もう一方の発光素子ペア１８ａを構成する発光素子１０の発光点１３０から光信号３０が透過する位置は一致する。
　最後に、合波された光信号３３、３２、３１、３０は、光合波器５から出射される（ステップＳ５０７）。光合波器５から出射された光信号は、集光レンズ７によって１本の光ファイバ８に集光され、光ファイバ伝送網に送信可能な状態で集積光モジュールから出射される。
　上記のように、光信号３ｉを合波するためには、光信号がミラー１０、１９とフィルタ９ｉで反射を繰り返しながら隣の光信号の位置と一致しなければならず、光信号の入射方向における光合波器５のホルダ１１の長さは、光信号間の距離に比例している。
　したがって、本実施の形態１では、隣り合う発光素子同士の発光点間の距離はｄ１で、従来の集積光モジュールの２ｄ１に対して半分になっており、光信号の入射方向におけるホルダ１１の長さを半分にすることができる。また、光信号の入射方向に対する横方向のホルダ１１の横幅についても、実施の形態１では発光点１３０から発光点１３３までの横幅５ｄ１に対して、従来例では６ｄ１であり、光合波器の横幅についても小型にすることができる。
　なお、本実施の形態１では、発光素子ペア１８ａと発光素子ペア１８ｂにおいて、発光素子が光信号の出射方向左側に形成される実装基板２２０、２２２と、光信号の出射方向右側に形成される実装基板２２１、２２３の２種類の実装基板が必要となる。そこで、実施の形態１では、図６に示す実装基板２２を用いることができる。図６（ａ）は上面図（表面）、図６（ｂ）は側面、図６（ｃ）は下面図（裏面）である。図６に示すように、実装基板２２は、表面および裏面それぞれに、終端抵抗１５Ｒと１５Ｌ、発光素子搭載部２０Ｒと２０Ｌ、コンデンサ搭載部２１Ｒと２１Ｌ、モニタＰＤ搭載部２２Ｒと２２Ｌが光信号の出射方向に対して左右対照的な位置に形成されている。
　実装基板２２０、２２２として用いる場合は、実装基板２２の裏面側を用いて、発光素子搭載部２０Ｌに発光素子１０、１２、コンデンサ搭載部２１Ｌにコンデンサ１６０、１６２、モニタＰＤ搭載部２２ＬにモニタＰＤ１４０、１４２を搭載する。また、実装基板２２１、２２３として用いる場合は、実装基板２２の表面側を用いて、発光素子搭載部２０Ｒに発光素子１１、１３、コンデンサ搭載部２１Ｒにコンデンサ１６１、１６３、モニタＰＤ搭載部２２ＲにモニタＰＤ１４１、１４３を搭載する。
　これにより、１種類の実装基板２２で発光素子が近接するようにペアを構成することができ、光合波器の小型化、集積光モジュールの小型化が図れる。さらに、ペアを構成する発光素子の実装基板を共通にすることができるため、部材の種類を減らし、実装基板１種類当たりの数量を増やすことができるため、実装基板の製造コストが下がり、低コス化を図ることがきできる。
　図７は、実施の形態１に係る集積光モジュール１０１の実装部の他の構成を示す平面図である。図７に示すように、集積光モジュール１０１の発光素子ペア１８ａにおいて、発光点１３０は発光素子１０において光信号３０の出射方向に対して幅方向中央より発光点１３１側に実装され、発光点１３１は発光素子１１において光信号３１の出射方向に対して幅方向中央より発光点１３０側に実装されている。同様に、発光素子ペア１８ｂも、発光点１３２は発光素子１２において光信号３２の出射方向に対して幅方向中央より発光点１３３側に実装され、発光点１３３は発光素子１３において光信号３３の出射方向に対して幅方向中央より発光点１３２側に実装されている。
　これにより、発光素子ペア１８ａを構成する発光素子１０の発光点１３０と発光素子１１の発光点１３１の間の距離も、また、発光素子ペア１８ｂを構成する発光素子１２の発光点１３２と発光素子１３の発光点１３３の間の距離もｄ２となり、ｄ２＜ｄ１であることから、光合波器をさらに小型化できる。
　図８も、実施の形態１に係る集積光モジュール１０１の実装部の他の構成を示す平面図である。図８に示すように、集積光モジュール１０１の発光素子ペア１８ａにおいて、２つの異なる波長の光信号を発光する発光点１３０、１３１を集積した１つの発光素子１ａ、モニタＰＤ１４０、１４１、コンデンサ１６０、１６１を搭載する実装基板２２ａが形成されている。同様に、発光素子ペア１８ｂにおいては、２つの異なる波長の光信号を発光する発光点１３２、１３３を集積した１つの発光素子１ｂ、モニタＰＤ１４２、１４３、コンデンサ１６２、１６３を搭載する実装基板２２ｂが形成されている。
　これにより、発光素子ペア１８ａを構成する発光素子１ａの発光点１３０と発光点１３１の間の距離も、また、発光素子ペア１８ｂを構成する発光素子１ｂの発光点１３２と発光点１３３の間の距離もｄ３となり、ｄ３＜ｄ２＜ｄ１であることから、光合波器をさらに小型化できる。
　以上のように、本実施の形態１に係る集積光モジュール１０１によれば、発光点１３３から光信号３３を出射する発光素子１３を有する実装部２３と、実装部２３に並設され、光信号３３と波長の異なる光信号３２を発光点１３２から出射する発光素子１２を有する実装部２２と、発光点１３３から出射された光信号３３を平行光に変換するコリメートレンズ４３と、発光点１３２から出射された光信号３２を平行光に変換するコリメートレンズ４２と、コリメートレンズ４３で平行光に変換された光信号３３の波長のみを透過するフィルタ９３、フィルタ９３を透過した光信号３３を反射させるミラー１０、およびフィルタ９３に並設され、コリメートレンズ４２で平行光に変換された光信号３２の波長のみを透過し、ミラー１０で反射された光信号３３を反射するとともに透過した光信号３２と合波するフィルタ９２を有する光合波器５と、を備え、発光素子１３を、実装部２３において光信号３３の出射方向に対して幅方向中央より発光素子１２側に実装し、かつ発光素子１２を、実装部２２において光信号３２の出射方向に対して幅方向中央より発光素子１３側に実装するようにしたので、隣り合う発光素子をペアにして、互いの実装基板上で近接させて実装されているため、ペアを構成する発光素子同士の間隔を小さくすることができる。
　また、実装部２３および実装部２２で形成された発光素子ペア１８ｂに対応して、発光素子ペア１８ａとして形成された、実装部２２の実装部２３と反対側に順に並設された実装部２１および実装部２０と、実装部２１の発光点１３１から出射された光信号３１を平行光に変換するコリメートレンズ４１と、実装部２０の発光点１３０から出射された光信号３０を平行光に変換するコリメートレンズ４０と、発光素子ペア１８ａの光信号３１および光信号３０のそれぞれの波長に対応し、光合波器５でフィルタ９３およびフィルタ９２に対応して並設されたフィルタ９１およびフィルタ９０と、フィルタ９２およびフィルタ９１の間で光信号３３および光信号３２の合波を反射する裏面ミラー１９と、を備え、実装部２３の発光点１３３と実装部２２の発光点１３２の間の距離をｄ１としたときに、実装部２２の発光点１３２と実装部２１の発光点１３１の間の距離がｎｄ１（ｎは２以上の整数）となるようにしたので、光合波器のホルダの長さは、光信号の間隔に比例しているため、隣り合う発光素子をペアにして、互いの実装基板上で近接させて実装することによって光合波器の小型化が可能となり、光合波器を内蔵する集積光モジュールも小型化を図ることができる。
　また、発光点１３３を、発光素子１３において光信号３３の出射方向に対して幅方向中央より発光点１３２側に実装し、かつ発光点１３２を、発光素子１２において光信号３２の出射方向に対して幅方向中央より発光点１３３側に実装するようにしたので、発光点間の距離を、より小さくすることができ、一層の光合波器の小型化、集積光モジュールの小型化を図ることができる。
　また、実装部２３と実装部２２を一体化させ、発光点１３３と発光点１３２を並べて実装するようにしたので、発光点間の距離を、さらに小さくすることができ、一層の光合波器の小型化、集積光モジュールの小型化を図ることができる。
　また、実装部２３および実装部２２は、両表面にそれぞれ発光素子１３の搭載部と発光素子１２の搭載部を設けた実装基板から形成するようにしたので、発光素子ペアを構成する発光素子の実装基板を共通にすることができるため、部材の種類を減らし、実装基板１種類当たりの数量を増やすことができるため、実装基板の製造コストが下がり、低コス化を図ることがきできる。
　実施の形態２．
　実施の形態１では、ミラー１０、１９として誘電体多層膜を蒸着したガラス基板を用いたが、実施の形態２では、ホルダに誘電体多層膜を蒸着した場合について説明する。
　図９は、実施の形態２に係る集積光モジュールの光合波器の構成を示す平面図である。図９に示すように、実施の形態２に係る集積光モジュールでは、ミラー１０とミラー１９は、実施の形態１で用いた誘電体多層膜を蒸着したガラス基板の代わりに、ガラス製のホルダ１１に誘電体多層膜を、直接、蒸着してミラーを形成している。実施の形態２による集積光モジュールのその他の構成については、実施の形態１の集積光モジュール１０１と同様であり、対応する部分には図２と同符号を付してその説明を省略する。
　以上のように、本実施の形態２に係る集積光モジュールによれば、ガラス製のホルダ１１のミラーを固定する位置に直接、誘電体多層膜を蒸着したものを用いるようにしたので、実施の形態１に記載の効果が得られるだけでなく、ミラーを、直接、ホルダに形成することによって、ミラーを実装する工程を省くとともに、光合波器の部品点数を減らすことができ、低コスト化を図ることができる。
　実施の形態３．
　実施の形態１では、ミラー１９として誘電体多層膜を蒸着したガラス基板を用いたが、実施の形態３では、サイズの大きいフィルタを用いた場合について説明する。
　図１０は、実施の形態３に係る集積光モジュールの光合波器の構成を示す平面図である。図１０に示すように、実施の形態３に係る集積光モジュールでは、実施の形態１でホルダ１１のミラー１９を固定していた位置を覆うように、サイズを大きくしてミラー１９としての機能を兼ね備えたフィルタ９１を形成している。なお、フィルタ９１の代わりに、フィルタ９２を用いてもよい。実施の形態３による集積光モジュールのその他の構成については、実施の形態１の集積光モジュール１０１と同様であり、対応する部分には図２と同符号を付してその説明を省略する。
　以上のように、本実施の形態３に係る集積光モジュールによれば、ミラー１９は、ホルダ１１のミラー１９を固定する位置までフィルタ９１またはフィルタ９２で覆って反射するようにしたので、実施の形態１に記載の効果が得られるだけでなく、ミラーを実装する工程を省き、光合波器の部品点数を減らすことができ、低コスト化を図ることができる。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　１ｉ（１１、１２、１３、１４）　発光素子、２ｉ（２１、２２、２３、２４）　実装部、３ｉ（３１、３２、３３、３４）　光信号、４ｉ（４１、４２、４３、４４）　コリメートレンズ、９ｉ（９１、９２、９３、９４）　フィルタ、１０　ミラー、１１　ホルダ、１３ｉ（１３１、１３２、１３３、１３４）　発光点、２２ｉ（２２１、２２２、２２３、２２４）　実装基板、１０１　集積光モジュール。

Claims (7)

  1. 　第一の発光点から第一の光信号を出射する第一の発光素子を有する第一の実装部と、
    　前記第一の実装部に並設され、前記第一の光信号と波長の異なる第二の光信号を第二の発光点から出射する第二の発光素子を有する第二の実装部と、
    　前記第一の発光点から出射された第一の光信号を平行光に変換する第一のコリメートレンズと、
    　前記第二の発光点から出射された第二の光信号を平行光に変換する第二のコリメートレンズと、
    　前記第一のコリメートレンズで平行光に変換された前記第一の光信号の波長のみを透過する第一のフィルタ、前記第一のフィルタを透過した前記第一の光信号を反射させる表面ミラー、および前記第一のフィルタに並設され、前記第二のコリメートレンズで平行光に変換された前記第二の光信号の波長のみを透過し、前記表面ミラーで反射された前記第一の光信号を反射するとともに前記透過した前記第二の光信号と合波する第二のフィルタを有する光合波部と、
    　を備え、
    　前記第一の発光素子は、前記第一の実装部において第一の光信号の出射方向に対して幅方向中央より前記第二の発光素子側に実装され、かつ前記第二の発光素子は、前記第二の実装部において第二の光信号の出射方向に対して幅方向中央より前記第一の発光素子側に実装されたことを特徴とする集積光モジュール。
  2. 　前記第一の発光点は、前記第一の発光素子において第一の光信号の出射方向に対して幅方向中央より前記第二の発光点側に実装され、かつ前記第二の発光点は、前記第二の発光素子において第二の光信号の出射方向に対して幅方向中央より前記第一の発光点側に実装されたことを特徴とする請求項１に記載の集積光モジュール。
  3. 　前記一の実装部および前記第二の実装部は、両表面にそれぞれ前記第一の発光素子の搭載部と前記第二の発光素子の搭載部を設けた実装基板から形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の集積光モジュール。
  4. 　前記第一の実装部と前記第二の実装部を一体化させ、前記第一の発光点と前記第二の発光点が並べて実装されたことを特徴とする請求項１に記載の集積光モジュール。
  5. 　前記第一の実装部および前記第二の実装部で形成された第一の発光素子ペアに対応して、第二の発光素子ペアとして形成された、前記第二の実装部の前記第一の実装部と反対側に順に並設された第三の実装部および第四の実装部と、
    　前記第三の実装部の第三の発光点から出射された第三の光信号を平行光に変換する第三のコリメートレンズと、
    　前記第四の実装部の第四の発光点から出射された第四の光信号を平行光に変換する第四のコリメートレンズと、
    　前記第二の発光素子ペアの前記第三の光信号および前記第四の光信号のそれぞれの波長に対応し、前記光合波部で前記第一のフィルタおよび前記第二のフィルタに対応して並設された第三のフィルタおよび第四のフィルタと、
    　前記第二のフィルタと前記第三のフィルタの間で前記第一の光信号と前記第二の光信号の合波を反射する裏面ミラーと、
    　を備え、
    　前記第一の実装部の第一の発光点と前記第二の実装部の第二の発光点の間の距離をｄとしたときに、前記第二の実装部の前記第二の発光点と前記第三の実装部の前記第三の発光点の間の距離がｎｄ（ｎは２以上の整数）であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の集積光モジュール。
  6. 　前記表面ミラーおよび前記裏面ミラーは、前記表面ミラーおよび前記裏面ミラーを設けるガラス製のホルダの位置に直接、誘電体多層膜を蒸着してなることを特徴とする請求項５に記載の集積光モジュール。
  7. 　前記裏面ミラーは、前記裏面ミラーを設ける位置まで前記第二のフィルタまたは前記第三のフィルタで覆って反射することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の集積光モジュール。
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