JP2003232967A

JP2003232967A - パラレル送受信モジュール

Info

Publication number: JP2003232967A
Application number: JP2002035177A
Authority: JP
Inventors: Miki Kuhara; 美樹工原; Naoyuki Yamabayashi; 直之山林
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-08-22
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: US6798932B2; JP4036008B2; US20030152391A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電気的、光学的クロストークを抑制でき、標準
のコネクタと結合できる複数チャンネルの光送受信モジ
ュールを提供する。【解決手段】伝送路の間隔が増大する光伝送路Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄを基板２上に設け、始端の狭隔部Ｓａ〜Ｓｄ
で光コネクタと対向させ、狭隔部に波長選択フィルター
６を設け、その上方に受光素子ＰＤａ〜ＰＤｄを実装
し、拡大部で光伝送路ピッチを広げ、広隔部Ｗａ〜Ｗｄ
の終端に発光素子ＬＤａ〜ＬＤｄを設ける。受信光を狭
隔部の波長選択フィルターによって上方へ選択的に反射
し複数の受光部に入射し、送信光を広隔部から狭隔部へ
導いてコネクタの光ファイバに入れるようにした。複数
の発光素子を基板上に余裕をもって収容でき、受信部・
送信部間の距離をとれる。受信部・送信部間のスペース
に配線や前置増幅器を設け、送信部の後ろにはモニタＰ
ＤやＬＤ駆動用ＩＣなどを設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信機器、中
でも複数本でデータ伝送を行うパラレル送受信モジュー
ルに関する。パラレル伝送システムは、４チャンネル、
８チャンネル、１６チャンネルとか２のべき乗のチャン
ネル数Ｍのファイバを含むテープファイバを用いて光信
号を伝送する。シングルモードファイバのクラッド径は
１２５μｍであるので、現在用いられている複数ファイ
バを含む標準的なテープファイバのピッチは２５０μｍ
となっている。

【０００２】一方、発光素子ＬＤチップは小さくても３
００μｍ角程度のものが多い。光送受信モジュールには
チャンネル数Ｍに等しい発光素子と受光素子を備える必
要がある。モジュール内に２５０μｍピッチの光伝送路
を設けたとしても狭すぎて、そのまま発光素子を並列に
設置することができない。本発明はそのようなことを問
題にする。

【０００３】

【従来の技術】宍倉正人、長妻一之、井戸立身、徳田
正秀、中原宏治、野本悦子、須藤剣、佐野博久、「１０
Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」、２００１
年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大
会、Ｃ−３−５０、ｐ１６０は複数の半導体レーザ（以
下ＬＤと略記する）をあまり近接して並べると、ＬＤに
数１０ｍＡもの駆動電流を流すため、チャンネル間の干
渉、クロストーク、発熱の集中による特性のバラツキな
ど様々の問題を生ずるということを問題にする。従来例
は途中で間隔が増大する４つの伝送路と４つの発光素
子（ＬＤ）を矩形のＳｉ基板の上に形成した表面実装型
の４チャンネルの光送信装置を提案している。発光素子
のピッチは広いのでチャンネル間のクロストークを減ら
すことができる、という。

【０００４】図１６にその斜視図を示す。（１００）面
Ｓｉベンチ２２２の上に、ＳｉＯ_２系の光導波路を設け
ている。下部クラッド、コア、上部クラッドよりなる光
導波路である。コアはＧｅドープＳｉＯ_２、上下クラッ
ドはＳｉＯ_２層である。４チャンネルであるから４本の
光導波路（コア）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが形成される。前端部
でピッチは２５０μｍである。それは標準化された多芯
光コネクタの光ファイバピッチが２５０μｍだからであ
る。光導波路は拡開部があり、そこで間隔が増大する。
光導波路の終端でのピッチは１０００μｍ（１ｍｍ）と
なっている。光導波路の終端、Ｓｉベンチ後端部２２６
に４つの発光素子ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄが１
０００μｍピッチで実装されている。

【０００５】従来例は標準的な多芯光ファイバ或いは
テープファイバのピッチが２５０μｍと狭いので、これ
を１０００μｍ（１ｍｍ）間隔に拡大する。つまり伝送
路の間隔を４倍に拡大している。それによって隣接ＬＤ
間（ＬＤａとＬＤｂ間、ＬＤｂとＬＤｃ間、ＬＤｃとＬ
Ｄｄ間）のクロストークは１０ＧＨｚで−４０ｄＢとい
う小さい値であったと述べている。ＬＤ間のクロストー
クを下げるためにＬＤ間の距離を大きくしているのであ
る。伝送路を広げるために光伝送路中に拡大部が必要に
なる。そのためにＳｉ基板の全長は１５ｍｍから２０ｍ
ｍは必要となる。大型のＳｉベンチ、嵩ばる発光素子モ
ジュール（ＬＤモジュール）となってしまう。

【０００６】しかし高速パラレル伝送には、このような
個別ＬＤを光導波路の終端に並列に並べる構成は必須で
ある。個別のＬＤチップを並べると、ｐ型基板やｎ型基
板のいずれも自由に選ぶことができる。ＬＤ一つ一つの
発振波長を個別に変えることもできる。設計の自由度が
高い。

【０００７】これは送信装置だけであって受信器を持た
ない。受信器は別になっている。受信のための光ファイ
バも別にあり、送受信の波長は同一（例えば１．３μｍ
のみ）である。光ファイバも別で、送信器と受信器も別
異だから送受信間にクロストークというものは起こり得
ない。つまりそれは送受信１チャンネルについて２本の
光ファイバが必要なタイプ（二芯型と呼ぶ）である。つ
まりＭチャンネルの場合、必要なファイバの数は２Ｍで
ある。光ファイバが２倍必要だというだけでなく、送信
器と受信器も独立のものが必要だから高コスト、大型に
なってしまう。

【０００８】４ｃｈパラレル送受信を従来例のような
二芯装置によって行おうとすれば、同様の４チャンネル
の受信器をもったものを作製し１チャンネルごと２本ず
つの光ファイバ（４×２＝８本）を引かなければならな
い。それは送受信器が別個に存在して嵩高く高コストの
装置となる。

【０００９】より好ましいのは、２波長（例えば１．３
μｍと１．５５μｍ）を用いる波長多重伝送方式によっ
て、４チャンネルであれば、８本でなく４本の光ファイ
バだけで同時送受信できるような光通信システムを構築
することである。本発明はチャンネル数に等しい光ファ
イバ本数を用い、ファイバそれぞれで同時双方向伝送可
能な多チャンネル用の光送受信モジュールを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】一芯双方向同時通信を行う送受信モジュー
ルとして、Ｓｉベンチの上に形成したＳｉＯ_２系光導波
路上に波長選択フィルターと発光素子（ＬＤ）と受光素
子（ＰＤ）を平面的に配置した例がある。例えば

【００１１】特開平１１−６８７０５号「双方向ＷＤ
Ｍ光送受信モジュール」はＳｉ基板の上にＳｉＯ_２系の
ｙ型導波路を形成しｙの右上に当たる端部を光ファイバ
に接続しｙの左上に当たる部分にＬＤを配置しｙの下端
部にＰＤを固定しｙの分岐点に１．５５μｍ（ＰＤ受信
光）を通し１．３μｍ（ＬＤ送信光）を１２０度の方向
に反射するようなＷＤＭを設けた１チャンネル光送受信
モジュールを提案している。Ｓｉベンチの上で送信光は
ｖ型の光路を辿り、受信光は／型の光路を経る。ＬＤと
ＰＤをＷＤＭの反対側に配置して電気的クロストークを
減らすように工夫している。これは加入者側（ＯＮＵ）
の光送受信モジュールであるから１チャンネルでよいの
である。

【００１２】一芯の光通信の場合、加入者側の装置は
１．３μｍ光を発振するＬＤと、１．５５μｍ光を受信
するＰＤを含む１チャンネルの光送受信モジュールで良
い。局側ではＬＤが１．５５μｍを発振し、ＰＤが１．
３μｍを受信するというようにＰＤ、ＬＤの波長の関係
が加入者側と反転するだけで装置構造は同様でありう
る。局側は多数の加入者を相手にするので１チャンネル
の装置を多数並べるとその容積は膨大なものになってし
まう。

【００１３】できれば多チャンネルの装置を使いたい。
装置の容積の大部分は基台とかケースとかであるから、
４チャンネル、８チャンネル…の装置といってもその寸
法は１チャンネルのものとほぼ同一にすることができ
る。だとすれば局側の装置としては多チャンネルのもの
が望ましい。そのような訳で現在多チャンネルの需要が
換起されつつある。しかし従来例のような平面分岐に
よって送信部と受信部を光ファイバと結合する平面型で
は多大の面積を要し嵩高く高価な装置になってしまう。
Ｍチャンネル装置といっても単チャンネル装置をＭ個並
べたものと殆ど同じ価額になる。それでは意味がない。

【００１４】小型化を目指すためには、発光素子ＬＤと
受光素子ＰＤを近付けたいものである。しかしそうする
と両者の光学的・電気的クロストークが大きくなる。す
ると同時双方向通信が不可能になってしまう。だから長
手方向・幅方向にＬＤとＰＤの間にある程度の距離をと
る必要がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】一般的な一芯双方向モ
ジュールが何故に特開平１１−６８７０５号のｙ型分
岐のような平面的な大きい広がりを要するか？という理
由について考えた。それは従来の一芯双方向モジュール
は２波長（例えば１．３μｍと１．５５μｍ）を同一平
面内で二次元的に分離しようとしているからである。そ
うすると平面的なｙ分岐となってしまう。

【００１６】一芯双方向光送受信モジュールはＬＤとＰ
Ｄを含み、小型化のためにＬＤとＰＤを近付けたいが、
両者を接近させると、電気的クロストークや光学的クロ
ストークが大きくなる。クロストークが大きいと光通信
がそもそも不可能となる。クロストークを下げるためＬ
ＤとＰＤを離す必要がある。そのために前記の従来例
はＰＤとＬＤをＷＤＭの反対側に配置して遠ざけている
のである。ＬＤ・ＰＤ間の距離を大きく取るため１チャ
ンネルの場合ですら小型化が難しい。

【００１７】もしも複数データを同時送受信するため
の、複数の受光素子、発光素子を有する多チャンネル同
時双方向通信可能な光送受信モジュールを設計するとす
れば次のような課題がある。

【００１８】（１）複数のＬＤ同士の間隔をできるだけ
広くする必要がある。（２）送受信機能の基本単位であるＬＤとＰＤの距離を
離す必要がある。（３）小型化、低コスト化が必要である。生産に適した
表面実装も実現しなければならない。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のパラレル送受信
モジュールは、複数のチャンネルに対応する複数の光伝
送路を有する外部伝送装置に結合するべき送受信モジュ
ールであって、基板の上に間隙が増大するような光伝送
路を設け、狭い間隙の始端が外部コネクタに接続するよ
うにし、狭い間隙の光伝送路の途中に波長選択フィルタ
ーとその斜め上部に複数の受光素子あるいは受光素子ア
レイを設け、広い間隙の光伝送路終端に複数の発光素子
あるいは発光素子アレイを設ける。外部コネクタから光
導波路の始端に入ってきた受信光は間隙狭隔部を通りそ
こで波長選択フィルターで反射され受光素子へ入射し光
電流に変換される。発光素子から出た送信光は間隙の広
い広隔部において、それぞれの光伝送路へ入り間隙が狭
くなる部分を通り狭い間隙の光伝送路になってから外部
コネクタの光ファイバへ出てゆくようになっている。

【００２０】光伝送路は光導波路あるいは光ファイバと
する。光ファイバの場合は基板に曲線状のＶ溝を設けて
光ファイバを埋めるようにする。光導波路の場合は、Ｓ
ｉＯ _２導波路やポリイミドの樹脂導波路などを利用す
る。

【００２１】光伝送路の間隙を広げるため長い拡大部が
基板の中間部に必要となる。始端の狭隔部でのピッチを
ｄ、終端の広隔部でのピッチをＤとし、ピッチの拡大率
Ｄ／ｄが大きいほど拡大部が長くならざるをえない。拡
大部を無駄にしないようにその上に受光素子用のメタラ
イズ配線を設けるとよい。また受光素子の光電流を前置
増幅するプリアンプを設けるようにもできる。

【００２２】発光素子（ＬＤ）はそれだけでもよいが、
その出力を監視するためのモニタ用受光素子をＬＤの後
方に設け後方光を監視するようにしてもよい。あるいは
ＬＤ駆動用ＩＣを後方に設置してもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の多チャンネル同時双方向
通信送受信モジュールは次のような構成をもっている。（１）テープファイバの間隙と同一の光伝送路間隙をも
ちテープファイバに結合する狭隔部（第１端面側）と、
光伝送路の間隔を広げる拡大部と、拡大部に続く広い光
伝送路の間隙をもつ広隔部とよりなる光伝送路（基板に
形成した光導波路や溝に埋め込んだ光ファイバ）を基板
の上に設ける。狭隔部の光伝送路間隔ｄと、広隔部での
光伝送路間隙Ｄの比Ｄ／ｄは１．５倍〜６倍程度とす
る。特に２倍〜４倍程度がよい。標準のテープファイバ
のファイバ間ピッチは２５０μｍであるから、狭隔部の
間隔はそれに合わせるが、広隔部では３７５μｍ〜１５
００μｍのピッチとなる。光伝送路は光導波路または光
ファイバである。光導波路はＳｉＯ_２系の無機導波路で
もよいし、ポリイミドを用いた樹脂導波路でもよい。

【００２４】（２）選択的に受信光を斜め上に反射する
波長選択フィルターを光伝送路の第１端面側の狭隔部の
途中に設ける。受信光をλ２、送信光をλ１とする。波
長選択フィルターは後方から来たλ１をそのまま無損失
で透過させる。波長選択フィルターは斜め前から来たλ
２を全部反射する。

【００２５】（３）光伝送路の狭隔部の途中で、波長選
択フィルターより始端側上部に複数の受光素子を設け
る。波長選択フィルターによって斜め上方へ反射された
受信光を、複数の受光素子で受光する。受光素子は複数
の個別フォトダイオードＰＤ、フォトダイオードアレ
イ、若しくはアレイ状の受光面を有するフォトダイオー
ドＰＤなどである。

【００２６】（４）光伝送路の広隔部の終端に複数の発
光素子（ＬＤ）を設ける。これも発光素子アレイであっ
てもよい。発光素子（ＬＤ）は送信光を発生し光伝送路
へ送出するものである。

【００２７】（５）光伝送路拡大部には発光素子も受光
素子も存在しない。必要に応じて、光伝送路の拡大部の
表面に、受光素子と外部回路との接続用配線パターンを
形成したり、受光素子光電流を増幅する前置増幅器（プ
リアンプ）を搭載する。

【００２８】（６）外部のテープファイバ（ＭＴコネク
タ）との光学的、機械的結合を容易にするため、基板
（Ｓｉ基板など）にガイドピンを設けたり、ガイドピン
受け溝を設けたりする。

【００２９】（７）発光素子（ＬＤ）の後方にモニタ用
受光素子（ＰＤ）を設けることもできる。あるいはＬＤ
駆動用素子を搭載することもできる。

【００３０】（８）樹脂モールドによってパッケージを
作製し、送受信モジュールとしての外形を形成する。エ
ポキシ樹脂などを材料としトランスファモールドして容
易にプラスチックパッケージを作製できる。それは外界
からデバイスを保護し、取扱いを容易にする。

【００３１】

【実施例】［実施例１（基本型；図１、図２、図３、図
４）］図１は実施例１に係る光送受信モジュールの基板
部分の平面図、図２は縦断面図である。本発明の光送受
信モジュールは、矩形状のＳｉ基板２の上に間隙が拡大
する光伝送路、送信部、受信部等が形成されたものであ
る。光伝送路はテープファイバと接続できる狭い間隙の
狭隔部と、拡大部と、広い間隙の広隔部とよりなる。始
端側にある狭隔部の途中に受信部を、広隔部終端に送信
部を設置し、光学的、電気的クロストークを低減してい
る。受信部・送信部間の長さはできるだけ長い方が良
く、５ｍｍ以上が望ましい。チャンネルの数Ｍと光伝送
路の数は等しい。チャンネル数Ｍは１、４、８、１６
…、２^ｍなどの場合がある。ここではＭ＝４の場合を例
示するが、その他の場合も同様な構造となる。光伝送路
は光導波路型の場合と光ファイバ型の場合がある。ここ
では光導波路型のものを例示している。コアの部分が信
号を伝送するが、その部分を光導波路型、光ファイバ型
共通に「光伝送路」と呼ぶことにする。

【００３２】Ｓｉ基板２の上に薄いＳｉＯ_２などの絶縁
層３がある。その上に導波層４がある。導波層４は透明
な材料であり、その内部に４本の光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄが形成される。導波層４は屈折率の低いクラッドであ
り、光伝送路は透明で屈折率の高いコアである。先述の
ようにコアの部分を光伝送路と呼ぶ。それ以外の屈折率
の低い部分はクラッドである。ここでは導波層４と呼
ぶ。導波層４はＳｉ基板２の前端、中間部を覆う。

【００３３】Ｓｉ基板２の後端部が僅かに露出してい
る。後端部の絶縁層３の上にメタライズ配線５が形成さ
れる。その上に半導体レーザが設けられる。導波層４の
内部に形成される光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、伝送路間
隙の狭い狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄと、間隙が広が
る拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄと、間隙が広くて一定
である広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄとよりなる。４つ
の光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、Ｓａ−Ｗａ−Ｔａ、Ｓｂ
−Ｗｂ−Ｔｂ、Ｓｃ−Ｗｃ−Ｔｃ、Ｓｄ−Ｗｄ−Ｔｄと
連続する。

【００３４】前端部の狭隔部はテープファイバと接続す
る部分である。その狭隔部途中に受光素子を配置する。
拡大部ではなめらかな曲線を保ちつつ間隙を増加させ
る。拡大部には十分な長さを割り当てる。広隔部終端は
発光素子と結合する部分である。広隔部ピッチ（周期）
Ｄと狭隔部ピッチ（周期）ｄの比はＤ／ｄ＝１．５〜６
である。ここでは例えば２倍とする。テープファイバの
ピッチが２５０μｍであるとすれば、広隔部のピッチＤ
を５００μｍにすることができる。

【００３５】Ｓｉ基板２の後半部では広隔部になってい
る。狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの途中に受信部を、
広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの終端に送信部を設け
る。導波層４の後端面１０には光伝送路の終端Ｔａ、Ｔ
ｂ、Ｔｃ、Ｔｄが露呈しているので、その直後のメタラ
イズ配線５の上に半導体レーザＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤ
ｃ、ＬＤｄをエピダウンで実装する。半導体レーザＬＤ
ａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄの送信光が光伝送路Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄへ直接入り狭隔部端まで伝わっていく。その
後送信光はテープファイバに入って伝送されてゆく。

【００３６】導波層４の始端の狭隔部には斜溝７が穿た
れ、ここへ波長選択フィルター６が挿入固定される。波
長選択フィルター６は半導体レーザの送信光をそのまま
通し、受信光を選択的に反射する作用がある。波長選択
フィルター６の前方の狭隔部上に、図１７に示すような
独立した複数の縦方向空孔（穴）をもつサブマウント８
を設ける。サブマウント８の上にはメタライズ配線があ
る。サブマウント８の上で光伝送路狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、
Ｓｃ、Ｓｄの直上になるように複数の受光部を持つフォ
トダイオードアレイ２３（受光部：ＰＤａ、ＰＤｂ、Ｐ
Ｄｃ、ＰＤｄ）を実装する。これは裏面入射型のフォト
ダイオードアレイである。たとえば、３０μｍ〜１００
μｍ程度の受光径を１チップ上にアレイ状に並べること
は容易である。受光部は上方にある。フォトダイオード
アレイの代わりに、独立した小型のフォトダイオードチ
ップを４個並べても良い。

【００３７】テープファイバから光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄに入った４つの受信
光はそこですぐに波長選択フィルター６によって選択的
に斜め上方へ反射されサブマウント８の各々の空孔を通
り底面からフォトダイオードアレイ２３の受光部ＰＤ
ａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄに入射し検知される。拡大
部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄや広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、
Ｔｄへは受信光は行かない。

【００３８】裏面入射型に限らず上面入射型ＰＤを用い
てエピダウンにサブマウントの上に取り付けても良い。
その場合アノード（ｐ電極）がサブマウントの配線パタ
ーンに接続されるから、それぞれは分離した配線パター
ンとなる。図３は導波層４の前端面９の正面図である。
光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの前端の狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄが前端面９に露呈する。ピッチ（周期）ｄは狭
い。

【００３９】図４は導波層４の後端面１０の背面図であ
る。光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの後端の広隔部Ｔａ、Ｔ
ｂ、Ｔｃ、Ｔｄが後端面１０に露呈する。ピッチ（周
期）Ｄは広い。それが発光素子チップ搭載の余裕を与
え、光学的・電気的クロストークの抑制に極めて有用で
ある。

【００４０】受信部（波長選択フィルターとＰＤ）は狭
隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄにあり送信部（ＬＤ）は広
隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの終端にある。フォトダイ
オード（ＰＤ）アレイの下に、図１７に示すような４つ
の独立した孔のあるサブマウント８があるので隣りの受
光部からの漏れ光が入りにくく、受光部相互間の電気的
な漏話（クロストーク）は小さい。半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）相互の間隙が広いので電気的クロストークは抑制さ
れる。半導体レーザとフォトダイオードアレイの距離も
十分にあるので光学的クロストークを少なくできる。

【００４１】シングルモード光ファイバはコア径が１０
μｍ、クラッド径が１２５μｍである。ファイバを平面
上平行に並べて固定した４芯、８芯、１６芯…のテープ
ファイバが製造使用されている。その中でのファイバの
ピッチは２５０μｍである。隣接する光ファイバのクラ
ッド・クラッド間隔は１２５μｍである。テープファイ
バに接続される狭隔部でのピッチは２５０μｍとなる。
拡大部によって間隔を広げるので広隔部ではかなり広い
ピッチＤとすることができる。上のｄ＝２５０μｍの例
で、Ｄ／ｄ＝１．５〜６とすると、Ｄ＝３７５μｍ〜１
５００μｍとすることができる。Ｄ／ｄを大きくするた
めには広隔部が長くなるから基板は長くなる。経済性も
考慮して最適のＤ／ｄ比を決定する。

【００４２】半導体レーザは一辺３００μｍ〜５００μ
ｍの角型のチップのものが多い。特に３００μｍ×３０
０μｍ程度のＬＤチップがよく用いられる。これをテー
プファイバのピッチ２５０μｍで並べることはできな
い。しかし本発明は光伝送路を拡大部によって拡大して
おり広隔部ではピッチＤを３７５μｍ〜１５００μｍに
拡大することができる。たとえばＤ／ｄ＝２としてＤ＝
５００μｍとすると、３００μｍ〜４００μｍ角のＬＤ
チップを間隙をおいて並列に並べることができる。半導
体レーザの材料としてはＩｎＰやＩｎＧａＡｓＰ系のも
のが１．０μｍ〜１．７μｍ帯でよく用いられる。

【００４３】ここではフォトダイオードアレイは受光部
間ピッチが２５０μｍのものを用いている。受光径はた
とえば３０μｍ〜１００μｍである。実装回数は増える
がＰＤアレイの代わりに、一辺２００μｍ程度の小型の
角型チップを４個用いてもよい。高速信号の受信用に受
光径を３０μｍ〜１００μｍとしたＰＤでは、このよう
な小型化が可能となる。ＰＤアレイの場合はカソード
（ｎ電極）が共通になるので、共通に電源電圧に接続し
逆バイアスを与えるようにできる。フォトダイオードの
材料としてはＩｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰを受光層と
すると１．０μｍ〜１．７μｍ帯の光に対して感度が高
い。

【００４４】サブマウント８はＡｌ_２Ｏ_３のようなセラ
ミックによって製作できる。サブマウントの上面にはメ
タライズ配線があり裏面入射型ＰＤのカソードが直接に
接続される。縦方向の空孔（穴）が４つあって波長選択
フィルターで反射された受信光は空孔（穴）を通ってＰ
Ｄアレイの底面に入る。空孔（穴）は隔壁１７によって
遮断されている。光導波路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを通って波長
選択フィルターで反射された光が隔壁１７で遮られるか
ら隣接の受光部へ漏れるということはない。サブマウン
トの隔壁１７が隣接導波路間の光学的クロストークを減
らすことができる。さらにサブマウントの高さ分だけＰ
ＤアレイをＬＤから離すことができるから、ＬＤ・ＰＤ
間（送受信部間）のクロストークを低減できる。Ｓｉ基
板は導電性があるがサブマウントは絶縁物なので送受信
部間電気的クロストークを減少させる上で有用である。

【００４５】波長選択フィルター６はＬＤからの送信光
λ１を通し、光ファイバからの受信光λ２を斜め上に反
射するものである。ポリイミドのような薄い基板上に、
誘電体多層膜を交互に蒸着、スパッタリングして製造す
る。ここでは送信光λ１（１．３μｍ）を通し、受信光
λ２（１．５５μｍ）を反射するような誘電体多層膜を
設けている。Ｍ個のチャンネルで送信光λ１、受信光λ
２が同一の場合もあるし、少しずつ（Δピッチで）波長
が異なる場合もある。波長が同一の場合、波長選択フィ
ルター６は全てのチャンネルに共通の層構造を取ること
ができる。だから一つの波長選択フィルターを設ければ
良い。波長が異なる場合は送信光がλ１＋ｊΔ（ｊ＝
１、２、…Ｍ）、受信光がλ２＋ｊΔ（ｊ＝１、２、…
Ｍ）というようになる。その場合チャンネルごとに層構
造の異なる多層膜を形成する必要がある。

【００４６】［実施例２（ガイドピン結合構造；図５、
図６、図７）］本発明のモジュールは標準化されたコネ
クタ、例えばテープファイバを含むＭＴコネクタと接続
できるようにする。位置合わせの為にガイドピンとピン
嵌合穴をコネクタ側とモジュール側に配分して設ける。
実施例２はガイドピン嵌合構造のものである。図５は実
施例２に係る光送受信モジュールの基板部分の平面図、
図６はガイドピンを含む平面で切った縦断面図、図７は
光導波路に沿って切った縦断面図である。ガイドピン構
造以外は実施例１と同様である。

【００４７】実施例２は、矩形状のＳｉ基板２の上に、
間隙が拡大する複数の光伝送路、複数の受光部を持つ受
光素子あるいは複数の受光素子からなる受信部、複数の
発光素子からなる送信部等を形成し、基板前端部にガイ
ドピンを精度良く設けたものである。

【００４８】Ｓｉ基板２の上に薄いＳｉＯ_２などの絶縁
層３がある。その上に透明な導波層４がある。導波層４
の内部に４本の光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが形成される。
導波層４は屈折率の低いクラッドであり、光伝送路は透
明で屈折率の高いコアである。コアの部分である光伝送
路の中を信号光が伝搬する。

【００４９】Ｓｉ基板２の後端部絶縁層３の上に半導体
レーザのためのメタライズ配線５が形成される。

【００５０】導波層４の内部に形成される光伝送路Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは、伝送路間隙の狭い狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄと、間隙が広がる拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗ
ｄと、間隙が広くて一定である広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔ
ｃ、Ｔｄとよりなる。

【００５１】Ｓｉ基板２の始端の狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄの途中に受信部を、広隔部終端に送信部を設け
る。導波層４の後端面１０には光伝送路の終端Ｔａ、Ｔ
ｂ、Ｔｃ、Ｔｄが露呈している。その直後のメタライズ
配線５の上に半導体レーザＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、Ｌ
Ｄｄをエピダウンで実装する。半導体レーザＬＤａ、Ｌ
Ｄｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄの送信光が光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄへ直接に結合される。

【００５２】導波層４の狭隔部には斜溝７を穿ち、波長
選択フィルター６を挿入固定する。波長選択フィルター
６は半導体レーザの送信光λ１をそのまま通し、受信光
λ２を選択的に反射する。波長選択フィルター６の前方
の狭隔部上に縦方向の複数の空孔（穴）をもつサブマウ
ント８を設ける。サブマウント８の上にはメタライズ配
線がある。サブマウント８の上で光伝送路狭隔部Ｓａ、
Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの直上になるように裏面入射型フォト
ダイオードアレイ（受光部：ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、
ＰＤｄ）を実装する。

【００５３】テープファイバから光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄに入った４つの受信
光はすぐ波長選択フィルター６によって選択的に斜め上
方へ反射されてサブマウント８の空孔を通り底面からフ
ォトダイオードアレイの受光部ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤ
ｃ、ＰＤｄに入射し検知される。受信光は拡大部Ｗａ、
Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄや広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄには
行かない。

【００５４】Ｓｉ基板２の前方の光導波路が存在しない
両側の部分にＶ溝２４を穿つ。Ｖ溝２４に円柱形のガイ
ドピン２５を装着し樹脂固定する。Ｓｉ基板２は単結晶
基板であり方位が決まっているから異方性エッチングに
よってＶ溝２４を正確に形成することができる。モジュ
ールは図６に示したような縦断面図をもつ。

【００５５】図５では４芯テープファイバ２８の先端を
保持したＭＴコネクタ２７の横断平面図が示される。Ｍ
Ｔコネクタ２７は端面両側に保持穴２６を有する。ファ
イバはクラッド直径が１２５μｍである。ＭＴコネクタ
２７はそれを４本平面上に並べ２５０μｍピッチで平行
に保持したものである。４本のファイバＨａ、Ｈｂ、Ｈ
ｃ、Ｈｄを含むテープファイバ２８は１２５μｍの間隔
部分と外包部分が樹脂によって形成される。それがＭＴ
コネクタ２７に保持される。テープファイバの端面はコ
ネクタ端面と同一である。ＭＴコネクタ２７の両側には
保持穴２６があってガイドピン２５を挿入できる。ガイ
ドピン２５を保持穴２６へ装着すると、ＭＴコネクタの
テープファイバＨａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄが、光送受信モ
ジュール側の光伝送路（光導波路）の狭隔部Ｓａ、Ｓ
ｂ、Ｓｃ、Ｓｄに正確に対接するようになっている。ガ
イドピン２５と保持穴２６は横方向と縦方向においてＭ
Ｔコネクタとモジュールを精度良く位置合わせすること
ができる。

【００５６】図６はガイドピンを含む平面で切った縦断
面図であるから導波層４の途中で光伝送路が現れる。図
７は光伝送路に沿った曲面で切った断面図なので光伝送
路が全部現れる。

【００５７】発光素子ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄ
の送信光は広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄから光導波路
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに入り拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄで
狭まり狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄにいたりテープフ
ァイバのＨａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄに入る。

【００５８】テープファイバのＨａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ
からの受信光は、光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに入ってすぐ
狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄで波長選択フィルター６
によって斜め上方へ反射される。狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄで反射されたＭ本の受信光はサブマウント８の
各々の空孔（穴）を通過してフォトダイオードアレイの
受光部ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄに入射して光電
流に変換される。

【００５９】［実施例３（拡大部に配線；リードフレー
ム；図８、図９）］無理なく間隙を広げるため拡大部に
は十分な長さを割り当てる。拡大部の表面が空いている
ので、その部分を有効に利用することができる。拡大部
は受信部に近いので受信部のための配線や受光素子の光
信号を増幅するためのプリアンプ（前置増幅器）を設け
ることができる。実施例３は拡大部の上に受光素子のた
めの配線パターンを設けＳｉ基板の裏面にリードフレー
ムを取り付けたものである。図８は実施例３に係る光送
受信モジュールのパッケージを含めた平面図である。こ
こには発光素子まわりの配線パターンも図示した。実施
例１、２でも同様な配線パターンを発光素子のまわりに
設ける必要がある。図９はパッケージを含めたモジュー
ルの縦断面図である。

【００６０】実施例３は、矩形状のＳｉ基板２の上に、
間隙が拡大する複数の光伝送路、複数の受光素子あるい
は複数の受光部を持つ受光素子からなる受信部、複数の
発光素子からなる送信部等を形成し、拡大部の上に受光
素子用配線パターン、Ｓｉ基板後端部に発光素子用配線
パターンを設け、リードフレームをＳｉ基板底面に付け
ている。

【００６１】Ｓｉ基板２の上に薄いＳｉＯ_２などの絶縁
層３がある。その上に透明な導波層４がある。導波層４
の内部に４本の光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが形成される。
光伝送路の中を信号光が伝搬する。

【００６２】導波層４の内部に形成される光伝送路Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは、伝送路間隙の狭い狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄと、間隙が広がる拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗ
ｄと、間隙が広くて一定である広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔ
ｃ、Ｔｄとよりなる。

【００６３】Ｓｉ基板２の始端の狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄの途中に受信部を、広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、
Ｔｄ終端に送信部を設ける。導波層４の後端面１０には
光伝送路の終端Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが露呈してい
る。その直後のメタライズ配線５の上に半導体レーザＬ
Ｄａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄをエピダウンで実装す
る。半導体レーザＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄの送
信光が光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへ直接に結合される。

【００６４】導波層４の狭隔部の途中には斜溝７を穿
ち、波長選択フィルター６を挿入固定する。波長選択フ
ィルター６は半導体レーザの送信光λ１をそのまま通
し、受信光λ２を選択的に反射する。波長選択フィルタ
ー６の前方の狭隔部上に縦方向の複数の空孔（穴）をも
つサブマウント８を設ける。サブマウント８の上にはメ
タライズ配線がある。サブマウント８の上で光伝送路狭
隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの直上になるように裏面入
射型フォトダイオードアレイ２３（受光部：ＰＤａ、Ｐ
Ｄｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄ）を実装する。

【００６５】Ｓｉ基板２の底面には薄い金属製の板を適
当に切ってリードを形成したリードフレーム２９が接着
される。リードフレーム２９は大きい枠構造（図に現れ
ない）から内側向きに複数のリード３２〜４７を延長
し、一部のグランドリード３６、４３の先にベースメタ
ル３０を保持させたものである。これらのリード３２〜
４７やベースメタル３０はＳｉベンチ２の底面の高さに
ある。

【００６６】フォトダイオードアレイ２３（受光部：Ｐ
Ｄａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄ）のための配線を拡大部
の上に設ける。ＰＤのカソードのためのパターン４９は
サブマウント８の上に形成する。サブマウントパターン
４９はワイヤ７８、８８によってメタライズ４８、１９
に接続し、ワイヤ１４０、１４２によってリード３７、
４２に接続される。これはｎ電極に逆バイアスを与える
ため電源電位あるいは適当な正の電位に接続する。

【００６７】拡大部の上にメタライズ配線４８、５０、
５２、５３、５４、１９が印刷や蒸着によって形成され
る。図面ではメタライズ配線は断面でなくても斜線（ハ
ッチ）を付して区別している。受光部ＰＤａ、ＰＤｂ、
ＰＤｃ、ＰＤｄのアノード（ｐ電極）はワイヤ８２、８
３、８４、８５によって配線パターン５０、５２、５
３、５４に接続される。アノードに現れる光電流が受信
信号である。配線パターン５０、５２、５３、５４はワ
イヤ７９、８０、８６、８７によってリード３８、３
９、４０、４１に接続される。

【００６８】導波層４の存在しないＳｉベンチ２の後端
部の絶縁層３の上には、発光素子ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤ
ｃ、ＬＤｄのためのメタライズ配線パターン５５〜６
０、６２、６３が印刷、蒸着によって設けられる。実施
例１、２において配線パターン５と集合的に表現したの
はこれらのことである。

【００６９】メタライズ配線６３の上にＬＤａが、メタ
ライズ６０の上にＬＤｂが、メタライズ５７の上にＬＤ
ｃが、メタライズ５５の上にＬＤｄが実装される。発光
素子ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄはエピダウンで取
り付ける。ストライプ（ｐ電極；アノード）がこれらの
配線に直接に半田付けされる。

【００７０】上面に見えるのがカソード（ｎ電極）であ
り底面の全体あるいは一部にｎ電極が形成される。

【００７１】ワイヤ７６によってＬＤａのカソードがメ
タライズ６２に、ワイヤ７７によってＬＤｂのカソード
がメタライズ５９に接続される。ワイヤ９５によってＬ
Ｄｃのカソードがメタライズ５８に、ワイヤ９４によっ
てＬＤｄのカソードがメタライズ５６に接続される。

【００７２】ワイヤ７４はＬＤａのメタライズ６２をリ
ード３４に、ワイヤ７２はＬＤｂのメタライズ５９をリ
ード３２に、ワイヤ９３はＬＤｃのメタライズ５８をリ
ード４７に、ワイヤ９０はＬＤｄのメタライズ５６をリ
ード４５に接続する。

【００７３】リードとＳｉベンチの上のメタライズ、光
導波路の上のメタライズとは高さが違うのでワイヤは高
低差のある部分をつなぐようになる。

【００７４】チップの実装、ワイヤボンディングが終る
と、発光素子や受光素子、光伝送路終端部など光をやり
取りする部分には屈折率が光導波路に近接し透明で柔軟
な樹脂６４を滴下して被覆する。透光性樹脂６４はたと
えばシリコーン樹脂やアクリレート樹脂である。透光性
樹脂６４が光導波路（光伝送路）とほぼ同じ屈折率をも
つと光伝送路の終端での反射、散乱が少なくなる。透光
性樹脂６４はサブマウント８の内部空孔をも満たし、波
長選択フィルター６で反射された光が散乱されないよう
にＰＤへと導く。透光性樹脂６４は発光素子ＬＤａ、Ｌ
Ｄｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄから出た光が反射・散乱されない
ように光伝送路の広隔部端Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄに入
射させる。また十分な弾性によって受光素子や発光素子
を外部の衝撃から守る作用もある。

【００７５】さらに、その上に硬度のある不透明の樹脂
（必要によって顔料を含ませる）６５によって被覆す
る。それが堅牢で気密性あるプラスチックパッケージと
なる。それはトランスファーモールドにより金型内で一
挙に成形される。量産に適し材料が安いので安価であり
ながら信頼性のあるパッケージとなる。

【００７６】発光素子ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄ
の送信光は広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄから光導波路
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに入り拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄで
狭まり狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄにいたりテープフ
ァイバに入る。

【００７７】テープファイバから光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄに入った４つの受信
光はそこで波長選択フィルター６によって選択的に斜め
上方へ反射されてサブマウント８の空孔を通り底面から
フォトダイオードアレイ２３の受光部ＰＤａ、ＰＤｂ、
ＰＤｃ、ＰＤｄに入射し検知される。受信光は拡大部Ｗ
ａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ
には行かない。

【００７８】実施例３はそのままで適当な手段によって
テープファイバと結合できる。また実施例２のようにガ
イドピン或いは保持穴を両側に設けＭＴコネクタに着脱
できるようにしてもよい。

【００７９】［実施例４（拡大部にプリアンプ；モニタ
用ＰＤ；図１０、図１１）］拡大部に受光素子の光電流
を前置増幅するプリアンプを設けて拡大部を有効利用す
ることもできる。受光素子の光電流は微弱でありインピ
ーダンスが高いので外部ノイズや発光素子側の電気的ノ
イズの影響を受け易い。そこで受光素子の光電流をすぐ
に増幅するプリアンプを受光素子のすぐ近くに設けるこ
とは極めて有用である。増幅された受信信号を外部に取
り出すようにすればノイズの影響をまぬがれる。また発
光素子側では半導体レーザの出力の経年変化を監視する
ためのモニタ用受光素子を設けるようにすると、常に半
導体レーザの出力を一定に保持することができる。

【００８０】図１０は実施例４に係る光送受信モジュー
ルのパッケージを含めた平面図である。図１１はパッケ
ージを含めたモジュールの縦断面図である。

【００８１】Ｓｉ基板２の上に薄いＳｉＯ_２などの絶縁
層３がある。その上に透明導波層４がある。導波層４の
内部に４本の光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが形成される。

【００８２】導波層４の内部に形成される光伝送路Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは、伝送路間隙の狭い狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄと、間隙が広がる拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗ
ｄと、間隙が広くて一定である広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔ
ｃ、Ｔｄとよりなる。

【００８３】Ｓｉ基板２の始端の狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄに複数の縦穴をもつサブマウントを置き、その
上に受信部を設け、中間の拡大部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗ
ｄに別の広いサブマウントを置き、その上に受光素子の
光電流を増幅するためのプリアンプを載せる。後半部の
広隔部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの終端に送信部を設け、
その後にモニタフォトダイオードを置く。

【００８４】導波層４の広隔部の途中には斜溝７を穿
ち、波長選択フィルター６を挿入固定する。波長選択フ
ィルター６は半導体レーザの送信光λ１をそのまま通
し、受信光λ２を選択的に反射する。

【００８５】光伝送路の拡大部の上に広いサブマウント
１８を設ける。サブマウント１８の上にはプリアンプ
（前置増幅器）９７を設ける。プリアンプ９７は受光素
子の光電流を増幅するものである。１電源型のプリアン
プは電源端子、グランド端子、入力端子、出力端子の４
つの端子が必要である。２電源型のプリアンプは＋電源
端子、−電源端子、グランド端子、入力端子、出力端子
の５つの端子が必要である。

【００８６】ここでは４つの受光部に共通のプリアンプ
を示すが４つの独立したプリアンプを並列に並べても良
い。複数の穴のあるサブマウント８の上にメタライズ４
９を載せ、その上にフォトダイオードアレイ２３（受光
部：ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄ）を実装する。フ
ォトダイオードアレイの代わりに、別々のメタライズの
上にある個別のＰＤを４つ設けても良い。プリアンプ９
７の上には１６個のパッドが見える。２電源型のプリア
ンプでも一部電源は受光素子間で共通に使用するのでパ
ッドの数を節約している。ＰＤアレイ２３のメタライズ
４９（カソード）はワイヤ１０６、１０３によってプリ
アンプの電源パッド１０４、１０２に接続される。受光
部ＰＤａのアノードはワイヤ１０７でプリアンプの入力
端子パッド１０５に接続される。残りの端子のいずれか
はグランド端子、出力端子である。それ以外の３つの受
光部についても同様である。プリアンプのために端子が
より多く必要なのでリード１０８、１０９、１３５、１
３６が左右側辺に追加される。

【００８７】導波層４の後端面１０に露呈した光伝送路
の終端面Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの直後のメタライズ配
線の上に半導体レーザＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄ
をエピダウンで実装する。メタライズ配線は実施例３で
説明したので、ここでは略す。この半導体レーザは前方
へ光を出すとともに後方へも一部の光を出すようになっ
ている。半導体レーザのすぐ後ろにメタライズ配線１２
２、１２３、１２４、１２５がある。その上にモニタ用
受光素子ＭＰａ、ＭＰｂ、ＭＰｃ、ＭＰｄを設置する。
これは半導体レーザの後方光を監視することによって半
導体レーザの出力を知り、半導体レーザの駆動電流を増
減させ半導体レーザ出力を一定に保つ作用がある。モニ
タ用フォトダイオードの為の配線が増えるので、モジュ
ールの背後にリード１２６〜１３０、１３２〜１３４を
追加している。

【００８８】発光素子や受光素子、光伝送路終端部など
光をやり取りする部分には透光性樹脂６４をポッティン
グし、その上を硬質の樹脂６５でトランスファーモール
ドする。そのような点は実施例３と同様である。

【００８９】［実施例５（拡大部にプリアンプ；ＬＤ駆
動用ＩＣ；図１２、図１３）］発光素子のモニタ用フォ
トダイオードを設ける変わりに、発光素子ＬＤａ、ＬＤ
ｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄの駆動用ＩＣ１４５を設けてもよ
い。そのようにすれば駆動用回路とＬＤを結ぶ配線の
Ｌ、Ｒが減少し、より高速の動作をさせることができ
る。ワイヤや配線が短くなり配線のインダクタンスが下
がるので１Ｇｂｐｓ以上の高速でＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤ
ｃ、ＬＤｄを駆動することができる。拡大部に受光素子
の光電流を前置増幅するプリアンプ９７を設けるのは実
施例４と同様である。

【００９０】［実施例６（ＭＴコネクタとの嵌合、モジ
ュール側にガイドピン；図１４）］実施例２においてモ
ジュール側にガイドピン、ＭＴコネクタ側に保持穴のあ
る嵌合構造を説明した。図１４に示す実施例６はそれと
同じ嵌合構造をもつモジュール・ＭＴコネクタの組み合
わせである。ＭＴコネクタ２７は４芯テープファイバを
保持している。これは８芯でも１６芯でも構わない。同
様の構造をとることができる。

【００９１】ＭＴコネクタ２７の前端面には保持穴２６
が縦方向に穿孔されている。光ファイバＨａ、Ｈｂ、Ｈ
ｃ、Ｈｄの端が２５０μｍピッチで露呈している。

【００９２】モジュール側にはガイドピン２５が両側に
突出して設けられる。テープファイバの２５０μｍピッ
チに合わせた光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの狭隔部Ｓａ、Ｓ
ｂ、Ｓｃ、Ｓｄが端面に露出する。ガイドピン２５を保
持穴２６に嵌合すると、ＭＴコネクタのファイバＨａ、
Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄと、モジュール側の光伝送路の狭隔部
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄが光軸を共通にするよう接触し
光信号を交換できるようになる。そのような嵌合構造は
実施例１、３、４、５に適用することができる。

【００９３】［実施例７（ＭＴコネクタとの嵌合、ＭＴ
コネクタ側にガイドピン；図１５）］図１５に示す実施
例７はＭＴコネクタ側にガイドピン２５を、モジュール
側に保持穴２６を設けたものである。いずれにしてもテ
ープファイバとモジュールの光伝送路を対接することが
できる。

【００９４】ＭＴコネクタ２７の前端面両側にはガイド
ピン２５が平行に突出している。光ファイバＨａ、Ｈ
ｂ、Ｈｃ、Ｈｄの端が２５０μｍピッチで露呈してい
る。

【００９５】モジュール側には保持穴２６が両側に穿孔
されている。テープファイバの２５０μｍピッチに合わ
せた光伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの狭隔部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄが端面に露出する。ＭＴコネクタ２７のガイド
ピン２５をモジュールの保持穴２６に嵌合すると、ＭＴ
コネクタのＨａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄと、モジュール側の
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄが光軸を共通にするよう接触し
光信号を交換できるようになる。そのような嵌合構造は
実施例１、３、４、５に適用することができる。

【００９６】［実施例８（光ファイバ型光伝送路）］こ
れまで述べたものはＳｉベンチなど基板の上に、ポリイ
ミド樹脂の光導波路や、ＳｉＯ_２系光導波路を設けて複
数の光伝送路を形成するものであった。光伝送路は光フ
ァイバの組み合わせによっても形成できる。光ファイバ
の光伝送路とする場合は、基板に狭隔部、拡大部、広隔
部よりなるＭ本の曲線状Ｖ溝を予め刻設しておきＶ溝に
光ファイバを埋めて樹脂固定するようにする。Ｖ溝によ
って光ファイバの軌跡を精度良く決めることができる。
前端面において光ファイバ端Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは
研磨によってパッケージ面と面一にしておく。

【００９７】

【発明の効果】複数チャンネル信号を伝送するテープフ
ァイバのファイバ間隔が狭すぎ、そのままの幅の平行光
伝送路を基板上に設けても、その伝送路の途中、終端に
発光素子を実装する余裕がない。本発明は、光伝送路の
間隔を広げる拡大部を設け、光伝送路間隔の狭い狭隔部
に複数の受光部をもつ受光素子を設け、光伝送路間隔の
広い広隔部に複数の発光素子を設けている。光伝送路間
隔を広げる拡大部を有するために受光素子や発光素子の
実装スペースの余裕ができる。そのため次のような優れ
た効果を奏することができる。

【００９８】（１）小型低コストで、テープファイバの
ピッチをそのまま生かした非常に実用的でコンパクトな
扱い易いパラレル送受信モジュールが可能となる。

【００９９】（２）導波路拡大部の一見むだに見えるス
ペースに受光素子のための配線パターンを設けることが
できる。空間を有効利用し小型化・低コスト化に有利で
ある。拡大部を前置増幅器搭載のための空間として利用
することも可能である。それによって受信感度を向上さ
せることができる。

【０１００】（３）光伝送路拡大部の一見むだに見える
距離が送信部・受信部間の電気的・光学的クロストーク
を激減させるのに非常に有効である。高性能の受信機能
が実現する。

【０１０１】（４）光伝送路を拡大したあとの広隔部の
終端に発光素子を設ける。発光素子同士の間隔を広くす
ることができ、個別の発光素子チップを光伝送路の終端
に実装するので発光素子相互間の電気的干渉がほとんど
起こらない。

【０１０２】（５）ガイドピンを付けるか、ガイドピン
用差し込み穴を設けることによってＭＴコネクタという
ような、光通信の標準にそったコネクタに接続すること
ができる。光通信の標準にそった光インターフェイスを
持つため、低コストで使いやすいモジュールとなる。

【０１０３】（６）パッケージは、トランスファーモー
ルド技術によって金型で容易に作製できる。量産に向い
たモジュールである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本形を備えた実施例１に係るパラレ
ル送受信モジュールの基板部分の平面図。

【図２】本発明の基本形を備えた実施例１に係るパラレ
ル送受信モジュールの基板部分の縦断面図。

【図３】実施例１のモジュールの基板の上に設けた導波
層の前端面を示す正面図。

【図４】実施例１のモジュールの基板の上に設けた導波
層の後端面を示す背面図。

【図５】光コネクタと嵌合するためのガイドピンを備え
た実施例２に係るパラレル送受信モジュールの基板部分
の平面図。

【図６】光コネクタと嵌合するためのガイドピンを備え
た実施例２に係るパラレル送受信モジュールの基板部分
のガイドピンを含む平面で切断した縦断面図。

【図７】光コネクタと嵌合するためのガイドピンを備え
た実施例２に係るパラレル送受信モジュールの基板部分
の光導波路に沿った曲面で切断した縦断面図。

【図８】光伝送路拡大部の上に受光素子のためのメタラ
イズ配線を設け、基板の後端部に発光素子のためのメタ
ライズ配線を設けた実施例３に係るパラレル送受信モジ
ュールの平面図。

【図９】光伝送路拡大部の上に受光素子のためのメタラ
イズ配線を設け、基板の後端部に発光素子のためのメタ
ライズ配線を設けた実施例３に係るパラレル送受信モジ
ュールの縦断面図。

【図１０】光伝送路拡大部の上にサブマウントを設けサ
ブマウントの上に受光素子の光電流を増幅するための前
置増幅器を設け、基板の後端部に発光素子の出力を監視
するためのモニタ用受光素子を設けた実施例４に係るパ
ラレル送受信モジュールの平面図。

【図１１】光伝送路拡大部の上にサブマウントを設けサ
ブマウントの上に受光素子の光電流を増幅するための前
置増幅器を設け、基板の後端部に発光素子の出力を監視
するためのモニタ用受光素子を設けた実施例４に係るパ
ラレル送受信モジュールの縦断面図。

【図１２】光伝送路拡大部の上にサブマウントを載せ、
その上へ前置増幅器を設け受光素子光電流を増幅するよ
うにし、基板の後端部に発光素子を駆動するためのＬＤ
駆動用ＩＣを設けた実施例５に係るパラレル送受信モジ
ュールの平面図。

【図１３】光伝送路拡大部の上にサブマウントを載せ、
その上へ前置増幅器を設け受光素子光電流を増幅するよ
うにし、基板の後端部に発光素子を駆動するためのＬＤ
駆動用ＩＣを設けた実施例５に係るパラレル送受信モジ
ュールの縦断面図。

【図１４】モジュール側にガイドピンを設け、ＭＴコネ
クタ側にガイドピン用保持穴を設けた光コネクタと嵌合
する構造をもつ実施例６に係るパラレル送受信モジュー
ルの斜視図。

【図１５】モジュール側にガイドピン用保持穴を設け、
ＭＴコネクタ側にガイドピンを設けた光コネクタと嵌合
する構造をもつ実施例７に係るパラレル送受信モジュー
ルの斜視図。

【図１６】従来例宍倉正人、長妻一之、井戸立身、徳
田正秀、中原宏治、野本悦子、須藤剣、佐野博久、「１
０Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」、２００
１年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大
会、Ｃ−３−５０、ｐ１６０、によって提案された送受
信モジュールの斜視図。

【図１７】本発明に係る受光素子の下に設けられ独立し
た複数の縦穴をもつサブマウント部分の横断面図。穴が
独立しているので、受光部間同士のクロストークを防
ぐ。

【符号の説明】

２Ｓｉ基板３絶縁層４導波層５メタライズ配線６波長選択フィルター７斜溝８サブマウント９前端面１０後端面１７隔壁１８サブマウント１９メタライズ配線２２活性層２３フォトダイオードアレイ２４Ｖ溝２５ガイドピン２６保持穴２７ＭＴコネクタ２８テープファイバ２９リードフレーム３０ベースメタル３２〜４７リード４８メタライズ配線４９サブマウントメタライズパターン５０メタライズ配線５２〜６０メタライズ配線６２〜６３メタライズ配線６４透光性樹脂６５固定樹脂７２〜８０ワイヤ８２〜９０ワイヤ９２〜９５ワイヤ９７プリアンプ９９〜１０２パッド１０３ワイヤ１０４、１０５パッド１０６、１０７ワイヤ１０８、１０９リード１２２〜１２５メタライズパターン１２６〜１３０リード１３２〜１３６リード１４０ワイヤ１４２ワイヤ１４５ＬＤ駆動用ＩＣ１４６、１４７ワイヤ２２２Ｓｉベンチ２２６Ｓｉベンチ後端部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ光伝送路Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ狭隔部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ拡大部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ広隔部ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄ受光素子の受光部ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄ発光素子ＭＰａ、ＭＰｂ、ＭＰｃ、ＭＰｄモニタ用受光素子Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、ＨｄＭＴコネクタ側光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｈ０１Ｌ 31/02 ＣＦターム(参考） 2H036 JA01 QA49 2H037 AA01 BA02 BA11 BA24 CA34 2H047 KA03 KA12 KB09 KB10 MA07 TA01 5F073 AB02 AB28 BA01 FA03 FA07 FA16 FA18 FA30 5F088 BA16 BB01 EA02 EA11 EA20 JA14 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のチャンネルに対応する複数の光
伝送路を有し波長の異なる送信光と受信光を双方向伝送
する外部伝送装置に結合するべき送受信モジュールであ
って、基板と、外部伝送装置の光伝送路間隙と同一の狭
い間隙を有する狭隔部と間隙が広がる拡大部と間隙の広
い広隔部よりなり基板上に形成された複数本の光伝送路
と、基板上で光伝送路の広隔部の終端に設けられ送信信
号を発生し光伝送路に入射する複数の発光素子又は発光
素子アレイからなる送信部と、光伝送路の狭隔部の途中
に設けられ光伝送路を伝搬してきた受信光を選択的に上
方へ反射させる機構と反射された受信光を感受する受光
素子アレイまたは複数の受光素子からなる受信部とを有
することを特徴とするパラレル送受信モジュール。
【請求項２】受信光を選択的に上方へ反射させる機構
が、光伝送路の狭隔部に穿たれた斜溝に挿入した、受信
光だけを選択的に斜め上方へ反射させる波長選択フィル
ターであることを特徴とする請求項１に記載のパラレル
送受信モジュール。
【請求項３】前記受信部の受光素子が、隔壁で隔てら
れた縦空孔を有し光伝送路の狭い間隙を有する狭隔部の
上に設置されたサブマウントの上にフォトダイオードア
レイ又は個別複数のフォトダイオードを配置したもので
あることを特徴とする請求項１又は２に記載のパラレル
送受信モジュール。
【請求項４】前記受光素子と外部回路とを接続するた
めのメタライズ配線が、光伝送路の間隙を広げる拡大部
に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載のパラレル送受信モジュール。
【請求項５】サブマウントの上に受光素子と外部回路
を接続するためのメタライズ配線を形成したことを特徴
とする請求項３に記載のパラレル送受信モジュール。
【請求項６】前記受光素子の出力信号を増幅するため
の増幅器を、光伝送路の間隙を広げる拡大部上に実装し
たことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパラ
レル送受信モジュール。
【請求項７】前記送信部が、光伝送路の広隔部の終端
面に近接して基板上に配置された個別複数の半導体レー
ザよりなることを特徴とする請求項１に記載のパラレル
送受信モジュール。
【請求項８】半導体レーザは前方と後方に光を発生す
るものであって、前方光を光伝送路の広隔部端に入射さ
せ、半導体レーザの後方にモニタ用フォトダイオードを
設け、半導体レーザの後方光をモニタ用フォトダイオー
ドで監視するようにした事を特徴とする請求項７に記載
のパラレル送受信モジュール。
【請求項９】半導体レーザを駆動する駆動素子を光伝
送路によって覆われない基板の後端部に配置した事を特
徴とする請求項７又は８に記載のパラレル送受信モジュ
ール。
【請求項１０】光伝送路が光ファイバであることを特
徴とする請求項１〜９の何れかに記載のパラレル送受信
モジュール。
【請求項１１】光伝送路が光導波路であることを特徴
とする請求項１〜９の何れかに記載のパラレル送受信モ
ジュール。
【請求項１２】複数の光ファイバを内包する光コネク
タと嵌合するためのガイドピンの保持穴を光伝送路の狭
隔部始端面に設けたことを特徴とする請求項１〜１１の
何れかに記載のパラレル送受信モジュール。
【請求項１３】複数の光ファイバを内包する光コネク
タと嵌合するためのガイドピンを光伝送路の狭隔部始端
面に設けたことを特徴とする請求項１〜１１の何れかに
記載のパラレル送受信モジュール。
【請求項１４】光伝送路の数が４Ｍ本（Ｍは整数）で
あり、光コネクタと嵌合する狭隔部の端面での光伝送路
間隔が２５０μｍピッチであり、ガイドピンの構造がＭ
Ｔコネクタの標準規格に合致することを特徴とする請求
項１〜１３の何れかに記載のパラレル送受信モジュー
ル。
【請求項１５】光伝送路の狭隔部端面と、外部との電
気接続端子と、嵌合部分を残して、他の部分を樹脂モー
ルドして、一体化したことを特徴とする請求項１〜１４
の何れかに記載のパラレル送受信モジュール。
【請求項１６】光伝送路の狭隔部ピッチｄに対する広
隔部ピッチＤの比Ｄ／ｄが１．５〜６であることを特徴
とする請求項１〜１５の何れかに記載のパラレル送受信
モジュール。