JPH05142450A - 双方向光伝送用ｗｄｍモジユ−ル - Google Patents
双方向光伝送用ｗｄｍモジユ−ルInfo
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- JPH05142450A JPH05142450A JP3306362A JP30636291A JPH05142450A JP H05142450 A JPH05142450 A JP H05142450A JP 3306362 A JP3306362 A JP 3306362A JP 30636291 A JP30636291 A JP 30636291A JP H05142450 A JPH05142450 A JP H05142450A
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- waveguide
- lens
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- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小型で高速変調が可能で漏話の少ない双方向
光伝送用ＷＤＭモジュ−ルを提供する。 【構成】 導波路基板８上に形成した薄膜導波路から成
る２つの方向性結合器１１，１８に半導体レーザ４と受
光素子９でモジュールを構成する。レーザ４からの波長
λ１の送信信号は基板８の傾斜カットされた端面からλ
１を選択的に透過する導波路１２を経てファイバ１７に
出力する。波長λ２の受信信号波は方向性結合器１１に
入射し、λ２を選択的に透過する導波路１３を経て基板
８の端面のλ１を透過しλ２を反射する波長選択性反射
膜１９で反射され方向性結合器１８の導波路１４を経て
受光素子２０で検波される。 【効果】 ファイバからの波長λ１の戻り光は導波路１
３と反射膜１９の波長選択性により阻止され、また受光
素子はピンホールで迷光を除去するので漏話が少ない。
またλ１の戻り光は基板の傾斜端面８ａとレンズ７の傾
斜面で反射されてレーザには戻らない。
光伝送用ＷＤＭモジュ−ルを提供する。 【構成】 導波路基板８上に形成した薄膜導波路から成
る２つの方向性結合器１１，１８に半導体レーザ４と受
光素子９でモジュールを構成する。レーザ４からの波長
λ１の送信信号は基板８の傾斜カットされた端面からλ
１を選択的に透過する導波路１２を経てファイバ１７に
出力する。波長λ２の受信信号波は方向性結合器１１に
入射し、λ２を選択的に透過する導波路１３を経て基板
８の端面のλ１を透過しλ２を反射する波長選択性反射
膜１９で反射され方向性結合器１８の導波路１４を経て
受光素子２０で検波される。 【効果】 ファイバからの波長λ１の戻り光は導波路１
３と反射膜１９の波長選択性により阻止され、また受光
素子はピンホールで迷光を除去するので漏話が少ない。
またλ１の戻り光は基板の傾斜端面８ａとレンズ７の傾
斜面で反射されてレーザには戻らない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、双方向光伝送用ＷＤＭ
モジュ−ルに関するものである。
モジュ−ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ル
（以下単に「ＷＤＭモジュ−ル」ともいう）は、図３に
示すように、箱型パッケ−ジ３１内に３個のレンズ（Ｇ
ＲＩＮレンズ）３２，３３，３４をＴ字状に組合わせて
配置し、その第１レンズ３２の端面に光ファイバ１７を
接続し、パッケ−ジ３１の側壁に、第１レンズ３２と同
軸的に配置された第２レンズ３３のレンズ面に臨ませて
缶封止ＬＤ（レ−ザ・ダイオ−ド）３５を設け、これら
第１，第２レンズ３３，３３に対し直角に配置された第
３レンズ３４のレンズ面に臨ませて缶封止ＰＤ（フォト
・ダイオ−ド）３６を設けて主に構成されている。第１
レンズ３２と第２レンズ３３の相対向するレンズ面は４
５度に切断され、両傾面を重ね合わせて配置すると共
に、両レンズ間には光波長フィルタ３６が介設されてい
る。
（以下単に「ＷＤＭモジュ−ル」ともいう）は、図３に
示すように、箱型パッケ−ジ３１内に３個のレンズ（Ｇ
ＲＩＮレンズ）３２，３３，３４をＴ字状に組合わせて
配置し、その第１レンズ３２の端面に光ファイバ１７を
接続し、パッケ−ジ３１の側壁に、第１レンズ３２と同
軸的に配置された第２レンズ３３のレンズ面に臨ませて
缶封止ＬＤ（レ−ザ・ダイオ−ド）３５を設け、これら
第１，第２レンズ３３，３３に対し直角に配置された第
３レンズ３４のレンズ面に臨ませて缶封止ＰＤ（フォト
・ダイオ−ド）３６を設けて主に構成されている。第１
レンズ３２と第２レンズ３３の相対向するレンズ面は４
５度に切断され、両傾面を重ね合わせて配置すると共
に、両レンズ間には光波長フィルタ３６が介設されてい
る。
【０００３】光ファイバ１７より入射した波長 1.3μｍ
の光は、第１レンズ３２によりコリメ−トされた後、光
波長フィルタ３６により反射され缶封止ＰＤ３６で受光
される。一方、缶封止ＬＤより出射した波長1.55μｍの
光は、第２レンズ３３によりコリメ−トされた後、光波
長フィルタ３６を通過し光ファイバ１７に入射する。こ
のようにして双方向光伝送を達成する。
の光は、第１レンズ３２によりコリメ−トされた後、光
波長フィルタ３６により反射され缶封止ＰＤ３６で受光
される。一方、缶封止ＬＤより出射した波長1.55μｍの
光は、第２レンズ３３によりコリメ−トされた後、光波
長フィルタ３６を通過し光ファイバ１７に入射する。こ
のようにして双方向光伝送を達成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術の双
方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ルには、 (1) 缶封止ＬＤ、缶封止ＰＤを用いているため小形化が
困難である。
方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ルには、 (1) 缶封止ＬＤ、缶封止ＰＤを用いているため小形化が
困難である。
【０００５】(2) 光ファイバからの反射光がＬＤに戻る
ため動作が不安定になり、高速変調が不可能になる。
ため動作が不安定になり、高速変調が不可能になる。
【０００６】(3) ＬＤから出射された迷光がＰＤで受光
され光学的漏話が大きく、システムへの適用範囲が限ら
れる。
され光学的漏話が大きく、システムへの適用範囲が限ら
れる。
【０００７】等の欠点があった。
【０００８】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を解消し、小型で、高速変調が可能で、漏話が少ないＷ
ＤＭモジュ−ルを提供することにある。
を解消し、小型で、高速変調が可能で、漏話が少ないＷ
ＤＭモジュ−ルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＷＤＭモジュ−ルにおいては、半導体レ−
ザと導波路基板との間に、その半導体レ−ザからの出射
光を平行光とするための第１レンズとこの第１レンズを
通過した光を集光するための第２レンズとを設け、第２
レンズの導波路基板側レンズ面及びこれと向き合う導波
路基板の端面を斜面に形成してこれら斜面を互いに平行
となるように配置し、導波路基板の上記半導体レ−ザ配
置側とは反対側の端面に臨ませて受光素子を配置し、導
波路基板には、第１及び第２方向性結合器を形成して第
１方向性結合器の第１ポ−トに光伝送用光ファイバを接
続すると共に、第１方向性結合器の第２ポ−トを導波路
基板の上記斜面に接続する第１光導波路部と、第１方向
性結合器の第３ポ−トと第２方向性結合器の第１ポ−ト
とを接続する第２光導波路部と、第２方向性結合器の第
２ポ−トを上記受光素子に接続するための第３光導波路
部とを形成した。ただし、上記第１方向性結合器は、第
１光導波路部を伝搬してきた上記半導体レ−ザからの送
信光はそのまま光ファイバへ入射させ、光ファイバを伝
搬してきた光は第１光導波路部側へは通さず第２光導波
部側へ分波するよう構成され、上記第２方向性結合器
は、第２光導波路部を伝搬してきた上記光ファイバから
の光はそのまま上記第３光導波路部へ伝搬させ、第２光
導波路部に混入し伝搬してきた上記半導体レ−ザの光は
第３光導波路部外へ分波・除去するよう構成される。
め、本発明のＷＤＭモジュ−ルにおいては、半導体レ−
ザと導波路基板との間に、その半導体レ−ザからの出射
光を平行光とするための第１レンズとこの第１レンズを
通過した光を集光するための第２レンズとを設け、第２
レンズの導波路基板側レンズ面及びこれと向き合う導波
路基板の端面を斜面に形成してこれら斜面を互いに平行
となるように配置し、導波路基板の上記半導体レ−ザ配
置側とは反対側の端面に臨ませて受光素子を配置し、導
波路基板には、第１及び第２方向性結合器を形成して第
１方向性結合器の第１ポ−トに光伝送用光ファイバを接
続すると共に、第１方向性結合器の第２ポ−トを導波路
基板の上記斜面に接続する第１光導波路部と、第１方向
性結合器の第３ポ−トと第２方向性結合器の第１ポ−ト
とを接続する第２光導波路部と、第２方向性結合器の第
２ポ−トを上記受光素子に接続するための第３光導波路
部とを形成した。ただし、上記第１方向性結合器は、第
１光導波路部を伝搬してきた上記半導体レ−ザからの送
信光はそのまま光ファイバへ入射させ、光ファイバを伝
搬してきた光は第１光導波路部側へは通さず第２光導波
部側へ分波するよう構成され、上記第２方向性結合器
は、第２光導波路部を伝搬してきた上記光ファイバから
の光はそのまま上記第３光導波路部へ伝搬させ、第２光
導波路部に混入し伝搬してきた上記半導体レ−ザの光は
第３光導波路部外へ分波・除去するよう構成される。
【００１０】上記第２方向性結合器の第３及び第４ポ−
ト、すなわち第２方向性結合器の第１及び第２ポ−ト以
外の残りのポ−トは導波路基板の端面に開口しているこ
とが望ましく、更に、第３及び第４ポ−トの開口端に反
射膜を形成しておくことが望ましい。この反射膜として
波長選択性の誘電体多層膜を用いてもよい。
ト、すなわち第２方向性結合器の第１及び第２ポ−ト以
外の残りのポ−トは導波路基板の端面に開口しているこ
とが望ましく、更に、第３及び第４ポ−トの開口端に反
射膜を形成しておくことが望ましい。この反射膜として
波長選択性の誘電体多層膜を用いてもよい。
【００１１】上記両斜面の傾斜角は８度、（別の表現を
すれば、上記両斜面が第２レンズの軸線と成す角度は８
２度）であることが望ましい。
すれば、上記両斜面が第２レンズの軸線と成す角度は８
２度）であることが望ましい。
【００１２】上記第３光導波路部の光出射端と上記受光
素子との間に半導体レ−ザの光をカットする波長フィル
タを設けておくことが望ましい。
素子との間に半導体レ−ザの光をカットする波長フィル
タを設けておくことが望ましい。
【００１３】上記受光素子の受光部直前にピンホ−ル付
き遮光部材を設けておくことが望ましく、そのピンホ−
ルは第３光導波路部の断面寸法に合わせて形成されてい
ることが望ましい。
き遮光部材を設けておくことが望ましく、そのピンホ−
ルは第３光導波路部の断面寸法に合わせて形成されてい
ることが望ましい。
【００１４】
【作用】半導体レ−ザより出射された光は、第１レンズ
により平行にされ、第２レンズで集光されて導波路基板
に入射し、その第１方向性結合器に第２ポ−トより入り
第１ポ−トから出て光ファイバに入射する。一方、光フ
ァイバより導波路基板に入射した光は、第１方向性結合
器に第１ポ−トより入り、分波され、第３ポ−トから出
て第２導波路部を伝搬する。その後、光ファイバからの
光は第２方向性結合器に第１ポ−トより入り、再度分波
され、第２ポ−トから出て第３導波路部を伝搬し、導波
路基板の端面より出射され受光素子で受光される。
により平行にされ、第２レンズで集光されて導波路基板
に入射し、その第１方向性結合器に第２ポ−トより入り
第１ポ−トから出て光ファイバに入射する。一方、光フ
ァイバより導波路基板に入射した光は、第１方向性結合
器に第１ポ−トより入り、分波され、第３ポ−トから出
て第２導波路部を伝搬する。その後、光ファイバからの
光は第２方向性結合器に第１ポ−トより入り、再度分波
され、第２ポ−トから出て第３導波路部を伝搬し、導波
路基板の端面より出射され受光素子で受光される。
【００１５】第２レンズの導波路基板側のレンズ面及び
これと向き合う導波路基板端面を斜め研磨あるいは斜め
カットした斜面として両斜面を平行に配置しているた
め、半導体レ−ザへの戻り光を低減させることができ
る、そのため、半導体レ−ザの動作を安定させることが
でき、高速変調が可能となる。また、半導体レ−ザと受
光素子が導波路基板を介して離れた位置に配置されてい
るので、半導体レ−ザから出射された迷光が受光素子で
受光されにくく、加えて、第１及び第２方向性結合器に
よる二度に亘る分波により、半導体レ−ザからの光はほ
ぼ完全に除去され光ファイバからの光のみ受光素子へ導
かれるので、光学的漏話を著しく低減させることができ
る。また、半導体レ−ザの出射光を２個のレンズを用い
て導波路基板に集光させているため、光出射部と導波路
の光入射部との軸ずれ損失許容量が著しく向上し、モジ
ュ−ル組立ての際の各光学要素の実装が極めて容易とな
る。そのため、缶封止型と比べて遥かに小形の半導体レ
−ザチップを容易に実装でき、モジュ−ルの小形化が実
現できる。
これと向き合う導波路基板端面を斜め研磨あるいは斜め
カットした斜面として両斜面を平行に配置しているた
め、半導体レ−ザへの戻り光を低減させることができ
る、そのため、半導体レ−ザの動作を安定させることが
でき、高速変調が可能となる。また、半導体レ−ザと受
光素子が導波路基板を介して離れた位置に配置されてい
るので、半導体レ−ザから出射された迷光が受光素子で
受光されにくく、加えて、第１及び第２方向性結合器に
よる二度に亘る分波により、半導体レ−ザからの光はほ
ぼ完全に除去され光ファイバからの光のみ受光素子へ導
かれるので、光学的漏話を著しく低減させることができ
る。また、半導体レ−ザの出射光を２個のレンズを用い
て導波路基板に集光させているため、光出射部と導波路
の光入射部との軸ずれ損失許容量が著しく向上し、モジ
ュ−ル組立ての際の各光学要素の実装が極めて容易とな
る。そのため、缶封止型と比べて遥かに小形の半導体レ
−ザチップを容易に実装でき、モジュ−ルの小形化が実
現できる。
【００１６】第２方向性結合器の第３及び第４ポ−トが
導波路基板の端面に開口されていると、第２導波路部を
伝搬してきた光は第２方向性結合器で分波されると共に
導波路基板端面で反射して伝搬方向が逆転する。これに
より、受光素子を導波路基板の半導体レ−ザ配置側とは
反対側端面に望ませて配置することが容易となる。第３
及び第４ポ−トの開口端に反射膜を形成しておくことに
より、光をより確実に反射させることができる。また、
この反射膜として導波路基板の端面に誘電体多層膜コ−
ティングによって形成された波長選択性の膜を用いれ
ば、半導体レ−ザからの光を透過・除去し、光ファイバ
からの光のみ反射させて受光素子へ伝搬させることがで
きる。
導波路基板の端面に開口されていると、第２導波路部を
伝搬してきた光は第２方向性結合器で分波されると共に
導波路基板端面で反射して伝搬方向が逆転する。これに
より、受光素子を導波路基板の半導体レ−ザ配置側とは
反対側端面に望ませて配置することが容易となる。第３
及び第４ポ−トの開口端に反射膜を形成しておくことに
より、光をより確実に反射させることができる。また、
この反射膜として導波路基板の端面に誘電体多層膜コ−
ティングによって形成された波長選択性の膜を用いれ
ば、半導体レ−ザからの光を透過・除去し、光ファイバ
からの光のみ反射させて受光素子へ伝搬させることがで
きる。
【００１７】第２レンズの導波路基板側のレンズ面及び
これと向き合う導波路基板端面を傾斜角８度の斜面とし
て両斜面を平行に配置しておくことにより、半導体レ−
ザへの戻り光を最も効果的に低減させることができる。
これと向き合う導波路基板端面を傾斜角８度の斜面とし
て両斜面を平行に配置しておくことにより、半導体レ−
ザへの戻り光を最も効果的に低減させることができる。
【００１８】第３光導波路部の光出射端と上記受光素子
との間に上記波長フィルタを設けておくことにより、第
１及び第２方向性結合器で完全に除去できなかった半導
体レ−ザからの光を除去することができる。
との間に上記波長フィルタを設けておくことにより、第
１及び第２方向性結合器で完全に除去できなかった半導
体レ−ザからの光を除去することができる。
【００１９】受光素子の受光部直前にピンホ−ル付き遮
光部材を設けておくことにより、導波路基板のクラッド
部を伝搬して来たクラッドモ−ドの光（不要光）や半導
体レ−ザ等からの迷光が受光素子に入射するのを防止で
きる。一般に受光素子の受光面は導波路のコア断面寸法
よりも大きいので、ピンホ−ルを第３光導波路部の断面
寸法に合わせて小さく形成しておくことにより受光素子
への不要光の入射を効果的に防止することができる。
光部材を設けておくことにより、導波路基板のクラッド
部を伝搬して来たクラッドモ−ドの光（不要光）や半導
体レ−ザ等からの迷光が受光素子に入射するのを防止で
きる。一般に受光素子の受光面は導波路のコア断面寸法
よりも大きいので、ピンホ−ルを第３光導波路部の断面
寸法に合わせて小さく形成しておくことにより受光素子
への不要光の入射を効果的に防止することができる。
【００２０】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【００２１】図１(a) において、箱状のパッケ−ジ１内
には、第１のステム２と第２のステム３が若干離間させ
て一直線上に配設されている。第１のステム２は断面Ｌ
字状に形成されており、その固定基部上には、チップ状
の半導体レ−ザ（ＬＤ）４が配設されると共に、ＬＤ４
から第２のステム３に対向する端部側においては、Ｖ溝
５で位置決めされて円柱状の第１レンズ６が設けられて
いる。一方、第２のステム３上には、第１のステム２に
向いた端部側にＶ溝で位置決めされて円柱状の第２レン
ズ７が設けられ、更に、この第２レンズ７に続いて導波
路基板８及び受光素子（ＰＤ）９が順に設けられてい
る。また、第１のステム２のＬ字状起立部にはＬＤモニ
タ用ＰＤ１０が設けられている。
には、第１のステム２と第２のステム３が若干離間させ
て一直線上に配設されている。第１のステム２は断面Ｌ
字状に形成されており、その固定基部上には、チップ状
の半導体レ−ザ（ＬＤ）４が配設されると共に、ＬＤ４
から第２のステム３に対向する端部側においては、Ｖ溝
５で位置決めされて円柱状の第１レンズ６が設けられて
いる。一方、第２のステム３上には、第１のステム２に
向いた端部側にＶ溝で位置決めされて円柱状の第２レン
ズ７が設けられ、更に、この第２レンズ７に続いて導波
路基板８及び受光素子（ＰＤ）９が順に設けられてい
る。また、第１のステム２のＬ字状起立部にはＬＤモニ
タ用ＰＤ１０が設けられている。
【００２２】第１レンズ６及び第２レンズ７は石英系ガ
ラス又はプラスチックから成り、第１レンズ６はＬＤ４
より出射された光を平行光とするため、第２レンズ７側
のレンズ面７ａが球面加工されている。一方、第２レン
ズ７は、この平行光を受けるように第１レンズ６に対し
一定の距離をおいて且つ同軸的に配設され、その導波路
基板８側のレンズ面８ａは傾斜角８度で斜め研磨あるい
は斜めカットされている。導波路基板８は石英系ガラス
から成り、そのＬＤ４配置側端面の上記第２レンズ７と
向き合う部分は、図１(b) に示すように傾斜角８度で斜
め研磨あるいは斜めカットされている。この導波路基板
８の斜面８ａと第２レンズ７の斜面７ａは互いに平行と
なるように配置されている。
ラス又はプラスチックから成り、第１レンズ６はＬＤ４
より出射された光を平行光とするため、第２レンズ７側
のレンズ面７ａが球面加工されている。一方、第２レン
ズ７は、この平行光を受けるように第１レンズ６に対し
一定の距離をおいて且つ同軸的に配設され、その導波路
基板８側のレンズ面８ａは傾斜角８度で斜め研磨あるい
は斜めカットされている。導波路基板８は石英系ガラス
から成り、そのＬＤ４配置側端面の上記第２レンズ７と
向き合う部分は、図１(b) に示すように傾斜角８度で斜
め研磨あるいは斜めカットされている。この導波路基板
８の斜面８ａと第２レンズ７の斜面７ａは互いに平行と
なるように配置されている。
【００２３】導波路基板８は、そのＰＤ９配置側の端部
に形成された第１方向性結合器１１と、ＬＤ４配置側の
端部に形成された第２方向性結合器１２と、第１方向性
結合器１１の第２ポ−トP1-2と接続され斜面８ａに開口
する第１導波路部１２と、第１方向性結合器１１の第３
ポ−トP1-3と第２方向性結合器１２の第１ポ−トP2-1と
を接続する第２導波路部１３と、第２方向性結合器１２
の第２ポ−トP2-2と接続されＰＤ９に臨んで導波路基板
８の端面に開口する第３導波路部１４とを有している。
第２方向性結合器１２の第３及び第４ポ−トP2-3,P2-4
は導波路基板８の端面の斜面８ａ近傍に開口しており、
その開口端には反射膜１９が誘電体多層膜コ−ティング
によって形成されている。また、第３導波路部１４の開
口端には誘電体多層膜コ−ティングによって波長フィル
タ膜２０が形成されている。そして、この導波路基板８
の第１方向性結合器１１の第１ポ−トP1-1に光ファイバ
１７が融着接続されている。上記反射膜１９は、ＬＤ４
からの光（波長1.53μｍ）のみ透過し光ファイバ１７か
らの光（波長1.31μｍ）は反射する波長選択性の膜であ
り、波長フィルタ膜２０は、ＬＤ４からの光は反射し光
ファイバ１７からの光のみ透過する波長選択性の膜であ
る。ＬＤ４、ＬＤモニタ用ＰＤ１０、及びＰＤ９は、ボ
ンディングワイヤ１５で電極ピン１６と接続されてお
り、１GHz 以上の帯域を持つ。
に形成された第１方向性結合器１１と、ＬＤ４配置側の
端部に形成された第２方向性結合器１２と、第１方向性
結合器１１の第２ポ−トP1-2と接続され斜面８ａに開口
する第１導波路部１２と、第１方向性結合器１１の第３
ポ−トP1-3と第２方向性結合器１２の第１ポ−トP2-1と
を接続する第２導波路部１３と、第２方向性結合器１２
の第２ポ−トP2-2と接続されＰＤ９に臨んで導波路基板
８の端面に開口する第３導波路部１４とを有している。
第２方向性結合器１２の第３及び第４ポ−トP2-3,P2-4
は導波路基板８の端面の斜面８ａ近傍に開口しており、
その開口端には反射膜１９が誘電体多層膜コ−ティング
によって形成されている。また、第３導波路部１４の開
口端には誘電体多層膜コ−ティングによって波長フィル
タ膜２０が形成されている。そして、この導波路基板８
の第１方向性結合器１１の第１ポ−トP1-1に光ファイバ
１７が融着接続されている。上記反射膜１９は、ＬＤ４
からの光（波長1.53μｍ）のみ透過し光ファイバ１７か
らの光（波長1.31μｍ）は反射する波長選択性の膜であ
り、波長フィルタ膜２０は、ＬＤ４からの光は反射し光
ファイバ１７からの光のみ透過する波長選択性の膜であ
る。ＬＤ４、ＬＤモニタ用ＰＤ１０、及びＰＤ９は、ボ
ンディングワイヤ１５で電極ピン１６と接続されてお
り、１GHz 以上の帯域を持つ。
【００２４】上記導波路基板８の内部構造は、第１方向
性結合器１１の第１及び第２ポ−ト部の断面を例にとる
と、図１(c) に示すように石英ガラス基板１０２の表面
にＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 系の矩形状のコア導波路１００を
形成し、これらコア導波路１００をＰｉＯ5 −Ｂ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 系ガラスのクラッド１０１で覆った構造にな
っている。互いに近接した２本のコア導波路１００より
成る方向性結合器は分波機能を持つ。図２に、第１方向
性結合器１１の波長損失特性を示す。P1-2→P1-1は、波
長1.31μｍの光に対しては低損失であり、波長1.53μｍ
の光に対しては高損失となる。逆に、P1-1→P1-3は、波
長1.53μｍの光に対しては低損失であり、波長1.31μｍ
の光に対しては高損失となる。すなわち、波長1.31μｍ
と波長1.53μｍの光を分波できる。また、第２方向性結
合器１８において、P2-1→P2-2は、波長1.53μｍの光に
対しては低損失であり、波長1.31μｍの光に対しては高
損失となる。
性結合器１１の第１及び第２ポ−ト部の断面を例にとる
と、図１(c) に示すように石英ガラス基板１０２の表面
にＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 系の矩形状のコア導波路１００を
形成し、これらコア導波路１００をＰｉＯ5 −Ｂ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 系ガラスのクラッド１０１で覆った構造にな
っている。互いに近接した２本のコア導波路１００より
成る方向性結合器は分波機能を持つ。図２に、第１方向
性結合器１１の波長損失特性を示す。P1-2→P1-1は、波
長1.31μｍの光に対しては低損失であり、波長1.53μｍ
の光に対しては高損失となる。逆に、P1-1→P1-3は、波
長1.53μｍの光に対しては低損失であり、波長1.31μｍ
の光に対しては高損失となる。すなわち、波長1.31μｍ
と波長1.53μｍの光を分波できる。また、第２方向性結
合器１８において、P2-1→P2-2は、波長1.53μｍの光に
対しては低損失であり、波長1.31μｍの光に対しては高
損失となる。
【００２５】ＰＤ９は、図１(c) に示すように、その上
面左右に電極を有し、受光面側端面にはピンホ−ル２３
付き遮光板２１が取り付けられている。ピンホ−ル２３
は、ＰＤ９の受光面の中心部に位置させて遮光板２１の
中央部に開口され、その内径は第３光導波路部１４の断
面寸法に合わせてＰＤ９の受光面よりも小さく形成され
ている。遮光板２１はその周縁部をＰＤ９の端面に密着
させて取り付けられており、ＰＤ９の受光面にはピンホ
−ル２３を通った光しか入射しないようになっている。
面左右に電極を有し、受光面側端面にはピンホ−ル２３
付き遮光板２１が取り付けられている。ピンホ−ル２３
は、ＰＤ９の受光面の中心部に位置させて遮光板２１の
中央部に開口され、その内径は第３光導波路部１４の断
面寸法に合わせてＰＤ９の受光面よりも小さく形成され
ている。遮光板２１はその周縁部をＰＤ９の端面に密着
させて取り付けられており、ＰＤ９の受光面にはピンホ
−ル２３を通った光しか入射しないようになっている。
【００２６】なお、光ファイバに接続される導波路基板
の導波路の幅及び高さは約１０μmであり、またＰＤ素
子の受光面の直径は約１００μm 程度なので、本来の信
号光を受光するためにはＰＤ素子を極力導波路部の出射
端面に近づけ（１mm以下）、かつピンホール径を小さく
（１０μm 以上、０．１mm以下）することが望ましい。
の導波路の幅及び高さは約１０μmであり、またＰＤ素
子の受光面の直径は約１００μm 程度なので、本来の信
号光を受光するためにはＰＤ素子を極力導波路部の出射
端面に近づけ（１mm以下）、かつピンホール径を小さく
（１０μm 以上、０．１mm以下）することが望ましい。
【００２７】上記のように構成されたＷＤＭモジュ−ル
において、ＬＤ４より出射された波長1.31μｍの送信光
は、第１レンズ６により平行光とされ、第２レンズ７で
集光され、その導波路基板８側のレンズ面（斜面７ａ）
より出射し、これに平行な基板端面（斜面８ａ）より導
波路基板８に入射する。そして、その光は第１導波路部
１２を伝搬し第１方向性結合器１１で分波されて光ファ
イバ１７に入射し、伝送される。第１レンズ６の第２レ
ンズ７側のレンズ面７ａが球面加工され、第２レンズ７
の導波路基板８側のレンズ面７ａとこれと向き合う基板
端面が８度の傾斜角に斜めカットされているため、第１
レンズ６、第２レンズ７及び導波路８から成る光学系に
おいて生じるＬＤ４への戻り光は非常に少ない。そのた
め、ＬＤ４の動作を安定させることができ、高速変調が
可能となる。
において、ＬＤ４より出射された波長1.31μｍの送信光
は、第１レンズ６により平行光とされ、第２レンズ７で
集光され、その導波路基板８側のレンズ面（斜面７ａ）
より出射し、これに平行な基板端面（斜面８ａ）より導
波路基板８に入射する。そして、その光は第１導波路部
１２を伝搬し第１方向性結合器１１で分波されて光ファ
イバ１７に入射し、伝送される。第１レンズ６の第２レ
ンズ７側のレンズ面７ａが球面加工され、第２レンズ７
の導波路基板８側のレンズ面７ａとこれと向き合う基板
端面が８度の傾斜角に斜めカットされているため、第１
レンズ６、第２レンズ７及び導波路８から成る光学系に
おいて生じるＬＤ４への戻り光は非常に少ない。そのた
め、ＬＤ４の動作を安定させることができ、高速変調が
可能となる。
【００２８】一方、光ファイバ１７から伝送されてきた
波長1.53μｍの光は、第１方向性結合器１１により分波
され、第２導波路部１３を伝搬する。その後、光ファイ
バ１７からの光は第２方向性結合器１９で再び分波さ
れ、その端部に形成されている反射膜１９で反射され、
第３導波路部１４を伝搬し、その端部に形成された波長
フィルタ膜２０を通過した後、遮光板２１のピンホ−ル
２３を通過してＰＤ９により受光される。
波長1.53μｍの光は、第１方向性結合器１１により分波
され、第２導波路部１３を伝搬する。その後、光ファイ
バ１７からの光は第２方向性結合器１９で再び分波さ
れ、その端部に形成されている反射膜１９で反射され、
第３導波路部１４を伝搬し、その端部に形成された波長
フィルタ膜２０を通過した後、遮光板２１のピンホ−ル
２３を通過してＰＤ９により受光される。
【００２９】この場合、第１及び第２方向性結合器１
１、１４による二度に亘る分波（第２方向性結合器１４
の反射膜１９による波長1.31μｍの光の透過・除去を含
む）により、ＬＤ４からの波長1.31μｍの光はほぼ完全
に除去され、さらに、これら方向性結合器１１、１４で
除去できなかった波長1.31μｍの光は波長フィルタ膜２
０でカットされ、光ファイバ１７からの光のみ受光素子
へ導かれるので、光学的漏話を著しく低減させることが
できる。また、ＰＤ９の受光部直前にピンホ−ル２３付
き遮光板２１が設けられているので、導波路基板８のク
ラッド部を伝搬して来たクラッドモ−ドの不要な光や、
ＬＤ４，光ファイバ１７接続部等からの迷光がＰＤ９に
入射するのを防止することができる。
１、１４による二度に亘る分波（第２方向性結合器１４
の反射膜１９による波長1.31μｍの光の透過・除去を含
む）により、ＬＤ４からの波長1.31μｍの光はほぼ完全
に除去され、さらに、これら方向性結合器１１、１４で
除去できなかった波長1.31μｍの光は波長フィルタ膜２
０でカットされ、光ファイバ１７からの光のみ受光素子
へ導かれるので、光学的漏話を著しく低減させることが
できる。また、ＰＤ９の受光部直前にピンホ−ル２３付
き遮光板２１が設けられているので、導波路基板８のク
ラッド部を伝搬して来たクラッドモ−ドの不要な光や、
ＬＤ４，光ファイバ１７接続部等からの迷光がＰＤ９に
入射するのを防止することができる。
【００３０】また、ＬＤ４の出射光をＶ溝付きステム
２，３で位置決めされた２個の円筒状レンズ６，７を用
いて導波路基板８に集光する構成を採用したことによ
り、ＬＤ４の光出射部と導波路基板８の光入射部との軸
ずれ損失許容量が著しく向上し、モジュ−ル組立ての際
の各光学要素の実装が極めて容易となる。これにより、
チップ状のＬＤ，ＰＤの実装が容易となり、缶封止タイ
プのＬＤ，ＰＤを用いて構成されていた従来のＷＤＭモ
ジュ−ルよりも遥かに小形のＷＤＭモジュ−ルを実現す
ることができる。
２，３で位置決めされた２個の円筒状レンズ６，７を用
いて導波路基板８に集光する構成を採用したことによ
り、ＬＤ４の光出射部と導波路基板８の光入射部との軸
ずれ損失許容量が著しく向上し、モジュ−ル組立ての際
の各光学要素の実装が極めて容易となる。これにより、
チップ状のＬＤ，ＰＤの実装が容易となり、缶封止タイ
プのＬＤ，ＰＤを用いて構成されていた従来のＷＤＭモ
ジュ−ルよりも遥かに小形のＷＤＭモジュ−ルを実現す
ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮することができる。
な優れた効果を発揮することができる。
【００３２】(1) 第２レンズの導波路基板側のレンズ面
及びこれと向き合う導波路基板端面を斜面として両斜面
を平行に配置したので、半導体レ−ザへの戻り光が低減
する。そのため、半導体レ−ザの動作を安定させること
ができ、高速変調が可能となる。
及びこれと向き合う導波路基板端面を斜面として両斜面
を平行に配置したので、半導体レ−ザへの戻り光が低減
する。そのため、半導体レ−ザの動作を安定させること
ができ、高速変調が可能となる。
【００３３】(2) 半導体レ−ザと受光素子が導波路基板
を介して離れた位置に配置されているので、半導体レ−
ザから出射された迷光が受光素子で受光されにくく、加
えて、第１及び第２方向性結合器による二度に亘る分波
により、半導体レ−ザからの光はほぼ完全に除去され光
ファイバからの光のみ受光素子へ導かれるので、光学的
漏話を著しく低減させることができる。
を介して離れた位置に配置されているので、半導体レ−
ザから出射された迷光が受光素子で受光されにくく、加
えて、第１及び第２方向性結合器による二度に亘る分波
により、半導体レ−ザからの光はほぼ完全に除去され光
ファイバからの光のみ受光素子へ導かれるので、光学的
漏話を著しく低減させることができる。
【００３４】(3) 半導体レ−ザの出射光を２個のレンズ
を用いて導波路基板に集光させているため、光出射部と
導波路の光入射部との軸ずれ損失許容量が著しく向上
し、ＷＤＭモジュ−ル組立ての際の各光学要素の実装が
極めて容易となる。そのため、缶封止型と比べて遥かに
小形の半導体レ−ザチップを容易に実装でき、モジュ−
ルの小形化が実現できる。
を用いて導波路基板に集光させているため、光出射部と
導波路の光入射部との軸ずれ損失許容量が著しく向上
し、ＷＤＭモジュ−ル組立ての際の各光学要素の実装が
極めて容易となる。そのため、缶封止型と比べて遥かに
小形の半導体レ−ザチップを容易に実装でき、モジュ−
ルの小形化が実現できる。
【図１】本発明に係る双方向光伝送ＷＤＭモジュ−ルの
一実施例を示す図であり、(a)はＷＤＭモジュ−ルの部
分破断斜視図、(b) は導波路基板の平面図、(C) は(b)
のA-A 断面図、(d) は受光素子の斜視図である。
一実施例を示す図であり、(a)はＷＤＭモジュ−ルの部
分破断斜視図、(b) は導波路基板の平面図、(C) は(b)
のA-A 断面図、(d) は受光素子の斜視図である。
【図２】導波路基板に形成された方向性結合器の波長損
失特性（合分波特性）を示す図である。
失特性（合分波特性）を示す図である。
【図３】従来の双方向光伝送ＷＤＭモジュ−ルを示す構
成図である。
成図である。
４ 半導体レ−ザ ６ 第１レンズ ７ 第２レンズ ７ａ 斜面（レンズ面） ８ 導波路基板 ８ａ 斜面（端面） １１ 第１方向性結合器 １２ 第１光導波路部 １３ 第２光導波路部 １４ 第３光導波路部 １７ 光ファイバ １８ 第２方向性結合器 １９ 反射膜 ２０ 波長フィルタ ２１ 遮光板 ２３ ピンホ−ル P1-1 第１方向性結合器１１の第１ポ−ト P1-2 第１方向性結合器１１の第２ポ−ト P1-3 第１方向性結合器１１の第３ポ−ト P2-1 第２方向性結合器１８の第１ポ−ト P2-2 第２方向性結合器１８の第２ポ−ト P2-3 第２方向性結合器の第３ポート P2-4 第２方向性結合器の第４ポート
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/0232 Ｈ０１Ｓ 3/18 9170−4Ｍ Ｈ０４Ｂ 10/12 (72)発明者 樟山 裕幸 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 青木 聡 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 井本 克之 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内 (72)発明者 小山 行雄 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体レ−ザと導波路基板との間に、そ
の半導体レ−ザからの出射光を平行光とするための第１
レンズとこの第１レンズを通過した光を集光させるため
の第２レンズとを設け、第２レンズの導波路基板側レン
ズ面及びこれと向き合う導波路基板の端面を斜面に形成
してこれら斜面を互いに平行となるように配置し、導波
路基板の上記半導体レ−ザ配置側とは反対側の端面に臨
ませて受光素子を配置し、導波路基板には、第１及び第
２方向性結合器を形成して第１方向性結合器の第１ポ−
トに光伝送用光ファイバを接続すると共に、第１方向性
結合器の第２ポ−トを導波路基板の上記斜面に接続する
第１光導波路部と、第１方向性結合器の第３ポ−トと第
２方向性結合器の第１ポ−トとを接続する第２光導波路
部と、第２方向性結合器の第２ポ−トを上記受光素子に
接続するための第３光導波路部とを形成したことを特徴
とする双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ル。 - 【請求項２】 請求項１記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記第２方向性結合器の第３及び第
４ポ−トは導波路基板の端面に開口していることを特徴
とする双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ル。 - 【請求項３】 請求項２記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記第３及び第４ポ−トの開口端に
反射膜を設けたことを特徴とする双方向光伝送用ＷＤＭ
モジュ−ル。 - 【請求項４】 請求項３記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記反射膜として誘電体多層膜を用
いたことを特徴とする双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−
ル。 - 【請求項５】 請求項４記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記両斜面の傾斜角を８度としたこ
とを特徴とする双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ル。 - 【請求項６】 請求項５記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記第３光導波路部の光出射端と上
記受光素子との間に波長フィルタを設けたことを特徴と
する双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ル。 - 【請求項７】 請求項６記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記受光素子の受光面の直前にピン
ホ−ル付き遮光部材を設けたことを特徴とする双方向光
伝送用ＷＤＭモジュ−ル。 - 【請求項８】 請求項７記載の双方向光伝送用ＷＤＭモ
ジュ−ルにおいて、上記遮光部材のピンホ−ルは上記第
３光導波路部の断面寸法に合わせて形成されていること
を特徴とする双方向光伝送用ＷＤＭモジュ−ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306362A JP2579092B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 双方向光伝送用ｗｄｍモジュ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306362A JP2579092B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 双方向光伝送用ｗｄｍモジュ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142450A true JPH05142450A (ja) | 1993-06-11 |
| JP2579092B2 JP2579092B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=17956147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3306362A Expired - Fee Related JP2579092B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 双方向光伝送用ｗｄｍモジュ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579092B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07168038A (ja) * | 1993-12-13 | 1995-07-04 | Nec Corp | 双方向伝送用光送受信モジュール |
| EP0782023A2 (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-02 | Nec Corporation | Optical transmitter-receiver module |
| JP2001305976A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Kyocera Corp | 表示兼用光検知アッセンブリ及び携帯端末 |
| WO2020079862A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 国立大学法人福井大学 | 光合波器、光源モジュール、２次元光走査装置及び画像投影装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0451209A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-19 | Hitachi Ltd | 波長多重送受信モジュール |
| JPH04104608U (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-09 | 日立電線株式会社 | 導波路型波長分割多重方式送受信モジユール |
-
1991
- 1991-11-21 JP JP3306362A patent/JP2579092B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0451209A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-19 | Hitachi Ltd | 波長多重送受信モジュール |
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| EP0782023A2 (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-02 | Nec Corporation | Optical transmitter-receiver module |
| EP0782023A3 (en) * | 1995-12-30 | 1998-12-16 | Nec Corporation | Optical transmitter-receiver module |
| JP2001305976A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Kyocera Corp | 表示兼用光検知アッセンブリ及び携帯端末 |
| WO2020079862A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 国立大学法人福井大学 | 光合波器、光源モジュール、２次元光走査装置及び画像投影装置 |
| JP2020064218A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 国立大学法人福井大学 | 光合波器、光源モジュール、２次元光走査装置及び画像投影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2579092B2 (ja) | 1997-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |