(57)【要約】【課題】簡易な構成でウエハーレベルでの分波が可能で、かつ光軸方向の厚みを小さくして小型化を図ることのできる光送受信モジュールを提供する。【解決手段】分光素子１は光ファイバー４に面する第１面１０と、第１面１０の反対側面を構成する第２面１１とを有し、受光部３と発光部２は分光素子１の第２面１１に対向配置され、分光素子１の第１面１０には光ファイバー４からの光を反射させる第１フィルター１４を有し、分光素子１の第２面１１には発光部２からの光を透過させ光ファイバー４からの光を反射させる第２フィルター１５と、第１の波長の光のみを透過させる第３フィルター１６と、第２の波長の光のみを透過させる第４フィルター１７とを有し、第２フィルター１５上には第１レンズ２０が、第３フィルター１６上には第２レンズ２１が、第４フィルター１７上には第３レンズ２２が、それぞれ形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーからの２波長の光を波長毎に受光する受光部と、前記光ファイバーに対して光を発光する発光部と、受発光する光を分岐及び集光する分光素子とを有した光送受信モジュールであって、
前記分光素子は前記光ファイバーに面する第１面と、該第１面の反対側面を構成する第２面とを有し、前記受光部と発光部は前記分光素子の第２面に対向配置され、
前記分光素子の第１面には、前記光ファイバーからの光の光路を有する領域以外の所定領域に、前記光ファイバーからの光を反射させる第１フィルターを有し、前記分光素子の第２面には、前記発光部からの光の光路上に設けられ、該発光部からの光を透過させ前記光ファイバーからの光を反射させる第２フィルターと、該第２フィルター及び前記第１フィルターで反射した光のうち第１の波長の光のみを透過させる第３フィルターと、該第３フィルター及び前記第１フィルターで反射した光のうち第２の波長の光のみを透過させる第４フィルターとを有し、前記光ファイバーからの光は前記第１面に対して傾斜して入射することで、前記第３フィルターで透過した第１の波長の光と前記第３フィルターで反射したあと前記第１フィルターで反射した第２の波長の光が、異なる光路に分岐され、
前記第２フィルター上には前記発光部からの光を平行光とする第１レンズが形成され、前記第３フィルター上には前記受光部に対し前記第１の波長の光を集光する第２レンズが形成され、前記第４フィルター上には前記受光部に対し前記第２の波長の光を集光する第３レンズが形成されることを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項２】
前記分光素子の第１面には、前記光ファイバーからの光の光路を有する領域に反射防止膜が形成され、該反射防止膜上に第４レンズが形成されることを特徴とする請求項１記載の光送受信モジュール。
【請求項３】
前記第１の波長の光は前記第２の波長の光よりも長波長であって、前記第３フィルターは前記第２フィルターに隣接して配置されることを特徴とする請求項１または２記載の光送受信モジュール。
【請求項４】
前記第１の波長の光は前記第２の波長の光よりも長波長であって、前記第３フィルターは前記第２フィルターと前記第４フィルターの間に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーからの２波長の光を分波して受光すると共に光ファイバーに対して光を発光する光送受信モジュールに関し、特に光の分波及び集光を１つの素子で行う光送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信を行うための端末装置が用いられている。この端末装置は、光ファイバーとの間で光の送受信を行う光送受信モジュールを備えている。特に、ＦＴＴＨサービスにおいては、収容局から加入者側の下り信号として１４９０ｎｍの波長の光と１５５０ｎｍの波長の光の２波長を波長多重送信し、加入者から収容局側の上り信号として１３１０ｎｍの波長の光を送信するため、光送受信モジュールにおいてはこれらの光を適切に分波して送受信を行う必要がある。
【０００３】
従来の光送受信モジュールは、筐体ブロック内に受光部と発光部、及び光を分波するフィルターやレンズなどを配置したものであった。このような光送受信モジュールとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。しかし、従来の光送受信モジュールは、部品点数が多くて、組立が煩雑であると共に、小型化が困難であった。
【０００４】
一方で、ウエハー上にフィルター等の部品を形成し、部品の形成されたウエハーを組み合わせることによって光送受信モジュールを構成することが考えられている。このような光送受信モジュールとしては、例えば特許文献２に挙げるようなものがある。このように、ウエハーに部品を形成することで、部品数や実装工程数を削減することができ、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３９１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の光送受信モジュールでは、光を集光するためのレンズが、フィルター等が配置されるウエハー基板とは異なるレンズ基板に形成されており、これらが積層されて１つの部品を構成していた。このため、部品の光軸方向の厚みが大きく、小型化に限界があった。
【０００７】
また、特許文献２に挙げる光送受信モジュールでは、ウエハー基板間に空間を設け、その空間内にフィルターを配置する構成であるため、エッジ基板を使用することとなり、コストがかかるという問題もある。
【０００８】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成でウエハーレベルでの分波が可能で、かつ光軸方向の厚みを小さくして小型化を図ることのできる光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る光送受信モジュールは、光ファイバーからの２波長の光を波長毎に受光する受光部と、前記光ファイバーに対して光を発光する発光部と、受発光する光を分岐及び集光する分光素子とを有した光送受信モジュールであって、
前記分光素子は前記光ファイバーに面する第１面と、該第１面の反対側面を構成する第２面とを有し、前記受光部と発光部は前記分光素子の第２面に対向配置され、
前記分光素子の第１面には、前記光ファイバーからの光の光路を有する領域以外の所定領域に、前記光ファイバーからの光を反射させる第１フィルターを有し、前記分光素子の第２面には、前記発光部からの光の光路上に設けられ、該発光部からの光を透過させ前記光ファイバーからの光を反射させる第２フィルターと、該第２フィルター及び前記第１フィルターで反射した光のうち第１の波長の光のみを透過させる第３フィルターと、該第３フィルター及び前記第１フィルターで反射した光のうち第２の波長の光のみを透過させる第４フィルターとを有し、前記光ファイバーからの光は前記第１面に対して傾斜して入射することで、前記第３フィルターで透過した第１の波長の光と前記第３フィルターで反射したあと前記第１フィルターで反射した第２の波長の光が、異なる光路に分岐され、
前記第２フィルター上には前記発光部からの光を平行光とする第１レンズが形成され、前記第３フィルター上には前記受光部に対し前記第１の波長の光を集光する第２レンズが形成され、前記第４フィルター上には前記受光部に対し前記第２の波長の光を集光する第３レンズが形成されることを特徴として構成されている。
【００１０】
また、本発明に係る光送受信モジュールは、前記分光素子の第１面には、前記光ファイバーからの光の光路を有する領域に反射防止膜が形成され、該反射防止膜上に第４レンズが形成されることを特徴として構成されている。
【００１１】
さらに、本発明に係る光送受信モジュールは、前記第１の波長の光は前記第２の波長の光よりも長波長であって、前記第３フィルターは前記第２フィルターに隣接して配置されることを特徴として構成されている。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る光送受信モジュールは、前記第１の波長の光は前記第２の波長の光よりも長波長であって、前記第３フィルターは前記第２フィルターと前記第４フィルターの間に配置されることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光送受信モジュールによれば、分光素子は光ファイバーに面する第１面と、第１面の反対側面を構成する第２面とを有し、受光部と発光部は分光素子の第２面に対向配置され、分光素子の第１面には光ファイバーからの光を反射させる第１フィルターを有し、分光素子の第２面には、発光部からの光を透過させ光ファイバーからの光を反射させる第２フィルターと、第２フィルター及び第１フィルターで反射した光のうち第１の波長の光のみを透過させる第３フィルターと、第３フィルター及び第１フィルターで反射した光のうち第２の波長の光のみを透過させる第４フィルターとを有し、光ファイバーからの光は第１面に対して傾斜状に入射することで、第３フィルターで透過した第１の波長の光と第３フィルターで反射したあと第１フィルターで反射した第２の波長の光が、異なる光路に分岐され、第２フィルター上には発光部からの光を平行光とする第１レンズが形成され、第３フィルター上には受光部に対し第１の波長の光を集光する第２レンズが形成され、第４フィルター上には受光部に対し第２の波長の光を集光する第３レンズが形成されることにより、フィルターの表面にレンズが形成されているため、光を受光部や光ファイバーに集光するためのレンズを分光素子と別に設ける必要がなく、したがって光送受信モジュールの部品点数を少なくし、レンズの位置決めの工程を不要とできると共に、光軸方向の厚みも小さくして、モジュール全体の薄型化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る光送受信モジュールによれば、光ファイバーからの光の光路を有する領域に反射防止膜が形成され、反射防止膜上に第４レンズが形成されることにより、光ファイバーに対して光を集光するレンズを分光素子と別に設ける必要がなく、したがって光送受信モジュールの部品点数を少なくし、レンズの位置決めの工程を不要とできると共に、光軸方向の厚みも小さくして、モジュール全体のさらなる薄型化を図ることができる。また、反射防止膜は分光素子の基板と第４レンズの間に形成されるので、基板と第４レンズの屈折率差に伴う反射を低減することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る光送受信モジュールによれば、第１の波長の光は第２の波長の光よりも長波長であって、第３フィルターは第２フィルターに隣接して配置、あるいは第３フィルターは第２フィルターと第４フィルターの間に配置されることにより、短波長側の光の反射回数が多いこととなり、第３のフィルターとして短波長の光のみ透過させるような高価なバンドバスフィルターを使用することなく、より安価に分光素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における光送受信モジュールの概要図である。
【図２】分光素子における光の分岐を説明する概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における光送受信モジュールの概要図を示している。本実施形態における光送受信モジュールは、光ファイバー４からの光を受光すると共に、光ファイバー４に対して光を発光するものであり、光ファイバー４からの光は２波長の光からなり、光ファイバー４に対して発光する光は１波長の光からなるものである。
【００１８】
このため、光送受信モジュールには、レーザーダイオードからなる発光部２とフォトダイオードからなる受光部３が設けられており、このうち受光部３は第１の波長の光を受光する第１受光部３ａと、第２の波長の光を受光する第２受光部３ｂとからなっている。ここで、光ファイバー４からの光を構成する第１の波長は１５５０ｎｍであり、第２の波長は１４９０ｎｍである。また、発光部２から発光される光の波長は１３１０ｎｍである。そして、光送受信モジュールはこれらの光を分波する分光素子１を有している。
【００１９】
分光素子１は、第１面１０と第２面１１を有し積層状に形成されてなる素子であり、光ファイバー４は分光素子１の第１面１０に対向するように配置され、発光部２と受光部３は分光素子１の第２面１１に対向するように配置される。発光部２からの光は分光素子１を透過して光ファイバー４に入射され、一方で光ファイバー４からの光は分光素子１で反射すると共に、波長毎に分岐されて受光部３に入射される。
【００２０】
分光素子１の構成について詳細に説明する。分光素子１は、基板１２の両面にフィルター及びレンズが形成されて構成されている。分光素子１は、第１面１０のうち光ファイバー４からの光の光路を有する領域に、基板１２と第４レンズ２３の間の屈折率差に伴う反射を低減する反射防止膜１３を有し、反射防止膜１３の上には第４レンズ２３が形成されている。第４レンズ２３は、光ファイバー４からの光を平行光とすると共に発光部２からの光を光ファイバー４に集光する。
【００２１】
分光素子１の第１面１０のうち反射防止膜１３が形成されている領域以外の領域には、第１フィルター１４が形成されている。第１フィルター１４は、多層膜フィルターからなり、光ファイバー４からの光を反射する特性を有している。すなわち、第１フィルター１４は少なくとも第１の波長である１５５０ｎｍの光と第２の波長である１４９０ｎｍの光を反射する。
【００２２】
分光素子１の第２面１１には、領域毎に３つのフィルターが形成されている。分光素子１は、第２面１１のうち発光部２からの光の光路上の領域に第２フィルター１５を有し、第２フィルター１５の上には第１レンズ２０が形成されている。第１レンズ２０は、発光部２からの光を平行光とする機能を有している。また、第２面１１の第２フィルター１５は、多層膜フィルターからなり、発光部２からの光である１３１０ｎｍの波長の光を透過させ、光ファイバー４からの光を反射する特性を有している。
【００２３】
第２面１１において第２フィルター１５と隣接する領域であって、第２フィルター１５で反射すると共に対向する第１フィルター１４で反射した光ファイバー４からの光の光路を有する領域には、第３フィルター１６が形成されている。また、第３フィルター１６の上には、第２レンズ２１が形成されている。第２レンズ２１は、受光部３のうち第１受光部３ａに対して光を集光する機能を有している。また、第２面１１の第３フィルター１６は、多層膜フィルターからなり、光ファイバー４からの光のうち第１の波長の光のみを透過させ、第２の波長の光を反射させる特性を有している。
【００２４】
第２面１１において第３フィルター１６と隣接する領域であって、第３フィルター１６で反射すると共に対向する第１フィルター１４で反射した光ファイバー４からの光の光路を有する領域には、第４フィルター１７が形成されている。また、第４フィルター１７の上には、第３レンズ２２が形成されている。第３レンズ２２は、受光部３のうち第２受光部３ｂに対して光を集光する機能を有している。また、第２面１１の第４フィルター１７は、多層膜フィルターからなり、光ファイバー４からの光のうち第２の波長の光のみを透過させる特性を有している。
【００２５】
分光素子１における光の反射及び透過について、図２に沿って説明する。図２は、分光素子１における光の分岐を説明する概要図である。光ファイバー４からの光は、図１にも示すように分光素子１の第１面１０に対して傾斜して入射する。そのために、光ファイバー４の端面は光軸に対して斜めにカットされている。また、光ファイバー４を傾斜して配置してもよい。分光素子１の第１面１０から入射した光は、第２面１１に設けられた第２フィルター１５によって反射され、第１面１０側の第１フィルター１４によって再び反射する。
【００２６】
第１フィルター１４によって反射した光は、対向する第３フィルター１６において、第１の波長の光のみが透過され、第２の波長の光は反射される。第３フィルター１６を透過した第１の波長の光は、第２レンズ２１により第１受光部３ａに集光される。一方、第３フィルター１６で反射した第２の波長の光は、対向する第１フィルター１４によって再び反射する。
【００２７】
第１フィルター１４によって反射した第２の波長の光は、対向する第４フィルター１７を透過し、第３レンズ２２により第２受光部３ｂに集光される。このように、光ファイバー４からの光は、分光素子１の各フィルターによって波長毎に異なる光路に分岐され、それぞれ第１受光部３ａと第２受光部３ｂに集光される。
【００２８】
また、発光部２からの光は、分光素子１の第１レンズ２０により平行光とされ、第２フィルター１５及び反射防止膜１３を透過して、第１面１０側の第４レンズ２３から光ファイバー４の端面に集光される。
【００２９】
本実施形態の分光素子１は、フィルターの表面にレンズが形成されているため、光を受光部３や光ファイバー４に集光するためのレンズを分光素子１と別に設ける必要がなく、したがって光送受信モジュールの部品点数を少なくし、レンズの位置決めの工程を不要とできると共に、光軸方向の厚みも小さくして、モジュール全体の薄型化を図ることができる。
【００３０】
また、光ファイバー４からの光を分岐させる際において、第２の波長よりも長波長である第１の波長の光を第２フィルター１５に隣接する第３フィルター１６で先に透過させ、第２の波長の光は第３フィルター１６に隣接する第４フィルター１７で後に透過させるようにしたことで、短波長側の光の方が分光素子１内における反射回数が多いこととなる。短波長側の光のみを透過させるフィルターは高価となるため、このように構成することにより、各フィルターを安価に製造することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１    分光素子
２    発光部
３    受光部
３ａ  第１受光部
３ｂ  第２受光部
４    光ファイバー
１０    第１面
１１    第２面
１２    基板
１３    反射防止膜
１４    第１フィルター
１５    第２フィルター
１６    第３フィルター
１７    第４フィルター
２０    第１レンズ
２１    第２レンズ
２２    第３レンズ
２３    第４レンズ
【図１】
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【図２】
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