(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２波長光合分波器モジュールにおいて、
断面Ｖ字溝に固定される光ファイバの光軸の延長線上の光入出射軸に対して４５゜傾斜した端面を有する光導波路基板と、
光導波路基板の表面の上記４５°傾斜した端面まで形成される断面Ｖ字溝と、
断面Ｖ字溝に固定される光ファイバと、
光導波路基板の端面の光入出射軸延長線上に配置された誘電体多層膜フィルタより成る光学フィルタと、
光入出射軸延長線上において光学フィルタに対向配置されたレーザダイオード或いは受光素子の内の何れか一方、および光入出射軸延長線に直交する方向において光学フィルタに対向配置されたレーザダイオード或いは受光素子の内の何れか他方と、
レーザダイオード或いは受光素子の内の一方と光ファイバの間に光導波路基板の表面に光入出射軸延長線上に形成して介在する直線の光導波路と、
レーザダイオード或いは受光素子の内の他方と光学フィルタの間に光導波路基板の表面に光入出射軸延長線と直交する延長線上に形成して介在する直線の光導波路とを具備することを特徴とする２波長光合分波器モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載される２波長光合分波器モジュールにおいて、
２つの直線の光導波路の双方を光ファイバにより構成したことを特徴とする２波長光合分波器モジュール。
【請求項３】
請求項１および請求項２の内の何れかに記載される２波長光合分波器モジュールにおいて、
光入出射軸延長線上において光学フィルタに対向配置された受光素子および光入出射軸延長線に直交する方向において光学フィルタに対向配置されたレーザダイオードを有し、
受光素子に入射する光のｐ偏光とｓ偏光の透過率がほぼ等しく透過率が０．５ｄＢ以下の高い誘電体多層膜フィルタより成ることを特徴とする２波長光合分波器モジュール。
【請求項４】
請求項１および請求項２の内の何れかに記載される２波長光合分波器モジュールにおいて、
光入出射軸延長線上において光学フィルタに対向配置されたレーザダイオードおよび光入出射軸延長線に直交する方向において光学フィルタに対向配置された受光素子を有し、
受光素子に入射する光のｐ偏光とｓ偏光の反射率がほぼ等しく反射率が０．５ｄＢ以下の高い誘電体多層膜フィルタより成ることを特徴とする２波長光合分波器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２波長光合分波器モジュールに関し、特に、１芯双方向通信に使用される２波長光合分波器モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７を参照して光送受信モジュールの従来例を説明する。
光通信技術分野においては、波長λ1 ：１. ３１μｍの信号光および波長λ2 ：１. ５５μｍの信号光を１本の光ファイバ８により伝送することが行われる。これを具体的に説明するに、波長λ1 の信号光および波長λ2 の信号光をアクセスする端末においては、両信号光を誘電体多層膜フィルタより成る光学フィルタ３により透過および反射して分離する。即ち、光ファイバ１３１を経由して伝送されてくる波長λ2 の信号光はＹ分岐光導波路２２を介して光学フィルタ３に到達し、これを透過してフォトダイオードより成る受光素子４にアクセスする。一方、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光はＹ分岐光導波路２２を介して光学フィルタ１４に到達し、これにより反射して光ファイバ８を介して外部に送り出される。以上の通りにして、波長λ1 の信号光と波長λ2 の信号光の両光を１本の光ファイバ８により送受することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
先の従来例は、光学フィルタ３に対する光の入射角が約１０゜程度と浅いところから、ｐ偏光とｓ偏光の反射特性およびｐ偏光とｓ偏光の透過特性に殆んど差異はなく、偏波依存特性ＰＤＬは良好である。しかし、レーザダイオード５と受光素子４とが直線光導波路２１を介して対向配置されているので、光学フィルタ３はレーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光が受光素子４に入射することを阻止する上において波長λ1 の信号光と波長λ2 の信号光との間に約６０ｄＢという高いアイソレーションを示すものであることを必要とする。この約６０ｄＢという高いアイソレーションを示す光学フィルタ３の設計製造は容易なことではない。
【０００４】
そして、Ｙ分岐光導波路２２は必要上湾曲して構成されているので、光導波路の曲げに起因して光導波路外に漏光する損失を抑制する高度な設計製造技術が要求される。
この発明は、光導波路構造が単純であり、レーザダイオードと受光素子との間に容易に高アイソレーションを実現する２波長合分波器モジュールを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１：２波長光合分波器モジュールにおいて、断面Ｖ字溝１３に固定される光ファイバの光軸の延長線上の光入出射軸に対して約４５゜傾斜した端面１２を有する光導波路基板１と、光導波路基板１の表面１１の上記４５°傾斜した端面の近傍まで形成される断面Ｖ字溝１３と、断面Ｖ字溝１３に固定される光ファイバ１３１と、光導波路基板１の端面１２の光入出射軸延長線上に配置され光ファイバの近傍まで近接した誘電体多層膜フィルタより成る光学フィルタ３と、光入出射軸延長線上において光学フィルタ３に対向配置されたレーザダイオード５或いは受光素子４の内の何れか一方、および光入出射軸延長線に直交する方向において光学フィルタ３に対向配置されたレーザダイオード５或いは受光素子４の内の何れか他方と、レーザダイオード５或いは受光素子４の内の一方と光ファイバ１３１の間に光導波路基板の表面に少し隆起して形成して介在する直線の光導波路６と、レーザダイオード５或いは受光素子４の内の他方と光学フィルタ３の間に光導波路基板の表面に少し隆起して形成して介在する直線の光導波路６’を具備する２波長光合分波器モジュールを構成した。
【０００６】
そして、請求項２：請求項１に記載される２波長光合分波器モジュールにおいて、２つの直線の光導波路６、６’の双方を光ファイバ１３１、１３１’により構成した２波長光合分波器モジュールを構成した。
また、請求項３：請求項１および請求項２の内の何れかに記載される２波長光合分波器モジュールにおいて、光入出射軸延長線上において光学フィルタ３に対向配置された受光素子４および光入出射軸延長線に直交する方向において光学フィルタ３に対向配置されたレーザダイオード５を有し、受光素子４に入射する光のｐ偏光とｓ偏光の透過率がほぼ等しく透過率が０．５ｄＢ以下の高い誘電体多層膜フィルタより成る２波長光合分波器モジュールを構成した。
【０００７】
更に、請求項４：請求項１および請求項２の内の何れかに記載される２波長光合分波器モジュールにおいて、光入出射軸延長線上において光学フィルタ３に対向配置されたレーザダイオード５および光入出射軸延長線に直交する方向において光学フィルタ３に対向配置された受光素子４を有し、受光素子４に入射する光のｐ偏光とｓ偏光の反射率がほぼ等しく反射率が０．５ｄＢ以下の高い誘電体多層膜フィルタより成る２波長光合分波器モジュールを構成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１の実施例を参照して説明する。
図１において、１０はベース部である。ベース部１０の表面には、光導波路基板１、サブマウント２が取り付け固定されている。この光導波路基板１はシリコンウェハにより構成する。光導波路基板１の表面１１とベース部１０の表面との間には、後で説明される断面Ｖ字溝１３に固定される光ファイバの芯線に一致する光入出射軸方向に対して約４５゜傾斜した端面１２をベース部１０の表面から段差を有して形成している。表面１１と端面１２は相互に９０゜の角度で直交している。そして、光導波路基板１の表面１１には、光ファイバ固定用の断面Ｖ字溝１３が光入出射軸方向に沿って形成されている。断面Ｖ字溝１３には、光ファイバ１３１がその芯線を光入出射軸に一致せしめて位置決め接合されている。
【０００９】
３は誘電体多層膜フィルタより成る光学フィルタである。光学フィルタ３は、光入出射軸の延長線に対して約４５゜傾斜した端面１２に光入出射軸に対応して位置決め固定されている。そして、この光学フィルタ３は図３ないし図６を参照して後で説明される固有の光透過率特性および光反射率特性を有している。
ベース部１０に固定されるサブマウント２は、光入出射軸の延長線上ににおいて光学フィルタ３に対向して位置決め固定されている。このサブマウント２にはその光入出射軸の延長線上において光学フィルタ３に対向して受光素子４が位置決め固定されている。
【００１０】
光導波路基板１の表面１１には、光入出射軸と直交する方向において光学フィルタ３に対向してレーザダイオード５が位置決め固定されている。この実施例においてレーザダイオード５は波長λ1 の信号光を出射するものとして説明する。
断面Ｖ字溝１３に固定される光ファイバ１３１と光学フィルタ３との間には極く短い第１の直線光導波路６が介在すると共に、レーザダイオード５と光学フィルタ３との間には極く短い第２の直線光導波路６’が介在している。第１の直線光導波路６および第２の直線光導波路６’は光導波路基板１をシリコンウェハとして表面に少し隆起して形成される。図２はこの極く短い光導波路６および６’を光ファイバによって構成した実施例である。即ち、極く短い第１の直線光導波路６は、図示される通り、断面Ｖ字溝１３に固定される光ファイバ１３１の先端を極く短く延伸して構成され、極く短い第２の直線光導波路６’第２の光ファイバ１３１’により構成されている。
【００１１】
以上の２波長合分波器モジュールにおいて、光ファイバ１３１を経由してモジュールに伝送されてくる波長λ2 の信号光は、極く短い第１の直線光導波路６を介して光学フィルタ３に到達し、これを透過して受光素子４にアクセスする。一方、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光は極く短い第２の直線光導波路６’を介して光学フィルタ３に到達し、これにより反射して光ファイバ１３１を介してモジュール外部に出射される。ところで、光学フィルタ３は、本来、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光を受光素子４に入射せしめない高いアイソレーションを示すものでなければならないが、受光素子４はその受光面をレーザダイオード５の光入出射軸に関して直角方向に向けて位置決め配置されているので、アイソレーションの多少低目の光学フィルタであっても差し支えない。即ち、光学フィルタ３自体に波長λ1 の信号光について必ずしも高いアイソレーション特性を持たせる必要はなく、これにより光学フィルタ３の設計製造は容易となる。
【００１２】
ここで、図３および図４を参照して光学フィルタ３を説明する。図３は入射角４５゜における波長λ1 の信号光と波長λ2 の信号光の間のアイソレーションを重視した光学フィルタ３の透過率を示す図である。図４は入射角４５゜における波長λ1 の信号光と波長λ2 の信号光の間のアイソレーションを重視した光学フィルタ３の反射率を示す図である。
光学フィルタ３に対する信号光の４５゜という入射角は大きな入射角度であるので、通常の設計に依って光学フィルタ３を設計しても、原理的にｐ偏光とｓ偏光の間に大きな差異が生じて、波長λ2 の信号光に対して波長λ1 の信号光の透過アイソレーションを充分にとることができる光学フィルタ３は得られない。即ち、出射光エネルギの大部分をｐ偏光が占めるレーザダイオード５の場合、図３に示される如く波長λ2 の信号光と波長λ1 の信号光との間に格別に大きな透過のアイソレーションが確保される訳ではない。そして、図４を参照するに、波長λ1 の信号光に対する波長λ2 の信号光の反射アイソレーションについても、ｐ偏光およびｓ偏光の双方共に波長λ1 の信号光と波長λ2 の信号光との間に格別に大きな反射のアイソレーションが確保される訳ではない。
【００１３】
図５および図６を参照して他の光学フィルタを説明する。図５は入射角４５゜における波長λ2 の信号光の透過率を重視した光学フィルタ３の透過率を示す図である。図６は入射角４５゜における波長λ2 の信号光の反射率を重視した光学フィルタ３の反射率を示す図である。
ＳｉＯ2 ／Ｔａ2 Ｏ5 を交互に５８層だけ成膜積層して１５. ３μｍ積層した誘電体多層膜フィルタより成る光学フィルタ３について、図５はその透過特性を示し、波長λ2 の信号光の透過率はおよそ０. ５ｄＢ以下になる。これに対して波長λ1 の信号光の透過率、特に、レーザダイオード５の発光エネルギの殆どを占めるｐ偏光の透過率も増大するが、上述した通り、レーザダイオード５の出射光軸と受光素子４の受光軸とが直交して配置されている場合は、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光の光学フィルタ３を透過する透過量は大きくとも、受光素子４に受光されないので差し支えない。一方、波長λ2 の信号光の透過率が向上したことにより、反射のアイソレーションは２０ｄＢ以上に向上する。即ち、波長λ1 の光の透過アイソレーションについてはレーザダイオード５と受光素子４とが対向して配置されていないので問題ないが、波長λ2 の信号光の反射アイソレーションは問題である。そこで、波長λ2 の信号光のｐ偏光およびｓ偏光の透過特性を低損失化すれば、波長λ2 の光の反射アイソレーションも向上する。
【００１４】
受光素子４が光入出射軸の延長軸上であって光学フィルタ３の後方に配置された以上の実施例の場合、光学フィルタ３は受光素子である受光素子４の光学特性を重視した設計とし、受光素子４に入射する波長λ2 の信号光のｐ偏光とｓ偏光の透過率がほぼ等しく透過率が高い図５および図６の設計にする。この実施例の場合、光ファイバ１３１を経由して伝送される波長λ1 の信号の特にｐ偏光が光学フィルタ３を透過して受光素子４に受光され、同様に伝送される波長λ2 の信号光も光学フィルタ３を透過して受光素子４に受光されることが図５から認識することができる。そして、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光は光学フィルタ３により反射してモジュール外部に出射されることが図６から認識することができる。
【００１５】
ここで、図１および図２において、受光素子４とレーザダイオード５を交換して、受光素子４の代わりにレーザダイオード５を配置し、逆にレーザダイオード５の代わりに受光素子４を配置した第２の実施例を説明する。即ち、受光素子４を光学フィルタ３に対する光入出射軸に直角の方向に配置した場合は、受光素子４に入射する波長のｐ偏光とｓ偏光の反射率がほぼ等しく反射率が高い図３および図４の設計にする。レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光の特にｐ偏光が光学フィルタ３を透過する透過量は図３に示される如く大きいが、受光素子４を光学フィルタ３による光入出射軸に対する直角方向に配置しているので差し支えない。但し、ＳｉＯ2 ／Ｔａ2 Ｏ5 を交互に７６層だけ成膜積層して１６. ９μｍ積層した誘電体多層膜フィルタより成る光学フィルタ３の反射アイソレーションは２０ｄＢにも達していない。以上を要約するに、この第２の実施例の場合、光ファイバ１３１を経由して伝送される波長λ1 の信号は光学フィルタ３により反射して受光素子４に受光され、同様に伝送される波長λ2 の信号光も光学フィルタ３により必要充分な量が反射して受光素子４に受光されることが図３および図４から認識することができる。そして、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光は光学フィルタ３を透過してモジュール外部に出射されることが図３から認識することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明によれば、光ファイバ１３１を経由してモジュールに伝送される波長λ2 の信号光は、極く短い第１の直線光導波路６を介して光学フィルタ３に到達し、これを透過して受光素子４にアクセスする。一方、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光は極く短い第２の直線光導波路６’を介して光学フィルタ３に到達し、これにより反射して光ファイバ１３１を介してモジュール外部に出射される。ここで、両光導波路６、６’を光学フィルタ３に対して４５゜傾斜して形成する構成を採用しており、極く短い直線光導波路とすることができるので、光導波路の曲げに起因して光導波路外に漏光する損失を抑制することができる。そして、光学フィルタ３は本来、レーザダイオード５から出射される波長λ1 の信号光を受光素子４に入射せしめない高いアイソレーションを示すものでなければならないが、受光素子４はその受光面をレーザダイオード５の光出射軸に関して直角方向に向けて位置決め配置されているので、アイソレーションの多少低目の光学フィルタであっても差し支えない。即ち、光学フィルタ３自体に波長λ1 の信号光について必ずしも高いアイソレーション特性を持たせる必要はなく、これにより光学フィルタ３の設計製造は容易となる。即ち、通常入射角０°において、発光素子と受光素子の干渉を防ぐために、アイソレーションの良好な光学フィルタが必要であったが、この発明の構成に依れば、アイソレーションが悪く透過率の高い光学フィルタをを使用することができて、光学フィルタの設計製造は容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施例を説明する図。
【図２】  第２の実施例を説明する図。
【図３】  入射角４５゜における波長λ1 の信号光のアイソレーションを重視した光学フィルタの透過特性を示す図。
【図４】  入射角４５゜における波長λ1 の信号光のアイソレーションを重視した光学フィルタの反射特性を示す図。
【図５】  入射角４５゜における波長λ2 の信号光の透過率を重視した光学フィルタの透過特性を示す図。
【図６】  入射角４５゜における波長λ2 の信号光の透過率を重視した光学フィルタの反射特性を示す図。
【図７】  従来例を説明する図。
【符号の説明】
１  光導波路基板
１０  ベース部
１１  表面
１２  端面
１３  断面Ｖ字溝
１３１  光ファイバ
１３１’第２の光ファイバ
２  サブマウント
３  光学フィルタ
４  受光素子
５  レーザダイオード
６  第１の直線光導波路
６’第２の直線光導波路
【図１】
0003728594.tif 000002
【図２】
0003728594.tif 000003
【図３】
0003728594.tif 000004
【図４】
0003728594.tif 000005
【図５】
0003728594.tif 000006
【図６】
0003728594.tif 000007
【図７】
0003728594.tif 000008