(57)【要約】  第１の光を集光する第１のレンズ（５−１）と、前記第１のレンズ（５−１）によって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第１の受光素子（６−１）とを有する第１の光部品と、第２の光を集光する第２のレンズ（５−２）と、前記第２のレンズ（５−２）によって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第２の受光素子（６−２）とを有する第２の光部品と、を備え、前記第１の光部品に入射される前記第１の光および前記第２の光部品に入射される前記第２の光によって形成される第１の面に垂直な第１の方向に沿った前記第１の光部品の位置と、前記第１の方向に沿った前記第２の光部品の位置とを異ならせることにより、複数の波長で高い受光感度を得ることを可能とする光受信モジュール。
2018016076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重された入射光を波長分離し、第１の波長を有する第１の光および第２の波長を有する第２の光を含む複数の波長の光を平行に複数のレーンに出射する分波器と、  前記第１の光を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第１の受光素子とを有する第１の光部品と、  前記第２の光を集光する第２のレンズと、前記第２のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第２の受光素子とを有する第２の光部品と、を備え、  前記第１の光部品に入射される前記第１の光および第２の光部品に入射される前記第２の光によって形成される第１の面に垂直な第１の方向に沿った前記第１の光部品の位置と、前記第１の方向に沿った前記第２の光部品の位置とを異ならせることを特徴とする光受信モジュール。
【請求項２】
前記第１の受光素子および前記第２の受光素子は、前記第１の波長に共振波長特性が設定され、  前記第２の受光素子の共振波長特性が前記第２の波長に一致するように、前記第２の受光素子を前記第１の受光素子に対し前記第１の方向に沿ってシフト配置することを特徴とする請求項１に記載の光受信モジュール。
【請求項３】
前記第１の受光素子に対する前記第２の受光素子のシフト量は、前記第１の波長、前記第２の波長、前記第１および第２の受光素子の屈折率、空気の屈折率、および前記第１の受光素子に対する第１の光の入射角に基づいて算出されることを特徴とする請求項２に記載の光受信モジュール。
【請求項４】
前記第１の受光素子は前記第１の波長に共振波長特性が設定され、前記第２の受光素子は前記第２の波長に第２の共振波長特性が設定され、  前記第１の受光素子の共振波長特性のズレに応じた第１のシフト量だけ前記第１の光部品を前記第１の方向に沿ってシフト配置し、  前記第２の受光素子の共振波長特性のズレに応じた第２のシフト量だけ前記第２の光部品を前記第１の方向に沿ってシフト配置することを特徴とする請求項１に記載の光受信モジュール。
【請求項５】
前記第１のシフト量は、前記第１の受光素子の共振波長特性のズレ、前記第１の波長、前記第１の受光素子の屈折率、空気の屈折率、および前記第１の受光素子に対する前記シフト配置前の前記第１の光の入射角に基づいて算出され、  前記第２のシフト量は、前記第２の受光素子の共振波長特性のズレ、前記第２の波長、前記第２の受光素子の屈折率、空気の屈折率、および前記第２の受光素子に対する前記シフト配置前の前記第２の光の入射角に基づいて算出されることを特徴とする請求項４に記載の光受信モジュール。
【請求項６】
前記第１の受光素子および第２の受光素子が搭載される側面を有するベースキャリアを更に備え、  前記第１の方向は、前記ベースキャリアの高さ方向であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光受信モジュール。
【請求項７】
前記側面は、前記ベースキャリアの高さ方向に沿って傾斜される第１の傾斜面を有し、前記第１の受光素子および第２の受光素子は前記第１の傾斜面に搭載されていることを特徴とする請求項６に記載の光受信モジュール。
【請求項８】
前記第１の受光素子および第２の受光素子が搭載される上面を有するベースキャリアを更に備え、  前記第１の光が伝搬するレーン上に入射光を直角に反射する第１のミラーを配置し、  前記第２の光が伝搬するレーン上に入射光を直角に反射する第２のミラーを配置し、  前記第１の方向は、水平方向であってかつ前記分波器から出射される複数の波長の光に平行な方向であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光受信モジュール。
【請求項９】
前記ベースキャリアの前記上面は、前記ベースキャリアの前記第１の方向に沿って傾斜される第２の傾斜面を有し、  前記第１の受光素子および第２の受光素子は、前記ベースキャリアの前記第２の傾斜面に搭載されていることを特徴とする請求項８に記載の光受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数のレーンを備える光受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】  波長多重光通信システムでは、波長多重された光を受信する光受信モジュールが用いられる。特許文献１では、多波長集積受信モジュールに適用可能な波長分波器が提案されている。特許文献１の波長分離器においては、同一光路で入射された複数の波長を含む信号光を、異なるバンドパス特性を有する複数の誘電体多層膜を有する波長分波部を用いて波長分離する。波長分離された各波長の光は、結合レンズを介して出力ファイバアレイで受信される。【０００３】  特許文献２では、分布反射型（Distributed  Bragg  Reflector:  DBR）の共振器構造を有する受光素子が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０９３６７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  特許文献１に記載された波長分離器の出力ファイバアレイに替えて特許文献２に記載されたDBR共振器構造を有する受光素子を用いる場合、DBRの共振効果により特定の波長における感度が向上するが、全ての波長で同時に高い受光感度を得る事は難しい。【０００６】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の波長で高い受光感度を得ることが可能な光受信モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光受信モジュールは、分波器と、第１の光部品と、第２の光部品とを備える。前記分波器は、波長多重された入射光を波長分離し、第１の波長を有する第１の光および第２の波長を有する第２の光を含む複数の波長の光を平行に複数のレーンに出射する。前記第１の光部品は、前記第１の光を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第１の受光素子とを有する。前記第２の光部品は、前記第２の光を集光する第２のレンズと、前記第２のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第２の受光素子とを有する。前記第１の光部品に入射される前記第１の光および第２の光部品に入射される前記第２の光によって形成される第１の面に垂直な第１の方向に沿った前記第１の光部品の位置と、前記第１の方向に沿った前記第２の光部品の位置を異ならせる。
【発明の効果】
【０００８】  本発明にかかる光受信モジュールは、複数の波長で高い受信感度を得ることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光受信モジュールを示す上面図
【図２】図１のＡ-Ａ線に沿った断面図
【図３】受光素子の共振波長特性の一例を示す図
【図４】各光部品の高さ方向の実装位置を示す側面図
【図５】２つの光部品の高さ方向の位置関係を示す図
【図６】実施の形態１の各受光素子の共振波長特性の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２にかかる光受信モジュールを示す上面図
【図８】図７のＢ-Ｂ線に沿った断面図
【図９】本発明の実施の形態３の各光部品の高さ方向の位置関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下に、本発明の実施の形態にかかる光受信モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】実施の形態１．  図１は、本発明の実施の形態１にかかる光受信モジュール１００の上面図である。図２は、図１のＡ-Ａ線に沿った断面図である。図２に示すように、Ｙ軸方向は高さ方向とする。図２は、波長λ2の光についての各構成要素の配置位置を示している。波長多重された入射光１が光受信モジュール１００に同一光路で入射される。入射光１は、複数の異なる波長の光を含む。実施の形態１では、入射光は４つの異なる波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を含む。実施の形態１では、λ1＜λ2＜λ3＜λ4とする。λ1=1295.56nm、λ2=1300.05nm、λ3=1304.58nm、λ4=1309.14nmを採用し、IEEEで規定される100GBASE-LR4という規格に対応させてもよい。
【００１２】  光受信モジュール１００は、波長多重された入射光１を波長分離し、波長分離された複数の波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を平行に複数のレーン３−１，３−２，３−３，３−４に出射する分波器２と、分波器２から出射された波長λ1,λ2,λ3,λ4の光が入射される光部品４−１〜４−４とを備える。波長λ2が特許請求の範囲の第１の波長に対応し、波長λ1,波長λ3,波長λ4のいずれか一つが、特許請求の範囲の第２の波長に対応する。波長λ2の光が特許請求の範囲の第１の光に対応し、波長λ1の光,波長λ3の光,波長λ4の光のいずれか一つが、特許請求の範囲の第２の光に対応する。光部品４−１は、波長λ1の光を集光する集光レンズ５−１と、前記集光レンズ５−１によって集光された波長λ1の光を受光する受光素子６−１とを有する。光部品４−２は、波長λ2の光を集光する集光レンズ５−２と、前記集光レンズ５−２によって集光された波長λ2の光を受光する受光素子６−２とを有する。光部品４−３は、波長λ3の光を集光する集光レンズ５−３と、前記集光レンズ５−３によって集光された波長λ3の光を受光する受光素子６−３とを有する。光部品４−４は、波長λ4の光を集光する集光レンズ５−４と、前記集光レンズ５−４によって集光された波長λ4の光を受光する受光素子６−４とを有する。受光素子６−１〜６−４は、分布反射型（DBR）の共振器構造を有し、受光された光を光電変換する。光部品４−２が特許請求の範囲の第１の光部品に対応し、光部品４−１，４−３，４−４のいずれか一つが、特許請求の範囲の第２の光部品に対応する。集光レンズ５−２が特許請求の範囲の第１のレンズに対応し、集光レンズ５−１，５−３，５−４のいずれか一つが、特許請求の範囲の第２のレンズに対応する。受光素子６−２が特許請求の範囲の第１の受光素子に対応し、受光素子６−１，６−３，６−４のいずれか一つが、特許請求の範囲の第２の受光素子に対応する。
【００１３】  光受信モジュール１００は、受光素子６−１〜６−４の各光電変換出力を夫々増幅する増幅器７と、受光素子６−１〜６−４が夫々搭載される受光素子キャリア８−１〜８−４と、受光素子キャリア８−１〜８−４が一側面９ａに搭載されるベースキャリア９とを更に備える。実施の形態１では、ベースキャリア９を金属で構成している。分波器２、光部品４−１〜４−４、増幅器７、受光素子キャリア８−１〜８−４を有するベースキャリア９が、図示しない金属製のパッケージに集積化されている。
【００１４】  各構成要素を詳細に説明する。分波器２は、４つの波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を含む入射光１を波長分離する。分波器２は、波長分離された４つの波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を、平行に複数のレーン３−１，３−２，３−３，３−４に出射する。分波器２から出射される波長λ1,λ2,λ3,λ4の光は、コリメート光若しくは疑似コリメート光である。分波器２における波長λ1,λ2,λ3,λ4の出射光の高さ位置ｈは、同じである。図２に示すように、波長λ2の光は分波器２から高さ位置ｈで出射されている。他の波長λ1,λ3,λ4の光も同じ高さ位置ｈをもって分波器２から出射される。分波器２は、波長多重された入射光１を波長分離し、波長分離された複数の波長の光を平行に複数のレーンに出射するものであれば、任意の構成を採用することができる。特許文献１に示された波長分波器を採用してもよいし、他の構成の波長分波器を採用してもよい。
【００１５】  受光素子キャリア８−１〜８−４は、ベースキャリア９の一側面９ａに並設されている。受光素子キャリア８−１〜８−４に、受光素子６−１〜６−４が夫々搭載されている。増幅器７は、ベースキャリア９の上面に配設されている。図２に示すように、ベースキャリア９の一側面９ａは、受光素子６−１〜６−４の反射光が入射光１の光路に戻らないように、上下に傾斜されている。一側面９ａは、特許請求の範囲の第１の傾斜面に対応する。
【００１６】  受光素子６−１〜６−４は、前述したようにDBR共振器構造を有する。ここで、受光素子６−１〜６−４には、同じ共振波長特性を有するDBR共振器が集積されている。受光素子６−１〜６−４のDBR共振波長は、４つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの最短波の波長であるλ1から４つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの最長波の波長であるλ4までの値になるよう設計されている。図３は、受光素子６−１〜６−４の共振波長特性の一例を示している。図３に示すように、実施の形態１では、全ての受光素子６−１〜６−４は、波長λ2のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性が設定されている。
【００１７】  図４は、光部品４−１〜４−４の実装位置を概念的に示す図である。図４に示すように、光部品４−１〜４−４は、異なる高さ位置に配置されている。すなわち、光部品４−１〜４−４は、光部品４−１〜４−４に入射される波長λ1,λ2,λ3,λ4の光によって形成される第１の面に垂直な第１の方向に沿った異なる位置に配置されている。実施の形態１では、前記第１の面は水平面に対応し、前記第１の方向は高さ方向であるＹ軸方向に対応する。図４において、受光素子６−１〜６−４の中央部の円は、光を透過可能な受光部６ａを示している。図５は、光部品４−１と光部品４−２の高さ方向の位置関係をより詳細に示す図である。図５の左側に光部品４−２の配置を示し、図５の右側に光部品４−１の配置を示している。
【００１８】  図４および図５に示すように、光部品４−１における集光レンズ５−１の中心q1および受光素子６−１の受光部６ａの中心p1は同じ高さ位置である。光部品４−２も同様であり、集光レンズ５−２の中心q2および受光素子６−２の受光部６ａの中心p2が同じ高さ位置である。光部品４−３も同様であり、集光レンズ５−３の中心および受光素子６−３の受光部６ａの中心が同じ高さ位置である。光部品４−４も同様であり、集光レンズ５−４の中心および受光素子６−４の受光部６ａの中心が同じ高さ位置である。
【００１９】  DBRブラッグ条件によると、DBRに対する入射角が大きくなるほど、DBR共振波長が短波長側にシフトする性質がある。別言すれば、DBRに対する入射角が小さくなるほど、DBR共振波長が長波長側にシフトする。そこで、波長λ1の光を受光する光部品４−１の高さ位置を、波長λ2の入射光に一致する波長λ2にDBR共振波長が設定された光部品４−２の高さ位置に対してΔyだけ下方にシフトさせて実装する。これにより、光部品４−１に対する入射光の高さ位置を変えずに、受光素子６−１への入射角を受光素子６−２への入射角より大きくすることができる。これにより、受光素子６−１のDBR共振波長は定性的に短波側にシフトする。従って、波長λ1と波長λ2の差に応じて光部品４−１の高さ位置を光部品４−２の位置から下方にシフトさせることで、受光素子６−１の共振波長をλ2からλ1にシフトさせることができる。
【００２０】  波長λ3は波長λ2よりも長いので、波長λ2と波長λ3の差に応じて光部品４−３の高さ位置を光部品４−２の位置から上方にシフトさせることで、受光素子６−３の共振波長をλ2からλ3にシフトさせることができる。同様に、波長λ2と波長λ4の差に応じて光部品４−４の高さ位置を光部品４−２の位置から上方にシフトさせることで、受光素子６−４の共振波長を波長λ2から波長λ4にシフトさせることができる。
【００２１】  次に、レーン間のシフト量Δya,bについて説明する。波長λbに対応するレーンにおける光部品を第１の光部品とし、波長λaに対応するレーンにおける光部品を第２の光部品とする。シフト量Δya,bは、第１の光部品の高さ位置に対する第２の光部品のシフト量を示している。波長λa、波長λbは、４つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの任意の１つである。
【００２２】  n1は空気の屈折率である。n2は受光素子６−１〜６−４の屈折率である。Fは集光レンズ５−１〜５−４の焦点距離である。θ1,aは波長λaに対応するレーンにおける受光素子への入射角である。θ2,aは波長λaに対応するレーンにおける受光素子内部での屈折角である。θ1,bは波長λbに対応するレーンにおける受光素子への入射角である。θ2,bは波長λbに対応するレーンにおける受光素子内部での屈折角である。
【００２３】  スネルの法則より第(1)式および第(2)式が成立する。        n1×sinθ1,a＝n2×sinθ2,a          …(1)        n1×sinθ1,b＝n2×sinθ2,b          …(2)
【００２４】  DBRにおけるブラッグ反射条件より第(3)式が成立する。        λb=λa(cosθ2,b／cosθ2,a)            …(3)
【００２５】  また、２つのレーンの光部品の相対実装位置の幾何的関係から第(4)式が成立する。        Δya,b／F＝tanθ1,b−tanθ1,a      …(4)
【００２６】  したがって、上記第(1)式〜第(4)式を満たすように、第１の光部品に対する第２の光部品のシフト量Δya,bを決定する。具体的には、第(1)式〜第(4)式を整理することで、シフト量Δya,bは、n1、n2、F、λa、λbおよび入射角θ1,bを変数とした第１の変換式によって表すことができる。前記第１の変換式は、第(1)式〜第(4)式を整理することで一義的に導出することができるので、前記第１の変換式の開示は省略する。前記第１の変換式に従うと、光部品４−１〜４−４の位置関係は、図４に示すように、長波長になればなるほど高い位置に実装される。
【００２７】  図５の左側に示すように、光部品４−２の受光素子６−２へは波長λ2の光が入射角θ1,2をもって入射され、屈折角θ2,2で屈折される。一方、図５の右側に示すように、光部品４−１の受光素子６−１へは波長λ1の光が入射角θ1,1をもって入射され、屈折角θ2,1で屈折される。したがって、光部品４−２に対する光部品４−１のシフト量Δy1,2は、n1、n2、F、λ1、λ2および受光素子６−２への入射角θ1,2を変数とした前記第１の変換式に基づき算出することができる。
【００２８】  光受信モジュール１００において、全ての受光素子６−１〜６−４の共振波長を特定の波長に設定した場合、共振波長から外れたレーンでは感度が劣化する問題がある。そこで、実施の形態１においては、共振波長から外れたレーンの光部品の実装位置を、共振波長と各レーンの波長の差に応じたシフト量だけシフトさせる。これにより、各レーンの受光素子への入射角が変化し、各レーンのDBR共振波長がシフトする。
【００２９】  図６は、図４に示した実装を行った場合の受光素子６−１〜６−４の共振波長特性の一例を示している。受光素子６−２より低い位置に実装された受光素子６−１は、波長λ1のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性がシフトされている。受光素子６−２より高い位置に実装された受光素子６−３は、波長λ3のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性がシフトされている。受光素子６−３より高い位置に実装された受光素子６−４は、波長λ4のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性がシフトされている。このように、同一の共振波長特性に設定されたDBR受光素子を全てのレーンに用いた場合でも、各DBR受光素子の高さ位置を各レーンの波長に応じてシフトさせることで、全てのレーンのDBR共振波長と入射光の波長を一致させることが可能となる。
【００３０】  F=0.7mm、n1=1、n2=3.2、DBR設計波長λ2=1300.05nm、θ1,2=25度とした場合、光部品４−２に対する光部品４−１のシフト量であるΔy1,2=-72umとなり、光部品４−２に対する光部品４−３のシフト量であるΔy3,2=87umとなり、光部品４−２に対する光部品４−４のシフト量であるΔy4,2=195umとなる。Δyは、図２の上方向が+、下方向が-である。
【００３１】  このように実施の形態１によれば、各レーンに同一の共振波長特性を有する受光素子が用いられる場合において、ブラッグ反射条件によりDBR共振波長が入射角に応じて変化する現象を利用し、各レーンの光部品の実装高さ位置を異ならせるようにしている。これにより、光受信モジュール１００に入射される各波長の光の受光感度を、高さ位置のシフト前よりも大きくすることが可能となる。また、DBR共振波長と各信号波長とを一致させることで、波長変動に対する感度変動の傾きが小さくなり、温度変動に伴うDBR屈折率変動により生じるDBR共振波長変動、各種実装バラつきに対するDBR共振波長変動などに対する感度変動が低減可能である。さらに、集光レンズおよび受光素子から構成される各光部品の実装高さ位置をシフトさせるのみで、簡単に波長調整が可能である。
【００３２】  なお、上記実施の形態１では、４つの波長を有する100GBASE  LR4を例にしたが、光受信モジュール内の波長の個数、波長値、波長間隔は他の任意の値を採用しても良い。
【００３３】実施の形態２．  実施の形態１では、受光素子６−１〜６−４をベースキャリア９の側面に実装したが、実施の形態２では、受光素子６−１〜６−４をベースキャリア９の上面に実装する。図７は、本発明の実施の形態２にかかる光受信モジュール２００の上面図である。図８は、図７のＢ-Ｂ線に沿った断面図である。図８は、波長λ2の光についての各構成要素の配置位置を示している。実施の形態１の構成要素と同一機能を達成する構成要素に関しては同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００３４】  この実施の形態２では、波長λ1,λ2,λ3,λ4の光が伝搬する各レーンに入射光を直角に反射するミラー１０−１〜１０−４を配置している。図７および図８の場合は、各レーンにおける分波器２と集光レンズ５−１〜５−４との間に、入射光を入射方向から９０度傾いた方向へ反射するミラー１０−１〜１０−４を配置している。ミラー１０−１で反射された波長λ1の光は、集光レンズ５−１および受光素子６−１で構成される光部品４−１に入射される。ミラー１０−２で反射された波長λ2の光は、図８に示すように、集光レンズ５−２および受光素子６−２で構成される光部品４−２に入射される。ミラー１０−３で反射された波長λ3の光は、集光レンズ５−３および受光素子６−３で構成される光部品４−３に入射される。ミラー１０−４で反射された波長λ4の光は、集光レンズ５−４および受光素子６−４で構成される光部品４−４に入射される。ミラー１０−２は、特許請求の範囲の第１のミラーに対応する。ミラー１０−１，１０−３，１０−４の何れか一つが特許請求の範囲の第２のミラーに対応する。
【００３５】  図７においては、集光レンズ５−１〜５−４の図示は省略し、受光素子６−１〜６−４のみを図示した。図８に示すように、ベースキャリア９の上面の一部は水平面９ｂとなっており、前記水平面９ｂ上に増幅器７が搭載されている。また、ベースキャリア９の上面の一部は、受光素子６−１〜６−４の反射光が入射光の光路に戻らないように、前後方向であるＸ軸方向に傾斜される傾斜面９ｃとなっている。Ｘ軸はＹ軸に垂直である。Ｘ軸は水平方向であってかつ分波器２から出射される複数の波長の光に平行な方向である。傾斜面９ｃは、特許請求の範囲の第２の傾斜面に対応する。ベースキャリア９の傾斜面９ｃ上に、受光素子６−１〜６−４が並設されている。実施の形態２においては、光部品４−１〜４−４のＸ軸方向の実装位置を異ならせている。すなわち、光部品４−１〜４−４は、光部品４−１〜４−４に入射される波長λ1,λ2,λ3,λ4の光によって形成される第１の面に垂直な第１の方向に沿った異なる位置に配置されている。実施の形態２では、前記第１の面はＹ軸と、Ｙ軸およびＸ軸に垂直な軸とを含む鉛直面に対応し、前記第１の方向はＸ軸方向に対応する。図７においては、受光素子６−１〜６−４のＸ軸方向の実装位置が異なっていることが示されている。増幅器７の長手方向が、受光素子６−１〜６−４の並び方向と平行になるように、増幅器７がベースキャリア９の水平面９ｂ上で回転されて配置されている。受光素子６−１〜６−４と増幅器７は、ワイヤ１５によって接続されている。なお、各レーンの波長と光部品４−１〜４−４のＸ軸方向のシフト量との関係は、実施の形態１と同様であり、重複する説明は省略する。
【００３６】  実施の形態１では、各受光素子をベースキャリア９の側面実装とすることでミラー部材を用いることなく光受信モジュールを構成できるが、各受光素子の実装位置が高さ方向に変化することにより、増幅器７と各受光素子のワイヤ長がレーン間でばらつく。実施の形態２では、図７に示すように、受光素子６−１〜６−４の実装位置の並びに合わせて増幅器７を回転させて実装することで、増幅器７と各受光素子６−１〜６−４とを接続するワイヤ１５の長さを一定にすることができる。これにより、各ワイヤ１５によるインダクタンス成分を一定とすることができ、各レーンの信号伝送特性を安定させることが可能となる。
【００３７】  なお、各レーンにおける集光レンズ５−１〜５−４と受光素子６−１〜６−４との間に、ミラー１０−１〜１０−４を配置してもよい。
【００３８】  このように実施の形態２によれば、各レーンに同一の共振波長特性を有する受光素子が用いられる場合において、ブラッグ反射条件によりDBR共振波長が入射角に応じて変化する現象を利用し、各レーンの光部品のＸ軸方向の実装位置を異ならせるようにしている。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。また、増幅器７と各受光素子６−１〜６−４とを接続するワイヤ１５の長さを一定にすることができる。
【００３９】実施の形態３.  実施の形態１では、同一のDBR共振波長特性を有する受光素子を全レーンに用いたが、実施の形態３では、各受光素子のDBR共振波長を各レーンの信号波長とそれぞれ一致させる。つまり、λ1の光が伝送されるレーンの受光素子６−１のDBR共振波長特性を波長λ1に一致させ、λ2の光が伝送されるレーンの受光素子６−２のDBR共振波長特性を波長λ2に一致させ、λ3の光が伝送されるレーンの受光素子６−３のDBR共振波長特性を波長λ3に一致させ、λ4の光が伝送されるレーンの受光素子６−４のDBR共振波長特性を波長λ4に一致させる。これにより、理想的には、光部品４−１〜４−４の実装位置のシフト量Δyは０となるが、実際には、DBR作製時の膜厚変動、組成ずれなどによりDBR共振周波数がバラつく問題が生じる。そこで、本実施の形態３では、ブラッグ反射条件によりDBR共振波長が入射角によって変化する現象を利用し、受光素子６−１〜６−４のDBR共振波長の製造バラつきを補償する。
【００４０】  実施の形態３の光受信モジュールの構成は、図１および図２に示した光受信モジュール１００の構成と同様であり、重複する説明は省略する。但し、前述したように、各受光素子のDBR共振波長は各レーンの信号波長と一致している。図９は、光部品４−１〜４−４の実装位置を示す図である。光部品４−１には、波長λ1の光が入射され、光部品４−２には、波長λ2の光が入射され、光部品４−３には、波長λ3の光が入射され、光部品４−４には、波長λ4の光が入射される。ここでは、受光素子６−２のDBR共振波長は波長λ2と一致し、受光素子６−１のDBR共振波長が波長λ1よりも長波側にずれており、受光素子６−４のDBR共振波長が波長λ4よりも長波側にずれており、受光素子６−３のDBR共振波長が短波側にずれている場合を想定している。ずれが発生していない受光素子６−２を含む光部品４−２の高さ位置を破線２０によって示している。
【００４１】  受光素子６−１は、DBR共振波長が波長λ1よりも長波側にずれているので、光部品４−１の高さ位置を、ずれがない場合の高さ位置２０に対してΔy1だけ下方にシフトさせて実装する。受光素子６−３は、DBR共振波長が波長λ3よりも短波側にずれているので、光部品４−３の高さ位置を、ずれがない場合の高さ位置２０に対してΔy3だけ上方にシフトさせて実装する。受光素子６−４は、DBR共振波長が波長λ4よりも長波側にずれているので、光部品４−４の高さ位置を、ずれがない場合の高さ位置２０に対してΔy4だけ下方にシフトさせて実装する。
【００４２】  次に、各レーンのシフト量Δyaについて説明する。シフト量Δyaは、波長λaに対応するレーンの受光素子の共振波長特性のズレに応じたシフト量である。シフト量Δyaは、波長λbに対応するレーンの受光素子の共振波長特性のズレに応じたシフト量である。波長λa,λbは、４つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの任意の１つである。
【００４３】  n1は空気の屈折率である。n2は受光素子６−１〜６−４の屈折率である。Fは集光レンズ５−１〜５−４の焦点距離である。θ1,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正前の受光素子への入射角、θ2,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正前の受光素子内部での屈折角、θ'1,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正後の受光素子への入射角、θ'2,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正後の受光素子内部での屈折角とする。Δλaは、DBR共振波長のずれである。
【００４４】  スネルの法則より第(5)式および第(6)式が成立する。        n1×sinθ1,a＝n2×sinθ2,a          …(5)        n1×sinθ'1,a＝n2×sinθ'2,a          …(6)
【００４５】  DBRにおけるブラッグ反射条件より第(7)式が成立する。        Δλa+λa=λa(cosθ'2,a／cosθ2,a)            …(7)
【００４６】  また、波長λaに対応するレーンのDBR共振波長の補正前後の幾何的関係から第(8)式が成立する。        Δya／F＝tanθ'1,a−tanθ1,a      …(8)
【００４７】  また、波長λbに対応するレーンにおける光部品を第１の光部品とし、波長λaに対応するレーンにおける光部品を第２の光部品とすると、第１の光部品の高さ位置に対する第２の光部品のシフト量Δya,bは、第(9)式のようになる。        Δya,b／F＝(tanθ'1,b−tanθ1,b)                        -(tanθ'1,a−tanθ1,a)      …(9)
【００４８】  したがって、上記第(5)式〜第(8)式を満たすように、各光部品４−１〜４−４のシフト量Δy1,Δy2,Δy3,Δy4を決定する。具体的には、第(5)式〜第(8)式を整理することで、シフト量Δy1,Δy2,Δy3,Δy4は、n1、n2、F、Δλa、λaおよび入射角θ1,aを変数とした第２の変換式によって表すことができる。前記第２の変換式は、第(5)式〜第(8)式を整理することで一義的に導出することができるので、前記第２の変換式の開示は省略する。
【００４９】  このように実施の形態３においては、各レーンの受光素子のDBR共振波長のずれに応じて光部品をシフト配置するようにしたので、DBR共振波長の製造誤差を補正することが可能となり、光受信モジュールに入射される各波長の光の受光感度を、補正前よりも大きくすることが可能となる。また、DBR共振波長と各信号波長とを一致させることで、波長変動に対する感度変動の傾きが小さくなり、温度変動に伴うDBR屈折率変動により生じるDBR共振波長変動、各種実装バラつきに対するDBR共振波長変動などに対する感度変動が低減可能である。さらに、集光レンズおよび受光素子から構成される各光部品の実装位置をシフトさせるのみで、簡単に波長調整が可能である。
【００５０】  なお、実施の形態３においても、実施の形態２を適用し、各レーンにミラー１０−１〜１０−４を配置し、光部品４−１〜４−４をＸ軸方向にシフト配置してもよい。
【００５１】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】  ２  分波器、４−１〜４−４  光部品、５−１〜５−４  集光レンズ、６−１〜６−４  受光素子、７  増幅器、８−１〜８−４受光素子キャリア、９  ベースキャリア、１０−１〜１０−４  ミラー、１５  ワイヤ、１００，２００  光受信モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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