(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を形成した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、
前記光集積基板の前記光導波路を前記受光素子に接続する第１の端面を、前記光導波路に前記光ファイバを接続する第２の端面に対して角度をもって対向させ、前記光導波路を、前記第２の端面と直交し前記第１の端面と斜交する直線によって形成し、
前記第１の端面に接着した、一方の主面は特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜を有し、他方の主面は光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜で覆われた前記複数波長光のうち前記受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、
前記遮光フィルタの背後に前記受光素子を配設した、ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール。
【請求項２】
光ファイバと第１及び第２の受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を有した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、
前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を前記光集積基板の端面でＶ字型に折り返えす形に形成し、
前記光導波路がＶ字型に折り返す前記光集積基板の端面に接着した、一方の主面は特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜を有し、他方の主面は光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜で覆われた、前記第１の受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、
前記遮光フィルタの背後に前記第１の受光素子を配設し、
前記Ｖ字型に折り返した光導波路が前記Ｖ字型に折り返す前記光集積基板の端面とは別なる光集積基板端面で光出射する位置に前記第２の受光素子を配設した、
ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール。
【請求項３】
光ファイバと受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を形成した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、
前記光集積基板の前記光導波路を前記受光素子に接続する第１の端面を、前記光導波路に前記光ファイバを接続する第２の端面に対して角度をもって対向させ、前記光導波路を、前記第２の端面と直交し前記第１の端面と斜交する直線によって形成し、
前記第１の端面に接着した、一方の主面に特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜と光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜とを積層して有し前記複数波長光のうち前記受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、
前記遮光フィルタの背後に前記受光素子を配設した、ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール。
【請求項４】
光ファイバと第１及び第２の受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を有した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、
前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を前記光集積基板の端面でＶ字型に折り返えす形に形成し、
前記光導波路がＶ字型に折り返す前記光集積基板の端面に接着した、基板の一方の主面に特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜と光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜とを積層して有し前記第１の受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、
前記遮光フィルタの背後に前記第１の受光素子を配設し、
前記Ｖ字型に折り返した光導波路が前記Ｖ字型に折り返す前記光集積基板の端面とは別なる光集積基板端面で光出射する位置に前記第２の受光素子を配設した、
ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信モジュール、とくに遮光フィルタ付きの光通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクセス系光通信システムでは、局舎と加入者側との間を光ファイバで結び、局舎側からは１．３μｍ光及び１．５５μｍ光を加入者側へ伝送し、加入者側から局舎側へは１．３μｍ光を伝送する波長多重と双方向伝送の技術を併用した方式が開発されつつある。１．３μｍ光は双方向の通信に、１．５５μｍ光は局舎側からのみの放送用の伝送に用いられる。光アクセス系システム実現の鍵はシステムの低価格化にあり、とくに光モジュールの低価格化を図ることが重要である。
【０００３】
光モジュールには上記の波長多重分離機能と双方向伝送機能が必要であるが、現状のモジュールは送信モジュール、受信モジュール及び光カプラ等を組み合わせてこれらの機能を実現しているが、値段の高い部品を多く使用するためコスト高を免れない。上記の機能を一つのモジュールの中に集積化して低コスト化を図る努力が行われている。
【０００４】
集積化された光通信モジュールにおいては、上記の如く異なる波長の光を分離して受光すると同時に、モジュール自体が備える発光素子からの後方出力光などによる迷光や散乱光、また導波路からの散乱光等の光の回り込みを無くすことが必要である。受光素子の光検出部以外の部分に光が入射した場合、素子の応答速度が遅くなるためである。このため、モジュールに集積される受光素子には遮光フィルタを設けることが求められる。
【０００５】
遮光フィルタを使用した光集積回路の従来例としては、例えば図１１（Ａ）に示す特開平８−１４８６６８に記載された技術が知られている。この従来例は、光導波路の出射端周辺に放射される雑音光の影響を小さくすることを目的としており、受光素子の光検出部に窓開けを有する遮光フィルタ（図１１（Ｂ））が被され、窓開けを出射端と位置合わせして受光素子が光導波路基板に取り付けられる構造である。窓開けの大きさは出射端のビーム断面とほぼ同じ大きさあるいは若干大きくなっており、信号光以外の迷光が受光素子の光検出部以外には入射しないため、出力の電気信号のＳ／Ｎ比が悪くならない。
【０００６】
しかし、この従来技術の遮光フィルタとは、単に周囲の光を遮光することだけが目的であり、波長選択性を持つ波長フィルタではないため、窓開け部分についてはすべての波長の光を透過してしまう。光通信用モジュールでは、波長λ２（例えば波長１．５５μｍ光）の光の受光素子への入射、およびその反射光の伝送路への戻りを防止し、かつ波長λ１（ここでは１．３μｍ光）の迷光が受光素子に入射するのを防止するような、多重の遮光機能が必要であるため、上記の従来技術を光通信用モジュールに適用しても、高品質にしてかつ低価格の光通信用モジュールを得ることは不可能である。
【０００７】
光通信用モジュールの受光部に波長フィルタを設けた従来技術としては、特開平５−２１００２７に開示されている技術がある。この先行技術の特徴は、ピンホール付きのホルダに波長フィルタを貼って一体化した部品、または、ピンホールを持った波長フィルタをホルダに貼って一体化した部品を受光素子の受光面上に被せ、受光素子が導波路出射光以外の迷光から遮断されるように、遮光フードを設けたり、構造的に凹型の箱底に受光素子が位置するようにするというものである。波長フィルタによる波長選択透過／反射とピンホールや構造的な工夫による迷光除去の機能を備えているが、特性上またコスト上不十分である。その理由の第１は、導波路光出射面とフィルタ反射面と垂直に相対しており、導波路端面やフィルタでの反射光が導波路に再入射し、反射戻り光を発生させ、通信のＳ／Ｎ比を悪くする点であり、第２はフードやホルダや受光素子が凹部の底に位置するような機構的な部品等を必要とするため、部品点数、実装工数並びに光学調整工数が増加し、コストの増大が避けられない点である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術の難点に鑑みて成されたものであって、本発明によれば、反射光の伝送路への戻りを防止する機能を有し、波長λ２の光の受光素子への入射、および波長λ１の光の迷光が受光素子の光検出部以外の部分に入射するのを防止する遮光機能を併せ有し、かつ、低コストで生産できる遮光フィルタ付き光通信用モジュールを得ることが可能である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールは、光ファイバと受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を形成した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、前記光集積基板の前記光導波路を前記受光素子に接続する第１の端面を、前記光導波路に前記光ファイバを接続する第２の端面に対して角度をもって対向させ、前記光導波路を、前記第２の端面と直交し前記第１の端面と斜交する直線によって形成し、前記第１の端面に接着した、一方の主面は特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜を有し、他方の主面は光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜で覆われた前記複数波長光のうち前記受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、前記遮光フィルタの背後に前記受光素子を配設した、ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール、である。
本発明の請求項２に係わる発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールは、光ファイバと第１及び第２の受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を有した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を前記光集積基板の端面でＶ字型に折り返えす形に形成し、前記光導波路がＶ字型に折り返す前記光集積基板の端面に接着した、一方の主面は特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜を有し、他方の主面は光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜で覆われた、前記第１の受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、前記遮光フィルタの背後に前記第１の受光素子を配設し、前記Ｖ字型に折り返した光導波路が前記Ｖ字型に折り返す前記光集積基板の端面とは別なる光集積基板端面で光出射する位置に前記第２の受光素子を配設した、ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール、である。
本発明の請求項３に係わる発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールは、光ファイバと受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を形成した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、前記光集積基板の前記光導波路を前記受光素子に接続する第１の端面を、前記光導波路に前記光ファイバを接続する第２の端面に対して角度をもって対向させ、前記光導波路を、前記第２の端面と直交し前記第１の端面と斜交する直線によって形成し、前記第１の端面に接着した、一方の主面に特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜と光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜とを積層して有し前記複数波長光のうち前記受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、前記遮光フィルタの背後に前記受光素子を配設した、ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール、である。
本発明の請求項４に係わる発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールは、光ファイバと第１及び第２の受光素子と半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を前記光ファイバに接続し、前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を有した光集積基板を含み、複数波長光を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、
前記光ファイバからの光を前記受光素子に接続する光導波路を前記光集積基板の端面でＶ字型に折り返えす形に形成し、前記光導波路がＶ字型に折り返す前記光集積基板の端面に接着した、基板の一方の主面に特定の波長の光を透過する帯域通過フィルタ特性を有する膜と光を透過する空間的且つ部分的であり、前記基板の一つの辺に沿って設けられた窓を有した遮光膜とを積層して有し前記第１の受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを配設し、前記遮光フィルタの背後に前記第１の受光素子を配設し、
前記Ｖ字型に折り返した光導波路が前記Ｖ字型に折り返す前記光集積基板の端面とは別なる光集積基板端面で光出射する位置に前記第２の受光素子を配設した、ことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュール、である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第一の実施例の構成図であり、図１（Ａ）はその平面図、図１（Ｂ）は正面図であって、ここではとくに、導波路と受光素子との光結合部付近のみを示している。本モジュールは、図２に示す遮光フィルタ１、光導波路基板２、キャリア８に搭載された受光素子３から構成される。光導波路基板２には、遮光フィルタ１で反射した波長λ２の光がそのまま導波路に戻ることを防ぐために遮光フィルタ１に対して斜めに導波路７が形成される。遮光フィルタ１には、波長λ１の光を透過し、波長λ２の光を遮断するフィルタ膜４が蒸着形成され、フィルタ膜４とフィルタ膜を設けた面とは反対側の面に波長λ１、λ２の光を遮断する遮光メタル５が蒸着形成される。遮光メタル５には導波路７からの出射光が通過できるように窓６が形成される。
遮光フィルタ１は導波路７と窓６の位置が合うように光導波路基板２に接着固定され、受光素子３は導波路７と光検出部９の位置が合うようにキャリア８に半田固定される。
【００１１】
次に、本遮光フィルタ付き光通信モジュールの実施例の動作を説明する。導波路７から入射された波長λ１の光は、導波路７を導波し、遮光フィルタ１のフィルタ膜４、窓６を通過して受光素子３で受光される。導波路７への入射時や導波路７の導波中に発生した波長λ１の迷光は、光導波路基板２または空間を通って遮光フィルタ１に到達するが、遮光メタル５によって反射され、受光素子３の光検出部９以外の部分には入射されない。
【００１２】
導波路７に入射された波長λ２の光は、導波路７を導波して遮光フィルタ１に到達するが、フィルタ膜４によって反射され、受光素子３には入射されない。導波路７がフィルタ膜４に対して斜めに形成されているため、フィルタ膜４によって反射された波長λ２の光も再び導波路には戻らない。
【００１３】
このように、波長λ２の光の受光素子への入射、およびλ１、λ２の反射光の伝送路への戻りを防止する機能を有し、かつ波長λ１の光の迷光が受光素子の光検出部以外の部分に入射するのを防止するための遮光機能を有する光通信用モジュールが得られる。
【００１４】
次に、本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図３は本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第二の実施形態の構成を示す平面図である。導波路７を斜めに形成する代わりに光導波路基板２の端面を斜めに切断し、遮光フィルタ１を導波路７に対して斜めに貼り付けた遮光フィルタ付き光通信モジュールの一例である。端面を斜めに切断することにより、導波路７を直線にすることが可能である。
【００１５】
また、図４は本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第三の実施形態の構成図であり、図４（Ａ）はその平面図、図４（Ｂ）は正面図を示す。光導波路基板２に斜めの溝１１を形成し、遮光フィルタ１を溝１１に挿入して接着固定した遮光フィルタ付き光通信モジュールである。
【００１６】
また、図５は本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第四の実施形態の構成図であり、図５（Ａ）はその平面図、図５（Ｂ）は正面図を示す。光導波路基板２上に受光素子３を搭載し、光導波路基板２に形成された溝１１に遮光フィルタ１を挿入して接着固定した遮光フィルタ付き光通信モジュールの一例である。この構成では、受光素子３には導波路入射型受光素子、もしくは端面入射型受光素子が有効である。
【００１７】
また、図６は本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第三の実施形態の構成図であり、図６（Ａ）はその平面図、図６（Ｂ）は正面図を示す。遮光フィルタ１で反射された波長λ２の光が導波路１２を導波され、キャリア１４に搭載された受光素子１３に受光される構造の遮光フィルタ付き光通信モジュールの一例である。導波路７と導波路１２は光導波路基板２の中心線に対して対称な位置に形成される。受光素子１３は、導波路１２と光検出部１５の位置が合うようにキャリア１４に半田固定される。導波路７から入射された波長λ２の光はフィルタ膜４で反射され、導波路１２を導波して受光素子１３で受光される。このように導波路７から入射された波長λ１、λ２の光を分割し、それぞれ受光素子３、受光素子１３で受光する光通信モジュールが実現できる。
【００１８】
また、図７は本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第三の実施形態の構成図であり、図７（Ａ）はその平面図、図７（Ｂ）は正面図を示す。光導波路基板２上に波長λ１の発光素子１５が搭載された構造の遮光フィルタ付き光通信モジュールの一例である。光導波路基板２には、受光素子３に入射する導波路１７と反対側の導波路１８と結合するようにＹ分岐１６が形成されている。発光素子１９が光導波路基板２上導波路１８の端に半田固定される。発光素子１５からの波長λ１の光は、導波路１８に結合され、Ｙ分岐１６を通って導波路７から伝送路に伝送される。導波路１８に結合されなかった光や、Ｙ分岐１６での散乱光や発光素子１９からの後方出力光などによる迷光は、遮光メタル５によって反射されるため、受光素子３の光検出部９以外の部分には入射されない。
【００１９】
次に、本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの各実施形態を構成する遮光フィルタの他の実施例を説明する。図８は、遮光メタル５の窓６の形状を、図２の第一の遮光メタルの実施例から変更し、上側の１辺に沿って窓を開けた形状の遮光フィルタの第二の実施例である。窓６が大きいため、遮光フィルタ１の貼付位置がずれても特性に影響しないため、貼付作業の効率化、歩留まり向上が可能である。
【００２０】
また、図９は、フィルタ膜４と遮光メタル５を同じ側の面に蒸着した遮光フィルタの第三の実施例である。
【００２１】
また、図１０は、遮光メタルの代わりに波長λ２の光を遮断する波長フィルタ膜１０を蒸着した遮光フィルタの第四の実施例である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による遮光フィルタ付き光通信モジュールは、λ１およびλ２の反射光の伝送路への戻りを防止する機能と、波長λ２の光の受光素子への入射を阻止し、かつ、波長λ１の迷光が受光素子の光検出部以外の部分に入射するのを防止する遮光機能を有する。このため、通信品質の劣化を生ずることない。また、迷光が入射して受光素子内部でのキャリア速度の影響による、応答速度の劣化や感度の劣化が生じることがなく、伝送速度の高速化と送受交互の伝送を行う場合の受信感度の向上が可能となる。
更に、１つのフィルタにフィルタ機能と遮光機能の両方を持たせており、また、このフィルタを導波路端面に直接接着しているために、フィルタと遮光膜それぞれを別々に構成した場合に比べ、また、特別の支持部品を設けるのに比べて部品コスト、実装コスト、並びに調整コストの低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第一の実施形態の構成を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態を構成する遮光フィルタの第一の実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第二の実施形態の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第三の実施形態の構成を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図５】本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第四の実施形態の構成を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図６】本発明の遮光フィルタ付き光通信モジュールの第五の実施形態の構成を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図７】本発明の実施形態を構成する遮光フィルタの第二の実施例の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態を構成する遮光フィルタの第三の実施例の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を構成する遮光フィルタの第四の実施例の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態を構成する遮光フィルタのまた更に別なる実施例の構成を示す図である。
【図１１】従来例の遮光フィルタを使用した光集積回路であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は遮光フィルタの構造を示す図である。
【符号の説明】
１    遮光フィルタ
２    光導波路基板
３    受光素子
４    フィルタ膜
５    遮光メタル
６    窓
７    導波路
８    キャリア
９    光検出部
１０    波長フィルタ膜
１１    溝
１２    導波路
１３    受光素子
１４    キャリア
１５    光検出部
１６    Ｙ分岐
１７    導波路
１８    導波路
１９    発光素子
【図１】
0003557966.tif 000002
【図２】
0003557966.tif 000003
【図３】
0003557966.tif 000004
【図４】
0003557966.tif 000005
【図５】
0003557966.tif 000006
【図６】
0003557966.tif 000007
【図７】
0003557966.tif 000008
【図８】
0003557966.tif 000009
【図９】
0003557966.tif 000010
【図１０】
0003557966.tif 000011
【図１１】
0003557966.tif 000012