(57)【要約】【課題】重複する部品の削減や調心時間の短縮を図ることで、より安価な双方向光通信モジュールおよびその光学部を提供することにある。【解決手段】頂部にボールレンズを取り付けたキャップと、このキャップを取り付けるステムと、このステムに取り付けられるシリコンプラットフォームと、このシリコンプラットフォームに取り付けられるキューブ型の多層膜フィルタと、前記シリコンプラットフォームに取り付けられ、前記キューブ型の多層膜フィルタによって反射される所定波長の光を受信する受光素子と、前記ボールレンズと前記キューブ型の多層膜フィルタとを結ぶ線上において、前記シリコンプラットフォームに取り付けられ、前記キューブ型の多層膜フィルタを透過して前記ボールレンズに向かって前記所定波長の光とは異なる波長の光を送信する発光素子とを備えたことを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部にボールレンズを取り付けたキャップと、
このキャップを取り付けるステムと、
このステムに取り付けられるシリコンプラットフォームと、
このシリコンプラットフォームに取り付けられるキューブ型の多層膜フィルタと、
前記シリコンプラットフォームに取り付けられ、前記キューブ型の多層膜フィルタによって反射される所定波長の光を受信する受光素子と、
前記ボールレンズと前記キューブ型の多層膜フィルタとを結ぶ線上において、前記シリコンプラットフォームに取り付けられ、前記キューブ型の多層膜フィルタを透過して前記ボールレンズに向かって前記所定波長の光とは異なる波長の光を送信する発光素子と
を備えたことを特徴とする双方向光通信モジュール用光学部。
【請求項２】
請求項１記載の双方向光通信モジュール用光学部において、前記シリコンプラットフォームは、前記受光素子を収容する凹部と、この凹部の前面側に位置する前記キューブ型の多層膜フィルタを載置する段部と、前記発光素子を取り付ける壁面部とを有する
を備えたことを特徴とする双方向光通信モジュール用光学部。
【請求項３】
請求項１記載の双方向光通信モジュール用光学部において、前記キューブ型の多層膜フィルタは、前記受光素子側に多層膜フィルタを設けている
ことを特徴とする双方向光通信モジュール用光学部。
【請求項４】
請求項１記載の双方向光通信モジュール用光学部において、前記発光素子は、前記シリコンプラットフォームに対して移動自在に取り付けられている
ことを特徴とする双方向光通信モジュール用光学部。
【請求項５】
光ファイバと、請求項１ないし請求項４の何れか１項記載の双方向光通信モジュール用光学部と、前記光ファイバと前記双方向光通信モジュール用光学部とを取り付ける金属製筐体とで構成したことを特徴とする双方向光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ、発光素子、受光素子、多層膜フィルタ、集光レンズなどを用いた光通信などに用いられる双方向の光通信モジュールおよびこれに用いられる光学部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、双方向の光送受信モジュールとしては、例えば、特開２０００−１８０６７１号公報などに開示されるものが知られている。
その一例を図７に示す。
双方向の光送受信モジュール１００は、光ファイバ（シングルモードファイバ）１０１と、発光素子（ＬＤ）１０３を含んだボールレンズ１０４付きＬＤ−ＣＡＮ１０２と、受光素子（ＰＤ）１０６を含んだボールレンズ１０７付きＰＤ−ＣＡＮ１０５と、多層膜フィルタ１０８とを金属製筐体１０９で固定した構造になっている。
【０００３】
双方向の光送受信モジュール１００によれば、例えば、１３１０ｎｍの送信、１５５０ｎｍの受信、または、１５５０ｎｍの送信、１３１０ｎｍの受信を１本の光ファイバ１０１で行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、双方向の光送受信モジュール１００では、それぞれの調心（Ｘ／Ｙ／Ｚ軸）が必須であり、多くの時間を要するという問題があった。
その一例を挙げると、位置決め（調心）が必要な箇所として、下記のようなものがある。
・ＬＤ−ＣＡＮ１０２のボールレンズ１０４の位置決め
・ＰＤ−ＣＡＮ１０５のボールレンズ１０７の位置決め
・金属製筐体１０９とＬＤ−ＣＡＮ１０２との位置決め
・金属製筐体１０９とＰＤ−ＣＡＮ１０５との位置決め
・金属製筐体１０９と光ファイバ１０１との位置決め
また、双方向の光送受信モジュール１００では、複数の部品が必要である。
【０００５】
したがって、双方向の光送受信モジュール１００では、安価なモジュール作製は困難であるといった問題があった。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、重複する部品の削減や調心時間の短縮を図ることで、より安価な双方向光通信モジュールおよびその光学部を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、頂部にボールレンズを取り付けたキャップと、このキャップを取り付けるステムと、このステムに取り付けられるシリコンプラットフォームと、このシリコンプラットフォームに取り付けられるキューブ型の多層膜フィルタと、前記シリコンプラットフォームに取り付けられ、前記キューブ型の多層膜フィルタによって反射される所定波長の光を受信する受光素子と、前記ボールレンズと前記キューブ型の多層膜フィルタとを結ぶ線上において、前記シリコンプラットフォームに取り付けられ、前記キューブ型の多層膜フィルタを透過して前記ボールレンズに向かって前記所定波長の光とは異なる波長の光を送信する発光素子とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の双方向光通信モジュール用光学部において、前記シリコンプラットフォームは、前記受光素子を収容する凹部と、この凹部の前面側に位置する前記キューブ型の多層膜フィルタを載置する段部と、前記発光素子を取り付ける壁面部とを有するを備えたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の双方向光通信モジュール用光学部において、前記キューブ型の多層膜フィルタは、前記受光素子側に多層膜フィルタを設けていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の双方向光通信モジュール用光学部において、前記発光素子は、前記シリコンプラットフォームに対して移動自在に取り付けられていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、光ファイバと、請求項１ないし請求項４の何れか１項記載の双方向光通信モジュール用光学部と、前記光ファイバと前記双方向光通信モジュール用光学部とを取り付ける金属製筐体とで構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１ないし図３は、本発明の一実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部を示す（請求項１、２に対応する）。
本実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部１は、図１に示すように、頂部２ａにボールレンズ３を接着剤により取り付けたキャップ２と、このキャップ２を取り付けるステム４と、このステム４に取り付けられるシリコンプラットフォーム５と、このシリコンプラットフォーム５に取り付けられるキューブ型の多層膜フィルタ６と、シリコンプラットフォーム５に取り付けられ、キューブ型の多層膜フィルタ６によって反射される所定波長の光を受信する受光素子７と、ボールレンズ３とキューブ型の多層膜フィルタ６とを結ぶ線上において、シリコンプラットフォーム５に取り付けられ、キューブ型の多層膜フィルタ６を透過してボールレンズ３に向かって所定波長の光とは異なる波長の光を送信する発光素子８とを備えている。
【００１０】
ステム４は、シリコンプラットフォーム５を固定する座４ａと、Ｍ−ＰＤ４ｂと、Ｐｒｅ−Ａｍｐ４ｃと、端子４ｄと、各端子４ｄと受光素子７、発光素子８、Ｍ−ＰＤ４ｂおよびＰｒｅ−Ａｍｐ４ｃとを接続するワイヤボンディング４ｅとを備えている。
シリコンプラットフォーム５は、受光素子７を収容する凹部５ａと、この凹部５ａの前面側に位置するキューブ型の多層膜フィルタ６を載置する段部５ｂと、発光素子８を取り付ける壁面部５ｃとを有する。
【００１１】
キューブ型の多層膜フィルタ６は、例えば、１５５０ｎｍの波長の光を反射し、１３１０ｎｍの波長の光を透過するように多層膜が４５°の傾きをもって形成されている。従って、ボールレンズ３で集光された１５５０ｎｍの波長の光を反射し、受光素子７で受光させ、発光素子８で発光された１３１０ｎｍの波長の光を透過し、ボールレンズ３で集光させることが可能となる。なお、キューブ型の多層膜フィルタ６は、例えば、１３１０ｎｍの波長の光を反射し、１５５０ｎｍの波長の光を透過するように多層膜を形成しても良い。
【００１２】
次に、本実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部１の組立について説明する。
先ず、シリコンプラットフォーム５に対し、キューブ型の多層膜フィルタ６、受光素子７および発光素子８は、例えば、次のようにして取り付けられる。
受光素子７と発光素子８とを、例えば、パッシブアライメント工法によりシリコンプラットフォーム５に実装する。ここで、受光素子７および発光素子８とシリコンプラットフォーム５との接着は、例えば、ＡｕＳｎ系のはんだを使用する。
【００１３】
次に、キューブ型の多層膜フィルタ６を受光素子７の前面側を覆うように段部５ｂ上に同じくパッシブアライメント工法により実装する。ここで、キューブ型の多層膜フィルタ６の接着は、光学分野で一般的に使用されているガラス系のＵＶ樹脂などが使用されている。
斯くして、図２に示す光学部品９を得る。
【００１４】
次に、図３に示すように、この光学部品９をステム４の座４ａに実装する。
次に、ワイヤボンディング４ｅにより、ステム４の端子４ｄと受光素子７、発光素子８、Ｍ−ＰＤ４ｂおよびＰｒｅ−Ａｍｐ４ｃとを接続する。
次に、ステム４にキャップ２を被せ、例えば、アクティブアライメント工法により接着する。
【００１５】
斯くして、図１に示す本実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部１を得ることができる。
本実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部１によれば、キューブ型の多層膜フィルタ６は、発光素子８から発光した光を透過し、ボールレンズ３で集光し、また、ボールレンズ３で集光された光を反射し、受光素子７で受信させることができる。
【００１６】
以上のように、１つの光学部内に受光素子７と発光素子８とを設けたので、従来の光学部のように２つの光学部を設ける必要がなくなり、重複する部品の削減や調心時間の短縮を図ることが可能となる。
また、パッシブアライメント方式を採用することにより、あらかじめ加工されたシリコンプラットフォーム５上にキューブ型の多層膜フィルタ６、受光素子７、発光素子８などを容易に実装することが可能で、従来、５回必要だった調心回数を３回に削減することが可能となる。
【００１７】
図４および図５は、本発明の別の実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部１Ａを示す（請求項１、２、３に対応する）。
本実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部１Ａは、キューブ型の多層膜フィルタ６の受光素子７側に多層膜フィルタ１０を設けた点で、双方向光通信モジュール用光学部１とは相違する。
【００１８】
多層膜フィルタ１０は、受光素子７を確実に囲い、不必要な光の入射を抑制することを可能にする。
その結果、クロストークを著しく向上させることが可能となる。
また、多層膜フィルタ１０とキューブ型の多層膜フィルタ６との関係は、キューブ型の多層膜フィルタ６が１３１０ｎｍの波長を光を透過する場合には、多層膜フィルタ１０は１５５０ｎｍの波長の光を反射し、キューブ型の多層膜フィルタ６が１５５０ｎｍの波長を光を透過する場合には、多層膜フィルタ１０は１３１０ｎｍの波長の光を反射するように設定される。
【００１９】
なお、図１ないし図５に示す各実施形態において、発光素子８を壁面部５ｃに固定せず、例えば、レールなどを設け、その上を移動できるようにしたり、あるいは、複数の固定位置を設けておき、何れかの位置に固定するなどのように、発光素子８がキューブ型の多層膜フィルタ６に対してその距離を任意に調整できるようにしておくと、発光素子８から発光する光のスポット角度が目的に応じて調整することが可能となる（請求項４に対応する）。
【００２０】
図６は、本発明の一実施形態に係る双方向光通信モジュール２０を示す（請求項５に対応する）。
本実施形態に係る双方向光通信モジュール２０は、図１または図４に示す双方向光通信モジュール用光学部１または１Ａと、金属製筐体２１と、光ファイバ２２とで構成されている。
【００２１】
金属製筐体２１には、一方に双方向光通信モジュール用光学部１または１Ａを取り付ける光学部用取付部２１ａと、他方に光ファイバ用取付部２１ｂとが設けられ、双方向光通信モジュール用光学部１または１Ａと光ファイバ２２とを取り付けることにより、これらの調心が為されるようになっている。
斯くして構成された本実施形態に係る双方向光通信モジュール２０によれば、光ファイバ２２を介して送られてきた１５５０ｎｍの波長の光は、ボールレンズ３で集光されて双方向光通信モジュール用光学部１または１Ａに取り込まれ、キューブ型の多層膜フィルタ６で反射し、受光素子７で受信される。また、発光素子８から発光された１３１０ｎｍの波長の光は、キューブ型の多層膜フィルタ６を透過し、ボールレンズ３で集光し、光ファイバ２２を介して受信側へ送られる。
【００２２】
以上のように、１つの光学部内に受光素子７と発光素子８とを設けたので、従来の光学部のように２つの光学部を設ける必要がなくなり、重複する部品の削減や調心時間の短縮を図ることが可能となる。
また、送受信部それぞれで使用していたボールレンズやステムそしてＣＡＮ−パッケージなどを共用することが可能となり、部材コスト、製造コスト、製作工数などが削減でき、より安価なモジュールの提供が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光素子と受光素子などを１つのＣＡＮ−パッケージ内に収めることが可能となり、従来の光学部と比較し、より小型化した双方向光通信モジュールおよびその光学部を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部における光学部品を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部の組立を示す説明図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部における光学部品を示す説明図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る双方向光通信モジュール用光学部における光学部品を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る双方向光通信モジュールを示す説明図である。
【図７】従来の双方向光通信モジュールを示す説明図である。
【符号の説明】
１，１Ａ　双方向光通信モジュール用光学部
２　キャップ
３　ボールレンズ
４　ステム
５　シリコンプラットフォーム
６　キューブ型の多層膜フィルタ
７　受光素子
８　発光素子
９　光学部品
１０　多層膜フィルタ
２０　双方向光通信モジュール
２１　金属製筐体
２２　光ファイバ
【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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