(57)【要約】【課題】波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することが可能な光送信器を提供すること。【解決手段】光送信器１の複数の半導体光増幅素子１８から出射された光のそれぞれは、複数の光導波路２０に導入され、ブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎにより、それぞれ異なる波長の光とされる。光コネクタ２は、ガイドピン４２がガイド溝２２に嵌合することによって光送信器１に接続され、複数の光導波路２０のうちいずれかと光学的に結合する。これにより、光送信器１からは、それぞれ異なる波長の光のうち特定の波長の光が出力されることとなる。【選択図】　図４
2004125976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体光増幅素子と、
前記複数の半導体光増幅素子毎に設けられ、それぞれが異なる波長の光を部分的に反射する複数の回折格子と、
前記複数の回折格子を透過した光のうち特定の波長の光を出力するように光コネクタを位置決めして接続するための嵌合部と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記複数の回折格子は、それぞれが光導波路に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記光導波路は、Ｓｉ基板上に形成されたＳｉＯ２−ＧｅＯ２系導波路であることを特徴とする請求項２に記載の光送信器。
【請求項４】
前記光導波路は、Ｓｉ基板上に形成されたポリマー系導波路であることを特徴とする請求項２に記載の光送信器。
【請求項５】
前記複数の半導体光増幅素子と前記光導波路との間には、前記複数の半導体光増幅素子から出力する光に対して光学的に透明な樹脂が充填されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の光送信器。
【請求項６】
前記複数の半導体光増幅素子は、リードフレームにより電気的に接続され、樹脂によりモールドされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光送信器。
【請求項７】
前記嵌合部は、ガイドピンが挿入可能なガイド溝を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光送信器。
【請求項８】
前記光コネクタと物理的に接触して当該光コネクタに光学的に結合することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図７に示されるように、局側１００と加入者側２００との通信を波長多重された光信号により行うことが知られている。この通信方式では、それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光送信器２１０とそれら波長の光を合波する光合波器２２０とが加入者側２００に設置され、それぞれ異なる波長の光を入力する複数の光受信器１１０とそれら波長の光を分波する光分波器１２０とが局側１００に設置されている。
【０００３】
各光送信器２１０からの光は、光合波器２２０により合波され、光ファイバ３００を伝達し、局側１００の光分波器１２０により分波され、それぞれの光受信器１１０に到達する。これにより、加入者間にクロストークが無く通信が可能となっている。
【０００４】
しかし、この通信方式では以下に示す欠点がある。すなわち、加入者数や加入者の居住に変更等があると、光送信器２１０からの光信号の割り当てを変更する場合がある。もともと光信号は異なる波長が加入者ごとに割り当られているため、割り当てを変更するとなると作業は非常に煩雑なものとなってしまう。
【０００５】
そこで、各加入者宅に異なる波長の光を出力する複数の光送信器を設置することが考えられる。図８に複数設置される光送信器の一例を示し、図９に光送信器内に設けられるＬＤモジュールの一例を示す。光送信器２３０では、ＬＤドライバ２３１からリードピン２３２に所定の電流が供給されると、リードピン２３２に電気的に接続されたレーザダイオード２３３が発光する。レーザダイオード２３３からの光は、集光レンズ２３４により集光されＬＤモジュール２３５から出力される。ｎ個存在するレーザダイオードはλ１〜λｎのいずれかの波長の光を発光する。以下、波長の違いを１〜ｎで表す。ＬＤモジュール２３５１〜ｎから出力した光は、光ファイバ２３６１〜ｎによって光コネクタ２３７１〜ｎに導かれ、光コネクタ２３７１〜ｎから外部に出力する。光送信器２３０１〜ｎは、例えば、光ファイバ２３６１〜ｎを収納するために約１００ｍｍ程度長さ（α１）を確保する必要があり、全体としての長さ（α２）が１５０〜２００ｍｍとなる。また、幅（β）は５０〜６０ｍｍである。
【０００６】
例えば、光送信器２３０ｍ（ｍ番目）では、光コネクタ２３７ｍを介して局側１００と接続される。このため、光信号の割り当てに変更があったとしても、所望の波長で発光するｍ番目の光送信器２３０ｍの光コネクタ２３７ｍを外部の光ファイバと接続することでその割り当て波長を容易に変更することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、光信号の割り当てが容易となるものの、通信に実際に使用される光送信器２３０ｍ以外の使用されない光送信器２３０１〜ｎが各加入者宅に多数設置されることになってしまう。また、光送信器２３０１〜ｎを複数設置すると、光送信器２３０１〜ｎの設置用のスペースが多くとられてしまう。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することが可能な光送信器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る光送信器は、複数の半導体光増幅素子と、複数の半導体光増幅素子毎に設けられ、それぞれが異なる波長の光を部分的に反射する複数の回折格子と、複数の回折格子を透過した光のうち特定の波長の光を出力するように光コネクタを位置決めして接続するための嵌合部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、複数の半導体光増幅素子のそれぞれで発生した光は、複数の回折格子によりそれぞれ異なる波長のレーザ光とされ、光コネクタによりそれら波長の光のうち特定の波長の光が出力される。このため、光コネクタの接続位置又は光コネクタ自体を変更することによって、所望の波長の光が光送信器から出力されることとなる。また、単一の光送信器で、複数波長の光から特定の波長の光を選択して出力することが可能となっている。従って、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することができる。
【００１１】
また、本発明に係る光送信器では、複数の回折格子は、それぞれが光導波路に設けられていることが好ましい。また、光導波路は、Ｓｉ基板上に形成されたＳｉＯ２−ＧｅＯ２系導波路であるか、Ｓｉ基板上に形成されたポリマー系導波路であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る光送信器では、複数の半導体光増幅素子と光導波路との間には、複数の半導体光増幅素子から出力する光に対して光学的に透明な樹脂が充填されていることが好ましい。この場合、複数の半導体光増幅素子と光導波路とは、互いに固定されるため、複数の半導体光増幅素子と光導波路との位置ズレが防止されることとなる。従って、複数の半導体光増幅素子で発生した光が位置ズレにより光導波路に導入されなくなってしまう事態を回避することができる。
【００１３】
また、本発明に係る光送信器では、複数の半導体光増幅素子は、リードフレームにより電気的に接続され、樹脂によりモールドされていることが好ましい。また、嵌合部は、ガイドピンが挿入可能なガイド溝を含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る光送信器では、光コネクタと物理的に接触して当該光コネクタに光学的に結合することが好ましい。この場合、光送信器から出力される光は直接的に光コネクタに入力されることとなる。これにより、光送信器と光コネクタとの接続用の部材を介する場合に比べ、光損失を低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による光送信器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
先ず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る光送信器を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光送信器の構成図であり、図２は、本発明の実施形態に係る光送信器の一部拡大図であり、（ａ）は平面視したものを示しており、（ｂ）は側面視したものを示しており、（ｃ）は、図１（ａ）に示すＩ−Ｉ端面を示したものである。
【００１７】
光送信器１は、図１に示すように筐体１０内に、光を発し出力するための光出力部１２と、必要に応じて光出力部１２を駆動して当該光出力部１２に光を出力させるための駆動部１４とを有している。光出力部１２は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数の半導体光増幅素子１８と、複数のブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎが設けられた複数の光導波路２０と、ガイド溝２２と、リード端子２４ａ，２４ｂを有するリードフレーム２４と、Ｓｉ基板２６とを備えている。また、複数の半導体光増幅素子１８と、複数の光導波路２０と、リードフレーム２４と、Ｓｉ基板２６とは、エポキシ樹脂１６によりモールドされている。なお、筐体１０は、長さ（ｘ１）が約３０ｍｍであり、幅（ｙ１）が約２０ｍｍである。
【００１８】
半導体光増幅素子１８は、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰのダブルヘテロ構造の半導体光増幅素子チップが用いられ、Ｓｉ基板２６上に設けられた第一電極部２８上に搭載されている。第一電極部２８は、樹脂１６外部に延びるリード端子２４ａにワイヤボンディングされている。また、半導体光増幅素子１８は、第二電極部３０にワイヤボンディングされており、第二電極部３０は、樹脂１６外部に延びるリード端子２４ｂにワイヤボンディングされている。このため、半導体光増幅素子１８には、リード端子２４ａ，２４ｂ及びボンディングワイヤを介して電流が供給されるようになっている。
【００１９】
さらに、半導体光増幅素子１８は、その一端面が光出射面１８ａとされ、他端面が光反射面１８ｂとされている。光反射面１８ｂは、コーティングされており、その反射率は８５〜１００％である。このため、半導体光増幅素子１８が発する光は、光出射面１８ａから出力されていく。なお、半導体光増幅素子１８は、光出力部１２に複数並設されている。
【００２０】
光導波路２０は、約１０μｍのクラッド層、約５〜６μｍ角のコア及び約１０μｍのクラッド層をこの順番でＳｉ基板２６上に積層したものである。この光導波路２０は、例えば、ＳｉＯ２−ＧｅＯ２系導波路か、ポリマー系導波路である。また、光導波路２０は、その先端面２０ｂが半導体光増幅素子１８の光出射面１８ａと対向するように設けられている。このため、半導体光増幅素子１８から出射された光は、光導波路２０に導入される。また、光導波路２０の終端面２０ｃは、樹脂１６から露出した状態になっている。この終端面２０ｃが露出する側の面は、光送信器１の光出力面１０ａとして機能する。なお、光導波路２０は、半導体光増幅素子１８が設けられる数と同数設けられている。
【００２１】
複数の半導体光増幅素子１８と複数の光導波路２０との間は、樹脂３２が充填されている。この樹脂３２は、半導体光増幅素子１８が出力する光に対して光学的に透明である。樹脂３２は、例えば、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【００２２】
各光導波路２０は、複数のブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎのいずれかを備えている。各ブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎは、複数の半導体光増幅素子１８の光反射面１８ｂとで共振器を構成しており、それぞれが異なる格子間隔を有している。このため、各ブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎは、他のブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎが反射する光の波長と異なる波長の光を部分的に反射するようになっている。
【００２３】
ガイド溝２２は、Ｓｉ基板２６をエッチングして形成されている。ガイド溝２２は、光出力面１０ａから出力される光を受け入れる光コネクタ２を位置決めして接続するためにある。
【００２４】
ここで、Ｓｉ基板２６は、複数の半導体光増幅素子１８の搭載される部分の長さ（ｘ２）が２〜３ｍｍであり、複数の光導波路２０の搭載される部分の長さ（ｘ３）が、１０〜１５ｍｍであり、全体として長さが１２〜１８ｍｍである。また、光出力部１２の幅（ｙ２）は、半導体光増幅素子１８の数が１６であった場合約１４ｍｍであり、半導体光増幅素子１８の数が３２であった場合約２８ｍｍである。
【００２５】
図３は、光送信器１に接続される光コネクタ２の一例を示す構成図であり、（ａ）は断面を示したものであり、（ｂ）は側面視したものである。図３に示すように、光コネクタ２は、第一コネクタ部材２ａと第二コネクタ部材２ｂとによって光ファイバ３を挟み込むものであって、光ファイバ３を固定する固定溝４０と、光コネクタ２を光送信器１の光出力部１２に接続するためのガイドピン４２とを有している。固定溝４０は、固定した光ファイバ３を光導波路２０のいずれかと光学的に結合する位置に形成されている。ガイドピン４２は、光送信器１のガイド溝２２に挿入されるものである。ガイドピン４２がガイド溝２２に挿入され嵌り合うことによって、光送信器１と光コネクタ２とは接続される。
【００２６】
図４は、光送信器１の光出力部１２と光コネクタ２とが接続された状態を示す図である。図４に示すように、ガイドピン４２はガイド溝２２に挿入され、光送信器１と光コネクタ２とは他の部材を介することなく物理的に接触した状態で接続されている。固定溝４０に固定される光ファイバ３は、複数の光導波路２０のうち１つと光学的に結合され、他の光導波路２０とは光学的に結合されない。すなわち、光コネクタ２は複数のブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎを透過した異なる波長の光のうち１波長の光のみを入力することとなる。
【００２７】
次に、光送信器１の動作を説明する。先ず、駆動部１４から各半導体光増幅素子１８に電流が供給される。これにより、各半導体光増幅素子１８は光を発する。この光は、反射率の高い光反射面１８ｂから出射されず、光出射面１８ａから出射される。
【００２８】
光出射面１８ａから光導波路２０側へ出射された光は、この光に対して光学的に透明な樹脂３２を透過して光導波路２０に入射する。光導波路２０に入射した光は、導波されブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎでその一部が反射される。反射された光は、各半導体光増幅素子１８に戻り光反射面１８ｂにより反射される。この反射が繰り返されることによって、光は増幅されてレーザ発振しブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎを透過する。ここで透過する光は、ブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎの格子間隔で決まる所定のレーザ発振波長を有する。各ブラック回折格子２０ａ１〜２０ａｎはそれぞれ異なる格子間隔に設定されているため、レーザ発振した光はそれぞれ異なる波長を有することとなる。
【００２９】
透過した光それぞれは、光導波路２０の終端面２０ｃに到達する。光コネクタ２は複数の光導波路２０のうち１つとのみ光学的に結合されているため、終端面２０ｃに到達した光のすべてが光コネクタ２へ出力されるわけではなく、特定の１波長の光のみが光コネクタ２へ出力される。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る光送信器１では、複数の半導体光増幅素子１８のそれぞれで発生した光は、複数のブラッグ回折格子２０ａ１〜２０ａｎによりそれぞれ異なる波長のレーザ発振光とされ、光コネクタ２によりそれら波長の光のうち特定の波長の光が出力される。このため、光コネクタ２の接続位置又は光コネクタ２自体を変更することによって、所望の波長の光が光送信器１から出力されることとなる。また、単一の光送信器１で、複数波長の光から特定の波長の光を選択して出力することが可能となっている。従って、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することができる。また、半導体光増幅素子１８及び光導波路２０が同一の基板上に集積して形成されているため、光送信器１は小型化されている。
【００３１】
また、本実施形態に係る光送信器１では、複数の半導体光増幅素子１８と光導波路２０とは、互いに固定されるため、複数の半導体光増幅素子１８と光導波路２０との位置ズレが防止されることとなる。従って、複数の半導体光増幅素子１８で発生した光が位置ズレにより光導波路２０に導入されなくなってしまう事態を回避することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る光送信器１では、光送信器１から出力される光は直接的に光コネクタ２に入力されることとなる。これにより、光送信器１と光コネクタ２との接続用の部材を介する場合に比べ、光損失を低減することができる。
【００３３】
次に本実施形態に係る光送信器１の変形例を説明する。図５は、本実施形態に係る光送信器１の光出力部１２の変形例を示す構成図である。
【００３４】
図５示すように、本変形例の光出力部１２は、複数の半導体光増幅素子５０が同一チップに形成されている。電極部５２は、複数の半導体光増幅素子５０を個々に搭載する必要がないため複数設けられておらず、単一のものとして形成されている。また、これに伴い、ボンディングワイヤの数も少なくなっている。各半導体光増幅素子５０は複数の光導波路２０と対向して形成されており、図２に示すものと同様に、光は光導波路２０に導入されるようになっている。
【００３５】
以上のように、本変形例においても図１〜図４に示す実施形態と同様に、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することができ、また、複数の半導体光増幅素子５０で発生した光が位置ズレにより光導波路２０に導入されなくなってしまう事態を回避することができ、光送信器１と光コネクタ２との接続用の部材を介する場合に比べ、光損失を低減することができる。
【００３６】
さらに、本変形例では、複数の半導体光増幅素子５０が同一チップに形成されているので、半導体光増幅素子５０を搭載する電極部５２及びボンディングワイヤの数を減らすことができる。なお、本変形例においても、光送信器１は小型化されている。
【００３７】
次に、光コネクタ２の変形例を説明する。図６は、光コネクタ２の変形例を示す構成図であり、（ａ）は断面を示したものであり、（ｂ）は側面視したものである。
【００３８】
図６示すように、本変形例の光コネクタ２も、第一コネクタ部材２ａと第二コネクタ部材２ｂとによって光ファイバ３を挟み込むものである。両コネクタ部材２ａ，２ｂは、Ｓｉ基板６０と空洞部６２とを有している。Ｓｉ基板６０は、光ファイバ３を挟み込んだ状態では、側方の一面だけが外部に露出するようになっている。また、この露出する側の面は、光送信器１と物理的に接触するようになっている。Ｓｉ基板６０には、エッチングにより形成され光ファイバ３を固定する固定溝６４が設けられている。固定溝６４は、Ｓｉ基板６０の露出面と反対側の側方面から露出面に向けて延びており、固定した光ファイバ３を光導波路２０のいずれかと光学的に結合する位置に形成されている。空洞部６２は、光ファイバ３を固定溝６４まで導くための空間として両コネクタ部材２ａ，２ｂに形成されている。
【００３９】
光コネクタ２は光送信器１と接続されるが、その接続が適切でないすなわち、固定溝６４がずれていると光導波路２０から光ファイバ３に光が導入される際に被る光損失が大きくなってしまう。しかし、本変形例の光コネクタ２では、固定溝６４がエッチングにより形成されているため、その位置は正確となっている。
【００４０】
以上のように、本変形例の光コネクタ２においても、図３に示す光コネクタ２と同様に光送信器１と接続することができる。さらに、本変形例の光コネクタでは、接続箇所での光損失を低減することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、波長割り当てが容易で設置用スペースを縮小することが可能な光送信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光送信器の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光送信器の一部拡大図であり、（ａ）は平面視したものを示しており、（ｂ）は側面視したものを示しており、（ｃ）は、図１（ａ）に示すＩ−Ｉ端面を示したものである。
【図３】本実施形態に係る光送信器に接続される光コネクタの一例を示す構成図であり、（ａ）は断面を示したものであり、（ｂ）は側面視したものである。
【図４】光送信器の光出力部と光コネクタとが接続された状態を示す図である。
【図５】本実施形態に係る光送信器の光出力部の変形例を示す構成図である。
【図６】光コネクタ２の変形例を示す構成図であり、（ａ）は断面を示したものであり、（ｂ）は側面視したものである。
【図７】波長多重通信システムの概略を示す構成図である。
【図８】従来の光送信器の一例を示す構成図である。
【図９】従来の光送信器内のＬＤモジュールの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…光送信器、２…光コネクタ、３…光ファイバ、１２…光出力部、１４…駆動部、１６…樹脂、１８，５０…半導体光増幅素子、１８ａ…光出射面、１８ｂ…光反射面、２０…光導波路、２０ａ１〜２０ａｎ…ブラッグ回折格子、２２…ガイド溝、２４…リードフレーム、２６…Ｓｉ基板、３２…樹脂、４０，６４…固定溝、４２…ガイドピン、６０…Ｓｉ基板、６２…空洞部。
【図１】
2004125976.tif 000003
【図２】
2004125976.tif 000004
【図３】
2004125976.tif 000005
【図４】
2004125976.tif 000006
【図５】
2004125976.tif 000007
【図６】
2004125976.tif 000008
【図７】
2004125976.tif 000009
【図８】
2004125976.tif 000010
【図９】
2004125976.tif 000011