JPH0252304A - 光回路部品装置および光回路モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、複数の光回路を有する光回路部品装置および
その光回路モジュールに関するものである。

［従来の技術］ 近年、光通信の進展に伴い、光分岐、結合回路や光分岐
・合波器等の光部品を大量かつ安価に供給することか望
まれている。従来、これらの光部品としては、レンズに
よるコリメート光学系、干渉１模フイルタ等の組み合わ
せからなるバルク形光部品が用いられてきた。しかし、
これらのバルク形光部品は小型化、高信顆化か難しいた
め、改良が望まれていた。そこで、これらの問題を解決
する方法として、平面導波形の光部品、すなわち光ＩＣ
形の光部品を実現する試みがなされている。

第３図は、既に提案されている平面光導波路で構成した
双方向光合・分波モジュールの一例を示す（たとえば特
開昭６ｌ−４１ｉ９１１号参照）。この先回路は、シリ
コン基板１上に配置した光導波路２ａ、２ｂ、２ｃ、干
渉膜フィルタ３、半導体レーザ４１゜よび受光素子５と
、光ファイハロ、光ファイハロのカイト７ａ、受光素子
５のガイド７ｂ、半導体レザ４のガイｌ−７Ｃおよび千
７歩Ｉ摸フィルタ３のガ４１・７ｄとから主に構成され
ている。

この合・分波モジュールの動作については、゛１２導体
レーサ４から出射したレーザ光は光導波路７８を通過し
、干渉膜フィルタ３で反射してから、光導波路２ｂを通
り、光ファイハロへ導かれる。この光の波長はλ１であ
る。一方、光ファイハロから入射した波長λ２の光は先
導波Ｐ８２ｂを通過し、フィルタ３を通り、さらに光導
波路２Ｃを通過して受光素子５に到達する。フィルタ３
は波長λ２の光を通過させるが、波長λ１の光は反射す
る特性を有する。このような光回路で構成される光部品
は従来の個別部品による光合・分波モジュールと比較し
て、生産性が高く、低価格化を実現することかてと、し
かも小型化が期鞘てきる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、その実装方法は必ずしも容易ではない。例えば
、半導体レーザ４をシリコン基板１上に搭載する場合、
半導体レーザ４とシリコン基板１との間にヒートシンク
となる金属板を挿入する必要かあり、さらに半導体レー
ザ４と光導波路２ａとの光軸を合わせるためにその金属
板の高さ調整を精密に行う必要があるために、温度特性
と光学特性の両方を満足する実装法か必要となる。光フ
ァイハロの場合は、半導体レーザ４と光軸が異なり、か
つ形状も異なるので、光学特性を満足させるために異な
った実装方法をとる必要かある。さらにまた、受光素子
５の場合は、受信１３号の高周波化に伴い、前置増幅器
との距離を短くする必要か生しるため、電気回路も考慮
して実装を行う必要かある。干渉フィルタ３をガイド７
ｄに挿入する工程では、このフィルタ３の厚さか５０μ
ｍ以下と薄いため、ｌｉａ械的強度が弱く、取り扱いに
注意を要する。このように、平面基板上に各種の機能を
有する素子を搭載することは実装上きわめて煩雑てあり
、効率が悪く、量産性か悪い。また各素子を搭載後、そ
れらの特性を個々に測定することかできないため、実装
による信頼性の評価を個々に行うことが極めて困難であ
る。

そこで、本発明の目的は、従来の光年積回路における上
記の欠点を解決し、複雑化、多重化した光回路において
も実装か簡１１Ｘであり１．ｉＪＬ産化７０ｉＪ能てあ
り、しかも互換性かあり、信頼性の高い光回路部品装置
およびその光回路モジコールを提倶することにある。

［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、本発明光回路部品装
置は、複数の光回路を有する光回路部品装置において、
複数の光回路のうちの少くともひとつの特定の機能をも
つ光回路をそれぞれ収納した複数のモジュールと、複数
のモジュールの各々の端面に規格化された一定間隔て配
置された少くともひとつの光導波路あるいは光ファイバ
の端面を有する接続部とを具え、接続部により複数のモ
ジュールの各間を一括接続して構成したことを特徴とす
る。

本発明先回路モジュールは、少くともひとつの特定の機
能をもつ光回路が収納されたモジュール本体を具え、少
くともひとつの光回路の入力端子および出力端子に対応
して、モジュール本体の所定の端面に一定の間隔て光力
イト端子を配設し、入力端子および出力端子を光ガイド
端子に光結合し、およびモジュール本体には他のモジュ
ール本体との位置合わせな行うためのガイド部材を設置
−３たことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、特定機能の光回路、たとえは、能動素子回
路と受動素子回路を別個にモジュール化し、各モジュー
ル間の接続は、一定間隔に配列した光導波路または光フ
ァイバの端面により形成された接続部を介して、例えは
ガイドビンにより簡単に接続することにより、光回路部
品装置を構成でとる。各々の光回路部品としては、たと
えは、半導体レーサヂップ、受光素子、光ファイバ、方
向性結合器などかあり、これら各先回路を、たとえは、
能動回路を収容したパッシブモジコールと受動回路を収
容したアクデイプ士シ：Ｓ−ルとに分１ｉｉ１１てモジ
ュール化している。しかも、それらの光回路モジュール
はガイドビンて一括接続することかてきる。

これに対して、第３図の従来例はハイブリット回路、複
合回路であるから、種々の機能の素工か光４波回路基板
上に搭載されており、そのために、各素子に適した実装
法を用いる必要があり、かつ、それと同時に、素子相互
の関係も充分に把ＪＪＪＬｋ上で実装を行う必要かある
。例えは、半導体レーザ、受光素子、光ファイバの搭載
時の光学的位置精度の違いからくる光導波路との結合方
法の違いや半導体レーザと受光素子の搭載温度の関係等
の相互関係が重要である。さらにまた、半導体レーザと
受光素子とが共通の光回路」二に搭載されているので、
実装後の評価を個別の素子について行うことが困難であ
る。

方、本発明では、各モジュール毎に機能の異なる素子を
実装することかてきるのて、実装条件か単純であり、素
子数が増加しても問題はない。

さらにまた、能動回路と受動回路を分離するときには、
実装環境か限定されず、各々独立に実装条件を設定でき
る。さらにまた、モジュール毎に評価可能てあり、歩留
まり向上を期待できる。さらに加えて、技術か向上し高
性能の素子がてきた場合には、その素子を含むモジュー
ルのみを従来の干ジュールと交換することにより、装置
全体の性能向−にを泪ることもてきる。

本発明先回路モジュールては、モジコール端面か規格化
された一定間隔の光導波路や光ファイバで形成されてい
るため、アレイ化素子を実装する場合に有利である。例
えは、同しような回路を複数個並へる必要か増えると、
第３図の従来回路では、実装時間かかかるために経済的
でない。ところが、本発明によれば、各モジュール内の
回路の個数を増加し、光接続部の光ガイド端子の個数を
増加することで、アレイ化に簡単に対応て籾る利点を有
する。従って、特に光素子の集積化か進み、アレイ化生
導体レーザ、アレイ化フＡ１−ターｒオート、アレイ化
０εＩｃ（光・電気集積回路）〜アレイ化した素子を使
用する場合には、１１純にアレイの順番にモジュール端
面まて配線ずれはよく、第３図の従来例のように光導波
路によって実装か制限されることかない。

このように、本発明は種々の利ψ、な精すており、今後
の光部品の高機能化、１１ｒ産化、経済化を促進する上
で多大の貢献を１−る。しかもまた、本発明でＧＪ、千
ジ：Ｉ−ル間の接わ１．を規格化された定の間隔を持つ
光導波路の端面あるいは光ファイバの端面からなる光接
続部により行うので、モジュールとして相互の互換性か
あり、機能の異なるモジュールを自由に組み合わせるこ
とが可能である。また、モジュール間の接続はガイドビ
ンにより一括して簡単に行うことができるので、モジュ
ルの取り替えが簡単である利点を有している。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例としての光合・分波モジュー
ルの一例を示す。ここで、８は方向性結合器９を収容し
たパッシブモジコールである。ｌＯは半導体レーサヂッ
プ４および受光素子５を収容したアクデイプモジュール
である。モジュール８の一端壁にはスリーブ１４ａを挿
通し、このスリーブ１４ａにフェルール１３ａおよび１
３ｂを挿設することにより、光ファイバ６ｂと方向性結
合器９の一方のボーＩ〜９８との間の光結合を行う接続
部＋２ｂを構成する。モジュール８の他の一端壁および
モジュールｌＯの一端壁には、スリーブ１４ｂを挿通し
、このスリーブＮｂにフェルール１３Ｇ、１３ｄ、＋３
ｅおよび１３ｆを挿設することにより、方向性結合器９
の他の２つのボート９ｂおよび９Ｃと受光素子５および
半導体レーザチップ４との間の各光結合を行う接続部＋
２ａを構成する。両モジュール８とｌＯを接続する際に
、接続部＋２ａにおける光結合の光軸合わせを正確に行
い、かつこの接続部１２ａの結合な′容易に行うために
、両モジコール８おＪ：ひｌＯの各対向する端面にはガ
イドビンを設りる。以１の構成によって波長λ１および
λ２の光の送受イ１コを１Ｊう光合・分波モジュールか
得られる。

このような光回路において、信５Ｌを送るためには、半
導体レーザ４を変調し、この゛１′２導体１ノー９４か
らの出力光（波長λ１）を、先球フ）・イハ６，１を用
いてこのファイハロａ内へ導き、ざらにボー１−〇Ｃを
経て方向性結合器９を通過して光ファイハロｂへ入射す
る。一方、光ファイハロｂから入ってきた波長λ２の光
は方向性結合器９へ入射し、波長λの光とは異なった光
導波路を通ってボー１−９ｂから光ファイバ６Ｃを経て
受光素子５に入用される。以上のようにして波長λ、お
よびλ２の光を光分岐することが可能となる。

ここで、半導体レーザ４および受光素子５は気密封止さ
れたアクティブモジュールｌＯに収納されており、これ
ら素子の信頼性かこのモジコールとして保証されている
。一方、方向性結合器９を含むパッシブモジュール８も
同様に気密封止されているので、信頼性が保証されてい
る。接続部１２ａおよび１２ｂにおりるフェルール＋３
ａ〜＋３ｆおにびスリーブ１４ａ、＋４ｂは、１ｍｍφ
以下の直径を有し、アルミナあるはジルコニアから構成
することができ、それにより、極めて低損失にモジュー
ル間を接続可能である。なお、接続部１２ａ、１２ｂは
モシュル８．ｌＯの端面な鏡面研摩した構造でも可能で
ある。

第２図は、機能的には、第１図に示した光モジュールを
多重化して構成した光子ジュール装置の実施例である。

ここで、１６は、第１図の光ファイハロ８〜６ｃとは異
なり、テープファイバの形態で多重化されている光ファ
イバである。従って、第１図では単に方向性結合器９と
の接続部＋２ｂだけであった箇所に、第２図の実施例で
はファイバ集線部１７を介在させる。このファイバ集線
部１７は、モジュール８との接続を容易にするために、
テープファイバ１６の各光ファイバに対応した一定間隔
て、第１図示のフェルール１３ａ、・・・とスリーブ１
４ａ・・・とを配列したファイバ接続部＋２ｃをイｊす
る。このような構成のファイバ集線部１５を方向性結合
器を内蔵したパッシブモジュール８に接続する。このパ
ッシブモジュール８は、方向性結合器を複数個内蔵して
おり、各方向＋′Ａ結合器はモジコール８内で接続部＋
２ｃ’および１２ｄ　と光学的に接続されている。接続
部１２（゛および１２ｄは接続部１２ｃのファイバアレ
イと同一の間隔を有する光カイ１〜端子１８ａをイｊし
ている。ファイバ集線部１５およびパッシブモジクール
８にはガイ１〜ビン１１か製箔可能な接続穴１９か設り
Ｃあり、ガイドビン１１を集線部１５およびパッシブモ
ジュール８との間に挿入することにより集線部１５と干
シｊ、−ル８との間の光接続の位置合わせを一括して行
って両者を接続する。

一方、アクティブモジュール１０には半導体レーザと受
光素子が複数個収納されており、各素子の光ガイド端子
１８ｂが接続部１２ｄ”に接続されている。

接続部１２ｄ゛は、他の接続部＋２ｃ、　＋２ｃ’およ
び１２ｄと同一の間隔で配列した光力イト端子１８ｃお
よび１８ｄを有し、モジュール８とＩＯとの位置合わぜ
を行うためのガーｒトピン１１を挿入するための接続穴
＋９を４＝ｉ　１−る。それにより、接続部１２ｃ　と
１２Ｃ′との接続と同様にして、カイ１〜ピンＩＩによ
り接続部１２ｄと１２ｄ゛との一括接続を行う。第２図
の各接続部１２ｃ、　１２ｃ’、　１２６．１２ｄ’は
いずれも、第１図のようにフェルール１３とスリーブ１
４を用いた構造とするのかＪ：い。一方、接続部＋２ｃ
、　１２ｃ’、　１２ｄ、　１２ｄ’を鏡面＋ｉＪｆ　
１１４し、光ガイ１一端子＋８ａ−１８ｔｌの端面同士
か密着する方法て一括接続してもよく、光カイｌ一端子
の構造は上記の形態にのみ限定されるものではない。

本発明では、説明の便宜上、パッシブモジュル８および
アクティブモジュールｌＯ内の光回路あるいは光素子が
複数個存在すると表現したが、それら光回路や光素子が
同一基板上のアレイ化回路やアレイ化素子の場合にも本
発明を適用可能であり、むしろこの場合の方かより有効
に本発明が適用される。また、上記実施例では、集線部
１５とパッシブモジュール８とアクティブモジュールｌ
Ｏとの接続に関して説明を行ったが、アクティブモジュ
ール１０の後段にさらに別のモジ：１−ルを１経続して
機能を拡張することｂ可能である。

［発明の効果］ 以上説明したＪ：うに、本発明では、４，１！定の機能
、たとえは類似の機能を有する先回路を同一のモジュー
ルに収納し、規格化した接続部によりモジコール同士を
接続するにうにしたので、１５装を簡単にするために、
たとえは受動回路と能動回路との分離か可能である。さ
らにまた、量産・１′１の良いアレイ化素子等の実装を
容易ならしめる１ごめに光回路あるいは光ファイバと複
合した回路の形態でモジュール化を行うことにより、生
産刊か向」ニし、価格を低減させることか可能となる。

しかもまた、各モジュール毎に開発か可能なため、他の
光回路の制限をうけずにモジュール毎に独自に開発およ
び性能向上か期待てきる、さらにまた、同様の理由から
、各モジュール毎に信頼刊を（１７を保することかてき
る。

本発明では、各モジュールの接続部か規格化されＣいる
ので、モジコール間に互換性があり、隣にいかなるモジ
ュールか配備されても接続可能となり、加えて、モジュ
ール間の接続はガイドビンにより一括して１１ｎ単に行
うことかできるので、各種光回路を組み合わせることが
でき、それによって非常に広範囲に種々の機能をもった
光装置を構築でき、従って多様な部品への互換性が容易
となる。したかって、本発明によって構築した光回路部
品装置は非常に経済的に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として能動素子部と受動素子
部を分けた導波形光合・分波モジュールの構成例を示す
断面図、 第２図は本発明の他の実施例を示す配置図、第３図は従
来の導波形光モジュールの一例を示す斜視図である。 １・・・シリコン基板、 ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・光導波路、 ３・・・干Ｙ歩膜フィルり、 ４・・・半導体レーザ、 ５・・・受光素子、 ６　ａ　、　６　ｂ　、　６　ｃ−光ファイバ、７ａ・
・・光フアイバガイド、 ７ｂ・・・受光素子ガイド、 ７ｃ・・・半導体レーザガイド、 ７ｄ・・・フィルタガイド、 ８・・・パッシブモジュール、 ９・・・方向性結合器、 ｌＯ・・・アクティブモジュール、 １１・・・ガイドビン、 １２ａ、１２ｂ、＋２ｃ、１２ｃ’、＋２ｄ、１２ｄ’
　−・・接続部、１３ａ　−Ｊ１３ｆ　−フェルール、 １４ａ、１４ｂ　−−−スリーブ、 １６・・・テープファイバ、 １７・・・ファイバ集線部、 ＋８ａ、１８ｂ、１８ｃ、＋８ｄ　・＝光カイｌ一端子
、１９・・・接続穴。 本先明大権例の断面刃 第１図 ／）ｌａｆｆｉ ３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の光回路を有する光回路部品装置において、前
   記複数の光回路のうちの少くともひとつの特定の機能を
   もつ光回路をそれぞれ収納した複数のモジュールと、前
   記複数のモジュールの各々の端面に規格化された一定間
   隔で配置された少くともひとつの光導波路あるいは光フ
   ァイバの端面を有する接続部とを具え、該接続部により
   前記複数のモジュールの各間を一括接続して構成したこ
   とを特徴とする光回路部品装置。 ２）少くともひとつの特定の機能をもつ光回路が収納さ
   れたモジュール本体を具え、前記少くともひとつの光回
   路の入力端子および出力端子に対応して、前記モジュー
   ル本体の所定の端面に一定の間隔で光ガイド端子を配設
   し、前記入力端子および前記出力端子を前記光ガイド端
   子に光結合し、および前記モジュール本体には他のモジ
   ュール本体との位置合わせを行うためのガイド部材を設
   けたことを特徴とする光回路モジュール。