JPH0498209A - 光アレイ装置 - Google Patents
光アレイ装置Info
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- JPH0498209A JPH0498209A JP2216775A JP21677590A JPH0498209A JP H0498209 A JPH0498209 A JP H0498209A JP 2216775 A JP2216775 A JP 2216775A JP 21677590 A JP21677590 A JP 21677590A JP H0498209 A JPH0498209 A JP H0498209A
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
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。
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〕
本発明は光フアイバ伝送、特に光並列伝送やマルチチャ
ンネル伝送に適した光アレイ装置に関する。
ンネル伝送に適した光アレイ装置に関する。
コンピュータや交換機の処理能力の増大にともない、機
器間のインクコネクションの高速化に対する要請が益々
高まっている。光並列伝送や光マルチチャンネル伝送な
ど光によるインクコネクションは、電気インクコネクシ
ョンに比べて伝送速度、距離、耐電磁誘導性などが格段
に優れ、ケーブルサイズも小さいことから高速インクコ
ネクションとして重要性が増大している。
器間のインクコネクションの高速化に対する要請が益々
高まっている。光並列伝送や光マルチチャンネル伝送な
ど光によるインクコネクションは、電気インクコネクシ
ョンに比べて伝送速度、距離、耐電磁誘導性などが格段
に優れ、ケーブルサイズも小さいことから高速インクコ
ネクションとして重要性が増大している。
光並列伝送や光マルチチャンネル伝送の送信側に用いら
れるアレイ光源としては、信頼性、耐環境性に優れ経済
性も高い面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイが最
適である。一方、受信側に用いられるアレイ受光素子に
は、ｐｉｎフォトダイオード（ＰＤ）アレイが適する。
れるアレイ光源としては、信頼性、耐環境性に優れ経済
性も高い面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイが最
適である。一方、受信側に用いられるアレイ受光素子に
は、ｐｉｎフォトダイオード（ＰＤ）アレイが適する。
光信号はリボン状のアレイ光ファイバを通して伝送され
るため、これらのアレイ光素子は線形アレイ構造が用い
られている。アレイ光素子とアレイ光ファイバの光学的
な結合は、伝送性能に影響を及ぼす重要な技術要素であ
り、従来、いくつかの技法が試みられている。
るため、これらのアレイ光素子は線形アレイ構造が用い
られている。アレイ光素子とアレイ光ファイバの光学的
な結合は、伝送性能に影響を及ぼす重要な技術要素であ
り、従来、いくつかの技法が試みられている。
ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジ（ＪＯ
ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴ １ｌｉＡＶＥ ＴＥＣ
ＨＮＯＬＯＧＹ） 、Ｌ Ｔ５巻、８号、１９８７年、
１１１８〜１１２２頁に記載された例ではアレイＬＥＤ
やアレイＰＤが、先端を４５度に加工したアレイ光ファ
イバの端部にアレイ光素子の各エレメントとファイバの
各芯線が１対１に対応するように結合されている。昭和
６３年電子情報通信学会秋季全国大会予稿集、Ｂ−４１
４、Ｂ−１−１９８頁に記載された例では、アレイＬＥ
Ｄとアレイ光ファイバは直接結合により、アレイＰＤと
アレイ光ファイバはマイクロレンズアレイを用いたレン
ズ結合により、それぞれ光学結合がなされている。また
、いずれの例も、アレイ光素子の各エレメントのピッチ
とアレイ光ファイバの各芯線のピッチを等しくしている
。
ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴ １ｌｉＡＶＥ ＴＥＣ
ＨＮＯＬＯＧＹ） 、Ｌ Ｔ５巻、８号、１９８７年、
１１１８〜１１２２頁に記載された例ではアレイＬＥＤ
やアレイＰＤが、先端を４５度に加工したアレイ光ファ
イバの端部にアレイ光素子の各エレメントとファイバの
各芯線が１対１に対応するように結合されている。昭和
６３年電子情報通信学会秋季全国大会予稿集、Ｂ−４１
４、Ｂ−１−１９８頁に記載された例では、アレイＬＥ
Ｄとアレイ光ファイバは直接結合により、アレイＰＤと
アレイ光ファイバはマイクロレンズアレイを用いたレン
ズ結合により、それぞれ光学結合がなされている。また
、いずれの例も、アレイ光素子の各エレメントのピッチ
とアレイ光ファイバの各芯線のピッチを等しくしている
。
アレイ光素子とアレイ光ファイバを光学的に結合する上
で、光学的結合効率が高いこと、クロストークが小さい
こと、高速動作を始めとする電気的特性を損なわないこ
と、などが重要である。更に実用上は、より簡単な構成
で信頼性の高い装置を実現すること、低コストの光素子
アレイを実現することが強く求められている。しかし、
上述した従来の光アレイ装置には次のような問題点があ
った。
で、光学的結合効率が高いこと、クロストークが小さい
こと、高速動作を始めとする電気的特性を損なわないこ
と、などが重要である。更に実用上は、より簡単な構成
で信頼性の高い装置を実現すること、低コストの光素子
アレイを実現することが強く求められている。しかし、
上述した従来の光アレイ装置には次のような問題点があ
った。
先端４５度に加工したアレイ光ファイバの端部にアレイ
ＬＥＤやアレイＰＤを接合する方法では、光ファイバを
４５度に加工することに伴う工程の複雑さやコストの増
大という問題、光フアイバ端部にＬＥＤやＰＤを直接接
合することにより放熱効率や素子の信頼性の低下という
問題などがあった。アレイＬＥＤと光ファイバの光学的
直接結合の手法では、アレイＬＥＤは放熱体上にマウン
トされ、また４５度加工を用いていないため上述の問題
点は低減される。しかし、ＬＥＤと光ファイバの間隔が
大きくなるとＬＥＤ出力の光ファイバへの結合効率が急
激に低下するため、高結合効率を得るために間隔を数１
０μｍ以下にしなければならなかった。そのため、高精
度な光学的位置調整が必要という問題や、ＬＥＤの気密
封止が困難という信頼性上の問題などがあった。マイク
ロレンズアレイを用いたアレイ光素子とアレイ光ファイ
バのレンズ結合の方法では、光素子と光ファイバの間隔
を直接結合に比べ大きくできる。しかし、光ファイバの
ピッチ（通常２５μｍ）に制限され、レンズの直径を大
きくできないため実効的な開口角が小さく、そのために
結合効率が直接結合の半分以下という問題や、光素子と
光ファイバの間隔を３００〜４００μｍ以上にすること
が困難で光素子の気密封止に十分な間隔をとることが困
難という問題などがあった。
ＬＥＤやアレイＰＤを接合する方法では、光ファイバを
４５度に加工することに伴う工程の複雑さやコストの増
大という問題、光フアイバ端部にＬＥＤやＰＤを直接接
合することにより放熱効率や素子の信頼性の低下という
問題などがあった。アレイＬＥＤと光ファイバの光学的
直接結合の手法では、アレイＬＥＤは放熱体上にマウン
トされ、また４５度加工を用いていないため上述の問題
点は低減される。しかし、ＬＥＤと光ファイバの間隔が
大きくなるとＬＥＤ出力の光ファイバへの結合効率が急
激に低下するため、高結合効率を得るために間隔を数１
０μｍ以下にしなければならなかった。そのため、高精
度な光学的位置調整が必要という問題や、ＬＥＤの気密
封止が困難という信頼性上の問題などがあった。マイク
ロレンズアレイを用いたアレイ光素子とアレイ光ファイ
バのレンズ結合の方法では、光素子と光ファイバの間隔
を直接結合に比べ大きくできる。しかし、光ファイバの
ピッチ（通常２５μｍ）に制限され、レンズの直径を大
きくできないため実効的な開口角が小さく、そのために
結合効率が直接結合の半分以下という問題や、光素子と
光ファイバの間隔を３００〜４００μｍ以上にすること
が困難で光素子の気密封止に十分な間隔をとることが困
難という問題などがあった。
また、アレイ光素子の各エレメントのピッチとアレイ光
ファイバの各芯線のピッチを等しくしていることにより
次のような問題点があった。アレイ光ファイバはピッチ
２５０μｍのものが広く用いられている。アレイ光素子
のピッチを光ファイバに等しくしているため、例えば１
２チヤンネルのアレイでは長さが３ｍｍの細長いチップ
となる。そのため、長さ方向の反りが大きく放熱体など
へのマウント時の不良が生じやすいという問題や、チッ
プサイズが大きいためウェハ当たりの収量が小さくコス
ト高であるという問題などがあった。このピッチは光フ
ァイバのクラツド径（通常１２５μｍ〉と被覆厚により
決まっている。
ファイバの各芯線のピッチを等しくしていることにより
次のような問題点があった。アレイ光ファイバはピッチ
２５０μｍのものが広く用いられている。アレイ光素子
のピッチを光ファイバに等しくしているため、例えば１
２チヤンネルのアレイでは長さが３ｍｍの細長いチップ
となる。そのため、長さ方向の反りが大きく放熱体など
へのマウント時の不良が生じやすいという問題や、チッ
プサイズが大きいためウェハ当たりの収量が小さくコス
ト高であるという問題などがあった。このピッチは光フ
ァイバのクラツド径（通常１２５μｍ〉と被覆厚により
決まっている。
方、ＬＥＤの発光径やＰＤの受光径は２０〜８０μｍ程
度であるので、アレイ光素子の光ピッチを小さくするこ
とも考えられるが、上述した従来の光学結合方法では、
ピッチの異なるアレイ光素子とアレイ光ファイバを結合
することはできなかった。
度であるので、アレイ光素子の光ピッチを小さくするこ
とも考えられるが、上述した従来の光学結合方法では、
ピッチの異なるアレイ光素子とアレイ光ファイバを結合
することはできなかった。
本発明の目的は、このような従来の問題点を除去し、光
学的結合効率が高く、クロストークが小さく、安定な高
速動作の得られる光アレイ装置を、より高信頼で簡単な
構成で低コストに提供することにある。
学的結合効率が高く、クロストークが小さく、安定な高
速動作の得られる光アレイ装置を、より高信頼で簡単な
構成で低コストに提供することにある。
本発明による光アレイ送信装置は、複数の芯線を有する
線型アレイ光ファイバと、この芯線のピッチより小さい
ピッチで線形状に複数の発光部を有する線形アレイ半導
体発光素子を、単一の光軸上に配置したレンズ系により
一括して光学的に結合したことを特徴とする。
線型アレイ光ファイバと、この芯線のピッチより小さい
ピッチで線形状に複数の発光部を有する線形アレイ半導
体発光素子を、単一の光軸上に配置したレンズ系により
一括して光学的に結合したことを特徴とする。
また、本発明のよる光アレイ受信装置は、芯線を有する
線形アレイ光ファイバと、この芯線のピッチより小さい
ピッチで線形状に複数の受光部を有する線形アレイ半導
体受光素子を単一の光軸上に配置したレンズ系により一
括して光学的に結合したことを特徴とする。
線形アレイ光ファイバと、この芯線のピッチより小さい
ピッチで線形状に複数の受光部を有する線形アレイ半導
体受光素子を単一の光軸上に配置したレンズ系により一
括して光学的に結合したことを特徴とする。
本発明による光アレイ装置では、マイクロレンズアレイ
を用いず、単一の光軸上に配置した１つまたは複数のレ
ンズを用いて、アレイ光素子とアレイ光ファイバを一括
して光学的に結合している。そのために、直接結合に比
べて光素子と光ファイバの間隔を太きくずごとができ、
光学調整の許容度も高い。さらに、マイクロレンズアレ
イ結合に比べても、光ファイバのピッチによるレンズの
直径の制限が除去されるため、レンズ径を大きくでき、
高い結合高率で光素子と光ファイバの間隔を一層大きく
することができる。その結果、素子の気密封止が容易に
でき、簡単な構成で高信頼な光アレイ装置を得ることが
できる。また、光素子のピッチをアレイ光ファイバに制
限されずに小さくできるため、チップサイズを小さくで
き、チップコストの低減ができると共にマウントの歩留
まりも向上できる。
を用いず、単一の光軸上に配置した１つまたは複数のレ
ンズを用いて、アレイ光素子とアレイ光ファイバを一括
して光学的に結合している。そのために、直接結合に比
べて光素子と光ファイバの間隔を太きくずごとができ、
光学調整の許容度も高い。さらに、マイクロレンズアレ
イ結合に比べても、光ファイバのピッチによるレンズの
直径の制限が除去されるため、レンズ径を大きくでき、
高い結合高率で光素子と光ファイバの間隔を一層大きく
することができる。その結果、素子の気密封止が容易に
でき、簡単な構成で高信頼な光アレイ装置を得ることが
できる。また、光素子のピッチをアレイ光ファイバに制
限されずに小さくできるため、チップサイズを小さくで
き、チップコストの低減ができると共にマウントの歩留
まりも向上できる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
は第１の発明の実施例の構造を示す。
は第１の発明の実施例の構造を示す。
チャンネル数１２、ピッチ１００μｍ、発光径２０μｍ
の波長１．３μｍ面発光アレイＬＥＤ １をパッケージ
２に気密封止する。パッケージ２のガラス窓３とアレイ
ＬＥＤアレイ１の間隔は４００μｍ程度にする。一方、
チャンネル数１２、ピッチ２５０μｍの多モードアレイ
光ファイバ４の先端を１２本のＶ溝を形成したシリコン
ブロックを用いたフェルール５に固定する。アレイＬＥ
ＤＩとアレイ光ファイバ４を結ぶ光軸上にレンズ６を設
け、ＬＥＤの出力光を光ファイバに結合させる。レンズ
６によりアレイＬＥＤの像を２．５倍に拡大し、ＬＥＤ
の各エレメントの出力光をアレイ光ファイバの各芯線に
入力させる。
の波長１．３μｍ面発光アレイＬＥＤ １をパッケージ
２に気密封止する。パッケージ２のガラス窓３とアレイ
ＬＥＤアレイ１の間隔は４００μｍ程度にする。一方、
チャンネル数１２、ピッチ２５０μｍの多モードアレイ
光ファイバ４の先端を１２本のＶ溝を形成したシリコン
ブロックを用いたフェルール５に固定する。アレイＬＥ
ＤＩとアレイ光ファイバ４を結ぶ光軸上にレンズ６を設
け、ＬＥＤの出力光を光ファイバに結合させる。レンズ
６によりアレイＬＥＤの像を２．５倍に拡大し、ＬＥＤ
の各エレメントの出力光をアレイ光ファイバの各芯線に
入力させる。
ＬＥＤとレンズの間隔をｍｍオーダーにできるので気密
封止したＬＥＤパッケージを用いることができる。また
、ＬＥＤと光ファイバの結合効率の最良値からの劣化も
１ｄＢ程度と実用上問題のない値が得られた。本実施例
により、気密封止した高信頼なアレイＬＥＤを用いて結
合効率の高い高光出力の光アレイ送信装置を得ることが
できた。
封止したＬＥＤパッケージを用いることができる。また
、ＬＥＤと光ファイバの結合効率の最良値からの劣化も
１ｄＢ程度と実用上問題のない値が得られた。本実施例
により、気密封止した高信頼なアレイＬＥＤを用いて結
合効率の高い高光出力の光アレイ送信装置を得ることが
できた。
第２図は第２の発明の実施例の構造を示す。チャンネル
数１２、ピッチ１００μｍ、受光径５０μｍの波長１μ
ｍ帯ｐｉｎ−アレイＰＤ７をパッケージ８に気密封止す
る。パッケージ８のガラス窓９とｐｉｎ−アレイＰＤ７
の間隔は４００μｍ程度にする。一方、チャンネル数１
２、ピッチ２５０μｍの多モードアレイ光ファイバ４の
先端を、１２本のＶ溝を形成したシリコンブロックを用
いたフェルール５に固定する。ｐｉｎ−アレイＰＤ７の
アレイ光ファイバ４を結ぶ光軸上にレンズ１０を設け、
光ファイバからの出射光をｐｉｎＰＤに結合させる。レ
ンズ１０により光ファイバの像を０．４倍に縮小し、ア
レイ光ファイバの各芯線の出力光をｐｉｎ−アレイＰＤ
の各エレメントに入力させる。ｐｉｎ−ＰＤとレンズの
間隔をｍｍオーダーにできるので気密封止したＰＤパッ
ケージを用いることができる。また、ｐｉｎＰＤと光フ
ァイバの結合効率を最良値からの劣化も１ｄ、Ｂ程度と
実用上問題のない値が得られた。
数１２、ピッチ１００μｍ、受光径５０μｍの波長１μ
ｍ帯ｐｉｎ−アレイＰＤ７をパッケージ８に気密封止す
る。パッケージ８のガラス窓９とｐｉｎ−アレイＰＤ７
の間隔は４００μｍ程度にする。一方、チャンネル数１
２、ピッチ２５０μｍの多モードアレイ光ファイバ４の
先端を、１２本のＶ溝を形成したシリコンブロックを用
いたフェルール５に固定する。ｐｉｎ−アレイＰＤ７の
アレイ光ファイバ４を結ぶ光軸上にレンズ１０を設け、
光ファイバからの出射光をｐｉｎＰＤに結合させる。レ
ンズ１０により光ファイバの像を０．４倍に縮小し、ア
レイ光ファイバの各芯線の出力光をｐｉｎ−アレイＰＤ
の各エレメントに入力させる。ｐｉｎ−ＰＤとレンズの
間隔をｍｍオーダーにできるので気密封止したＰＤパッ
ケージを用いることができる。また、ｐｉｎＰＤと光フ
ァイバの結合効率を最良値からの劣化も１ｄ、Ｂ程度と
実用上問題のない値が得られた。
本実施例により、気密封止した高信頼なｐｉｎアレイＰ
Ｄを用いて結合効率の高い高受信感度の光アレイ送信装
置を得ることができた。
Ｄを用いて結合効率の高い高受信感度の光アレイ送信装
置を得ることができた。
さらに、第１図および第２図の実施例共にアレイ光素子
のサイズを従来の１／２．５に小型高密度化できたため
、アレイ光素子のコス１〜を半分具下に低減できた。
のサイズを従来の１／２．５に小型高密度化できたため
、アレイ光素子のコス１〜を半分具下に低減できた。
以上説明したように本発明により、高い結合効率で光素
子と光ファ°イバの間隔を一層大きくすることができ、
その結果、素子の気密封止が容易にでき、簡単な構成で
高信頼な光アレイ装置を低コストで得ることができる。
子と光ファ°イバの間隔を一層大きくすることができ、
その結果、素子の気密封止が容易にでき、簡単な構成で
高信頼な光アレイ装置を低コストで得ることができる。
第１図は第１の発明の実施例の構成を示す図、第２図は
第２の発明の実施例の構造を示す図である。 １・・・アレイ発光素子、４・・・アレイ光ファイバ、
６．１０・・・レンズ、７・・・アレイ受光素子。
第２の発明の実施例の構造を示す図である。 １・・・アレイ発光素子、４・・・アレイ光ファイバ、
６．１０・・・レンズ、７・・・アレイ受光素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の芯線を有する線形アレイ光ファイバと、この
芯線のビッチより小さいピッチで線形状に複数の発光部
を有する線形アレイ半導体発光素子を、単一の光軸上に
配置したレンズ系により一括して光学的に結合したこと
を特徴とする光アレイ装置。 ２、複数の芯線を有する線形アレイ光ファイバと、この
芯線のピッチより小さいピッチで線形状に複数の受光部
を有する線形アレイ半導体受光素子を、単一の光軸上に
配置したレンズ系により一括して光学的に結合したこと
を特徴とする光アレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216775A JPH0498209A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 光アレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216775A JPH0498209A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 光アレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498209A true JPH0498209A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16693703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2216775A Pending JPH0498209A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 光アレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0498209A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008077071A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-04-03 | Fujitsu Ltd | 光ゲートアレイ装置 |
| JP2012175583A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Fujitsu Ltd | 光受信装置および通信システム |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2216775A patent/JPH0498209A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008077071A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-04-03 | Fujitsu Ltd | 光ゲートアレイ装置 |
| US8014642B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-09-06 | Fujitsu Limited | Optical gate array device |
| JP2012175583A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Fujitsu Ltd | 光受信装置および通信システム |
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