JPH06120554A - 受光素子及び光波長多重伝送装置 - Google Patents

受光素子及び光波長多重伝送装置

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JPH06120554A
JPH06120554A JP4262521A JP26252192A JPH06120554A JP H06120554 A JPH06120554 A JP H06120554A JP 4262521 A JP4262521 A JP 4262521A JP 26252192 A JP26252192 A JP 26252192A JP H06120554 A JPH06120554 A JP H06120554A
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JP
Japan
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optical
receiving element
light
light receiving
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4262521A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Okusako
和毅 奥迫
Masahiro Okamura
雅裕 岡村
Masumi Nakamichi
眞澄 中道
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光波長多重伝送装置の受信部の回路を簡易化
し、コストを低減すると共に、高性能化し、製造を容易
とする。 【構成】 本発明の受光素子は、エネルギー禁止帯幅が
異なる複数の多層体A、B及びCが、間に絶縁層を介し
てエネルギー禁止帯幅の大きさの順に、多層体A、B及
びCの積層方向に積層されてているので、受光素子が波
長選択性を持ち、光分波器として機能する。更に、絶縁
層5a、5bが各多層体A、B及びC間に形成されてい
るので、他信号への信号の漏れを防ぐ。本発明の光波長
多重伝送装置は、受信部に上記受光素子を用いており、
受光素子を多チャネルとできるので、受光素子に要する
面積が小さくなるのみならず、多重光信号を分波するた
めの光分波器を必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大容量光通信の分野に
おいて、光を電気信号に変換する受光素子及び異なる波
長の光を伝送する光波長多重伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光波長多重伝送とは、異なる波長の光に
異なる信号をのせた波長多重光信号を、1本の光ファイ
バーを介して伝送する方法を言う。
【0003】図3に、従来の光波長多重伝送装置のシス
テム構成図を示す。図3に基づいて、従来の光波長多重
伝送装置の構成を説明する。
【0004】図示するように、光波長多重伝送装置で
は、送信部110、受信部120及び送信部110と受
信部120とを連結する光ファイバ130によって構成
されている。
【0005】送信部110は、送信器111と、送信器
の出力に接続された発光素子112と、発光素子の出力
に接続された光合波器113とからなる。送信器111
及び発光素子112は、異なる信号S1、S2、…、Sn
に対応して1つずつ設けられており、発光素子112の
発光波長λ1、λ2、…、λnはそれぞれ異なる。発光素
子112からの出力は全て、異なる光信号を結合するた
めの光合波器113に接続されている。光合波器113
の出力は、光ファイバ130の一端に連結される。
【0006】受信部120は、光ファイバ130の他端
に連結された光分光器121と、光分光器121の出力
に接続された受光素子122と、受光素子122に接続
された受信器123とからなる。受光素子122及び受
信器123は、異なる信号S1、S2、…、Snに対応し
て1つずつ設けられている。
【0007】上記構成を有する光波長多重伝送装置の動
作を説明をする。
【0008】送信部110において、異なる信号S1
2、…、Snが、送信器111により、対応する発光素
子112に加えられ、発光素子112により、それぞれ
異なる波長λ1、λ2、…、λnの光信号に変換される。
この光信号は光合波器113により、1本の光ファイバ
130に結合され、波長多重光信号となる。
【0009】受信部120においては、光分波器121
により、光ファイバ130から伝送された波長多重光信
号が、各波長λ1、λ2、…、λnの光信号に分波され、
各波長λ1、λ2、…、λnに分波された光信号が、対応
する受光素子122に与えられ、電気信号に変換され
る。この電気信号は、受信器123に入力され、受信器
123が有する増幅器によって、信号S1、S2、…、S
nとされる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の波長多重伝送装
置では、上述のように、受信部120に、光ファイバ1
30によって伝送される波長多重光信号を分波するため
の光分波器121が必要である。そのため、受信部12
0の回路が複雑になり、コストが高くなるという問題点
があるのみならず、光分波器121において光の損失が
生じるという問題点がある。更に、光分波器121から
受光素子122への光軸合わせを行う工程が、複雑であ
るという問題点がある。
【0011】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、光分波器を必要としない
構成にすることによって、受信部の回路が簡易化でき、
コストを低減できると共に、高性能で、製造が容易とな
る光波長多重伝送装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の受光素子は、n
電極、n型半導体層、p型半導体層及びp電極をこの順
に積層して形成され、且つエネルギー禁止帯幅が異なる
複数の多層体が、間に絶縁層を介して該エネルギー禁止
帯幅の大きさの順に、該多層体の積層方向に積層されて
おり、そのことによって、上記目的が達成される。
【0013】本発明の光多重伝送装置は、各々異なる波
長の多重光信号を送信する送信部と、該送信部から送信
された該多重信号を受信部に伝送するための伝送手段
と、該伝送手段から伝送された該多重光信号を受信して
電気信号に変換する受光素子を含む受信部とを備えた光
波長多重伝送装置であって、該受光素子が、n電極、n
型半導体層、p型半導体層及びp電極をこの順に積層し
て形成され、且つエネルギー禁止帯幅が異なる複数の多
層体が、間に絶縁層を介して該エネルギー禁止帯幅の大
きさの順に、該多層体の積層方向に積層された構成から
なり、そのことによって、上記目的が達成される。
【0014】
【作用】本発明の受光素子は、エネルギー禁止帯幅が異
なる複数の多層体が、間に絶縁層を介してエネルギー禁
止帯幅の大きさの順に、多層体の積層方向に積層されて
ているので、受光素子が波長選択性を持ち、光分波器と
して機能する。更に、絶縁層が各多層体間に形成されて
いるので、他信号への信号の漏れを防ぐ。
【0015】本発明の光波長多重伝送装置は、受信部に
上記受光素子を用いており、受光素子を多チャネルとで
きるので、受光素子に要する面積が小さくなるのみなら
ず、多重光信号を分波するための光分波器を必要としな
い。又、受光素子が積層構造なので光軸合わせの工程が
簡易化できる。
【0016】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。
【0017】<第1実施例>図1に、本実施例の受光素
子の断面構造図を示す。
【0018】図示するように、本実施例の受光素子は、
n電極1a、n型半導体層2a、p型半導体層3a及び
p電極4aがこの順に積層された多層体A上に間にSi
2などからなる絶縁層5aを介して多層体Bが形成さ
れ、多層体B上には間に絶縁層5bを介して多層体Cが
形成された構成になっている。多層体B及び多層体Cは
多層体Aと同様の構成をしており、多層体Bはn電極1
b、n型半導体層2b、p型半導体層3b及びp電極4
bからなり、多層体Cはn電極1c、n型半導体層2
c、p型半導体層3c及びp電極4cからなる。各々の
多層体A、B及びCが有するp・n接合部のエネルギー
禁止帯幅Egが各々異なり、エネルギー禁止帯幅Egが
小さい順に積層されている。即ち、各々の多層体A、B
及びCのエネルギー禁止帯幅Egを順に、Ega、Eg
b、Egcとすると、Ega<Egb<Egcとなってい
る。最下層となるn電極1a及び最上層となるp電極4
cは、オーミック性電極としている。最上層となるp電
極4cは、入射光をできるだけ多くするために、多層体
Cの周縁部にのみ形成している。他のn電極1b、1c
及びp電極4a、4bは、SnO2又はIn23などの
透明電極である。
【0019】上記構成を有する受光素子における動作を
説明する。
【0020】この受光素子に最上層のp電極4c側から
各々異なる波長からなる多重光を入射させる。多層体
A、B及びCのp・n接合部は、上層部に位置している
ものほどエネルギー禁止帯幅Egが大きいので、下層部
に位置する多層体A及びBのp・n接合部ほど、長波長
の光を吸収する。即ち、各多層体A、B及びCのp・n
接合部で吸収する光の波長を各々λa、λb、λcとする
と、λa>λb>λcとなる。吸収された光は、電気信号
に変換される。ここで、絶縁層5a、5bは、多層体
A、B及びCの間を各々電気的に分離することで、光吸
収によって生成した電子及び正孔がその多層体A、B及
びCから流出するのを防ぐことができる。その結果、他
信号への信号の漏れを防ぐことができ、漏洩特性が向上
できる。
【0021】本実施例において、例えば多層体Aの半導
体層2a、3aをGeとし、多層体Bの半導体層2b、
3bをInGaAsとし、多層体Cの半導体層2c、3
cをSiとする。この場合は、多層体Aは1.6μm、
多層体Bは1.1μm、多層体Cは0.8μmの波長帯
の光を吸収することになる。これらの半導体は必要とす
る波長帯に応じて変えることができる。
【0022】上述のように、受光素子を積層構造にする
ことにより、受光素子が、波長選択性を有し、複数の波
長の検出が可能となるので、多チャンネルにできる。
【0023】尚、本実施例において、絶縁層5a、5b
として、絶縁体の代わりにエネルギー禁止帯幅Egが多
層体A、B及びCのエネルギー禁止帯幅Egより大きく
なる半導体を用いても構わない。
【0024】本実施例では、エネルギー禁止帯幅Egの
異なるp・n接合部を有する3つの多層体の積層構造と
したが、更に多重構造なものでも構わない。
【0025】<第2実施例>図2に、本実施例の光波長
多重伝送装置のシステム構成図を示す。図2に基づい
て、本実施例の光波長多重伝送装置の構成を説明する。
【0026】図示するように、本実施例の光波長多重伝
送装置は、送信部10、受信部20及び送信部10と受
信部20とを連結する光ファイバ30によって構成され
ている。
【0027】送信部10は、送信器11と、送信器の出
力に接続された発光素子12と、発光素子の出力に接続
された光合波器13とからなる。送信器11及び発光素
子12は、異なる信号S1、S2、…、Snに対応して1
つずつ設けられており、発光素子12の発光波長λ1
λ2、…、λnはそれぞれ異なる。発光素子12からの出
力は全て、異なる光信号を結合するための光合波器13
に接続されている。光合波器13の出力は、光ファイバ
30の一端に連結される。
【0028】受信部20は、光ファイバ30の他端に連
結された受光素子22及び受光素子22に接続された受
信器23とからなる。受信器23は、異なる信号S1
2、…、Snに対応して1つずつ設けられている。
【0029】上記構成を有する光波長多重伝送装置の動
作を説明をする。
【0030】送信部10において、異なる信号S1
2、…、Snが、送信器11により、対応する発光素子
12に加えられ、発光素子12により、それぞれ異なる
波長λ1、λ2、…、λnの光信号に変換される。この光
信号は光合波器により、1本の光ファイバ30に結合さ
れ、多重光信号となる。
【0031】受信部20においては、光分波器21によ
り、光ファイバ30から伝送された多重光信号が、波長
多重用受光素子22によって、上述したように、各波長
λ1、λ2、…、λnの光信号に対応する電気信号に変換
される。この電気信号は、受信器23に入力され、受信
器23が有する増幅器によって、信号S1、S2、…、S
nとされる。
【0032】上述のように、本実施例の光波長多重伝送
装置では、受光素子22によって、多重信号の分波及び
電気信号への変換を行うので、光分波器が不要で、且つ
受光素子の数を低減することが出来る。その結果、受信
部20の回路を簡易化でき、受光素子22に要する面積
を小さくすることができるので、コストを低減できる。
このように、受信部20の回路が簡易化できるので、光
信号を有効に利用でき高性能となる。又、光分波器が不
要なので、光分波器から受光素子22への光軸合わせの
工程が要らなくなり、製造が容易になる。
【0033】本実施例では、単方向光波長多重伝送の場
合であるが、送信部と受信部とを各々形成し、各受信部
に本発明の受光素子を形成すれば、双方向波長多重伝送
の場合にも有効である。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の受光素子及び光波長多重伝送装置によれば、受光素子
によって、多重信号の分波及び電気信号への変換ができ
るので、光波長多重伝送装置で、単方向光波長多重伝送
の場合及び双方向波長多重伝送の場合にも、受信部回路
が簡易化でき、装置のコストを低減できると共に、高性
能化でき、装置の製造を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における受光素子の構造断面図である。
【図2】本発明の光波長多重伝送装置のシステム構成図
である。
【図3】従来の光波長多重伝送装置のシステム構成図で
ある。
【符号の説明】
1a、1b、1c n電極 2a、2b、2c n型半導体層 3a、3b、3c p型半導体層 4a、4b、4c p電極 5a、5b 絶縁層 A、B、C 多層体 10 送信部 11 送信器 12 発光素子 13 光合波器 20 受信部 22 発光素子 23 受信器 30 光ファイバ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n電極、n型半導体層、p型半導体層及
    びp電極をこの順に積層して形成され、且つエネルギー
    禁止帯幅が異なる複数の多層体が、間に絶縁層を介して
    該エネルギー禁止帯幅の大きさの順に、該多層体の積層
    方向に積層された波長多重用受光素子。
  2. 【請求項2】 各々異なる波長の多重光信号を送信する
    送信部と、該送信部から送信された該多重信号を受信部
    に伝送するための伝送手段と、該伝送手段から伝送され
    た該多重光信号を受信して電気信号に変換する受光素子
    を含む受信部とを備えた光波長多重伝送装置であって、 該受光素子が、n電極、n型半導体層、p型半導体層及
    びp電極をこの順に積層して形成され、且つエネルギー
    禁止帯幅が異なる複数の多層体が、間に絶縁層を介して
    該エネルギー禁止帯幅の大きさの順に、該多層体の積層
    方向に積層された構成からなる光波長多重伝送装置。
JP4262521A 1992-09-30 1992-09-30 受光素子及び光波長多重伝送装置 Withdrawn JPH06120554A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7411232B2 (en) 2004-07-16 2008-08-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor photodetecting device and method of manufacturing the same
JP2012069941A (ja) * 2010-09-16 2012-04-05 Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives 多層のバイスペクトルフォトダイオード検出器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7411232B2 (en) 2004-07-16 2008-08-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor photodetecting device and method of manufacturing the same
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