JPH1126875A - 光複合モジュール - Google Patents
光複合モジュールInfo
- Publication number
- JPH1126875A JPH1126875A JP9173836A JP17383697A JPH1126875A JP H1126875 A JPH1126875 A JP H1126875A JP 9173836 A JP9173836 A JP 9173836A JP 17383697 A JP17383697 A JP 17383697A JP H1126875 A JPH1126875 A JP H1126875A
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- JP
- Japan
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- optical
- composite module
- mounting board
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一枚の基板上に全ての受発光素子、光学素子
を実装固定、光学素子固定にパッシブアライメント手法
を用いて実装する。 【解決手段】 ペルチエ素子上にシリコン又はセラミッ
クから構成される実装基板に複数個の光学素子及び受発
光素子を配置し、さらに前記実装基板が光源実装基板と
光学素子実装基板に分割または一体化することによって
特性が安定し、信頼性の高い光複合モジュールを提供で
きる。
を実装固定、光学素子固定にパッシブアライメント手法
を用いて実装する。 【解決手段】 ペルチエ素子上にシリコン又はセラミッ
クから構成される実装基板に複数個の光学素子及び受発
光素子を配置し、さらに前記実装基板が光源実装基板と
光学素子実装基板に分割または一体化することによって
特性が安定し、信頼性の高い光複合モジュールを提供で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、光ファイバー増
幅器に使用される光複合モジュールに関する。
幅器に使用される光複合モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】 従来、光ファイバー増幅
器において、カップラー、ＷＤＭ、インライン型光アイ
ソレータ、各種受発光部品、希土類ドープファイバー等
を個別に融着接続し、構成されている。最近、入出力光
を分岐モニターする機能、インライン型光アイソレータ
の機能、励起光合波機能を一つのモジュール内に集積し
たタイプの光複合モジュールが出てきている。こうした
モジュールを使用する事により、１個のモジュールで光
回路部分を構成する事が出来るので、融着時の測定評価
の手間が省け、回路部分の小型化が図られた。しかしこ
れらのタイプの光複合モジュールは、通常各光学機能素
子、例えばビームスプリッタ、ＷＤＭフィルター、イン
ライン型光アイソレータ部を固定するのに各光学素子を
固定金具に付け、ＹＡＧ溶接により、ケースに溶着固定
している。その際、各光学素子の表面処理に用いられて
いる誘電体多層膜は、光透過特性、反射特性に光入射角
依存性を有する。従って、各光学素子は、固定の際、高
度な角度精度で固定する必要性がある。上記から従来の
方法を用いた場合光複合モジュールの場合、以下のよう
な欠点がある。
器において、カップラー、ＷＤＭ、インライン型光アイ
ソレータ、各種受発光部品、希土類ドープファイバー等
を個別に融着接続し、構成されている。最近、入出力光
を分岐モニターする機能、インライン型光アイソレータ
の機能、励起光合波機能を一つのモジュール内に集積し
たタイプの光複合モジュールが出てきている。こうした
モジュールを使用する事により、１個のモジュールで光
回路部分を構成する事が出来るので、融着時の測定評価
の手間が省け、回路部分の小型化が図られた。しかしこ
れらのタイプの光複合モジュールは、通常各光学機能素
子、例えばビームスプリッタ、ＷＤＭフィルター、イン
ライン型光アイソレータ部を固定するのに各光学素子を
固定金具に付け、ＹＡＧ溶接により、ケースに溶着固定
している。その際、各光学素子の表面処理に用いられて
いる誘電体多層膜は、光透過特性、反射特性に光入射角
依存性を有する。従って、各光学素子は、固定の際、高
度な角度精度で固定する必要性がある。上記から従来の
方法を用いた場合光複合モジュールの場合、以下のよう
な欠点がある。
【０００３】（１） 各光学素子の固定は、素子固定金
具を個別に精密な調整による溶接固定を必要とし、手間
がかかった。
具を個別に精密な調整による溶接固定を必要とし、手間
がかかった。
【０００４】（２） 光路系は、固定された各光学素子
を通過する為、固定された素子間の僅かなフレで特性が
変化し易い。
を通過する為、固定された素子間の僅かなフレで特性が
変化し易い。
【０００５】（３） 励起光源は、内蔵しておらず、別
途励起用モジュールを融着接続して取り付ける必要性が
あり、利用効率が悪く、製作に手間がかかる。
途励起用モジュールを融着接続して取り付ける必要性が
あり、利用効率が悪く、製作に手間がかかる。
【０００６】（４）製作工程が多く、低価格化が困難。
【０００７】等あった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
を解決するためのものであり、収納ケース内にペルチエ
素子を設け、そのペルチエ素子上に実装基板が固定され
ている光複合モジュールにおいて、シリコン又はセラミ
ックから構成される実装基板上に複数個の光学素子及び
受発光素子を配置し、さらに前記実装基板を発光素子が
配置される光源実装基板と光学素子が配置される光学素
子実装基板に分割される光複合モジュールを提供する。
を解決するためのものであり、収納ケース内にペルチエ
素子を設け、そのペルチエ素子上に実装基板が固定され
ている光複合モジュールにおいて、シリコン又はセラミ
ックから構成される実装基板上に複数個の光学素子及び
受発光素子を配置し、さらに前記実装基板を発光素子が
配置される光源実装基板と光学素子が配置される光学素
子実装基板に分割される光複合モジュールを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について図面を用
いて説明する。図１は本発明の第一実施例でペルチエ素
子上に１つの電極付き基板を設置し、その基板上に励起
光源、ＷＤＭ素子、分岐素子、アイソレータ素子、受光
素子を実装固定した配置図であり、図２は本発明の第二
実施例で、基板を励起光源、ＷＤＭ素子部とアイソレー
タ素子、分岐素子、受光素子部に２分割したもので、励
起光源からの放熱を基板を分離する事で、緩和したこと
を示す図であり、図３は図１で示される配置図の斜視図
であり、図４は本発明の光複合モジュールの機能を説明
した図であって、前方励起部と後方励起部とから構成さ
れている光複合モジュールを説明した図であり、図５は
本発明によるインライン型光アイソレータ素子を示した
図であり、図６は基板上にファイバー及びレンズを搭載
した場合の構成図であり、図７は本発明による励起用半
導体レーザと結合用レンズとの接続構造を示した図であ
る。
いて説明する。図１は本発明の第一実施例でペルチエ素
子上に１つの電極付き基板を設置し、その基板上に励起
光源、ＷＤＭ素子、分岐素子、アイソレータ素子、受光
素子を実装固定した配置図であり、図２は本発明の第二
実施例で、基板を励起光源、ＷＤＭ素子部とアイソレー
タ素子、分岐素子、受光素子部に２分割したもので、励
起光源からの放熱を基板を分離する事で、緩和したこと
を示す図であり、図３は図１で示される配置図の斜視図
であり、図４は本発明の光複合モジュールの機能を説明
した図であって、前方励起部と後方励起部とから構成さ
れている光複合モジュールを説明した図であり、図５は
本発明によるインライン型光アイソレータ素子を示した
図であり、図６は基板上にファイバー及びレンズを搭載
した場合の構成図であり、図７は本発明による励起用半
導体レーザと結合用レンズとの接続構造を示した図であ
る。
【００１０】図１において、１は基板、７はペルチェ素
子、６はバタフライ形パッケージ、９はくさび形レン
ズ、２１は受光素子、２２は発光素子と、２４は入力ポ
ート、２５は出力ポート、２６は全反射ミラー、２７は
ビームスプリッタとから構成され、これらの光素子（２
１、２２）は、１つの基板１上に固定実装されている。
ケース内に励起光源冷却用のペルチエ素子７を載せ、そ
の上に基板１を搭載する。基板１の材質としては、Ｓ
ｉ、セラミクスが適切であり、基板１上の加工、即ちス
リット、Ｖ溝加工には、機械加工又は、エッチング処理
どちらの方法でも良い。
子、６はバタフライ形パッケージ、９はくさび形レン
ズ、２１は受光素子、２２は発光素子と、２４は入力ポ
ート、２５は出力ポート、２６は全反射ミラー、２７は
ビームスプリッタとから構成され、これらの光素子（２
１、２２）は、１つの基板１上に固定実装されている。
ケース内に励起光源冷却用のペルチエ素子７を載せ、そ
の上に基板１を搭載する。基板１の材質としては、Ｓ
ｉ、セラミクスが適切であり、基板１上の加工、即ちス
リット、Ｖ溝加工には、機械加工又は、エッチング処理
どちらの方法でも良い。
【００１１】金属薄膜蒸着は、マスクを用いた金属薄膜
蒸着、又はレジストを併せ用いたエッチング処理を使っ
てミクロンオーダの位置精度で付ける事が出来る。ここ
で、各光学素子の取り付け方であるが、加工したスリッ
ト内に立て取り付け、基板との間をソルダーガラスを用
いて固定する。基板１のスリットは、ミクロンオーダで
の加工により、もしくは複数の基板１を用い、光学素子
を基板間に挟め固定して構成する事も出来る。それによ
り、光学素子の位置精度をミクロンオーダで調整する事
が出来る為、光を反射、合波、分岐したりする光学平板
素子を高精度な角度で固定する事が出来る。又、光学素
子固定にソルダーガラスを使用している為、線膨張係数
が小さく、温度・湿度の変化に対しても光学素子基板が
変化せず、安定した光学特性を得る事が出来る。インラ
イン型光アイソレータ素子は、図５に示した如くＶ溝又
は、それに類する溝で固定する。図５で示したインライ
ン型光アイソレータ３は、ファラデー回転子の両側を楔
型複屈折偏光子により、積層したもので、あらゆる偏光
に対し、順方向の光は通過し、戻り光を除去するもので
ある。本実施例では、アイソレータ形状を円筒形に整形
しているが、角形でも差し支えない。尚、本実施例に示
したようにあらかじめファラデー回転子に磁性を保持し
ているものを使用すれば、磁界印加用磁石不要である。
励起光源との接続部に使用する楔形ファイバーは、マル
チモードファイバー又はシングルモードファイバーの端
部を加熱処理によりコア拡大したファイバーの片側端面
を楔型に成型したもので、励起用半導体レーザは楕円状
のファーフィールドパターンをもっており、楔型レンズ
の焦点とレーザの焦点位置を合わせる事で高効率な結合
をする事が出来る。
蒸着、又はレジストを併せ用いたエッチング処理を使っ
てミクロンオーダの位置精度で付ける事が出来る。ここ
で、各光学素子の取り付け方であるが、加工したスリッ
ト内に立て取り付け、基板との間をソルダーガラスを用
いて固定する。基板１のスリットは、ミクロンオーダで
の加工により、もしくは複数の基板１を用い、光学素子
を基板間に挟め固定して構成する事も出来る。それによ
り、光学素子の位置精度をミクロンオーダで調整する事
が出来る為、光を反射、合波、分岐したりする光学平板
素子を高精度な角度で固定する事が出来る。又、光学素
子固定にソルダーガラスを使用している為、線膨張係数
が小さく、温度・湿度の変化に対しても光学素子基板が
変化せず、安定した光学特性を得る事が出来る。インラ
イン型光アイソレータ素子は、図５に示した如くＶ溝又
は、それに類する溝で固定する。図５で示したインライ
ン型光アイソレータ３は、ファラデー回転子の両側を楔
型複屈折偏光子により、積層したもので、あらゆる偏光
に対し、順方向の光は通過し、戻り光を除去するもので
ある。本実施例では、アイソレータ形状を円筒形に整形
しているが、角形でも差し支えない。尚、本実施例に示
したようにあらかじめファラデー回転子に磁性を保持し
ているものを使用すれば、磁界印加用磁石不要である。
励起光源との接続部に使用する楔形ファイバーは、マル
チモードファイバー又はシングルモードファイバーの端
部を加熱処理によりコア拡大したファイバーの片側端面
を楔型に成型したもので、励起用半導体レーザは楕円状
のファーフィールドパターンをもっており、楔型レンズ
の焦点とレーザの焦点位置を合わせる事で高効率な結合
をする事が出来る。
【００１２】入出射用レンズは、小型屈折率分布形レン
ズか、非球面レンズとファイバーを組み合わせて構成す
るが、レンズ及びファイバーを基板上Ｖ溝もしくはそれ
に類する溝で固定すれば、位置合わせが容易な構成とす
る事が出来る。
ズか、非球面レンズとファイバーを組み合わせて構成す
るが、レンズ及びファイバーを基板上Ｖ溝もしくはそれ
に類する溝で固定すれば、位置合わせが容易な構成とす
る事が出来る。
【００１３】次に本発明による光複合モジュールの動作
について図１に基づいて説明する。図１において信号光
は、図中左側の入力ポート２４から入射する。レンズ出
射光は、コリメートされ、ほぼ平行光の状態で、先ずＷ
ＤＭフィルター２３板に入射し透過する。励起光源から
出射された励起光は、ＷＤＭフィルター２３で反射さ
れ、入射側にある図示しない希土類ドープファイバーに
入射する。したがって、本実施例は、後方励起型であ
り、入射する信号光は増幅された信号光である。
について図１に基づいて説明する。図１において信号光
は、図中左側の入力ポート２４から入射する。レンズ出
射光は、コリメートされ、ほぼ平行光の状態で、先ずＷ
ＤＭフィルター２３板に入射し透過する。励起光源から
出射された励起光は、ＷＤＭフィルター２３で反射さ
れ、入射側にある図示しない希土類ドープファイバーに
入射する。したがって、本実施例は、後方励起型であ
り、入射する信号光は増幅された信号光である。
【００１４】本実施例は図４で示される後方励起用モジ
ュールに相当する。このＷＤＭフィルター２３を透過し
た信号光は、インライン型光アイソレータ素子に入射、
透過する。その後、分岐素子に入射、入射側端面で出力
光の一部を反射し、透過する。反射した一部の光は、出
力光モニター用ＰＤに入射し、そこで光電変換され、増
幅光安定出力の為、励起用半導体レーザドライブフィー
ドバック用、出力光異常モニター用制御回路等に使用さ
れる。分岐素子透過した後、出力ポート側レンズを介
し、出力側ファイバーに入射する。
ュールに相当する。このＷＤＭフィルター２３を透過し
た信号光は、インライン型光アイソレータ素子に入射、
透過する。その後、分岐素子に入射、入射側端面で出力
光の一部を反射し、透過する。反射した一部の光は、出
力光モニター用ＰＤに入射し、そこで光電変換され、増
幅光安定出力の為、励起用半導体レーザドライブフィー
ドバック用、出力光異常モニター用制御回路等に使用さ
れる。分岐素子透過した後、出力ポート側レンズを介
し、出力側ファイバーに入射する。
【００１５】又、出力側ファイバーからの反射戻り光
は、分岐素子の出力側反射面でも反射され、出力ポート
側ファイバーラインの異常モニター用検知回路に使用さ
れる。図１の実施例においては、励起光源ドライブ用電
子回路、受光素子ドライブ用のアンプ電子回路もケース
内に一体構造にしても良い。
は、分岐素子の出力側反射面でも反射され、出力ポート
側ファイバーラインの異常モニター用検知回路に使用さ
れる。図１の実施例においては、励起光源ドライブ用電
子回路、受光素子ドライブ用のアンプ電子回路もケース
内に一体構造にしても良い。
【００１６】図２は、本発明による他の実施例を示した
もので、励起用光源と合波素子部とインライン型光アイ
ソレータ素子部、分岐素子及びモニター部を分離したも
ので、励起用半導体レーザからの影響を受けないような
構成となっている。
もので、励起用光源と合波素子部とインライン型光アイ
ソレータ素子部、分岐素子及びモニター部を分離したも
ので、励起用半導体レーザからの影響を受けないような
構成となっている。
【００１７】図１の実施例及び図２の実施例共に半導体
レーザを内部に実装する為、内部に乾燥ヘリウムガス、
ケース外周をシーム溶接、ハンダ等により、密閉構造と
しなければならない。
レーザを内部に実装する為、内部に乾燥ヘリウムガス、
ケース外周をシーム溶接、ハンダ等により、密閉構造と
しなければならない。
【００１８】
【発明の効果】 以上、説明したように本発明によれ
ば、以下のような効果がある。
ば、以下のような効果がある。
【００１９】（１） 一枚の基板上に全ての受発光素
子、光学素子を実装固定、光学素子固定にパッシブアラ
イメント手法を用いている為、調整が容易にできる。
子、光学素子を実装固定、光学素子固定にパッシブアラ
イメント手法を用いている為、調整が容易にできる。
【００２０】（２） 各光学素子の固定にハンダガラス
を使用している為、環境変動に対して光学素子の位置が
変化せず、特性が安定し、信頼性が高い。
を使用している為、環境変動に対して光学素子の位置が
変化せず、特性が安定し、信頼性が高い。
【００２１】（３） 励起用光源として、半導体レーザ
を内蔵しており、それと光学素子を一つの基板に実装し
ている為、光の利用効率が高くかつ光ファイバー増幅器
を小型にする事ができる。
を内蔵しており、それと光学素子を一つの基板に実装し
ている為、光の利用効率が高くかつ光ファイバー増幅器
を小型にする事ができる。
【００２２】（４） 励起用レーザ駆動回路、受光素子
駆動回路も内蔵でき、電子回路も含めた集積化により、
光ファイバー増幅器を大幅に小型化できる。
駆動回路も内蔵でき、電子回路も含めた集積化により、
光ファイバー増幅器を大幅に小型化できる。
【００２３】（５） 簡易な製造プロセスにより、短時
間、安価に製作できる。
間、安価に製作できる。
【図１】 本発明の第一実施例でペルチエ素子上に１つ
の電極付き基板を設置し、その基板上に励起光源、ＷＤ
Ｍ素子、分岐素子、アイソレータ素子、受光素子を実装
固定した配置図である。
の電極付き基板を設置し、その基板上に励起光源、ＷＤ
Ｍ素子、分岐素子、アイソレータ素子、受光素子を実装
固定した配置図である。
【図２】 本発明の第二実施例で、基板を励起光源、Ｗ
ＤＭ素子部とアイソレータ素子、分岐素子、受光素子部
に２分割したもので、励起光源からの放熱を基板を分離
する事で、緩和したことを示す図である。
ＤＭ素子部とアイソレータ素子、分岐素子、受光素子部
に２分割したもので、励起光源からの放熱を基板を分離
する事で、緩和したことを示す図である。
【図３】 図１で示される配置図の斜視図である。
【図４】 本発明の光複合モジュールの機能を説明した
図であって、前方励起部と後方励起部とから構成されて
いる光複合モジュールを説明した図である。
図であって、前方励起部と後方励起部とから構成されて
いる光複合モジュールを説明した図である。
【図５】 本発明によるインライン型光アイソレータ素
子を示した図である。
子を示した図である。
【図６】 基板上にファイバー及びレンズを搭載した場
合の構成図で、基板上にＶ溝又はそれに類する構造のも
のを設置し、ファイバーレンズをハンダガラスにより固
定したものである。
合の構成図で、基板上にＶ溝又はそれに類する構造のも
のを設置し、ファイバーレンズをハンダガラスにより固
定したものである。
【図７】 本発明による励起用半導体レーザと結合用レ
ンズとの接続構造を示した図である。
ンズとの接続構造を示した図である。
【図８】 従来の光複合モジュールの構造を説明した図
である。
である。
１ 基板 ２ 励起用レーザ ３ 光アイソレータ素子 ４ 受光素子 ５ 接合用レンズ
Claims (7)
- 【請求項１】収納ケース内にペルチエ素子を設け、その
ペルチエ素子上に実装基板が固定されている光複合モジ
ュールにおいて、シリコン又はセラミックから構成され
る実装基板上に複数個の光学素子及び受発光素子を配置
し、さらに前記実装基板を発光素子が配置される光源実
装基板と光学素子が配置される光学素子実装基板に分割
されることを特徴とする光複合モジュール。 - 【請求項２】前記光源実装基板と光学素子実装基板とが
一体に構成されていることを特徴とする請求項１記載の
光複合モジュール。 - 【請求項３】 前記実装基板上に光学素子固定用の溝を
設けたことを特徴とする請求項１および２記載の光複合
モジュール。 - 【請求項４】 前記実装基板の外周面に光学素子を接合
したことを特徴とする請求項１および２記載の光複合モ
ジュール。 - 【請求項５】 前記光学素子を積層一体化した構成の光
アイソレータを用いたことを特徴とする請求項１および
２記載の光複合モジュール。 - 【請求項６】 前記光源実装基板の接続用素子に一先端
が楔形状のコリメータレンズを用いたことを特徴とする
請求項１および２記載の光複合モジュール。 - 【請求項７】 前記実装基板を収納するケースがバタフ
ライ型パッケージ構造であることを特徴とする請求項１
および２記載の光複合モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17383697A JP3865874B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 光複合モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17383697A JP3865874B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 光複合モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126875A true JPH1126875A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3865874B2 JP3865874B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=15968065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17383697A Expired - Fee Related JP3865874B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 光複合モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3865874B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418204B1 (ko) * | 2002-08-02 | 2004-02-11 | 강재광 | 다채널용 파장분할 수광소자 |
| KR100701158B1 (ko) | 2006-04-26 | 2007-03-28 | 한국전자통신연구원 | 펌프 광원이 단일 집적된 광송수신기 및 광송수신기 모듈 |
| EP1975657A2 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-01 | Nec Corporation | Optical device and manufacturing method thereof |
| KR100993537B1 (ko) | 2008-07-02 | 2010-11-10 | 주식회사 이스트포토닉스 | 고밀도 광전변환 모듈 및 그의 제작 방법 |
| CN115826162A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-21 | 讯芸电子科技(中山)有限公司 | 光纤结构及光纤阵列结构 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17383697A patent/JP3865874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100701158B1 (ko) | 2006-04-26 | 2007-03-28 | 한국전자통신연구원 | 펌프 광원이 단일 집적된 광송수신기 및 광송수신기 모듈 |
| WO2007123361A1 (en) * | 2006-04-26 | 2007-11-01 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Single-unit integrated transceiver having pump source and transceiver module using the same |
| EP1975657A2 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-01 | Nec Corporation | Optical device and manufacturing method thereof |
| US7539369B2 (en) | 2007-03-29 | 2009-05-26 | Nec Corporation | Optical device and manufacturing method thereof |
| EP2144102A1 (en) | 2007-03-29 | 2010-01-13 | NEC Corporation | Optical device and manufacturing method thereof |
| KR100993537B1 (ko) | 2008-07-02 | 2010-11-10 | 주식회사 이스트포토닉스 | 고밀도 광전변환 모듈 및 그의 제작 방법 |
| CN115826162A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-21 | 讯芸电子科技(中山)有限公司 | 光纤结构及光纤阵列结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3865874B2 (ja) | 2007-01-10 |
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