JP2003329892A - 光送受信モジュール及びこれを用いた光通信システム - Google Patents
光送受信モジュール及びこれを用いた光通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 Ｓｉ基板に分岐光導波路を設け、その終端に
ＰＤ、ＬＤを設置した表面実装型の光送受信モジュール
を金属製パッケージに収納することにより信頼性、寿
命、気密性に優れた光送受信モジュールを提供する。 【解決手段】 平坦な基板の上にＹ分岐の光伝送路２
２を始端ａが前面に露呈するように形成し、その終端
ｃ、ｄにＬＤチップ２３とＰＤチップ２４を設置したサ
ブモジュール４を、金属製ステム２のポール正面に固定
し、集光レンズ６と、光ファイバ９の端部を金属製のパ
ッケージ部品によってステムに対して固定し、集光レン
ズによって光ファイバと光導波路始端ａが光学的に結合
できるようにし、ＬＤの送信光をレンズで集光して光フ
ァイバへ送り出すことができ、光ファイバを伝搬してき
た受信光をＰＤによって受光できるようにしている。金
属製のパッケージで包囲しているから気密性に優れ、信
頼性高く、寿命が長い。
ＰＤ、ＬＤを設置した表面実装型の光送受信モジュール
を金属製パッケージに収納することにより信頼性、寿
命、気密性に優れた光送受信モジュールを提供する。 【解決手段】 平坦な基板の上にＹ分岐の光伝送路２
２を始端ａが前面に露呈するように形成し、その終端
ｃ、ｄにＬＤチップ２３とＰＤチップ２４を設置したサ
ブモジュール４を、金属製ステム２のポール正面に固定
し、集光レンズ６と、光ファイバ９の端部を金属製のパ
ッケージ部品によってステムに対して固定し、集光レン
ズによって光ファイバと光導波路始端ａが光学的に結合
できるようにし、ＬＤの送信光をレンズで集光して光フ
ァイバへ送り出すことができ、光ファイバを伝搬してき
た受信光をＰＤによって受光できるようにしている。金
属製のパッケージで包囲しているから気密性に優れ、信
頼性高く、寿命が長い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、表面実装型でな
く金属パッケージに収納され外部ノイズを遮蔽でき長寿
命で信頼性の高い光送受信モジュール及びこれを利用し
た光通信システムに関する。
く金属パッケージに収納され外部ノイズを遮蔽でき長寿
命で信頼性の高い光送受信モジュール及びこれを利用し
た光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は一芯双方向光通信システムの概略
の構成を示す図である。基地局と加入者があって、それ
らが１本の光ファイバによって接続される。基地局では
ＬＤ１によりλ２（１．５５μｍ）の加入者向けの光信
号を生成しＷＤＭ１を経て光ファイバＯＦに送り出す。
光ファイバＯＦを伝送されてきた光信号は加入者側でＷ
ＤＭ２によって波長分離されて加入者側のＰＤ２に入り
受信される。それが基地局から加入者に向かう下り信号
で波長はλ２である。
の構成を示す図である。基地局と加入者があって、それ
らが１本の光ファイバによって接続される。基地局では
ＬＤ１によりλ２（１．５５μｍ）の加入者向けの光信
号を生成しＷＤＭ１を経て光ファイバＯＦに送り出す。
光ファイバＯＦを伝送されてきた光信号は加入者側でＷ
ＤＭ２によって波長分離されて加入者側のＰＤ２に入り
受信される。それが基地局から加入者に向かう下り信号
で波長はλ２である。
【０００３】反対に加入者では基地局向けの信号をＬＤ
２によってλ１（１．３１μｍ）の光信号に変えＷＤＭ
２から光ファイバＯＦへ送り出す。ＷＤＭ１はλ１の光
信号を波長分離してＰＤ１に導く。ＰＤ１はそれを電気
信号に変換する。それが加入者から基地局に向かう上り
信号であり波長はλ１である。波長が異なるから同時双
方向の通信が可能である。もちろんピンポン伝送も可能
である。ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer;波
長分離器ともいう）は光伝送路（光ファイバ、光導波
路）の分岐にあって波長選択するものである。
２によってλ１（１．３１μｍ）の光信号に変えＷＤＭ
２から光ファイバＯＦへ送り出す。ＷＤＭ１はλ１の光
信号を波長分離してＰＤ１に導く。ＰＤ１はそれを電気
信号に変換する。それが加入者から基地局に向かう上り
信号であり波長はλ１である。波長が異なるから同時双
方向の通信が可能である。もちろんピンポン伝送も可能
である。ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer;波
長分離器ともいう）は光伝送路（光ファイバ、光導波
路）の分岐にあって波長選択するものである。
【０００４】光信号を受信するのは受光素子（フォトダ
イオード：photodiode;ＰＤ）、レンズ、光ファイバな
どを光軸上に保持した構造の光受信モジュールである。
受信モジュールのことを図１では簡単にＰＤ１（局
側）、ＰＤ２（加入者側）と図示している。光信号を発
生するのは、発光素子（半導体レーザ：Laser Diode;Ｌ
Ｄ）、レンズ、光ファイバを同一光軸上に配置支持する
構造の光送信モジュールである。
イオード：photodiode;ＰＤ）、レンズ、光ファイバな
どを光軸上に保持した構造の光受信モジュールである。
受信モジュールのことを図１では簡単にＰＤ１（局
側）、ＰＤ２（加入者側）と図示している。光信号を発
生するのは、発光素子（半導体レーザ：Laser Diode;Ｌ
Ｄ）、レンズ、光ファイバを同一光軸上に配置支持する
構造の光送信モジュールである。
【０００５】光受信モジュールとして現在実際に使用さ
れているものは、リードピンを底面から突出させた円盤
状金属製のステムの上面にＰＤチップを取り付け、レン
ズを保持するキャップをステムに固定し、さらに光ファ
イバ端を把持するフェルールを円錐形のフェルールホル
ダーによってステムに対し固定した構造となっている。
あるいは金属製ステムにＰＤを付け、開口部をもつキャ
ップをステムに取り付け、さらにレンズを保持した円筒
形のレンズホルダーをステムのキャップの外側に調芯固
定し、さらに光ファイバ端を把持するフェルールを円錐
形のフェルールホルダーに通し、フェルールホルダーを
レンズホルダーの上に調芯固定するようにしている。
れているものは、リードピンを底面から突出させた円盤
状金属製のステムの上面にＰＤチップを取り付け、レン
ズを保持するキャップをステムに固定し、さらに光ファ
イバ端を把持するフェルールを円錐形のフェルールホル
ダーによってステムに対し固定した構造となっている。
あるいは金属製ステムにＰＤを付け、開口部をもつキャ
ップをステムに取り付け、さらにレンズを保持した円筒
形のレンズホルダーをステムのキャップの外側に調芯固
定し、さらに光ファイバ端を把持するフェルールを円錐
形のフェルールホルダーに通し、フェルールホルダーを
レンズホルダーの上に調芯固定するようにしている。
【０００６】それは光ファイバの軸線上にレンズを配置
し、その延長にＰＤを垂直に設けている。光ファイバか
ら出た光は空間伝搬してレンズで集光されＰＤに入る。
金属製のパッケージ（ステム、レンズホルダー、フェル
ールホルダー）で全体が包囲されている（ハーメチック
シール）から気密性に優れている。水分や酸素が入らな
いのでＰＤチップ、配線など劣化しない。金属パッケー
ジで厳重に囲まれているから電磁波や光が入らずクロス
トークも低い。長い使用の実績があり信頼性に富む。
し、その延長にＰＤを垂直に設けている。光ファイバか
ら出た光は空間伝搬してレンズで集光されＰＤに入る。
金属製のパッケージ（ステム、レンズホルダー、フェル
ールホルダー）で全体が包囲されている（ハーメチック
シール）から気密性に優れている。水分や酸素が入らな
いのでＰＤチップ、配線など劣化しない。金属パッケー
ジで厳重に囲まれているから電磁波や光が入らずクロス
トークも低い。長い使用の実績があり信頼性に富む。
【０００７】光送信モジュールとして現在使用されてい
るのも同じ金属製のパッケージに収容された金属カンパ
ッケージのモジュールである。円板形状の金属製ステム
に突起（ポールと呼ぶ）を形成しておき、ポールの側面
に半導体レーザを縦向きに付け、その直下のステム面に
モニタ用のフォトダイオード（モニタＰＤ）を取り付け
る。レンズを有する円筒形のキャップをその上に固定す
る。さらに光ファイバの端部を把持するフェルールをフ
ェルールホルダーで支持しフェルールホルダーをステム
に調芯固定する。
るのも同じ金属製のパッケージに収容された金属カンパ
ッケージのモジュールである。円板形状の金属製ステム
に突起（ポールと呼ぶ）を形成しておき、ポールの側面
に半導体レーザを縦向きに付け、その直下のステム面に
モニタ用のフォトダイオード（モニタＰＤ）を取り付け
る。レンズを有する円筒形のキャップをその上に固定す
る。さらに光ファイバの端部を把持するフェルールをフ
ェルールホルダーで支持しフェルールホルダーをステム
に調芯固定する。
【０００８】あるいは開口部だけのキャップをステム面
に取り付け、その外側のステム上面に円筒形でレンズを
保持したレンズホルダーを取り付ける。さらに光ファイ
バの端部を把持するフェルールをフェルールホルダーで
支持しフェルールホルダーをレンズホルダーの上に調芯
固定する。このような金属製パッケージに収納されてい
る光送信モジュールはハーメチックシールされており信
頼性が高く長寿命で外部に電磁波や光を出さないからク
ロストークの原因をまき散らさない。金属カン型の送信
モジュールと受信モジュールの二つがあって図１のＷＤ
Ｍから光ファイバによって分岐している。だからＷＤＭ
と金属カン送信モジュールとをつなぐ光ファイバ、ＷＤ
Ｍと受信モジュールを繋ぐ光ファイバがあり、送信器と
受信器が相互に独立しており光ファイバによって、ＷＤ
Ｍとつながっている。
に取り付け、その外側のステム上面に円筒形でレンズを
保持したレンズホルダーを取り付ける。さらに光ファイ
バの端部を把持するフェルールをフェルールホルダーで
支持しフェルールホルダーをレンズホルダーの上に調芯
固定する。このような金属製パッケージに収納されてい
る光送信モジュールはハーメチックシールされており信
頼性が高く長寿命で外部に電磁波や光を出さないからク
ロストークの原因をまき散らさない。金属カン型の送信
モジュールと受信モジュールの二つがあって図１のＷＤ
Ｍから光ファイバによって分岐している。だからＷＤＭ
と金属カン送信モジュールとをつなぐ光ファイバ、ＷＤ
Ｍと受信モジュールを繋ぐ光ファイバがあり、送信器と
受信器が相互に独立しており光ファイバによって、ＷＤ
Ｍとつながっている。
【０００９】そのように全体を金属パッケージによって
包囲した三次元形状をもつモジュールは実績、信頼性が
あって、これからも引き続き使用されよう。
包囲した三次元形状をもつモジュールは実績、信頼性が
あって、これからも引き続き使用されよう。
【００１０】二つのモジュールが光ファイバによってＷ
ＤＭにつながるのではなくて一体に結合されたものもあ
る。それは例えば、
ＤＭにつながるのではなくて一体に結合されたものもあ
る。それは例えば、
【００１１】 日本特許第３１６７６５０号
【００１２】によって提案されている。図２のその概略
の構造を示す。送信器２９は箱型金属パッケージ３０の
内部のポール３１にＬＤ３２、モニタ用ＰＤ３３を取り
付け、箱型パッケージの前方開口部に集光レンズ３４を
設けたものである。送信部は金属パッケージで密封され
外部と遮断されている。受信器３５は箱型金属パッケー
ジ３６、サブマウント３７、円筒形キャップ３８、集光
レンズ３９、ＰＤチップ４０等よりなる。
の構造を示す。送信器２９は箱型金属パッケージ３０の
内部のポール３１にＬＤ３２、モニタ用ＰＤ３３を取り
付け、箱型パッケージの前方開口部に集光レンズ３４を
設けたものである。送信部は金属パッケージで密封され
外部と遮断されている。受信器３５は箱型金属パッケー
ジ３６、サブマウント３７、円筒形キャップ３８、集光
レンズ３９、ＰＤチップ４０等よりなる。
【００１３】これらは独立のモジュールであるが、金属
製の統合ハウジング４１によって一体化される。送信器
２９は統合ハウジング４１の軸線の延長上にある開口部
に溶接固定される。受信器３５は統合ハウジング４１の
側方の開口部に対面するように統合ハウジング４１に溶
接される。送信器２９のＬＤ３２から出た光は集光レン
ズ３４で集光されてＷＤＭ４２を通り、光ファイバ４３
へと出てゆく。光ファイバ４３を伝搬して来た光はＷＤ
Ｍ４２で反射されて側方にある開口部から集光レンズ３
９を通り受光素子４０に入射し受信される。
製の統合ハウジング４１によって一体化される。送信器
２９は統合ハウジング４１の軸線の延長上にある開口部
に溶接固定される。受信器３５は統合ハウジング４１の
側方の開口部に対面するように統合ハウジング４１に溶
接される。送信器２９のＬＤ３２から出た光は集光レン
ズ３４で集光されてＷＤＭ４２を通り、光ファイバ４３
へと出てゆく。光ファイバ４３を伝搬して来た光はＷＤ
Ｍ４２で反射されて側方にある開口部から集光レンズ３
９を通り受光素子４０に入射し受信される。
【００１４】そのように金属パッケージからなる独立の
送信器（光送信モジュール）と受信器（光受信モジュー
ル）をハウジングで一体化したものはある。が、それで
もなお独立性があって別々のモジュールである。ＷＤＭ
と光ファイバで接続された送信器、受信器の場合とほと
んど異なるものではない。
送信器（光送信モジュール）と受信器（光受信モジュー
ル）をハウジングで一体化したものはある。が、それで
もなお独立性があって別々のモジュールである。ＷＤＭ
と光ファイバで接続された送信器、受信器の場合とほと
んど異なるものではない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら金属パッ
ケージを有し、ステムの法線方向に光ファイバの光軸を
有する三次元的な構成の光送受信モジュールは金属パッ
ケージがある程度の大きさをもつので小型化に限界があ
る。またコストを切り下げるにしても限界がある。図２
のような特別な統合光送受信モジュールにしても容積は
減らず嵩は大きくコスト高である。
ケージを有し、ステムの法線方向に光ファイバの光軸を
有する三次元的な構成の光送受信モジュールは金属パッ
ケージがある程度の大きさをもつので小型化に限界があ
る。またコストを切り下げるにしても限界がある。図２
のような特別な統合光送受信モジュールにしても容積は
減らず嵩は大きくコスト高である。
【００１６】より小型、より低コストにするという目的
で有望なものは表面実装型の光送信モジュール、光受信
モジュールである。それはＳｉ基板の上にＶ溝、光導波
路などを形成し、その終端にＰＤやＬＤを実装して光フ
ァイバや光導波路をそれに突き合わせるようにする。光
ファイバの軸線が基板面に平行になる。Ｖ溝やマークを
付けたＳｉ基板において部品を実装するから位置合わせ
が簡単で時間のかかる調芯がなくても厳密な実装精度を
得る。調芯をしない実装方法のことをパッシブアライメ
ントと呼ぶことがある。光ファイバとＰＤまたはＬＤと
を近接させて配置するので高い光結合効率が得られる。
で有望なものは表面実装型の光送信モジュール、光受信
モジュールである。それはＳｉ基板の上にＶ溝、光導波
路などを形成し、その終端にＰＤやＬＤを実装して光フ
ァイバや光導波路をそれに突き合わせるようにする。光
ファイバの軸線が基板面に平行になる。Ｖ溝やマークを
付けたＳｉ基板において部品を実装するから位置合わせ
が簡単で時間のかかる調芯がなくても厳密な実装精度を
得る。調芯をしない実装方法のことをパッシブアライメ
ントと呼ぶことがある。光ファイバとＰＤまたはＬＤと
を近接させて配置するので高い光結合効率が得られる。
【００１７】つまりレンズが不要である。レンズがなく
光ファイバと素子を近接させて配置するので小型化が可
能である。金属パッケージを使わずＳｉ基板、リードフ
レームを纏めて樹脂封止してプラスチックパッケージと
するので軽量、小型、安価なモジュールとする可能性が
ある。
光ファイバと素子を近接させて配置するので小型化が可
能である。金属パッケージを使わずＳｉ基板、リードフ
レームを纏めて樹脂封止してプラスチックパッケージと
するので軽量、小型、安価なモジュールとする可能性が
ある。
【００１８】しかもＳｉ基板の上に光導波路を作り終端
にＬＤを、中間に斜めにＷＤＭを入れ、その斜め上にＰ
Ｄを配置するようにして送信、受信の両方を行うモジュ
ールとする可能性もある。それは光送受信（ＬＤ／Ｐ
Ｄ）モジュールと呼ぶ。
にＬＤを、中間に斜めにＷＤＭを入れ、その斜め上にＰ
Ｄを配置するようにして送信、受信の両方を行うモジュ
ールとする可能性もある。それは光送受信（ＬＤ／Ｐ
Ｄ）モジュールと呼ぶ。
【００１９】このように利点の多い表面実装型の光受信
モジュール、光送信モジュールであるが、使用環境の厳
しい用途ではやはり金属製のパッケージに光素子を気密
性に優れたハーメチックシールしたいという要望もなお
根強いものがある。
モジュール、光送信モジュールであるが、使用環境の厳
しい用途ではやはり金属製のパッケージに光素子を気密
性に優れたハーメチックシールしたいという要望もなお
根強いものがある。
【００２０】金属カン型のパッケージに受光素子（Ｐ
Ｄ）だけを実装した光受信モジュールは存在し、すでに
使用されている。金属パッケージにＬＤだけ、あるいは
ＬＤとモニタＰＤだけを実装した光送信モジュールもそ
れと対になってよく使われる。
Ｄ）だけを実装した光受信モジュールは存在し、すでに
使用されている。金属パッケージにＬＤだけ、あるいは
ＬＤとモニタＰＤだけを実装した光送信モジュールもそ
れと対になってよく使われる。
【００２１】本発明は表面実装型の特徴を生かしつつハ
ーメチックシールできる金属パッケージ型の光送受信モ
ジュールを提供する事を目的とする。
ーメチックシールできる金属パッケージ型の光送受信モ
ジュールを提供する事を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の光送受信モジュ
ールは、基板と、基板の上に設けられ始端が基板前面に
露呈し二分岐の終端ｃ、ｄを持ち波長選択性を持つＹ分
岐光導波路と、光導波路の一方の終端ｃの基板上に設け
た発光素子（ＬＤ）と光導波路のもう一方の終端ｄの基
板上に設けた受光素子（ＰＤ）を振り分けて実装したサ
ブモジュールと、軸方向に延びる複数のリードピンと上
方へ隆起したポールを有しポール面にサブモジュールを
保持した対称性を有する金属ステムと、ステム上に固定
されたレンズを保持するキャップと、ステムに対して端
部が固定された光ファイバと、ステムに固着され光ファ
イバを支持する金属パッケージとよりなる。また、本発
明の別の光送受信モジュールは、基板と、基板の上に設
けられ始端ｅが基板前面に露呈した導波路と、この導波
路の中間部に設けた溝と、この溝に挿入され波長λ１を
透過し波長λ２を反射する波長選択性を有する多層膜フ
ィルタと、多層膜フィルタに近接対向して基板上方に設
けたλ２を受光する受光素子と光導波路の他方の終端ｆ
に近接対向して基板上に設けたλ１を発生する発光素子
とを振り分けて実装したサブモジュールと、軸方向に延
びる複数のリードピンと、上方へ隆起したポールを有し
ポール面にサブモジュールを保持した円盤状金属製ステ
ムと、ステムに対して端部が固定された光ファイバと、
光ファイバと導波路の始端ｅを光学的に結合するレンズ
と、レンズを保持しステム上に固定されたキャップと、
ステムに固着され光ファイバを支持する金属パッケージ
部分とよりなる。
ールは、基板と、基板の上に設けられ始端が基板前面に
露呈し二分岐の終端ｃ、ｄを持ち波長選択性を持つＹ分
岐光導波路と、光導波路の一方の終端ｃの基板上に設け
た発光素子（ＬＤ）と光導波路のもう一方の終端ｄの基
板上に設けた受光素子（ＰＤ）を振り分けて実装したサ
ブモジュールと、軸方向に延びる複数のリードピンと上
方へ隆起したポールを有しポール面にサブモジュールを
保持した対称性を有する金属ステムと、ステム上に固定
されたレンズを保持するキャップと、ステムに対して端
部が固定された光ファイバと、ステムに固着され光ファ
イバを支持する金属パッケージとよりなる。また、本発
明の別の光送受信モジュールは、基板と、基板の上に設
けられ始端ｅが基板前面に露呈した導波路と、この導波
路の中間部に設けた溝と、この溝に挿入され波長λ１を
透過し波長λ２を反射する波長選択性を有する多層膜フ
ィルタと、多層膜フィルタに近接対向して基板上方に設
けたλ２を受光する受光素子と光導波路の他方の終端ｆ
に近接対向して基板上に設けたλ１を発生する発光素子
とを振り分けて実装したサブモジュールと、軸方向に延
びる複数のリードピンと、上方へ隆起したポールを有し
ポール面にサブモジュールを保持した円盤状金属製ステ
ムと、ステムに対して端部が固定された光ファイバと、
光ファイバと導波路の始端ｅを光学的に結合するレンズ
と、レンズを保持しステム上に固定されたキャップと、
ステムに固着され光ファイバを支持する金属パッケージ
部分とよりなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の光送受信モジュールは、
波長選択性を持つＹ分岐光導波路を有する基板の光導波
路の終端に受光素子（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を振り
分けて実装して製作したサブモジュールを、リードピン
とポールを有する金属ステムのポールの正面に固定し、
レンズを保持するキャップを調芯してステムに固定し、
ファイバ端を把持するフェルールをフェルールホルダー
によって支持し、フェルールホルダーを調芯してステム
に固定したものである。本発明のもう一つの光送受信モ
ジュールは、基板の光導波路の終端に発光素子（ＬＤ）
を、光導波路の中間に設けた斜め溝に波長選択性を持つ
多層膜フィルタを挿入しその上方に受光素子（ＰＤ）を
それぞれ振り分けて実装して製作したサブモジュール
を、リードピンとポールを有する金属ステムのポールの
正面に固定し、レンズを保持するキャップを調芯してス
テムに固定し、ファイバ端を把持するフェルールをフェ
ルールホルダーによって支持し、フェルールホルダーを
調芯してステムに固定したものである。
波長選択性を持つＹ分岐光導波路を有する基板の光導波
路の終端に受光素子（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を振り
分けて実装して製作したサブモジュールを、リードピン
とポールを有する金属ステムのポールの正面に固定し、
レンズを保持するキャップを調芯してステムに固定し、
ファイバ端を把持するフェルールをフェルールホルダー
によって支持し、フェルールホルダーを調芯してステム
に固定したものである。本発明のもう一つの光送受信モ
ジュールは、基板の光導波路の終端に発光素子（ＬＤ）
を、光導波路の中間に設けた斜め溝に波長選択性を持つ
多層膜フィルタを挿入しその上方に受光素子（ＰＤ）を
それぞれ振り分けて実装して製作したサブモジュール
を、リードピンとポールを有する金属ステムのポールの
正面に固定し、レンズを保持するキャップを調芯してス
テムに固定し、ファイバ端を把持するフェルールをフェ
ルールホルダーによって支持し、フェルールホルダーを
調芯してステムに固定したものである。
【００２４】（１）調芯
光ファイバ端面と光導波路の始端の間で所望の光学的結
合効率になるように調芯するのである。キャップの調芯
は二次元、フェルールホルダーの調芯は二次元である。
フェルールホルダーに対するフェルールの調芯は軸方向
である。そのように積極的な調芯が必要であるが、二つ
に分離した送信器、受信器で必要な調芯が一つに纏めら
れたから調芯の手間、コストは従来の分離された２つの
モジュールからなるものに比べて半減する。
合効率になるように調芯するのである。キャップの調芯
は二次元、フェルールホルダーの調芯は二次元である。
フェルールホルダーに対するフェルールの調芯は軸方向
である。そのように積極的な調芯が必要であるが、二つ
に分離した送信器、受信器で必要な調芯が一つに纏めら
れたから調芯の手間、コストは従来の分離された２つの
モジュールからなるものに比べて半減する。
【００２５】（２）基板
基板はサブモジュールを形成するために必要である。寸
法精度を強く要求する場合は単結晶ＳｉよりなるＳｉベ
ンチを用いる。しかし絶縁性、平坦性、剛性があればよ
いのだからセラミック基板を用いることができる。また
液晶ポリマーなどの有機材料を基板とすることもでき
る。
法精度を強く要求する場合は単結晶ＳｉよりなるＳｉベ
ンチを用いる。しかし絶縁性、平坦性、剛性があればよ
いのだからセラミック基板を用いることができる。また
液晶ポリマーなどの有機材料を基板とすることもでき
る。
【００２６】（３）Ｙ分岐
基板面に左右対称になるような光導波路を設ける。光導
波路のＹ分岐であるが、単に分岐であるのではなくて波
長選択性がある。λ１（１．３１μｍ）を右に、λ２
（１．５５μｍ）を左に通すというような波長選択性が
必要である。マッハツェンダ干渉計型の波長分波合波器
を図示している。それは二つの導波路の距離と平行近接
部分の長さによって波長選択性を付与するものである。
単純なＹ分岐でどちらへも半分ずつパワーを分配すると
いうようなＹ分岐でもよい。その場合は波長選択性を与
えるためにＷＤＭを分岐部ｂに挿入する必要がある。ま
た、本発明の別の構成では、多層膜フィルタによって前
記Ｙ分岐の項で説明した波長選択機能を持たせる。この
場合、多層膜フィルタは主に屈折率の異なる誘電体薄膜
によって構成される。
波路のＹ分岐であるが、単に分岐であるのではなくて波
長選択性がある。λ１（１．３１μｍ）を右に、λ２
（１．５５μｍ）を左に通すというような波長選択性が
必要である。マッハツェンダ干渉計型の波長分波合波器
を図示している。それは二つの導波路の距離と平行近接
部分の長さによって波長選択性を付与するものである。
単純なＹ分岐でどちらへも半分ずつパワーを分配すると
いうようなＹ分岐でもよい。その場合は波長選択性を与
えるためにＷＤＭを分岐部ｂに挿入する必要がある。ま
た、本発明の別の構成では、多層膜フィルタによって前
記Ｙ分岐の項で説明した波長選択機能を持たせる。この
場合、多層膜フィルタは主に屈折率の異なる誘電体薄膜
によって構成される。
【００２７】（４）光導波路
Ｓｉ基板の上に形成されたＧｅ−ＳｉＯ２／ＳｉＯ２系
の導波路とすることができる。例えばＳｉ基板の上にス
パッタリングやＣＶＤ法によってＳｉＯ２層（アンダー
クラッド）を設け、その上にＧｅドープＳｉＯ２層を形
成してエッチングしてコアとする。その上にさらにＳｉ
Ｏ２層（オーバークラッド）を設ける。クラッド層は例
えば１０μｍ厚み、コア層断面は６μｍ角である。ポリ
マーなど有機材料によって光導波路を形成することもで
きる。たとえばフッ素化ポリイミドの光導波路を形成し
てもよい。これはＳｉ基板、セラミック基板、プラスチ
ック基板のどの種類の基板の上にも形成することができ
る。
の導波路とすることができる。例えばＳｉ基板の上にス
パッタリングやＣＶＤ法によってＳｉＯ２層（アンダー
クラッド）を設け、その上にＧｅドープＳｉＯ２層を形
成してエッチングしてコアとする。その上にさらにＳｉ
Ｏ２層（オーバークラッド）を設ける。クラッド層は例
えば１０μｍ厚み、コア層断面は６μｍ角である。ポリ
マーなど有機材料によって光導波路を形成することもで
きる。たとえばフッ素化ポリイミドの光導波路を形成し
てもよい。これはＳｉ基板、セラミック基板、プラスチ
ック基板のどの種類の基板の上にも形成することができ
る。
【００２８】（５）受光素子
光信号を受信する素子であるから、通常のｐｉｎフォト
ダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）を用いることができる。受
光層はＩｎＧａＡｓ三元混晶層、あるいはＩｎＧａＡｓ
Ｐ四元混晶層とする。加入者側では１．５５μｍ（λ
２）光を受信し、１．３１μｍ光に不感であるのが良
い。例えばＰＤの直前に１．３１μｍ光を吸収する吸収
板を設けるというような工夫をする。あるいはＰＤ自体
の中に１．３１μｍ光を吸収する吸収層を設けるように
する。光導波路の終端に取り付けるのだから端面から光
を入射させるような特別な形態のＰＤとなる。端面入射
型ＰＤと呼ぶが、それは導波路のすぐ上に受光層を設け
た導波路型と端面を斜めに切っておき水平入射光を上向
きに屈折させ受光層へ導く上向き屈折型、基板下面中央
に楔型切欠きを設け端面から入射した光を楔型切欠きで
上向き反射して受光層へ導く中間反射型のものがある。
一括して端面入射型ＰＤと呼ぶ。また、本発明の別の構
成では、多層膜フィルタに反射された光を受光するため
基板裏面から光入射させる裏面入射型ＰＤを用いる。
ダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）を用いることができる。受
光層はＩｎＧａＡｓ三元混晶層、あるいはＩｎＧａＡｓ
Ｐ四元混晶層とする。加入者側では１．５５μｍ（λ
２）光を受信し、１．３１μｍ光に不感であるのが良
い。例えばＰＤの直前に１．３１μｍ光を吸収する吸収
板を設けるというような工夫をする。あるいはＰＤ自体
の中に１．３１μｍ光を吸収する吸収層を設けるように
する。光導波路の終端に取り付けるのだから端面から光
を入射させるような特別な形態のＰＤとなる。端面入射
型ＰＤと呼ぶが、それは導波路のすぐ上に受光層を設け
た導波路型と端面を斜めに切っておき水平入射光を上向
きに屈折させ受光層へ導く上向き屈折型、基板下面中央
に楔型切欠きを設け端面から入射した光を楔型切欠きで
上向き反射して受光層へ導く中間反射型のものがある。
一括して端面入射型ＰＤと呼ぶ。また、本発明の別の構
成では、多層膜フィルタに反射された光を受光するため
基板裏面から光入射させる裏面入射型ＰＤを用いる。
【００２９】（６）発光素子
これは光信号を発生するものである。半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）である。面発光型
のＬＥＤの場合は横向けに基板に取り付ける必要があ
る。加入者側で１．３１μｍ（λ１）光を発生し、局側
では１．５５μｍ（λ２）光を発生するような発光素子
とする。
Ｄ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）である。面発光型
のＬＥＤの場合は横向けに基板に取り付ける必要があ
る。加入者側で１．３１μｍ（λ１）光を発生し、局側
では１．５５μｍ（λ２）光を発生するような発光素子
とする。
【００３０】（７）ピグテイル型への応用
本発明の装置はステム、ポール、サブモジュール、レン
ズ、ファイバを持てばよいので、ピグテイル型の光送受
信モジュールに応用できる。これは光ファイバの終端が
フェルールによって固定されており、外部に別の光コネ
クタを持っている。モジュールと光コネクタを合わせピ
グテイルのようになるから、その名称がある。
ズ、ファイバを持てばよいので、ピグテイル型の光送受
信モジュールに応用できる。これは光ファイバの終端が
フェルールによって固定されており、外部に別の光コネ
クタを持っている。モジュールと光コネクタを合わせピ
グテイルのようになるから、その名称がある。
【００３１】（８）レセプタクル型への応用
本発明の装置はステム、ポール、サブモジュール、レン
ズ、光ファイバを持てば良いのだから、着脱可能なレセ
プタクル型の光送受信モジュールに応用できる。これは
外部の光ファイバの端に取り付けたコネクタと、光送受
信モジュールのコネクターを直接に結合離脱できるよう
にしたものである。サブモジュール、レンズの延長上に
ダミー光ファイバが設けられる。
ズ、光ファイバを持てば良いのだから、着脱可能なレセ
プタクル型の光送受信モジュールに応用できる。これは
外部の光ファイバの端に取り付けたコネクタと、光送受
信モジュールのコネクターを直接に結合離脱できるよう
にしたものである。サブモジュール、レンズの延長上に
ダミー光ファイバが設けられる。
【００３２】（９）周辺回路の補充
送信部においてはＬＤの他にＬＤのパワーをモニタする
受光素子（モニタ用ＰＤ；ＭＰＤ）を同一基板の上に設
けることができる。それによってＬＤの出力を一定に保
持するようにできる。受信部においてはＰＤの他にＰＤ
の光電流を前置増幅する増幅器ＩＣ（ＡＭＰ）を同一基
板上ＰＤのすぐ後ろに設けることもできる。
受光素子（モニタ用ＰＤ；ＭＰＤ）を同一基板の上に設
けることができる。それによってＬＤの出力を一定に保
持するようにできる。受信部においてはＰＤの他にＰＤ
の光電流を前置増幅する増幅器ＩＣ（ＡＭＰ）を同一基
板上ＰＤのすぐ後ろに設けることもできる。
【００３３】（１０）光通信システムへの応用
本発明の光送受信モジュールは送信器と受信器を一つの
金属パッケージに収容したものだから、局側と加入者側
に設置しそれぞれを１本の光ファイバで接続することに
よって波長多重双方向同時光通信システムに利用する事
ができる。容積が半減し低コストになるから光通信のさ
らなる普及を促進することができよう。
金属パッケージに収容したものだから、局側と加入者側
に設置しそれぞれを１本の光ファイバで接続することに
よって波長多重双方向同時光通信システムに利用する事
ができる。容積が半減し低コストになるから光通信のさ
らなる普及を促進することができよう。
【００３４】
【実施例】［１．実施例１（ピグテイル型；図３、図
４）］縦断正面図（図３）と縦断側面図（図４）によっ
て本発明の第１の実施例を説明する。それはピグテイル
型のものである。円盤状金属ステム２は上下方向に延び
るリードピンと上面に隆起したポール（隆起部）３を有
する。この例ではステムは直径が５．６ｍｍφである。
ステム材質は燐青銅、ステンレス、コバール（Kovar：
商標）などである。ステム２は５本のリードピン４６〜
５０を有する。リードピンは例えば０．４５ｍｍφであ
る。
４）］縦断正面図（図３）と縦断側面図（図４）によっ
て本発明の第１の実施例を説明する。それはピグテイル
型のものである。円盤状金属ステム２は上下方向に延び
るリードピンと上面に隆起したポール（隆起部）３を有
する。この例ではステムは直径が５．６ｍｍφである。
ステム材質は燐青銅、ステンレス、コバール（Kovar：
商標）などである。ステム２は５本のリードピン４６〜
５０を有する。リードピンは例えば０．４５ｍｍφであ
る。
【００３５】ポール３の側面に、Ｙ分岐光導波路と送信
部と受信部を含むサブモジュール４が上下方向に軸線が
向くように固定される。サブモジュールの内部の構造に
ついては後に説明する。円筒形の金属キャップ５は上方
の開口部に集光レンズ６を有する。集光レンズは例えば
球レンズでＢＫ７ガラスで製作してある。もちろん球面
レンズや非球面レンズとしても良い。
部と受信部を含むサブモジュール４が上下方向に軸線が
向くように固定される。サブモジュールの内部の構造に
ついては後に説明する。円筒形の金属キャップ５は上方
の開口部に集光レンズ６を有する。集光レンズは例えば
球レンズでＢＫ７ガラスで製作してある。もちろん球面
レンズや非球面レンズとしても良い。
【００３６】金属キャップ５の下方は調芯してステム２
に固定される。この段階で外界からの電気ノイズや湿気
に対して敏感なサブモジュール部分は完全にハーメチッ
クシールされる。やキャップ５の外側にはそれを囲む金
属製円筒形のフェルールホルダー７が設けられる。円筒
形のフェルール８は光ファイバ９の先端を保持する。先
端は４゜〜１２゜の斜め角に研磨される事が多い。フェ
ルールホルダー７の軸孔にフェルール８を差し込み、軸
方向（ｚ方向）にフェルールを進退させ調芯する。フェ
ルールホルダー７のｘｙ面で調芯し最適の位置を求めス
テム２に対して固定される。フェルールホルダー７の上
部外側には柔軟なベンドリミッタ１０が差し込まれ光フ
ァイバ９が過度に曲がらないようになっている。光ファ
イバ端面と光導波路の始端ａの間で所望の光学的結合効
率になるように調芯してある。
に固定される。この段階で外界からの電気ノイズや湿気
に対して敏感なサブモジュール部分は完全にハーメチッ
クシールされる。やキャップ５の外側にはそれを囲む金
属製円筒形のフェルールホルダー７が設けられる。円筒
形のフェルール８は光ファイバ９の先端を保持する。先
端は４゜〜１２゜の斜め角に研磨される事が多い。フェ
ルールホルダー７の軸孔にフェルール８を差し込み、軸
方向（ｚ方向）にフェルールを進退させ調芯する。フェ
ルールホルダー７のｘｙ面で調芯し最適の位置を求めス
テム２に対して固定される。フェルールホルダー７の上
部外側には柔軟なベンドリミッタ１０が差し込まれ光フ
ァイバ９が過度に曲がらないようになっている。光ファ
イバ端面と光導波路の始端ａの間で所望の光学的結合効
率になるように調芯してある。
【００３７】光ファイバ９を伝搬してきたλ２（受信
光）は光ファイバ９から出てレンズ６によって絞られＳ
ｉ基板２０上のサブモジュール４の光導波路２２の始端
ａに入る。λ２は分岐ｂで選択的にｂｄ側へ分配されＰ
Ｄ２４に入射する。
光）は光ファイバ９から出てレンズ６によって絞られＳ
ｉ基板２０上のサブモジュール４の光導波路２２の始端
ａに入る。λ２は分岐ｂで選択的にｂｄ側へ分配されＰ
Ｄ２４に入射する。
【００３８】ＬＤ２３で発生したλ１（送信光）は光導
波路２２に入り、光導波路中をｃｂａと進む。始端ａか
ら出た送信光はレンズ６によって絞られ光ファイバ９端
面に入る。それは光ファイバ９の中を伝搬してゆく。し
かしピグテイル型なのですぐ近くに光コネクタがあっ
て、そこで光ファイバ９は外部の光ファイバと接続でき
るようになっている。
波路２２に入り、光導波路中をｃｂａと進む。始端ａか
ら出た送信光はレンズ６によって絞られ光ファイバ９端
面に入る。それは光ファイバ９の中を伝搬してゆく。し
かしピグテイル型なのですぐ近くに光コネクタがあっ
て、そこで光ファイバ９は外部の光ファイバと接続でき
るようになっている。
【００３９】［２．実施例２（レセプタクル型、図
５）］本発明は図５に示すようにレセプタクル型の光送
受信モジュールにも応用できる。金属製円板状のステム
２のポール３にサブモジュール４が固定され、その上に
レンズ６がキャップ５によって保持される点は先例（図
３、４；ピグテイル型）と同様である。キャップ５の外
側においてステム２の上面に金属製円筒状のスリーブ６
０が調芯固定される。スリーブ６０の上方は軸方向の開
口６２となっている。スリーブ６０の頂面には中央穴を
もつ円盤状のハウジング６３が溶接される。ハウジング
６３は横に延びる円板のフランジ６４を持つ。フランジ
６４を螺子によって固定するようになっている。
５）］本発明は図５に示すようにレセプタクル型の光送
受信モジュールにも応用できる。金属製円板状のステム
２のポール３にサブモジュール４が固定され、その上に
レンズ６がキャップ５によって保持される点は先例（図
３、４；ピグテイル型）と同様である。キャップ５の外
側においてステム２の上面に金属製円筒状のスリーブ６
０が調芯固定される。スリーブ６０の上方は軸方向の開
口６２となっている。スリーブ６０の頂面には中央穴を
もつ円盤状のハウジング６３が溶接される。ハウジング
６３は横に延びる円板のフランジ６４を持つ。フランジ
６４を螺子によって固定するようになっている。
【００４０】ハウジング６３の中央穴には耐摩耗性に優
れた円筒状のスリーブ６５が埋め込まれる。これはフェ
ルールを何度も挿入離脱するからである。スリーブ６５
の最下点にスリーブ内径に等しい外径をもつスタブ６６
が挿入される。スタブ６６はダミー光ファイバ６７を保
持する。ダミー光ファイバ６７の下端は斜めに研磨され
反射光がＬＤへ戻るのを防止するようになっている。ダ
ミー光ファイバ６７の上のスリーブ６５へ相手側光コネ
クタのフェルール７２が挿入される。中央穴の外側には
円環状の凹溝６８が形成される。凹溝６８のさらに外側
には雄螺子条６９が形成されている。
れた円筒状のスリーブ６５が埋め込まれる。これはフェ
ルールを何度も挿入離脱するからである。スリーブ６５
の最下点にスリーブ内径に等しい外径をもつスタブ６６
が挿入される。スタブ６６はダミー光ファイバ６７を保
持する。ダミー光ファイバ６７の下端は斜めに研磨され
反射光がＬＤへ戻るのを防止するようになっている。ダ
ミー光ファイバ６７の上のスリーブ６５へ相手側光コネ
クタのフェルール７２が挿入される。中央穴の外側には
円環状の凹溝６８が形成される。凹溝６８のさらに外側
には雄螺子条６９が形成されている。
【００４１】相手方の光コネクタ７０は、ハウジング６
３に着脱できるような構造の雄型光コネクタである。光
コネクタ７０の中心に金属円筒状のフェルール７２が通
っている。光コネクタ７０の前端には位置決めのための
ガイドピン７３が突出している。フェルールとガイドピ
ンの間には円筒状のカラー７４がある。フェルール７２
とカラー７４は一体化されている。カラー７４の外側に
ローレット７５を刻設した袋ナット７６がある。フェル
ール７２は前方から後方まで続いており光ファイバ７７
の端を堅固に保持している。
３に着脱できるような構造の雄型光コネクタである。光
コネクタ７０の中心に金属円筒状のフェルール７２が通
っている。光コネクタ７０の前端には位置決めのための
ガイドピン７３が突出している。フェルールとガイドピ
ンの間には円筒状のカラー７４がある。フェルール７２
とカラー７４は一体化されている。カラー７４の外側に
ローレット７５を刻設した袋ナット７６がある。フェル
ール７２は前方から後方まで続いており光ファイバ７７
の端を堅固に保持している。
【００４２】光コネクタ７０をレセプタクルのハウジン
グ６３に結合するには、フェルール７２をハウジング６
３のスリーブ６５の穴へ差し込む。カラー７４が凹溝６
８にはまりこむ。ガイドピン７３がハウジングの穴（図
に現れない）にはまりこみ円周方向の位置が決まる。フ
ェルール７２の先端はスタブ６６、ダミー光ファイバ６
７に接触する。袋ナット７６を右に廻すことによって雄
螺子条６９に螺合することができる。外部光ファイバ７
７、ダミー光ファイバ６７、開口６２、レンズ６、サブ
モジュール４が光軸上に並ぶようになる。サブモジュー
ルの構造は実施例１（ピグテイル型）でも実施例２でも
同様である。また、レセプタクルの嵌合部の構造は爪や
ピンが嵌め合いになっていても良い。
グ６３に結合するには、フェルール７２をハウジング６
３のスリーブ６５の穴へ差し込む。カラー７４が凹溝６
８にはまりこむ。ガイドピン７３がハウジングの穴（図
に現れない）にはまりこみ円周方向の位置が決まる。フ
ェルール７２の先端はスタブ６６、ダミー光ファイバ６
７に接触する。袋ナット７６を右に廻すことによって雄
螺子条６９に螺合することができる。外部光ファイバ７
７、ダミー光ファイバ６７、開口６２、レンズ６、サブ
モジュール４が光軸上に並ぶようになる。サブモジュー
ルの構造は実施例１（ピグテイル型）でも実施例２でも
同様である。また、レセプタクルの嵌合部の構造は爪や
ピンが嵌め合いになっていても良い。
【００４３】［３．サブモジュールの構造（図６、図
７、図８）］Ｙ分岐光導波路と受信部、送信部を有する
サブモジュール４の構造を図６〜８の平面図、縦断側面
図、正面図によって説明する。基板としてＳｉ基板、セ
ラミック基板、プラスチック基板を用いることができ
る。この実施例では、２．０ｍｍ長さ、１．５ｍｍ幅、
１．０ｍｍ厚さのＳｉ基板を用いる。矩形状のＳｉベン
チ２０の上面にＹ分岐光導波路２２を設ける。これはＳ
ｉＯ２アンダークラッド層ＵＤ、ＧｅドープＳｉＯ２コ
アＣＲ、ＳｉＯ２オーバークラッド層ＯＤよりなる無機
材料の光導波路でもよいし、ポリマーよりなる有機導波
路（ＵＤ／ＣＲ／ＯＤ）であってもよい。
７、図８）］Ｙ分岐光導波路と受信部、送信部を有する
サブモジュール４の構造を図６〜８の平面図、縦断側面
図、正面図によって説明する。基板としてＳｉ基板、セ
ラミック基板、プラスチック基板を用いることができ
る。この実施例では、２．０ｍｍ長さ、１．５ｍｍ幅、
１．０ｍｍ厚さのＳｉ基板を用いる。矩形状のＳｉベン
チ２０の上面にＹ分岐光導波路２２を設ける。これはＳ
ｉＯ２アンダークラッド層ＵＤ、ＧｅドープＳｉＯ２コ
アＣＲ、ＳｉＯ２オーバークラッド層ＯＤよりなる無機
材料の光導波路でもよいし、ポリマーよりなる有機導波
路（ＵＤ／ＣＲ／ＯＤ）であってもよい。
【００４４】いずれにしても始端ａ、分岐部ｂ、第１終
端ｃ、第２終端ｄを有するＹ分岐光導波路２２である。
始端ａはＳｉベンチ２０の前端中央に露呈する（図
８）。それはレンズによって光ファイバと光学的に結合
する部分である。つまり送受信光がレンズによって光フ
ァイバと始端ａとの間で所望の効率で結合できるように
調芯する。
端ｃ、第２終端ｄを有するＹ分岐光導波路２２である。
始端ａはＳｉベンチ２０の前端中央に露呈する（図
８）。それはレンズによって光ファイバと光学的に結合
する部分である。つまり送受信光がレンズによって光フ
ァイバと始端ａとの間で所望の効率で結合できるように
調芯する。
【００４５】光導波路２２の分岐部ｂはマッハツェンダ
干渉計型の波長分波合波器（ＷＤＭ）となっている。こ
れは１．３１μｍ光と１．５５μｍ光を分離する作用が
ある分岐部ｂである。二つの導波路の共通部分の長さや
距離がそのような波長選択性を与える。１．３１μｍ光
はｃｂａの経路を進む。１．５５μｍ光はａｂｄの経路
を進行する。そのような波長選択性は可逆的である。
１．３１μｍ光はａｂｃと進むこともできる。１．５５
μｍ光はｄｂａと進行することもできる。
干渉計型の波長分波合波器（ＷＤＭ）となっている。こ
れは１．３１μｍ光と１．５５μｍ光を分離する作用が
ある分岐部ｂである。二つの導波路の共通部分の長さや
距離がそのような波長選択性を与える。１．３１μｍ光
はｃｂａの経路を進む。１．５５μｍ光はａｂｄの経路
を進行する。そのような波長選択性は可逆的である。
１．３１μｍ光はａｂｃと進むこともできる。１．５５
μｍ光はｄｂａと進行することもできる。
【００４６】第１終端部ｃの先にＬＤ２３がエピダウン
（ストライプが下側；下方にｐ電極、上面にｎ電極）で
Ｓｉ基板２０上のメタライズ２５に固定される。ＬＤ２
３はλ１（１．３１μｍ）の送信光を発生する。光ファ
イバ端ｃとＬＤ２３が近接しているからレンズが省かれ
る。ＬＤ２３と光導波路のｂｃ間が送信部である。この
実施例では３００μｍ×３００μｍ×１５０μｍｔのサ
イズのＬＤ２３を用いている。ＩｎＰ基板の上にバッフ
ァ層、発光部、コンタクト層、電極などが設けられる。
発光部はＩｎＧａＡｓＰ系で１．３１μｍ光を発光す
る。
（ストライプが下側；下方にｐ電極、上面にｎ電極）で
Ｓｉ基板２０上のメタライズ２５に固定される。ＬＤ２
３はλ１（１．３１μｍ）の送信光を発生する。光ファ
イバ端ｃとＬＤ２３が近接しているからレンズが省かれ
る。ＬＤ２３と光導波路のｂｃ間が送信部である。この
実施例では３００μｍ×３００μｍ×１５０μｍｔのサ
イズのＬＤ２３を用いている。ＩｎＰ基板の上にバッフ
ァ層、発光部、コンタクト層、電極などが設けられる。
発光部はＩｎＧａＡｓＰ系で１．３１μｍ光を発光す
る。
【００４７】第２終端部ｄの先に端面入射型ＰＤ２４が
やはりエピダウン（ｐ電極が下、ｎ電極が上）でＳｉ基
板上のメタライズ２８に固定される。ＰＤ２４と終端ｄ
の間にもレンズがない。充分に近接しているからレンズ
がなくても充分な光がＰＤに入る。ＰＤ２４と光導波路
のｂｄ間が受信部である。端面入射型というのは導波路
型のものと屈折型のものがあるが端面から受信光が入っ
てそれを受光部へ導くものである。
やはりエピダウン（ｐ電極が下、ｎ電極が上）でＳｉ基
板上のメタライズ２８に固定される。ＰＤ２４と終端ｄ
の間にもレンズがない。充分に近接しているからレンズ
がなくても充分な光がＰＤに入る。ＰＤ２４と光導波路
のｂｄ間が受信部である。端面入射型というのは導波路
型のものと屈折型のものがあるが端面から受信光が入っ
てそれを受光部へ導くものである。
【００４８】この実施例では３００μｍ×３００μｍ×
１５０μｍｔの寸法のＰＤ２４を用いている。ＩｎＰ基
板の上に受光層、電極などがある。受光層はＩｎＧａＡ
ｓであり１．３１μｍ光にも１．５５μｍ光にも感度が
あるが１．５５μｍ光を受信すべきものである。
１５０μｍｔの寸法のＰＤ２４を用いている。ＩｎＰ基
板の上に受光層、電極などがある。受光層はＩｎＧａＡ
ｓであり１．３１μｍ光にも１．５５μｍ光にも感度が
あるが１．５５μｍ光を受信すべきものである。
【００４９】本発明は同一の基板の上に送信部（ＬＤ２
３、光導波路ｂｃ）と受信部（ＰＤ２４、光導波路ｂ
ｄ）を設けているところに特徴がある。
３、光導波路ｂｃ）と受信部（ＰＤ２４、光導波路ｂ
ｄ）を設けているところに特徴がある。
【００５０】表面実装型でＳｉ基板にＹ分岐をもち、そ
の終端にＬＤとＰＤを振り分けて設けたというのはよく
あることである。本発明は金属パッケージ型のモジュー
ルで、Ｙ分岐光導波路を有するＳｉ基板をステムのポー
ルに実装している。そのようにＳｉ基板にＹ分岐導波路
を設けＬＤ、ＰＤを付けたサブモジュールを金属ステム
のポールに縦に取り付けたというのは全く新規である。
の終端にＬＤとＰＤを振り分けて設けたというのはよく
あることである。本発明は金属パッケージ型のモジュー
ルで、Ｙ分岐光導波路を有するＳｉ基板をステムのポー
ルに実装している。そのようにＳｉ基板にＹ分岐導波路
を設けＬＤ、ＰＤを付けたサブモジュールを金属ステム
のポールに縦に取り付けたというのは全く新規である。
【００５１】Ｓｉ基板を使うという点では表面実装型と
似ているが金属パッケージにハーメチックシールするの
だから両者の混合型と言ってよい。だから両者の長所を
合わせ備える。ハーメチックシールするので水分や酸素
が入らず劣化しない。金属パッケージなので外部の電磁
ノイズが入らない。金属パッケージであるから堅牢、堅
固で長寿命、高信頼性がある。
似ているが金属パッケージにハーメチックシールするの
だから両者の混合型と言ってよい。だから両者の長所を
合わせ備える。ハーメチックシールするので水分や酸素
が入らず劣化しない。金属パッケージなので外部の電磁
ノイズが入らない。金属パッケージであるから堅牢、堅
固で長寿命、高信頼性がある。
【００５２】サブモジュール４はＳｉ基板、光導波路、
ＬＤ、ＰＤからなるので小型の部品であり別工程で図
６、図７のように製造することができる。ポールを持つ
金属ステムはＬＤモジュールで既に使用の実績がある。
ＬＤをポール側面に実装する代わりにサブモジュール４
を側面に実装すればよいのであるから在来の組立の工程
を僅かに変更するだけでよい。
ＬＤ、ＰＤからなるので小型の部品であり別工程で図
６、図７のように製造することができる。ポールを持つ
金属ステムはＬＤモジュールで既に使用の実績がある。
ＬＤをポール側面に実装する代わりにサブモジュール４
を側面に実装すればよいのであるから在来の組立の工程
を僅かに変更するだけでよい。
【００５３】［４．リード、メタライズ、ＬＤ、ＰＤ間
のワイヤボンディング（図９、図１０）］ＬＤ、ＰＤチ
ップ、それらを保持するメタライズがステム面に垂直で
あるからワイヤボンディングが少し難しくなる。ステム
の上面からワイヤボンディングできない。ステムの側方
からワイヤボンディングをしなければならない。それは
ステム面が縦になりポール面が上向きになるように保持
すれば可能である。そのように保持した時にリードピン
の高さが大きく異なると、やはりワイヤボンディングが
難しい。
のワイヤボンディング（図９、図１０）］ＬＤ、ＰＤチ
ップ、それらを保持するメタライズがステム面に垂直で
あるからワイヤボンディングが少し難しくなる。ステム
の上面からワイヤボンディングできない。ステムの側方
からワイヤボンディングをしなければならない。それは
ステム面が縦になりポール面が上向きになるように保持
すれば可能である。そのように保持した時にリードピン
の高さが大きく異なると、やはりワイヤボンディングが
難しい。
【００５４】そこでリードピン４６〜４９の高さを揃え
るようにする。つまり図９、図１０のように４本のリー
ドピン４６〜４９はステム面に直角な同一平面上に並ぶ
ようにステム底面に配置する。それら４本のリードピン
４６〜４９の他にケースピン５０がある。ケースピン５
０だけはそのような制約から自由なのでバランス良く適
当な場所へ設置すればよい。リードピンが大体同一高さ
にあって、それより少し下にＰＤ、ＬＤのｎ電極（上面
に見える電極）があるという関係であればワイヤボンデ
ィングは容易にできる。図９ではＰＤ、ＬＤとリードピ
ンの高さに差があるが、リードピンの位置を少しずらせ
ば６つの面を同一高さにすることができる。
るようにする。つまり図９、図１０のように４本のリー
ドピン４６〜４９はステム面に直角な同一平面上に並ぶ
ようにステム底面に配置する。それら４本のリードピン
４６〜４９の他にケースピン５０がある。ケースピン５
０だけはそのような制約から自由なのでバランス良く適
当な場所へ設置すればよい。リードピンが大体同一高さ
にあって、それより少し下にＰＤ、ＬＤのｎ電極（上面
に見える電極）があるという関係であればワイヤボンデ
ィングは容易にできる。図９ではＰＤ、ＬＤとリードピ
ンの高さに差があるが、リードピンの位置を少しずらせ
ば６つの面を同一高さにすることができる。
【００５５】リードピン４６とメタライズ２５をワイヤ
５２で接続する。リードピン４７とＬＤ２３の上面電極
（ｎ電極）をワイヤ５３で接続する。この例ではリード
ピン４６がＬＤのアノードピン、４７がカソードピンと
いうことになる。
５２で接続する。リードピン４７とＬＤ２３の上面電極
（ｎ電極）をワイヤ５３で接続する。この例ではリード
ピン４６がＬＤのアノードピン、４７がカソードピンと
いうことになる。
【００５６】リードピン４８とＰＤ２４の上面電極（ｎ
電極）をワイヤ５４で接続する。リードピン４９とメタ
ライズ２８をワイヤ５５で接続する。この例ではリード
ピン４８がＰＤのカソードピン、４９がアノードピンと
いうことになる。
電極）をワイヤ５４で接続する。リードピン４９とメタ
ライズ２８をワイヤ５５で接続する。この例ではリード
ピン４８がＰＤのカソードピン、４９がアノードピンと
いうことになる。
【００５７】このようにサブモジュールを縦にポールに
貼り付けるのでワイヤボンディングが通常のステム面方
向ではなくなり一見多少難しくなるように思われるが、
受光素子、発光素子とリードピンを接続するワイヤボン
ディングをステム面に平行な方向から行うことにより横
向きのワイヤボンディングは実行可能である。
貼り付けるのでワイヤボンディングが通常のステム面方
向ではなくなり一見多少難しくなるように思われるが、
受光素子、発光素子とリードピンを接続するワイヤボン
ディングをステム面に平行な方向から行うことにより横
向きのワイヤボンディングは実行可能である。
【００５８】［５．周辺素子の付加（モニタ用フォトダ
イオードＭＰＤ；前置増幅器ＡＭＰ）（図１１、図１
２）］サブモジュールにＰＤやＬＤの作用を助けるため
の周辺素子を付加する事もできる。図１１、１２にそれ
らの周辺素子を付加したサブモジュールを示す。Ｓｉベ
ンチ２０の前半部にＹ分岐光導波路２２があり、終端
ｃ、ｄの先のメタライズの上にＬＤ２３、ＰＤ２４が実
装される。
イオードＭＰＤ；前置増幅器ＡＭＰ）（図１１、図１
２）］サブモジュールにＰＤやＬＤの作用を助けるため
の周辺素子を付加する事もできる。図１１、１２にそれ
らの周辺素子を付加したサブモジュールを示す。Ｓｉベ
ンチ２０の前半部にＹ分岐光導波路２２があり、終端
ｃ、ｄの先のメタライズの上にＬＤ２３、ＰＤ２４が実
装される。
【００５９】ここではＬＤ２３の背後にメタライズ８２
を設け、その上にモニタフォトダイオード（ＭＰＤ）２
６を実装する。これはＬＤ２３の後方光を監視してＬＤ
の出力を一定に保つようにＬＤ駆動電流を調整するため
のものである。
を設け、その上にモニタフォトダイオード（ＭＰＤ）２
６を実装する。これはＬＤ２３の後方光を監視してＬＤ
の出力を一定に保つようにＬＤ駆動電流を調整するため
のものである。
【００６０】ＰＤ２４の背後にメタライズ８３を設け、
その上に前置増幅器（ＡＭＰ）２７を実装する。これは
ＰＤ２４の微弱な光電流を前置増幅（Preamplify）する
作用がある。
その上に前置増幅器（ＡＭＰ）２７を実装する。これは
ＰＤ２４の微弱な光電流を前置増幅（Preamplify）する
作用がある。
【００６１】そのようにするとリードピンの数が５本増
える。それまで５本のリードピンが必要だったので１０
本のリードピンがステムの下面に垂下するように設けら
れる。
える。それまで５本のリードピンが必要だったので１０
本のリードピンがステムの下面に垂下するように設けら
れる。
【００６２】［６．実施例３（分岐のない直線導波路、
多層膜フィルタ、裏面入射型ＰＤ、図１４〜図１７）］
以上は、Ｙ分岐導波路の場合を説明したが、本発明はこ
の形態に限定されるものではない。図１４は分岐のない
一本の光導波路８６の中間部に斜め溝を設けて、波長選
択性のある多層膜フィルタ８５を挿入した例の縦断面図
である。図１５はそのサブモジュール部分の平面図、図
１６はサブモジュール部分の縦断面図、図１７は光ファ
イバとレンズ、サブモジュール、ステム部分の縦断面図
である。サブモジュール上で送信部と受信部を左右に振
り分けるのではなく、直線上に送信部と受信部を配置
し、図１４に示すようにリードピン９０〜９６を送信
部、受信部のそれぞれのメタライズとワイヤボンディン
グする。ＬＤ２３からの送信光は端面ｆから分岐のない
光導波路８６に入り、多層膜フィルタ８５を透過し、も
う一方の端面ｅを経てレンズ６によって光ファイバ９に
集光される。一方、光ファイバ９から入って来た受信光
はサブモジュール４の端面ｅから光導波路８６に入り、
多層膜フィルタ８５によって反射され、サブマウント８
８の開口部を通り裏面入射型ＰＤ８７に入り、受光部８
９で受光され電気信号に変換される。このサブモジュー
ルを図１４のようにパッケージに実装することにより、
Ｙ分岐導波路を用いた場合と同様の機能と特徴を得るこ
とができる。
多層膜フィルタ、裏面入射型ＰＤ、図１４〜図１７）］
以上は、Ｙ分岐導波路の場合を説明したが、本発明はこ
の形態に限定されるものではない。図１４は分岐のない
一本の光導波路８６の中間部に斜め溝を設けて、波長選
択性のある多層膜フィルタ８５を挿入した例の縦断面図
である。図１５はそのサブモジュール部分の平面図、図
１６はサブモジュール部分の縦断面図、図１７は光ファ
イバとレンズ、サブモジュール、ステム部分の縦断面図
である。サブモジュール上で送信部と受信部を左右に振
り分けるのではなく、直線上に送信部と受信部を配置
し、図１４に示すようにリードピン９０〜９６を送信
部、受信部のそれぞれのメタライズとワイヤボンディン
グする。ＬＤ２３からの送信光は端面ｆから分岐のない
光導波路８６に入り、多層膜フィルタ８５を透過し、も
う一方の端面ｅを経てレンズ６によって光ファイバ９に
集光される。一方、光ファイバ９から入って来た受信光
はサブモジュール４の端面ｅから光導波路８６に入り、
多層膜フィルタ８５によって反射され、サブマウント８
８の開口部を通り裏面入射型ＰＤ８７に入り、受光部８
９で受光され電気信号に変換される。このサブモジュー
ルを図１４のようにパッケージに実装することにより、
Ｙ分岐導波路を用いた場合と同様の機能と特徴を得るこ
とができる。
【００６３】［７．金属パッケージ収納光送受信モジュ
ールを利用した一芯双方向光通信システム（図１３）］
本発明の金属パッケージ収納光送受信モジュールをｎ個
利用して、ｎ軒の加入者と、一つの局を含む双方向光通
信システムを構築することができる。図１３において左
側にｎ軒の加入者ＯＮＵ１、ＯＮＵ２、…、ＯＮＵ
ｎ−１、ＯＮＵｎを示す。それらは一つの光送受信モジ
ュールを持つ。それぞれのＯＮＵから１本の光ファイバ
ＯＦが局側へ向かって設けられる。
ールを利用した一芯双方向光通信システム（図１３）］
本発明の金属パッケージ収納光送受信モジュールをｎ個
利用して、ｎ軒の加入者と、一つの局を含む双方向光通
信システムを構築することができる。図１３において左
側にｎ軒の加入者ＯＮＵ１、ＯＮＵ２、…、ＯＮＵ
ｎ−１、ＯＮＵｎを示す。それらは一つの光送受信モジ
ュールを持つ。それぞれのＯＮＵから１本の光ファイバ
ＯＦが局側へ向かって設けられる。
【００６４】局側ではｎ軒の加入者に対応するようにｎ
個の光送受信モジュールＭＪ１、ＭＪ２、…、ＭＪ
ｎ−１、ＭＪｎが設置される。対応するｋ番目の加入者
ＯＮＵｋと局側ＭＪｋがｋ番目の光ファイバＯＦｋによ
って独立にそれぞれ接続されている。局側から加入者に
向けた下り系はλ２（１．５５μｍ）を信号光として利
用する。加入者から局舎へ向けた上り系はλ１（１．３
１μｍ）を光信号として利用する。
個の光送受信モジュールＭＪ１、ＭＪ２、…、ＭＪ
ｎ−１、ＭＪｎが設置される。対応するｋ番目の加入者
ＯＮＵｋと局側ＭＪｋがｋ番目の光ファイバＯＦｋによ
って独立にそれぞれ接続されている。局側から加入者に
向けた下り系はλ２（１．５５μｍ）を信号光として利
用する。加入者から局舎へ向けた上り系はλ１（１．３
１μｍ）を光信号として利用する。
【００６５】だからＯＮＵの光送受信モジュールはλ２
（１．５５μｍ）を受信するＰＤと、λ１（１．３１μ
ｍ）を発振するＬＤを有する。それは図６、７で説明し
た光送受信モジュールである。
（１．５５μｍ）を受信するＰＤと、λ１（１．３１μ
ｍ）を発振するＬＤを有する。それは図６、７で説明し
た光送受信モジュールである。
【００６６】反対に局舎において用いられる送受信モジ
ュールＭＪｋはλ１（１．３１μｍ）を受信するＰＤ
と、λ２（１．５５μｍ）を発振するＬＤとを組み合わ
せたものである。本発明はどちらの光送受信モジュール
にも適用することができる。
ュールＭＪｋはλ１（１．３１μｍ）を受信するＰＤ
と、λ２（１．５５μｍ）を発振するＬＤとを組み合わ
せたものである。本発明はどちらの光送受信モジュール
にも適用することができる。
【００６７】いずれにおいても、従来の金属パッケージ
収納のものに比べて容積が大体半分になり設置がより容
易になる。コストも低減される。それでいて長寿命、高
信頼性、気密性など金属パッケージ製のものの利点をあ
ますことなく享受できるから好適な光通信システムを与
えることができる。
収納のものに比べて容積が大体半分になり設置がより容
易になる。コストも低減される。それでいて長寿命、高
信頼性、気密性など金属パッケージ製のものの利点をあ
ますことなく享受できるから好適な光通信システムを与
えることができる。
【００６８】
【発明の効果】本発明はＳｉ基板の上にＹ分岐の光伝送
路を設け、その終端に発光素子（ＬＤ）と受光素子（Ｐ
Ｄ）を設置したサブモジュールを、金属製のパッケージ
の中に収納できるようにした。金属パッケージ収納の素
子は受光素子だけ或いは発光素子だけを収容していたか
ら送信器、受信器のいずれかであった。本発明は両方の
素子を収容しているから光送受信モジュールとなる。
路を設け、その終端に発光素子（ＬＤ）と受光素子（Ｐ
Ｄ）を設置したサブモジュールを、金属製のパッケージ
の中に収納できるようにした。金属パッケージ収納の素
子は受光素子だけ或いは発光素子だけを収容していたか
ら送信器、受信器のいずれかであった。本発明は両方の
素子を収容しているから光送受信モジュールとなる。
【００６９】光送受信モジュールであって、しかも従来
の金属パッケージ収納の光受信モジュールや光送信モジ
ュールと同程度の信頼性、長寿命が得られる。パッケー
ジは堅牢であり実績がある。軸対称なサブモジュールを
採用するために光ファイバやレンズとの調芯も容易であ
る。金属パッケージの受信モジュールと送信モジュール
を別々に設けたものより部品点数が少なく、小型、低コ
ストになる。容積を節減できるので局側の光送受信モジ
ュールとして極めて有利である。
の金属パッケージ収納の光受信モジュールや光送信モジ
ュールと同程度の信頼性、長寿命が得られる。パッケー
ジは堅牢であり実績がある。軸対称なサブモジュールを
採用するために光ファイバやレンズとの調芯も容易であ
る。金属パッケージの受信モジュールと送信モジュール
を別々に設けたものより部品点数が少なく、小型、低コ
ストになる。容積を節減できるので局側の光送受信モジ
ュールとして極めて有利である。
【図１】基地局と加入者を光ファイバによって結び、信
号を相互に送信受信する双方向光通信システムの概念
図。
号を相互に送信受信する双方向光通信システムの概念
図。
【図２】特許第３１６７６５０号によって提案された金
属パッケージ収納光送信モジュールと光受信モジュール
とを組み合わせ一体化したものの断面図。
属パッケージ収納光送信モジュールと光受信モジュール
とを組み合わせ一体化したものの断面図。
【図３】Ｓｉ基板にＹ分岐導波路を設け終端に受光素子
（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を取り付けたサブモジュー
ルを、下向きリードをもつ金属ステムのポールに固定
し、集光レンズを有するキャップ、フェルールを差し込
んだフェルールホルダーをステムに調芯固定して光ファ
イバから出た光が集光レンズによって集光されてＳｉ基
板の光導波路の始端に導かれるようにした本発明の第１
の実施例にかかる光送受信モジュールの縦断正面図。
（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を取り付けたサブモジュー
ルを、下向きリードをもつ金属ステムのポールに固定
し、集光レンズを有するキャップ、フェルールを差し込
んだフェルールホルダーをステムに調芯固定して光ファ
イバから出た光が集光レンズによって集光されてＳｉ基
板の光導波路の始端に導かれるようにした本発明の第１
の実施例にかかる光送受信モジュールの縦断正面図。
【図４】Ｓｉ基板にＹ分岐導波路を設け終端に受光素子
（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を取り付けたサブモジュー
ルを、下向きリードをもつ金属ステムのポールに固定
し、集光レンズを有するキャップ、フェルールを差し込
んだフェルールホルダーをステムに調芯固定して光ファ
イバから出た光が集光レンズによって集光されてＳｉ基
板の光導波路の始端に導かれるようにした本発明の第１
の実施例にかかる光送受信モジュールの縦断側面図。
（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を取り付けたサブモジュー
ルを、下向きリードをもつ金属ステムのポールに固定
し、集光レンズを有するキャップ、フェルールを差し込
んだフェルールホルダーをステムに調芯固定して光ファ
イバから出た光が集光レンズによって集光されてＳｉ基
板の光導波路の始端に導かれるようにした本発明の第１
の実施例にかかる光送受信モジュールの縦断側面図。
【図５】Ｓｉ基板にＹ分岐導波路を設け終端に受光素子
（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を取り付けたサブモジュー
ルを、下向きリードをもつ金属ステムのポールに固定
し、集光レンズを有するキャップ、フェルールを差し込
んだフェルールホルダーをステムに調芯固定してダミー
光ファイバから出た光が集光レンズによって集光されて
Ｓｉ基板の光導波路の始端に導かれるようにしたサブモ
ジュールを、雌雄の光コネクタを組み合わせ外部の光フ
ァイバと着脱可能にしたレセプタクル型のモジュールの
ステムポールに取り付けた本発明の第２の実施例にかか
る光送受信モジュールの縦断正面図。
（ＰＤ）と発光素子（ＬＤ）を取り付けたサブモジュー
ルを、下向きリードをもつ金属ステムのポールに固定
し、集光レンズを有するキャップ、フェルールを差し込
んだフェルールホルダーをステムに調芯固定してダミー
光ファイバから出た光が集光レンズによって集光されて
Ｓｉ基板の光導波路の始端に導かれるようにしたサブモ
ジュールを、雌雄の光コネクタを組み合わせ外部の光フ
ァイバと着脱可能にしたレセプタクル型のモジュールの
ステムポールに取り付けた本発明の第２の実施例にかか
る光送受信モジュールの縦断正面図。
【図６】金属製ステムのポールに取り付けて用いるため
に、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設け、その終端にＬ
Ｄ、ＰＤを振り分けて配置したサブモジュールの平面
図。
に、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設け、その終端にＬ
Ｄ、ＰＤを振り分けて配置したサブモジュールの平面
図。
【図７】金属製ステムのポールに取り付けて用いるため
に、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設け始端は前端に露
出させ終端にＬＤ、ＰＤを振り分けて配置したサブモジ
ュールの縦断側面図。
に、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設け始端は前端に露
出させ終端にＬＤ、ＰＤを振り分けて配置したサブモジ
ュールの縦断側面図。
【図８】金属製ステムのポールに取り付けて用いるため
に、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設けその終端にＬ
Ｄ、ＰＤを振り分けて配置したサブモジュールの正面
図。
に、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設けその終端にＬ
Ｄ、ＰＤを振り分けて配置したサブモジュールの正面
図。
【図９】Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を形成し、その終
端にＬＤとＰＤを設けたサブモジュールを金属ステムの
ポールに取り付け、ステムのリードピンとＬＤ、ＰＤの
電極やメタライズパターンとを接続し、Ｙ分岐光導波路
始端に光ファイバからの光が丁度集光するように調芯し
た状態を示す縦断平面図。
端にＬＤとＰＤを設けたサブモジュールを金属ステムの
ポールに取り付け、ステムのリードピンとＬＤ、ＰＤの
電極やメタライズパターンとを接続し、Ｙ分岐光導波路
始端に光ファイバからの光が丁度集光するように調芯し
た状態を示す縦断平面図。
【図１０】Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を形成し、その
終端にＬＤとＰＤを設けたサブモジュールを金属ステム
のポールに取り付け、ステムのリードピンとＬＤ、ＰＤ
の電極やメタライズパターンとを接続し、Ｙ分岐光導波
路始端に光ファイバからの光が丁度集光するように調芯
した状態を示す縦断側面図。
終端にＬＤとＰＤを設けたサブモジュールを金属ステム
のポールに取り付け、ステムのリードピンとＬＤ、ＰＤ
の電極やメタライズパターンとを接続し、Ｙ分岐光導波
路始端に光ファイバからの光が丁度集光するように調芯
した状態を示す縦断側面図。
【図１１】金属製ステムのポールに取り付けて用いるた
めに、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設けその終端にＬ
Ｄ、ＰＤを振り分けて配置し、さらにＬＤの背後にはモ
ニタ用フォトダイオードＭＰＤｄを、ＰＤの背後には前
置増幅器ＡＭＰを設けたサブモジュールの平面図。
めに、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設けその終端にＬ
Ｄ、ＰＤを振り分けて配置し、さらにＬＤの背後にはモ
ニタ用フォトダイオードＭＰＤｄを、ＰＤの背後には前
置増幅器ＡＭＰを設けたサブモジュールの平面図。
【図１２】金属製ステムのポールに取り付けて用いるた
めに、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設けその終端にＬ
ＤとＰＤを振り分けて配置し、さらにＬＤの背後にはモ
ニタ用フォトダイオードＭＰＤを、ＰＤの背後には前置
増幅器ＡＭＰを設けたサブモジュールの縦断側面図。
めに、Ｓｉ基板の上にＹ分岐導波路を設けその終端にＬ
ＤとＰＤを振り分けて配置し、さらにＬＤの背後にはモ
ニタ用フォトダイオードＭＰＤを、ＰＤの背後には前置
増幅器ＡＭＰを設けたサブモジュールの縦断側面図。
【図１３】一つずつの光送受信モジュールを有するｎ軒
の加入者と、ｎ個の光送受信モジュールを有する１つの
基地局を、ｎ本の光ファイバで結び加入者と局の間で独
立の双方向通信ができるようにした一芯双方向光通信シ
ステムを説明する図。
の加入者と、ｎ個の光送受信モジュールを有する１つの
基地局を、ｎ本の光ファイバで結び加入者と局の間で独
立の双方向通信ができるようにした一芯双方向光通信シ
ステムを説明する図。
【図１４】Ｓｉ基板に分岐のない一本の光導波路を設
け、光導波路の途中に斜め溝を設け、波長選択性のある
多層膜フィルタを溝に挿入し、その上方に裏面入射型受
光素子（ＰＤ）を設け光導波路の終端に発光素子（Ｌ
Ｄ）を取り付け、発光素子の後ろにモニタＰＤを設けた
サブモジュールを、下向きリードをもつ金属ステムのポ
ールに固定し、集光レンズを有するキャップ、フェルー
ルを差し込んだフェルールホルダーをステムに調芯固定
して光ファイバから出た光が集光レンズによって集光さ
れてＳｉ基板の光導波路の始端に導かれるようにした本
発明の第３の実施例にかかる光送受信モジュールの縦断
正面図。
け、光導波路の途中に斜め溝を設け、波長選択性のある
多層膜フィルタを溝に挿入し、その上方に裏面入射型受
光素子（ＰＤ）を設け光導波路の終端に発光素子（Ｌ
Ｄ）を取り付け、発光素子の後ろにモニタＰＤを設けた
サブモジュールを、下向きリードをもつ金属ステムのポ
ールに固定し、集光レンズを有するキャップ、フェルー
ルを差し込んだフェルールホルダーをステムに調芯固定
して光ファイバから出た光が集光レンズによって集光さ
れてＳｉ基板の光導波路の始端に導かれるようにした本
発明の第３の実施例にかかる光送受信モジュールの縦断
正面図。
【図１５】金属製ステムのポールに取り付けて用いるた
めに、Ｓｉ基板の上に分岐のない一本の光導波路を設
け、途中にＰＤ、終端にＬＤとＭＰＤを配置したサブモ
ジュールの平面図。
めに、Ｓｉ基板の上に分岐のない一本の光導波路を設
け、途中にＰＤ、終端にＬＤとＭＰＤを配置したサブモ
ジュールの平面図。
【図１６】金属製ステムのポールに取り付けて用いるた
めに、Ｓｉ基板の上に分岐のない一本の光導波路を設
け、始端は前端に露出させ途中にＰＤ、終端にＬＤとＭ
ＰＤを配置したサブモジュールの縦断側面図。
めに、Ｓｉ基板の上に分岐のない一本の光導波路を設
け、始端は前端に露出させ途中にＰＤ、終端にＬＤとＭ
ＰＤを配置したサブモジュールの縦断側面図。
【図１７】Ｓｉ基板の上に分岐のない一本の光導波路を
形成し、その途中にＰＤ、終端にＬＤとＭＰＤを設けた
サブモジュールを金属ステムのポールに取り付け、ステ
ムのリードピンとＬＤ、ＰＤの電極やメタライズパター
ンとを接続し、光導波路始端に光ファイバからの光が丁
度集光するように調芯した状態を示す縦断側面図。
形成し、その途中にＰＤ、終端にＬＤとＭＰＤを設けた
サブモジュールを金属ステムのポールに取り付け、ステ
ムのリードピンとＬＤ、ＰＤの電極やメタライズパター
ンとを接続し、光導波路始端に光ファイバからの光が丁
度集光するように調芯した状態を示す縦断側面図。
２ ステム
３ ポール
４ サブモジュール
５ キャップ
６ レンズ
７ フェルールホルダー
８ フェルール
９ 光ファイバ
１０ ベンドリミッタ
２０ Ｓｉ基板
２２ Ｙ分岐光導波路
ａ 導波路始端
ｂ 分岐部
ｃ 光導波路第１終端
ｄ 光導波路第２終端
２３ ＬＤ
２４ ＰＤ
２５ メタライズ
２６ モニタＰＤ
２７ ＡＭＰ
２８ メタライズ
２９ 送信器
３０ 金属パッケージ
３１ ポール
３２ ＬＤ
３３ モニタＰＤ
３４ 集光レンズ
３５ 受信器
３６ 金属パッケージ
３７ サブマウント
３８ キャップ
３９ レンズ
４０ ＰＤ
４１ 統合ハウジング
４２ ＷＤＭ
４３ 光ファイバ
４６〜５０ リードピン
５２〜５５ ワイヤ
６０ スリーブ
６２ 開口
６３ ハウジング
６４ フランジ
６５ スリーブ
６６ スタブ
６７ ダミー光ファイバ
６８ 凹溝
６９ 雄螺子条
７０ 光コネクタ
７２ フェルール
７３ ガイドピン
７４ カラー
７５ ローレット
７６ 袋ナット
７７ 光ファイバ
ＵＤ アンダークラッド層
ＣＲ コア
ＯＤ オーバークラッド層
８２ メタライズ
８３ メタライズ
８５ 多層膜フィルタ
８６ 光導波路
８７ 裏面入射型ＰＤ
８８ サブマウント
８９ 受光部
９０〜９６ リードピン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H037 BA03 BA12 BA24 CA14 DA03
DA04 DA05 DA06 DA36
2H047 KA04 LA12 MA07 PA04 PA05
PA24 QA05
Claims (10)
- 【請求項１】 基板と、基板の上に設けられ始端ａが基
板前面に露呈し二分岐の終端ｃ、ｄをもち波長λ１と波
長λ２を分離する波長選択性を有するＹ分岐光導波路
と、光導波路の一方の終端ｃに近接対向して基板上に設
けたλ２を受光する受光素子と光導波路の他方の終端ｄ
に近接対向して基板上に設けたλ１を発生する発光素子
を振り分けて実装したサブモジュールと、軸方向に延び
る複数のリードピンと、上方へ隆起したポールを有しポ
ール面にサブモジュールを保持した円盤状金属製ステム
と、ステムに対して端部が固定された光ファイバと、光
ファイバとＹ分岐導波路の始端ａを光学的に結合するレ
ンズと、レンズを保持しステム上に固定されたキャップ
と、ステムに固着され光ファイバを支持する金属パッケ
ージ部分とよりなる事を特徴とする光送受信モジュー
ル。 - 【請求項２】 基板と、基板の上に設けられ始端ｅが基
板前面に露呈した導波路と、この導波路の中間部に設け
た溝と、この溝に挿入され波長λ１を透過し波長λ２を
反射する波長選択性を有する多層膜フィルタと、多層膜
フィルタに近接対向して基板上方に設けたλ２を受光す
る受光素子と光導波路の他方の終端ｆに近接対向して基
板上に設けたλ１を発生する発光素子とを振り分けて実
装したサブモジュールと、軸方向に延びる複数のリード
ピンと、上方へ隆起したポールを有しポール面にサブモ
ジュールを保持した円盤状金属製ステムと、ステムに対
して端部が固定された光ファイバと、光ファイバと導波
路の始端ｅを光学的に結合するレンズと、レンズを保持
しステム上に固定されたキャップと、ステムに固着され
光ファイバを支持する金属パッケージ部分とよりなる事
を特徴とする光送受信モジュール。 - 【請求項３】 受光素子と発光素子に接続されるべきリ
ードピンがステムの面に垂直な一平面内に含まれるよう
に配置してあることを特徴とする請求項１または２に記
載の光送受信モジュール。 - 【請求項４】 受光素子、発光素子とリードピンを接続
するワイヤボンディングがステム面に平行な方向からな
されておりリードピンの側面にワイヤが接続されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光送受
信モジュール。 - 【請求項５】 光ファイバの端部を円筒状のフェルール
で把持し、フェルールを円筒状金属製のフェルールホル
ダーによって保持し、フェルールホルダーをステム面に
調芯固定したピグテイル型である事を特徴とする請求項
１〜４の何れかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項６】 中心に開口を有する円筒金属製のスリー
ブを円盤状ステムの上に固定し、中心に開口部を有し開
口部周囲に外部の光コネクタを着脱することのできる金
属製ハウジングをスリーブの上に固定し、ハウジングの
中心開口にダミー光ファイバを把持するスタブを挿入し
て雌型のコネクタとし、光ファイバを把持するフェルー
ルを中心に保持し外部に設けた雄型の光コネクタと着脱
可能にしたレセプタクル型であることを特徴とする請求
項１〜４の何れかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項７】 サブモジュールの基板面に、受光素子の
光電流を増幅する前置増幅器を設けた事を特徴とする請
求項１〜６の何れかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項８】 サブモジュールの基板面に、発光素子の
パワーを監視するためのモニタ用フォトダイオードを設
けた事を特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光送
受信モジュール。 - 【請求項９】 基板と、基板の上に設けられ始端ａが基
板前面に露呈し二分岐の終端ｃ、ｄをもち波長λ１と波
長λ２を分離する波長選択性を有するＹ分岐光導波路
と、光導波路の一方の終端ｃに近接対向して基板上に設
けたλ２を受光する受光素子と光導波路の他方の終端ｄ
に近接対向して基板上に設けたλ１を発生する発光素子
を振り分けて実装したサブモジュールと、軸方向に延び
る複数のリードピンと、上方へ隆起したポールを有しポ
ール面にサブモジュールを保持した円盤状金属製ステム
と、ステムに対して端部が固定された光ファイバと、光
ファイバの像をＹ分岐導波路の始端ａに形成するレンズ
と、レンズを保持しステム上に固定されたキャップと、
ステムに固着され光ファイバを支持し全体を気密封止す
る金属パッケージ部分とよりなる光送受信モジュールを
一つずつ備えたｎ軒の加入者ＯＮＵ１、ＯＮＵ２、…、
ＯＮＵｎ−１、ＯＮＵｎと、基板と、基板の上に設けら
れ始端ａが基板前面に露呈し二分岐の終端ｃ、ｄをもち
波長λ１と波長λ２を分離する波長選択性を有するＹ分
岐光導波路と、光導波路の一方の終端ｃに近接対向して
基板上に設けたλ１を受光する受光素子と光導波路の他
方の終端ｄに近接対向して基板上に設けたλ２を発生す
る発光素子を振り分けて実装したサブモジュールと、軸
方向に延びる複数のリードピンと、上方へ隆起したポー
ルを有しポール面にサブモジュールを保持した円盤状金
属製ステムと、ステムに対して端部が固定された光ファ
イバと、光ファイバの像をＹ分岐導波路の始端ａに形成
するレンズと、レンズを保持しステム上に固定されたキ
ャップと、ステムに固着され光ファイバを支持し全体を
気密封止する金属パッケージ部分とよりなるｎ個の光送
受信モジュールＭＪ１、ＭＪ２、…、ＭＪｎ−１、ＭＪ
ｎを有する局と、ｎ軒の加入者と局側のｎ個の光送受信
モジュールＭＪ１、ＭＪ２、…、ＭＪｎ−１、ＭＪｎを
接続するｎ本の光ファイバＯＦ１、ＯＦ２、…、ＯＦ
ｎ−１、ＯＦｎとからなる事を特徴とする光通信システ
ム。 - 【請求項１０】 基板と、基板の上に設けられ始端ｅが
基板前面に露呈した導波路と、この導波路の中間部に設
けた溝と、この溝に挿入され波長λ１を透過し波長λ２
を反射する波長選択性を有する多層膜フィルタと、多層
膜フィルタに近接対向して基板上方に設けたλ２を受光
する受光素子と光導波路の他方の終端ｆに近接対向して
基板上に設けたλ１を発生する発光素子とを振り分けて
実装したサブモジュールと、軸方向に延びる複数のリー
ドピンと、上方へ隆起したポールを有しポール面にサブ
モジュールを保持した円盤状金属製ステムと、ステムに
対して端部が固定された光ファイバと、光ファイバと導
波路の始端ｅを光学的に結合するレンズと、レンズを保
持しステム上に固定されたキャップと、ステムに固着さ
れ光ファイバを支持する金属パッケージ部分とよりなる
光送受信モジュールを一つずつ備えたｎ軒の加入者ＯＮ
Ｕ１、ＯＮＵ２、…、ＯＮＵｎ−１、ＯＮＵｎと、基板
と、基板の上に設けられ始端ｅが基板前面に露呈した導
波路と、この導波路の中間部に設けた溝と、この溝に挿
入され波長λ１を透過し波長λ２を反射する波長選択性
を有する多層膜フィルタと、多層膜フィルタに近接対向
して基板上方に設けたλ２を受光する受光素子と光導波
路の他方の終端ｆに近接対向して基板上に設けたλ１を
発生する発光素子とを振り分けて実装したサブモジュー
ルと、軸方向に延びる複数のリードピンと、上方へ隆起
したポールを有しポール面にサブモジュールを保持した
円盤状金属製ステムと、ステムに対して端部が固定され
た光ファイバと、光ファイバと導波路の始端ｅを光学的
に結合するレンズと、レンズを保持しステム上に固定さ
れたキャップと、ステムに固着され光ファイバを支持す
る金属パッケージ部分とよりなるｎ個の光送受信モジュ
ールＭＪ １、ＭＪ２、…、ＭＪｎ−１、ＭＪｎを有する
局と、ｎ軒の加入者と局側のｎ個の光送受信モジュール
ＭＪ１、ＭＪ２、…、ＭＪｎ−１、ＭＪｎを接続するｎ
本の光ファイバＯＦ１、ＯＦ２、…、ＯＦｎ−１、ＯＦ
ｎとからなる事を特徴とする光通信システム。
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