JP2004021074A - Optical communication module and optical communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication module equipped with a photodetector and restraining light quantity returning to an optical fiber, and an optical communication system. <P>SOLUTION: The optical communication module 1 is equipped with the photodetector 7 outputting an electrical signal obtained by receiving incident light L transmitted through the optical fiber F and made incident from an electrode 10 to a preamplifier. The electrode 10 is arranged outside a plane including the incident optical axis of the incident light L and the reflecting optical axis of reflected light R with respect to the incident light L, and also arranged at a position distant from the center of irradiation of the incident light L in a direction perpendicular to the incident optical axis on the surface to be irradiated of the photodetector 7. Since the light is prevented from being made incident on the electrode 10 and an Au wire 11 or the incident light is reflected in a direction where it goes away from the optical fiber F, the returning light quantity is restrained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号を受信する光通信モジュールおよび光通信システムに関するものであり、より詳細には、例えばプラスチック光ファイバのようなマルチモード光ファイバを伝送媒体とした家庭内通信、電子機器間通信、LAN(Local Area Network)等に使用することのできる一芯光ファイバに対応した光通信モジュールおよび光通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)やFTTH(Fiber to the Home)、CATV(cable television)などの普及に伴い、多チャンネル動画データの配信等が可能となっている。このため、家庭内においても、これまでの低速な機器間伝送ではなく、高速かつ長距離にわたる伝送能力を持つ機器間伝送やネットワークが必要となってきている。
【0003】
このように、高速かつ長距離にわたる伝送が可能な方法として、光ファイバによる通信が有力視されている。特に、家庭内における通信のために、使い勝手やコスト面を考慮して、プラスチックファイバを用いた光ファイバ通信の研究が盛んとなっている。伝送方式としては、二本の光ファイバを用いた伝送方式や、一本の光ファイバを用いて、一方向への伝送中には逆方向の伝送をしないという半二重方式ではなく、一本の光ファイバを用いて両方向から同時に伝送を行う全二重方式が有力視されている。
【0004】
光ファイバを介した、高速の伝送かつ全二重の通信方式に用いられる光通信モジュールにおいては、伝送信号の高速応答性や、信号対ノイズ比(signal−to−noise ratio:S/N)の確保が重要となってくる。特にS/Nの確保においては、光信号と電気信号のそれぞれについて、S/Nを確保するような光通信モジュールが必要となる。
【0005】
従来の光通信モジュールの構成について、図10に基づいて説明する。
【0006】
光ファイバFによって接続された光通信モジュール21・22は、光ファイバFを介して変調光を双方向に伝送して、双方向通信リンクを実現している。なお、この変調光は伝送するデータ信号に基づいて作成されるものである。データ信号は、例えば光通信モジュール21・22に接続される、図示しない周辺機器から入力されるようになっている。
【0007】
光通信モジュール21は、受信モジュール23と送信モジュール24とを備えている。光通信モジュール22は、送信モジュール25と受信モジュール26とを備えている。
【0008】
データ伝送の際には、例えば光通信モジュール22の送信モジュール25から送信される送信光L3が光ファイバFを介して伝送され、光通信モジュール21の受信モジュール23にて受信される。また、例えば、逆に、光通信モジュール21の送信モジュール24から送信される送信光L4が光ファイバFを介して伝送され、光通信モジュール22の受信モジュール26にて受信される。
【0009】
データ伝送の際に、光通信モジュール21および22から、同時に光ファイバFを介して光信号を送信し、それぞれ相手方にて受信することによって、全二重の双方向通信を行うことができる。
【0010】
このような双方向通信を行うには、先に述べたように、信号対ノイズ比であるS/Nを確保することが重要である。
【0011】
図10に示す構成において、光通信モジュール22から光通信モジュール21へと伝送する場合には、信号である送信光L3は送信モジュール25から光ファイバFを介して受信モジュール23にて受信される。
【0012】
ここで、この信号に対するノイズとしては、種々の要因が考えられる。主たるノイズとして、例えば、送信モジュール24から光ファイバFを介して受信モジュール26へと送信される送信光L4のうち、受信モジュール26において反射され、受信モジュール23にて受信される反射光L5を挙げることができる。
【0013】
このようなノイズは、例えば送信モジュールの発光素子として半導体レーザを用いる場合に、半導体レーザの発振劣化を招く虞れがある。
【0014】
また、例えばその他に、送信光L3・L4などについて、光ファイバFの両端面において発生する、図示しない反射光もノイズの原因となりうる。しかし、このようなノイズは、光ファイバFの端面形状を例えば斜めや球状にすることによって低減できる。
【0015】
そこで、受信モジュール26における反射によって生ずる、上述の主たるノイズである反射光L5を生じさせないために、受信モジュール26の受光素子表面による反射光が光ファイバFに戻らず、反射光L5とならないような対策がなされている。例えば、受信モジュールの受光素子による反射戻り光を生じさせないように、プリズムのような光路変換手段を用いて受信モジュール26の受光素子に対して送信光L4を斜めに入射させて、生じた反射光が光ファイバFには戻らないようにしている。これによってS/Nを確保するようになっていた。
【0016】
ここで、受光素子とは、受光した変調光の強弱を電気信号に変換する機能を有するものであり、例えばフォトダイオードのような素子である。
【0017】
また、上述の構成に加えて、光信号だけでなく、電気信号のS/Nをも向上させるために、以下のような対策がなされている。
【0018】
例えば、光通信モジュールの受信モジュールにおいては、高速伝送及びS/Nの確保を行うために、受光素子とプリアンプとをパッケージしたモジュールが用いられている。
【0019】
この構成において、光ファイバFを介して伝送された送信光が受光素子において受信される。光信号は受光素子によって電気信号に変換され、この電気信号はプリアンプによって増幅されて光通信モジュールの外部へと出力される。
【0020】
ここで、受光素子によって光信号から変換された電気信号は微弱な信号であるため、ワイヤやリードフレームなどによる伝送路が長くなると、伝播中に雑音が入りやすくなる。
【0021】
特に、高速伝送を行う場合に、信号を形成する高周波は細い伝送路によるインダクタンス成分の影響を受けるため、歪んだ信号となる。
【0022】
そこで、電気信号に雑音が入ることによる信号の歪みをできるだけ抑えるために、入射光を受信して電気信号へ変換する受光素子と変換された電気信号を増幅するプリアンプとの間の伝送路を、できるだけ短くする必要がある。このため、上述のように、受光素子とプリアンプとを近付けて同一パッケージとした構成をとることが多い。
【0023】
以上のように近付けて配置した受光素子とプリアンプとについて、それぞれの電極間を例えばAuワイヤによってできるだけ短く接続して雑音の混入を防ぎ、S/N及び高速応答性を確保することができる。
【0024】
すなわち、従来の一方向通信においては、例えばプリズムなどの光路変換手段を用いて反射戻り光を抑制していた。これによって、光信号を発生させるレーザの発振を安定にさせていた。しかし、図10のように一本の光ファイバを用いて双方向通信リンクをする場合には、レーザの発振の安定性だけでなく、光信号におけるS/Nの確保が重要になるという新たな課題が生じてくる。
【0025】
さらに、光ファイバFとして、プラスチック光ファイバなどのコア径の大きい光ファイバを用いた場合、石英光ファイバでは影響しなかった受光素子の配置などが影響してくるという新たな課題が生じてくる。
【0026】
上述のような、高速応答性及びS/Nの確保をするための条件を考慮した光通信モジュールとして、日本国の公開特許公報「特開平5−53033号公報(公開日:1993年3月5日)」に開示された光通信モジュール(光受信器)がある。
【0027】
上記光通信モジュールの構成について、図11に基づいて説明する。
【0028】
光通信モジュール21は、図11に示すように、受信モジュール23のパッケージ内に、受光素子27、プリズム28、プリアンプ29、Auワイヤ31、リード端子32および基板33を含んでいる。なお、上述した図10に示す光通信モジュールと同様の部材については、簡単のため同じ符号を付して説明している。
【0029】
受信モジュール23のパッケージは、受信モジュール23の筐体である。受光素子27は、受信した光信号を電気信号に変換するものである。プリズム28は、入射光の光路を変換するためのものである。プリアンプ29は、入力される電気信号を増幅して出力する。Auワイヤ31は、受光素子27とプリアンプ29、またはプリアンプ29とリード端子32とを接続するためのものである。リード端子32は、バイアスの入力及び信号の出力を行うものである。基板33は、受光素子27およびプリアンプ29を搭載するためのものである。
【0030】
なお、図11(b)に示す受光面27aは、入射光の照射領域に相当し、入射光を受光する面である。電極30は、受光素子27から信号を出力するための電極である。
【0031】
上記構成において、入射光が伝送される光ファイバFから、入射光Lが出射され、プリズム28を介して受光素子27にて受信される。また、入射光Lの一部は受光素子27にて反射されて、反射光Rとなる。
【0032】
受光面27aにて受光した入射光Lは受光素子27で電気信号に変換され、プリアンプ29へと出力される。プリアンプ29へ出力された電気信号は増幅されてリード端子32に出力される。
【0033】
なお、受光素子27の電源電圧は、受信モジュール23のパッケージの外からリード端子32を介して供給される。また、プリアンプ29の電源電圧も同様にしてリード端子32を介して供給される。
【0034】
また、図11(a)に示すように、プリズム28を用いて光ファイバFからの入射光Lの光路を変換すれば、受光素子27の受光面27aと光ファイバFの光軸とをほぼ平行に配置して、薄型の光受信モジュールを得ることができる。
【0035】
また、入射光Lを受光素子27に対して斜めに入射させるので、受光素子27にて反射した反射光Rが光ファイバFには戻りにくいような構成となっている。
【0036】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の構成においては、受光素子27における反射光Rの一部が光ファイバFに戻って、ノイズを生ずる虞れがある。
【0037】
すなわち、図12に示すように、受光素子27に対して斜めに入射した入射光Lは、例えば受光面27aにて反射され反射光Rとなる。このとき、一部の反射光Rは、受光素子27の電極30にボンディングされたAuワイヤ31でさらに反射され、入射光Lとほぼ同じ光路で光ファイバFまで戻り、ノイズを生じてしまう。
【0038】
例えば、受光素子27及びプリアンプ29を、太さ20μmのAuワイヤ31により接続した場合、電極30上にはワイヤボンディングによって、底面約φ90μm、高さ約25μm程度のほぼボール状の形状が形成される。
【0039】
さらに、受光素子27とプリアンプ29との接続のように間隔が狭い場合は、Auワイヤ31の断線を防止するために、ボール状の形成物の上に約90μm程度の直線状のワイヤを伸ばして接続する必要がある。
【0040】
したがって、反射率が約98%程度であるAuワイヤ31による形成物は、反射光Rを遮るとともに、ほぼ全反射させて、入射光Lとほぼ同じ光路を介した反射戻り光としてしまう。
【0041】
また、一般に、光通信モジュールにおいて高速伝送を実現するためには、受光面の大きさを小さくして、高速伝送に影響を与える容量成分を小さくする必要がある。ここで、小さな受光面27aに照射するために入射光Lを集光すると、反射光Rの強度を強めることになり、上述のようなAuワイヤ31の影響を強めてしまう。したがって、反射光Rによって、レーザの発振の安定性や光信号のS/Nにも大きく影響するという問題があった。
【0042】
また、上記公報記載の構成に限らず、他の光路変換手段を有する光通信モジュールにおいても、受光素子の配置が図12と同様の配置である場合には、一定の反射戻り光量が発生するという問題がある。
【0043】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバへの戻り光量を抑制した光通信モジュールおよび光通信システムを提供することにある。
【0044】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、光ファイバを介して伝送されて入射する入射光を受光して得た電気信号を電極から他の素子へと出力する受光素子を備える光通信モジュールにおいて、上記電極は、上記受光素子に入射する上記入射光の入射光軸と上記入射光に対する反射光の反射光軸とを含む平面の外に配置されることを特徴としている。
【0045】
ここで、受光素子とは、受光した変調光の強弱を電気信号に変換する機能を有するものであり、例えばフォトダイオードのような素子である。また、他の素子とは例えばプリアンプを含む。
【0046】
また、入射光軸とは、入射光の放射角度特性において例えば最も強度が大きい線のような、受光素子への入射に支配的な光線を代表する直線に相当する。
【0047】
また、反射光軸とは、反射光の放射角度特性において例えば最も強度が大きいような、受光素子からの反射に支配的な光線を代表する直線に相当する。
【0048】
受光素子は入射光を受光すると、入射光を変換して得た電気信号を、電極から例えばプリアンプへと出力する。プリアンプによって増幅された信号によって、送信された情報を再生することができる。
【0049】
上記構成によれば、電極は、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外に配置されるので、入射光または反射光のうちの支配的な光線は、電極または例えばその上に伸びるボンディングワイヤに入射しない。したがって、電極またはその上に伸びるボンディングワイヤにおける反射によって生ずる反射戻り光を抑制できる。
【0050】
また、電極は、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外に配置されるので、入射光軸または反射光軸から外れた入射光または反射光の一部を、電極またはその上に伸びるボンディングワイヤによって反射する場合であっても、この反射光を上記平面の外で進行させる。すなわち、反射光は、例えば上記平面とは離れる方向に進行して、光ファイバへは戻らない。
【0051】
したがって、反射戻り光を抑制した光通信モジュールを提供することができる。
【0052】
なお、上記入射光は、光ファイバから受光素子に直接入射する構成に限るものではなく、例えば後述する光路変換手段を介して受光素子に入射する構成であってもよい。
【0053】
また、上記構成において、電極は、ボンディング電極であってもよい。
【0054】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、上記構成において、上記電極は、上記受光素子の被照射面において、上記入射光の照射中心から、上記入射光軸と垂直方向に隔たった位置に配置されることを特徴としている。
【0055】
ここで、入射光の照射中心とは、入射光が照射される受光素子の被照射面における入射光軸の位置に相当する。
【0056】
上記構成によれば、電極は、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外であって、入射光の照射中心から、上記入射光軸と垂直方向に隔たった位置に配置されるので、例えば電極またはその上に伸びるボンディングワイヤによって入射光の一部を反射する場合であっても、この反射光を、確実に、上記平面の外で上記平面からより離れる方向に進行させることができる。したがって、光ファイバへの戻り光を確実に防げる。
【0057】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、光ファイバを介して伝送されて入射する入射光を受光して得た電気信号を電極から他の素子へと出力する受光素子を備える光通信モジュールにおいて、上記電極は、上記入射光による照射領域外に配置されることを特徴としている。
【0058】
上記構成によれば、受光素子の電極は、入射光による照射領域外に配置されるので、電極が入射光を反射することはない。
【0059】
したがって、受光素子の電極による反射戻り光を抑制した光通信モジュールを提供することができる。
【0060】
なお、上記入射光は、光ファイバから受光素子に直接入射する構成に限るものではなく、例えば後述する光路変換手段を介して受光素子に入射する構成であってもよい。
【0061】
また、上記構成において、受光素子の電極と他の素子とを結ぶボンディングワイヤは、入射光の照射領域外に配置されることが好ましい。
【0062】
この構成によれば、ボンディングワイヤによる反射戻り光を抑制した光通信モジュールを提供できる。
【0063】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、上記構成において、上記電気信号は、上記電極からボンディングワイヤを介して上記他の素子へと出力される一方、上記ボンディングワイヤは、上記入射光に対する反射光の照射領域外に配置されることを特徴としている。
【0064】
ここで、入射光に対する反射光とは、例えば入射光が受光素子にて反射して生ずる反射光を含む。
【0065】
上記構成によれば、受光素子の電極と他の素子とを接続するボンディングワイヤは、反射光による照射領域外に配置されるので、ボンディングワイヤが反射光をさらに反射することはない。
【0066】
したがって、反射戻り光を抑制した光通信モジュールを提供することができる。
【0067】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、上記構成において、入射される上記入射光を異なる方向へと出射する光路変換手段を備えていることを特徴としている。
【0068】
ここで、光路変換手段とは、入射される光を異なる方向へと出射するものであって、例えばミラーやプリズムを含む。
【0069】
上記構成によれば、光路変換手段を介して入射光を受光素子へと導くので、光ファイバと受光素子の配置の自由度を増すことができる。したがって、光通信モジュールの設計を容易にできる。
【0070】
また、光路変換手段を用いて入射光を所望の角度で受光素子へと導いて、反射戻り光を抑制する構成を簡単に実現することができる。
【0071】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、上記構成において、上記光路変換手段は、上記光ファイバの端面を斜めに形成した斜め端面を含むことを特徴としている。
【0072】
上記構成によれば、光ファイバを介して伝送された入射光は、斜め端面において屈折して、光ファイバ内部とは異なる方向へと出射するので、斜め端面によって簡単に光路変換手段を含む構成を実現できる。
【0073】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、上記構成において、上記光路変換手段は、反射面を有するミラーを含むことを特徴としている。
【0074】
上記構成において、入射光を反射面にて所望の方向へと反射させて、簡単な構成で光路変換手段を含む構成を実現できる。
【0075】
また、上記ミラーを、プラスチック成型した部材に金属膜を蒸着した構成とすれば、安価に光路変換手段を含む構成を実現できる。
【0076】
本発明に係る光通信モジュールは、上記課題を解決するために、上記構成において、上記光路変換手段は、プリズムを含むことを特徴としている。
【0077】
上記構成において、入射光をプリズムにて屈折させて所望の方向へと出射すれば、簡単な構成で光路変換手段を含む構成を実現できる。
【0078】
また、上記プリズムを、プラスチック成型した部材を用いた構成とすれば、安価に光路変換手段を含む構成を実現できる。
【0079】
本発明に係る光通信システムは、上記課題を解決するために、上述のいずれかの光通信モジュールへ、上記光ファイバを介して光信号を伝送する光通信システムである。
【0080】
したがって、光通信モジュールの受光素子による反射戻り光を抑制して、ノイズが抑制された情報の伝送を行う光通信システムを実現できる。
【0081】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図1ないし図7に基づいて説明すると以下の通りである。
【0082】
本発明に係る光通信システムSは、図2に示すように、例えば光通信モジュール2から、光ファイバFを介して、本発明の一実施形態の光通信モジュール1へと光信号を伝送する光通信システムである。
【0083】
光通信モジュール1は、受信モジュール3と送信モジュール4とを備えている。光通信モジュール2は、送信モジュール5と受信モジュール6とを備えている。
【0084】
データ伝送の際には、光ファイバFを介して変調光を双方向に伝送して、双方向通信リンクを実現している。例えば光通信モジュール2の送信モジュール5から送信される送信光L1が光ファイバFを介して伝送され、光通信モジュール1の受信モジュール3にて受信される。また、例えば、逆に、光通信モジュール1の送信モジュール4から送信される送信光L2が光ファイバFを介して伝送され、光通信モジュール2の受信モジュール6にて受信される。
【0085】
なお、上述の変調光は、伝送するためのデータ信号に基づいて作成されるものである。データ信号は、例えば、光通信モジュール1・2に接続される、図示しない周辺機器から入力される。
【0086】
上記受信モジュール3の構成について、図3に基づいて説明する。
【0087】
受信モジュール3は、受光素子7、ミラー(光路変換手段)8、プリアンプ(他の素子)9、電極10、Auワイヤ(ボンディングワイヤ)11およびリード端子12を備えている。
【0088】
受光素子7は、受光した変調光の強弱を電気信号に変換する機能を有するものである。受光素子7は、例えば受光面7aで入射光Lを受光して得た電気信号を、プリアンプ9へと出力する。受光素子7は、例えば入射光Lの波長域で感度の高いフォトダイオードを用いる。発光素子として波長650nmの発光素子を用いる場合には、受光素子7として、例えばシリコンを材料とするPINフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードを用いる。
【0089】
ミラー8は、入射される光を異なる方向へと出射するためのものである。すなわち、光路変換手段としてのミラー8は、光ファイバFからの入射光Lを反射面8rにて反射して光路を変換させ、受光素子7の受光面7aに対して垂直でない所望の角度で入射させるためのものである。したがって、ミラー8は、入射光Lが受光素子7で反射された後に再び光ファイバFに戻ることを防止している。
【0090】
本実施形態のミラー8は、曲面ミラーである。この曲面ミラーは、例えば、ガラス研磨又はポリメチルメタクリレート(PMMA:polymethyl methacrylate)のようなプラスチックの成型により作製され、曲面部に金属膜を蒸着することによって形成される。
【0091】
なお、光路変換手段として、本実施形態のように反射面8rを形成したミラー8を用いる場合には、反射面8rには反射率の高いAl又はAuなどの金属膜を蒸着する。これによって、反射面8rにおける損失を無視できて、入射光Lを全反射する光路変換手段としてのミラー8を得ることができる。
【0092】
また、曲面ミラーであるミラー8を光路変換手段として用いたのは、光路を変換するだけでなく、高速伝送のために直径を小さくした受光面7aに入射光Lを集光するためである。これによって、小さい受光面7aに効率よく入射光Lを集光できる。すなわち、光ファイバFとしてプラスチック光ファイバを用いた場合には、典型的な受光素子7の大きさは光ファイバFに対して半分以下程度になるので、上記構成によって確実に受信できるようにしてもよい。また、上記構成によって、受光素子7の受光面7aを小さくし、高速伝送に影響を与える容量成分を小さくすれば、安定して高速伝送を行うことができる。
【0093】
なお、曲面ミラーとしてのミラー8の形状は、反射光Rが光ファイバFから離れた方向に反射され、光ファイバFへと戻らないように最適化された設計となっている。
【0094】
なお、光路変換手段の構成としては、本実施形態のように、曲面ミラーを用いる構成に限るものでなく、例えば図4に示す平面状のミラー8aを用いる構成であってもよい。
【0095】
また、光路変換手段はミラーに限るものではなく、例えば図5のプリズム8bのように、入射光Lを屈折、透過させて光路を変換する構成であってもよい。また、例えばレンズを用いて、入射光Lを屈折、透過させて光路を変換する構成であってもよい。
【0096】
いずれの光路変換手段においても、例えばプラスチックで成型された部材を用いることにより、安価な光通信モジュールを得ることができる。
【0097】
プリアンプ9は、受光素子7において受信された光信号から変換して得られた電気信号を、増幅して光通信モジュールの外部へと出力するためのものである。プリアンプ9は、受光素子7の電極10からAuワイヤ11を介して受光素子7と結合されている。
【0098】
リード端子12は、バイアスの入力及び信号の出力を行うものである。
【0099】
また、プリアンプ9は、受光素子7の電極10側に並列して配置し、それぞれのチップの電極を近付けて、最短距離でAuワイヤ10によって接続を行うようになっている。
【0100】
このため、図3(b)に示すように、受光素子7とプリアンプ9の配置および接続の方向が、入射光軸に対して垂直な方向とすることが望ましい。
【0101】
また、電極10は、図3(a)(b)に示すように、受光素子7に入射する入射光Lの入射光軸と入射光Lに対する反射光Rの反射光軸とを含む平面の外に配置されている。
【0102】
ここで、入射光軸とは、入射光Lの放射角度特性において例えば最も強度が大きい線のような、受光素子7への入射に支配的な光線を代表する直線に相当する。
【0103】
また、反射光軸とは、反射光Rの放射角度特性において例えば最も強度が大きいような、受光素子7からの反射に支配的な光線を代表する直線に相当する。
【0104】
また、電極10は、入射光Lが照射される受光素子7の面(被照射面)上の、入射光Lの照射中心から入射光軸と垂直方向に隔たった位置に配置されている。
【0105】
ここで、入射光Lの照射中心とは、入射光Lが照射される受光素子7の被照射面における入射光軸の位置に相当する。この照射中心は、通常は受光面7aの中心に配置される。
【0106】
上記構成によれば、電極10またはAuワイヤ11による、入射光Lまたは反射光Rのうちの支配的な光線に対する反射光を生じさせず、反射戻り光を生じさせない。
【0107】
また、入射光Lまたは反射光Rのうちの一部を、電極10またはAuワイヤ11によって反射したとしても、この反射光は例えば入射光軸と反射光軸とを含む平面から離れる方向に進行して、光ファイバFに戻ることはない。
【0108】
ここで図2に戻って、光ファイバFおよび送信モジュール4について説明する。
【0109】
光通信モジュール1と接続される本実施形態の光ファイバFは、主としてプラスチック光ファイバ(POF:Plastic Optical Fiber)である。また、このPOFは、例えばマルチモード光ファイバを用いることが想定されている。POFは、コアがポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート(PC:polycarbonate)等の光透過性に優れたプラスチックからなり、クラッドは上記のコアより屈折率の低いプラスチックで構成されている。このような光ファイバでは、石英光ファイバに比べそのコア径を約200μmから約1mmと大きくすることが容易であることから、光通信モジュールとの結合調整が容易であり、安価な双方向通信リンクを得ることができる。
【0110】
また、光ファイバFは、POFに限るものではなく、コアが石英ガラスよりなり、クラッドがポリマーで構成されたPCF(Plastic Clad Fiber)や石英光ファイバを用いても良い。PCFや石英ファイバはPOFに比べると価格が高いが、伝送損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴がある。このため、PCFや石英光ファイバを伝送媒体とすることにより、長距離での通信やより高速での通信を行うことができる双方向通信リンクを得ることができる。
【0111】
また、光通信モジュール1の送信モジュール4は、光ファイバFを介して情報の伝送を行う光信号の光源としての発光素子を備えている。
【0112】
すなわち、光信号の光源として、例えばGaAlAsやGaInAlP等を材料とする半導体レーザ又は発光ダイオード(LED)のような発光素子を備えている。また、光源として、その他のLED等の面発光型の発光素子を用いてもよい。
【0113】
なお、発光素子としては、プラスチック光ファイバである光ファイバFに対して伝送損失が小さい、一般にDVD等に使用されている波長約650nm程度の波長の光を出力する発光素子を用いることが望ましい。また、光ファイバFとしてPCFや石英光ファイバを用いる際も、光ファイバF中の伝播損失が小さくなるような波長を持つ発光素子を光源として用いるのが良い。
【0114】
なお、光通信モジュール2の送信モジュール5および受信モジュール6の構成はどのようなものであってもよく、例えば上述の送信モジュール4および受信モジュール3と同様の構成であってもよいし、または従来の送信モジュールおよび受信モジュールと同様の構成であってもよい。
【0115】
上記構成の光通信モジュール1には、光通信モジュール2の送信モジュール5から光ファイバFを介して入射光L1が入射するようになっている。
【0116】
光通信モジュール1の受信モジュール3においては、例えば図3に示すように、光ファイバFから入射光Lが出射される。上記構成の受信モジュール3は、光ファイバ3から出射された入射光Lを、ミラー8を介して受光素子7の受光面7aにて受信する。光通信モジュール1は、受信モジュール3を備えているので、伝送された光信号を反射させることなく受信できる。
【0117】
この反射戻り光量の抑制について、以下で図1に基づいて説明する。なお、図1においては、ミラー8は省略している。
【0118】
受信モジュール3の電極10は、図1(a)に示すように、光ファイバFから照射された入射光Lの入射光軸と入射光Lが受光素子7にて反射された反射光Rの反射光軸とを含む平面の外に配置されている。すなわち、電極10は、入射光軸と反射光軸とを含む平面に接触しない位置の、受光素子7の被照射面上に配置されている。
【0119】
また、電極10は、上述の被照射面上に、入射光Lの照射中心から入射光軸と垂直方向に離れた位置、すなわち略90度回転された位置に配置されている。
【0120】
Auワイヤ11についても、電極10から図示しないプリアンプ9へと、入射光軸と反射光軸とを含む平面に対して垂直方向に伸びて接続されている。すなわち、受光面7aの中心に対して略90度回転された方向へ伸びてプリアンプ9へと接続されている。
【0121】
上記構成において、光ファイバFより出射した入射光Lのほとんどは受光面7aに入射される。しかしながら、一部の入射光Lは受光面7aの周囲、すなわち受光素子7の受光面7aの外部に入射される。
【0122】
すなわち、光信号に用いられるレーザ光は、指向性が高いため、その光強度は、入射光軸または反射光軸などの近傍に集中しているが、それ以外の領域にも一部は照射される。
【0123】
受光面7aに入射する入射光Lは、受光素子7によって受光され、電気信号に変換されてプリアンプ9へ出力される。一方、この入射光Lは、図1(a)に示すように、その一部が反射光Rとして反射される。例えば、受光面7には主にSiN等の保護膜が蒸着されており、その反射率は約5%程度である。受光面7aに入射し、受光面7aにて反射した反射光Rは、図1(a)に示すように、入射光Lとほぼ逆の方向に反射される。
【0124】
ここで、本実施形態の上述の構成においては、反射率の高い部材として、例えばAuワイヤ11を、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外に配置しているので、反射光Rのうちの支配的な光線に対するAuワイヤ11による反射光を生じさせず、光ファイバFへの反射戻り光を生じさせない。すなわち、例えば、支配的な光線の光路である反射光軸の位置をシミュレーション等により確認し、光路を遮る部材を無くせば、反射光Rは光ファイバFに戻らないので、戻り光量を抑制することができる。
【0125】
また、図1(a)に示すように、そもそも電極10とAuワイヤ11とを、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外に配置しているので、支配的な光線としての入射光Lを反射することがなく、反射戻り光量を生じさせない。
【0126】
一方、入射光Lが、受光面7aの周囲に入射した場合について、図1(b)に基づいて説明する。
【0127】
この入射光Lは、上述したような指向性が十分でないことによる入射光軸または反射光軸などの近傍よりも外側の領域への光であってもよいし、または、例えば光通信モジュール2に備えられる受信モジュール6の受光素子表面において反射されて生じたノイズであってもよい。
【0128】
受光面7aの外の領域に入射した入射光Lの一部は、例えば電極10に接続されたAuワイヤ11によって反射される。
【0129】
ここで、電極10およびAuワイヤ11は、図1(b)に示すように、入射光軸と反射光軸とのなす平面から垂直方向に隔たった位置に配置されているので、入射光Lまたは反射光Rのうちの一部を、電極10とAuワイヤ11とによって反射したとしても、この反射光は上述の平面から離れる方向に進行して、光ファイバに戻ることはない。したがって、ノイズの生成を確実に防ぐことができる。
【0130】
一方、ここで、例えば電極10が入射光軸と反射光軸とを含む平面に接触する位置にある場合には、電極10に入射しなくても、Auワイヤ11に直接光が入射してしまう虞れもある。Auワイヤ11は反射率98%であるため、Auワイヤ11に直接入射した入射光Lは、ほとんどが全反射されてしまう。このため、反射戻り光を生じてノイズを生じる虞れがある。
【0131】
また、受光素子7の入射光Lの側、つまり光ファイバFに近い側に電極10を配置した場合には、電極10の位置が入射光Lおよび反射光Rの照射領域外であっても、入射光Lが受光素子7に入射するまでに一部の入射光Lが直接Auワイヤ11で反射され、戻り光となる場合もある。
【0132】
また、入射光Lが直接Auワイヤ11に入射しなくとも、受光面7aで反射した反射光Rの方向、すなわち反射光Rの照射領域に、Auワイヤ11が配置される虞れもある。反射光RがAuワイヤ11に入射すると、この光がAuワイヤ11、受光面7aと順次反射され、入射光Lと平行でほぼ逆の経路を通って光ファイバFに入射して、ノイズを生じる虞れもある。
【0133】
したがって、電極10の位置は、本実施形態のように、入射光軸と反射光軸とを含む平面に接触しない、上記の平面の外の位置であることが好ましい。さらには、反射戻り光を抑制する最大の効果を得るために、上記の平面において、電極10の位置は、受光面7aの中心から略90度回転させた位置とすることが望ましい。
【0134】
また、以上の説明においては、電極10およびAuワイヤ11の配置について、入射光軸と反射光軸とから、受光面7aの中心に対して略90度回転させた位置に電極10を配置した構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、上記の入射光軸と反射光軸とによる平面に含まれない位置であって、略45度などの位置に受光素子7の電極10が設けられる構成であってもほぼ同様の効果を得ることができる。ただし、後述するように、本実施形態のようにほぼ90度回転させた位置の場合に、最も確実に反射戻り光を抑制することができる。
【0135】
次に、上記構成の受信モジュール3を用いて、反射戻り光を測定した結果について、図6および図7に基づいて説明する。
【0136】
図6には、受信モジュール3において、入射光Lおよび受光面7aに対して、電極10の位置を変化させた様子を示す。
【0137】
受光面7aの周辺で、入射光Lに近い側に電極13aを配置した場合を、電極位置の0度とする。また、それぞれ、電極13bの位置を45度、電極13cの位置を90度、電極13dの位置を135度、電極13eの位置を180度とする。電極13aと電極13eとは、入射光軸と反射光軸とからなる平面に接触した配置である。
【0138】
上記の電極13a〜13eの配置において、光ファイバFへの反射戻り光量を測定した結果を図7に示す。横軸に電極位置、縦軸に各位置における入射光Lに対する反射戻り光の割合を示す。図6の電極13cに示す電極位置が90度の配置が、図7に示すように、最も反射戻り光が低減された配置である。この場合、電極の位置が0度、180度の場合に比べて、反射戻り光が4分の1から5分の1にまで低減されている。
【0139】
また、電極位置が90度でなくても、すなわち入射光軸と反射光軸とを含む平面と垂直方向でなくても、電極の位置が0度や180度以外の位置に配置すれば、少なくとも0度および180度の位置と比較して、反射戻り光を低減できる。すなわち、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外に電極を配置すれば、入射光軸と反射光軸とを含む平面内に電極を配置する場合と比べて、反射戻り光を低減することができる。
【0140】
以上のように、本実施形態の光通信モジュール1は、受光素子7上の電極10を、入射光Lの入射光軸と反射光Rの反射光軸とを含む平面の外に配置した構成である。
【0141】
これによって、上述のように、反射戻り光を抑制することができる。
【0142】
ここで、上述の従来の構成においては、図12に示すように、電極30と電極30から上に伸びるAuワイヤ31とは、入射光軸と反射光軸とを含む平面に配置されていた。このため、上述のような反射戻り光を生じている。
【0143】
一方、上述の本発明に係る構成によれば、電極を、入射光軸と反射光軸とを含む平面の外に配置するので、入射または反射に支配的な光線を、例えば電極またはその上に伸びるボンディングワイヤによって反射させることがない。
【0144】
すなわち、図12に示すように、受光素子27に入射される入射光Lまたはそこからの反射光Rが、さらにもう一度反射されて光ファイバに戻る場合には、その光は、入射光Lとほぼ平行の光路で戻ることになる。このような、光ファイバに戻る入射光Lとほぼ平行の光路は、入射光軸と反射光軸とを含む平面に含まれる。したがって、本発明のように、入射光軸と反射光軸とを含む平面内に、反射率が高い電極およびボンディングワイヤが配置されない構成とすれば、反射を生じさせない。よって、S/Nを確保できる。
【0145】
また、本実施形態の光通信システムSは、光ファイバFを介して上述の光通信モジュール1へと光信号を伝送するので、光通信モジュール1の受光素子7による反射戻り光が抑制されて、ノイズが抑制された情報の伝送を行うことができる。
【0146】
本発明の他の実施の形態について図8(a)(b)に基づいて説明すると以下の通りである。
【0147】
なお、以下においては、上述の実施の形態と同じ働きをする部材については、同じ符号で参照して説明を省略する。
【0148】
本発明は、図8(a)に示すように、光ファイバFの斜め端面8cを光路変換手段として用いる構成であってもよい。すなわち、光路変換手段としての上述のミラー8などを用いない構成であっても、斜め端面8cによって入射光Lの光路を変換して、受光素子7へと入射させる構成であってもよい。
【0149】
また、受光素子7の配置を、図8(a)に示すように、受光素子7による反射光Rが入射光Lと異なる方向となるように配置するので、反射光Rを光ファイバFへの戻り光とさせない。このため、例えば、上述のように光ファイバFに斜め端面8cを設ける一方、受光素子7の受光面7aを光ファイバFの軸と垂直になるように配置してもよい。そうすれば、受光素子7による反射光Rが入射光Lと異なる方向となる。
【0150】
また、受光素子7上の図示しない電極10およびAuワイヤ11についても、上述の実施の形態と同様に、入射光Lの入射光軸と反射光Rの反射光軸とからなる平面と接触しない位置に配置されているので、反射戻り光量における電極10上のAuワイヤ11の影響を低減できる。
【0151】
本発明は、図8(b)に示すように、受光素子7を斜めに傾斜させることによって、光路変換手段としての受光素子8dを実現する構成であってもよい。すなわち、この構成によって、受光素子7の配置を、受光素子7による反射光Rが入射光Lと異なる方向となるように配置すれば、反射光Rを光ファイバFへの戻り光とさせない。
【0152】
また、受光素子7上の図示しない電極10およびAuワイヤ11についても、上述の実施の形態と同様に、入射光Lの入射光軸と反射光Rの反射光軸とからなる平面と接触しない位置に配置されているので、反射戻り光量における電極10上のAuワイヤ11の影響を低減できる。
【0153】
以上のように、光路変換手段としてプリズムやミラーなどを光ファイバFと受光素子7との間に挿入する構成ではなく、光ファイバFの斜め端面や、受光素子7の斜め配置によって光路変換手段を実現したとしても、受光素子7の電極10の配置を好ましいものとすれば、発光素子の発振劣化やS/Nの悪化を防止できる光受信モジュールを得ることができる。
【0154】
本発明のさらに他の実施の形態について図9に基づいて説明すると以下の通りである。
【0155】
なお、以下においては、上述の実施の形態と同じ働きをする部材については、同じ符号で参照して説明を省略する。
【0156】
これまでに記載した実施の形態においては、光路変換手段により変換された入射光の入射光軸と、入射光が受光素子から反射する反射光軸とを含む平面と接触しない位置に、受光素子7の電極10を配置する構成について説明したが、例えば入射光Lが受光面7a以外の領域にも多く入射する構成の場合には、図9に示すように、受光素子7上に電極10aを受光面7aから離して配置して、そもそも入射光Lが電極10に入射しない構成としてもよい。すなわち、電極10aを、入射光による照射領域外に配置する構成であってもよい。この構成でも上述と同様の効果を得ることができる。
【0157】
例えば、コア径が1mmと大きいプラスチックの光ファイバFから出射した入射光Lを直径0.4mmの受光素子7の受光面7aに集光する場合、入射光7は完全には受光面7aに集光できず、一部の入射光Lは受光面7aの周辺に到達する場合もある。したがって、図9に示すように、電極10aを受光面7aから離して、入射光Lの照射領域外に配置すれば、反射光Rを低減することができる。
【0158】
なお、一般に、受光素子において電極は受光面に近傍した配置としているが、上述のように電極10aを受光面7aから離した場合においては、受光面7aと電極10aとの間の容量及びインダクタンスが増加して、高速伝送が制限されることもある。
【0159】
逆に広すぎる帯域を狭くする場合には、必要とする伝送速度に応じて受光面10aと電極10aとの間を離したり、あるいは受光面7aを大きくしたりする等の対応をすることにより同様の効果を得ることができる。
【0160】
なお、上述の実施の形態においては、双方向通信リンクに用いられる、光の送信および受信を行う光通信モジュールについて説明したが、本発明は受信素子を有する受信モジュールのみを備える片方向伝送の光通信モジュールであってもよい。
【0161】
この構成の光通信モジュールは、上述のように光ファイバFへの戻り光を生じさせないので、ノイズを生じさせない。
【0162】
ここで、発光素子として半導体レーザを用いて光通信モジュールへ光信号を伝送した場合に、伝送先の受信モジュールにおいて反射戻り光が生じて、その光が送信元の半導体レーザまで戻ると、半導体レーザの発振に対して影響を及ぼし、発振劣化をまねく虞れがある。このため、高速伝送を行うことができなくなる。
【0163】
一方、本発明の構成によれば、受信モジュールが反射戻り光を生じさせないので、受信モジュールへの安定した情報の伝送を行うことができ、高速伝送を安定して行うことができる。
【0164】
また、本発明に係る光通信システムは、光ファイバを介して、本発明に係る上述のいずれかの光通信モジュールへ光信号を伝送する光通信システムであるので、光通信モジュールの受光素子による反射戻り光を抑制して、ノイズが抑制された情報の伝送を行う光通信システムを実現できる。
【0165】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0166】
上述の具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明はそのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0167】
【発明の効果】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、電極は、受光素子に入射する入射光の入射光軸と上記入射光に対する反射光の反射光軸とを含む平面の外に配置される構成である。
【0168】
それゆえ、入射光または反射光のうちの支配的な光線を、電極または例えばその上に伸びるボンディングワイヤに入射させず、反射戻り光を抑制できるという効果を奏する。
【0169】
また、入射光または反射光の一部を、電極またはその上に伸びるボンディングワイヤによって反射する場合であっても、この反射光を光ファイバと離れる方向に進行させて、反射戻り光を抑制できるという効果を奏する。
【0170】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、上記構成において、上記電極は、上記受光素子の被照射面において、上記入射光の照射中心から、上記入射光軸と垂直方向に隔たった位置に配置される構成である。
【0171】
それゆえ、入射光の一部を電極またはその上に伸びるボンディングワイヤによって反射する場合であっても、この電極による反射光を、確実に、上記平面からより離れる方向に進行させて、光ファイバへの戻り光を確実に防げるという効果を奏する。
【0172】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、電極は、入射光による照射領域外に配置される構成である。
【0173】
それゆえ、電極が入射光を反射することはなく、受光素子の電極による反射戻り光を抑制した光通信モジュールを提供することができるという効果を奏する。
【0174】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、上記構成において、上記電気信号は、上記電極からボンディングワイヤを介して上記他の素子へと出力される一方、上記ボンディングワイヤは、上記入射光に対する反射光の照射領域外に配置される構成である。
【0175】
それゆえ、ボンディングワイヤは、反射光による照射領域外に配置されるので、ボンディングワイヤが反射光をさらに反射することはなく、反射戻り光を抑制した光通信モジュールを提供することができるという効果を奏する。
【0176】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、上記構成において、入射される上記入射光を異なる方向へと出射する光路変換手段を備えている構成である。
【0177】
それゆえ、光ファイバと受光素子の配置の自由度を増して、光通信モジュールの設計を容易として、反射戻り光を抑制する構成を簡単に実現することができるという効果を奏する。
【0178】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、上記構成において、上記光路変換手段は、上記光ファイバの端面を斜めに形成した斜め端面を含む構成である。
【0179】
それゆえ、斜め端面によって簡単に光路変換手段を含む構成を実現できるという効果を奏する。
【0180】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、上記構成において、上記光路変換手段は、反射面を有するミラーを含む構成である。
【0181】
それゆえ、入射光を反射面にて所望の方向へと反射させて、簡単な構成で光路変換手段を含む構成を実現できるという効果を奏する。
【0182】
本発明に係る光通信モジュールは、以上のように、上記構成において、上記光路変換手段は、プリズムを含む構成である。
【0183】
それゆえ、入射光をプリズムにて屈折させて所望の方向へと出射して、簡単な構成で光路変換手段を含む構成を実現できるという効果を奏する。
【0184】
本発明に係る光通信システムは、以上のように、上述のいずれかの光通信モジュールへ、上記光ファイバを介して光信号を伝送する光通信システムである。
【0185】
それゆえ、光通信モジュールの受光素子による反射戻り光を抑制して、ノイズが抑制された情報の伝送を行う光通信システムを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る光通信モジュールの一実施形態の一部を示す概略の平面図であり、(b)は(a)とは出射された光の状態が異なる場合の平面図である。
【図2】上記光通信モジュールを含む光通信システムの一実施形態を示す概略の断面図である。
【図3】(a)は上記光通信モジュールの受信モジュールの概略の断面図であり、(b)は上記受信モジュールを上方からみた概略の断面図である。
【図4】上記光通信モジュールの変形例を示す概略の断面図である。
【図5】上記光通信モジュールの他の変形例を示す概略の断面図である。
【図6】図3に示す光通信モジュールにおいて反射戻り光を測定する構成を示す概略の平面図である。
【図7】図6の構成における反射戻り光の測定結果を示すグラフである。
【図8】(a)は本発明に係る光通信モジュールの他の実施形態を示す概略の断面図であり、(b)は本発明に係る光通信モジュールのさらに他の実施形態を示す概略の断面図である。
【図9】本発明に係る光通信モジュールのさらに他の実施形態を示す概略の平面図である。
【図10】従来の光通信モジュールを備えた光通信システムの構成を示す概略の断面図である。
【図11】(a)は上記光通信モジュールの概略の断面図であり、(b)は上記光通信モジュールを上方からみた断面図である。
【図12】図11(b)に示す線A−Aによる上記光通信モジュールの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1、2      光通信モジュール
7        受光素子
8、8a     ミラー(光路変換手段)
8b       プリズム(光路変換手段)
8c       斜め端面(光路変換手段)
8d       受光素子(光路変換手段)
8r       反射面
9        プリアンプ(他の素子)
10、10a   電極
11       Auワイヤ(ボンディングワイヤ)
F        光ファイバ
L、L1、L2  入射光
R        反射光
S        光通信システム
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication module and an optical communication system for receiving an optical signal, and more particularly to home communication and communication between electronic devices using a multi-mode optical fiber such as a plastic optical fiber as a transmission medium. The present invention relates to an optical communication module and an optical communication system compatible with a single-core optical fiber that can be used for a LAN (Local Area Network) or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), FTTH (Fiber to the Home), CATV (Cable Television), and the like, multi-channel moving image data can be distributed. For this reason, even in the home, instead of the conventional low-speed transmission between devices, transmission between devices and a network having high-speed and long-distance transmission capability is required.
[0003]
As described above, communication using an optical fiber is considered to be a promising method capable of high-speed transmission over a long distance. In particular, research on optical fiber communication using a plastic fiber for communication in a home has been active in consideration of usability and cost. The transmission method is not a transmission method that uses two optical fibers or a half-duplex method that uses one optical fiber and does not transmit in the opposite direction while transmitting in one direction. A full-duplex system for simultaneously transmitting from both directions using the optical fiber of the above is considered to be promising.
[0004]
In an optical communication module used for high-speed transmission and full-duplex communication via an optical fiber, a high-speed response of a transmission signal and a signal-to-noise ratio (S / N) of a signal-to-noise ratio (S / N) are high. Securing becomes important. In particular, in securing the S / N, an optical communication module that secures the S / N for each of the optical signal and the electric signal is required.
[0005]
The configuration of a conventional optical communication module will be described with reference to FIG.
[0006]
The optical communication modules 21 and 22 connected by the optical fiber F transmit the modulated light bidirectionally via the optical fiber F to realize a bidirectional communication link. The modulated light is created based on a data signal to be transmitted. The data signal is input from, for example, a peripheral device (not shown) connected to the optical communication modules 21 and 22.
[0007]
The optical communication module 21 includes a receiving module 23 and a transmitting module 24. The optical communication module 22 includes a transmission module 25 and a reception module 26.
[0008]
At the time of data transmission, for example, transmission light L3 transmitted from the transmission module 25 of the optical communication module 22 is transmitted via the optical fiber F and received by the reception module 23 of the optical communication module 21. Further, for example, on the contrary, the transmission light L4 transmitted from the transmission module 24 of the optical communication module 21 is transmitted via the optical fiber F and received by the reception module 26 of the optical communication module 22.
[0009]
At the time of data transmission, full-duplex two-way communication can be performed by simultaneously transmitting optical signals from the optical communication modules 21 and 22 via the optical fiber F and receiving them at the other party.
[0010]
In order to perform such two-way communication, it is important to secure a signal-to-noise ratio, S / N, as described above.
[0011]
In the configuration shown in FIG. 10, when transmitting from the optical communication module 22 to the optical communication module 21, the transmission light L3, which is a signal, is received by the reception module 23 from the transmission module 25 via the optical fiber F.
[0012]
Here, various factors can be considered as noise with respect to this signal. As the main noise, for example, of the transmission light L4 transmitted from the transmission module 24 to the reception module 26 via the optical fiber F, reflected light L5 reflected by the reception module 26 and received by the reception module 23 is exemplified. be able to.
[0013]
For example, when a semiconductor laser is used as a light emitting element of the transmission module, such noise may cause oscillation deterioration of the semiconductor laser.
[0014]
In addition, for example, in addition to the transmission light L3 and L4, reflected light (not shown) generated at both end surfaces of the optical fiber F may also cause noise. However, such noise can be reduced by making the end face of the optical fiber F oblique or spherical, for example.
[0015]
Therefore, in order not to generate the above-mentioned reflected light L5 which is the main noise caused by the reflection in the receiving module 26, the reflected light from the light receiving element surface of the receiving module 26 does not return to the optical fiber F and does not become the reflected light L5. Measures have been taken. For example, the transmission light L4 is obliquely incident on the light receiving element of the receiving module 26 by using an optical path conversion unit such as a prism so as not to generate reflected return light by the light receiving element of the receiving module, and the generated reflected light Does not return to the optical fiber F. Thereby, S / N was ensured.
[0016]
Here, the light receiving element has a function of converting the intensity of the received modulated light into an electric signal, and is, for example, an element such as a photodiode.
[0017]
In addition to the above-described configuration, the following countermeasures have been taken to improve the S / N of not only optical signals but also electrical signals.
[0018]
For example, in a receiving module of an optical communication module, a module in which a light receiving element and a preamplifier are packaged is used in order to perform high-speed transmission and secure S / N.
[0019]
In this configuration, the transmission light transmitted via the optical fiber F is received by the light receiving element. The light signal is converted into an electric signal by a light receiving element, and the electric signal is amplified by a preamplifier and output to the outside of the optical communication module.
[0020]
Here, since the electric signal converted from the optical signal by the light receiving element is a weak signal, if the transmission path using a wire, a lead frame, or the like becomes long, noise is likely to enter during propagation.
[0021]
In particular, when high-speed transmission is performed, a high frequency forming a signal is affected by an inductance component due to a thin transmission path, and thus becomes a distorted signal.
[0022]
Therefore, in order to minimize distortion of the signal due to the noise included in the electric signal, a transmission path between a light receiving element that receives incident light and converts it into an electric signal and a preamplifier that amplifies the converted electric signal, Must be as short as possible. For this reason, as described above, the light receiving element and the preamplifier are often arranged close to each other to form the same package.
[0023]
As for the light-receiving element and the preamplifier arranged close to each other as described above, the respective electrodes are connected as short as possible by, for example, an Au wire to prevent noise from being mixed in and to ensure S / N and high-speed response.
[0024]
That is, in the conventional one-way communication, the reflected return light is suppressed by using an optical path changing unit such as a prism. This stabilizes the oscillation of the laser that generates the optical signal. However, when a bidirectional communication link is established using a single optical fiber as shown in FIG. 10, not only stability of laser oscillation but also securing of S / N in an optical signal becomes important. Challenges arise.
[0025]
Furthermore, when an optical fiber having a large core diameter, such as a plastic optical fiber, is used as the optical fiber F, a new problem arises in that the arrangement of the light receiving element, which is not affected by the quartz optical fiber, is affected.
[0026]
As an optical communication module in consideration of the conditions for ensuring high-speed response and S / N as described above, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-53033 (published on Mar. 5, 1993) JP), the optical communication module (optical receiver).
[0027]
The configuration of the optical communication module will be described with reference to FIG.
[0028]
As shown in FIG. 11, the optical communication module 21 includes a light receiving element 27, a prism 28, a preamplifier 29, an Au wire 31, a lead terminal 32, and a substrate 33 in a package of the receiving module 23. The same members as those of the optical communication module shown in FIG. 10 described above are denoted by the same reference numerals for simplification.
[0029]
The package of the receiving module 23 is a housing of the receiving module 23. The light receiving element 27 converts a received optical signal into an electric signal. The prism 28 is for converting the optical path of the incident light. The preamplifier 29 amplifies and outputs an input electric signal. The Au wire 31 is for connecting the light receiving element 27 and the preamplifier 29 or connecting the preamplifier 29 and the lead terminal 32. The lead terminal 32 is for inputting a bias and outputting a signal. The substrate 33 is for mounting the light receiving element 27 and the preamplifier 29.
[0030]
The light receiving surface 27a shown in FIG. 11B corresponds to an irradiation area of the incident light, and is a surface that receives the incident light. The electrode 30 is an electrode for outputting a signal from the light receiving element 27.
[0031]
In the above configuration, the incident light L is emitted from the optical fiber F to which the incident light is transmitted, and is received by the light receiving element 27 via the prism 28. Further, a part of the incident light L is reflected by the light receiving element 27 and becomes a reflected light R.
[0032]
The incident light L received by the light receiving surface 27a is converted into an electric signal by the light receiving element 27 and output to the preamplifier 29. The electric signal output to the preamplifier 29 is amplified and output to the lead terminal 32.
[0033]
The power supply voltage of the light receiving element 27 is supplied from outside the package of the receiving module 23 via the lead terminal 32. The power supply voltage of the preamplifier 29 is also supplied via the lead terminal 32 in the same manner.
[0034]
Also, as shown in FIG. 11A, when the optical path of the incident light L from the optical fiber F is converted by using the prism 28, the light receiving surface 27a of the light receiving element 27 and the optical axis of the optical fiber F are substantially parallel. And a thin optical receiving module can be obtained.
[0035]
Further, since the incident light L is obliquely incident on the light receiving element 27, the reflected light R reflected by the light receiving element 27 is hardly returned to the optical fiber F.
[0036]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration described in the above publication, a part of the reflected light R from the light receiving element 27 may return to the optical fiber F and cause noise.
[0037]
That is, as shown in FIG. 12, the incident light L obliquely incident on the light receiving element 27 is reflected by, for example, the light receiving surface 27a to become a reflected light R. At this time, a part of the reflected light R is further reflected by the Au wire 31 bonded to the electrode 30 of the light receiving element 27, and returns to the optical fiber F in almost the same optical path as the incident light L, causing noise.
[0038]
For example, when the light receiving element 27 and the preamplifier 29 are connected by an Au wire 31 having a thickness of 20 μm, a substantially ball-like shape having a bottom surface of about φ90 μm and a height of about 25 μm is formed on the electrode 30 by wire bonding. .
[0039]
Further, in the case where the distance is small as in the connection between the light receiving element 27 and the preamplifier 29, in order to prevent the Au wire 31 from being broken, a linear wire of about 90 μm is stretched on a ball-shaped product. Need to connect.
[0040]
Therefore, the formation of the Au wire 31 having a reflectivity of about 98% blocks the reflected light R and almost completely reflects the reflected light R, resulting in reflected return light through substantially the same optical path as the incident light L.
[0041]
In general, in order to realize high-speed transmission in an optical communication module, it is necessary to reduce the size of a light receiving surface and reduce a capacitance component affecting high-speed transmission. Here, if the incident light L is collected to irradiate the small light receiving surface 27a, the intensity of the reflected light R is increased, and the influence of the Au wire 31 as described above is increased. Therefore, there is a problem that the reflected light R greatly affects the stability of laser oscillation and the S / N of an optical signal.
[0042]
Further, not only the configuration described in the above publication, but also in an optical communication module having another optical path changing means, if the arrangement of the light receiving elements is the same as that of FIG. 12, a constant amount of reflected return light is generated. There's a problem.
[0043]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an optical communication module and an optical communication system in which the amount of light returning to an optical fiber is suppressed.
[0044]
[Means for Solving the Problems]
The optical communication module according to the present invention, in order to solve the above-described problem, a light receiving element that outputs an electric signal obtained by receiving incident light transmitted through an optical fiber and obtained from an electrode to another element. In the optical communication module provided, the electrode is disposed outside a plane including an incident optical axis of the incident light incident on the light receiving element and a reflected optical axis of reflected light with respect to the incident light.
[0045]
Here, the light receiving element has a function of converting the intensity of the received modulated light into an electric signal, and is, for example, an element such as a photodiode. The other elements include, for example, a preamplifier.
[0046]
In addition, the incident optical axis corresponds to a straight line that represents a light beam that is dominant to the incidence on the light receiving element, such as a line having the highest intensity in the radiation angle characteristics of the incident light.
[0047]
The reflected optical axis corresponds to a straight line that represents a light ray that is dominant in reflection from the light receiving element and that has the highest intensity in the radiation angle characteristic of the reflected light, for example.
[0048]
Upon receiving the incident light, the light receiving element outputs an electric signal obtained by converting the incident light from the electrode to, for example, a preamplifier. The transmitted information can be reproduced by the signal amplified by the preamplifier.
[0049]
According to the above configuration, the electrode is disposed outside the plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, so that the dominant ray of the incident light or the reflected light is the electrode or, for example, the bonding extending on the electrode. Does not enter the wire. Therefore, it is possible to suppress reflected return light generated by reflection on the electrode or the bonding wire extending thereon.
[0050]
Further, since the electrode is disposed outside a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, a part of the incident light or reflected light deviating from the incident optical axis or the reflected optical axis is extended to the electrode or the electrode. Even when the light is reflected by the bonding wire, the reflected light travels outside the plane. That is, the reflected light travels in a direction away from the plane, for example, and does not return to the optical fiber.
[0051]
Therefore, it is possible to provide an optical communication module in which reflected return light is suppressed.
[0052]
Note that the incident light is not limited to the configuration in which the light is directly incident on the light receiving element from the optical fiber, but may be, for example, a configuration in which the light is incident on the light receiving element via an optical path conversion unit described later.
[0053]
Further, in the above configuration, the electrode may be a bonding electrode.
[0054]
In order to solve the above problem, the optical communication module according to the present invention, in the above-described configuration, the electrode is arranged in a direction perpendicular to the incident optical axis, from an irradiation center of the incident light, on an irradiated surface of the light receiving element. It is characterized in that it is arranged at a separated position.
[0055]
Here, the irradiation center of the incident light corresponds to the position of the incident optical axis on the irradiated surface of the light receiving element to which the incident light is irradiated.
[0056]
According to the above configuration, since the electrode is located outside the plane including the incident optical axis and the reflected optical axis and is separated from the irradiation center of the incident light in a direction perpendicular to the incident optical axis, For example, even when a part of incident light is reflected by an electrode or a bonding wire extending thereon, the reflected light can be surely made to travel outside the plane and further away from the plane. Therefore, return light to the optical fiber can be reliably prevented.
[0057]
The optical communication module according to the present invention, in order to solve the above-described problems, a light receiving element that outputs an electric signal obtained by receiving incident light transmitted through an optical fiber and obtained from an electrode to another element. In the optical communication module provided, the electrode is arranged outside an irradiation area of the incident light.
[0058]
According to the above configuration, since the electrode of the light receiving element is arranged outside the region irradiated by the incident light, the electrode does not reflect the incident light.
[0059]
Therefore, it is possible to provide an optical communication module in which the reflected return light by the electrode of the light receiving element is suppressed.
[0060]
Note that the incident light is not limited to the configuration in which the light is directly incident on the light receiving element from the optical fiber, but may be, for example, a configuration in which the light is incident on the light receiving element via an optical path conversion unit described later.
[0061]
Further, in the above configuration, it is preferable that the bonding wire connecting the electrode of the light receiving element and another element is arranged outside the irradiation area of the incident light.
[0062]
According to this configuration, it is possible to provide an optical communication module in which the reflected return light by the bonding wire is suppressed.
[0063]
The optical communication module according to the present invention, in order to solve the above problems, in the above configuration, the electric signal is output from the electrode to the other element via a bonding wire, while the bonding wire, It is characterized by being arranged outside the irradiation area of the reflected light with respect to the incident light.
[0064]
Here, the reflected light with respect to the incident light includes, for example, reflected light generated by reflecting the incident light on the light receiving element.
[0065]
According to the above configuration, since the bonding wire for connecting the electrode of the light receiving element to another element is arranged outside the region irradiated with the reflected light, the bonding wire does not further reflect the reflected light.
[0066]
Therefore, it is possible to provide an optical communication module in which reflected return light is suppressed.
[0067]
In order to solve the above problem, an optical communication module according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the optical communication module includes an optical path changing unit that emits the incident light in different directions.
[0068]
Here, the optical path changing means is for emitting incident light in different directions, and includes, for example, a mirror and a prism.
[0069]
According to the above configuration, since the incident light is guided to the light receiving element via the optical path changing means, the degree of freedom in the arrangement of the optical fiber and the light receiving element can be increased. Therefore, the design of the optical communication module can be facilitated.
[0070]
Further, it is possible to easily realize a configuration in which the incident light is guided to the light receiving element at a desired angle by using the optical path changing means to suppress the reflected return light.
[0071]
In order to solve the above problem, the optical communication module according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the optical path conversion means includes an oblique end face formed by obliquely forming an end face of the optical fiber.
[0072]
According to the above configuration, the incident light transmitted via the optical fiber is refracted at the oblique end face and emitted in a direction different from the inside of the optical fiber. realizable.
[0073]
In order to solve the above problem, the optical communication module according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the optical path conversion unit includes a mirror having a reflecting surface.
[0074]
In the above configuration, it is possible to realize a configuration including an optical path conversion unit with a simple configuration by reflecting incident light in a desired direction on the reflection surface.
[0075]
Further, if the mirror has a configuration in which a metal film is deposited on a plastic molded member, a configuration including an optical path conversion unit can be realized at low cost.
[0076]
In order to solve the above problem, an optical communication module according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the optical path conversion unit includes a prism.
[0077]
In the above configuration, if the incident light is refracted by the prism and emitted in a desired direction, a configuration including an optical path changing unit can be realized with a simple configuration.
[0078]
Further, if the prism is configured using a member molded of plastic, a configuration including an optical path conversion unit can be realized at low cost.
[0079]
An optical communication system according to the present invention is an optical communication system that transmits an optical signal to any one of the above-described optical communication modules via the optical fiber in order to solve the above-described problems.
[0080]
Therefore, it is possible to realize an optical communication system that transmits information with suppressed noise by suppressing return light reflected by the light receiving element of the optical communication module.
[0081]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0082]
As shown in FIG. 2, an optical communication system S according to the present invention is an optical communication system that transmits an optical signal from an optical communication module 2 to an optical communication module 1 according to an embodiment of the present invention via an optical fiber F, for example. It is a communication system.
[0083]
The optical communication module 1 includes a receiving module 3 and a transmitting module 4. The optical communication module 2 includes a transmission module 5 and a reception module 6.
[0084]
At the time of data transmission, the modulated light is transmitted bidirectionally via the optical fiber F to realize a bidirectional communication link. For example, transmission light L1 transmitted from the transmission module 5 of the optical communication module 2 is transmitted via the optical fiber F and received by the reception module 3 of the optical communication module 1. Further, for example, conversely, the transmission light L2 transmitted from the transmission module 4 of the optical communication module 1 is transmitted via the optical fiber F and received by the reception module 6 of the optical communication module 2.
[0085]
Note that the above-described modulated light is created based on a data signal to be transmitted. The data signal is input from, for example, a peripheral device (not shown) connected to the optical communication modules 1 and 2.
[0086]
The configuration of the receiving module 3 will be described with reference to FIG.
[0087]
The receiving module 3 includes a light receiving element 7, a mirror (optical path changing means) 8, a preamplifier (other element) 9, an electrode 10, an Au wire (bonding wire) 11, and a lead terminal 12.
[0088]
The light receiving element 7 has a function of converting the intensity of the received modulated light into an electric signal. The light receiving element 7 outputs an electric signal obtained by receiving the incident light L on the light receiving surface 7a to the preamplifier 9, for example. As the light receiving element 7, for example, a photodiode having high sensitivity in the wavelength region of the incident light L is used. When a light emitting element having a wavelength of 650 nm is used as the light emitting element, for example, a PIN photodiode or an avalanche photodiode made of silicon is used as the light receiving element 7.
[0089]
The mirror 8 is for emitting incident light in different directions. That is, the mirror 8 as an optical path changing means reflects the incident light L from the optical fiber F on the reflecting surface 8r to change the optical path, and enters the light receiving surface 7a of the light receiving element 7 at a desired angle which is not perpendicular to the light receiving surface 7a. It is to make it. Therefore, the mirror 8 prevents the incident light L from returning to the optical fiber F again after being reflected by the light receiving element 7.
[0090]
The mirror 8 of the present embodiment is a curved mirror. The curved mirror is manufactured by, for example, glass polishing or molding of plastic such as polymethyl methacrylate (PMMA), and is formed by depositing a metal film on the curved surface.
[0091]
When the mirror 8 having the reflecting surface 8r is used as the optical path changing means as in the present embodiment, a metal film such as Al or Au having a high reflectance is deposited on the reflecting surface 8r. As a result, the loss in the reflection surface 8r can be neglected, and the mirror 8 as an optical path conversion unit that totally reflects the incident light L can be obtained.
[0092]
The reason why the mirror 8, which is a curved mirror, is used as an optical path changing means is to not only convert the optical path but also to collect the incident light L on the light receiving surface 7a having a small diameter for high-speed transmission. Thereby, the incident light L can be efficiently collected on the small light receiving surface 7a. That is, when a plastic optical fiber is used as the optical fiber F, the size of a typical light receiving element 7 is about half or less of the optical fiber F. Good. In addition, with the above configuration, if the light receiving surface 7a of the light receiving element 7 is reduced to reduce the capacitance component that affects high speed transmission, stable high speed transmission can be performed.
[0093]
The shape of the mirror 8 as a curved mirror is designed so that the reflected light R is reflected in a direction away from the optical fiber F and does not return to the optical fiber F.
[0094]
The configuration of the optical path changing means is not limited to the configuration using a curved mirror as in the present embodiment, but may be a configuration using a planar mirror 8a shown in FIG. 4, for example.
[0095]
Further, the optical path conversion means is not limited to a mirror, and may have a configuration in which the optical path is converted by refracting and transmitting the incident light L, such as the prism 8b in FIG. Further, for example, a configuration may be used in which the light path is converted by refracting and transmitting the incident light L using a lens.
[0096]
In any optical path changing means, an inexpensive optical communication module can be obtained by using a member molded of, for example, plastic.
[0097]
The preamplifier 9 is for amplifying an electric signal obtained by converting the optical signal received by the light receiving element 7 and outputting the amplified electric signal to the outside of the optical communication module. The preamplifier 9 is coupled to the light receiving element 7 from an electrode 10 of the light receiving element 7 via an Au wire 11.
[0098]
The lead terminal 12 is for inputting a bias and outputting a signal.
[0099]
Further, the preamplifier 9 is arranged in parallel on the electrode 10 side of the light receiving element 7, the electrodes of the respective chips are brought close to each other, and the connection is made by the Au wire 10 at the shortest distance.
[0100]
Therefore, as shown in FIG. 3B, it is desirable that the arrangement and connection direction of the light receiving element 7 and the preamplifier 9 be perpendicular to the incident optical axis.
[0101]
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the electrode 10 is out of a plane including an incident optical axis of the incident light L incident on the light receiving element 7 and a reflected optical axis of the reflected light R with respect to the incident light L. Are located in
[0102]
Here, the incident optical axis corresponds to a straight line representing a light beam which is dominant to the incidence on the light receiving element 7, such as a line having the largest intensity in the radiation angle characteristic of the incident light L.
[0103]
Further, the reflected optical axis corresponds to a straight line that represents a light beam that is dominant in the reflection from the light receiving element 7 and that has the highest intensity in the radiation angle characteristic of the reflected light R, for example.
[0104]
The electrode 10 is disposed on the surface of the light receiving element 7 to be irradiated with the incident light L (surface to be irradiated), at a position separated from the irradiation center of the incident light L in a direction perpendicular to the incident optical axis.
[0105]
Here, the irradiation center of the incident light L corresponds to the position of the incident optical axis on the irradiated surface of the light receiving element 7 irradiated with the incident light L. This irradiation center is usually arranged at the center of the light receiving surface 7a.
[0106]
According to the above configuration, the electrode 10 or the Au wire 11 does not generate reflected light for the dominant light beam of the incident light L or the reflected light R, and does not generate reflected return light.
[0107]
Even if a part of the incident light L or the reflected light R is reflected by the electrode 10 or the Au wire 11, the reflected light travels in a direction away from a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, for example. Thus, there is no return to the optical fiber F.
[0108]
Here, returning to FIG. 2, the optical fiber F and the transmission module 4 will be described.
[0109]
The optical fiber F of the present embodiment connected to the optical communication module 1 is mainly a plastic optical fiber (POF: Plastic Optical Fiber). The POF is assumed to use, for example, a multi-mode optical fiber. The POF has a core made of a plastic having excellent light transmittance, such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC: polycarbonate), and a clad made of a plastic having a lower refractive index than the core. In such an optical fiber, it is easy to increase the core diameter from about 200 μm to about 1 mm as compared with the quartz optical fiber, so that the coupling adjustment with the optical communication module is easy, and an inexpensive bidirectional communication link is used. Can be obtained.
[0110]
Further, the optical fiber F is not limited to the POF, but may be a PCF (Plastic Clad Fiber) or a quartz optical fiber having a core made of quartz glass and a clad made of a polymer. PCF and quartz fiber are more expensive than POF, but are characterized by low transmission loss and a wide transmission band. For this reason, by using PCF or quartz optical fiber as a transmission medium, it is possible to obtain a bidirectional communication link capable of performing long-distance communication or higher-speed communication.
[0111]
The transmission module 4 of the optical communication module 1 includes a light emitting element as a light source of an optical signal for transmitting information via the optical fiber F.
[0112]
That is, a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode (LED) made of, for example, GaAlAs or GaInAlP is provided as a light source of an optical signal. Further, as the light source, another surface emitting type light emitting element such as an LED may be used.
[0113]
In addition, as the light emitting element, it is desirable to use a light emitting element which has a small transmission loss with respect to the optical fiber F which is a plastic optical fiber and outputs light having a wavelength of about 650 nm, which is generally used for DVD and the like. Also, when a PCF or a quartz optical fiber is used as the optical fiber F, it is preferable to use a light emitting element having a wavelength such that propagation loss in the optical fiber F is reduced as a light source.
[0114]
The transmission module 5 and the reception module 6 of the optical communication module 2 may have any configuration, for example, the same configuration as the transmission module 4 and the reception module 3 described above, or a conventional configuration. May be the same as those of the transmission module and the reception module.
[0115]
The incident light L1 is incident on the optical communication module 1 having the above configuration from the transmission module 5 of the optical communication module 2 via the optical fiber F.
[0116]
In the receiving module 3 of the optical communication module 1, the incident light L is emitted from the optical fiber F, for example, as shown in FIG. The receiving module 3 configured as described above receives the incident light L emitted from the optical fiber 3 on the light receiving surface 7a of the light receiving element 7 via the mirror 8. Since the optical communication module 1 includes the receiving module 3, it can receive a transmitted optical signal without reflecting it.
[0117]
The suppression of the amount of reflected return light will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, the mirror 8 is omitted.
[0118]
As shown in FIG. 1A, the electrode 10 of the receiving module 3 reflects the incident light axis of the incident light L emitted from the optical fiber F and the reflection of the reflected light R reflected by the light receiving element 7. The optical axis is disposed outside a plane including the optical axis. That is, the electrode 10 is disposed on the irradiated surface of the light receiving element 7 at a position not in contact with a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis.
[0119]
The electrode 10 is disposed on the above-described irradiation surface at a position away from the irradiation center of the incident light L in a direction perpendicular to the incident optical axis, that is, at a position rotated by about 90 degrees.
[0120]
The Au wire 11 is also connected from the electrode 10 to the preamplifier 9 (not shown) so as to extend in a direction perpendicular to a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis. That is, it is connected to the preamplifier 9 while extending in a direction rotated by approximately 90 degrees with respect to the center of the light receiving surface 7a.
[0121]
In the above configuration, most of the incident light L emitted from the optical fiber F enters the light receiving surface 7a. However, part of the incident light L is incident around the light receiving surface 7a, that is, outside the light receiving surface 7a of the light receiving element 7.
[0122]
That is, since the laser beam used for the optical signal has a high directivity, its light intensity is concentrated near the incident optical axis or the reflected optical axis, but the other area is partially irradiated. You.
[0123]
The incident light L incident on the light receiving surface 7a is received by the light receiving element 7, converted into an electric signal, and output to the preamplifier 9. On the other hand, the incident light L is partially reflected as reflected light R as shown in FIG. For example, a protective film such as SiN is mainly deposited on the light receiving surface 7 and its reflectance is about 5%. The reflected light R incident on the light receiving surface 7a and reflected by the light receiving surface 7a is reflected in a direction substantially opposite to the direction of the incident light L, as shown in FIG.
[0124]
Here, in the above-described configuration of the present embodiment, for example, the Au wire 11 is disposed outside a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis as a member having a high reflectivity. The reflected light from the Au wire 11 to the dominant light is not generated, and the reflected light returned to the optical fiber F is not generated. That is, for example, the position of the reflected optical axis, which is the optical path of the dominant light beam, is confirmed by simulation or the like, and if there is no member that blocks the optical path, the reflected light R will not return to the optical fiber F, so the amount of return light should be suppressed. Can be.
[0125]
Further, as shown in FIG. 1A, the electrode 10 and the Au wire 11 are arranged outside a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis in the first place, so that the incident light as a dominant light ray is provided. L is not reflected, and the amount of reflected return light is not generated.
[0126]
On the other hand, a case where the incident light L enters the periphery of the light receiving surface 7a will be described with reference to FIG.
[0127]
The incident light L may be light to a region outside the vicinity of the incident optical axis or the reflected optical axis due to insufficient directivity as described above, or may be, for example, the optical communication module 2 The noise may be reflected on the surface of the light receiving element of the receiving module 6 provided.
[0128]
Part of the incident light L that has entered the region outside the light receiving surface 7a is reflected, for example, by the Au wire 11 connected to the electrode 10.
[0129]
Here, as shown in FIG. 1B, the electrode 10 and the Au wire 11 are arranged at positions vertically separated from a plane formed by the incident optical axis and the reflected optical axis, so that the incident light L or Even if a part of the reflected light R is reflected by the electrode 10 and the Au wire 11, the reflected light travels in a direction away from the above-mentioned plane and does not return to the optical fiber. Therefore, generation of noise can be reliably prevented.
[0130]
On the other hand, here, for example, when the electrode 10 is located at a position in contact with a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, the light directly enters the Au wire 11 without entering the electrode 10. There is a fear. Since the Au wire 11 has a reflectance of 98%, most of the incident light L directly incident on the Au wire 11 is totally reflected. For this reason, there is a possibility that reflected return light is generated and noise is generated.
[0131]
When the electrode 10 is arranged on the side of the incident light L of the light receiving element 7, that is, on the side close to the optical fiber F, even if the position of the electrode 10 is outside the irradiation area of the incident light L and the reflected light R, Before the incident light L enters the light receiving element 7, some of the incident light L may be directly reflected by the Au wire 11 and returned as light.
[0132]
Even if the incident light L does not directly enter the Au wire 11, there is a possibility that the Au wire 11 may be arranged in the direction of the reflected light R reflected on the light receiving surface 7a, that is, in the irradiation area of the reflected light R. When the reflected light R is incident on the Au wire 11, this light is sequentially reflected by the Au wire 11 and the light receiving surface 7a, enters the optical fiber F through a path that is parallel to the incident light L and substantially reverse, and generates noise. There is a fear.
[0133]
Therefore, it is preferable that the position of the electrode 10 is a position outside the above-mentioned plane that does not come into contact with a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis as in the present embodiment. Further, in order to obtain the maximum effect of suppressing the reflected return light, it is desirable that the position of the electrode 10 on the above plane is a position rotated by about 90 degrees from the center of the light receiving surface 7a.
[0134]
In the above description, the arrangement of the electrode 10 and the Au wire 11 is such that the electrode 10 is arranged at a position rotated by approximately 90 degrees with respect to the center of the light receiving surface 7a from the incident optical axis and the reflected optical axis. However, the present invention is not limited to this. For example, even when the electrode 10 of the light receiving element 7 is provided at a position that is not included in a plane defined by the incident optical axis and the reflected optical axis and at a position such as approximately 45 degrees, substantially the same effect is obtained. be able to. However, as will be described later, the reflected return light can be suppressed most reliably at the position rotated by approximately 90 degrees as in the present embodiment.
[0135]
Next, the result of measuring the reflected return light using the receiving module 3 having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0136]
FIG. 6 shows a state where the position of the electrode 10 is changed with respect to the incident light L and the light receiving surface 7a in the receiving module 3.
[0137]
A case where the electrode 13a is arranged on the side near the incident light L around the light receiving surface 7a is defined as 0 degree of the electrode position. The position of the electrode 13b is 45 degrees, the position of the electrode 13c is 90 degrees, the position of the electrode 13d is 135 degrees, and the position of the electrode 13e is 180 degrees. The electrode 13a and the electrode 13e are arranged in contact with a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis.
[0138]
FIG. 7 shows the result of measuring the amount of reflected return light to the optical fiber F in the arrangement of the electrodes 13a to 13e. The horizontal axis shows the electrode position, and the vertical axis shows the ratio of the reflected return light to the incident light L at each position. The arrangement in which the electrode position shown by the electrode 13c in FIG. 6 is 90 degrees is the arrangement in which the reflected return light is minimized as shown in FIG. In this case, the reflected return light is reduced from one fourth to one fifth as compared with the case where the positions of the electrodes are 0 degrees and 180 degrees.
[0139]
Even if the electrode position is not 90 degrees, that is, even if it is not in the direction perpendicular to the plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, if the electrode position is arranged at a position other than 0 degrees or 180 degrees, at least The reflected return light can be reduced as compared with the positions at 0 degrees and 180 degrees. That is, if the electrodes are arranged outside the plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, the reflected return light is reduced as compared with the case where the electrodes are arranged in a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis. be able to.
[0140]
As described above, the optical communication module 1 of the present embodiment has a configuration in which the electrode 10 on the light receiving element 7 is arranged outside a plane including the incident optical axis of the incident light L and the reflected optical axis of the reflected light R. is there.
[0141]
Thereby, as described above, reflected return light can be suppressed.
[0142]
Here, in the above-described conventional configuration, as shown in FIG. 12, the electrode 30 and the Au wire 31 extending upward from the electrode 30 are arranged on a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis. For this reason, reflected return light as described above is generated.
[0143]
On the other hand, according to the configuration according to the present invention described above, since the electrodes are arranged outside the plane including the incident optical axis and the reflected optical axis, light rays that are dominant in the incidence or reflection, for example, on the electrodes or on the electrodes. There is no reflection by the extending bonding wire.
[0144]
That is, as shown in FIG. 12, when the incident light L incident on the light receiving element 27 or the reflected light R therefrom is reflected once more and returns to the optical fiber, the light is substantially equal to the incident light L. It will return in a parallel light path. Such an optical path substantially parallel to the incident light L returning to the optical fiber is included in a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis. Therefore, if the electrode and the bonding wire with high reflectivity are not arranged in a plane including the incident optical axis and the reflected optical axis as in the present invention, no reflection occurs. Therefore, S / N can be secured.
[0145]
Further, since the optical communication system S of the present embodiment transmits an optical signal to the above-described optical communication module 1 via the optical fiber F, the reflected return light by the light receiving element 7 of the optical communication module 1 is suppressed, Transmission of information with suppressed noise can be performed.
[0146]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0147]
In the following, members having the same functions as those in the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0148]
As shown in FIG. 8A, the present invention may be configured to use the oblique end face 8c of the optical fiber F as an optical path changing means. In other words, the configuration may be such that the above-mentioned mirror 8 or the like as the optical path conversion unit is not used, or the configuration may be such that the optical path of the incident light L is converted by the oblique end face 8c and is incident on the light receiving element 7.
[0149]
Further, as shown in FIG. 8A, the light receiving element 7 is arranged such that the reflected light R from the light receiving element 7 is in a different direction from the incident light L, so that the reflected light R is transmitted to the optical fiber F. Do not return light. For this reason, for example, the oblique end face 8c may be provided on the optical fiber F as described above, and the light receiving surface 7a of the light receiving element 7 may be arranged to be perpendicular to the axis of the optical fiber F. Then, the direction of the reflected light R from the light receiving element 7 is different from that of the incident light L.
[0150]
Also, the electrode 10 and the Au wire 11 (not shown) on the light receiving element 7 are located at positions not in contact with the plane formed by the incident optical axis of the incident light L and the reflected optical axis of the reflected light R, as in the above-described embodiment. , The influence of the Au wire 11 on the electrode 10 on the amount of reflected return light can be reduced.
[0151]
As shown in FIG. 8B, the present invention may be configured to realize the light receiving element 8d as an optical path changing unit by inclining the light receiving element 7 obliquely. That is, with this configuration, if the light receiving element 7 is arranged such that the reflected light R from the light receiving element 7 is in a different direction from the incident light L, the reflected light R is not returned to the optical fiber F.
[0152]
Also, the electrode 10 and the Au wire 11 (not shown) on the light receiving element 7 are located at positions not in contact with the plane formed by the incident optical axis of the incident light L and the reflected optical axis of the reflected light R, as in the above-described embodiment. , The influence of the Au wire 11 on the electrode 10 on the amount of reflected return light can be reduced.
[0153]
As described above, a prism or a mirror is not inserted between the optical fiber F and the light receiving element 7 as the optical path changing means, but the optical path changing means is formed by the oblique end face of the optical fiber F or the oblique arrangement of the light receiving element 7. Even if it is realized, if the arrangement of the electrodes 10 of the light receiving element 7 is preferable, it is possible to obtain an optical receiving module that can prevent deterioration of oscillation of the light emitting element and deterioration of S / N.
[0154]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0155]
In the following, members having the same functions as those in the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0156]
In the embodiments described so far, the light receiving element 7 is located at a position that does not come into contact with a plane including the incident optical axis of the incident light converted by the optical path conversion means and the reflected optical axis that reflects the incident light from the light receiving element. Although the configuration in which the electrode 10 is disposed has been described, for example, in a configuration in which a large amount of incident light L is incident on a region other than the light receiving surface 7a, the electrode 10a is received on the light receiving element 7 as shown in FIG. A configuration in which the incident light L is not incident on the electrode 10 in the first place may be provided by separating from the surface 7a. That is, the configuration may be such that the electrode 10a is disposed outside the region irradiated by the incident light. With this configuration, the same effect as described above can be obtained.
[0157]
For example, when the incident light L emitted from the plastic optical fiber F having a large core diameter of 1 mm is focused on the light receiving surface 7a of the light receiving element 7 having a diameter of 0.4 mm, the incident light 7 is completely collected on the light receiving surface 7a. Light cannot be emitted, and some incident light L may reach the periphery of the light receiving surface 7a. Therefore, as shown in FIG. 9, if the electrode 10a is separated from the light receiving surface 7a and arranged outside the irradiation area of the incident light L, the reflected light R can be reduced.
[0158]
In general, in the light receiving element, the electrodes are arranged near the light receiving surface. However, when the electrode 10a is separated from the light receiving surface 7a as described above, the capacitance and inductance between the light receiving surface 7a and the electrode 10a are reduced. Increasingly, high speed transmission may be limited.
[0159]
Conversely, when narrowing an excessively wide band, the distance between the light receiving surface 10a and the electrode 10a may be increased or the light receiving surface 7a may be increased according to the required transmission speed. The effect of can be obtained.
[0160]
In the above-described embodiment, the optical communication module for transmitting and receiving light used for the bidirectional communication link has been described. However, the present invention relates to a one-way transmission optical device including only a receiving module having a receiving element. It may be a communication module.
[0161]
Since the optical communication module having this configuration does not generate return light to the optical fiber F as described above, it does not generate noise.
[0162]
Here, when an optical signal is transmitted to an optical communication module using a semiconductor laser as a light-emitting element, reflected return light occurs in a receiving module of a transmission destination, and when the light returns to a semiconductor laser of a transmission source, the semiconductor laser This may have an effect on the oscillation of the semiconductor device and cause oscillation degradation. Therefore, high-speed transmission cannot be performed.
[0163]
On the other hand, according to the configuration of the present invention, since the receiving module does not generate reflected return light, stable information transmission to the receiving module can be performed, and high-speed transmission can be performed stably.
[0164]
Further, since the optical communication system according to the present invention is an optical communication system that transmits an optical signal to any one of the above-described optical communication modules according to the present invention via an optical fiber, reflection by the light receiving element of the optical communication module An optical communication system that suppresses return light and transmits information with suppressed noise can be realized.
[0165]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
[0166]
The above-described specific embodiments or examples only clarify the technical contents of the present invention, and the present invention is not limited to such specific examples and should not be interpreted in a narrow sense. Various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
[0167]
【The invention's effect】
As described above, the optical communication module according to the present invention is configured such that the electrodes are disposed outside a plane including the incident optical axis of the incident light incident on the light receiving element and the reflected optical axis of the reflected light with respect to the incident light. It is.
[0168]
Therefore, it is possible to prevent the dominant light beam of the incident light or the reflected light from being incident on the electrode or, for example, the bonding wire extending thereover, and to suppress the reflected return light.
[0169]
Further, even when a part of incident light or reflected light is reflected by an electrode or a bonding wire extending thereon, the reflected light can be made to travel in a direction away from the optical fiber to suppress reflected return light. It works.
[0170]
As described above, in the optical communication module according to the present invention, in the above-described configuration, the electrode is located on a surface to be illuminated of the light-receiving element, which is separated from an irradiation center of the incident light in a direction perpendicular to the incident optical axis. It is a structure arranged in.
[0171]
Therefore, even when a part of the incident light is reflected by the electrode or the bonding wire extending over the electrode, the reflected light by the electrode is surely advanced in a direction further away from the plane, to the optical fiber. This has the effect of reliably preventing return light.
[0172]
As described above, the optical communication module according to the present invention has a configuration in which the electrodes are arranged outside the region irradiated by the incident light.
[0173]
Therefore, there is an effect that the electrode does not reflect the incident light, and an optical communication module in which the reflected light returned by the electrode of the light receiving element is suppressed can be provided.
[0174]
As described above, in the optical communication module according to the present invention, in the above configuration, the electric signal is output from the electrode to the other element via the bonding wire, while the bonding wire is connected to the incident light. Is arranged outside the irradiation area of the reflected light with respect to.
[0175]
Therefore, since the bonding wire is disposed outside the region irradiated with the reflected light, the bonding wire does not further reflect the reflected light, and an effect of providing an optical communication module in which the reflected return light is suppressed can be provided. Play.
[0176]
As described above, the optical communication module according to the present invention has a configuration in which, in the above-described configuration, the optical communication module is provided with the optical path conversion unit that emits the incident light in different directions.
[0177]
Therefore, it is possible to increase the degree of freedom in the arrangement of the optical fiber and the light receiving element, to facilitate the design of the optical communication module, and to easily realize a configuration for suppressing the reflected return light.
[0178]
As described above, in the optical communication module according to the present invention, in the above-described configuration, the optical path conversion unit includes a diagonal end surface formed by diagonally forming the end surface of the optical fiber.
[0179]
Therefore, there is an effect that the configuration including the optical path changing means can be easily realized by the oblique end surface.
[0180]
As described above, in the optical communication module according to the present invention, in the above configuration, the optical path conversion unit includes a mirror having a reflection surface.
[0181]
Therefore, it is possible to reflect the incident light in a desired direction on the reflection surface, thereby achieving an effect of realizing a configuration including the optical path conversion unit with a simple configuration.
[0182]
As described above, in the optical communication module according to the present invention, in the above configuration, the optical path conversion unit includes a prism.
[0183]
Therefore, there is the effect that the incident light is refracted by the prism and emitted in a desired direction, so that a configuration including the optical path changing means can be realized with a simple configuration.
[0184]
As described above, the optical communication system according to the present invention is an optical communication system that transmits an optical signal to any of the above-described optical communication modules via the optical fiber.
[0185]
Therefore, there is an effect that an optical communication system for transmitting information with suppressed noise can be realized by suppressing reflected return light from the light receiving element of the optical communication module.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic plan view showing a part of an embodiment of an optical communication module according to the present invention, and FIG. It is a top view.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of an optical communication system including the optical communication module.
FIG. 3A is a schematic sectional view of a receiving module of the optical communication module, and FIG. 3B is a schematic sectional view of the receiving module as viewed from above.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a modified example of the optical communication module.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another modified example of the optical communication module.
6 is a schematic plan view showing a configuration for measuring reflected return light in the optical communication module shown in FIG.
FIG. 7 is a graph showing measurement results of reflected return light in the configuration of FIG. 6;
FIG. 8A is a schematic sectional view showing another embodiment of the optical communication module according to the present invention, and FIG. 8B is a schematic sectional view showing still another embodiment of the optical communication module according to the present invention. It is sectional drawing.
FIG. 9 is a schematic plan view showing still another embodiment of the optical communication module according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a configuration of an optical communication system including a conventional optical communication module.
11A is a schematic cross-sectional view of the optical communication module, and FIG. 11B is a cross-sectional view of the optical communication module as viewed from above.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a part of the optical communication module along line AA shown in FIG. 11 (b).
[Explanation of symbols]
1,2 Optical communication module
7 Light receiving element
8, 8a mirror (optical path conversion means)
8b prism (optical path conversion means)
8c Oblique end surface (optical path conversion means)
8d light receiving element (optical path conversion means)
8r reflective surface
9 Preamplifier (other elements)
10, 10a electrode
11 Au wire (bonding wire)
F Optical fiber
L, L1, L2 Incident light
R reflected light
S Optical communication system

Claims (9)

光ファイバを介して伝送されて入射する入射光を受光して得た電気信号を電極から他の素子へと出力する受光素子を備える光通信モジュールにおいて、
上記電極は、上記受光素子に入射する上記入射光の入射光軸と上記入射光に対する反射光の反射光軸とを含む平面の外に配置されることを特徴とする光通信モジュール。
An optical communication module including a light receiving element that outputs an electric signal obtained by receiving incident light transmitted and input through an optical fiber from an electrode to another element,
The optical communication module, wherein the electrode is disposed outside a plane including an incident optical axis of the incident light incident on the light receiving element and a reflected optical axis of reflected light with respect to the incident light.
上記電極は、上記受光素子の被照射面において、上記入射光の照射中心から、上記入射光軸と垂直方向に隔たった位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光通信モジュール。2. The optical communication module according to claim 1, wherein the electrode is disposed on a surface to be illuminated of the light receiving element at a position separated from an irradiation center of the incident light in a direction perpendicular to the incident optical axis. 3. . 光ファイバを介して伝送されて入射する入射光を受光して得た電気信号を電極から他の素子へと出力する受光素子を備える光通信モジュールにおいて、
上記電極は、上記入射光による照射領域外に配置されることを特徴とする光通信モジュール。
An optical communication module including a light receiving element that outputs an electric signal obtained by receiving incident light transmitted and input through an optical fiber from an electrode to another element,
The optical communication module according to claim 1, wherein the electrode is disposed outside a region irradiated by the incident light.
上記電気信号は、上記電極からボンディングワイヤを介して上記他の素子へと出力される一方、
上記ボンディングワイヤは、上記入射光に対する反射光の照射領域外に配置されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光通信モジュール。
The electric signal is output from the electrode to the other element via a bonding wire,
4. The optical communication module according to claim 1, wherein the bonding wire is disposed outside an irradiation area of the reflected light with respect to the incident light. 5.
入射される上記入射光を異なる方向へと出射する光路変換手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光通信モジュール。The optical communication module according to any one of claims 1 to 4, further comprising an optical path changing unit that emits the incident light in different directions. 上記光路変換手段は、上記光ファイバの端面を斜めに形成した斜め端面を含むことを特徴とする請求項5に記載の光通信モジュール。6. The optical communication module according to claim 5, wherein the optical path changing means includes an oblique end face formed by obliquely forming an end face of the optical fiber. 上記光路変換手段は、反射面を有するミラーを含むことを特徴とする請求項5または6に記載の光通信モジュール。The optical communication module according to claim 5, wherein the optical path changing unit includes a mirror having a reflection surface. 上記光路変換手段は、プリズムを含むことを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載の光通信モジュール。The optical communication module according to any one of claims 5 to 7, wherein the optical path conversion unit includes a prism. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の光通信モジュールへ、上記光ファイバを介して光信号を伝送する光通信システム。An optical communication system for transmitting an optical signal to the optical communication module according to claim 1 via the optical fiber.
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