JP2746718B2 - Optical transceiver integrated module - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 目次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 発明の効果 概要 広帯域ISDN（Integrated Service Digital Network）
に代表される高度な光通信システムにおいて、各家庭に
導入される加入者端末の光インターフェイス部等に適用
される光送受信器一体化モジュールに関し、 少数の部品点数で光結合を行うことによって、小型化
を図ることができ、調整工数を削減させて低コスト化を
図ることができると共に、全体の信頼性を向上させるこ
とができる光送受信器一体化モジュールを提供すること
を目的とし、 導波路基板上に複数の導波路が一端部で互いに平行と
なるように形成され、前記複数の導波路によって光を合
波又は分波する導波路型合分波器と、発光素子を有する
光送信回路と、受光素子を有する光受信回路とから成る
光送受信器一体化モジュールにおいて、前記複数の導波
路の一端部と直角となるように導波路基板上に溝を設
け、その先端部が複数の導波路のうちの一つを伝搬する
光を所定方向に全反射する角度に成形された光ファイバ
を前記溝の所定位置に光学接着剤によって固定して構成
し、前記光ファイバと、この先端部に前記光学接着剤を
介して当接する前記導波路とを光結合すると共に、前記
光学接着剤を介した前記光ファイバの胴部によって、前
記発光素子及び受光素子と前記光ファイバの先端部に前
記光学接着剤を介して当接する導波路以外の導波路とを
光結合するように構成する。[Detailed description of the invention] Table of contents Overview Industrial application field Conventional technology Problems to be solved by the invention Means to solve the problem Action Embodiment Effect of the invention Overview Broadband Integrated Services Digital Network (ISDN)
In an advanced optical communication system represented by, an optical transmitter / receiver integrated module applied to the optical interface section of the subscriber terminal introduced to each home, etc. The object of the present invention is to provide an optical transceiver integrated module that can reduce the number of adjustment steps, reduce the cost, and improve the overall reliability. A plurality of waveguides are formed so as to be parallel to each other at one end, and a waveguide type multiplexer / demultiplexer for multiplexing or demultiplexing light by the plurality of waveguides, and an optical transmission circuit having a light emitting element. An optical transceiver integrated module comprising an optical receiving circuit having a light receiving element, wherein a groove is provided on the waveguide substrate so as to be perpendicular to one end of each of the plurality of waveguides, and the tip of the groove is provided An optical fiber formed at an angle that totally reflects light propagating in one of the waveguides in a predetermined direction is fixed at a predetermined position of the groove with an optical adhesive, and the optical fiber and the tip The part is optically coupled with the waveguide that abuts via the optical adhesive, and the light emitting element and the light receiving element are connected to the tip of the optical fiber by the body of the optical fiber via the optical adhesive. The optical waveguide is configured to optically couple with a waveguide other than the waveguide abutting through the optical adhesive.
産業上の利用分野 本発明は広帯域ISDN（Integrated Service Digital N
etwork）に代表される高度な光通信システムにおいて、
各家庭に導入される加入者端末の光インターフェイス部
等に適用される光送受信器一体化モジュールに関する。The present invention relates to a broadband ISDN (Integrated Service Digital N
etwork) in advanced optical communication systems,
The present invention relates to an optical transceiver integrated module applied to an optical interface section of a subscriber terminal introduced into each home.
この種の光送受信器一体化モジュールは、一般的に、
数種類の波長の光を分波／合波する導波路と光送信回路
及び光受信回路とから構成される。また、この光送受信
器一体化モジュールは、屋外に設置されるために、過酷
な環境下で安定に動作させる必要があり、更に、光結合
部の調整箇所、光部品を減らし、大量生産性を増すこと
によって低価格化を図る必要がある。This type of optical transceiver integrated module is generally
It comprises a waveguide for demultiplexing / combining light of several wavelengths, an optical transmitting circuit and an optical receiving circuit. In addition, since this optical transceiver integrated module is installed outdoors, it must be operated stably in a harsh environment, and furthermore, the number of adjustment parts for optical coupling parts and optical components are reduced, and mass productivity is reduced. It is necessary to reduce the price by increasing the price.
従来の技術 第８図は従来の光送受信器一体化モジュールの構造を
示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the structure of a conventional optical transceiver integrated module.
この図において、１はニオブ酸リチウム（LiNbO3）等
からなる導波路基板である。この導波路基板１表面の所
定位置には、チタン（Ti）を熱拡散する等の方法によっ
て光導波路２が形成されており、これと同材料及び同方
法によって光導波路２の両側に第１分岐光導波路３と、
第２分岐光導波路４とが形成されている。In this figure, reference numeral 1 denotes a waveguide substrate made of lithium niobate (LiNbO 3 ) or the like. An optical waveguide 2 is formed at a predetermined position on the surface of the waveguide substrate 1 by a method such as thermal diffusion of titanium (Ti), and first branches are formed on both sides of the optical waveguide 2 by the same material and the same method. An optical waveguide 3,
The second branch optical waveguide 4 is formed.
また、光導波路２の一端部には、ルビー等からなるリ
ング５に挿入固定された光ファイバ６が、紫外線硬化型
の光学接着剤７によって接着されている。更に、光導波
路２の他端部には、半導体レーザ等の発光素子８が球レ
ンズ９を介して設置されている。そして、その発光素子
８から出力されるレーザビームは、図に矢印Y1で示すよ
うに、球レンズ９を介して光導波路２に結合される。Further, an optical fiber 6 inserted and fixed in a ring 5 made of ruby or the like is bonded to one end of the optical waveguide 2 with an ultraviolet-curable optical adhesive 7. Further, a light emitting element 8 such as a semiconductor laser is provided at the other end of the optical waveguide 2 via a spherical lens 9. Then, the laser beam output from the light emitting element 8 is coupled to the optical waveguide 2 via the spherical lens 9 as shown by an arrow Y1 in the figure.
また、第１分岐光導波路３の端部には、ホトダイオー
ド等の受光素子10が球レンズ11を介して設置されてお
り、光導波路２から分岐され、第１分岐光導波路３を伝
搬する光が、図に矢印Y2で示すように、球レンズ11を介
して受光素子10に入射される。更に、第２分岐光導波路
４の端部には、所定角度に設定され、かつ光を反射する
反射板13を介して光ファイバ12が設置されており、光導
波路２から分岐され、第２分岐光導波路４を伝搬する光
が、図に矢印Y3で示すように、反射板13で反射され光フ
ァイバ12に入射される。At the end of the first branch optical waveguide 3, a light receiving element 10 such as a photodiode is installed via a spherical lens 11, and light branched from the optical waveguide 2 and propagating through the first branch optical waveguide 3 is provided. As shown by an arrow Y2 in the drawing, the light is incident on the light receiving element 10 via the spherical lens 11. Further, an optical fiber 12 is provided at an end of the second branch optical waveguide 4 via a reflecting plate 13 which is set at a predetermined angle and reflects light, and is branched from the optical waveguide 2 to form a second branch. Light propagating through the optical waveguide 4 is reflected by the reflector 13 and is incident on the optical fiber 12 as shown by an arrow Y3 in the figure.
また、上述した導波路基板１、発光素子８、受光素子
10、球レンズ9,11、反射板13等の各部品の他に、図示せ
ぬ電子回路等が、一点鎖線で示す金属性の箱15に収納さ
れ、光送受信器一体化モジュールが構成されている。従
って、この光送受信器一体化モジュールによれば、複数
の波長の光を分波／合波することができ、また、伝送経
路のインタフェース部として適用し、光の送受信を行う
ことが出来る。Further, the above-described waveguide substrate 1, light emitting element 8, light receiving element
10, in addition to the components such as the spherical lenses 9, 11 and the reflector 13, electronic circuits and the like (not shown) are housed in a metal box 15 indicated by a dashed line, and an optical transceiver integrated module is configured. I have. Therefore, according to this optical transceiver integrated module, light of a plurality of wavelengths can be demultiplexed / combined, and can be applied as an interface section of a transmission path to transmit and receive light.
発明が解決しようとする課題 ところで、上述した光送受信器一体化モジュールにお
いては、導波路基板１の各光導波路2,3,4と、発光素子
８、受光素子10及び光ファイバ12との光結合に、球レン
ズ9,11及び反射板13が用いられており、これらを個別に
調整して固定する必要がある。このように部品点数が多
いと、モジュール全体の小型化を図ることが難しくなる
と共に、その調整工数が多くなるので、コストが高くな
る問題があった。また、部品点数が多く、調整工数が多
いことは、全体の故障確率が高くなり、調整不良箇所が
多くなることにつながる。つまり、モジュール全体の信
頼性が低下する問題となる。Problems to be Solved by the Invention Incidentally, in the above-described optical transceiver integrated module, the optical coupling between each of the optical waveguides 2, 3, and 4 of the waveguide substrate 1, the light emitting element 8, the light receiving element 10, and the optical fiber 12 In addition, ball lenses 9, 11 and reflector 13 are used, and these need to be individually adjusted and fixed. When the number of components is large, it is difficult to reduce the size of the entire module, and the number of adjustment steps increases, so that there is a problem that the cost increases. In addition, a large number of parts and a large number of adjustment steps increase the probability of failure as a whole and increase the number of defective adjustments. That is, the reliability of the entire module is reduced.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
少数の部品点数で光結合を行うことによって、小型化を
図ることができ、調整工数を削減させて低コスト化を図
ることができると共に、全体の信頼性を向上させること
ができる光送受信器一体化モジュールを提供することを
目的としている。The present invention has been made in view of such a point,
By performing optical coupling with a small number of parts, the size of the optical transceiver can be reduced, the number of adjustment steps can be reduced, the cost can be reduced, and the overall reliability can be improved. The purpose is to provide a modularization module.
課題を解決するための手段 本発明は、導波路基板上に複数の導波路が一端部で互
いに平行となるように形成され、前記複数の導波路によ
って光を合波又は分波する導波路型合分波器と、発光素
子を有する光送信回路と、受光素子を有する光受信回路
とから成る光送受信器一体化モジュールにおいて、 前記導波路基板上に、前記複数の導波路の一端部に対
して直角方向に溝を形成し、この形成された溝の所定位
置に光学接着剤によって光ファイバを固定し、この固定
された光ファイバの先端部を前記導波路を伝搬する光を
所定方向に全反射する角度に成形する。Means for Solving the Problems The present invention provides a waveguide type wherein a plurality of waveguides are formed on a waveguide substrate so as to be parallel to each other at one end, and light is multiplexed or demultiplexed by the plurality of waveguides. An optical transceiver integrated module including a multiplexer / demultiplexer, an optical transmitting circuit having a light emitting element, and an optical receiving circuit having a light receiving element, wherein on the waveguide substrate, one end of the plurality of waveguides A groove is formed at right angles to the optical fiber, and an optical fiber is fixed at a predetermined position of the formed groove by an optical adhesive. Shape at an angle to reflect.
そして、前記光ファイバと、この先端部に前記光学接
着剤を介して当接する前記導波路とを光結合すると共
に、前記光学接着剤を介した前記光ファイバの胴部によ
って、前記発光素子及び受光素子と前記光ファイバの先
端部に前記光学接着剤を介して当接する導波路以外の導
波路とを光結合させるように構成する。The optical fiber is optically coupled to the waveguide that abuts on the tip of the optical fiber via the optical adhesive, and the light emitting element and the light receiving element are received by the body of the optical fiber via the optical adhesive. The device and the waveguide other than the waveguide that abuts on the tip of the optical fiber via the optical adhesive are optically coupled.
また、前記光ファイバの先端部を、前記導波路を伝搬
する光が全反射せず、分岐される角度に成形してもよ
い。Further, the tip of the optical fiber may be formed at an angle at which light propagating through the waveguide is branched without being totally reflected.
更に、前記光ファイバの先端部に、誘電体多層膜を設
け、前記導波路を伝搬する光が全反射せず、分岐される
ようにしてもよい。Furthermore, a dielectric multilayer film may be provided at the tip of the optical fiber so that the light propagating through the waveguide is branched without being totally reflected.
また、本発明の他の側面によると、前記導波路基板上
に、前記複数の導波路の一端部に対して直角方向であっ
て、かつその傾斜面が前記導波路を伝搬する光を、前記
導波路基板の下方に全反射する角度でＶ形状溝を形成
し、この形成されたＶ形状溝の所定位置に光学接着剤に
よってロッドレンズを固定する。According to another aspect of the present invention, on the waveguide substrate, light that is perpendicular to one end of the plurality of waveguides, and whose inclined surface propagates through the waveguide, A V-shaped groove is formed below the waveguide substrate at an angle of total reflection, and a rod lens is fixed to a predetermined position of the formed V-shaped groove with an optical adhesive.
そして、前記Ｖ形状溝を介して任意の前記導波路と前
記受光素子とを光結合すると共に、前記光学接着剤及び
前記ロッドレンズとを介して、任意の前記複数の導波路
と前記発光素子及び先端が球状に形成された光ファイバ
とを光結合するように構成する。And while optically coupling any of the waveguides and the light receiving element through the V-shaped groove, and through the optical adhesive and the rod lens, the plurality of arbitrary waveguides and the light emitting element and The optical fiber is configured to optically couple with an optical fiber having a spherical tip.
作用 上述した構成によれば、導波路を伝播する光が光ファ
イバの先端部で全反射し、この光ファイバを伝搬して伝
送路へ伝送され、また、光学接着剤を介した光ファイバ
の胴部がロッドレンズと同機能を果たすので、他の導波
路を通過する光が、光学接着剤を透過し、光ファイバで
集光されて受光素子に入射され、更に、発光素子から出
力された光が光ファイバで集光され、光学接着剤を透過
して、その他の導波路に伝搬される。According to the configuration described above, the light propagating through the waveguide is totally reflected at the tip of the optical fiber, propagates through the optical fiber and is transmitted to the transmission line, and the body of the optical fiber passes through the optical adhesive. Since the portion performs the same function as the rod lens, the light passing through the other waveguide passes through the optical adhesive, is collected by the optical fiber, is incident on the light receiving element, and is further output from the light emitting element. Is collected by the optical fiber, passes through the optical adhesive, and propagates to other waveguides.
従って、１本の光ファイバが伝送路、光結合レンズ及
び光反射器の役割を果たし、これによって、光学部品が
削減し、全体の小型化を図ることができ、更に、光ファ
イバを溝に挿入固定するだけで光結合部の組み立てがで
きるので、その組み立て、及び光結合の調整を容易に行
うことが出来る。Therefore, one optical fiber plays the role of a transmission line, an optical coupling lens, and an optical reflector, thereby reducing the number of optical components, reducing the overall size, and inserting the optical fiber into the groove. Since the optical coupling portion can be assembled only by fixing, the assembly and the optical coupling can be easily adjusted.
また、前記光ファイバの先端部を、導波路を伝搬する
光が全反射せず、所定分岐比で分岐される角度に成形す
るか、或いは光ファイバの先端部に、誘電体多層膜を設
け、導波路を伝搬する光が全反射せず、所定分岐比で分
岐されるようにした場合、分岐された光を、光ファイバ
と他の導波路とにそれぞれに伝搬させることができる。
即ち、その先端部が分岐器の役割を果たすことになり、
しかも、光学部品が増加することはない。Further, the tip of the optical fiber is formed at an angle at which the light propagating through the waveguide is not totally reflected and is branched at a predetermined branching ratio, or the tip of the optical fiber is provided with a dielectric multilayer film, If the light propagating through the waveguide is not totally reflected but is branched at a predetermined branching ratio, the branched light can be propagated to the optical fiber and another waveguide.
In other words, the tip will play the role of a branch,
Moreover, the number of optical components does not increase.
更に、導波路基板上に、複数の導波路に対して直角方
向であって、かつその傾斜面が導波路を伝搬する光を、
導波路基板上面に対して垂直下部方向に全反射する角度
でＶ形状溝を形成し、この形成されたＶ形状溝の所定位
置に光学接着剤によってロッドレンズを固定した場合、
導波路を伝搬する光が、Ｖ形状溝の傾斜面で下方に全反
射されて受光素子に入射され、また、他の導波路を通過
する光が、光学接着剤を透過し、ロッドレンズで集光さ
れ、先端が球状に形成された光ファイバに入射され、更
に、発光素子から出力された光がロッドレンズで集光さ
れ、光学接着剤を透過してその他の導波路に伝搬され
る。Further, on the waveguide substrate, light that is perpendicular to the plurality of waveguides, and whose inclined surface propagates through the waveguide,
When a V-shaped groove is formed at an angle of total reflection in the vertical lower direction with respect to the upper surface of the waveguide substrate, and a rod lens is fixed at a predetermined position of the formed V-shaped groove by an optical adhesive,
Light propagating through the waveguide is totally reflected downward on the inclined surface of the V-shaped groove and is incident on the light receiving element. Light passing through another waveguide is transmitted through the optical adhesive and collected by the rod lens. The light is incident on an optical fiber having a spherical tip, and the light output from the light emitting element is collected by a rod lens, transmitted through an optical adhesive, and propagated to other waveguides.
従って、Ｖ形状溝及びロッドレンズによって、光の反
射及び結合を行うことができ、これによって、光学部品
を削減することができ、全体の小型化を図ることができ
る。更に、光結合部の組み立て、及び調整を容易に行う
ことが出来る。Therefore, light can be reflected and coupled by the V-shaped groove and the rod lens, whereby the number of optical components can be reduced, and the overall size can be reduced. Further, the assembly and adjustment of the optical coupling section can be easily performed.
実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。第１図は本発明の第１の実施例による光送受信器一
体化モジュールの構造を示す平面図、第２図は第１図に
示すII−II線で切断した断面図である。これらの図にお
いて、第８図に示す従来例の各部に対応する部分には同
一の符号が付してある。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the structure of an optical transceiver integrated module according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. In these figures, parts corresponding to the respective parts of the conventional example shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
第１図及び第２図において、１はSi（シリコン）等か
らなる導波路基板である。この導波路基板１表面の所定
位置には、チタン（Ti）を熱拡散する等の方法によって
光導波路２が形成されており、これと同材料及び同方法
によって光導波路２の両側に一端部で互いに平行となる
ように第１分岐光導波路３と第２分岐光導波路４とが形
成されている。1 and 2, reference numeral 1 denotes a waveguide substrate made of Si (silicon) or the like. An optical waveguide 2 is formed at a predetermined position on the surface of the waveguide substrate 1 by a method such as thermal diffusion of titanium (Ti), and one end is formed on both sides of the optical waveguide 2 by the same material and the same method. The first branch optical waveguide 3 and the second branch optical waveguide 4 are formed so as to be parallel to each other.
また、導波路基板１の上部所定位置には、各光導波路
2,3,4と直角に交わる方向に、Ｖ形状又は図示された半
円筒状等の所定形状の溝20が形成されている。この溝20
には、各光導波路2,3,4の端部を横切るように光ファイ
バ21が嵌め込まれ、光学接着剤22によって固定されてい
る。但し、この光ファイバの胴部はロッドレンズと同機
能の役割を果たすものであり、また、その固定に際して
は、第２図の矢印Y6で示すように、光ファイバ21の中心
が、各光導波路2,3,4の光軸上にくるように固定されて
いる。また、光学接着剤22は光導波路とほぼ同様な光の
屈折率を有するものであり、光ファイバ21を固定する効
果の他に、各光導波路2,3,4とほぼ同様に光を伝搬する
効果がある。Each optical waveguide is provided at a predetermined position on the waveguide substrate 1.
A groove 20 having a predetermined shape such as a V shape or the illustrated semi-cylindrical shape is formed in a direction intersecting at right angles to 2, 3, and 4. This groove 20
An optical fiber 21 is fitted so as to cross the end of each of the optical waveguides 2, 3, and 4, and is fixed by an optical adhesive 22. However, the body of the optical fiber plays the same function as the rod lens, and when the optical fiber is fixed, as shown by the arrow Y6 in FIG. It is fixed so as to be on the optical axes of 2, 3, and 4. Further, the optical adhesive 22 has a refractive index of light substantially similar to that of the optical waveguide, and in addition to the effect of fixing the optical fiber 21, propagates light in substantially the same manner as the optical waveguides 2, 3, and 4. effective.
更に、光ファイバ21の先端部、即ち第１分岐光導波路
３の端部に位置する部分は、第１分岐光導波路３から伝
搬されてくる光が全反射する角度、例えば45度の角度に
成形されている。これによれば、第１分岐光導波路３か
ら伝搬されてくる光が矢印Y4で示すように、光ファイバ
21の先端部で全反射され、矢印Y4a方向に伝搬される。Further, the tip of the optical fiber 21, that is, the portion located at the end of the first branch optical waveguide 3 is formed at an angle at which the light propagated from the first branch optical waveguide 3 is totally reflected, for example, at an angle of 45 degrees. Have been. According to this, the light propagating from the first branch optical waveguide 3 is transmitted through the optical fiber as indicated by the arrow Y4.
The light is totally reflected at the tip end of 21 and propagates in the direction of arrow Y4a.
また、導波路基板１上の所定位置には、半導体レーザ
等の発光素子８及びホトダイオード等の受光素子10が載
置固定されており、発光素子８から出力された光が、図
に矢印Y5で示すように、光ファイバ21によって、集光さ
れ、光学接着剤22を介して光導波路２に伝搬され、ま
た、第２分岐光導波路４から伝搬されてくる光が、矢印
Y6で示すように、光学接着剤22を介して、光ファイバ21
によって集光され、受光素子10に入射される。A light emitting element 8 such as a semiconductor laser and a light receiving element 10 such as a photodiode are mounted and fixed at predetermined positions on the waveguide substrate 1. Light output from the light emitting element 8 is indicated by an arrow Y5 in the figure. As shown, the light condensed by the optical fiber 21 and propagated to the optical waveguide 2 via the optical adhesive 22 and the light propagated from the second branch optical waveguide 4 are indicated by arrows.
As shown by Y6, the optical fiber 21 is
And is incident on the light receiving element 10.
また、導波路基板１の左端部において、ルビー等から
なるリング５に挿入固定された光ファイバ６が、導波路
基板１の端面の光導波路２の端部が露出する部分に、光
学接着剤７によって接着されている。At the left end of the waveguide substrate 1, an optical fiber 6 inserted and fixed in a ring 5 made of ruby or the like is provided on an end surface of the waveguide substrate 1 where an end of the optical waveguide 2 is exposed, by an optical adhesive 7. Adhered by
そして、上述した各部品の他に図示せぬ電子回路等
が、一点鎖線で示す金属製の箱15に収納され、光送受信
器一体化モジュールが構成されている。Then, in addition to the above-described components, an electronic circuit (not shown) and the like are housed in a metal box 15 indicated by a dashed line to constitute an optical transceiver integrated module.
このような構成によれば、光導波路２と発光素子８、
また、第２分岐光導波路４と受光素子10の光結合が、伝
送路となる光ファイバ21によって行われ、更に第１分岐
光導波路３から伝搬されてくる光が、その光ファイバ21
の先端部で反射され、光ファイバ21に伝搬される。According to such a configuration, the optical waveguide 2 and the light emitting element 8,
Further, optical coupling between the second branch optical waveguide 4 and the light receiving element 10 is performed by an optical fiber 21 serving as a transmission path, and light propagating from the first branch optical waveguide 3 is further transmitted to the optical fiber 21.
The light is reflected at the tip of the optical fiber and propagated to the optical fiber 21.
従って、第８図に示す従来例のように、光結合用の球
レンズ9,10,及び反射板13を用いることなく、光ファイ
バ21のみで光結合が行えるので、光部品点数を削減し、
光結合部の調整及び固定箇所を減少させることができ
る。Accordingly, unlike the conventional example shown in FIG. 8, the optical coupling can be performed only by the optical fiber 21 without using the optical coupling spherical lenses 9, 10 and the reflector 13, so that the number of optical components can be reduced.
Adjustment and fixing of the optical coupling portion can be reduced.
次に、第３図を参照して、本発明の第２の実施例によ
る光送受信器一体化モジュールについて説明する。な
お、この図において、第１図に示す第１の実施例の各部
に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略
する。Next, an optical transceiver integrated module according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this figure, parts corresponding to the respective parts of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
この第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、光フ
ァイバ21の先端部の角度を全反射しない角度に形成し、
更に、導波路基板１上で、かつ第１分岐光導波路３の延
長線上の所定位置に第３分岐光導波路30を形成し、その
端部に、光学接着剤７′によって、リング５′に挿入固
定された光ファイバ６′を接着したことである。The second embodiment is different from the first embodiment in that the angle of the tip of the optical fiber 21 is formed so as not to be totally reflected,
Further, a third branch optical waveguide 30 is formed at a predetermined position on the waveguide substrate 1 and on an extension of the first branch optical waveguide 3, and is inserted into the ring 5 'at its end by an optical adhesive 7'. That is, the fixed optical fiber 6 'is bonded.
即ち、このような構成によれば、第１分岐光導波路３
から伝搬されてくる光が、光ファイバ21の先端部で矢印
Y4及びY7の方向に分岐される。矢印Y4方向に分岐された
光は、光ファイバ21を伝播し、また、矢印Y7方向に分岐
された光は、第３分岐光導波路30を伝搬して光ファイバ
６′へ伝送される。That is, according to such a configuration, the first branch optical waveguide 3
Light propagating from the optical fiber 21
It branches in the directions of Y4 and Y7. The light branched in the direction of the arrow Y4 propagates through the optical fiber 21, and the light branched in the direction of the arrow Y7 propagates through the third branched optical waveguide 30 and is transmitted to the optical fiber 6 '.
従って、光ファイバ21の先端で分岐された異なる波長
の光を、それぞれ異なる経路の伝送路へ伝送することが
できる。Therefore, light of different wavelengths branched at the tip of the optical fiber 21 can be transmitted to transmission paths of different paths.
次に、第３の実施例を説明する。この第３の実施例の
構成は、第３図に示した第２の実施例とほぼ同様である
が、一部異なる点は、光ファイバ21の先端部が、第１分
岐光導波路３から伝播されてくる光を全反射する角度に
形成されており、その先端部に誘電体多層膜が形成され
ていることである。Next, a third embodiment will be described. The configuration of the third embodiment is almost the same as that of the second embodiment shown in FIG. 3, except that the tip of the optical fiber 21 is propagated from the first branch optical waveguide 3. The angle is formed so as to totally reflect the incident light, and a dielectric multilayer film is formed at the tip thereof.
即ち、このような構成によれば、第２の実施例と同様
に、第１分岐光導波路３から伝搬されてくる光が、光フ
ァイバ21の先端部で矢印Y4及びY7の方向に分岐され、矢
印Y4方向に分岐された光が、光ファイバ21を伝搬し、ま
た、矢印Y7方向に分岐された光が、第３分岐光導波路30
を伝搬して光ファイバ６′へ伝送される。That is, according to such a configuration, similarly to the second embodiment, the light propagating from the first branch optical waveguide 3 is split at the tip of the optical fiber 21 in the directions of arrows Y4 and Y7, The light branched in the direction of the arrow Y4 propagates through the optical fiber 21, and the light branched in the direction of the arrow Y7 is
And transmitted to the optical fiber 6 '.
従って、光ファイバ21の先端で分岐された異なる波長
の光を、それぞれ異なる経路の伝送路へ伝送することが
できる。Therefore, light of different wavelengths branched at the tip of the optical fiber 21 can be transmitted to transmission paths of different paths.
次に、第４図〜第７図を参照して、本発明の第４の実
施例による光送受信器一体化モジュールについて説明す
る。第４図は本発明の第４の実施例による光送受信器一
体化モジュールの構造を示す平面図、第５図は第４図に
示すＶ−Ｖ線で切断した断面図、第６図は第４図に示す
VI−VI線で切断した断面図、第７図は第４図に示すVII
−VII線で切断した断面図である。なお、これらの図に
おいて、第１図に示す第１の実施例の各部に対応する部
分には同一の符号が付してある。Next, an optical transceiver integrated module according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view showing the structure of an optical transceiver integrated module according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV shown in FIG. 4, and FIG. Shown in Figure 4
FIG. 7 is a sectional view taken along line VI-VI, and FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by the VII line. In these figures, parts corresponding to the respective parts of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
第４図において、１は導波路基板、２は光導波路、３
は第１分岐光導波路、４は第２分岐光導波路である。In FIG. 4, 1 is a waveguide substrate, 2 is an optical waveguide, 3
Is a first branch optical waveguide, and 4 is a second branch optical waveguide.
導波路基板１の上部所定位置には、各光導波路2,3,4
と直角に交わる方向に、Ｖ形状溝40が形成されている。Each of the optical waveguides 2, 3, 4 is located at a predetermined position on the waveguide substrate 1.
A V-shaped groove 40 is formed in a direction that intersects at right angles.
このＶ形状溝40は、第５図に示すように、一方の斜面
40aが、第１分岐光導波路３を伝搬してきた光を全反射
し、この全反射した光が矢印Y8で示すように、導波路基
板１の水平面に対してほぼ垂直に入射し、かつ導波路基
板１の下面所定位置に配置されたホトダイオード等の受
光素子10に入射するような角度θｏに成形されている。This V-shaped groove 40 has one inclined surface as shown in FIG.
40a totally reflects the light propagating through the first branching optical waveguide 3, and the totally reflected light enters the waveguide substrate 1 almost perpendicularly to the horizontal plane, as indicated by an arrow Y8; It is molded at an angle theta o as incident on the light receiving element 10 such as a photodiode which is disposed on the lower surface position of the substrate 1.
即ち、この実施例による導波路基板１の場合、シリコ
ン材料が適用されているので、シリコン材料の屈折率＝
3.5とすると、臨界全反射角θｍは、 θｍ＝cos-1（1/3.5）＝73° となる。That is, in the case of the waveguide substrate 1 according to this embodiment, since the silicon material is applied, the refractive index of the silicon material =
Assuming 3.5, the critical total reflection angle θ m is θ m = cos −1 (1 / 3.5) = 73 °.
従って、Ｖ形状溝40の斜面40aの角度θｏを73°以下
にすることによって、第１分岐光導波路３を伝搬してき
た光が全反射することになる。また、光を全反射させ、
かつ導波路基板１の水平面に対して垂直に入射させるに
は、角度θｏを45°に成形すればよい。なお、Ｖ形状溝
40を形成するには、ダイシングソー又は、エッチングに
よって行うことが出来る。Therefore, by the angle theta o slope 40a of V-shaped grooves 40 to 73 ° or less, so that the light propagated through the first branched optical waveguide 3 is totally reflected. In addition, we totally reflect light,
And to be incident perpendicular to the horizontal plane of the waveguide substrate 1, it can be molded angle theta o to 45 °. The V-shaped groove
40 can be formed by a dicing saw or etching.
また、Ｖ形状溝40には、光導波路２及び第２分岐光導
波路４の各端部を横切るようにロッドレンズ41が嵌め込
まれ、光学接着剤22によって固定されている。また、導
波路基板１上の所定位置には、半導体レーザ等の発光素
子８と先端がテーパ球状に成形された出力用の光ファイ
バ42（第６図参照）とが載置固定されている。A rod lens 41 is fitted into the V-shaped groove 40 so as to cross each end of the optical waveguide 2 and the second branch optical waveguide 4, and is fixed by the optical adhesive 22. At a predetermined position on the waveguide substrate 1, a light emitting element 8 such as a semiconductor laser and an output optical fiber 42 (see FIG. 6) having a tapered spherical tip are mounted and fixed.
但し、ロッドレンズ41の固定に際しては、第６図及び
第７図に示すように、ロッドレンズ41の中心が、各光導
波路2,4の光軸上（両図に示す矢印Y9及びY10参照）にく
るようになされている。However, when fixing the rod lens 41, as shown in FIGS. 6 and 7, the center of the rod lens 41 is positioned on the optical axis of each of the optical waveguides 2 and 4 (see arrows Y9 and Y10 shown in both figures). It is made to come to.
また、ロッドレンズ41を固定する光学接着剤22がＶ形
状溝40に接着されているので、このような構成部分で
は、Ｖ形状溝40によって、光導波路２を伝搬してきた光
を全反射する条件が、破られることになる。つまり、第
６図の矢印Y9で示すように、光導波路２を伝搬してきた
光は、直進し、ロッドレンズ41によって集光され、光フ
ァイバ42に結合する。In addition, since the optical adhesive 22 for fixing the rod lens 41 is bonded to the V-shaped groove 40, in such a configuration, the condition that the light propagating through the optical waveguide 2 is totally reflected by the V-shaped groove 40 is used. Will be torn. That is, as indicated by the arrow Y9 in FIG. 6, the light propagating through the optical waveguide 2 goes straight, is collected by the rod lens 41, and is coupled to the optical fiber.
また、導波路基板１の左端部において、ルビー等から
なるリング５に挿入固定された光ファイバ６が、導波路
基板１の端面の光導波路２の端部が露出する部分に、光
学接着剤７によって接着されており、更に、これら各部
品の他に図示せぬ電子回路などが、一点鎖線で示す金属
製の箱15に収納され、光送受信器一体化モジュールが構
成されている。At the left end of the waveguide substrate 1, an optical fiber 6 inserted and fixed in a ring 5 made of ruby or the like is provided on an end surface of the waveguide substrate 1 where an end of the optical waveguide 2 is exposed, by an optical adhesive 7. Further, in addition to these components, an electronic circuit (not shown) and the like are housed in a metal box 15 indicated by a dashed line to constitute an optical transceiver integrated module.
このような構成によれば、光導波路２と光ファイバ42
と、また、第２分岐光導波路４と発光素子８との光結合
が、ロッドレンズ41によって行われ、更に第１分岐光導
波路３から伝搬されてくる光が、Ｖ形状溝40で全反射さ
れ、受光素子10に結合される。According to such a configuration, the optical waveguide 2 and the optical fiber 42
In addition, optical coupling between the second branch optical waveguide 4 and the light emitting element 8 is performed by the rod lens 41, and light propagating from the first branch optical waveguide 3 is totally reflected by the V-shaped groove 40. , And the light receiving element 10.
従って、第８図に示す従来例のように、光結合用の球
レンズ9,10,及び反射板13を用いることなく、ロッドレ
ンズ41及びＶ形状溝40で光結合が行えるので、光部品点
数を削減し、光結合部の調整及び固定箇所を減少させる
ことができる。Therefore, unlike the conventional example shown in FIG. 8, the optical coupling can be performed by the rod lens 41 and the V-shaped groove 40 without using the optical coupling spherical lenses 9 and 10 and the reflection plate 13. And the number of adjustment and fixing portions of the optical coupling unit can be reduced.
また、この第４の実施例においては、光結合部品にロ
ッドレンズ41を用いたが、光ファイバで代用させること
もできる。さらに光ファイバの先端部を第３図に示した
例のように、全反射しない角度で斜めに成形すれば、異
なる波長の光を、それぞれ異なる経路の伝送路へ伝送す
ることができ、しかも、光結合の部品点数が増えること
はない。Further, in the fourth embodiment, the rod lens 41 is used as the optical coupling component, but an optical fiber can be used instead. Further, if the tip of the optical fiber is formed obliquely at an angle that does not cause total reflection as in the example shown in FIG. 3, light of different wavelengths can be transmitted to transmission paths of different paths, and The number of parts for optical coupling does not increase.
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、少数の光部品
点数で光結合を行うことができるので、次のような効果
がある。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, optical coupling can be performed with a small number of optical components, and thus the following effects are obtained.
モジュール全体の小型化を図ることができる。The size of the entire module can be reduced.
調整工数を削減させることができ、組み立てを容易に
行うことができる。また、これによって大量生産性を向
上させることができる。Adjustment man-hours can be reduced, and assembly can be performed easily. In addition, this can improve mass productivity.
また、及びの効果によって、低コスト化を図るこ
とができる。Further, cost reduction can be achieved by the effects of and.
部品点数が少なく、調整箇所が少ないので、全体の信
頼性を向上させることができる。Since the number of parts is small and the number of adjustment points is small, overall reliability can be improved.
第１図は本発明の第１の実施例による光送受信器一体化
モジュールの構造を示す平面図、 第２図は第１図に示すII−II線で切断した断面図、 第３図は本発明の第２実施例による光送受信器一体化モ
ジュールの構造を示す平面図、 第４図は本発明の第３の実施例による光送受信器一体化
モジュールの構造を示す平面図、 第５図は第４図に示すＶ−Ｖ線で切断した断面図、 第６図は第４図に示すVI−VI線で切断した断面図、 第７図は第４図に示すVII−VII線で切断した断面図、 第８図は従来の光送受信器一体化モジュールの構造を示
す平面図である。 １……導波路基板、2,3,4……導波路、８……発光素
子、10……受光素子、20……溝、21……光ファイバ、22
……光学接着剤、40……Ｖ形状溝、41……ロッドレン
ズ。FIG. 1 is a plan view showing the structure of an optical transceiver integrated module according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing the structure of an optical transceiver integrated module according to a second embodiment of the present invention; FIG. 4 is a plan view showing the structure of an optical transceiver integrated module according to a third embodiment of the present invention; FIG. 6 is a sectional view taken along line VV shown in FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a section taken along line VII-VII shown in FIG. FIG. 8 is a plan view showing the structure of a conventional optical transceiver integrated module. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waveguide board, 2, 3, 4 ... Waveguide, 8 ... Light emitting element, 10 ... Light receiving element, 20 ... Groove, 21 ... Optical fiber, 22
... optical adhesive, 40 ... V-shaped groove, 41 ... rod lens.
Claims (4)
4）が一端部で互いに平行となるように形成され、前記
複数の導波路（2,3,4）によって光を合波又は分波する
導波路型合分波器と、発光素子（８）を有する光送信回
路と、受光素子（10）を有する光受信回路とから成る光
送受信器一体化モジュールにおいて、 前記複数の導波路（2,3,4）の一端部と直角となるよう
に導波路基板（１）上に溝（20）を設け、 その先端部が複数の導波路（2,3,4）のうちの一つ
（３）を伝搬する光を所定方向に全反射する角度に成形
された光ファイバ（21）を前記溝（20）の所定位置に光
学接着剤（22）によって固定して構成し、 前記光ファイバ（21）と、この先端部に前記光学接着剤
（22）を介して当接する前記導波路（３）とを光結合す
ると共に、前記光学接着剤（22）を介した前記光ファイ
バ（21）の胴部によって、前記発光素子（８）及び受光
素子（10）と前記光ファイバ（21）の先端部に前記光学
接着剤（22）を介して当接する導波路（３）以外の導波
路（2,4）とを光結合することを特徴とする光送受信器
一体化モジュール。A plurality of waveguides (2, 3,...) Are provided on a waveguide substrate (1).
A waveguide type multiplexer / demultiplexer formed so that one end thereof is parallel to each other at one end and multiplexing or demultiplexing light by the plurality of waveguides (2, 3, 4); and a light emitting element (8) An optical transmitter / receiver integrated module comprising an optical transmitting circuit having a light emitting element and an optical receiving circuit having a light receiving element (10), wherein the plurality of waveguides (2, 3, 4) are guided at right angles to one ends thereof. A groove (20) is provided on the waveguide substrate (1), and the tip of the groove (20) has an angle at which the light propagating through one (3) of the plurality of waveguides (2, 3, 4) is totally reflected in a predetermined direction. The molded optical fiber (21) is fixed at a predetermined position of the groove (20) with an optical adhesive (22), and the optical fiber (21) and the optical adhesive (22) are attached to the tip of the optical fiber (21). Is optically coupled to the waveguide (3) that is in contact with the optical fiber (21), and by the body of the optical fiber (21) through the optical adhesive (22), Waveguides (2, 4) other than the waveguide (3), which is in contact with the light emitting element (8) and the light receiving element (10) and the tip of the optical fiber (21) via the optical adhesive (22); An optical transceiver integrated module characterized by optically coupling.
波路（３）を伝搬する光が全反射せず、分岐される角度
に成形したことを特徴とする請求項１記載の光送受信器
一体化モジュール。2. The light according to claim 1, wherein the tip of the optical fiber is formed at an angle at which the light propagating through the waveguide is not totally reflected but branched. Transceiver integrated module.
多層膜を設け、前記導波路（３）を伝搬する光が全反射
せず、分岐されるようにしたことを特徴とする請求項１
記載の光送受信器一体化モジュール。3. The optical fiber (21) is provided with a dielectric multilayer film at a tip end thereof, so that light propagating through the waveguide (3) is branched without being totally reflected. Claim 1
An optical transceiver integrated module as described in the above.
4）が一端部で互いに平行となるように形成され、前記
複数の導波路（2,3,4）によって光を合波又は分波する
導波路型合分波器と、発光素子（８）を有する光送信回
路と、受光素子（10）を有する光受信回路とから成る光
送受信器一体化モジュールにおいて、 その傾斜面が前記導波路（３）を伝搬する光を、前記導
波路基板（１）の下方に全反射する角度に形成されたＶ
形状溝（40）を、前記複数の導波路（2,3,4）の一端部
と直角となるように導波路基板（１）上に設け、 受光素子（10）を導波路基板（１）の下方に設け、 前記Ｖ形状溝（40）の所定位置に光学接着剤（22）によ
ってロッドレンズ（41）を固定して構成し、 前記Ｖ形状溝（40）を介して任意の前記導波路（３）と
前記受光素子（10）とを光結合すると共に、前記光学接
着剤（22）及び前記ロッドレンズ（41）とを介して、任
意の前記複数の導波路（2,4）と前記発光素子（８）及
び先端が球状に形成された光ファイバ（42）とを光結合
することを特徴とする光送受信器一体化モジュール。4. A plurality of waveguides (2, 3,...) On a waveguide substrate (1).
A waveguide type multiplexer / demultiplexer formed so that one end thereof is parallel to each other at one end and multiplexing or demultiplexing light by the plurality of waveguides (2, 3, 4); and a light emitting element (8) An optical transceiver integrated module comprising an optical transmission circuit having a light receiving element and a light receiving circuit having a light receiving element, the inclined surface of which transmits light propagating through the waveguide (3) to the waveguide substrate (1). V) formed at an angle of total internal reflection below
A shape groove (40) is provided on the waveguide substrate (1) so as to be perpendicular to one end of the plurality of waveguides (2, 3, 4), and the light receiving element (10) is provided on the waveguide substrate (1). , A rod lens (41) is fixed at a predetermined position of the V-shaped groove (40) with an optical adhesive (22), and any of the waveguides is provided through the V-shaped groove (40). (3) optically couples the light receiving element (10) with the plurality of arbitrary waveguides (2, 4) through the optical adhesive (22) and the rod lens (41). An optical transceiver integrated module, wherein a light emitting element (8) and an optical fiber (42) having a spherical tip are optically coupled.
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