JP7189036B2 - light receiving and emitting device - Google Patents
light receiving and emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7189036B2 JP7189036B2 JP2019014809A JP2019014809A JP7189036B2 JP 7189036 B2 JP7189036 B2 JP 7189036B2 JP 2019014809 A JP2019014809 A JP 2019014809A JP 2019014809 A JP2019014809 A JP 2019014809A JP 7189036 B2 JP7189036 B2 JP 7189036B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- light
- light emitting
- receiving device
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本開示は、受発光装置に関するものである。 The present disclosure relates to a light receiving and emitting device.
近年、通信における情報量の増加に伴い、光ファイバを用いた光通信が用いられるようになってきている。例えば特許文献1は、波長選択性を有する多層膜フィルタを光導波路の途中に挿入することによって、発光素子を出射した送信光と外部から光導波路に入射した受信光とを分離する一芯双方向型の受発光装置を開示している。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in the amount of information in communications, optical communications using optical fibers have come to be used. For example,
特許文献1に開示された技術では、波長選択性を有する多層膜フィルタを光導波路の途中に挿入するため、受発光装置が大型化、高コスト化する問題があった。また、特許文献1に開示された受発光装置を複数用いて光通信システムを構築する場合、送信光と受信光とが同一波長でないことにより、複数の受発光装置を同一構成にできないため、光通信システムが高コスト化する問題があった。
In the technique disclosed in
本開示の一つの態様の受発光装置は、主面に凹部が設けられている基体と、
前記凹部に収容された発光素子と、
前記凹部に収容された受光素子と、
前記凹部に収容された光導波路体であって、前記凹部の開口または側壁に臨む第1面、前記発光素子の発光面に向かい合う第2面、および前記受光素子の受光面に向かい合う第3面を含み、内部に前記発光素子が発する光および外部からの光が通る第1光導波路、前記外部からの光のうちの一部を通過させるリング共振器、ならびに前記リング共振器を通過した、前記受光素子によって受光される前記外部からの光のうちの一部が通る第2光導波路が設けられ、前記第1光導波路は、一端部が前記第1面に位置し、他端部が前記第2面に位置しており、前記第2光導波路は、一端部が前記第3面に位置し、他端部が、前記リング共振器を介して、前記第1光導波路に光学的に結合されており、前記リング共振器は、前記第1光導波路に光学的に結合する第1部分と、前記第2光導波路に光学的に結合する第2部分とを有し、前記第2部分は、前記第2部分における光の伝搬方向と前記第2光導波路が延びる方向とが平行となるように配設されており、前記リング共振器は、前記発光素子から発せられ前記第1導波路を通る光および前記外部からの光のうちの、前記リング共振器の共振条件を満たす前記外部からの光だけを、前記第2光導波路に移すように構成されている光導波路体と、を備えることを特徴とする。
A light emitting/receiving device according to one aspect of the present disclosure includes a base having a concave portion on its main surface,
a light emitting element accommodated in the recess;
a light receiving element accommodated in the recess;
The optical waveguide body accommodated in the recess has a first surface facing the opening or side wall of the recess, a second surface facing the light emitting surface of the light emitting element, and a third surface facing the light receiving surface of the light receiving element. a first optical waveguide through which light emitted by the light emitting element and light from the outside pass; a ring resonator that allows a portion of the light from the outside to pass through ; and a ring resonator that passes through the ring resonator. A second optical waveguide is provided through which part of the external light received by the light receiving element passes, and the first optical waveguide has one end located on the first surface and the other end. is located on the second surface, and the second optical waveguide has one end located on the third surface and the other end connected to the first optical waveguide through the ring resonator. optically coupled , the ring resonator having a first portion optically coupled to the first optical waveguide and a second portion optically coupled to the second optical waveguide; The second portion is arranged such that the propagation direction of light in the second portion is parallel to the direction in which the second optical waveguide extends, and the ring resonator emits light from the light emitting element. an optical waveguide body configured to transfer only the external light that satisfies a resonance condition of the ring resonator, out of the light passing through one waveguide and the external light, to the second optical waveguide; , is provided.
本開示の一つの態様の受発光装置によれば、簡易な構成のリング共振器を用いて、外部からの光から受信光を分波することができるため、受発光装置を小型化および低コスト化することが可能になる。また、本開示の一つの態様の受発光装置によれば、送信光の波長と受信光の波長とを同一波長とすることができるため、低コストであり、かつ汎用性の高い光通信システムを構築することが可能になる。 According to the light emitting/receiving device of one aspect of the present disclosure, it is possible to demultiplex the received light from the light from the outside using a ring resonator with a simple configuration, so that the size and cost of the light emitting/receiving device can be reduced. It becomes possible to convert Further, according to the light emitting and receiving device of one aspect of the present disclosure, the wavelength of the transmission light and the wavelength of the reception light can be the same wavelength, so that a low-cost and highly versatile optical communication system can be realized. becomes possible to build.
以下、添付図面を参照して、本開示の受発光装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the light receiving and emitting device of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本開示の一実施形態に係る受発光装置を模式的に示す斜視図であり、図2は、本開示の一実施形態に係る受発光装置を模式的に示す断面図である。図1では、蓋体を省略して図示しており、図2は、図1の切断面線A-Aで切断した断面図を示している。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a light emitting/receiving device according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the light emitting/receiving device according to an embodiment of the present disclosure. In FIG. 1, the lid is omitted, and FIG. 2 shows a cross-sectional view cut along the cross-sectional line AA in FIG.
本実施形態の受発光装置1は、基体10と、発光素子20と、受光素子30と、光導波路体40とを備えている。
The light emitting/receiving
基体10は、板状の形状を有している。基体10は、平面視したときの形状が、例えば矩形状、正方形状、円形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。基体10の主面10aには、凹部11が設けられている。凹部11は、その開口形状が、例えば矩形状、正方形状、円形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。また、凹部11は、主面10aに平行な断面の断面形状が深さ方向に一様な形状であってもよく、所定の深さまでは、断面形状が開口形状と同じで一様であり、所定の深さ以降は、断面形状が小さくなって底部まで一様であるような、段差付きの凹部であってもよい。
The
基体10は、複数の誘電体層が積層されて形成されていてもよい。基体10は、誘電体層がセラミック材料から成るセラミック配線基板であってもよい。セラミック配線基板で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化ケイ素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体等が挙げられる。基体10がセラミック配線基板である場合、誘電体層には、発光素子および受光素子と外部回路との電気的接続のための接続パッド、内部配線導体、外部接続端子等の各導体が配設される。
The
基体10は、誘電体層が有機材料から成る有機配線基板であってもよい。有機配線基板は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板、フレキシブル配線基板等である。有機配線基板に用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
The
発光素子20は、凹部11に収容されている。発光素子20は、外部へ送信すべき光通信用の波長帯域の光(以下、送信光ともいう)を含む赤外光、可視光等を発する素子である。発光素子20は、端面発光型の発光素子であてもよく、面発光型の発光素子であってもよい。発光素子20は、例えば、LD(Laser Diode)、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)、LED(Light Emitting Diode)等である。なお、受発光装置1は、発光素子20と外部回路とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ、配線導体等を有しているが、図では省略している。
受光素子30は、凹部11に収容されている。受光素子30は、外部から受信すべき光通信用の波長帯域の光(以下、受信光ともいう)を検知する素子である。受光素子30は、面受光型の受光素子であってもよく、端面受光型の受光素子であってもよい。受光素子30は、例えば、PD(photo diode)である。なお、受発光装置1は、受光素子20と外部回路とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ、配線導体等を有しているが、図では省略している。
The
光導波路体40は、凹部11に収容されている。光導波路体40は、光導波路と該光導波路を取り囲むクラッド部材とを含む構造体であり、第1面40a、第2面40bおよび第3面40cを含んでいる。第1面40aは、凹部11の開口11aに臨んでいる。また、第2面40bは、発光素子20の発光面20aに臨んでおり、第3面40cは、受光素子30の受光面30aに臨んでいる。光導波路体40は、第1面40a、第2面40bおよび第3面40cのいずれとも異なる面が、凹部11の底面11cに接合されることで、凹部11内に保持されていてもよい。
The
光導波路体40は、内部に第1光導波路41、第2光導波路42および少なくとも1つのリング共振器43を有している。また、光導波路体40は、クラッド部材44を有している。クラッド部材44は、第1光導波路41、第2光導波路42およびリング共振器43を囲んでいる。
The
第1光導波路41、第2光導波路42、リング共振器43およびクラッド部材44は、ガラス、有機材料、樹脂材料等から成る。第1光導波路41、第2光導波路42およびリング共振器43の屈折率は、クラッド部材44の屈折率よりも大きい。第1光導波路41、第2光導波路42およびリング共振器43は、クラッド部材44とは異なる材料を含んでいるが、第1光導波路41、第2光導波路42およびリング共振器43と、クラッド部材44とは一体的に形成されている。
The first
第1光導波路41は、発光素子20が発する光および外部からの光が通る光導波路である。第1光導波路41は、一端部(以下、第1端部ともいう)41aが第1面40aに位置し、他端部(以下、第2端部ともいう)41bが第2面40bに位置している。
The first
第2光導波路42は、リング共振器43を介して、第1光導波路41に光学的に結合されている。第2光導波路42は、リング共振器43を通過した、外部からの光のうちの一部である、受光素子30によって受光される光(受信光)が通る光導波路である。第2光導波路42は、一端部(以下、第3端部ともいう)42aが第3面40cに位置し、他端部(以下、第4端部ともいう)42bが、リング共振器43を介して、第1光導波路41に光学的に結合されている。
The second
リング共振器43は、合分波機能を有する光学素子であり、受発光装置1では、外部からの光のうちの一部の光を通過させる光学フィルタの役割を果たしている。受発光装置1のリング共振器43は、第1光導波路41を伝搬する外部からの光のうち共振条件を満たす光を第2光導波路42に移すように構成されている。共振条件は、リング共振器43の屈折率をnとし、リング共振器43の半径をrとし、第2光導波路42に移される光の波長をλとするとき、2πnr=mλ(mは正の整数)で与えられる。
The
リング共振器43は、第1光導波路41に光学的に結合する第1部分43a、および第2光導波路42に光学的に結合する第2部分43bを有している。リング共振器43は、例えば図2に示すように、第1部分43aが、第1光導波路41における第1端部41aと第2端部41bとの間の中間部分41cに近接するとともに、中間部分41cと略平行に延びるように配設されている。また、リング共振器43は、例えば図2に示すように、第2部分43bが、第2光導波路42の第4端部42bに近接し、且つ第2部分43bにおける受信光の伝搬方向が、第4端部42bにおける、第2光導波路42が延びる方向(第4端部42bから第3端部42aに向かう方向)と略平行となるように配設されている。リング共振器43によれば、第1光導波路41を伝搬する発光素子20が発する光および外部からの光のうちリング共振器43の共振条件を満たす外部からの光だけを、第2光導波路42に移すことができる。
The
受発光装置1は、多層膜フィルタ、ハーフミラー等と比較して簡易な構成のリング共振器43を用いて、外部からの光から受信光を分波する構成となっている。それゆえ、受発光装置1によれば、受発光装置の小型化および低コスト化を実現できる。また、受発光装置1によれば、送信光と受信光とを同一波長とすることができるため、同一構成の受発光装置1を複数備えた、低コストの光通信システムを構築することが可能になる。
The light emitting/receiving
例えば図1,2に示すように、受発光装置1では、光導波路体40の第1面40aは、主面10aに沿って延びている。第2面40bは、第1面40aと底面11cとの間に位置するとともに、主面10aと交差する方向に延びている。第3面40cは、第1面40aよりも底面11c側に位置し、底面11cに向かい合う(臨む)とともに、主面10aに沿って延びている。第1光導波路41および第2光導波路42は、光路すなわち光の伝搬方向を湾曲(変換)させる湾曲部41d,42cを有している。したがって、受発光装置1によれば、発光素子20として、底面11cに搭載され、発光面20aが主面10aと交差する方向に延びる、周知の端面発光型発光素子を用いることができる。また、受光素子30として、底面11cに搭載され、受光面30aが主面10aに沿って延びる、周知の面受光型受光素子を用いることができる。それゆえ、受発光装置1によれば、受発光装置の低コスト化を実現できる。
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, in the light emitting/receiving
受発光装置1は、例えば図1,2に示すように、凹部11の開口11aに位置し、開口11aを封止(密封)する透光性の蓋体50を有していてもよい。これにより、凹部11を封止することができるので、受発光装置1の長期信頼性を向上させることができる。蓋体50は、例えば板状の形状を有している。蓋体50は、エポキシ系、シリコン系、熱可塑性樹脂等の樹脂系接合材によって基体10に接合されていてもよい。
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the light emitting/receiving
受発光装置1が蓋体50を有する場合、送信光は、蓋体50を介して凹部11内から外部に出射し、受信光は、蓋体50を介して外部から凹部11内に入射する。蓋体50は、送信光の波長および受信光の波長に対して、70%以上の透過率を有する材料で形成されていてもよく、80%以上の透過率を有する材料で形成されていてもよく、90%以上の透過率を有する材料で形成されていてもよい。
When the light emitting/receiving
図1,2では、光導波路体40が、直方体であって、該直方体の連続する2つの面に開口し、受光素子30を収容する切欠き部を有している例を示したが、光導波路体40は、上記構成の第1面40a、第2面40bおよび第3面40cを含む形状であればよく、その形状は、図1,2に示す形状に限定されない。光導波路体40は、例えば、直方体であって、該直方体に形成された発光素子20を収容する切欠き部、および受光素子30を主要する切欠き部の両方を有していてもよい。
FIGS. 1 and 2 show an example in which the
図1,2では、発光素子20および受光素子30の両方が、凹部11の底面11cに搭載されている例を示したが、受発光装置1は、発光素子20が、底面11cに配設されたサブマウント上に搭載されている構成であってもよい。このような構成によれば、発光素子20と第1光導波路41の第2端部41bとの位置合わせができるため、送信光の出射効率に優れた受発光装置とすることができる。また、受発光装置1は、受光素子30が、底面11cに配設されたサブマウント上に搭載されている構成であってもよい。このような構成によれば、受光素子30と第2光導波路42の第3端部42aとの距離を小さくできるため、受信光の検知効率に優れた受発光装置とすることができる。
1 and 2 show an example in which both the light-emitting
図1,2では、第1光導波路41の径が、第1光導波路41が延びる方向において一定である例を示したが、第1光導波路41は、第1端部41aが第1面40aに向かってテーパー状に広がっていてもよい。これにより、外部からの光を、第1光導波路41に効率的に入射させることができる。また、第1光導波路41は、第2端部41bが第2面40bに向かってテーパー状に広がっていてもよい。これにより、発光素子20が発する光を、第1光導波路41に効率的に入射させることができる。
1 and 2 show an example in which the diameter of the first
以下、本開示の受発光装置の他の実施形態について説明する。 Other embodiments of the light receiving and emitting device of the present disclosure will be described below.
図3は、本開示の他の実施形態に係る受発光装置を模式的に示す断面図である。図3は、図2に示した断面図に対応する。 FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting/receiving device according to another embodiment of the present disclosure. FIG. 3 corresponds to the cross-sectional view shown in FIG.
本実施形態の受発光装置1Aは、上記実施形態の受発光装置1に対して、発光素子20、受光素子30、および光導波路体40の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には受発光装置1と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
A light emitting/receiving
受発光装置1Aでは、例えば図3に示すように、発光素子20は、凹部11の底面11cに搭載されており、発光面20aは、主面10aに沿って延びている。また、受光素子30は、凹部11の底面11cに配設されたサブマウント12上に搭載されており、受光素子30の受光面30aは、主面10aと交差する方向に延びている。
In the light emitting/receiving
例えば図3に示すように、光導波路体40の第1面40aは、凹部11の開口11aに臨むとともに、主面10aに沿って延びている。第2面40bは、第1面40aよりも凹部11の底面11c側に位置し、底面11cに向かい合う(臨む)とともに、主面10aに沿って延びている。第3面40cは、第1面40aと第2面との間に位置するとともに、前記主面と交差する方向に延びている。光導波路体40は、例えばエポキシ系、アクリル系等の透光性接合材を用いて、第2面40bが発光面20aに接合され、第3面40cが受光面30aに接合されることで、凹部11内に保持されていてもよい。光導波路体40は、底面11cに配設されたサブマウント上に固定されることで、凹部11内に保持されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 3, the
第1光導波路41は、主面10aと交差する方向に直線状に延びており、第2光導波路42は、主面10aに沿う方向に直線状に延びている。受発光装置1Aのリング共振器43は、受発光装置1のリング共振器43と同様に、第1光導波路41および第2光導波路42に光学的に結合されており、第1光導波路41を伝搬する外部からの光のうち共振条件を満たす光だけを第2光導波路42に移すように構成されている。
The first
受発光装置1Aによれば、受発光装置1の場合と同様に、受発光装置の小型化および低コスト化を実現することができるとともに、低コストの光通信システムを構築することが可能になる。また、受発光装置1Aでは、第1光導波路41および第2光導波路42が、湾曲部を有しておらず、直線状に延びているため、光ファイバの曲がり損失に起因する、光の伝搬ロスを低減することができる。それゆえ、受発光装置1Aによれば、送信光の出射効率および受信光の検知効率に優れた受発光装置を提供することができる。
According to the light emitting/receiving
図4は、本開示の他の実施形態に係る受発光装置を模式的に示す断面図である。図4は、図2,3に示した断面図に対応する。本実施形態の受発光装置1Bは、上記実施形態の受発光装置1Aに対して、光導波路体40の第1面40aの構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には受発光装置1Aと同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting/receiving device according to another embodiment of the present disclosure. FIG. 4 corresponds to the cross-sectional views shown in FIGS. The light emitting/receiving
受発光装置1Bでは、例えば図4に示すように、光導波路体40の第1面40aが、蓋体50における底面11c側の内面50aの一部に当接している。光導波路体40および蓋体50は、同一の材料を用いて、一体的に形成されていてもよい。また、蓋体50の内部に、第1光導波路41に接続され、発光素子20が発する光および外部からの光が通る光導波路が設けられていてもよい。
In the light emitting/receiving
受発光装置1Bによれば、受発光装置1,1Aの場合と同様に、受発光装置の小型化および低コスト化を実現できるとともに、低コストの光通信システムを構築することが可能になる。さらに、受発光装置1Bは、受発光装置1Aと同様に、第1光導波路41および第2光導波路42が、湾曲部を有しておらず、直線状に延びているため、光ファイバの曲がり損失に起因する、光の伝搬ロスを低減することができる。それゆえ、受発光装置1Aによれば、送信光の出射効率および受信光の検知効率に優れた受発光装置を提供することができる。
According to the light emitting/receiving
また、受発光装置1Bでは、光導波路体40と蓋体50との間の空間結合部(空隙)が存在しないため、光が光導波路体40と蓋体50との間を伝搬する際の、空間結合部における光の伝搬ロスを低減できるため、送信光の出射効率および受信光の検知効率を向上させることができる。さらに、受発光装置1Bでは、光導波路体40と蓋体50との間の空間結合部を排除することにより、受発光装置を低背化することができる。
Further, in the light receiving and emitting
図5は、本開示の他の実施形態に係る受発光装置を模式的に示す断面図である。図5は、図2~4に示した断面図に対応する。本実施形態の受発光装置1Cは、上記実施形態の受発光装置1,1A,1Bに対して、基体10、発光素子20、受光素子30および光導波路体40の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には受発光装置1と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting/receiving device according to another embodiment of the present disclosure. FIG. 5 corresponds to the cross-sectional views shown in FIGS. A light emitting/receiving
受発光装置1Cでは、例えば図5に示すように、発光素子20は、凹部11の底面11cに配設されたサブマウント12上に搭載されており、発光面20aは、主面10aと交差する方向に延びている。受光素子30は、凹部11の底面11cに搭載されており、受光面30aは、主面10aに沿って延びている。
In the light emitting/receiving
例えば図5に示すように、光導波路体40の第1面40aおよび第2面40bは、凹部11の側壁11bに臨むとともに、主面10aと交差する方向に延びている。第3面40cは、底面11cに向かい合う(臨む)とともに、主面10aに沿って延びている。光導波路体40は、例えばエポキシ系、アクリル系等の透光性接接合材を用いて、第2面40bが発光面20aに接合され、第3面40cが受光面30aに接合されることで、凹部11内に保持されていてもよい。光導波路体40は、底面11cに配設されたサブマウント上に固定されることで、凹部11内に保持されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 5, the
受発光装置1Cでは、例えば図5に示すように、第1光導波路41は、主面10aに沿う方向に直線状に延び、第2光導波路42は、主面10aと交差する方向に直線状に延びている。また、受発光装置1Cのリング共振器43は、受発光装置1,1A,1Bのリング共振器43と同様に、第1光導波路41および第2光導波路42に光学的に結合されており、第1光導波路41を伝搬する外部からの光のうち共振条件を満たす光だけを第2光導波路42に移すように構成されている。
In the light emitting/receiving
受発光装置1Cでは、例えば図5に示すように、凹部11の側壁11bに貫通孔13が設けられており、送信光は、貫通孔13を介して、凹部11内から外部に出射する。また、受信光は、貫通孔13を介して、外部から凹部11内に入射する。
In the light receiving and emitting
受発光装置1Cは、貫通孔13を塞ぐ、透光性の窓部材14を有していてもよい。窓部材14は、エポキシ系、シリコン系、熱可塑性樹脂等の樹脂系接合材によって貫通孔13の内周面に接合されていてもよい。受発光装置1Cが窓部材14を有する場合、送信光は、窓部材14を介して凹部11内から外部に出射し、受信光は、窓部材14を介して外部から凹部11内に入射する。窓部材14は、送信光の波長および受信光の波長に対して、70%以上の透過率を有する材料で形成されていてもよく、80%以上の透過率を有する材料で形成されていてもよく、90%以上の透過率を有する材料で形成されていてもよい。
The light emitting/receiving
受発光装置1Cは、例えば図5に示すように、凹部11の開口11aに位置し、開口11aを封止(密封)する蓋体50を有していてもよい。蓋体50は、例えば板状の形状を有している。蓋体50は、エポキシ系、シリコン系、熱可塑性樹脂等の樹脂系接合材によって主面10aに接合されていてもよい。受発光装置1Cの蓋体50は、透光性の部材であってもよく、遮光性の部材であってもよい。蓋体50が遮光性の部材である場合には、不要な光が蓋体50を介して外部から凹部11内に入射することを抑制できるため、受信光の検知効率に優れた受発光装置を提供することができる。受発光装置1Cが、貫通孔13を塞ぐ窓部材14と開口11aを封止する蓋部50とを有している場合には、受発光装置の長期信頼性を向上させることができる。
For example, as shown in FIG. 5, the light emitting/receiving
受発光装置1Cによれば、受発光装置1,1A,1Bと同様に、受発光装置の小型化および低コスト化を実現することができるとともに、低コストの光通信システムを構築することが可能になる。また、受発光装置1Cでは、第1光導波路41および第2光導波路42が、湾曲部を有しておらず、直線状に延びているため、光ファイバの曲がり損失に起因する、光の伝搬ロスを低減することができる。それゆえ、受発光装置1Cによれば、送信光の出射効率および受信光の検知効率に優れた受発光装置を提供することができる。
According to the light emitting/receiving
また、受発光装置1Cは、送信光および受信光が主面10aと平行に伝搬する構成であり、これにより、受発光装置の設計自由度を向上させることができる。
In addition, the light emitting/receiving
図6は、本開示の他の実施形態に係る受発光装置を模式的に示す断面図である。図6は、図2~5に示した断面図に対応する。本実施形態の受発光装置1Dは、上記実施形態の受発光装置1Bに対して、リング共振器43の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には受発光装置1と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting/receiving device according to another embodiment of the present disclosure. FIG. 6 corresponds to the cross-sectional views shown in FIGS. The light emitting/receiving
受発光装置1Dは、複数のリング共振器43を含んでいる。複数のリング共振器43は、複数のリング共振器43の半径および複数のリング共振器43の屈折率の少なくとも一方が互いに異なっており、これにより、複数のリング共振器43は、共振周波数が互いに異なっている。
The light emitting/receiving
受発光装置1Dによれば、受発光装置1,1A,1B,1Cと同様に、受発光装置の小型化および低コスト化を実現することができるとともに、低コストの光通信システムを構築することが可能になる。また、受発光装置1Dでは、第1光導波路41および第2光導波路42が、湾曲部を有しておらず、直線状に延びているため、光ファイバの曲がり損失に起因する、光の伝搬ロスを低減することができる。それゆえ、受発光装置1Dによれば、送信光の出射効率および受信光の検知効率に優れた受発光装置を提供することができる。
According to the light emitting/receiving
また、受発光装置1Dによれば、受信光として、複数の波長の光を用いることができるため、より低コストの光通信システムを構築することが可能になる。
Further, according to the light emitting/receiving
次に、受発光装置の製造方法について説明する。基体10が、セラミック配線基板であり、セラミック材料がアルミナである場合、アルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とし、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに、タングステン(W)およびガラス材料等の原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して金属ペーストとし、これをグリーンシート表面にスクリーン印刷法等の印刷法でパターン印刷する。また、内部配線導体は、グリーンシートに貫通孔を設け、スクリーン印刷法等によって金属ペーストを貫通孔に充填させる。接続パッドおよび外部接続端子は、金属ペーストによってグリーンシートの表面に形成される。このようにして得られたグリーンシートを複数枚積層し、これを1600℃の温度で同時焼成することによって基体10が作製される。
Next, a method for manufacturing the light emitting/receiving device will be described. When the
一方、ガラス材料を、切削、切断等により所定の形状に切り出して、光導波路体40を準備する。第1光導波路41、第2光導波路42およびリング共振器43は、レーザ光で屈折率を変化させる等の微細加工により、クラッド部材44の内部に屈折率が異なる材料を導線の形に作ることで作製してもよい。第1光導波路41、第2光導波路42およびリング共振器43は、屈折率の異なる透明体を接合し、目的の方位に切り出したりする方法等により作製してもよい。
On the other hand, an
なお、上記では、内部配線導体は、基体10の厚み方向に一直線状に形成される構成としているが、内部配線導体は、一直線状である必要はなく、基体10内で、内層配線導体等によってずれて形成されていてもよい。
In the above description, the internal wiring conductors are formed in a straight line in the thickness direction of the
以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, etc. can be made without departing from the gist of the present disclosure. It is possible. It goes without saying that all or part of each of the above-described embodiments can be appropriately combined within a non-contradictory range.
1,1A,1B,1C,1D 受発光装置
10 基体
10a 主面
11 凹部
11a 開口
11b 側壁
11c 底面
12 サブマウント
13 貫通孔
14 窓部材
20 発光素子
20a 発光面
30 受光素子
30a 受光面
40 光導波路体
40a 第1面
40b 第2面
40c 第3面
41 第1光導波路
41a 一端部(第1端部)
41b 他端部(第2端部)
41c 中間部分
41d 湾曲部
42 第2光導波路
42a 一端部(第3端部)
42b 他端部(第4端部)
42c 湾曲部
43 リング共振器
43a 第1部分
43b 第2部分
44 クラッド部材
50 蓋体
50a 内面
41b other end (second end)
42b other end (fourth end)
42c curved
Claims (9)
前記凹部に収容された発光素子と、
前記凹部に収容された受光素子と、
前記凹部に収容された光導波路体であって、前記凹部の開口または側壁に臨む第1面、前記発光素子の発光面に向かい合う第2面、および前記受光素子の受光面に向かい合う第3面を含み、内部に前記発光素子が発する光および外部からの光が通る第1光導波路、前記外部からの光のうちの一部を通過させるリング共振器、ならびに前記リング共振器を通過した、前記受光素子によって受光される前記外部からの光のうちの一部が通る第2光導波路が設けられ、前記第1光導波路は、一端部が前記第1面に位置し、他端部が前記第2面に位置しており、前記第2光導波路は、一端部が前記第3面に位置し、他端部が、前記リング共振器を介して、前記第1光導波路に光学的に結合されており、前記リング共振器は、前記第1光導波路に光学的に結合する第1部分と、前記第2光導波路に光学的に結合する第2部分とを有し、前記第2部分は、前記第2部分における光の伝搬方向と前記第2光導波路が延びる方向とが平行となるように配設されており、前記リング共振器は、前記発光素子から発せられ前記第1導波路を通る光および前記外部からの光のうちの、前記リング共振器の共振条件を満たす前記外部からの光だけを、前記第2光導波路に移すように構成されている光導波路体と、
を備える受発光装置。 a base having a concave portion on its main surface;
a light emitting element accommodated in the recess;
a light receiving element accommodated in the recess;
The optical waveguide body accommodated in the recess has a first surface facing the opening or side wall of the recess, a second surface facing the light emitting surface of the light emitting element, and a third surface facing the light receiving surface of the light receiving element. a first optical waveguide through which light emitted by the light emitting element and light from the outside pass; a ring resonator that allows a portion of the light from the outside to pass through ; and a ring resonator that passes through the ring resonator. A second optical waveguide is provided through which part of the external light received by the light receiving element passes, and the first optical waveguide has one end located on the first surface and the other end. is located on the second surface, and the second optical waveguide has one end located on the third surface and the other end connected to the first optical waveguide through the ring resonator. optically coupled , the ring resonator having a first portion optically coupled to the first optical waveguide and a second portion optically coupled to the second optical waveguide; The second portion is arranged such that the propagation direction of light in the second portion is parallel to the direction in which the second optical waveguide extends, and the ring resonator emits light from the light emitting element. an optical waveguide body configured to transfer only the external light that satisfies a resonance condition of the ring resonator, out of the light passing through one waveguide and the external light, to the second optical waveguide; ,
A light emitting/receiving device comprising:
前記第1光導波路、前記第2光導波路、および前記リング共振器の屈折率が、前記クラッド部材の屈折率よりも大きい、請求項1に記載の受発光装置。 The optical waveguide body has a clad member surrounding the first optical waveguide, the second optical waveguide, and the ring resonator,
2. The light emitting/receiving device according to claim 1, wherein the first optical waveguide, the second optical waveguide, and the ring resonator have a higher refractive index than the clad member.
前記光導波路体の前記第2面は、前記第1面と前記凹部の底面との間に位置するとともに、前記主面と交差する方向に沿っており、
前記光導波路体の前記第3面は、前記第1面よりも前記底面側に位置し、前記底面に向かい合うとともに、前記主面に沿っており、
前記第1光導波路および前記第2光導波路は、各々、光路を湾曲させる湾曲部を有している、請求項1または2に記載の受発光装置。 the first surface of the optical waveguide body faces the opening of the recess and extends along the main surface,
the second surface of the optical waveguide body is positioned between the first surface and the bottom surface of the recess and extends along a direction intersecting the main surface;
the third surface of the optical waveguide body is located closer to the bottom surface than the first surface, faces the bottom surface, and extends along the main surface;
3. The light emitting/receiving device according to claim 1, wherein each of said first optical waveguide and said second optical waveguide has a curved portion for curving an optical path.
前記光導波路体の前記第2面は、前記第1面よりも前記凹部の底面側に位置し、前記底面に向かい合うとともに、前記主面に沿っており、
前記光導波路体の前記第3面は、前記第1面と前記第3面との間に位置するとともに、前記主面と交差する方向に沿っており、
前記第1光導波路は、前記主面と交差する方向に直線状に延びており、
前記第2光導波路は、前記主面に沿って直線状に延びている、請求項1または2に記載の受発光装置。 the first surface of the optical waveguide body faces the opening of the recess and extends along the main surface,
the second surface of the optical waveguide body is positioned closer to the bottom surface of the recess than the first surface, faces the bottom surface, and extends along the main surface;
the third surface of the optical waveguide body is positioned between the first surface and the third surface and extends along a direction intersecting the main surface;
The first optical waveguide extends linearly in a direction intersecting the main surface,
3. The light emitting/receiving device according to claim 1, wherein said second optical waveguide extends linearly along said main surface.
前記光導波路体の前記第3面は、前記凹部の底面に向かい合うとともに、前記主面に沿っており、
前記第1光導波路は、前記主面に沿って直線状に延びており、
前記第2光導波路は、前記主面と交差する方向に直線状に延びており、
前記側壁に前記発光素子が発する光および外部からの光が通過する貫通孔が設けられている、請求項1または2に記載の受発光装置。 the first surface and the second surface of the optical waveguide body face the sidewall of the recess and extend in a direction intersecting the main surface;
the third surface of the optical waveguide body faces the bottom surface of the recess and extends along the main surface;
The first optical waveguide extends linearly along the main surface,
The second optical waveguide extends linearly in a direction intersecting the main surface,
3. The light emitting/receiving device according to claim 1, wherein the side wall is provided with a through hole through which light emitted from the light emitting element and light from the outside pass.
前記貫通孔を塞ぐ、透光性の窓部材と、をさらに備える、請求項8に記載の受発光装置。 a lid that seals the opening;
The light emitting/receiving device according to claim 8, further comprising a translucent window member that closes the through hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019014809A JP7189036B2 (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | light receiving and emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019014809A JP7189036B2 (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | light receiving and emitting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020122878A JP2020122878A (en) | 2020-08-13 |
JP7189036B2 true JP7189036B2 (en) | 2022-12-13 |
Family
ID=71992618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019014809A Active JP7189036B2 (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | light receiving and emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7189036B2 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007013892A (en) | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Sony Corp | Optical data transmission system, optical data bus, and optical data transmission method |
JP2007072199A (en) | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical module and optical transmission device |
JP2007147740A (en) | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Hitachi Cable Ltd | Multimode single core bidirectional device |
US20080267564A1 (en) | 2004-05-12 | 2008-10-30 | Ls Cable Ltd. | Optical Waveguide Structure Having Asymmetric Y-Shape and Transceiver for Bidirectional Optical Signal Transmission Using the Same |
JP2010092904A (en) | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Nec Corp | Optical module |
JP2014035498A (en) | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Toshiba Corp | Optical wiring device, and method of manufacturing the same |
JP2014211550A (en) | 2013-04-19 | 2014-11-13 | 国立大学法人東北大学 | Ring modulator |
JP2016071260A (en) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | Optical modulator and image display device |
JP2017015789A (en) | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 日本電信電話株式会社 | Optical wavelength filter and manufacturing method therefor |
JP2019003003A (en) | 2017-06-14 | 2019-01-10 | 沖電気工業株式会社 | Bidirectional communication module |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0389306A (en) * | 1989-09-01 | 1991-04-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical multiplexing/demultiplexing module |
JPH0425826A (en) * | 1990-05-21 | 1992-01-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ligh timing extracting circuit |
JPH04309908A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-02 | Hitachi Ltd | Wavelength multiplex transmission and reception module |
JP2594193B2 (en) * | 1991-10-07 | 1997-03-26 | 日本電信電話株式会社 | Optical frequency add / drop circuit |
JP2766974B2 (en) * | 1993-06-18 | 1998-06-18 | 日本航空電子工業株式会社 | Passive ring resonant optical gyro |
JPH07294774A (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Hitachi Cable Ltd | Optical transmitter/receiver |
-
2019
- 2019-01-30 JP JP2019014809A patent/JP7189036B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080267564A1 (en) | 2004-05-12 | 2008-10-30 | Ls Cable Ltd. | Optical Waveguide Structure Having Asymmetric Y-Shape and Transceiver for Bidirectional Optical Signal Transmission Using the Same |
JP2007013892A (en) | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Sony Corp | Optical data transmission system, optical data bus, and optical data transmission method |
JP2007072199A (en) | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical module and optical transmission device |
JP2007147740A (en) | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Hitachi Cable Ltd | Multimode single core bidirectional device |
JP2010092904A (en) | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Nec Corp | Optical module |
JP2014035498A (en) | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Toshiba Corp | Optical wiring device, and method of manufacturing the same |
JP2014211550A (en) | 2013-04-19 | 2014-11-13 | 国立大学法人東北大学 | Ring modulator |
JP2016071260A (en) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | Optical modulator and image display device |
JP2017015789A (en) | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 日本電信電話株式会社 | Optical wavelength filter and manufacturing method therefor |
JP2019003003A (en) | 2017-06-14 | 2019-01-10 | 沖電気工業株式会社 | Bidirectional communication module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020122878A (en) | 2020-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5102550B2 (en) | Optical waveguide holding member and optical transceiver | |
US7406229B2 (en) | Optical module | |
KR101305848B1 (en) | Optical waveguide and optical waveguide module | |
JP4983391B2 (en) | Optical module and manufacturing method thereof | |
JP4977594B2 (en) | Single-core bidirectional optical communication module | |
JP2017194565A (en) | Optical communication module and manufacturing method thereof | |
JP2010028006A (en) | Optical device | |
JP2007025382A (en) | Optical waveguide, method of manufacturing optical waveguide and optical waveguide module | |
JP7189036B2 (en) | light receiving and emitting device | |
JP2006284634A (en) | Optical waveguide unit | |
KR20100112731A (en) | Optical module, optical printed circuit board and method for manufacturing the same | |
JP2009283516A (en) | Optical functional integrated element | |
JP2008020721A (en) | Parallel optical transmitter-receiver | |
JP2006010891A (en) | Optical coupler and its mounting structure | |
KR20110044048A (en) | Surface mounting type multi-wavelength filter module | |
JP5158039B2 (en) | Optical transceiver and optical active cable using optical path changing optical block with lens | |
JP2009069501A (en) | Optoelectronic circuit board and optical transmission device | |
JP4894579B2 (en) | Lens housing and optical module | |
JP2008020720A (en) | Optical waveguide and parallel optical transmitter-receiver | |
JP2021009413A (en) | Optical communication module and manufacturing method thereof | |
US20150286018A1 (en) | Cost-effective optical coupling module | |
US8095016B2 (en) | Bidirectional, optical transmitting/receiving module, optical transmitting/receiving device, and bidirectional optical transmitting/receiving module manufacturing method | |
JP3994839B2 (en) | Optical module | |
KR100398045B1 (en) | Module for transmitting and receiving an optic signal | |
JP2018159855A (en) | Electronic apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210914 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220712 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220902 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7189036 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |