JPS62121408A - 光波長多重伝送用モジユ−ル - Google Patents
光波長多重伝送用モジユ−ルInfo
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- JPS62121408A JPS62121408A JP26106385A JP26106385A JPS62121408A JP S62121408 A JPS62121408 A JP S62121408A JP 26106385 A JP26106385 A JP 26106385A JP 26106385 A JP26106385 A JP 26106385A JP S62121408 A JPS62121408 A JP S62121408A
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- waveguide layer
- layer
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12002—Three-dimensional structures
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光を分波または分波する光学デバイス、すな
わち、光波長多重伝送に用いられる光合波１分波、ある
いは合分波部を有する光モジュールに関する。
わち、光波長多重伝送に用いられる光合波１分波、ある
いは合分波部を有する光モジュールに関する。
元ファイバ通信における光波長多重伝送技術は経隣化を
はかる上で重要である。上記光波長多重伝送において、
光合分波器は必須のデバイスである。
はかる上で重要である。上記光波長多重伝送において、
光合分波器は必須のデバイスである。
従来、光合分波器には、干渉膜フィルタを用いる構成、
回折格子を用いる構成、プリズムを用いる構成が検討さ
れている。しかし、従来のこの種光合分波器は非常に高
価であるという問題点があり１元通信システムの適用領
域拡大の障壁になっていた。高価な原因は、上記光合分
波器は個別部品の組合せであシ、構造が複雑で部品点数
が多く、組立て加工、光軸調整に時間がかかり、かつ量
産化が困難なためでめった。
回折格子を用いる構成、プリズムを用いる構成が検討さ
れている。しかし、従来のこの種光合分波器は非常に高
価であるという問題点があり１元通信システムの適用領
域拡大の障壁になっていた。高価な原因は、上記光合分
波器は個別部品の組合せであシ、構造が複雑で部品点数
が多く、組立て加工、光軸調整に時間がかかり、かつ量
産化が困難なためでめった。
本発明の目的は、前記問題点を解決させることにある。
すなわち、よυ簡易化、経済化をはかれる光波長多重伝
送用モジュールを提供することにある。
送用モジュールを提供することにある。
本発明は半導体基板上に受動導波路層を形成させ、その
受動導波路層の上に中間層を介してもう一つの受動導波
路層ｒ積層させ、この積層受動導改路層にテーパ状の光
結合部を設けることにより、光を結付１公及させるよう
にし、そして、これら受動導波路層に半導体発光、受光
素子を結合するように形成させた１チツプモノリシツク
形の光波長多重伝送用モジュールである。
受動導波路層の上に中間層を介してもう一つの受動導波
路層ｒ積層させ、この積層受動導改路層にテーパ状の光
結合部を設けることにより、光を結付１公及させるよう
にし、そして、これら受動導波路層に半導体発光、受光
素子を結合するように形成させた１チツプモノリシツク
形の光波長多重伝送用モジュールである。
第１図は本発明の光波長多重伝送用モジュールの一実施
例を示したもので、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は上面
図である。本モジュールはＩｎ（）ａＡｓｐ／ＩｎＰ
系材料を用いた場合の実施例であり、２波長双方向伝送
用モジユールである。すなわち１発振波長λ１の半導体
レーザ１１の光信号１３−１は矢印１３−３のごとくモ
ジュールから伝送され。
例を示したもので、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は上面
図である。本モジュールはＩｎ（）ａＡｓｐ／ＩｎＰ
系材料を用いた場合の実施例であり、２波長双方向伝送
用モジユールである。すなわち１発振波長λ１の半導体
レーザ１１の光信号１３−１は矢印１３−３のごとくモ
ジュールから伝送され。
矢印１４−１のごとくモジュール内に入ってきた波長λ
２の光信号は矢印１４−２のように伝搬し。
２の光信号は矢印１４−２のように伝搬し。
受光素子１０で受光される。１２は半導体レーザ１１の
光信号（矢印１３−２）をモニタするための受光素子で
ある。１５が積層テーパ型光結合部でめり、矢印１４−
１のごとくモジュール内に入ってきた成長λ２の光信号
はこの結合部１５で結合し、矢印１４−２のごとく移行
して伝搬する。
光信号（矢印１３−２）をモニタするための受光素子で
ある。１５が積層テーパ型光結合部でめり、矢印１４−
１のごとくモジュール内に入ってきた成長λ２の光信号
はこの結合部１５で結合し、矢印１４−２のごとく移行
して伝搬する。
１はＩｎＰ基板でのり、その上に１０２７７７７層２が
形成され、このバッファ層２の上にＩｎＧａＡＳＰによ
る活性導波路層３．ＩｆｌＰ中間層４、第２のＩｎＧａ
Ａ８Ｐによる受動導波路層５゜ＩｆｌＰによる第２のク
ラッド層６が形ｒｉＸ、され、半導体レーザ１１と受光
素子１２が成長されている。
形成され、このバッファ層２の上にＩｎＧａＡＳＰによ
る活性導波路層３．ＩｆｌＰ中間層４、第２のＩｎＧａ
Ａ８Ｐによる受動導波路層５゜ＩｆｌＰによる第２のク
ラッド層６が形ｒｉＸ、され、半導体レーザ１１と受光
素子１２が成長されている。
またＩｎＰバックァ層２の上には１１１ＧａＡ８Ｐによ
る受動導波路層７が形成され、その上にＩｎＰ中間層８
を介してＩｎＧａＡＳＰによる受動導波路層９と受光素
子１０が形成されている。ここで、導波路／ｆｊ７，９
ＣＤ屈折率”７＋ ｎ９は、ＩｎＰ中間層８の屈折率
ｎ８よりも高くしである。積層テーパ型光結合部１５の
導波路層９と中間層８はテーパ状にすることにより、こ
の導波路層９の位相定数にテーパを持たせである。波長
λ２において、上記結合部１５のほぼ中央付近で導波路
層７の位相定数と導波路層９の位相定数が一致するよう
に設定しである（位相整合状態）。積層構造であるので
、中間層８の膜厚、屈折率制御により、結合係数を大き
くとれるため、従来の２つの光導波路を並置する方式に
比し、結合部１５の結合長を小さくすることができる。
る受動導波路層７が形成され、その上にＩｎＰ中間層８
を介してＩｎＧａＡＳＰによる受動導波路層９と受光素
子１０が形成されている。ここで、導波路／ｆｊ７，９
ＣＤ屈折率”７＋ ｎ９は、ＩｎＰ中間層８の屈折率
ｎ８よりも高くしである。積層テーパ型光結合部１５の
導波路層９と中間層８はテーパ状にすることにより、こ
の導波路層９の位相定数にテーパを持たせである。波長
λ２において、上記結合部１５のほぼ中央付近で導波路
層７の位相定数と導波路層９の位相定数が一致するよう
に設定しである（位相整合状態）。積層構造であるので
、中間層８の膜厚、屈折率制御により、結合係数を大き
くとれるため、従来の２つの光導波路を並置する方式に
比し、結合部１５の結合長を小さくすることができる。
また結合部１５の等側屈折率Ｎが波長λ２においてｎ９
より小さくなるように、”７ ＊ ｎ８ ＋ ０９
の値、テーパ形状、導波路の幅、厚さを制御することに
より、狭帯域な波長選択特性をもたせることができる。
より小さくなるように、”７ ＊ ｎ８ ＋ ０９
の値、テーパ形状、導波路の幅、厚さを制御することに
より、狭帯域な波長選択特性をもたせることができる。
すなわち、波長λｌとλ２の間隔が狭い場合でも良好な
分波特性をもたせることができる。さらに第１図の場合
において、たとえば、λ七〉λ２の場合には、結合部１
５のテーパ形状を波長λ１に対してカットオフとなるよ
うに設定することができるので、端面１６などからの波
長λ１の反射信号が結合部１５を介して受光素子１０に
入射するのを抑圧でき、λ１とλ２のアイソレーション
を大きくとれる。
分波特性をもたせることができる。さらに第１図の場合
において、たとえば、λ七〉λ２の場合には、結合部１
５のテーパ形状を波長λ１に対してカットオフとなるよ
うに設定することができるので、端面１６などからの波
長λ１の反射信号が結合部１５を介して受光素子１０に
入射するのを抑圧でき、λ１とλ２のアイソレーション
を大きくとれる。
第２図は本発明の光波長多重伝送用モジュールの別の実
施例を示したものである。これはＩｎＧａＡＳＰによる
受動導波路層９の上に誘電体層１７を付加することによ
り、１８の部分での結合を生じにくクシたものである。
施例を示したものである。これはＩｎＧａＡＳＰによる
受動導波路層９の上に誘電体層１７を付加することによ
り、１８の部分での結合を生じにくクシたものである。
すなわち、１８の部分での導波路層７と９の位相定数差
を大きくすることにより、波長λの光信号が受光素子１
０へもれこむのを抑圧させる。誘電体層１７の屈折率は
受動導波路層９の屈折率ｎ９よりも低い値に設定される
。
を大きくすることにより、波長λの光信号が受光素子１
０へもれこむのを抑圧させる。誘電体層１７の屈折率は
受動導波路層９の屈折率ｎ９よりも低い値に設定される
。
第３図は本発明の光波長多重伝送用モジュールの別の実
施例である。これは結合部１５の中間層１９の屈折率を
中間層８のｎ８よりも大きく、屈折率”ｉｌ＋ ｎ７
に近づけることによシ、結合をよシ密に、逆に遠ざける
ことにより、結合を疎に調整することができる。
施例である。これは結合部１５の中間層１９の屈折率を
中間層８のｎ８よりも大きく、屈折率”ｉｌ＋ ｎ７
に近づけることによシ、結合をよシ密に、逆に遠ざける
ことにより、結合を疎に調整することができる。
第４図は本発明の光波長多重伝送用モジュールの別の実
施例である。これは、受動導波路層９の受光素子１０側
にもテーパ部２０を設けたものである。このテーパ部２
０は波長λ１に対して導波モードがカットオフとなるよ
うに選ばれる。これにより、より禰話減衰量を大きくと
ることが可能となる。
施例である。これは、受動導波路層９の受光素子１０側
にもテーパ部２０を設けたものである。このテーパ部２
０は波長λ１に対して導波モードがカットオフとなるよ
うに選ばれる。これにより、より禰話減衰量を大きくと
ることが可能となる。
第５図は結合部１５の中間層部にグレーティング２１を
形成させた場合の実施例である。このグレーティング２
１は波長λｌの光は反射させ、波長λ２の光を透過させ
るように選ばれる。このグレーティング２１を設けるこ
とにより、Ｍ合部１５の波長選択性をより鋭くできる。
形成させた場合の実施例である。このグレーティング２
１は波長λｌの光は反射させ、波長λ２の光を透過させ
るように選ばれる。このグレーティング２１を設けるこ
とにより、Ｍ合部１５の波長選択性をより鋭くできる。
第６図は本発明の光波長多重伝送用モジュールの別の実
施例である。これは３波長双方向多重伝送用モジュール
の場合であり、矢印１４−１方向から波長λ２．λ３の
光信号がモジュール内に入射し、矢印１３−３方向へ波
長λｌの光信号が出射する。波長λ２の光信号は結合部
１５で結合し。
施例である。これは３波長双方向多重伝送用モジュール
の場合であり、矢印１４−１方向から波長λ２．λ３の
光信号がモジュール内に入射し、矢印１３−３方向へ波
長λｌの光信号が出射する。波長λ２の光信号は結合部
１５で結合し。
矢印１４−２方向へ移行する。波長λ３の光信号は結合
部２３で結合し、矢印１４−３のごとく移行する。
部２３で結合し、矢印１４−３のごとく移行する。
第７図は本発明の光波長多重伝送用モジュールの別の実
施例である。これは埋め込み型光導波構造の場合である
。２５はクラット部２４に埋め込まれた受動導波路であ
る。３１．３２はそれぞれ発損波長がλ１．λ４の半導
体レーザ、３３゜３４はモニタ光検出用受光素子、３０
は波長λ２の光信号を受光する受光素子、２６け光合波
用Ｙ字型導波路部、２７は積層テーパ形光結合部。
施例である。これは埋め込み型光導波構造の場合である
。２５はクラット部２４に埋め込まれた受動導波路であ
る。３１．３２はそれぞれ発損波長がλ１．λ４の半導
体レーザ、３３゜３４はモニタ光検出用受光素子、３０
は波長λ２の光信号を受光する受光素子、２６け光合波
用Ｙ字型導波路部、２７は積層テーパ形光結合部。
２９は受動導波路、２８は中間層部である。そして矢印
３５方向へ波長λ１．λ４の光信号を出射させ、矢印３
６方向からの波長λ２の光信号を入射させる。波長λ２
の光信号は光結合部２７を介して受動導波路２９へ移行
する。
３５方向へ波長λ１．λ４の光信号を出射させ、矢印３
６方向からの波長λ２の光信号を入射させる。波長λ２
の光信号は光結合部２７を介して受動導波路２９へ移行
する。
本発明は上記実施例に限定されない。まず波長多重数は
４波以上でもよい。また送信用信号光と受信用信号光は
いずれも少なくとも１つ以上含んでいるか、あるいはす
べてが送信用信号光が受信用信号光であってもさしつか
えない。半導体レーザの代わりに発光ダイオードでもよ
い。受光素子は半導体レーザ構造のもの以外に、アバラ
ンシェホトダイオードでもよい。半導体材料としてはＩ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ 系以外に、ＧａＡｔＡｓ／Ｇａ
ＡｔＡｓ系、 ＧａＡｓＳｂ／ｎ−ＡｌＧａＡｓＳｂ系
。
４波以上でもよい。また送信用信号光と受信用信号光は
いずれも少なくとも１つ以上含んでいるか、あるいはす
べてが送信用信号光が受信用信号光であってもさしつか
えない。半導体レーザの代わりに発光ダイオードでもよ
い。受光素子は半導体レーザ構造のもの以外に、アバラ
ンシェホトダイオードでもよい。半導体材料としてはＩ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ 系以外に、ＧａＡｔＡｓ／Ｇａ
ＡｔＡｓ系、 ＧａＡｓＳｂ／ｎ−ＡｌＧａＡｓＳｂ系
。
ＬｉＮｂＯ３系などにも適用可能なことは言うまでもな
い。
い。
また第２図の誘電体層１７は第３． ４． ６． ７図
にも適用できる。さらに第３図の中間層１９も第２．４
，５，６．７図にも適用できる。また第４図のテーパ導
波部２０も第２． ３． ５． ６． ７図に適用でき
る。さらに第７図のＹ字を導波路部２６も第１〜６図の
実施例に適用できる。
にも適用できる。さらに第３図の中間層１９も第２．４
，５，６．７図にも適用できる。また第４図のテーパ導
波部２０も第２． ３． ５． ６． ７図に適用でき
る。さらに第７図のＹ字を導波路部２６も第１〜６図の
実施例に適用できる。
本発明によれば、半導体基板上に光合分波部。
光素子を一体化形成した１テツグモノリシツク形光モジ
ユールを得ることが可能である。しかも、よシ簡易、小
形構造で、かつ波長間隔の狭い複数の光信号を用いた場
合にも漏話量の非常に小さいモジュールが実現可能であ
る。
ユールを得ることが可能である。しかも、よシ簡易、小
形構造で、かつ波長間隔の狭い複数の光信号を用いた場
合にも漏話量の非常に小さいモジュールが実現可能であ
る。
第１〜６図は本発明の実施例になる光波長多重伝送用モ
ジュールの断面図、第７図は他の実施例になるモジュー
ルの斜視図である。 １・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・活性４波
路層。 ４・・・中間層、５，７，９，２５．２９・・・受動導
波路層、６．２４・・・クラッド層、８，１９．２８・
・・中間層、１０，１２，２２，３０，３３，３４・・
・受光素子、１１，３１．３２・・・半導体レーザ、１
３−１〜１３−３．１４−１〜１４−３． ３５゜３６
・・・光の伝搬方向を示す矢印、１５，２３゜２７・・
・積層テーパ形光結脅部、１６・・・端面、１７・・・
誘（体層、２０・・・テーバ部、２１・・・グレーティ
嘉 ４ 図 省 ５ 図 ｘ Ｚ 図 ′＼ ５ 〜 ミ ν
ジュールの断面図、第７図は他の実施例になるモジュー
ルの斜視図である。 １・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・活性４波
路層。 ４・・・中間層、５，７，９，２５．２９・・・受動導
波路層、６．２４・・・クラッド層、８，１９．２８・
・・中間層、１０，１２，２２，３０，３３，３４・・
・受光素子、１１，３１．３２・・・半導体レーザ、１
３−１〜１３−３．１４−１〜１４−３． ３５゜３６
・・・光の伝搬方向を示す矢印、１５，２３゜２７・・
・積層テーパ形光結脅部、１６・・・端面、１７・・・
誘（体層、２０・・・テーバ部、２１・・・グレーティ
嘉 ４ 図 省 ５ 図 ｘ Ｚ 図 ′＼ ５ 〜 ミ ν
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板に形成された第１の受動導波路層の上に
中間層を介して第２の受動導波路層を積層させ、該第２
の積層受動導波路層にその厚みがテーパ状に変化した光
結合部を少なくとも１個所設けたことを特徴とする光波
長多重伝送用モジュール。 ２、第１、２の受動導波路層の片端側に半導体発光素子
か、受光素子を少なくとも１個、あるいは両方を少なく
とも１個設けたことを特徴とする第１項記載の光波長多
重伝送用モジュール。 ３、光結合部における中間層の厚みもテーパ状に変化さ
せたことを特徴とする第１、２項記載の光波長多重伝送
用モジュール。 ４、光結合部以外の第２の受動導波路層の上にその層の
屈折率よりも低い誘電体を付加したことを特徴とする第
１〜３項記載の光波長多重伝送用モジュール。 ５、光結合部の中間層の屈折率を受動導波路層のそれよ
りも低い値で、光結合部以外の中間層。 それと異ならしめたことを特徴とする第１〜４項記載の
光波長多重伝送用モジュール。 ６、光結合部の中間層にグレーテイングを形成させたこ
とを特徴とする第１〜５項記載の光波長多重伝送用モジ
ュール。 ７、光結合部の位相整合状態における波長で、その光結
合部の等価屈折率が第２の受動導波路層の屈折率よりも
小さくなるように設定したことを特徴とする第１〜６項
記載の光波長多重伝送用モジュール。 ８、第１、２の受動導波路層の片端側を厚み、あるいは
幅をテーパ状に形成したことを特徴とする第１〜７項記
載の光波長多重伝送用モジュール。 ９、第１あるいは第２の受動導波路層にＹ字型の分岐導
波路を設けたことを特徴とする第１〜８項記載の光波長
多重伝送用モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261063A JPH081485B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 光波長多重伝送用モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261063A JPH081485B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 光波長多重伝送用モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62121408A true JPS62121408A (ja) | 1987-06-02 |
| JPH081485B2 JPH081485B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17356560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60261063A Expired - Lifetime JPH081485B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 光波長多重伝送用モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081485B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6465508A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Sharp Kk | Integrated optical element |
| JPH0246405A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 導波路光アイソレータ |
| EP0404301A2 (en) * | 1989-06-22 | 1990-12-27 | Nortel Networks Corporation | Optoelectronic apparatus and method for its fabrication |
| JP2003043275A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 光合分波器及び光合分波器の製造方法 |
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-
1985
- 1985-11-22 JP JP60261063A patent/JPH081485B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH081485B2 (ja) | 1996-01-10 |
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