JP3295327B2 - Bidirectional optical module - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、1本の光ファイバ
を用いて双方向に光信号を伝送するための双方向光モジ
ュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bidirectional optical module for transmitting an optical signal bidirectionally using one optical fiber.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、光ファイバ通信網の拡大に伴い、
1本の光ファイバを用いて双方向に光信号を伝送する通
信システムの導入が進んできている。2. Description of the Related Art In recent years, with the expansion of optical fiber communication networks,
2. Description of the Related Art Communication systems that transmit optical signals bidirectionally using one optical fiber have been increasingly introduced.
【0003】従来、1本の光ファイバを用いた双方向伝
送に使用する双方向光モジュールとしては、特開平6−
138347号公報に記載されたものが知られている。
図12は従来の双方向光モジュールの構成を示したもの
である。Conventionally, a bidirectional optical module used for bidirectional transmission using a single optical fiber is disclosed in
What is described in 138347 gazette is known.
FIG. 12 shows a configuration of a conventional bidirectional optical module.
【0004】図12において、41は半導体発光素子、
42は半導体受光素子、43は半導体発光素子41の出
力モニタ用の半導体受光素子、44は半導体発光素子4
1が実装されたヒートシンク、45および46は半導体
受光素子42および43が各々実装されたキャリア、4
7は入射光の一部を透過し、他を反射するハーフミラ
ー、48は光ファイバ、49は、半導体発光素子41か
ら出射した光を光ファイバ48に集光させ、光ファイバ
48から出射した光の一部を半導体受光素子42に入射
させるレンズ、50はレンズ49を保持するレンズ支持
体、51は光ファイバ48をレンズ支持体50に取付け
るスライドリング、52は外気を遮蔽する封止ケース、
53は光ファイバ48をその中心に保持している保持部
材であるフェルール、54は、フェルール53を封止ケ
ース52に固定すると共に、封止ケース52のフェルー
ル53の挿入穴を封止している半田シールである。In FIG. 12, reference numeral 41 denotes a semiconductor light emitting device;
42, a semiconductor light receiving element; 43, a semiconductor light receiving element for monitoring the output of the semiconductor light emitting element 41;
Reference numeral 1 denotes a heat sink on which the semiconductor light receiving elements 42 and 43 are mounted.
7 is a half mirror that transmits a part of the incident light and reflects the other, 48 is an optical fiber, 49 is a light that condenses the light emitted from the semiconductor light emitting element 41 on the optical fiber 48 and is a light that is emitted from the optical fiber 48. , A lens support for holding a lens 49, a slide ring 51 for attaching the optical fiber 48 to the lens support 50, a sealing case 52 for shielding outside air,
Reference numeral 53 denotes a ferrule which is a holding member for holding the optical fiber 48 at the center thereof, and reference numeral 54 fixes the ferrule 53 to the sealing case 52 and seals an insertion hole of the ferrule 53 of the sealing case 52. Solder seal.
【0005】前記構成において、半導体発光素子41か
ら出射した光は、ハーフミラー47に入射した後、その
一部が入射方向に対して90度の方向に反射されて、レ
ンズ49を介して光ファイバ48に入射する。また、光
ファイバ48からレンズ49の方向に出射した光は、レ
ンズ49を介してハーフミラー47に入射し、その一部
の光が直進して半導体受光素子42に入射する。In the above configuration, the light emitted from the semiconductor light emitting element 41 enters the half mirror 47, and a part of the light is reflected in a direction at 90 degrees with respect to the incident direction. At 48. The light emitted from the optical fiber 48 in the direction of the lens 49 enters the half mirror 47 via the lens 49, and a part of the light goes straight and enters the semiconductor light receiving element 42.
【0006】以上のように、前記従来では、一本の光フ
ァイバを用いて双方向に光信号を伝送する双方向光モジ
ュールを構成していた。As described above, in the above-described conventional art, a bidirectional optical module for transmitting an optical signal bidirectionally using one optical fiber has been configured.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12
に示す従来の双方向光モジュールでは、ヒートシンク4
4およびキャリア45に実装された半導体発光素子41
および半導体受光素子42と、光ファイバ48とを光学
的に結合させるために、各々の部材の精密な位置調整を
行う必要があった。また、半導体発光素子41と半導体
受光素子42は、光の入射方向と出射方向とが互いに9
0度異なっているため、組み立てのための実装および配
線作業が複雑になり、さらに組立調整のためにスペース
の余裕を必要とするので、モジュールの小型化が困難と
なるという問題を有していた。However, FIG.
In the conventional bidirectional optical module shown in FIG.
4 and semiconductor light emitting element 41 mounted on carrier 45
In addition, in order to optically couple the semiconductor light receiving element 42 and the optical fiber 48, it is necessary to perform precise position adjustment of each member. In addition, the semiconductor light emitting element 41 and the semiconductor light receiving element 42 are arranged such that the light incident direction and the light
Since it is different by 0 degrees, mounting and wiring work for assembling are complicated, and furthermore, a margin of space is required for assembling adjustment, so that there is a problem that miniaturization of the module becomes difficult. .
【0008】本発明は、前記従来の問題を解決するもの
であって、位置調整の箇所が少なく、組み立てが容易
で、小型化を実現でき、従来に比較して優れた双方向光
モジュールを提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a bidirectional optical module that has fewer positions for position adjustment, is easy to assemble, can be reduced in size, and is superior to the conventional one. The purpose is to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、一本の光ファイバに設けた切断溝にハー
フミラーを設け、また光ファイバの先端面と対向する位
置に反射ミラーを設けて、光ファイバの光軸に対して直
角な方向に光を集光する光分岐部を構成し、同一の半導
体基板上に半導体発光素子および半導体受光素子を平面
実装して、半導体発光素子から出射した光を反射ミラー
を介して光ファイバに入射させ、その光ファイバから出
射した光をハーフミラーを介して半導体受光素子に入射
させるように第1のレンズおよび第2のレンズを配置し
て、双方向光モジュールを構成したものである。In order to solve this problem, the present invention provides a half mirror in a cutting groove provided in one optical fiber, and a reflecting mirror at a position facing the tip end surface of the optical fiber. A light branching portion for condensing light in a direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber, and a semiconductor light-emitting element and a semiconductor light-receiving element mounted on the same semiconductor substrate in a plane. A first lens and a second lens are arranged such that light emitted from the optical fiber is made incident on an optical fiber via a reflection mirror, and light emitted from the optical fiber is made incident on a semiconductor light receiving element via a half mirror. , A bidirectional optical module.
【0010】この構成により、光ファイバに光を結合さ
せる反射ミラーおよびハーフミラーの位置合わせを機械
的精度で行い、半導体発光素子および半導体受光素子を
同一基板上に平面実装することによって、複雑な位置調
整を行う箇所が少なくなり、その結果、組み立てが容易
で、小型化が実現できる優れた双方向光モジュールが得
られる。According to this configuration, the positioning of the reflecting mirror and the half mirror for coupling light to the optical fiber is performed with mechanical accuracy, and the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element are mounted on the same substrate in a plane, so that a complicated position can be obtained. The number of positions to be adjusted is reduced, and as a result, an excellent bidirectional optical module that is easy to assemble and can be downsized is obtained.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、中心軸に対して傾斜した方向に形成された切断溝を
有する1本の光ファイバと、この光ファイバの先端面に
対向する位置に、この光ファイバの中心軸に対して斜め
に設けられた反射ミラーと、前記切断溝に挿入固定され
たハーフミラーと、壁面の少なくとも1箇所に鏡面状の
斜面が設けられた窪みを有する半導体基板と、前記窪み
内に設けられた半導体発光素子と、前記半導体基板上に
設けられた半導体受光素子と、前記半導体発光素子から
出射した光を、前記反射ミラーを介して前記光ファイバ
に入射させる第1のレンズと、前記光ファイバから前記
ハーフミラーを介して出射した光を、前記半導体受光素
子に入射させる第2のレンズとから双方向光モジュール
を構成したものであって、この構成により、一本の光フ
ァイバに斜めの切断溝を設け、この溝にハーフミラーを
挿入することにより機械的に光分岐部を組み立てること
ができ、また半導体発光素子および半導体受光素子を同
一基板上に平面実装することによって、複雑な位置調整
を行う箇所が少なく、その結果、組み立てが容易で、小
型化が実現できる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical fiber having a cutting groove formed in a direction inclined with respect to a central axis, and a front end face of the optical fiber facing the optical fiber. At a position where a reflection mirror is provided obliquely with respect to the center axis of the optical fiber, a half mirror inserted and fixed in the cutting groove, and a recess provided with a mirror-like inclined surface at least at one position on the wall surface. Having a semiconductor substrate, a semiconductor light-emitting element provided in the recess, a semiconductor light-receiving element provided on the semiconductor substrate, and light emitted from the semiconductor light-emitting element to the optical fiber via the reflection mirror. A bidirectional optical module comprises a first lens for incidence, and a second lens for allowing light emitted from the optical fiber via the half mirror to enter the semiconductor light receiving element. According to this configuration, an oblique cutting groove is provided in one optical fiber, and an optical branching section can be mechanically assembled by inserting a half mirror into this groove, and the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element can be mechanically assembled. By planar mounting on the same substrate, there are few places where complicated position adjustment is performed, and as a result, assembly is easy and downsizing can be realized.
【0012】請求項2に記載の発明は、一つの平面上に
光ファイバの外径よりもわずかに大きい幅と深さを有す
る溝が形成され、その溝に光ファイバが挿入固定される
光透過部材からなる光ファイバ取付基板を備え、この光
ファイバ取付基板の前記溝に、前記ハーフミラーが挿入
固定される第1の切断溝を、前記光ファイバの切断溝に
対応させて形成したものであり、光ファイバ取付基板に
光ファイバおよびハーフミラーを固定するので、光ファ
イバの軸ずれを防止して整列でき、しかも切断溝の加工
が容易で、ハーフミラーを強固に固定できる。According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical transmission system in which a groove having a width and a depth slightly larger than the outer diameter of an optical fiber is formed on one plane, and the optical fiber is inserted and fixed in the groove. An optical fiber mounting substrate made of a member, wherein a first cutting groove into which the half mirror is inserted and fixed is formed in the groove of the optical fiber mounting substrate so as to correspond to the cutting groove of the optical fiber. Since the optical fiber and the half mirror are fixed to the optical fiber mounting substrate, alignment of the optical fiber can be prevented while preventing misalignment of the optical fiber, and furthermore, the cutting groove can be easily processed and the half mirror can be firmly fixed.
【0013】請求項3に記載の発明は、光ファイバの中
心軸に対して略45度傾斜した第2の切断溝を、前記光
ファイバ取付基板における前記光ファイバの先端面に対
向する位置に形成し、前記第2の切断溝に反射ミラーを
挿入固定したものであり、反射ミラーの取付角度が切断
溝の加工精度で決まるため、調整が不要で、さらに強固
に固定できる。According to a third aspect of the present invention, a second cutting groove inclined at approximately 45 degrees with respect to the central axis of the optical fiber is formed at a position on the optical fiber mounting substrate facing the distal end surface of the optical fiber. Since the reflecting mirror is inserted and fixed in the second cutting groove, and the mounting angle of the reflecting mirror is determined by the processing accuracy of the cutting groove, no adjustment is required, and the fixing mirror can be fixed more firmly.
【0014】請求項4に記載の発明は、光ファイバを挿
入固定する溝の一方の端と交差する光ファイバ取付基板
における端面に、前記溝の軸に対して略45度傾斜した
傾斜平面を形成し、この傾斜平面に前記反射ミラーを設
けたものであり、反射ミラーの取付角度が傾斜平面の傾
斜角度で決まるため、角度調整が不要になり、さらに反
射ミラーよりも大きな傾斜平面に反射ミラーを張り付け
ることができて、反射ミラーを強固に固定できる。According to a fourth aspect of the present invention, an inclined plane inclined at approximately 45 degrees with respect to the axis of the groove is formed on an end surface of the optical fiber mounting substrate which intersects one end of the groove for inserting and fixing the optical fiber. In addition, the reflection mirror is provided on the inclined plane, and the mounting angle of the reflection mirror is determined by the inclination angle of the inclined plane, so that angle adjustment is unnecessary, and the reflection mirror is mounted on an inclined plane larger than the reflection mirror. It can be attached, and the reflection mirror can be fixed firmly.
【0015】請求項5に記載の発明は、ハーフミラーへ
の入射光とその反射光とがなす角度が鋭角となるよう
に、前記ハーフミラーを挿入する前記第1の切断溝の光
ファイバの中心軸に対する傾斜角度を設定し、前記ハー
フミラーと第2のレンズ間の光路に光の進行方向を前記
第2のレンズ方向へ偏向させる反射部を設けたものであ
り、ハーフミラーの入射光と反射光とがなす角度を鋭角
にすることにより、入射光の偏光成分によって透過と反
射の比率が変化するハーフミラーの偏光特性を抑制する
ことができ、さらに反射部を設けることによって、ハー
フミラーで反射された光を任意の場所に導くことができ
る。According to a fifth aspect of the present invention, the center of the optical fiber in the first cutting groove into which the half mirror is inserted so that the angle between the light incident on the half mirror and the reflected light is an acute angle. A reflecting portion for setting an inclination angle with respect to an axis and deflecting a traveling direction of light toward the second lens in an optical path between the half mirror and the second lens; By making the angle between the light and the light an acute angle, it is possible to suppress the polarization characteristics of the half mirror, in which the ratio of transmission and reflection changes depending on the polarization component of the incident light. The emitted light can be guided to any place.
【0016】請求項6に記載の発明は、第1のレンズお
よび第2のレンズを光ファイバ取付基板と一体に形成し
たものであり、第1のレンズおよび第2のレンズの取り
付けと光軸調整とを不要にすることができ、生産性を高
められる。According to a sixth aspect of the present invention, the first lens and the second lens are formed integrally with the optical fiber mounting substrate, and the mounting of the first lens and the second lens and the adjustment of the optical axis are performed. Can be eliminated, and productivity can be increased.
【0017】請求項7に記載の発明は、半導体基板の窪
みの壁面に設けた鏡面状の斜面の角度を、この半導体基
板の表面方向に対して略45度とし、前記窪みの底面に
実装された半導体発光素子から出射した光を前記斜面で
反射させて、前記半導体基板表面に対して垂直な方向に
出射させるように構成したものであり、実装面に対して
平行に光を出射する半導体発光素子と、実装面に対して
垂直に光を受光する半導体受光素子とを、同一の半導体
基板上に平面実装することができ、さらに半導体基板の
上方から、前記2つの素子の実装位置を正確に把握する
ことができる。According to a seventh aspect of the present invention, the angle of the mirror-like inclined surface provided on the wall surface of the depression of the semiconductor substrate is set to approximately 45 degrees with respect to the surface direction of the semiconductor substrate, and the semiconductor device is mounted on the bottom surface of the depression. The semiconductor light emitting device emits light parallel to the mounting surface by reflecting the light emitted from the semiconductor light emitting element on the slope and emitting the light in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate. The element and the semiconductor light receiving element that receives light perpendicular to the mounting surface can be mounted on the same semiconductor substrate in a plane, and the mounting positions of the two elements can be accurately determined from above the semiconductor substrate. You can figure out.
【0018】請求項8に記載の発明は、半導体基板の窪
みを異方性エッチングによって加工して形成し、さらに
前記窪みの斜面に金メッキを施して鏡面にしたものであ
り、表面の滑らかな傾きの正確な斜面を形成することが
でき、光反射能力を極限まで高められる。[0018] The invention according to claim 8 is that the recess of the semiconductor substrate is formed by processing by anisotropic etching, and further, the slope of the recess is mirror-finished by gold plating, and the surface has a smooth inclination. Can form an accurate slope, and the light reflection ability can be increased to the utmost.
【0019】請求項9に記載の発明は、半導体基板上に
設けた半導体発光素子および半導体受光素子を制御する
電子回路を、前記半導体基板上に一体に形成したもので
あり、半導体発光素子の駆動および半導体受光素子の電
気信号増幅時の雑音を低減させることができる。According to a ninth aspect of the present invention, an electronic circuit for controlling a semiconductor light emitting element and a semiconductor light receiving element provided on a semiconductor substrate is integrally formed on the semiconductor substrate. In addition, noise at the time of amplifying the electric signal of the semiconductor light receiving element can be reduced.
【0020】請求項10に記載の発明は、半導体発光素
子および半導体受光素子を設けた半導体基板を外気から
遮蔽された封止パッケージ内に設け、前記第1のレンズ
および第2のレンズを前記封止パッケージの1つの壁面
と一体に形成したものであり、封止パッケージの封止作
用により半導体発光素子および半導体受光素子の信頼性
を向上させると共に、第1のレンズおよび第2のレンズ
の取付作業が不要となり、光軸調整が簡略化できるた
め、生産性が向上する。According to a tenth aspect of the present invention, the semiconductor substrate provided with the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element is provided in a sealed package shielded from the outside air, and the first lens and the second lens are sealed with each other. It is formed integrally with one wall surface of the stop package, improves the reliability of the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element by the sealing action of the sealing package, and attaches the first lens and the second lens. Is unnecessary, and the optical axis adjustment can be simplified, so that the productivity is improved.
【0021】請求項11に記載の発明は、半導体発光素
子および半導体受光素子を設けた半導体基板を外気から
遮蔽された封止パッケージ内に設け、この封止パッケー
ジの一つの壁面を光ファイバ取付基板によって形成した
ものであり、光ファイバ取付基板が封止部材を兼用する
ため、独立した封止部材が不要になると共に、半導体基
板上の半導体受発光素子と、光ファイバ,ハーフミラ
ー,反射ミラーから構成した光分岐部とを互いに光軸調
整する作業と、受発光素子を封止する作業を同時に行う
ことにより、作業工程を少なくすることができる。According to an eleventh aspect of the present invention, a semiconductor substrate provided with a semiconductor light emitting element and a semiconductor light receiving element is provided in a sealed package shielded from the outside air, and one wall surface of the sealed package is attached to an optical fiber mounting substrate. Since the optical fiber mounting substrate also functions as a sealing member, an independent sealing member is not required, and the semiconductor light receiving / emitting element on the semiconductor substrate and the optical fiber, half mirror, and reflection mirror are used. By simultaneously performing the operation of adjusting the optical axis of the configured light branching unit and the operation of sealing the light receiving / emitting element, the number of operation steps can be reduced.
【0022】請求項12に記載の発明は、半導体基板を
複数の電極を有するパッケージ内に設け、この電極方向
と光ファイバの取付軸方向とが略直交するように構成し
たものであり、電極の上において光ファイバが重ならな
いため、電極を半田付けする際の光ファイバの損傷を防
止することができる。According to a twelfth aspect of the present invention, the semiconductor substrate is provided in a package having a plurality of electrodes, and the direction of the electrodes is substantially orthogonal to the direction of the mounting axis of the optical fiber. Since the optical fibers do not overlap each other, it is possible to prevent the optical fibers from being damaged when the electrodes are soldered.
【0023】請求項13に記載の発明は、光ファイバ取
付基板の溝に挿入固定された光ファイバの一方の端部
を、その中心軸に保持する保持部材を設け、この保持部
材を前記光ファイバ取付基板の端面に取付けたものであ
り、保持部材(例えばフェルール)と他のフェルールを、
例えば精密スリーブ内で結合することにより、双方向光
モジュールを他の光ファイバと着脱自在に接続すること
が可能になる。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a holding member for holding one end of an optical fiber inserted and fixed in a groove of an optical fiber mounting substrate on a center axis thereof, and attaching the holding member to the optical fiber. It is attached to the end face of the mounting board, holding member (for example, ferrule) and other ferrule,
For example, by coupling in a precision sleeve, the bidirectional optical module can be detachably connected to another optical fiber.
【0024】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図11に基づいて説明する。なお、以下の説明にお
いて、図中の同一符号は同一かつ実質的な同一の機能を
有する部材を示すこととし、部材の重複説明を省略す
る。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals in the drawings denote members having the same and substantially the same function, and a redundant description of the members will be omitted.
【0025】図1は本発明の第1実施形態を説明するた
めの双方向光モジュールの構成を説明するための断面図
であって、図1において、1は光ファイバ、2は光ファ
イバ1の光軸に対して45度傾斜した十数ミクロン幅の
切断溝、3、は入射光の約1/2を透過し、他の1/2
の光を反射するハーフミラーであり、切断溝2に挿入固
定されている。4は反射ミラーであり、光ファイバ1の
先端面5に対向した位置に、光ファイバ1の光軸に対し
て45度傾斜して設けられている。6および7は球面レ
ンズなどの光学レンズ、8はシリコン基板などの半導体
基板、9は半導体基板8に設けられた窪みであり、その
壁面に鏡面状に仕上げられた斜面10が設けられてい
る。11は半導体基板8の窪み9に実装されたレーザな
どの半導体発光素子、12は半導体基板8の表面に実装
されたフォトダイオードなどの半導体受光素子、13は
半導体基板8を内設したパッケージ、14は半導体基板
8とワイヤー15で電気的に接続された電極である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a configuration of a bidirectional optical module for explaining a first embodiment of the present invention. In FIG. The cut groove 3 having a width of more than 10 microns, which is inclined at 45 degrees with respect to the optical axis, transmits about 1/2 of the incident light and the other 1/2.
And is fixedly inserted into the cutting groove 2. Reference numeral 4 denotes a reflection mirror, which is provided at a position facing the distal end face 5 of the optical fiber 1 at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1. Reference numerals 6 and 7 denote optical lenses such as spherical lenses, 8 denotes a semiconductor substrate such as a silicon substrate, 9 denotes a depression provided in the semiconductor substrate 8, and a mirror-finished slope 10 is provided on the wall surface thereof. Reference numeral 11 denotes a semiconductor light emitting element such as a laser mounted in the depression 9 of the semiconductor substrate 8, reference numeral 12 denotes a semiconductor light receiving element such as a photodiode mounted on the surface of the semiconductor substrate 8, reference numeral 13 denotes a package in which the semiconductor substrate 8 is provided, and reference numeral 14 denotes a package. Are electrodes electrically connected to the semiconductor substrate 8 by wires 15.
【0026】前記構成において、半導体発光素子11か
ら出射した光16は、窪み9の鏡面状の斜面10で反射
されて、半導体基板8に垂直な方向に進行し、第1の光
学レンズ6で集束されつつ、反射ミラー4で光路を90
度曲げられて、光ファイバ1に入射する。また、光ファ
イバ1中を進行した光は、ハーフミラー3で約1/2の
光17が反射されて光路を90度曲げられた後、第2の
光学レンズ7で集束されつつ、半導体受光素子12に入
射する。このようにして双方向光モジュールとして機能
する。In the above configuration, the light 16 emitted from the semiconductor light emitting element 11 is reflected by the mirror-like inclined surface 10 of the depression 9, travels in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 8, and is focused by the first optical lens 6. While the optical path is 90
The optical fiber 1 is bent once and enters the optical fiber 1. The light that has traveled in the optical fiber 1 is reflected by the half mirror 3 so that about half of the light 17 is reflected and the optical path is bent by 90 degrees. It is incident on 12. Thus, it functions as a bidirectional optical module.
【0027】前記構成は、一本の光ファイバ1に斜めの
切断溝2を設け、この切断溝2にハーフミラー3を挿入
することにより機械的に光分岐部を組み立てることがで
き、また半導体発光素子11および半導体受光素子12
を同一基板上に平面実装することによって、複雑な位置
調整を行う箇所が少なくなり、その結果、組み立てが容
易で、小型の双方向光モジュールが実現できるという効
果が得られる。In the above-described structure, an optical fiber 1 is provided with an oblique cutting groove 2 and a half mirror 3 is inserted into the cutting groove 2 to mechanically assemble an optical branching portion. Element 11 and semiconductor light receiving element 12
Is mounted on the same substrate, the number of locations where complicated position adjustment is performed is reduced, and as a result, an effect is obtained that an easy assembly and a small bidirectional optical module can be realized.
【0028】なお、第1実施形態において、半導体発光
素子11から出射した光16を反射ミラー4に集光し、
またハーフミラー3で反射された光17を受光素子12
に集光するように各部材を配置するとして説明したが、
半導体発光素子11と半導体受光素子12の位置が逆で
も、同様の効果が得られる。さらに、第1の光学レンズ
6および第2の光学レンズ7として球面レンズを用いて
説明したが、非球面レンズあるいはフレネルレンズ等の
集光レンズであれば使用することができる。In the first embodiment, the light 16 emitted from the semiconductor light emitting element 11 is condensed on the reflection mirror 4, and
The light 17 reflected by the half mirror 3 is transmitted to the light receiving element 12.
Although it has been described that each member is arranged so that light is condensed,
Similar effects can be obtained even if the positions of the semiconductor light emitting element 11 and the semiconductor light receiving element 12 are reversed. Furthermore, although the description has been made using a spherical lens as the first optical lens 6 and the second optical lens 7, any condensing lens such as an aspherical lens or a Fresnel lens can be used.
【0029】図2(a)は本発明の第2実施形態の双方向
光モジュールにおける光分岐部の構成を説明するための
側面図、図2(b)は図2(a)の光分岐部の断面図であっ
て、図2(a),(b)において、18は、光ファイバ1の外
径よりもわずかに大きい幅と深さの溝19を、一つの平
面上に構成した光ファイバ取付基板であり、石英ガラス
またはシリコン基板などの光の透過部材から構成されて
いる。この光ファイバ取付基板18の溝19に、光ファ
イバ1を挿入固定すると共に、ハーフミラー3を挿入す
る幅十数ミクロンの第1の切断溝20aを、光ファイバ
取付基板18における光ファイバ1の前記切断溝2の設
置位置に対応させて一体に形成したものであって、第1
の切断溝20aを形成するときに光ファイバ1の切断溝
2も同時に形成することができる。FIG. 2A is a side view for explaining a configuration of an optical branching unit in a bidirectional optical module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an optical branching unit of FIG. 2A and 2B, reference numeral 18 denotes an optical fiber in which a groove 19 having a width and a depth slightly larger than the outer diameter of the optical fiber 1 is formed on one plane. It is a mounting substrate and is formed of a light transmitting member such as a quartz glass or silicon substrate. The optical fiber 1 is inserted and fixed in the groove 19 of the optical fiber mounting substrate 18, and the first cutting groove 20 a having a width of about several tens of microns for inserting the half mirror 3 is formed in the optical fiber 1 on the optical fiber mounting substrate 18. It is integrally formed corresponding to the installation position of the cutting groove 2, and the first
When the cutting groove 20a is formed, the cutting groove 2 of the optical fiber 1 can be formed at the same time.
【0030】前記構成において、光ファイバ取付基板1
8に光ファイバ1およびハーフミラー3を固定すること
により、光ファイバ1の軸ずれを防止して整列できる効
果、および切断溝2,20aの加工が容易であって、ハ
ーフミラー3を強固に固定できるという効果が得られ
る。In the above configuration, the optical fiber mounting board 1
By fixing the optical fiber 1 and the half mirror 3 to the optical fiber 8, it is possible to prevent the optical fiber 1 from being misaligned and to align the optical fiber 1, and the processing of the cut grooves 2 and 20 a is easy, and the half mirror 3 is firmly fixed. The effect that it can be obtained is obtained.
【0031】また、図2(a),(b)に示す第2実施形態の
構成において、光ファイバ1の中心軸に対して45度傾
斜した第2の切断溝20bを、光ファイバ取付基板18
上の光ファイバ1の先端面5に対向する位置に形成し、
この第2の切断溝20bに反射ミラー4を挿入固定して
おり、このようにすることにより、反射ミラー4の取付
角度を第2の切断溝20bの加工精度で決定することが
でき、角度調整が不要となり、反射ミラー4を強固に固
定できるという効果が得られる。In the configuration of the second embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the second cutting groove 20b inclined by 45 degrees with respect to the central axis of the optical fiber 1 is provided with the optical fiber mounting board 18.
Formed at a position facing the distal end face 5 of the optical fiber 1 above,
The reflecting mirror 4 is inserted and fixed in the second cutting groove 20b. With this configuration, the mounting angle of the reflecting mirror 4 can be determined by the processing accuracy of the second cutting groove 20b, and the angle can be adjusted. Is unnecessary, and the effect that the reflection mirror 4 can be firmly fixed can be obtained.
【0032】図3は本発明の第3実施形態における光分
岐部の構成を説明するための断面図であり、図3におい
て、光ファイバ1を挿入固定する溝19の一方の端が、
光ファイバ取付基板18の端面21と交差する面を、こ
の溝19の軸線に対して45度傾斜した傾斜平面22に
形成し、この傾斜平面22に反射ミラー4を接着固定し
ており、この構成により、反射ミラー4の取付角度が傾
斜平面22の傾斜角度で決まるため、角度調整が不要と
なり、さらに反射ミラー4を傾斜平面22に張り付ける
ようにすることによって、反射ミラー4を強固に固定で
きるという効果が得られる。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the optical branching unit according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, one end of the groove 19 for inserting and fixing the optical fiber 1 is
A surface intersecting with the end surface 21 of the optical fiber mounting substrate 18 is formed on an inclined plane 22 inclined at 45 degrees with respect to the axis of the groove 19, and the reflecting mirror 4 is bonded and fixed to the inclined plane 22. Accordingly, the mounting angle of the reflection mirror 4 is determined by the inclination angle of the inclined plane 22, so that angle adjustment becomes unnecessary, and the reflection mirror 4 can be firmly fixed by attaching the reflection mirror 4 to the inclined plane 22. The effect is obtained.
【0033】図4は本発明の第4実施形態における光分
岐部の構成を説明するための断面図であり、図4におい
て、光ファイバ取付基板18の基部18aに対して、反
射ミラー4に入射する光16の向きが、図3の構成とは
上下逆になるように、傾斜平面22を設けたものであっ
て、この構成では、光16は光ファイバ取付基板18の
内部を透過しない点が図3の構成とは異なるが、同様の
効果が得られる。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the structure of an optical branching unit according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the light enters the reflecting mirror 4 with respect to the base 18a of the optical fiber mounting board 18. The inclined plane 22 is provided so that the direction of the light 16 is inverted upside down from the configuration in FIG. 3. In this configuration, the point that the light 16 does not pass through the inside of the optical fiber mounting substrate 18 is that Although different from the configuration of FIG. 3, similar effects can be obtained.
【0034】また、図3に示した第3実施形態は、ハー
フミラー3への入射光とその反射光とのなす角度23が
鋭角となるように、光ファイバ1の中心軸に対する切断
溝2と第1の切断溝20aとの傾斜角度を設定して、ハ
ーフミラー3と第2の光学レンズ7間の光路中における
光ファイバ取付基板18のブロック18bに、光の進行
方向を第2の光学レンズ7方向へ偏光させる反射部24
を設けたものである。In the third embodiment shown in FIG. 3, the cut groove 2 with respect to the central axis of the optical fiber 1 is formed so that the angle 23 between the light incident on the half mirror 3 and the reflected light becomes an acute angle. The angle of inclination with respect to the first cutting groove 20a is set, and the light traveling direction is set to the second optical lens in the block 18b of the optical fiber mounting substrate 18 in the optical path between the half mirror 3 and the second optical lens 7. Reflector 24 for polarization in seven directions
Is provided.
【0035】ハーフミラー3は入射光と反射光とのなす
角度23が大きい場合、入射光の偏光成分に依存して、
反射と透過の光の割合が変化するという不具合が生じる
ため、この構成により、ハーフミラー3の持つ不要な偏
光特性を抑制でき、さらに反射部24を設けることで、
ハーフミラー3で反射された光を任意の場所に導くこと
ができるという効果が得られる。When the angle 23 between the incident light and the reflected light is large, the half mirror 3 depends on the polarization component of the incident light,
Since a problem occurs in which the ratio of the reflected light and the transmitted light changes, this configuration can suppress unnecessary polarization characteristics of the half mirror 3, and further, by providing the reflecting portion 24,
The effect is obtained that the light reflected by the half mirror 3 can be guided to an arbitrary place.
【0036】なお、反射部24は、光ファイバ取付基板
18上に設けたブロック18bの一平面に光の反射面を
形成する構成として説明したが、光を反射し、かつ任意
の方向に光路を制御できる部材であれば採用することが
できる。Although the reflecting section 24 has been described as a configuration in which a light reflecting surface is formed on one plane of the block 18b provided on the optical fiber mounting board 18, the reflecting section reflects light and provides an optical path in an arbitrary direction. Any member that can be controlled can be used.
【0037】図4に示した第4実施形態では、ハーフミ
ラー3から出射する光17の向きが、図3の構成とは逆
になるように、光ファイバ取付基板18における第1の
切断溝20aの傾斜角度と反射部24の傾斜角度、およ
び光ファイバ1の切断溝2の傾斜角度を設定しており、
このように構成しても同様の効果が得られる。In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the direction of the light 17 emitted from the half mirror 3 is reversed from that in FIG. , The inclination angle of the reflection part 24, and the inclination angle of the cutting groove 2 of the optical fiber 1 are set.
A similar effect can be obtained with this configuration.
【0038】図5は本発明の第5実施形態の光分岐部の
構成を説明するための断面図であり、図5において、2
つのレンズである第1の光学レンズ6および第2の光学
レンズ7を光ファイバ取付基板18と一体成形したもの
である。この構成により、各光学レンズの取り付けと光
軸調整とが不要になり、生産性を高めることができると
いう効果が得られる。FIG. 5 is a sectional view for explaining the structure of an optical branching unit according to a fifth embodiment of the present invention.
The first optical lens 6 and the second optical lens 7, which are two lenses, are integrally formed with an optical fiber mounting substrate 18. With this configuration, it is not necessary to attach each optical lens and adjust the optical axis, and it is possible to obtain an effect that productivity can be improved.
【0039】なお、図5では、2つの光学レンズ6,7
を球面レンズとしているが、この光学レンズは、非球面
レンズ,フレネルレンズ、あるいは屈折率分布レンズな
ど、光ファイバ取付基板18と一体に成形できるレンズ
構成、あるいは素材であればよい。In FIG. 5, two optical lenses 6, 7 are provided.
Is a spherical lens, but this optical lens may have any lens configuration or material such as an aspherical lens, a Fresnel lens, or a gradient index lens that can be integrally formed with the optical fiber mounting substrate 18.
【0040】図6は本発明の第6実施形態における半導
体基板の構成を説明するための斜視図であり、図6にお
いて、半導体基板8の窪み9の壁面に設けた鏡面状の斜
面10は、この半導体基板8の表面方向に対して45度
の角度をなし、窪み9の底面に実装された半導体発光素
子11から出射した光16を斜面10で反射させて、半
導体基板8から垂直な方向に出射させるように構成して
ある。FIG. 6 is a perspective view for explaining the configuration of a semiconductor substrate according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, a mirror-like inclined surface 10 provided on a wall surface of a depression 9 of a semiconductor substrate 8 has: An angle of 45 degrees is formed with respect to the surface direction of the semiconductor substrate 8, and light 16 emitted from the semiconductor light emitting element 11 mounted on the bottom surface of the depression 9 is reflected by the inclined surface 10, and is perpendicular to the semiconductor substrate 8. It is configured to emit light.
【0041】前記構成によって、実装面に平行に光を出
力する半導体発光素子11と、実装面に垂直に光を受光
する半導体受光素子12とを、同一の半導体基板8上に
平面実装でき、さらに、半導体基板8の実装面上方から
2つの素子11,12の実装位置を正確に把握できると
いう効果が得られる。With the above configuration, the semiconductor light-emitting element 11 that outputs light parallel to the mounting surface and the semiconductor light-receiving element 12 that receives light perpendicular to the mounting surface can be mounted on the same semiconductor substrate 8 by plane mounting. In addition, the mounting position of the two elements 11 and 12 can be accurately grasped from above the mounting surface of the semiconductor substrate 8.
【0042】さらに、半導体基板8の窪み9を異方性エ
ッチングによって加工して、窪み9の斜面10に金メッ
キを施せば、表面の滑らかな傾きの正確な斜面を形成で
き、光の反射能力を極限まで高める効果が得られる。Further, if the depression 9 of the semiconductor substrate 8 is processed by anisotropic etching and the slope 10 of the depression 9 is plated with gold, an accurate slope with a smooth inclination of the surface can be formed, and the light reflection ability can be improved. The effect of increasing to the maximum can be obtained.
【0043】図7は本発明の第7実施形態における半導
体基板の構成を説明するための斜視図であり、図7にお
いて、半導体発光素子11および半導体受光素子12を
実装した半導体基板8上に、例えば半導体発光素子11
を駆動する集積回路25、および半導体受光素子12の
出力を増幅する集積回路26を実装しており、半導体発
光素子11および半導体受光素子12と各集積回路2
5,26との接続配線を短くできるため、電気信号の雑
音が大幅に低減するという効果が得られる。FIG. 7 is a perspective view for explaining the structure of a semiconductor substrate according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 7, a semiconductor light emitting element 11 and a semiconductor light receiving element 12 are mounted on a semiconductor substrate 8. For example, the semiconductor light emitting element 11
, And an integrated circuit 26 for amplifying the output of the semiconductor light receiving element 12. The semiconductor light emitting element 11, the semiconductor light receiving element 12, and each integrated circuit 2 are mounted.
Since the connection wiring with the wirings 5 and 26 can be shortened, the effect of significantly reducing the noise of the electric signal can be obtained.
【0044】なお、前記集積回路25,26を、各々駆
動回路、増幅回路として説明したが、半導体発光素子1
1および半導体受光素子12を制御する回路であれば、
どのような回路でも設けることができる。Although the integrated circuits 25 and 26 have been described as a drive circuit and an amplifier circuit, respectively,
1 and a circuit for controlling the semiconductor light receiving element 12
Any circuit can be provided.
【0045】図8は本発明の第8実施形態の半導体受光
素子/半導体発光素子部分の構成を説明するための断面
図であり、図8において、半導体発光素子11および半
導体受光素子12を実装した半導体基板8を、複数の電
極14を有するパッケージ13内に設け、これを封止板
27によって封止して外気から遮蔽すると共に、この封
止板27上に2つの光学レンズ6,7を一体成形して形
成している。FIG. 8 is a sectional view for explaining the structure of the semiconductor light receiving element / semiconductor light emitting element portion according to the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the semiconductor light emitting element 11 and the semiconductor light receiving element 12 are mounted. The semiconductor substrate 8 is provided in a package 13 having a plurality of electrodes 14, which is sealed by a sealing plate 27 to shield from outside air, and two optical lenses 6 and 7 are integrated on the sealing plate 27. It is formed by molding.
【0046】前記構成によって、半導体発光素子11お
よび半導体受光素子12は、外気の影響を受けないの
で、その寿命および信頼性の向上が図れ、さらに半導体
発光素子11および半導体受光素子12と光学的に結合
する2つの光学レンズ6,7の取付作業が不要となり、
光軸調整が簡略化できるため、生産性を高めることがで
きるという効果が得られる。With the above structure, the semiconductor light emitting element 11 and the semiconductor light receiving element 12 are not affected by the outside air, so that their life and reliability can be improved. There is no need to attach the two optical lenses 6 and 7 to be combined,
Since the adjustment of the optical axis can be simplified, the effect of increasing the productivity can be obtained.
【0047】なお、封止板27としては、光16,17
が透過する光学レンズ6,7の部分のみ光透過性部材で
構成すればよく、他の部分はパッケージ13を封止でき
る材料であれば、光を遮断するどのような材料であって
も使用することができる。The sealing plates 27 are made of light 16, 17
It is sufficient that only the optical lenses 6 and 7 through which light is transmitted are made of a light transmitting member, and the other portions are made of any material that blocks light as long as the material can seal the package 13. be able to.
【0048】図9は本発明の第9実施形態における双方
向光モジュールの全体構成を説明するための断面図であ
り、図9において、半導体発光素子11および半導体受
光素子12を実装した半導体基板8を、複数の電極14
を有するパッケージ13内に設け、これを光ファイバ取
付基板18によって封止し、外気から遮蔽したものであ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the overall configuration of a bidirectional optical module according to the ninth embodiment of the present invention. In FIG. 9, a semiconductor substrate 8 on which a semiconductor light emitting element 11 and a semiconductor light receiving element 12 are mounted is shown. To a plurality of electrodes 14
The package 13 is provided in a package 13 which is sealed with an optical fiber mounting board 18 and shielded from the outside air.
【0049】前記構成によって、光ファイバ取付基板1
8がパッケージ13の封止板を兼用することになるた
め、図8のような独立した封止板が不要になると共に、
半導体基板8,半導体発光素子11,半導体受光素子1
2から構成した受光/発光素子部と、光ファイバ1,ハ
ーフミラー3,反射ミラー4から構成した光分岐部と
を、互いに光軸調整する作業と、半導体発光素子11お
よび半導体受光素子12を封止する作業を同時に行うこ
とが可能になるため、作業工程を少なくできるという効
果が得られる。With the above configuration, the optical fiber mounting board 1
8 also serves as a sealing plate of the package 13, so that an independent sealing plate as shown in FIG.
Semiconductor substrate 8, semiconductor light emitting element 11, semiconductor light receiving element 1
2 to adjust the optical axis of the light receiving / light emitting element unit composed of the optical fiber 1, the half mirror 3, and the reflecting mirror 4, and to seal the semiconductor light emitting element 11 and the semiconductor light receiving element 12. Since the stopping operation can be performed at the same time, the effect of reducing the number of operation steps can be obtained.
【0050】さらに、図9に示すように、光ファイバ取
付基板18と2つの光学レンズ6,7とを一体成形すれ
ば、光学レンズの取付作業が不要となり、光軸調整が簡
略化できるという効果が得られる。Further, as shown in FIG. 9, if the optical fiber mounting substrate 18 and the two optical lenses 6 and 7 are integrally formed, the operation of mounting the optical lenses becomes unnecessary, and the adjustment of the optical axis can be simplified. Is obtained.
【0051】なお、第9実施形態の構成において、半導
体発光素子11および半導体受光素子12を含むパッケ
ージ13を光ファイバ取付基板18を用いて封止するこ
とができれば、光ファイバ取付基板18の形状,構造は
前記の物に限定されない。In the configuration of the ninth embodiment, if the package 13 including the semiconductor light emitting element 11 and the semiconductor light receiving element 12 can be sealed using the optical fiber mounting board 18, the shape of the optical fiber mounting board 18, The structure is not limited to the above.
【0052】また、図9に示す第9実施形態の構成にお
いては、光ファイバ1と電極14の方向を便宜上、互い
に平行にして描いて説明したが、図10に示す本発明の
第10実施形態の双方向光モジュールを示す外観斜視図
のように、光ファイバ1の取付軸方向と電極14の方向
とが互いに直角になるように構成すれば、電極14の上
に光ファイバ1が重ならないので、電極14を他の基板
に半田付けする際に、光ファイバ1の損傷を防止できる
という効果が得られる。Further, in the configuration of the ninth embodiment shown in FIG. 9, the directions of the optical fiber 1 and the electrode 14 are drawn in parallel with each other for convenience, but the tenth embodiment of the present invention shown in FIG. If the configuration is such that the direction of the mounting axis of the optical fiber 1 and the direction of the electrode 14 are at right angles to each other as shown in the external perspective view showing the bidirectional optical module, the optical fiber 1 does not overlap the electrode 14. When the electrode 14 is soldered to another substrate, the effect of preventing damage to the optical fiber 1 can be obtained.
【0053】図11は本発明の第11実施形態の光分岐
部の構成を説明するための断面図であり、図11におい
て、光ファイバ取付基板18の溝19に挿入固定された
光ファイバ1の一方の端部28をフェルール29の中心
に保持し、このフェルール29を光ファイバ取付基板1
8の端面30に密着して取り付けたものである。FIG. 11 is a sectional view for explaining the structure of an optical branching unit according to an eleventh embodiment of the present invention. In FIG. 11, the optical fiber 1 inserted and fixed in a groove 19 of an optical fiber mounting board 18 is shown. One end 28 is held at the center of the ferrule 29, and this ferrule 29 is
8 is attached in close contact with the end face 30.
【0054】前記構成によって、フェルール29と他の
光ファイバを保持したフェルールとを、例えば精密スリ
ーブ内で結合すれば、双方向光モジュールを他の光ファ
イバと着脱自在に接続することができ、また光ファイバ
1が裸の状態で取り付けられていないので、取り扱いの
容易な双方向光モジュールを提供することができるとい
う効果が得られる。According to the above configuration, when the ferrule 29 and the ferrule holding another optical fiber are connected, for example, in a precision sleeve, the bidirectional optical module can be detachably connected to the other optical fiber. Since the optical fiber 1 is not attached in a bare state, an effect that a bidirectional optical module that can be easily handled can be provided is obtained.
【0055】なお、フェルール29は光ファイバ取付基
板18の端面30に密着して取り付けるとして説明した
が、光ファイバ取付基板18とフェルール29との間に
光ファイバ1が裸の状態で露出しないように取り付けれ
ばよく、その取付手段,構成については前記のものに限
定されない。Although the ferrule 29 has been described as being attached in close contact with the end face 30 of the optical fiber mounting substrate 18, the optical fiber 1 is not exposed in a bare state between the optical fiber mounting substrate 18 and the ferrule 29. The mounting means and configuration are not limited to those described above.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の双方向光
モジュールによれば、一本の光ファイバに設けた切断溝
にハーフミラーを、その先端面に対向する位置に反射ミ
ラーを各々設けて、光ファイバの光軸に対して直角な方
向に光を結合する光分岐部を構成し、同一の半導体基板
上に半導体発光素子および半導体受光素子を平面実装し
て、半導体発光素子から出射した光を反射ミラーを介し
て光ファイバに入射させ、光ファイバから出射した光を
ハーフミラーを介して受光素子に入射させるように2つ
の光学レンズを配置して、双方向光モジュールを構成す
ることにより、光ファイバに光を集光させるための反射
ミラーおよびハーフミラーの位置合わせを機械的精度で
行うことができ、さらに半導体発光素子および半導体受
光素子を同一基板上に平面実装することによって、複雑
な位置調整を行う箇所が少なくなり、その結果、組み立
てが容易になり、しかも小型化を実現することができ
る。As described above, according to the bidirectional optical module of the present invention, the half mirror is provided in the cut groove provided in one optical fiber, and the reflection mirror is provided in the position facing the distal end surface. A light branching portion that couples light in a direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber, the semiconductor light-emitting element and the semiconductor light-receiving element are mounted on the same semiconductor substrate in a plane, and emitted from the semiconductor light-emitting element. By arranging two optical lenses so that light enters the optical fiber via the reflection mirror and light emitted from the optical fiber enters the light receiving element via the half mirror, a bidirectional optical module is constructed. In addition, the positioning of the reflection mirror and the half mirror for condensing light on the optical fiber can be performed with mechanical accuracy, and the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element are mounted on the same substrate. The by surface mounting, the less locations to perform complicated position adjustment, so that the assembly is facilitated, it is possible to realize miniaturization.
【0057】また、光ファイバ取付基板に光ファイバお
よびハーフミラーを固定することにより、光ファイバの
軸ずれを防止して整列できると共に、切断溝の加工が容
易になり、ハーフミラーを強固に固定することができ
る。Further, by fixing the optical fiber and the half mirror to the optical fiber mounting substrate, it is possible to prevent the optical fiber from being misaligned and to align the optical fiber, to facilitate the processing of the cut groove, and to firmly fix the half mirror. be able to.
【0058】また、半導体発光素子と半導体受光素子と
を、同一の半導体基板上に平面実装することができるた
め、半導体基板の上方からそれらの2つの素子の実装位
置を正確に把握することができる。Further, since the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element can be mounted on the same semiconductor substrate in a plane, the mounting positions of the two elements can be accurately grasped from above the semiconductor substrate. .
【0059】また、半導体基板の窪みを異方性エッチン
グによって加工して、窪みの斜面に金メッキを施せば、
表面の滑らかな傾きの正確な斜面を形成することがで
き、光反射効率が向上する。Further, if the depression of the semiconductor substrate is processed by anisotropic etching and the slope of the depression is plated with gold,
It is possible to form an accurate slope with a smooth inclination of the surface, and the light reflection efficiency is improved.
【0060】また、封止板上に2つの光学レンズを一体
に形成することにより、半導体発光素子および半導体受
光素子を外気の影響を受けないようにすることができ、
寿命および信頼性の向上が図れ、さらに半導体発光素子
および半導体受光素子と光学的に結合する2つの光学レ
ンズの取付作業が不要となり、光軸調整が簡略化できる
ため生産性を高めることができる。Further, by integrally forming the two optical lenses on the sealing plate, the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element can be prevented from being affected by the outside air.
The life and reliability can be improved, and the work of mounting two optical lenses that are optically coupled to the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element becomes unnecessary, and the adjustment of the optical axis can be simplified, so that the productivity can be increased.
【0061】また、パッケージを、2つの光学レンズと
一体に形成した光ファイバ取付基板によって封止するこ
とにより、独立した封止板が不要になると共に、光ファ
イバ,ハーフミラー,反射ミラーから構成した光分岐部
と、受光素子および発光素子の設置部分とを互いに光軸
調整する作業と、受光素子および発光素子の設置部分を
封止する作業とを同時に行うことができるため、作業工
程が少なくなり、また2つの光学レンズの取付作業が不
要となって、光軸調整作業が簡略化する。Further, by sealing the package with an optical fiber mounting substrate formed integrally with the two optical lenses, an independent sealing plate is not required, and the package is composed of an optical fiber, a half mirror and a reflection mirror. Since the operation of adjusting the optical axis of the light branching unit and the installation part of the light receiving element and the light emitting element to each other and the operation of sealing the installation part of the light receiving element and the light emitting element can be performed at the same time, the number of work steps is reduced. Also, the work of mounting the two optical lenses is not required, and the work of adjusting the optical axis is simplified.
【図1】本発明の第1実施形態を説明するための双方向
光モジュールの構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a bidirectional optical module for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための側面図と断面図
である。FIGS. 2A and 2B are a side view and a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical branching unit in a bidirectional optical module according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical branching unit in a bidirectional optical module according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical branching unit in a bidirectional optical module according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical branching unit in a bidirectional optical module according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第6実施形態の双方向光モジュールに
おける半導体基板の構成を説明するための斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of a semiconductor substrate in a bidirectional optical module according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第7実施形態の双方向光モジュールに
おける半導体基板の構成を説明するための斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration of a semiconductor substrate in a bidirectional optical module according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第8実施形態の双方向光モジュールに
おける半導体受光素子/半導体発光素子部分の構成を説
明するための断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor light receiving element / semiconductor light emitting element portion in a bidirectional optical module according to an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第9実施形態の双方向光モジュールの
全体構成を説明するための断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a bidirectional optical module according to a ninth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第10実施形態の双方向光モジュー
ルの外観斜視図である。FIG. 10 is an external perspective view of a bidirectional optical module according to a tenth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第11実施形態の双方向光モジュー
ルにおける光分岐部の構成を説明するための断面図であ
る。FIG. 11 is a sectional view illustrating a configuration of an optical branching unit in a bidirectional optical module according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図12】従来の双方向光モジュールの構成を示す一部
断面図である。FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional bidirectional optical module.
1…光ファイバ、 2,20a,20b…切断溝、 3
…ハーフミラー、 4…反射ミラー、 5…光ファイバ
の先端面、 6,7…光学レンズ、 8…半導体基板、
9…窪み、 10…鏡面状の斜面、 11…半導体発
光素子、 12…半導体受光素子、 13…パッケー
ジ、 14…電極、 15…ワイヤー、 16,17…
光、 18…光ファイバ取付基板、 19…溝、 2
1,30…光ファイバ取付基板の端面、 22…傾斜平
面、 23…入射光と反射光のなす角度、 24…反射
部、 25…半導体発光素子を駆動する集積回路、 2
6…半導体受光素子の出力を増幅する集積回路、 27
…封止板、 28…光ファイバの一方の端部、 29…
フェルール。1: optical fiber, 2, 20a, 20b: cutting groove, 3
... half mirror, 4: reflection mirror, 5: tip of optical fiber, 6, 7 ... optical lens, 8 ... semiconductor substrate,
9: recess, 10: mirror-like slope, 11: semiconductor light emitting element, 12: semiconductor light receiving element, 13: package, 14: electrode, 15: wire, 16, 17 ...
Light, 18 ... Optical fiber mounting board, 19 ... Groove, 2
Reference Signs List 1, 30: end face of optical fiber mounting board, 22: inclined plane, 23: angle between incident light and reflected light, 24: reflection part, 25: integrated circuit for driving semiconductor light emitting element, 2
6. Integrated circuit for amplifying the output of semiconductor light receiving element 27
... seal plate 28 ... one end of optical fiber 29 ...
Ferrule.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−10354(JP,A) 特開 平9−181676(JP,A) 特開 平7−202351(JP,A) 特開 平6−338090(JP,A) 特開 昭59−39084(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/42 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-10-10354 (JP, A) JP-A-9-181676 (JP, A) JP-A-7-202351 (JP, A) JP-A-6-202351 338090 (JP, A) JP-A-59-39084 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/42
Claims (13)
た切断溝を有する1本の光ファイバと、この光ファイバ
の先端面に対向する位置に、この光ファイバの中心軸に
対して斜めに設けられた反射ミラーと、前記切断溝に挿
入固定されたハーフミラーと、壁面の少なくとも1箇所
に鏡面状の斜面が設けられた窪みを有する半導体基板
と、前記窪み内に設けられた半導体発光素子と、前記半
導体基板上に設けられた半導体受光素子と、前記半導体
発光素子から出射した光を、前記反射ミラーを介して前
記光ファイバに入射させるための第1のレンズと、前記
光ファイバから前記ハーフミラーを介して出射した光
を、前記半導体受光素子に入射させる第2のレンズとか
ら構成したことを特徴とする双方向光モジュール。1. An optical fiber having a cutting groove formed in a direction inclined with respect to a central axis, and a position oblique to the central axis of the optical fiber at a position facing a distal end surface of the optical fiber. A semi-mirror inserted and fixed in the cutting groove, a semiconductor substrate having a concave portion provided with a mirror-like inclined surface in at least one portion of a wall surface, and a semiconductor light emitting device provided in the concave portion. An element, a semiconductor light receiving element provided on the semiconductor substrate, a first lens for causing light emitted from the semiconductor light emitting element to enter the optical fiber via the reflection mirror, and A bi-directional optical module, comprising: a second lens that causes light emitted through the half mirror to enter the semiconductor light receiving element.
わずかに大きい幅と深さとを有する溝が形成され、その
溝に光ファイバが挿入固定される光透過部材からなる光
ファイバ取付基板を備え、この光ファイバ取付基板の前
記溝に、前記ハーフミラーが挿入固定される第1の切断
溝を、前記光ファイバの切断溝に対応させて形成したこ
とを特徴とする請求項1記載の双方向光モジュール。2. An optical fiber mounting substrate comprising a light transmitting member in which a groove having a width and a depth slightly larger than the outer diameter of the optical fiber is formed on one plane, and the optical fiber is inserted and fixed in the groove. The first cutting groove, into which the half mirror is inserted and fixed, is formed in the groove of the optical fiber mounting substrate so as to correspond to the cutting groove of the optical fiber. Bidirectional optical module.
した第2の切断溝を、前記光ファイバ取付基板における
前記光ファイバの先端面に対向する位置に形成し、前記
第2の切断溝に前記反射ミラーを挿入固定したことを特
徴とする請求項2記載の双方向光モジュール。3. A second cutting groove inclined at approximately 45 degrees with respect to the central axis of the optical fiber is formed at a position facing the distal end surface of the optical fiber on the optical fiber mounting substrate, and the second cutting groove is formed. The bidirectional optical module according to claim 2, wherein the reflection mirror is inserted and fixed in the groove.
の端と交差する光ファイバ取付基板における端面に、前
記溝の軸に対して略45度傾斜した傾斜平面を形成し、こ
の傾斜平面に前記反射ミラーを設けたことを特徴とする
請求項2記載の双方向光モジュール。4. An inclined plane inclined at approximately 45 degrees with respect to the axis of the groove is formed on an end surface of the optical fiber mounting substrate that intersects one end of the groove for inserting and fixing an optical fiber. The bidirectional optical module according to claim 2, wherein the reflection mirror is provided.
がなす角度が鋭角となるように、前記ハーフミラーを挿
入する前記第1の切断溝の光ファイバの中心軸に対する
傾斜角度を設定し、前記ハーフミラーと第2のレンズ間
の光路に光の進行方向を前記第2のレンズ方向へ変化さ
せるための反射部を設けたことを特徴とする請求項2記
載の双方向光モジュール。5. An inclination angle of the first cutting groove into which the half mirror is inserted with respect to a central axis of the optical fiber is set so that an angle formed between light incident on the half mirror and reflected light thereof is an acute angle. 3. The bidirectional optical module according to claim 2, further comprising a reflecting portion for changing a traveling direction of light toward the second lens in an optical path between the half mirror and the second lens.
ァイバ取付基板と一体に形成したことを特徴とする請求
項2記載の双方向光モジュール。6. The bidirectional optical module according to claim 2, wherein the first lens and the second lens are formed integrally with the optical fiber mounting substrate.
の斜面の角度を、この半導体基板の表面方向に対して略
45度とし、前記窪みの底面に実装された半導体発光素
子から出射した光を前記斜面で反射させて、前記半導体
基板の表面に対して垂直な方向に出射させるように構成
したことを特徴とする請求項1記載の双方向光モジュー
ル。7. An angle of a mirror-like inclined surface provided on a wall surface of a dent of a semiconductor substrate is set to approximately 45 degrees with respect to a surface direction of the semiconductor substrate, and light is emitted from a semiconductor light emitting element mounted on a bottom surface of the dent. 2. The bidirectional optical module according to claim 1, wherein the light is reflected by the slope and emitted in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate.
よって加工して形成し、さらに前記窪みの斜面に金メッ
キを施して鏡面にしたことを特徴とする請求項7記載の
双方向光モジュール。8. The bidirectional optical module according to claim 7, wherein the recess of the semiconductor substrate is formed by processing by anisotropic etching, and further, the slope of the recess is gold-plated to have a mirror surface.
よび半導体受光素子を制御する電子回路を、前記半導体
基板上に一体に形成したことを特徴とする請求項1記載
の双方向光モジュール。9. The bidirectional optical module according to claim 1, wherein an electronic circuit for controlling the semiconductor light emitting element and the semiconductor light receiving element provided on the semiconductor substrate is integrally formed on the semiconductor substrate.
を設けた半導体基板を外気から遮蔽された封止パッケー
ジ内に設け、前記第1のレンズおよび第2のレンズを前
記封止パッケージの1つの壁面と一体に形成したことを
特徴とする請求項1記載の双方向光モジュール。10. A semiconductor substrate provided with a semiconductor light emitting element and a semiconductor light receiving element is provided in a sealed package shielded from the outside air, and the first lens and the second lens are provided on one wall surface of the sealed package. The bidirectional optical module according to claim 1, wherein the optical module is formed integrally.
を設けた半導体基板を外気から遮蔽された封止パッケー
ジ内に設け、この封止パッケージの一つの壁面を光ファ
イバ取付基板によって形成したことを特徴とする請求項
2記載の双方向光モジュール。11. A semiconductor substrate provided with a semiconductor light emitting element and a semiconductor light receiving element is provided in a sealed package shielded from the outside air, and one wall surface of the sealed package is formed by an optical fiber mounting substrate. The bidirectional optical module according to claim 2.
ケージ内に設け、この電極方向と光ファイバの取付軸方
向とが略直交するように構成したことを特徴とする請求
項1記載の双方向光モジュール。12. The bidirectional light according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is provided in a package having a plurality of electrodes, and the direction of the electrodes is substantially orthogonal to the direction of the mounting axis of the optical fiber. module.
定された光ファイバの一方の端部を、光ファイバの中心
軸に保持する保持部材を設け、この保持部材を前記光フ
ァイバ取付基板の端面に取付けたことを特徴とする請求
項2記載の双方向光モジュール。13. A holding member for holding one end of an optical fiber inserted and fixed in the groove of the optical fiber mounting board on a central axis of the optical fiber, and holding the holding member to an end face of the optical fiber mounting board. 3. The bidirectional optical module according to claim 2, wherein the optical module is attached to the optical module.
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