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JP6391901B2 - Optical receiver module - Google Patents

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JP6391901B2
JP6391901B2 JP2018526278A JP2018526278A JP6391901B2 JP 6391901 B2 JP6391901 B2 JP 6391901B2 JP 2018526278 A JP2018526278 A JP 2018526278A JP 2018526278 A JP2018526278 A JP 2018526278A JP 6391901 B2 JP6391901 B2 JP 6391901B2
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    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40Optical elements or arrangements

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  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

本発明は、複数のレーンを備える光受信モジュールに関する。  The present invention relates to an optical receiver module having a plurality of lanes.

波長多重光通信システムでは、波長多重された光を受信する光受信モジュールが用いられる。特許文献1では、多波長集積受信モジュールに適用可能な波長分波器が提案されている。特許文献1の波長分離器においては、同一光路で入射された複数の波長を含む信号光を、異なるバンドパス特性を有する複数の誘電体多層膜を有する波長分波部を用いて波長分離する。波長分離された各波長の光は、結合レンズを介して出力ファイバアレイで受信される。  In a wavelength division multiplexing optical communication system, an optical reception module that receives wavelength multiplexed light is used. Patent Document 1 proposes a wavelength demultiplexer applicable to a multi-wavelength integrated receiving module. In the wavelength separator of Patent Document 1, signal light including a plurality of wavelengths incident on the same optical path is wavelength-separated using a wavelength demultiplexing unit having a plurality of dielectric multilayer films having different bandpass characteristics. The wavelength-separated light of each wavelength is received by the output fiber array through the coupling lens.

特許文献2では、分布反射型(Distributed Bragg Reflector: DBR)の共振器構造を有する受光素子が提案されている。  Patent Document 2 proposes a light receiving element having a distributed Bragg reflector (DBR) resonator structure.

特開2011−209367号公報JP 2011-209367 A 特開2001−308368号公報JP 2001-308368 A

特許文献1に記載された波長分離器の出力ファイバアレイに替えて特許文献2に記載されたDBR共振器構造を有する受光素子を用いる場合、DBRの共振効果により特定の波長における感度が向上するが、全ての波長で同時に高い受光感度を得る事は難しい。  When the light receiving element having the DBR resonator structure described in Patent Document 2 is used instead of the output fiber array of the wavelength separator described in Patent Document 1, the sensitivity at a specific wavelength is improved by the resonance effect of DBR. It is difficult to obtain high photosensitivity at all wavelengths simultaneously.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の波長で高い受光感度を得ることが可能な光受信モジュールを得ることを目的とする。  The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an optical receiver module capable of obtaining high light receiving sensitivity at a plurality of wavelengths.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光受信モジュールは、分波器と、第1の光部品と、第2の光部品とを備える。前記分波器は、波長多重された入射光を波長分離し、第1の波長を有する第1の光および第2の波長を有する第2の光を含む複数の波長の光を平行に複数のレーンに出射する。前記第1の光部品は、前記第1の光を集光する第1のレンズと、前記第1のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第1の受光素子とを有する。前記第2の光部品は、前記第2の光を集光する第2のレンズと、前記第2のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第2の受光素子とを有する。前記第1の光部品に入射される前記第1の光および第2の光部品に入射される前記第2の光によって形成される第1の面に垂直な第1の方向に沿った前記第1の光部品の位置と、前記第1の方向に沿った前記第2の光部品の位置を異ならせる。  In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical receiver module of the present invention includes a duplexer, a first optical component, and a second optical component. The demultiplexer wavelength-separates the wavelength-multiplexed incident light, and parallelizes a plurality of wavelengths of light including a first light having a first wavelength and a second light having a second wavelength. Exit to the lane. The first optical component includes a first lens that condenses the first light, and a first light receiving unit having a distributed reflection type resonator structure that receives the light collected by the first lens. Device. The second optical component has a second lens that collects the second light, and a second light receiving unit that has a distributed reflection type resonator structure that receives the light collected by the second lens. Device. The first along a first direction perpendicular to a first surface formed by the first light incident on the first optical component and the second light incident on a second optical component. The position of the first optical component is different from the position of the second optical component along the first direction.

本発明にかかる光受信モジュールは、複数の波長で高い受信感度を得ることが可能であるという効果を奏する。  The optical receiving module according to the present invention has an effect that high receiving sensitivity can be obtained at a plurality of wavelengths.

本発明の実施の形態1にかかる光受信モジュールを示す上面図1 is a top view showing an optical receiver module according to a first embodiment of the present invention. 図1のA-A線に沿った断面図Sectional view along line AA in FIG. 受光素子の共振波長特性の一例を示す図The figure which shows an example of the resonant wavelength characteristic of a light receiving element 各光部品の高さ方向の実装位置を示す側面図Side view showing the mounting position of each optical component in the height direction 2つの光部品の高さ方向の位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of the height direction of two optical components 実施の形態1の各受光素子の共振波長特性の一例を示す図The figure which shows an example of the resonant wavelength characteristic of each light receiving element of Embodiment 1 本発明の実施の形態2にかかる光受信モジュールを示す上面図FIG. 5 is a top view showing an optical receiver module according to a second embodiment of the present invention. 図7のB-B線に沿った断面図Sectional view along line BB in FIG. 本発明の実施の形態3の各光部品の高さ方向の位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of the height direction of each optical component of Embodiment 3 of this invention.

以下に、本発明の実施の形態にかかる光受信モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。  Hereinafter, an optical receiver module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる光受信モジュール100の上面図である。図2は、図1のA-A線に沿った断面図である。図2に示すように、Y軸方向は高さ方向とする。図2は、波長λ2の光についての各構成要素の配置位置を示している。波長多重された入射光1が光受信モジュール100に同一光路で入射される。入射光1は、複数の異なる波長の光を含む。実施の形態1では、入射光は4つの異なる波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を含む。実施の形態1では、λ1<λ2<λ3<λ4とする。λ1=1295.56nm、λ2=1300.05nm、λ3=1304.58nm、λ4=1309.14nmを採用し、IEEEで規定される100GBASE-LR4という規格に対応させてもよい。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a top view of the optical receiver module 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the Y-axis direction is the height direction. FIG. 2 shows the arrangement position of each component for the light of wavelength λ2. The wavelength-multiplexed incident light 1 is incident on the optical receiving module 100 through the same optical path. Incident light 1 includes light of a plurality of different wavelengths. In the first embodiment, incident light includes light of four different wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4. In the first embodiment, λ1 <λ2 <λ3 <λ4. λ1 = 1295.56 nm, λ2 = 1300.05 nm, λ3 = 1304.58 nm, and λ4 = 1309.14 nm may be adopted to correspond to the standard 100GBASE-LR4 defined by IEEE.

光受信モジュール100は、波長多重された入射光1を波長分離し、波長分離された複数の波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を平行に複数のレーン3−1,3−2,3−3,3−4に出射する分波器2と、分波器2から出射された波長λ1,λ2,λ3,λ4の光が入射される光部品4−1〜4−4とを備える。波長λ2が特許請求の範囲の第1の波長に対応し、波長λ1,波長λ3,波長λ4のいずれか一つが、特許請求の範囲の第2の波長に対応する。波長λ2の光が特許請求の範囲の第1の光に対応し、波長λ1の光,波長λ3の光,波長λ4の光のいずれか一つが、特許請求の範囲の第2の光に対応する。光部品4−1は、波長λ1の光を集光する集光レンズ5−1と、前記集光レンズ5−1によって集光された波長λ1の光を受光する受光素子6−1とを有する。光部品4−2は、波長λ2の光を集光する集光レンズ5−2と、前記集光レンズ5−2によって集光された波長λ2の光を受光する受光素子6−2とを有する。光部品4−3は、波長λ3の光を集光する集光レンズ5−3と、前記集光レンズ5−3によって集光された波長λ3の光を受光する受光素子6−3とを有する。光部品4−4は、波長λ4の光を集光する集光レンズ5−4と、前記集光レンズ5−4によって集光された波長λ4の光を受光する受光素子6−4とを有する。受光素子6−1〜6−4は、分布反射型(DBR)の共振器構造を有し、受光された光を光電変換する。光部品4−2が特許請求の範囲の第1の光部品に対応し、光部品4−1,4−3,4−4のいずれか一つが、特許請求の範囲の第2の光部品に対応する。集光レンズ5−2が特許請求の範囲の第1のレンズに対応し、集光レンズ5−1,5−3,5−4のいずれか一つが、特許請求の範囲の第2のレンズに対応する。受光素子6−2が特許請求の範囲の第1の受光素子に対応し、受光素子6−1,6−3,6−4のいずれか一つが、特許請求の範囲の第2の受光素子に対応する。  The optical receiver module 100 wavelength-separates the wavelength-multiplexed incident light 1 and parallelly divides the wavelength-separated light having a plurality of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 into a plurality of lanes 3-1, 3-2, 3-. 3 and 3-4, and optical components 4-1 to 4-4 on which light having wavelengths λ 1, λ 2, λ 3, and λ 4 emitted from the duplexer 2 is incident. The wavelength λ2 corresponds to the first wavelength in the claims, and any one of the wavelengths λ1, λ3, and λ4 corresponds to the second wavelength in the claims. The light of wavelength λ2 corresponds to the first light in the claims, and one of the light of wavelength λ1, the light of wavelength λ3, and the light of wavelength λ4 corresponds to the second light in the claims. . The optical component 4-1 includes a condenser lens 5-1 that collects light having a wavelength λ 1 and a light receiving element 6-1 that receives light having a wavelength λ 1 collected by the condenser lens 5-1. . The optical component 4-2 includes a condensing lens 5-2 for condensing light having a wavelength λ2, and a light receiving element 6-2 for receiving light having a wavelength λ2 collected by the condensing lens 5-2. . The optical component 4-3 includes a condensing lens 5-3 that condenses light having a wavelength λ3, and a light receiving element 6-3 that receives light having a wavelength λ3 collected by the condensing lens 5-3. . The optical component 4-4 includes a condensing lens 5-4 that condenses light having a wavelength λ4, and a light receiving element 6-4 that receives light having a wavelength λ4 collected by the condensing lens 5-4. . The light receiving elements 6-1 to 6-4 have a distributed reflection type (DBR) resonator structure, and photoelectrically convert received light. The optical component 4-2 corresponds to the first optical component in the claims, and any one of the optical components 4-1, 4-3, and 4-4 is the second optical component in the claims. Correspond. The condensing lens 5-2 corresponds to the first lens in the claims, and any one of the condensing lenses 5-1, 5-3, and 5-4 corresponds to the second lens in the claims. Correspond. The light receiving element 6-2 corresponds to the first light receiving element in the claims, and any one of the light receiving elements 6-1, 6-3, and 6-4 is the second light receiving element in the claims. Correspond.

光受信モジュール100は、受光素子6−1〜6−4の各光電変換出力を夫々増幅する増幅器7と、受光素子6−1〜6−4が夫々搭載される受光素子キャリア8−1〜8−4と、受光素子キャリア8−1〜8−4が一側面9aに搭載されるベースキャリア9とを更に備える。実施の形態1では、ベースキャリア9を金属で構成している。分波器2、光部品4−1〜4−4、増幅器7、受光素子キャリア8−1〜8−4を有するベースキャリア9が、図示しない金属製のパッケージに集積化されている。  The optical receiving module 100 includes an amplifier 7 that amplifies each photoelectric conversion output of the light receiving elements 6-1 to 6-4, and light receiving element carriers 8-1 to 8 on which the light receiving elements 6-1 to 6-4 are mounted. -4 and a base carrier 9 on which the light receiving element carriers 8-1 to 8-4 are mounted on one side surface 9a. In the first embodiment, the base carrier 9 is made of metal. A base carrier 9 having a duplexer 2, optical components 4-1 to 4-4, an amplifier 7, and light receiving element carriers 8-1 to 8-4 is integrated in a metal package (not shown).

各構成要素を詳細に説明する。分波器2は、4つの波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を含む入射光1を波長分離する。分波器2は、波長分離された4つの波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を、平行に複数のレーン3−1,3−2,3−3,3−4に出射する。分波器2から出射される波長λ1,λ2,λ3,λ4の光は、コリメート光若しくは疑似コリメート光である。分波器2における波長λ1,λ2,λ3,λ4の出射光の高さ位置hは、同じである。図2に示すように、波長λ2の光は分波器2から高さ位置hで出射されている。他の波長λ1,λ3,λ4の光も同じ高さ位置hをもって分波器2から出射される。分波器2は、波長多重された入射光1を波長分離し、波長分離された複数の波長の光を平行に複数のレーンに出射するものであれば、任意の構成を採用することができる。特許文献1に示された波長分波器を採用してもよいし、他の構成の波長分波器を採用してもよい。  Each component will be described in detail. The duplexer 2 wavelength-separates incident light 1 including light of four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4. The duplexer 2 emits light of four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 that have been wavelength-separated in parallel to a plurality of lanes 3-1, 3-2, 3-3, and 3-4. The light having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 emitted from the duplexer 2 is collimated light or pseudo-collimated light. The height positions h of the outgoing lights of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 in the duplexer 2 are the same. As shown in FIG. 2, the light of wavelength λ2 is emitted from the duplexer 2 at the height position h. Lights of other wavelengths λ1, λ3, and λ4 are emitted from the duplexer 2 with the same height position h. The demultiplexer 2 can employ any configuration as long as the wavelength-division-multiplexed incident light 1 is wavelength-separated and the wavelength-separated light having a plurality of wavelengths is emitted in parallel to a plurality of lanes. . The wavelength demultiplexer disclosed in Patent Document 1 may be employed, or a wavelength demultiplexer having another configuration may be employed.

受光素子キャリア8−1〜8−4は、ベースキャリア9の一側面9aに並設されている。受光素子キャリア8−1〜8−4に、受光素子6−1〜6−4が夫々搭載されている。増幅器7は、ベースキャリア9の上面に配設されている。図2に示すように、ベースキャリア9の一側面9aは、受光素子6−1〜6−4の反射光が入射光1の光路に戻らないように、上下に傾斜されている。一側面9aは、特許請求の範囲の第1の傾斜面に対応する。  The light receiving element carriers 8-1 to 8-4 are arranged in parallel on one side surface 9a of the base carrier 9. The light receiving elements 6-1 to 6-4 are mounted on the light receiving element carriers 8-1 to 8-4, respectively. The amplifier 7 is disposed on the upper surface of the base carrier 9. As shown in FIG. 2, one side surface 9 a of the base carrier 9 is inclined up and down so that the reflected light of the light receiving elements 6-1 to 6-4 does not return to the optical path of the incident light 1. The one side surface 9a corresponds to the first inclined surface in the claims.

受光素子6−1〜6−4は、前述したようにDBR共振器構造を有する。ここで、受光素子6−1〜6−4には、同じ共振波長特性を有するDBR共振器が集積されている。受光素子6−1〜6−4のDBR共振波長は、4つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの最短波の波長であるλ1から4つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの最長波の波長であるλ4までの値になるよう設計されている。図3は、受光素子6−1〜6−4の共振波長特性の一例を示している。図3に示すように、実施の形態1では、全ての受光素子6−1〜6−4は、波長λ2のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性が設定されている。  The light receiving elements 6-1 to 6-4 have a DBR resonator structure as described above. Here, DBR resonators having the same resonance wavelength characteristic are integrated in the light receiving elements 6-1 to 6-4. The DBR resonance wavelengths of the light receiving elements 6-1 to 6-4 are the longest of the four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 from the λ1 that is the shortest of the four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4. It is designed to be a value up to λ4 which is the wavelength of the wave. FIG. 3 shows an example of the resonance wavelength characteristics of the light receiving elements 6-1 to 6-4. As shown in FIG. 3, in the first embodiment, the resonance wavelength characteristics are set so that all the light receiving elements 6-1 to 6-4 can obtain the peak sensitivity at the wavelength λ2.

図4は、光部品4−1〜4−4の実装位置を概念的に示す図である。図4に示すように、光部品4−1〜4−4は、異なる高さ位置に配置されている。すなわち、光部品4−1〜4−4は、光部品4−1〜4−4に入射される波長λ1,λ2,λ3,λ4の光によって形成される第1の面に垂直な第1の方向に沿った異なる位置に配置されている。実施の形態1では、前記第1の面は水平面に対応し、前記第1の方向は高さ方向であるY軸方向に対応する。図4において、受光素子6−1〜6−4の中央部の円は、光を透過可能な受光部6aを示している。図5は、光部品4−1と光部品4−2の高さ方向の位置関係をより詳細に示す図である。図5の左側に光部品4−2の配置を示し、図5の右側に光部品4−1の配置を示している。  FIG. 4 is a diagram conceptually showing the mounting positions of the optical components 4-1 to 4-4. As shown in FIG. 4, the optical components 4-1 to 4-4 are arranged at different height positions. In other words, the optical components 4-1 to 4-4 have the first vertical to the first surface formed by the light of the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 incident on the optical components 4-1 to 4-4. Arranged at different positions along the direction. In the first embodiment, the first surface corresponds to a horizontal plane, and the first direction corresponds to a Y-axis direction that is a height direction. In FIG. 4, the circle at the center of the light receiving elements 6-1 to 6-4 indicates the light receiving unit 6 a that can transmit light. FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship in the height direction between the optical component 4-1 and the optical component 4-2 in more detail. The arrangement of the optical component 4-2 is shown on the left side of FIG. 5, and the arrangement of the optical component 4-1 is shown on the right side of FIG.

図4および図5に示すように、光部品4−1における集光レンズ5−1の中心q1および受光素子6−1の受光部6aの中心p1は同じ高さ位置である。光部品4−2も同様であり、集光レンズ5−2の中心q2および受光素子6−2の受光部6aの中心p2が同じ高さ位置である。光部品4−3も同様であり、集光レンズ5−3の中心および受光素子6−3の受光部6aの中心が同じ高さ位置である。光部品4−4も同様であり、集光レンズ5−4の中心および受光素子6−4の受光部6aの中心が同じ高さ位置である。  As shown in FIGS. 4 and 5, the center q1 of the condenser lens 5-1 and the center p1 of the light receiving part 6a of the light receiving element 6-1 in the optical component 4-1 are at the same height position. The same applies to the optical component 4-2, and the center q2 of the condenser lens 5-2 and the center p2 of the light receiving portion 6a of the light receiving element 6-2 are at the same height position. The same applies to the optical component 4-3, and the center of the condenser lens 5-3 and the center of the light receiving portion 6a of the light receiving element 6-3 are at the same height position. The same applies to the optical component 4-4, and the center of the condenser lens 5-4 and the center of the light receiving portion 6a of the light receiving element 6-4 are at the same height position.

DBRブラッグ条件によると、DBRに対する入射角が大きくなるほど、DBR共振波長が短波長側にシフトする性質がある。別言すれば、DBRに対する入射角が小さくなるほど、DBR共振波長が長波長側にシフトする。そこで、波長λ1の光を受光する光部品4−1の高さ位置を、波長λ2の入射光に一致する波長λ2にDBR共振波長が設定された光部品4−2の高さ位置に対してΔyだけ下方にシフトさせて実装する。これにより、光部品4−1に対する入射光の高さ位置を変えずに、受光素子6−1への入射角を受光素子6−2への入射角より大きくすることができる。これにより、受光素子6−1のDBR共振波長は定性的に短波側にシフトする。従って、波長λ1と波長λ2の差に応じて光部品4−1の高さ位置を光部品4−2の位置から下方にシフトさせることで、受光素子6−1の共振波長をλ2からλ1にシフトさせることができる。  According to the DBR Bragg condition, the DBR resonance wavelength shifts to the short wavelength side as the incident angle with respect to the DBR increases. In other words, the DBR resonance wavelength shifts to the longer wavelength side as the incident angle with respect to the DBR becomes smaller. Therefore, the height position of the optical component 4-1 that receives the light of wavelength λ1 is set to the height position of the optical component 4-2 in which the DBR resonance wavelength is set to the wavelength λ2 that matches the incident light of wavelength λ2. Shift down by Δy for mounting. Thereby, the incident angle to the light receiving element 6-1 can be made larger than the incident angle to the light receiving element 6-2 without changing the height position of the incident light with respect to the optical component 4-1. As a result, the DBR resonance wavelength of the light receiving element 6-1 is qualitatively shifted to the short wave side. Therefore, the resonant wavelength of the light receiving element 6-1 is changed from λ2 to λ1 by shifting the height position of the optical component 4-1 downward from the position of the optical component 4-2 according to the difference between the wavelength λ1 and the wavelength λ2. Can be shifted.

波長λ3は波長λ2よりも長いので、波長λ2と波長λ3の差に応じて光部品4−3の高さ位置を光部品4−2の位置から上方にシフトさせることで、受光素子6−3の共振波長をλ2からλ3にシフトさせることができる。同様に、波長λ2と波長λ4の差に応じて光部品4−4の高さ位置を光部品4−2の位置から上方にシフトさせることで、受光素子6−4の共振波長を波長λ2から波長λ4にシフトさせることができる。  Since the wavelength λ3 is longer than the wavelength λ2, the light receiving element 6-3 is shifted by shifting the height position of the optical component 4-3 upward from the position of the optical component 4-2 according to the difference between the wavelength λ2 and the wavelength λ3. Can be shifted from λ2 to λ3. Similarly, by shifting the height position of the optical component 4-4 upward from the position of the optical component 4-2 according to the difference between the wavelength λ2 and the wavelength λ4, the resonance wavelength of the light receiving element 6-4 is changed from the wavelength λ2. The wavelength can be shifted to λ4.

次に、レーン間のシフト量Δya,bについて説明する。波長λbに対応するレーンにおける光部品を第1の光部品とし、波長λaに対応するレーンにおける光部品を第2の光部品とする。シフト量Δya,bは、第1の光部品の高さ位置に対する第2の光部品のシフト量を示している。波長λa、波長λbは、4つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの任意の1つである。  Next, the shift amount Δya, b between lanes will be described. The optical component in the lane corresponding to the wavelength λb is the first optical component, and the optical component in the lane corresponding to the wavelength λa is the second optical component. The shift amount Δya, b indicates the shift amount of the second optical component with respect to the height position of the first optical component. The wavelength λa and the wavelength λb are any one of the four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4.

n1は空気の屈折率である。n2は受光素子6−1〜6−4の屈折率である。Fは集光レンズ5−1〜5−4の焦点距離である。θ1,aは波長λaに対応するレーンにおける受光素子への入射角である。θ2,aは波長λaに対応するレーンにおける受光素子内部での屈折角である。θ1,bは波長λbに対応するレーンにおける受光素子への入射角である。θ2,bは波長λbに対応するレーンにおける受光素子内部での屈折角である。  n1 is the refractive index of air. n2 is the refractive index of the light receiving elements 6-1 to 6-4. F is the focal length of the condenser lenses 5-1 to 5-4. θ1, a is the incident angle to the light receiving element in the lane corresponding to the wavelength λa. θ2, a is a refraction angle inside the light receiving element in the lane corresponding to the wavelength λa. θ1, b is an incident angle to the light receiving element in the lane corresponding to the wavelength λb. θ2 and b are refraction angles inside the light receiving element in the lane corresponding to the wavelength λb.

スネルの法則より第(1)式および第(2)式が成立する。
n1×sinθ1,a=n2×sinθ2,a …(1)
n1×sinθ1,b=n2×sinθ2,b …(2)
Equations (1) and (2) hold from Snell's law.
n1 × sinθ1, a = n2 × sinθ2, a… (1)
n1 × sinθ1, b = n2 × sinθ2, b (2)

DBRにおけるブラッグ反射条件より第(3)式が成立する。
λb=λa(cosθ2,b/cosθ2,a) …(3)
Equation (3) is established from the Bragg reflection condition in DBR.
λb = λa (cosθ2, b / cosθ2, a) (3)

また、2つのレーンの光部品の相対実装位置の幾何的関係から第(4)式が成立する。
Δya,b/F=tanθ1,b−tanθ1,a …(4)
In addition, Equation (4) is established from the geometric relationship between the relative mounting positions of the optical components in the two lanes.
Δya, b / F = tanθ1, b−tanθ1, a (4)

したがって、上記第(1)式〜第(4)式を満たすように、第1の光部品に対する第2の光部品のシフト量Δya,bを決定する。具体的には、第(1)式〜第(4)式を整理することで、シフト量Δya,bは、n1、n2、F、λa、λbおよび入射角θ1,bを変数とした第1の変換式によって表すことができる。前記第1の変換式は、第(1)式〜第(4)式を整理することで一義的に導出することができるので、前記第1の変換式の開示は省略する。前記第1の変換式に従うと、光部品4−1〜4−4の位置関係は、図4に示すように、長波長になればなるほど高い位置に実装される。  Therefore, the shift amount Δya, b of the second optical component with respect to the first optical component is determined so as to satisfy the expressions (1) to (4). Specifically, by rearranging the formulas (1) to (4), the shift amount Δya, b is the first with the variables n1, n2, F, λa, λb and the incident angles θ1, b as variables. It can be expressed by the following conversion formula. Since the first conversion formula can be uniquely derived by organizing the formulas (1) to (4), disclosure of the first conversion formula is omitted. According to the first conversion equation, the positional relationship between the optical components 4-1 to 4-4 is mounted at a higher position as the wavelength becomes longer, as shown in FIG.

図5の左側に示すように、光部品4−2の受光素子6−2へは波長λ2の光が入射角θ1,2をもって入射され、屈折角θ2,2で屈折される。一方、図5の右側に示すように、光部品4−1の受光素子6−1へは波長λ1の光が入射角θ1,1をもって入射され、屈折角θ2,1で屈折される。したがって、光部品4−2に対する光部品4−1のシフト量Δy1,2は、n1、n2、F、λ1、λ2および受光素子6−2への入射角θ1,2を変数とした前記第1の変換式に基づき算出することができる。  As shown on the left side of FIG. 5, light having a wavelength λ2 is incident on the light receiving element 6-2 of the optical component 4-2 at an incident angle θ1,2 and is refracted at a refraction angle θ2,2. On the other hand, as shown on the right side of FIG. 5, light of wavelength λ1 is incident on the light receiving element 6-1 of the optical component 4-1, at an incident angle θ1,1, and refracted at a refraction angle θ2,1. Therefore, the shift amount Δy1,2 of the optical component 4-1 with respect to the optical component 4-2 is the above-described first variable using n1, n2, F, λ1, λ2 and the incident angle θ1,2 to the light receiving element 6-2 as variables. It can be calculated based on the following conversion formula.

光受信モジュール100において、全ての受光素子6−1〜6−4の共振波長を特定の波長に設定した場合、共振波長から外れたレーンでは感度が劣化する問題がある。そこで、実施の形態1においては、共振波長から外れたレーンの光部品の実装位置を、共振波長と各レーンの波長の差に応じたシフト量だけシフトさせる。これにより、各レーンの受光素子への入射角が変化し、各レーンのDBR共振波長がシフトする。  In the optical receiver module 100, when the resonance wavelength of all the light receiving elements 6-1 to 6-4 is set to a specific wavelength, there is a problem that the sensitivity deteriorates in a lane that is out of the resonance wavelength. Therefore, in the first embodiment, the mounting position of the optical component in the lane deviating from the resonance wavelength is shifted by the shift amount corresponding to the difference between the resonance wavelength and the wavelength of each lane. Thereby, the incident angle to the light receiving element of each lane changes, and the DBR resonance wavelength of each lane shifts.

図6は、図4に示した実装を行った場合の受光素子6−1〜6−4の共振波長特性の一例を示している。受光素子6−2より低い位置に実装された受光素子6−1は、波長λ1のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性がシフトされている。受光素子6−2より高い位置に実装された受光素子6−3は、波長λ3のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性がシフトされている。受光素子6−3より高い位置に実装された受光素子6−4は、波長λ4のときにピーク感度が得られるように、共振波長特性がシフトされている。このように、同一の共振波長特性に設定されたDBR受光素子を全てのレーンに用いた場合でも、各DBR受光素子の高さ位置を各レーンの波長に応じてシフトさせることで、全てのレーンのDBR共振波長と入射光の波長を一致させることが可能となる。  FIG. 6 shows an example of the resonance wavelength characteristics of the light receiving elements 6-1 to 6-4 when the mounting shown in FIG. 4 is performed. The light receiving element 6-1 mounted at a position lower than the light receiving element 6-2 has a resonance wavelength characteristic shifted so that peak sensitivity is obtained at the wavelength λ1. The light receiving element 6-3 mounted at a position higher than the light receiving element 6-2 has a shifted resonance wavelength characteristic so that peak sensitivity is obtained at the wavelength λ3. The light receiving element 6-4 mounted at a position higher than the light receiving element 6-3 has a shifted resonance wavelength characteristic so that peak sensitivity is obtained at the wavelength λ4. Thus, even when DBR light receiving elements set to the same resonance wavelength characteristic are used for all lanes, the height position of each DBR light receiving element is shifted according to the wavelength of each lane, so that all lanes It is possible to match the DBR resonance wavelength of the incident light with the wavelength of the incident light.

F=0.7mm、n1=1、n2=3.2、DBR設計波長λ2=1300.05nm、θ1,2=25度とした場合、光部品4−2に対する光部品4−1のシフト量であるΔy1,2=-72umとなり、光部品4−2に対する光部品4−3のシフト量であるΔy3,2=87umとなり、光部品4−2に対する光部品4−4のシフト量であるΔy4,2=195umとなる。Δyは、図2の上方向が+、下方向が-である。  When F = 0.7 mm, n1 = 1, n2 = 3.2, DBR design wavelength λ2 = 1300.05 nm, θ1,2 = 25 degrees, Δy1,2 which is the shift amount of the optical component 4-1 with respect to the optical component 4-2 = -72um, Δy3,2 = 87um which is the shift amount of the optical component 4-3 with respect to the optical component 4-2, and Δy4,2 = 195um which is the shift amount of the optical component 4-4 with respect to the optical component 4-2. Become. Δy is + in the upper direction of FIG. 2 and − in the lower direction.

このように実施の形態1によれば、各レーンに同一の共振波長特性を有する受光素子が用いられる場合において、ブラッグ反射条件によりDBR共振波長が入射角に応じて変化する現象を利用し、各レーンの光部品の実装高さ位置を異ならせるようにしている。これにより、光受信モジュール100に入射される各波長の光の受光感度を、高さ位置のシフト前よりも大きくすることが可能となる。また、DBR共振波長と各信号波長とを一致させることで、波長変動に対する感度変動の傾きが小さくなり、温度変動に伴うDBR屈折率変動により生じるDBR共振波長変動、各種実装バラつきに対するDBR共振波長変動などに対する感度変動が低減可能である。さらに、集光レンズおよび受光素子から構成される各光部品の実装高さ位置をシフトさせるのみで、簡単に波長調整が可能である。  As described above, according to the first embodiment, when a light receiving element having the same resonance wavelength characteristic is used in each lane, the phenomenon that the DBR resonance wavelength changes according to the incident angle depending on the Bragg reflection condition is used. The mounting height positions of the optical components in the lane are made different. As a result, the light receiving sensitivity of each wavelength of light incident on the optical receiving module 100 can be made larger than before the shift of the height position. Also, by matching the DBR resonance wavelength with each signal wavelength, the slope of the sensitivity fluctuation with respect to the wavelength fluctuation becomes small, the DBR resonance wavelength fluctuation caused by the DBR refractive index fluctuation due to the temperature fluctuation, and the DBR resonance wavelength fluctuation for various mounting variations. It is possible to reduce the sensitivity fluctuation with respect to the above. Furthermore, the wavelength can be easily adjusted only by shifting the mounting height position of each optical component including the condenser lens and the light receiving element.

なお、上記実施の形態1では、4つの波長を有する100GBASE LR4を例にしたが、光受信モジュール内の波長の個数、波長値、波長間隔は他の任意の値を採用しても良い。  In the first embodiment, 100GBASE LR4 having four wavelengths is taken as an example, but other arbitrary values may be adopted as the number of wavelengths, wavelength values, and wavelength intervals in the optical receiving module.

実施の形態2.
実施の形態1では、受光素子6−1〜6−4をベースキャリア9の側面に実装したが、実施の形態2では、受光素子6−1〜6−4をベースキャリア9の上面に実装する。図7は、本発明の実施の形態2にかかる光受信モジュール200の上面図である。図8は、図7のB-B線に沿った断面図である。図8は、波長λ2の光についての各構成要素の配置位置を示している。実施の形態1の構成要素と同一機能を達成する構成要素に関しては同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the light receiving elements 6-1 to 6-4 are mounted on the side surfaces of the base carrier 9, but in the second embodiment, the light receiving elements 6-1 to 6-4 are mounted on the upper surface of the base carrier 9. FIG. 7 is a top view of the optical receiver module 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 8 shows the arrangement position of each component for the light of wavelength λ2. Constituent elements that achieve the same functions as those of the first embodiment are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

この実施の形態2では、波長λ1,λ2,λ3,λ4の光が伝搬する各レーンに入射光を直角に反射するミラー10−1〜10−4を配置している。図7および図8の場合は、各レーンにおける分波器2と集光レンズ5−1〜5−4との間に、入射光を入射方向から90度傾いた方向へ反射するミラー10−1〜10−4を配置している。ミラー10−1で反射された波長λ1の光は、集光レンズ5−1および受光素子6−1で構成される光部品4−1に入射される。ミラー10−2で反射された波長λ2の光は、図8に示すように、集光レンズ5−2および受光素子6−2で構成される光部品4−2に入射される。ミラー10−3で反射された波長λ3の光は、集光レンズ5−3および受光素子6−3で構成される光部品4−3に入射される。ミラー10−4で反射された波長λ4の光は、集光レンズ5−4および受光素子6−4で構成される光部品4−4に入射される。ミラー10−2は、特許請求の範囲の第1のミラーに対応する。ミラー10−1,10−3,10−4の何れか一つが特許請求の範囲の第2のミラーに対応する。  In the second embodiment, mirrors 10-1 to 10-4 that reflect incident light at right angles are arranged in each lane through which light of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 propagates. In the case of FIGS. 7 and 8, the mirror 10-1 reflects incident light in a direction inclined by 90 degrees from the incident direction between the duplexer 2 and the condenser lenses 5-1 to 5-4 in each lane. 10-4 are arranged. The light having the wavelength λ 1 reflected by the mirror 10-1 is incident on the optical component 4-1 including the condenser lens 5-1 and the light receiving element 6-1. As shown in FIG. 8, the light having the wavelength λ 2 reflected by the mirror 10-2 is incident on the optical component 4-2 including the condenser lens 5-2 and the light receiving element 6-2. The light of wavelength λ3 reflected by the mirror 10-3 is incident on an optical component 4-3 composed of a condenser lens 5-3 and a light receiving element 6-3. The light of wavelength λ4 reflected by the mirror 10-4 is incident on an optical component 4-4 composed of a condenser lens 5-4 and a light receiving element 6-4. The mirror 10-2 corresponds to the first mirror in the claims. Any one of the mirrors 10-1, 10-3, and 10-4 corresponds to the second mirror in the claims.

図7においては、集光レンズ5−1〜5−4の図示は省略し、受光素子6−1〜6−4のみを図示した。図8に示すように、ベースキャリア9の上面の一部は水平面9bとなっており、前記水平面9b上に増幅器7が搭載されている。また、ベースキャリア9の上面の一部は、受光素子6−1〜6−4の反射光が入射光の光路に戻らないように、前後方向であるX軸方向に傾斜される傾斜面9cとなっている。X軸はY軸に垂直である。X軸は水平方向であってかつ分波器2から出射される複数の波長の光に平行な方向である。傾斜面9cは、特許請求の範囲の第2の傾斜面に対応する。ベースキャリア9の傾斜面9c上に、受光素子6−1〜6−4が並設されている。実施の形態2においては、光部品4−1〜4−4のX軸方向の実装位置を異ならせている。すなわち、光部品4−1〜4−4は、光部品4−1〜4−4に入射される波長λ1,λ2,λ3,λ4の光によって形成される第1の面に垂直な第1の方向に沿った異なる位置に配置されている。実施の形態2では、前記第1の面はY軸と、Y軸およびX軸に垂直な軸とを含む鉛直面に対応し、前記第1の方向はX軸方向に対応する。図7においては、受光素子6−1〜6−4のX軸方向の実装位置が異なっていることが示されている。増幅器7の長手方向が、受光素子6−1〜6−4の並び方向と平行になるように、増幅器7がベースキャリア9の水平面9b上で回転されて配置されている。受光素子6−1〜6−4と増幅器7は、ワイヤ15によって接続されている。なお、各レーンの波長と光部品4−1〜4−4のX軸方向のシフト量との関係は、実施の形態1と同様であり、重複する説明は省略する。  In FIG. 7, the condenser lenses 5-1 to 5-4 are not shown, and only the light receiving elements 6-1 to 6-4 are shown. As shown in FIG. 8, a part of the upper surface of the base carrier 9 is a horizontal plane 9b, and the amplifier 7 is mounted on the horizontal plane 9b. A part of the upper surface of the base carrier 9 is an inclined surface 9c that is inclined in the X-axis direction, which is the front-rear direction, so that the reflected light of the light receiving elements 6-1 to 6-4 does not return to the optical path of the incident light. ing. The X axis is perpendicular to the Y axis. The X-axis is a horizontal direction and is parallel to a plurality of wavelengths of light emitted from the duplexer 2. The inclined surface 9c corresponds to the second inclined surface in the claims. On the inclined surface 9c of the base carrier 9, the light receiving elements 6-1 to 6-4 are arranged in parallel. In the second embodiment, the mounting positions of the optical components 4-1 to 4-4 in the X-axis direction are varied. In other words, the optical components 4-1 to 4-4 have the first vertical to the first surface formed by the light of the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 incident on the optical components 4-1 to 4-4. Arranged at different positions along the direction. In the second embodiment, the first surface corresponds to a vertical surface including the Y axis and an axis perpendicular to the Y axis and the X axis, and the first direction corresponds to the X axis direction. FIG. 7 shows that the mounting positions of the light receiving elements 6-1 to 6-4 in the X-axis direction are different. The amplifier 7 is rotated and arranged on the horizontal plane 9b of the base carrier 9 so that the longitudinal direction of the amplifier 7 is parallel to the arrangement direction of the light receiving elements 6-1 to 6-4. The light receiving elements 6-1 to 6-4 and the amplifier 7 are connected by a wire 15. The relationship between the wavelength of each lane and the shift amount in the X-axis direction of the optical components 4-1 to 4-4 is the same as that in the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

実施の形態1では、各受光素子をベースキャリア9の側面実装とすることでミラー部材を用いることなく光受信モジュールを構成できるが、各受光素子の実装位置が高さ方向に変化することにより、増幅器7と各受光素子のワイヤ長がレーン間でばらつく。実施の形態2では、図7に示すように、受光素子6−1〜6−4の実装位置の並びに合わせて増幅器7を回転させて実装することで、増幅器7と各受光素子6−1〜6−4とを接続するワイヤ15の長さを一定にすることができる。これにより、各ワイヤ15によるインダクタンス成分を一定とすることができ、各レーンの信号伝送特性を安定させることが可能となる。  In the first embodiment, an optical receiving module can be configured without using a mirror member by mounting each light receiving element on the side surface of the base carrier 9. However, by changing the mounting position of each light receiving element in the height direction, an amplifier is provided. 7 and the wire length of each light receiving element varies between lanes. In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the amplifier 7 is rotated and mounted in accordance with the mounting positions of the light receiving elements 6-1 to 6-4. The length of the wire 15 connecting 6-4 can be made constant. Thereby, the inductance component by each wire 15 can be made constant, and the signal transmission characteristic of each lane can be stabilized.

なお、各レーンにおける集光レンズ5−1〜5−4と受光素子6−1〜6−4との間に、ミラー10−1〜10−4を配置してもよい。  In addition, you may arrange | position the mirrors 10-1 to 10-4 between the condensing lenses 5-1 to 5-4 and the light receiving elements 6-1 to 6-4 in each lane.

このように実施の形態2によれば、各レーンに同一の共振波長特性を有する受光素子が用いられる場合において、ブラッグ反射条件によりDBR共振波長が入射角に応じて変化する現象を利用し、各レーンの光部品のX軸方向の実装位置を異ならせるようにしている。これにより、実施の形態1と同様の効果を得ることが可能となる。また、増幅器7と各受光素子6−1〜6−4とを接続するワイヤ15の長さを一定にすることができる。  As described above, according to the second embodiment, when a light receiving element having the same resonance wavelength characteristic is used for each lane, the phenomenon that the DBR resonance wavelength changes according to the incident angle depending on the Bragg reflection condition is used. The mounting positions of the optical components in the lane in the X-axis direction are made different. Thereby, it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment. Further, the length of the wire 15 connecting the amplifier 7 and each of the light receiving elements 6-1 to 6-4 can be made constant.

実施の形態3.
実施の形態1では、同一のDBR共振波長特性を有する受光素子を全レーンに用いたが、実施の形態3では、各受光素子のDBR共振波長を各レーンの信号波長とそれぞれ一致させる。つまり、λ1の光が伝送されるレーンの受光素子6−1のDBR共振波長特性を波長λ1に一致させ、λ2の光が伝送されるレーンの受光素子6−2のDBR共振波長特性を波長λ2に一致させ、λ3の光が伝送されるレーンの受光素子6−3のDBR共振波長特性を波長λ3に一致させ、λ4の光が伝送されるレーンの受光素子6−4のDBR共振波長特性を波長λ4に一致させる。これにより、理想的には、光部品4−1〜4−4の実装位置のシフト量Δyは0となるが、実際には、DBR作製時の膜厚変動、組成ずれなどによりDBR共振周波数がバラつく問題が生じる。そこで、本実施の形態3では、ブラッグ反射条件によりDBR共振波長が入射角によって変化する現象を利用し、受光素子6−1〜6−4のDBR共振波長の製造バラつきを補償する。
Embodiment 3.
In the first embodiment, the light receiving elements having the same DBR resonance wavelength characteristic are used for all the lanes. However, in the third embodiment, the DBR resonance wavelength of each light receiving element is matched with the signal wavelength of each lane. That is, the DBR resonance wavelength characteristic of the light receiving element 6-1 in the lane in which the light of λ1 is transmitted is matched with the wavelength λ1, and the DBR resonance wavelength characteristic of the light receiving element 6-2 in the lane in which the light of λ2 is transmitted is the wavelength λ2. The DBR resonance wavelength characteristic of the light receiving element 6-3 in the lane in which the light of λ3 is transmitted is matched with the wavelength λ3, and the DBR resonance wavelength characteristic of the light receiving element 6-4 in the lane in which the light of λ4 is transmitted is Match with wavelength λ4. Thereby, ideally, the shift amount Δy of the mounting position of the optical components 4-1 to 4-4 becomes 0. However, in practice, the DBR resonance frequency is reduced due to film thickness variation, composition deviation, etc. during DBR fabrication. A problem arises that varies. Therefore, in the third embodiment, a phenomenon in which the DBR resonance wavelength varies depending on the incident angle depending on the Bragg reflection condition is used to compensate for the manufacturing variation in the DBR resonance wavelength of the light receiving elements 6-1 to 6-4.

実施の形態3の光受信モジュールの構成は、図1および図2に示した光受信モジュール100の構成と同様であり、重複する説明は省略する。但し、前述したように、各受光素子のDBR共振波長は各レーンの信号波長と一致している。図9は、光部品4−1〜4−4の実装位置を示す図である。光部品4−1には、波長λ1の光が入射され、光部品4−2には、波長λ2の光が入射され、光部品4−3には、波長λ3の光が入射され、光部品4−4には、波長λ4の光が入射される。ここでは、受光素子6−2のDBR共振波長は波長λ2と一致し、受光素子6−1のDBR共振波長が波長λ1よりも長波側にずれており、受光素子6−4のDBR共振波長が波長λ4よりも長波側にずれており、受光素子6−3のDBR共振波長が短波側にずれている場合を想定している。ずれが発生していない受光素子6−2を含む光部品4−2の高さ位置を破線20によって示している。  The configuration of the optical receiving module according to the third embodiment is the same as the configuration of the optical receiving module 100 shown in FIGS. 1 and 2, and redundant description is omitted. However, as described above, the DBR resonance wavelength of each light receiving element matches the signal wavelength of each lane. FIG. 9 is a diagram illustrating the mounting positions of the optical components 4-1 to 4-4. Light of wavelength λ1 is incident on the optical component 4-1, light of wavelength λ2 is incident on the optical component 4-2, and light of wavelength λ3 is incident on the optical component 4-3. The light of wavelength λ4 is incident on 4-4. Here, the DBR resonance wavelength of the light receiving element 6-2 coincides with the wavelength λ2, the DBR resonance wavelength of the light receiving element 6-1 is shifted to the longer wavelength side than the wavelength λ1, and the DBR resonance wavelength of the light receiving element 6-4 is It is assumed that the wavelength λ4 is shifted to the long wave side and the DBR resonance wavelength of the light receiving element 6-3 is shifted to the short wave side. A height position of the optical component 4-2 including the light receiving element 6-2 in which no deviation occurs is indicated by a broken line 20.

受光素子6−1は、DBR共振波長が波長λ1よりも長波側にずれているので、光部品4−1の高さ位置を、ずれがない場合の高さ位置20に対してΔy1だけ下方にシフトさせて実装する。受光素子6−3は、DBR共振波長が波長λ3よりも短波側にずれているので、光部品4−3の高さ位置を、ずれがない場合の高さ位置20に対してΔy3だけ上方にシフトさせて実装する。受光素子6−4は、DBR共振波長が波長λ4よりも長波側にずれているので、光部品4−4の高さ位置を、ずれがない場合の高さ位置20に対してΔy4だけ下方にシフトさせて実装する。  Since the DBR resonance wavelength of the light receiving element 6-1 is shifted to the long wave side from the wavelength λ1, the height position of the optical component 4-1 is lower by Δy1 than the height position 20 when there is no shift. Shift and implement. In the light receiving element 6-3, the DBR resonance wavelength is shifted to the shorter wavelength side than the wavelength λ3. Therefore, the height position of the optical component 4-3 is raised by Δy3 with respect to the height position 20 when there is no shift. Shift and implement. In the light receiving element 6-4, the DBR resonance wavelength is shifted to the longer wave side than the wavelength λ4, so that the height position of the optical component 4-4 is lower by Δy4 than the height position 20 when there is no shift. Shift and implement.

次に、各レーンのシフト量Δyaについて説明する。シフト量Δyaは、波長λaに対応するレーンの受光素子の共振波長特性のズレに応じたシフト量である。シフト量Δyaは、波長λbに対応するレーンの受光素子の共振波長特性のズレに応じたシフト量である。波長λa,λbは、4つの波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの任意の1つである。  Next, the shift amount Δya for each lane will be described. The shift amount Δya is a shift amount corresponding to the shift of the resonance wavelength characteristic of the light receiving element in the lane corresponding to the wavelength λa. The shift amount Δya is a shift amount corresponding to the shift of the resonance wavelength characteristic of the light receiving element in the lane corresponding to the wavelength λb. The wavelengths λa and λb are any one of the four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4.

n1は空気の屈折率である。n2は受光素子6−1〜6−4の屈折率である。Fは集光レンズ5−1〜5−4の焦点距離である。θ1,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正前の受光素子への入射角、θ2,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正前の受光素子内部での屈折角、θ'1,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正後の受光素子への入射角、θ'2,aは波長λaに対応するレーンにおけるDBR共振波長補正後の受光素子内部での屈折角とする。Δλaは、DBR共振波長のずれである。  n1 is the refractive index of air. n2 is the refractive index of the light receiving elements 6-1 to 6-4. F is the focal length of the condenser lenses 5-1 to 5-4. θ1, a is the incident angle to the light receiving element before DBR resonance wavelength correction in the lane corresponding to the wavelength λa, θ2, a is the refraction angle in the light receiving element before DBR resonance wavelength correction in the lane corresponding to the wavelength λa, θ '1, a is the incident angle to the light receiving element after the DBR resonance wavelength correction in the lane corresponding to the wavelength λa, and θ'2, a is the refraction in the light receiving element after the DBR resonance wavelength correction in the lane corresponding to the wavelength λa. A corner. Δλa is the deviation of the DBR resonance wavelength.

スネルの法則より第(5)式および第(6)式が成立する。
n1×sinθ1,a=n2×sinθ2,a …(5)
n1×sinθ'1,a=n2×sinθ'2,a …(6)
Equations (5) and (6) are established from Snell's law.
n1 × sinθ1, a = n2 × sinθ2, a… (5)
n1 × sinθ'1, a = n2 × sinθ'2, a (6)

DBRにおけるブラッグ反射条件より第(7)式が成立する。
Δλa+λa=λa(cosθ'2,a/cosθ2,a) …(7)
Equation (7) is established from the Bragg reflection condition in DBR.
Δλa + λa = λa (cosθ'2, a / cosθ2, a) (7)

また、波長λaに対応するレーンのDBR共振波長の補正前後の幾何的関係から第(8)式が成立する。
Δya/F=tanθ'1,a−tanθ1,a …(8)
Further, the equation (8) is established from the geometric relationship before and after the correction of the DBR resonance wavelength of the lane corresponding to the wavelength λa.
Δya / F = tanθ'1, a−tanθ1, a (8)

また、波長λbに対応するレーンにおける光部品を第1の光部品とし、波長λaに対応するレーンにおける光部品を第2の光部品とすると、第1の光部品の高さ位置に対する第2の光部品のシフト量Δya,bは、第(9)式のようになる。
Δya,b/F=(tanθ'1,b−tanθ1,b)
-(tanθ'1,a−tanθ1,a) …(9)
If the optical component in the lane corresponding to the wavelength λb is the first optical component, and the optical component in the lane corresponding to the wavelength λa is the second optical component, the second optical component relative to the height position of the first optical component. The shift amount Δya, b of the optical component is expressed by the equation (9).
Δya, b / F = (tanθ'1, b−tanθ1, b)
-(tanθ'1, a−tanθ1, a)… (9)

したがって、上記第(5)式〜第(8)式を満たすように、各光部品4−1〜4−4のシフト量Δy1,Δy2,Δy3,Δy4を決定する。具体的には、第(5)式〜第(8)式を整理することで、シフト量Δy1,Δy2,Δy3,Δy4は、n1、n2、F、Δλa、λaおよび入射角θ1,aを変数とした第2の変換式によって表すことができる。前記第2の変換式は、第(5)式〜第(8)式を整理することで一義的に導出することができるので、前記第2の変換式の開示は省略する。  Therefore, the shift amounts Δy1, Δy2, Δy3, Δy4 of the optical components 4-1 to 4-4 are determined so as to satisfy the above expressions (5) to (8). Specifically, by rearranging Equations (5) to (8), shift amounts Δy1, Δy2, Δy3, and Δy4 are variables for n1, n2, F, Δλa, λa, and incident angle θ1, a. It can be expressed by the second conversion formula. Since the second conversion formula can be uniquely derived by arranging the formulas (5) to (8), the disclosure of the second conversion formula is omitted.

このように実施の形態3においては、各レーンの受光素子のDBR共振波長のずれに応じて光部品をシフト配置するようにしたので、DBR共振波長の製造誤差を補正することが可能となり、光受信モジュールに入射される各波長の光の受光感度を、補正前よりも大きくすることが可能となる。また、DBR共振波長と各信号波長とを一致させることで、波長変動に対する感度変動の傾きが小さくなり、温度変動に伴うDBR屈折率変動により生じるDBR共振波長変動、各種実装バラつきに対するDBR共振波長変動などに対する感度変動が低減可能である。さらに、集光レンズおよび受光素子から構成される各光部品の実装位置をシフトさせるのみで、簡単に波長調整が可能である。  As described above, in the third embodiment, the optical components are shifted in accordance with the shift of the DBR resonance wavelength of the light receiving element in each lane, so that it is possible to correct the manufacturing error of the DBR resonance wavelength, It is possible to increase the light receiving sensitivity of light of each wavelength incident on the receiving module than before correction. Also, by matching the DBR resonance wavelength with each signal wavelength, the slope of the sensitivity fluctuation with respect to the wavelength fluctuation becomes small, the DBR resonance wavelength fluctuation caused by the DBR refractive index fluctuation due to the temperature fluctuation, and the DBR resonance wavelength fluctuation for various mounting variations. It is possible to reduce the sensitivity fluctuation to the above. Furthermore, the wavelength can be easily adjusted only by shifting the mounting position of each optical component composed of the condenser lens and the light receiving element.

なお、実施の形態3においても、実施の形態2を適用し、各レーンにミラー10−1〜10−4を配置し、光部品4−1〜4−4をX軸方向にシフト配置してもよい。  Also in the third embodiment, the second embodiment is applied, the mirrors 10-1 to 10-4 are arranged in each lane, and the optical components 4-1 to 4-4 are shifted in the X-axis direction. Also good.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。  The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

2 分波器、4−1〜4−4 光部品、5−1〜5−4 集光レンズ、6−1〜6−4
受光素子、7 増幅器、8−1〜8−4受光素子キャリア、9 ベースキャリア、10−1〜10−4 ミラー、15 ワイヤ、100,200 光受信モジュール。
2 duplexer, 4-1 to 4-4 optical components, 5-1 to 5-4 condenser lens, 6-1 to 6-4
Light receiving element, 7 amplifier, 8-1 to 8-4 light receiving element carrier, 9 base carrier, 10-1 to 10-4 mirror, 15 wires, 100, 200 light receiving module.

Claims (9)

波長多重された入射光を波長分離し、第1の波長を有する第1の光および第2の波長を有する第2の光を含む複数の波長の光を平行に複数のレーンに出射する分波器と、
前記第1の光を集光する第1のレンズと、前記第1のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第1の受光素子とを有する第1の光部品と、
前記第2の光を集光する第2のレンズと、前記第2のレンズによって集光された光を受光する分布反射型の共振器構造を有する第2の受光素子とを有する第2の光部品と、
を備え、
前記第1の光部品に入射される前記第1の光および第2の光部品に入射される前記第2の光によって形成される第1の面に垂直な第1の方向に沿った前記第1の光部品の位置と、前記第1の方向に沿った前記第2の光部品の位置とを異ならせることを特徴とする光受信モジュール。
Demultiplexing wavelength-multiplexed incident light and emitting light of a plurality of wavelengths including a first light having a first wavelength and a second light having a second wavelength to a plurality of lanes in parallel And
1st light which has the 1st lens which condenses the said 1st light, and the 1st light receiving element which has the distributed reflection type resonator structure which light-receives the light condensed by the said 1st lens Parts,
Second light having a second lens for condensing the second light and a second light receiving element having a distributed reflection type resonator structure for receiving the light condensed by the second lens. Parts,
With
The first along a first direction perpendicular to a first surface formed by the first light incident on the first optical component and the second light incident on a second optical component. An optical receiver module, wherein a position of one optical component is different from a position of the second optical component along the first direction.
前記第1の受光素子および前記第2の受光素子は、前記第1の波長に共振波長特性が設定され、
前記第2の受光素子の共振波長特性が前記第2の波長に一致するように、前記第2の受光素子を前記第1の受光素子に対し前記第1の方向に沿ってシフト配置することを特徴とする請求項1に記載の光受信モジュール。
The first light receiving element and the second light receiving element have resonance wavelength characteristics set to the first wavelength,
The second light receiving element is shifted in the first direction with respect to the first light receiving element so that a resonance wavelength characteristic of the second light receiving element matches the second wavelength. The optical receiver module according to claim 1, wherein:
前記第1の受光素子に対する前記第2の受光素子のシフト量は、前記第1の波長、前記第2の波長、前記第1および第2の受光素子の屈折率、空気の屈折率、および前記第1の受光素子に対する第1の光の入射角に基づいて算出されることを特徴とする請求項2に記載の光受信モジュール。  The shift amount of the second light receiving element with respect to the first light receiving element is the first wavelength, the second wavelength, the refractive index of the first and second light receiving elements, the refractive index of air, and the The light receiving module according to claim 2, wherein the light receiving module is calculated based on an incident angle of the first light with respect to the first light receiving element. 前記第1の受光素子は前記第1の波長に共振波長特性が設定され、前記第2の受光素子は前記第2の波長に第2の共振波長特性が設定され、
前記第1の受光素子の共振波長特性のズレに応じた第1のシフト量だけ前記第1の光部品を前記第1の方向に沿ってシフト配置し、
前記第2の受光素子の共振波長特性のズレに応じた第2のシフト量だけ前記第2の光部品を前記第1の方向に沿ってシフト配置することを特徴とする請求項1に記載の光受信モジュール。
The first light receiving element has a resonance wavelength characteristic set at the first wavelength, the second light receiving element has a second resonance wavelength characteristic set at the second wavelength,
The first optical component is shifted along the first direction by a first shift amount corresponding to a shift in the resonance wavelength characteristic of the first light receiving element,
The second optical component is shifted and arranged along the first direction by a second shift amount corresponding to a shift in resonance wavelength characteristics of the second light receiving element. Optical receiver module.
前記第1のシフト量は、前記第1の受光素子の共振波長特性のズレ、前記第1の波長、前記第1の受光素子の屈折率、空気の屈折率、および前記第1の受光素子に対する前記シフト配置前の前記第1の光の入射角に基づいて算出され、
前記第2のシフト量は、前記第2の受光素子の共振波長特性のズレ、前記第2の波長、前記第2の受光素子の屈折率、空気の屈折率、および前記第2の受光素子に対する前記シフト配置前の前記第2の光の入射角に基づいて算出されることを特徴とする請求項4に記載の光受信モジュール。
The first shift amount is the resonance wavelength characteristic shift of the first light receiving element, the first wavelength, the refractive index of the first light receiving element, the refractive index of air, and the first light receiving element. Calculated based on the incident angle of the first light before the shift arrangement,
The second shift amount is the resonance wavelength characteristic shift of the second light receiving element, the second wavelength, the refractive index of the second light receiving element, the refractive index of air, and the second light receiving element. The optical receiver module according to claim 4, wherein the optical receiver module is calculated based on an incident angle of the second light before the shift arrangement.
前記第1の受光素子および第2の受光素子が搭載される側面を有するベースキャリアを更に備え、
前記第1の方向は、前記ベースキャリアの高さ方向であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光受信モジュール。
A base carrier having a side surface on which the first light receiving element and the second light receiving element are mounted;
6. The optical receiver module according to claim 1, wherein the first direction is a height direction of the base carrier. 7.
前記側面は、前記ベースキャリアの高さ方向に沿って傾斜される第1の傾斜面を有し、前記第1の受光素子および第2の受光素子は前記第1の傾斜面に搭載されていることを特徴とする請求項6に記載の光受信モジュール。  The side surface has a first inclined surface inclined along a height direction of the base carrier, and the first light receiving element and the second light receiving element are mounted on the first inclined surface. The optical receiver module according to claim 6. 前記第1の受光素子および第2の受光素子が搭載される上面を有するベースキャリアを更に備え、
前記第1の光が伝搬するレーン上に入射光を直角に反射する第1のミラーを配置し、
前記第2の光が伝搬するレーン上に入射光を直角に反射する第2のミラーを配置し、
前記第1の方向は、水平方向であってかつ前記分波器から出射される複数の波長の光に平行な方向であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光受信モジュール。
A base carrier having an upper surface on which the first light receiving element and the second light receiving element are mounted;
A first mirror that reflects incident light at a right angle on a lane through which the first light propagates;
A second mirror that reflects incident light at a right angle on a lane through which the second light propagates;
6. The device according to claim 1, wherein the first direction is a horizontal direction and parallel to a plurality of wavelengths of light emitted from the duplexer. Optical receiver module.
前記ベースキャリアの前記上面は、前記ベースキャリアの前記第1の方向に沿って傾斜される第2の傾斜面を有し、
前記第1の受光素子および第2の受光素子は、前記ベースキャリアの前記第2の傾斜面に搭載されていることを特徴とする請求項8に記載の光受信モジュール。
The upper surface of the base carrier has a second inclined surface inclined along the first direction of the base carrier;
The optical receiver module according to claim 8, wherein the first light receiving element and the second light receiving element are mounted on the second inclined surface of the base carrier.
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JP4492154B2 (en) * 2004-02-26 2010-06-30 セイコーエプソン株式会社 Optoelectronic integrated device and manufacturing method thereof
US8629986B2 (en) * 2006-08-09 2014-01-14 Biozoom Technologies, Inc. Optical filter and method for the production of the same, and device for the examination of electromagnetic radiation
JP2010113157A (en) * 2008-11-06 2010-05-20 Hitachi Ltd Optical receiver
EP2312352B1 (en) * 2009-09-07 2018-04-18 Electronics and Telecommunications Research Institute Multi-wavelength optical transmitting and receiving modules
JP5818673B2 (en) * 2011-12-21 2015-11-18 日本オクラロ株式会社 Optical module
JP2015096878A (en) * 2013-11-15 2015-05-21 日本オクラロ株式会社 Optical receiver module and optical transmitter module

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