JP2002261300A

JP2002261300A - 光受信器

Info

Publication number: JP2002261300A
Application number: JP2001175093A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Nakanishi; 裕美中西; Naoyuki Yamabayashi; 直之山林; Miki Kuhara; 美樹工原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-09-13
Also published as: US20020080457A1; US7106980B2

Abstract

(57)【要約】【課題】波長多重光伝送システムにおいて、高価なＷ
ＤＭを使用せず小型で安価な光受信器を提供すること。【解決手段】同一基板上に光伝送媒体と受光素子を設
け、光伝送媒体の終端または中間部に固有波長だけを通
す波長フィルタを斜め或は垂直に密着させ、光伝送媒体
を通った波長多重光のうち固有波長だけが波長フィルタ
を透過し受光素子に至り感受されるようにした。また、
光伝送媒体が光ファイバの場合、光ファイバを保持し中
間部に穿った嵌込穴に波長フィルタを装着したフェルー
ルを基板上に形成した溝に固定し、光ファイバの終端か
ら出射した光を、基板上に設けた光路変換溝によって反
射し受光素子に導くようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムに用
いる光受信器に関する。特に、複数の異なる波長の光を
用いて信号を伝送する光多重伝送システムに有用な光受
信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムが広く世界に普及するに
従い、さらに通信能力を高めるため複数の波長を用いる
波長多重伝送方式が検討され、一部に導入されつつあ
る。特に複数の波長の光を用いて低コストで加入者系の
光化を実現するために、４波から１６波程度の波長を用
いて各家庭（加入者）と局間を結ぶ方式が検討されてい
る。

【０００３】そのような場合、高性能の波長分波器ＷＤ
Ｍ（Wavelength Division Multiplexer）を、ｍ：１、
１：ｍの合波・分岐点（ｍは多重度）に設けて、複数の
波長を合波して波長多重光とし、反対に波長多重光を個
々の波長に分離する必要がある。これは分光器のように
異なる波長を異なる方向へと分離するようにしたもので
ある。つまりＷＤＭは波長多重光λ_１、λ_２、…、λ_ｍ
の内、その加入者（ｊ番目とする）に割り当てられたλ
_ｊだけを取り出してｊ番目の加入者の光ファイバに配分
する。高性能のＷＤＭは一挙に波長分離できて極めて便
利である。これは広範囲にわたる長距離伝送系では実用
化されている。

【０００４】波長多重通信を小エリアにも適用したいも
のである。ところが狭い地域（小エリア）で波長多重通
信を適用するとすると、低コストということがキーポイ
ントになる。ｍ：１、１：ｍの合波点・分岐点に設けて
これによって波長分離するＷＤＭは極めて高価である。
これが波長多重通信システムのコストを引き上げる。Ｗ
ＤＭの低廉価が波長多重光通信普及の条件の一つであ
る。そこで高価なＷＤＭに代わる波長分離機能素子が模
索されている。幾つかの提案がなされている。

【０００５】村上泰典、高地正彦「簡易ＷＤＭシス
テムの開発（小型ＥＤＦＡ／光ＢＰＦ内蔵光受信機の開
発）」信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE、OCS99-6
0、p41-46(1999-09)

【０００６】これは波長多重光通信システムにおいて合
波点・分岐点にはＷＤＭでなく安価なスターカプラを用
いている。スターカプラは波長分離機能がなくて、全て
の光ファイバに同一の波長分布の光を配分する。分岐点
で分離するのではなくて分岐したあと受信器においてバ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）によってｊ番目の波長の光
だけを取り出す簡易のＷＤＭシステムを用いることを提
案している。簡易ＷＤＭというのはだから、混合ｍ波か
ら、ｍ個の波長を分離するＷＤＭとは違い、混合ｍ波か
ら一つのλ_ｊを取り出すものである。実際にはＷＤＭを
使用しない。だから「簡易」であって安価に製造できる
可能性がある。

【０００７】図１はが提案したスターカプラを用いた
低コストなシステム構成例である。４波を用いた４加入
者の場合の構成を示す。の図１を簡略化したものであ
る。

【０００８】この図は、局側から加入者側（各家庭）へ
の送信部分である。これとは別に、加入者側（各家庭）
から局側への送信部分がもう一つ存在する。局側には第
１送信器Ｓ１、第２送信器Ｓ２、第３送信器Ｓ３、第４
送信器Ｓ４があり、それぞれが波長λ_１、λ_２、λ_３、
λ_４の波長の光を用いて信号伝送する。第１スターカプ
ラＳＴＣ１はこれらｍ波長（この図の場合、ｍ＝４）の
光から、多重波光Λ＝λ_１＋λ_２＋λ_３＋λ_４を合成す
る。光ファイバＦＢは多重波光Λを伝送する。

【０００９】加入者側では第２スターカプラＳＴＣ２が
あって、これらをｍの加入者（ＯＮＵ）へ分配する。こ
の場合は４つの加入者へ分配する。これは単純な分配に
すぎず多重波Λをそれぞれの加入者の受信器に与える。
第１受信器Ｒ１、第２受信器Ｒ２，第３受信器Ｒ３、第
４受信器Ｒ４ともに多重波光Λを受ける。受信器の内部
にそれぞれ固有の波長だけを通すバンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）がある。Ｒ１はλ_１、Ｒ２はλ_２、…という
ように、それぞれ割り当てられた固有の波長をＢＰＦが
選択して透過し、これがＰＤに入射して感受されるよう
になっている。ＰＤ自体は広い感度域を持っておりΛに
含まれる全ての光に感度を持っている。ＢＰＦによって
分離された光をＰＤが感受するから固有の波長信号だけ
を得ることができる。つまり、一つのＷＤＭをｍ個のＢ
ＰＦによって置き換えたものが簡易ＷＤＭである。

【００１０】このような構成において、複数の信号光の
波長はできるだけ近接させた方が加入者数を増やすこと
ができて有利である。しかし隣接波長が互いに近接して
いると、光源の発光波長精度と光受信器の受信波長精度
を厳密に制御するのが難しくなりコストが高くなる。従
来例では、１．５μｍ帯の８波長を利用し、一つの波
長あたりの波長帯域が、３．２ｎｍで設計されている。
具体的には、例えば１５３６．６ｎｍから、１５３９．
８ｎｍ、１５４３．０ｎｍ……１５５９．０ｎｍという
ように８つの中心波長が与えられている。極めて狭い間
隔である３．２ｎｍ刻みで中心波長が与えられるので、
発光素子はその波長を中心として極めて狭い発光のスペ
クトルを持つＬＤでなければならない。発光素子側にお
いてシャープなスペクトルのものが用いられなければな
らない。また受光素子側では鋭い波長選択性を持った波
長フィルタが要求される。

【００１１】ここでこの明細書において使用される用語
を定義する。波長多重伝送において、波長の相違するｍ
波を使用するとして、その波長をλ_１、λ_２、…、λ_ｍ
とする。波長が等間隔であるとして、その間隔をΔで表
す。λ_ｊ＝λ_１＋（ｊ−１）Δである。もちろん等間隔
でなくても良い。

【００１２】ｍ人の加入者（ＯＮＵ）があり、これらに
は番号を付けて、Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｍとすることがで
きる。ｊ番目の加入者Ｕ_ｊは、ｊ番目の波長λ_ｊを独占
的に受信する。そこで加入者Ｕ_ｊから見て、波長λ_ｊを
「固有波長」と呼ぶ。それ以外の波長λ_１、λ_２、…、
λ_ｊ−１、λ_ｊ＋１、…、λ_ｍの集合を「余波長」と呼
び、Γ_ｊによって表す。Γ_ｊ：λ_１,…,λ_ｊ−１,λ
_ｊ＋１,…,λ_ｍである。Γ_ｊ＝Λ−λ_ｊとも書ける。

【００１３】λ_ｊを発生するｊ番目の発光素子（ＬＤ）
をＬ_ｊとする。これはλ_ｊに鋭いピークを有する発光ス
ペクトルの発光素子である。ピークの頂点を「中心波
長」と呼ぶこともあるが、これは「固有波長」λ_ｊと同
じ事である。それぞれの波長の帯域はΔであり、きわめ
て狭いものである。ｊ番目のフィルタＦ_ｊは全波長集合
Λ：λ_１,λ_２,…,λ_ｍから、固有波長λ_ｊだけを選択
透過し、余波長Γ_ｊ：λ _１,…,λ_ｊ−１,λ_ｊ＋１,…,
λ_ｍを反射するものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】のシステムでは、波
長分離機能を持たない低コストのスターカプラを合波分
波に用いている。だから光受信器側で自分の受信すべき
波長（固有波長）を選択する必要がある。ところが光通
信において通常用いられるＩｎＧａＡｓ系の受光素子
（ＰＤ）は、１．０μｍから１．６μｍの広い波長範囲
において高い感度を有する。つまりＩｎＧａＡｓ受光素
子には波長選択性がない。そこでは、固有波長を選択
透過するバンドパスフィルタを受信器内部で受光素子
（ＰＤ）の先方に配置している。

【００１５】バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）は屈折率、
厚みの異なる２種類以上の誘電体層を複数層積層したも
のであり特定の波長を透過したり特定の波長を反射した
りする。ここでは特定の波長（λ_ｊ）を透過し、それ以
外の波長（余波長；Γ_ｊ）を反射するような特性を持つ
波長フィルタを用いる。

【００１６】図２にで用いられている波長フィルタの
断面図を示す。円盤状金属ステム１の上に受光素子であ
るＰＤ２が実装されている。ステム１からピンが出てお
りピンとＰＤの上下電極がワイヤで接続されているがこ
こでは図示を略した。レンズ３を上部開口に取り付けた
円筒形金属のレンズホルダ−４の底部にステムが挿入固
定されている。レンズホルダ−４はさらに大きい円筒形
のハウジング５の内部に挿入される。ハウジング５の先
端には円筒系のホルダ−６が調芯溶接される。

【００１７】ホルダ−６の中には光軸に沿って円柱形の
逆コリメータ７、円盤形のバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）８、円柱形のコリメータ９が挿入されている。コリ
メータ９というのは一点から出た光を平行光にする光学
部品である。逆コリメータ７は平行光を一点に収束させ
る光学部品である。さらに光ファイバ１０の先端を把持
する円柱形のフェルール１１がホルダ−６に挿入され
る。

【００１８】光ファイバから出た波長多重受信光Λは全
ての波長成分を含む（Λ；λ_１,λ _２,…,λ_ｍ）。波長
多重光Λはコリメータ９によって広がり平行光になる。
平行光となってバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８で波長
選択作用を受ける。つまりバンドパスフィルタ８は固有
波長だけを通し、余波長は反射する。ｊ番目の受信器の
場合、このバンドパスフィルタ８（Ｆ_ｊ）は固有波長λ
_ｊを通し、余波長λ_１、λ_２、…、λ_ｊ−１、
λ_ｊ＋１、…、λ_ｍを反射する。波長選択された後、λ
_ｊは逆コリメータ７で収束させられ開口１２を通りハウ
ジング５に入り、レンズ３で集光されてＰＤ２に当た
る。ＰＤ２は固有波長λ_ｊだけを感受する。

【００１９】どうしてコリメータ系（コリメータ、逆コ
リメータ）がの受信器に設けられるのか？それは誘電
体多層膜よりなる波長選択性は平行ビームでなければ厳
密な選択性を発揮できないからである。わずかでもビー
ムの傾きがあると波長選択性に狂いが生じる。だから平
行ビームにしなければならない。もしも光ファイバから
光を空間に取り出すとすると、そのビームはＮＡ（nume
rical aperture；ｓｉｎθ＝（ｎ_０ ^２−
ｎ_ｄ ^２）^１／２：ｎ_０コア屈折率、ｎ_ｄクラッド屈折
率）で広がる。広がりつつあるビームは断面における傾
斜角が相違する。傾斜角が同一でないと誘電体多層膜の
波長選択性が働かない。平行ビームであってはじめて波
長フィルタは固有波長（λ_ｊ）だけを選択して透過させ
ることができる。斜めのビームがあるとそれは余波長分
（Γ_ｊ）を含んでしまう。これではいけない。光ファイ
バから出た光は発散ビームで角度は様々であり、波長フ
ィルタはそのままでは波長分離できない。どうしても平
行ビームとして誘電体多層膜の波長フィルタを通す必要
がある。そのためにはコリメータと逆コリメータが必
須であったのである。

【００２０】レンズ、コリメータ、逆コリメータがあっ
て、これらの部品を固定するためのハウジング、レンズ
ホルダ−、ホルダ−などがあるから、図２の受信器は極
めて高価であり大型の素子となる。図２の素子は直径が
７ｍｍ〜１０ｍｍ、高さが１５ｍｍ〜２０ｍｍにもなっ
てしまう。ＢＰＦ、コリメータ、逆コリメータの直径も
３ｍｍ〜６ｍｍにもなり、これらの光学部品も大型であ
る。高価大型の装置を必要とするものは一般家庭を対象
とする加入者系での通信装置として普及させるのは難し
い。小型安価なものでなければ一般の家庭まで容易に普
及するものでない。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、光を導入する
ための伝送媒体（光ファイバ或いは光導波路）の終端部
或いは中間部に、波長フィルタを密着させ、波長フィル
タを透過した光を受光素子に導くようにした。つまり光
伝送系の終端か中間に直接に波長フィルタを密着させる
ことにより表面実装型の光受信器に波長選択性を持たせ
る。密着させるから光が空間に広がらないうちに波長分
離できる。コリメータ、逆コリメータ、レンズなどは不
要である。そうすることによって、小型で部品点数が少
なく、組立も簡単であって低コストの光受信器を提供す
ることができる。

【００２２】従来例は、いくつかの箇所で光を空間に
取り出している。多波長を含む光を空間に取り出すと、
光はその光学系のＮＡに従って広がってゆく。距離が長
くなればなるほど広がりは激しくなる。そうすると波長
フィルタへの入射角度が設計値と異なってきて波長範囲
がずれるという大問題が生ずる。これを避けるために従
来例のように、コリメータ、逆コリメータ、集光レン
ズが必要となる。ために部品点数が多くなりサイズも大
きくなり実装も難しくなる。

【００２３】この難点を解決するには、波長多重光を空
間に出さないようにする他はない。本発明者は、多波長
を含む信号光を空間に取り出さないということを目標に
して新規の波長選択性のある光受信器を発明した。本発
明は、波長フィルタを光ファイバや光導波路に密着させ
る。こうしてＮＡを小さくし光の広がりを抑制し安定な
光受信器とする。密着させるのが理想であるが波長フィ
ルタと光ファイバ、光導波路の間には極微の間隙が残
る。この隙間には、ファイバとほぼ同じ屈折率の透光性
樹脂を充填する。波長フィルタと光導波路、光ファイバ
を密着させるから、光は空間に出ないし広がらない。広
がらないからコリメータ、集光レンズ、逆コリメータな
どが全く不要になる。

【００２４】波長フィルタを光ファイバや光導波路の端
部に密着させるか、中間部に挿入密着させる。中間部に
挿入する場合は、光ファイバ−波長フィルタ−光ファイ
バ、あるいは光導波路−波長フィルタ−光導波路という
ようになる。端部に付ける場合でも、中間部に挿入する
場合でも、波長フィルタを光軸に対して４度〜１２度
（傾き角Θ）程度傾けることがより好ましい。これは反
射光が光源のＬＤに戻ってＬＤ不安定性を引き起こすの
を防ぐためである。もちろん光ファイバと波長フィルタ
や充填する樹脂の屈折率差が小さく反射光が問題になら
ない時は傾ける必要は必ずしもない。但し、以下ではよ
り好ましい、波長フィルタを傾斜させる場合について説
明する。

【００２５】光ファイバ、光導波路に直接に、波長フィ
ルタを密着させると、光が殆ど広がらないうちに、光は
波長フィルタの波長選択作用を受けるから、波長選択作
用に狂いが起こらない。所望の波長（固有波長）だけが
波長フィルタを透過する。不要の波長（余波長）は全て
波長フィルタで反射される。反射されても、もとの経路
である光ファイバ、光導波路を逆行するということでは
ない。反射光は、波長フィルタの傾き角Θの２倍、２Θ
だけ光軸に対して傾斜しているから放射モードになって
散逸してしまうからである。必要な波長の光は、波長フ
ィルタを透過しているから、これを大きい受光径の受光
素子で受光すればよい。この受光素子が広い感度域を持
っていても、透過光はすでに単一波長になっているのだ
から、混信の恐れはない。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明は、伝送媒体の終端部或い
は中間部に、波長フィルタを斜めに密着させ波長フィル
タによって固有波長だけを透過させ受光素子に導くよう
にした。

【００２７】伝送媒体というのは光ファイバあるいは光
導波路のことである。光ファイバというのは屈折率の高
いコアの周囲を屈折率の低いクラッドで囲んだ円形断面
の伝送媒体である。石英シングルモード光ファイバの場
合は、コア径が１０μｍ、クラッド径が１２５μｍであ
る。石英光ファイバの場合、コアはＧｅなどをドープし
てＳｉＯ_２よりも屈折率を上げるようしている。光ファ
イバの場合は、基板にＶ溝を刻んでここにファイバを挿
入固定する。

【００２８】光導波路の場合は、基板の上に、ＳｉＯ_２
の下クラッド層（アンダークラッド層）、上クラッド層
（オーバークラッド層）の間に、直線状のコアを挟み込
んだものである。コアはＳｉＯ_２に屈折率を上げる不純
物、たとえばＧｅをドープしたものである。屈折率の高
いコアの中を光が伝搬する。

【００２９】本発明は、波長フィルタを伝送系の終端か
中間に取り付ける。終端の場合は光ファイバ、光導波路
の終端を斜面にし、ここに波長フィルタを密着固定させ
る。密着固定するため接着剤が必要である。この接着剤
は透明であって、しかも光ファイバ或いは光導波路とほ
ぼ等しい屈折率を持つ接着剤が好適である。しかし接着
剤層はごく薄いから透明でさえあれば屈折率が少々異な
っていてもそれほど問題にならない。接着剤層で光が角
度分散する恐れがあまりないからである。伝送媒体の端
部に固定するため伝送媒体と受光素子の間に空隙が必要
である。しかし空隙で光が広がるのは好ましくないか
ら、空隙部分には、伝送媒体に近似した屈折率の透光性
樹脂を充填するのがよい。

【００３０】伝送系の中間部に波長フィルタを挿入する
場合は、斜めの溝を切りこの溝の中へ波長フィルタを挿
入固定する。その場合も透光性接着剤を用いて接着す
る。接着剤の分だけ空隙が生ずるが、透光性樹脂の屈折
率が伝送媒体の屈折率と近似する場合は殆ど角度分散は
ない。光線の角度が殆ど変わらないので波長フィルタを
通過した光は再び伝送媒体に入ることができる。これに
ついては後に説明する。

【００３１】基板は、Ｓｉ単結晶基板、ＧａＡｓ単結晶
基板、ＩｎＰ単結晶基板など半導体単結晶基板を用いる
ことができる。その場合は溝などの構造物を異方性エッ
チング、等方性エッチングなどによって形成することが
できる。プラスチック基板、セラミック基板、ガラス基
板なども用いることができる。これらの基板は安価で扱
い易い。溝などは機械的手段によって形成することがで
きる。

【００３２】波長フィルタは軸線に直角に取り付けると
反射光が強いときは光源である反対側にあるＬＤに反射
光が戻りＬＤを不安定化する。それは好ましくないか
ら、反射光が戻らないように波長フィルタ取付面、溝を
傾斜角度Θだけ傾斜させることが望ましい。傾斜角度Θ
は４度〜１２度程度である。波長フィルタは不要光を反
射するが、反射光は光軸と２Θの角度をなす。コア屈折
率をｎ_０、クラッド屈折率をｎ_ｄとすると、伝搬可能な
光線の傾きの臨界角がｃｏｓ^−１（ｎ_ｄ／ｎ_０）によっ
て与えられる。反射光の傾き２Θが、臨界角ｃｏｓ^−１
（ｎ_ｄ／ｎ_０）より大きければ、反射光は散逸（放射）
モードになってクラッドを通って外部へ出てゆき消滅す
る。

【００３３】２Θ＞ｃｏｓ^−１（ｎ_ｄ／ｎ_０）（１）

【００３４】Θ＝４度は、この不等式を満たす。上限の
１２度というのは光学的に言えば絶対的なものではな
い。余りに傾斜がきついと基板に傾斜溝や端部を加工す
るのが技術的に難しいというだけのことである。

【００３５】波長フィルタはガラス、プラスチック（ポ
リイミドなど）などの基材の上に多数の誘電体多層膜を
積層したものである。多層膜の屈折率、厚みを様々に組
み合わせることによって所定の波長だけを透過したり、
反射したりすることができる。選択性を高めるには層の
数を増やすのが有効である。本発明の場合は８波とか１
６波とかから、１波を選び出すのであるが、波長間隔Δ
が３．２ｎｍとごく小さいので層の数はかなり多くな
る。誘電体層に１、２、…ｉ…、ｓと番号を付け、ｉ層
の厚みをｄ_ｉ、屈折率をｎ_ｉとし、屈折角をθ_ｉとし、
ｉ層と（ｉ＋１）層での反射率をｒ_ｉ、透過率をｔ
_ｉ（ｔ_ｉ＋ｒ_ｉ＝１）としたとき、ｉ層での位相の遅れ
は光路長の差（往復分）２ｎ_ｉｄ_ｉsecθ_ｉを波長λで
割って２πを掛けて、４πｊｎ_ｉｄ_ｉsecθ_ｉ／λによ
って与えられる。合計の反射Ｒ_ｔ（λ）は

【００３６】

【数１】

【００３７】によって与えられる。ｊは虚数単位であ
る。ｒ_０、ｔ_０は透光性樹脂と波長フィルタ境界での反
射、透過を示し、ｄ_０＝０とおくべきである。ｒ_０、ｔ
_０は透光性樹脂の屈折率にも依存する。ここでは吸収が
ないものとしているが波長フィルタ材料としては吸収の
ない材料を使うべきである。吸収がある場合でもｎ_ｉと
して複素屈折率を用いれば同じ式によって表現できる。
ｒ_ｉ、ｔ_ｉともに、隣接誘電体の屈折率と光線傾斜角に
よって決まる。上記は反射の式であるが、透過の式をも
同様に作ることができる。

【００３８】光線のｉ層での傾斜角θ_ｉは、波長フィル
タの傾きをΘ、光伝送路（光ファイバ、光導波路）の屈
折率をｎ_０として、スネルの法則

【００３９】ｎ_０ｓｉｎΘ＝ｎ_ｉｓｉｎθ_ｉ（３）

【００４０】によって決まる。Θは波長フィルタ取付
面、溝の傾斜角であり４度〜１２度だと述べた。ｎ_０、
ｎ_ｉは材料によって決まるからθ_ｉも容易に決まる。上
記に述べたものは一般式であり、様々の自由度を含んで
いる。設計者は都合の良い拘束条件を追加して誘電体多
層膜の構造を決定することができる。固有波長を通し余
波長を反射するのであり、

【００４１】ｍ波よりなる多重波長をλ_１、λ_２、…、
λ_ｊ、…λ_ｍとして、ｊ番目の波長フィルタは、固有波
長λ_ｊに対して、

【００４２】Ｒ_ｔ（λ_ｊ）＝０（４）

【００４３】である。（ｍ−１）の余波長に対しては

【００４４】Ｒ_ｔ（λ_１）＝１、…、Ｒ_ｔ（λ_ｊ−１）＝１、Ｒ_ｔ（λ_ｊ＋１）＝１、…、Ｒ _ｔ（λ_ｍ）＝１（５）

【００４５】とするように決める。（５）において全部
の式が１になるには極めて多数の層ｍの組み合わせの極
限を想定しなければならない。それは困難であるから１
に近いある値までゆけばよいというようにする。その評
価は波長間隙Δによる。誘電体多層膜による波長フィル
タの設計は本発明の目的でないからこれ以上詳しく説明
しない。

【００４６】受光素子は、どのようなＰＤをも用いるこ
とができる。裏面入射型ＰＤ、上面入射型ＰＤ、端面入
射型ＰＤ、導波路型ＰＤなど、どのようなＰＤを受光素
子としても用いることができる。

【００４７】波長フィルタを出たあと、ＰＤへ光を導く
ための経路がＰＤの種類によって異なる。裏面入射型Ｐ
Ｄの場合は伝送路とＰＤの間に、光路変換溝を穿ち、光
路変換溝を跨ぐように裏面を下にしてＰＤを実装し、伝
送路から出た光を一旦光路変換溝で反射させて裏面から
ＰＤに導入する。上面入射型ＰＤの場合は伝送路とＰＤ
の間に、光路変換溝を穿ち、光路変換溝を跨ぐように裏
面を上にしてＰＤを実装し、伝送路から出た光を一旦光
路変換溝で反射させて上面からＰＤに導入する。端面入
射型ＰＤ、導波路型ＰＤの場合は、伝送媒体のすぐ終端
にこれらのＰＤを設けて伝送媒体を出た光が直進してＰ
Ｄの端面から入るようにする。その場合光路変換溝は不
要である。

【００４８】どのような場合でも、伝送媒体（光ファイ
バ、光導波路）、波長フィルタ、ＰＤ間は、透光性樹脂
によって覆う必要がある。一つは、後に不透明樹脂で全
体を覆うから光路がこれによって閉塞されないためであ
る。もう一つは、光線の発散角を小さくしてＰＤへの入
射光を増やすためである。さらには境界面での反射を減
少させることである。

【００４９】発散角減少、反射減少の為には、透光性樹
脂の屈折率は伝送媒体の屈折率に近似するものとする。
透光性樹脂には境界面での反射の低減という目的と、光
線の発散を防ぐという目的と、偏向角（屈折角）を小さ
くするという目的がある。これらについて簡単に説明す
る。光伝送路の屈折率をｎ_０とし、透光性樹脂の屈折率
をｎ_ｒとする。空気（真空）の屈折率は１である。

【００５０】二つの媒質の境界面で直角入射の場合の反
射率Ｒは、屈折率差を屈折率の和で割った値である。だ
から伝送媒体（ｎ_０）と透光性樹脂（ｎ_ｒ）の間の反射
率Ｒ _０ｒは

【００５１】

【数２】

【００５２】によって与えられる。これはｎが複素数で
も成立する。これは振幅反射であり、この二乗が反射パ
ワーを与える。伝送媒体（ｎ_０）と空気の境界での反射
率Ｒ_０ _ａは

【００５３】

【数３】

【００５４】である。ｎ_ｒは１より大きいから、伝送媒
体と透光性樹脂の境界の反射率は伝送媒体が空気や真空
に接する場合に比べて小さい。ｎ_ｒをｎ_０に近いものを
選ぶとさらに小さい値となる。たとえばｎ_０＝１．４
６、ｎ_ｒ＝１．５とすると、Ｒ_０ _ｒ＝−０．０１３、Ｒ
_０ａ＝０．１８６となる。これの二乗が反射パワーであ
るから、その比はずいぶんと小さい。

【００５５】次に透光性樹脂がビーム発散角を減少させ
るということについて述べる。先ほど光ファイバから空
気中に光を取り出すとＮＡ（numerical aperture）で広
がるということを述べた。これは広がり角をθで表現す
ると

【００５６】ＮＡ（空気中）＝ｓｉｎθ＝｛ｎ_０ ^２−ｎ_ｄ ^２｝^１／２（８）

【００５７】によって与えられる。ｎ_０は伝送路コア屈
折率、ｎ_ｄはクラッド屈折率である。これは空気中に取
り出した場合であるが、屈折率がｎ_ｒの透光性樹脂の中
に取り出した場合は、広がり角をθ’として、

【００５８】ＮＡ（樹脂中）＝ｓｉｎθ’＝｛ｎ_０ ^２−ｎ_ｄ ^２｝^１／２／ｎ_ｒ（９）

【００５９】となる。たとえばｎ_ｒが１．５だとする
と、広がり角θ’は約１／１．５に減少する。立体角に
換算すると約半分ということになる。これは光ファイバ
や光導波路から透光性樹脂に出るときにビームが広がら
ないということである。

【００６０】それだけでなく式（９）の性質は本発明に
おいて本質的な重要性を持っている。光ファイバ・光導
波路に、波長フィルタを直接に接合した場合にＮＡは波
長フィルタの屈折率によって決まることになる。波長フ
ィルタの誘電体の屈折率は一様でないが基材を含めた平
均屈折率をｎ_ｆとすると、式（９）の右辺の分母がｎ _ｆ
によって置き換えられたものが波長フィルタでのＮＡと
なる。波長フィルタでの広がり角θ’’を与えることに
なる。

【００６１】ＮＡ（波長フィルタ）＝ｓｉｎθ’’＝｛ｎ_０ ^２−ｎ_ｄ ^２｝^１／２／ｎ_ｆ（１０）光ファイバ、光導波路に、波長フィルタを密着させると
ＮＡが１／ｎ_ｆに減少してしまうから光線傾きが小さく
波長選択性に狂いが生じないというわけである。基材が
波長フィルタの厚みの大部分をなすのでｎ_ｆは基材の屈
折率と大体等しいとして良い。

【００６２】次に境界面での偏向角を減らすという点に
ついて述べる。境界面がΘだけ傾斜しているとする。そ
の場合、相手が空気だとすると、境界面での光線の曲が
り角Φ（空気）は、

【００６３】 Φ（空気）＝ｓｉｎ^−１（ｎ_０ｓｉｎΘ）−Θ （１１）

【００６４】となる。これはかなり大きい角度である。
ところが境界面の外が屈折率ｎ_ｒの透光性樹脂だとする
と、境界面での光線の曲がり角Φ（透光性樹脂）は、

【００６５】 Φ（透光性樹脂）＝ｓｉｎ^−１（ｎ_０ｓｉｎΘ／ｎ_ｒ）−Θ （１２）

【００６６】となる。例えばΘ＝８゜、ｎ_０＝１．４
６、ｎ_ｒ＝１．５０とすると、Φ（透光性樹脂）＝−
０．２゜となる。空気の場合はｎ_ｒ＝１．０となるから
Φ（空気）＝３．７゜となる。波長フィルタが８゜で傾
いている場合、波長フィルタから空気中に出る場合は
３．７゜も端面傾きの方向に曲がる。しかし波長フィル
タと透光性樹脂境界面では光線は殆ど曲がらない（偏向
しない）ということである。

【００６７】

【実施例】［実施例１（光ファイバ；波長フィルタ終端
接着；図３、図４）］図３、図４に本発明の第１の実施
例にかかる光受信器を示す。直方体形状のＳｉ基板２０
の上には縦方向に光路変換溝２１とＶ溝２２が穿たれて
いる。Ｖ溝２２は前端面から中央にかけて伸び、光路変
化溝２１は中央から後半部にかけて伸びている。いずれ
も中心軸線上にあるが途中で横溝２９によって分断され
ている。Ｖ溝２２には光ファイバ２３が挿入固定され
る。Ｖ溝２２のために光ファイバの調芯が不要になる。
Ｖ溝２２は異方性エッチングによって形成できる。機械
的手段によって穿つこともできる。横溝２９も、エッチ
ング、機械加工によって穿つことができる。

【００６８】基板２０の上にはＰＤ実装のための電極パ
ターン（メタライズ）が印刷されているが、ここでは図
示を略した。光路変換溝２１の終端部にまたがるように
受光素子２４をＳｉ基板２０のパターンに接着してい
る。この受光素子２４は裏面入射型ＰＤであって上面に
受光部２５があり底面からビームを導入するようになっ
ている。光路変化溝２１はこの例では３面よりなる。傾
斜端面２６と両側の側面２７、２８である。重要なのは
ミラー面としての傾斜端面２６である。傾斜端面２６の
すぐ上にＰＤ２４の底面が位置する。

【００６９】横溝２９はＶ溝２２と光路変換溝２１の間
にあって、軸と直交する方向に穿たれた溝である。これ
は光ファイバ２３の終端面の近くにＳｉ基板の傾斜面を
形成するための溝である。この傾斜面を波長フィルタ固
定面３０と呼ぶ。この傾斜面と光ファイバ端面は研磨な
どによって面一にすることもできる。光ファイバ端面と
傾斜面の傾き角Θは４度〜１２度とする。光ファイバ端
面の前方において波長フィルタ固定面３０に波長フィル
タ３２を密着固定する。波長フィルタも傾斜角Θで傾い
ている。従って波長フィルタはこの傾斜角で入射した光
線に対して固有波長λ_ｊを通過するように設計する。こ
の傾斜は反射光が光ファイバ内に戻らないようにするた
めのものである。反射角は２Θになるが、これは光ファ
イバの伝搬モードにならず散逸してしまう。受光素子２
４、光路変換溝２１、波長フィルタ３２、光ファイバ２
３の終端部を光ファイバに近似した屈折率をもつ透光性
樹脂３４で覆う。これは境界面での屈折角を小さくし反
射を押さえるという幾何光学的意味がある。それに素子
やフィルタを保護するという物理的な目的もある。後で
不透明の樹脂で全体を覆うが、それによって光路が閉鎖
されないようにするという目的もある。

【００７０】このような基板をリードフレーム（図示し
ない）に固着して、リードと基板の電極をワイヤボンデ
ィングで接続して、全体をエポキシ樹脂によって強固に
モールドする。プラスチックパッケージの外にリードピ
ンと光ファイバが突出したような素子が製造される。

【００７１】以上の構成をもつ光受信器の作用を述べ
る。光ファイバ２３は外部の光ファイバ（図示しない）
と光コネクタによって結合している。外部光ファイバか
ら光ファイバ２３を信号光（受信光）が伝搬してくる。
多重伝送システムであるから、光ファイバを伝搬する受
信光は、全部の波長を含む集合光Λである。波長フィル
タ３２は固有波長λ_ｊだけを通し、余波長をすべて反射
してしまう。

【００７２】波長フィルタ３２は光ファイバ２３に密着
しており、波面が広がらない前に波長分離してしまう。
だからレンズもコリメータも不要である。固有波長の光
は波長フィルタ３２を経て、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３のような
光線になり、透明樹脂３４を通過して傾斜端面２６で反
射され、裏面から受光素子２４に入り受光層２５に至っ
て光電流を発生する。この光電流が受信信号である。

【００７３】次に製造方法を述べる。厚み１．０ｍｍの
（１００）面を有するＳｉ単結晶板の上にフォトリソグ
ラフィ技術によって、１チップに対応する長さ３ｍｍ、
幅１．５ｍｍの基本パターンの繰り返しを形成し、それ
ぞれの基本パターンに光ファイバ固定用Ｖ溝と光路変換
溝をエッチングによって形成する。さらにＳｉ基板表面
の受光素子を搭載すべき部位に、厚さ１μｍのＳｉＯ_２
絶縁層を設ける。さらにメタライズによって、受光素子
をボンディングすべきＣｒ−Ａｕ電極を形成する。

【００７４】次にダイシングによって横溝２９を切り波
長フィルタ固定面３０を形成する。波長フィルタ固定面
３０と光ファイバ２３の先端は、光軸垂直面に対して４
度〜１２度程度傾いているようにする。好ましくは傾斜
角Θを８度とする。これは光源であるＬＤへの反射戻り
光を消滅させるためである。このようなことをウエハの
段階で行う。チップごとの加工が終わると、ウエハを縦
横に切断し、多数枚の３ｍｍ×１．５ｍｍのチップ（Ｓ
ｉ基板）を得る。この後はチップ毎の製造工程になる。

【００７５】ここで用いた受光素子は、５００μｍ×５
００μｍ×３００μｍの裏面入射型ＩｎＧａＡｓフォト
ダイオード（ＰＤ）である。１．３μｍ、１．５５μｍ
帯光に及ぶ広い感度領域を持っている。Ａｕ−Ｓｎなど
の半田によって、Ｓｉ基板上の所定のメタライズ面にＰ
Ｄを固定する。次に先端が波長フィルタ固定面に合致す
るように光ファイバをＶ溝に挿入しエポキシ系樹脂によ
って固定する。ファイバ先端と波長フィルタ固定面に、
波長フィルタ３２を斜めに接着する。先述のように傾斜
角Θは４〜１２度である。

【００７６】この波長フィルタは傾斜角Θで入射する所
望の波長だけを透過する選択性をもつ。ここでは、中心
波長が１５４６．２ｎｍである波長フィルタを取り付け
た。この波長フィルタはポリイミド基板の上に誘電体多
層膜を蒸着したものである。波長フィルタ３２は１００
μｍの厚みを有する。縦横の寸法は１ｍｍ×１ｍｍであ
る。誘電体層の数が多いほど波長選択性が鋭くなる。隣
接波長との相違が３．２ｎｍと極めて小さいので層の数
が多く誘電体多層膜の厚みが増える。

【００７７】この後、光ファイバに近い屈折率を有する
シリコーン系の透光性樹脂によって、光路変換溝、光フ
ァイバ先端、受光素子の表面までを覆う。透光性樹脂
は、フィルタ端面や受光素子の入射面での光反射を低減
し、各部品を保護するという二重の作用がある。この組
立工程には、従来の立体型のＰＤモジュールなどにはな
い数々の利点がある。まず、電気を流したり、光信号、
電気信号をモニタしたりする必要が全くないパッシブア
ライメント技術によって短時間に組み立てられるという
事である。

【００７８】全ての部品がＳｉ基板上に平面的に並べら
れ、かつ光ファイバはエッチングで位置精度良く形成さ
れたＶ溝に落とし込むだけで正確に位置決めされる。微
調整のようなものが不要である。受光素子（ＰＤ）も前
もって高位置精度で形成された電極パターンに合わせて
ボンディングするだけでよい。それによって光ファイバ
からの出射光を全て受光できる位置に固定される。

【００７９】従来例に比較して本発明の装置は、非常
に短時間で実装できる。部品点数が少なく、低コストで
安定した生産が可能になる。

【００８０】装置の主要部はＳｉ基板で決まり、例えば
長さ３ｍｍ×幅１．５ｍｍのＳｉ基板に全ての部品を取
り付け極めて小さい装置とすることができる。高さは、
Ｓｉ基板の厚み１．０ｍｍにＳｉＯ_２層厚み、メタライ
ズ厚み、受光素子厚み、樹脂の厚みなどを全て足し合わ
せても３ｍｍ以下にできる。これをリードフレームに固
定しても４ｍｍ程度の高さにしかならない。

【００８１】このようにして製造された光受信器では、
中心波長１５４６．２ｎｍでの感度を０ｄＢとすると、
−２０ｄＢ減衰する波長全幅δは約３ｎｍであった。こ
れは波長フィルタの特性によって決まる値である。つま
り波長フィルタの波長選択性がさらに向上すれば−２０
ｄＢ減衰波長全幅δは３ｎｍよりも狭くなる可能性があ
る。この例では多重波長信号の波長間隙Δが３．２ｎｍ
としているから、−２０ｄＢ減衰波長全幅δが３ｎｍで
あれば（δ＜Δ）光学的クロストークはない筈である。

【００８２】−２０ｄＢ減衰波長全幅δというのは、中
心波長の左右で中心波長でのパワーより−２０ｄＢ（強
度比：１／１０）減少する波長の差を意味する。もしも
波長分布対称でδ＝３ｎｍとすると、１５４４．７ｎｍ
と１５４７．７ｎｍで−２０ｄＢだけ減少するというこ
とである。

【００８３】［実施例２（光導波路；波長フィルタ終端
接着；図５、図６）］図５、図６は実施例２を示す。実
施例１と異なる点は、光ファイバの代わりに、Ｓｉ基板
上にＳｉＯ_２系の光導波路を形成し、その終端面に波長
フィルタを接着したというところである。光ファイバを
使わないのでＶ溝は不要である。光ファイバ固定の手間
も不要である。

【００８４】平坦な長方形状Ｓｉ基板２０の中心軸線上
で中間部から光路変換溝２１を穿ってある。光路変換溝
２１は傾斜端面２６、側面２７、２８よりなる。反射率
を上げるために金、Ａｌなどを被覆してある。光路変換
溝２１の傾斜端面２６のすぐ上に受光素子（ＰＤ）２４
が取り付けてある。これも裏面入射型のＰＤである。上
面入射型のＰＤをエピダウンで取り付けても良い。ここ
までは実施例１と同様である。

【００８５】Ｓｉ基板の前方には信号を導くための光導
波路３５が形成してある。これはＳｉＯ_２よりなるアン
ダークラッド層３６と、屈折率が高い（例えばＧｅドー
プＳｉＯ_２）コア３７と、ＳｉＯ_２よりなるオーバーク
ラッド層３８を基板の上に積層したものである。光導波
路３５の終端には横溝２９が形成される。横溝２９の底
面は、光路変換溝２１の底稜線と同じ高さであってもよ
いし異なっていても良い。横溝２９を穿つのはエッチン
グでもダイシングでもよい。横溝２９は傾斜した面（波
長フィルタ固定面３０）を光導波路の終端に作るために
穿つのである。

【００８６】光導波路の傾斜した端面３１に誘電体多層
膜よりなる波長フィルタ３２を張り付ける。外部からの
信号を伝搬させてきた光ファイバの端は、光導波路３５
の先端に張り付けるようにする。光導波路３５の終端
部、波長フィルタ３２、光路変換溝２１、受光素子（Ｐ
Ｄ）２４は透光性樹脂３４によって覆う。Ｓｉ基板をリ
ードフレームに接合してエポキシ樹脂によってモールド
して完成した素子とする。

【００８７】外部の光ファイバから集合光Λが光導波路
３５へ入り波長フィルタ３２によって固有波長だけが取
り出され余波長は全て反射される。波長フィルタ３２が
光導波路３５に密着しているからコリメータやレンズは
いらない。波長フィルタが傾いているから余波長は全部
放射してしまい光ファイバに戻ることはない。固有波長
の光線Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３は光路変換溝２１の傾斜端面２
６で反射されＰＤ２４に入る。この光電流が受信信号で
ある。

【００８８】この光導波路３
５は例えば、Ｓｉ基板の上に１０μｍ厚みのアンダーク
ラッド層（例えばＳｉＯ_２）３６を設け、その上に６μ
ｍ角のコア（例えばＧｅ−ＳｉＯ_２）３７を直線状に形
成し、さらに厚さ１０μｍのオーバークラッド層（例え
ばＳｉＯ_２）３８によって覆ったものである。全体の厚
みは２０μｍであり基板の中心線に沿ってコアによる導
波路が存在し、これを信号光が伝搬するようになってい
る。

【００８９】光導波路３５はウエハプロセスによってＳ
ｉ基板全面に容易に形成することができる。チップに切
り出してからの光ファイバ固定の手間がいらないから、
実装時間がより短縮される。

【００９０】［実施例３（光ファイバ；波長フィルタ中
間介装；図７、図８）］図７、図８は実施例３を示す。
実施例１と同様にＶ溝をＳｉ基板に設け、Ｖ溝に光ファ
イバを固定する。光ファイバの途中に斜めのスリット
（波長フィルタ固定溝）を形成して、ここに波長フィル
タを挿入したものである。

【００９１】矩形状の基板２０の上に中心軸線の方向に
光路変換溝２１と、Ｖ溝２２が穿たれる。光路変換溝２
１は金属被膜で被覆し反射率を上げる。傾斜端面２６の
すぐ上にＰＤ２４をボンドする。前方のＶ溝２２には光
ファイバ２３を挿入固定する。端面は斜めに研磨する。
これは反射戻り光がＬＤに戻らないためである。さらに
横方向に傾斜した波長フィルタ固定溝３９を光ファイバ
の中間部を横切るように加工する。光ファイバが一部切
断される。ここに波長フィルタ３２を差し込んで固定す
る。波長フィルタ３２、光路変換溝２１、ＰＤ２４は、
透光性樹脂３４によって覆われる。さらに基板をリード
フレームに付け、電極とリードをワイヤボンディングで
接続して、エポキシ樹脂などでモールドして素子として
完成させる。

【００９２】実施例１のように光ファイバの終端でなく
て中間に波長フィルタを挿入している。波長選択性は同
様であるが、中間に波長フィルタを入れているから、よ
り安定する。波長フィルタが５０μｍ厚みの時は、波長
フィルタ固定溝幅は５５μｍ〜６０μｍとする。波長フ
ィルタ厚みが１００μｍの場合は、波長フィルタ固定溝
幅は１０５μｍ〜１１０μｍとする。波長フィルタを挿
入した後、ファイバと同等の屈折率をもつ透光性樹脂に
よって波長フィルタと光ファイバ、溝との間隙を覆う。

【００９３】シングルモードファイバのコア径は１０μ
ｍであり、波長フィルタ厚みが１００μｍとするから、
４゜〜１２゜も傾けた波長フィルタを透過した光は再び
コアに戻れるのか？そのような懸念が兆すことであろ
う。

【００９４】図１５はコア径ｃ、コア屈折率ｎ_０のシン
グルモードファイバの途中に、厚みＦ、屈折率ｎ_ｆの波
長フィルタを傾斜角Θで挿入したものの拡大図である。
これによって光線の波長フィルタの反対側でのズレの量
を計算する。光は左から右へ進行する。ＫＯＭＮが光フ
ァイバ軸線を示す。ＫＯと進んできた光が、光ファイバ
コア端面の中心点Ｏから波長フィルタに入りＯＱの方向
に屈折したとする。境界面に立てた法線がＨＯＰＳであ
るとする。Ｐが波長フィルタ他端面と法線の交点であ
る。ＯＰ＝Ｆが波長フィルタ３２の厚みである。

【００９５】コアを進む光ＫＯが、境界点Ｏで反射され
たとする（余波長は波長フィルタで全部反射される）と
ＯＲの方向に進むが、これは光軸と２Θをなすからクラ
ッドへ突き抜けて散逸する。屈折光はＯＱであるが、∠
ＫＯＨ＝Θ、∠ＱＯＭ＝Φとする。∠ＰＯＱ＝Θ−Φで
ある。スネルの法則により

【００９６】ｎ_０ｓｉｎΘ＝ｎ_ｆｓｉｎ（Θ−Φ）（１３）

【００９７】が成り立つから、

【００９８】 Φ＝−ｓｉｎ^−１（ｎ_０ｓｉｎΘ／ｎ_ｆ）＋Θ （１４）

【００９９】である。光ファイバの屈折率をｎ_０＝１．
４６として、波長フィルタの全体の屈折率が正確に分か
らないから主体をなすポリイミド基板の屈折率（１．５
２）をｎ_ｆとすると、ｎ_ｆ＝１．５２である。Θ＝４
゜、８゜、１２゜に対して、

【０１００】 Φ（４゜）＝０．１５８゜（１５） Φ（８゜）＝０．３１８゜（１６） Φ（１２゜）＝０．４８０゜（１７）

【０１０１】である。波長フィルタの厚みＦを１００μ
ｍとしても、光線のコア軸心からのずれＭＱは、０．２
７μｍ（４゜）、０．５６μｍ（８゜）、０．８４μｍ
（１２゜）にすぎない。コア半径は５μｍであるから、
Ｏ点から波長フィルタに入った光は波長フィルタの他端
Ｑでもコア（ＭＮ）から殆どずれないということであ
る。つまり波長フィルタがあっても通過光（固有波長）
は再び光ファイバの伝搬光となりうるということであ
る。以上の考察で得られた式（１５）（１６）（１７）
の値は斜めに挿入されたフィルタへの入射角度の補正値
となり、より厳密にはΘにこの補正値を加味した角度で
フィルタに形成する多層膜の厚み設計を行うと良い。

【０１０２】［実施例４（光導波路；波長フィルタ中間
介装；図９、図１０）］図９、図１０は実施例４を示
す。基板２０の上に光導波路３５を設け、軸線方向に光
路変換溝２１を穿ち、光路変換溝２１の上にＰＤをまた
がらせるという点はこれまでと同様である。光導波路３
５の中間部に軸線と直交する方向に波長フィルタ固定溝
３９を機械加工によって穿っている。これも前後方向に
４度〜１２度傾いている。コアを横切る位置で波長フィ
ルタ固定溝３９の中へ波長フィルタ３２を挿入固定す
る。ＰＤ２４、光路変換溝２１、波長フィルタ３２、光
導波路の終端部は透光性樹脂３４で覆う。リードフレー
ムに基板を取り付け、基板上の電極とリードをワイヤボ
ンディングし、樹脂モールドして素子とする。

【０１０３】これは実施例２と同様にＳｉ基板２０上に
光導波路３５を形成している。光導波路３５の中間部に
斜めの波長フィルタ固定溝３９を設け、波長フィルタ固
定溝３９に波長フィルタを挿入したものである。実施例
２のように光導波路の終端でなくて光導波路の中間に波
長フィルタを挿入している。中間に波長フィルタを入れ
ているから、より安定する。波長フィルタが５０μｍ厚
みの時は、波長フィルタ固定溝幅は５５μｍ〜６０μｍ
とする。波長フィルタ厚みが１００μｍの場合は、波長
フィルタ固定溝幅は１０５μｍ〜１１０μｍとする。波
長フィルタを挿入した後、光導波路と同等の屈折率をも
つ透光性樹脂によって波長フィルタと光導波路、溝との
間隙を覆う。そのような点は実施例３と同様である。

【０１０４】光波長多重信号を含む受信光が外部の光フ
ァイバから光導波路３５に導かれる。波長フィルタ３２
はこれらの内、固有波長λ_ｊだけを選んで透過させる。
余波長の光は全部反射してしまう。斜めに反射するから
余波長は放射してしまい、もとの経路を戻らない。固有
波長の光は光導波路３５の端面から出て光路変換溝２１
に入り傾斜面２６で反射されてＰＤ２４に入る。ＰＤは
固有波長λ_ｊだけを受信する。

【０１０５】［実施例５（光導波路；波長フィルタ中間
介装；コリメート系；図１１、図１２）］図１１、１２
は実施例５を示す。基板２０の上に光導波路３５を設
け、軸線方向に光路変換溝２１を穿ち、光路変換溝２１
の上にＰＤをまたがらせるという点はこれまでと同様で
ある。光導波路３５の中間部に軸線と直交する方向に波
長フィルタ固定溝３９を機械加工によって穿っている。
これも前後方向に４度〜１２度傾いている。波長フィル
タ固定溝３９と交差する点から前後方向に光導波路３５
を削り取る。溝３９の前後に空隙４０を形成するのであ
る。波長フィルタ固定溝３９の中でコアを二分する位置
に波長フィルタ３２を挿入固定する。波長フィルタ３２
と、前後の光導波路３５の間の空隙４０に、コリメータ
４１、逆コリメータ４２を挿入する。コリメータ、逆コ
リメータがあるという点で従来例と共通するが、コリ
メータ、逆コリメータともに充分に小さいものである。
平行光にしてから波長分離するのである。波長の分解能
を上げて、より多波長を分離する場合には、コリメー
タ、逆コリメータを用いることも可能であり、本発明は
このような組み合わせにも応用できるものである。

【０１０６】ＰＤ２４、光路変換溝２１、波長フィルタ
３２、コリメータ４１、逆コリメータ４２、光導波路３
５の終端部は透光性樹脂３４で覆う。リードフレームに
基板を取り付け、基板上の電極とリードをワイヤボンデ
ィングし、樹脂モールドして素子とする。

【０１０７】実施例２、４と同様に基板上に光導波路を
形成している。光導波路の中間部に斜めの波長フィルタ
固定溝を設け、波長フィルタ固定溝に波長フィルタを挿
入したものである。そこまでは実施例４と共通である。
それに加えて波長フィルタの前後にコリメート系を挿入
している。

【０１０８】波ファイバ固定溝と波長フィルタの間には
どうしても隙間が残る。短い隙間であるが光線が広が
る。波長フィルタの特性によっては、光線の僅かな広が
りによって、透過帯域の波長がずれるということもあり
得る。そのような場合には、セルフォックレンズやグレ
ーディッドインデックスファイバのような光学部品をＶ
溝に埋め込みコリメート系を構成すればよい。このよう
な構造でも本発明の小型、低コストという優れた特徴は
損なわれない。

【０１０９】［実施例６（光導波路；波長フィルタ中間
介装；増幅器；図１３、図１４）］図１３、図１４は実
施例６を示す。基板２０の上に光導波路３５を設け、軸
線方向に光路変換溝２１を穿ち、光路変換溝２１の上に
ＰＤ２４をまたがらせるという点はこれまでと同様であ
る。ここではさらに、ＰＤ２４の信号を増幅するための
増幅器４４を基板上に設けている。高速変化する微弱な
光電流をすぐに増幅するので外部ノイズの影響を遮断す
ることができる。実施例４と同じように導波路３５の中
間部に軸線と直交する方向に波長フィルタ固定溝３９を
機械加工によって穿っている。これも前後方向に４度〜
１２度傾いている。波長フィルタ固定溝３９の中へ波長
フィルタ３２を挿入固定し、光導波路３５のコアを前後
に二分する。

【０１１０】増幅器４４、ＰＤ２４、光路変換溝２１、
波長フィルタ３２、光導波路３５の終端部は透光性樹脂
３４で覆う。リードフレームに基板を取り付け、基板上
の電極とリードをワイヤボンディングし、樹脂モールド
して素子とする。

【０１１１】全ての波長を含む多重受信信号は、光導波
路３５のコアを伝搬してくる。波長フィルタ３２によっ
て、所望の固有波長λ_ｊが選択透過される。余波長はこ
こで反射される。反射角は２Θになる。これは８度〜２
４度あり光導波路を戻る事ができない。

【０１１２】Ｓｉ基板２０の上に光導波路３５を設け
て、その中間部に波長フィルタ３２を介装したところま
では実施例４と同様である。実施例６は受光素子（Ｐ
Ｄ）２４の光電流信号を増幅する増幅器４４をＳｉ基板
２０の上に搭載している。受光素子信号をすぐに増幅す
るのでノイズレベルを著しく低減することができる。隣
接する波長帯との重なりが問題となる裾野のあたりの波
長選択性がより鋭くなる。ＩｎＧａＡｓの受光素子２４
と、ＧａＡｓ−ＩＣやＳｉ−ＩＣの増幅器４４の組み合
わせが有効である。

【０１１３】［実施例７（フェルール付ファイバ；波長
フィルタ中間介装；図１６、１７）］光伝送路として光
ファイバを用いる場合、光ファイバを円筒形のフェルー
ルに挿通した形態とすることができる。光ファイバとフ
ェルールが一体となった光学素子はフェルール付ファイ
バと呼ばれる。光ファイバはコアが１０μｍ、クラッド
が１２５μｍの直径をもち、フェルールは１２５μｍの
内径をもつ円筒部材で、金属、セラミックなどによって
製造される。実施例７はフェルール付ファイバの形で光
伝送媒体を基板に固定したものである。図１６、図１７
にそれを示す。

【０１１４】長方形平板状基板２０（Ｓｉ又はセラミッ
クベンチ）の表面、中心軸方向にＶ溝２２を設け、その
延長線上始端側に大Ｖ溝５２を穿つ。Ｖ溝２２に続いて
軸線上に光路変換溝２１が穿たれる。中心軸線上に、大
Ｖ溝５２、Ｖ溝２２、光路変換溝２１が続く。光路変換
溝２１の終端は傾斜端面２６となっている。これらの溝
は、Ｓｉ基板の場合は、異方性エッチングによって形成
できる。プラスチック基板、セラミック基板の場合は型
によって成形する。金属基板の場合は切削によって創成
できる。金属基板の場合は、絶縁体膜を付ける必要があ
る。

【０１１５】基板２０上面には配線パターンが印刷、蒸
着、スパッタリングなどによって形成される。傾斜端面
の上方の基板面に、受光素子２４が固定される。これは
裏面入射型ＰＤである。光路変換溝２１の後端部にまた
がるように固定される。基板２０はリードフレームに固
定され、ＰＤ電極と配線、リードと配線パターンがワイ
ヤボンディングによって接続される。

【０１１６】光ファイバ２３は円筒形のフェルール５０
に挿入固定される。光ファイバ２３とフェルール５０を
予め一体化したフェルール付ファイバをここでは用いて
いる。フェルール付ファイバは、一方の端面が面一のも
のもあり、両方の端面から光ファイバが突き出ているも
のもある。ここでは一端が面一のものである。光ファイ
バの先端は斜め研磨してある。反射戻り光を防ぐためで
ある。

【０１１７】フェルール付ファイバをそのまま固定する
のではなく、途中に嵌込穴５１を穿孔して、ここへ波長
フィルタ３２を差し込んである。フェルール５０を貫通
する必要はないが、光ファイバ２３を横切るように設け
なければならない。波長フィルタ３２は誘電体多層膜よ
りなり、所望の波長だけを透過させ、それ以外の波長を
反射する。ここでは軸線に対して直交するのでなく少し
傾斜している。

【０１１８】このようなフェルール付ファイバを予め作
製して基板２０の上に取り付ける。大Ｖ溝５２にフェル
ール５０を、Ｖ溝２２に光ファイバ２３を乗せて固定す
る。光ファイバ２３の先端、光路変換溝２１、ＰＤ２４
を覆うように透光性樹脂３４がポッティングされてい
る。リードフレーム、基板をパッケージに収納する。セ
ラミックパッケージ、プラスチックパッケージ、金属パ
ッケージに収容できる。またエポキシ樹脂によってプラ
スチックモールドしてもよい。

【０１１９】光コネクタを介しフェルール５０が外部の
光ファイバと接続される。外部光ファイバを通る信号光
は多数波長を含むが、波長フィルタがそのうち一つの特
定波長だけを通す。光ファイバ２３から出た特定波長の
光は、光路変換溝２１を通り、傾斜端面２６によって反
射され、受光素子２４に入り、受光部２５にいたる。こ
こで光電流を発生する。このような作用は、実施例１な
どと同様である。

【０１２０】実施例７はフェルール付ファイバ内に予め
波長フィルタを取り付けるから、Ｓｉ基板に光ファイバ
を固定してから溝加工、波長フィルタ挿入などを行う必
要がない。より生産性の高い構造となっている。また光
ファイバだけのものよりもフェルールによって強度的に
も優れたものとなっている。

【０１２１】［実施例８（フェルール付ファイバ；増幅
器；図１８〜図２０）］これも、光ファイバをフェルー
ルに挿通したフェルール付ファイバを用いる。フェルー
ル付ファイバに予め波長フィルタを挿入固定しておく。
長方形平板状基板２０（Ｓｉ又はセラミックベンチ）を
前は低く後ろは高い前後２段に形成する。基板２０の前
低部に大Ｖ溝５２を、中心部分にＶ溝２２を中心軸線上
に設ける。Ｖ溝２２の延長上に短く狭い光路変換溝５４
を設ける。光路変換溝５４と直交するように横溝５３を
形成する。これは光ファイバの終端を位置決めするもの
である。光路変換溝５４の終端は傾斜端面となってい
る。

【０１２２】基板２０上面には配線パターン５６〜５９
が印刷、蒸着、スパッタリングなどによって形成され
る。この実施例は増幅器６０を乗せる構造となっている
から前例よりも配線パターンは複雑になっている。光路
変換溝５４傾斜端面の上方の基板面配線パターン５９に
受光素子２４が固定される。これも裏面入射型ＰＤであ
る。受光素子２４の背後のグランド配線５６には増幅器
６０が実装される。グランド配線５６のさらに奥に平板
型のコンデンサ６１、６２が固定される。受光素子２４
のｐ電極５５が増幅器６０の入力端子にワイヤによって
接続される。増幅器６０の電源端子がコンデンサ６１、
６２の上部電極にワイヤで接続される。増幅器６０の出
力端子はワイヤによって配線５８に接続される。増幅器
６０の電源パッドは配線５７とワイヤによって接続され
ている。

【０１２３】基板２０はリードフレーム６３の上に固定
される。リードと配線パターンがワイヤボンディングに
よって接続される。フェルール付ファイバの光ファイバ
２３は円筒形のフェルール５０に挿入固定されている。
フェルール付ファイバの途中に嵌込穴５１を穿孔して、
ここへ波長フィルタ３２を差し込んである。フェルール
５０を貫通する必要はないが、光ファイバ２３を横切る
ように設けなければならない。波長フィルタ３２は所望
の波長だけを透過させ、それ以外の波長を反射する。

【０１２４】このようなフェルール付ファイバを予め作
製して基板２０の上に取り付ける。大Ｖ溝５２にフェル
ール５０を、Ｖ溝２２に光ファイバ２３を乗せて固定す
る。光ファイバ２３の先端、光路変換溝５４、ＰＤ２４
を覆うように透光性樹脂３４（図２０に現れる）がポッ
ティングされている。リードフレーム、基板を、エポキ
シ樹脂によってプラスチックモールドする。図２０のよ
うな断面図になる。図１９は斜視図である。プラスチッ
クモールドパッケージ６４によって全体が包囲される。
両側にリードピン６５が平行に突出している。前方には
フェルール５０が突き出ている。

【０１２５】光コネクタを介しフェルール５０が外部の
光ファイバと接続される。外部光ファイバを通る信号光
は多数波長を含むが、波長フィルタがそのうち一つの特
定波長だけを通す。光ファイバ２３から出た特定波長の
光は、光路変換溝５４を通り、傾斜端面によって反射さ
れ、受光素子２４に入り、受光部にいたる。ここで光電
流を発生する。光電流は直近の増幅器６０によって増幅
される。増幅された低インピーダンスの信号が外部に出
る。高感度でノイズに強いという利点がある。

【０１２６】［実施例９（フェルール付ファイバ；垂直
波長フィルタ；透光性樹脂；図２１）］これも、光ファ
イバをフェルールに挿通したフェルール付ファイバを用
いる。フェルール部に嵌込穴を穿ち予め波長フィルタを
挿入固定しておく。フェルール、光ファイバの取り付け
構造はこれまでの実施例において述べたので、フェルー
ル付ファイバの部分だけの改良を示す。

【０１２７】実施例７では嵌込穴と波長フィルタの間に
隙間がなかったが、実施例９は隙間を持っている。フェ
ルール５０に軸線垂直に嵌込穴５１が穿ってある。嵌込
穴５１に透光性樹脂３４を入れ波長フィルタ３２を挿入
してある。光ファイバとほぼ同一の屈折率をもつ透光性
樹脂３４は空隙に満ちる。透光性樹脂３４は光ファイバ
からの光の広がりを防ぎ光ファイバ端面、波長フィルタ
端面での反射をなくす。光ファイバ、波長フィルタでの
反射が完全に０であれば反射戻り光がないから、波長フ
ィルタと軸線が直交しても差し支えない。

【０１２８】［実施例１０（フェルール付ファイバ；傾
斜波長フィルタ；透光性樹脂；図２２）］光ファイバを
フェルールに挿通したフェルール付ファイバを用いる。
フェルール付ファイバにやや斜めに嵌込穴５１を穿ち予
め波長フィルタ３２を挿入固定しておく。フェルール、
光ファイバの取り付け構造はこれまでの実施例において
述べたので、フェルール付ファイバの部分だけの改良を
示す。実施例９では嵌込穴が軸線に対して直交していた
が、ここでは嵌込穴が軸線に対して傾斜している。傾斜
した嵌込穴５１に透光性樹脂３４をポッティングしそこ
へ波長フィルタ３２が挿入固定されている。

【０１２９】光ファイバとほぼ同一の屈折率をもつ透光
性樹脂３４は空隙に満ちる。透光性樹脂３４は光ファイ
バからの光の広がりを防ぎ光ファイバ端面、波長フィル
タ端面での反射をなくす。光ファイバ、波長フィルタで
の反射が完全に０でなく波長フィルタ端面の反射があっ
てもそれは軸線からそれた反射光となる。ファイバを戻
る事ができない。だからレ−ザ（光源）に戻ってレ−ザ
発振に悪影響を及ぼすということはない。

【０１３０】［実施例１１（フェルール付ファイバ；コ
リメータ付き；透光性樹脂；図２３）］これは波長フィ
ルタ３２の前後にコリメータレンズ４１、逆コリメータ
レンズ４２を一体に設けたものを用いる。コリメータ一
体型波長フィルタである。光ファイバとフェルールを一
体化したフェルール付ファイバの中心軸線垂直に嵌込穴
５１を穿つ。嵌込穴５１に透光性樹脂３４を入れる。さ
らにコリメータ一体型波長フィルタ３２を挿入する。波
長フィルタ３２の上頂部がフェルール５０より少し突き
出る。光ファイバとほぼ同一の屈折率をもつ透光性樹脂
３４は空隙に満ちる。透光性樹脂３４は光ファイバから
の光の広がりを防ぎ光ファイバ端面、波長フィルタ端面
での反射をなくす。

【０１３１】屈折率が厳密に等しくない場合、光ファイ
バ端面からの光は透光性樹脂３４内で広がる。しかし、
コリメータレンズ４１があって、これが広がり光を平行
光に変換する。波長フィルタ３２には平行光として入射
する。波長フィルタによって余波長は落ち、特定波長だ
けが選択され透過する。平行光が逆コリメータレンズ４
２によって収束光になり光ファイバへ入る。

【０１３２】波長フィルタ３２は平行光を前提に層厚や
枚数が設計されており拡散光や収束光に対しては誤差が
出る。しかしこの実施例では平行光を扱うからそのよう
なズレがおこりえない。

【０１３３】［実施例１２（フェルール付ファイバ；コ
リメータ付き；透光性樹脂；図２４）］これも波長フィ
ルタ３２の前後にコリメータレンズ４１、逆コリメータ
レンズ４２を一体に設けたコリメータ一体型波長フィル
タを用いる。実施例１１と違って、背の低い波長フィル
タを使って埋め込み型としている。

【０１３４】光ファイバとフェルールを一体化したフェ
ルール付ファイバ中心軸線垂直に嵌込穴５１を穿つ。嵌
込穴５１に透光性樹脂３４を入れコリメータ一体型波長
フィルタ３２を挿入する。コリメータ４１、波長フィル
タ３２、逆コリメータ４２の背が低いのでこれらは嵌込
穴５１の内部へ沈む。光ファイバとほぼ同一の屈折率を
もつ透光性樹脂３４は空隙に満ち波長フィルタ、コリメ
ータなどの上を覆う。透光性樹脂３４は光ファイバから
の光の広がりを防ぎ光ファイバ端面、波長フィルタ端面
での反射をなくす。

【０１３５】屈折率が厳密に等しくない場合、光ファイ
バ端面からの光は透光性樹脂３４内で広がる。しかし、
コリメータレンズ４１があってこれが広がり光を平行光
に変換する。波長フィルタ３２には平行光として入射す
る。波長フィルタによって余波長は落ち、特定波長だけ
が選択され透過する。平行光が逆コリメータレンズ４２
によって収束光になり光ファイバへ入る。

【０１３６】波長フィルタ３２は平行光を前提に層厚や
枚数が設計されており拡散光や収束光に対しては誤差が
出る。しかしこの実施例では平行光を扱うからそのよう
なズレがおこりえない。

【０１３７】［実施例１３（フェルール付ファイバ；コ
リメータ付き；透光性樹脂；図２５）］これも波長フィ
ルタ３２の前後にコリメータレンズ４１、逆コリメータ
レンズ４２を一体に設けたコリメータ一体型波長フィル
タを用いる。実施例１１、１２と違って、フェルール径
とほぼ同一寸法の一体型波長フィルタを使う。これは予
め嵌込穴に固定せず、Ｖ溝、大Ｖ溝にフェルール付ファ
イバを挿入して初めて位置決めがなされる。

【０１３８】光ファイバとフェルールを一体化したフェ
ルール付ファイバ中心軸線垂直に嵌込穴５１を穿つ。嵌
込穴５１にコリメータ一体型波長フィルタ３２を挿入す
る。コリメータ４１、波長フィルタ３２、逆コリメータ
４２はフェルール付ファイバと同一の丸みを帯びた形状
のものとしている。これらは嵌込穴５１にすっぽりと沈
む。フェルール付ファイバはコリメータ付き波長フィル
タ３２を摩擦力で保持している。基板２０の大Ｖ溝５２
にフェルール５０を、Ｖ溝２２に光ファイバ２３をフェ
ルール付ファイバが水平になるように入れる。大Ｖ溝５
２が波長フィルタ３２の両端を抑えるから位置決めされ
る。

【０１３９】透光性樹脂３４を大Ｖ溝、Ｖ溝に注ぎフェ
ルール付ファイバを固定する。光ファイバとほぼ同一の
屈折率をもつ透光性樹脂３４は波長フィルタと嵌込穴の
空隙に満ち波長フィルタ、コリメータなどの上を覆う。
透光性樹脂３４は光ファイバからの光の広がりを防ぎ光
ファイバ端面、波長フィルタ端面での反射をなくす。透
光性樹脂塗布過程を一回減らすことができる。

【０１４０】フェルール付ファイバを用いる実施例７〜
１２は、フェルールより後ろへ光ファイバが突出する構
造となっている。波長フィルタをフェルールを横切るよ
うに設ける場合は、実施例７〜１２に述べたように、光
伝送媒体の途中に波長フィルタを挿入するという形態に
なる。しかしフェルール付ファイバを用いた場合でも光
ファイバの終端に波長フィルタを接着するという形態も
可能である。その場合は実施例１とよく似た構造で光フ
ァイバの一部をフェルールが保持したというような形態
になる。

【０１４１】

【発明の効果】本発明は、表面実装技術を生かした光受
信モジュールにおいて、伝送媒体に波長フィルタを密着
させることにより波長選択性を付与する。８波或いは１
６波など複数の波長信号を用いる波長多重光通信システ
ムに最適な低コスト、小型の波長選択性光受信モジュー
ルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】送信側と受信側にスターカプラを用いた波長多
重光通信システムの構成図。

【図２】村上泰典、高地正彦「簡易ＷＤＭシステムの開
発（小型ＥＤＦＡ／光ＢＰＦ内蔵光受信機の開発）」信
学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE、 OCS99-60、p41-4
6(1999-09)に掲載された従来例にかかる波長多重受信
器の断面図。

【図３】Ｓｉ基板上に固定した光ファイバの終端に波長
フィルタを設けた本発明の実施例１にかかる光受信器の
縦断面図。

【図４】Ｓｉ基板上に固定した光ファイバの終端に波長
フィルタを設けた本発明の実施例１にかかる光受信器の
平面図。

【図５】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の終端に波長フ
ィルタを設けた本発明の実施例２にかかる光受信器の縦
断面図。

【図６】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の終端に波長フ
ィルタを設けた本発明の実施例２にかかる光受信器の平
面図。

【図７】Ｓｉ基板上に固定した光ファイバの中間部に波
長フィルタを設けた本発明の実施例３にかかる光受信器
の縦断面図。

【図８】Ｓｉ基板上に固定した光ファイバの中間部に波
長フィルタを設けた本発明の実施例３にかかる光受信器
の平面図。

【図９】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の中間部に波長
フィルタを設けた本発明の実施例４にかかる光受信器の
縦断面図。

【図１０】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の中間部に波
長フィルタを設けた本発明の実施例４にかかる光受信器
の平面図。

【図１１】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の中間部に波
長フィルタを設け、その前後にコリメート系を挿入した
本発明の実施例５にかかる光受信器の縦断面図。

【図１２】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の中間部に波
長フィルタを設け、その前後にコリメート系を挿入した
本発明の実施例５にかかる光受信器の平面図。

【図１３】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の中間部に波
長フィルタを設け、受光素子信号を増幅する増幅器を追
加した本発明の実施例６にかかる光受信器の縦断面図。

【図１４】Ｓｉ基板上に形成した光導波路の中間部に波
長フィルタを設け、受光素子信号を増幅する増幅器を追
加した本発明の実施例６にかかる光受信器の平面図。

【図１５】光ファイバの中間部に斜めに波長フィルタを
挿入した場合に屈折光が再びコア伝搬光になることを説
明するための光線図。

【図１６】光ファイバにフェルールを取り付けたフェル
ール付ファイバを用い、フェルール付ファイバの中間部
に傾斜嵌込穴を穿ち波長フィルタを挿入固定し、受光素
子を実装した基板にフェルール付ファイバを固定し、光
ファイバから出た特定波長の光が、光路変換溝を通り受
光素子に入って感受されるようにした実施例７の光受信
器の縦断面図。

【図１７】光ファイバにフェルールを取り付けたフェル
ール付ファイバを用い、フェルール付ファイバの中間部
に傾斜嵌込穴を穿ち波長フィルタを挿入固定し、受光素
子を実装した基板にフェルール付ファイバを固定し、光
ファイバから出た特定波長の光が、光路変換溝を通り受
光素子に入って感受されるようにした実施例７の光受信
器の平面図。

【図１８】光ファイバにフェルールを取り付けたフェル
ール付ファイバを用い、フェルール部の中間部に嵌込穴
を穿ち波長フィルタを挿入固定し、受光素子と増幅器を
実装した基板にフェルール付ファイバを固定し、光ファ
イバから出た特定波長の光が光路変換溝を通り受光素子
に感受され光電流を発し、光電流を増幅器によって増幅
するようにした実施例８に係る光受信器の基板部分の斜
視図。

【図１９】光ファイバにフェルールを取り付けたフェル
ール付ファイバを用い、フェルール部の中間部に嵌込穴
を穿ち波長フィルタを挿入固定し、受光素子と増幅器を
実装した基板にフェルール付ファイバを固定し、光ファ
イバから出た特定波長の光が光路変換溝を通り受光素子
に感受され光電流を発し、光電流を増幅器によって増幅
するようにした実施例８に係る光受信器のパッケージし
た状態の斜視図。

【図２０】光ファイバにフェルールを取り付けたフェル
ール付ファイバを用い、フェルール部の中間部に嵌込穴
を穿ち波長フィルタを挿入固定し、受光素子と増幅器を
実装した基板にフェルール付ファイバを固定し、光ファ
イバから出た特定波長の光が光路変換溝を通り受光素子
に感受され光電流を発し、光電流を増幅器によって増幅
するようにした実施例８に係る光受信器のパッケージし
た状態の縦断面図。

【図２１】光ファイバとフェルールよりなり、中間部に
軸線に直交して嵌込穴を穿ち、ここへ波長フィルタを挿
入した実施例９の光受信器に用いるフェルール付ファイ
バの縦断面図。

【図２２】光ファイバとフェルールよりなり、中間部に
軸線に斜交して嵌込穴を穿ち、ここへ波長フィルタを挿
入した実施例１０の光受信器に用いるフェルール付ファ
イバの縦断面図。

【図２３】光ファイバとフェルールよりなり、中間部に
軸線に直交して嵌込穴を穿ち、ここへコリメータ・波長
フィルタ・逆コリメータよりなる一体型波長フィルタを
挿入し透光性樹脂によって固定した実施例１１の光受信
器に用いるフェルール付ファイバの縦断面図。

【図２４】光ファイバとフェルールよりなり、中間部に
軸線に直交して嵌込穴を穿ち、ここへコリメータ・波長
フィルタ・逆コリメータよりなる一体型波長フィルタを
挿入し透光性樹脂によって埋め込み固定した実施例１２
の光受信器に用いるフェルール付ファイバの縦断面図。

【図２５】光ファイバとフェルールよりなり、中間部に
軸線に直交して嵌込穴を穿ち、ここへコリメータ・波長
フィルタ・逆コリメータよりなる一体型波長フィルタを
挿入し基板の溝へフェルール付ファイバを押し込み透光
性樹脂によって固定した実施例１３に係る光受信器の一
部横断面図。

【符号の説明】

１ステム２ＰＤ３レンズ４レンズホルダ− ５ハウジング６ホルダ− ７逆コリメータ８バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９コリメータ１０光ファイバ１１フェルール１２開口２０基板２１光路変換溝２２Ｖ溝２３光ファイバ２４受光素子２５受光部２６傾斜端面２７側面２８側面２９横溝３０波長フィルタ固定面３１光導波路端面３２波長フィルタ３４透光性樹脂３５光導波路３６アンダークラッド層３７コア３８オーバークラッド層３９波長フィルタ固定溝４０空隙４１コリメータ４２逆コリメータ４４増幅器５０フェルール５１嵌込穴５２大Ｖ溝５３横溝５４光路変換溝５５ｐ電極５６〜５９メタライズ配線パターン６０増幅器６１コンデンサ６２コンデンサ６３リードフレーム６４プラスチックモールドパッケージ６５リードピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者工原美樹大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA11 CA00 DA03 DA04 DA12 2H038 BA23 5F088 AA01 BA15 BB01 JA13 JA14 LA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光伝送媒体と受光素子が同一の基板上に
配置され、光伝送媒体の終端又は光伝送媒体の途中に特
定の波長の光を透過させる波長フィルタを設け、光伝送
媒体に入射した波長多重光から波長フィルタによって特
定波長だけを取り出し、受光素子によって感受するよう
にしたことを特徴とする光受信器。
【請求項２】特定の波長の光を透過させる波長フィル
タが光伝送媒体の軸線に対して傾斜して設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
【請求項３】波長フィルタが光伝送媒体の受光素子に
対向する方の端面に配置されている事を特徴とする請求
項１又は２に記載の光受信器。
【請求項４】波長フィルタが光伝送媒体の途中に設け
られた間隙に挿入されている事を特徴とする請求項１又
は２に記載の光受信器。
【請求項５】基板上に形成した溝に固定された光ファ
イバの終端に波長フィルタを配置し、波長フィルタを通
過した光を、基板上に設けた光路変換溝で反射すること
によって受光素子に導く事を特徴とする請求項３に記載
の光受信器。
【請求項６】Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ_２系の光導
波路の終端に波長フィルタを配置し、波長フィルタを通
過した光を、Ｓｉ基板上に設けた光路変換溝で反射する
ことによって受光素子に導く事を特徴とする請求項３に
記載の光受信器。
【請求項７】基板上に形成した溝に固定された光ファ
イバの途中に斜めのスリットを設け、波長フィルタを挿
入し、光ファイバの終端から出射した光を、基板上に設
けた光路変換溝で反射することによって受光素子に導く
事を特徴とする請求項４に記載の光受信器。
【請求項８】Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ_２系の光導
波路の途中に斜めのスリットを設け、波長フィルタをス
リットに挿入し、光導波路の終端から出射した光を、Ｓ
ｉ基板上に設けた光路変換溝で反射することによって受
光素子に導く事を特徴とする請求項４に記載の光受信
器。
【請求項９】Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ_２系の光導
波路の途中に斜めのスリットを設け、波長フィルタをス
リットに挿入し、光導波路の軸線上において波長フィル
タの前後にコリメータレンズと逆コリメータレンズを設
け、光導波路の終端から出射した光を、Ｓｉ基板上に設
けた光路変換溝で反射することによって受光素子に導く
事を特徴とする請求項４に記載の光受信器。
【請求項１０】光伝送媒体が光ファイバであって、光
ファイバを保持し中間部に穿った嵌込穴に波長フィルタ
を装着したフェルールを基板上に形成した溝に固定し、
光ファイバの終端から出射した光を、基板上に設けた光
路変換溝によって反射し受光素子に導く事を特徴とする
請求項１に記載の光受信器。
【請求項１１】光伝送媒体が光ファイバであって、光
ファイバを保持し中間部に穿った嵌込穴にコリメータと
逆コリメータを両面に備えた波長フィルタを装着したフ
ェルールを基板上に形成した溝に固定し、光ファイバの
終端から出射した光を、基板上に設けた光路変換溝によ
って反射し受光素子に導く事を特徴とする請求項１に記
載の光受信器。
【請求項１２】嵌込穴の中の波長フィルタが光ファイ
バ軸線に対し垂直であり嵌込穴と波長フィルタの間には
透光性樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１
０又は１１に記載の光受信器。
【請求項１３】嵌込穴の中の波長フィルタが光ファイ
バ軸線に対し傾斜しており嵌込穴と波長フィルタの間に
は透光性樹脂が充填されていることを特徴とする請求項
１０又は１１に記載の光受信器。
【請求項１４】光伝送媒体が光ファイバであって、光
ファイバを保持し中間部に貫通するよう穿った嵌込穴に
波長フィルタを挿入したフェルールを基板上に形成した
溝に固定し、溝によって波長フィルタを位置決めし、光
ファイバの終端から出射した光を基板上に設けた光路変
換溝によって反射し受光素子に導く事を特徴とする請求
項１０〜１３の何れかに記載の光受信器。
【請求項１５】光伝送媒体が、光ファイバであること
を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光受信器。
【請求項１６】光伝送媒体が、基板上に形成された光
導波路であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに
記載の光受信器。
【請求項１７】基板がセラミック基板であることを特
徴とする請求項１〜５、７、１０〜１４の何れかに記載
の光受信器。
【請求項１８】基板がＳｉ基板であることを特徴とす
る請求項１〜５、７、１０〜１４の何れかに記載の光受
信器。
【請求項１９】光伝送媒体の一部、波長フィルタ、受
光素子が、透光性樹脂によって覆われている事を特徴と
する請求項１〜１８の何れかに記載の光受信器。
【請求項２０】受光素子が裏面入射型ＰＤであること
を特徴とする請求項１〜１９の何れかに記載の光受信
器。
【請求項２１】受光素子の近傍の基板上に増幅器を設
け、増幅器によって受光素子の光電流を増幅することを
特徴とする請求項１〜２０の何れかに記載の光受信器。