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WO2003060584A1 - Optical waveguide module - Google Patents

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WO2003060584A1
WO2003060584A1 PCT/JP2003/000289 JP0300289W WO03060584A1 WO 2003060584 A1 WO2003060584 A1 WO 2003060584A1 JP 0300289 W JP0300289 W JP 0300289W WO 03060584 A1 WO03060584 A1 WO 03060584A1
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WO
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optical
light
photodetector
optical waveguide
optical circuit
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Ceased
Application number
PCT/JP2003/000289
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takeo Komiya
Takashi Sasaki
Yasushi Fujimura
Tsukuru Katsuyama
Naoyuki Yamabayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to JP2003560621A priority patent/JPWO2003060584A1/ja
Priority to KR10-2004-7010935A priority patent/KR20040077720A/ko
Priority to US10/501,512 priority patent/US7149375B2/en
Priority to EP03700582A priority patent/EP1467233A1/en
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Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide module having an optical waveguide provided on a substrate.
  • an optical circuit using an optical waveguide such as an optical fiber or a planar optical waveguide
  • the light intensity of the signal light is monitored in an optical circuit, or the light intensity is controlled based on the monitored result.
  • a method of providing an optical power blur on an optical waveguide and branching a part of the signal light has been used.
  • an optical power blur is provided at a predetermined position on the optical waveguide, the signal light is branched by about several percent, and the light intensity of the branched light is monitored by a photodetector, so that the optical waveguide is transmitted. Monitor the light intensity of the signal light.
  • a method of monitoring a light intensity by extracting a part of signal light by reflection without using an optical power blur for example, at a predetermined position on the optical waveguide in the planar waveguide type optical circuit, a part of the signal light transmitted through the optical waveguide is inclined by a predetermined angle with respect to the optical axis. The light is reflected in the direction as reflected light for the monitor. Then, the signal light is monitored by detecting the reflected light with a photodetector installed on the substrate on which the optical waveguide is formed.
  • the reflected light is incident at an oblique angle with respect to the light incident surface of the photodetector installed on the substrate.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide module capable of monitoring light intensity correctly regardless of the polarization state of signal light.
  • an optical waveguide module comprises: (1) a substrate, and an optical waveguide provided on the substrate, wherein the optical waveguide module crosses a predetermined portion of the optical waveguide.
  • a predetermined tilt angle 0 (
  • the optical waveguide module is characterized in that the reflected light is incident on the surface at a predetermined angle. Part of the signal light is reflected by a reflection filter installed in an oblique groove provided on the optical waveguide, and the light intensity of the signal light can be monitored by the reflected light. This simplifies the configuration and manufacturing process of the optical circuit.
  • the configuration is such that the reflected light from the reflection filter is incident on the light incident surface of the photodetector at a predetermined angle. At this time, since the polarization dependence of the light transmitted through the light incident surface is reduced, the light receiving sensitivity of the reflected light at the photodetector is substantially constant regardless of the polarization state of the signal light. It can be. This makes it possible to correctly monitor the light intensity regardless of the polarization state of the signal light.
  • the incident angle of the reflected light with respect to the light incident surface of the photodetector is, for example, an angle substantially perpendicular to the light incident surface or an angle within a predetermined angle range including 90 °. It is preferable to set the angle so that the polarization dependence of the light transmitted through the incident surface is sufficiently reduced.
  • the optical waveguide provided in the optical circuit for example, a planar waveguide type optical waveguide formed on a substrate or an optical fiber fixed on the substrate can be used.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the first embodiment of the optical waveguide module.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a partially enlarged cross-sectional structure along the optical axis of the optical waveguide module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the optical waveguide module.
  • FIGS. 4A to 4C are graphs showing the polarization dependence of the light receiving sensitivity of the photodetector.
  • 5A to 5C are graphs showing the polarization dependence of the light receiving sensitivity of the photodetector.
  • FIGS. 6A to 6C are graphs showing changes in the light transmittance on the light incident surface with the thickness of the AR coat.
  • FIGS. 7A to 7C are graphs showing changes in polarization dependence of light transmittance on the light incident surface with the thickness of the AR coat.
  • FIG. 8 is a sectional view showing another example of the configuration of the optical waveguide module.
  • FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the second embodiment of the optical waveguide module.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a partially enlarged cross-sectional structure along the optical axis of the optical waveguide module shown in FIG.
  • FIG. 11 is a plan view showing the configuration of the third embodiment of the optical waveguide module.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a partially enlarged cross-sectional structure along the optical axis of the optical waveguide module shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a partially enlarged cross-sectional structure along the optical axis of a fourth embodiment of the optical waveguide module.
  • FIGS. 14A and 14B show the configuration of the submount substrate and the photodetector array in the optical waveguide module shown in FIG. 13 (A) Side view from the downstream side, and (B) Top view It is.
  • Figures 15A and 15B show the cross-sectional structure perpendicular to the optical axis of the optical circuit when (A) a planar waveguide type optical waveguide and (B) an optical fiber are used as the optical waveguide.
  • FIG. 15A shows the cross-sectional structure perpendicular to the optical axis of the optical circuit when (A) a planar waveguide type optical waveguide and (B) an optical fiber are used as the optical waveguide.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a partially enlarged cross-sectional structure along the optical axis of another embodiment of the optical waveguide module.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are (A) a top view and (B) a side sectional view showing a first configuration example of the photodetector array.
  • FIGS. 18A and 18B are (A) a top view and (B) a side sectional view showing a second configuration example of the photodetector array.
  • FIGS. 19A and 19B are (A) a top view and (B) a side sectional view showing a third configuration example of the photodetector array.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the first embodiment of the optical waveguide module according to the present invention.
  • the optical waveguide module, the substrate 1 0, and that have the composed optical circuit 1 comprises an optical waveguide 2 to 2 8 8 provided on the substrate 1 0 (8 channels).
  • an optical waveguide 2 to 2 8 the optical waveguide of the planar waveguide formed on the substrate 1 0 is used.
  • This groove 3, on the inside, reflecting Fuinoreta 4 for by connection reflects a part of the signal light transmitted through the optical waveguides 2 to 2 8 in a predetermined reflectance is installed.
  • the inside of the groove 3 is sealed with the filling resin 5.
  • a submount substrate 70 and a photodetector array 60 are provided on the upper surface side of the planar waveguide optical circuit 1 at a position upstream of the groove 3.
  • the photodetector array 6 0 includes a photodetector 6 1 I ⁇ 6 1 8 8 pieces of which respectively correspond to the optical waveguide 2 to 2 8 eight in planar waveguide type optical circuit 1.
  • an optical detector 6 iota ⁇ [delta] 1 8 illustrates the shape of each of the light receiving surface by a dotted line.
  • the submount substrate 7 ⁇ in order to show the structure of such an optical detector array 6 0 and the photodetector 6 1 i ⁇ 6 1 8, shows only its installation position by a one-dot chain line.
  • the planar waveguide type optical circuit 1 and the submount substrate 70 or the submount substrate 70 and the photodetector array 60 are fixed by, for example, solder tL.
  • a portion including the groove 3, the reflection filter 4, and the photodetector array 60 is shown in an enlarged manner.
  • the optical waveguide 2 n in the planar waveguide optical circuit 1 is formed by forming a lower clad 22, a core 20, and an upper clad 21 on a substrate 10. It is configured.
  • a groove 3 that side cutting optical waveguide 2 n at a given site, corresponds to the core 2 0 the depth signal light transmitted through the optical waveguide 2 n comprises at least a portion passing of d, orthogonal to the optical axis of the optical waveguide 2 n (orthogonal to the substrate 10) It is formed obliquely at a predetermined inclination angle 0 (0 ° ⁇ 0) with respect to the vertical axis.
  • the depth d of the groove 3 is set to be larger than the thickness of the optical waveguide 2 n up to the lower clad 22.
  • the reflection filter 4 is inserted inside the shiver 3.
  • the reflection filter 4 is installed at substantially the same angle ⁇ as the groove 3 with respect to the optical axis so as to include at least a portion through which the signal light transmitted through the optical waveguide 2 n passes.
  • the reflection filter 4 is preferably made of a dielectric multilayer filter so that a part of signal light of a predetermined wavelength (within a predetermined wavelength band) transmitted through the optical waveguide 2 n is reflected at a constant reflectance. It is composed of
  • a submount substrate 7 On the upper side of the upper cladding 21 of the planar waveguide type optical circuit 1, a submount substrate 7
  • the photodetector array 60 a part of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 n is reflected by the reflection filter 4, and the reflected light is incident on the corresponding light receiving portion 62 of the photodetector 6 l n. So that it is arranged on the photodetector mounting surface 71 as shown in FIG.
  • the submount substrate 70 is fixed to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1 via a substrate fixing surface 72 adjacent to the photodetector mounting surface 71.
  • the substrate fixing surface 72 is formed so as to form an angle larger than 90 ° with the photodetector mounting surface 71.
  • the photodetector mounting surface 71 is inclined at an angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 90 °) with respect to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1. This angle ⁇ is set with reference to the optical path of the reflected light from the reflection filter 4.
  • a surface-illuminated photodiode is used as the photodetector 6 1 ⁇ of the photodetector array 60, and the photodetector 6 is located on the side opposite to the submount substrate 70.
  • the surface of the photodetector array 60 provided with the light receiving portion 62 of 1 ⁇ It is a light incident surface 63 for the reflected light from the emission filter 4.
  • the angle ⁇ between the photodetector mounting surface 71 and the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1 is, as shown in FIG. 2, the reflected light from the reflection filter 4 is the light incident surface of the photodetector 6 1 ⁇ . It is set so as to be incident at a predetermined angle to 63 (the angle shown in FIG. 2). At this time, the light incident surface 63 of the photodetector array 60 and the flat waveguide type optical circuit 1 The angle formed by the upper surface is the same as the angle described above.
  • the light incident surface 63 of the photodetector 6 1 ⁇ is coated with a coating film for preventing reflection of light within a predetermined wavelength band corresponding to the wavelength band of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 ⁇ .
  • An anti-reflection coat (AR coat) is provided.
  • the inside of the groove 3 including the reflection filter 4 is sealed with the filling resin 5.
  • the filling resin 5 in the present embodiment seals a predetermined range on the upper surface side of the planar waveguide type optical circuit 1 including the inner filling resin part 51 sealing the inside of the groove 3 and the upper part of the groove 3. And the upper filling resin portion 52.
  • the inner filling resin portion 51 and the upper filling resin portion 52 are integrally formed using the same resin material.
  • the signal light transmitted through the optical waveguide 2 ⁇ is
  • the planar waveguide type optical circuit When the signal light is emitted to the internal filling resin part 51 in the groove 3 through the part 1, a part of the signal light is reflected by the reflection filter 4 oblique to the optical axis, and the planar waveguide type optical circuit has a predetermined reflectance. 1 is reflected obliquely upward.
  • the other signal light components pass through the internal filling resin portion 51 and the reflection filter 4 and are incident again on the optical waveguide 2 ⁇ via the downstream end surface 32.
  • the reflected light reflected by the reflection filter 4 reaches the photodetector array 60 via the internal filling resin part 51 , the optical waveguide 2 ⁇ , and the upper filling resin part 52 , and the light incident surface 6 from 3 to photodetector 6 l n is incident at a predetermined incident angle [psi. Then, the light intensity of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 ⁇ is monitored from the light intensity of the reflected light detected by the light receiving portion 62 of the photodetector 6 1 ⁇ .
  • the optical waveguide is not branched by the optical power plug, but is reflected by the reflection filter 4 installed in the oblique groove 3 provided on the optical waveguide 2 n.
  • the reflection filter 4 installed in the oblique groove 3 provided on the optical waveguide 2 n.
  • the configuration is such that the reflected light from the reflection filter 4 is incident on the light incident surface 63 of the photodetector 61n of the photodetector array 60 at a predetermined angle.
  • the polarization dependence of the light transmitted through the light incident surface 6 3 is reduced, and substantially constant regardless of the light receiving sensitivity of the light reflected by the optical detector 6 l n the polarization state of the signal light be able to. This makes it possible to correctly monitor the light intensity regardless of the polarization state of the signal light.
  • the incident angle of the reflected light to the light incident surface 6 3 of the photodetector 6 l n [psi is necessary to set the angle at which the polarization dependence of light transmitted through the light incident surface 6 3 is sufficiently reduced
  • the angle is preferable to be substantially orthogonal to the light incident surface 63.
  • a back-illuminated type may be used as the photodetector of the photodetector array. In this case, the light receiving portion of the photodetector is provided on the surface opposite to the light incident surface.
  • the reflected light is incident on the light incident surface 63 of the photodetector 61n at a predetermined angle.
  • the sub-mount substrate 70 which is the mounting member, is installed, and the photodetector mounting surface is inclined at an angle a (0 ° minus 90 °) with respect to the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1.
  • the configuration in which the photodetector array 60 including the photodetector 6 1 ⁇ is held by the component 71 is used.
  • the optical path of the reflected light emitted inclined at an angle to the planar waveguide type optical circuit 1, and the light incident surface 6 3 of the photodetector 6 l n is
  • the optical waveguide is inclined with respect to the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1 so as to form the predetermined angle described above. It can be installed photodetector array 6 0 comprising a light detector 6 l n in state.
  • the optical waveguide 2 n in planar waveguide type optical circuit 1, and a photodetector 6 l n in the corresponding photodetector array 6 0 is provided a plurality of channels.
  • the spacing between adjacent optical waveguides 2 n in the planar waveguide optical circuit 1 is denoted by P (see FIG. 1)
  • the interval P and the optical path length L must be set so as to satisfy the condition LZ P Is preferred.
  • the interval P and the optical path length L so as to satisfy the condition L / P ⁇ 2. According to such a configuration, crosstalk between adjacent channels can be reduced.
  • the optical circuit in which the optical waveguide is provided on the substrate and the groove for inserting the reflection filter is formed in FIG. 1 and FIG. 2 is a plan view using the planar waveguide type optical waveguide 2n.
  • the waveguide type optical circuit 1 has been described, an optical circuit having a configuration other than this may be used.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the optical waveguide module.
  • a photodetector is arranged on a submount substrate provided on the upper surface side of a planar waveguide optical circuit in parallel to the optical circuit.
  • the angle ⁇ at which the reflected light from the reflection filter is incident on the light incident surface of the photodetector is an angle greatly deviated from 90 °, as shown in FIG.
  • polarization dependence due to the incident angle ⁇ occurs in the transmission characteristics of light transmitted through the light incident surface.
  • the incident angle ⁇ on the light incident surface deviates greatly from 90 °
  • the s-wave and ⁇ -wave which are the light components having different polarization states, of the light transmitted through the light incident surface
  • Have different values of transmittance due to the polarization dependence of the transmittance, the light receiving sensitivity of the photodetector to the reflected light from the reflection filter changes depending on the polarization state of the light.
  • FIGS. 4A to 4C and FIGS. 5A to 5C are graphs showing the polarization dependence of the light receiving sensitivity of the photodetector.
  • the horizontal axis represents the wavelength of the incident light (111)
  • the vertical axis represents the s-wave or p-wave at the photodetector. It shows the light receiving sensitivity (dB).
  • the solid line indicates the light receiving sensitivity to the s wave
  • the broken line indicates the light receiving sensitivity to the; wave.
  • the refractive index of a photodetector usually differs greatly from the refractive index of an optical waveguide or the like.
  • an AR coating is provided as needed, extra reflections that occur when reflected light is incident on the photodetector will be suppressed, and the polarization dependence caused thereby will be suppressed. Can be.
  • 4C is a graph showing the wavelength dependence of the polarization light receiving sensitivity when the film thickness t is set to 285 nm, which is 15 nm larger than the optimum condition.
  • the graphs shown in FIGS. 5A to 5C show changes in the polarization light receiving sensitivity when the refractive index n of the AR coat is changed.
  • FIG. 5B is a graph showing the wavelength dependence of the polarization light receiving sensitivity when the refractive index n is set to 1.75 which is smaller than the optimum condition by 0.05.
  • FIG. 5C is a graph showing the wavelength dependence of the polarization light receiving sensitivity when the refractive index n is set to be larger than the optimum condition by 0.055 ⁇ 1.85. In this way, it can be seen that the polarization dependency of the light receiving sensitivity is increased by shifting the refractive index n. Of the AR coat from the optimum condition, as in the case of the film thickness t.
  • the photodetector array 60 arranged on the upper surface side of the planar waveguide type optical circuit is arranged in parallel with the optical circuit 1.
  • it is installed so that the reflected light from the reflection filter 4 enters the light incident surface 63 of the photodetector 61n at a predetermined angle. Accordingly, the polarization dependence of the light transmitted through the light incident surface 6 3 is reduced, it is possible to reduce the polarization dependence of the optical sensitivity of the reflected light from the light detector 6 l n.
  • FIGS. 6A to 6C are graphs showing changes in the light transmittance on the light incident surface with the thickness of the AR coat.
  • the horizontal axis is the thickness of the AR coat.
  • the graphs shown in FIGS.6A to 6C show changes in the light transmittance depending on the film thickness when light having a wavelength of 1.55 ⁇ is incident on the light incident surface at an angle of 90 °.
  • the refractive index of the filling resin between the planar waveguide type optical circuit and the photodetector is 1.52.
  • the light transmittance changes depending on the AR coat thickness, but in the configuration where the incident angle of light is 90 °, the light with respect to the s-wave and p-wave Have the same transmittance.
  • the polarization dependence of the light receiving sensitivity of the photodetector does not occur in principle. Therefore, in order to reduce the polarization dependence of the light receiving sensitivity, the angle of incidence of the light on the photodetector is set to a substantially orthogonal angle or a predetermined angle within a predetermined angle range including 90 °. Is preferred.
  • FIGS. 7A to 7C are graphs showing changes in polarization dependence of light transmittance on the light incident surface with the thickness of the AR coat.
  • the horizontal axis is the thickness of the AR coat (m)
  • the vertical axis is the polarization dependence of the light transmittance. The difference between the s-wave and the wave: (dB) ).
  • the graphs shown in FIGS. 7A to 7C show the change in polarization dependence with the film thickness when light having a wavelength of 1.55 ⁇ is incident on the light incident surface at an angle of 80 °.
  • the incident angle when the incident angle is set to 80 °, the angle slightly deviates from 90 °, but regardless of the AR coat thickness t and the refractive index n, light transmission The polarization dependence of the rate and its change are small. As a result, the reflected light is sufficiently reduced, and the angle of incidence on the photodetector within an angle range where the polarization dependence of light transmittance can be neglected is preferably 80 ° or an angle around it. It is. However, if reflected return light is not a problem, an incident angle of about 90 ° may be used. Alternatively, the incident angle may be appropriately set in the range of 80 ° to 90 °.
  • a reflection filter that reflects a part of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 n to the photodetector 61 n . It is preferable to use a reflection filter in which the difference in the reflectance between the orthogonal polarizations is compensated, and the signal light component in each polarization state is reflected with substantially the same reflectance. Thereby, the reflectance of the signal light by the reflection filter becomes substantially constant irrespective of the polarization state of the signal light transmitted through the optical waveguide 2n .
  • the setting of the reflectivity for the signal light component in each polarization state is performed by, for example, the dielectric material of each layer constituting the dielectric multilayer filter, the combination of the layers, the film thickness of each layer, and the like. .
  • the space between the reflection filter 4 and the photodetector array 60 is filled with resin by sealing a predetermined area inside and above the groove 3 with the filling resin 5. are doing.
  • the light incident surface 63 of the photodetector array 60 does not come into contact with the outside air, so that long-term stability is prevented from deteriorating due to contamination of the end surface and the like.
  • a tree fat material having a core and a substantially same refractive index of the optical waveguide 2 n as the filling resin 5 extra reflection at the interface and the like of the optical waveguide 2 n and filling resin 5 is suppressed.
  • a filling resin 5 may be configured not to be provided if unnecessary, or may be configured such that only the inside of the groove 3 is filled with the resin.
  • the light detector is installed on the sub-mount substrate at an angle, as shown in Fig. 8 so that the reflected light from the reflection filter is incident on the light incident surface of the light detector at a predetermined angle.
  • a configuration may be used. However, considering the distance between the reflection filter and the photodetector, it is preferable to use a submount substrate 70 having a structure as shown in FIG.
  • the distance between the reflection position of the signal light on the reflection filter and the detection position of the reflected light on the photodetector is determined. Becomes longer. In this case, the spread of the reflected light from the reflection filter to the photodetector increases, and the light receiving sensitivity of the reflected light by the photodetector and the detection characteristics such as crosstalk between adjacent channels deteriorate.
  • the light receiving sensitivity of the reflected light by the photodetector is degraded by about 10 dB.
  • Crosstalk between adjacent channels is degraded by about 3 dB.
  • the distance between the reflection position and the detection position is 6.
  • the distance is 10 Aim, which is shorter than that of the case where they are arranged in parallel on the submount substrate. Therefore, in addition to reducing the polarization dependence of the light receiving sensitivity, the light receiving sensitivity and the detection characteristics of reflected light such as crosstalk are also improved.
  • a configuration as shown in FIG. 8 may be used as long as deterioration of the detection characteristics due to the distance between the reflection position and the detection position does not cause a problem.
  • FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the second embodiment of the optical waveguide module.
  • the optical waveguide module as in the first embodiment, the substrate 1 0, and plane configured to have eight optical waveguides 2 to 2 8 of the planar waveguide has been made form on the substrate 1 0
  • a waveguide optical circuit 1 is provided.
  • This groove 3, on the inside, reflection filter 4 for reflecting a portion of the signal light transmitted through the optical waveguides 2 i to 2 8 by a predetermined reflectance is installed.
  • the inside of the groove 3 is sealed with the filling resin 5.
  • a submount substrate 75 is installed on the upper surface side of the planar waveguide type optical circuit 1 at a position upstream of the groove 3, and a light detection is provided above the filling resin 5 and the submount substrate 75.
  • Array 65 is installed.
  • the photodetector array 6 5 includes a light detector 6 6-6 6 8 8 which correspond respectively to the optical waveguides 2 to 2 8 eight in planar waveguide type optical circuit 1.
  • the light detector 6 6-6 6 8 illustrates the shape of each of the light receiving surface by a dotted line.
  • the photodetector 6 [delta] [delta] 6 8 Wiring, electrodes, etc. are formed.
  • the portion including the groove 3, the reflection filter 4, and the photodetector array 65 is shown in an enlarged manner.
  • the configuration of the filling resin 5 is the same as that shown in FIG.
  • a submount substrate 75 is provided on the upper side of the upper cladding 21 of the planar waveguide optical circuit 1.
  • the photodetector mounting surface 76 and the upper filling resin portion 52 are arranged on the upper surfaces.
  • the submount substrate 75 is fixed to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1 in parallel with the optical circuit 1 via a surface facing the photodetector mounting surface 76.
  • the photodetector array 65 mounted on the photodetector mounting surface 76 is arranged in parallel to the optical circuit 1 similarly to the submount substrate 75. I have.
  • a back-illuminated photodiode is used as the photodetector 66 n of the photodetector array 65, and the submount substrate 75 and the upper filling resin portion 52 are used.
  • the back surface of the photodetector array 65 facing the surface on which the light receiving portion 67 of the photodetector 66 n is provided becomes a light incident surface 68 for the reflected light from the reflection filter 4. I have.
  • the light incident surface 68 of the photodetector 66 n is coated with a coating film for preventing reflection of light within a predetermined wavelength band corresponding to the wavelength band of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 n.
  • An anti-reflection coat (AR coat) is provided.
  • the downstream side surface of the submount substrate 75 adjacent to the photodetector mounting surface 76 is formed obliquely at a predetermined angle with respect to the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1, and Is provided with a reflection mirror 7.
  • the reflection mirror 77 is an optical path changing unit that changes the optical path of the reflected light from the reflection filter 4 to an optical path that enters the light incident surface 68 of the photodetector 66 n at a predetermined angle. .
  • the reflected light reflected by the reflection filter 4 passes through the internal filling resin portion 51, the optical waveguide 2 n , and the upper filling resin portion 52, and then forms the reflection light formed on the surface of the submount substrate 75.
  • the light path is changed by being reflected by the mirror 7.
  • the reflected light the optical path of which has been changed by the reflection mirror 77, reaches the photodetector array 65 via the upper filling resin part 52, and passes from the light incident surface 68 to the photodetector 66 ⁇ . It is incident at an incident angle ⁇ .
  • the strongly light of the detected reflected light by the light receiving part 6 7 photodetectors 6 6 n the light intensity of the signal light being transmitted through the optical waveguide 2 n is Moyuta.
  • the optical waveguide is not branched by the optical power brassier but on the optical waveguide 2 n .
  • a part of the signal light is reflected by the reflection filter 4 installed in the diagonal groove 3 provided in the device, and the light intensity of the signal light can be monitored by the reflected light.
  • the configuration is such that the reflected light from the reflection filter 4 is incident on the light incident surface 68 of the photodetector 66 n of the photodetector array 65 at a predetermined angle.
  • the light receiving sensitivity of the reflected light at the photodetector 66 n is made substantially constant regardless of the polarization state of the signal light. be able to. This makes it possible to correctly monitor the light intensity regardless of the polarization state of the signal light.
  • the setting of the incident angle ⁇ of the reflected light to the light incident surface 68 of the photodetector 66 n is as described above with respect to the first embodiment. Further, as the photodetector of the photodetector array, a front-illuminated type may be used as the photodetector of the photodetector array.
  • the reflected light is made incident on the light incident surface 68 of the photodetector 66 n at a predetermined angle so that the reflected light is incident on the predetermined surface of the submount substrate 75.
  • a reflection mirror 77 serving as an optical path changing means is formed, and the reflected light from the reflection filter 4 is reflected by the reflection mirror 77 to change the optical path.
  • the configuration using the optical path changing means it is possible to shorten the distance from the light detector 6 6 11 or from reflection filter .4. As a result, the detection characteristics of the photodetector 66 n , such as light receiving sensitivity and crosstalk, are improved.
  • the incident angle ⁇ is set to 90 ° (the angle formed by the reflection mirror 77 with the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1 is about 30 °).
  • the reflection position of the signal light on the reflection filter 4 and the detection of the reflection light by the photodetector 66 n The distance from the position is 4300 / zm, which is smaller than the configuration shown in Fig. 3 and Fig. 8. And the distance becomes shorter. Therefore, in addition to reducing the polarization dependence of the light reception sensitivity, the detection characteristics of reflected light such as light reception sensitivity and crosstalk are improved.
  • the reflection mirror 77 provided on a predetermined surface of the submount substrate 75 is preferably a total reflection mirror provided with a total reflection coating according to the incident angle of light. In this case, the polarization dependency of the reflected light incident on the photodetector 66 n can be further reduced. Further, as the optical path changing unit, a unit other than the reflection mirror formed on the surface of the submount substrate as the mounting member may be used.
  • FIG. 11 is a plan view showing the configuration of the third embodiment of the optical waveguide module.
  • Optical waveguide module of this as in the first embodiment, configured with a substrate 1 0, and eight optical waveguides 2 E-2 8 of the planar waveguide formed on the substrate 1 0
  • a planar waveguide optical circuit 1 is provided.
  • This groove 3, on the inside, reflecting Fi for reflecting a portion of the signal light transmitted through the optical waveguides 2 i ⁇ 2 8 by a predetermined reflectance, filter 4. is installed.
  • the inside of the groove 3 is sealed with the filling resin 5.
  • a photodetector array 80 is provided on the upper surface side of the planar waveguide optical circuit 1 at a position upstream of the groove 3.
  • the photodetector array 8 0 includes eight light detectors 8 1 L ⁇ 8 1 8 respectively to the optical waveguides 2 to 2 8 corresponding eight in planar waveguide type optical circuit 1.
  • each of the photodetectors 81 i to 81 8 is shown by a dotted line.
  • the photodetector array 80 a part of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 n is reflected by the reflection filter 4, and the reflected lights are respectively incident on the corresponding light receiving sections 82 of the photodetectors 81 n. to so that, in the configuration example shown in FIG.
  • the photodetector 81 n is provided on the surface of the photodetector array 80 opposite to the planar waveguide type optical circuit 1. Also, of the downstream side surface of the photodetector array 80, the surface portion near the back surface on the side of the planar waveguide optical circuit 1 is at an angle (0 ° and ⁇ ) with respect to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1. 90 °), and this surface portion is a light incident surface 83 for the light reflected from the reflection filter 4. The angle is set so that the reflected light from the reflection filter 4 is incident on the light incident surface 83 of the photodetector 81 ⁇ at a predetermined angle ⁇ , as shown in FIG.
  • the light incident surface 83 of the photodetector 8 1 ⁇ is coated with a coating film for preventing reflection of light in a predetermined wavelength band corresponding to the wavelength band of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 ⁇ .
  • An anti-reflection coat (AR coat) is provided.
  • the reflected light reflected by the reflection filter 4 reaches the photodetector array 80 via the internal filling resin portion 51, the optical waveguide 2n , and the upper filling resin portion 52, and the light incident surface 8 from 3 to photodetector 8 l n is incident at a predetermined incident angle phi. Then, the light intensity of the detected reflected light by the light receiving portion 82 of the optical detector 8 l n, the light intensity of the signal light being transmitted through the optical waveguide 2 n is monitored.
  • the optical waveguide is not branched by the optical power plug but is placed on the optical waveguide 2n .
  • the configuration is such that a part of the signal light is reflected by the reflection filter 4 installed in the provided oblique groove 3, and the light intensity of the signal light can be monitored by the reflected light. This simplifies the configuration and manufacturing process of the optical circuit.
  • the reflected light from the reflecting filter 4 has a structure in which incident at a predetermined angle with the optical detector Arei 8 0 of the photodetector 8 1 n light incident surface 8 3.
  • the optical detector Arei 8 0 of the photodetector 8 1 n light incident surface 8 3.
  • the polarization dependence of the light transmitted through the light incident surface 8 3 is reduced, and substantially constant regardless of the light receiving sensitivity of the light reflected by the optical detector 8.
  • Interview n the polarization state of the signal light can do. This makes it possible to correctly monitor the light intensity regardless of the polarization state of the signal light.
  • the setting of the incident angle ⁇ of the reflected light on the light incident surface 83 of the photodetector 81 n is as described above with respect to the first embodiment.
  • the reflection position of the signal light at the reflection filter 4 and the reflection at the photodetector 8 1 ⁇
  • the distance from the light detection position is 460 m, which is shorter than the configurations shown in FIGS. 3 and 8. Therefore, in addition to reducing the polarization dependence of the light receiving sensitivity, the light receiving sensitivity and the detection characteristics of reflected light such as crosstalk are also improved.
  • the light receiving section 82 of the photodetector 81n is preferably provided at a position facing the light incident surface 83 when viewed from the optical path of the reflected light. As a result, the reflected light from the reflection filter 4 incident from the light incident surface 83 can be efficiently detected.
  • a portion including the groove 3, the reflection filter 4, and the photodetector array 85 is shown in an enlarged manner.
  • the filling resin 5 has the same configuration as that shown in FIG.
  • the optical waveguide module according to the present embodiment is the same as the first embodiment shown in FIGS. It has almost the same configuration. For this reason, in the present embodiment, illustration of a plan view is omitted. Specifically, the optical waveguide module according to the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the submount substrate and the like.
  • a submount substrate 90 is provided on the upper surface side of the upper cladding 21 of the planar waveguide type optical circuit 1.
  • the sub-mount substrate 9 0 is a mounting member for mounting the light detector array 8 5
  • the photodetector array 85 a part of the signal light transmitted through the optical waveguide 2n is reflected by the reflection filter 4, and the reflected light is incident on the corresponding light receiving portion 87 of the photodetector 86n. So that it is arranged on the photodetector mounting surface 91 as shown in FIG.
  • the submount substrate 90 is fixed to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1 via a substrate fixing surface 92 which is a lower surface adjacent to the photodetector mounting surface 91.
  • the substrate fixing surface 92 is formed so as to form an angle larger than 90 ° with respect to the photodetector mounting surface 91. Accordingly, the photodetector mounting surface 91 is inclined at an angle (0 °, then 90 °) with respect to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1. This angle ⁇ is set with reference to the optical path of the reflected light from the reflection filter 4. .. In the configuration example shown in FIG.
  • a front-illuminated photodiode is used as the photodetector 86 ⁇ of the photodetector array 85 , and the photodetector is located on the opposite side of the submount substrate 90.
  • the surface of the photodetector array 85 provided with the light receiving portion 87 of the photodetector 86 ⁇ is a light incident surface 88 for the light reflected from the reflection filter 4.
  • the angle ⁇ formed between the photodetector mounting surface 91 and the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1 is, as shown in FIG. 13, the reflected light from the reflection filter 4 is the photodetector 8 6 ⁇
  • the light is incident on the light incident surface 88 at a predetermined angle (the angle ⁇ shown in FIG. 13).
  • the light incident surface 88 of the photodetector 86 ⁇ is coated with a coating film for preventing reflection of light within a predetermined wavelength band corresponding to the wavelength band of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 ⁇ .
  • An anti-reflection coat (AR coat) is provided.
  • FIGS. 14A and 14B show the configuration of the submount substrate 90 and the photodetector array 85 in the optical waveguide module shown in FIG. 13 (A) Side views from the downstream side, and FIGS. FIG.
  • each of these lines 9 5 i to 9 5 8, as shown in FIG. 1 4 A, corresponding photodetector of the photodetector ⁇ Ray 8 5 8 photodetector 8 6-8 6 8 Is electrically connected to Thereby, the wiring 9 5 n (n l ⁇ 8) is Do One and is configurable to use as a signal line for reading out the light detection signal of the photodetector 8 6 11 or al.
  • the photodiode which is a photodetector
  • wiring is performed between the anode electrode of the photodiode and the corresponding wiring provided on the wiring board or lead frame. It is necessary to electrically connect the electrodes and wiring.
  • the photodetector array is installed obliquely with respect to the planar waveguide type optical circuit as in the optical waveguide module shown in FIGS. 1 and 2, the electrodes of the photodetector array are provided. Surface is parallel to the planar waveguide type optical circuit. It is oblique to the line plane. At this time, wiring between the electrode and the wiring may be difficult.
  • the upper surface of the submount substrate 90 parallel to the upper surface of the planar waveguide optical circuit 1 is used as the wiring surface 93, and the optical detector module is mounted on the optical detector mounting surface 91.
  • the wiring 9 5 ⁇ to 9 5 8 for the optical detection signal readout from the photodetector 8 6 i to 8 6 8 extending to wiring surface 9 3 is provided.
  • the wiring 9 5 n of the wiring portion on the photodetector mounting surface 9 1 with use in connection with the photodetector 8 6 n, parallel to the wiring substrate such as a wiring face 9 3 above Can be used for wiring with external wiring.
  • operations such as wire bonding are facilitated during the manufacturing.
  • the optical waveguide module according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
  • a planar waveguide type optical circuit is used as the optical circuit.
  • this optical circuit is not limited to the planar waveguide type optical circuit, and it is also possible to use an optical circuit in which a part or all of the optical circuit is configured using an optical fiber.
  • -FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views each showing a cross-sectional structure of the optical waveguide module along a direction perpendicular to the optical axis of the optical waveguide.
  • FIG. 15A shows a cross-sectional structure of an optical circuit when a planar waveguide type optical waveguide is used as the optical waveguide.
  • FIG. 15B shows a cross-sectional structure of an optical circuit in the case where an optical fiber is used instead of a planar waveguide type optical waveguide as the optical waveguide.
  • the optical circuit shown in Fig. 15A is composed of a planar waveguide type optical waveguide in which the lower clad 22, core 20 and upper clad 21 are formed on the substrate 10 as described above with reference to Fig. 2. Is done.
  • V-grooves 15 functioning as an optical fiber arranging member are formed on the upper surface side of the substrate 10 in parallel and at equal intervals.
  • An optical fiber 25 having a core and a clad is fixed to each of the plurality of V-grooves 15 to form an optical circuit having an optical fiber 25 as an optical waveguide on a substrate 10.
  • a fiber fixing resin 26 covering the upper surface of the substrate 10 and the optical fiber 25 is provided to fix the optical fiber 25 arranged in the V groove 15. I have.
  • an optical circuit in which a groove for inserting a reflection filter is formed is an optical circuit configured using a planar waveguide type optical waveguide as an optical waveguide as shown in FIG. 15A.
  • an optical circuit configured using an optical fiber is also possible to use as an optical waveguide.
  • FIGS. 11 and 12 a back-illuminated type photodetector array 80 is used, and a part of the downstream side surface is formed obliquely at an angle to form a light incident surface 83.
  • This figure shows the configuration.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along an optical axis of another embodiment of the optical waveguide module.
  • the configuration of the optical waveguide module according to the present embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 12 except for the photodetector array.
  • the photodetector array 100 is configured such that a part of the signal light transmitted through the optical waveguide 2 n is reflected by the reflection filter 4 and the reflected light is transmitted to the corresponding light receiving portion 102 of the photodetector 101 n . Is arranged on the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1 so as to be incident.
  • the photodetector array 100 is fixed to the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1 via a detector fixing surface 104 which is a surface adjacent to the light incident surface 103.
  • the detector fixing surface 104 is formed so as to form an angle larger than 90 ° with respect to the light incident surface 103.
  • the light incident surface 103 is inclined at an angle j8 (0 ° to ⁇ 90 °) with respect to the upper surface of the planar waveguide type optical circuit 1.
  • the angle is set so that the reflected light from the reflection filter 4 is incident on the light incident surface 103 of the photodetector 101 at a predetermined angle ⁇ as shown in FIG. I have.
  • the polarization dependence of light transmitted through the light incident surface 103 is similar to the configurations shown in FIGS. 1 and 2 or the configurations shown in FIGS. 11 and 12.
  • the light receiving sensitivity of the reflected light at the photodetector 101 ⁇ can be made substantially constant regardless of the polarization state of the signal light.
  • the configuration shown in FIG. 16 can also be applied to the case where a back-illuminated type photodetector array is used.
  • ⁇ (a plurality of ⁇ , eight in FIG. 1) optical waveguides are provided as optical waveguides in the planar waveguide optical circuit, and ⁇ optical waveguides are used as the photodetector.
  • a photodetector array having ⁇ photodetectors respectively corresponding to the above is used. This makes it possible to correctly monitor the light intensity of the signal light of the channel ⁇ ⁇ ⁇ transmitted through each of the optical waveguides irrespective of the polarization state of the signal light.
  • the configuration of the above-described optical waveguide module can be similarly applied.
  • photodetector array having photodiodes of a plurality of channels
  • various configurations may be used as the photodetector array.
  • FIGS 17A and 17B show the first configuration example of the photodetector array.
  • ( ⁇ ) Top view (B) is a side sectional view.
  • a plurality of photodiodes 110 each having a single light receiving unit 111 are prepared, and the positions thereof are adjusted with respect to each other to form a photodiode array.
  • a plurality of photodiodes 110 may be individually fixed to the submounts 115, and they may be adjusted in position with respect to each other to form a photodiode array.
  • Such a configuration has advantages such as a lower material cost, although the positional accuracy of the photodiode is slightly inferior.
  • FIGS. 18A and 18B are (A) a top view and (B) a side sectional view showing a second configuration example of the photodetector array.
  • a plurality of photodiodes 120 each having a single light receiving section 121 are prepared, and the positions thereof are adjusted to each other and fixed to the same submount 125 in advance, thereby forming a photodiode.
  • Array Such a configuration is well-balanced in terms of position accuracy, workability, and material cost.
  • FIGS. 19A and 19B are (A) a top view and (B) a side sectional view showing a third configuration example of the photodetector array.
  • a photodiode array 130 having a plurality of light receiving sections 131 and integrally formed is used.
  • a photodiode array 130 fixed to a submount 13.5 may be used.
  • Such a configuration has the advantages of high positional accuracy, such as the distance between adjacent photodiodes, because it is manufactured in the same process, and good workability.
  • the optical waveguide module according to the present invention can be used as an optical waveguide module capable of correctly monitoring light intensity regardless of the polarization state of signal light. That is, a part of the signal light is reflected by a reflection filter installed inside the diagonal groove crossing the optical waveguide and used for monitoring the light intensity, and the reflection light from the reflection filter is used as the light of the photodetector. Incident at a predetermined angle to the incident surface According to the optical waveguide module having the configuration described above, the configuration and the manufacturing process of the optical circuit are simplified. Also, since the polarization dependence of the light passing through the light incident surface is reduced, the light receiving sensitivity of the reflected light at the photodetector can be made substantially constant regardless of the polarization state of the signal light. This makes it possible to correctly monitor the light intensity regardless of the polarization state of the signal light.
  • Such an optical waveguide module can be applied as a signal light intensity monitor to be inserted into an optical circuit including an optical fiber or a planar waveguide type optical waveguide.

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Description

明細
光導波路モジュール
技術分野
本発明は、 基板上に設けられた光導波路を有する光導波路モジュールに関する ものである。
背景技術
光ファイバまたは平面光導波路などの光導波路を用いた光回路においては、 各 光導波路を伝送される信号光の光強度を一定に保つなど、 信号光の光強度を好適 な値に制御することが望ましい場合がある。 このような場合、 信号光の光強度を 光回路中でモニタし、 あるいはさらに、 モニタした結果に基づいて光強度を制御 することが行われている。
発明の開示
上記した信号光の光強度のモニタには、 従来、 光導波路上に光力ブラを設けて 信号光の一部を分岐する方法が用いられている。 この方法では、 光導波路上の所 定の位置に光力ブラを設けて信号光を数％程度分岐し、 分岐した光の光強度を光 検出器でモニタすることによって、 その光導波路を伝送されている信号光の光強 度をモユタする。
し力 しながら、 このように光力ブラを用いた場合、 光回路を構成する光学部品 の点数が増加する上、 それらを融着接続する必要があるため、 光回路の構成及び 製造工程が複雑化するという問題がある。
これに対して、 光力ブラを用いることなく、 信号光の一部を反射によって取り 出して光強度をモニタする方法が提案されている。 このようなモニタ方法では、 例えば、 平面導波路型光回路での光導波路上の所定位置において、 光導波路を伝 送されている信号光の一部が、 光軸に対して所定の角度だけ傾いた方向へとモニ タ用の反射光として反射される。 そして、 その反射光を光導波路が形成されてい る基板上に設置された光検出器で検出することによって、 信号光をモニタする。 しかしながら、 このような信号光のモニタ方法では、 基板上に設置された光検 出器の光入射面に対して、 傾いた角度で反射光が入射される。 このとき、 光入射 面を透過する光の偏波依存性により、 光検出器での反射光の受光感度が信号光の 偏波状態によって変化してしまうという問題を生じる。 この場合、 光導波路を伝 送されている信号光の偏波状態が特定されなければ、 信号光の光強度を正しくモ ニタすることができない。
本発明は、 以上の問題点を解決するためになされたものであり、 信号光の偏波 状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能な光導波路モジュールを 提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、 本発明による光導波路モジュールは、 （1 ) 基板、 及び基板上に設けられた光導波路を含んで構成され、 光導波路の所定部位 を横切るように、 光導波路の光軸に直交する垂直軸に対して所定の傾き角度 0 (
0 ° < 0 )で斜めに形成された溝を有する光回路と、 （2 )光回路の溝の内側に光 導波路を伝送される信号光が通過する部位を含んで設置され、 信号光の一部を所 定の反射率によって反射する反射フィルタと、 （3 )反射フィルタによって信号光 が反射された反射光を検出する光検出器とを備え、 （4 )光検出器は、その光入射 面に対して反射光が所定角度で入射するように設置されているこ,とを特徴とす.る： 上記した光導波路モジュールにおいては、 光力ブラによって光導波路を分岐す るのではなく、 光導波路上に設けられた斜めの溝に設置した反射フィルタによつ て信号光の一部を反射させ、 その反射光によって信号光の光強度をモニタするこ とが可能な構成としている。 これにより、 光回路の構成及び製造工程が簡単化さ れる。
また、 反射フィルタからの反射光が、 光検出器め光入射面に対して所定角度で 入射する構成としている。 このとき、 光入射面を透過する光の偏波依存性が低減 されるので、 光検出器での反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定 とすることができる。 これにより、 信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正し くモニタすることが可能となる。
なお、 光検出器の光入射面に対する反射光の入射角度については、 例えば光入 射面に対して略直交する角度、 または、 9 0 ° を含む所定の角度範囲内にある角 度など、 光入射面を透過する光の偏波依存性が充分に低減される角度に設定する ことが好ましい。 また、 光回路に設けられる光導波路としては、 例えば、 基板上 に形成された平面導波路型の光導波路、 または、 基板上に固定された光ファイバ などを用いることができる。
図面の簡単な説明
図 1は、 光導波路モジュールの第 1実施形態の構成を示す平面図である。
図 2は、 図 1に示した光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造を一部拡大 して示す断面図である。
図 3は、 光導波路モジュールの構成の一例を示す断面図である。
図 4 A〜図 4 Cは、 光検出器での受光感度の偏波依存性を示すグラフである。 図 5 A〜図 5 Cは、 光検出器での受光感度の偏波依存性を示すグラフである。 図 6 A〜図 6 Cは、 光入射面での光の透過率の A Rコートの膜厚による変化を 示すグラフである。
図 7 A〜図 7 Cは、 光入射面での光の透過率の偏波依存性の A Rコートの膜厚 による変化を示すグラフである。
図 8は、 光導波路モジュールの構成の他の例を示す断面図である。
図 9は、 光導波路モジュールの第 2実施形態の構成を示す平面図である。
図 1 0は、 図 9に示した光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造を一部拡 大して示す断面図である。
図 1 1は、 光導波路モジュールの第 3実施形態の構成を示す平面図である。 図 1 2は、 図 1 1に示した光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造を一部 拡大して示す断面図である。 図 1 3は、 光導波路モジュールの第 4実施形態の光軸に沿った断面構造を一部 拡大して示す断面図である。
図 1 4 A及ぴ図 1 4 Bは、 図 1 3に示した光導波路モジュールにおけるサブマ ゥント基板及び光検出器アレイの構成を示す （A) 下流側からみた側面図、 及び ( B ) 上面図である。
図 1 5 A及び図 1 5 Bは、 光導波路として （A) 平面導波路型の光導波路、 及 び （B ) 光ファイバ、 を用いた場合における光回路の光軸に垂直な断面構造を示 す断面図である。
図 1 6は、 光導波路モジュールの他の実施形態の光軸に沿った断面構造を一部 拡大して示す断面図である。
図 1 7 A及ぴ図 1 7 Bは、 光検出器アレイの第 1の構成例を示す （A) 上面図 及び （B ) 側面断面図である。
図 1 8 A及ぴ図 1 8 Bは、 光検出器アレイの第 2の構成例を示す （A) 上面図 及び （B ) 側面断面図である。
図 1 9 A及び図 1 9 Bは、 光検出器アレイの第 3の構成例を示す （A) 上面図 及び （B ) 側面断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 図面とともに本発明による光導波路モジュールの好適な実施形態につい て詳細に説明する。 なお、 図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、 重複する説明を省略する。 また、 図面の寸法比率は、 説明のものと必ずしも一致 していない。
図 1は、 本発明による光導波路モジュールの第 1実施形態の構成を示す平面図 である。 この光導波路モジュールは、 基板 1 0、 及び基板 1 0上に設けられた 8 本 ( 8チャンネル) の光導波路 2 〜 2 8を有して構成される光回路 1を備えてい る。 本実施形態においては、 光導波路 2 〜 2 8として、 基板 1 0上に形成された 平面導波路型の光導波路が用いられている。 光導波路 2ェ〜 2 8のそれぞれは、 所定の光伝送方向 （図 1中の矢印の方向） に 沿って、 平面導波路型光回路 1の入力端 1 1から出力端 1 2に向かって、 互いに 平行かつ等間隔に形成されている。 また、 平面導波路型光回路 1の光伝送方向に 対する所定部位に、 光導波路 2 〜 2 8を横切る溝 3が設けられている。
この溝 3には、 その内側に、 各光導波路 2 〜 2 8を伝送される信号光の一部を 所定の反射率によつて反射するための反射フイノレタ 4が設置されている。 本実施 形態においては、 溝 3の内側は、 充填樹脂 5によって封止されている。 また、 溝 3よりも上流側の位置で平面導波路型光回路 1の上面側には、 サブマウント基板 7 0と、 光検出器アレイ 6 0とが設置されている。 この光検出器アレイ 6 0は、 平面導波路型光回路 1での 8本の光導波路 2 〜 2 8にそれぞれ対応した 8個の 光検出器 6 1 i〜6 1 8を有している。
なお、 図 1においては、 光検出器 6 Ι^ δ 1 8について、 それぞれの受光面の 形状を点線で図示している。 また、 サブマウント基板 7◦については、 光検出器 アレイ 6 0及び光検出器 6 1 i〜6 1 8等の構成を示すため、その設置位置のみを 一点鎖線で図示している。 また、 平面導波路型光回路 1とサブマウント基板 7 0 、 あるいは、 サブマウント基板 7 0と光検出器アレイ 6 0とは、 例えば半田によ つて固定さ tL.る。
図 2は、 図 1に示した光導波路モジュールの断面構造を、 光導波路 2 n ( n = 1〜8 ) の光軸方向 （平面導波路型光回路 1の光伝送方向） 'に沿って示す断面図 である。 なお、 この図 2においては、 溝 3、 反射フィルタ 4、 及び光検出器ァレ ィ 6 0を含む部分を拡大して示してある。
平面導波路型光回路 1における光導波路 2 nは、 図 2に示すように、 下部クラ ッド 2 2、 コア 2 0、 及び上部クラッド 2 1が基板 1 0上に形成されることによ つて構成されている。 この光導波路 2 nに対して、 光導波路 2 nを所定部位で横切 る溝 3は、 コア 2 0に相当し、 光導波路 2 nを伝送される信号光が通過する部位 を少なくとも含む深さ dで、 光導波路 2 nの光軸に直交 （基板 1 0に直交） する 垂直軸に対して、 所定の傾き角度 0 ( 0 ° < 0 ) で斜めに形成されている。 本実 施形態においては、 溝 3の深さ dは下部クラッド 2 2までの光導波路 2 nの厚さ よりも大きく設定されている。
？冓 3の内側には、 反射フィルタ 4が挿入されている。 反射フィルタ 4は、 光軸 に対して溝 3と略同一の角度 Θで、 光導波路 2 nを伝送される信号光が通過する 部位を少なくとも含むように設置されている。 この反射フィルタ 4は、 好ましく は誘電体多層膜フィルタからなり、 光導波路 2 nを伝送される所定波長 （所定の 波長帯域内） の信号光の一部が、 一定の反射率で反射されるように構成されてい る。
平面導波路型光回路 1の上部クラッド 2 1の上面側には、 サブマウント基板 7
0が設置されている。 このサブマウント基板 7 0は、 光検出器アレイ 6 0を載置 するための載置部材であり、 その一方の面が、 各光導波路 2 nにそれぞれ対応し た光検出器 6 1 n ( n = l〜8 ) を有する光検出器アレイ 6 0を载置する光検出 器載置面 7 1となっている。 光検出器アレイ 6 0は、 光導波路 2 nを伝送される 信号光の一部が反射フィルタ 4で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器 6 l nの受光部 6 2へと入射されるように、 光検出器載置面 7 1上に配置されて いる。
サブマウント基板 7 0は、 光検出器載置面 7 1と隣接する面である基板固定面 7 2を介して、 平面導波路型光回路 1の上面に固定されている。 また、 基板固定 面 7 2は、 光検出器载置面 7 1に対して 9 0 ° より大きい角度をなすように形成 されている。 これにより、 光検出器載置面 7 1は、 平面導波路型光回路 1の上面 に対して、 角度 α ( 0 ° < αく 9 0 ° ) で斜めとなっている。 この角度 αは、 反 射フィルタ 4からの反射光の光路を参照して設定される。
図 2に示した構成例では、 光検出器ァレイ 6 0の光検出器 6 1 ηとして表面入 射型のフォトダイオードが用いられており、 サブマウント基板 7 0とは反対側で 光検出器 6 1 ηの受光部 6 2が設けられている光検出器アレイ 6 0の表面が、 反 射フィルタ 4からの反射光に対する光入射面 6 3となっている。
光検出器载置面 7 1と平面導波路型光回路 1の上面とがなす角度 αは、 図 2に 示すように、 反射フィルタ 4からの反射光が光検出器 6 1 ηの光入射面 6 3に対 して所定角度 （図 2中に示す角度 で入射されるように設定されている。 この とき、 光検出器アレイ 6 0の光入射面 6 3と平面導波路型光回路 1の上面とがな す角度は、 上記した角度ひとなつている。
また、 光検出器 6 1 ηの光入射面 6 3には、 光導波路 2 ηを伝送されている信号 光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜で ある反射防止コート （A Rコート） が設けられている。
反射フィルタ 4を含む溝 3の内側は、 充填樹脂 5によって封止されている。 本 実施形態における充填樹脂 5は、 溝 3の内側を封止している内部充填樹脂部 5 1 と、 溝 3の上部を含む平面導波路型光回路 1の上面側の所定範囲を封止している 上部充填樹脂部 5 2とからなる。 これらの内部充填樹脂部 5 1及び上部充填樹脂 部 5 2は、 同一の樹脂材料を用いて一体に形成されている。
以上の構成において、 光導波路 2 ηを伝送されてきた信号光が、 上流側端面 3
1を介して溝 3内の内部充填樹脂部 5 1へと出射されると、 信号光の一部が光軸 に対して斜めの反射フィルタ 4によって、 所定の反射率で平面導波路型光回路 1 の斜め上方へと反射される。 また、 それ以外の信号光成分は、 内部充填樹脂部 5 1及び反射フィルタ 4を透過して、 下流側端面 3 2を介して再び光導波路 2 ηへ と入射される。
一方、 反射フィルタ 4によって反射された反射光は、 内部充填樹脂部 5 1、 光 導波路 2 η、 及び上部充填樹脂部 5 2を介して光検出器アレイ 6 0に到達し、 光 入射面 6 3から光検出器 6 l nへと所定の入射角度 ψで入射される。 そして、 光 検出器 6 1 ηの受光部 6 2で検出された反射光の光強度から、光導波路 2 ηを伝送 されている信号光の光強度がモニタされる。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。 図 1及ぴ図 2に示した光導波路モジュールにおいては、 光力プラによつて光導 波路を分岐するのではなく、 光導波路 2 n上に設けられた斜めの溝 3に設置した 反射フィルタ 4によつて信号光の一部を反射させ、 その反射光によつて信号光の 光強度をモニタすることが可能な構成としている。 これにより、 光回路の構成及 び製造工程が簡単化される。
また、 反射フィルタ 4からの反射光が、 光検出器アレイ 6 0の光検出器 6 1 n の光入射面 6 3に対して所定角度で入射する構成としている。 このとき、 光入射 面 6 3を透過する光の偏波依存性が低減されるので、 光検出器 6 l nでの反射光 の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。 これにより 、 信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。 ここで、 光検出器 6 l nの光入射面 6 3に対する反射光の入射角度 ψについて は、 光入射面 6 3を透過する光の偏波依存性が充分に低減される角度に設定する 必要がある。 具体的には、 例えば、 光入射面 6 3に対して略直交する角度に設定 することが好ましい。 あるいは、 9 0 ° を含む所定の角度範囲内にある角度に設 定することが好ましい。 なお、 光検出器アレイの光検出器としては、 裏面入射型 のものを用いても良い。 この場合、 光検出器の受光部は光入射面とは反対側の面 に設けられる。
また、 図 1に示した光導波路モジュールにおいては、 光検出器 6 1 nの光入射 面 6 3に対して反射光を所定角度で入射させる構成として、 平面導波路型光回路 1の上面側に載置部材であるサブマウント基板 7 0を設置し、 平面導波路型光回 路 1の上面に対して角度 a ( 0 ° くひく 9 0 ° ) で斜めとなっている光検出器載 置面 7 1によって光検出器 6 1 ηを含む光検出器アレイ 6 0を保持する構成を用 いている。
このような載置部材を用いることにより、 平面導波路型光回路 1に対して一定 の角度で傾いて出射される反射光の光路と、 光検出器 6 l nの光入射面 6 3とが 上記した所定角度をなすように、 平面導波路型光回路 1の上面に対して傾いた状 態で光検出器 6 l nを含む光検出器アレイ 6 0を設置することができる。
また、 本光導波路モジュールでは、 平面導波路型光回路 1での光導波路 2 n、 及び対応する光検出器アレイ 6 0での光検出器 6 l nが複数チャンネル設けられ ている。 このような構成において、 隣接するチャンネル間でのクロストークが問 題となる場合には、 平面導波路型光回路 1における隣接する光導波路 2 n間の間 隔を P (図 1参照）、反射フィルタ 4から光検出器アレイ 6 0の光入射面 6 3まで の光路長を L (図 2参照） としたときに、 条件 LZ Pく 4を満たすように間隔 P 及び光路長 Lを設定することが好ましい。 あるいはさらに、 条件 L/ P < 2を満 たすように間隔 P及び光路長 Lを設定することが好ましい。 このような構成によ れば、 隣接するチャンネル間でのクロストークを低減することができる。 上記条 件 L/ P < 4を満たす構成例としては、 光導波路間隔を P = 2 5 0 μ m、 反射光 の光路長を L = 5 0 0 // mとする構成がある。
なお、 基板上に光導波路が設けられるとともに、 反射フィルタを揷入するため の溝が形成される光回路としては、 図 1及び図 2においては平面導波路型の光導 波路 2 nを用いた平面導波路型光回路 1を示したが、 これ以外の構成を有する光 回路を用いても良い。 例えば、 基板上に光導波路である光ファイバを固定して構 成される光回路、 あるいは平面導波路型の光導波路と光ファイバと.を併用して構 成される光回路などを用いることができる。
図 1及び図 2に示した光導波路モジュールの構成及ぴ効果について、 さらに具 体的に説明する。
図 3は、 光導波路モジュールの構成の一例を示す断面図である。 この構成例で は、 平面導波路型光回路の上面側に設置されたサブマウント基板上に、 光回路に 対して平行に光検出器を配置している。 このような構成では、 光検出器の光入射 面に対して反射フィルタからの反射光が入射する角度 φは、 図 3に示すように、 9 0 ° から大きくずれて傾いた角度となる。 このとき、 光入射面を透過する光の 透過特性において、 入射角度 φによる偏波依存性が生じる。 すなわち、 光入射面への入射角度 φが 90° から大きくずれることにより、 光 入射面を透過する光のうちの偏波状態が異なる光成分である s波と ρ波とで、 光 入射面での透過率が異なる値となる。 そして、 この透過率の偏波依存性により、 反射フィルタからの反射光に対する光検出器での受光感度が光の偏波状態によつ て変化する。
図 4 Α〜図 4 C、 及び図 5 A〜図 5 Cは、 光検出器での受光感度の偏波依存性 を示すグラフである。 これらの図 4 A〜図 4 C及び図 5 A〜図 5 Cのグラフにお いて、横軸は入射する光の波長（ 111)、縦軸は光検出器での s波または; p波に対 する受光感度 （dB) を示している。 また、 各グラフにおいて、 実線は s波に対 する受光感度を、 また、 破線は; 波に対する受光感度を示している。
ここでは、 光検出器の光入射面に S i ON膜からなる ARコートを設けた構成 を想定し、 ARコートの膜厚 t及び屈折率 nを変えたときの偏波受光感度の変化 についてシミュレーションを行っている。 また、 光検出器の光入射面への光の入 射角度は、 1 5° に設定している。
なお、 光検出器の屈折率は、 通常、 光導波路などの屈折率から大きく異なる。 これに対して、 必要に応じて ARコートを設けておけば、 光検出器へと反射光が 入射されるときに生じる余分な反射が抑制され、 それによつて生じる偏波依存性 を抑制することができる。
図 4 A〜図 4 Cに示すグラフは、 A Rコートの膜厚 tを変えたときの偏波受光 感度の変化を示している。 また、 屈折率 nについては、 n= l . 80で一定とし ている。
図 4Aは、 波長 1. ！〜 1. 63 /i mの光に対する受光感度の偏波依存 性が最小になる最適条件として、 ARコートの膜厚を t = 270 nm、 屈折率を n= 1. 80としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。 この 最適条件では、 受光感度の偏波依存性は上記の波長帯域にわたって比較的小さく なっている。 これに対して、 図 4 Bは、 膜厚 tを最適条件よりも 1 5 nm小さい 2 5 5 n m としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。 また、 図 4 Cは、 膜厚 tを最適条件よりも 1 5 nm大きい 2 8 5 nmとしたときの偏波受光感度の 波長依存性を示すグラフである。 このように、 ARコートの膜厚 tを最適条件か らずらすことにより、 受光感度の偏波依存性が大きくなつていることがわかる。 図 5 A〜図 5 Cに示すグラフは、 ARコートの屈折率 nを変えたときの偏波受 光感度の変化を示している。 また、 膜厚 tについては、 t = 2 70 nmで一定と している。
図 5 Aは、 図 4 Aと同様に、 波長し 5 3 /i m~ l . 6 3 mの光に対する受 光感度の偏波依存性が最小になる最適条件として、 ARコートの膜厚を t = 2 7 O nm、 屈折率を 8 0としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグ ラフである。 この最適条件では、 受光感度の偏波依存性は上記の波長帯域にわた つて比較的小さくなっている。
これに対して、 図 5 Bは、 屈折率 nを最適条件よりも 0. 0 5小さい 1. 7 5 としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。 また、 図 5 Cは、 屈折率 nを最適条件よりも 0. 0 5大きぃ1. 8 5としたときの偏波受光感度の 波長依存性を示すグラフである。 このように、 A Rコートの屈折率 n.を最適条件 からずらすことにより、 膜厚 tの場合と同様に、 受光感度の偏波依存性が大きく なっていることがわかる。
以上の図 4 A〜図 4 C、 及び図 5 A〜図 5 Cの各グラフに示したように、 光検 出器の光入射面への入射角度が 9 0° から大きくずれた構成では、 ARコートの 膜厚 tや屈折率 nの最適条件からのずれなどによって光入射面を透過する光の偏 波依存性が急激に大きくなり、 光検出器での受光感度の偏波依存性が増大する。 そして、 このように光検出器での受光感度の偏波依存性が大きくなり、 また、 A Rコートの膜厚 tや屈折率 nなどの各条件に対して受光感度が不安定になると、 光導波路を伝送されている信号光の光強度と、 光検出器で検出される反射光の光 強度との相関が信号光の偏波状態によつて変化してしまい、 信号光の光強度を正 しくモエタすることができないこととなる。
これに対して、 図 1及ぴ図 2に示した光導波路モジュールにおいては、 平面導 波路型光回路の上面側に配置される光検出器アレイ 6 0を、 光回路 1に対して平 行にそのまま設置するのではなく、 反射フィルタ 4からの反射光が光検出器 6 1 nの光入射面 6 3に対して所定角度で入射するように設置している。 これにより 、 光入射面 6 3を透過する光の偏波依存性が小さくなり、 光検出器 6 l nでの反 射光の受光感度の偏波依存性を低減することができる。
図 6 A〜図 6 Cは、 光入射面での光の透過率の A Rコートの膜厚による変化を 示すグラフである。 図 6 A〜図 6 Cのグラフにおいて、 横軸は A Rコートの膜厚
( /z m)、 縦軸は光入射面での光の透過率 （d B ) を示している。
図 6 A〜図 6 Cに示すグラフは、 波長 1 . 5 5 μ πιの光を光入射面に対して角 度 9 0 ° で入射したときの光の透過率の膜厚による変化を示している。 ここでは 、 平面導波路型光回路と光検出器との間の充填樹脂の屈折率を 1 . 5 2としてい る。 また、 A Rコートの屈折率 nについては、 それぞれ （A) n = 1 . 7 0、 ( B ) n = 1 . 8 0、 ( C ) n = 1 . 9 0としている。
これらのグラフに示すように、 各グラフにおいて A Rコートの膜厚に依存して 光の透過率が変化するものの、 光の入射角度を 9 0 ° とした構成では、 s波と p 波とに対する光の透過率は一致する。 すなわち、 光検出器での受光感度の偏波依 存性は原理的に発生しない。 したがって、 受光感度の偏波依存性を低減するため には、 光検出器への光の入射角度を略直交する角度、 または、 9 0 ° を含む所定 の角度範囲内にある所定角度に設定することが好ましい。
ここで、 光検出器への光の入射角度 ψを 9 0 ° にした場合、 光入射面からの反 射戻り光が問題となる場合がある。 この場合には、 反射戻り光が充分に低減され 、 かつ、 光の透過率の偏波依存性が無視できる角度範囲で光検出器への入射角度 を設定することが好ましい。 図 7 A〜図 7 Cは、 光入射面での光の透過率の偏波依存性の ARコートの膜厚 による変化を示すグラフである。 図 7 A〜図 7 Cのグラフにおいて、 横軸は AR コートの膜厚（ m)、縦軸は光の透過率の偏波依存性である s波と： 波との透過 率の差 （dB) を示している。
図 7A〜図 7 Cに示すグラフは、 波長 1. 55 μπιの光を光入射面に対して角 度 80° で入射したときの偏波依存性の膜厚による変化を示している。 ここで、 ARコートの屈折率 ηについては、 それぞれ （A) η= 1. 75、 (Β) η= 1. 80、 (C) n = 1. 85としている。
これらのグラフに示すように、 入射角度を 80° とした場合には、 90° から 若干ずれた角度となっているものの、 A Rコートの膜厚 t及び屈折率 nにかかわ らず、 光の透過率の偏波依存性及びその変化は小さい。 このことより、 反射戻り 光が充分に低減され、 かつ、 光の透過率の偏波依存性が無視できる角度範囲での 光検出器への入射角度としては、 80° またはその前後の角度が好適である。 た だし、 反射戻り光が問題にならない場合には、 90° 前後の入射角度としても良 い。 あるいは、 80° 〜90° の範囲で入射角度を適宜設定しても良い。
なお、 図 1に示した光導波路モジュールの構成においては、 光導波路 2 nを伝 送されている信号光の一部を光検出器 6 1 nへと反射する反射フィルタ.4として . は、 各直交偏波間での反射率の差が補償されて、 各偏波状態の信号光成分がほぼ 等しい反射率で反射される反射フィルタを用いることが好ましい。 これにより、 反射フィルタによる信号光の反射率が、 光導波路 2 nを伝送されている信号光の 偏波状態によらず略一定となる。 このような各偏波状態の信号光成分に対する反 射率の設定は、 例えば、 誘電体多層膜フィルタを構成する各層の誘電体材料やそ の糸且み合わせ、 各層の膜厚等によって行われる。
また、 図 1に示した光導波路モジュールでは、 溝 3の内側及び上側の所定範囲 を充填樹脂 5で封止することによって、 反射フィルタ 4と光検出器アレイ 60と の間の空間に樹脂を充填している。 これにより、 溝 3の端面や反射フィルタ 4、 光検出器アレイ 6 0の光入射面 6 3などが外気に触れることがなく、 端面等の汚 染による長期的な安定性の劣化が防止される。
このとき、 充填樹脂 5として光導波路 2 nのコアと略同一の屈折率を有する樹 脂材料を用いれば、 光導波路 2 n及び充填樹脂 5の界面等における余分な反射が 抑制される。 ただし、 このような充填樹脂 5については、 不要であれば設けない 構成としても良く、 あるいは、 溝 3の内側のみに樹脂を充填する構成としても良 い。
また、 光検出器の光入射面に対して反射フィルタからの反射光を所定角度で入 射させる構成としては、 図 8に示すように、 サブマウント基板上で光検出器を傾 けて設置する構成を用いても良い。 ただし、 反射フィルタと光検出器との間の距 離の点から考えると、 図 2に示すような構造を有するサブマウント基板 7 0を用 いる構成とすることが好ましい。
すなわち、 図 8に示すようにサブマウント基板上で光検出器を傾けて設置する 構成では、 反射フィルタにおける信号光の反射位置と、 光検出器での反射光の検 出位置との間の距離が長くなる。 この場合、 反射フィルタから光検出器までの間 での反射光の広がりが大きくなり、 光検出器による反射光の受光感度や隣接する チャンネル間でのクロストークなどの検出特性が劣化する。
例えば、 サブマウント基板の厚みを a = 1 2 5 m (図 8参照）、平面導波路型 光回路でのコア中心から上面までの厚み （上部クラッドの厚み） を b = 3 0 i m 、 反射フィルタの傾き角度を 0 = 1 5 ° とする。 このとき、 図 3のように光検出 器を平行に配置した場合には、 反射位置 ·検出位置間の距離は 7 1 0 / mとなる 。 一方、 図 8のように光検出器を傾けて配置した場合には、 反射位置 '検出位置 間の距離は 1 3 1 0 x mと平行配置の場合に比べて長くなり、 光検出器による反 射光の検出特性が劣化する。 具体的には、 図 8に示した構成では、 光検出器によ る反射光の受光感度は、 約 1 0 d B劣化する。 また、 隣接するチャンネル間での クロストークは、 約 3 d B劣化する。 これに対して、 図 2のようにサブマウント基板 7 0を用いて光検出器アレイ 6 0を傾けて配置した構成によれば、 同様の条件において、 反射位置 .検出位置間 の距離は 6 .1 0 Ai mとなり、 サブマウント基板上に平行に配置した場合よりも距 離が短くなる。 したがって、 受光感度の偏波依存性の低減に加えて、 受光感度や クロストークなどの反射光の検出特性も向上される。 ただし、 反射位置 ·検出位 置間の距離による検出特性の劣化が問題にならない程度であれば、 図 8に示した ような構成を用いても良い。
図 9は、 光導波路モジュールの第 2実施形態の構成を示す平面図である。 この 光導波路モジュールは、 第 1実施形態と同様に、 基板 1 0、 及び基板 1 0上に形 成された平面導波路型の 8本の光導波路 2 〜 2 8を有して構成される平面導波 路型光回路 1を備えている。
光導波路 2ェ〜 2 8のそれぞれは、 所定の光伝送方向 （図 9中の矢印の方向） に 沿って、 平面導波路型光回路 1の入力端 1 1から出力端 1 2に向かって、 互いに 平行かつ等間隔に形成されている。 また、 平面導波路型光回路 1の光伝送方向に 対する所定部位に、 光導波路 S i S sを横切る溝 3が設けられている。
この溝 3には、 その内側に、 各光導波路 2 i〜 2 8を伝送される信号光の一部を 所定の反射率によって反射するための反射フィルタ 4が設置されている。 本実施 形態においては、 溝 3の内側は、 充填樹脂 5によって封止されている。 また、 溝 3よりも上流側の位置で平面導波路型光回路 1の上面側には、 サブマゥント基板 7 5が設置されるとともに、 充填樹脂 5及びサブマウント基板 7 5の上方には、 光検出器アレイ 6 5が設置されている。 この光検出器アレイ 6 5は、 平面導波路 型光回路 1での 8本の光導波路 2 〜 2 8にそれぞれ対応した 8個の光検出器 6 6 〜6 6 8を有している。
なお、 図 9においては、 光検出器 6 6 〜6 6 8について、 それぞれの受光面の 形状を点線で図示している。 また、 サブマウント基板 7 5の上面には、 図 9中に 模式的に示されているように、光検出器 6 δ δ 6 8からの光検出信号を読み出 すための配線や電極等が形成されている。
図 1 0は、 図 9に示した光導波路モジュールの断面構造を、 光導波路 2 n ( n = 1〜8 ) の光軸方向に沿って示す断面図である。 なお、 この図 1 0においては 、 溝 3、 反射フィルタ 4、 及ぴ光検出器アレイ 6 5を含む部分を拡大して示して ある。 また、 図 1 0に示した構成のうち、 下部クラッド 2 2、 コア 2 0、 上部ク ラッド 2 1からなる光導波路 2 nを含む平面導波路型光回路 1、 溝 3、 反射フィ ノレタ 4、 及び充填樹脂 5については、 図 2に示した構成と同様である。
平面導波路型光回路 1の上部クラッド 2 1の上面側には、 サブマウント基板 7 5が設置されている。 このサブマウント基板 7 5は、 光検出器アレイ 6 5を載置 するための载置部材であり、 その一方の面が、 各光導波路 2 nにそれぞれ対応し た光検出器 6 6 n ( n = l〜8 ) を有する光検出器アレイ 6 5を载置する光検出 器載置面 7 6となっている。 光検出器アレイ 6 5は、 光導波路 2 nを伝送される 信号光の一部が反射フィルタ 4で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器 6 6 nの受光部 6 7へと入射されるように、 光検出器載置面 7 6及び上部充填榭 脂部 5 2の上面上に配置されている。
サブマウント基板 7 5は、 光検出器载置面 7 6と対向する面を介して、 平面導 波路型光回路 1の上面に光回路 1に対して平行に固定ざれている。 これにより、 光検出器載置面 7 6上に載置されている光検出器アレイ 6 5は、 サブマウント基 板 7 5と同様に光回路 1に対して平行に配置される構成となっている。
図 1 0に示した構成例では、 光検出器アレイ 6 5の光検出器 6 6 nとして裏面 入射型のフォトダイォードが用いられており、 サブマウント基板 7 5及び上部充 填樹脂部 5 2側で、 光検出器 6 6 nの受光部 6 7が設けられている表面に対向す る光検出器アレイ 6 5の裏面が、 反射フィルタ 4からの反射光に対する光入射面 6 8となっている。
また、 光検出器 6 6 nの光入射面 6 8には、 光導波路 2 nを伝送されている信号 光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜で ある反射防止コート （A Rコート） が設けられている。
また、 サブマウント基板 7 5の光検出器載置面 7 6と隣接する下流側側面は、 平面導波路型光回路 1の上面に対して所定角度で斜めに形成されるとともに、 そ の面上に反射ミラー 7 7が設けられている。 この反射ミラー 7 7は、 反射フィル タ 4からの反射光の光路を、 光検出器 6 6 nの光入射面 6 8に対して所定角度で 入射される光路へと変更する光路変更手段である。
以上の構成において、 光導波路 2 nを伝送されてきた信号光が、 上流側端面 3 1を介して溝 3内の内部充填樹脂部 5 1へと出射されると、 信号光の一部が光軸 に対して斜めの反射フィルタ 4によって、 所定の反射率で平面導波路型光回路 1 の斜め上方へと反射される。 また、 それ以外の信号光成分は、 内部充填樹脂部 5 1及び反射フィルタ 4を透過して、 下流側端面 3 2を介して再び光導波路 2 nへ と入射される。
一方、 反射フィルタ 4によって反射された反射光は、 内部充填樹脂部 5 1、 光 導波路 2 n、 及び上部充填樹脂部 5 2を通過した後、 サブマゥント基板 7 5の面 上に形成された反射ミラー 7 7で反射されることによって光路が変更される。 反 射ミラー 7 7で光路が変更された反射光は、 上部充填樹脂部 5 2を介して光検出 器アレイ 6 5に到達し、 光入射面 6 8から光検出器 6 6 ^へと所定の入射角度 φ で入射される。 そして、 光検出器 6 6 nの受光部 6 7で検出された反射光の光強 度から、 光導波路 2 nを伝送されている信号光の光強度がモユタされる。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図 9及ぴ図 1 0に示した光導波路モジュールにおいては、 図 1及び図 2に示し た光導波路モジュールと同様に、 光力ブラによって光導波路を分岐するのではな く、 光導波路 2 n上に設けられた斜めの溝 3に設置した反射フィルタ 4によって 信号光の一部を反射させ、 その反射光によって信号光の光強度をモニタすること が可能な構成としている。 これにより、 光回路の構成及び製造工程が簡単化され る。 ' また、 反射フィルタ 4からの反射光が、 光検出器アレイ 6 5の光検出器 6 6 n の光入射面 6 8に対して所定角度で入射する構成としている。 このとき、 光入射 面 6 8を透過する光の偏波依存性が低減されるので、 光検出器 6 6 nでの反射光 の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。 これにより 、 信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。 なお、 光検出器 6 6 nの光入射面 6 8に対する反射光の入射角度 φの設定につい ては、 第 1実施形態に関して上述した通りである。 また、 光検出器アレイの光検 出器としては、 表面入射型のものを用いても良い。
また、 図 9に示した光導波路モジュールにおいては、 光検出器 6 6 nの光入射 面 6 8に対して反射光を所定角度で入射させる構成として、 サブマウント基板 7 5の所定の面上に光路変更手段である反射ミラー 7 7を形成し、 反射フィルタ 4 からの反射光を反射ミラー 7 7で反射して光路を変更する構成を用いている。 このような光路変更手段を用いて反射光の光路自体を変更することにより、 平 面導波路型光回路 1の上面に対して光検出器 6 6 nを含む光検出器アレイ 6 5を 傾けて設置することなく、 反射光の光路と、 光検出器 6 6 nの光入射面 6 8とが 所定角度をなす構成を実現することができる。
また、 光路変更手段を用いる構成では、 反射フィルタ.4から光検出器 6 6 11ま での距離を短縮することができる。 これにより、 光検出器 6 6 nでの受光感度や クロストークなどの検出特性が向上される。
例えば、 サブマゥント基板の厚みを & = 1 2 5 πι (図 8参照）、平面導波路型 光回路でのコア中心から上面までの厚み （上部クラッドの厚み） を b = 3 0 m 、 反射フィルタの傾き角度を 0 = 1 5 ° とし、 また、 入射角度 φを 9 0 ° (反射 ミラー 7 7が平面導波路型光回路 1の上面となす角度は約 3 0 ° ) とする。 この とき、 図 1 0のように光路変更手段である反射ミラー 7 7を設けた構成によれば 、 反射フィルタ 4における信号光の反射位置と、 光検出器 6 6 nでの反射光の検 出位置との間の距離は 4 3 0 /z mとなり、 図 3及び図 8に示した構成などに比べ て距離が短くなる。 したがって、 受光感度の偏波依存性の低減に加えて、 受光感 度やクロストークなどの反射光の検出特性も向上される。
なお、 サブマウント基板 7 5の所定の面上に設けられる反射ミラー 7 7につい ては、 光の入射角度に応じた全反射コーティングを施した全反射ミラーであるこ とが好ましい。 この場合、 光検出器 6 6 nへと入射される反射光の偏波依存性を さらに低減することができる。 また、 光路変更手段としては、 載置部材であるサ プマウント基板の面上に形成した反射ミラ一以外の手段を用いても良い。
図 1 1は、 光導波路モジュールの第 3実施形態の構成を示す平面図である。 こ の光導波路モジュールは、 第 1実施形態と同様に、 基板 1 0、 及び基板 1 0上に 形成された平面導波路型の 8本の光導波路 2ェ〜 2 8を有して構成される平面導 波路型光回路 1を備えている。
光導波路 2 〜 2 8のそれぞれは、 所定の光伝送方向 （図 1 1中の矢印の方向） に沿って、 平面導波路型光回路 1の入力端 1 1から出力端 1 2に向かって、 互い に平行かつ等間隔に形成されている。 また、 平面導波路型光回路 1の光伝送方向 に対する所定部位に、 光導波路 2 i〜 2 8を横切る溝 3が設けられている。
この溝 3には、 その内側に、 各光導波路 2 i ~ 2 8を伝送される信号光の一部を 所定の反射率によって反射するための反射フィ,ルタ 4.が設置されている。 本実施 . 形態においては、 溝 3の内側は、 充填樹脂 5によって封止されている。 また、 溝 3よりも上流側の位置で平面導波路型光回路 1の上面側には、 光検出器ァレイ 8 0が設置されている。 この光検出器アレイ 8 0は、 平面導波路型光回路 1での 8 本の光導波路 2 〜 2 8にそれぞれ対応した 8個の光検出器 8 1 L〜8 1 8を有し ている。
なお、 図 1 1においては、 光検出器 8 1 i〜8 1 8について、 それぞれの受光面 の形状を点線で図示している。
図 1 2は、 図 1 1に示した光導波路モジュールの断面構造を、 光導波路 2 n ( n = l〜8 ) の光軸方向に沿って示す断面図である。 なお、 この図 1 2において は、 溝 3、 反射フィルタ 4、 及び光検出器アレイ 8 0を含む部分を拡大して示し てある。 また、 図 1 2に示した構成のうち、 下部クラッド 2 2、 コア 2 0、 上部 クラッド 2 1からなる光導波路 2 nを含む平面導波路型光回路 1、 溝 3、 反射フ ィルタ 4、 及び充填樹脂 5については、 図 2に示した構成と同様である。
平面導波路型光回路 1の上部クラッド 2 1の上面側には、 各光導波路 2 nにそ れぞれ対応した光検出器 8 l n ( n = l〜8 ) を有する光検出器アレイ 8 0が設 置されている。 光検出器アレイ 8 0は、 光導波路 2 nを伝送される信号光の一部 が反射フィルタ 4で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器 8 1 nの受光 部 8 2へと入射されるように、 平面導波路型光回路 1の上面上に配置されている 図 1 2に示した構成例では、 光検出器アレイ 8◦の光検出器 8 l nとして裏面 入射型のフォトダイオードが用いられており、 平面導波路型光回路 1とは反対側 である光検出器アレイ 8 0の表面に光検出器 8 1 nの受光部 8 2が設けられてい る。 また、 光検出器アレイ 8 0の下流側側面のうち、 平面導波路型光回路 1側で 裏面近傍の面部分は、 平面導波路型光回路 1の上面に対して、 角度 （0 ° く β く 9 0 ° ) で斜めに形成されており、 この面部分が、 反射フィルタ 4からの反射 光に対する光入射面 8 3となっている。 角度 は、 図 1 2に示すように、 反射フ ィルタ 4からの反射光が光検出器 8 1 ηの光入射面 8 3に対して所定の角度 ψで 入射されるように設定されている。
また、 光検出器 8 1 ηの光入射面 8 3には、 光導波路 2 ηを伝送されている信号 光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜で ある反射防止コート （A Rコート） が設けられている。
以上の構成において、 光導波路 2 ηを伝送されてきた信号光が、 上流側端面 3 1を介して溝 3内の内部充填樹脂部 5 1へと出射されると、 信号光の一部が光軸 に対して斜めの反射フィルタ 4によって、 所定の反射率で平面導波路型光回路 1 の斜め上方へと反射される。 また、 それ以外の信号光成分は、 内部充填樹脂部 5 1及び反射フィルタ 4を透過して、 下流側端面 3 2を介して再び光導波路 2 nへ と入射される。
一方、 反射フィルタ 4によって反射された反射光は、 内部充填樹脂部 5 1、 光 導波路 2 n、 及び上部充填樹脂部 5 2を介して光検出器アレイ 8 0に到達し、 光 入射面 8 3から光検出器 8 l nへと所定の入射角度 φで入射される。 そして、 光 検出器 8 l nの受光部 8 2で検出された反射光の光強度から、光導波路 2 nを伝送 されている信号光の光強度がモニタされる。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図 1 1及び図 1 2に示した光導波路モジュールにおいては、 図 1及び図 2に示 した光導波路モジュールと同様に、 光力プラによって光導波路を分岐するのでは なく、 光導波路 2 n上に設けられた斜めの溝 3に設置した反射フィルタ 4によつ て信号光の一部を反射させ、 その反射光によって信号光の光強度をモニタするこ とが可能な構成としている。 これにより、 光回路の構成及び製造工程が簡単化さ れる。
また、 反射フィルタ 4からの反射光が、 光検出器ァレイ 8 0の光検出器 8 1 n の光入射面 8 3に対して所定角度で入射する構成としている。 このとき、 光入射 面 8 3を透過する光の偏波依存性が低減されるので、 光検出器 8.ュ nでの反射光 の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。 これにより 、 信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。 なお、 光検出器 8 1 nの光入射面 8 3に対する反射光の入射角度 φの設定につい ては、 第 1実施形態に関して上述した通りである。
また、 図 1 1に示した光導波路モジュールにおいては、 光検出器 8 l nの光入 射面 8 3に対して反射光を所定角度で入射させる構成として、 光検出器アレイ 8 0を平面導波路型光回路 1の上面上に設置するとともに、 その光入射面 8 3を平 面導波路型光回路 1の上面に対して角度 （0 ° < β < 9 0 ° ) で斜めとして形 成する構成を用いている。 このように、 光検出器 8 l nの光入射面 8 3を傾けた構成とすることにより、 少ない部品点数で、 反射光の光路と、 光検出器 8 l nの光入射面 8 3とが所定角 度をなす構成を実現することができる。 また、 部品点数が少なくなることにより 、 その製造工程が簡単化される。
また、 光入射面を傾ける構成では、 反射フィルタ 4から光検出器 8 l nまでの 距離を短縮することができる。 これにより、 光検出器 8 l nでの受光感度やクロ ストークなどの検出特性が向上される。
例えば、 平面導波路型光回路でのコア中心から上面までの厚み （上部クラッド の厚み） を b = 3 0 / m (図 8参照）、 光検出器アレイ 8 0の厚みを 2 0 0 μ πι、 反射フィルタの傾き角度を 0 = 1 5 ° とする。 このとき、 図 1 2のように光検出 器アレイ 8 0の光入射面 8 3を傾けた構成によれば、 反射フィルタ 4における信 号光の反射位置と、 光検出器 8 1 ηでの反射光の検出位置との距離は 4 6 0 m となり、 図 3及び図 8に示した構成などに比べて距離が短くなる。 したがって、 受光感度の偏波依存性の低減に加えて、 受光感度やクロストークなどの反射光の 検出特性も向上される。
なお、 光検出器 8 1 nの受光部 8 2については、 反射光の光路からみて光入射 面 8 3に対して対向する位置に設けられていることが好ましい。 これにより-、 .光 入射面 8 3から入射される反射フィルタ 4からの反射光を効率良く検出すること ができる。
図 1 3は、 光導波路モジュールの第 4実施形態の断面構造を、 光導波路 2 n ( n = l〜8 ) の光軸方向に沿って示す断面図である。 なお、 この図 1 3において は、 溝 3、 反射フィルタ 4、 及び光検出器アレイ 8 5を含む部分を拡大して示し てある。 また、 図 1 3に示した構成のうち、 下部クラッド 2 2、 コア 2 0、 上部 クラッド 2 1からなる光導波路 2 nを含む平面導波路型光回路 1、 溝 3、 反射フ ィルタ 4、 及び充填樹脂 5については、 図 2に示した構成と同様である。
本実施形態による光導波路モジュールは、 図 1及び図 2に示した第 1実施形態 とほぼ同様の構成を有している。 このため、 本実施形態については、 平面図の図 示を省略している。 具体的には、 本実施形態による光導波路モジュールは、 第 1 実施形態とはサブマゥント基板の構成等が異なつている。
平面導波路型光回路 1の上部クラッド 2 1の上面側には、 サブマゥント基板 9 0が設置されている。 このサブマウント基板 9 0は、 光検出器アレイ 8 5を載置 するための載置部材であり、 その一方の面が、 各光導波路 2 nにそれぞれ対応し た光検出器 8 6 n ( n = l〜8 ) を有する光検出器アレイ 8 5を載置する光検出 器載置面 9 1となっている。 光検出器アレイ 8 5は、 光導波路 2 nを伝送される 信号光の一部が反射フィルタ 4で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器 8 6 nの受光部 8 7へと入射されるように、 光検出器載置面 9 1上に配置されて いる。
サブマウント基板 9 0は、 光検出器載置面 9 1と隣接する下面である基板固定 面 9 2を介して、 平面導波路型光回路 1の上面に固定されている。 また、 基板固 定面 9 2は、 光検出器載置面 9 1に対して 9 0 ° より大きい角度をなすように形 成されている。 これにより、 光検出器載置面 9 1は、 平面導波路型光回路 1の上 面に対して角度ひ （ 0 ° く ひ く 9 0 ° ) で斜めとなっている。 この角度 αは、 反 射フィルタ 4からの反射光の光路を参照して設定される。 . ... 図 1 3に示した構成例では、 光検出器アレイ 8 5の光検出器 8 6 ηとして表面 入射型のフォトダイオードが用いられており、 サブマウント基板 9 0とは反対側 で光検出器 8 6 ηの受光部 8 7が設けられている光検出器アレイ 8 5の表面が、 反射フィルタ 4からの反射光に対する光入射面 8 8となっている。 そして、 光検 出器載置面 9 1と平面導波路型光回路 1の上面とがなす角度 αは、 図 1 3に示す ように、 反射フィルタ 4からの反射光が光検出器 8 6 ηの光入射面 8 8に対して 所定角度 （図 1 3中に示す角度 φ ) で入射されるように設定されている。
また、 光検出器 8 6 ηの光入射面 8 8には、 光導波路 2 ηを伝送されている信号 光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜で ある反射防止コート （A Rコート） が設けられている。
図 1 4 A及び図 1 4 Bは、 図 1 3に示した光導波路モジュールにおけるサブマ ゥント基板 9 0及び光検出器アレイ 8 5の構成を示す （A) 下流側からみた側面 図、 及び （B ) 上面図である。
本実施形態においては、 図 1 3、 図 1 4 A及び図 1 4 Bに示すように、 光検出 器载置面 9 1と隣接するとともに、 基板固定面 9 2及び平面導波路型光回路 1の 上面に対して平行なサブマウント基板 9 0の上面が、 配線面 9 3となっている。 そして、 この配線面 9 3上、 及び光検出器アレイ 8 5が載置されている光検出器 载置面 9 1上には、 光検出器載置面 9 1から配線面 9 3へと伸びる （図 1 3参照 ) 8本の配線 9 5 〜 9 5 8が設けられている。
これらの配線 9 5 i〜 9 5 8のそれぞれは、 図 1 4 Aに示すように、 光検出器ァ レイ 8 5の 8個の光検出器 8 6 〜8 6 8での対応する光検出器に対して電気的 に接続されている。 これにより、 配線 9 5 n ( n = l〜8 ) は、 光検出器 8 6 11か らの光検出信号を読み出すための信号ラインとして用いることが可能な構成とな つている。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図 1 3、 図 1 4 A及び図 1 4.Bに示した光導波路モジュールにおいては、 図 1 · . 及び図 2に示した光導波路モジュールの構成に加えて、 光検出器ァレイ 8 5を载 置するサブマウント基板 9 0上に、光検出器 8 S i S 6 8からの光検出信号を読 み出すための立体的な配線 9 S i s 5 8を設けている。
通常、 光検出器であるフォトダイオードからの光検出信号を読み出すには、 フ ィ トダイォードのァノ一ド電極と、 配線基板やリードフレームなどに設けられた 対応する配線との間でワイヤリングを行って、 電極及び配線を電気的に接続する 必要がある。 ここで、 図 1及び図 2に示した光導波路モジュールのように光検出 器アレイが平面導波路型光回路に対して斜めに設置されていると、 光検出器ァレ ィの電極が設けられている表面が、 平面導波路型光回路に平行な配線基板等の酉 S 線面に対して斜めとなる。 このとき、 電極及び配線の間のワイヤリングが困難に なる場合がある。
これに対して、 本実施形態の光導波路モジュールでは、 平面導波路型光回路 1 の上面に対して平行なサブマゥント基板 9 0の上面を配線面 9 3とし、 光検出器 載置面 9 1から配線面 9 3へと伸びる光検出器 8 6 i〜 8 6 8からの光検出信号 読み出し用の配線 9 5丄〜9 5 8を設けている。
このような構成によれば、 配線 9 5 nの光検出器載置面 9 1上の配線部分を光 検出器 8 6 nとの接続に用いるとともに、 配線基板等に平行な配線面 9 3上の配 線部分を外部配線とのワイヤリングに用いることができる。 これにより、 フォト ダイォードのァノ一ド電極と、 配線基板やリ一ドフレームなどに設けられた対応 する配線との間などでのワイヤリングを良好に行うことが可能となる。 また、 そ の製造時において、 ワイヤボンディングなどの作業が容易となる。
本発明による光導波路モジュールは、 上記した実施形態に限られるものではな く、 様々な変形が可能である。 例えば、 上記実施形態では、 光回路として平面導 波路型光回路を用いている。 この光回路としては、 上記したように、 平面導波路 型光回路に限らず、 その一部または全部の光回路部分が光ファイバを用いて構成 された光回路を用いることも可能である。 - 図 1 5 A及び図 1 5 Bは、 それぞれ光導波路モジュールの断面構造を、 光導波 路の光軸に垂直な方向に沿って示す断面図である。 図 1 5 Aは、 光導波路として 平面導波路型の光導波路を用いた場合における光回路の断面構造を示している。 これは、 図 1及び図 2に示した光導波路モジュールの光軸に垂直な断面構造に相 当している。 また、 図 1 5 Bは、 光導波路として平面導波路型の光導波路にかえ て光ファイバを用いた場合における光回路の断面構造を示している。
図 1 5 Aに示す光回路は、 図 2に関して上述したように、 下部クラッド 2 2、 コア 2 0、 及び上部クラッド 2 1が基板 1 0上に形成された平面導波路型の光導 波路によって構成される。 一方、 図 1 5 Bに示す光回路では、 基板 1 0の上面側に、 光ファイバ配列部材 として機能する V溝 1 5が、 互いに平行かつ等間隔に形成される。 そして、 この 複数の V溝 1 5のそれぞれに、 コア及びクラッドからなる光ファイバ 2 5が固定 されることによって、 基板 1 0上に光導波路である光ファイバ 2 5が設けられた 光回路が構成される。 また、 本構成例においては、 V溝 1 5に配置された光ファ ィバ 2 5を固定するため、 基板 1 0の上面及び光ファイバ 2 5を覆うファイバ固 定用樹脂 2 6が設けられている。
このように、 反射フィルタを揷入するための溝が形成される光回路としては、 図 1 5 Aに示したように、 光導波路として平面導波路型の光導波路を用いて構成 された光回路に限らず、 図 1 5 Bに示したように、 光導波路として光ファイバを 用いて構成された光回路を用いることも可能である。
また、 図 1 1及び図 1 2に示した実施形態では、 裏面入射型の光検出器アレイ 8 0を用い、 その下流側側面の一部を角度 で斜めに形成して光入射面 8 3とす る構成を示している。 このように、 平面導波路型光回路の上面に対して光検出器 アレイの光入射面を所定角度で斜めとする構成としては、 上記構成、 あるいは図 1及び図 2に示した載置部材を用いる構成以外にも、 様々な構成が可能である。 図 1 6は、 光導波路モジユーノレの他の実施形態について、 その光軸に沿った断 面構造を示す断面図である。 本実施形態による光導波路モジュールの構成は、 光 検出器アレイを除いて、 図 1 2に示した構成と同様である。
平面導波路型光回路 1の上部クラッド 2 1の上面側には、 各光導波路 2 Jこそ れぞれ対応した光検出器 1 0 1 n ( n = l 〜 8 ) を有する光検出器アレイ 1 0 0 が設置されている。 光検出器アレイ 1 0 0は、 光導波路 2 nを伝送される信号光 の一部が反射フィルタ 4で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器 1 0 1 nの受光部 1 0 2へと入射されるように、 平面導波路型光回路 1の上面上に配置 されている。
図 1 6に示した構成例では、 光検出器ァレイ 1 0 0の光検出器 1 0 1 nとして 表面入射型のフォトダイォードが用いられており、 光検出器 1 0 1 nの受光部 1 0 2が設けられている光検出器アレイ 1 0 0の表面が、 反射フィルタ 4からの反 射光に対する光入射面 1 0 3となっている。
光検出器アレイ 1 0 0は、 光入射面 1 0 3と隣接する面である検出器固定面 1 0 4を介して、 平面導波路型光回路 1の上面に固定されている。 また、 検出器固 定面 1 0 4は、 光入射面 1 0 3に対して 9 0 ° より大きい角度をなすように形成 されている。 これにより、 光入射面 1 0 3は、 平面導波路型光回路 1の上面に対 して、 角度 j8 ( 0 ° く βぐ 9 0。 ) で斜めとなっている。 角度 は、 図 1 6に示 すように、 反射フィルタ 4からの反射光が光検出器 1 0 1 ηの光入射面 1 0 3に 対して所定の角度 φで入射されるように設定されている。
このような構成においても、 図 1及び図 2に示した構成、 あるいは図 1 1及ぴ 図 1 2に示した構成と同様に、 光入射面 1 0 3を透過する光の偏波依存性が低減 されるので、 光検出器 1 0 1 ηでの反射光の受光感度を信号光の偏波状態によら ず略一定とすることができる。 なお、 図 1 6に示す構成は、 光検出器アレイとし て裏面入射型のものを用いた場合にも適用可能である。
また、 上記した各実施形態では、 平面導波路型光回路での光導波路として Ν本 (Νは複数、 図 1では 8本） の光導波路を設けるとともに、 光検出器として、 Ν 本の光導波路にそれぞれ対応する Ν個の光検出器を有する光検出器アレイを用い ている。 これにより、 Ν本の光導波路のそれぞれを伝送される Νチャンネルの信 号光の光強度を、 信号光それぞれの偏波状態にかかわらず正しくモユタすること が可能となる。 ただし、 平面導波路型光回路での光導波路が 1チャンネルの場合 でも、 同様に上記した光導波路モジュールの構成を適用することができる。
また、 このように、 光検出器として複数チャンネルのフォトダイオードを有す る光検出器ァレイが用いられる場合、 光検出器ァレイとしては様々な構成のもの を用いて良い。
図 1 7 A及び図 1 7 Bは、 光検出器アレイの第 1の構成例を示す （Α) 上面図 及び （B ) 側面断面図である。 本構成例においては、 それぞれ単一の受光部 1 1 1を有するフォトダイオード 1 1 0を複数個用意し、 それらを相互に位置調整し て設置することによってフォトダイオードアレイとしている。 または、 必要があ れば、 複数個のフォトダイォード 1 1 0をそれぞれ個別にサブマウント 1 1 5に 固定し、 それらを相互に位置調整して設置することによってフォトダイオードァ レイとしても良い。 このような構成は、 フォトダイオードの位置精度等がやや劣 るものの、 材料費が安価となるなどの利点がある。
図 1 8 A及び図 1 8 Bは、 光検出器アレイの第 2の構成例を示す （A) 上面図 及び （B ) 側面断面図である。 本構成例においては、 それぞれ単一の受光部 1 2 1を有するフォトダイオード 1 2 0を複数個用意し、 それらを相互に位置調整し て同一のサブマウント 1 2 5にあらかじめ固定することによってフォトダイォー ドアレイとしている。 このような構成は、 位置精度、 作業性、 材料費などの点で バランスが良い。
図 1 9 A及び図 1 9 Bは、 光検出器アレイの第 3の構成例を示す （A) 上面図 及び （B ) 側面断面図である。 本構成例においては、 複数の受光部 1 3 1を有し て一体に形成されたフォトダイオードアレイ 1 3 0を用いている。 または、 必要 があれば、 フォトダイオードアレイ 1 3 0をサブマウンド 1 3.5に固定したもの を用いても良い。 このような構成では、 同一プロセスで製造されるために隣接す るフォトダイオード間の間隔などの位置精度が高く、 また、 作業性が良いという 利点がある。
産業上の利用可能性
本発明による光導波路モジュールは、 以上詳細に説明したように、 信号光の偏 波状態にかかわらず光強度を正しくモエタすることが可能な光導波路モジュール として利用可能である。 すなわち、 光導波路を横切る斜めの溝の内側に設置され た反射フィルタによって信号光の一部を反射して光強度のモニタに用いるととも に、 反射フィルタからの反射光を、 光検出器の光入射面に対して所定角度で入射 させる構成の光導波路モジュールによれば、 光回路の構成及び製造工程が簡単化 される。 また、 光入射面を透過する光の偏波依存性が低減されるので、 光検出器 での反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。 これにより、 信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可 能となる。
このような光導波路モジュールは、 光ファイバや平面導波路型の光導波路から なる光回路中に挿入される信号光強度モニタとして適用することが可能である。 あるいは、 光合波器、 光分波器、 光減衰器などの平面導波路型光回路の所定部位 に設けることによって、 光回路中で信号光強度をモニタする構成とすることも可 能である。

Claims

請求の範囲
1 . 基板、及び前記基板上に設けられた光導波路を含んで構成され、前 記光導波路の所定部位を横切るように、 前記光導波路の光軸に直交する垂直軸に 対して所定の傾き角度 0 ( 0 ° く Θ ) で斜めに形成された溝を有する光回路と、 前記光回路の前記溝の内側に前記光導波路を伝送される信号光が通過する部位 を含んで設置され、 前記信号光の一部を所定の反射率によって反射する反射フィ ノレタと、
前記反射フィルタによって前記信号光が反射された反射光を検出する光検出器 とを備え、
前記光検出器は、 その光入射面に対して前記反射光が所定角度で入射するよう に設置されていることを特徴とする光導波路モジュール。
2 . 前記光回路は、前記基板上に前記光導波路として形成された平面導 波路型の光導波路を含んで構成された平面導波路型光回路であることを特徴とす る請求項 1記載の光導波路モジュール。
3 . 前記光回路は、前記基板上に前記光導波路として固定された光ファ ィバを含んで構成された光回路であることを特徴とする請求項 1記載の光導波路 モジュール。 .
4 . 前記光回路の上面側に設置され、その光検出器載置面上に前記光検 出器を載置する載置部材を備え、
前記載置部材は、 前記光検出器の前記光入射面に対して前記反射光が所定角度 で入射されるように、 前記光検出器載置面を前記光回路の上面に対して角度 a ( 0 ° < < 9 0 ° ) で斜めとして設置されていることを特徴とする請求項 1記載 の光導波路モジュール。
5 . 前記反射光の光路を、前記光検出器の前記光入射面に対して所定角 度で入射される光路へと変更する光路変更手段を備えることを特徴とする請求項
1記載の光導波路モジュール。
6 . 前記光回路の上面側に設置され、その光検出器載置面上に前記光検 出器を載置する載置部材を備え、
前記光路変更手段は、 前記載置部材の所定の面上に形成された反射ミラーであ ることを特徴とする請求項 5記載の光導波路モジュール。
7 . 前記反射ミラーは、全反射ミラーであることを特徴とする請求項 6 記載の光導波路モジュール。
8 . 前記光検出器は、 前記光回路の上面上に載置されるとともに、 前記光検出器の前記光入射面は、 前記反射光が所定角度で入射されるように、 前記光回路の上面に対して角度 j8 ( 0 ° < < 9 0 ° ) で斜めとされていること を特徴とする請求項 1記載の光導波路モジュール。
9 . 前記光検出器の受光部は、前記反射光の光路からみて前記光入射面 に対して対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項 8記載の光導波 路モジユーノレ。
1 0 . 前記光回路は、 前記光導波路として、 N本 （Nは複数） の光導波 路を有するとともに、
前記光検出器として、 前記 N本の光導波路にそれぞれ対応する N個の光検出器 を有する.光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項； L記載の光導波路モジ ーノレ
1 1 . 前記光検出器の前記光入射面に、所定の波長帯域内にある光の反 射を防止するコート膜が設けられていることを特徴とする請求項 1記載の光導波 路モジユーノレ。
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