特許 6878055 光回路及び光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6878055

(24)【登録日】2021年5月6日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】光回路及び光モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/122 20060101AFI20210517BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/122

   G02B6/42

【請求項の数】3

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2017-48936(P2017-48936)

(22)【出願日】2017年3月14日

(65)【公開番号】特開2018-151572(P2018-151572A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2019年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】591230295

【氏名又は名称】ＮＴＴエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】菅原 一也

(72)【発明者】

【氏名】奥野 将之

(72)【発明者】

【氏名】陣内 啓光

(72)【発明者】

【氏名】中山 俊

【審査官】 井部 紗代子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５３４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０５８３０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−１５４０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８４１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４６０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９６８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６９２０２５７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００２−０２３１２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／１２ − ６／１４

Ｇ０２Ｂ ６／２６ − ６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０ − ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２ − ６／４３

ＪＳＴｐｌｕｓ／ＪＭＥＤｐｌｕｓ／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアがクラッドで覆われた導波路が形成されている光回路において、
前記光回路の上面と下面とに挟まれ、外周を形成する４つの面のうち、前記導波路の入出射端の配置されていない２つの面の全体に傾斜が施され、前記コアから前記クラッドへ漏洩した漏洩光を前記光回路の外部に向けて反射させる反射部、
を備える光回路。

【請求項2】

前記反射部で反射されかつ前記光回路から出射される漏洩光の光路上に配置され、前記光回路から出射された漏洩光を吸収する無反射部をさらに備える、
請求項１に記載の光回路。

【請求項3】

請求項１に記載の光回路と、
前記光回路を覆う筐体と、
前記筐体の内壁面のうちの前記光回路から出射される漏洩光の光路上に配置され、前記光回路から出射された漏洩光を吸収する無反射部と、
を備える光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光回路及び光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

光回路（ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ））が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の光回路は、光が導波路区間において捕らえられないように、更には１つの分岐区間から他方の分岐区間に光が再結合するのを回避するように、導波路区間の角度を設定する。

【0003】

ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）などの光回路に入射した光は、波長板や導波路端、レンズ、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などの端部で反射、放射、散乱してクラッド内や基板内を漏洩光として伝搬する。これら漏洩光は、光回路内のあらゆる方向に伝搬し、光回路に接続されている光部品に入斜し、光部品の特性を劣化させる。光回路を用いた光通信モジュールを例にした場合、光回路で散乱された漏洩光はあらゆる方向からモニタＰＤに向かい、モニタＰＤの受光感度の劣化を引き起こす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２１１５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、光回路内の漏洩光を減少させ、光部品の特性劣化を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

光回路の入出射方向の端面は外部回路と光結合させる面であるため端面処理が行われているが、導波路の入出射端がなく外部との光結合が無い面は特に端面の処理は行われていなかった。そこで、本開示は、外部との光結合が無い端面を斜め加工し、散乱された漏洩光を光回路外に導く。

【0007】

具体的には、本開示の光回路は、
コアがクラッドで覆われた導波路と、
前記導波路の配置されている面に略垂直に配置されている端面のうちの導波路端の配置されていない部分の少なくとも一部に傾斜が施され、前記コアから前記クラッドへ漏洩した漏洩光を光回路の外部に向けて反射させる反射部と、
を備える。

【0008】

前記反射部の前記傾斜が、前記端面のうちの前記導波路端の配置されていない端面の全体に施されていてもよい。

【0009】

前記反射部において傾斜している端面と前記導波路の配置されている面に平行な面とのなす角度は略４５°であってもよい。

【0010】

前記光回路の外周面のうちの前記光回路から出射される漏洩光の光路上に配置され、前記光回路から出射された漏洩光を吸収する無反射部をさらに備えていてもよい。

【0011】

本開示の光モジュールは、本開示の光回路と、前記光回路を覆う筐体と、前記筐体の内壁面のうちの前記光回路から出射される漏洩光の光路上に配置され、前記光回路から出射された漏洩光を吸収する無反射部と、を備える。

【0012】

なお、上記各開示は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、光回路内の漏洩光を減少させ、光部品の特性劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係る光モジュールの一例である。

【図2】本実施形態における反射部の一例である。

【図3】本実施形態における無反射部の設置の別例である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0016】

図１に、本実施形態に係る光モジュールの一例を示す。本実施形態に係る光モジュールは、本実施形態に係る光回路２が筐体９内に配置されている。本実施形態では、光モジュールの一例として、光モジュールが位相変調された光信号を受信する受信モジュールである場合について説明する。

【0017】

本実施形態に係る光モジュールは、光回路２、モニタＰＤ５、受光素子６、バイアス差動検出器７、信号処理部８、筐体９を備える。光回路２、モニタＰＤ５、受光素子６、バイアス差動検出器７、信号処理部８は、筐体９に覆われている。

【0018】

光ファイバ１１で伝送された光信号が光回路２に入射される。光回路２は、コアがクラッドで覆われた導波路（不図示）を備え、導波路を用いて光ファイバ１１からの光信号をモニタＰＤ５及び受光素子６に導波する。モニタＰＤ５は、光ファイバ１１から入射されたモニタ光を受光して、光信号の強度を観測する。受光素子６は、光ファイバ１１から入照された光信号を受光し、電気信号に変換する。バイアス差動検出器７は、受光素子６が変換した電気信号の差を検出する。信号処理部８は、バイアス差動検出器７からの出力信号を用いて光信号を復調する。

【0019】

光回路２の導波路が形成されている面に略垂直の外周の面に、第１の端面２１、第２の端面２２、第３の端面２３、第４の端面２４が配置されている。第１の端面２１及び第２の端面２２に光信号の入出力する導波路端が配置され、第３の端面２３及び第４の端面２４に導波路端は配置されていない。

【0020】

第１の端面２１に、入射部２１−１及び出射部２１−３として機能する導波路端が配置されている。入射部２１−１は、光ファイバ１１と結合され、出射部２１−３はモニタＰＤ５と結合される。第２の端面２２に、出射部２２−１〜２２−８として機能する導波路端が配置されている。出射部２２−１〜２２−８は、それぞれ、受光素子６−１〜６−８に結合される。

【0021】

本実施形態に係る光回路２は、光回路２の第１の端面２１〜第４の端面２４のうちの導波路端の配置されていない部分の少なくとも一部に、コアからクラッドへ漏洩した漏洩光を光回路２の外部に向けて反射させる反射部が設けられている。例えば、第３の端面２３は反射部２３−１を備え、第４の端面２４は反射部２４−１を備える。反射部は、第３の端面２３及び第４の端面２４の一部であってもよいが、第３の端面２３及び第４の端面２４の全体に反射部が設けられていることが好ましい。また、第１の端面２１のうちの入射部又は出射部の配置されていない部分に反射部２１−２が設けられていてもよい。

【0022】

図２に、Ａ−Ａ’断面における反射部の一例を示す。反射部２３−１は、傾斜が施されており、光回路２と空気の屈折率差を用いて、光回路２のコアからクラッドへ漏洩した漏洩光Ｂ_１を光回路２の上面２５に反射させる。反射部２３−１は、導波路の配置されている面と平行な面に対して所定の角度Ｃで傾斜することで形成される。導波路の配置されている面に平行な面は、例えば上面２５である。漏洩光Ｂ_１が反射部２３−１に入射したとき、漏洩光Ｂ_１は反射部２３−１で反射され、反射された漏洩光Ｂ_２は上面２５から光回路２外に出射される。これにより、光回路２において、再びクラッドや基板の光の伝搬方向と結合させないことができる。反射部２３−１での反射率を高めるために、反射部２３−１にコーティングなどの反射処理を施すことが好ましい。

【0023】

所定の角度Ｃは、反射部の位置に応じた、反射させたい角度に設定する。所定の角度Ｃは、４５°であることが好ましい。ＰＬＣの比屈折率差は、例えば、ガラスを用いた場合は１．５、Ｓｉを用いた場合は３．０である。比屈折率差が１．５以上の場合、臨界角が４５°より小さくなる。このため、所定の角度Ｃが４５°であることで、漏洩光Ｂ_１が上面２５から出射される程度に漏洩光Ｂ_１を反射することができる。

【0024】

本実施形態の光回路の製造方法は、カット工程と、研磨工程と、順に有する。
カット工程では、複数の光回路２が形成されているウエハから、光回路２をダイシングソーで切り出す。
研磨工程では、切り出した光回路２の端面を研磨して反射部２３−１、２４−１を形成する。このとき、上面２５又は下面２６に対して端面が所定の角度Ｃに傾くように、光回路２の端面２３、２４を研磨する。研磨方法としては、ＣＭＰ法による研磨が挙げられる。これにより、本実施形態に係る光回路２を生産することができる。

【0025】

本実施形態では、光回路２から出射された漏洩光Ｂ_２の光路上の筐体９の内壁面９Ａに、漏洩光Ｂ_２を吸収する無反射部４が設けられていることが好ましい。無反射部４は、例えば、反射防止コーティングが例示できる。これにより、漏洩光Ｂ_２の筐体９内での散乱を防止することができる。

【0026】

図３に、無反射部の設置の別形態を示す。無反射部４は、光回路２の上面２５に接して、漏洩光Ｂ_２の光路上に配置されても良い。これにより、筐体９の構造上の制約により筐体９の内壁面９Ａに無反射部４が設けられない場合や光回路２と筐体９の間に部品が配置されている場合でも、漏洩光Ｂ_２の筐体９内での散乱を防止することができる。

【0027】

なお、図２及び図３では、反射部２３−１が漏洩光Ｂ_１を光回路２の上面２５に反射させる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、反射部２３−１は、漏洩光Ｂ_１を光回路２の下面２６に反射させてもよい。この場合、下面２６に対して第３の端面２３を所定の角度Ｃ傾けて反射部を形成する。所定の角度Ｃは、下面２６と反射部２３−１とのなす角度になる。さらに無反射部４を設ける場合は、下面２６から出射された漏洩光Ｂ_２の光路上の筐体９に無反射部４を配置する。或いは、漏洩光Ｂ_２の光路上に位置する下面２６に配置される。

【0028】

また、本実施形態では光モジュールが受光モジュールである例を示したが、送信モジュールなどの光回路を搭載した任意の光モジュールに適用することができる。

【0029】

以上のように、本実施形態の光回路および光モジュールは、光回路の外部に向けて反射させる反射部が設けられているので筐体内での散乱が防止できるため、モニタＰＤの受光感度の劣化を防止できる。さらに無反射部を漏洩光の光路上の筐体あるいは光回路の上面に設けることにより漏洩光の散乱をより効果的に抑制できる。

【産業上の利用可能性】

【0030】

本開示は情報通信産業に適用することができる。

【符号の説明】

【0031】

１１：光ファイバ
２：光回路
２１：第１の端面
２１−１：入射部
２１−２：反射部
２１−３：出射部
２２：第２の端面
２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６、２２−７、２２−８：出射部
２３：第３の端面
２３−１：反射部
２４：第４の端面
２４−１：反射部
２５：上面
２６：下面
４：無反射部
５：モニタＰＤ
６−１、６−２、６−３、６−４、６−５、６−６、６−７、６−８：受光素子
７−１、７−２、７−３、７−４：バイアス差動検出器
８−１、８−２：信号処理部
９：筐体
９Ａ：筐体の内壁面

【図1】

【図2】

【図3】