[发明专利]光收发信设备及其制造方法以及光半导体组件

说明书

本发明涉及通过光纤维传送由半导体激光元件输出的光信号的光纤维通信用的，光收发信功能混合集成的光收发信设备及其制造方法，以及半导体激光元件与光纤维光学结合的光半导体组件。

近年来，已有人提出并研究这样一种光通信参加者的系统，他们用光纤维将发自中央局的数据以及通道的图像信息传送到一般家庭。在这种光通信参加者的系统中，在一般家庭的参加者终端需要能同时接收波长多重的不同种光信号的多数光收信设备，和由光通信参加者终端向中央局能传送请求或数据的光发信设备。另外，为了价格低，在光通信参加者系统中所使用的光收发信设备，不使收发光元件动作，而采用光纤维组合的调制方式的实用技术。

还有，为了使设备小型化及高功能化，则需要精密集成技术。

为此，作为光收信设备及光发信设备精密集成的光收发信设备，在1996年电子信息通信学会综合大会预报告集SC-2-5已有所记载，如图32(a)、(b)所示。

以下参照图32(a)、(b)，说明所述已有的光收发信设备。

图32(a)示出已有的光收发信设备的平面结构，图32(b)示出图32(a)的A-A线剖面结构，已有的光收发信设备包括相互结合的纤维块10与PLC(Planer Lightwave Circuit)基板20。纤维块10保持着光信号收发用的第一光纤维11以及光信号收发用的第二光纤维12各一端部。而PLC基板20保持着输出波长1.3μm波段光的半导体激光元件21、控制该半导体激光元件21输出的控制用接收光信号元件22、接收波长1.3μm波段光的第一收信用接收光信号元件23，以及透过波长1.55μm波段的光，保持反射波长1.3μm波段的光的WDM滤光器24，在内部形成光波导25。在收信用的第二光纤维12的另一端部连接收信波长1.55μm波段的光输出图像信息的第二收信用接收光的信号的元件13。

纤维块10与PLC基板20在输出口26及共用口27进行光学互相连接，由半导体激光元件21输出的波长1.3μm带发信用光，通过光波导25的Y型分支部25a之后，透过WDM滤光器24，此后，通过共用口27由第一光纤维11的另一端部输出。还有，由第一光纤维11的另一端部输入的波长1.3μm波段及1.55μm带收信用的光中1.3μm波段的光通过共用口27之后，透过WDM滤光器24，此后，通过光波导25的Y型分支部25a，在第一收信用接收光信号元件23收信。再者，在由第一光纤维11的另一端输入的波长1.3μm波段及1.55μm波段的收信用光中1.55μm波段的光经过WDM滤光器24反射之后，通过输出口26在第二收信用接收光信号元件13收信。

在所述已有的光收发信设备中，外部传送路——第一及第二光纤维11、13与PLC基板20组合以外的全部组合，都是通过被动式调制而进行的。

但是，在所述已有的光收发信设备中，使用光学PLC基板20作为光板。然而，在使用硅系PLC基板20的情况下，PLC基板20的长度缩短受到波导25最小半径的限制，因此PLC基板20的长度沿光进行方向变大，因而光收发信装置的小型化变得困难。也即是说，PLC基板20的波导25中存在着由于波导层与复盖层的折射率差而未损失的最小弯曲半径。该最小弯曲半径，可能由于的射率差变大而变小，但是，即使将折射率差大到0.75％(所谓0.75％的折射率差，是考虑波导内部损失和光纤维连接损失时的最大值)，最小弯曲半径也只能小到5mm。因此，图32所示的光收发信设备中，PLC基板20的光轴方向的长度最低也需要15mm，作为光收发信设备，特别需要纤维连接部分，因此，装置的光轴方向的长度为20mm以上。

在所述已有的光收发信设备中，输入PLC基板20的波导25的波长1.55μm波段的收信用的光，由PLC基板20的输出口26向第二光纤维12输出之后，通过第二收信用接收光信号元件13收信，由于这样的构成，即存在着光收发信设备低价格化及小型化受到制约的问题。

在组装工艺中，在PLC基板20通过切割制成切口槽，在该切口槽上插入WDM滤光器24之后，进行WDM滤光器24的位置及角度的调整，但是高精度地安装WDM滤光器是困难的，因此就存在着从共用口27射入之后向输出口26的光损失增大的问题。

在将纤维块10与PLC基板20结合时，由于第一光纤维11与输出口26，以及第二光纤维12与共用口27需要同时高致率地连接，因此需要主动调制位置的对准，从而存在着组装工艺复杂化的问题。