[发明专利]受光器件阵列和使用该阵列的光分波器

说明书

本发明涉及可以在监视波分复用的光的光谱的光分波器和光分波器的光检测器中使用的受光器件阵列。

受光器件阵列，在例如波分复用传送方式的光通信系统中，作为在接收一侧使多路传送过来的光分离成每一个波长并监视光谱的光分波器使用。当把该每一个波长的聚光点和受光器件阵列的各个受光器件配置为分别对应时，就可以进行每一个波长的检测。

用图1说明光分波器的一个例子。该光分波器以输入光纤2、准直透镜4、衍射光栅6和作为光检测器的受光器件阵列装置8为构成要素，用彼此嵌入的3个管状构件装配起来。单芯的输入光纤2用光纤连接部分14固定到透明的光纤装配用管10的端面的光纤固定用窗口12上。准直透镜4被固定到中间管16的端部上。衍射光栅6被固定到衍射光栅装配用管18的端面的衍射光栅固定用窗口20上。在本例中，在中间管16的两个端部上外装有光纤装配用管10和衍射光栅装配用管18，使得可以在光轴方向上移动且作成可以在光轴周围旋转，以便进行主动对准(active alignment)。

从输入光纤2导入到管内部后，相应于输入光纤2的孔径数进行了扩展的发散光束，到达准直透镜4，在变换成平行光束后到达衍射光栅6。相应于衍射光栅6的波长色散特性分离成每一个波长的光束，借助于准直透镜4把每一个分离波长变换成收敛光束，在与准直透镜4的焦点一致的窗口12上对每一个波长进行聚光后排列成一列。通过使得该每一个波长的聚光点和受光器件阵列装置8的各个受光器件分别对应地把受光器件阵列装置8固定到窗口20，就可以进行每一个波长的光检测。

在构成受光器件阵列和器件的受光器件阵列中，有扩散式和台面式这2种。图2示出了扩散式受光器件阵列的构造。在n型InP衬底22上，层叠n型InP层24、i型InGaAs层(光吸收层)26和n型InP层(窗口层)28，向n型InP层28内扩散Zn形成p型区域30，形成pin光电二极管。pin光电二极管构成受光器件。

在这种情况下，扩散是等方向性的，向横向也进行Zn扩散。扩散长度，由于InP的扩散系数比InGaAs的扩散系数大，结果就变成为Zn扩散在横向比纵向的扩散延伸得还长。因此，在这样的现有的扩散型受光器件的情况下，减小器件间隔是有限制的，被限定为50微米的节距。

图3示出了台面式受光器件阵列的构造。在n型InP衬底22上，层叠n型InP层24、i型InGaAs层26和p型InP层27，刻蚀InGaAs层26和InP层27使器件间分离，形成pin光电二极管。pin光电二极管构成受光器件。台面式受光器件阵列，不象扩散式受光器件阵列那样，对于器件间隔没有什么限制，可以进一步减小受光器件间的节距。

在波分复用传送方式的光通信系统中，主要在光通信系统的光纤放大器中常常会产生各个信道的光谱宽度的扩展或波长偏离(以下，叫做噪声)。

在产生了这种噪声的情况下，如图4所示，在监视已人为地使留下间隔的窄光谱宽度的光L₁、L₂、L₃、…多路化的N个信道的光的情况下，若如图5所示，仅仅使信号监视用的受光器件R₁、R₂、R₃、…排列起来的话，不可能使各个信道的信号与噪声明确地进行分离。

在不发生噪声的情况下，要监视N个信道的光，就要如图5所示，使用把信号监视用的受光器件R₁、R₂、R₃、…R_N排列成一列的受光器件阵列，但是，分波光L₁、L₂、L₃、…与受光器件R₁、R₂、R₃、…之间的位置对准是困难的。

此外，在把扩散式受光器件阵列用做光检测器的情况下，归因于光吸收而发生的载流子会向横向方向扩散，可能向相邻的受光器件移动。为此，在光没有入射的的受光器件中有电流流动，发生所谓的串扰(漏话)，使受光器件阵列的特性劣化。在台面式受光器件阵列的情况下，虽然不存在扩散式那样的因载流子的扩散产生的串扰，但是当受光器件的排列间隔减小时，就易于产生因向相邻的受光器件入射的光的一部分入射到受光器件的侧面等而发生的串扰。

本发明的第1形态，提供可以明确地使波分复用的光的各个信道的信号和噪声进行分离的光分波器，和在这样的光分波器的光检测器中使用的受光器件阵列。