[实用新型]光模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成了平面型光波回路、和发光元件、受光元件或者光学系统的功能元件的光模块。

背景技术

伴随光通信技术的发展，光部件的开发越来越重要。关于光发送接收器尤其研究了传送速度、响应速度的高速化，通信容量大幅扩大。一般的光发送接收器的结构由使用光半导体而制作的发光元件或者受光元件、和输出用或者输入用的光纤构成，它们经由透镜而光耦合。例如，在光接收器的情况下，从输入侧的光纤出射的光通过透镜在受光元件中成像，而被直接检波（强度检波）。

在关注光传送系统中的调制解调处理技术时，使用了相位调制方式的信号传送被广泛实用化。相移键控（PSK）方式是通过调制光的相位来传送信号的方法，能够通过调制的多值化等，比以往大幅扩大传送容量。

为了接收这样的PSK信号，需要对光的相位进行检波。受光元件虽然能够对信号光的强度进行检波，但无法对光的相位进行检波。因此，需要将光的相位变换为光强度的单元。因此，有通过使用光的干涉，对相位差进行检波的方法等。通过使信号光和其他光（参照光）干涉，并用受光元件对该干涉光的光强度进行检波，能够得到光的相位信息。在检波的方法中，有作为参照光使用另外准备的光源的相干检波、和使信号光自身一部分分支而作为参照光并使两者干涉的差动检波。这样，相比于以往的仅使用了强度调制方式的光接收机，在近年来的PSK方式的光接收机中，需要通过光的干涉将相位信息变换为强度信息的光干涉回路。

这样的光干涉回路能够使用平面型光波回路（PLC：Planar Light Circuit）来实现。平面型光波回路根据量产性、低成本性以及高可靠性的面具有优良的特征，能够实现各种光干涉回路。实际上，作为在PSK方式的光接收机中使用的光干涉回路，实现光延迟干涉回路、90度混合回路等并实用化。通过标准的摄影法、蚀刻技术以及FHD（Flame Hydrolysis Deposition，火焰水解法）等玻璃堆积技术制作了这样的平面型光波回路。

在概述具体的制造工艺时，最初，在Si等基板上，使以石英玻璃等为主原料的底部包层、和具有比包层高的折射率的芯层堆积。之后，在芯层中形成各种波导路图案，最后通过上部包层埋入由芯层形成的波导路。通过这样的工艺，制作波导路型的光功能回路。信号光被封入经由上述那样的工艺制作的波导路内，在平面型光波回路内部传输。

图1示出以往的平面型光波回路和光接收器的光连接方法。在关注PSK方式的光接收机中的平面型光波回路和光接收器的光连接方法时，这些基本的连接方法是图1所示那样的单纯的光纤连接。通过用光纤连接对输入输出端连接了光纤3a、3b的平面型光波回路1、和具有输入光纤3b的光接收器2来进行光耦合。在光耦合中使用的光纤的根数由从平面型光波回路输出的输出光的数量决定，还有成为多根的情况。但是，在使用了这样的光纤连接的光模块的结构中，存在尺寸变大这样的问题。因此，通过使用透镜直接对平面型光波回路的输出和光接收器的输入进行光耦合，并将整体集成到1个封装中，能够实现小型的结构。将这样的平面型光波回路和光接收器被直接光耦合了的方式的光模块称为集成型光接收机。

为了实现集成型光接收机，平面型光波回路的固定方法特别重要。在使从平面型光波回路输出的光在空间中传输并通过透镜等与受光元件光耦合的情况下，如果光的出射端、透镜、受光元件的位置关系变化，则无法通过受光元件对所有光进行受光，而成为损失。特别，在收纳光接收器的封装的温度、环境温度、各个元件温度等变化了的情况下，由于热膨胀的影响而它们的位置变动，所以损失的问题变得显著。因此，为了实现低损失的光耦合，即使在环境温度等变化了的情况下，需要使各个位置关系至少不相对地变动。

特别，平面型光波回路相对环境温度，热膨胀所致的形状变化比受光元件等非常地大。进而，平面型光波回路在光模块中所占的面积相比于受光元件大1个数量级至2个数量级程度，热膨胀所致的形状的变化也大1个数量级至2个数量级程度。另外，构成平面型光波回路的基板和所堆积的薄膜玻璃具有大的热膨胀系数差，所以通过温度变化发生大的翘曲。因此，相对受光元件的来自平面型光波回路的出射光的位置的变位以及出射角度的变化成为非常大的问题。由于这些2个变化，来自平面型光波回路的出射光的位置、角度变化，发生光轴偏差。光轴偏差使向受光元件的光耦合劣化，发生损失。在集成型光接收机的实现中，将这样的光轴偏差消除或者无害化变得重要。