JP2003156664A - Optical transmission module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送モジュー
ル、更に詳しく言えば、発光素子又は発光素子の出力を
変調する変調器など光学素子とその発光素子と光ファイ
バに結合するための光学結合部とがケースの中に組み込
まれた光伝送モジュールに係り、特に、光伝送モジュー
ルにおける発光素子と光ファイバとの光結合技術に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission module, and more specifically, to an optical element such as a light emitting element or a modulator for modulating the output of the light emitting element and an optical coupling section for coupling the light emitting element and the optical fiber. The present invention relates to an optical transmission module incorporated in a case, and more particularly to an optical coupling technique between a light emitting element and an optical fiber in the optical transmission module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の発光素子と光ファイバとを光結合
する光結合部を含む光伝送モジュールは、半導体レーザ
等の発光素子を発光させ、光レンズや光ファイバを最大
光結合効率が得られる位置に調整し、これらの部品をＹ
ＡＧ溶接等を用いて固定する、いわゆるアクティブアラ
イメント方式がある。このアクティブアライメント方式
は、高い光結合効率が得られる反面、各部品の実装に時
間を要するため、組立コストが嵩み光伝送モジュールの
低コストを阻害する問題があった。2. Description of the Related Art In a conventional optical transmission module including an optical coupling section for optically coupling a light emitting element and an optical fiber, a light emitting element such as a semiconductor laser is caused to emit light and an optical lens and an optical fiber can obtain maximum optical coupling efficiency. Adjust to position and set these parts to Y
There is a so-called active alignment method of fixing using AG welding or the like. Although this active alignment method can obtain high optical coupling efficiency, it requires a long time to mount each component, which causes a problem that the assembly cost is high and the low cost of the optical transmission module is hindered.
【０００３】この問題を解決するため、発光素子及び光
レンズについては、アライメントマーク等を目安に視覚
的な位置調整を行うパッシブアライメント方式を適用
し、光ファイバのみにアクティブアライメント方式を用
いるという方法が提案されている。例えば、特許公報、
特開平１１−３４４６４３号では、２枚のレンズを用
い、コリメート用の第一のレンズはシリコン基板上に異
方性エッチングにより高精度に形成されたV溝に搭載さ
れ、また第二の光レンズはモジュールパッケージに予め
固定された形態とし、共にパッシブアライメント方式に
よって実装している。そして、光ファイバをアクティブ
アライメントにより光軸調整を行う。すなわち、発光素
子と第一のレンズの位置ずれ量と、これらが搭載された
サブアセンブリと第二のレンズとの位置ずれ量を、最後
のファイバ調芯のみをアクティブアライメントとするこ
とにより吸収し、高効率の結合を得ようとするものであ
り、アクティブアライメントによる調芯の数を低減する
ことにより構成及び組立工程を簡略化している。In order to solve this problem, for the light emitting element and the optical lens, there is a method of applying a passive alignment method for visually adjusting the position using an alignment mark or the like as a guide and using an active alignment method only for the optical fiber. Proposed. For example, patent publications,
In JP-A-11-344643, two lenses are used, a first lens for collimation is mounted in a V groove formed on a silicon substrate with high precision by anisotropic etching, and a second optical lens. Are fixed to the module package in advance, and both are mounted by the passive alignment method. Then, the optical axis of the optical fiber is adjusted by active alignment. That is, the amount of positional deviation between the light emitting element and the first lens, and the amount of positional deviation between the subassembly on which these are mounted and the second lens are absorbed by making only the last fiber alignment the active alignment, The present invention aims to obtain highly efficient coupling, and simplifies the configuration and assembly process by reducing the number of alignments by active alignment.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような各レンズをパッシブアライメントにより搭載し、
光ファイバのみをアクティブアライメントで調芯すると
いう方法を用いた場合、高い結合効率を確保できない可
能性があることが考慮されていない。その理由を図５を
用いて説明する。However, when each of the above-mentioned lenses is mounted by passive alignment,
When the method of aligning only the optical fiber by the active alignment is used, it is not considered that high coupling efficiency may not be secured. The reason will be described with reference to FIG.
【０００５】図５では、第一の光レンズ2と第二の光レ
ンズ３の２枚のレンズを用いて、発光素子１の光を光フ
ァイバに結合する光学系を示す。（ａ）は半導体レーザ
１、第一の光レンズ2、第二の光レンズ３及び光ファイ
バ４の位置ずれがない場合、（ｂ）及び（ｃ）は上記光
学部品１、２、３、４が位置ずれもしくは角度ずれを起
こしている場合を示している。（ｂ）のように第二の光
レンズ３が光軸１１に垂直な位置ずれ１２を起こしてい
る場合、第二のレンズ３が光軸からはずれると、光ビー
ム１１は本来の光軸に対して傾き１３が生じ、像変換後
の結像位置が移動する。このとき、光ファイバ４を移動
量１４だけ移動し結像位置にファイバ端を配置すること
で、結合効率の極大値を得ることができる。しかし、光
ファイバ4の位置を補正しただけでは、（ａ）に示され
る位置ずれがないときの最大結合効率を得ることができ
ない。光ビームを０次のガウシアンビームであると仮定
した場合、像変換後の光ビームと光ファイバとの結合効
率ηは、ビームウェスト間の位置ずれがない場合以下の
ように表される。FIG. 5 shows an optical system for coupling the light of the light emitting element 1 to an optical fiber by using two lenses, a first optical lens 2 and a second optical lens 3. (A) shows the semiconductor laser 1, the first optical lens 2, the second optical lens 3 and the optical fiber 4 without displacement, and (b) and (c) show the optical components 1, 2, 3, 4 described above. Shows the case where the position shift or the angle shift occurs. When the second optical lens 3 is displaced 12 perpendicular to the optical axis 11 as shown in (b), when the second lens 3 is deviated from the optical axis, the light beam 11 is displaced from the original optical axis. As a result, the inclination 13 is generated, and the image forming position after image conversion moves. At this time, the maximum value of the coupling efficiency can be obtained by moving the optical fiber 4 by the movement amount 14 and disposing the fiber end at the image forming position. However, only by correcting the position of the optical fiber 4, it is not possible to obtain the maximum coupling efficiency shown in FIG. Assuming that the light beam is a 0th order Gaussian beam, the coupling efficiency η between the image-converted light beam and the optical fiber is expressed as follows when there is no displacement between the beam waists.
【０００６】[0006]
【数１】 但し[Equation 1] However
【０００７】[0007]
【数２】
ここで、Ｗ1は像変換後の光ビームのスポットサイズ、W
2は光ファイバのスポットサイズ、λは波長、θは光ビ
ームと光ファイバの角度ずれである。つまり、アクティ
ブアライメントによる調芯でビームウェスト間の位置ず
れを０に補正しても、光ビームに傾きがあればそれによ
って結合効率の低下が生じる。[Equation 2] Where W 1 is the spot size of the light beam after image conversion, W 1
2 is the spot size of the optical fiber, λ is the wavelength, and θ is the angular deviation between the light beam and the optical fiber. That is, even if the misalignment between the beam waists is corrected to 0 by the alignment by the active alignment, if the light beam is tilted, the coupling efficiency is deteriorated.
【０００８】第二の光レンズ３の位置精度は、その搭載
方法で決まる。例えば、前記特開平１１−３４４６４３
号公報に記載されたのものは、位置精度は第二の光レン
ズ３のパッケージへの固定精度及びサブアセンブリの搭
載精度で決まり、その値は従来の技術では数十μｍから
数百μｍ程度となる。このような搭載位置のばらつきが
あると、光ファイバのみのアクティブアライメントでは
高い結合効率を高歩留で得ることができない。また、
（ｃ）のように半導体レーザ１と第一の光レンズ２が搭
載されたサブアセンブリに傾きが生じた場合も（ｂ）と
同様に光軸の傾き１３が生じる。このような状態で光フ
ァイバを移動し補正を行ったとしても、本来の最大結合
効率を得ることはできない。The positional accuracy of the second optical lens 3 is determined by its mounting method. For example, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-344643.
In the one disclosed in the publication, the positional accuracy is determined by the fixing accuracy of the second optical lens 3 to the package and the mounting accuracy of the sub-assembly, and the value is about several tens μm to several hundreds μm in the conventional technique. . If there is such a variation in mounting position, it is not possible to obtain high coupling efficiency with high yield by active alignment using only optical fibers. Also,
Even when the subassembly in which the semiconductor laser 1 and the first optical lens 2 are mounted is tilted as in (c), the tilt 13 of the optical axis is also generated as in (b). Even if the optical fiber is moved and corrected in such a state, the original maximum coupling efficiency cannot be obtained.
【０００９】上記現象は、従来のように光レンズ搭載に
アクティブアライメントを用いた場合には、調芯工程に
よって光軸の傾きをキャンセルすることができるため考
慮する必要はなかったものであり、光レンズをパッシブ
アライメント搭載することにより始めて生じた問題点で
ある。When the active alignment is used for mounting the optical lens as in the prior art, the inclination of the optical axis can be canceled by the aligning step, and therefore it is not necessary to consider it. This is the first problem that occurred when the lens was equipped with passive alignment.
【００１０】従って、本発明の主な目的は、各光レンズ
をパッシブアライメントにより搭載し、光ファイバのみ
をアクティブアライメントで調芯するという方法の利点
を生かし、かつ簡単な手段を採用することで低コスト化
を可能にし、同時に上記問題点を解決し、高結合効率を
得る光伝送モジュールを提供することである。Therefore, the main object of the present invention is to use the advantages of the method in which each optical lens is mounted by passive alignment, and only the optical fiber is aligned by active alignment, and by adopting a simple means, An object of the present invention is to provide an optical transmission module that enables cost reduction, solves the above problems at the same time, and obtains high coupling efficiency.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光伝送モジュールは、発光素子と、又は発
光素子殻の光を変調する光変調器と光ファイバとを光レ
ンズを介して光結合させる構成部をもつ光伝送モジュー
ルにおいて、前記レンズと光ファイバとの間に、前記レ
ンズから前記光ファイバへの入射光ビームの軸光ビーム
の傾きを所定の範囲の中で任意の値だけ変換できる光調
芯手段を設けて構成される。In order to achieve the above object, the optical transmission module of the present invention includes a light emitting element, or an optical modulator for modulating the light of the light emitting element shell and an optical fiber via an optical lens. In an optical transmission module having a component for optically coupling by means of an optical axis, an inclination of an axial light beam of an incident light beam from the lens to the optical fiber is set to an arbitrary value between the lens and the optical fiber within a predetermined range. It is configured by providing an optical alignment means capable of converting only.
【００１２】前記光調芯手段の好ましい形態は、くさび
形プリズムを少なくとも２枚をいずれも光軸を中心に回
転可能に組み合わせたものである。A preferred form of the optical alignment means is a combination of at least two wedge prisms, each of which is rotatable about the optical axis.
【００１３】本発明によれば、前記レンズと光ファイバ
との間の軸光ビームの傾きが簡単な操作で、所定の角度
範囲で任意の角度で調整できるので、前述の図５で説明
した光レンズ３が光軸１１に垂直な位置ずれ１２を起こ
している場合（ｂ）又は半導体レーザと第一の光レンズ
２が搭載されたサブアセンブリに傾きが生じた場合
（ｃ）も光ビームと光ファイバとの結合効率ηが改善さ
れる。According to the present invention, the inclination of the axial light beam between the lens and the optical fiber can be adjusted at an arbitrary angle within a predetermined angle range by a simple operation. Even when the lens 3 is displaced 12 perpendicular to the optical axis 11 (b) or when the subassembly in which the semiconductor laser and the first optical lens 2 are mounted is tilted (c), the light beam and the light beam The coupling efficiency η with the fiber is improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図1は本発明による光伝送モジュ
ールの一実施例における発光素子と光ファイバの結合部
の原理的構成を示す模式図である。本実施例では、発光
素子（半導体レーザ）１と光ファイバ４との間に、第一
の光レンズ２と第二の光レンズ３との２枚のレンズを配
置し、第二の光レンズ３と光ファイバ４との間には、光
ビームの傾きを変換するため、くさび形プリズム５を光
軸上に同軸に２枚並べた光調芯手段7を配置している。1 is a schematic diagram showing the principle structure of a coupling portion between a light emitting element and an optical fiber in an embodiment of an optical transmission module according to the present invention. In this embodiment, two lenses, a first optical lens 2 and a second optical lens 3, are arranged between the light emitting element (semiconductor laser) 1 and the optical fiber 4, and the second optical lens 3 is arranged. Between the optical fiber 4 and the optical fiber 4, there is arranged an optical alignment means 7 in which two wedge prisms 5 are coaxially arranged on the optical axis in order to convert the inclination of the light beam.
【００１５】（ａ）は、図５（ａ）同様、光学部品に位
置ずれがない場合、（ｂ）は図５（ｂ）と同様第二の光
レンズ３に、光軸に垂直な位置ずれ１２が発生している
場合である。半導体レーザ１から出射した光ビーム１１
は、（ｂ）のように光学部品の位置ずれがあれば傾き１
３が生じるが、（ａ）の場合は傾きは発生しない。ま
た、（ｂ）の場合においても、位置ずれの程度によっ
て、傾きの値も変動する。このような任意の値をとる光
ビームの傾きは、２枚のくさび形プリズム５から成る光
調芯手段７により所望の値、すなわち光ファイバの光軸
に並行となるようにすることができる。Similar to FIG. 5 (a), (a) shows the case where the optical component has no positional deviation, and (b) shows the same as in FIG. 5 (b), the second optical lens 3 has a positional deviation perpendicular to the optical axis. This is the case where 12 has occurred. Light beam 11 emitted from semiconductor laser 1
Is tilted 1 if there is a displacement of the optical components as shown in (b).
3 occurs, but no inclination occurs in the case of (a). Also in the case of (b), the value of the inclination also changes depending on the degree of positional displacement. The inclination of the light beam having such an arbitrary value can be made to be a desired value, that is, parallel to the optical axis of the optical fiber by the optical alignment means 7 composed of the two wedge-shaped prisms 5.
【００１６】図２は、上記光調芯手段のビーム角度を可
変する機能を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the function of varying the beam angle of the above-mentioned optical alignment means.
【００１７】光レンズからのビーム１１は、光調芯手段
が無い場合は、結像面Ｏ点に入射する。２枚のくさび形
プリズム５の１つのみが設けられ、そのプリズムを光軸
１１に対して一回転すると、点Ｏ２からの光は結像面で
円周R1上に位置する。円周R1上の一点Ｏ１上に入射する
ように上記プリズムが固定されているとき、第２のプリ
ズムを設け、その第二のプリズムを光軸１１に対して一
回転すると、点Ｏ１上の照射位置は、円周R２上に変わ
る。従って、第一及び第二のプリズム５を光軸１１対し
て相互に回転すると、第一及び第二のプリズム回転の組
み合わせによって、円周R３の内側の全ての位置に光ビ
ームを入射できる。すなわち、円周R３に囲まれる底面
に対して、点８（光調芯手段の位置）のはる立体角ωの
範囲で光ビームの結像面への入射角度を調整できる。こ
のことは、光の可逆原理によって、円周R３に囲まれる
底面の点８に対称な位置である円周ｒ３に囲まれる面内
から点８に向かった光ビームは結像面の中心のＯ点に入
射できる。従って、図１（ｂ）のずれ１２が、円周ｒ３
に囲まれる面内であれば、光ファイバの光軸に並行に入
射するようにビームを調整できる。なお、光軸９から結
像面までの変換角は、は２つのプリズム５夫々の変換角
度の和となり、２つのプリズム５夫々の変換角が等しい
ときは、図のように、円周R３内の全ての位置に変換で
きる。各プリズムの偏角は、プリズムの最質の屈折率及
び頂角で決まる。The beam 11 from the optical lens enters the image forming plane O point when there is no optical alignment means. Only one of the two wedge-shaped prisms 5 is provided, and when the prism is rotated once with respect to the optical axis 11, the light from the point O2 is located on the circumference R1 at the image plane. When the prism is fixed so as to be incident on one point O1 on the circumference R1, a second prism is provided, and when the second prism is rotated once with respect to the optical axis 11, irradiation on the point O1 is performed. The position changes on the circumference R2. Therefore, when the first and second prisms 5 are mutually rotated with respect to the optical axis 11, the light beam can be incident on all positions inside the circumference R3 by the combination of the rotations of the first and second prisms. That is, with respect to the bottom surface surrounded by the circumference R3, the incident angle of the light beam on the image forming surface can be adjusted within the range of the solid angle ω of the point 8 (position of the optical alignment means). This means that, due to the reversible principle of light, the light beam directed from the in-plane surrounded by the circumference r3, which is a position symmetrical to the bottom surface surrounded by the circumference R3, to the point 8 is O at the center of the imaging plane. Can be incident on a point. Therefore, the deviation 12 in FIG.
The beam can be adjusted so as to be incident parallel to the optical axis of the optical fiber in the plane surrounded by. The conversion angle from the optical axis 9 to the image plane is the sum of the conversion angles of the two prisms 5, and when the conversion angles of the two prisms 5 are equal, as shown in the figure, within the circumference R3. Can be converted to all positions. The deflection angle of each prism is determined by the highest quality index of refraction and apex angle of the prism.
【００１８】図１に戻り、プリズム５を光軸を軸とした
回転１６を行い、２つのプリズム相互間の回転角の位相
差を調整することで、光軸の傾きを０°から一定の範囲
内で任意の値に変換することができる。例えば、光軸の
偏角が２°のプリズムを２枚用いた場合は、プリズム回
転角間位相差が１８０°のときは変換角０、位相差が０
のときは変換角４°が得られる。Returning to FIG. 1, the prism 5 is rotated about the optical axis 16 to adjust the phase difference of the rotation angle between the two prisms, so that the inclination of the optical axis is within a certain range from 0 °. Can be converted to any value within. For example, when two prisms with an optical axis declination of 2 ° are used, the conversion angle is 0 and the phase difference is 0 when the phase difference between the prism rotation angles is 180 °.
In this case, a conversion angle of 4 ° is obtained.
【００１９】すなわち、光ビームの傾きの変動は、２枚
のくさび形プリズム５の回転角の位相差を適切な値にす
ることによって調整することができる。（ａ）では、光
ビームの傾きが発生していないので、２枚のくさび形プ
リズム５の回転角位相差を１８０°として、変換角を０
としている。なお、２枚のくさび形プリズム５の存在に
より光軸のずれ１４が発生するが、このずれは光ファイ
バ４をアクティブアライメントにより調芯する際に完全
に補正されるので、問題にはならない。That is, the variation of the inclination of the light beam can be adjusted by setting the phase difference of the rotation angles of the two wedge prisms 5 to an appropriate value. In (a), since the inclination of the light beam is not generated, the rotation angle phase difference between the two wedge prisms 5 is set to 180 ° and the conversion angle is set to 0.
I am trying. The presence of the two wedge-shaped prisms 5 causes a deviation 14 of the optical axis, but since this deviation is completely corrected when the optical fiber 4 is aligned by active alignment, it is not a problem.
【００２０】一方、（ｂ）では、光ビームに傾き１３が
生じているので、２枚のくさび形プリズム５の回転角位
相差を適切な値に調整して（図では同位相としてい
る）、光ファイバに入射する光ビームの傾きを０にして
いる。なお、図１では、光ファイバの端面は光軸に対し
て垂直としたが、実際の光伝送モジュールの場合、光フ
ァイバ端面でのビームの反射を防ぐために端面に傾斜を
設ける場合が多い。そのとき、最大結合効率を示す光フ
ァイバに入射するビームの傾きは０ではなくなる。例え
ば、端面傾斜角を８°とした場合、最大結合効率を示す
光ビームの傾きは約３.７°となる。このような光ファ
イバの入力端を用いた場合は、くさび形プリズム２枚組
の位相を調整して、光ビームが最大結合効率を示す角度
となるように調整することが望ましい。On the other hand, in (b), since the light beam has an inclination 13, the rotation angle phase difference between the two wedge prisms 5 is adjusted to an appropriate value (the phase is the same in the figure). The inclination of the light beam incident on the optical fiber is set to zero. Although the end surface of the optical fiber is perpendicular to the optical axis in FIG. 1, in the case of an actual optical transmission module, the end surface is often provided with an inclination in order to prevent reflection of the beam at the end surface of the optical fiber. At that time, the inclination of the beam incident on the optical fiber showing the maximum coupling efficiency is not zero. For example, when the end face inclination angle is 8 °, the inclination of the light beam exhibiting the maximum coupling efficiency is about 3.7 °. When such an input end of the optical fiber is used, it is desirable to adjust the phase of the pair of wedge-shaped prisms so that the light beam has an angle showing the maximum coupling efficiency.
【００２１】図３は本発明による光伝送モジュールの一
実施例の構成を示す側断面図である。本実施例の学系
は、図１と同様２枚の光レンズ２及び3及び２枚のくさ
び形プリズム５を組み合わせた光調芯手段７、光ファイ
バ４をもつ。半導体レーザ１から第二の光レンズ３まで
の光学部品は、先に示した公知例と同等の公知の技術に
より搭載される。半導体レーザ１は、シリコン基板から
なるサブアセンブリ２１上にアライメントマークを基準
に公知のボンディング剤を用いて固定されている。半導
体レーザ１の後方（レンズ２と反対側）には、半導体レ
ーザ１の出力をモニターするフォトダイオード６が、同
じく公知のボンディング剤により固定されている。第一
の光レンズ２は、サブアセンブリ２１に設けられたシリ
コン基板の異方性エッチングにより形成されたＶ溝２２
上に搭載されている。第一の光レンズ２の搭載方法は上
記以外の方法でも良いが、短時間で厳密な位置合わせが
できる工程であることが必要である。これら部品が搭載
されたサブアセンブリ２１は、モジュールパッケージ２
３底面のしかるべき位置に公知のボンディング剤を用い
て固定される。第二の光レンズ３は、モジュールパッケ
ージ２３にあらかじめ固定されている。FIG. 3 is a side sectional view showing the construction of an embodiment of the optical transmission module according to the present invention. The academic system of this embodiment has an optical alignment means 7 and an optical fiber 4 in which two optical lenses 2 and 3 and two wedge prisms 5 are combined, as in FIG. The optical components from the semiconductor laser 1 to the second optical lens 3 are mounted by a publicly known technique equivalent to the above-mentioned publicly known example. The semiconductor laser 1 is fixed on a subassembly 21 made of a silicon substrate using a known bonding agent based on alignment marks. A photodiode 6 for monitoring the output of the semiconductor laser 1 is fixed to the rear of the semiconductor laser 1 (on the side opposite to the lens 2) by a known bonding agent. The first optical lens 2 has a V groove 22 formed by anisotropic etching of a silicon substrate provided in the subassembly 21.
Mounted on. Although the mounting method of the first optical lens 2 may be a method other than the above, it is necessary that the step is such that strict alignment can be performed in a short time. The subassembly 21 on which these parts are mounted is the module package 2
3 It is fixed to a proper position on the bottom surface by using a known bonding agent. The second optical lens 3 is fixed to the module package 23 in advance.
【００２２】光ファイバ４は第二の光レンズ３の前方に
取り付けられるが、これらの間の光軸上に、光ビームの
傾きを任意の値に変換できる手段として同一形状のくさ
び形プリズム５を２枚光軸上に設置している。半導体レ
ーザ１を発光させ、光ファイバ４のＸＹＺ軸と、２枚の
くさび形プリズム５の回転角位相差を調整することで最
大結合効率を得られる位置を検出し、ＹＡＧ溶接により
くさび形プリズム５及び光ファイバ４を固定する。The optical fiber 4 is mounted in front of the second optical lens 3, and a wedge prism 5 of the same shape is arranged on the optical axis between them as a means for converting the inclination of the light beam into an arbitrary value. Two are installed on the optical axis. The semiconductor laser 1 is caused to emit light, and the XYZ axes of the optical fiber 4 and the rotational angle phase difference between the two wedge prisms 5 are adjusted to detect the position where the maximum coupling efficiency can be obtained, and the wedge prism 5 is welded by YAG welding. And the optical fiber 4 is fixed.
【００２３】図４は本発明による光伝送モジュールの他
の実施例における発光素子と光ファイバの結合部の構成
を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing the structure of the coupling portion between the light emitting element and the optical fiber in another embodiment of the optical transmission module according to the present invention.
【００２４】本実施例は、光結合用レンズを１枚として
いる点で図１の実施例と異なる。レンズを１枚とした光
学系でもビームの傾きを発生する要因は存在する。図４
に示すように、半導体レーザ１とレンズ２が光軸の垂直
方向に位置ずれ１２を生じれば、光ビームの傾き１３が
生じる。また、図示されていないが、半導体レーザとレ
ンズとを搭載したアブアセンブリがその搭載時に傾け
ば、それが光ビームの傾きとなる。このとき、レンズ２
と光ファイバ４との間の光軸上に光ビームの傾きを任意
の値に変換できる手段としてくさび形プリズム５を２枚
組み合わせたものを設置し、２枚のくさび形プリズム５
の位相差を適切な値に設定すれば（図では同位相として
いる）、図１の実施例と同様に光ファイバの傾きを０°
に補正することができ、その結果、光軸ずれがない場合
と同等の最大結合効率を得ることができる。また、図示
はしていないが、光ビームの傾きがない場合は、２枚の
くさび形プリズムの位相差を１８０°として、変換角を
０とすればやはり最大結合効率を得ることができる。This embodiment differs from the embodiment of FIG. 1 in that the number of optical coupling lenses is one. Even in an optical system with one lens, there is a factor that causes the tilt of the beam. Figure 4
As shown in FIG. 3, if the semiconductor laser 1 and the lens 2 are displaced 12 in the direction perpendicular to the optical axis, an inclination 13 of the light beam is produced. Further, although not shown, if the ab assembly mounting the semiconductor laser and the lens is tilted at the time of mounting, it becomes the tilt of the light beam. At this time, the lens 2
A combination of two wedge prisms 5 is installed as means for converting the inclination of the light beam to an arbitrary value on the optical axis between the two wedge prisms 5.
If the phase difference is set to an appropriate value (the phase is the same in the figure), the inclination of the optical fiber is 0 ° as in the embodiment of FIG.
Therefore, the maximum coupling efficiency equivalent to the case where there is no optical axis shift can be obtained. Further, although not shown, if there is no inclination of the light beam, the maximum coupling efficiency can still be obtained by setting the phase difference between the two wedge prisms to 180 ° and the conversion angle to 0.
【００２５】上述の実施例では、調芯手段７として、２
個のプリズムを組み合わせた場合を示したが、３個以上
でもよいことは明らかである。ただし光損失、調整の簡
易さ、低コスト化の観点では２個が最も望ましい。ま
た、調芯手段７は光伝送モジュール以外の光学装置にも
適用できる。In the above embodiment, the aligning means 7 is 2
The case where three prisms are combined is shown, but it is obvious that three or more prisms may be combined. However, from the viewpoint of light loss, easiness of adjustment, and cost reduction, two pieces are most desirable. The aligning means 7 can also be applied to optical devices other than the optical transmission module.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、光ビームの傾きを任意
の値だけ変換できる光調芯手段により、高い結合効率を
有する光伝送モジュールを高歩留で提供することができ
る。また、アクティブアライメントによる調芯工程を極
力減らすことができるため、低価格な光伝送モジュール
を提供することができる。According to the present invention, an optical transmission module having a high coupling efficiency can be provided with a high yield by an optical alignment means capable of converting the inclination of a light beam by an arbitrary value. Moreover, since the alignment process by active alignment can be reduced as much as possible, a low-cost optical transmission module can be provided.
【００２７】尚、本発明の光伝送モジュールの実施例で
は、くさび形プリズム回転による調整という新たな工程
が発生するため、従来の光ファイバのみアクティブアラ
イメントを用いた組立法に比べて若干の工程時間増加が
生じる。しかしながら、この調整は回転方向のみであ
り、また、くさび形プリズムの厳密な位置合わせは全く
必要としないため、従来のレンズをアクティブアライメ
ントする方式に比べればその工程時間は非常に少ない。
よって、本発明により組立コストが上昇するということ
は殆どない。In the embodiment of the optical transmission module of the present invention, a new step of adjusting by rotating the wedge-shaped prism occurs, so that the process time is slightly shorter than that of the conventional assembly method using active alignment only for optical fibers. Increase occurs. However, since this adjustment is performed only in the rotation direction and no exact alignment of the wedge prism is required, the process time is much shorter than that of the conventional active alignment method for lenses.
Therefore, the present invention hardly raises the assembly cost.
【図１】本発明による光伝送モジュールの光学系を示す
模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of an optical transmission module according to the present invention.
【図２】本発明に係る光調芯手段のビーム角度を可変す
る機能を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the function of varying the beam angle of the optical alignment means according to the present invention.
【図３】本発明による光伝送モジュールの一の実施形態
を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing an embodiment of an optical transmission module according to the present invention.
【図４】本発明による光伝送モジュールの他の実施例に
おける発光素子と光ファイバの結合部の構成を示す側断
面図であるFIG. 4 is a side sectional view showing a configuration of a coupling portion between a light emitting element and an optical fiber in another embodiment of the optical transmission module according to the present invention.
【図５】従来の光伝送モジュールにおける光学系を示す
模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an optical system in a conventional optical transmission module.
１…半導体レーザ、２…第一の光レンズ、３…第二の光
レンズ、４…光ファイバ、５…くさび形プリズム、６…
フォトダイオード、１１…光ビーム、１２…光学部品の
位置ずれ、１３…光ビームの角度ずれ、１４…光ビーム
結像位置移動量（光ファイバ移動量）、１５…光調芯手
段（くさび形プリズム２枚組）、１６…くさび形プリズ
ムの光軸を軸とした回転、２１…シリコン基板、２２…
Ｖ溝、２３…モジュールパッケージ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 2 ... 1st optical lens, 3 ... 2nd optical lens, 4 ... Optical fiber, 5 ... Wedge prism, 6 ...
Photodiode, 11 ... Light beam, 12 ... Misalignment of optical parts, 13 ... Misalignment of light beam, 14 ... Light beam imaging position movement amount (optical fiber movement amount), 15 ... Optical alignment means (wedge prism) 2 sets), 16 ... Rotation around the optical axis of the wedge prism, 21 ... Silicon substrate, 22 ...
V groove, 23 ... Module package.
Claims (5)
ァイバを光レンズを介して光結合させる光結機構をもつ
光伝送モジュールにおいて、前記光レンズと光ファイバ
との間に、光ビームの傾きを所定立体角の範囲の中で任
意の値で変換する光調芯変換手段を備えたことを特徴と
する光伝送モジュール。1. An optical transmission module having an optical coupling mechanism for optically coupling a light emitting element and an optical fiber or an optical modulator and an optical fiber via an optical lens, wherein a light beam of a light beam is provided between the optical lens and the optical fiber. An optical transmission module comprising an optical alignment conversion means for converting an inclination into an arbitrary value within a range of a predetermined solid angle.
ズムの組み合わせと、前記プリズムを光軸に対して回転
する回転手段とをもつことを特徴とする請求項１記載の
光伝送モジュール。2. The optical transmission module according to claim 1, wherein the optical alignment converting means has a combination of a plurality of wedge prisms and a rotating means for rotating the prisms with respect to the optical axis.
ズの２枚により構成されることを特徴とする請求項１又
は２記載の光伝送モジュール。3. The optical transmission module according to claim 1, wherein the lens is composed of two lenses, a first lens and a second lens.
入力端面が前記光ファイバの垂直断面に対し斜めに研磨
されたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の光伝
送モジュール。4. The optical transmission module according to claim 1, wherein an input end face of the optical fiber facing the lens is polished obliquely with respect to a vertical cross section of the optical fiber.
と、上記複数個のくさび形プリズムの少なくとも２枚を
光軸に対して回転する手段とをもつことを特徴とする光
調芯装置。5. An optical alignment device comprising a combination of a plurality of wedge prisms and means for rotating at least two of the plurality of wedge prisms with respect to an optical axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001354006A JP2003156664A (en) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Optical transmission module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001354006A JP2003156664A (en) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Optical transmission module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003156664A true JP2003156664A (en) | 2003-05-30 |
Family
ID=19165920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001354006A Pending JP2003156664A (en) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Optical transmission module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003156664A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108535735A (en) * | 2018-04-13 | 2018-09-14 | 长春理工大学 | Range simulation device for indoor continuously adjustable |
-
2001
- 2001-11-20 JP JP2001354006A patent/JP2003156664A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108535735A (en) * | 2018-04-13 | 2018-09-14 | 长春理工大学 | Range simulation device for indoor continuously adjustable |
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