JP2004029161A

JP2004029161A - 光半導体素子モジュール

Info

Publication number: JP2004029161A
Application number: JP2002182031A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Hino; 日野　滋樹
Original assignee: NTT Electronics Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】簡単に再現性良く光軸が揃えられる光半導体素子モジュールを提供する。
【解決手段】パッケージ８の外部より内部に貫通して、マウント６に達する位置決めライナ１７の外部ライナ１８に、第２のレンズ３と光ファイバ４が装着された光ファイバコリメータ２２が接続され、内部ライナ１９ａ、１９ｂには、第１のレンズが配置される。マウント６に搭載された光半導体素子１の光軸Ｂを中心としてマウント６に円環状のガイド溝２０に内部ライナ１９が嵌合されているため、位置決めライナ１７の中心軸Ｃが、簡単に再現性良く光軸Ｂに揃えられる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に用いる光半導体素子モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信においては、半導体レーザ等の光半導体素子と光ファイバとを光学的に結合させた光半導体素子モジュールが用いられている。光半導体素子モジュールとして実装する光半導体素子と光ファイバとの結合には種々の方法があるが、２レンズ系の結合方法が位置決め精度の要求が緩やかで、組み立てが比較的容易であるため好んで用いられる。
【０００３】
従来の２レンズ系の結合方法を用いる光半導体素子モジュールは、図９に示すように、光半導体素子１０１からの出射光を第１のレンズ１０２により平行光とし、第２のレンズ１０３で集光して光ファイバ１０４のコアに結合させる。ここで、光半導体素子１０１はサブマウント１０５を介して、温度制御用のペルチェモジュール１０７上に密着して配置されたマウント１０６に搭載されている。第１のレンズ１０２を保持するレンズホルダ１０９は、光半導体素子１０１の光出射端面と第１のレンズ１０２の光軸が一致するように高さ調整されたマウント１０６の出射側領域に設置されている。このようにしてマウント１０６に搭載された光半導体素子１０１は、パッケージ１０８の内部に配置される。パッケージ１０８の光出射側のパッケージ側壁１１３には、光半導体素子１０１と第１のレンズ１０２の光軸上に窓１１５が設けられている。パッケージ側壁１１３の外側には、窓１１５からの出射光を光ファイバ１０４に結合するための第２のレンズ１０３を内蔵する光ファイバコリメータ１２２が設けられている。光ファイバ１０４は、その先端に設けられたフェルール１１１により光ファイバコリメータ１２２に接続される。第２のレンズ１０３は、光ファイバ１０４に最大強度の光出力が得られるように光ファイバコリメータ１２２内で位置調整される。さらに、パッケージ１０８は、蓋１１４が設けられ、乾燥窒素ガス等で気密封止される。
【０００４】
このような光半導体素子モジュールにおいて、光半導体素子１０１、第１及び第２のレンズ１０２、１０３、光ファイバ１０４等の光軸を精度よく結合する必要がある。各光学部品の光軸が平行に調整されている場合、最適結合状態からの位置ずれより生じる結合効率劣化の許容値を、例えば、０．５ｄＢとすると、光半導体素子１０１と第１のレンズ１０２間で、光軸方向：±２０μｍ、光軸の直交方向：±１０μｍ、第１のレンズ１０２と第２のレンズ１０３間で、光軸方向：±１０００μｍ、光軸の直交方向：±１００μｍである。光半導体素子１０１と第１のレンズ１０２間の光軸合わせには高い精度が要求されるため、光半導体素子１０１と第１のレンズ１０２はマウント１０６上で精密に位置決めされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光半導体素子モジュールでは、光半導体素子１０１の温度制御のためマウント１０６はペルチェモジュール１０７の上に密着固定される。ところで、ペルチェモジュール１０７は、ペルチェ素子を複数積層した構造であり、また、光学部品でないので、製造時の寸法公差は大きい。ペルチェモジュール１０７は、高さばかりでなく、マウント１０６が装着される表面の傾斜も大きくばらついている。このため、マウント１０６上の光半導体素子１０１と第１のレンズ１０２の光軸は、ペルチェモジュール１０７の形状によって決まり、第２のレンズ１０３と光ファイバ１０４の光軸に対して垂直方向の位置ずれに加えて、光軸の平行度のずれ、即ち角度ずれが容易に生じてしまう。このような光軸のずれを補正するため、光半導体素子モジュールの組み立て時に第２のレンズ１０３や光ファイバ１０４の位置、あるいは、マウント１０６の設置位置を調整しているが、光半導体素子１０１と光ファイバ１０４の結合効率の劣化は免れない。また、さらに、マウント１０６の位置が設計位置よりずれることにより、例えば、パッケージ１０８内に実装される光半導体素子１０１の駆動回路との接続に支障をきたすことにもなる。このように、従来の光半導体素子モジュールにおいては、光半導体素子１０１と光ファイバ１０４の結合効率の劣化により製造歩留まりが低下し、光軸調整工程による製造コストの増大を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の光半導体素子モジュールの問題点を除くためになされたもので、その目的とするところは、簡単に再現性良く光ファイバと光半導体素子の光軸が揃えられる光半導体素子モジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の特徴は、（イ）光半導体素子と、（ロ）光半導体素子を搭載するマウントと、（ハ）光半導体素子及びマウントを収納するパッケージと、（ニ）マウントの一部に端部が嵌合し、パッケージの外部まで延在して光ファイバの端部を収納し、光半導体素子の光軸と光ファイバの中心軸を位置決めする位置決めライナとを含む光半導体素子モジュールであることを要旨とする。
【０００８】
本発明の光半導体素子モジュールにおいて、位置決めライナは、パッケージの内部に延在し、上面が、中心軸に平行で、かつ、中心軸を通る水平面以下の面となるように一部が残されている内部ライナと、パッケージの外部に延在する円筒状の外部ライナとよりなることが好ましい。位置決めライナが、ステンレス鋼よりなることが好ましい。また、位置決めライナは、ステンレス鋼製の円筒を金メッキした後、内部ライナが切削されて形成されることが好ましい。また、マウントは、光半導体素子の光軸を中心とする円環状で、内部ライナの端部が嵌合するガイド溝を有することが好ましい。さらに、マウントに設けた配線基板と、配線基板に配列され、光半導体素子に高速信号を供給する電子回路８５を搭載する駆動回路基板とを、さらに実装することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、形状や寸法は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な形状や寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１０】
本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールは、図１に示すように、光半導体素子１と、光半導体素子１を搭載するマウント６と、光半導体素子１及びマウント６を収納するパッケージ８と、マウント６の一部に端部が嵌合し、パッケージ８の外部まで延在して光ファイバ４の端部を収納し、光半導体素子１の光軸Ｂと光ファイバ４の中心軸を位置決めする位置決めライナ１７とを含む。光半導体素子１は、例えば、半導体レーザであり、サブマウント５を介して、温度制御用のペルチェモジュール７上に配置されたマウント６に搭載されている。サブマウント５及びマウント６は、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）よりなるが、他の熱伝導率の大きい金属、例えば、銅（Ｃｕ）等であっても良い。ここでは、光半導体素子１は、サブマウント５を介してマウント６に搭載されているが、サブマウント５を省いて直接マウント６に搭載しても良い。位置決めライナ１７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）よりなり、パッケージ８の外部より、パッケージ側壁１３の側壁孔２４を通して挿入される円筒状の外部ライナ１８と、外部ライナ１８からマウント６へとパッケージ８の内部で部分円筒状に延在する内部ライナ１９ａ、１９ｂより一体として構成されている。２本の内部ライナ１９ａ、１９ｂは、それぞれ部分円筒状のビーム１９ａ、１９ｂからなる。２本のビーム１９ａ、１９ｂはいずれも中心軸Ｃより下部に配置されている。ここでは、内部ライナ１９ａ、１９ｂの構造として２本のビーム形状としているが、半円筒形状でもよく、この場合も半円筒部を中心軸の下部に設ければよい。外部ライナ１８の円筒内部には、パッケージ８の内側に設けられた窓１５と、それに面して戻り光を防止するアイソレータ２１が、挿入されている。従って、中心軸Ｃは、自動的に窓１５及びアイソレータ２１の中心に設定される。窓１５は、本発明の実施の形態では、サファイアを用いているが、光半導体素子１の出射光に対して十分な透過率を有するものであれば、石英あるいはガラス等が使用できる。外部ライナ１８の外部ライナ端２３には、フランジ３７に嵌め込まれた第２のレンズ３を内蔵する光ファイバコリメータ２２が接合されている。光ファイバ４は、先端に設けられたフェルール１１により光ファイバコリメータ２２に接続されている。光ファイバコリメータ２２は円筒状であり、光ファイバコリメータ２２の中心軸が第２のレンズ３及び光ファイバ４の中心に揃うようにフランジ３７及びフェルール１１により調芯する。一方、内部ライナ１９ａ、１９ｂには、フランジ３３に嵌め込まれた第１のレンズ２を保持するレンズホルダ３２が配置されている。レンズホルダ３２の底面は、位置決めライナの円筒内径に合わせてあるため内部ライナ１９ａ、１９ｂ上に安定して設置できる。部分円筒状の内部ライナ１９ａ、１９ｂの端は、マウント６に設けられたガイド溝２０に嵌合されている。さらに、パッケージ８は、蓋１４が設けられ、乾燥窒素ガス等で気密封止されている。
【００１１】
ここで、外部ライナ１８の外部ライナ端２３は、位置決めライナ１７の中心軸に対して直交する面になっているため、位置決めライナ１７及び光ファイバコリメータ２２の中心軸を一致するように調芯することが簡単にできる。この結果、第２のレンズ３及び光ファイバ４の中心は、位置決めライナ１７の中心軸Ｃに揃えられる。また、内部ライナ１９ａ、１９ｂは、位置決めライナ１７の中心軸の下部に平行に形成され、マウント６のガイド溝２０により固定されている。マウント６のガイド溝２０は、サブマウント５を介して搭載されている光半導体素子１の光軸Ｂを中心とし、溝内径及び外径が位置決めライナ１７の円筒内径及び外径に合わせた円環状となっている。位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂのそれぞれの端部が、ガイド溝に嵌合されると、自動的に光半導体素子１の光軸Ｂと位置決めライナ１７の中心軸Ｃが揃えられる。このように、マウント６が装着されているペルチェモジュール７の形状に影響されることなく、光半導体素子１の光軸に第１のレンズを容易に調芯することができる。従って、光半導体素子１の光軸を第１及び第２のレンズ２、３を通して光ファイバ４に簡単に、かつ高精度に光学的に結合することができる。
【００１２】
本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールの製造方法を、図２〜図６を用いて説明する。なお、以下に述べる光半導体素子モジュールの製造方法は、一例であり、これ以外の種々の製造方法により、実現可能であることは勿論である。
【００１３】
（イ）本発明の実施の形態に係わる位置決めライナ１７は、図２に示すように、表面に金メッキを施したＳＵＳ円筒を加工して作製される。ＳＵＳ円筒の外部ライナ端２３は、位置決めライナ１７の中心軸Ｃに対して直交するように切断されている。このＳＵＳ円筒の一方の端側で上下の面を切削し、ビーム状に２本の内部ライナ１９ａ、１９ｂを作製する。内部ライナ１９ａ、１９ｂの切削面は、中心軸Ｃに平行に形成され、金メッキ層のないＳＵＳ面となっている。２本の内部ライナ１９ａ、１９ｂの上方の切削面を結ぶ線が、位置決めライナ１７の中心軸Ｃを通る水平線より下になるようにしてある。本発明の実施の形態では、内部ライナ１９ａ、１９ｂは、位置決めライナ１７のＳＵＳ円筒の下面も切削して２本のビーム状に形成しているが、下面の切削を省略して１本にしてもよい。このようにして加工された位置決めライナ１７は、パッケージ側壁１３の側壁孔２４に挿入され、パッケージ側壁１３外面と外部ライナ１８の金メッキ表面が銀ロウ付けされる。銀ロウ付けは、位置決めライナ１７の固定だけでなく、気密封止の目的もある。なお、位置決めライナ１７には、後述するように、レンズホルダ３２や窓１５が固定されるため、その固定方法に応じて表面処理を施しておく必要がある。通常、レンズホルダ３２や窓１５等はＹＡＧレーザ溶接による固定、あるいは銀ロウ付け固定が行われるが、ＹＡＧレーザ溶接固定の場合には表面をＳＵＳ地に、また銀ロウ付けの場合には表面を金メッキ処理するのが良い。ＳＵＳ円筒内面にＹＡＧレーザ溶接が必要となる場合は、内面にメッキされた金層を予め除去しておく。あるいは、ＳＵＳ円筒に金メッキを施す時、ＳＵＳ円筒に栓をしてＳＵＳ円筒内面に金メッキがされないようにしておいても良い。
【００１４】
（ロ）光半導体素子１が搭載されるマウント６は、図３に示すように、サブマウント５上にダイボンドされた光半導体素子１の光軸Ｂを中心とした円環状にガイド溝２０が形成されている。位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂの先端がガイド溝２０に嵌合される。ここで、ガイド溝２０の円弧外径及び内径は、位置決めライナ１７に用いているＳＵＳ円筒の外径及び内径に嵌合のクリアランスを持たせたものである。ガイド溝２０の深さは、位置決めライナ１７の中心軸Ｃと、光半導体素子１の光軸Ｂとの平行度が確保できる程度、例えば、位置決めライナ１７に用いているＳＵＳ円筒の外径の１／２以上としてある。このように、ガイド溝の中心である光半導体素子１の光軸Ｂと位置決めライナ１７の中心軸Ｃは、自動的に略同一直線上に揃えられる。ガイド溝２０が円環状溝であるため、位置決めライナ１７には円環状溝に沿った回転方向の自由度があり、マウント６と位置決めライナ１７が互いに傾いて固定される場合も考えられるが、光半導体素子１の光軸Ｂと位置決めライナ１７の中心軸Ｃはほとんど動かないので、問題ない。ここで、マウント６に内部ライナ１９ａ、１９ｂを嵌合させるため、マウント６の底面とペルチェモジュール７表面には、間隙が残るようにしてある。この間隙は導電性のペースト、例えば、銀ペーストにより埋められる。銀ペーストが固化してペルチェモジュール７の上に、位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂを嵌合した状態でマウント６が固定される。銀ペーストの注入は、マウント６の外周からでもよいが、マウント６の中央領域に注入孔を設けて行えば効率的にできる。
【００１５】
（ハ）位置決めライナ１７の外部ライナ１８のパッケージ８の内側には、図４に示すような、ガラス１５ａにコバールよりなる継手１５ｂが溶接された窓１５が挿入される。継手１５ｂの外径は、外部ライナ１８の内径に対して挿入のクリアランスだけ小さくしてある。気密封止のため、挿入された窓１５の継手１５ｂが、外部ライナ１８の内部にはんだ付けあるいはロウ付けされる。また、アイソレータ２１を、位置決めライナ１７の外部ライナ端２３側に挿入し、固定する。このアイソレータ２１の固定には、予め外部ライナ１８に設けられた横孔を通してＹＡＧレーザ溶接する方法がある。さらに、予め位置調整された第２のレンズ３、光ファイバ４及びフェルール１１を内蔵する光ファイバコリメータ２２を外部ライナ端２３に接続して治具で保持し、光半導体素子１の光ファイバ４内への入力強度がモニタ可能としておく。
【００１６】
（ニ）第１のレンズ２を保持するレンズホルダ３２は、図５に示すように、Ｕ字型の開口３４と、対向する壁の内側にフランジ溝３５が形成されている。Ｕ字型の底面は、開口３４を位置決めライナ１７の中心軸Ｃに対向するようにして、内部ライナ１９ａ、１９ｂ上に安定して設置できるような幅で、底面角に、例えば、位置決めライナ１７のＳＵＳ円筒の内径程度の曲率を持たせて形成されている。フランジ溝３５は、図６に示すように、第１のレンズ２の周囲に形成されているフランジ３３が摺動できるようなクリアランスをもって形成されている。なお、レンズホルダ３２及びフランジ３３はＳＵＳ製である。ここで、レンズホルダ３２を位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂの適当な位置に乗せ、第１のレンズ２をフランジ溝３５に差し込む。
【００１７】
（ホ）パッケージ８を調芯機に設置し、光半導体素子１に電圧を印加して、レーザ発振させ、光ファイバ４で出射光のモニタを行う。まず、光軸Ｂに垂直な方向について、第１のレンズ２の調芯を行う。レンズホルダ３２のフランジ溝３５に沿って、第１のレンズ２のフランジ３３を移動し、光ファイバ４で最大強度の出射光が得られる位置を求め、その位置でフランジ３３をレンズホルダ３２にＹＡＧ溶接する。次いで、光軸Ｂに沿う方向での第１のレンズ２の最適位置を求める。レンズホルダ３２を位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂ上で移動し、最大出力の出射光が得られる位置を検出し、レンズホルダ３２を位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂにＹＡＧレーザ溶接し固定する。この時、熱伝導率の大きな金のＹＡＧレーザ溶接は困難であるので、切削されてＳＵＳ面の現れた内部ライナ１９ａ、１９ｂの上面を利用することができる。その後、光ファイバコリメータ２２の調芯を行い、最大強度の出射光が得られる位置で、光ファイバコリメータ２２を位置決めライナ１７の外部ライナ端２３にＹＡＧレーザ溶接して固定する。
【００１８】
このように、本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールでは、位置決めライナ１７により光半導体素子１の光軸Ｂと位置決めライナ１７の中心軸Ｃが自動的に同一直線上に揃えられるため、調芯作業が簡単にかつ高精度に行える。
【００１９】
上述した説明では、第２のレンズ３及び光ファイバ４の調芯は予め済ませているが、第２のレンズ３の位置調整が可能な光ファイバコリメータ２２を用いる場合は、第１のレンズ２の調芯後に第２のレンズ３の調芯を行っても良い。その場合は、まず、第２のレンズ３の位置を調整し、光ファイバ４で最大強度の出射光が得られる位置でフランジ３７を光ファイバコリメータ２２の内面にＹＡＧ溶接し、その後、光ファイバ４の調芯を行い、フェルール１１を光ファイバコリメータ２２に固定すればよい。また、レンズホルダ３２は、図５に示す構造のものを用いているが、位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂ上での光軸Ｂに直交する面内での回転方向の自由度があり、この回転方向の調整が必要になる場合がある。例えば、図７に示すように、レンズホルダ３２ａの両外側に、位置決めライナ１７の内部ライナ１９ａ、１９ｂの上端面に合致するようなノッチ３１を設ければ、レンズホルダ３２ａを光軸Ｂ上に精度よく設置することができる。図７においては、ノッチ３１は、平板状の形状であるが、ピン状のものであっても同様な効果が得られるのは勿論である。
【００２０】
（変形例）
本発明の実施の形態の変形例に係わる光半導体素子モジュールでは、高速多重光通信等に適用する場合に必要な高速駆動用の電子回路を内蔵する点が先に述べた第１の実施の形態と異なる。他は、第１の実施の形態と同様であるので、重複した記載を省略する。
【００２１】
本発明の実施の形態の変形例に係わる光半導体素子モジュールは、図８に示すように、パッケージ４８の外部より内部に貫通して、マウント５６に達する位置決めライナ５７を具備する。光半導体素子４１は、温度制御用のペルチェモジュール４７上に配置されたマウント５６に搭載されている。位置決めライナ５７は、パッケージ４８の外部より、パッケージ側壁の側壁孔で接合される円筒状の外部ライナ５８と、外部ライナ５８からマウント５６へとパッケージ４８の内部に延在する内部ライナ５９より構成されている（図２参照）。外部ライナ５８の外部ライナ端６３には、第２のレンズを内蔵する光ファイバコリメータ６２が接合されている。光ファイバ４４は、先端に設けられたフェルールにより光ファイバコリメータ６２に接続されている。一方、内部ライナ５９には、フランジ７３に嵌め込まれた第１のレンズを保持するレンズホルダ７２が配置されている。内部ライナ５９の端は、マウント５６に設けられたガイド溝に嵌合されている（図３参照）。光半導体素子４１の出力光の強度変調を高速に行う電子回路８５が搭載された駆動回路基板８１がパッケージ４８内に実装されている。駆動回路基板８１、及び光半導体素子４１は、ボンディングワイヤ８３ａ、８３ｂにより配線基板８２のストリップ線路８６と接続されている。
【００２２】
光半導体素子４１は、分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）に電界吸収型外部変調器（ＥＡ変調器）を集積化した電界吸収型外部変調器付き分布帰還型半導体レーザ（ＥＡ−ＤＦＢレーザ）である。ＥＡ変調器は、半導体の電界による光吸収の変化を利用するもので、高速の光強度変調が可能である。光半導体素子４１は、ＤＦＢレーザの励起光をＥＡ変調器に印加される変調信号で光強度変調して出射する。光半導体素子モジュールには、高品質の光信号を長距離伝送できるように光半導体素子４１と光ファイバ４４との高効率の光学的結合が要求されるだけでなく、高速の電気パルス変調信号の良好な伝送特性も必要となる。
【００２３】
変調信号を供給する電子回路８５を搭載した駆動回路基板８１は、光半導体素子４１が搭載されたマウント５６に接して配置されている。駆動回路基板８１と光半導体素子４１の接続は、駆動回路基板８１と光半導体素子４１の間のマウント５６上に配置されている配線基板８２上のストリップ線路８６を介して行う。光半導体素子４１と配線基板８２は同一のマウント５６上に搭載されているのでボンディングワイヤ８３ａによる結線は最適な配置でできる。しかし、駆動回路基板８１の配置は、マウント５６に対して固定されていないので位置ずれが生じ、ボンディングワイヤ８３ｂが長くなる可能性がある。特に、従来の光半導体素子モジュールでは、図９に示すように、マウント１０６がペルチェモジュール１０７に密着して搭載されているため、光半導体素子１０１と光ファイバ１０４との光学的結合を高めると、マウント１０６の位置は設計された所定の位置より大きくずれてしまうことが頻繁に生じる。変調信号は、例えば、多重光通信で現在主流の通信速度の１０Ｇｂ／ｓから、実用化に向けて開発が進められている４０Ｇｂ／ｓ、あるいは次世代に向けて研究開発されている１００Ｇｂ／ｓのような高速パルス信号である。このような高速の電気パルス信号を伝送する線路においては、線路長や線路の曲がりはインピーダンスを増加させ、インピーダンス不整合のために伝送特性の大きな劣化を招いてしまう。細い金属線のボンディングワイヤは、その長さに応じたインダクタンスを有している。例えば、直径３０μｍのボンディングワイヤは約１ｎＨ／ｍｍのインダクタンスを有する。従って、高速の電気パルス変調信号を劣化させることなく伝送するためにはマウント５６上の配線基板８２と駆動回路基板８１が所定の位置に再現性良く配列できることが必要となる。
【００２４】
本発明の実施の形態の変形例に係わる光半導体素子モジュールでは、外部ライナ５８の外部ライナ端６３は、位置決めライナ５７の中心軸に対して直交する面になっているため、位置決めライナ５７及び光ファイバコリメータ６２の中心軸を一致するように調芯することが簡単にできる。また、内部ライナ５９は、位置決めライナ５７の中心軸に対して平行に形成され、マウント５６のガイド溝により固定されているため、マウント５６が装着されているペルチェモジュール４７の形状に影響されることなく、光半導体素子４１の光軸に第１のレンズを調芯することができる。従って、光半導体素子４１を光ファイバ４４に簡単に、かつ高精度に結合することができる。さらに、マウント５６の位置は位置決めライナ５７により固定されるため、マウント５６上の配線基板８２と駆動回路基板８１が所定の位置に再現性良く配列できる。従って、配線基板８２のストリップ線路８６と駆動回路基板８１の電子回路８５を接続するボンディングワイヤ８３ｂを最適の長さにすることができる。
【００２５】
さらに、超高速の変調信号を用いる場合は、ワイヤボンディングは適用できなくなり、駆動回路基板８１と配線基板８２がフレキシビリティのないストリップ線路基板等を用いてはんだ付けで接続しなければならなくなる。このような場合でも、本発明の実施の形態の変形例によれば、駆動回路基板８１と配線基板８２の配置が再現性よく高精度にできるので、超高速変調信号を効率よく伝送できる。
【００２６】
（他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００２７】
例えば、図１０に示すように、窓１５を外部ライナ１８の円筒内部に設置せずにパッケージ８の側壁孔２４に直接設置し、内部ライナ１９ａ、１９ｂのみをパッケージ８の側壁を貫通させてマウント６のガイド溝２０と連結させる構造としてもよい。窓１５は、パッケージ６に予め銀ロウ付けしておくとよい。窓１５の口径が位置決めライナ１７に対してかなり小さい場合は、この構成が、銀ロウ付けで気密化する箇所が小さくて済み、価格の低減ができ有利である。
【００２８】
また、図１１に示すように、窓１５を省略し、アイソレータ２１で気密構造をとってもよい。気密性を要求される窓１５が不要となり、低価格化ができる。この場合、アイソレータ２１の偏波面の調整のため、回転方向を合わせた後にＹＡＧレーザ溶接固定し、その後周囲をはんだ等で埋める工程となる。ＹＡＧレーザ溶接用に外部ライナ１８に小さな横孔を開ける必要がある。この横孔開けを金メッキ工程の後に行えば、切り口がＳＵＳ地となるので、金メッキ層の除去の工程が省ける。
【００２９】
さらに、光半導体素子として、本発明の実施の形態、あるいはその変形例において、各種の半導体レーザが提示されているが、その他の光半導体素子、例えば、発光ダイオードや受光素子であっても同様の効果が得られるのは勿論である。また、ペルチェモジュールを搭載しない光半導体素子モジュールにおいても同様の効果が得られることは、勿論である。特に、光半導体素子として高速応答フォトダイオードや光導波路入力を持つ光学装置等を用いる場合、ペルチェモジュールは特に必要としない場合でも、受光あるいは光入射の面積が極めて小さく、調芯は困難となる。このような場合であっても、本発明の実施の形態によれば簡単に高精度で光軸あわせができることは、勿論である。
【００３０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単に再現性良く光軸が揃えられる光半導体素子モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる位置決めライナの構造を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるマウントの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールに用いる窓の構造を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールに用いるレンズホルダの構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールに用いる第１のレンズの構造を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールに用いるレンズホルダの他の例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例に係わる光半導体素子モジュールの構成を示す図である。
【図９】従来の光半導体素子モジュールの構成を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールの構成を示す図である。
【図１１】本発明の、さらに他の実施の形態に係わる光半導体素子モジュールの構成を示す図である。
【符号の説明】
１、４１、１０１　光半導体素子
２、１０２　第１のレンズ
３、１０３　第２のレンズ
４、４４、１０４　光ファイバ
５、１０５　サブマウント
６、５６、１０６　マウント
７、４７、１０７　ペルチェモジュール
８、４８、１０８　パッケージ
１１、１１１　フェルール
１２　光フィルタ
１３、１１３　パッケージ側壁
１４、１１４　蓋
１５、１１５　窓
１５ａ　ガラス
１５ｂ　継手
１７、５７　位置決めライナ
１８、５８　外部ライナ
１９、５９　内部ライナ
１９ａ、１９ｂ　ビーム
２０　ガイド溝
２１　アイソレータ
２２、６２、１２２　光ファイバコリメータ
２３、６３　外部ライナ端
２４　側壁孔
３１　ノッチ
３２、３２ａ、７２、１０９　レンズホルダ
３３、３７、７３　フランジ
３４　開口
３５、３５ａ　フランジ溝
８１　駆動回路基板
８２　配線基板
８３　ボンディングワイヤ
Ｂ　光軸
Ｃ　中心軸

Claims

光半導体素子と、
前記光半導体素子を搭載するマウントと、
前記光半導体素子及び前記マウントを収納するパッケージと、
前記マウントの一部に端部が嵌合し、前記パッケージの外部まで延在して光ファイバの端部を収納し、前記光半導体素子の光軸と前記光ファイバの中心軸を位置決めする位置決めライナ
とを含むことを特徴とする光半導体素子モジュール。
前記位置決めライナは、前記パッケージの内部に延在し、上面が前記中心軸に平行で、かつ、前記中心軸の下部に配置される部分円筒状の内部ライナと、前記パッケージの外部に延在し前記光ファイバの端部を収納する円筒状の外部ライナとよりなることを特徴とする請求項１に記載の光半導体素子モジュール。
前記位置決めライナが、ステンレス鋼よりなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体素子モジュール。
前記位置決めライナは、金メッキされたステンレス鋼であり、前記内部ライナの一部がステンレス鋼の表面からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体素子モジュール。
前記マウントは、前記光半導体素子の光軸が中心軸となる円環の部分弧であり、前記内部ライナの端部が嵌合するガイド溝を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光半導体素子モジュール。
前記マウントに設けた配線基板と、前記配線基板に配列され、前記光半導体素子に高速信号を供給する電子回路を搭載する駆動回路基板とを、さらに実装することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光半導体素子モジュール。