JP2007047618A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,光モジュールに関し,特に,単一の光ファイバを伝搬する2つ以上の異なる波長の光信号の双方向光通信に使用される光送受信モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module, and more particularly to an optical transceiver module used for bidirectional optical communication of two or more optical signals of different wavelengths propagating through a single optical fiber.
ファイバトゥザホーム(FTTH)やローカルエリアネットワーク(LAN)等の双方向光通信ネットワークでは,従来から,1本の光ファイバに波長の異なる2種の光信号を双方向に伝搬させるWDM方式の双方向光通信が使用されてきた。近年では,第3の波長の光信号を送信することが提案されており,この第3の波長の用途としては,例えば,アナログケーブルテレビ信号へ割り当てることが検討されている。 In bidirectional optical communication networks such as fiber-to-the-home (FTTH) and local area network (LAN), the conventional WDM method of bidirectional propagation of two types of optical signals with different wavelengths in one optical fiber. Optical communication has been used. In recent years, it has been proposed to transmit an optical signal having a third wavelength. As an application of the third wavelength, for example, assignment to an analog cable television signal is being studied.
このように,3つの異なる波長の光信号の双方向光通信に使用される光モジュールは,例えば,半導体レーザ(LD)と,2つのフォトディテクタ(PD)とから構成される。しかし,上記部品が実装されるスペースは狭小であり,また,実装される部品数と部品の位置決め工程が増加するという問題がある。このため,従来使用されてきた,半導体レーザやフォトディテクタを組み合わせて構成されるCANパッケージ型のモジュールから,シリコン製のオプティカルベンチ上に種々の部品がパッシブに実装される,フラット型パッケージ(例えば,mini−DILパッケージ)へ移行しつつある。 As described above, an optical module used for bidirectional optical communication of optical signals having three different wavelengths is composed of, for example, a semiconductor laser (LD) and two photodetectors (PD). However, the space for mounting the above components is narrow, and there is a problem that the number of components to be mounted and the component positioning process increase. For this reason, a flat type package (for example, mini type) in which various components are passively mounted on a silicon optical bench from a conventionally used CAN package type module configured by combining a semiconductor laser and a photodetector. -DIL package).
従来のmini−DILパッケージを用いた光モジュールは,ハーメチックシールが要求されない状況において使用されることが多かった。ハーメチックシールを備えた光モジュールを形成するには,例えば,側面に金属の薄膜が付着されたベアの光ファイバを,光モジュールの筐体の側壁に挿通させ,該薄膜と光モジュール筐体の側壁とを半田固定することでハーメチックシールを実現する方法や,マイクロボールレンズを筐体の側壁に備え,該マイクロボールレンズと筐体とを低融点ガラスや半田を用いることで一体化させることによりハーメチックシールを構成する手法が知られている。または,光モジュールの筐体の側壁に,サファイアガラスを設けてハーメチックシールを構成し,さらに,光ファイバに光を集光するレンズを光モジュールの筐体の外部に設けることによって,光モジュールは構成されていた。 Conventional optical modules using the mini-DIL package are often used in situations where a hermetic seal is not required. In order to form an optical module having a hermetic seal, for example, a bare optical fiber having a metal thin film attached to a side surface is inserted into the side wall of the optical module housing, and the thin film and the side wall of the optical module housing are inserted. Hermetic seal is achieved by soldering and a microball lens is provided on the side wall of the housing, and the microball lens and the housing are integrated by using low melting point glass or solder. Techniques for constructing a seal are known. Alternatively, the optical module can be configured by providing sapphire glass on the side wall of the optical module housing to form a hermetic seal, and further providing a lens for condensing light on the optical fiber outside the optical module housing. It had been.
しかし,ベアの光ファイバの側面を金属の薄膜でコーティングする工程には費用がかかり,また,ベアの光ファイバの実装工程での取り扱いは難しく,歩留まりの点で問題があった。一方,光モジュールの側壁を,マイクロボールレンズを使用したり,サファイア平板ガラスによって気密封止する場合には,マイクロボールレンズと光ファイバとの間に一定の間隔を設けて調芯固定するため,光モジュールの寸法が大きくなってしまい,さらに,調芯工程に時間がかかるという問題があった。 However, the process of coating the side of the bare optical fiber with a metal thin film is expensive, and handling in the mounting process of the bare optical fiber is difficult, and there is a problem in terms of yield. On the other hand, when using a microball lens or hermetically sealing with a sapphire flat glass, the optical module side wall is fixed and aligned with a certain distance between the microball lens and the optical fiber. There is a problem that the size of the optical module becomes large and the alignment process takes time.
また,例えばマイクロボールレンズと光ファイバとの間に空間が存在すると,光ファイバの端面においてフレネル反射が起こり,ネットワークへの戻り光が発生していた。この戻り光の発生を低減させるために,光ファイバの端面を斜め研磨して,光の反射方向を調整する必要があった。 For example, if there is a space between the microball lens and the optical fiber, Fresnel reflection occurs on the end face of the optical fiber, and light returning to the network is generated. In order to reduce the generation of this return light, it is necessary to adjust the light reflection direction by obliquely polishing the end face of the optical fiber.
そこで,本発明は,上記問題に鑑みてなされたものであり,本発明の目的とするところは,光ファイバの調芯工程等の,光モジュールの製造工程を簡略化することの可能な,新規かつ改良された光モジュールを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a novel optical module that can simplify the optical module manufacturing process, such as an optical fiber alignment process. Another object of the present invention is to provide an improved optical module.
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,基板と,基板上に載置される発光素子または受光素子と,光を集光するまたは光を平行光に変換する光学素子と,基板が収容される筐体と,を備え,発光素子から出射された光を筐体の外部から接続される光ファイバに導く,または光ファイバから出射された光を受光素子に導く,光モジュールが提供される。光ファイバの一端部は,固定部材で固定され,固定部材で固定された光ファイバの一端面と光学素子の一端面とは接合される。ここで,光学素子の集光点と光ファイバの集光点とは,光ファイバと光学素子との接合面で一致することを特徴とする。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a substrate, a light emitting element or a light receiving element placed on the substrate, an optical element that collects light or converts light into parallel light, and An optical module comprising: a housing for accommodating a substrate; and guiding light emitted from the light emitting element to an optical fiber connected from outside the casing, or guiding light emitted from the optical fiber to the light receiving element Is provided. One end of the optical fiber is fixed by a fixing member, and one end surface of the optical fiber fixed by the fixing member and one end surface of the optical element are joined. Here, the condensing point of the optical element and the condensing point of the optical fiber coincide with each other at the joint surface between the optical fiber and the optical element.
かかる光モジュールによれば,光ファイバの一端部(光学素子と接合される側)に,固定部材が固定される。これにより,光ファイバの一端部のサイズが光ファイバ単体である場合と比較して大きくなるためハンドリングし易く,光ファイバの取り扱いが容易になる。また,光ファイバの端部の強度も高まるため,光ファイバと光学素子とを接合させたときに,光ファイバが破損したり,屈折する可能性を低減させることができる。 According to such an optical module, the fixing member is fixed to one end of the optical fiber (the side to be joined to the optical element). As a result, the size of one end of the optical fiber is larger than that of a single optical fiber, so that it is easy to handle and the optical fiber is easy to handle. In addition, since the strength of the end portion of the optical fiber is increased, the possibility that the optical fiber is damaged or refracted when the optical fiber and the optical element are bonded can be reduced.
また,固定部材に固定された光ファイバは,光学素子に機械的に接合されることにより,光学素子の集光点を通り,光学素子の端面に対して垂直な光軸方向の位置決めがなされる。このように,光軸方向の調芯工程を省略することができ,光モジュールの製造工程を簡易化することが可能となる。 In addition, the optical fiber fixed to the fixing member is mechanically bonded to the optical element so that it passes through the condensing point of the optical element and is positioned in the optical axis direction perpendicular to the end face of the optical element. . Thus, the alignment process in the optical axis direction can be omitted, and the manufacturing process of the optical module can be simplified.
ここで,光学素子は,例えば凸レンズと平板ガラスとから構成することができる。このとき,光ファイバの一端面と平板ガラスの一端面とは,光ファイバまたは光学素子と同等の屈折率を有する接合剤によって接合される。これにより,光ファイバと平板ガラスとの間で生じるフレネル反射を低減することができる。この際,凸レンズの集光点が平板ガラスの光ファイバとの接合面に位置するように,凸レンズは配置される。また,平板ガラスは,光モジュールの筐体と例えば接合剤によって接合させることができる。これにより,光モジュールを気密封止することができ,より耐久性の高い光モジュールを提供することができる。 Here, the optical element can be composed of, for example, a convex lens and a flat glass. At this time, the one end face of the optical fiber and the one end face of the flat glass are joined by a bonding agent having a refractive index equivalent to that of the optical fiber or the optical element. Thereby, the Fresnel reflection which arises between an optical fiber and flat glass can be reduced. At this time, the convex lens is arranged so that the condensing point of the convex lens is located on the joint surface with the optical fiber of the flat glass. Further, the flat glass can be bonded to the casing of the optical module with, for example, a bonding agent. Thereby, the optical module can be hermetically sealed, and a more durable optical module can be provided.
光学素子は,上記の他,例えば,平凸レンズや屈折率分布型レンズを用いることができる。平凸レンズを用いる場合は,平凸レンズの平坦面の一端面と光ファイバの一端面とが接合される。このとき,平凸レンズは,平凸レンズの平坦面に集光点が位置するように,形成される。また,屈折率分布型レンズを用いる場合は,屈折率分布型レンズの一端面と光ファイバの一端面とが接合される。このとき,屈折率分布型レンズの集光点は,屈折率分布型レンズと光ファイバとの接合面に位置する。また,平凸レンズや屈折率分布型レンズは,上記平板ガラスと同様,光モジュールの筐体と例えば接合剤によって接合させることができる。これにより,光モジュールを気密封止することができる。 In addition to the above, for example, a plano-convex lens or a gradient index lens can be used as the optical element. When using a plano-convex lens, one end surface of the flat surface of the plano-convex lens and one end surface of the optical fiber are joined. At this time, the plano-convex lens is formed so that the condensing point is located on the flat surface of the plano-convex lens. When using a gradient index lens, one end surface of the gradient index lens and one end surface of the optical fiber are joined. At this time, the condensing point of the gradient index lens is located on the joint surface between the gradient index lens and the optical fiber. In addition, the plano-convex lens and the gradient index lens can be bonded to the optical module housing with, for example, a bonding agent, like the flat glass. Thereby, the optical module can be hermetically sealed.
以上説明したように本発明によれば,光ファイバの調芯工程等の,光モジュールの製造工程を簡略化することの可能な光モジュールを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical module capable of simplifying an optical module manufacturing process such as an optical fiber alignment process.
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
まず,図1に基づいて,本発明の第1の実施形態にかかる光モジュールについて説明する。なお,図1は,本実施形態にかかる光モジュールの平面図である。
(First embodiment)
First, an optical module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view of the optical module according to the present embodiment.
本実施形態にかかる光モジュール100は,図1に示すように,例えば,基板120上に,発光素子の一例としてレーザダイオード(Laser Diode;以下,「LD」という)131と,受光素子の一例としてフォトダイオード(Photo Diode;以下,「PD」という)と,コリメートレンズ141,142,143,144と,波長分波器151,152と,平板ガラス160とを有して構成される。これらの部品が載置された基板120は,例えば誘電体セラミックからなる略直方体形状の筐体110内に収容されて,パッケージされる。
As shown in FIG. 1, the
基板120は,例えば,シリコン基板を用いることができる。基板120には,LD131,PD132,133,コリメートレンズ141,142,143,144,波長分波器151,152が載置される。これらの部品は,基板120上に例えばパッシブ実装される。例えば,横断面形状がV字形状であるV溝を形成し,かかるV溝内に各部品を載置させることができる。なお,各部品が載置される溝の形状はV字形状に限定されず,例えば,横断面形状が凹字形状である凹溝であってもよい。
As the
LD131は,光を出射する発光素子である。LD131は,図1に示すように,例えばLD131の出射光の光軸と光ファイバ310の光軸とが同軸上に位置するように配置することができる。
The LD 131 is a light emitting element that emits light. As shown in FIG. 1, the
2つのPD132,133は,光を受光する受光素子である。PD131,132は,それぞれ後述する波長分波器151,152によって分離された特定波長の光を受光する。
The two
コリメートレンズ141,142,143,144は,例えば樹脂やガラスからなる両凸レンズを用いることができる。
As the
コリメートレンズ141は,図1に示すように,LD131から出射される光(例えば,波長1.31μmの光)の進行方向(X軸正方向)側に,LD131と対向配置される。コリメートレンズ141は,LD131からの出射光を平行光に変換する機能を有する。コリメートレンズ141によって平行光に変換された光は,波長分波器151に入射する。
As shown in FIG. 1, the
コリメートレンズ142は,図1に示すように,PD132が受光する光の進行方向(Y軸正方向)側に,PD132と対向配置される。コリメートレンズ142は,波長分波器151によって分波された光(例えば,波長1.49μmの光)を集光する。コリメートレンズ142によって集光された光は,PD132に入射する。
As shown in FIG. 1, the
コリメートレンズ143は,図1に示すように,PD133が受光する光の進行方向(Y軸正方向)側に,PD133と対向配置される。コリメートレンズ143は,上述のコリメートレンズ142と同様に,波長分波器152によって分波された光(例えば,波長1.55μmの光)を集光する。コリメートレンズ143によって集光された光は,PD133に入射する。
As shown in FIG. 1, the
コリメートレンズ144は,図1に示すように,コリメートレンズ141と同軸上に,平板ガラス160と対向配置される。コリメートレンズ144は,LD131の出射光を集光し,また,光ファイバ310の出射光を平行光に変換する。ここで,コリメートレンズ144は,コリメートレンズ144の集光点Aが後述の平板ガラス160と光ファイバ310との接合面に位置するように配置される。
As shown in FIG. 1, the
ここで,コリメートレンズ144を,平板ガラス160と光ファイバ310との接合面にコリメートレンズ144の集光点Aが厳密に位置するように配置させると,光を光ファイバ310に最も効率よく入射させることができる。しかし,光軸方向(X軸方向)に±50μm程度,コリメートレンズ144の位置がずれたとしても,効率の劣化は小さい。したがって,例えばコリメートレンズ144と平板ガラス160との位置を画像処理等によって認識することにより,コリメートレンズ144の集光点Aを±約50μm以内に合わせることは可能である。
Here, when the
波長分波器151,152は,波長に応じて光を透過または90°反射する機能を有し,例えば,LD131の出射光は透過させ,外部からの入射光は90°反射させる。波長分波器151と波長分波器152とが反射する光の波長を相違させることにより,各波長分波器151,152で反射されることにより分離された光を,それぞれPD132,133で受光することができる。ここで,波長分波器151,152が光を反射する角度は90°に限定されるものではない。しかしながら,基板120をシリコンV溝基板とする場合には,そのV溝の交差する角度は事実上90°に限定されるので,90°に光を反射するのが好適である。
The
平板ガラス160は,図1に示すように,例えば平板ガラス160の一端面(X軸正方向側の面)162が,光モジュール100の筐体110の一内側面に内接されている。平板ガラスは,例えば略円状や四角形の平板状のガラスであり,筐体110の一側面に形成された,光ファイバ310を挿入させるための孔112よりも大きいサイズに形成される。平板ガラス160と光モジュール100の筐体110との接合面は,例えばUV樹脂や熱硬化樹脂,あるいは低融点ガラス等の接合剤によって封止される。このほか,平板ガラス160の外周部分に金属パターンを形成し,同様に筐体110の接合面上の対応する箇所にも金属パターンを形成し,両者を半田によって接合することでも,気密封止は実現できる。これにより,光モジュール100を気密封止することができる。また,筐体110の孔112から外部に露出された平板ガラス160の一端面162には,筐体110の孔112から外部に露出された平板ガラス160の一端面162には,固定部材320が固定された光ファイバ310の一端面が接合される。
As shown in FIG. 1, for example, one end surface (surface on the X-axis positive direction side) 162 of the
次に,図2に基づいて,本実施形態にかかる光モジュール100に接続される光ファイバ310の構成について説明する。ここで,図2は,本実施形態にかかる光ファイバ310の一端部を示す斜視図である。
Next, the configuration of the
本実施形態にかかる光ファイバ310の,光モジュール100との接続される一端には,図2に示すような固定部材320が固定されている。固定部材320は,例えば略直方体であり,光ファイバ310を包囲するように固定している。ここで,光ファイバ310のクラッド314の外径は,約125μmであり,例えば,固定部材320のY軸方向の幅は約1mm,X軸方向の幅は約2〜3mmとすることができる。
A fixing
固定部材320は,例えば,光ファイバ310を載置するシリコン基板322と,光ファイバ310とシリコン基板322とを接合させる接合剤324と,ガラス板326とから構成される。
The fixing
光ファイバ310と固定部材320とを固定するには,まず,光ファイバ310の端部を,例えばV溝330の形成されたシリコン基板322に載置する。V溝330は,例えばエッチングにより高精度に形成することができる。次いで,載置された光ファイバ310を固定するために,接合剤324をシリコン基板322上に塗布する。接合剤324は,例えばUV樹脂やエポキシ系熱硬化樹脂等を使用することができる。さらに,接合剤324上に平坦なガラス板326を載せて,シリコン基板322側(Z軸負方向)へ押圧する。この状態で接合剤324を硬化させて,光ファイバ310に固定部材320を固定させる。
In order to fix the
その後,平板ガラス160との接合面を平坦にするために,光ファイバ310の端面側をダイシング加工してもよい。この際,光ファイバ310の端面のみをダイシング加工してもよく,光ファイバ310と固定部材320とを共にダイシング加工してもよい。以下では,光ファイバ310と固定部材320とを共にダイシング加工し,平坦面を形成したものとして説明する。
Thereafter, in order to flatten the joint surface with the
このように,光モジュール100に接続される側の光ファイバ310の端部に固定部材320が固定されることによって,光ファイバ310の端部のサイズを大きくすることができる。このため,光ファイバ310と平板ガラス160とが接合する面積が大きくなり,光ファイバ310の光軸を平板ガラス160に対して容易に垂直に保つことが可能となる。すなわち,光ファイバ310を平板ガラス160に対して機械的に突き当てるだけで,コリメートレンズ144の集光点Aを通り,平板ガラス160に対して垂直な方向(X軸方向)の位置決めが可能となる。また,光ファイバ310の端部のサイズが大きくなるため,光ファイバ310の取り扱いが容易になる。
As described above, the fixing
また,光ファイバ310は,例えば石英ガラスから形成される極細のファイバであるため,非常に折れ易い。このため,光ファイバ310の端部に固定部材320が固定されることにより,光ファイバ310が補強され,平板ガラス160に突き当てたときに光ファイバ310が折れる等の破損を防止することもできる。
Further, since the
このように固定部材320を固定した光ファイバ310の端面を,筐体110の孔112に挿入し,光モジュール100の平板ガラス160に接合させる。ここで,例えば筐体110の孔112を,光ファイバの集光点とコリメートレンズ144の集光点Aとが一致するように,固定部材320と嵌合する形状に形成することにより,より容易に光軸方向(X軸方向)の位置決めを行うことができる。
Thus, the end face of the
固定部材320が固定された光ファイバ310と平板ガラス160との接合は,例えば接合剤を平板ガラス160の一端面に塗布した後,光ファイバ310と平板ガラス160とを接合させることにより行うことができる。接合剤は,光ファイバ310を形成する石英ガラスや,コリメートレンズ144と同等の屈折率を有する接合剤を使用することがよく,例えば,UV樹脂やエポキシ系熱硬化樹脂等を用いることができる。これにより,光ファイバ310と平板ガラス160との間を屈折率が同等の物質で充填されるため,光ファイバ310の端面におけるフレネル反射を,無視できる程度に抑制することができる。したがって,光ファイバ310の端面で生じる光の反射を低減させるために行っていた,光ファイバ310の端面を斜め研磨する工程を省略することが可能となる。
The
以上,第1の実施形態にかかる光モジュール100について説明した。かかる光モジュール100は,固定部材320に固定された光ファイバ310を,光モジュール100の平板ガラス160に機械的に突き当てることにより,光ファイバ320の光軸方向の位置決めを行うことができる。したがって,光モジュール100の光軸方向の調芯工程を省略することができる。
The
次に,図3に基づいて,第2の実施形態にかかる光モジュール100について説明する。ここで,図3は,第2の実施形態にかかる光モジュールの平面図である。
Next, the
(第2の実施形態)
本実施形態にかかる光モジュール100は,第1の実施形態にかかる光モジュール100と比較して,光ファイバ310の端面に光を集光する,または光ファイバからの出射光を平行光に変換するコリメートレンズ144と,平板ガラス160との代わりに,平凸レンズ170を用いる点で相違する。以下,平凸レンズ170について説明し,第1の実施形態と同じ点については,詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Compared with the
平凸レンズ170は,一面は凸形状(凸面171),他面は平面(平面172)の非対称形のレンズであり,例えば約1mmの直径を有するレンズを使用することができる。平凸レンズ170は,図3に示すように,平凸レンズ170の平面172と筐体110の内側面とが第1の実施例で詳しく説明した手法によって接合されて,光モジュール100を気密封止することができる。
The plano-
また,平凸レンズ170の平面172には,光ファイバ310の一端面が接合される。このとき,平凸レンズ170は,平凸レンズ170の集光点Aが平凸レンズ170の平面172に位置する形状とする。これにより,平凸レンズ170の平面172と光ファイバ310との接合面に集光点が位置するようにすることができる。このように,平凸レンズ170は,LD131からの出射光を凸面171で受光して集光した後,光ファイバ310に光を導く機能を有する。
Further, one end surface of the
以上,第2の実施形態にかかる光モジュール100について説明した。かかる構成により,第1の実施形態にかかる光モジュール100と比較して,基板120上に載置される光学素子の個数を減少させることができ,光モジュールの製造工程をより簡易化することができる。さらに,平凸レンズ170の凸面171から入射した平行光は平面172において集光されるため,平凸レンズ170の集光点Aの光軸方向(X軸方向)の調整は不要である。なお,平凸レンズ170を用いる場合には,平凸レンズ170の光軸と光ファイバ310の光軸とが一致するように,平凸レンズ170のY軸方向およびZ軸方向の位置決めを精密に行う必要がある。
The
次に,図4に基づいて,第3の実施形態にかかる光モジュール100について説明する。ここで,図4は,第3の実施形態にかかる光モジュールの平面図である。
Next, an
(第3の実施形態)
本実施形態にかかる光モジュール100は,第1の実施形態にかかる光モジュール100と比較して,光ファイバ310の端面に光を集光する,または光ファイバからの出射光を平行光に変換するコリメートレンズ144と,平板ガラス160との代わりに,屈折率分布型レンズ180を用いる点で相違する。以下,屈折率分布型レンズ180について説明し,第1の実施形態と同じ点については,詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Compared with the
屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)180は,光をレンズ媒質内で放射線状に屈折させるレンズである。屈折率分布型レンズ180は,例えば略円柱形状を有しており,その直径は例えば約2mmとすることができる。屈折率分布型レンズ180の一端面への入射光は,レンズの長さ方向に沿って正弦波的な光路を取り,屈折率分布型レンズ180の集光位置は,正弦波的光路の周期(レンズの「ピッチ」という)に影響する。
The gradient index lens (GRIN lens) 180 is a lens that refracts light radially in a lens medium. The
本実施形態では,図4に示すように,屈折率分布型レンズ180は,その一端面182と光モジュール100の筐体110の内側面とが第1の実施例に説明した方法で接合されて,固定されている。これにより,光モジュール100を気密封止することができる。また,屈折率分布型レンズ180の一端面182には,光ファイバ310の一端面が接合される。このとき,屈折率分布型レンズ180は,屈折率分布型レンズ180の集光点Aが屈折率分布型レンズ180と光ファイバ310との接合面に位置する形状とされる。このように,屈折率分布型レンズ180は,LD131からの出射光を他端面181で受光して集光した後,光ファイバ310に光を導く機能を有する。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the
また,屈折率分布型レンズ180は,LD131からの出射光の光軸と屈折率分布型レンズ180の光軸とが一致するように配置される。この屈折率分布型レンズ180の位置決めは,例えば,基板120上に予め異方性エッチングを行い,屈折率分布型レンズ180が載置されるV溝を形成することによって行うことができる。異方性エッチングにより高精度にV溝を形成することができるため,屈折率分布型レンズ180の位置決めを精度よく行うことが可能である。
Further, the
以上,第3の実施形態にかかる光モジュール100について説明した。このように,エッチングによって形成されたV溝は精度が高い。したがって,かかるV溝に屈折率分布型レンズ180を載置するだけで,LD131からの出射光の光軸と屈折率分布型レンズ180の光軸とを一致させることができ,光モジュール100の製造工程をさらに簡易化することができる。
The
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば,上記実施形態において,平板ガラス160,平凸レンズ170,屈折率分布型レンズ180と光ファイバ310との接合面に,光ファイバへの集光点が一致すると説明したが,一般に,この集光点は,光軸方向(X軸方向)に±50μm程度ずれても結合効率の劣化にはほとんど寄与しないことが知られている。したがって,実装誤差,光学部材作製公差,光ファイバの突き当て時の位置ずれ等の結果,この程度の位置ずれが生じた構成であっても,本発明の技術的範囲に属するものであることは言うまでもない。
For example, in the above-described embodiment, it has been described that the converging point on the optical fiber coincides with the joint surface of the
また,上記実施形態において,平板ガラス160,平凸レンズ170,屈折率分布型レンズ180は,光モジュール100の筐体110の一内側面と接合されていたが,本発明はかかる例に限定されない。例えば,図5に示すように,筐体110の一側面に,平板ガラス160より僅かに大きい孔112を形成して平板ガラス160を挿入し,孔112と平板ガラス160との接する面を,既に第1の実施例で説明した種々の方法によって固定してもよい。かかる構成によっても,光モジュールの気密性を確保することができる。
In the above embodiment, the
さらに,上記実施形態において,固定部材320は略直方体の形状であったが,本発明はかかる例に限定されず,例えば円柱形状であってもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the fixing
また,固定部材320は,光ファイバ310が載置されたシリコン基板322上に樹脂324を塗布してガラス基板326で押圧した後,樹脂324を硬化させることにより光ファイバ310と一体化させたが,本発明はかかる例に限定されない。例えば,光ファイバ310を挿通可能な大きさの貫通孔が形成されたシリコン基板に光ファイバ310を挿通した後,貫通孔に樹脂を挿入して硬化させることにより一体化してもよい。
The fixing
さらに,光ファイバ310の端部は,固定部材320に包囲されていたが,本発明はかかる例に限定されず,例えば,固定部材320上に光ファイバ310を載置して固定させてもよい。
Furthermore, although the end of the
また,上記実施形態にかかる光モジュール100は,1つのLD131と2つのPD132,133とを有する,双方向通信に用いられる光送受信モジュールであったが,本発明はかかる例に限定されず,光ファイバ310との接合部を有する光モジュールであればよく,発光素子,受光素子の数は問わない。
The
さらに,上記実施形態にかかる光モジュール100に接合される光ファイバ310は1本であったが,本発明はかかる例に限定されない。例えば,固定部材320のシリコン基板322に複数のV溝330を略平行に形成し,複数の光ファイバ310を一括して保持することもできる。
Furthermore, although there is one
また,上記実施形態において,光モジュール100の筐体110に形成された孔112の大きさは,固定部材320と略同一の大きさであったが,本発明はかかる例に限定されない。例えば,孔112の大きさは,固定部材320の大きさよりも大きくてもよい。この際,Y軸方向およびZ軸方向の位置調整を行った後,孔112と固定部材320との隙間を,例えばUV樹脂等によって固定してもよい。
In the above embodiment, the size of the
本発明は,光モジュールに適用可能であり,特に単一の光ファイバを伝搬する2つ以上の異なる波長の光信号の双方向光通信に使用される光送受信モジュールに適用可能である。 The present invention can be applied to an optical module, and in particular, can be applied to an optical transceiver module used for bidirectional optical communication of optical signals having two or more different wavelengths propagating through a single optical fiber.
100 光モジュール
110 筐体
112 孔
120 基板
131 レーザダイオード
132 フォトダイオード
141,142,143,144 コリメートレンズ
151,152 波長分波器
160 平板ガラス
170 平凸レンズ
180 屈折率分布型レンズ
310 光ファイバ
320 固定部材
330 V溝
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記発光素子から出射された光を前記筐体の外部から接続される光ファイバに導く,または前記光ファイバから出射された光を前記受光素子に導く,光モジュールであって:
前記光ファイバの一端部は,固定部材で固定され,
前記固定部材で固定された前記光ファイバの一端面と前記光学素子の一端面とは,接合され,
前記光学素子の集光点と前記光ファイバの集光点とは,前記光ファイバと前記光学素子との接合面で一致することを特徴とする,光モジュール。 A substrate, a light emitting element or a light receiving element placed on the substrate, an optical element for condensing light or converting light into parallel light, and a housing for housing the substrate,
An optical module for guiding light emitted from the light emitting element to an optical fiber connected from the outside of the housing, or guiding light emitted from the optical fiber to the light receiving element:
One end of the optical fiber is fixed by a fixing member,
The one end surface of the optical fiber fixed by the fixing member and the one end surface of the optical element are joined,
The optical module, wherein the condensing point of the optical element and the condensing point of the optical fiber coincide with each other at a joint surface between the optical fiber and the optical element.
前記光ファイバの一端面と前記平板ガラスの一端面とは,前記光ファイバまたは前記光学素子と同等の屈折率を有する接合剤によって接合され,
前記凸レンズの集光点が前記平板ガラスの前記光ファイバとの接合面に位置するように,前記凸レンズは配置されることを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載の光モジュール。 The optical element comprises a convex lens and a flat glass,
The one end surface of the optical fiber and the one end surface of the flat glass are bonded by a bonding agent having a refractive index equivalent to that of the optical fiber or the optical element,
3. The optical module according to claim 1, wherein the convex lens is disposed so that a condensing point of the convex lens is located on a surface of the flat glass that is joined to the optical fiber. 4.
前記平凸レンズの平坦面の一端面と前記光ファイバの一端面とが接合されることを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載の光モジュール。 The optical element comprises a plano-convex lens,
The optical module according to claim 1, wherein one end surface of the flat surface of the plano-convex lens and one end surface of the optical fiber are joined.
前記屈折率分布型レンズの一端面と前記光ファイバの一端面とが接合されることを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載の光モジュール。
The optical element comprises a gradient index lens,
The optical module according to claim 1, wherein one end surface of the gradient index lens and one end surface of the optical fiber are joined.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005233891A JP2007047618A (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Optical module |
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JP2005233891A JP2007047618A (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Optical module |
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JP2005233891A Withdrawn JP2007047618A (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Optical module |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007047618A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009210696A (en) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | Optical transmitter-receiver |
CN106021731A (en) * | 2016-05-19 | 2016-10-12 | 东南大学 | Die surface design method of multi-patch blending surface part |
-
2005
- 2005-08-12 JP JP2005233891A patent/JP2007047618A/en not_active Withdrawn
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