JP4196790B2 - 光伝送モジュール - Google Patents
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Description
このとき、データを処理する各処理装置は電気信号により動作しているため、電気信号を光信号に変換、又は光信号を電気信号に変換する光伝送モジュールが必須となる。そして、この光伝送モジュールには、発光素子又は受光素子、もしくは双方が実装されており、発光素子としては、半導体レーザ素子、なかでも面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)素子が広く用いられている。
ところで、光によるデータ通信において、現在使用されている伝送方式としては、(例えば、数百メートル以内の)近距離でのデータ通信を行なうマルチモードと呼ばれる伝送方式と、(例えば、数百キロメートル以上の)遠距離で有利なシングルモードと呼ばれる伝送方式との2種類に大別される。
(第1の実施の形態)
図1〜図6に、第1の実施の形態を示す。
なお、図4(a)の複数の透明板状部材27は、光軸がシフトする原理を説明するためのモデルとして、例示したものであるが、前述のように、面発光素子14のピッチが標準的なもので250μmであることから、透明板状部材27の外形寸法は、長い方の寸法が、数100μm程度という微細なものになる。
透明板状部材27の厚さをt、屈折率をn、
透明板状部材27の傾斜角をθ、
透明板状部材27に対するレーザ光の入射角度をβ、
レーザ光の光軸シフト量をd、とすると、
β=sin−1[(sinθ)/n] ・・・(1)
d=(t/cosβ)×sin(θ−β) ・・・(2)
の関係が成り立つ。
図7に、本発明における第2の実施の形態を示す。
本実施の形態では、半導体チップ12として、2個の面発光素子14a、14bと、2個の受光素子(光検知器)14c、14dを組み合わせたものを使用し、光の送受信が可能なトランシーバの機能を有する光伝送モジュール10について説明する。
(第3の実施の形態)
図8は、本発明における第3の実施の形態を示す光伝送モジュールの概略図である。図8のように、基板13上に面発光素子14a、14bおよび受光素子14c、14dが形成された半導体チップ12が、図示しないリードにより、回路基板11上に実装されている。そして、回路基板11上であって、その回路基板上に実装されている半導体チップ12の外側には、光ファイバ30と回路基板11との位置合わせを簡易に行うための枠体54が搭載されている。
図9は、本発明における第4の実施形態を示す光伝送モジュールの概略図である。
回路基板上に設けられた複数の発光素子と、
前記複数の発光素子と、前記複数の光伝送路との間に設けられた光ピッチ変換構造体とを備え、
前記光ピッチ変換構造体は、前記発光素子からの光を受け、光の進行方向を変える第1の面と、
前記第1の面からの光を受け、光の進行方向を変え、該光を前記伝送路へ伝送する第2の面とを有することを特徴とする光伝送モジュール。
(付記2) 前記光ピッチ変換構造体は、光が透過する材質からなることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
(付記3) 前記第1の面と、前記第2の面とが、略同じ角度に傾斜していることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
(付記4) 前記第1の面または第2の面が、前記光ピッチ変換構造体における他の部分の表面よりも凹凸が少ない平滑面であることを特徴とする光伝送モジュール。
(付記5) 前記第1の面または前記第2の面上に、光の反射を抑える光反射防止膜が設けられていることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
(付記6) 前記光ピッチ変換構造体における第1の面および第2の面が、前記光ピッチ変換構造体に設けた凹部の底面であることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
(付記7) 前記凹部が、前記光ピッチ変換構造体の屈折率よりも小さな屈折率を有する光透過材によって充填されていることを特徴とする付記4に記載の光伝送モジュール。
(付記8) 前記凹部の1部または全体に、前記複数の光ファイバの先端が嵌合して固定されていることを特徴とする付記4に記載の光伝送モジュール。
(付記9) 前記複数の発光素子は基板上に形成され、前記発光素子が形成された基板が回路基板上に実装されていることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
(付記10) 前記光伝送路が光ファイバであるとともに、その直径が前記複数の発光素子の配置間隔よりも大きく、該光ファイバの中心が互い違いになるように2列に配置され、
前記第1の面が、1つおきに異なる方向に傾斜していることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
(付記11) 複数の光伝送路とデータ通信を行なう光伝送モジュールにおいて、
回路基板上に設けられた複数の発光素子および複数の受光素子と、
前記複数の発光素子および複数の受光素子と、前記複数の光伝送路との間に設けられた光ピッチ変換構造体とを備え、
前記光ピッチ変換構造体は、
前記発光素子からの光を受け、光の進行方向を変える第1の面と、
前記第1の面からの光を受け、光の進行方向を変え、該光を前記伝送路へ伝送する第2の面と、
前記伝送路からの光を受け、光の進行方向を変える第3の面と、
前記第3の面からの光を受け、光の進行方向を変え、該光を前記受光素子へ伝送する第4の面とを有するとともに、
前記伝送路と前記光ピッチ変換構造体との間であって、前記光伝送路からの光が通過する位置に、レンズを配置したことを特徴とする光伝送モジュール。
(付記12) 前記回路基板上には、複数の発光素子とともに、複数の半導体集積回路が実装されていることを特徴とする付記1に記載の光伝送モジュール。
2 光ファイバ
3 光ファイバ固定部
4 ピッチ変換部
5 光源部
6 半導体レーザ素子
7 ピッチ変換基板
10 光伝送モジュール
11 回路基板
12 半導体チップ
13 基板
14、14a、14b 面発光素子
14c、14d 受光素子
16 発光部
17 発散光
20 光ピッチ変換構造体
21 光ピッチ変換部
22 面光素子側凹部
23 光ファイバー側凹部
24 平滑面(第1の面)
25 平滑面(第2の面)
26 下部
26a 下部の先端
27 透明板状部材
28 伝播光
29 光軸
30 光ファイバ
31 コア
32 クラッド
40 マイクロレンズ付プレート
41 プレート
42 マイクロレンズ
50 先端部
51 凹部
52 光伝送部
53 位置合わせ用ピン
54 枠体
55 位置決め用孔
56a、56b 窪み部
57 中間凸部
58 調整治具
59a、59b 隙間
60 光伝送モジュール
62 半導体集積回路
Claims (4)
- 複数の光ファイバとデータ通信を行なう光伝送モジュールにおいて、
回路基板上に設けられた複数の発光素子と、
前記複数の発光素子と、前記複数の光ファイバとの間に設けられた光ピッチ変換構造体とを備え、
前記光ピッチ変換構造体は、前記発光素子からの光を受け、光の進行方向を変える第1の面と、
前記第1の面からの光を受け、光の進行方向を変え、該光を前記光ファイバへ伝送する第2の面とを有し、
前記光ファイバの直径が前記複数の発光素子の配置間隔よりも大きく、該光ファイバの中心が互い違いになるように配置され、前記第1の面が、1つおきに異なる方向に傾斜していることを特徴とする光伝送モジュール。 - 前記第1の面と、前記第2の面とが、略同じ角度に傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の光伝送モジュール。
- 前記光ピッチ変換構造体における第1の面および第2の面が、前記光ピッチ変換構造体に設けた凹部の底面であることを特徴とする請求項1に記載の光伝送モジュール。
- 複数の光ファイバとデータ通信を行なう光伝送モジュールにおいて、
回路基板上に設けられた複数の発光素子および複数の受光素子と、
前記複数の発光素子および複数の受光素子と、前記複数の光ファイバとの間に設けられた光ピッチ変換構造体とを備え、
前記光ピッチ変換構造体は、
前記発光素子からの光を受け、光の進行方向を変える第1の面と、
前記第1の面からの光を受け、光の進行方向を変え、該光を前記光ファイバへ伝送する第2の面と、
前記光ファイバからの光を受け、光の進行方向を変える第3の面と、
前記第3の面からの光を受け、光の進行方向を変え、該光を前記受光素子へ伝送する第4の面と、
前記光ファイバと前記光ピッチ変換構造体との間であって、前記光伝送路からの光が通過する位置に配置されたレンズとを有するとともに、
前記光ファイバの直径が前記複数の発光素子の配置間隔及び前記複数の受光素子の配置間隔よりも大きく、該光ファイバの中心が互い違いになるように配置され、前記第1の面が、1つおきに異なる方向に傾斜している
ことを特徴とする光伝送モジュール。
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