JPH10197762A - 双方向光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １本の光ファイバを用いて、双方向に光信号
を伝送するための双方向光モジュールにおいて、精密な
位置合わせ箇所が少なく、組み立てが容易であって、小
型化が実現できる構成を提供する。 【解決手段】 一本の光ファイバ１に斜めの切断溝２を
設け、この切断溝２にハーフミラー３を挿入することに
よって機械的に光分岐部を組み立て、また半導体発光素
子１１から出射した光１６を、半導体基板８に形成した
窪み９における鏡面状の斜面１０で反射して、半導体基
板８に対して垂直な方向に出射させ、半導体発光素子１
１および半導体受光素子１２を同一半導体基板８上に平
面実装する。この構成によって、複雑な位置調整を行う
箇所が少なくなり、その結果、組み立てが容易でかつ小
型の双方向光モジュールとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１本の光ファイバ
を用いて双方向に光信号を伝送するための双方向光モジ
ュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバ通信網の拡大に伴い、
１本の光ファイバを用いて双方向に光信号を伝送する通
信システムの導入が進んできている。

【０００３】従来、１本の光ファイバを用いた双方向伝
送に使用する双方向光モジュールとしては、特開平６−
１３８３４７号公報に記載されたものが知られている。
図１２は従来の双方向光モジュールの構成を示したもの
である。

【０００４】図１２において、４１は半導体発光素子、
４２は半導体受光素子、４３は半導体発光素子４１の出
力モニタ用の半導体受光素子、４４は半導体発光素子４
１が実装されたヒートシンク、４５および４６は半導体
受光素子４２および４３が各々実装されたキャリア、４
７は入射光の一部を透過し、他を反射するハーフミラ
ー、４８は光ファイバ、４９は、半導体発光素子４１か
ら出射した光を光ファイバ４８に集光させ、光ファイバ
４８から出射した光の一部を半導体受光素子４２に入射
させるレンズ、５０はレンズ４９を保持するレンズ支持
体、５１は光ファイバ４８をレンズ支持体５０に取付け
るスライドリング、５２は外気を遮蔽する封止ケース、
５３は光ファイバ４８をその中心に保持している保持部
材であるフェルール、５４は、フェルール５３を封止ケ
ース５２に固定すると共に、封止ケース５２のフェルー
ル５３の挿入穴を封止している半田シールである。

【０００５】前記構成において、半導体発光素子４１か
ら出射した光は、ハーフミラー４７に入射した後、その
一部が入射方向に対して９０度の方向に反射されて、レ
ンズ４９を介して光ファイバ４８に入射する。また、光
ファイバ４８からレンズ４９の方向に出射した光は、レ
ンズ４９を介してハーフミラー４７に入射し、その一部
の光が直進して半導体受光素子４２に入射する。

【０００６】以上のように、前記従来では、一本の光フ
ァイバを用いて双方向に光信号を伝送する双方向光モジ
ュールを構成していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示す従来の双方向光モジュールでは、ヒートシンク４
４およびキャリア４５に実装された半導体発光素子４１
および半導体受光素子４２と、光ファイバ４８とを光学
的に結合させるために、各々の部材の精密な位置調整を
行う必要があった。また、半導体発光素子４１と半導体
受光素子４２は、光の入射方向と出射方向とが互いに９
０度異なっているため、組み立てのための実装および配
線作業が複雑になり、さらに組立調整のためにスペース
の余裕を必要とするので、モジュールの小型化が困難と
なるという問題を有していた。

【０００８】本発明は、前記従来の問題を解決するもの
であって、位置調整の箇所が少なく、組み立てが容易
で、小型化を実現でき、従来に比較して優れた双方向光
モジュールを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、一本の光ファイバに設けた切断溝にハー
フミラーを設け、また光ファイバの先端面と対向する位
置に反射ミラーを設けて、光ファイバの光軸に対して直
角な方向に光を集光する光分岐部を構成し、同一の半導
体基板上に半導体発光素子および半導体受光素子を平面
実装して、半導体発光素子から出射した光を反射ミラー
を介して光ファイバに入射させ、その光ファイバから出
射した光をハーフミラーを介して半導体受光素子に入射
させるように第１のレンズおよび第２のレンズを配置し
て、双方向光モジュールを構成したものである。

【００１０】この構成により、光ファイバに光を結合さ
せる反射ミラーおよびハーフミラーの位置合わせを機械
的精度で行い、半導体発光素子および半導体受光素子を
同一基板上に平面実装することによって、複雑な位置調
整を行う箇所が少なくなり、その結果、組み立てが容易
で、小型化が実現できる優れた双方向光モジュールが得
られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、中心軸に対して傾斜した方向に形成された切断溝を
有する１本の光ファイバと、この光ファイバの先端面に
対向する位置に、この光ファイバの中心軸に対して斜め
に設けられた反射ミラーと、前記切断溝に挿入固定され
たハーフミラーと、壁面の少なくとも１箇所に鏡面状の
斜面が設けられた窪みを有する半導体基板と、前記窪み
内に設けられた半導体発光素子と、前記半導体基板上に
設けられた半導体受光素子と、前記半導体発光素子から
出射した光を、前記反射ミラーを介して前記光ファイバ
に入射させる第１のレンズと、前記光ファイバから前記
ハーフミラーを介して出射した光を、前記半導体受光素
子に入射させる第２のレンズとから双方向光モジュール
を構成したものであって、この構成により、一本の光フ
ァイバに斜めの切断溝を設け、この溝にハーフミラーを
挿入することにより機械的に光分岐部を組み立てること
ができ、また半導体発光素子および半導体受光素子を同
一基板上に平面実装することによって、複雑な位置調整
を行う箇所が少なく、その結果、組み立てが容易で、小
型化が実現できる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、一つの平面上に
光ファイバの外径よりもわずかに大きい幅と深さを有す
る溝が形成され、その溝に光ファイバが挿入固定される
光透過部材からなる光ファイバ取付基板を備え、この光
ファイバ取付基板の前記溝に、前記ハーフミラーが挿入
固定される第１の切断溝を、前記光ファイバの切断溝に
対応させて形成したものであり、光ファイバ取付基板に
光ファイバおよびハーフミラーを固定するので、光ファ
イバの軸ずれを防止して整列でき、しかも切断溝の加工
が容易で、ハーフミラーを強固に固定できる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、光ファイバの中
心軸に対して略４５度傾斜した第２の切断溝を、前記光
ファイバ取付基板における前記光ファイバの先端面に対
向する位置に形成し、前記第２の切断溝に反射ミラーを
挿入固定したものであり、反射ミラーの取付角度が切断
溝の加工精度で決まるため、調整が不要で、さらに強固
に固定できる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、光ファイバを挿
入固定する溝の一方の端と交差する光ファイバ取付基板
における端面に、前記溝の軸に対して略４５度傾斜した
傾斜平面を形成し、この傾斜平面に前記反射ミラーを設
けたものであり、反射ミラーの取付角度が傾斜平面の傾
斜角度で決まるため、角度調整が不要になり、さらに反
射ミラーよりも大きな傾斜平面に反射ミラーを張り付け
ることができて、反射ミラーを強固に固定できる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、ハーフミラーへ
の入射光とその反射光とがなす角度が鋭角となるよう
に、前記ハーフミラーを挿入する前記第１の切断溝の光
ファイバの中心軸に対する傾斜角度を設定し、前記ハー
フミラーと第２のレンズ間の光路に光の進行方向を前記
第２のレンズ方向へ偏向させる反射部を設けたものであ
り、ハーフミラーの入射光と反射光とがなす角度を鋭角
にすることにより、入射光の偏光成分によって透過と反
射の比率が変化するハーフミラーの偏光特性を抑制する
ことができ、さらに反射部を設けることによって、ハー
フミラーで反射された光を任意の場所に導くことができ
る。

【００１６】請求項６に記載の発明は、第１のレンズお
よび第２のレンズを光ファイバ取付基板と一体に形成し
たものであり、第１のレンズおよび第２のレンズの取り
付けと光軸調整とを不要にすることができ、生産性を高
められる。

【００１７】請求項７に記載の発明は、半導体基板の窪
みの壁面に設けた鏡面状の斜面の角度を、この半導体基
板の表面方向に対して略４５度とし、前記窪みの底面に
実装された半導体発光素子から出射した光を前記斜面で
反射させて、前記半導体基板表面に対して垂直な方向に
出射させるように構成したものであり、実装面に対して
平行に光を出射する半導体発光素子と、実装面に対して
垂直に光を受光する半導体受光素子とを、同一の半導体
基板上に平面実装することができ、さらに半導体基板の
上方から、前記２つの素子の実装位置を正確に把握する
ことができる。

【００１８】請求項８に記載の発明は、半導体基板の窪
みを異方性エッチングによって加工して形成し、さらに
前記窪みの斜面に金メッキを施して鏡面にしたものであ
り、表面の滑らかな傾きの正確な斜面を形成することが
でき、光反射能力を極限まで高められる。

【００１９】請求項９に記載の発明は、半導体基板上に
設けた半導体発光素子および半導体受光素子を制御する
電子回路を、前記半導体基板上に一体に形成したもので
あり、半導体発光素子の駆動および半導体受光素子の電
気信号増幅時の雑音を低減させることができる。

【００２０】請求項１０に記載の発明は、半導体発光素
子および半導体受光素子を設けた半導体基板を外気から
遮蔽された封止パッケージ内に設け、前記第１のレンズ
および第２のレンズを前記封止パッケージの１つの壁面
と一体に形成したものであり、封止パッケージの封止作
用により半導体発光素子および半導体受光素子の信頼性
を向上させると共に、第１のレンズおよび第２のレンズ
の取付作業が不要となり、光軸調整が簡略化できるた
め、生産性が向上する。

【００２１】請求項１１に記載の発明は、半導体発光素
子および半導体受光素子を設けた半導体基板を外気から
遮蔽された封止パッケージ内に設け、この封止パッケー
ジの一つの壁面を光ファイバ取付基板によって形成した
ものであり、光ファイバ取付基板が封止部材を兼用する
ため、独立した封止部材が不要になると共に、半導体基
板上の半導体受発光素子と、光ファイバ，ハーフミラ
ー，反射ミラーから構成した光分岐部とを互いに光軸調
整する作業と、受発光素子を封止する作業を同時に行う
ことにより、作業工程を少なくすることができる。

【００２２】請求項１２に記載の発明は、半導体基板を
複数の電極を有するパッケージ内に設け、この電極方向
と光ファイバの取付軸方向とが略直交するように構成し
たものであり、電極の上において光ファイバが重ならな
いため、電極を半田付けする際の光ファイバの損傷を防
止することができる。

【００２３】請求項１３に記載の発明は、光ファイバ取
付基板の溝に挿入固定された光ファイバの一方の端部
を、その中心軸に保持する保持部材を設け、この保持部
材を前記光ファイバ取付基板の端面に取付けたものであ
り、保持部材(例えばフェルール)と他のフェルールを、
例えば精密スリーブ内で結合することにより、双方向光
モジュールを他の光ファイバと着脱自在に接続すること
が可能になる。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１１に基づいて説明する。なお、以下の説明にお
いて、図中の同一符号は同一かつ実質的な同一の機能を
有する部材を示すこととし、部材の重複説明を省略す
る。

【００２５】図１は本発明の第１実施形態を説明するた
めの双方向光モジュールの構成を説明するための断面図
であって、図１において、１は光ファイバ、２は光ファ
イバ１の光軸に対して４５度傾斜した十数ミクロン幅の
切断溝、３、は入射光の約１／２を透過し、他の１／２
の光を反射するハーフミラーであり、切断溝２に挿入固
定されている。４は反射ミラーであり、光ファイバ１の
先端面５に対向した位置に、光ファイバ１の光軸に対し
て４５度傾斜して設けられている。６および７は球面レ
ンズなどの光学レンズ、８はシリコン基板などの半導体
基板、９は半導体基板８に設けられた窪みであり、その
壁面に鏡面状に仕上げられた斜面１０が設けられてい
る。１１は半導体基板８の窪み９に実装されたレーザな
どの半導体発光素子、１２は半導体基板８の表面に実装
されたフォトダイオードなどの半導体受光素子、１３は
半導体基板８を内設したパッケージ、１４は半導体基板
８とワイヤー１５で電気的に接続された電極である。

【００２６】前記構成において、半導体発光素子１１か
ら出射した光１６は、窪み９の鏡面状の斜面１０で反射
されて、半導体基板８に垂直な方向に進行し、第１の光
学レンズ６で集束されつつ、反射ミラー４で光路を９０
度曲げられて、光ファイバ１に入射する。また、光ファ
イバ１中を進行した光は、ハーフミラー３で約１／２の
光１７が反射されて光路を９０度曲げられた後、第２の
光学レンズ７で集束されつつ、半導体受光素子１２に入
射する。このようにして双方向光モジュールとして機能
する。

【００２７】前記構成は、一本の光ファイバ１に斜めの
切断溝２を設け、この切断溝２にハーフミラー３を挿入
することにより機械的に光分岐部を組み立てることがで
き、また半導体発光素子１１および半導体受光素子１２
を同一基板上に平面実装することによって、複雑な位置
調整を行う箇所が少なくなり、その結果、組み立てが容
易で、小型の双方向光モジュールが実現できるという効
果が得られる。

【００２８】なお、第１実施形態において、半導体発光
素子１１から出射した光１６を反射ミラー４に集光し、
またハーフミラー３で反射された光１７を受光素子１２
に集光するように各部材を配置するとして説明したが、
半導体発光素子１１と半導体受光素子１２の位置が逆で
も、同様の効果が得られる。さらに、第１の光学レンズ
６および第２の光学レンズ７として球面レンズを用いて
説明したが、非球面レンズあるいはフレネルレンズ等の
集光レンズであれば使用することができる。

【００２９】図２(a)は本発明の第２実施形態の双方向
光モジュールにおける光分岐部の構成を説明するための
側面図、図２(b)は図２(a)の光分岐部の断面図であっ
て、図２(a)，(b)において、１８は、光ファイバ１の外
径よりもわずかに大きい幅と深さの溝１９を、一つの平
面上に構成した光ファイバ取付基板であり、石英ガラス
またはシリコン基板などの光の透過部材から構成されて
いる。この光ファイバ取付基板１８の溝１９に、光ファ
イバ１を挿入固定すると共に、ハーフミラー３を挿入す
る幅十数ミクロンの第１の切断溝２０ａを、光ファイバ
取付基板１８における光ファイバ１の前記切断溝２の設
置位置に対応させて一体に形成したものであって、第１
の切断溝２０ａを形成するときに光ファイバ１の切断溝
２も同時に形成することができる。

【００３０】前記構成において、光ファイバ取付基板１
８に光ファイバ１およびハーフミラー３を固定すること
により、光ファイバ１の軸ずれを防止して整列できる効
果、および切断溝２，２０ａの加工が容易であって、ハ
ーフミラー３を強固に固定できるという効果が得られ
る。

【００３１】また、図２(a)，(b)に示す第２実施形態の
構成において、光ファイバ１の中心軸に対して４５度傾
斜した第２の切断溝２０ｂを、光ファイバ取付基板１８
上の光ファイバ１の先端面５に対向する位置に形成し、
この第２の切断溝２０ｂに反射ミラー４を挿入固定して
おり、このようにすることにより、反射ミラー４の取付
角度を第２の切断溝２０ｂの加工精度で決定することが
でき、角度調整が不要となり、反射ミラー４を強固に固
定できるという効果が得られる。

【００３２】図３は本発明の第３実施形態における光分
岐部の構成を説明するための断面図であり、図３におい
て、光ファイバ１を挿入固定する溝１９の一方の端が、
光ファイバ取付基板１８の端面２１と交差する面を、こ
の溝１９の軸線に対して４５度傾斜した傾斜平面２２に
形成し、この傾斜平面２２に反射ミラー４を接着固定し
ており、この構成により、反射ミラー４の取付角度が傾
斜平面２２の傾斜角度で決まるため、角度調整が不要と
なり、さらに反射ミラー４を傾斜平面２２に張り付ける
ようにすることによって、反射ミラー４を強固に固定で
きるという効果が得られる。

【００３３】図４は本発明の第４実施形態における光分
岐部の構成を説明するための断面図であり、図４におい
て、光ファイバ取付基板１８の基部１８ａに対して、反
射ミラー４に入射する光１６の向きが、図３の構成とは
上下逆になるように、傾斜平面２２を設けたものであっ
て、この構成では、光１６は光ファイバ取付基板１８の
内部を透過しない点が図３の構成とは異なるが、同様の
効果が得られる。

【００３４】また、図３に示した第３実施形態は、ハー
フミラー３への入射光とその反射光とのなす角度２３が
鋭角となるように、光ファイバ１の中心軸に対する切断
溝２と第１の切断溝２０ａとの傾斜角度を設定して、ハ
ーフミラー３と第２の光学レンズ７間の光路中における
光ファイバ取付基板１８のブロック１８ｂに、光の進行
方向を第２の光学レンズ７方向へ偏光させる反射部２４
を設けたものである。

【００３５】ハーフミラー３は入射光と反射光とのなす
角度２３が大きい場合、入射光の偏光成分に依存して、
反射と透過の光の割合が変化するという不具合が生じる
ため、この構成により、ハーフミラー３の持つ不要な偏
光特性を抑制でき、さらに反射部２４を設けることで、
ハーフミラー３で反射された光を任意の場所に導くこと
ができるという効果が得られる。

【００３６】なお、反射部２４は、光ファイバ取付基板
１８上に設けたブロック１８ｂの一平面に光の反射面を
形成する構成として説明したが、光を反射し、かつ任意
の方向に光路を制御できる部材であれば採用することが
できる。

【００３７】図４に示した第４実施形態では、ハーフミ
ラー３から出射する光１７の向きが、図３の構成とは逆
になるように、光ファイバ取付基板１８における第１の
切断溝２０ａの傾斜角度と反射部２４の傾斜角度、およ
び光ファイバ１の切断溝２の傾斜角度を設定しており、
このように構成しても同様の効果が得られる。

【００３８】図５は本発明の第５実施形態の光分岐部の
構成を説明するための断面図であり、図５において、２
つのレンズである第１の光学レンズ６および第２の光学
レンズ７を光ファイバ取付基板１８と一体成形したもの
である。この構成により、各光学レンズの取り付けと光
軸調整とが不要になり、生産性を高めることができると
いう効果が得られる。

【００３９】なお、図５では、２つの光学レンズ６，７
を球面レンズとしているが、この光学レンズは、非球面
レンズ，フレネルレンズ、あるいは屈折率分布レンズな
ど、光ファイバ取付基板１８と一体に成形できるレンズ
構成、あるいは素材であればよい。

【００４０】図６は本発明の第６実施形態における半導
体基板の構成を説明するための斜視図であり、図６にお
いて、半導体基板８の窪み９の壁面に設けた鏡面状の斜
面１０は、この半導体基板８の表面方向に対して４５度
の角度をなし、窪み９の底面に実装された半導体発光素
子１１から出射した光１６を斜面１０で反射させて、半
導体基板８から垂直な方向に出射させるように構成して
ある。

【００４１】前記構成によって、実装面に平行に光を出
力する半導体発光素子１１と、実装面に垂直に光を受光
する半導体受光素子１２とを、同一の半導体基板８上に
平面実装でき、さらに、半導体基板８の実装面上方から
２つの素子１１，１２の実装位置を正確に把握できると
いう効果が得られる。

【００４２】さらに、半導体基板８の窪み９を異方性エ
ッチングによって加工して、窪み９の斜面１０に金メッ
キを施せば、表面の滑らかな傾きの正確な斜面を形成で
き、光の反射能力を極限まで高める効果が得られる。

【００４３】図７は本発明の第７実施形態における半導
体基板の構成を説明するための斜視図であり、図７にお
いて、半導体発光素子１１および半導体受光素子１２を
実装した半導体基板８上に、例えば半導体発光素子１１
を駆動する集積回路２５、および半導体受光素子１２の
出力を増幅する集積回路２６を実装しており、半導体発
光素子１１および半導体受光素子１２と各集積回路２
５，２６との接続配線を短くできるため、電気信号の雑
音が大幅に低減するという効果が得られる。

【００４４】なお、前記集積回路２５，２６を、各々駆
動回路、増幅回路として説明したが、半導体発光素子１
１および半導体受光素子１２を制御する回路であれば、
どのような回路でも設けることができる。

【００４５】図８は本発明の第８実施形態の半導体受光
素子／半導体発光素子部分の構成を説明するための断面
図であり、図８において、半導体発光素子１１および半
導体受光素子１２を実装した半導体基板８を、複数の電
極１４を有するパッケージ１３内に設け、これを封止板
２７によって封止して外気から遮蔽すると共に、この封
止板２７上に２つの光学レンズ６，７を一体成形して形
成している。

【００４６】前記構成によって、半導体発光素子１１お
よび半導体受光素子１２は、外気の影響を受けないの
で、その寿命および信頼性の向上が図れ、さらに半導体
発光素子１１および半導体受光素子１２と光学的に結合
する２つの光学レンズ６，７の取付作業が不要となり、
光軸調整が簡略化できるため、生産性を高めることがで
きるという効果が得られる。

【００４７】なお、封止板２７としては、光１６，１７
が透過する光学レンズ６，７の部分のみ光透過性部材で
構成すればよく、他の部分はパッケージ１３を封止でき
る材料であれば、光を遮断するどのような材料であって
も使用することができる。

【００４８】図９は本発明の第９実施形態における双方
向光モジュールの全体構成を説明するための断面図であ
り、図９において、半導体発光素子１１および半導体受
光素子１２を実装した半導体基板８を、複数の電極１４
を有するパッケージ１３内に設け、これを光ファイバ取
付基板１８によって封止し、外気から遮蔽したものであ
る。

【００４９】前記構成によって、光ファイバ取付基板１
８がパッケージ１３の封止板を兼用することになるた
め、図８のような独立した封止板が不要になると共に、
半導体基板８，半導体発光素子１１，半導体受光素子１
２から構成した受光／発光素子部と、光ファイバ１，ハ
ーフミラー３，反射ミラー４から構成した光分岐部と
を、互いに光軸調整する作業と、半導体発光素子１１お
よび半導体受光素子１２を封止する作業を同時に行うこ
とが可能になるため、作業工程を少なくできるという効
果が得られる。

【００５０】さらに、図９に示すように、光ファイバ取
付基板１８と２つの光学レンズ６，７とを一体成形すれ
ば、光学レンズの取付作業が不要となり、光軸調整が簡
略化できるという効果が得られる。

【００５１】なお、第９実施形態の構成において、半導
体発光素子１１および半導体受光素子１２を含むパッケ
ージ１３を光ファイバ取付基板１８を用いて封止するこ
とができれば、光ファイバ取付基板１８の形状，構造は
前記の物に限定されない。

【００５２】また、図９に示す第９実施形態の構成にお
いては、光ファイバ１と電極１４の方向を便宜上、互い
に平行にして描いて説明したが、図１０に示す本発明の
第１０実施形態の双方向光モジュールを示す外観斜視図
のように、光ファイバ１の取付軸方向と電極１４の方向
とが互いに直角になるように構成すれば、電極１４の上
に光ファイバ１が重ならないので、電極１４を他の基板
に半田付けする際に、光ファイバ１の損傷を防止できる
という効果が得られる。

【００５３】図１１は本発明の第１１実施形態の光分岐
部の構成を説明するための断面図であり、図１１におい
て、光ファイバ取付基板１８の溝１９に挿入固定された
光ファイバ１の一方の端部２８をフェルール２９の中心
に保持し、このフェルール２９を光ファイバ取付基板１
８の端面３０に密着して取り付けたものである。

【００５４】前記構成によって、フェルール２９と他の
光ファイバを保持したフェルールとを、例えば精密スリ
ーブ内で結合すれば、双方向光モジュールを他の光ファ
イバと着脱自在に接続することができ、また光ファイバ
１が裸の状態で取り付けられていないので、取り扱いの
容易な双方向光モジュールを提供することができるとい
う効果が得られる。

【００５５】なお、フェルール２９は光ファイバ取付基
板１８の端面３０に密着して取り付けるとして説明した
が、光ファイバ取付基板１８とフェルール２９との間に
光ファイバ１が裸の状態で露出しないように取り付けれ
ばよく、その取付手段,構成については前記のものに限
定されない。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の双方向光
モジュールによれば、一本の光ファイバに設けた切断溝
にハーフミラーを、その先端面に対向する位置に反射ミ
ラーを各々設けて、光ファイバの光軸に対して直角な方
向に光を結合する光分岐部を構成し、同一の半導体基板
上に半導体発光素子および半導体受光素子を平面実装し
て、半導体発光素子から出射した光を反射ミラーを介し
て光ファイバに入射させ、光ファイバから出射した光を
ハーフミラーを介して受光素子に入射させるように２つ
の光学レンズを配置して、双方向光モジュールを構成す
ることにより、光ファイバに光を集光させるための反射
ミラーおよびハーフミラーの位置合わせを機械的精度で
行うことができ、さらに半導体発光素子および半導体受
光素子を同一基板上に平面実装することによって、複雑
な位置調整を行う箇所が少なくなり、その結果、組み立
てが容易になり、しかも小型化を実現することができ
る。

【００５７】また、光ファイバ取付基板に光ファイバお
よびハーフミラーを固定することにより、光ファイバの
軸ずれを防止して整列できると共に、切断溝の加工が容
易になり、ハーフミラーを強固に固定することができ
る。

【００５８】また、半導体発光素子と半導体受光素子と
を、同一の半導体基板上に平面実装することができるた
め、半導体基板の上方からそれらの２つの素子の実装位
置を正確に把握することができる。

【００５９】また、半導体基板の窪みを異方性エッチン
グによって加工して、窪みの斜面に金メッキを施せば、
表面の滑らかな傾きの正確な斜面を形成することがで
き、光反射効率が向上する。

【００６０】また、封止板上に２つの光学レンズを一体
に形成することにより、半導体発光素子および半導体受
光素子を外気の影響を受けないようにすることができ、
寿命および信頼性の向上が図れ、さらに半導体発光素子
および半導体受光素子と光学的に結合する２つの光学レ
ンズの取付作業が不要となり、光軸調整が簡略化できる
ため生産性を高めることができる。

【００６１】また、パッケージを、２つの光学レンズと
一体に形成した光ファイバ取付基板によって封止するこ
とにより、独立した封止板が不要になると共に、光ファ
イバ,ハーフミラー，反射ミラーから構成した光分岐部
と、受光素子および発光素子の設置部分とを互いに光軸
調整する作業と、受光素子および発光素子の設置部分を
封止する作業とを同時に行うことができるため、作業工
程が少なくなり、また２つの光学レンズの取付作業が不
要となって、光軸調整作業が簡略化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を説明するための双方向
光モジュールの構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第２実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための側面図と断面図
である。

【図３】本発明の第３実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための断面図である。

【図４】本発明の第４実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための断面図である。

【図５】本発明の第５実施形態の双方向光モジュールに
おける光分岐部の構成を説明するための断面図である。

【図６】本発明の第６実施形態の双方向光モジュールに
おける半導体基板の構成を説明するための斜視図であ
る。

【図７】本発明の第７実施形態の双方向光モジュールに
おける半導体基板の構成を説明するための斜視図であ
る。

【図８】本発明の第８実施形態の双方向光モジュールに
おける半導体受光素子／半導体発光素子部分の構成を説
明するための断面図である。

【図９】本発明の第９実施形態の双方向光モジュールの
全体構成を説明するための断面図である。

【図１０】本発明の第１０実施形態の双方向光モジュー
ルの外観斜視図である。

【図１１】本発明の第１１実施形態の双方向光モジュー
ルにおける光分岐部の構成を説明するための断面図であ
る。

【図１２】従来の双方向光モジュールの構成を示す一部
断面図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ、 ２，２０ａ，２０ｂ…切断溝、 ３
…ハーフミラー、 ４…反射ミラー、 ５…光ファイバ
の先端面、 ６，７…光学レンズ、 ８…半導体基板、
９…窪み、 １０…鏡面状の斜面、 １１…半導体発
光素子、 １２…半導体受光素子、 １３…パッケー
ジ、 １４…電極、 １５…ワイヤー、 １６，１７…
光、 １８…光ファイバ取付基板、 １９…溝、 ２
１，３０…光ファイバ取付基板の端面、 ２２…傾斜平
面、 ２３…入射光と反射光のなす角度、 ２４…反射
部、 ２５…半導体発光素子を駆動する集積回路、 ２
６…半導体受光素子の出力を増幅する集積回路、 ２７
…封止板、 ２８…光ファイバの一方の端部、 ２９…
フェルール。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸に対して傾斜した方向に形成され
   た切断溝を有する１本の光ファイバと、この光ファイバ
   の先端面に対向する位置に、この光ファイバの中心軸に
   対して斜めに設けられた反射ミラーと、前記切断溝に挿
   入固定されたハーフミラーと、壁面の少なくとも１箇所
   に鏡面状の斜面が設けられた窪みを有する半導体基板
   と、前記窪み内に設けられた半導体発光素子と、前記半
   導体基板上に設けられた半導体受光素子と、前記半導体
   発光素子から出射した光を、前記反射ミラーを介して前
   記光ファイバに入射させるための第１のレンズと、前記
   光ファイバから前記ハーフミラーを介して出射した光
   を、前記半導体受光素子に入射させる第２のレンズとか
   ら構成したことを特徴とする双方向光モジュール。
2. 【請求項２】 一つの平面上に光ファイバの外径よりも
   わずかに大きい幅と深さとを有する溝が形成され、その
   溝に光ファイバが挿入固定される光透過部材からなる光
   ファイバ取付基板を備え、この光ファイバ取付基板の前
   記溝に、前記ハーフミラーが挿入固定される第１の切断
   溝を、前記光ファイバの切断溝に対応させて形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の双方向光モジュール。
3. 【請求項３】 光ファイバの中心軸に対して略45度傾斜
   した第２の切断溝を、前記光ファイバ取付基板における
   前記光ファイバの先端面に対向する位置に形成し、前記
   第２の切断溝に前記反射ミラーを挿入固定したことを特
   徴とする請求項２記載の双方向光モジュール。
4. 【請求項４】 光ファイバを挿入固定する前記溝の一方
   の端と交差する光ファイバ取付基板における端面に、前
   記溝の軸に対して略45度傾斜した傾斜平面を形成し、こ
   の傾斜平面に前記反射ミラーを設けたことを特徴とする
   請求項２記載の双方向光モジュール。
5. 【請求項５】 ハーフミラーへの入射光とその反射光と
   がなす角度が鋭角となるように、前記ハーフミラーを挿
   入する前記第１の切断溝の光ファイバの中心軸に対する
   傾斜角度を設定し、前記ハーフミラーと第２のレンズ間
   の光路に光の進行方向を前記第２のレンズ方向へ変化さ
   せるための反射部を設けたことを特徴とする請求項２記
   載の双方向光モジュール。
6. 【請求項６】 第１のレンズおよび第２のレンズを光フ
   ァイバ取付基板と一体に形成したことを特徴とする請求
   項２記載の双方向光モジュール。
7. 【請求項７】 半導体基板の窪みの壁面に設けた鏡面状
   の斜面の角度を、この半導体基板の表面方向に対して略
   ４５度とし、前記窪みの底面に実装された半導体発光素
   子から出射した光を前記斜面で反射させて、前記半導体
   基板の表面に対して垂直な方向に出射させるように構成
   したことを特徴とする請求項１記載の双方向光モジュー
   ル。
8. 【請求項８】 半導体基板の窪みを異方性エッチングに
   よって加工して形成し、さらに前記窪みの斜面に金メッ
   キを施して鏡面にしたことを特徴とする請求項７記載の
   双方向光モジュール。
9. 【請求項９】 半導体基板上に設けた半導体発光素子お
   よび半導体受光素子を制御する電子回路を、前記半導体
   基板上に一体に形成したことを特徴とする請求項１記載
   の双方向光モジュール。
10. 【請求項１０】 半導体発光素子および半導体受光素子
    を設けた半導体基板を外気から遮蔽された封止パッケー
    ジ内に設け、前記第１のレンズおよび第２のレンズを前
    記封止パッケージの１つの壁面と一体に形成したことを
    特徴とする請求項１記載の双方向光モジュール。
11. 【請求項１１】 半導体発光素子および半導体受光素子
    を設けた半導体基板を外気から遮蔽された封止パッケー
    ジ内に設け、この封止パッケージの一つの壁面を光ファ
    イバ取付基板によって形成したことを特徴とする請求項
    ２記載の双方向光モジュール。
12. 【請求項１２】 半導体基板を複数の電極を有するパッ
    ケージ内に設け、この電極方向と光ファイバの取付軸方
    向とが略直交するように構成したことを特徴とする請求
    項１記載の双方向光モジュール。
13. 【請求項１３】 光ファイバ取付基板の前記溝に挿入固
    定された光ファイバの一方の端部を、光ファイバの中心
    軸に保持する保持部材を設け、この保持部材を前記光フ
    ァイバ取付基板の端面に取付けたことを特徴とする請求
    項２記載の双方向光モジュール。