JPH01291206A - Optical semiconductor module - Google Patents

Optical semiconductor module

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Publication number
JPH01291206A
JPH01291206A JP12064288A JP12064288A JPH01291206A JP H01291206 A JPH01291206 A JP H01291206A JP 12064288 A JP12064288 A JP 12064288A JP 12064288 A JP12064288 A JP 12064288A JP H01291206 A JPH01291206 A JP H01291206A
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JP
Japan
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optical
optical semiconductor
lens
assembly
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP12064288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
▲▼お野 三郎
Saburo No
Takayuki Masuko
益子 隆行
Kaoru Moriya
守谷 薫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01291206A publication Critical patent/JPH01291206A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of parts to reduce cost and to improve reliability by mounting a fiber assembly to an optical semiconductor assembly constituted of optical semiconductor elements and a piece of lens in such a manner that the fiber assembly can rotate around the axis inclined by a prescribed angle from the exit light axis thereof. CONSTITUTION:The fiber assembly 6 is formed by integrating the optical fibers 4 and the lens 5 by the optical semiconductor module formed to optical couple the light emitted from a optical semiconductor element 1 to the optical fibers 4 by 2 pieces of the lenses. This fiber assembly 6 is mounted to the optical semiconductor assembly 3 constituted of the optical semiconductor elements 1 and a piece of the lens 2 in such a manner that the fiber assembly can rotate around the axis z' inclined by the prescribed angle alpha from the exist light axis (z) of the optical semiconductor assembly, by which the selection of the optimum angle of the incident ray with the (z) axis within the range from -theta' up to +theta is enabled and the optimum optical coupling is attained. The reduced cost is thereby obtd. from the reduced number of parts and the improved reliability is attained from the decreased joint surfaces.

Description

【発明の詳細な説明】 概要 光半導体素子と光ファイバとを光学的に結合して成る光
半導体モジュールに関し、 部品点数を削減して低価格化及び信頼性の向上をはかっ
た光半導体モジュールを提供することを目的とし、 光半導体素子から出射された光を、2個以上のレンズに
より光ファイバに光学的に結合するようにした光半導体
モジュールにおいて、前記光ファイバと少なくとも1個
のレンズを一体化してファイバアセンブリを形成し、該
ファイバアセンブリを、少なくとも光半導体素子と1個
のレンズとから構成される光半導体アセンブリの出射光
軸に対して所定角度傾いた軸の回りに回転可能に取りっ
て構成する。
[Detailed Description of the Invention] Overview An optical semiconductor module is provided that is formed by optically coupling an optical semiconductor element and an optical fiber, and that reduces the number of parts, lowers the cost, and improves reliability. In an optical semiconductor module in which light emitted from an optical semiconductor element is optically coupled to an optical fiber by two or more lenses, the optical fiber and at least one lens are integrated. to form a fiber assembly, and the fiber assembly is rotatably taken around an axis tilted at a predetermined angle with respect to the output optical axis of the optical semiconductor assembly, which is composed of at least an optical semiconductor element and one lens. Configure.

産業上の利用分野 本発明は光半導体素子と光ファイバとを光学的に結合し
て成る光半導体モジュールに関する。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to an optical semiconductor module comprising an optical semiconductor element and an optical fiber optically coupled.

光ファイバを光伝送路として使用する例えば光通信シス
テムにおいては、半導体レーザ(LD)及び発光ダイオ
ード(LED)等の元半導体装置の出射光を光フアイバ
内に導入するために、光半導体素子と光フアイバ入射端
面とを所定の位置関係で固定し、これらの間に集光用の
レンズを設けてなる光半導体モジュールが使用される。
For example, in an optical communication system that uses an optical fiber as an optical transmission path, an optical semiconductor element and an optical An optical semiconductor module is used in which a fiber input end face is fixed in a predetermined positional relationship and a condensing lens is provided between them.

この種の光半導体モジュールにおいては、構成部品相互
間の位置関係が直接的に光結合効率に影響を及ぼすため
、各構成部品は1μm以下という極めて高い精度で位置
決めされることが要求される。又、長期間この位置決め
精度が維持されることが要求される。特に、長距離・高
速通信用に使用される半導体レーザモジュールは高出力
・単一波長が必要であり、従って、高い光結合効率、小
さい反射帰還量という特性が要求される。
In this type of optical semiconductor module, the positional relationship between the component parts directly affects the optical coupling efficiency, so each component is required to be positioned with extremely high precision of 1 μm or less. Furthermore, it is required that this positioning accuracy be maintained for a long period of time. In particular, semiconductor laser modules used for long-distance, high-speed communications require high output and a single wavelength, and therefore require characteristics such as high optical coupling efficiency and small amount of reflected feedback.

従来の技術 第3図は従来の光半導体モジュールの断面図を示してい
る。11はLD(半導体レーザ)等の光半導体素子であ
り、12は球レンズ等の第ルンズである。光半導体素子
11と第ルンズ12の相対位置関係を調整し、両者は最
良の位置関係で固定されている。ここでいう位置関係の
調整は、第ルンズ12から出射するコリメート光の光ビ
ーム形状が許容範囲内となるように光半導体素子11と
第ルンズ12間の離間距離を調整するフォーカス調整と
、コリメート光の出射方向が許容範囲内となるように第
ルンズ12を光半導体素子11に対して光軸に垂直な方
向に調整するアライメント調整とに分けられる。このよ
うに、光半導体素子11と第ルンズ12とはアセンブリ
段階でフォーカス及びアライメント調整が行われている
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 3 shows a cross-sectional view of a conventional optical semiconductor module. 11 is an optical semiconductor element such as an LD (semiconductor laser), and 12 is a lens such as a ball lens. The relative positional relationship between the optical semiconductor element 11 and the first lens 12 is adjusted, and both are fixed in the best positional relationship. The adjustment of the positional relationship referred to here includes focus adjustment to adjust the separation distance between the optical semiconductor element 11 and the second lens 12 so that the light beam shape of the collimated light emitted from the second lens 12 is within a permissible range, and This can be divided into alignment adjustment, in which the first lens 12 is adjusted in a direction perpendicular to the optical axis with respect to the optical semiconductor element 11 so that the emission direction of the light is within a permissible range. In this way, the focus and alignment of the optical semiconductor element 11 and the first lens 12 are adjusted at the assembly stage.

13は端子基板であり、この端子基板にコバール等から
形成されたキャップ14が抵抗溶接されて光半導体素子
11及び第ルンズ12をパッケージ化している。キャッ
プ14には光ビーム出射用のガラス窓15が設けられて
いる。16は光半導体素子11に駆動電流を供給するた
めの端子である。端子基板13上には支持部材17が固
定されており、この支持部材17上に光アイソレータ1
8が取りつけられている。光半導体素子11、第ルンズ
12及び光アイソレータ18で光半導体アセンブリ20
を構成する。
13 is a terminal board, and a cap 14 made of Kovar or the like is resistance welded to this terminal board to package the optical semiconductor element 11 and the first lens 12. The cap 14 is provided with a glass window 15 for emitting a light beam. 16 is a terminal for supplying a drive current to the optical semiconductor element 11. A support member 17 is fixed on the terminal board 13, and an optical isolator 1 is mounted on this support member 17.
8 is installed. Optical semiconductor assembly 20 includes optical semiconductor element 11, lens 12, and optical isolator 18.
Configure.

21は光軸調整用の第2−ルンズである。光アイソレー
タ18上には支持部材22が固定されており、この支持
部材22上に円筒状ホルダ23が取りつけられている。
21 is a second lens for adjusting the optical axis. A support member 22 is fixed on the optical isolator 18, and a cylindrical holder 23 is mounted on the support member 22.

24は光ファイバであり、光フアイバ一端面24aは端
面での反射帰還光を防止するためにフェルール25と共
に斜めに研磨されている。26は光フアイバ端面24a
に光ビームを集束するための第2−2レンズであり、円
筒状スリーブ27中にフェルール25と共に挿入されて
ファイバアセンブリ28を構成している。光半導体アセ
ンブリ20及びファイバアセンブリ28の如く構成部品
をアセンブリ化しているのは、アセンブリ同+の位置関
係を調整することによりモジュール全体の光軸調整を容
易に行うためである。
Reference numeral 24 denotes an optical fiber, and one end face 24a of the optical fiber is obliquely polished together with a ferrule 25 to prevent reflected light from returning at the end face. 26 is an optical fiber end face 24a
It is a 2-2 lens for focusing a light beam on the cylindrical sleeve 27 and is inserted together with the ferrule 25 to form a fiber assembly 28. The reason why components such as the optical semiconductor assembly 20 and the fiber assembly 28 are assembled is that the optical axis of the entire module can be easily adjusted by adjusting the positional relationship of the assemblies.

光半導体モジュールを組み立てるには、光半導体アセン
ブリ20、ファイバアセンブリ28と第2−ルンズ21
とを光軸調整して固定するという方法により組み立てら
れる。これは、光フアイバ端面24aが斜めに研磨され
ているため、ファイバアセンブリ28に入射する最適な
光線はモジュー°ルの光軸に平行でなく、−力先半導体
アセンブリ20の出射光線の角度もばらつきがあるので
、第2−ルンズ21で光ファイ、バ端面24Hに入射す
る光ビームを最適な角度となるように調整する必要があ
るためである。
To assemble the optical semiconductor module, the optical semiconductor assembly 20, the fiber assembly 28 and the second lens 21 are assembled.
It is assembled by adjusting the optical axis and fixing. This is because the optical fiber end face 24a is polished obliquely, so the optimal light beam entering the fiber assembly 28 is not parallel to the optical axis of the module, and the angle of the output light beam from the semiconductor assembly 20 also varies. This is because it is necessary to adjust the light beam incident on the optical fiber end face 24H at the second lens 21 so that it has an optimal angle.

発明が解決しようとする課題 上述したような従来の光半導体モジュールでは、斜めに
研磨された光フアイバ端面に入射する最適な角度の光ビ
ームを得るために、第2−ルンズが設けられており、光
半導体モジュールの部品点数が多く、モジュールの価格
が高価になるという問題があった。
Problems to be Solved by the Invention In the conventional optical semiconductor module as described above, a second lens is provided in order to obtain a light beam at an optimal angle to be incident on the obliquely polished end face of the optical fiber. There is a problem that the number of parts of the optical semiconductor module is large, and the price of the module is high.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものでり、その
目的とするところは、部品点数を削減して低価格化及び
信頼性の向上をはかった光半導体モジュールを提供する
ことである。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide an optical semiconductor module that reduces the number of parts, lowers the cost, and improves reliability.

課題を解決するだめの手段 第1図は本発明の原理図である。A means to solve problems FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention.

光半導体素子Xから出射された光を、2個以上のレンズ
により光ファイバ4に光学的に結合するようにした光半
導体モジュールにおいて、光ファイバ4と少なくとも1
個のレンズ5を一体化してファイバアセンブリ6を形成
する。このファイバアセンブリ6を、少なくとも光半導
体素子1と1個のレンズ2とから構成される光半導体ア
センブリ3の出射光軸Zに対して所定角度α傾いた軸2
′の回りに回転可能に取りつける。
In the optical semiconductor module in which the light emitted from the optical semiconductor element X is optically coupled to the optical fiber 4 by two or more lenses, the optical fiber 4 and at least one
A fiber assembly 6 is formed by integrating the lenses 5. This fiber assembly 6 is attached to an axis 2 which is inclined at a predetermined angle α with respect to an output optical axis Z of an optical semiconductor assembly 3 which is composed of at least an optical semiconductor element 1 and one lens 2.
’ to be rotatably attached.

作   用 このように、ファイバアセンブリ6の軸2”を光半導体
アセンブリ3の出射光軸2に対して所定角度α傾けて設
置すると、ファイバアセンブリ6をZ′軸回りに回転さ
せることで最適入射光線のZ軸に対する角度−〇°〜十
θまでの範囲で選ぶことができる。
In this way, when the axis 2'' of the fiber assembly 6 is installed at a predetermined angle α with respect to the output optical axis 2 of the optical semiconductor assembly 3, the optimum incident light beam can be adjusted by rotating the fiber assembly 6 around the Z' axis. The angle with respect to the Z axis can be selected within the range of −0° to 10θ.

従って、光半導体アセンブリ3からの出射光が一〇゛〜
十〇の間に有れば第2−ルンズを除去した光学系で最適
な光結合を得ることができる。
Therefore, the output light from the optical semiconductor assembly 3 is 10~
If it is between 10 and 10, it is possible to obtain optimal optical coupling with an optical system in which the second lens is removed.

実  施  例 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。本実施例の説明において第3図に示した従来例と同
一構成部分については同一符号を付し、その説明を一部
省略する。
Embodiments The present invention will be explained in detail below based on embodiments shown in the drawings. In the description of this embodiment, the same components as those of the conventional example shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be partially omitted.

第2図は本発明実施例の断面図である。LD等の光半導
体素子11と球レンズ等の第ルンズ12とはフォーカス
調整及びアライメント調整をして一体的に固定され、キ
ャップ14中に封入されてパッケージ化されている。端
子基板13上に支持部材17が固定され、この支持部材
17上に反射帰還光の通過を防止する光アイソレータ1
8が設けられている。光半導体素子11、第ルンズ12
及び光アイソレーク18はフォーカス及びアライメント
調整をして光半導体アセンブ’J20として一体的に組
立られる。このように、アセンブリ段階でのフォーカス
及びアライメント調整を行っておくことにより、アセン
ブリ同士のアライメント調整をすることによりモジュー
ル全体の光軸調整が容易となり、所定値以上の光結合効
率が達成されるようになっている。
FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the present invention. An optical semiconductor element 11 such as an LD and a lens 12 such as a ball lens are fixed together after focus adjustment and alignment adjustment, and are sealed in a cap 14 and packaged. A support member 17 is fixed on the terminal board 13, and an optical isolator 1 is provided on the support member 17 to prevent reflected feedback light from passing through.
8 is provided. Optical semiconductor element 11, first lens 12
The optical isolator 18 is then adjusted for focus and alignment and assembled integrally as an optical semiconductor assembly 'J20. In this way, by adjusting the focus and alignment at the assembly stage, it becomes easier to adjust the optical axis of the entire module by adjusting the alignment between the assemblies, and it is possible to achieve optical coupling efficiency above a predetermined value. It has become.

光アイソレータ18上には円筒状ホルダ30が所定角度
α傾いて取りつけられている。24は光ファイバであり
、光フアイバ端面24aはフェルール25と共に斜め研
磨されており、このフェルール25を第2−2レンズ2
6と共に円筒状スリーブ27中に挿入しフォーカス調整
をした後フェルール25と第2−2レンズ26とを円筒
状スリーブ27中で固定しファイバアセンブリ28が得
られる。
A cylindrical holder 30 is mounted on the optical isolator 18 so as to be inclined at a predetermined angle α. 24 is an optical fiber, and the end face 24a of the optical fiber is obliquely polished together with a ferrule 25, and this ferrule 25 is connected to the second-second lens 2.
After the fiber assembly 25 and the second lens 26 are inserted into the cylindrical sleeve 27 and the focus is adjusted, the ferrule 25 and the second-second lens 26 are fixed in the cylindrical sleeve 27 to obtain a fiber assembly 28.

光フアイバ端面24aを斜めに研磨しているのは、光フ
アイバ端面24aでの反射帰還光を防止しているためで
ある。このため光フアイバ端面24aに入射する最適な
入射光線は光半導体アセンブリ20の光軸Zに平行でな
く、光軸2に対して所定角度類いた光線である。そこで
本実施例では、円筒状ホルダ30を光半導体アセンブリ
20の光軸2に対して所定角度α傾けて取り付け、この
円筒状ホルダ30中にファイバアセンブリ28を嵌合す
るようにしている。
The reason why the optical fiber end face 24a is polished obliquely is to prevent reflected feedback light from the optical fiber end face 24a. Therefore, the optimal incident light beam that enters the optical fiber end face 24a is not parallel to the optical axis Z of the optical semiconductor assembly 20, but is a light beam that is at a predetermined angle with respect to the optical axis 2. Therefore, in this embodiment, the cylindrical holder 30 is attached at a predetermined angle α with respect to the optical axis 2 of the optical semiconductor assembly 20, and the fiber assembly 28 is fitted into the cylindrical holder 30.

例えば、光フアイバ端面24Hの傾き角度を6°、光フ
ァイバ24と第2−2レンズ26の間FMを50μm、
第2−2レンズ26のピッチを0゜16、その焦点距離
を2.3mmとすると、ファイバアセンブリ28への最
適入射光線角度はファイバアセンブリ28の光軸Z′に
対して約1.4゜となる。そこで、円筒状ホルダ30の
傾き角αを1.4°にしておけば、ファイバアセンブリ
28をホルダ30内で回転させることにより、最適入射
角をZ軸に対してθ〜2.8°の範囲で任意に選択する
ことができる。
For example, the inclination angle of the optical fiber end surface 24H is 6°, the FM between the optical fiber 24 and the second-second lens 26 is 50 μm,
Assuming that the pitch of the second-second lens 26 is 0°16 and its focal length is 2.3 mm, the optimum angle of light incident on the fiber assembly 28 is approximately 1.4° with respect to the optical axis Z' of the fiber assembly 28. Become. Therefore, by setting the inclination angle α of the cylindrical holder 30 to 1.4°, by rotating the fiber assembly 28 within the holder 30, the optimum incident angle can be adjusted to the range of θ to 2.8° with respect to the Z axis. can be selected arbitrarily.

従って、光半導体アセンブIJ 20の出射光の出射角
が0°〜2.8°の範囲内でばらついてもファイバアセ
ンブリ28を円筒状ホルダ30内で回転させることによ
り補正が可能となり、従来必要であった第2−ルンズを
用いない光学系を実現することができる。
Therefore, even if the output angle of the output light from the optical semiconductor assembly IJ 20 varies within the range of 0° to 2.8°, it can be corrected by rotating the fiber assembly 28 within the cylindrical holder 30, which is not necessary in the past. It is possible to realize an optical system that does not use the conventional second lens.

発明の効果 本発明の光半導体モジュールは以上詳述したように構成
したので、部品点数の削減から低価格化が可能となり、
又接合面の減少から信頼性の高い光半導体モジュールを
提供できるという効果を奏する。
Effects of the Invention Since the optical semiconductor module of the present invention is configured as detailed above, it is possible to reduce the cost by reducing the number of parts.
Furthermore, since the number of bonding surfaces is reduced, a highly reliable optical semiconductor module can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の実施例断面図、 第3図は従来の光半導体モジュールの断面図である。 1.11・・・光半導体素子、 2.12・・・第ルンズ、 3.20・・・光半導体アセンブリ、 4.24・・・光ファイバ、 5.26・・・第2−2レンズ、 6.28・・・ファイバアセンブリ、 18・・・光アイソレータ1 .30・・・円筒状ホルダ。 Figure 1 is a diagram of the principle of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the present invention; FIG. 3 is a sectional view of a conventional optical semiconductor module. 1.11... Optical semiconductor element, 2.12... Runs, 3.20... Optical semiconductor assembly, 4.24...Optical fiber, 5.26...2nd-2nd lens, 6.28...Fiber assembly, 18... Optical isolator 1 .. 30...Cylindrical holder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 光半導体素子(1)から出射された光を、2個以上のレ
ンズにより光ファイバ(4)に光学的に結合するように
した光半導体モジュールにおいて、 前記光ファイバ(4)と少なくとも1個のレンズ(5)
を一体化してファイバアセンブリ(6)を形成し、該フ
ァイバアセンブリ(6)を、少なくとも光半導体素子(
1)と1個のレンズ(2)とから構成される光半導体ア
センブリ(3)の出射光軸(z)に対して所定角度傾い
た軸(z’)の回りに回転可能に取りつけたことを特徴
とする光半導体モジュール。
[Scope of Claims] An optical semiconductor module in which light emitted from an optical semiconductor element (1) is optically coupled to an optical fiber (4) using two or more lenses, comprising: and at least one lens (5)
are integrated to form a fiber assembly (6), and the fiber assembly (6) is integrated with at least an optical semiconductor element (
1) and one lens (2). Features of optical semiconductor module.
JP12064288A 1988-05-19 1988-05-19 Optical semiconductor module Pending JPH01291206A (en)

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JP (1) JPH01291206A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5869107A (en) * 1995-10-02 1999-02-09 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Fabrication machine of optical fiber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5869107A (en) * 1995-10-02 1999-02-09 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Fabrication machine of optical fiber

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