JPH10274728A - Photodetector module and manufacturing method thereof - Google Patents

Photodetector module and manufacturing method thereof

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JPH10274728A
JPH10274728A JP3411398A JP3411398A JPH10274728A JP H10274728 A JPH10274728 A JP H10274728A JP 3411398 A JP3411398 A JP 3411398A JP 3411398 A JP3411398 A JP 3411398A JP H10274728 A JPH10274728 A JP H10274728A
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lens
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fiber
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Miki Kuhara
美樹 工原
Yasushi Fujimura
康 藤村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital photodetector module for an analog receiver of an optical CATV with many channels and a digital photodetector module for a large optical input by reducing signal distortion. SOLUTION: A diagonal exit angle from a fiber is expressed by αand a distance between the center of a lens and a chip is expressed by L, and the center of the chip is shifted from the center of the lens by Ltan α in the direction of the bottom point S of the fiber end face. The center of the fiber is shifted in the opposite direction. The center O of the photodetector element, the center H of the lens, and the center Q of the fiber are moved in the direction perpendicular to the axis and are positioned so that diagonal light coming out of a diagonal cut fiber goes to the center of the chip passing through the center of the lens.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光通信や光計測に用
いられる受光素子と光ファイバを組み合わせたフォトダ
イオードモジュール(PDモジュール)及びフォトダイ
オードモジュールの製造方法に関する。特に信号間の干
渉による歪みが小さく多数のアナログ信号を歪みなく受
信できる受光素子モジュールとその製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a photodiode module (PD module) in which a light receiving element used for optical communication and optical measurement is combined with an optical fiber, and a method of manufacturing the photodiode module. In particular, the present invention relates to a light receiving element module capable of receiving a large number of analog signals without distortion due to small distortion due to interference between signals and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ここで受光素子モジュールというのは受
光素子と光ファイバを組み合わせたものである。ファイ
バ、レンズ、PDチップの3者の組み合わせにおいて、
チップの位置を、レンズによるファイバ端の像の位置よ
り軸線にそって前または後ろにずらすようにした提案は
いくつかある。特開昭64−79629号、特開平5ー
224101号などである。反射光レベルを下げるとか
効率を上げる歪みを下げるなどを目的としている。受光
素子はPDチップをパッケージに収容したものでPDチ
ップはpn接合を有する半導体チップであって両面に電
極を持ち、光の入る方は環状の電極になっている。従来
例にかかる受光素子チップを図1によって説明する。
1.3μmや1.55μmの長波長帯ではおもにInG
aAsを受光層としたpin−PDが用いられる。n型
InP基板81の上にn−InPバッファ層82、In
GaAs受光層83、InP窓層84の順にエピタキシ
ャル成長を行ってエピタキシャルウエハーを作る。
2. Description of the Related Art Here, a light receiving element module is a combination of a light receiving element and an optical fiber. In the combination of fiber, lens and PD chip,
There have been several proposals to shift the position of the tip forward or backward along the axis from the position of the image of the fiber end by the lens. JP-A-64-79629 and JP-A-5-224101. Its purpose is to lower the level of reflected light or lower distortion to increase efficiency. The light receiving element is one in which a PD chip is housed in a package. The PD chip is a semiconductor chip having a pn junction, has electrodes on both sides, and the side into which light enters is an annular electrode. A conventional light receiving element chip will be described with reference to FIG.
In the long wavelength band of 1.3 μm or 1.55 μm, InG is mainly used.
A pin-PD using aAs as a light receiving layer is used. On an n-type InP substrate 81, an n-InP buffer layer 82, In
Epitaxial growth is performed in the order of the GaAs light receiving layer 83 and the InP window layer 84 to form an epitaxial wafer.

【0003】さらにZnの選択拡散によってp型領域8
5を作りpn接合を作製する。パッシベーション膜8
8、反射防止膜87およびp側電極86、n側電極90
を形成する。p側電極86はリング状であって、その中
に光89が入るようになっている。n電極はn型InP
基板底面に一様についておりリング状でない。このよう
なPDチップはガラス窓のある金属製のパッケージに実
装されて受光素子となる。あるいは光ファイバや光コネ
クタと一体化されて光ファイバを伝搬した光強度を検出
できるようにする。光ファイバや光コネクタと一体化し
たものは受光素子モジュール(PDモジュール)とい
う。細い光ファイバからでた光を検出するのであるから
光ファイバとチップの軸合わせが重要な問題になる。
Further, the p-type region 8 is selectively diffused by Zn.
5 to form a pn junction. Passivation film 8
8, antireflection film 87, p-side electrode 86, n-side electrode 90
To form The p-side electrode 86 has a ring shape, and light 89 enters therein. n electrode is n-type InP
The shape is uniform on the bottom surface of the substrate and is not ring-shaped. Such a PD chip is mounted on a metal package having a glass window to serve as a light receiving element. Alternatively, it is integrated with an optical fiber or an optical connector so that the light intensity transmitted through the optical fiber can be detected. The one integrated with the optical fiber and the optical connector is called a light receiving element module (PD module). Since light emitted from a thin optical fiber is detected, alignment of the optical fiber and the chip becomes an important problem.

【0004】光ファイバと受光素子チップを組み合わせ
た受光素子モジュールの従来例を図2によって説明す
る。フォトダイオード1はパッケージ12の上にサブマ
ウント13を介して固定される。フォトダイオード1の
受光部をパッケージの中心に据え、光ファイバ14の中
心もパッケージ中心線上にあるようにする。つまり全て
の光学部材が中心線上に並ぶように調芯される。パッケ
ージはその下にアノードピン15、カソードピン16、
ケースピン17等を有する。
A conventional example of a light receiving element module combining an optical fiber and a light receiving element chip will be described with reference to FIG. The photodiode 1 is fixed on a package 12 via a submount 13. The light receiving part of the photodiode 1 is set at the center of the package, and the center of the optical fiber 14 is also on the center line of the package. That is, the alignment is performed so that all the optical members are aligned on the center line. The package has anode pin 15, cathode pin 16,
It has a case pin 17 and the like.

【0005】パッケージ12はさらに球レンズ23を有
する円筒形キャップ22が固定される。パッケージ12
のヘッダの外周には円筒形のスリーブ18を取り付け
る。スリーブ18の上面には円筒形のフェルールホルダ
ー19が固定される。これはファイバ14の先端が挿入
されているフェルール20を軸線上に保持するものであ
る。ベンドリミッタ21は柔軟な部材で作られており光
ファイバ14がフェルールの根元で過度に湾曲しないよ
うに保護している。
[0005] The package 12 is further fixed with a cylindrical cap 22 having a spherical lens 23. Package 12
A cylindrical sleeve 18 is attached to the outer periphery of the header. A cylindrical ferrule holder 19 is fixed to the upper surface of the sleeve 18. This holds the ferrule 20 into which the tip of the fiber 14 is inserted on the axis. The bend limiter 21 is made of a flexible member and protects the optical fiber 14 from being excessively bent at the base of the ferrule.

【0006】PD(フォトダイオード)チップ1のn電
極(カソード)はケース12から電気的に浮かす必要が
あるから絶縁物のサブマウント13を間に挟んでいる。
AlNやアルミナ(Al23 )製の長方形の板であ
る。表面と裏面は適当な金属膜を被覆してある(メタラ
イズという)。PDチップ1はサブマウント13の上に
PbSnなどの半田によって固定される。サブマウント
13の上面がカソードピン16に金ワイヤによって接続
される。チップ1のp電極が金線によってアノードピン
15に接続される。
Since the n-electrode (cathode) of the PD (photodiode) chip 1 needs to be electrically floated from the case 12, a submount 13 of an insulator is interposed therebetween.
It is a rectangular plate made of AlN or alumina (Al 2 O 3 ). The front and back surfaces are covered with an appropriate metal film (called metallization). The PD chip 1 is fixed on the submount 13 by solder such as PbSn. The upper surface of the submount 13 is connected to the cathode pin 16 by a gold wire. The p electrode of the chip 1 is connected to the anode pin 15 by a gold wire.

【0007】球レンズ23は光ファイバから出た光を集
光してフォトダイオード(PD)1の受光面に高効率で
入射するようにする。光ファイバ端面で反射した光がレ
ーザに戻らないように光ファイバの端面は斜め研磨して
ある。これは8゜の斜面になるようにカットしてある。
傾斜角は様々である。光ファイバ、レンズ、PDの中心
は同一直線上にある。
[0007] The spherical lens 23 condenses the light emitted from the optical fiber so as to be incident on the light receiving surface of the photodiode (PD) 1 with high efficiency. The end face of the optical fiber is obliquely polished so that light reflected on the end face of the optical fiber does not return to the laser. This is cut so that it has an 8 ゜ slope.
The angle of inclination varies. The centers of the optical fiber, lens and PD are on the same straight line.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように3つの部材
が同一軸線上にあるのは当然のように思えるが、実は多
数の周波数の違う信号間で相互干渉が起こり易いという
欠点があることが分かった。これは必ずしも理解しやす
くないことであるから詳しく述べる。従来例の難点がは
っきりするのが光CATVであるからその場合の動作を
説明しよう。光CATV受信機の受光部に受光素子モジ
ュールを使うとき周波数間に相互干渉があると信号が歪
む。ためにチャンネル数が著しく制限されてしまう。光
CATVではアナログ電気信号をレーザ、発光ダイオー
ドによって光アナログ信号に変換しこれを光ファイバ中
に伝送するようになっている。周波数の異なる複数の信
号が一つの光ファイバを伝搬し一つの受光素子によって
光電変換される。
Although it seems natural that the three members are on the same axis as described above, there is a drawback that mutual interference easily occurs between a large number of signals having different frequencies. Do you get it. Since this is not always easy to understand, it will be described in detail. Since the difficulty of the conventional example is evident in optical CATV, the operation in that case will be described. When a light receiving element module is used in a light receiving section of an optical CATV receiver, a signal is distorted if there is mutual interference between frequencies. Therefore, the number of channels is significantly limited. In an optical CATV, an analog electric signal is converted into an optical analog signal by a laser or a light emitting diode, and the converted signal is transmitted through an optical fiber. A plurality of signals having different frequencies propagate through one optical fiber and are photoelectrically converted by one light receiving element.

【0009】一つの周波数を持つ単位をチャンネルとい
う。多数のチャンネルからの信号を通し受信機ではその
内の任意の一つを選んで受信し再生する。アナログ信号
を伝送するので線形性の良い受信機によって光電変換し
なければならない。線形性がよいというのは光のエネル
ギーと変換後の電気エネルギーが比例するということで
ある。もしも光エネルギーの二乗に比例するなど非線形
の部分があると、異なる周波数のふたつの信号が干渉す
る。つまり差周波数(ビート)や和周波数の信号成分が
新たに生じて受光素子出力に含まれるようになる。これ
を歪みという。
A unit having one frequency is called a channel. Through the signals from a number of channels, the receiver selects any one of them and receives and reproduces it. Since an analog signal is transmitted, it must be photoelectrically converted by a receiver having good linearity. Good linearity means that the energy of light is proportional to the converted electrical energy. If there is a non-linear part, such as proportional to the square of the light energy, two signals of different frequencies will interfere. That is, a signal component of a difference frequency (beat) or a sum frequency newly occurs and is included in the output of the light receiving element. This is called distortion.

【0010】歪みは2次以上ならどの次数でも発生する
非線形現象である。その中でももっとも大きく測定容易
なのが2次の歪みである。だから二次相互変調歪みIM
2によって受光素子を評価する。二次歪みであるから
入力信号の強度に比例する。入力信号を弱くすると二次
歪みは小さくなるが信号強度が低いと信号自体が弱くな
るのでノイズに信号が埋まってしまい綺麗な映像を再生
することができない。従来の受光素子モジュールでは信
号強度を犠牲にしないで歪を下げることは困難であっ
た。
[0010] Distortion is a non-linear phenomenon that occurs in any order of two or more. Among them, the second-order distortion is the largest and easy to measure. So second-order intermodulation distortion IM
Evaluating the light receiving element by D 2. Since it is second-order distortion, it is proportional to the strength of the input signal. If the input signal is weakened, the second-order distortion is reduced, but if the signal strength is low, the signal itself is weakened, so that the signal is buried in noise and a beautiful image cannot be reproduced. In a conventional light receiving element module, it has been difficult to reduce distortion without sacrificing signal strength.

【0011】これを改善するために、本発明者はかつて
球レンズの収差を積極的に利用した集光方法により歪を
下げることのできる受光素子モジュールを提案した。特
願平6−171873号「アナログPDモジュール及び
その製造方法」である。受光素子モジュールの概念図を
図3に示す。フォトダイオード1、球レンズ3、斜め研
磨光ファイバ5が同一直線上に並んでいる。部材点数や
その構造は従来のものと異ならない。しかしレンズと光
ファイバ端面の距離Zを変化させることによって、感度
を下げず歪を下げることができることに初めて気づいた
ものである。感度と歪の距離依存性が異なることに気づ
き、距離依存性の相違に基づいて感度を犠牲にせず歪を
下げる配置を初めて提案した。
In order to improve this, the present inventor has previously proposed a light receiving element module capable of reducing distortion by a condensing method that positively utilizes the aberration of a spherical lens. Japanese Patent Application No. 6-171873, "Analog PD Module and Manufacturing Method Thereof". FIG. 3 shows a conceptual diagram of the light receiving element module. The photodiode 1, the ball lens 3, and the obliquely polished optical fiber 5 are arranged on the same straight line. The number of members and the structure are not different from the conventional one. However, for the first time, the inventors have noticed that the distortion can be reduced without lowering the sensitivity by changing the distance Z between the lens and the end face of the optical fiber. We noticed that the distance dependence of sensitivity and distortion was different, and for the first time proposed an arrangement to reduce distortion without sacrificing sensitivity based on the difference in distance dependence.

【0012】図4は本発明者が測定した受光素子モジュ
ールの感度(交流感度RAC(A/W))、IMD2
(dBc)のレンズ・ファイバ端面間距離Z依存性のグ
ラフである。歪は破線により感度は実線によって示す。
歪についてZ=1.2mmで最大になる。従来はこれよ
りZが大きい領域だけが注目されていた。二次歪は−7
5dBcより小さいことが要求されていた。そこで従来
は、光ファイバをレンズから遠くへ離して歪が−75d
BcになるZ=1.6mmの辺りに設定されていた。し
かしこれは最大感度領域をはずれており信号強度を犠牲
にしてIMD2 を下げている。信号が弱いのでやはり多
数のチャンネルを伝送し受信するのは難がある。
FIG. 4 shows the sensitivity (AC sensitivity RAC (A / W)) of the light-receiving element module measured by the present inventor and IMD 2
It is a graph of (dBc) dependence of the distance Z between a lens and a fiber end surface. The distortion is indicated by a broken line and the sensitivity is indicated by a solid line.
The distortion is maximized at Z = 1.2 mm. Conventionally, attention has been paid only to a region where Z is larger than this. Second order distortion is -7
It was required to be less than 5 dBc. Therefore, conventionally, when the optical fiber is moved far from the lens, the distortion becomes −75 d.
Z was set to be about 1.6 mm, which is Bc. However, this has lowered the IMD 2 at the expense of the signal strength is outside the maximum sensitivity region. Since the signal is weak, it is still difficult to transmit and receive a large number of channels.

【0013】本発明者は感度を損なわず歪だけを下げる
可能性について検討を重ねた。すると歪曲線が、Zの小
さい範囲で感度よりも速く減少する部分があることに気
づいた。Zが小さい範囲で−75dBcになる点がZ=
0.8mm〜0.9mmに存在する。先ほどのZ=1.
6mmと異なりここは感度最大である。そこで光ファイ
バ・レンズ間距離をZ=0.8〜0.9mmにし、感度
と歪の両方の要求を満足させた受光素子モジュールを与
えたのである。
The inventor has repeatedly studied the possibility of lowering only the distortion without deteriorating the sensitivity. Then, he noticed that there was a portion where the distortion curve decreased faster than the sensitivity in a small range of Z. The point at which Z becomes -75 dBc in a small range is Z =
Located between 0.8 mm and 0.9 mm. Z = 1.
Unlike 6 mm, this is the maximum sensitivity. Therefore, the distance between the optical fiber and the lens is set to Z = 0.8 to 0.9 mm, and a light receiving element module that satisfies both requirements of sensitivity and distortion is provided.

【0014】感度最大の領域が0.8〜1.3mmに広
がっているのは次の理由による。PDチップのp電極が
囲む受光面の直径Wは、100μm〜200μmでかな
り広い。光ファイバから出た光をレンズによって絞ると
これよりずっと小さい直径になる。PDとレンズの距離
は不変であっても、光ファイバの位置をZ軸方向に動か
すとPDでの光の直径は変動する。最小直径を与えるZ
のところにファイバを固定すると最大感度になる。しか
しそれだけでなくこれの前後に光ファイバを動かしても
光の直径Uが受光面直径よりも小さい限り(U≦W)全
ての光がPDに吸収されるから最大感度を与える。その
ために最大感度領域が0.8〜1.3mmに広がるので
ある。
The reason why the maximum sensitivity region extends from 0.8 to 1.3 mm is as follows. The diameter W of the light receiving surface surrounded by the p-electrode of the PD chip is considerably wide in the range of 100 μm to 200 μm. When the light emitted from the optical fiber is converged by a lens, the diameter becomes much smaller. Even if the distance between the PD and the lens does not change, the diameter of the light at the PD changes when the position of the optical fiber is moved in the Z-axis direction. Z giving the smallest diameter
When the fiber is fixed at the point, maximum sensitivity is obtained. However, not only that, even if the optical fiber is moved before and after this, as long as the light diameter U is smaller than the light receiving surface diameter (U ≦ W), all the light is absorbed by the PD, so that the maximum sensitivity is given. For this reason, the maximum sensitivity area is expanded to 0.8 to 1.3 mm.

【0015】それでは歪と感度の距離依存性が合致しな
いのはどうしてか?二次歪みは最大感度点の中心Z0
(1.1mm)で最大にならずそれよりも前(1.2m
m)で最大になっている。前記の発明はこの非対称性に
気づいてこれを利用して感度と歪の要求の両方を巧妙に
満足させたものである。ではどうして非対称なのか?レ
ンズに収差がないとすると結像点に関して光の輪の広が
りは前後に対称である。すると光ファイバの光が丁度結
像する点から前後にずれても歪も対称であるべきであ
る。
Then, why does the distance dependence of the distortion and the sensitivity not match? The secondary distortion is the center Z 0 of the point of maximum sensitivity.
(1.1 mm) before the maximum (1.2 m
m). The above invention has noticed this asymmetry and has exploited it to subtly satisfy both sensitivity and distortion requirements. So why asymmetric? Assuming that the lens has no aberration, the spread of the light ring is symmetrical back and forth with respect to the imaging point. Then, the distortion should be symmetric even if the light of the optical fiber is shifted back and forth from the point where the light just forms.

【0016】ところがレンズというものはかならず収差
がありとりわけ球レンズは収差が大きい。遠軸光は速く
収束し近軸光は遅く収束する。近軸光が軸線を切る位置
をガウス像面という。遠軸光はそれよりも先に軸線を横
切っている。光ファイバ・レンズ間距離Zと、レンズか
ら像までの距離Yはレンズの公式によって表される相補
的関係がありZが大きいとYは小さい。歪が最大になる
のは受光面にガウス像面が合致する時であると本発明者
は考える。このとき光が最も著しく一点に集中するから
である。pn接合のある一部だけに光が集中するから2
次、3次の効果が現れ、これが異なる周波数の相互干渉
を惹起し歪みを増幅するのである。
However, a lens always has an aberration, and a spherical lens in particular has a large aberration. The far-axis light converges quickly and the paraxial light converges slowly. The position where the paraxial light crosses the axis is called a Gaussian image plane. Far-axis light traverses the axis earlier. The distance Z between the optical fiber and the lens and the distance Y from the lens to the image have a complementary relationship represented by the lens formula. When Z is large, Y is small. The inventor considers that the maximum distortion occurs when the Gaussian image plane coincides with the light receiving plane. At this time, light is most remarkably concentrated on one point. Since light is concentrated only on a part of the pn junction, 2
Next, a third-order effect appears, which causes mutual interference of different frequencies and amplifies distortion.

【0017】それより僅かに光ファイバを外側へ移動さ
せると光束が拡散するばかりであるから感度が減衰し始
める。反対に受光面にガウス像面が合致した時から光フ
ァイバをレンズ側に移動させると遠軸光の収束点が受光
面に合致するようになり感度は落ちない。さらに光ファ
イバをレンズ側に平行移動して初めて光束直径Uが受光
面直径Wを越えるようになる。そのような理由で感度と
歪みが非対称になるのであろう。このようにして本発明
者は歪みを−75dBc以下にし感度も保持できるよう
な光ファイバ・レンズの配置を初めて発見した。これも
レンズ、PD、光ファイバの3部材は軸線上にある。つ
まり、3部材ともにZ軸上にあるのである。光ファイバ
から出た光の像が受光面にできず受光面の背後にでき
る。焦点を外した位置に受光素子を置くのであるからこ
れは簡単にはデフォーカス法と呼ぶ事ができるかも知れ
ない。
If the optical fiber is moved slightly outside, the light flux only diffuses, and the sensitivity starts to decrease. Conversely, if the optical fiber is moved toward the lens after the Gaussian image plane matches the light receiving surface, the convergence point of the far-axis light will match the light receiving surface, and the sensitivity will not decrease. Further, the light beam diameter U exceeds the light receiving surface diameter W only after the optical fiber is moved in parallel to the lens side. For that reason, sensitivity and distortion may be asymmetric. In this way, the present inventor has discovered for the first time an arrangement of an optical fiber lens capable of reducing the distortion to -75 dBc or less and maintaining the sensitivity. Again, the three members, lens, PD and optical fiber, are on the axis. That is, all three members are on the Z axis. An image of the light emitted from the optical fiber cannot be formed on the light receiving surface and is formed behind the light receiving surface. Since the light receiving element is placed at a position out of focus, this may be simply called a defocus method.

【0018】光CATVでは当初は数チャンネル(C
H)の伝送で十分であったが、現在では40CHが標準
になっている。また最近ではさらに80CH〜110C
Hを伝送できるシステムに対する需要が出てきている。
チャンネル数に対する要求はきびしくなる一方である。
このような多チャンネル化に伴って受信機の受信周波数
帯域も450MHzであったものが、860MHzも必
要になってきた。帯域はほぼ倍増させなければならな
い。さらに多くの家庭に信号を送らなければならないか
ら、発光量の大きいレーザ(LD)光源を用いるように
なってきた。大出力のレーザを光源にするから1mW以
上の大信号光がPDに入射することもある。チャンネル
数が多いほど歪みの影響は大きく、信号光が強いほど歪
みが大きくなる。多チャンネル、高出力化によって従来
以上に歪み特性を改善する必要が強く感じられるように
なってきた。特性改善のみでなく低価格で受光素子モジ
ュールを提供する必要もある。そのために安定で低歪み
高感度の受光素子モジュールを作製することが急務とな
ってきた。
In an optical CATV, several channels (C
H) was sufficient, but 40CH is now standard. Also recently more 80CH ~ 110C
There is a demand for a system capable of transmitting H.
The demands on the number of channels are becoming increasingly demanding.
With the increase in the number of channels, the receiving frequency band of the receiver is 450 MHz, but 860 MHz is required. Bandwidth should be almost doubled. Since signals must be sent to more and more homes, laser (LD) light sources that emit a large amount of light have been used. Since a high-output laser is used as a light source, a large signal light of 1 mW or more may be incident on the PD. The greater the number of channels, the greater the effect of distortion, and the stronger the signal light, the greater the distortion. The need to improve distortion characteristics more than ever has been felt strongly by increasing the number of channels and increasing the output. It is necessary not only to improve the characteristics but also to provide a light receiving element module at a low price. Therefore, it is urgently necessary to manufacture a light receiving element module which is stable and has low distortion and high sensitivity.

【0019】大信号に対しても歪みの少ない受光素子モ
ジュールを提供することが本発明の第1の目的である。
感度を犠牲にする事なく低歪みの受光素子モジュールを
提供することが本発明の第2の目的である。歪みの小さ
い受光素子モジュールを低コストで製造する方法を提供
することが第3の目的である。歩留まり良く低歪み受光
素子モジュールを製造する方法を提供する事が本発明の
第4の目的である。
It is a first object of the present invention to provide a light receiving element module with less distortion even for a large signal.
It is a second object of the present invention to provide a light-receiving element module with low distortion without sacrificing sensitivity. A third object is to provide a method for manufacturing a light-receiving element module with small distortion at low cost. It is a fourth object of the present invention to provide a method for manufacturing a low distortion light receiving element module with good yield.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】光ファイバの軸線を伝搬
した軸光線が光ファイバ先端の傾斜角θのために軸線と
αをなす角度で光ファイバ端Qを出る場合その傾斜光線
αの延長線上にレンズ中心Hと受光素子中心Oを並べた
ものが本発明の受光素子モジュールである。また受光素
子はレンズによる光ファイバ端のガウス像面よりもレン
ズに近い位置に置く。少なくともファイバからの傾斜光
線とHOは平行であるようにする。QHは調芯によって
決まるから必ずしも傾斜光線αと平行にならないが、理
想的にはαとQHも平行であるべきである。受光素子中
心Oレンズ中心Hを軸線上に据えるならば、レンズ中心
Hと光ファイバ距離をLfとし、レンズ中心と受光素子
中心との距離をLとすると、受光素子中心はパッケージ
中心よりある方向(−X方向とする)に−Ltanαだ
けずれる。光ファイバ中心はパッケージ中心より反対方
向(+X方向)にLftanαに近い値だけずれる。さ
らに光ファイバの研磨面のうち最下点SがZ軸に最も近
いように光ファイバの回転角度を決める。
When an axial ray propagating along the axis of the optical fiber exits the optical fiber end Q at an angle of α with the axis due to the angle of inclination θ of the tip of the optical fiber, an extension of the inclined ray α The lens center H and the light receiving element center O are arranged side by side in the light receiving element module of the present invention. The light receiving element is located closer to the lens than the Gaussian image plane at the end of the optical fiber by the lens. At least the oblique rays from the fiber and the HO are parallel. Since QH is determined by the alignment, it is not necessarily parallel to the inclined ray α, but ideally α and QH should also be parallel. If the center H of the light receiving element and the center H of the lens are set on the axis, the distance between the lens center H and the optical fiber is Lf, and the distance between the lens center and the center of the light receiving element is L. −L tanα). The center of the optical fiber is shifted from the center of the package in the opposite direction (+ X direction) by a value close to Lftanα. Further, the rotation angle of the optical fiber is determined so that the lowermost point S of the polished surface of the optical fiber is closest to the Z axis.

【0021】以上が本発明の原理であるが実際にはLと
Lfは非対称である。Lはキャップの高さなどから予め
決まる定数である。Lfは歪みを小さくし感度を最大に
する調芯作業によって個々の素子毎に決まる。Lとθが
既知であるとき上記のようにレンズ中心に対する受光素
子中心の軸直角方向の位置を決めることによって歪みを
最小にすることができる。本発明では光ファイバも受光
素子も軸線から外れるようにする。さきほど説明した本
発明者の改良をデフォーカスというのに対して、これは
仮にオフアクシスと呼ぶことにしよう。だから本発明は
両者を兼ね備えたデフォーカス+オフアクシスなのであ
る。特に新規な主張はオフアクシスにある。ファイバ端
からでる光線上にレンズ中心Hと受光素子中心Oを並べ
るということである。デフォーカスについては前記の先
願によって説明した。だからここではどうして光ファイ
バや受光素子を側方へずらせば(オフアクシス)歪みが
改良されるのか?これについて説明しよう。
The above is the principle of the present invention. Actually, L and Lf are asymmetric. L is a constant determined in advance from the height of the cap and the like. Lf is determined for each element by a centering operation to minimize distortion and maximize sensitivity. When L and θ are known, distortion can be minimized by determining the position of the center of the light receiving element with respect to the lens center in the direction perpendicular to the axis as described above. In the present invention, both the optical fiber and the light receiving element are deviated from the axis. In contrast to the inventor's improvement described earlier, which is called defocusing, this is tentatively called off-axis. Therefore, the present invention is a defocus + off-axis having both of them. A particularly new claim is off-axis. That is, the center H of the lens and the center O of the light receiving element are arranged on the light beam coming out of the fiber end. Defocus has been described in the earlier application. So why do we shift the optical fiber and light-receiving element sideways (off-axis) to improve the distortion? Let me explain this.

【0022】本発明者はさきほど述べた先願の手法に従
って光ファイバを焦点位置よりレンズに近づけたデフォ
ーカスのアナログPDモジュールを多数作製した。その
製造の過程で奇妙なことに気づいた。製造条件のバラツ
キのためか、標準より歪み特性の良いモジュールとより
悪いモジュールができるのである。歪み特性のバラツキ
は何に由来するのか?図4でレンズ・ファイバ間距離Z
によって歪みを特定しているがそれ以外にも歪みに影響
するパラメータが存在するのであろうか?
The present inventor has manufactured a large number of defocused analog PD modules in which the optical fiber is brought closer to the lens than the focal position according to the above-mentioned prior application method. I noticed something strange during the manufacturing process. Perhaps due to variations in manufacturing conditions, a module with better distortion characteristics and a module with worse distortion characteristics than the standard can be produced. What comes from the variation in distortion characteristics? FIG. 4 shows the distance Z between the lens and the fiber.
The distortion is specified by, but are there any other parameters that affect the distortion?

【0023】そこで、歪みの大きいモジュールや小さい
モジュールを分解して調査した。すると思いがけない事
実が分かった。歪み特性の良いモジュールは図5のよう
に光ファイバ中心Qがレンズ中心Hを通る軸線(Z軸)
からずれ、受光素子チップ中心Oも軸線から反対側にず
れている。しかも光ファイバの最下点Sが軸線に最近接
している。光ファイバの斜め研磨面の長円方向の直径を
STとしSが最下点、Tが最上点である。点T、Q、
S、H、OはZ軸を含む同一面内に存在し点Q、H、O
はほぼ同一直線上にならんでいる。デフォーカスによる
調芯であるから、図3のように本来はQ、O点ともにZ
軸の上にあるべきだが製造誤差があって軸からずれるこ
とがある。その場合であっても歪みが小さく感度の良い
ことがあってそれが図5の場合である。光ファイバの中
心軸線に沿う光線は点QをでてSの側に屈折しZ軸とα
の角度をなして進みレンズ中心Hを通り素子1の中心O
に入る。光線QHOがほぼ直線である。
Therefore, a module having a large distortion or a module having a small distortion was disassembled and investigated. Then I found an unexpected fact. As shown in FIG. 5, a module having a good distortion characteristic has an axis (Z axis) where the optical fiber center Q passes through the lens center H.
The center O of the light receiving element chip is also shifted from the axis to the opposite side. Moreover, the lowest point S of the optical fiber is closest to the axis. The diameter of the obliquely polished surface of the optical fiber in the oblong direction is ST, S is the lowest point, and T is the highest point. Points T, Q,
S, H, and O exist on the same plane including the Z axis, and points Q, H, and O
Are almost collinear. Since the alignment is performed by defocusing, as shown in FIG.
Should be on the shaft, but there may be deviations from the shaft due to manufacturing errors. Even in that case, there is a case where the distortion is small and the sensitivity is good, which is the case of FIG. Light rays along the central axis of the optical fiber emerge from point Q and refract to the side of S, and the Z axis and α
Advance through the lens center H and pass through the center H of the element 1
to go into. Ray QHO is substantially straight.

【0024】斜めカットの角度θと光線の軸に対する傾
き角αの関係は、図9によって与える。ファイバ軸線を
進む光線RQは斜め面TSでSの側に屈折し、RQMと
いう軌跡を描く。面TSの直角からのズレはθである。
面TSに立てた法線をQnとする。スネル法則より n0 sin(α+θ)=n1 sinθ (1) がなりたつ。n0 は空気屈折率、n1 はファイバコア屈
折率である。ここからαは α=sin-1{(n1 sinθ)/n0 }−θ (2) となる。θがきまるとαが決まる。
FIG. 9 shows the relationship between the oblique cut angle θ and the inclination angle α with respect to the axis of the light beam. The light ray RQ traveling along the fiber axis is refracted toward the side S on the inclined surface TS, and draws a locus RQM. The deviation from the right angle of the surface TS is θ.
The normal established on the surface TS is defined as Qn. According to Snell's law, n 0 sin (α + θ) = n 1 sin θ (1). n 0 is the air refractive index, and n 1 is the fiber core refractive index. From this, α becomes α = sin −1 {(n 1 sin θ) / n 0 } −θ (2) When θ is determined, α is determined.

【0025】図6は反対に歪みが大きい場合の配置であ
る。光ファイバの中心QがZ軸からずれ、素子中心Oも
Z軸から反対方向にずれる。レンズ中心HはZ軸上にあ
る。ファイバ切断面の最上点TがZ軸に接近している。
図5の場合と光ファイバ切断面の向きが反対になってい
る。光ファイバ中心Q、レンズ中心H、チップ中心Oは
ほぼ同一直線上にある。しかし光ファイバ中心線をたど
る光は斜め切断面のS側に屈折するからZ軸から外側に
αの角度をなして進みレンズの外殻部に入射する。レン
ズによって強く屈折しPDの中心Oに入る。Qの像が受
光素子中心Oにできるという点では同じであるが光ファ
イバの向きが反対であるからビームの光路が大きく異な
る。幾何光学的な考察に従えば何れであっても光量は同
じであるし、歪みにも影響があろうとは思えない。
FIG. 6 shows an arrangement where the distortion is large. The center Q of the optical fiber is shifted from the Z axis, and the element center O is also shifted from the Z axis in the opposite direction. The lens center H is on the Z axis. The uppermost point T of the fiber cut surface is close to the Z axis.
The direction of the cut surface of the optical fiber is opposite to that of FIG. The optical fiber center Q, the lens center H, and the chip center O are substantially on the same straight line. However, since the light following the center line of the optical fiber is refracted to the S side of the oblique cut surface, the light travels at an angle of α outward from the Z axis and enters the outer shell of the lens. It is strongly refracted by the lens and enters the center O of the PD. Although the image of Q is the same at the center O of the light receiving element, the optical path of the beam is greatly different since the direction of the optical fiber is opposite. According to geometrical optics considerations, the light quantity is the same in any case, and it is unlikely that distortion will be affected.

【0026】本発明者はどうしてこのような非対称の現
象が起こるのかを考えてみた。歪み特性が光軸に関して
対称でないとすれば、それは非対称要素を含む部品が原
因であるに違いない。球レンズ、受光素子チップともに
対称性がある。だから原因は光ファイバにあるはずであ
る。光ファイバは先端を4゜〜10゜程度斜めに研磨し
て反射戻り光が光源に戻らないように工夫をしている。
研磨面の向きが歪み特性に影響しているらしい。研磨面
の向きが違えば図5と図6に対比して示すように、光線
の軌跡が大きく異なる。幾何光学的には光ファイバの向
きに拘らずQの像はO点にできる。光ファイバ端Qから
出た光はレンズを通り受光素子チップ中心Oに結像す
る。しかし実際には光線は一本ではない。Q点から円錐
形に光がでる。光円錐の頂角γはファイバのコア屈折率
とクラッド屈折率による。
The present inventor considered why such an asymmetric phenomenon occurs. If the distortion characteristic is not symmetric about the optical axis, it must be due to the components containing the asymmetric elements. Both the spherical lens and the light receiving element chip have symmetry. So the cause must be the optical fiber. The end of the optical fiber is polished at an angle of about 4 ° to 10 ° so that reflected return light does not return to the light source.
The direction of the polished surface seems to affect the distortion characteristics. If the direction of the polished surface is different, the trajectory of the light beam is greatly different as shown in comparison with FIGS. Geometrically, the image of Q can be at point O regardless of the orientation of the optical fiber. Light emitted from the optical fiber end Q passes through the lens and forms an image at the center O of the light receiving element chip. However, actually, there is not one ray. Light emerges from point Q in a conical shape. The vertex angle γ of the light cone depends on the core refractive index and the cladding refractive index of the fiber.

【0027】レンズに収差がないと円錐形にそって出た
光は全てチップ中心Oに収束するはずである。しかし実
はレンズには収差がある。球レンズのような場合とくに
収差が著しい。近軸光は遅く収束し(ガウス像面)遠軸
光は速く収束する。従ってレンズのどこを通るかによっ
て光線の軸線上での収束点が異なる。それは図5と図6
の場合で相違する。図5の場合はチップに対して光線が
直角近くで入射する。だからO点に関してほぼ対称の光
線分布になる。円錐に含まれる光線がチップ面でほぼ一
様分布で入射する。
If the lens has no aberration, all the light emitted along the cone should converge on the center O of the chip. However, lenses actually have aberrations. Especially in the case of a spherical lens, the aberration is remarkable. Paraxial light converges slowly (Gaussian image plane) and far-axis light converges fast. Therefore, the convergence point on the axis of the light beam differs depending on where the light passes through the lens. 5 and 6
Is different. In the case of FIG. 5, the light beam enters the chip at a right angle. Therefore, the ray distribution becomes almost symmetric with respect to the point O. Light rays included in the cone enter the chip surface with a substantially uniform distribution.

【0028】ところが図6の場合レンズの外側から光線
がチップにあたる。だから面に対してより斜めに入射す
ることになる。斜めに入射するので受光面での光線密度
がO点の前後で大いに異なる。密度の揺らぎは感度には
あまり影響しないが歪みには強く影響する。入射線が傾
く事によって光線密度が大いにゆらぐ。あるところでは
光線密度が高く、その他のところでは密度が低い。不均
一性が著しい。そのために図6の配置では相互干渉が増
えて歪みが増えるのではなかろうか?
However, in the case of FIG. 6, a light beam hits the chip from outside the lens. Therefore, the light enters the surface more obliquely. Since the light is incident obliquely, the light beam density on the light receiving surface greatly differs before and after the point O. Density fluctuations have little effect on sensitivity but strongly affect distortion. The light density greatly fluctuates due to the inclined incident line. In some places the light density is high and in others it is low. Significant non-uniformity. For that reason, in the arrangement shown in FIG. 6, mutual interference increases and distortion increases.

【0029】本発明者はそのような仮説を立てた。仮説
を確かめるために光線追跡法によるシミュレーションを
行った。つまり光ファイバの端部Qから円錐内部に立体
角に対し等密度で多数本の光線が出射されたとしその光
線の一本一本を幾何光学的に追跡する。ひとつひとつの
光線をレンズによって屈折させ、これがチップに入射す
る点を求める。光線を一つずつ追跡するから光線追跡と
いう。レンズでの屈折は幾何光学によって扱えるから簡
単に計算できる。チップでの入射点を点によって表した
ものが図7と図8である。これらは、実験結果ではなく
て計算結果である。実際にこのように光点が素子に入る
のが観測されるわけではない。
The inventor has made such a hypothesis. The simulation by the ray tracing method was performed to confirm the hypothesis. In other words, it is assumed that a large number of light beams are emitted from the end Q of the optical fiber into the inside of the cone at the same density as the solid angle, and each of the light beams is traced geometrically. Each light ray is refracted by a lens, and the point at which this is incident on the chip is determined. It is called ray tracing because it traces rays one by one. Refraction at the lens can be easily calculated because it can be handled by geometrical optics. FIGS. 7 and 8 show the incident point on the chip by dots. These are calculated results, not experimental results. It is not actually observed that the light spot enters the element in this way.

【0030】チップ中心OのZ軸からのズレをXとし、
光ファイバ中心QのZ軸からのズレをWとする。XとW
の正負を次のように決めておく。図6のようにファイバ
端面STの最下端点SがZ軸より遠いときにWが負、X
が正とする。3点Q、H、Oは直線上にあるようにする
ので、WはXと符号が反対になる。図5ではSがZ軸に
近いのでWは正、Xは負である。図6では左向きにX軸
があり、図5では右向きにX軸が定義される。以下に図
5から図8を用い、本発明の具体的な数値を挙げて光学
系を説明する。ここでレンズは全て共通で、直径1.5
mm、屈折率1.5の球レンズである。この時近軸光線
に対するレンズの焦点距離は1.12mmである。従っ
て、以下に示す例でLf=1850μm、1650μm
の時のガウス像面はそれぞれレンズから3000μm、
3500μmの位置に来る。受光素子の受光面のレンズ
からの距離をL=2000〜2100μmとすると、受
光素子がガウス像面より1000μm〜1400μmも
レンズ側に接近した位置にある。つまり受光素子がデフ
ォーカス位置にある。本発明はデフォーカスでありかつ
軸垂直方向(オフアクシス)にも受光素子と発光素子を
ずらせる。だから本発明はデフォーカス且つオフアクシ
スなのである。
Let X be the deviation of the chip center O from the Z axis,
Let W be the deviation of the optical fiber center Q from the Z axis. X and W
Is determined as follows. As shown in FIG. 6, when the lowermost point S of the fiber end face ST is farther from the Z axis, W is negative and X
Is positive. Since the three points Q, H, and O are on a straight line, W has the opposite sign to X. In FIG. 5, W is positive and X is negative because S is close to the Z axis. In FIG. 6, the X axis is defined to the left, and in FIG. 5, the X axis is defined to the right. The optical system will be described below with reference to FIGS. 5 to 8 by giving specific numerical values of the present invention. Here, all lenses are common and have a diameter of 1.5
mm, a spherical lens with a refractive index of 1.5. At this time, the focal length of the lens with respect to the paraxial ray is 1.12 mm. Therefore, in the following example, Lf = 1850 μm, 1650 μm
The Gaussian image plane at the time of is 3000 μm from each lens,
It comes to the position of 3500 μm. Assuming that the distance of the light receiving surface of the light receiving element from the lens is L = 2000 to 2100 μm, the light receiving element is at a position closer to the lens side by 1000 μm to 1400 μm from the Gaussian image plane. That is, the light receiving element is at the defocus position. According to the present invention, the light receiving element and the light emitting element are defocused and shifted in the direction perpendicular to the axis (off-axis). Therefore, the present invention is defocused and off-axis.

【0031】図5の配置でファイバずれW=120μ
m、チップズレX=−140μm、レンズ中心Hとファ
イバ端Qのz方向距離Lf=1850μm、レンズ中心
とチップの距離L=2100μm、α=3.7゜、θ=
8゜である。図5の配置での近軸光線の入射点の分布が
図7である。図7の横軸がX軸で縦軸がY軸である。い
ずれもZ軸に直交する。円Cは受光素子の受光面の広が
りである。点は一つの光線の素子入射点を示す。光線入
射点をしめす点が受光面に均一に分布している。図7の
横軸がX軸であるが+Xでも−Xでも点の分布は殆ど同
じである。同じ事は+Y軸方向と−Y軸方向でも言え
る。つまりxy面において等方的に光点が分布してい
る。特に高密度の領域がない。一様分布近い。
In the arrangement shown in FIG. 5, the fiber shift W = 120 μm
m, chip deviation X = −140 μm, distance Lf in the z direction between the lens center H and the fiber end Q = 1850 μm, distance L between the lens center and the chip L = 2100 μm, α = 3.7 °, θ =
8 ゜. FIG. 7 shows a distribution of incidence points of paraxial rays in the arrangement of FIG. The horizontal axis in FIG. 7 is the X axis and the vertical axis is the Y axis. Both are orthogonal to the Z axis. Circle C is the spread of the light receiving surface of the light receiving element. A point indicates an element incident point of one ray. Points indicating the light incident points are uniformly distributed on the light receiving surface. Although the horizontal axis in FIG. 7 is the X axis, the distribution of points is almost the same regardless of whether it is + X or -X. The same can be said for the + Y axis direction and the −Y axis direction. That is, light spots are distributed isotropically on the xy plane. In particular, there is no high-density area. Near uniform distribution.

【0032】図5のように素直に光線が素子に入ってい
るのであるからこれは当然だと思ってはいけない。まっ
たく反対である。もしもレンズに収差がなくて受光素子
がファイバ端点Qの結像点にあるとすればどのような方
向に出た光線もO点に収束するはずである。何千本の光
線について追跡してもどれもO点に集中するはずであ
る。そのように光線が一点集中する時もっとも干渉が大
きく歪みが大きくなる。だから収差のないレンズでは感
度最大のところで歪みも最大になりしかもzに関し前後
方向に対称になる。無収差レンズでは感度を大きく歪み
を少なくというような事は難しい。
This must not be taken for granted, since the light beam enters the element in a straightforward manner as shown in FIG. Quite the opposite. If there is no aberration in the lens and the light-receiving element is located at the image forming point of the fiber end point Q, rays emitted in any direction should converge to the point O. Every trace of thousands of rays should concentrate at point O. When the light beam is concentrated at one point, the interference is the largest and the distortion is large. Therefore, in a lens having no aberration, the distortion becomes maximum at the maximum sensitivity, and the lens becomes symmetrical in the front-back direction with respect to z. It is difficult for an aberration-free lens to increase sensitivity and reduce distortion.

【0033】してみれば図4の感度、歪みの非対称は収
差が大きいから生ずるのである。収差のあるレンズであ
って結像点より前にファイバを置いているからQのガウ
ス像面は素子の受光面より背後にできている。受光面に
結像点が合致していない。そのためにQ点から出た光線
が素子面でことほどさように散らばるのである。このよ
うに光点が一様分布すると干渉が少なくなり歪みも小さ
くなる。しかも光点のほとんどが受光円Cの内部にある
ので感度も良好である。殆ど全ての光が分散して受光面
に入るから感度は良くて歪みは少ない。
As a result, the asymmetry of sensitivity and distortion in FIG. 4 is caused by large aberration. The Gaussian image plane of Q is formed behind the light receiving surface of the element because the lens has an aberration and the fiber is placed before the image forming point. The imaging point does not match the light receiving surface. For this reason, light rays emitted from the point Q are scattered as much as possible on the element surface. When light spots are uniformly distributed in this manner, interference is reduced and distortion is reduced. Moreover, since most of the light spots are inside the light receiving circle C, the sensitivity is good. Since almost all light is dispersed and enters the light receiving surface, sensitivity is good and distortion is small.

【0034】収差のあるレンズをつかって焦点から外れ
た位置に素子を置いているからこのようなトリックが可
能になる。それでは収差のあるレンズを使い結像点を素
子面より後ろに追いやればいいのかというとそうではな
い。そう単純ではないのである。素子の取り付け位置、
ファイバの位置が軸線から外れることもありその場合あ
る時は歪みを増やしある時は歪みを減らすからである。
This trick is possible because the element is located out of focus using an aberrated lens. It is not the case that the imaging point should be moved behind the element surface using an aberrated lens. It's not that simple. Element mounting position,
This is because the position of the fiber may be off the axis, in which case the strain is increased and sometimes the strain is reduced.

【0035】図8が図6のような遠軸光がつくる入射点
分布を示す。ファイバはチップと反対側にずれる。ずれ
の面をxz面とする。つまりファイバもチップも符号を
含めx方向にずれるとする。図6のパラメータはファイ
バズレW=−160μm、チップずれX=+140μ
m、Lf=1650μm、L=2100μm、α=3.
7゜、θ=8゜の例である。殆ど全部の光線が受光面円
Cに入る。しかし密度が偏る。x=−c(J)の近くの
三日月形領域GJEFは空白になっておりここには光線
が到達しない。ところが曲線EFGのすぐ内側EFGK
ONは高密度の光点が存在する。この高密度光点が歪み
を増大させる。高密度の分布が中心Oの左側に偏りO点
もすぐ右側は低密度の領域になっている。
FIG. 8 shows an incident point distribution created by far-axis light as shown in FIG. The fiber shifts away from the chip. The plane of displacement is defined as an xz plane. That is, it is assumed that both the fiber and the chip are shifted in the x direction including the sign. The parameters in FIG. 6 are fiber deviation W = −160 μm, chip deviation X = + 140 μ.
m, Lf = 1650 μm, L = 2100 μm, α = 3.
This is an example of 7 ° and θ = 8 °. Almost all light rays enter the light receiving surface circle C. However, the density is uneven. The crescent-shaped area GJEF near x = −c (J) is blank and no light beam reaches it. However, EFGK just inside the curve EFG
ON has high-density light spots. This high density light spot increases the distortion. The high-density distribution is deviated to the left of the center O, and the right side of the point O is a low-density area.

【0036】光点が一様分布にならず過密部分があり、
これが異なる周波数間の干渉を引き起こし歪みを増加さ
せる。光点の殆ど全てが受光円Cに含まれるから感度は
高いのであるが光点分布が一様でなく、過密の部分があ
ってこれがために歪みが増加するのである。受光円Cに
光点が入っている限り感度が高い。歪みは過密箇所があ
ると増加する。過密箇所がどうできるか?というのは簡
単には分からない。
Light spots are not uniformly distributed, and there are dense portions,
This causes interference between different frequencies and increases distortion. Although almost all of the light spots are included in the light receiving circle C, the sensitivity is high, but the light spot distribution is not uniform, and there is a dense portion, which increases the distortion. The sensitivity is high as long as the light spot is included in the light receiving circle C. The distortion increases when there are congested parts. What can be done in overcrowded areas? That's not easy to understand.

【0037】図3のように光ファイバもチップもZ軸か
らずれていない場合は光点ばらつきが図7と図8の中間
的なものになる。であるから図7の場合は軸線上にある
図3の場合よりも歪みが小さく、図8の場合は図3の場
合より歪みが大きくなるのである。図7の場合は球レン
ズの収差を利用し光点を受光面Cの全体に拡散している
から、単位面積当たりの光パワーは小さくなり歪みが減
る。
As shown in FIG. 3, when neither the optical fiber nor the chip deviates from the Z axis, the light spot variation is intermediate between FIGS. Therefore, in the case of FIG. 7, the distortion is smaller than in the case of FIG. 3 on the axis, and in the case of FIG. 8, the distortion is larger than in the case of FIG. In the case of FIG. 7, since the light spot is diffused over the entire light receiving surface C by using the aberration of the spherical lens, the light power per unit area is reduced and the distortion is reduced.

【0038】これは図5、図6、図3のように3つの典
型的な場合の比較であるが、より詳しく軸ズレと歪みの
関係を調べた。パラメータはチップ中心OのZ軸からの
ずれXである。3点Q、H、Oがほぼ直線上にならぶよ
うな拘束条件を課し、しかも感度がいずれも1.3μm
光に対し0.9A/WになるようにLf、Lを調節して
いる。いずれもガウス像面がチップ上になくチップ面よ
り遠くにある。前記の本発明者の先願の思想(デフォー
カス)にそうものである。であるからXだけを変えてい
るのではなくL、Lf、Wも変わっている。光ファイバ
は1.3μm〜1.55μmに対して使われるシングル
モードファイバであり研磨角θは8゜である、n1
1.5として、出射角αは3.7゜である。
This is a comparison between three typical cases as shown in FIGS. 5, 6 and 3, and the relationship between the axis shift and the distortion was examined in more detail. The parameter is the deviation X of the chip center O from the Z axis. A constraint condition is set such that the three points Q, H, and O are substantially on a straight line, and the sensitivity is 1.3 μm for all.
Lf and L are adjusted so as to be 0.9 A / W with respect to light. In each case, the Gaussian image plane is not on the chip but farther from the chip plane. This is the same as the concept (defocus) of the inventor's earlier application. Therefore, not only X is changed, but L, Lf, and W are also changed. The optical fiber is a single mode fiber used for 1.3 μm to 1.55 μm, and the polishing angle θ is 8 °, n 1 =
Assuming 1.5, the emission angle α is 3.7 °.

【0039】チップずれXを変えて歪みIMD2 を測定
した結果を図10に示す。但し光ファイバ端面の最下点
SがZ軸から離れ最上点TがZ軸に接近している場合の
Xを正と定義する。図6の場合のXは正、図5の場合の
Xは負である。つまりベクトルSTのxy面への正射影
の方向が+x方向とする。
FIG. 10 shows the result of measuring the distortion IMD 2 while changing the chip deviation X. However, when the lowermost point S of the end face of the optical fiber is separated from the Z axis and the uppermost point T is closer to the Z axis, X is defined as positive. X in FIG. 6 is positive, and X in FIG. 5 is negative. That is, the direction of the orthogonal projection of the vector ST onto the xy plane is the + x direction.

【0040】X=−140μmで歪み最小値−86dB
cを取るがこれは図5の配置(W=120μm、Lf=
1850μm、L=2100μm)である。Xが−15
0μm〜−100μmで−85dBc以下である。
X = −140 μm, minimum distortion value −86 dB
c, which corresponds to the arrangement of FIG. 5 (W = 120 μm, Lf =
1850 μm, L = 2100 μm). X is -15
It is -85 dBc or less from 0 μm to −100 μm.

【0041】X=0μmは図3のような軸ズレのない場
合である。IMD2 は−79dBcである。X=−20
0μm〜+50μmで歪みは−75dBc以下である。
歪みの要求値が従来通り−75dBcならこの範囲で良
いということになる。Xが正になると歪みは急激に増加
する。X=+140μmの位置が図6の場合(W=−1
60μm、Lf=1650μm、L=2100μm)で
ある。歪みは−59dBcである。
X = 0 μm is a case where there is no axis deviation as shown in FIG. IMD 2 is -79 dBc. X = -20
In the range of 0 μm to +50 μm, the distortion is −75 dBc or less.
If the required value of the distortion is -75 dBc as before, this range is sufficient. When X becomes positive, the distortion increases sharply. When the position of X = + 140 μm is as shown in FIG. 6 (W = −1)
60 μm, Lf = 1650 μm, L = 2100 μm). The distortion is -59 dBc.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】本発明を実施するためにはチップ
のパッケージの上に置くときから注意が必要である。最
も簡単にはチップをパッケージ中心Pから−Ltanα
だけずらしレンズ中心Hをパッケージ中心Pに合致させ
ておくことである。つぎに可能な方法はパッケージ中心
Pにチップ中心Oを合致させレンズ中心HをLtanα
だけずらす方法である。さらにチップは任意の箇所に置
いてレンズをそれよりLtanαだけずれた位置に置く
方法である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to carry out the present invention, care must be taken when placing a chip on a package. The simplest way is to move the chip from the package center P to -Ltanα.
That is, the center H of the shifted lens is matched with the center P of the package. The next possible method is to match the chip center O with the package center P and set the lens center H to Ltanα.
It is a method of shifting only. Further, the chip is placed at an arbitrary position, and the lens is placed at a position shifted by Ltanα therefrom.

【0043】つまりこれら部材のパッケージ中心線から
のズレによって表すと(STのTの方を正と定義)、 チップ中心O=−Ltanα、 レンズ中心H=0 チップ中心O=0、 レンズ中心H=+Ltanα チップ中心O=β レンズ中心H=β+Ltanα の3つの場合が可能である。ファイバの方は端面の方向
STが分かっているからxy面内で平行移動し歪みを調
べながら調芯するのでここでは規定できない。
That is, when these members are represented by deviations from the package center line (T in ST is defined as positive), chip center O = -Ltanα, lens center H = 0 chip center O = 0, lens center H = + Ltanα Chip center O = β Lens center H = β + Ltanα Three cases are possible. Since the direction of the fiber is known since the direction ST of the end face is known, the fiber is moved in parallel in the xy plane, and the fiber is aligned while checking the distortion.

【0044】ファイバ端Qの最適の位置は Q=Lftanα Q=Lftanα+Ltanα Q=Lftanα+Ltanα+β である。ただしLfはz方向の調整によって決めるから
予め決められない。
The optimum position of the fiber end Q is: Q = Lftanα Q = Lftanα + Ltanα Q = Lftanα + Ltanα + β However, since Lf is determined by adjustment in the z direction, it cannot be determined in advance.

【0045】ではどうしてファイバの回転方向によっ
て、図7と図8のような光線分布の違いが起こるのか?
これが問題である。光線追跡法によって計算した結果が
図7、図8であるから、このようになるのであるが直観
的に分かりにくい。図13によって図6の場合図8のよ
うな不均一分布になる理由を説明する。図13はファイ
バ端Qから出た光が球レンズHを通ってチップに至る光
線軌跡を示す。違いを明らかにするためにレンズを誇張
して書いている。ファイバ端から出る光は斜め角αの方
向に出るがこれは円錐形の広がりを持つ。広がり角γは
sinγ=(n1 2−n2 21/2 によって与えられる。n
1 はコア屈折率、n2 はクラッドの屈折率である。斜め
に出た場合でもほぼ同じ円錐角で広がる。
Then, why does the light ray distribution as shown in FIGS. 7 and 8 differ depending on the rotation direction of the fiber?
This is the problem. Since the results calculated by the ray tracing method are shown in FIGS. 7 and 8, it is difficult to understand intuitively. The reason why the non-uniform distribution shown in FIG. FIG. 13 shows a ray trajectory of the light emitted from the fiber end Q passing through the spherical lens H and reaching the chip. The lenses are exaggerated to highlight the differences. The light emerging from the fiber end exits in the direction of the oblique angle α, which has a conical spread. The spread angle γ is given by sin γ = (n 1 2 −n 2 2 ) 1/2 . n
1 core index, n 2 is the refractive index of the cladding. Even if it comes out diagonally, it spreads at almost the same cone angle.

【0046】一点Qから出た光線は球レンズによって屈
折するが光軸QbHmFg上での収束点が違う。外側を
通る光線程速く収束する。レンズ面にa、b、c、d、
e、f、g点をとりここを通る光線について考察する。
中心を通る光はQbHmを通りガウス像面Fbで収束す
る。もっとも収束点が遠いのである。少し曲がる光線Q
cl、QanはFcで収束する。dを通る光線は光軸と
Fdで交差する。eを通る光線は光軸とFeで交差す
る。もっと外殻部gを通る光線はghFgと進みFgで
収束する。つまり中心Hより遠くを通る光線ほど強く屈
折するので収束点がレンズに近づく。これが球レンズの
収差である。図5のようにHを通る近軸光は図13にお
いてレンズ面のabで入射しmnで出射する。これがF
b〜Fcで光軸を切る。
The light beam emitted from one point Q is refracted by the spherical lens, but has a different convergence point on the optical axis QbHmFg. Light rays passing outside converge faster. A, b, c, d,
Consider points e, f, and g and light rays passing therethrough.
Light passing through the center passes through QbHm and converges on a Gaussian image plane Fb. The convergence point is the farthest. Light beam Q that bends slightly
cl and Qan converge at Fc. A ray passing through d intersects the optical axis at Fd. A ray passing through e crosses the optical axis at Fe. Light rays that pass through the outer shell g further advance to ghFg and converge at Fg. In other words, light rays passing farther from the center H are refracted more strongly, so that the convergence point approaches the lens. This is the aberration of the spherical lens. As shown in FIG. 5, paraxial light passing through H is incident at ab on the lens surface and exits at mn in FIG. This is F
The optical axis is cut at b to Fc.

【0047】本発明者が発見した原理(特願平6−17
1873号)によってチップは収束点(ガウス像面)よ
りも前方に置く方が歪みが小さいのである。図5のよう
にレンズの中心Hを通る近軸光をガウス像面より前方で
切る位置pqに受光素子チップをおいたと言う場合を考
える。その場合光源点Qから微小面abに広がる光は均
一に分布しmnでも均一分布で出射する。これが受光素
子チップ面pqでは均一の光線分布になる。この様にな
るのが図5の場合である。近軸光が受光素子に入る。
The principle discovered by the present inventors (Japanese Patent Application No. 6-17 / 1990)
1873), the distortion is smaller when the chip is placed in front of the convergence point (Gaussian image plane). Assume that the light receiving element chip is placed at a position pq where paraxial light passing through the center H of the lens is cut ahead of the Gaussian image plane as shown in FIG. In that case, the light spread from the light source point Q to the minute surface ab is uniformly distributed, and even mn is emitted with a uniform distribution. This results in a uniform light distribution on the light receiving element chip surface pq. This is the case in FIG. Paraxial light enters the light receiving element.

【0048】これとは違って図6の場合はファイバの斜
面の方向が反対であるからレンズの外側を通過する。つ
まり遠軸光である。遠軸光が大きく屈折してチップの中
心に入る。図13においてレンズの斜め面fgに入る光
線Qf〜Qgがこれに該当する。これはgh〜fiの間
を通りi〜hから出射する。これを受けるためにガウス
像面よりレンズ側の遠軸光を受ける位置srにチップを
置く。これが図6の配置に対応する。すると光線isと
hsがチップ面sにおいて交差する。するとレンズ面f
〜gに入る全ての光線がレンズfi〜ghを通り角度h
siの内部を通りチップ面の一点sに集中的に収束す
る。これが図8のEFGKONの部分の過密の光線点に
当たる。
In contrast, in the case of FIG. 6, the direction of the slope of the fiber is opposite, so that the fiber passes outside the lens. That is, it is far-axis light. The far-axis light is largely refracted and enters the center of the chip. In FIG. 13, light beams Qf to Qg entering the oblique surface fg of the lens correspond to this. It passes from gh to fi and exits from i to h. To receive this, the chip is placed at a position sr for receiving the far-axis light on the lens side from the Gaussian image plane. This corresponds to the arrangement in FIG. Then, the light beams is and hs intersect at the chip surface s. Then the lens surface f
G through the lenses fi to gh and the angle h
The light passes through the inside of si and converges intensively at one point s on the chip surface. This corresponds to the dense light spot in the EFGKON portion of FIG.

【0049】このような球レンズの場合、外側を通る光
線と内側を通る光線がガウス像面の前で交差するので光
エネルギーが過密になる部分が必ず存在する。外側を通
る遠軸光は速く交差する。交差しているところではエネ
ルギーが過密になる。これが図8のような過密光エネル
ギーを招き二次歪みを増加させるのである。近軸光はガ
ウス像面まで交差しないのでエネルギーが過密になら
ず、焦点より前にチップをおくと均一の光エネルギー分
布が実現する。簡単に言えばこのようなことである。図
13において光線がレンズに入射する点をbcdefg
というふうに変えていくことが図10においてずれxを
−140μmから正の方向へ変えていくことに対応す
る。
In the case of such a spherical lens, there is always a portion where the light energy becomes overcrowded because the light beam passing on the outside and the light beam passing on the inside intersect in front of the Gaussian image plane. The far-axis light passing outside crosses fast. Where they cross, the energy becomes overcrowded. This causes dense light energy as shown in FIG. 8 and increases the secondary distortion. Since paraxial light does not intersect with the Gaussian image plane, the energy does not become overcrowded, and a uniform light energy distribution is realized by placing the chip before the focal point. This is simply the case. In FIG. 13, the point at which the light beam enters the lens is bcdefg.
This corresponds to changing the displacement x from −140 μm in the positive direction in FIG.

【0050】本発明はデフォーカスとオフアクシスとを
採用したものである。図によってその関係をより直観的
に示す。図14は本発明のデフォーカス+オフアクシス
の受光素子・レンズ・ファイバの関係を示す。図5、図
7の場合に対応する。ファイバ端の低いほうの点Sが軸
線近く(内側)にある。軸に対してαの角度をなすよう
に中心光線がでる。中心光線はレンズ中心Hを通過す
る。それ以外の近軸光線もレンズを通ったあと受光素子
PDに入る。ガウス像面はその背後にある。近軸光線が
PDを切るのであるから光線分布は均一である。
The present invention employs defocus and off-axis. The figure shows the relationship more intuitively. FIG. 14 shows the relationship between the light receiving element, the lens, and the fiber of the defocus + off-axis of the present invention. This corresponds to the cases of FIGS. The lower point S of the fiber end is near (inside) the axis. The central ray emerges at an angle α to the axis. The center ray passes through the lens center H. Other paraxial rays also enter the light receiving element PD after passing through the lens. The Gaussian image plane is behind it. Since paraxial rays cut through the PD, the ray distribution is uniform.

【0051】図15はファイバ端の最下点Sが外側にあ
る場合である。図6、図8に対応する。軸に対してαの
角度をなす様に中心光線がでるがこれはレンズを通らな
い。遠軸光線がレンズのごく外側を通って強く屈折され
てPDにはいる。レンズから見て軸から遠い遠軸光線と
いうのは、ファイバからの中心光線(αの角度をなす)
QMに近い。これがQxyzとする。これは最も屈折が
弱い。Qxyzはガウス像面の近くで直線QHを切る。
いくつもの光線を書いているが反対側の局限はレンズの
周面近くで臨界角で屈折する光線Quvwである。これ
が最も強く屈折する。この臨界光線QuvwがPDチッ
プへ入る点をFとする。それ以上+X側においてPDに
入射する光線は存在しない。これが図8のEFGの境界
を与える。レンズの臨界屈折角を越えるのでそれ以上P
D面奥深くには光線が入らない。ために図8でEFGよ
り遠くは空白になる。図8の空白はこのようなレンズの
臨界屈折に由来するのである。この様な直観的な説明に
よって、デフォーカス+オフアクシスであって、ファイ
バから出る中心光線上にレンズ中心を位置させるという
本発明のPDの利点がよりいっそう明らかになろう。
FIG. 15 shows a case where the lowermost point S of the fiber end is outside. 6 and 8. FIG. The central ray emerges at an angle α to the axis but does not pass through the lens. A paraxial ray is strongly refracted through the very outside of the lens and enters the PD. The far-axis ray that is far from the axis as viewed from the lens is the central ray from the fiber (at an angle of α)
Close to QM. This is Qxyz. It is the least refracted. Qxyz cuts straight line QH near the Gaussian image plane.
Although several rays have been written, the opposite confinement is the ray Quvw, which refracts at a critical angle near the periphery of the lens. This is the strongest refraction. Let F be the point at which this critical ray Quvw enters the PD chip. There is no light ray incident on the PD on the + X side any more. This gives the boundaries of the EFG of FIG. Beyond the critical refraction angle of the lens, P
Light rays do not enter deep in the D plane. For this reason, in FIG. The blank in FIG. 8 results from the critical refraction of such a lens. Such an intuitive description will make the advantage of the PD of the present invention of defocusing + off-axis and positioning the lens center on the central ray exiting the fiber more apparent.

【0052】直観的な説明を与えた。レンズの周辺部を
通る光線をチップに当てたとき外周部で光線が重なるか
ら過密になり歪みが過大になるのである。近軸光は交差
せず過密領域が発生しないから歪みは小さい。すべての
光が受光面cに入るようにすれば感度は最大になるが光
の分布によって歪みが変わる。本発明はレンズの収差に
関連づけて歪みを考察して成功を収めている。
An intuitive explanation has been given. When a light beam passing through the peripheral portion of the lens is applied to the chip, the light beam overlaps at the outer peripheral portion, so that the light becomes too dense and the distortion becomes excessive. The distortion is small because the paraxial light does not intersect and no dense area occurs. If all the light enters the light receiving surface c, the sensitivity is maximized, but the distortion varies depending on the light distribution. The present invention has been successful in considering distortion in relation to lens aberrations.

【0053】[0053]

【実施例】本発明の組立方法を用いることによって、特
別な素子部材方法を用いることなく歪み特性の極めて優
れた受光素子モジュールを得ることができる。歪みが深
刻な影響を及ぼすアナログPDモジュールにおいて最適
のものを与えることができる。本発明の方法はアナログ
受信機だけでなくてデジタル受信機であって光入力レベ
ルが高い(歪みが大きくなり易い)場合に利用すると光
入射密度が均一化されてより正確な信号波形を再生する
ことができる。つまりアナログでもデジタルでも歪みの
少ない最適の受信機を与えることができるということで
ある。本発明の受光素子モジュールは受光素子チップ自
体と、モジュールからなる。そこでチップ自体と、モジ
ュールとを説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS By using the assembling method of the present invention, it is possible to obtain a light receiving element module having extremely excellent distortion characteristics without using a special element member method. The optimum can be provided in an analog PD module in which distortion has a serious effect. When the method of the present invention is used not only for an analog receiver but also for a digital receiver having a high light input level (distortion is likely to be large), the light incident density is made uniform and a more accurate signal waveform is reproduced. be able to. In other words, it is possible to provide an optimum receiver with little distortion in both analog and digital. The light receiving element module according to the present invention includes the light receiving element chip itself and the module. Therefore, the chip itself and the module will be described.

【0054】[PDチップの実施例]これは従来から用
いられるチップをそのまま利用できる。本発明はチップ
自体の発明ではないからである。図1は受光素子チップ
の断面図である。n−InP基板81の上に、n−In
Pバッファ層82、n−InGaAs受光層83、n−
InP窓層84がエピタキシャル成長している。このエ
ピタキシャルウエハーにパッシベーション膜を形成し素
子の中央部に当たる膜部分に穴を開けて穴を通してZn
を選択拡散する。これによってpn接合を形成する。光
が入射する受光面には、反射損失を低減するために、エ
ピタキシャル層表面にSiONやSiNxのような誘電
体の反射防止膜が形成される。これは1.3μmや1.
55μmの光を通し反射しないような膜厚、屈折率の組
み合わせにかかる多層膜を用いている。
[Embodiment of PD Chip] A conventional chip can be used as it is. This is because the present invention is not an invention of the chip itself. FIG. 1 is a sectional view of a light receiving element chip. On the n-InP substrate 81, n-InP
P buffer layer 82, n-InGaAs light receiving layer 83, n-
An InP window layer 84 is epitaxially grown. A passivation film is formed on this epitaxial wafer, and a hole is formed in a film portion corresponding to the central portion of the device.
Select to spread. This forms a pn junction. On the light receiving surface on which light is incident, an antireflection film made of a dielectric such as SiON or SiNx is formed on the surface of the epitaxial layer in order to reduce reflection loss. This is 1.3 μm or 1.
A multilayer film having a combination of a film thickness and a refractive index that does not allow light of 55 μm to pass through and reflect the light is used.

【0055】この例では受光層がInGaAsである
が、受光層をInGaAsPとする事も可能である。例
えばその吸収端波長がλg=1.4μmとなる組成にす
れば、1.3μm光を受信し、1.5〜1.6μm光は
受信しないという波長選択性を持ったフォトダイオード
を実現する事ができる。Zn拡散したp領域の上にはリ
ング上に或いは一部にp側電極86が形成される。n型
InP基板81の裏面にはn側電極90が形成される。
p電極とn電極は逆バイアスされる。入射光89はp側
電極の方から反射防止膜87を経て受光面に入る。これ
はInGaAs受光層83で吸収され電子正孔対を生じ
る。これが電流となり光信号に比例した光電流が発生す
る。
In this example, the light receiving layer is made of InGaAs. However, the light receiving layer can be made of InGaAsP. For example, if the composition is such that the absorption edge wavelength is λg = 1.4 μm, a photodiode having wavelength selectivity of receiving 1.3 μm light and not receiving 1.5 to 1.6 μm light can be realized. Can be. A p-side electrode 86 is formed on the ring or partially on the Zn-doped p region. On the back surface of the n-type InP substrate 81, an n-side electrode 90 is formed.
The p and n electrodes are reverse biased. The incident light 89 enters the light receiving surface from the p-side electrode through the antireflection film 87. This is absorbed by the InGaAs light receiving layer 83 to generate an electron-hole pair. This becomes a current, and a photocurrent proportional to the optical signal is generated.

【0056】光CATVの受信機の場合は、少なくとも
1GHz以上の高速の応答性が要求される。ために受光
素子の受光径(2c)は70μm〜100μmにする事
が多い。図1の受光素子はこのような構造になってい
る。
In the case of an optical CATV receiver, a high-speed response of at least 1 GHz is required. Therefore, the light receiving diameter (2c) of the light receiving element is often set to 70 μm to 100 μm. The light receiving element of FIG. 1 has such a structure.

【0057】図11はさらに工夫を加えた受光素子チッ
プである。本発明者による特願平2−230206号に
よって提案したものである。素子中央部の受光領域の拡
散と同時に素子周辺部にあたる部分にもZn拡散領域9
5を形成している。この部分(拡散遮蔽用Zn拡散領
域)95は中央の受光部85とはn層によって隔てられ
pn接合が2重に介在するから完全に絶縁される。素子
周辺部95に入射した光は電子正孔対を生成するが正孔
はp電極86へ行けず電子はn電極90に行けないので
やがて消滅する。つまりp領域95が余剰なキャリヤを
吸収するので応答の遅れなどがない。よりチャンネル数
が増えた場合の光CATVの受信機として最適である。
FIG. 11 shows a light receiving element chip obtained by further devising. This is proposed by the present inventor in Japanese Patent Application No. 2-230206. At the same time as the diffusion of the light receiving region at the center of the device, the Zn diffusion region 9
5 are formed. This portion (Zn diffusion region for diffusion shielding) 95 is completely insulated from the central light receiving portion 85 by being separated by an n layer and having a double pn junction. Light incident on the element peripheral portion 95 generates an electron-hole pair, but disappears soon because holes cannot go to the p-electrode 86 and electrons cannot go to the n-electrode 90. That is, since the p region 95 absorbs excess carriers, there is no delay in response. It is most suitable as an optical CATV receiver when the number of channels is further increased.

【0058】[PDモジュールの実施例]図12は本発
明の受光素子モジュールの基本構成を示す断面図であ
る。本発明は斜め切断ファイバ中心Qから出た光がレン
ズ中心Hを通りチップ中心Oに至るようにファイバ端、
受光素子チップを軸線から反対方向にずらしたものであ
る。ファイバの向きが大事である。図2に示した従来例
と良く似たタイプのものを示しているが図12のモジュ
ールは全く同じではない。
[Embodiment of PD Module] FIG. 12 is a sectional view showing a basic structure of a light receiving element module according to the present invention. The present invention provides a fiber end so that light emitted from the obliquely cut fiber center Q passes through the lens center H and reaches the chip center O.
The light receiving element chip is shifted from the axis in the opposite direction. The orientation of the fiber is important. This shows a type very similar to the conventional example shown in FIG. 2, but the module in FIG. 12 is not exactly the same.

【0059】ヘッダ32の上にサブマウント33を介し
てPDチップ31(受光素子)がダイボンドされてい
る。ヘッダ(パッケージ)32はピン41、42、43
等を有する。サブマウント33は絶縁体であるが表面と
裏面はメタライズしてある。チップ1のp電極はワイヤ
36によってピン41に接続される。n電極はサブマウ
ント33の上面にボンドされている。上面はワイヤ37
によってピン43と接続される。チップ中心はヘッダの
中心にない。中心よりある一定の方向に一定量ずれてい
る。ずれの量xはレンズ中心Hとチップの距離Lに光フ
ァイバからの出射光の傾き角αとLによって、x=Lt
anαによって表される。これだけのズレの位置にチッ
プを予めダイボンドするのである。
A PD chip 31 (light receiving element) is die-bonded on a header 32 via a submount 33. The header (package) 32 has pins 41, 42, 43
Etc. The submount 33 is an insulator, but the front and back surfaces are metallized. The p-electrode of chip 1 is connected to pin 41 by wire 36. The n-electrode is bonded to the upper surface of the submount 33. The upper surface is wire 37
Is connected to the pin 43. The chip center is not at the center of the header. It is shifted by a certain amount from the center in a certain direction. The amount of displacement x is given by the following equation: the distance L between the lens center H and the chip depends on the inclination angles α and L of the light emitted from the optical fiber.
represented by anα. The chip is die-bonded in advance to such a deviation position.

【0060】キャップ38には窓があり球レンズ34が
固定される。レンズ34の中心Hはヘッダ32の中心と
合致している。もちろんキャップ38の取り付け誤差は
あるが誤差はこの際無視して話しを進める。ヘッダ32
の上に円筒状のスリーブ44が溶接される。ファイバ3
5の先端にフェルール45が固定され先端が斜めに研磨
されている。斜め角をθとする。これは端面反射光がレ
ーザに戻らないようにするためであるが5゜〜10゜な
ど何度でもよいのであるが、ここでは8゜斜め角のもの
を用いる。
The cap 38 has a window and the ball lens 34 is fixed. The center H of the lens 34 matches the center of the header 32. Of course, there is an error in mounting the cap 38, but the error is ignored at this time, and the discussion proceeds. Header 32
Is welded with a cylindrical sleeve 44. Fiber 3
The ferrule 45 is fixed to the tip of the fifth and the tip is polished obliquely. The oblique angle is θ. This is to prevent the end face reflected light from returning to the laser, but may be any number of times such as 5 ° to 10 °. Here, an 8 ° oblique angle is used.

【0061】このときα=3.9゜となる。レンズ中心
Hとチップの距離Lはキャップによって決まるがここで
はL=2000μmとしている。そこでチップをヘッダ
の中心からx=−136μmずらして固定する(オフセ
ット実装)。もちろんこのオフセット実装はレンズをず
らすのでも良いのである。その場合はチップをヘッダ中
心に固定できる。であるからレンズ中心に対してX=L
tanαだけずらすという方が一般的である。しかし調
芯の便宜を考慮するとレンズは軸線上にしてチップを一
方向にずらす方が便利である。
At this time, α = 3.9 °. The distance L between the lens center H and the chip is determined by the cap, but here L = 2000 μm. Therefore, the chip is fixed while being shifted x = −136 μm from the center of the header (offset mounting). Of course, in this offset mounting, the lens may be shifted. In that case, the chip can be fixed at the center of the header. Therefore, X = L with respect to the lens center.
It is common to shift by tanα. However, considering the convenience of alignment, it is more convenient to shift the chip in one direction with the lens on the axis.

【0062】フェルール45はフェルールホルダー46
に差し込まれている。フェルールホルダー46はスリー
ブ44の端面Gの上に固定されるがホルダー46の中心
はヘッダ32の中心線上にない。ホルダー46はチップ
ずれと反対側にずれている。しかもファイバの斜め研磨
面の最下点Sが軸線に近い方に存在する。フィードバッ
ク端面の最下点S、最上点Tの方向はフェルールに目印
51が付いているので予め認識できる。チップ中心Oと
レンズ中心Hを含みヘッダ面に直角な平面に目印51が
恒に存在するようにすれば図12のような方向を維持で
きる。
The ferrule 45 is a ferrule holder 46
Plugged in. The ferrule holder 46 is fixed on the end face G of the sleeve 44, but the center of the holder 46 is not on the center line of the header 32. The holder 46 is shifted to the side opposite to the chip shift. Moreover, the lowermost point S of the obliquely polished surface of the fiber exists closer to the axis. The direction of the lowermost point S and the uppermost point T of the feedback end face can be recognized in advance because the ferrule is marked. If the mark 51 is always present on a plane including the chip center O and the lens center H and perpendicular to the header surface, the direction as shown in FIG. 12 can be maintained.

【0063】ファイバ位置合わせは軸方向の位置合わせ
と軸垂直方向の移動と軸廻りの回転によってなされる。
ここでは軸方向の位置合わせは終わっているとして面内
での移動と回転だけについて述べる。平面での調芯は、
通常G面でホルダーを水平方向にxy面内での平行移動
とある点での回転によってなされる。つまり従来法で
は、調芯=平行移動+回転である。ところが本発明では
回転について不要或いは不要に近くなる。
The fiber alignment is performed by axial alignment, vertical axis movement, and rotation around the axis.
Here, it is assumed that the axial alignment has been completed, and only the in-plane movement and rotation will be described. The alignment in a plane is
This is usually done by horizontal translation of the holder on the G plane in the xy plane and rotation at a point. That is, in the conventional method, alignment = translation + rotation. However, in the present invention, rotation is unnecessary or almost unnecessary.

【0064】初めxy面でホルダーを動かしてチップ1
に入射する光量が最大(感度最大)で歪み最小に(IM
2 最小)なる点を探す。xy面内の平行移動調芯につ
いては従来と同じ方法が必要である。つぎにフェルール
ホルダー(ファイバ)を回転させ歪み最小感度最大の点
を下がる調芯を行う。本発明は回転については調芯時間
作業をよほど短縮できる。本発明の場合はファイバの回
転方向は予め殆ど決まってしまう。最下点Sが軸線に近
い位置に来るようにするからである。だからファイバの
回転方向の調芯はせいぜい90゜の範囲で行えば良い。
また回転方向の調芯は全く行わないでもよい。その場
合、xy面で水平移動させる調芯だけで済む。だから本
発明の場合は調芯=平行移動+限定範囲の回転、あるい
は調芯=平行移動である。全回転による調芯作業がない
ので時間を節減できる。
First, the holder is moved on the xy plane to
The maximum amount of light incident on the lens (maximum sensitivity) and the minimum distortion (IM
D 2 minimum) made a point to look for. The same method as in the related art is required for the parallel movement alignment in the xy plane. Next, the ferrule holder (fiber) is rotated to perform centering to lower the point of the minimum distortion sensitivity. The present invention can significantly reduce the time required for alignment in rotation. In the case of the present invention, the rotation direction of the fiber is almost determined in advance. This is because the lowest point S is set to a position close to the axis. Therefore, the alignment of the fiber in the rotation direction may be performed at most within a range of 90 °.
The centering in the rotation direction may not be performed at all. In that case, it is only necessary to perform horizontal alignment in the xy plane. Therefore, in the case of the present invention, alignment = parallel movement + rotation within a limited range, or alignment = parallel movement. Since there is no alignment work by full rotation, time can be saved.

【0065】さらに調芯においては、歪みと感度のふた
つのパラメータを監視して行うのが理想的であるが、感
度はある範囲で最大値を取る(図4のように最大値で平
坦な特性がある)ことが分かっているから歪みだけを監
視するようにしても良い。理想的にはαの角度で出た光
が直進してレンズ中心とチップ中心を通るのであるが誤
差もあるので光はレンズの中心近くを通ることになるだ
けであり厳密に中心Hを通るとは言えない。歪み最小、
光量(感度)最大ということでファイバの位置を決める
のであって測定誤差部品誤差もあるので、QHOが結果
的に常に直線になるとは限らない。しかし大体のところ
直線上に並ぶ。
Further, in alignment, it is ideal to monitor the two parameters of distortion and sensitivity. However, the sensitivity takes a maximum value within a certain range (as shown in FIG. However, it is also possible to monitor only the distortion. Ideally, the light emitted at an angle of α goes straight and passes through the center of the lens and the center of the chip, but since there is an error, the light only passes near the center of the lens. I can't say. Minimum distortion,
Since the position of the fiber is determined based on the maximum light quantity (sensitivity) and there is a measurement error and a component error, the QHO is not always always linear as a result. However, they generally line up in a straight line.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明の方法によって、IMD2 =−8
0〜−85dBcの受光素子モジュールを再現性良く製
造することができた。歪みが極めて小さいので、よりハ
イパワーの光入力であって、100チャンネルのような
多数のチャンネルの光CATV用の高性能受信モジュー
ルを安定して製造できる。また光入力の大きいデジタル
受信モジュールとしても利用することができる。
According to the method of the present invention, IMD 2 = −8.
A light-receiving element module of 0 to -85 dBc was manufactured with good reproducibility. Since the distortion is extremely small, it is possible to stably manufacture a high-performance receiving module for an optical CATV having a higher power and a larger number of channels such as 100 channels. It can also be used as a digital receiving module with a large optical input.

【0067】初めからPDをパッケージの中心からずら
せて実装しておくので明瞭な非対称性ができる。ファイ
バの先端の傾斜の方向STが分かっているのでSTの方
向を非対称の方向に合わせてしまえば回転方向の調芯は
不要になる。xy面内での平行移動だけで調芯できる。
この場合回転しなくても最適方位からのずれは90度以
内であり−75dBc以下という現在の要求を満足させ
ることができる。回転調芯は時間のかかる作業であるか
らこれを省くことの効果は大きい。完全に省かないまで
も回転の範囲を90度程度に限定できる。いずれにして
も調芯時間を節減できる。
Since the PD is mounted off the center of the package from the beginning, a clear asymmetry can be obtained. Since the inclination direction ST of the tip of the fiber is known, if the direction of ST is adjusted to an asymmetric direction, there is no need for alignment in the rotation direction. Alignment can be performed only by translation in the xy plane.
In this case, even without rotation, the deviation from the optimal azimuth is within 90 degrees and can satisfy the current requirement of -75 dBc or less. Since the rotational alignment is a time-consuming operation, it is very effective to omit this operation. The range of rotation can be limited to about 90 degrees without completely omitting it. In any case, the alignment time can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で用いることのできる公知の受光素子チ
ップの断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a known light-receiving element chip that can be used in the present invention.

【図2】従来例フォトダイオードモジュールの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional photodiode module.

【図3】本発明者の先願にかかる特願平6−17187
3号で提案されている低歪み受光素子モジュールの構成
を説明するための図。ファイバ、レンズ、チップが同一
直線上にある。
FIG. 3 is a Japanese Patent Application No. 6-17187 filed by the inventor of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration of a low-distortion light receiving element module proposed in No. 3; The fiber, lens and chip are collinear.

【図4】特願平6−171873号において軸線にそっ
てファイバを動かしたときにレンズ中心とファイバ端の
距離Z(mm)と、感度RAC(A/W)と二次歪みI
MD2 の変化の測定値を示すグラフ。
FIG. 4 shows the distance Z (mm) between the lens center and the fiber end, the sensitivity RAC (A / W) and the secondary distortion I when the fiber is moved along the axis in Japanese Patent Application No. 6-171873.
Graph showing the measured change in MD 2.

【図5】ファイバ端面から出る光がレンズ中心近傍を通
り直進してチップに入るようにした本発明によるファイ
バ、レンズ、PDの配置を示す概略構成図。θ=8°、
α=3.7゜、W=120μm、X=−140μm、L
f=1850μm、L=2100μm。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an arrangement of a fiber, a lens, and a PD according to the present invention in which light emitted from an end face of a fiber travels straight near the center of a lens and enters a chip. θ = 8 °,
α = 3.7 °, W = 120 μm, X = −140 μm, L
f = 1850 μm, L = 2100 μm.

【図6】ファイバ端面から出る光がレンズの周辺部を通
り大きく屈折してチップに入るようにした本発明による
ファイバ、レンズ、PDの配置を示す概略構成図。θ=
8゜、α=3.7゜、W=160μm、X=+140μ
m、Lf=1650μm、L=2100μm。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an arrangement of a fiber, a lens, and a PD according to the present invention in which light emitted from an end surface of a fiber passes through a peripheral portion of a lens and is refracted largely into a chip. θ =
8 °, α = 3.7 °, W = 160 μm, X = + 140 μ
m, Lf = 1650 μm, L = 2100 μm.

【図7】図5の配置においてファイバ端から出射円錐に
おいて等しい密度で多数の光線が限定された立体角にで
るとして光線を一本一本幾何光学的に追跡して受光素子
面のどの点に入射するのかを計算し入射点に点を付して
つくった光線入射点分布図。
FIG. 7 shows that, in the arrangement shown in FIG. 5, a plurality of light rays having the same density at the exit cone from the fiber end come to a limited solid angle, and the light rays are traced one by one geometrically optically to any point on the light receiving element surface. FIG. 4 is a ray incident point distribution diagram calculated by calculating whether or not incident light is incident and adding dots to the incident points.

【図8】図6の配置においてファイバ端から出射円錐に
おいて等しい密度で多数の光線が限定された立体角にで
るとして光線を一本一本幾何光学的に追跡して受光素子
面のどの点に入射するのかを計算し入射点に点を付して
つくった光線入射点分布図。
FIG. 8 shows that, in the arrangement shown in FIG. 6, a plurality of light rays having the same density at the exit cone from the fiber end come out at a limited solid angle, and the light rays are traced one by one geometrically optically to any point on the light receiving element surface. FIG. 4 is a ray incident point distribution diagram calculated by calculating whether or not incident light is incident and adding dots to the incident points.

【図9】斜め研磨ファイバから出射した光が軸線とαを
なす方向に進行するとき斜め研磨角θとαの関係を説明
するための図。
FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the oblique polishing angles θ and α when light emitted from the oblique polishing fiber travels in a direction forming α with the axis.

【図10】ファイバの端面STの向きにファイバを軸線
と直角な方向にずらせてそれとともにチップも感度が一
定値(0.9A/W)を保つように反対方向にずらせた
時において二次歪みが、ずれXとともにどのように変化
するかを測定しその結果を示すグラフ。
FIG. 10 shows the secondary distortion when the fiber is displaced in the direction perpendicular to the axis in the direction of the end face ST of the fiber and the chip is displaced in the opposite direction so that the sensitivity is kept constant (0.9 A / W). Is a graph showing how the measured value changes with the displacement X.

【図11】本発明者らの特願平2−230206号によ
って提案されているチップの周辺部にもZnドープして
p領域を形成し漏れ光による応答遅れをなくした受光素
子チップの断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a light-receiving element chip proposed in Japanese Patent Application No. 2-230206 of the present invention in which a p-region is formed also by doping Zn around the chip to form a p-region and a response delay due to leaked light is eliminated. .

【図12】本発明の実施例にかかる受光素子モジュール
の断面図。
FIG. 12 is a sectional view of a light receiving element module according to an embodiment of the present invention.

【図13】一点からでた光が、球レンズによって屈折し
光軸上に収束するが、レンズのどこを通るかによって収
束点が違い遠軸光線はガウス像面の前で交差するのでパ
ワーが過密になる部位が発生することを説明するための
図。
FIG. 13 shows a case where light emitted from one point is refracted by a spherical lens and converges on the optical axis. However, the convergence point differs depending on where the lens passes, and since the far-axis rays intersect in front of the Gaussian image plane, the power is low. FIG. 4 is a diagram for explaining that an overcrowded region occurs.

【図14】本発明のデフォーカス+オフアクシスの受光
素子・レンズ・ファイバの関係を示した図。S点が内側
にあるため光線分布が均一であることが分かる。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a light receiving element, a lens, and a fiber of defocus + off-axis according to the present invention. Since the S point is inside, it can be seen that the light distribution is uniform.

【図15】デフォーカス+オフアクシスであるが本発明
が否定する受光素子・レンズ・ファイバの関係を示した
図。S点が外側にあるため光線分布が不均一であること
が分かる。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a light receiving element, a lens, and a fiber, which is defocus + off-axis but is denied by the present invention. It can be seen that the light distribution is non-uniform because the point S is outside.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトダイオードチップ 2 パッケージ 3 球レンズ 4 斜めカットフェルール 12 パッケージ 13 サブマウント 14 シングルモードファイバ 15 アノードピン 16 カソードピン 17 パッケージピン 18 スリーブ 19 フェルールホルダー 20 斜めカットフェルール 21 ベンドリミッタ 22 キャップ 23 球レンズ 31 受光素子チップ 32 パッケージ 33 サブマウント 34 レンズ 35 光ファイバ 36 ワイヤ 37 ワイヤ 38 キャップ 40 光ファイバの研磨端面 41 アノードピン 42 ケースピン 43 カソードピン 44 スリーブ 45 フェルール 46 フェルールホルダー 51 目印 52 フェルール傾斜面の最下点 54 フェルールの先端 81 n−InP基板 82 n−InPバッファ層 83 n−InGaAs受光層 84 n−InP窓層 85 Zn拡散領域 86 p電極 87 反射防止膜 88 パッシベーション膜 89 入射光 90 n電極 95 拡散遮蔽用Zn拡散領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 photodiode chip 2 package 3 ball lens 4 oblique cut ferrule 12 package 13 submount 14 single mode fiber 15 anode pin 16 cathode pin 17 package pin 18 sleeve 19 ferrule holder 20 oblique cut ferrule 21 bend limiter 22 cap 23 ball lens 31 light receiving Element chip 32 Package 33 Submount 34 Lens 35 Optical fiber 36 Wire 37 Wire 38 Cap 40 Polished end face of optical fiber 41 Anode pin 42 Case pin 43 Cathode pin 44 Sleeve 45 Ferrule 46 Ferrule holder 51 Mark 52 Lowermost point of ferrule inclined surface 54 Tip of ferrule 81 n-InP substrate 82 n-InP buffer layer 83 n-InGaAs light receiving Layer 84 n-InP window layer 85 Zn diffusion region 86 p electrode 87 antireflection film 88 passivation film 89 incident light 90 n electrode 95 diffusion Zn diffusion region for diffusion shielding

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバの先端の傾斜角θに対して決
まる出射角度αを計算し、レンズ中心Hとフォトダイオ
ード間の距離をLとしてずれ量X=Ltanαを求め、
パッケージ中心Pから一定方向にXだけずれた地点を目
標としてPDチップをパッケージに固定し、レンズはパ
ッケージ中心とレンズ中心Hが合致するようにパッケー
ジに取り付け、光ファイバは傾斜端面STの最下点Sが
PDのずれの方向に一致するような方向に保持し、軸線
と直交するxy面内と軸線に平行なZ方向にそって平行
移動し所望の感度であって最低の歪み率を与える点を探
し、その点に光ファイバを固定することを特徴とする受
光素子モジュールの製造方法。
1. An outgoing angle α determined with respect to an inclination angle θ of the tip of an optical fiber is calculated, and a shift amount X = Ltan α is obtained, where L is a distance between a lens center H and a photodiode.
The PD chip is fixed to the package at a point shifted by X in the fixed direction from the package center P, the lens is mounted on the package so that the package center and the lens center H coincide, and the optical fiber is the lowest point of the inclined end surface ST. S is held in a direction such that S coincides with the direction of the displacement of the PD, and is translated in the xy plane orthogonal to the axis and along the Z direction parallel to the axis to provide the desired sensitivity and the lowest distortion rate. And fixing an optical fiber at that point.
【請求項2】 光ファイバの先端の傾斜角θに対して決
まる出射角度αを計算し、レンズ中心Hとフォトダイオ
ード間の距離をLとしてずれ量X=Ltanαを求め、
パッケージ中心Pから一定方向にβ(β=0を含む)だ
けずれた地点を目標としてPDチップをパッケージに固
定し、レンズはパッケージ中心Pから同じ方向にβ+X
だけずれるようにパッケージに取り付け、光ファイバは
傾斜端面STの最下点Sがレンズに対するPDのずれの
方向に一致するような方向に保持し、軸線と直交するX
Y面内と軸線に平行なZ方向にそって平行移動し所望の
感度であって最低の歪み率を与える点を探し、その点に
光ファイバを固定することを特徴とする受光素子モジュ
ールの製造方法。
2. An outgoing angle α determined with respect to the inclination angle θ of the tip of the optical fiber is calculated, and a shift amount X = Ltan α is obtained, where L is the distance between the lens center H and the photodiode.
The PD chip is fixed to the package at a point shifted by β (including β = 0) in a certain direction from the package center P, and the lens is β + X in the same direction from the package center P.
The optical fiber is held in a direction such that the lowermost point S of the inclined end surface ST coincides with the direction of the displacement of the PD with respect to the lens, and the optical fiber X is perpendicular to the axis.
Manufacturing a light-receiving element module characterized by searching for a point that has a desired sensitivity and gives the lowest distortion rate by translating in the Y plane and along the Z direction parallel to the axis, and fixing an optical fiber to that point. Method.
【請求項3】 フォトダイオードの受光面が、集光レン
ズによるファイバ出射端面のガウス像面より、集光レン
ズに近い位置に設定されていることを特徴とする請求項
1又は2に記載の受光素子モジュールの製造方法。
3. The light receiving device according to claim 1, wherein a light receiving surface of the photodiode is set at a position closer to the converging lens than a Gaussian image surface of a fiber exit end face by the converging lens. A method for manufacturing an element module.
【請求項4】 斜め切断ファイバをレンズ軸線、PD受
光面に垂直な軸線とずれた最適位置に調芯する場合に、
光ファイバ周りの回転調芯を行わないことを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の受光素子モジュールの
製造方法。
4. When aligning an obliquely cut fiber at an optimal position deviated from a lens axis and an axis perpendicular to a PD light receiving surface,
The method for manufacturing a light-receiving element module according to any one of claims 1 to 3, wherein rotation alignment around the optical fiber is not performed.
【請求項5】 斜めに切断した端面をもつ光ファイバ
と、光ファイバから出た光を集光するためのレンズと、
レンズによって集光された光を受光するための受光素子
チップとを含み、ファイバの傾斜端面の最下点をS、最
上点をTとして、ファイバ端面からの斜め出射角をα、
受光素子チップとレンズ中心の距離をLとして、チップ
中心Oがレンズ中心Hよりもファイバ端面の最下点Sの
方向にLtanαだけ軸直角方向にずれており、ファイ
バ中心Qはレンズ中心よりもファイバ端面の最下点Sと
反対の方向に軸直角方向よりずれていることを特徴とす
る受光素子モジュール。
5. An optical fiber having an obliquely cut end face, a lens for condensing light emitted from the optical fiber,
A light receiving element chip for receiving the light condensed by the lens, the lowermost point of the inclined end surface of the fiber is S, the uppermost point is T, and the oblique emission angle from the fiber end surface is α,
Assuming that the distance between the light receiving element chip and the lens center is L, the chip center O is shifted from the lens center H in the direction of the lowest point S of the fiber end face by Ltanα in the direction perpendicular to the axis, and the fiber center Q is more than the lens center. A light receiving element module, which is shifted from a direction perpendicular to an axis in a direction opposite to a lowermost point S of an end face.
【請求項6】 フォトダイオードの受光面が、集光レン
ズによるファイバ出射端面のガウス像面より、集光レン
ズに近い位置に設定されていることを特徴とする請求項
5に記載の受光素子モジュール。
6. The light-receiving element module according to claim 5, wherein the light-receiving surface of the photodiode is set at a position closer to the converging lens than the Gaussian image plane of the fiber exit end face by the converging lens. .
【請求項7】 光ファイバの先端の斜め切断角が、4゜
〜10゜であることを特徴とする請求項5或いは6に記
載の受光素子モジュール。
7. The light receiving element module according to claim 5, wherein the oblique cutting angle of the tip of the optical fiber is 4 ° to 10 °.
【請求項8】 レンズが球レンズであることを特徴とす
る請求項5〜7のいずれかに記載の受光素子モジュー
ル。
8. The light receiving element module according to claim 5, wherein the lens is a spherical lens.
【請求項9】 シングルモードファイバのコア径が約1
0μmであり、光ファイバの斜め切断角が約8゜であ
り、ファイバとレンズ中心H間距離が約1850μmで
あり、レンズが屈折率1.5、直径1.5mmの球レン
ズであり、レンズ中心Hと受光素子受光面の距離Lが約
2100μmであり、レンズ中心に対するチップのずれ
Xが50〜180μmであることを特徴とする請求項5
〜8のいずれかに記載の受光素子モジュール。
9. A single mode fiber having a core diameter of about 1
0 μm, the oblique cutting angle of the optical fiber is about 8 °, the distance between the fiber and the lens center H is about 1850 μm, the lens is a spherical lens with a refractive index of 1.5 and a diameter of 1.5 mm, and the center of the lens is The distance L between H and the light receiving surface of the light receiving element is about 2100 µm, and the displacement X of the chip with respect to the center of the lens is 50 to 180 µm.
9. The light-receiving element module according to any one of items 1 to 8.
【請求項10】 受光素子チップがInGaAs受光層
を有することを特徴とする請求項5〜9の何れかに記載
の受光素子モジュール。
10. The light receiving element module according to claim 5, wherein the light receiving element chip has an InGaAs light receiving layer.
【請求項11】 受光素子チップがInGaAsP受光
層を有することを特徴とする請求項5〜9の何れかに記
載の受光素子モジュール。
11. The light-receiving element module according to claim 5, wherein the light-receiving element chip has an InGaAsP light-receiving layer.
【請求項12】 受光素子チップがInP基板、InP
バッファ層、InGaAs又はInGaAsP受光層、
InP窓層よりなることを特徴とする請求項10又は1
1に記載の受光素子モジュール。
12. A light-receiving element chip comprising: an InP substrate;
Buffer layer, InGaAs or InGaAsP light-receiving layer,
11. An InP window layer, comprising:
2. The light receiving element module according to 1.
【請求項13】 受光素子チップが受光層の周辺にもZ
n拡散によるpn接合を有し、受光面の周辺の漏れ光に
よる不要なフォトキャリヤを除去するようにしたことを
特徴とする請求項5〜12の何れかに記載の受光素子モ
ジュール。
13. A light-receiving element chip is also provided with a Z around the light-receiving layer.
13. The light-receiving element module according to claim 5, wherein the light-receiving element module has a pn junction by n-diffusion, and removes unnecessary photocarriers due to leakage light around the light-receiving surface.
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