CN102207591A - 发光模块 - Google Patents

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Abstract

发光模块具备LD、光纤、容纳有LD的框体，其中光纤具备：纤芯部；第1包层部；包含第2包层部的光纤涂敷部；被除去了第2包层部的光纤裸露部，该光纤裸露部具备从LD发射端面射出的激光所入射的透镜部，光纤是多模光纤；框体中具有光纤插通管，该光纤插通管对光纤裸露部的一部分进行固定，使得发射端面与透镜部对置；在光纤插通管中，光纤裸露部的一部分由折射率低于第1包层部的树脂所固定。由此，光纤裸露部附近的漏光得以减少。

Description

发光模块
技术领域
本发明涉及具备有光纤的发光模块。
背景技术
在一般的发光模块中，其框体内容纳的发光元件(LD：激光二极管；或LED：发光二极管)的发射端面与光纤的一端(以下称“入射端”)在该框体内以相互对置的方式配置，且该光纤的另一端(以下称“发射端”)从框体的颈部引出至该框体外。具有作为发光元件的LD的发光模块被称为LD模块等。具有作为发光元件的LED的发光模块被称为LED模块等。
以往的LD模块或LED模块中一般存在光纤裸露部，该光纤裸露部是从光纤入射端起至框体颈部为止的被除去了涂敷层的部分。因此会从该光纤裸露部产生漏光，从而导致在框体内部或颈部附近发生局部性温度上升，这样便会使LD或LED难以在规定温度下工作。关于与该些问题相关的现有技术，例如有专利文献1中揭示的半导体激光模块。
在该半导体激光模块中，关于对单模光纤的包层的周围进行包覆的涂敷层以及对内侧包层的周围进行包围的外侧包层，使该涂敷层和外侧包层的折射率小于内侧包层的折射率。
由此，能够将在单模光纤的包层中进行波导的包层模式光闭入到该包层中，而不会漏向框体，于是防止了框体内部或颈部附近的局部性温度上升。
(现有技术文献)
专利文献1：日本国专利申请公开公报，“特开2001-51166号公报”；2001年2月23日公开。
发明内容
针对专利文献1中揭示的半导体激光模块，本发明的发明人探讨了其结构是否足以防止框体内部或颈部附近的温度上升，结果发现其存在以下的问题点。
即，在专利文献1所揭示的半导体激光模块中，在颈部附近，光纤裸露部的周围由折射率高于光纤包层的粘接剂所固定，因此导致容易从光纤裸露部产生漏光，其结果是导致框体内部或颈部附近的温度容易上升。
在此，由于专利文献1中记载了射出至包层外部的光被粘接剂所吸收，因此可明确得知粘接剂的折射率高于光纤裸露部中的包层的折射率。
另外，本发明的发明人继续作了以下探讨。即，在专利文献1中，虽然认识到了射出到光纤外部的几乎所有的光都是在光纤的自激光入射端面起5cm的这一区间中漏出的，却为何没有考虑上述的光纤裸露部的漏光。
首先，专利文献1的光纤是以单模光纤为前题的，而单模光纤与LD间的耦合效率最多也只有70％左右，这与耦合效率为90％～95％左右的多模光纤与LD间的耦合相比，是相当低的。
另外，与单模光纤相比，在多模光纤中未能与纤芯耦合的光与包层相耦合的可能性较大，因此，例如当使用了输出功率为10W左右的高功率LD时，会有约0.5W～1W的激光与包层耦合的情况。由此，与单模光纤相比，使用多模光纤时，光纤裸露部的漏光可以说是相当大的。但专利文献1中设想的LD输出功率是300mW左右，且是以单模光纤为前题的，因此相对而言，光纤裸露部的漏光是比较小的。
由于专利文献1的前题是单模光纤，且设想的输出功率约为300mW的LD，所以光纤裸露部的漏光不成问题。因而专利文献1中未考虑到光纤裸露部漏光的这一问题。
然而在将来，若LD或LED的输出功率逐渐增大，且因某些差错而导致了LD或LED与光纤间的耦合效率发生急剧变化，则一旦从光纤裸露部产生较大的漏光，便有可能烧坏框体或颈部附近的部分，或有可能因漏至外部的光而给周围造成坏影响。因此从确保安全的观点来看，很有必要处理从光纤裸露部产生的较大的漏光。
另外，与LD相比，虽然LED的输出功率在将来不大可能会增大很多，但从LED发射端面射出的光的发散角有增大的倾向。因此，当LED与光纤进行光学耦合时，未能与纤芯相耦合的光与包层进行耦合的可能性也有增大的倾向。因此很有必要考虑来自光纤裸露部的漏光。
本发明是鉴于上述的问题而研发的，目的在于提供一种能够减少光纤裸露部附近的漏光的发光模块。
为解决上述的问题，本发明的发光模块具备了光纤、发光元件、框体，其中上述发光元件具有射出光的发射端面、上述框体中容纳有上述发光元件，上述光纤包含：纤芯部，在光的波导方向上延伸；包层部，折射率低于上述纤芯部，该包层部在上述波导方向上延伸，且包围上述纤芯部的周围；光纤涂敷部，在上述波导方向上延伸且含有涂敷层，该涂敷层包覆上述包层部的周围；光纤裸露部，被除去了上述涂敷层，且具有上述光所入射的入射端部，本发明的发光模块的特征在于：上述光纤是多模光纤；上述框体中具有固定部，该固定部对上述光纤裸露部的一部分进行固定，使得上述发光元件的上述发射端面与上述光纤裸露部的上述入射端部对置；在上述固定部，上述光纤裸露部的一部分由折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的树脂材料所固定。
根据上述结构，在固定部中，光纤裸露部的一部分由折射率低于光纤裸露部中包层部的树脂材料所固定。
因此，在固定部的附近，未能与光纤的纤芯部以波导模式实现耦合的包层模式光便不会逃逸至光纤裸露部的包层部的外部，而是闭入在包层部中来进行波导，所以能够在固定部的附近降低光纤裸露部的漏光。从而能够降低光纤裸露部附近的漏光。
(发明效果)
如上所述，在本发明的发光模块中，上述光纤是多模光纤；上述框体中具有固定部，该固定部对上述光纤裸露部的一部分进行固定，使得上述发光元件的上述发射端面与上述光纤裸露部的上述入射端部对置；在上述固定部，上述光纤裸露部的一部分由折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的树脂材料所固定。
因此本发明具有能够降低光纤裸露部附近的漏光的效果。
本发明的其他目的、特征和优越点在以下的记述中将会十分明了。另外，本发明的益处将通过以下的说明和附图而变得明确。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的发光模块的构造的截面图。
图2是关于上述发光模块的、将固定部中的折射率分布与光纤涂敷部中的折射率分布进行对比的说明图；(a)表示了图1或图3所示的A-A’截面(或C-C’截面)的截面构造(图中上部)以及该截面中的折射率分布(图中下部)；(b)表示了图1或图3所示的B-B’截面的截面构造(图中上部)以及该截面中的折射率分布(图中下部)。
图3是表示本发明另一实施方式的发光模块的构造的截面图。
图4是关于上述发光模块的、表示以下三者间的关系的说明图，该三者为：激光(光线)所入射的光纤入射端面上的光线入射位置与纤芯中心之间的距离、纤芯中心轴与光线的夹角、该激光入射后的光功率分布。
图5的(a)是关于上述发光模块的、表示光纤光学特性的相关计算值的数据表。
图5的(b)是关于上述发光模块的、表示4种树脂材料的机械特性对比结果的数据表。
〔附图标记说明〕
10a、10b       LD模块(发光模块)
11             框体
11a            光纤插通管(固定部)
11b            插通口
11c            供给孔
11d            基板
11e            立板
12             固定基板
13             LD(发光元件)
13a            发射端面
14             装配座(装配部、固定部)
15             光学耦合系统
16a            树脂(树脂材料、树脂封装部、固定部)
16b            树脂(树脂材料、固定部)
16c            树脂(树脂材料、树脂封装部、固定部)
17             光纤(多模光纤)
17a            纤芯部
17b            第1包层部(包层部)
17c            第2包层部(涂敷部、基础涂敷层)
17d            涂敷部(辅助涂敷层)
17e               透镜部(入射端部)
17f               入射端面(入射端部)
18                焊锡(焊锡封装部)
CA                光纤涂敷部
CRA               光纤裸露部
θ                角度
d                 距离
d1                纤芯径
d2                第1包层径
d3                第2包层径
d4                涂敷部外径
I1、I2            光功率分布曲线
L                 激光(光)
n、n1～n5         折射率
O                 中心轴
RA、RB、RC、RD    光功率存在区域
具体实施方式
以下，根据图1～图5对本发明的一实施方式进行说明。
(1.关于LD模块10a)
首先，根据图1来说明本发明的发光模块的一个实施方式即、LD模块(发光模块)10a的构造。图1是表示LD模块10a的构造的截面图。在本实施方式中，作为发光模块的一实施方式，虽然对具备有LD(发光元件)13的激光二极管模块进行说明，但并不限定于此。本发明也适用于具备有LED的LED模块。
如图1所示，LD模块10a具备框体11、固定基板12、LD13、装配座(装配部、固定部)14、树脂(树脂材料、树脂封装部、固定部)16a、树脂(树脂材料、固定部)16b、光纤(多模光纤)17。
框体11是具有容纳及固定LD13的功能的光学元件外壳，其由作为框体11颈部的光纤插通管(固定部)11a、基板11d、立板11e等构成。框体11的基板11d上设置有固定基板12，固定基板12上固定有LD13。优选基板11d的材料是高热传导率的材料，例如是铜等。立板11e的材料可以是例如铁或铁镍钴合金、不锈钢等含有铁的合金。
框体11的立板11e上设有光纤插通管11a，光纤插通管11a是具有筒状的插通口11b的导管，该插通口11b从立板11e起，沿平行于基板11d的方向延伸，该光纤插通管11a朝框体11的内部及外部开口。另外，在光纤插通管11a的侧壁顶部设有用以充填树脂16a的供给孔11c。虽然在本实施方式中，光纤插通管11a上设有供给孔11c，但并不限于此类光纤插通管11a，也可以使用未设有供给孔11c的光纤插通管11a。另外，虽然在本实施方式中，光纤插通管11a的侧壁顶部设有供给孔11c，但并不限定于此，例如也可以在光纤插通管11a的侧壁底部设置供给孔11c。
关于光纤插通管11a的材料，优选例如铁镍钴合金、铁镍合金、铁、不锈钢等金属或合金。
本实施方式中的光纤17是多模光纤，对应LD13的使用波长，其在纤芯部17a中进行多个波导模式的波导，且光纤17具备有入射端部呈透镜状的透镜部17e(入射端部)，透镜部17e的入射端部入射从LD13射出的激光(光)L。因而光纤17是所谓的微透镜光纤。透镜部17e具有将入射的激光L聚光至纤芯部17a的功能，LD13与光纤17介由透镜部17e实现光学连接。
介由光纤插通管11a使光纤17插通至框体11中后，使射出LD13的激光L的发射端面13a与光纤17的透镜部17e以相互对置的方式配置，且对光纤17与LD13进行光轴调芯，从而完成光学连接。
另外，光纤17由两大部分构成，该两大部分中的一者是光纤涂敷部CA，该光纤涂敷部CA在框体11的外部沿着入射至透镜部17e的激光L的波导方向延伸，其包括了：在上述波导方向上延伸的纤芯部17a；包围着纤芯部17a的周围，且在上述波导方向上延伸的第1包层部17b；包围着第1包层部17b，且在上述波导方向上延伸的第2包层部(涂敷部、基础涂敷层)17c；包覆着第2包层部17c，且在上述波导方向上延伸的涂敷部(辅助涂敷层)17d。
构成光纤17的两大部分中的另一者是光纤裸露部CRA，该光纤裸露部CRA沿上述波导方向，从框体11内部的透镜部17e的右端起延伸至光纤插通管11a的右端开口部。光纤裸露部CRA仅由纤芯部17a及第1包层部17b组成，其是除去了涂敷层(涂敷部)后而得的涂敷除去部。
在光纤插通管11a的插通口11b的内部，光纤17的光纤裸露部CRA呈插通状态，且光纤裸露部CRA的周围被树脂16a封装固定。
如此，与专利文献1中使用箍圈进行固定的半导体激光模块相比，能够缩小框体11的颈部大小。
另外，在框体11中，在插通至光纤插通管11a之插通口11b的光纤裸露部CRA的下部，具备有形成在基板11d上的装配座14。
此外，光纤17的一部分光纤裸露部CRA通过包覆着光纤裸露部CRA周围的树脂16b而固定在装配座14的顶部。
以下，根据图2的(a)及(b)，对光纤17、树脂16a、树脂16b的截面构造以及它们的折射率分布进行说明。
图2的(a)表示了图1所示的A-A’截面(或C-C’截面)的截面构造(图中上部)以及该截面中的折射率分布(图中下部)。图2的(b)表示了图1所示的B-B’截面的截面构造(图中上部)以及该截面中的折射率分布(图中下部)。
图2的(a)及(b)中所示的折射率分布的纵轴为折射率n的大小。折射率n1～n5分别模式性地表示光纤17的纤芯部17a、第1包层部17b、树脂16a(或树脂16b)、第2包层部17c、涂敷部17d的折射率大小关系。
图2的(a)及(b)所示的纤芯部17a的纤芯径d1为105μm，第1包层部17b的第1包层径d2为125μm，涂敷部17d的涂敷部外径d4为250μm。第2包层部17c的第2包层径d3可以为任意。
在本实施方式中，纤芯部17a的折射率n1为1.465，第1包层部17b的折射率n2为1.450，树脂16a及树脂16b的折射率n3为1.40，第2包层部17c的折射率n4为1.38。另外，涂敷部17d由UV(Ultra Violet)硬化树脂构成，其折射率n5在本实施方式中为1.5～1.6，但该值可以是任意的(即，即使折射率n5＞折射率n4，也不会影响将光闭入第1包层部17b中。)。另外，若以石英(二氧化硅；SiO2)为主材料，折射率n1、n2(依情况也会涉及n4)便随相对于石英的掺杂物种类及其添加量而定。折射率n1～n5并不限于上述的数值，其只要满足下述的条件便可。
如图2的(a)所示，在光纤插通管11a附近的光纤17的光纤裸露部CRA的A-A’截面的折射率分布中，折射率n1＞折射率n2＞折射率n3的这一关系得以成立。即，树脂16a的折射率n3小于第1包层部17b的折射率n2。
由此，能够在光纤插通管11a的附近降低光纤裸露部CRA的漏光，同时能够在光纤插通管11a的插通口11b的内部，用树脂16b来对光纤裸露部CRA的一部分的周围进行封装固定。
同样地，在装配座14顶部附近的光纤17的光纤裸露部CRA的C-C’截面的折射率分布中，折射率n1＞折射率n2＞折射率n3的这一关系得以成立。即，树脂16b的折射率n3小于第1包层部17b的折射率n2。在本实施方式中，树脂16a与树脂16b的树脂材料相同，因此它们的折射率也相同。但树脂16a与树脂16b也可以由不同树脂材料构成，折射率也可以不同。
由此，通过在装配座14的顶部，用树脂材料来固定光纤裸露部CRA的一部分，而能够在装配座14的顶部附近降低光纤裸露部CRA的漏光，其中装配座14形成在框体11的基板11d上。由此能够缓解框体11内部的温度上升，从而能够延长LD13的寿命。
另外，如图2的(b)所示，在光纤17的光纤涂敷部CA的B-B’截面的折射率分布中，折射率n5＞折射率n1＞折射率n2＞折射率n4的这一关系得以成立。即，第2包层部17c的折射率n4小于第1包层部17b的折射率n2。
由于位于第1包层部17b周围的第2包层部17c的折射率n4小于第1包层部17b的折射率n2，因此，未能与光纤17的纤芯部17a以波导模式实现耦合的包层模式光便不会逃逸至第1包层部17b的外部，而是闭入在第1包层部17b中来进行波导，从而能够使包层模式光远离框体11，而被引至光纤17的另一端(例如熔接点)。由此能够缓解框体11内部的温度上升，从而能够延长LD13的寿命。
另外，在本实施方式中，折射率n3＞折射率n4。一般而言，树脂材料具有折射率越高硬度越大的倾向。因此，若折射率n3＞折射率n4，则树脂16a便比第2包层部17c硬，从而能够提高光纤插通管11a的插通口11b的强度。另外，若折射率n3＞折射率n4，通过将折射率比光纤17的光纤涂敷部CA中第2包层部17c高的树脂材料作为树脂16a(16b)的树脂材料，便能够使从豚尾型(pig-tail)光纤接头部分上漏出的光成分先在光纤插通管11a的附近漏出。但树脂16a的折射率n3与第2包层部17c的折射率n4之间的大小关系可以是任意的，也可以是折射率n3≤折射率n4。另外，虽然在本实施方式中，折射率n4＜折射率n5，但涂敷部17d的折射率n5的大小可以是任意的，也可以是折射率n4≥折射率n5。
LD13是LD芯片，其介助引线与自外部插入框体11内的引脚(无图示)相连接。
如以上所述，在本实施方式的LD模块10a中，光纤裸露部CRA的一部分通过折射率低于第1包层部17b的树脂16a及/或树脂16b，被固定在光纤插通管11a的插通口11b的内部及/或装配座14的顶部。
因此，在光纤插通管11a的附近及/或装配座14的顶部附近，未能与光纤17的纤芯部17a实现耦合波导模式的包层模式光便不会逃逸至光纤裸露部CRA的第1包层部17b的外部，而是闭入第1包层部17b中来进行波导，所以能够在光纤插通管11a的附近及/或装配座14的顶部附近降低光纤裸露部CRA的漏光。从而能够降低光纤裸露部CRA附近的漏光。
上述的各部件的形状、构造、大小等并不作特别限定，也可以是其他的形状、构造、大小。可以根据LD模块10a的用途、目的来进行适宜选择。
〔2.关于LD模块10b〕
以下根据图3来说明本发明另一实施方式的发光模块即、LD模块(发光模块)10b的构造。图3是LD模块10b的构造截面图。
在LD模块10b中，除以下说明的结构，其他均与LD模块10a相同。
在本实施方式的LD模块10b中，被射入激光L的光纤17的入射端部为通常的入射端面(入射端部)17f。与LD模块10a的不同点在于，LD13与光纤17介由光学耦合系统15相耦合。光学耦合系统可以根据需要，由透镜及/或反射镜等单个或多个光学元件构成。
另外，本实施方式的LD模块10b与LD模块10a的不同点还在于，光纤裸露部CRA的一部分通过树脂(树脂材料、树脂封装部、固定部)16c及焊锡(焊锡封装部)18而被封装固定于光纤插通管11a的插通口11b的内部。树脂16c的相关说明与树脂16a相同，因而在此省略。
一般而言，折射率低的树脂材料比焊锡软。而焊锡是金属，其热传导率比树脂材料高。
在LD模块10b中，光纤插通管11a的插通口11b的内部设有树脂16c与焊锡18。通过适当地设定它们的尺寸，能够提高插通口11b内部的封装强度，并能在适当的位置闭入包层模式光，同时能够在恰当的位置由焊锡18来吸收漏光，以实现散热。
如以上所述，在本实施方式的LD模块10b中，光纤裸露部CRA的一部分通过折射率低于第1包层部17b的树脂16c及/或树脂16b，被固定在光纤插通管11a的插通口11b的内部及/或装配座14的顶部。
因此，在光纤插通管11a的附近及/或装配座14的顶部附近，未能与光纤17的纤芯部17a以波导模式实现耦合的包层模式光便不会逃逸至光纤裸露部CRA的第1包层部17b的外部，而是闭入到第1包层部17b中来进行波导，所以能够在光纤插通管11a的附近及/或装配座14的顶部附近降低光纤裸露部CRA的漏光。从而能够降低光纤裸露部CRA附近的漏光。
上述的各部件的形状、构造、大小等并不作限定，也可以是其他的形状、构造、大小。可以根据LD模块10b的用途、目的来进行适宜选择。
〔3.入射至光纤17的激光L的光功率分布〕
以下，根据图4来说明激光L入射至光纤17时的光功率分布。
在图3所示的LD模块10b中，当激光L(光)入射至光纤17的入射端面17f时，设该入射端面17f上的光线入射位置与纤芯部17a的纤芯中心(中心轴O)之间的距离为d，设中心轴O与光线的夹角为θ。该距离d由图4中的横轴来表示，该夹角θ由图4中的纵轴来表示。
另外，光功率分布曲线I1及光功率分布曲线I2分别概念性地表示了：将从纸面背面指向纸面正面的方向设为光功率的正值方向时的激光L之光功率分布。
根据由纤芯部17a与第1包层部17b间的折射率差而定的全反射条件，与纤芯部17a中传播光线的光轴之间的夹角也定有其上限(在此，半值角为8度)，在此，光功率存在区域RA是满足了以下两个条件的激光L的光功率存在区域。该两个条件为：光线的角度θ小于上述上限夹角；距离d小于纤芯径d1的1/2。上述上限夹角是临界角(90度—临界角)的余角，该上限夹角应该称为传播的最大角度，或称为传播最大角。但由于繁琐，以下将其单称为“最大角”。
光功率存在区域RB是满足了以下两个条件的激光L的光功率存在区域。该两个条件为：角度θ小于由第1包层部17b与树脂16a(树脂16b或树脂16c)之间的折射率差所定的最大角(半值角约为15度)；距离d小于第1包层径d2的1/2。
光功率存在区域RC是满足了以下两个条件的激光L的光功率存在区域。该两个条件为：角度θ小于由纤芯部17a与树脂16a(树脂16b或树脂16c)之间的折射率差而定的、在纤芯部17a内换算后的间接最大角(半值角约为17度)；距离d小于纤芯径d1的1/2。在此，由于激光L是在纤芯部17a与第1包层部17b之间的界面上进行了折射后再射入树脂16a(树脂16b或树脂16c)的，因此在纤芯部17a内换算后的间接最大角便相对较大。
光功率存在区域RD是满足了以下两个条件的激光L的光功率存在区域。该两个条件为：角度θ小于激光L借助空气阶跃层而可实现闭入的最大角(半值角约为47度)；距离d小于第1包层径d2的1/2。关于借助空气阶跃层而可实现闭入的最大角，无论光进入纤芯部17a，还是进入第1包层部17b，该最大角的大小都无大差异。
光功率存在区域RA中含有：根据纤芯部17a与第1包层部17b间的折射率差而满足全反射条件的波导模式下的传播光(纤芯模式光)的光功率。光功率存在区域RA中含有激光L所有光功率的95％～99％左右的光功率。因此，若假设树脂16a～树脂16c的折射率n3比第1包层部17b的折射率n2高，便会有1％～5％左右的光功率成为从第1包层部17b漏出的漏光，从而成为发热等的原因。
光功率存在区域RB及光功率存在区域RC中含有：根据第1包层部17b与第2包层部17c间的折射率差，或根据第1包层部17b与树脂16a～树脂16c间的折射率差而满足全反射条件的波导模式下的传播光(包层模式光)的光功率。光功率存在区域RB及光功率存在区域RC有可能含有激光L所有光功率的1％～5％左右的光功率。因此，通过上述LD模块10a及LD模块10b，能够防止因激光L所有光功率的1％～5％左右的光功率成为从第1包层部17b漏出的漏光而导致发热。
光功率存在区域RD中包含：光线裸露部CRA外侧若是空气便可得以闭入，但若是市售的低折射率树脂便无法得以闭入的、光功率。另外，若是精准的光学系统，则光功率存在区域RD中一般仅含有远低于1％的光功率。
根据以上所述，即使与纤芯部17a的耦合效率达到99％，若激光L的输出功率为100W，还是会从光纤裸露部CRA产生高达1W的漏光。可知，其发热是不能无视的。
〔4.关于光纤17的光学特性〕
以下，根据图5的(a)，说明针对光纤17的光学特性进行计算的计算结果。
数据A代表：将光纤17的纤芯部17a(纤芯)的折射率n1设定为1.465，将第1包层部17b(第1包层)的折射率n2设定为1.450，将树脂16a～树脂16c(第2包层)的折射率n3设定为1.400时的光纤17的光学特性的相关计算值数据。
另外，数据B代表：将折射率n1设定为1.465，将折射率n2设定为1.450，将第2包层部17c(第2包层)的折射率n4设定为1.380时的光纤17的光学特性的相关计算值数据。
首先，无论在数据A中还是在数据B中，光纤17的入射端面17f外部的数值孔径NA都为0.211。另外，无论在数据A中还是在数据B中，纤芯部17a-第1包层部17b之间所涉及的最大角都为8.21(度)。
此外，关于纤芯部17a-第2包层部17c之间所涉及的纤芯部17a内换算的最大相当角，该最大相当角在数据A中为17.13(度)，在数据B中为19.61(度)。在此，“最大相当角”是指在第2包层部17c(或树脂16a～树脂16c)中能够得以闭入的光成分所对应的、纤芯部17a内的换算极限角度，该角度不依存于第1包层部17b的折射率n2。
根据数据A及数据B所示的结果可知，与使用折射率高于纤芯部17a的树脂材料来作为光纤17的光纤裸露部CRA周围的涂敷部(第2包层)材料时相比，能够较好地闭入与较大的角度θ相对应的光成分。
〔5.关于树脂材料的机械特性〕
以下，根据图5的(b)，对4种树脂材料的机械特性对比结果进行说明。
树脂1作为第2包层部17c的树脂材料。另外，树脂2～4分别作为树脂16a～树脂16c的树脂材料。
如图5的(b)所示，树脂1的折射率为1.38，其满足比第1包层部17b的、值为1.450的折射率n2小的这一条件。另外，树脂1的杨氏模量为62.5×107Pa，与其他树脂相比较小，且树脂1的肖氏D硬度为极小的25。由于树脂1是光纤17的光纤涂敷部CA的构成材料，即，是LD模块10a或LD模块10b中豚尾型光纤接头部分的构成材料，因此优选树脂1是柔软的树脂材料。
其次，树脂2、3、4的折射率分别为1.403、1.403、1.43，它们满足比第1包层部17b的、值为1.450的折射率n2小的这一条件。另外，树脂2、3、4的杨氏模量分别为93.6×107Pa、90.6×107Pa、116×107Pa，该些杨氏模量比树脂1大。且它们的肖氏D硬度分别为62、64、68，相比于树脂1是极为大的。由于树脂2、3、4是用以对光纤17的光纤裸露部CRA的一部分进行固定的构成材料，因此优选树脂2、3、4是硬树脂材料。
另外，树脂1在40℃时的线性膨胀率为385×10-6/℃，相比于其他树脂较大。树脂2、3、4的线性膨胀率分别为235×10-6/℃、218×10-6/℃、181×10-6/℃，它们相比于树脂1较小。
由此可以得知，作为用于对光纤17的光纤裸露部CRA的一部分进行固定的构成材料，线性膨胀率较小的材料为优选。因此从线性膨胀率的观点来看，树脂2～4是优越于树脂1的树脂材料。
〔6.关于LD模块的制造方法〕
以下，根据图1及图3，例示上述LD模块10a或10b的制造方法。
首先，用焊锡等将装配座14固定于基板11d上，并用焊锡将固定基板12及LD13固定。LD13可以预先用焊锡等而固定于固定基板12，或LD13与固定基板12间也可以预先进行引线键合等。
其次，在固定基板12以及从框体11内部贯通至外部的引脚(无图示)之间进行布线电连接。优选通过引线键合来进行该布线电连接。
另外，使光纤17的光纤裸露部CRA插入并穿过光纤插通管11a的插通口11b，并直接对着LD13进行调芯(例如制造LD模块10a时)，或介由光学耦合系统15进行LD13的调芯(例如制造LD模块10b时)，然后进行固定。
接着，将树脂16a充填进光纤插通管11a的插通口11b(例如制造LD模块10a时)，或充填焊锡18来代替树脂16a，以进行封装加固。或也可以在充填了焊锡18后进一步充填树脂16c来进行加固(例如制造LD模块10b时)。
作为树脂16a或树脂16c的材料，若使用UV硬化树脂，则可以在硬化前充填树脂16a或树脂16c，其后再进行UV照射。另外，若是充填焊锡18，则优选通过高频波感应加热来加热光纤插通管11a，以融化焊锡18。但也可以用加热器来加热光纤插通管11a，以融化焊锡18。优选根据必要性而进一步使用橡胶套来加固光纤插通管11a的外侧。
本发明也可以表述如下。
即，在本发明的发光模块中，上述树脂材料的折射率可以高于上述光纤的上述光纤涂敷部中的涂敷层的折射率。
一般而言，树脂材料具有折射率越高硬度越大的倾向。因此根据上述结构，能够通过使用较硬的树脂材料来提高固定部的强度。
另外，在本发明的发光模块中，上述固定部可以包含光纤插通管，该光纤插通管具有插通口，该插通口用以插通上述光纤裸露部的上述入射端部侧；在上述光纤插通管的上述插通口的内部，在将上述光纤裸露部插通至该插通口的状态下，通过以上述树脂材料来封装上述光纤裸露部的一部分的周围而形成有树脂封装部。
通过上述结构，能够在光纤插通管的附近减少光纤裸露部的漏光，并能够在光纤插通管的插通口内部，用树脂材料对光纤裸露部的一部分的周围进行封装固定。
另外，由于是在光纤插通管的插通口内部用树脂材料对光纤裸露部的一部分的周围进行封装固定，因此与专利文献1中使用箍圈进行固定的半导体激光模块相比，能够缩小框体的颈部大小。
另外，在本发明的发光模块中，在上述光纤插通管的上述插通口的内部，在将上述光纤裸露部插通至该插通口的状态下，通过以焊锡来封装上述光纤裸露部的一部分的周围而形成有焊锡封装部。
一般而言，折射率低的树脂材料比焊锡软。而焊锡是金属，其热传导率比树脂材料高。
因此，在上述结构中，通过在光纤插通管的插通口内部设置树脂与焊锡，并适当设定它们的尺寸，能够提高插通口内部的封装强度，并能在适当的位置闭入包层模式光，同时能够在恰当的位置由焊锡来吸收漏光，以实现散热。
另外，在本发明的发光模块中，上述固定部可以包含装配部，该装配部位于插通至上述光纤插通管所具备的上述插通口的上述光纤裸露部的下部，且该配装部形成在上述框体的基板上；在上述装配部的顶部，上述光纤裸露部的一部分的周围可以被折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的树脂材料所包覆固定。
根据上述结构，能够在形成于框体基板上的装配部的顶部，用树脂材料来固定光纤裸露部的一部分，并能够在装配部的顶部附近降低光纤裸露部的漏光。由此能够减缓框体内部的温度上升，从而能够延长发光元件的寿命。
另外，在本发明的发光模块中，上述光纤的上述光纤涂敷部可以包含基础涂敷层以及辅助涂敷层，其中，上述基础涂敷层在上述波导方向上延伸，且包覆上述包层部的周围；上述辅助涂敷层在上述波导方向上延伸，且包覆上述基础涂敷层，上述基础涂敷层的折射率可以低于上述光纤裸露部中的上述包层部的折射率。
在上述结构中，涂敷部由基础涂敷层和辅助涂敷层构成，由于离包层部近的基础涂敷层的折射率小于包层部的折射率，因此未能与光纤的纤芯部以波导模式实现耦合的包层模式光便不会逃逸至包层部的外部，而是闭入在包层部中来进行波导，从而能够使包层模式光远离框体，而被引向光纤的另一端。由此能够进一步缓解框体内部或光纤插通管附近的温度上升。由此能够减轻框体内部的温度上升，从而能够进一步延长发光元件的寿命。
(附记事项)
本发明并不限于上述各实施方式，可以根据权利要求所示的范围进行各种的变更，适当地组合不同实施方式中记述的技术手段而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围之内。
(工业上的利用可能性)
本发明能够作为例如光通信系统中使用的发光模块来使用。

Claims (9)

1.一种发光模块，
具备了光纤、发光元件、框体，其中上述发光元件具有射出光的发射端面，上述框体中容纳有上述发光元件，上述光纤包含：纤芯部，在光的波导方向上延伸；包层部，折射率低于上述纤芯部，该包层部在上述波导方向上延伸，且包围上述纤芯部的周围；光纤涂敷部，在上述波导方向上延伸且含有涂敷层，该涂敷层包覆上述包层部的周围；光纤裸露部，被除去了上述涂敷层，且具有上述光所入射的入射端部，
该发光模块的特征在于：
上述光纤是多模光纤，
上述框体中具有固定部，该固定部对上述光纤裸露部的一部分进行固定，使得上述发光元件的上述发射端面与上述光纤裸露部的上述入射端部对置，
在上述固定部，上述光纤裸露部的一部分由折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的树脂材料所固定。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于：
上述树脂材料的折射率高于上述光纤的上述光纤涂敷部中的涂敷层的折射率。
3.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于：
上述固定部包含有光纤插通管，该光纤插通管具有插通口，该插通口用以插通上述光纤裸露部的上述入射端部侧；
在上述光纤插通管的上述插通口的内部，在将上述光纤裸露部插通至该插通口的状态下，通过以上述树脂材料来封装上述光纤裸露部的一部分的周围而形成有树脂封装部。
4.根据权利要求2所述的发光模块，其特征在于：
上述固定部包含有光纤插通管，该光纤插通管具有插通口，该插通口用以插通上述光纤裸露部的上述入射端部侧；
在上述光纤插通管的上述插通口的内部，在将上述光纤裸露部插通至该插通口的状态下，通过以上述树脂材料来封装上述光纤裸露部的一部分的周围而形成有树脂封装部。
5.根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于：
在上述光纤插通管的上述插通口的内部，在将上述光纤裸露部插通至该插通口的状态下，通过以焊锡来封装上述光纤裸露部的一部分的周围而形成有焊锡封装部。
6.根据权利要求4所述的发光模块，其特征在于：
在上述光纤插通管的上述插通口的内部，将上述光纤裸露部插通至该插通口的状态下，通过以焊锡来封装上述光纤裸露部的一部分的周围，而形成有焊锡封装部。
7.根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于：
上述固定部包含有装配部，该装配部位于插通至上述光纤插通管所具备的上述插通口的上述光纤裸露部的下部，且该装配部形成在上述框体的基板上，
在上述装配部的顶部，上述光纤裸露部的一部分的周围被折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的树脂材料所包覆固定。
8.根据权利要求4所述的发光模块，其特征在于：
上述固定部包含有装配部，该装配部位于插通至上述光纤插通管所具备的上述插通口的上述光纤裸露部的下部，且该装配部形成在上述框体的基板上，
在上述装配部的顶部，上述光纤裸露部的一部分的周围被折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的树脂材料所包覆固定。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的发光模块，其特征在于：
上述光纤的上述光纤涂敷部包含基础涂敷层以及辅助涂敷层，
上述基础涂敷层在上述波导方向上延伸，且包覆上述包层部的周围；上述辅助涂敷层在上述波导方向上延伸，且包覆上述基础涂敷层，
上述基础涂敷层的折射率低于上述光纤裸露部中的上述包层部的折射率。
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