CN102890317A - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过简单的结构能够高精度地组装并实现小型化的光模块。在安装基板(101)上安装有LD元件(102)和波长变换元件(103)作为光学元件。光纤(105)的端部以规定长度固定在副基板(104)的光纤固定槽(301)中。该副基板(104)以支承光纤(105)的面与安装基板(101)对置的方式相对于该安装基板(101)进行安装，而使波长变换元件(103)与光纤(105)耦合。通过在安装基板(101)上安装副基板(104)，而波长变换元件(103)的射出端与光纤(105)的射入端的耦合部位设置在距安装基板(101)的端部为规定距离内部的位置。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及在安装基板上搭载光学元件，并使光学元件与光纤进行光耦合的光模块。
背景技术
使发光元件或受光元件等的光学元件与光纤进行光耦合的光模块要求将所述光学元件和光纤形成为低损失且高的光耦合效率。因此，需要高精度地进行光轴的位置对合并安装。
作为这种光耦合的结构，例如，在基板上形成V槽，使光纤沿着该V槽，经由辅助引导基板而将光纤固定于V槽。并且，公开了如下结构：在辅助引导基板的侧部，以位于光纤的端面的方式配置端面发光型的发光元件阵列，由此在V槽的长度方向即X轴方向上进行光纤与发光元件的光耦合(例如，参照下述专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开平8-201664号公报
然而，在上述的技术中，由于是将发光元件阵列及光纤均安装在基板的V槽上的结构，因此对于X、Y、Z轴这全部3个方向都需要光轴的位置对合。虽然光纤收容在V槽内，且在V槽上搭载有发光元件阵列，但即使光纤的中心(芯部)的光轴沿着X轴，配置在V槽上的发光元件阵列也未使用V槽进行定位，因此在光纤与发光元件阵列之间，仍然需要在X、Y、Z这各轴上进行光轴的位置对合。
另外，上述那样的V槽由于沿着X轴收容光纤，因此从光纤单体来看，相对于Y轴及Z轴反而没有自由度，难以使光纤侧移动而进行光轴的位置对合。V槽排列设置多个而收容多个光纤，适合于V槽与按照V槽的间距配置的发光元件阵列之间的多个光轴的光耦合，但是对于单一的光轴上的光纤与光学元件之间的位置对合而言，由于自由度受制约，因此不适合高精度的光耦合。
而且，作为搭载于光模块的光学元件，当形成为不仅搭载发光元件而且搭载波长变换元件等的结构时，光的耦合部位增加，相应地需要光轴对合。
在上述的说明中，说明了光纤与光学元件的光耦合，但在基板上形成光波导路，而当进行该光波导路与光纤的光耦合时，也希望容易且高精度地进行两者的光轴对合。而且，也希望通过装入光模块的装置的小型化，使部件个数减少而使整体尺寸减小。
发明内容
本发明用于消除上述的现有技术的问题点，目的在于提供一种能够以简单的结构高精度地组装且能够小型化的光模块。
为了解决上述课题，实现目的，本发明的光模块具备安装基板、搭载在所述安装基板上的光学元件、光纤、对所述光纤进行支承的支承构件，所述支承构件具有对所述光纤的端部进行固定的规定长度的固定槽，使所述支承构件的支承所述光纤的面与所述安装基板对置地将该支承构件安装于该安装基板，而使所述光学元件与所述光纤进行光学耦合，所述光模块的特征在于，通过所述支承构件相对于所述安装基板的安装而使所述光学元件的射出端与所述光纤的射入端进行光学耦合的耦合部位设置在距所述安装基板的端部为规定距离内部的位置。
根据上述的结构，在支承构件固定有规定长度的光纤的端部，该支承构件安装于安装基板，光学元件与光纤进行光学耦合的部位在安装基板上，从而不在端部而能够在内部位置使两者耦合。由此，在安装基板能够稳定地保持光纤并实现小型化。而且，安装基板上的光学元件的配置位置不在端部而在内部位置，从而能有效地进行对光学元件的温度控制。而且，在安装基板的端部上未形成固定用具等的突出的部分，不易产生卡挂等而容易进行处理，且能够实现小型化。
另外，本发明的特征在于，在由所述支承构件支承的所述光纤、与所述安装基板之间设有避让槽，该避让槽具有用于避免所述光纤与该安装基板接触的深度。
根据上述的结构，在将支承光纤的支承构件与安装基板接合时，通过设置在安装基板的光纤的位置上的避让槽，光纤不会与安装基板发生接触，且容易进行调芯用的移动。
另外，本发明的特征在于，所述避让槽设置在所述安装基板上。
根据上述的结构，由支承构件支承的光纤不会与安装基板发生接触，且容易进行调芯用的移动。
另外，本发明的特征在于，所述避让槽设置在所述支承构件的支承所述光纤的面上。
根据上述的结构，由支承构件支承的光纤不会与安装基板发生接触，且容易进行调芯用的移动。而且，仅在支承构件侧形成槽即可，无需在安装基板侧形成槽。
另外，本发明的特征在于，所述避让槽包括：与所述光纤的皮膜的直径对应的槽；与所述光纤的芯线的直径对应的槽。
根据上述的结构，对于光纤具有的不同直径的皮膜和芯线中的任一者，均不会与安装基板发生接触，且容易进行调芯用的移动。
另外，本发明的特征在于，所述支承构件及所述光学元件通过表面活性化接合而与所述安装基板接合。
根据上述的结构，在安装基板上，利用面接合而能够简单地将光学元件与由支承构件支承的光纤接合，容易进行调芯，能够高精度地进行光耦合，并且不需要加温等而能够进行常温接合，因此能够防止光学元件的损伤等。
另外，本发明的特征在于，在所述支承构件的支承所述光纤的面、及所述安装基板上设有所述支承构件与所述安装基板的位置对合用的对准标记。
根据上述的结构，能够容易地进行支承构件相对于安装基板的定位。
另外，本发明的特征在于，所述光学元件包括：射出规定波长的光的激光二极管；对从所述激光二极管射出的波长的光进行波长变换后将其射出的波长变换元件。
根据上述的结构，能够将不同的光学元件安装在安装基板上，从而能够射出进行了波长变换后的光。
另外，本发明的特征在于，作为所述光学元件，还包括光波导路，该光波导路形成在所述安装基板上，且将所述波长变换元件的射出光波导至所述光纤的射入端。
根据上述的结构，能够将包含光波导路在内的各种光学元件安装在安装基板上。通过使该光波导路的形状弯曲或设定长度等，而能够将安装基板上的光的射出端的位置设定在任意的位置，能够自由地设定安装基板上的各光学元件的布局，从而能够实现安装基板的整体尺寸的小型化。
【发明效果】
根据本发明的光模块，起到如下效果：能够使以简单的结构高精度地组装并实现小型化的光学元件和光纤在安装基板上的同一平面上进行光学耦合来安装。
附图说明
图1是实施方式1的光模块的立体图。
图2是表示实施方式1的光模块的安装基板的立体图。
图3-1是表示实施方式1的光模块的副基板的立体图。
图3-2是表示光纤相对于副基板的固定状态的立体图。
图4-1是安装基板的俯视图。
图4-2是表示安装基板的形成过程的侧向剖视图(其1)。
图4-3是表示安装基板的形成过程的侧向剖视图(其2)。
图4-4是表示安装基板的形成过程的侧向剖视图(其3)。
图4-5是表示安装基板的形成过程的侧向剖视图(其4)。
图4-6是表示安装基板的形成过程的侧向剖视图(其5)。
图5-1是表示LD元件相对于安装基板的安装状态的侧向剖视图。
图5-2是表示波长变换元件相对于安装基板的安装状态的侧向剖视图。
图6是表示调芯安装装置的结构的图。
图7是表示LD元件与波长变换元件的位置关系的图。
图8是表示检测器的输出电压与通过调芯实装机施加的载荷的关系的图形。
图9-1是表示安装基板及对光纤的端部进行固定保持的副基板的立体图。
图9-2是表示副基板的调芯状态的图(其1)。
图9-3是表示副基板的调芯状态的图(其2)。
图10-1是表示实施方式1的光模块的副基板的另一结构例的正向剖视图。
图10-2是表示将副基板与安装基板接合的状态的正向剖视图。
图11是实施方式2的光模块的立体图。
图12是表示副基板的安装状态的立体图。
【符号说明】
100、1100光模块
101安装基板
102(102a～102c)激光二极管元件
103波长变换元件
104副基板
104a接合面
105光纤
105a皮膜
105b包覆层
201 LD安装图案
202波长变换元件安装图案
203光纤安装图案
204光纤避让槽
301、1001光纤固定槽
302接合用图案
403a微凸
600调芯安装装置
1102光波导路
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的光模块的优选的实施方式。
(实施方式1)
(光模块的结构)
图1是实施方式1的光模块的立体图。光模块100包括：平板状的安装基板101；搭载在安装基板101上的光学元件102、103；块状的副基板(支承构件)104；单模(SM)的光纤105。安装基板101设置在框体110上。
作为安装基板101，使用硅基板。作为副基板104，使用硅基板或玻璃基板。在安装基板101上，作为光学元件，安装有LD(激光二极管)元件102和用于对从LD元件102射出的光进行波长变换的波长变换元件(作为一例是PPLN：Periodically Poled Lithium Niobate：周期性极化铌酸锂)103。
在上述结构的光模块100中，例如，从LD元件102射出的波长1064nm的近红外光在波长变换元件103中波长变换成532nm的绿色激光而射出。
副基板104对光纤105的端部进行保持，并与安装基板101接合。在副基板104与安装基板101接合的状态下，光纤105的端部与波长变换元件103直接进行光耦合。在该光纤105的端部可以一体地设置作为耦合构件的GI透镜。
图2是表示实施方式1的光模块的安装基板的立体图。在安装基板101的上表面设有LD安装图案201、波长变换元件安装图案202、光纤安装图案203。所述LD安装图案201～光纤安装图案203分别是由金(Au)等金属构成的导电性的图案，通过后述的制造方法，在表面上形成多个微细的凸部(微凸)。
LD安装图案201具有LD元件102的大小程度，与LD元件102底面进行接合而将LD元件102固定。波长变换元件安装图案202设置成与波长变换元件103的长度方向平行的2条线状，与波长变换元件103的电极分别接合，进行电连接，并将波长变换元件103固定。光纤安装图案203是用于在安装基板101上固定副基板104的图案，如图所示，在安装基板101的端部，隔开规定间隔而设置在2个部位。
在安装基板101的端部，在光纤安装图案203之间形成有光纤避让槽204。光纤避让槽204具有比光纤105的外径大的直径。图示的光纤避让槽204具有第一槽204a和第二槽204b，该第一槽204a具有比光纤105的直径(皮膜的外径)大的直径(宽度及深度)，该第二槽204b具有比光纤105的芯线(包覆层)的直径大的直径(宽度及深度)。例如，该第一槽204a的深度为200μm左右。第一槽204a从安装基板101的端部沿着光轴(X轴)方向形成，第二槽204b与第一槽204a连续而形成直至波长变换元件安装图案202的端部位置。该光纤避让槽204通过对安装基板101的蚀刻等处理而形成。
另外，副基板104的定位用的对准标记210在光纤安装图案203的附近以规定间距形成多个。
(副基板的结构)
图3-1是表示实施方式1的光模块的副基板的立体图。副基板104在与安装基板101接合的一面即接合面104a上沿着X轴方向形成有光纤固定槽301。光纤固定槽301具有第一槽301a和第二槽301b，该第一槽301a具有光纤105的直径(皮膜的外径)程度的直径(宽度及深度)，该第二槽301b具有光纤105的包覆层直径程度的直径(宽度及深度)。该光纤固定槽301通过对副基板104的蚀刻等处理而形成。第二槽301b对光纤105进行固定保持，故槽形状不局限于图示那样截面为凹形形状，也可以为V槽的形状。
在副基板104且在光纤固定槽301的两侧部形成有接合用图案302。该接合用图案302是由Au等金属构成的导电性的图案，与设置在安装基板101上的光纤安装图案203的配置位置对应设置。而且，在接合用图案302的附近形成有以规定间距形成多个的对准标记310。该对准标记310以与安装基板101的对准标记210相同的间距形成，在副基板104相对于安装基板101的定位用时使用。
图3-2是表示光纤相对于副基板的固定状态的立体图。在副基板104的光纤固定槽301中，在第一槽301a部分上固定有光纤105的皮膜105a，在第二槽301b部分上固定有光纤105的包覆层105b。该固定使用树脂等的粘接剂。在该固定时，光纤105的端部、即包覆层105b的端部105bb优选如图示那样至少从副基板104的端面突出而固定。
(关于安装基板的安装用构图方法)
接着，说明安装基板101的安装用图案的制造方法。图4-1是安装基板的俯视图，图4-2～图4-6是分别表示安装基板的形成过程的侧向剖视图。所述图4-2～图4-6是图4-1的A-A线剖视图。关于上述的LD安装图案201、波长变换元件安装图案202、光纤安装图案203的形成方法，依次进行说明。
首先，如图4-2所示，使用硅基板来形成安装基板101。接着，如图4-3所示，在安装基板101的表面整面上形成了硅氧化膜(Sio2)401之后，在整面上形成作为缓冲部的钛(Ti)膜402。在Ti膜402上，在整面形成Au膜403。例如，Ti膜402具有0.1μm左右的厚度，Au膜403具有3μm左右的厚度，通过溅射、蒸镀或镀敷等方法形成。然后，在Au膜403的上部涂敷抗蚀剂405，如图4-1所示在各安装图案(LD安装图案201、波长变换元件安装图案202、光纤安装图案203)的图案的位置以外的部分载置具有开口部的掩膜404，通过进行曝光显影，而在抗蚀剂405上形成与开口部对应的抗蚀剂图案(阳性抗蚀剂)。
接着，如图4-4所示，将掩膜404取下，利用蚀刻(干刻或湿刻)，对Au膜403及Ti膜402进行构图，从而形成各安装图案(LD安装图案201、波长变换元件安装图案202、光纤安装图案203)。然后将抗蚀剂405除去。需要说明的是，安装在安装基板101上的光学元件的定位用的对准标记210也同时形成。
接着，如图4-5所示，在Au膜403的上部涂敷抗蚀剂406，在抗蚀剂406上载置微凸形成用的掩膜407。该掩膜407形成有用于形成微凸的微细的圆形的开口(例如
Figure BDA00001901872200081
)。然后，通过紫外线照射，而在抗蚀剂406上形成与微凸对应而开口的抗蚀剂图案。
然后，如图4-6所示，将掩膜407取下，从抗蚀剂406的上部进行半蚀刻。由此，在各安装图案(LD安装图案201、波长变换元件安装图案202、光纤安装图案203)的Au膜403的表面上形成有多个沿着Au膜403的厚度方向具有规定深度的微细的圆形的微凸403a。然后，将抗蚀剂406除去而结束制造。
微凸403a将多个高度2μm且直径5μm的圆柱状的突起以10～25μm间距左右均等地配置。需要说明的是，突起的形状、高度、宽度、间距等是一例，并未限定为上述情况。微凸403a通过在利用溅射、蒸镀或镀敷等方法形成的Au膜403上进行半蚀刻而成形，因此微凸403a中包含的全部的突起的高度被高精度地均匀化。
(光学元件相对于安装基板的安装)
在光学元件的安装时，对于覆盖微凸403a的表面的氧化膜或沾染物等非活性层，通过等离子体清洗处理而进行表面活性化。通过表面活性化，能够使表面能量高的原子彼此接触，因此利用原子间的凝结力在常温下就能够牢固地接合。本接合方法不需要特别的加热，因此不易产生热膨胀系数差的残留应力引起的各部件的位置错动，从而能够进行高精度的定位安装。而且，具有不易产生热膨胀系数差的残留应力引起的部件破坏、没有作用于部件的应力而功能劣化少等优点。
图5-1是表示LD元件相对于安装基板的安装状态的侧向剖视图。如图所示，将LD元件102安装在LD安装图案201上的表面活性化后的微凸403a上。在LD元件102的接合面上也形成有Au层，且对其表面也实施活性化处理。因此，仅通过对微凸403a的上部施加规定的载荷来安装LD元件102，LD元件102就能进行表面活性化接合而固定在微凸403a上。此时，在LD元件102下表面形成有未图示的对准标记，以安装基板101侧的对准标记210为基准而进行LD元件102的X轴、Y轴方向的定位。而且，LD元件102经由微凸403a而能够接受驱动电流的供给。此时，只要对用于形成微凸403a的Au膜403实施驱动电流的供给用的规定的构图即可。
LD元件102的安装通过将未图示的电子部件安装在电路基板上的实装机来进行。需要说明的是，LD元件102的安装使用调芯安装装置来进行。
图5-2是表示波长变换元件相对于安装基板的安装状态的侧向剖视图。接着，将波长变换元件103调芯安装在波长变换元件安装图案202的进行了表面活性化后的微凸403a上，结束一连串的处理。在波长变换元件103的接合面上也形成有Au膜，且对其表面也实施活性化处理。因此，仅通过对微凸403a的上部施加规定的载荷来安装波长变换元件103，波长变换元件103就能够将微凸403a压扁，并对波长变换元件安装图案202进行表面活性化接合而被固定。在波长变换元件103的调芯时，也同样地在波长变换元件103的下表面形成有对准标记(未图示)，以安装基板101侧的对准标记210为基准来进行波长变换元件103的X轴、Y轴方向的定位。
图6是表示调芯安装装置的结构的图。使用图5-2的局部放大图进行说明。上述的调芯安装可以使用调芯安装装置600进行。调芯安装装置600包括：由包含CPU及规定的存储器等在内的PC等构成的控制部601；检测从波长变换元件103输出的进行了波长变换后的激光光束的强度，而输出与强度相应的检测输出电压V(mV)的检测部602；将光学元件安装在安装基板101上的规定的位置，并且在安装时能够施加与控制量相应的载荷(N)的调芯实装机603；用于驱动LD元件102而使LD元件102射出激光光束的驱动部604等。
控制部601对驱动部604进行控制，驱动LD元件102，使激光光束向波长变换元件103射入，并利用检测部602检测从波长变换元件103射出的进行了波长变换后的激光光束的强度。而且，控制部601对由检测部602检测到的检测输出电压V进行监控，并控制调芯实装机603而对施加给波长变换元件103的载荷进行控制。
图7是表示LD元件与波长变换元件的位置关系的图。从LD元件102的发光中心102A射出的波长λ1的激光光束从波长变换元件103的射入位置103A射入，成为波长λ2的激光光束而从波长变换元件103的射出中心103B射出。如图6所示，LD元件102及波长变换元件103由于调芯实装机603安装在安装基板101上，因此LD元件102的发光中心102A与波长变换元件103的射入位置103A的在平面上的位置关系(X-Y轴方向的位置关系)被高精度地定位。然而，还需要高精度地确定安装基板101的高度方向(Z轴方向)的位置关系。需要说明的是，在图7中，箭头A表示通过调芯实装机603对波长变换元件103施加载荷的方向。
图8是表示检测器的输出电压与通过调芯实装机施加的载荷的关系的图形。在图8中，曲线B表示施加载荷的状态下的、检测部602的输出电压(mV)与通过调芯实装机603施加的载荷(N)的关系。而且，曲线C表示将载荷释放后的、检测部602的输出电压(mV)与调芯实装机603产生的最终载荷(N)的关系。在图8的例子中，在施加载荷的状态下，当载荷为400(N)时，检测部602的输出电压(mV)成为最大值(参照点D)。然而，在将载荷释放之后，当最终载荷为400(N)时，检测部602的输出电压(mV)没有成为最大值(参照点E)。
点D例如对应于如下情况，即：通过向波长变换元件103施加载荷，而使微凸403a变形，在将波长变换元件103的射入位置103A形成为与LD元件102的发光中心102A最有效地进行光耦合的位置(参照图7的位置P2)的状态下，将载荷释放的情况。微凸403a具有如下特性，即：当作用载荷时发生变形(被压扁)而收缩，但当借助弹性斥力而释放载荷时，要恢复成原来状态的力起作用，从而返回弹性恢复量。即，点E对应于如下情况，即：在点D的状态下将载荷释放时，借助弹性恢复，而波长变换元件103的射入位置103A向其他的位置(例如，参照图7的位置P1)移动的情况。
在将载荷释放的状态(实际上利用光模块100的状态)下，需要将波长变换元件103的射入位置103A形成为与LD元件102的发光中心102A最有效地进行光耦合的位置(参照图7的P2)。因此，在上述的调芯安装中，控制部601如下控制调芯实装机603，即：在将波长变换元件103配置在微凸403a的规定位置上之后，使施加的载荷增加，并且在来自检测部602的输出电压V成为了最大值之后，施加规定的载荷量，以使微凸403a进一步变形，然后将载荷释放。
即，控制部601在来自检测部602的输出电压V成为了最大值之后(参照点D)，再施加规定的载荷量(F：200(N))，然后将载荷释放。再施加规定的载荷F，以使波长变换元件103的射入位置103A从LD元件102的发光中心102A，沿着高度方向(Z轴)向更深处被压入了图7所示的距离W1量的位置(参照图7的位置P3)。即，可以想到的是，通过将载荷释放，在微凸403a的弹性恢复力的作用下，波长变换元件103的射入位置103A返回与LD元件102的发光中心102A最有效地进行光耦合的位置(参照图7的P2)。
上述的规定的载荷量(F：200(N))根据调芯实装机603、施加载荷的波长变换元件103的形状、微凸403a的材质及形状等而不同，因此通过进行求出图8所示的曲线B及C的实验，而能够算出。而且，在调芯安装中，控制部601在来自检测部602的输出电压V成为了最大值之后，以施加规定的载荷的方式控制调芯实装机603。然而，使用者可以边通过监视器观测来自检测部602的输出电压V，边进行调芯实装机603的控制。
(带光纤的副基板相对于安装基板的调芯和接合)
接着，说明光纤相对于安装基板的调芯及接合固定。图9-1是表示对安装基板及光纤的端部进行固定保持的副基板的立体图。表示了图2所示的安装基板101及图3-2所示的副基板104。在安装基板101上安装LD元件102及波长变换元件103。在副基板104上的接合面104a侧固定光纤105。并且，如图所示，副基板104以设有光纤105的接合面104a侧朝向安装基板101的方式安装在安装基板101的端部、即波长变换元件103的光的射出位置。
图9-2及图9-3是表示副基板的调芯状态的图。在这些图中，(a)是正向剖视图，(b)是局部剖切侧视图。仅在图9-2的(a)中，为了便于理解而图示了光纤安装图案203及接合用图案302。与上述的波长变换元件103相对于安装基板101的安装同样地，副基板104的安装也通过表面活性化接合来固定。首先，利用图像识别来检测副基板104的对准标记310相对于安装基板101上的对准标记210(参照图2)的位置，边监控与波长变换元件103的射出光相对的光纤105的光耦合后的输出，边进行副基板104的平面方向(X轴、Y轴)的定位(主动对准)。具体而言，使用图6中说明的调芯安装装置600，控制部601对驱动部604进行控制，驱动LD元件102，而使激光光束向波长变换元件103射入，并利用检测部602检测光纤105的激光光束的强度来进行。
在平面方向的位置调整结束之后，对副基板104施加载荷。箭头A表示利用调芯安装装置600对副基板104施加载荷的方向。在图9-3的接合状态下，光纤安装图案203及接合用图案302省略了图示，但通过对副基板104的载荷施加，而副基板104的接合用图案302与光纤安装图案203相接。并且，光纤安装图案203上的微凸403a(参照图5-2)对应于载荷而逐渐被压扁，光纤105的高度逐渐下降。由此，与从波长变换元件103射出的波长变换后的激光光束相对的光纤105的光耦合状态发生变化，相应地，由调芯安装装置600检测的光的强度发生变化，从而光纤105的芯部中心沿着高度方向(Z轴)被调芯。
并且，即使在副基板104相对于安装基板101的表面活性化接合时，也施加载荷，直至考虑了微凸403a的弹性恢复力的位置。而且，规定的载荷量根据调芯安装装置600、施加载荷的副基板104的形状、微凸403a的材质及形状等而不同，因此通过进行与图8所示的波长变换元件103类似的副基板104用的实验，而能够算出。由此，在将载荷释放的状态(实际上利用光模块100的状态)下，能够将光纤105的芯部位置形成为与波长变换元件103的光射出位置最有效地进行光耦合的位置。
另外，如图9-3所示，固定在副基板104上的光纤105的皮膜105a及包覆层105b的下半部向安装基板101侧突出。可是，如图2所示，在安装基板101上形成有比光纤105的外径大的直径的光纤避让槽204。光纤避让槽204的第一槽204a具有比光纤105的直径(皮膜105a的外径)大的直径，第二槽204b具有比光纤105的包覆层105b的直径大的直径。通过该光纤避让槽204，以免妨碍上述的平面方向(X轴、Y轴)的位置调整时的光纤105的移动，从而能够容易地进行位置调整。
(副基板的另一结构例)
图10-1、图10-2是表示实施方式1的光模块的副基板的另一结构例的正向剖视图。该图所示的副基板104中的光纤固定槽1001的结构不同。该光纤固定槽1001沿着X轴方向形成在副基板104的与安装基板101接合的一面即接合面104a上的点与上述相同。并且，在图10-1中，在副基板104的光纤固定槽1001形成有避让槽，该避让槽具有固定的光纤105的直径(高度量)以上的深度。
具体而言，光纤固定槽1001具有第一槽1001a和第二槽1001b，该第一槽1001a至少具有光纤105的包覆层105b的直径以上的直径，该第二槽1001b具有光纤105的包覆层105b的直径的一半左右的直径(宽度及深度)。该光纤固定槽1001通过对副基板104的蚀刻等处理而形成。第二槽1001b对光纤105的包覆层105b进行固定保持。该固定使用树脂等的粘接剂。因此，第二槽1001b的槽形状不局限于图示那样截面为凹形形状，也可以为V槽的形状。
在副基板104且在光纤固定槽1001的两侧部形成有接合用图案302。该接合用图案302是由Au等金属构成的导电性的图案，与设置在安装基板101上的光纤安装图案203的配置位置对应设置。
图10-2是表示将副基板与安装基板接合的状态的正向剖视图。并且，如图所示，虽然光纤105具有从第二槽1001b向下方突出的高度，但由于第一槽1001a具有相对于该光纤105的直径而留有富余度的高度，因此光纤105与安装基板101不接触。
由此，不会妨碍上述的平面方向(X轴、Y轴)的位置调整时的光纤105的移动，从而能够容易地进行位置调整。而且，根据在副基板104上设有该光纤固定槽1001的结构，仅在该副基板104侧形成光纤固定槽1001即可，无需在安装基板101侧形成上述那样的光纤避让槽204。
根据以上说明的实施方式1的结构，在一个安装基板101上直接接合有LD元件102、波长变换元件103、光纤105这3个不同种类的部件(光学元件)。如此，通过在一个安装基板101上进行多个部件的安装，而能够削减光模块整体的部件个数，也能够降低单价。
另外，由于利用光的直接耦合而能够形成全部的部件(光学元件)，因此例如无需在波长变换元件103与光纤105之间另外设置单独的透镜，从而能够削减光模块整体的部件个数，能够实现整体的尺寸的小型化。而且，由于光学部件彼此能够直接耦合，因此无需使用多余的夹具等，能够提高光学部件间的对准精度，能够提高光的耦合效率。而且，通过表面活性化接合，在常温下就能够安装各光学部件，因此能够不受热影响地进行安装，从而能够提高部件间的对准精度。
另外，LD元件102、波长变换元件103、光纤105的固定全部通过使用了微凸403a的表面活性化接合来安装，因此能够削减安装工序数，无需使用多个安装设备而能够利用相同的安装装置(调芯安装装置600)进行安装。仅通过使用这些不同的各光学元件(LD元件102、波长变换元件103、光纤105(副基板104))的吸附夹具而改变接合条件，就能够使用单一的安装装置来安装多个不同的光学元件。
而且，在以往的部件组装中，根据各部件而安装装置不同，因此会产生当任一个安装装置停止时而制造整体的工序停止的问题，但是根据上述的结构，即使某部件的安装停止，也能够改变吸附夹具而继续进行另一部件的安装等，从而能够使制造继续进行。
另外，作为光学元件的波长变换元件103与光纤105光学性地耦合的耦合部位设置在距安装基板101的端部为规定距离内部的位置。例如图9-3所示，光纤105与副基板104的接合面104a接合了副基板104的(光轴方向的)长度量，从而向安装基板101的内部位置进入该长度量。由此，将光向外部导出的光纤105由于安装基板101的端部位置未成为光耦合部位，因此在安装基板101的端部不必进行光纤105的调芯，从而能够进行稳定的调芯。
即，在安装基板101的端部处的调芯中，对光纤105进行保持的部分未获取与安装基板101接合的面积而变得不稳定，相对于此，根据上述实施方式1，由于光纤105进入至安装基板101上，因此在安装基板101上具有规定面积而能够稳定地接合副基板104，从而能够稳定地保持相对于光纤105的调芯、及组装后的位置。而且，在光学元件与光纤的耦合部位上不需要透镜等而能够直接耦合，从而能够实现小型化。在此，若是在安装基板101的端部固定光纤105的结构，则在安装基板101的端部需要光纤105固定用的构件，端部上的固定用具等的突出量增加，但是根据上述结构，在安装基板101的端部未形成固定用具等的突出的部分，不易发生卡挂等而容易进行处理，且能够实现小型化。
此外，由于是光纤105进入至安装基板101上的结构，而波长变换元件103等的光学元件不位于安装基板101的端部而位于内部位置，因此能够高效率且稳定地进行对这些光学元件的温度调整。虽然成为在安装基板101的下部等设置未图示的温度调整元件而对安装基板101进行温度控制的结构，但是能够有效地利用如下的热传导特性，即：越到达安装基板101的端部越难以进行温度调整，而越到达安装基板101的内部越容易进行温度调整。
(实施方式2)
(另一光模块的结构)
图11是实施方式2的光模块的立体图。实施方式2的光模块1100是输出RGB光的RGB模块的结构例。因此，在安装基板101上设有用于生成3色的RGB光的3个LD元件102a～102c、将LD元件102a～102c的射出光分别波长变换成R、G、B的波长光的波长变换元件103a～103c。而且，所述LD元件102a～102c和波长变换元件103a～103c由驱动器IC1101控制，该驱动器IC1101也安装在安装基板101上。
在安装基板101上形成有对各波长变换元件103a～103c的射出光进行波导的光波导路1102。该光波导路1102将各波长变换元件103a～103c的射出光密闭在内部而进行波导，通过弯曲部1102a发生了弯曲后，利用耦合部1102b使RGB的各波长光耦合，从射出端1102c射出耦合后的RGB光。
在安装基板101的射出端1102c的部分安装有副基板104。在安装该副基板104的安装基板101部分上形成有光纤避让槽204。图示的光纤避让槽204与实施方式1同样地具有第一槽204a和第二槽204b，该第一槽204a具有比光纤105的直径(皮膜的外径)大的直径(宽度及深度)，该第二槽204b具有比光纤105的包覆层直径大的直径(宽度及深度)。而且，在光纤避让槽204的两端设有光纤安装图案203。另一方面，在副基板104的接合面104a侧固定有光纤105。在该副基板104且在光纤固定槽301的两侧部形成有接合用图案302。
图12是表示副基板的安装状态的立体图。如图所示，副基板104以设有光纤105的接合面104a侧朝向安装基板101的方式安装在安装基板101的端部、即光波导路1102的射出端1102c的位置。安装可以通过上述的调芯安装装置600进行。副基板104的安装状态为实施例1(与图9-3相同)，通过光纤避让槽204，以免妨碍面方向(X轴、Y轴)的位置调整时的光纤105的移动，从而能够容易地进行位置调整。
另外，副基板104的结构如上述的图10-1所示，可以形成为仅在副基板104侧设有避让槽的结构。
如以上说明所述，光纤105的安装也可以适用于RGB模块等，相对于各种安装基板101，使用副基板104能够使从模块射出的光向光纤105高效率地射入，并向外部导出。
根据以上说明的实施方式2，在一个安装基板101上能够直接接合多个LD元件102a～102c、多个波长变换元件103a～103c、光波导路1102、光纤105这4个不同种类的部件(光学元件)。如此，在实施方式2中，通过进行对一个安装基板101的安装，而能够削减光模块整体的部件个数，也能够降低单价。
另外，由于利用光的直接耦合而能够形成全部的部件，因此能够省略透镜那样的光耦合用的光学元件，从而能够削减光模块整体的部件个数，能够实现整体的尺寸的小型化。而且，由于光学部件彼此能够直接耦合，因此无需使用多余的夹具等，能够提高光学部件间的对准精度，能够提高光的耦合效率。而且，通过表面活性化接合，在常温下就能够安装各光学部件，因此能够不受热影响地进行安装，从而能够提高部件间的对准精度。
另外，LD元件102a～102c、波长变换元件103a～103c、光纤105的固定全部通过使用了微凸403a的表面活性化接合来安装，因此能够削减安装工序数，无需使用多个安装设备而能够利用相同的安装装置(调芯安装装置600)进行安装。仅通过使用这些不同的各光学元件(LD元件102a～102c、波长变换元件103a～103c、光纤105(副基板104))的吸附夹具而改变接合条件，就能够使用单一的安装装置来安装多个不同的光学元件。而且，由于是在安装基板101上形成了光波导路1102的结构，因此通过使光波导路1102的形状弯曲或设定长度等，就能够将安装基板101上的光的射出端的位置设定在任意的位置，能够自由地设定安装基板101上的各光学元件的布局，而且，能够实现安装基板101的整体尺寸的小型化。
另外，在该实施方式2中，光纤105也进入至安装基板101上，因此在安装基板101上具有规定面积而能够稳定地接合副基板104，从而能够稳定地保持相对于光纤105的调芯、及组装后的位置。而且，由于是光纤105进入至安装基板101上的结构，而光波导路1102等光学元件不位于安装基板101的端部而位于内部位置，因此能够高效率且稳定地进行对这些光学元件的温度调整。
【工业实用性】
如以上所述，本发明的光模块在经由激光元件和设置在该激光元件的后段的光学元件而射出光的光模块中有用，尤其是适合于在光通信系统或激光投射器等显示系统中使用的光源。作为光学元件，可以适用SHG(Second Harmonic Generation：二次谐波发生)元件等的波长变换元件或调制元件等。

Claims (7)

1.一种光模块，其具备安装基板、搭载在所述安装基板上的光学元件、光纤、对所述光纤进行支承的支承构件，使所述支承构件的支承所述光纤的面与所述安装基板对置地将该支承构件安装于该安装基板，而使所述光学元件与所述光纤进行光学耦合，
所述光模块的特征在于，
所述支承构件具有对所述光纤的端部进行固定的规定长度的固定槽，
通过所述支承构件相对于所述安装基板的安装而使所述光学元件的射出端与所述光纤的射入端进行光学耦合的耦合部位设置在距所述安装基板的端部为规定距离内部的位置，
在由所述支承构件支承的所述光纤、与所述安装基板之间设有避让槽，该避让槽具有用于避免所述光纤与该安装基板接触的深度。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述避让槽设置在所述安装基板或所述支承构件中的任一者上。
3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，
所述避让槽包括：
与所述光纤的皮膜的直径对应的槽；
与所述光纤的芯线的直径对应的槽。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光模块，其特征在于，
所述支承构件及所述光学元件通过表面活性化接合而与所述安装基板接合。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，
在所述支承构件的支承所述光纤的面、及所述安装基板上设有所述支承构件与所述安装基板的位置对合用的对准标记。
6.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，
所述光学元件包括：
射出规定波长的光的激光二极管；
对从所述激光二极管射出的波长的光进行波长变换后将其射出的波长变换元件。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，
作为所述光学元件，还包括光波导路，
该光波导路形成在所述安装基板上，且将所述波长变换元件的射出光导波至所述光纤的射入端。
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