CN104169767B - 透镜部件以及具备该透镜部件的光学模块 - Google Patents

透镜部件以及具备该透镜部件的光学模块 Download PDF

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Abstract

具备:元件侧透镜部(65),其设置成与搭载在电路基板(24)上的受光发光元件(52)相对;定位部(75),其凸出地形成,以使元件侧透镜部(65)与电路基板(24)间隔规定长度;以及粘接部(76),在定位部(75)与电路基板(24)抵接而元件侧透镜部(65)以与受光发光元件(52)相对的方式固定的状态下,在该定位部(75)和电路基板(24)之间形成用于填充粘接剂(77)的粘接剂填充空间(S)。

Description

透镜部件以及具备该透镜部件的光学模块
技术领域
本发明涉及用于光学模块等的透镜部件以及具备该透镜部件的光学模块。
背景技术
已知将电信号转换为光信号、或者将光信号转换为电信号的光学模块。这种光学模块具备光纤、光电转换元件以及将来自光纤的光向光电转换元件导光的透镜部件。在将透镜部件相对于光电转换元件对准以后,利用粘接剂将该透镜部件粘接固定于搭载有光电转换元件的基板(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本国特开2009-163212号公报
发明内容
对这种透镜部件要求相对于光电转换元件或光纤的对准精度。这是因为在两者未正确对准的情况下,光耦合效率波动。
因此,专利文献1所记载的光学模块,通过使在透镜部件上设置的定位用凹部、定位用凸部与在光电转换元件上设置的定位用凸部、定位用凹部嵌合而进行定位。根据该方法,能够在与光电转换元件的光轴正交的面内提高定位精度。
然而,如果利用粘接剂将透镜部件固定于基板,则粘接剂介于透镜部件和基板之间,粘接剂的厚度有时会波动。由此,透镜部件和光电转换元件之间的光轴方向上的距离波动,光耦合效率有可能波动。另外,由于粘接剂因环境温度的变化而膨胀·收缩,从而粘接剂的厚度会波动,光耦合效率同样有可能波动。
本发明的目的在于提供能够实现较高的光耦合效率的透镜部件、以及由于具备该透镜部件而实现较高的光耦合效率的光学模块。
能够解决上述课题的本发明的透镜部件是将光学元件和光纤光学地连接的透镜部件,其具备:
元件侧透镜部,其设置成与搭载于基板上的所述光学元件相对;
光纤侧透镜部,其设置成与所述光纤相对;
反射面,其将具有彼此不同的光轴的所述光纤侧透镜部和所述元件侧透镜部光学地连接;
定位部,其凸出地形成,以使所述元件侧透镜部与所述基板间隔规定长度;以及
粘接部,在所述定位部与所述基板抵接而所述元件侧透镜部以与所述光学元件相对的方式固定的状态下,在该粘接部和所述基板之间形成用于填充粘接剂的粘接剂填充空间。
本发明的透镜部件也可以具备收容空间,该收容空间收容所述光学元件和驱动所述光学元件的控制电路,所述定位部设置于隔着所述收容空间相对的位置。
在本发明的透镜部件中,也可以具备收容空间,该收容空间收容所述光学元件和驱动所述光学元件的控制电路,所述定位部以包围所述收容空间的方式设置于所述收容空间的周围。
在本发明的透镜部件中,可以是所述定位部比所述粘接部凸出。
在本发明的透镜部件中,可以是所述粘接剂填充空间形成为沿着所述定位部的凸出方向延伸。
在本发明的透镜部件中,可以是所述粘接剂填充空间形成为从所述透镜部件的侧面凹入,
所述粘接剂填充空间形成为从所述元件侧透镜部侧向所述基板侧扩展。
本发明的光学模块具备:
光纤;
光学元件;
基板,其用于搭载所述光学元件;以及
透镜部件,其将所述光纤和所述光学元件光学地连接,
所述透镜部件具备:
透镜部,其与所述光学元件相对;
反射面,其将所述透镜部和所述光纤光学地连接;
定位部,其从所述透镜部凸出并与所述基板抵接,以使所述透镜部与所述基板间隔规定长度;以及
粘接部,其设置成与所述定位部相邻,在该粘接部和所述基板之间形成粘接剂填充空间,
利用导入到所述粘接剂填充空间中的粘接剂,所述透镜部件在所述定位部与所述基板抵接的状态下固定于所述基板。
在本发明的光学模块中,可以是在所述基板上设置厚度形成为相等的第1金属焊盘和第2金属焊盘,
所述光学元件搭载于所述第1金属焊盘上,
所述定位部与所述第2金属焊盘抵接。
在本发明的光学模块中,可以是与控制所述光学元件的控制电路连接的电气配线从所述光学元件向一个方向延伸,
所述第2金属焊盘设置于隔着所述电气配线而相对的位置。
在本发明的光学模块中,可以是所述第2金属焊盘设置成将所述第1金属焊盘包围。
在本发明的光学模块中,可以形成为所述定位部比所述粘接部凸出。
在本发明的光学模块中,可以形成为,所述透镜部件的所述透镜部包含:第1透镜部,其与作为发送侧光纤的所述光纤相对;以及第2透镜部,其与作为发光元件的所述光学元件相对,所述第1透镜部和所述第2透镜部通过所述反射面光学地连接,所述光学模块具备发送侧光学系统,该发送侧光学系统包含所述发送侧光纤、所述发光元件、所述第1透镜部以及所述第2透镜部,当将所述第1透镜部的数值孔径设为NA1,将所述第2透镜部的数值孔径设为NA2,将所述发送侧光学系统的倍率设为M,将所述发光元件的发光面的直径设为Ф1,将所述发光元件的安装位置最大误差设为d1,将所述光纤的芯径设为Φ2,将所述光纤的安装位置最大误差设为d2时,设定为以下不等式(1)~(3)成立,
使所述光纤的端部位于在所述光轴方向上与所述透镜部的焦点位置偏置的位置,以使得反射返回光强度与所述光学元件和所述光纤的光耦合效率最大的情况相比减小10dB以上,并且,使得相对于所述发光元件和所述光纤的光耦合效率最大的情况,光耦合效率的降低成为1dB以下,
MФ1<Ф2…(1)
M(d1+Ф1/2)<Ф2/2-d2…(2)
NA1/M<NA2…(3)。
在本发明的光学模块中,可以形成为,所述透镜部包含:第3透镜部,其与作为接收侧光纤的所述光纤相对;以及第4透镜部,其与作为受光元件的所述光学元件相对,所述光学模块还具备接收侧光学系统,该接收侧光学系统包含所述接收侧光纤、所述受光元件、所述第3透镜部以及所述第4透镜部,
使所述发送侧光学系统以及所述接收光学系统的整体的光耦合效率相对于最大效率降低3dB以上6dB以下。
在本发明的光学模块中,可以形成为,
所述第3透镜部配置成所述接收侧光纤位于其焦点位置,
所述第4透镜部配置成所述受光元件位于其焦点位置,所述第3透镜部和/或所述第4透镜部是非球面透镜。
在本发明的光学模块中,可以形成为,所述粘接剂填充空间沿着所述定位部的凸出方向延伸。
在本发明的光学模块中,可以形成为,所述粘接剂填充空间形成为从所述透镜部品的侧面凹入,所述粘接剂填充空间形成为从所述透镜部侧向所述基板侧扩展。
在本发明的光学模块中,可以形成为,
在所述基板的与所述粘接部相对的区域设置凹部,
所述粘接剂填充于所述粘接剂填充空间和所述凹部。
在本发明的光学模块中,可以在所述粘接部的最靠近所述基板的一侧和所述基板之间,所述粘接剂填充为沿着所述基板的面方向的厚度最大。
在本发明的光学模块中,可以以从所述粘接剂填充空间跨越所述基板的侧面的方式涂覆所述粘接剂。
在本发明的光学模块中,可以形成为,
具有收容部件,该收容部件收容所述透镜部件以及所述基板,
在沿着所述基板的侧面的方向上去除所述粘接剂的一部分,
沿着所述粘接剂的去除面设置所述收容部件的侧面。
发明的效果
根据本发明,提供能够实现较高的光耦合效率的透镜部件、以及由于具备该透镜部件而实现较高的光耦合效率的光学模块。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的光学模块的斜视图。
图2是表示将树脂壳体拆卸后的状态的斜视图。
图3是表示将壳体拆卸后的状态的斜视图。
图4(a)是从上方观察图3所示的基板的图,(b)是从横向观察图3所示的基板的图。
图5是本实施方式所涉及的透镜阵列部件的俯视图。
图6是本实施方式所涉及的透镜阵列部件的沿着宽度方向的剖面图。
图7是图5的透镜阵列部件的A-A剖面图。
图8是图5的透镜阵列部件的B-B剖面图。
图9是表示透镜阵列部件向电路基板固定的部位的沿着宽度方向的放大剖面图。
图10表示与发送用光纤侧透镜部的焦点位置的偏置量和反射返回光强度的关系的曲线图。
图11表示与发送用光纤侧透镜部的焦点位置的偏置量和光耦合效率的关系的曲线图。
图12表示与发送用光纤侧透镜部的焦点位置的偏置量和光耦合效率的关系的曲线图。
图13是本实施方式的变形例所涉及的透镜阵列部件的俯视图。
图14是表示变形例所涉及的透镜阵列部件向电路基板固定的部位的图,(a)至(c)分别为透镜阵列部件向电路基板固定的部位的沿着宽度方向的放大剖面图。
图15是本发明的变形例所涉及的与图14相同的图。
图16是图15的变形例所涉及的与图14相同的图。
图17是图16的变形例所涉及的与图14相同的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明所涉及的透镜部件以及具备该透镜部件的光学模块的实施方式的例子进行说明。
本实施方式所涉及的光学模块,在光通信技术等中用于信号(数据)的传输。例如,这种光学模块与连接目标的个人电脑等电子设备电连接,将输入输出的电信号转换为光信号并传输光信号。
如图1至图3所示,光学模块1安装在光缆3的端部。该光缆3为单芯或多芯的光缆。
光缆3具有:多根(此处为4根)光纤芯线(光学元件)7;将该光纤芯线7包覆的树脂制的外皮9;介于光纤芯线7和外皮9之间的直径极细的抗张力纤维(凯夫拉)11;以及介于外皮9和抗张力纤维11之间的金属编织物13。即,在光缆3中,光纤芯线7、抗张力纤维11、金属编织物13以及外皮9从其中心向径向外侧以该顺序配置。
光纤芯线7能够采用芯和包层为石英玻璃的光纤(AGF:All Glass Fiber)、包层由硬质塑料构成的塑料光纤(HPCF:Hard Plastic Clad Fiber)等。如果采用玻璃的芯径为80μm的细径HPCF,则即使光纤芯线7弯曲成小径也难以断裂。
外皮9由作为无卤素阻燃性树脂的例如PVC(poly vinyl chloride)形成。外皮9的外径为4.2mm左右。抗张力纤维11例如为芳族聚酰胺纤维,以集束为束状的状态内置于光缆3。
金属编织物13例如由镀锡导线形成,编织密度大于或等于70%,编织角度为45°~60°。金属编织物13的外径为0.05mm左右。
光学模块1具备壳体20、在壳体20的前端(端部)侧设置的电连接器22、以及收容于壳体20中的电路基板24。
壳体20由金属壳体26和树脂壳体28构成。金属壳体26由收容部件30以及固定部件32构成,该固定部件32与收容部件30的后端部连结,对光缆3进行固定。
收容部件30是剖面呈大致矩形形状的筒状的中空部件。在收容部件30中设置有将电路基板24等收容的收容空间。在收容部件30的前端侧设置有电连接器22。在收容部件30的后端侧连结有固定部件32。
固定部件32具有:板状的基部34;向光缆3侧凸出的筒部(省略图示);从基部34的两侧向前方伸出的一对第1伸出片38;以及从基部34的两侧向后方伸出的一对第2伸出片40。一对第1伸出片38分别从收容部件30的后部插入,与收容部件30抵接而连结。一对第2伸出片40与后述的树脂壳体28的保护罩46连结。此外,固定部件32的基部34、筒部、第1伸出片38以及第2伸出片40由板金一体地形成。
筒部形成为大致圆筒形状,设置为从基部34向后方凸出。筒部通过与箍紧环(省略图示)协作而保持光缆3。具体而言,在将外皮9剥开以后,使光缆3的光纤芯线7从筒部的内部穿过,沿筒部的外周面配置抗张力纤维11。并且,在配置于筒部的外周面的抗张力纤维11上配置箍紧环,对箍紧环进行箍紧。由此,将抗张力纤维11夹持固定于筒部和箍紧环之间,将光缆3保持固定于固定部件32。
通过焊料将光缆3的金属编织物13的端部与基部34接合。具体而言,金属编织物13配置成在固定部件32处包覆在箍紧环(筒部)的外周上。将金属编织物13的端部延伸至基部34的一个面(后面)并通过焊料使它们接合。由此,固定部件32和金属编织物13热连接。并且,通过在收容部件30的后端部结合固定部件32,从而收容部件30和固定部件32以物理方式且热连接。即,对收容部件30和光缆3的金属编织物13热连接。
树脂壳体28例如由聚碳酸酯等树脂材料形成,并将金属壳体26包覆。树脂壳体28具有外装壳体44、以及与外装壳体44连结的保护罩46。外装壳体44设置成将收容部件30的外表面包覆。保护罩46与外装壳体44的后端部连结,并将金属壳体26的固定部件32包覆。利用粘接剂(未图示)将保护罩46的后端部和光缆3的外皮9粘接。
电连接器22是插入到连接对象(个人电脑等)而与连接对象电连接的部分。电连接器22配置于壳体20的前端侧,并从壳体20向前方凸出。利用接触件22a将电连接器22与电路基板24电连接。
电路基板24收容于金属壳体26(收容部件30)的收容空间。另外,如图4(a)、(b)所示,在电路基板24搭载有控制用半导体50以及受光发光元件52。电路基板24与控制用半导体50和受光发光元件52电连接。电路基板24在俯视时呈大致矩形形状,并具有规定的厚度。电路基板24例如为玻璃环氧基板、陶瓷基板等绝缘基板。在电路基板24的表面或内部,由金(Au)、铝(Al)或者铜(Cu)等形成有电路配线。控制用半导体50和受光发光元件52构成光电转换部。
控制用半导体50包含有驱动IC(Integrated Circuit)50a、作为波形整形器的CDR(Clock Data Recovery)装置50b等。控制用半导体50在电路基板24上配置于表面24a的前端侧。控制用半导体50与电连接器22电连接。
受光发光元件52构成为包含多个(此处为2个)发光元件52a、以及多个(此处为2个)受光元件52b。发光元件52a以及受光元件52b在电路基板24中配置于表面24a的后端侧。作为发光元件52a,例如能够使用发光二极管(LED:Light Emitting Diode)、激光二极管(LD:Laser Diode)、面发光激光器(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)等。作为受光元件52b,例如能够使用光电二极管(PD:Photo Diode)等。
受光发光元件52与光缆3的光纤芯线7光学地连接。具体而言,如图4(b)所示,在电路基板24上以覆盖受光发光元件52以及驱动IC50a的方式配置有透镜阵列部件(透镜部件)55。
透镜阵列部件55与连接器部件54连接,该连接器部件54安装于光纤芯线7的末端。透镜阵列部件55将从发光元件52a出射的光向光纤芯线7输入,另外,将光纤芯线7传输来的光输入到受光元件52b。由此,将光纤芯线7和受光发光元件52光学耦合。
具有上述结构的光学模块1,从电连接器22经由电路基板24的配线将电信号输入到控制用半导体50。输入至控制用半导体50的电信号在进行电平的调整、利用CDR装置50b进行波形整形等以后,从控制用半导体50经由电路基板24的配线向受光发光元件52输出。输入有电信号的受光发光元件52将电信号转换为光信号,并从发光元件52a经由透镜阵列部件55将光信号向光纤芯线7出射。
另外,在光缆3中传输来的光信号,经由透镜阵列部件55入射到受光元件52b。受光发光元件52将入射的光信号转换为电信号,并将该电信号经由电路基板24的配线输出到控制用半导体50。在控制用半导体50中,在对电信号实施规定的处理以后,将该电信号输出到电连接器22。
利用图5至图9,对透镜阵列部件55进行说明。图5是本实施方式所涉及的透镜阵列部件的俯视图,图6是本实施方式所涉及的透镜阵列部件的沿着宽度方向的剖面图,图7是图5的透镜阵列部件的A-A剖面图,图8是图5的透镜阵列部件的B-B剖面图,图9是表示透镜阵列部件向电路基板固定的部位的沿着宽度方向的放大剖面图。
如图5至图8所示,透镜阵列部件55具有与光纤芯线7相对的光纤侧连接面55a。在该光纤侧连接面55a上,形成有多个光纤侧透镜部62。另外,透镜阵列部件55具有与受光发光元件52相对的元件侧连接面55b。在该元件侧连接面55b上,形成有多个元件侧透镜部65(透镜部)。
多个光纤侧透镜部62以及多个元件侧透镜部65在一个方向上并列排列,具有彼此不同的光轴。另外,透镜阵列部件55具有反射面67。该反射面67将具有彼此不同的光轴的光纤侧透镜部62和元件侧透镜部65光学地连接。
光纤侧透镜部62以及元件侧透镜部65由准直透镜形成,该准直透镜使入射光成为平行光、且对平行光进行集光并射出。这种透镜阵列部件55通过树脂的注塑成型而一体形成。
将4个光纤侧透镜部62中的2个作为与光信号的发送侧光纤芯线7a相对的发送用光纤侧透镜部62A,将其它2个作为与光信号的接收侧光纤芯线7b相对的接收用光纤侧透镜部62B。
另外,将4个元件侧透镜部65中的2个作为与发光元件52a相对的发送用元件侧透镜部65A,将其它2个作为与受光元件52b相对的接收用元件侧透镜部65B。
透镜阵列部件55具有沿与光纤侧透镜部62的排列方向交叉的方向延伸的板状部61。该板状部61相对于反射面67而设置于光纤侧透镜部62的相反侧。该板状部61形成为向与元件侧透镜部65的排列方向交叉的方向延伸。
透镜阵列部件55在前端侧具有形成为比板状部61厚的前端肋部73。在板状部61的后端侧,后端肋部74形成在整个宽度方向上。
另外,在透镜阵列部件55的前端肋部73上,在其两端附近部分形成有向连接器部件54侧凸出的引导销69。如图4(b)所示,这些引导销69能够插入到在连接器部件54的连接端面形成的定位孔71中。并且,通过将这些引导销69插入到定位孔71中,连接器部件54相对于透镜阵列部件55被定位,光纤芯线7配置在与光纤侧透镜部62相对的位置。
另外,在板状部61上,在其上表面形成有凹部81。该凹部81的连接侧的壁面形成为朝向上方逐渐向连接侧倾斜的倾斜面,该倾斜面构成反射面67的一部分。
在板状部61的上表面,在与凹部81的连接侧相反的一侧,形成有形成为平面状的平坦部83。该平坦部83形成为隔着凹部81与反射面67相邻。
在如上述的透镜阵列部件55中,来自受光发光元件52的发光元件52a的光信号通过从发送用元件侧透镜部65A入射后在反射面67处被反射,从而光路向连接侧变更。该光信号进一步沿板状部61的延伸方向传递,从发送用光纤侧透镜部62A出射并达发送侧光纤芯线7a。将这种包含发送侧光纤芯线7a、发光元件52a、与发送侧光纤芯线7a相对的发送用光纤侧透镜部62A(第1透镜部)、以及与发光元件52a相对的发送用元件侧透镜部65A(第2透镜部)的区域称作发送侧光学系统。
另外,来自接收侧光纤芯线7b的光信号从接收用光纤侧透镜部62B入射并沿板状部61的延伸方向传递,在反射面67处被反射,从而光路向下方变更。该光信号进一步从接收用元件侧透镜部65B出射,而到达受光发光元件52的受光元件52b。将这种包含接收侧光纤芯线7b、受光元件52b、与接收侧光纤芯线7b相对的接收用光纤侧透镜部62B(第3透镜部)、以及与受光元件52b相对的接收用元件侧透镜部65B(第4透镜部)的区域称作接收侧光学系统。
由此,在光纤芯线7和受光发光元件52之间,经由透镜阵列部件55传递光信号。
如图5及图9所示,透镜阵列部件55具有一对腿部72。一对腿部72在板状部61的两侧形成,从后端侧延伸到前端侧。腿部72具有:向电路基板24侧凸出的定位部75;以及与定位部75相邻的粘接部76。
该定位部75使透镜阵列部件55的元件侧透镜部65与电路基板24间隔规定长度,并设置于隔着元件侧透镜部65相对的位置。定位部75比粘接部76向电路基板24凸出。由此,在腿部72的电路基板24侧的端面处,只有定位部75与电路基板24抵接。
另外,在定位部75与电路基板24抵接的状态下,在粘接部76和电路基板24之间产生间隙。该间隙作为粘接剂填充空间S。在粘接剂填充空间S中填充有粘接剂77。透镜阵列部件55通过该粘接剂77粘接固定于电路基板24。
如图6所示,粘接部76形成为透镜阵列部件55的侧面的一部分凹入,粘接剂填充空间S形成为沿定位部75的凸出方向(相对于电路基板24的安装面垂直的方向)延伸。另外,粘接剂77在粘接部76的最靠近电路基板24的一侧和电路基板24之间,以沿着电路基板24的面方向的厚度最大的方式,填充于粘接剂填充空间S。
在安装透镜阵列部件55的电路基板24上,在其安装面侧设置有由金属薄膜构成的第1金属焊盘78和第2金属焊盘79。第2金属焊盘79形成为分别在与透镜阵列部件55的定位部75对应的部位处隔着第1金属焊盘78相对。在第1金属焊盘78上安装受光发光元件52。
另外,透镜阵列部件55的定位部75以抵接的状态搭载于第2金属焊盘79。由此,防止粘接剂77介于第2金属焊盘79和透镜阵列部件55的定位部75之间。
这些第1金属焊盘78以及第2金属焊盘79在电路基板24的安装面上通过相同的工艺流程形成,各自的厚度相等。由此,第1金属焊盘78以及第2金属焊盘79的上表面位于同一高度。因此,能够利用从元件侧透镜部65至透镜阵列部件55的定位部75的长度,对透镜阵列部件55的元件侧透镜部65与受光发光元件52的间隔距离进行管理。因而,包含透镜阵列部件55的光学模块1的设计变得容易。
另外,如图5所示,在电路基板24上,设置有与受光发光元件52、控制用半导体50等相连的电气配线80。该电气配线80与对受光发光元件52、控制用半导体50进行控制的控制电路连接。第2金属焊盘79隔着该电气配线80设置于相对的位置。
以上述方式构成的透镜阵列部件55,定位部75与电路基板24的第2金属焊盘79抵接,在粘接剂77介于粘接部76和第2金属焊盘79之间的状态下,固定于电路基板24。即,由于粘接剂77不会对元件侧透镜部65和受光发光元件52之间的光轴方向上的距离造成影响,因此,能够防止元件侧透镜部65和受光发光元件52之间的光轴方向上的距离由于粘接剂77的充填量的波动等而产生波动。由此,能够在光轴方向上对元件侧透镜部65和受光发光元件52进行高精度的定位。因而,能够降低元件侧透镜部65和受光发光元件52之间的耦合损耗,能够提供光耦合效率高的光学模块1。
另外,将不会对元件侧透镜部65和受光发光元件52之间的光轴方向上的距离造成影响的粘接剂填充空间S形成于粘接部76和电路基板24之间。利用填充于该粘接剂填充空间S的粘接剂77,将透镜阵列部件55固定于电路基板24。由此,能够将透镜阵列部件55牢固地粘接固定于电路基板24。此外,粘接剂77可以涂覆于电路基板24,也可以涂覆于粘接部76。
如上所述,粘接剂填充空间S沿定位部75的凸出方向延伸。因此,与未设置粘接部76的情况相比,能够确保较大的粘接剂填充空间S。由此,能够将较多的粘接剂77填充于粘接剂填充空间S,能够提高透镜阵列部件55相对于电路基板24的剪切强度。
另外,如果剪切力从侧方作用于透镜阵列部件55,则较大的应力作用于位于透镜阵列部件55和电路基板24的边界附近的粘接剂。在本实施方式所涉及的光学模块1中,粘接剂77的沿着电路基板24的面方向的厚度,在粘接部76的最靠近电路基板24的一侧和电路基板24之间最大。即,将作用较大的应力的部位的粘接剂77的厚度设定为较大。因此,即使作用有较大的剪切力,粘接剂77也难以断裂,能够提供剪切强度大的光学模块1。
另外,在上述光学模块1中,透镜阵列部件55具备将受光发光元件52和驱动IC50a收容的收容空间,定位部75设置为隔着收容空间相对,另外,与定位部75抵接的第2金属焊盘79设置于隔着电气配线80相对的位置。因此,由于将驱动IC50a和受光发光元件52收容于同一收容空间,因此,受光发光元件52的驱动状态稳定。
另外,能够将透镜阵列部件55以稳定的姿势向电路基板24安装。进而,由于透镜阵列部件55与电路基板24中的电气配线80的附近不接触,因此,能够防止电路基板24的静电电容发生变化,不会对通过电气配线80传导的电信号的品质造成影响。即,能够防止因搭载将驱动IC50a和受光发光元件52一起收容的透镜阵列部件55而引起的电信号品质的恶化。
然而,在光学模块1中,从发光元件52a向发送用元件侧透镜部65A入射并从发送用光纤侧透镜部62A出射的光,在发送侧光纤芯线7a的端面反射,有时由于该反射返回光而引起从发光元件52a出射的光信号的信号品质的恶化。
作为降低这种反射衰减的技术,研究透镜部的透镜形状,考虑使发送侧光纤芯线7a的端面处的反射光不向发送用元件侧透镜部65A入射。然而,在该情况下,透镜部成为复杂且特殊的形状,导致透镜阵列部件55的制造成本提升。
与此相对,在本实施方式所涉及的光学模块1中,通过对发送用光纤侧透镜部62A从光纤侧连接面55a凸出的尺寸进行调整,使发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As在光轴方向上偏置。
具体而言,在通过发送用光纤侧透镜部62A以及发送用元件侧透镜部65A的光路上,发送侧光纤芯线7a的端面位于在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As偏置的位置,以使反射返回光强度,即使在发光元件52a和发送侧光纤芯线7a的光耦合效率最大的情况下也减小10dB以上。
即,根据本实施方式的光学模块1,通过将发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As在光轴方向上偏置,防止在发送侧光纤芯线7a的端面处的反射返回光入射到发光元件52a。由此,能够抑制信号品质的恶化。另外,由于无需将透镜阵列部件55成型为复杂且特殊的形状,因此,能够避免制造成本增加。因而,能够提供成本低、且具有较高的光耦合效率的光学模块。
进而,在本实施方式的光学模块1的发送侧光学系统中,要求抑制由反射返回光引起的通信品质的恶化,并要求具有较高的光耦合效率。因此,由于使发送侧光纤芯线7a的端面位于在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As偏置的位置而引起光耦合效率的恶化,需要对由该情况以外的其他要因引起的光耦合效率的恶化加以抑制。具体而言,只要以下述方式对构成光学模块1的透镜阵列部件55、光纤芯线7以及受光发光元件52等进行设计即可。
当将发送用光纤侧透镜部62A的数值孔径设为NA1、
将发送用元件侧透镜部65A的数值孔径设为NA2、
将发送侧光学系统的倍率设为M、
将发光元件52a的发光面的直径设为Φ1、
将发光元件52a的安装位置最大误差设为d1、
将发送侧光纤芯线7a的芯径设为Φ2、
将发送侧光纤芯线7a的安装位置最大误差设为d2时,
设定为以下不等式(1)~(3)成立。
MФ1<Ф2…(1)
M(d1+Ф1/2)<Ф2/2-d2…(2)
NA1/M<NA2…(3)
此处,对透镜阵列部件55的相对于基板24以及连接器部件54的安装精度进行说明。更具体而言,对透镜阵列部件55的透镜部62、65的相对于受光发光元件52或光纤芯线7的端面的偏移量进行说明。
首先,对发送侧光学系统中的透镜部62A、65A和发光元件52a以及发送侧光纤芯线7a的端面之间的、在与光轴正交的方向上从理想安装位置的偏移量进行说明。理想安装位置是指表示发送用光纤侧透镜部62A和发送侧光纤芯线7a之间的光耦合效率为最大效率时的位置。
关于该方向上的偏移量,例如将发送侧光纤芯线7a相对于发送用光纤侧透镜部62A的偏移量设定为,相对于理想安装位置,使光耦合效率相对于该最大效率降低成为1dB以下。进而,在通过发送用光纤侧透镜部62A以及发送用元件侧透镜部65A的发送侧的光路上,将其偏移量设定为,使反射返回光强度与发光元件52a和发送侧光纤芯线7a的光耦合效率最大的情况相比减小10dB以上。
首先,从后者即反射返回光强度的观点进行说明。图10是表示在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As的偏置量和反射返回光强度的关系的曲线图。在图10中,对于发送用光纤侧透镜部62A,使芯径为70μm的发送侧光纤芯线7a的端面位于在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As偏置的位置。横轴表示偏置量[mm],纵轴表示反射返回光强度[dB]。
当偏置量为0mm时,即当发送侧光纤芯线7a的端面配置于发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As时,发光元件52a和发送侧光纤芯线7a的光耦合效率最大。与该偏置量为0mm的情况相比,随着偏置量增大,反射返回光强度降低。并且,在偏置量大于或等于50μm(0.05mm)时,与光耦合效率最大的情况相比,反射返回光强度减小10dB以上。
另一方面,图11是表示在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As的偏置量和光耦合效率的关系的曲线图。在图11中,使芯径为70μm的发送侧光纤芯线7a的端面位于在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As偏置的位置。
可知,与偏置量为0mm时、即发送侧光纤芯线7a的端面配置于发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As时相比,随着偏置量增大,光耦合效率降低。如果偏置量小于或等于100μm(0.1mm),则光耦合效率相对于最大效率降低1dB以下。
此外,图12是为了进行比较而示出的表示使用芯径为62.5μm的发送侧光纤芯线7a的情况下偏置量[mm]和光耦合效率[dB]的关系的曲线图。在该情况下,如果偏置量小于或等于100μm(0.1mm),则光耦合效率相对于最大效率降低超过1dB,因此,优选光纤的芯径大于或等于70μm。
根据以上说明,当偏置量为50μm~100μm时,与发光元件52a和发送侧光纤芯线7a的光耦合效率最大的情况相比,反射返回光强度减小10dB以上,并且,相对于发光元件52a和发送侧光纤芯线7a的光耦合效率最大的情况,光耦合效率的降低成为1dB以下,通信品质极好。
根据以上说明,如果满足上述不等式(1),则能够使从发光元件52a出射的光入射到发送侧光纤芯线7a。如果满足上述不等式(2),则即使发光元件52a以及发送侧光纤芯线7a相对于透镜阵列部件55从理想安装位置偏移较多,也能够使从发光元件52a射出的光入射到发送侧光纤芯线7a。如果满足上述不等式(3),则能够使来自发送用元件侧透镜部65A的光入射到发送用光纤侧透镜部62A的端面。
根据以上说明,通过使上述不等式(1)~(3)成立,能够抑制发生因向与光轴垂直的平面内方向的位置偏移而导致的耦合损耗,能够实现具有较高的光耦合效率的光学模块1。
因此,在本实施方式的光学模块中,使发送侧光纤芯线7a的端部位于在光轴方向上与发送用光纤侧透镜部62A(第1透镜部)的焦点位置偏置规定量的位置,并且设定为使上述不等式(1)~(3)成立,由此实现具有较高的光耦合效率,且能够抑制由反射返回光引起的通信品质的恶化的光学模块。
为了以符合这种条件的方式将透镜阵列部件55搭载于电路基板24,只要典型地实施以下所示的工序即可。
首先,将粘接剂77涂覆于电路基板24的第2金属焊盘79的位置。接着,使透镜阵列部件55的定位部75和电路基板24的第2金属焊盘79抵接。此时,使粘接剂77进入粘接剂填充空间S,并且相对于电路基板24的垂直方向(高度方向)对透镜阵列部件55进行定位。
在该状态下,通过发送用光纤侧透镜部62A以及接收用光纤侧透镜部62B(第3透镜部)对发光元件52a以及52b进行观察,以将受光发光元件52配置于该视野的中心的方式,在与电路基板24平行的方向上对透镜阵列部件55进行微调。这样,能够对发光元件52a的安装位置最大误差d1进行管理。
此后,将透镜阵列部件55的引导销69插入到固定有光纤的连接器部件54的定位孔71中并使两者接合,由此相对于透镜阵列部件55对连接器部件54进行定位。由此,能够对发送侧光纤芯线7a的安装位置最大误差d2进行管理。
接着,对接收侧光学系统中的透镜部62、65和受光发光元件52或光纤芯线7的端面之间的关系进行说明。将该接收侧光学系统设定为,使得上述的发送侧光学系统以及接收光学系统中的整体的光耦合效率相对于最大效率降低3dB以上6dB以下。通过以该方式在接收侧光学系统中使光耦合效率降低,能够维持良好的通信品质,并能够可靠地防止超过受光元件的最大可受光光强度。
这种接收侧光学系统还具备:接收侧光纤芯线7b;受光元件52b;以及接收用光纤侧透镜部62B(第3透镜部)和接收用元件侧透镜部65B(第4透镜部),该接收用光纤侧透镜部62B(第3透镜部)和接收用元件侧透镜部65B(第4透镜部)将接收侧光纤芯线7b和受光元件52b光学地连接。
接收用光纤侧透镜部62B以接收侧光纤芯线7b的端面位于其焦点位置62Bs的方式配置。另外,接收用元件侧透镜部65B以受光元件52b的受光面位于其焦点位置65Bs的方式配置。
进而,接收用光纤侧透镜部62B和接收用元件侧透镜部65B中的至少一方优选为如下非球面透镜:通过使从接收侧光纤芯线7b射出的光的一部分不进行光耦合,在接收侧光学系统中将光耦合效率降低。例如,只要在透镜的中央处设置使接收侧光纤芯线7b和受光元件52b光耦合的光耦合区域,并在其外周设置不使接收侧光纤芯线7b和受光元件52b光耦合的非光耦合区域即可。
由此,容易将接收用光纤侧透镜部62B和接收侧光纤芯线7b以规定的光耦合效率进行光学地连接。即,如果接收侧光纤芯线7b的端面位于接收用光纤侧透镜部62B的焦点位置62Bs,则相对于透镜阵列部件55能够将接收侧光纤芯线7b和受光元件52b精度良好地配置于接收侧光纤芯线7b和受光元件52b以期望的光耦合效率光耦合的位置处。为此,发送用光纤侧透镜部62A相对于接收用光纤侧透镜部62B从光纤侧连接面55a凸出的尺寸设为较大。由此,实现如下接收:在发送侧光学系统中实现较高的光耦合效率和对反射返回光的抑制,并且在接收侧光学系统中获得规定的光耦合效率。
如上所述,在本实施方式所涉及的光学模块1中,产生反射衰减的主要因素在于,在光学模块1的发送侧光学系统中在发光元件52a和发送侧光纤芯线7a之间所产生的反射返回光,着眼于此,通过调整发送用光纤侧透镜部62A从光纤侧连接面55a凸出的尺寸,改善反射衰减。
以上利用该实施方式对本发明进行了说明,但本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员而言,显然能够对上述实施方式施加多种变更或改进。
例如,在上述实施方式中,将定位部75设置于隔着元件侧透镜部65相对的位置,使其与设置于隔着电气配线80相对的位置的电路基板24的第2金属焊盘79抵接而进行定位,但是本发明不限定于该例。
图13是本实施方式的变形例所涉及的透镜阵列部件的俯视图。如图13所示,在透镜阵列部件55中,可以以将元件侧透镜部65包围的方式在元件侧透镜部65的周围设置定位部75以及粘接部76。也可以通过使该定位部75与以将第1金属焊盘78包围的方式设置的第2金属焊盘79抵接而在电路基板24上定位进行定位。
根据该构造,利用粘接部76以将元件侧透镜部65包围的方式形成粘接剂填充空间S。因此,能够利用填充于该粘接剂填充空间S中的粘接剂77将受光发光元件52以及元件侧透镜部65的周围密封。由此,能够防止在受光发光元件52、元件侧透镜部65的表面附着粉尘等、发生结露,能够始终维持光传输的良好的状态。
此外,作为透镜阵列部件55向电路基板24的定位构造,可以形成为使定位部75在3点处与第2金属焊盘79抵接的构造。能够更稳定且以高精度将透镜阵列部件55整体定位安装于电路基板24。
接着,对透镜阵列部件55的定位部75以及粘接部76的变形例进行说明。
图14是表示变形例所涉及的透镜阵列部件向电路基板固定的部位的图,(a)至(c)分别是透镜阵列部件向电路基板固定的部位的沿着宽度方向的放大剖面图。
图14(a)所示的透镜阵列部件55在定位部75的两侧设置有粘接部76。该定位部75比粘接部76更向电路基板24侧凸出。在该透镜阵列部件55中,通过使定位部75与第2金属焊盘79抵接,在定位部75的两侧形成粘接剂填充空间S。并且,通过将粘接剂77充填于该定位部75的两侧的粘接剂填充空间S中,将透镜阵列部件55粘接固定于电路基板24。根据该透镜阵列部件55,能够牢固且均衡地将各腿部72粘接固定于电路基板24。
图14(b)所示的透镜阵列部件55的定位部75和粘接部76形成为共面。另外,在电路基板24上,在与腿部72的端面偏移的位置形成第2金属焊盘79,以使腿部72的端面的仅一部分与第2金属焊盘79抵接。
在该透镜阵列部件55中,通过使成为定位部75的腿部72的一部分与第2金属焊盘79抵接,从而在成为粘接部76的定位部75的其它部分和电路基板24之间,形成与第2金属焊盘79的厚度相应的粘接剂填充空间S。通过将粘接剂77填充于该粘接剂填充空间S,将透镜阵列部件55粘接固定于电路基板24。特别地,根据该透镜阵列部件55,通过使定位部75和粘接部76共面,透镜阵列部件55的成型变得容易,能够降低制造成本。
图14(c)所示的透镜阵列部件55形成为,在定位部75的单侧形成的粘接部76比定位部75更向电路基板24侧凸出。另外,在电路基板24上,形成有比粘接部76的凸出尺寸厚的第2金属焊盘79。
在该透镜阵列部件55中,如果使定位部75与第2金属焊盘79抵接,则在粘接部76和电路基板24之间形成粘接剂填充空间S。通过将粘接剂77填充于该粘接剂填充空间S中,将透镜阵列部件55粘接固定于电路基板24。
该透镜阵列部件55使比定位部75更向电路基板24侧凸出的粘接部76与第2金属焊盘79的侧面抵接,由此能够相对于电路基板24简单地将透镜阵列部件55进行定位。
图15至图17是表示其它变形例所涉及的透镜阵列部件向电路基板固定的部位的图。图15至图17分别是透镜阵列部件向电路基板固定的部位的沿着宽度方向的放大剖面图。此外,附图的左侧是设置元件侧透镜部65的一侧。
在图15所示的变形例中,将粘接部76的侧面76a设为向电路基板24侧、且向内侧倾斜的面。由此,形成为粘接剂填充空间S1向电路基板24侧扩展。另外,由此,粘接剂填充空间S1沿定位部75凸出的方向(电路基板24侧的方向)延伸。此外,粘接部76的侧面76a可以不是倾斜面,而是形成为阶梯状的面。
根据图15所示的变形例,与图6、图14所示的长方体状的粘接剂填充空间S相比,容易在定位部75的凸出方向上将粘接剂填充空间S1设定得较大。由此,能够将较多的粘接剂77填充于粘接剂填充空间S1中。因此,即使电路基板24的面方向上的力(剪切力)作用于透镜阵列部件55,也能够利用较多的粘接剂77承受剪切力。
当剪切力作用于透镜阵列部件55时,剪切力集中于透镜阵列部件55和电路基板24的边界附近。在图15所示的变形例中,形成为粘接剂填充空间S1从元件侧透镜部65侧向电路基板24侧(附图中为从上向下)扩展。即,使粘接剂77的在电路基板24的面方向上的厚度向剪切力集中的电路基板24侧增大。由此,能够将较厚的粘接剂77的层作为承受较大的剪切力的部位。因此,能够提供剪切强度高的光学模块1。
另外,粘接剂填充空间S1以该方式向电路基板24侧扩展,如图15中距离L所示,粘接剂77沿着电路基板24的面方向的厚度在粘接部76的最靠近电路基板24的一侧和电路基板24之间最大。由此,能够在剪切力最容易集中的区域填充最多的粘接剂77。由此,即使作用有较大的剪切力,粘接剂77也能够可靠地承受剪切力。
另外,以粘接剂77从粘接剂填充空间S1跨越电路基板24的侧面的方式,将粘接剂77涂覆成在电路基板24的侧面突出。由此,在剪切力作用于粘接剂77的情况下,由电路基板24的侧面挡住粘接剂77,粘接剂77不会相对于电路基板24偏移。由此,能够进一步提高光学模块1的剪切强度。
另外,粘接剂77的涂覆量优选设定为比粘接剂填充空间S1的体积略多。这是由于在粘接剂77无法完全填充于粘接剂填充空间S1中的情况下,无法确保期望的剪切强度。因此,在图15所示的变形例中,使粘接剂77在从粘接剂填充空间S1向侧方略微突出的状态下硬化。
图16所示的变形例,是在图15所示的例子中在电路基板24上设置有形成凹部S3的斜面24a的例子。在该变形例中,在电路基板24的与粘接部76相对的区域设置有凹部S3。将粘接剂77填充于粘接剂填充空间S2和凹部S3。由此,能够确保粘接剂77和电路基板24的较大的接触面积,能够提高光学模块1的剪切强度。
另外,凹部S3通过将电路基板24的透镜阵列部件55的搭载面的端部切割为锥状而设置出斜面24a而形成。由此,在剪切力容易集中的透镜阵列部件55和电路基板24的边界附近填充较厚的粘接剂77。这样,进一步提高光学模块1的剪切强度。此外,不限定于锥形形状,可以将电路基板24的搭载面的端部切割为阶梯状。
图17所示的变形例,是在图16所示的例子中将粘接剂77的一部分去除,并将收容部件30的侧面设置成沿着该去除面的例子。在图17所示的本变形例中,将向该侧方凸出的粘接剂77的一部分77b在沿着电路基板24的侧面的方向上去除。由此,在粘接剂77的侧方,形成沿着电路基板24的侧面的去除面77a。另外,将收容部件30的侧面配置成沿着该去除面77a并与之接近。
在本变形例中,通过将向侧方凸出的粘接剂77的一部分77b去除,能够使由透镜阵列部件55以及电路基板24构成的子组件的宽度方向尺寸小型化。进而,通过使去除面77a形成为沿着电路基板24的侧面的形状,能够将收容部件30的侧面配置于与去除面77a接近的位置。由此,能够使剪切强度高的光学模块1紧凑地形成。
此外,可以将粘接部76、电路基板24的与粘接剂77接触的面粗糙化,提高粘接剂77的附着强度。另外,可以将用于使粘接剂77积极地向侧方退离的槽、凹部设置于透镜阵列部件55的侧面,以使粘接剂77不进入元件侧透镜部65侧。
进而,可以独立于上述的粘接部76,例如在腿部72的下表面设置凹部,并在该凹部填充粘接剂。在粘接剂填充空间S、S1、S2的基础上,进一步设置该附加的用于填充粘接剂的凹部,由此能够进一步提高透镜阵列部件55相对于电路基板24的粘接强度。
另外,虽然在上述实施方式中举出将发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As在光轴方向上偏置的例子进行了说明,但是本发明不限定于此。例如,可以构成为,在发送用光纤侧透镜部62A的焦点位置62As处配置发送侧光纤芯线7a的端面,使发送用元件侧透镜部65A的焦点位置65As在光轴方向上与发光元件52a的发光面偏置。
另外,虽然在上述实施方式中举出使发送用光纤侧透镜部62A从透镜阵列部件55凸出的例子进行了说明,但是可以将发送用光纤侧透镜部62A构成为向透镜阵列部件55凹入。或者,可以对光纤芯线7的端面的位置进行调节而使其从透镜部62、65的焦点位置在光轴方向上偏移。或者,可以在电路基板24上设置阶梯差,使发光元件52a的发光面和受光元件52b的受光面偏置,将发光元件52a配置于从发送用元件侧透镜部65A的焦点位置65As在光轴方向上偏移的位置。
进而,前述的光学模块构成为反射返回光强度与发光元件和发送侧光纤的光耦合效率最大的情况相比减小10dB以上,并且相对于发光元件和发送侧光纤的光耦合效率最大的情况,光耦合效率的降低成为1dB以下,发送侧光纤的端部位于在光轴方向上与第1透镜部的焦点位置偏置的位置,虽然对上述情况进行了说明,但也可以应用除此之外的方式。
即,可以不将发送侧光纤的端部配置于在光轴方向上与第1透镜部的焦点位置偏置的位置(即,配置于焦点位置的状态),对发送侧光纤的端面或第1透镜部的表面实施防反射处理(Anti-Reflective Coating)。
本申请以2012年2月20日申请的日本专利申请(特愿2012-033861)以及2012年10月23日申请的日本专利申请(特愿2012-233538)为基础,将其内容作为参照引入本说明书中。
工业实用性
根据本发明,提供能够实现较高的光耦合效率的透镜部件以及实现较高的光耦合效率的光学模块。
标号的说明
1:光学模块,7:光纤芯线(光纤、光学元件),24:电路基板(基板),52:受光发光元件(光学元件),52a:发光元件,52b:受光元件、62A:发送用光纤侧透镜部(透镜部),62As、62Bs、65As、65Bs:焦点位置,62B:接收用光纤侧透镜部(透镜部),65A:发送用元件侧透镜部(透镜部),65B:接收用元件侧透镜部(透镜部),55:透镜阵列部件(透镜部件),75:定位部,76:粘接部,77:粘接剂,78:第1金属焊盘,79:第2金属焊盘,80:电气配线,S:粘接剂填充空间。

Claims (13)

1.一种光学模块,具备:
光纤;
光学元件;
基板,其用于搭载所述光学元件;以及
透镜部件,其将所述光纤和所述光学元件光学地连接,
所述透镜部件具备:
透镜部,其与所述光学元件相对;
反射面,其将所述透镜部和所述光纤光学地连接;
定位部,其从所述透镜部凸出并与所述基板抵接,以使所述透镜部与所述基板间隔规定长度;以及
粘接部,其设置成与所述定位部相邻,在该粘接部和所述基板之间形成粘接剂填充空间,
利用导入到所述粘接剂填充空间中的粘接剂,所述透镜部件在所述定位部与所述基板抵接的状态下固定于所述基板,
在所述基板上,设置厚度形成为相等的第1金属焊盘和第2金属焊盘,
所述光学元件搭载于所述第1金属焊盘上,
所述定位部与所述第2金属焊盘抵接。
2.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
与控制所述光学元件的控制电路连接的电气配线从所述光学元件向一个方向延伸,
所述第2金属焊盘设置于隔着所述电气配线而相对的位置。
3.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
所述第2金属焊盘设置成将所述第1金属焊盘包围。
4.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
所述定位部比所述粘接部凸出。
5.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
所述粘接剂填充空间沿着所述定位部的凸出方向延伸。
6.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
所述粘接剂填充空间形成为从所述透镜部品的侧面凹入,
所述粘接剂填充空间形成为从所述透镜部侧向所述基板侧扩展。
7.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
在所述基板的与粘接部相对的区域设置凹部,
所述粘接剂填充于所述粘接剂填充空间和所述凹部。
8.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
填充所述粘接剂,使得在所述粘接部的最靠近所述基板的一侧和所述基板之间,所述粘接剂沿着所述基板的面方向的厚度最大。
9.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
以从所述粘接剂填充空间跨越所述基板的侧面的方式涂覆所述粘接剂。
10.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
具有收容部件,该收容部件收容所述透镜部件以及所述基板,
在沿着所述基板的侧面的方向上去除所述粘接剂的一部分,
沿着所述粘接剂的去除面设置所述收容部件的侧面。
11.一种光学模块,具备:
光纤;
光学元件;
基板,其用于搭载所述光学元件;以及
透镜部件,其将所述光纤和所述光学元件光学地连接,
所述透镜部件具备:
透镜部,其与所述光学元件相对;
反射面,其将所述透镜部和所述光纤光学地连接;
定位部,其从所述透镜部凸出并与所述基板抵接,以使所述透镜部与所述基板间隔规定长度;以及
粘接部,其设置成与所述定位部相邻,在该粘接部和所述基板之间形成粘接剂填充空间,
利用导入到所述粘接剂填充空间中的粘接剂,所述透镜部件在所述定位部与所述基板抵接的状态下固定于所述基板,
在所述透镜部件中,所述透镜部包含:第1透镜部,其与作为发送侧光纤的所述光纤相对;以及第2透镜部,其与作为发光元件的所述光学元件相对,所述第1透镜部和所述第2透镜部通过所述反射面光学地连接,所述光学模块具备发送侧光学系统,该发送侧光学系统包含所述发送侧光纤、所述发光元件、所述第1透镜部以及所述第2透镜部,
当将所述第1透镜部的数值孔径设为NA1,
将所述第2透镜部的数值孔径设为NA2,
将所述发送侧光学系统的倍率设为M,
将所述发光元件的发光面的直径设为Φ1、将所述发光元件的安装位置最大误差设为d1,
将所述光纤的芯径设为Φ2、将所述光纤的安装位置最大误差设为d2时,设定为以下不等式(1)~(3)成立,
使所述光纤的端部位于在相应的光轴方向上与所述透镜部的焦点位置偏置的位置,以使得反射返回光强度与所述光学元件和所述光纤的光耦合效率最大的情况相比减小10dB以上,并且,使得相对于所述发光元件和所述光纤的光耦合效率最大的情况,光耦合效率的降低成为1dB以下,
MΦ1<Φ2…(1)
M(d1+Φ1/2)<Φ2/2-d2…(2)
NA1/M<NA2…(3)。
12.根据权利要求11所述的光学模块,其中,
所述透镜部包含:第3透镜部,其与作为接收侧光纤的所述光纤相对;以及第4透镜部,其与作为受光元件的所述光学元件相对,所述光学模块还具备接收侧光学系统,该接收侧光学系统包含所述接收侧光纤、所述受光元件、所述第3透镜部以及所述第4透镜部,
使所述发送侧光学系统以及所述接收光学系统的整体的光耦合效率相对于最大效率降低3dB以上6dB以下。
13.根据权利要求12所述的光学模块,其中,
所述第3透镜部配置成所述接收侧光纤位于其焦点位置,
所述第4透镜部配置成所述受光元件位于其焦点位置,所述第3透镜部和所述第4透镜部中的至少一方是非球面透镜。
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