CN104335094A - 光插座及具备该光插座的光学模块 - Google Patents

光插座及具备该光插座的光学模块 Download PDF

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Abstract

本发明的光插座将进行发光元件(10)的光的入射及监视光的射出的面(3a’)形成于光学板(3)，并且将射出耦合光的射出面(12)形成于光学组件(4)，由此，简便且高精度地形成各光学面(3a’、12)。在此基础上，通过利用嵌合部(21、25)的嵌合简便且精度良好地组装光学板(3)与光学组件(4)。

Description

光插座及具备该光插座的光学模块
技术领域
本发明涉及光插座及具备该光插座的光学模块。特别地，本发明涉及适合于将发光元件与光传输体进行光学耦合的光插座及具备该光插座的光学模块。
背景技术
以往，在使用了光纤的光通信中，使用具备面发光激光器(例如，VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)等发光元件的光学模块。
这种光学模块中使用了称为光插座的光学模块部件。该光插座通过将包含从发光元件射出的通信信息的光在光纤的端面耦合，而用于经由光纤的光发送中。
另外，以往，光学模块中，以针对温度变化的发光元件的输出特性的稳定化或光输出的调整为目的，提出了用于对从发光元件射出的光(强度或光量)进行监视(monitor)的各种方案。
例如，专利文献1中，作为由本发明人做出的发明，提出了作为光插座的一个方式的具有透镜阵列的光学模块的发明。专利文献1记载的发明中，从发光元件射出的激光首先入射至第一透镜面，接着，由反射面向光纤侧反射，接着，由配置于透镜阵列主体的凹部内的反射/透射层，分离为朝向光纤的耦合光与监视光。而且，耦合光依次经过配置于凹部内的棱镜及填充材料、透镜阵列主体之后，从第二透镜面向光纤的端面射出。另一方面，监视光经过透镜阵列主体之后，从第三透镜面向受光元件射出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-133807号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据专利文献1记载的发明，能够利用反射/透射层中的反射及透射，适当地确保耦合光的光路，同时简便且可靠地获得监视光。
本发明人在上述专利文献1记载的发明的优点的基础上，进一步为了实现制造容易性及可靠性的提高而专心进行研究，从而完成了本发明。
本发明的目的在于提供一种光插座及具备该光插座的光学模块，该光插座与将进行发光元件的光的入射及监视光的射出的面与耦合光的射出面一体地制造的情况相比，能够通过简便且高精度地制造各光学面，来确保光学性能的同时提高制造容易性。
解决问题的方案
本发明涉及以下的光插座及光学模块。
[1]一种光插座，在配置于光电变换装置与光传输体之间的状态下，能够将发光元件与所述光传输体进行光学耦合，该光电变换装置具有所述发光元件和受光元件，该受光元件接受用于对从所述发光元件射出的光进行监视的监视光，该光插座具备：光学板，其与所述光电变换装置相对而配置，并具有透光性；光学组件，其相对于所述光学板配置于所述光电变换装置的相反侧，并具有透光性；以及填充材料，其填充于所述光学组件与所述光学板之间，并具有透光性，所述光学板具备：板外表面，其进行来自所述发光元件的所述光的入射及朝向所述受光元件的所述监视光的射出；板内表面，其相对于所述板外表面在所述光电变换装置的相反侧以与所述板外表面平行的方式而配置，使向所述板外表面入射后的所述发光元件的光和从所述板外表面射出前的所述监视光通过；以及光学板侧嵌合部，其配置于所述板内表面上，用于将所述光学板与所述光学组件嵌合，所述光学组件具备：板相对面，其在所述板内表面的附近位置以与所述板内表面相对的方式配置；入射面，其配置于所述板相对面上，通过了所述板内表面后的所述发光元件的光入射至该入射面；反射面，其在所述入射面的相反侧以相对于所述入射面具有规定的倾斜角的方式而配置，入射至所述入射面的所述发光元件的光到达该反射面，该反射面使该到达后的发光元件的光向所述光传输体侧反射；凹部，其在所述板相对面中的所述光传输体侧的位置，以向所述板内表面侧开口的方式而凹设，并且使由所述反射面反射的所述发光元件的光通过；反射/透射层，其所述凹部的内斜面上，所述凹部的内斜面构成所述凹部的所述光传输体侧的内侧面且相对于所述入射面具有规定的倾斜角，通过了所述凹部的所述发光元件的光到达该反射/透射层，而该反射/透射层使该到达的发光元件的光以规定的反射率向所述板内表面反射作为所述监视光，同时以规定的透射率透射至所述光传输体侧作为应与所述光传输体耦合的耦合光；射出面，由所述反射/透射层透射的所述耦合光到达该射出面后，使该已到达的耦合光向所述光传输体射出；以及光学组件侧嵌合部，其配置于所述板相对面中的与所述光学板侧嵌合部对应的位置，与所述光学板侧嵌合部嵌合，所述填充材料至少填充于所述凹部内及所述凹部与所述板内表面之间。
[2]根据[1]所述的光插座，其中，以所述光学组件与所述填充材料之间的折射率差处于规定值以下的方式选择所述光学组件及所述填充材料各自的折射率。
[3]根据[2]所述的光插座，其中，所述填充材料填还充于所述入射面与所述板内表面之间；以所述光学组件与所述填充材料的折射率差在所述规定值以下的方式选择所述光学板的折射率。
[4]根据[1]～[3]中任意一项所述的光插座，其中，所述填充材料由紫外线固化型粘接剂构成；所述光学板及所述光学组件的至少一方由紫外线透射性的材料形成。
[5]根据[1]～[4]中任意一项所述的光插座，其中，所述反射面是全反射面，使所述发光元件的光以比临界角大的入射角入射，并且使该入射的发光元件的光向所述光传输体侧全反射。
[6]根据[1]～[5]中任意一项所述的光插座，其中，
在所述板外表面上的与所述发光元件对应的位置，配置有使所述发光元件的光向所述反射面侧入射的第一透镜面，所述射出面为第二透镜面。
[7]根据[6]所述的光插座，其中，在所述板外表面上的与所述受光元件对应的位置，配置有使所述监视光向所述受光元件射出的第三透镜面。
[8]一种光学模块，具备：[1]～[7]中任意一项所述的光插座；以及[1]中所述的光电变换装置。
发明效果
根据[1]的发明，将进行发光元件的光的入射及监视光的射出的板外表面形成于光学板，将射出耦合光的射出面形成于光学组件，由此，能够简便且高精度地形成各光学面。在此基础上，能够通过利用嵌合部的嵌合简便且精度良好地对光学板与光学组件进行组装，因此，能够容易地制造确保了尺寸精度的光插座。
根据[2]的发明，能够使反射面与射出面之间的光路几乎位于同一直线上。因此，产品检查时，在确认了光传输体中的耦合光的耦合位置的偏离的情况下，也能够减少需要用于将此偏离消除的尺寸调整的部位，也能够有助于制造的进一步容易化。
根据[3]的发明，能够抑制板内表面及板相对面处的菲涅尔反射，来提高光的利用效率。
根据[4]的发明，通过稳定且高效地固定光学板与光学组件，从而能够提高机械强度及制造效率。
根据[5]的发明，能够容易地形成反射面，因此能够抑制部件件数及成本。
根据[6]的发明，通过将第一透镜面形成于光学板，将第二透镜面形成于光学组件，从而能够简便且高精度地形成各透镜面。
根据[7]的发明，通过将第一透镜面及第三透镜面形成于光学板，将第二透镜面形成于光学组件，从而能够简便且高精度地形成各透镜面。
根据[8]的发明，能够容易地制造确保了尺寸精度的光学模块。
这样，根据本发明，与将进行发光元件的光的入射及监视光的射出的面与耦合光的射出面一体地制造的情况相比，能够通过简便且高精度地制造各光学面，来确保光学性能的同时提高制造容易性。
附图说明
图1是表示本发明的光学模块的概要以及作为本发明的光插座的透镜阵列的纵剖面图的示意结构图。
图2是图1所示的透镜阵列中的光学板的仰观立体图。
图3是光学板的仰视图。
图4是光学板的主视图。
图5是光学板的右视图。
图6是图1所示的透镜阵列中的光学组件的仰观立体图。
图7是光学组件的主视图。
图8是光学组件的左视图。
图9是光学组件的仰视图。
符号说明
1 光学模块
2 透镜阵列
3 光学板
3a’ 板外表面
3b 板内表面
4 光学组件
5 填充材料
7 光电变换装置
8 光纤
10 发光元件
14 受光元件
18a 板相对面
19 入射面
20 反射/透射层
21 嵌合销
23 反射面
24 反射/透射层配置用凹部
25 嵌合穴
具体实施方式
以下，参照图1～图9，对本发明的光插座及光学模块的实施方式进行说明。
在此，图1是表示了本实施方式中的光学模块1的概要、以及作为本实施方式中的光插座的透镜阵列2的纵剖面图的示意结构图。
另外，图2～图5是表示了图1所示的透镜阵列2中的后述的光学板3的图。具体而言，图2是光学板3的仰观立体图，图3是光学板3的仰视图，图4是光学板3的主视图，图5是图4所示的光学板3的右视图。
进一步，图6～图9是表示了图1所示的透镜阵列2中的后述的光学组件4的图。具体而言，图6是光学组件4的仰观立体图，图7是光学组件4的主视图，图8是图7所示的光学组件4的左视图，图9是图7所示的光学组件4的仰视图。
返回图1，本实施方式中的透镜阵列2配置在于光电变换装置7与作为光传输体的光纤8之间。图1中，光电变换装置7配置于透镜阵列2的下侧，光纤8配置于透镜阵列2的左侧。
[光电变换装置的具体结构]
光电变换装置7在半导体基板9中的透镜阵列2侧的面(图1中的上面)上，具有向与该面垂直的方向(图1中的上方)射出(发光)激光La的多个发光元件10。这些发光元件10构成了上述的VCSEL(垂直共振器面发光激光器)。此外，图1中，各发光元件10沿图1中的纸面垂直方向排列。另外，光电变换装置7中，在半导体基板9的透镜阵列2侧的面上的且是图1中相对于各发光元件10的左方位置，具有多个受光元件14，该受光元件14接受用于对从各发光元件10分别射出的激光La的输出(例如，强度或光量)进行监视的监视光Lm，且数量与发光元件10相同。此外，受光元件14排列于与发光元件10相同的方向，在相互对应的元件10、14彼此之间，在排列方向上的位置相互一致。即，受光元件14以与发光元件10相同的间距排列。该受光元件14也可以是光电探测器。另外，受光元件14只要至少配置1个即可，不一定与发光元件10配置相同数量，也可以比发光元件10的数量少。而且，虽然未图示，但是，在光电变换装置7上连接有控制电路，该控制电路基于由受光元件14受光的监视光Lm的强度或光量，对从发光元件10发光的激光La的输出进行控制。这样的光电变换装置7例如在将半导体基板9与透镜阵列2抵接的状态下，与透镜阵列2相对地进行配置。而且，该光电变换装置7例如利用卡簧等未图示的公知的固定单元安装在透镜阵列2上，由此，与透镜阵列2共同构成光学模块1。
[光纤的具体结构]
另外，本实施方式的光纤8与发光元件10及受光元件14配设成相同数量，沿图1的纸面垂直方向以与发光元件10相同的间距排列。各光纤8为相互间同一尺寸的例如多模态光纤8。各光纤8的端面8a侧的部位保持于MT连接器等多心总括型的光连接器15内。这样的光纤8例如在将光连接器15的透镜阵列2侧的端面与透镜阵列2抵接的状态下，利用未图示的公知的固定单元(例如，卡簧等)安装于透镜阵列2。
而且，透镜阵列2在配置于这样的光电变换装置7与光纤8之间的状态下，使各发光元件10与各光纤8的端面8a光学耦合。
[透镜阵列的具体结构]
对透镜阵列2进一步详述，则如图1所示，透镜阵列2包括：与光电变换装置7相对而配置的透光性的光学板3、相对于该光学板3配置于光电变换装置7相反侧(图1中的上侧)的透光性的光学组件4、以及配置于该光学组件4与光学板3之间的透光性的填充材料5。
〔光学板的细节〕
在此，首先说明光学板3的细节，则如图1～图5所示，光学板3的外形形成为大致矩形板状。
即，如图1～图5所示，由下端面3a、上端面3b、左端面3c、右端面3d、前端面3e及后端面3f各个平面构成光学板3的大致外形。
上下的端面3a、3b彼此之间、左右的端面3c、3d彼此之间、前后的端面3e、3f彼此之间都相互平行。另外，上下的端面3a、3b与前后左右的端面3c～3f相互垂直。
<关于板外表面>
在这样的光学板3的下端面3a中，占有图3的中央侧的大部分范围的俯视大致矩形的部位3a’形成为比周缘部3a”更向图1的上方凹入的凹入平面。该部位3a’为进行来自发光元件10的激光La的入射及朝向受光元件14的监视光Lm的射出的板外表面3a’。
<关于第一透镜面>
激光La对这样的板外表面3a’的入射虽然也可以通过板外表面3a’的平面区域进行，但是，在本实施方式中，通过激光La的光束直径的控制而采用适合的方案。
即，如图1～图4所示，在板外表面3a’上、且是在与发光元件10对应的图1～图4中右端部附近位置，形成有与发光元件10相同数量(12个)的俯视为圆形的第一透镜面(凸透镜面)11。各第一透镜面11形成为，在与发光元件10对应的规定的排列方向(图1、图4中的纸面垂直方向、图3中的纵向)上排列。并且，各第一透镜面11相互以同一尺寸形成，并且以与发光元件10相同的间距形成。此外，在排列方向上位置相邻的第一透镜面11彼此也可以形成为各自的周端部相互接触。另外，如图1所示，优选，各第一透镜面11上的光轴OA(1)与从分别与各第一透镜面11对应的各发光元件10射出的激光La的中心轴一致。更优选，各第一透镜面11上的光轴OA(1)与板外表面3a’垂直。
如图1所示，从与各第一透镜面11对应的各发光元件10射出的激光La入射至这样的各第一透镜面11。而且，各第一透镜面11使已入射的来自各发光元件10的激光La(保持规定的扩散角的光束)会聚(折射)后向光学板3的内部前进。此外，各第一透镜面11，也可以使已入射的来自各发光元件10的激光La准直，或会聚成朝向前进方向光束直径逐渐增加的状态(与准直的情况相比较弱地会聚)。关于激光La的会聚的方式，例如，可以通过选择第一透镜面11的放大率或非球面系数等，来选择合适的方式。顺便一提的是，若相比于在第一透镜面11使激光La准直情况而较弱地会聚，则即使发生后述的在第二透镜面12(参照图1)上附着异物或形成损伤的情况，也能够降低异物/损伤相对于该第二透镜面12上的光点的面积占有率。其结果，能够有效地缓和异物/损伤对耦合效率的影响。
<关于第三透镜面>
另外，来自板外表面3a’的监视光Lm的射出虽然也可以通过板外表面3a’的平面区域进行，但是，在本实施方式中，通过监视光Lm的光束直径及射出方向的控制，而使用了适合的方案。
即，如图1～图4所示，在板外表面3a’上的与受光元件14对应的左端部附近位置，形成有与受光元件14相同数量的俯视为圆形的第三透镜面(凸透镜面)13。各第三透镜面13形成为，在与受光元件14对应的规定的排列方向即与第一透镜面11的排列方向相同的方向上排列。另外，各第三透镜面13相互以同一尺寸形成，并且以与各受光元件14相同的间距形成。此外，在排列方向上位置相邻的第三透镜面13彼此也可以形成为各自的周端部相互接触。
如图1所示，从光学板3的内部侧与各第三透镜面13分别对应的监视光Lm入射至这样的各第三透镜面13。而且，各第三透镜面13将已入射的与各发光元件10对应的监视光Lm会聚后，向与各第三透镜面13对应的各受光元件14分别射出。
<关于板内表面>
并且，光学板3的上端面3b相对于板外表面3a’配置于光电变换装置7相反侧(图1中的上侧)。
该上端面3b作为使向板外表面3a’上的第一透镜面11入射的入射后的来自发光元件10的激光La及从板外表面3a’上的第三透镜面13射出的射出前的监视光L通过的板内表面3b。
<关于光学板侧嵌合部>
除了配置于以上这样的光学板3的光路上的各光学元件11、13、3b之外，进一步，在光学板3中还采取了用于支持向光学组件4组装的单元。
即，如图1～图5所示，在板内表面3b上，在图1中的纸面垂直方向(图3中的纵向)设定规定的间隔而凸设有作为用于将光学板3与光学组件4嵌合的光学板侧嵌合部的一对嵌合销21。这些嵌合销21形成为与板内表面3b垂直。另外，如图1～图5所示，在各嵌合销21的基端部形成有同心圆环状的凸缘部22。利用与光学板3相同的材料，与光学板3一体地形成各嵌合销21及凸缘部22。
另外，嵌合销21及凸缘部22以从激光La的光路上脱离的方式配置于从第一透镜面11的正上方(正背后)向图1及图3的左方偏移的位置。
此外，作为光学板侧嵌合部，也可以采用嵌合销21以外的结构。例如，也可以采用嵌合穴(有底穴)或嵌合孔(貫通孔)作为光学组件侧嵌合部。
〔光学组件的细节〕
接着，说明光学组件4的细节。如图1、图6～图9所示，光学组件4具有光学组件主体17。
该光学组件主体17的外形形成为从长方体的角部切下了梯形柱后那样的形状。
即，如图1、图6～图9所示，由下端面17a、最上端水平面17b、上端右倾斜面17c、上端最下水平面17d、左端面17e、右端面17f、前端面17g及后端面17h各个平面构成光学组件主体17的大致外形。下端面17a、最上端水平面17b及上端最下水平面17d相互平行，另外，左右的端面17e、17f彼此、前后的端面17g、17h彼此也相互平行。并且，下端面17a、最上端水平面17b及上端最下水平面17d与前后左右的端面17e～17h相互垂直。
这样的光学组件4以从上方(光电变换装置7相反侧)及全部侧方围绕(遮盖)光学板3的方式收纳该光学板3。
即，如图1及图9所示，在下端面17a的中央位置，凹设有相对于下端面17a以光学板3的板厚加上凸缘部22的厚度的尺寸向图1的上方凹入，并且内周形成为比光学板3的外周稍大的、且在仰视图中呈大致矩形的光学板收纳凹部18。
而且，如图1所示，在收纳了(组装了)光学板3的状态下，光学板收纳凹部18的内底面18a内接凸缘部22的上面。另外，这时，如图1所示，光学板3的左端面3c从图1中的右方以微小的间隙面临光学板收纳凹部18的左内侧面18b。并且，这时，如图1所示，光学板3的右端面3d从图1中的左方以微小的间隙面临光学板收纳凹部18的右内侧面18c。并且另外，这时，光学板3的前端面3e也可以从后方以微小的间隙面临光学板收纳凹部18的前内侧面18d，另外，光学板3的后端面3f也可以从前方以微小的间隙面临光学板收纳凹部18的后内侧面18e。另外，这时，如图1所示，光学组件主体17的下端面17a也可以位于与光学板3的周缘部3a”相同的平面上。
<关于板相对面>
这样的光学组件主体17中的光学板收纳凹部18的内底面18a为在板内表面3b的附近位置与板内表面3b平行地相对而配置的板相对面18a。
<关于入射面>
而且，这样的板相对面18a上的与各第一透镜面11对应的区域为入射面19。通过板内表面3b后的来自各发光元件10的激光La从图1的下方入射至该入射面19。
<关于反射面>
如图1所示，这样入射至入射面19的来自各发光元件10的激光La在光学组件主体17的内部向上方行进。
在此，如参照图1可知，在入射面19的上方(即，光学组件主体17的入射面19相反侧)，配置有上述的上端右倾斜面17c。
而且，在该上端右倾斜面17c中，如图1所示，形成有反射面23。
如图1所示，反射面23为随着接近上方而逐渐接近左方那样的相对于入射面19具有规定的倾斜角的倾斜面。该倾斜角也可以是以入射面19为基准(0°)，在图1中的顺时针方向的45°。
如图1所示，入射至入射面19后的来自各发光元件10的激光La从图1中的下方入射(到达)至这样的反射面23。
而且，反射面23将已入射的来自各发光元件10的激光La向图1中的左方即光纤8侧反射。
这样的反射面23可以仅由上端右倾斜面17c构成，或也可以在上端右倾斜面17c上涂镀由Au、Ag、Al等构成的反射膜来构成。此外，在仅由上端右倾斜面17c构成反射面23的情况下，反射面23处的激光La的反射为全反射。在该情况下，激光La相对于反射面23的入射角成为比与光学组件主体17的折射率对应的临界角大的角度，且该光学组件主体17的折射率与激光La的波长相应。
<关于反射/透射层配置用凹部>
在相对于这样的反射面23成为激光La的反射方向侧的、图1及图7中的左方位置，配设有反射/透射层配置用凹部24，该反射/透射层配置用凹部24在纵剖面中呈具有与上底及下底垂直的支脚的梯形形状。
该反射/透射层配置用凹部24与板相对面18a中的光纤8侧的端部(图1、图7中的左端部)连续而设置，并且，在与板相对面18a相同的平面上具有朝向板内表面3b侧的开口而凹设。
更具体地，如图1及图7所示，反射/透射层配置用凹部24在光学组件主体17的下端面17a上，从光学板收纳凹部18中的光纤8侧(左侧)的规定范围的部位进一步深挖，而与光学板收纳凹部18连通的状态下凹设。
另外，如图1及图7所示，反射/透射层配置用凹部24中，右内侧面24a形成为与入射面19垂直，另外，左内侧面24b(光纤8侧的内侧面)形成为随着接近上方而逐渐接近右方那样的相对于入射面19具有规定的倾斜角的倾斜面。该左内侧面24b作为反射/透射层配置用凹部24的内斜面24b。该内斜面24b的倾斜角也可以是以入射面19为基准(0°)，在图1中的逆时针方向的45°。
如图1所示，由反射面23反射的来自各发光元件10的激光La从右内侧面24a入射至这样的反射/透射层配置用凹部24。
而且，从右内侧面24a入射的来自各发光元件10的激光La朝向内斜面24b而通过反射/透射层配置用凹部24内。
<关于反射/透射层>
如图1所示，这样的反射/透射层配置用凹部24的内斜面24b上配置有厚度较薄的反射/透射层20。
也可以在内斜面24b上涂镀由Ni、Cr或Al等单一的金属构成的单层膜，或通过将相互间介电常数不同的多个电介质(例如，TiO2和SiO2)交替层叠而得到的电介质多层膜，来形成该反射/透射层20。在该情况下，对于涂镀，可以使用镍气相沉积等公知的涂镀技术。在使用这样的涂镀的情况下，能够将反射/透射层20形成为例如1μm以下的极薄的厚度。
如图1所示，通过了反射/透射层配置用凹部24的来自各发光元件10的激光La入射至这样的反射/透射层20。
而且，如图1所示，反射/透射层20将已入射的来自各发光元件10的激光La，以规定的反射率向板内表面3b(下方)反射作为监视光Lm，并且以规定的透射率使其透射至光纤8侧(左方)作为要与光纤8耦合的光纤耦合光Lc。这时，由于反射/透射层20的厚度较薄，能够忽略在反射/透射层20透射的激光La的折射(看做直线前进透射)。
此外，在能够得到认为光量足以用于监视激光La的输出的监视光Lm的限度内，作为反射/透射层20的反射率及透射率，能够设定为与反射/透射层20的材料或厚度等相应的所期望的值。例如，在由上述的单层膜形成反射/透射层20的情况下，也可以也根据其厚度，将反射/透射层20的反射率设为20％、透射率设为60％(吸收率20％)。另外，例如，在由上述的电介质多层膜形成反射/透射层20的情况下，也可以也根据其厚度和层数，将反射/透射层20的反射率设为10％、将透射率设为90％。
<关于第二透镜面>
由这样的反射/透射层20透射的与各发光元件10对应的光纤耦合光Lc在光学组件主体17的内部向左方前进后，到达光学组件主体17的左端面17e上的规定的到达位置。
而且，在该到达位置配置有作为射出面的第二透镜面12。
具体而言，如图1、图8及图9所示，左端面17e中，中央侧的规定范围的俯视大致长方形的部位17e’相对于包围该部位17e’的周边侧的部位17e”，向图1中右方凹入。第二透镜面12形成于该凹入的部位17e’上。
如图8所示，第二透镜面12与第一透镜面11数量相同且形成为俯视为圆形的凸透镜面。另外，各第二透镜面12形成为，在各光纤8的端面8a的排列方向即与第一透镜面11的排列方向相同的方向上排列。并且，各第二透镜面12相互以同一尺寸形成，并且以与第一透镜面11相同的间距形成。此外，在排列方向上位置相邻的第二透镜面12彼此也可以形成为各自的周端部相互接触。另外，优选，各第二透镜面12上的光轴OA(2)位于与各第二透镜面12所对应的各光纤8的端面8a的中心轴相同的轴上。更优选，各第二透镜面12上的光轴OA(2)与左端面17e垂直。
如图1所示，与各发光元件10对应的光纤耦合光Lc分别入射至这样的各第二透镜面12。这时，优选的是，与各发光元件10对应的光纤耦合光Lc的中心轴与各第二透镜面12上的光轴OA(2)一致。
而且，各第二透镜面12将已入射的与各发光元件10对应的光纤耦合光Lc会聚后向与各第二透镜面12对应的各光纤8的端面8a分别射出。
<关于光学组件侧嵌合部>
除了以上那样的配置于光学组件4的光路上的各光学元件19、23、20、12以外，进一步，在光学组件4中还采取了用于支持光学板3的组装的单元。
即，如图1、图6～图9所示，在板相对面18a上的与上述的一对的嵌合销21对应的位置，凹设有与各嵌合销21嵌合的圆孔状的一对的嵌合穴25作为光学组件侧嵌合部。各嵌合穴25的内径形成为比嵌合销21的外径稍大。另外，各嵌合穴25形成为与板相对面18a垂直。
但是，作为光学组件侧嵌合部，也可以采用嵌合穴25以外的结构，例如，也可以采用嵌合销。
<关于光学组件的其他结构>
并且，作为其他结构，如图1、图6～图9所示，光学组件4中，在光学组件主体17的左端面17e中的周边侧的部位17e”上的、相对于中央侧的部位17e’是第二透镜面12的排列方向上的两外侧的位置，向光纤8侧垂直凸设有一对光纤位置定位销26。
在将光纤8安装于透镜阵列2时，这些光纤定位销26通过插入形成于连接器15的未图示的一对的光纤定位孔中，来用于光纤8的定位。此外，优选的是，光纤定位孔为满足依据了F12形多心光纤连接器的标准(IEC61754-5、JIS C 5981)的尺寸精度的、彼此尺寸相同的圆轮毂孔。
另外，如图9所示，仰视图中呈半月状的4个空洞部28以与光学板收纳凹部18及反射/透射层配置用凹部24连通的状态，形成于光学组件主体17的下端面17a上的光学板收纳凹部18的外侧位置。
将填充材料5填充于通过将嵌合销21与嵌合穴25嵌合而暂时被组合状态下的光学板3与光学组件4之间时，将这些空洞部28作为填充材料5的注入口或气泡放出口而使用。
〔填充材料的细节〕
接着，对填充材料5的细节进行说明。如图1所示，填充材料5以无间隙地填埋反射/透射层配置用凹部24的右内侧面24a与反射/透射层20之间的方式，充填至反射/透射层配置用凹部24内，并形成反射/透射层配置用凹部24内的各发光元件10的激光La的光路。
另外，如图1所示，填充材料5还无间隙地填充于板内表面3b与入射面19之间，以形成板内表面3b与入射面19之间的来自各发光元件10的激光La的光路。
并且，如图1所示，填充材料5还填充于反射/透射层配置用凹部24与板内表面3b之间、入射面19以外的板相对面18a与板内表面3b之间、以及光学板3的前后左右的端面3c～3f与光学板收纳凹部18的内侧面18b～18e之间。
并且另外，填充材料5由粘接剂构成，将光学板3稳定地粘接于光学组件4内。
作为这样的填充材料5，可以采用热固化型粘接剂(换言之，为热固化性树脂)及紫外线固化型粘接剂(换言之，为紫外线固化性树脂)中的任意一者。
此外，在采用紫外线固化型粘接剂的情况下，优选的是，利用紫外线透射性的材料(例如，聚碳酸酯等树脂材料)形成光学板3及光学组件主体17中的至少一者。若采用这样的构成，在制造透镜阵列2时(将光学板3拼接至光学组件4时)，能够从光学板3或光学组件4的外部有效率地，对通过空洞部28充填于临时组合状态(嵌合状态)的光学板3与光学组件4之间的未固化的紫外线固化型粘接剂照射紫外线，因此能够使紫外线固化型粘接剂迅速固化。
〔光学组件、填充材料、光学板的折射率〕
本实施方式中，以相互的折射率差在规定值以下的方式选择光学组件主体17及填充材料5各自的折射率。该规定值(折射率差)例如也可以是0.01。在该情况下，例如，使用SD-1414(聚碳酸酯；帝人化成股份公司)对光学组件主体17进行射出成型，另外，也可以采用光路耦合用环氧系粘接剂(紫外线光型粘接剂(紫外线固化性树脂)；NTT advanced technology股份有限公司)作为填充材料5。这样构成，则能够使光学组件主体17的折射率(波长850nm)为1.59，填充材料5的折射率(波长850nm)为1.59，能够使相互间的折射率差为0.01以下。
根据这样的结构，则能够几乎消除向填充材料5入射时的激光La的折射及向内斜面24b入射时的光纤耦合光Lc的折射。
其结果，不论反射/透射层配置用凹部24的右内侧面24a及内斜面24b的角度如何，能够使反射面23以后的激光La(Lc)的光路位于大致同一直线上。
通过这样选择折射率，使光路设计变得容易。另外，产品检查时，在确认了光纤8的端面8a处的光纤耦合光Lc的耦合位置的偏离的情况下，也能够减少需要用于将此偏离消除的尺寸调整的地方(例如，仅通过反射面18的角度调整来完成)。进而，也能够有助于制造的进一步容易化。
另外，本实施方式中，以光学组件主体17及填充材料5的折射率差在上述的规定值(例如，0.01)以下的方式选择光学板3的折射率。光学板3也可以由与光学组件主体17相同的材料形成。
根据这样的结构，能够抑制板内表面3b及板相对面18a处的菲涅尔反射，因此能够提高光的利用效率。另外，对于希望确保第一透镜面11与反射面23之间的光路的直线性，与反射面23以后的光路的情况相同。本实施方式中，以激光La垂直入射至板内表面3b及板相对面18a的方式进行设计，因此可以确保第一透镜面11与反射面23之间的光路的直线性。然而，如果如本实施方式那样选择光学板3的折射率，则即使在这样的垂直入射中产生误差的情况下，也能稳定地确保直线性。
〔透镜阵列及光学模块的主要作用効果〕
根据上述结构，能够将入射至各第一透镜面11的来自各发光元件10的激光La，依次在板内表面3b、填充材料5及板相对面18a透射，接着，在反射面23反射，接着，在反射/透射层配置用凹部24内的填充材料5透射后，由反射/透射层20分别向各第二透镜面12侧及各第三透镜面13侧分离。而且，能够使向第三透镜面13侧分离的监视光Lm依次经过填充材料5及板内表面3b后由第三透镜面13向受光元件14侧射出。另外，这时，能够使向第二透镜面12侧分离的光纤耦合光Lc经过光学组件主体17的内部后，由第二透镜面12向光纤8的端面8a侧射出。这样，能够适当地确保光纤耦合光Lc的光路，同时可靠地得到监视光Lm。
另外，根据上述结构，将第一透镜面11及第三透镜面13形成于光学板3侧，将第二透镜面12形成于光学组件4侧，由此，与将形成面不同的第一、第三透镜面11、13与第二透镜面12配置于单一的透镜阵列主体上的情况相比，能够简便且高精度地分别形成各透镜面11、12、13。
特别地，关于光学板3，为大致平坦的板状，因此容易得到较好的尺寸精度，并且在射出成型的情况下的模具形状也可以为简单的形状。而且，能够通过来自光轴OA(1)方向的透射(投影)容易地确认嵌合销21与透镜面11、13的相对位置关系，因此能够简便地进行嵌合销21的位置精度的评价及基于此的根据需要的模具的微调整。
而且，能够在这样简单且高精度地形成了每个透镜面11、12、13或嵌合销21的基础上，通过利用嵌合销21及嵌合穴25的嵌合简便且精度良好地将光学板3与光学组件4进行组装。因此，能够容易地制造确保了尺寸精度的透镜阵列2。
此外，本发明不限于上述实施方式，也可以在不破坏本发明的特征的限度内进行种种变更。
例如，在上述实施方式中，对作为光插座的透镜阵列2进行了说明，然而也可以构成为，将透镜面11、12、13、光纤8、发光元件10及受光元件14都具备单数个。
另外，本发明也适用于光波导等光纤8以外的光传输体。
本申请主张基于2012年6月5日提出的日本专利申请特愿2012-127927的优先权。该申请说明书及说明书附图中记载的内容全部引用于本申请说明书中。
工业实用性
本发明的光插座及光学模块例如对使用了光纤的光通信是有用的。

Claims (8)

1.一种光插座，在配置于光电变换装置与光传输体之间的状态下，能够将发光元件与所述光传输体进行光学耦合，该光电变换装置具有所述发光元件和受光元件，该受光元件接受用于监视从所述发光元件射出的光的监视光，
该光插座具备：
光学板，其与所述光电变换装置相对而配置，并具有透光性；
光学组件，其相对于所述光学板配置于所述光电变换装置的相反侧，并具有透光性；以及
填充材料，其填充于所述光学组件与所述光学板之间，并具有透光性，
所述光学板具备：
板外表面，其进行来自所述发光元件的所述光的入射及朝向所述受光元件的所述监视光的射出；
板内表面，其相对于所述板外表面在所述光电变换装置的相反侧以与所述板外表面平行的方式而配置，使向所述板外表面入射后的所述发光元件的光和从所述板外表面射出前的所述监视光通过；以及
光学板侧嵌合部，其配置于所述板内表面上，用于将所述光学板与所述光学组件嵌合，
所述光学组件具备：
板相对面，其在所述板内表面的附近位置以与所述板内表面相对的方式配置；
入射面，其配置于所述板相对面上，通过了所述板内表面后的所述发光元件的光入射至该入射面；
反射面，其在所述入射面的相反侧以相对于所述入射面具有规定的倾斜角的方式而配置，入射至所述入射面的所述发光元件的光到达该反射面，该反射面使该到达后的发光元件的光向所述光传输体侧反射；
凹部，其在所述板相对面中的所述光传输体侧的位置，以向所述板内表面侧开口的方式而凹设，并且使由所述反射面反射的所述发光元件的光通过；
反射/透射层，其配置在所述凹部的内斜面上，所述凹部的内斜面构成所述凹部的所述光传输体侧的内侧面且相对于所述入射面具有规定的倾斜角，通过了所述凹部的所述发光元件的光到达该反射/透射层，而该反射/透射层使该到达的发光元件的光以规定的反射率向所述板内表面反射作为所述监视光，同时以规定的透射率透射至所述光传输体侧作为应与所述光传输体耦合的耦合光；
射出面，由所述反射/透射层透射的所述耦合光到达该射出面后，使该已到达的耦合光向所述光传输体射出；以及
光学组件侧嵌合部，其配置于所述板相对面中的与所述光学板侧嵌合部对应的位置，与所述光学板侧嵌合部嵌合，
所述填充材料至少填充于所述凹部内及所述凹部与所述板内表面之间。
2.根据权利要求1所述的光插座，其中，
以所述光学组件与所述填充材料之间的折射率差处于规定值以下的方式选择所述光学组件及所述填充材料各自的折射率。
3.根据权利要求2所述的光插座，其中，
所述填充材料还填充于所述入射面与所述板内表面之间；
以所述光学组件与所述填充材料的折射率差在所述规定值以下的方式选择所述光学板的折射率。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的光插座，其中，
所述填充材料由紫外线固化型粘接剂构成；
所述光学板及所述光学组件的至少一方由紫外线透射性的材料形成。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光插座，其中，
所述反射面是全反射面，使所述发光元件的光以比临界角大的入射角入射，并且使该入射的发光元件的光向所述光传输体侧全反射。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光插座，其中，
在所述板外表面上的与所述发光元件对应的位置，配置有使所述发光元件的光向所述反射面侧入射的第一透镜面，
所述射出面为第二透镜面。
7.根据权利要求6所述的光插座，其中，
在所述板外表面上的与所述受光元件对应的位置，配置有使所述监视光向所述受光元件射出的第三透镜面。
8.一种光学模块，具备：
权利要求1～7中任意一项所述的光插座；以及
权利要求1中所述的光电变换装置。
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