CN108028508A - 光源模块及制造光源模块的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能够在确保波长精度的同时减小封装面积尺寸的光源模块以及一种用于制造该光源模块的方法。该光源模块设置有光放大装置、用于检测从光放大装置输出的光的波长变化的波长监测装置以及设置在光放大装置和波长监测装置之间的反射装置，所述反射装置用于将从光放大装置输出的光朝波长监测装置反射。

Description

光源模块及制造光源模块的方法
技术领域
本发明涉及光源模块及制造光源模块的方法，具体涉及可变波长型的光源模块及制造光源模块的方法。
背景技术
近年来，由于通信业务的快速增长，需要扩大传输容量。光通信模块是光网络系统的关键设备，随着系统的高速化和高容量化，光通信模块需要小型化和高速化。使用多值相位调制作为用于解决光通信系统容量增加的手段的数字相干通信是广泛分布的，并且用于数字相干通信的收发器需要随着系统容量的增加而小型化。
作为实现光信号的波长稳定性的技术，专利文献1(PTL1)提出了具有波长监测单元的激光模块，其监测光信号的波长并保持波长恒定。如图4所示，在PTL1的激光模块中，第一热模块102和第二热模块112被设置为在封装101的底面上彼此靠近。第一热模块102和第二热模块112是可以根据流动电流的值和方向对其表面进行加热和冷却的设备，并且由珀尔帖元件等构成。
基座103安装在第一热模块102上，并且半导体激光元件106和将从半导体激光元件106的前端面输出的激光转换为平行光的平行透镜105进一步放置在基座103上。阻挡来自光纤121侧的反射返回光的隔离器104和将从半导体激光元件106的后端面输出的监测激光转换为平行光的平行透镜107安装在基座103上。
基座113安装在第二热模块112上，并且将从半导体激光元件106的后端面输出的监测激光以预定角度分成两个方向的棱镜114进一步安装在基座上。在基座113上还安装有第一光学检测器116和第二光学检测器117，第一光学检测器116检测由棱镜114分离的一个光，第二光学检测器117检测由棱镜114分离的另一个光中通过光学滤波器115的光。光学滤波器115由法布里-珀罗标准具构成。光学滤波器115、第一光学检测器116、第二光学检测器117等构成PTL1的波长监测单元。
在PTL1的激光模块中，对于从半导体激光元件106的后端面输出的监测激光，第一光学检测器116和接收通过光学滤波器115的光的第二光学检测器117检测波长的偏移。例如，对半导体激光元件106下方的第一热模块102进行控制，以改变半导体激光元件106的温度，从而校正波长的偏移。通过第一热模块102调节半导体激光元件106的温度并对其进行反馈控制以抑制波长的变化。
通过平行透镜105将从半导体激光元件106的前端面输出的激光转换为平行光，并通过聚光透镜120将其与光纤121连接。在光纤121中传输的光被用于期望的用途。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL1]日本待审专利No.2003-110190
发明内容
技术问题
为了确保波长精度，通常在上述用于光通信的激光模块中安装标准具元件。由于这种用于光通信的激光模块包括安装在该模块中的许多组件，所以存在封装面积尺寸增大的问题。
PTL1的激光模块也在波长监测单元中包括由法布里-珀罗标准具构成的光学滤波器115。在PTL1的激光模块中，半导体激光元件106和波长监测单元布置在封装101的底面上，其中第一热模块102、基座103、113等位于它们之间。这引起激光模块的封装面积尺寸增大的问题。
本发明的目的是提供一种确保波长精度并减小封装面积尺寸的光源模块以及制造该光源模块的方法。
问题的解决方案
为了实现上述目的，根据本发明的光源模块包括：光放大装置；波长监测装置，用于检测从所述光放大装置输出的光的波长的变化；以及反射装置，用于将从所述光放大装置输出的光朝所述波长监测装置反射，所述反射装置设置在所述光放大装置和所述波长监测装置之间。
一种用于根据本发明制造光源模块的方法，所述光源模块在具有底部和盖部的封装中至少容纳光放大装置和波长监测装置，所述波长监测装置用于检测从所述光放大装置输出的光的波长的变化，
所述方法包括：
将所述光放大装置固定在所述封装的底部侧；
将所述波长监测装置固定在所述封装的盖部侧；
在所述封装的底部侧上固定用于将从所述光放大装置输出的光朝所述波长监测装置反射的反射装置的一个部件；
在所述封装的盖部侧上固定用于将从所述光放大装置输出的光朝所述波长监测装置反射的所述反射装置的另一部件；以及
将所述光放大装置、所述波长监测装置和所述反射装置容纳在所述封装的底部与所述封装的盖部之间。
本发明的有益效果
根据本发明，实现了确保波长精度并且具有减小的封装面积尺寸的光源模块。
附图说明
图1是用于描述根据本发明的广义概念示例实施例的光源模块的配置图。
图2的(a)是根据本发明的一个示例实施例的光源模块的顶面侧的平面图，图2的(b)是光源模块的底面侧的平面图。
图3是根据本发明的一个示例实施例的光源模块的侧视图。
图4是用于说明PTL1的激光模块的侧视图。
具体实施方式
在解释本发明的优选示例实施例之前，对根据本发明的广义概念示例实施例的光源模块进行说明。图1是用于描述根据本发明的广义概念示例实施例的光源模块的配置图。
图1的光源模块包括光放大装置31和用于检测从光放大装置31输出的光的波长的变化的波长监测装置33。图1的光源模块还包括反射装置32，其设置在光放大装置31和波长监测装置33之间，并将从光放大装置31输出的光朝波长监测装置33反射。
在图1的光源模块中，例如所述波长监测装置33被设置为使得从所述光放大装置31输出的光的光轴与要输入到所述波长监测装置33的光的光轴几乎平行。换句话说，光监测装置33被设置为使得光放大装置31在平面图中与波长监测装置33交叠。在图1的光源模块中，反射装置32被设置为使得从所述光放大装置31输出的光的光轴与要输入到所述波长监测装置33的光的光轴几乎平行。
由此，通过使用波长监测装置33来实现具有减小的封装面积尺寸并确保波长精度的光源模块。下面参照附图详细解释本发明的优选示例实施例。
[第一示例实施例]
对本发明的第一示例实施例的光源模块和制造光源模块的方法进行说明。图2的(a)是根据本发明的一个示例实施例的光源模块的顶面侧的平面图，且图2的(b)是光源模块的底面侧的平面图。图3是根据本发明的一个示例实施例的光源模块的侧视图。
(配置)
本示例实施例的光源模块是波长可变的光源模块，其中环形谐振器包括平面光波电路(PLC)并用作外部谐振器。该波长可变的光源模块包括使用标准具元件的波长锁定器。
该示例实施例的光源模块包括作为光放大装置的一个示例的半导体光放大器(SOA)元件5。
如图2的(b)和图3所示，作为温度控制元件的珀尔帖元件8被布置在光源模块的封装1的底面上。珀尔帖元件8可以根据流动电流的值和方向对其表面进行加热和冷却。载体2安装在珀尔帖元件8上，且PLC型波长可变光学滤波器3、准直透镜6、隔离器7和热敏电阻器9进一步安装在载体上。PLC型波长可变的滤波器3是可变的外部谐振器，其中环形谐振器4由PLC(平面光波电路)构成。热敏电阻器9是PLC的温度检测器。布线基板10布置在光源模块的封装1的一侧。
准直透镜6将来自SOA元件5的前端面的光与光纤21连接。隔离器7阻挡来自光纤21侧的反射返回光，并且允许光仅在朝向光纤21的方向上通过。从前端面输出的激光通过准直透镜6转换为平行光，并通过聚光透镜22与光纤21连接，其中所述从前端面输出的激光是在SOA元件5的正向上输出的光。传输到光纤21的光被用于期望的用途，作为信号光。
如图2的(a)和图3所示，作为温度控制元件的珀尔帖元件17被布置在封装LID 20上，作为封装的盖部的示例。载体12安装在珀尔帖元件17上，并且将从SOA元件5的后端面输出的监测激光在两个方向上分离的抽头棱镜(tap prism)13、标准具元件14和监测器PD(光电检测器)15进一步安装在载体12上。监测器PD 15包括第一监测器PD 15a和第二监测器PD15b。第二监测器PD 15b接收由抽头棱镜13分离的光中的一个光。由抽头棱镜13分离的光中的另一个光进入标准具元件14。第一监测器PD 15a接收通过标准具元件14的光。此外，热敏电阻器16安装在载体12上。标准具元件14、第一监测器PD 15a、第二监测器PD 15b等构成光源模块的波长监测装置。布线基板18安装在光源模块的封装LID 20侧。
该示例实施例的光源模块包括反射镜11，作为反射装置的示例。反射镜11包括反射从SOA元件5的后端面输出的激光的第一反射镜11a和将由第一反射镜11a反射的光朝波长监测装置反射的第二反射镜11b。从SOA元件5的后端面输出的激光在通过PLC型波长可变滤波器3之后由第一反射镜11a并且进一步由第二反射镜11b反射而使其光路被折叠返回，并被引导到波长监测装置。如图2的(b)和图3所示，第一反射镜11a固定在封装1的底部侧。具体而言，第一反射镜11a安装在封装1的载体2上。如图2的(a)和图3所示，第二反射镜11b固定在封装LID 20侧。具体而言，第二反射镜11b在封装LID 20侧安装在载体12上。
示例实施例的光源模块包括封装1和封装LID 20之间的作为柱状布线示例的陶瓷布线柱19。安装在封装LID 20侧的元件和电路组件的布线，例如布线基板18的布线通过陶瓷布线柱19与封装1侧的布线电连接。
的在示例实施例的光源模块中，波长可变的光源功能由PLC型波长可变滤波器3和SOA元件5构成，并且可以朝光纤21侧输出具有期望波长的光输出。光纤21将光导向封装1的外部。通过分别计算由监测器PD 15a和15b在在标准具元件14中传输之前和之后监测的反向光输出的监测值，可以执行精确的波长控制。
在示例实施例的光源模块中，通过使用反射镜11将PLC型波长可变滤波器3的反向光输出折回到顶面侧，向安装在封装LID 20侧的标准具元件14的光输出成为可能。
(制造方法)
对制造根据示例实施例的光源模块的方法的主要部分进行说明。
SOA元件5和环形谐振器4安装在PLC型波长可变滤波器3上。这种PLC型波长可变滤波器3、第一反射镜11a、准直透镜6、隔离器7等安装在载体2上。载体2固定在封装1的底部上，珀尔贴元件8介于其间。
抽头棱镜13、标准具元件14、第一监测器PD 15a、第二监测器PD 15b和第二反射镜11b安装在载体12上。载体12固定在封装LID 20上，珀尔帖元件17介于其间。
接下来，封装1的开口被封装LID 20封闭以对封装1进行密封。此时，通过使用陶瓷布线柱19，获得与固定在封装LID 20侧的电路组件的电连接。例如，可以从封装1侧通过陶瓷布线柱19向封装LID 20侧的布线基板18和珀尔帖元件17提供电流。
通过预先在封装1的底面侧安装陶瓷布线柱19并在封装LID 20封闭时将其焊接安装，通过简单的制造工艺实现与固定在封装LID 20侧的电路组件的电连接。
(有益效果)
在该示例实施例中，标准具元件14被布置在封装LID 20侧，并且由于这种布置，反射镜11将反向光输出折回到顶面侧。当安装在该模块中的元件被布置在顶面和底面上时，可以有效地使用封装的空间，并且光源模块可以配置为具有减小的面积。在示例实施例中，通过使用标准具元件14，在确保波长精度的同时实现具有减小的封装面积尺寸的光源模块。
例如，根据示例实施例，与PLC型波长可变滤波器或SOA元件的反向光输出沿平面方向输出并且标准具元件和外围组件被布置在与SOA元件相同的平面内的配置相比，实现了具有减小的封装面积尺寸的光源模块。
反射镜11包括反射从PLC型波长可变滤波器3输出的光的第一反射镜11a和将由第一反射镜11a反射的光反射到波长监测装置的第二反射镜11b。第一反射镜11a固定在封装1的底部侧，且第二反射镜11b固定在封装LID 20侧。由此，当通过使用封装LID 20将封装1的开口封闭以对封装1进行密封时，通过简单的制造工艺就能够实现将反向光输出折回到顶面侧的结构。
通过使用陶瓷布线柱19获得与固定在封装LID 20侧的元件和电路组件的电连接。例如，可以从封装1侧通过陶瓷布线柱19向封装LID 20侧的布线基板18和珀尔帖元件17提供电流。
(其他示例实施例)
以上对本发明的优选示例实施例进行了描述。但是，本发明不限于以上示例实施例。上述示例实施例描述了通过使用反射镜11将PLC型波长可变滤波器3的反向光输出折回到顶面侧而使到安装在封装LID 20侧的标准具元件14的光输出成为可能。光轴和每个元件的方向和位置以载体2的顶面作为基准来设置。每个元件的位置和方向是相对限定的，并不限于该示例实施例的布置。
PLC型波长可变滤波器3的反向光输出被反射镜11折回的方向是相对的，并且根据构成光源模块的元件之间的位置关系来确定，但不限于此。例如，即使反射镜11被布置为使得PLC型波长可变滤波器3的反向光输出被折回到左侧、右侧或底面侧，也能够通过标准具元件14在确保波长精度的同时减小封装面积尺寸。也可以构成将标准具元件14布置在相对于PLC型波长可变滤波器3的主表面的左侧、右侧或底面侧的光源模块。
图2和图3所示的光源模块是具有如下元件布置的光源模块：其中安装光源模块的面平行于PLC型波长可变滤波器3的主面。在以安装光源模块的面与PLC型波长可变滤波器3的主表面正交的方式布置光源模块的情况下，反射镜11可以被布置为使得PLC型波长可变滤波器3的反向光输出被折回到左侧、右侧或底面侧。即使在具有这种元件布置的光源模块中，也可以预期与上述示例实施例类似的效果。
上述示例实施例的一部分或全部可以描述为以下的补充注释，但是不限于以下。
<补充注释1>
一种光源模块设置有光放大装置、用于检测从光放大装置输出的光的波长变化的波长监测装置以及设置在光放大装置和波长监测装置之间的反射装置，所述反射装置用于将从光放大装置输出的光朝波长监测装置反射。
<补充注释2>
如补充注释1的光源模块还设置有容纳光放大装置、波长监测装置和反射装置的封装。
<补充注释3>
如补充注释1或补充注释2所述的光源模块，其中波长监测装置被设置为在平面图中与光放大装置交叠。
<补充注释4>
如补充注释1至补充注释3中的任何一个所述的光源模块，其中波长监测装置被设置为使得从光放大装置输出的光的光轴与要输入到波长监测装置的光的光轴几乎平行。
<补充注释5>
如补充注释1至补充注释4中的任何一个所述的光源模块，其中所述反射装置被设置为使得从所述光放大装置输出的光的光轴与要输入到所述波长监测装置的光的光轴几乎平行。
<补充注释6>
如补充注释1至补充注释5中的任何一个所述的光源模块，其中所述封装包括底部和盖部，所述光放大装置固定在底部侧，且所述波长监测装置固定在盖部侧。
<补充注释7>
如补充注释1至补充注释6中的任何一个所述的光源模块，其中所述反射装置包括用于反射从所述光放大装置输出的光的第一反射镜和用于将由第一反射镜反射的光朝所述波长监测装置反射的第二反射镜。
<补充注释8>
如补充注释7所述的光源模块，其中所述反射装置的第一反射镜固定在所述封装的底部侧，并且所述反射装置的第二反射镜固定在所述封装的盖部侧。
<补充注释9>
如补充注释6至补充注释8中的任何一个所述的光源模块还设置有柱状布线，该柱状布线固定在所述封装的底部和所述封装的盖部之间，并且与固定在所述封装的盖部侧的电路组件电连接。
<补充注释10>
一种制造光源模块的方法，所述光源模块在具有底部和盖部的封装中至少容纳光放大装置和波长监测装置，所述波长监测装置用于检测从光放大装置输出的光的波长的变化，所述方法包括：将所述光放大装置固定在所述封装的底部侧；将所述波长监测装置固定在所述封装的盖部侧；将用于将从光放大装置输出的光向波长监测装置反射的反射装置的一个部件固定在所述封装的底部侧；将用于将从光放大装置输出的光向波长监测装置反射的反射装置的另一部件固定在所述封装的盖部侧；以及将所述光放大装置、所述波长监测装置和所述反射装置容纳在所述封装的底部与所述封装的盖部之间。
<补充注释11>
如补充注释10所述的制造光源模块的方法包括：通过在将柱状布线固定在所述封装的底部侧之后固定所述封装的底部和所述封装的盖部，来将柱状布线与固定在所述封装的盖部侧的电路组件电连接。
尽管参考本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行形式和细节上的各种变化。
本申请基于并要求2015年9月15日提交的日本专利申请No.2015-181946的优先权，其公开通过引用整体并入本文。
[附图标记列表]
1 封装
2，12 载体
3 PLC型波长可变滤波器
4 环形谐振器
5 SOA元件
6 准直透镜
7 隔离器
8，17 帕尔帖元件
9，16 热敏电阻器
10，18 布线基板
11 反射镜
11a 第一反射镜
11b 第二反射镜
13 抽头棱镜
14 标准具元件
15 监测器PD
15a 第一监测器PD
15b 第二监测器PD
19 陶瓷布线柱
20 封装LID
21 光纤
22 聚光透镜

Claims (10)

1.一种光源模块，包括：
光放大装置；
波长监测装置，用于检测从所述光放大装置输出的光的波长的变化；以及
反射装置，用于将从所述光放大装置输出的光朝所述波长监测装置反射，所述反射装置设置在所述光放大装置和所述波长监测装置之间。
2.根据权利要求1所述的光源模块，还包括用于容纳所述光放大装置、所述波长监测装置和所述反射装置的封装。
3.根据权利要求1或2所述的光源模块，其中：
所述波长监测装置设置为在平面视图中与所述光放大装置交叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源模块，其中：
所述波长监测装置是以如下方式设置的：从所述光放大装置输出的光的光轴与要输入到所述波长监测装置的光的光轴几乎平行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源模块，其中：
所述反射装置被设置为使得从所述光放大装置输出的光的光轴与要输入到所述波长监测装置的光的光轴几乎平行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光源模块，其中：
所述封装包括底部和盖部，以及
所述光放大装置固定在底部侧，且所述波长监测装置固定在盖部侧。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光源模块，其中：
所述反射装置包括用于反射从所述光放大装置输出的光的第一反射镜和用于将由第一反射镜反射的光朝所述波长监测装置反射的第二反射镜。
8.根据权利要求7所述的光源模块，其中：
所述反射装置的第一反射镜固定在所述封装的底部侧，并且所述反射装置的第二反射镜固定在所述封装的盖部侧。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的光源模块，还包括柱状布线，所述柱状布线固定在所述封装的底部与所述封装的盖部之间并且与固定在所述封装的盖部侧上的电路组件电连接。
10.一种用于制造光源模块的方法，所述光源模块在具有底部和盖部的封装中至少容纳光放大装置和波长监测装置，所述波长监测装置用于检测从所述光放大装置输出的光的波长的变化，
所述方法包括：
将所述光放大装置固定在所述封装的底部侧；
将所述波长监测装置固定在所述封装的盖部侧；
在所述封装的底部侧上固定用于将从所述光放大装置输出的光朝所述波长监测装置反射的反射装置的一个部件；
在所述封装的盖部侧上固定用于将从所述光放大装置输出的光朝所述波长监测装置反射的所述反射装置的另一部件；以及
将所述光放大装置、所述波长监测装置和所述反射装置容纳在所述封装的底部与所述封装的盖部之间。
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