CN110133807A - 光模块及光模块的制造方法 - Google Patents

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Abstract

光模块具有：光半导体元件，其具有第1光轴；光部件，其具有第2光轴，与光半导体元件光耦合；以及框体，其具有底面及侧壁。底面及侧壁划定出对光半导体元件进行搭载的空间。光部件及光半导体元件隔着侧壁而相对。第1光轴的从底面算起的高度高于第2光轴的从底面算起的高度。该光模块还在侧壁具有对第1光轴的高度和第2光轴的高度进行补偿的光轴调整部。

Description

光模块及光模块的制造方法
本申请基于在2018年2月9日申请的日本申请第2018－022136号而要求优先权，引用在所述日本申请中记载的全部记载内容。
技术领域
本公开涉及光模块及光模块的制造方法。
背景技术
日本特开2016－134535号公报公开了在相干通信中使用的光模块。该光模块具有：光源单元；调制器单元，其接受从光源单元射出的出射光；壳体，其将光源单元及调制器单元搭载在底面；以及光轴调整部，其设置在出射光的光路上。该光轴调整部对光源单元的光轴和调制器单元的光轴之间的水平基准(Horizontal level)进行补偿。
发明内容
本公开公开了光模块。该光模块具有：光半导体元件，其具有第1光轴；光部件，其具有第2光轴，与光半导体元件光耦合；以及框体，其具有底面及侧壁。底面及侧壁划定出对光半导体元件进行搭载的空间。光部件及光半导体元件隔着侧壁而相对。第1光轴的从底面算起的高度高于第2光轴的从底面算起的高度。光模块还在侧壁具有对第1光轴的高度和第2光轴的高度进行补偿的光轴调整部。
附图说明
关于上述及其它目的、方式及有利的效果，一边参照附图一边根据本公开的实施方式的以下的详细说明而变得更好理解。
图1是表示一个实施方式的光模块的内部构造的俯视图。
图2是沿图1所示的II-II线的光模块的剖视图。
图3是示意地表示图2所示的光模块的剖视图。
图4是表示光束移位器的角度和偏移量之间的关系的数据。
图5是表示光模块的制造方法的流程图。
图6是示意地表示光模块的制造工序的侧剖视图。
图7是示意地表示光模块的制造工序的侧剖视图。
图8是示意地表示光模块的制造工序的侧剖视图。
图9是示意地表示光模块的制造工序的侧剖视图。
图10是示意地表示第1变形例所涉及的光模块的侧剖视图。
图11是示意地表示作为对比例的光模块的侧剖视图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
近年，伴随光收发器的小型化，要求在光收发器的内部搭载的光模块的低高度化。如上所述的光模块具有下述结构，具有：光半导体元件(例如半导体激光元件)；框体，其具有侧壁，对光半导体元件进行收容，该侧壁包含对光学窗进行安装的开口；以及光学部件(例如光纤)，其经由光学窗而与光半导体元件光学性地耦合。在该模块中，要求在侧壁中为了将光学窗固定于开口所需的区域确保得大，因此光学窗的位置的高度(即，开口的位置的高度)对光模块的高度方向的尺寸影响较大。因此，为了实现光模块的低高度化，希望尽可能降低光学窗的位置的高度。
但是，为了确保光半导体元件和光学部件之间的光学性耦合，光学窗的高度是以光半导体元件的高度为基准而决定的，因此有时发生如下述的问题。即，光半导体元件通常在框体内搭载在各种部件上，但有时上述部件的厚度会成为妨碍而难以将光半导体元件的位置的高度降低至期望的位置。例如，在光发送模块中，作为光半导体元件的半导体激光元件，经由支承件等而搭载在热电冷却元件(TEC)上，但该TEC具有一定程度的厚度。因此，上述的TEC的厚度特别会成为妨碍，在降低半导体激光元件的位置的高度时存在极限。与此相应地，光学窗的位置被限制在一定程度的高度，因此难以实现光模块的低高度化。
[通过本公开实现的效果]
根据本公开，能够确保光半导体元件和光学部件之间的光学性耦合并实现低高度化。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的一个实施方式的内容而进行说明。本公开的一个实施方式的光模块具有：光半导体元件，其具有第1光轴；光部件，其具有第2光轴，与光半导体元件光耦合；以及框体，其具有底面及侧壁。底面及侧壁划定出对光半导体元件进行搭载的空间。光部件及光半导体元件隔着侧壁而相对，第1光轴的从底面算起的高度高于第2光轴的从底面算起的高度。光模块还在侧壁具有对第1光轴的高度和第2光轴的高度进行补偿的光轴调整部。
在上述的光模块中，光轴调整部对光半导体元件的第1光轴的高度和光部件的第2光轴的高度进行补偿，因此即使光半导体元件的第1光轴的从底面算起的高度和光部件的第2光轴的从底面算起的高度相互偏差，也能够确保光半导体元件和光部件之间的光学性耦合。另外，光部件的光轴的从底面算起的高度低于光半导体元件的光轴的从底面算起的高度，因此能够减小光模块的高度方向的尺寸。因此，根据上述的光模块，能够确保光半导体元件和光部件之间的光学性耦合，并实现光模块的低高度化。
作为一个实施方式，侧壁可以在第2光轴的位置具有开口部，光轴调整部可以配置在将开口部堵塞的位置。
作为一个实施方式，光轴调整部可以具有第1部件和第2部件。第1部件及第2部件可以一体化，第1部件安装于侧壁，第2部件的折射率高于第1部件的折射率。光轴调整部分为第1部件和第2部件，由此能够将第2部件的制造工序从框体的制造工序分离，能够使用通用的框体而低价地制造框体。另外，能够提高第2部件的设计自由度。另外，使第2部件的折射率高于第1部件的折射率，由此能够使射入至第2部件的光在第2部件内更大幅度地折射，因此即使在将第2部件的厚度设得更小的情况下，也能够通过光轴调整部，在光半导体元件的第1光轴的从底面算起的高度和光部件的第2光轴的从底面算起的高度之间得到期望的偏移。其结果，能够将光轴调整部的尺寸设得更小，因此能够实现光模块的小型化。
上述的光模块的制造方法，可以包含下述工序：第1工序，将侧壁所具有的开口由第1部件堵塞，在光轴调整部对第1光轴的高度和第2光轴的高度进行补偿的位置，配置第1部件，在位置保持框体；第2工序，对框体进行保持，并且在第1部件的表面涂敷粘接剂；以及第3工序，对框体进行保持，并且将第2部件经由粘接剂而配置在表面上。由此，能够抑制第1部件的表面上的第2部件的位置偏差。即，能够将第2部件高精度地配置在表面上。
作为一个实施方式，上述的光模块的制造方法还可以在第3工序后包含第4工序，在该第4工序中在将表面水平地保持的状态下，使粘接剂硬化。由此，能够更可靠地抑制第1部件的表面上的第2部件的位置偏差。即，能够将第2部件更高精度地配置在表面上。
[本公开的实施方式的详细内容]
下面，参照附图，对本公开的一个实施方式所涉及的光模块的具体例进行说明。此外，本发明并不限定于这些例示，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。在下面的说明中，对在附图的说明中相同的要素标注相同的标号，省略重复的说明。
图1是表示本实施方式的光模块1的内部构造的俯视图。图2是沿图1所示的II－II线的剖视图。图3是示意地表示图2所示的光模块1的剖视图。在图3中，为了容易理解，将一部分进行了简化。在本实施方式中，作为光模块1而使用半导体光模块，其具有作为光半导体元件的波长可变激光二极管(LD)20。如图3所示，光模块1的高度(即，光模块1的深度方向A3上的尺寸)H1例如为3.5mm。如图1～图3所示，光模块1具有大致长方体状的框体2和固定于框体2的插座10。
框体2具有底板2A以及作为侧壁的前壁2B及后壁2C。底板2A具有在框体2内露出的底面2a。底面2a与框体2的深度方向A3交叉，沿框体2的长度方向A1延伸。底板2A的厚度例如为0.5mm。底面2a与前壁2B及后壁2C的下端相接。前壁2B及后壁2C与长度方向A1交叉。前壁2B包含用于对插座10进行安装的开口3(参照图2及图3)、及沿开口3的周缘形成为环状的设置部4。开口3沿长度方向A1延伸，将前壁2B贯通。设置部4在长度方向A1上从前壁2B向框体2内凸出。设置部4包含与长度方向A1交叉的设置面4a(参照图2及图3)。设置部4的法线方向A2相对于沿长度方向A1行进的激光L1、L2(参照图1)的光轴而稍微倾斜。
后壁2C在长度方向A1上与前壁2B相对。在后壁2C设置有馈通部5，该馈通部5具有引线管脚等多个外部连接端子5a。馈通部5设置为将后壁2C贯通，将框体2的内部和框体2的外部进行电连接。在馈通部5的多个外部连接端子5a导电粘接柔性配线基板(FPC)70，该柔性配线基板进行与外部的电气性的通信。在馈通部5处理的电信号是电源、偏压或GND等实质DC信号。框体2由未图示的盖部气密封装。
插座10设置在前壁2B的外侧，与开口3连通。插座10具有光输出端口10a和光输出端口10b。在光输出端口10a安装光纤11(光部件)、聚光透镜12及隔离器13(参照图2及图3)。这些部件也同样地安装在光输出端口10b。光纤11隔着前壁2B而与波长可变LD 20相对，与波长可变LD 20光学性地耦合。光纤11的光轴C1(第2光轴，参照图3)与底面2a大致平行。开口3位于光纤11的光轴C1上。从波长可变LD 20射出而经过开口3后的激光L1或L2向光纤11射入。射入至光纤11的激光L1或L2经由光纤11而提供至光模块1的外部。
聚光透镜12配置在光纤11和波长可变LD 20之间的光路上。聚光透镜12的光轴的相对于底面2a的高度与光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度相等。在一个例子中，聚光透镜12的光轴位于光纤11的光轴C1上。聚光透镜12将从波长可变LD 20射出而经过开口3后的激光L1或L2聚光至光纤11。隔离器13设置在光纤11和聚光透镜12之间的光路上。隔离器13抑制从光纤11的返回光。
光模块1具有端面发光型的波长可变LD 20。波长可变LD 20搭载在由底面2a、前壁2B及后壁2C划定出的空间。具体地说，波长可变LD 20收容于框体2的大致中央，配置在底面2a的上方。波长可变LD 20与馈通部5的多个外部连接端子5a电连接。向波长可变LD 20的驱动信号，从光模块1的外部经由多个外部连接端子5a而供给至波长可变LD 20。如图3所示，波长可变LD 20的光轴C2(第1光轴)与底面2a大致平行。
波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度与光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度相互存在偏差。具体地说，光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度，比波长可变LD20的光轴C2的相对于底面2a的高度低。在一个例子中，如图3所示，光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度H2例如为1.5mm，波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度H3例如为1.75mm。
波长可变LD 20从一个光出射面即前表面20a将激光L1输出，并且从另一个光出射面即背面20b将激光L2输出(参照图1)。在激光L1的光路上设置准直透镜21、光轴变换器22、监视器光电二极管(监视器PD)23及光轴调整部30。从波长可变LD 20的前表面20a输出的激光L1经过准直透镜21、光轴变换器22及光轴调整部30后朝向光输出端口10a。
在激光L2的光路上，设置准直透镜40、波长锁定部41及光轴调整部30。从波长可变LD 20的背面20b输出的激光L2，由准直透镜40变换为平行光，由分光器42、全反射镜43将行进方向反转，经过波长可变LD 20的侧方，经过光轴调整部30，然后朝向光输出端口10b。
2个准直透镜21、40的光轴相互存在偏移。波长可变LD 20的长度方向相对于准直透镜21、40各自的光轴呈不是0°或90°的有意的角度而倾斜。从波长可变LD 20将激光L1、L2相对于波长可变LD 20的光轴平行地射出，但由于波长可变LD 20具有有意的角度，因此抑制激光L1、L2由于反射而返回至波长可变LD 20。
准直透镜21配置在波长可变LD 20和光轴调整部30之间的光路上。准直透镜21的光轴的相对于底面2a的高度与波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度相等。准直透镜21将从波长可变LD 20射出的激光L1从发散光变换为平行光。
光轴变换器22使激光L1的光轴C2偏移。为此，光轴变换器22具有处于相互平行位置关系的反射面22a、22b。一个反射面22a具有全反射膜，另一个反射面22b例如具有透过和反射的比率为5：95(5％透过，95％反射)的分光膜。监视器PD 23对激光L1的强度进行监视。透过反射面22b的分光膜的激光L1的一部分(例如5％)与监视器PD 23耦合。
光轴调整部30配置在波长可变LD 20和光纤11之间的光路上(具体地说，聚光透镜12和准直透镜21之间的光路上)。光轴调整部30配置在设置面4a上，将前壁2B的开口3堵塞。光轴调整部30由使激光L1、L2透过的透明材料构成。关于光轴调整部30的具体的结构的详细内容在后面记述。
光模块1还具有：TEC(Thermoelectric Cooler)50、基座部件51及支承件52。TEC50搭载在底面2a上。TEC 50对波长可变LD 20进行搭载，对波长可变LD 20的温度进行控制。TEC 50的厚度例如为0.75mm～1.25mm。基座部件51是具有平坦的主面的板状的部件，且在深度方向A3上设置在波长可变LD 20和TEC 50之间，作为用于波长可变LD 20的散热的散热器起作用。基座部件51的厚度例如为0.2mm。支承件52在深度方向A3上设置在波长可变LD20和基座部件51之间。支承件52的厚度例如为0.44mm。准直透镜21、40、光轴变换器22、监视器PD 23及支承件52经由基座部件51而搭载在TEC 50上。
光模块1还具有TEC 60及基座部件61。TEC 60搭载在底面2a上，在长度方向A1上配置在TEC 50和后壁2C之间。TEC 60对波长锁定部41进行搭载，对波长锁定部41所包含的标准具滤波器44的温度进行控制。基座部件61是具有平坦的主面的板状的部件，且在深度方向A3上设置在波长锁定部41和TEC 60之间。波长锁定部41包含：2个光分支部件(分光器)42、45、标准具滤波器44、2个监视器PD 46、47、光轴变换用的全反射镜43及热敏电阻48。分光器42、45、全反射镜43、标准具滤波器44、监视器PD 46、47及热敏电阻48经由基座部件61而搭载在TEC 60。
分光器42、45在框体2内与波长可变LD 20的背面20b光学性地耦合。从波长可变LD20的背面20b输出的激光L2，由准直透镜40变换为平行光，然后向分光器42射入。分光器42例如是透过和反射的比率为5：95(5％透过，95％反射)的平板型分光器。分光器42将入射光的大部分(例如95％)朝向全反射镜43反射。另一方面，分光器42使入射光的微少部分(例如5％)朝向分光器45透过。为了确保向框体2的外部输出的激光L2的强度，分光器42的反射率设定为大于或等于90％(更优选95％)。分光器42是在透明平板上设置有介电多层膜的平板型分光器。由此，与棱镜型的分光器相比较，能够容易地提高分光器42的反射率，且能够设为低成本。
分光器45将从分光器42射入的光进行分支。分光器45例如是透过和反射的比率为50：50(50％透过，50％反射)的平板型分光器。分光器45决定向标准具滤波器44的分支比。对于在分光器45中反射出的激光L2的强度，在透过标准具滤波器44后由监视器PD 47进行检测。即，监视器PD 47对受到标准具滤波器44的透过特性(透过率)的影响的激光L2进行检测。透过分光器45的激光L2的强度不会受标准具滤波器44等具有波长依赖性的光学部件的影响，由监视器PD 46进行检测。由监视器PD 47检测出的激光L2的强度相对于由监视器PD46检测出的激光L2的强度之比，对应于标准具滤波器44的透过率。由此，能够掌握标准具滤波器44中的激光L2的透过率和波长依赖性之间的关系，能够估计激光L2的波长相对于规定的输出波长的偏差。而且，通过将来自监视器PD 46、47的输出信号反馈至波长可变LD 20的控制信号，从而能够将激光L1、L2的波长锁定为任意的波长，以使得其波长的偏差变小。
在这里，对光轴调整部30的结构详细地进行说明。光轴调整部30如图2及图3所示，包含：第1面30a，其在设置面4a的法线方向A2上与设置面4a相对而将开口3堵塞；以及第2面30b，其在法线方向A2上相对于第1面30a而配置在与设置面4a的相反侧。从波长可变LD 20的前表面20a射出而经过准直透镜21及光轴变换器22后的激光L1及从波长可变LD 20的背面20b射出而经过分光器42、由全反射镜43反射出的激光L2向第2面30b射入。
第2面30b相对于与向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴垂直的平面而稍微倾斜。第2面30b以在深度方向A3上朝向与底面2a相反侧的方式倾斜。换言之，第2面30b的法线矢量包含深度方向A3的成分，且该成分朝向与底面2a的相反侧。第2面30b和与向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴垂直的平面所成的角度，例如为20度。第1面30a将向第2面30b射入而透过光轴调整部30内的激光L1、L2射出。从第1面30a射出的激光L1、L2在经过聚光透镜12及隔离器13后向光纤11射入。第1面30a沿第2面30b倾斜。在一个例子中，第1面30a与第2面30b平行。
光轴调整部30具有玻璃板31(第1部件)及光束移位器32(第2部件)。玻璃板31作为框体2的光学窗起作用。玻璃板31以将开口3堵塞的方式固定在设置面4a上。具体地说，玻璃板31例如通过钎焊而与设置面4a接合。玻璃板31例如由蓝宝石或硼硅酸玻璃这样的玻璃材料构成。玻璃板31包含第1面30a及配置在第1面30a和第2面30b之间的光路上的表面31a。表面31a沿第1面30a倾斜。在一个例子中，表面31a与第1面30a平行。
光束移位器32与玻璃板31一体化。具体地说，光束移位器32经由树脂粘接剂而与玻璃板31接合。光束移位器32配置在玻璃板31和波长可变LD 20之间的光路上(具体地说，玻璃板31和准直透镜21之间的光路上)。光束移位器32呈在法线方向A2延伸的长方体状。光束移位器32由折射率比玻璃板31对激光L1、L2的折射率大的材料构成。作为光束移位器32的材料，优选光透过性良好、线膨胀系数接近科瓦铁镍钴合金(Kovar：铁·镍·钴合金)、折射率较大的材料。此外，科瓦铁镍钴合金例如被用于框体2的管面、框架的材料。
光束移位器32包含第2面30b及配置在第2面30b和表面31a之间的光路上而与表面31a相对的背面32a。背面32a沿第2面30b倾斜。在一个例子中，背面32a与第2面30b平行。第1面30a、表面31a、背面32a及第2面30b沿法线方向A2排列。第2面30b和背面32a之间的法线方向A2上的距离(即光束移位器32的法线方向A2上的厚度)例如为1.0mm～2.0mm。
具有如上所述的结构的光轴调整部30，对波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度(或者准直透镜21的光轴的相对于底面2a的高度)和光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度(或者聚光透镜12的光轴的相对于底面2a的高度)进行补偿。具体地说，主要是光轴调整部30的光束移位器32在向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴的相对于底面2a的高度和从背面32a射出的激光L1、L2的光轴的相对于底面2a的高度之间，以将它们水平地保持的状态而赋予偏移。
该偏移量依赖于第2面30b和背面32a的法线方向A2上的距离、第2面30b及背面32a相对于与向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴垂直的平面的角度(下面，将该角度称为“光束移位器32的角度”)、光束移位器32的折射率的大小。即，通过对光束移位器32的法线方向A2上的厚度、光束移位器32的角度和由光束移位器32的材料的选择所决定的光束移位器32的折射率进行调整，从而能够对上述偏移量进行调整。
图4是表示在使光束移位器32的材料及厚度变化的情况下光束移位器32的角度和偏移量之间的关系的数据。在图4中，横轴是光束移位器32的角度，纵轴是偏移量。曲线G11是将Si作为光束移位器32的材料，将光束移位器32的厚度设为1.0mm的情况下的数据。曲线G12是将BK7作为光束移位器32的材料，将光束移位器32的厚度设为1.0mm的情况下的数据。曲线G13是将BK7作为光束移位器32的材料，将光束移位器32的厚度设为2.0mm的情况下的数据。
如图4所示，光束移位器32的角度越大，则偏移量也越大。如曲线G12及G13所示，可知如果不改变光束移位器32的材料而将光束移位器32的厚度设得厚，则偏移量变大。另外，可知如果不改变光束移位器32的厚度而是改变光束移位器32的材料，则偏移量变化。具体地说，与将光束移位器32的材料设为BK7的情况下的偏移量相比，将光束移位器32的材料设为折射率比BK7的折射率大的Si的情况下的偏移量更大。
利用如上所述的关系，将光束移位器32的厚度、角度及材料分别适当选择，由此能够得到期望的偏移量。例如，在曲线G11的条件下(将光束移位器32的材料设为Si，将光束移位器32的厚度设为1.0mm的情况下)或曲线G13的条件下(将光束移位器32的材料设为BK7，将光束移位器32的厚度设为2.0mm的情况下)，如果将光束移位器32的角度设为20度，则能够得到0.2mm～0.3mm的偏移量。此外，光束移位器32的厚度会对光模块1的长度方向A1的尺寸产生影响，因此为了光模块1的小型化，希望将光束移位器32的厚度尽可能设得薄。在该情况下，作为光束移位器32的材料，可以选择具有更大的折射率的材料。
参照图5～图9，对具有以上的结构的光模块1的制造方法进行说明。图5是表示光模块1的制造方法的流程图。图6～图9是示意地表示光模块1的制造工序的侧剖视图。
首先，如图6所示，在框体2内进行导线键合，即，用于将波长可变LD 20芯片焊接安装在支承件52上，将波长可变LD 20和多个外部连接端子5a(参照图2)进行电连接(工序P1)。接下来，在通过玻璃板31将前壁2B的开口3堵塞后，如图7所示，准备对框体2进行支撑的工具80，以向表面31a射入的激光L1、L2的光轴相对于铅垂方向倾斜的方式保持框体2(工序P2)。此时，在使玻璃板31的表面31a朝向铅垂上方向，并且将表面31a水平地保持的状态下，使框体2倾斜。如上所述，在对波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度和光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度进行补偿的位置，配置玻璃板31。然后，如图8所示，在将表面31a水平地保持的状态下，在表面31a上涂敷树脂粘接剂65(工序P3)。树脂粘接剂65例如可以是UV硬化性粘接剂，或者例如也可以是液体性的热硬化树脂。此外，工序P2包含于本实施方式中的第1工序。另外，工序P3包含于本实施方式中的第2工序。
接下来，如图9所示，在将表面31a水平地保持的状态下，经由树脂粘接剂65将光束移位器32配置在表面31a上(工序P4)。此时，使光束移位器32的背面32a与表面31a相对。而且，将光束移位器32按压至玻璃板31。然后，为了将夹入至背面32a和表面31a之间的气泡去除，可以进行真空脱泡处理。此外，工序P4包含于本实施方式中的第3工序。
接下来，使背面32a和表面31a之间的树脂粘接剂65硬化(工序P5)。具体地说，在将表面31a水平地保持的状态下，照射UV，或者将框体2及工具80放入恒温槽内而实施热固化。由此，在维持光束移位器32的第2面30b及背面32a的水平基准的状态下，将光束移位器32固定在表面31a上。此外，工序P5包含于本实施方式中的第4工序。
然后，进行插座10及准直透镜21等光学部件的调芯及固定(工序P6)。具体地说，针对准直透镜21、聚光透镜12及光纤11各自进行调芯及固定，使光纤11与波长可变LD 20光学性地耦合。此时，从波长可变LD 20射出试验光，使用该试验光进行各光学部件的调芯。这些光学部件使用树脂粘接剂而固定在框体2内。
与对比例所具有的课题一起对通过以上说明的本实施方式的光模块1得到的效果进行说明。图11是示意地表示作为对比例的光模块100的侧剖视图。如图11所示，光模块100具有：波长可变LD 20；框体2，其对波长可变LD 20进行收容；插座10，其安装在框体2的前壁2B的开口3；以及玻璃板31，其安装在前壁2B的设置部4。光模块100和本实施方式的光模块1的区别在于，光模块100取代光轴调整部30而具有玻璃板31、以及波长可变LD 20及光纤11各自的光轴C2、C1的相对于底面2a的高度相互一致。
光模块100的高度H10例如为4.5mm。针对如上所述的光模块100要求低高度化。例如，要求实现光模块100的低高度化，以使得光模块100的高度成为3.6mm。如果将光模块100的高度例如设为3.6mm，则玻璃板31的高度H11为3.6mm，因此如图11所示，玻璃板31的周围的区域(例如设置部4等)成为妨碍，难以应对上述的要求。该玻璃板31的高度(即开口3的高度)对光模块100的高度方向的尺寸H10影响很大。因此，为了实现如上所述的光模块100的低高度化，希望尽可能降低玻璃板31的高度H11。
但是，为了确保波长可变LD 20和光纤11之间的光学性耦合，玻璃板31的高度H11是以波长可变LD 20的高度为基准而决定出的，因此有时产生如下述的问题。即，波长可变LD 20经由基座部件51及支承件52而搭载在TEC 50上，但TEC 50的厚度例如为0.75mm～1.25mm，TEC 50与基座部件51的厚度(例如0.5mm)及支承件52(例如0.5mm)的厚度相比具有一定程度的厚度。因此，特别地TEC 50的厚度成为妨碍，在降低波长可变LD 20的高度时存在极限。例如，在支承件52上搭载的波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度H12为2.1mm。如果由于如上所述的TEC 50的厚度的影响而波长可变LD 20的高度受到限制，则与其相应地，玻璃板31的位置被限制在一定程度的高度，因此难以实现光模块100的低高度化。
在本实施方式的光模块1中，光束移位器32的第2面30b以相对于与向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴垂直的平面而朝向上方(与底面2a相反侧)的方式倾斜，因此从波长可变LD 20射出而向第2面30b射入的激光L1、L2，在光束移位器32内向下方(底面2a侧)折射。另外，背面32a沿着第2面30b，因此从背面32a射出的激光L1、L2向上方折射，与向第2面30b射入的激光L1、L2大致平行地行进。如上所述，光束移位器32对向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴的高度和从背面32a射出的激光L1、L2的光轴的高度之间赋予偏移。由此，即使波长可变LD 20及光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度相互存在偏差，也能够确保波长可变LD 20和光纤11之间的光学性耦合。另外，光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度，比波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度低，因此降低使激光L1、L2经过的开口3的相对于底面2a的高度，由此能够减小光模块1的高度方向(即深度方向A3)的尺寸。因此，根据本实施方式的光模块1，能够确保波长可变LD 20和光纤11之间的光学性耦合，并且实现光模块1的低高度化。
根据本实施方式的光模块1，能够减少用于在深度方向A3上将波长可变LD 20和光纤11之间的光路折弯并确保它们的光学性耦合的反射镜的数量，因此能够抑制波长可变LD20和光纤11之间的光学系统的大规模化。由此，能够实现框体2内的省空间化。另外，通过如上所述的反射镜的数量的减少，从而能够减少反射镜的调芯及固定所花费的作业工时。另外，在本实施方式的光模块1中，第2面30b相对于与射入的激光L1、L2的光轴垂直的平面而倾斜，因此能够抑制产生向波长可变LD 20的返回光。
与不将光束移位器32配置在玻璃板31上而在玻璃板31和波长可变LD 20的光路上例如配置在基座部件51上的情况相比较，在本实施方式的光模块1中，由于将光束移位器32配置在玻璃板31上，因此能够有效地利用框体2内的空间，能够将光束移位器32有效地安装在框体2内。另外，在将光束移位器32向基座部件51安装的情况下，需要使用在从长度方向A1观察时为长方体(在从与长度方向A1及深度方向A3垂直的方向观察时为长方形)的部件，一边对角度进行监视、一边将光束移位器32倾斜地安装，或者对切断为特殊的形状(在从与长度方向A1及深度方向A3垂直的方向观察时为如平行四边形那样的形状)后的部件进行安装，容易产生材料费增加、工时增加等问题。与此相对，在本实施方式的光模块1中，通过将光束移位器32推压至玻璃板31，从而自然地决定角度，因此能够通过低价的加工方法而实现材料费用或者加工费用的减少。
如本实施方式这样，可以是光轴调整部30具有玻璃板31和光束移位器32，玻璃板31和光束移位器32一体化，玻璃板31安装在前壁2B，光束移位器32的折射率比玻璃板31的折射率高。光轴调整部30分为玻璃板31和光束移位器32，由此能够将光束移位器32的制造工序从框体2的制造工序分离，能够使用通用的框体而低价地制造框体2。另外，能够提高光束移位器32的设计自由度。另外，通过将光束移位器32对激光L1、L2的折射率设得比玻璃板31对激光L1、L2的折射率高，从而能够使射入至第2面30b的激光L1、L2在光轴调整部30内更大幅度地折射，因此即使在第2面30b和背面32a的距离设得更小的情况下，也能够通过光轴调整部30，在波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度和光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度之间得到期望的偏移。其结果，能够将光束移位器32的厚度设得更薄，能够实现光模块1的小型化。另外，在光束移位器32由半导体构成的情况下，使该半导体的带隙波长与激光L1、L2的波长相比更长，从而能够使对射入至第2面30b的激光L1、L2的光束移位器32的透过率增加(即，使对激光L1、L2的光束移位器32的吸光系数降低)。另外，如果将该半导体设为Si，则从价格及入手性的观点出发存在优点。
如本实施方式这样，光轴调整部30可以取代波长可变LD 20，在准直透镜21的光轴的相对于底面2a的高度和光纤11的光轴C1的相对于底面2a的高度之间赋予偏移。即使是如上所述的方式，也能够得到与上述相同的效果。
如本实施方式这样，光轴调整部30可以取代光纤11而在聚光透镜12的光轴的相对于底面2a的高度和波长可变LD 20的光轴C2的相对于底面2a的高度之间赋予偏移。即使是如上所述的方式，也能够得到与上述相同的效果。
如本实施方式这样，光模块1的制造方法可以包含下述工序：工序P2，通过玻璃板31将开口3堵塞，在光轴调整部30对光轴C2的高度和光轴C1的高度进行补偿的位置，配置玻璃板31，在该位置对框体2进行保持；工序P3，对框体2进行保持，并且在玻璃板31的表面31a涂敷树脂粘接剂65；以及工序P4，对框体2进行保持，并且将光束移位器32经由树脂粘接剂65而配置在表面31a上。由此，能够抑制表面31a上的光束移位器32的位置偏差。即，能够将光束移位器32高精度地配置在表面31a上。另外，不向框体2的内部插入特别的工具，就能够将光束移位器32保持在规定的位置，制造变得容易。
如本实施方式这样，光模块1的制造方法还可以在工序P4后包含工序P5，即，在该工序P5中在将表面31a水平地保持的状态下，使树脂粘接剂65硬化。由此，能够更可靠地抑制表面31a上的光束移位器32的位置偏差。即，能够将光束移位器32更高精度地配置在表面31a上。
如本实施方式这样，通过将工序P1在工序P2～P6之前进行，从而能够抑制光束移位器32的安装精度降低。其理由在于，在工序P1中要进行需要高温处理的芯片焊接安装及导线键合安装，因此如果工序P1在工序P2～P6之后进行，则由于该高温处理的影响，有可能光束移位器32的安装位置产生偏差。具体地说，如果在使用树脂粘接剂65将光束移位器32固定之后，进行波长可变LD 20的芯片焊接安装，则在该芯片焊接安装中，为了使焊料熔解，要在例如超过300℃的高温下进行热处理，因此由于该热处理的影响，有可能树脂粘接剂65的温度超过该树脂粘接剂65的玻璃转移点。其结果，有可能光束移位器32的安装位置发生变动。因此，在工序P1后实施工序P2～P6，由此能够抑制由于如上所述的影响而造成的安装偏差。
(第1变形例)
图10是示意地表示上述实施方式的第1变形例所涉及的光模块1A的侧剖视图。本变形例和上述实施方式的区别在于，本变形例的光模块1A的光轴调整部30A取代玻璃板31及光束移位器32而具有光束移位器32A。光束移位器32A与上述实施方式的光束移位器32的不同点在于，取代背面32a而包含第1面30a。另外，光束移位器32A由例如蓝宝石或硼硅酸玻璃这样的透明材料构成。在本变形例所涉及的光模块1A中，光束移位器32A的第2面30b以相对于与向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴垂直的平面而朝向与底面2a相反侧的方式倾斜，因此从波长可变LD 20射出而射入至第2面30b的激光L1、L2，在光束移位器32内向底面2a侧折射。另外，第1面30a沿着第2面30b，因此从第1面30a射出的激光L1、L2向与底面2a的相反侧折射，与向第2面30b射入的激光L1、L2大致平行地行进。如上所述，光束移位器32A在向第2面30b射入的激光L1、L2的光轴和从第1面30a射出的激光L1、L2的光轴的高度之间赋予偏移，因此光模块1A能够得到与上述实施方式的效果相同的效果。另外，根据本变形例，能够省去将光束移位器32固定于玻璃板31的工序(具体地说，上述实施方式中的工序P2～P5)，因此能够容易地进行光模块1A的组装及设计。
(第2变形例)
在上述实施方式中，作为光模块1，例示出具有波长可变LD 20的半导体光模块，但在本变形例中，作为光模块1，例示出取代波长可变LD 20而具有受光元件(光半导体元件)的半导体光模块。在该情况下，光纤11将信号光射出，该信号光向受光元件射入。具体地说，从光纤11射出而射入至背面32a的信号光，在光束移位器32内向与底面2a的相反侧折射而向第2面30b射入。而且，从第2面30b射出的信号光向底面2a侧折射，与向背面32a射入的信号光大致平行地行进而向受光元件射入。如上所述，光束移位器32在向背面32a射入的信号光的光轴的高度和从第2面30b射出的信号光的光轴的高度之间赋予偏移。由此，即使受光元件及光纤11的光轴的相对于底面2a的高度相互存在偏差，也能够确保受光元件和光纤11之间的光学性耦合。因此，根据本变形例，能够得到与上述实施方式相同的效果。此外，在本变形例的光模块1的制造工序P6中，在框体2外设置试验光源，从该试验光源向框体2内射入试验光。由此，对准直透镜21、聚光透镜12及光纤11等各光学部件进行调芯及固定，使光纤11和受光元件光学性地耦合。
本发明的光模块及光模块的制造方法并不限定于上述的实施方式，也能够进行其它各种变形。例如，可以将上述的实施方式及各变形例根据必要的目的及效果而相互组合。另外，在上述实施方式及各变形例中，隔离器13收容在插座10内，但也可以是在玻璃板31的第1面30a直接粘贴的自保持型的隔离器，也可以安装在基座部件51。另外，在上述实施方式及各变形例中，例示出具有波长可变LD20或受光元件的半导体光模块，但本发明也能够应用于具有其它光半导体元件的半导体光模块。例如，也可以应用于作为光半导体元件而具有调制器(在一个例子中为多值调制器芯片)的半导体光模块。

Claims (5)

1.一种光模块，其具有：
光半导体元件，其具有第1光轴；
光部件，其具有第2光轴，与所述光半导体元件光耦合；以及
框体，其具有底面和侧壁，
所述底面和所述侧壁划分出对所述光半导体元件进行搭载的空间，
所述光部件及所述光半导体元件隔着所述侧壁而相对，
所述第1光轴的从所述底面算起的高度高于所述第2光轴的从所述底面算起的高度，
该光模块还在所述侧壁具有对所述第1光轴的高度和所述第2光轴的高度进行补偿的光轴调整部。
2.根据权利要求1所述的光模块，其中，
所述侧壁在所述第2光轴的位置具有开口，
所述光轴调整部配置在将所述开口堵塞的位置。
3.根据权利要求1或2所述的光模块，其中，
所述光轴调整部具有第1部件和第2部件，所述第1部件和所述第2部件一体化，所述第1部件安装于所述侧壁，
所述第2部件的折射率高于所述第1部件的折射率。
4.一种光模块的制造方法，其是权利要求3所述的光模块的制造方法，
该光模块的制造方法包含下述工序：
第1工序，将所述侧壁所具有的开口由所述第1部件堵塞，在所述光轴调整部对所述第1光轴的高度和所述第2光轴的高度进行补偿的位置，配置所述第1部件，在所述位置保持所述框体；
第2工序，对所述框体进行保持，并且在所述第1部件的表面涂敷粘接剂；以及
第3工序，对所述框体进行保持，并且将所述第2部件经由所述粘接剂而配置在所述表面上。
5.根据权利要求4所述的光模块的制造方法，其中，
在所述第3工序后，还包含第4工序，在该第4工序中在将所述表面水平地保持的状态下，使所述粘接剂硬化。
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