CN112424659B - 集成光模块的制造方法 - Google Patents

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Abstract

具备:多个光元件,处理相互不同的波长的光;多个准直透镜(104),分别设置于光元件,一端与光元件中的1个光元件的主面对置;光合波分波器,一端与各准直透镜(104)的另一端对置,利用通过空间光学系统实现的光的反射;耦合透镜(106),一端与光合波分波器的另一端对置;SMF(107),一端与耦合透镜(106)的另一端对置;以及透明的光学块(108),设置于各准直透镜(104)与光合波分波器之间的、该光合波分波器中的反射次数少的光路上。

Description

集成光模块的制造方法
技术领域
本发明涉及在许多通道中安装有光学系统的集成光模块的制造方法。
背景技术
在数据中心等中使用的光发送用的收发机(transceiver)包括搭载有LD(LaserDiode,激光二极管)的光发送模块和搭载有PD(Photo Diode,光电二极管)的光接收模块。
以往的10GbE(千兆位以太网)用的光发送模块具有1个通道。即,该光发送模块安装有1个LD,将以10Gbps调制的1个波的信号输出到1根SMF(单模光纤)。
另一方面,10km通信用途或者40km通信用途的100GbE用的光发送模块具有4个通道。即,该光发送模块安装有射出波长不同的4个LD,将以25Gbps调制的4个波的信号进行合成后输出到1根SMF。
另外,2km通信用途或者10km通信用途的400GbE用的光发送模块具有8个通道。即,该光发送模块安装有射出波长不同的8个LD,将基于25GBaud PAM4调制的50Gbps的8个波的信号进行合成后输出到1根SMF。另外,该光发送模块还有具有4个通道的例子。在该情况下,光发送模块安装有射出波长不同的4个LD,将基于50GBaud PAM4调制的100Gbps的4个波的信号进行合成后输出到1根SMF。
如以上那样,100GbE用或者400GbE用的光发送模块具有许多通道。因此,在该光发送模块中,为了小型化,一般将LD和对由该LD射出的光进行合波的光合波器集成到同一封装。光合波器有使用平面光电路的情况和使用由反射镜以及BPF(带通滤波器)等光学部件形成的空间光学系统的情况,后者在成本方面有利的情况较多。
以往的10GbE用的光发送模块仅具有1个通道,所以透镜和SMF的调芯容易。即,在该光发送模块中,作业者将透镜相对于LD而进行固定,进而以使耦合效率成为最大的方式调整SMF的位置即可。
另一方面,在100GbE用或者400GbE用的光发送模块中应用了使用空间光学系统的光合波器的情况下,需要在利用准直透镜根据LD的光生成准直波束并利用光合波器将该波束合波之后,经由耦合透镜而与SMF耦合。然而,在通过光合波器的合波而得到的准直波束中,发生波束偏心以及波束偏角。波束偏心是平行位置偏移,引起向SMF的光的入射角度偏移损失。另外,波束偏角是角度偏移,引起由针对SMF的聚光点偏移而导致的损失。
因此,即使假设针对某1个通道以使耦合效率成为最大的方式进行了调芯,也未必是针对其它通道而耦合效率成为最大。因此,在该光发送模块中,重要的是针对全部通道以使耦合效率成为最大的方式进行调芯。即,需要以使各通道的波束偏心以及波束偏角成为最小的方式调整准直透镜的位置和光合波器的角度,进而以使向SMF的耦合效率针对全部通道成为最大的方式调整耦合透镜的位置和SMF的位置。
另外,还知晓如下方法:通过从外部针对配置于光路上的液晶元件或者非线性光学元件提供操作信号,使光线方向(波束偏角以及准直的状态)变化(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2010-175875号公报
发明内容
然而,为了针对全部通道以使耦合效率成为最大的方式进行调芯,需要调整大量的部件(准直透镜、光合波器、耦合透镜以及SMF)的位置或者角度,装配工序的复杂化和生产节拍成为课题。
另外,在专利文献1公开的方法中,对耦合效率的提高会有一定的效果。然而,该方法由于需要来自外部的操作信号,并且需要对其进行响应的特殊的元件,所以存在成为高成本这样的课题。
此外,以上说明了光发送模块,但光接收模块也是同样的。
本发明是为了解决如上所述的课题而完成的,其目的在于提供一种具有许多通道的集成光模块的制造方法,无需调整光合波分波器以及耦合透镜的位置以及角度,而能够实现针对全部通道的高耦合效率。
本发明所涉及的集成光模块的制造方法的特征在于,
该集成光模块具备:
多个光元件,处理相互不同的波长的光;
多个准直透镜,分别设置于光元件,准直透镜的一端与光元件中的1个光元件的主面对置;
光合波分波器,一端与准直透镜的另一端对置,利用通过空间光学系统实现的光的反射;
耦合透镜,一端与光合波分波器的另一端对置;
单模光纤,一端与耦合透镜的另一端对置;以及
透明的光学块,设置于准直透镜与光合波分波器之间的、该光合波分波器中的反射次数少的光路上,
所述集成光模块的制造方法具有:
第1步骤,固定光合波分波器;
第2步骤,在第1步骤之后,针对每个光路调整准直透镜的位置及单模光纤的位置,实测针对该准直透镜的移动量而使耦合效率成为最大的单模光纤的移动量;
第3步骤,根据第2步骤中的实测结果,计算波束偏心的最大值成为最小的单模光纤的位置及光学块的角度;以及
第4步骤,根据第3步骤中的计算结果,调整并固定准直透镜的位置、单模光纤的位置及光学块的角度。
根据本发明,如上所述构成,所以在具有许多通道的集成光模块中,无需调整光合波分波器以及耦合透镜的位置以及角度,而能够实现针对全部通道的高耦合效率。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的光发送模块的结构例的俯视图(具有4个通道的情况)。
图2是示出本发明的实施方式1所涉及的光发送模块的其它结构例的俯视图(具有4个通道的情况)。
图3是示出在图1、图2所示的集成光模块(没有光学块的情况)中以使向SMF的光的入射角度偏移损失成为最小的方式调整准直透镜的位置的情况下的每个通道的耦合效率的图。
图4是示出在图1、图2所示的集成光模块(没有光学块的情况)中相对于针对全部通道使耦合效率成为最大的SMF的位置而调整准直透镜的位置的情况下的每个通道的耦合效率的图。
图5是示出在图1、图2所示的集成光模块(有光学块的情况)中相对于针对全部通道使耦合效率成为最大的SMF的位置而调整准直透镜的位置的情况下的每个通道的耦合效率的图。
图6是示出本发明的实施方式1所涉及的光发送模块的制造方法例的流程图。
图7是示出本发明的实施方式2所涉及的光发送模块的结构例的俯视图(具有4个通道的情况)。
图8是示出本发明的实施方式2所涉及的光发送模块的其它结构例的俯视图(具有4个通道的情况)。
图9是示出本发明的实施方式3所涉及的光发送模块的结构例的俯视图(具有4个通道的情况)。
(符号说明)
101、101b:封装;102、102b:馈通部(feedthrough);103:LD(发光元件);104:准直透镜;105:光合波器(光合波分波器);106、106b:耦合透镜;107:SMF;108:光学块;109:载体;1011:嵌入部;1021:导电部;1051:保持器;1052:反射镜;1053:BPF。
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本发明的实施方式。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的光发送模块的结构例的俯视图。以下,作为集成光模块(光发送接收模块)的一个例子,使用光发送模块进行说明。另外,以下作为一个例子示出光发送模块具有4个通道的情况。
光发送模块如图1所示,具备封装101、馈通部102、多个LD(发光元件)103、多个准直透镜104、光合波器(光合波分波器)105、耦合透镜106、SMF107以及光学块108。图1所示的光发送模块将LD103以及准直透镜104各具有4个。
封装101是安装有光学部件(LD103、准直透镜104、光合波器105以及光学块108)的框体。在图1中,封装101由金属部件构成。另外,在图1中示出将封装101的一部分去掉的状态,示出光发送模块的内部。
馈通部102能够从封装101的外部经由导电部1021,针对安装于封装101的内部的LD103进行供电。
多个LD103是发出相互不同的波长的光的光元件。
准直透镜104分别安装于各LD103,一端与LD103的发光面(主面)对置。该准直透镜104根据由对置的LD103发出的光而生成准直波束并射出。
在图1中,在封装101内设置的载体109上的第0通道(L0)至第3通道(L3)中分别安装有光学系统(LD103以及准直透镜104)。
光合波器105的一端与各准直透镜104的另一端对置,将由各准直透镜104射出的准直波束进行合波。该光合波器105是利用通过空间光学系统实现的光的反射的光合波器。图1所示的光合波器105包括保持器1051、反射镜1052以及多个BPF1053。
反射镜1052在保持器1051的一端(耦合透镜106侧),粘接到除了与光合波器105的射出端对应的通道(在图1中L0)以外的通道。该反射镜1052将从某个通道入射的光,反射到位于与该通道相邻的通道的BPF1053侧。
多个BPF1053在保持器1051的另一端(准直透镜104侧),粘接到除了从与光合波器105的射出端对应的通道最远离的通道(在图1中L3)以外的通道。该BPF1053仅使从所粘接的通道入射的光透射,并将其以外的波长的光进行反射。
耦合透镜106的一端与光合波器105的另一端对置,将通过光合波器105的合波而得到的准直波束进行聚光。
SMF107的一端与耦合透镜106的另一端对置,被入射由耦合透镜106聚光的准直波束。
光学块108设置于各准直透镜104与光合波器105之间的、光合波器105中的反射次数最少的光路上。在图1中,光学块108设置于L0的光路上。该光学块108是能够根据安装角度来调整波束偏心的部件,是平行平板形状的透明的部件。在此,透明意味着光的透射率是25%以上,作为光学块108例如使用玻璃或者树脂等。
此外,通常而言光学块108的折射率并非是1。因此,在空间中传输的准直波束入射到光学块108时,在光学块108中发生菲涅尔反射,成为使光学块108的透射率降低的主要原因。因此,光学块108也可以在入射侧以及射出侧使用无反射涂层。
另外,也可以以固定(无源(passively)调芯)光合波器105为目的,在封装101中设置有对准标志。
另外,也可以以固定(无源调芯)耦合透镜106为目的,如图2所示在封装101中设置有嵌入部1011。在该情况下,耦合透镜106通过嵌入到嵌入部1011而安装于封装101。
另外,在图1、图2中,示出光发送模块具有4个通道的情况,但也可以通过增加LD103、准直透镜104以及BPF1053的数量而使通道的数量成为4个以上。
另外,在图1、图2中,作为集成光模块而示出光发送模块。另一方面,在集成光模块是光接收模块的情况下,在图1、图2中,LD103被变更为PD(受光元件),光合波器105被变更为光分波器(光合波分波器)。此外,多个PD是接收相互不同的波长的光的光元件。另外,光分波器分配从耦合透镜106入射的波束并分别射出到各准直透镜104。
接下来,说明实施方式1所涉及的光发送模块的动作例。
在实施方式1所涉及的光发送模块中,首先在各通道中LD103发出光,准直透镜104根据由LD103发出的光,生成准直波束。
接下来,光合波器105将由各通道的准直透镜104生成的准直波束进行合波。此时,在光合波器105中,反射镜1052将所入射的准直波束反射到位于相邻的通道的BPF1053侧。另外,各BPF1053将从各通道的准直透镜104入射的准直波束和由反射镜1052反射的准直波束进行聚束。在此,将波束进行聚束意味着使各通道的波束偏心以及波束偏角相同(包括大致相同的含义)。
接下来,耦合透镜106将通过光合波器105的合波而得到的准直波束进行聚光而耦合到SMF107。
在此,除了由于预先安装的LD103的位置偏移以及角度偏移而发生波束偏心以外,还由于准直透镜104的位置偏移以及光合波器105的角度偏移而发生波束偏心。
另外,由于准直透镜104的位置偏移而发生波束偏角。
另一方面,在以往的调芯方法中,需要以使波束偏角成为最小的方式调整准直透镜的位置,以使波束偏心成为最小的方式调整光合波器的角度,而且针对全部通道以使向SMF的耦合效率成为最大的方式调整耦合透镜的位置和SMF的位置。
相对于此,在实施方式1所涉及的光发送模块中,光合波器105的角度以及耦合透镜106的位置不用调整(有源调芯)而固定(无源调芯)。
假设在实施方式1所涉及的光发送模块中没有光学块108的情况下,仅由准直透镜104和SMF107进行调芯。另外,在不调整光合波器105的角度的情况下,能够仅通过调整准直透镜104的位置来实现波束偏心的调整。另一方面,在不调整而固定耦合透镜106的位置的情况下,通常相对设计中心,在与光轴垂直的方向上(图1的XY面内)产生±150μm程度的安装偏移。并且,由于不调整耦合透镜106的位置,所以关于波束偏心的调整,如以往那样只是考虑通道之间的偏差是不够的。即,为了抑制向SMF107的光的入射角度偏移损失,需要在全部通道中使波束相对耦合透镜106的绝对位置对准。以下,说明准直透镜104的XZ面内的位置的调整,但关于YZ面内的位置的调整也是同样的。
图3示出以使向SMF107的光的入射角度偏移损失成为最小的方式调整准直透镜104的位置的情况下的每个通道的耦合效率。在图3中,横轴表示SMF107的位置(相对X坐标),纵轴表示耦合效率。
在图3中,将设置于L0的LD103的X方向安装偏移设为0,将设置于L1的LD103的X方向安装偏移设为-20μm,将设置于L2的LD103的X方向安装偏移设为+20μm,将设置于L3的LD103的X方向安装偏移设为-30μm。另外,在图3中,将SMF107的XZ面内的角度偏移设为-0.5°,将SMF107的从耦合透镜106的焦距起的Z方向(光轴方向)上的偏移量设为+60μm。并且,设想在该条件下,以使波束的绝对位置对准发生了安装偏移的耦合透镜106的方式,调整准直透镜104的位置。
在该情况下,耦合效率成为最大的SMF107的位置(以下称为峰值调芯坐标)在各通道中出现偏差。这是因为,如果想要仅通过准直透镜104的位置调整而使波束偏心成为最小,则波束偏角不会成为0。即,其原因为,通道编号越小(例如L0),则光合波器105中的反射次数越少,波束的相同的位置移动量所需的准直透镜104的移动量越大,其结果,波束的角度移动量变大,峰值调芯坐标的偏移量变大。这导致各通道的峰值调芯坐标的偏差。为了针对全部通道而高效地耦合到SMF107,需要以使各通道的峰值调芯坐标一致(包含大致一致的含义)的方式调整准直透镜104的位置。如果使准直透镜104的位置在X方向上移动,则由于波束的角度移动而引起聚光点坐标的移动,其结果能够实现峰值调芯坐标的移动,能够对准到某一个位置(以下称为坐标目标)。
图4示出相对于针对全部通道使耦合效率成为最大的SMF107的位置而调整了准直透镜104的位置的情况下的每个通道的耦合效率。在图4中,横轴表示SMF107的位置(相对X坐标),纵轴表示耦合效率。另外,在图4中,Xf表示SMF107的坐标目标,设为Xf=-8μm。
在该情况下,向SMF107的光的入射角度偏移损失在各通道中出现偏差。这是因为,通道编号越大(例如L3),则光合波器105中的反射次数越大,即使在准直透镜104的相同的移动量下,由其引起的波束的位置移动量也变得更大,与其相伴地使向SMF107的光的入射角度偏移损失变得更大。而且,在SMF107相对耦合透镜106的焦距而在+Z方向上偏移的情况下,波束的位置移动以使由波束的角度移动引起的峰值调芯坐标的移动量降低的方式发挥作用。因此,为了得到期望的峰值调芯坐标的移动量,需要更大的准直透镜104的位置移动,这导致向SMF107的光的入射角度偏移损失增大。
根据以上,合适的SMF107的坐标目标相比于以使向SMF107的光的入射角度偏移损失成为最小的方式进行了调芯时(图3)的各通道的峰值调芯坐标的平均,更接近针对通道编号大的通道的峰值调芯坐标(图4)。另一方面,针对通道编号小的通道的峰值调芯坐标的偏移量大,所以在进行以峰值调芯坐标的移动为目的的准直透镜104的移动的情况下,所要求的移动量大,向SMF107的光的入射角度偏移损失无法忽略。
另外,即便以使耦合效率曲线的峰值匹配SMF107的坐标目标的方式调整准直透镜104的位置,也由于向SMF107的光的入射角度偏移损失,耦合效率未必成为最大,而有时耦合效率变小(参照图4的L0以及L3)。
图5示出在如实施方式1所涉及的光发送接收模块那样有光学块108的情况下相对于针对全部通道使耦合效率成为最大的SMF107的位置而调整了准直透镜104的位置时的每个通道的耦合效率。在图5中,横轴表示SMF107的位置(相对X坐标),纵轴表示耦合效率。
在图5中,设想以使相对Z方向的朝向成为θ=-15°的方式配置了厚度为d=0.5mm且折射率为n=1.5的光学块108(BK7)的情况。
在此,最佳的SMF107的坐标目标为Xf=-6μm。另外,根据斯涅耳定律(Snell'slaw),能够用下式(1)来计算利用光学块108的波束偏心的校正量。在式(1)中,Dc是波束偏心的校正量。另外,在图5的情况下,波束偏心的校正量为Dc=-44.8μm。
Dc=d/cos{Sin-1(sinθ/n)}×sin{θ-Sin-1(sinθ/n)} (1)
并且,在L0中,通过应用光学块108的几十微米的波束偏心校正,能够使针对L0的峰值调芯坐标接近针对通道编号大的通道的峰值调芯坐标。如上所述,通道编号越小,则与利用准直透镜104的移动实现的峰值调芯坐标的移动相伴的向SMF107的光的入射角度偏移损失越小。因此,即便是能够实现几十微米程度的波束偏心校正的光学块108,也对于降低向SMF107的光的入射角度偏移损失有较大的效果。其结果,使针对L0的峰值调芯坐标接近针对通道编号大的通道的峰值调芯坐标,也能够维持较高的耦合效率。
根据以上,通过使SMF107的坐标目标接近针对通道编号大的通道的峰值调芯坐标,能够降低关于通道编号大的通道要求的峰值调芯坐标的移动量,能够减小向SMF107的光的入射角度偏移损失。另外,通过使用光学块108来降低全部通道中的向SMF107的光的入射角度偏移损失,从而即便以使各通道的耦合效率曲线的峰值匹配SMF107的坐标目标的方式调整准直透镜104的位置,也能够满足耦合效率的最大条件。
接下来,参照图6,说明实施方式1所涉及的集成光模块的制造方法。
在集成光模块的制造方法中,如图6所示,作业者首先固定(无源调芯)耦合透镜106(步骤ST1)。
接下来,作业者固定(无源调芯)光合波器105(步骤ST2)。
此外,在图6中,示出作业者在固定耦合透镜106之后固定光合波器105的情况。然而,不限于此,作业者也可以在固定光合波器105之后固定耦合透镜106。
接下来,作业者针对每个通道(每个光路)调整(有源调芯)准直透镜104的位置以及SMF107的位置,实测相对准直透镜104的移动量的峰值调芯坐标的移动量(步骤ST3、ST4)。
接下来,作业者根据步骤ST4中的实测结果,计算波束偏心的最大值成为最小的SMF107的坐标目标以及光学块108的角度(步骤ST5)。
接下来,根据步骤ST5中的计算结果,作业者调整并固定准直透镜104的位置以及SMF107的位置(步骤ST6)。
接下来,作业者调整并固定光学块108的角度(步骤ST7)。
此外,在图6中,示出作业者在调整并固定准直透镜104的位置以及SMF107的位置之后调整并固定光学块108的角度的情况。然而,不限于此,调整并固定准直透镜104的位置的工序、调整并固定SMF107的位置的工序以及调整并固定光学块108的角度的工序的顺序可适当地调换。
在此,将第i个通道中的准直透镜104的位置设为xi,将针对第i个通道的SMF107的峰值调芯坐标设为Xi。另外,将准直透镜104的焦距设为f0,将耦合透镜106的焦距设为f1。另外,将由于xi而产生的波束偏心设为Ci,将SMF107的从f1起的光轴方向上的偏移量设为Z。在该情况下,下式(2)成立。此外,在式(2)中假设SMF107和LD103的光点尺寸比等于f1/f0
Figure GDA0002891037010000111
另外,将通过步骤ST3中的调整而找出的Xi的值设为Xi p,将xi的值设为xi p。另外,将SMF107的坐标目标设为Xf。在该情况下所需的峰值调芯坐标的移动量用下式(3)来表示。此外,在式(3)中,δXi shift是所需的峰值调芯坐标的移动量。Dc i是第i个通道中的偏心校正量,关于配置光学块108的通道,等于Dc的值,关于未配置光学块108的通道,等于0的值。
Figure GDA0002891037010000121
在该情况下,由于δXi shift而产生的波束偏心量利用下式(4)来表示。此外,在式(4)中,δCi shift是波束偏心量。
Figure GDA0002891037010000122
在此,在图1所示的光合波器105中,
Figure GDA0002891037010000123
是不依赖于xi的常数,将其设为Ci’。另外,如果将Z设为固定,则根据式(2)以及以上,
Figure GDA0002891037010000124
也成为常数,将其设为Xi’。在该情况下,式(4)成为如下式(5)所示。
δCi shift=(Ci’/Xi’)×δXi shift+Dc i (5)
在式(5)中,Ci’是由光路长度、向BPF1053的光的入射角度以及反射镜1052与BPF1053之间的尺寸而决定的,但它们通常作为设计值是已知的,所以成为既知的值。另一方面,SMF107的从f1起的光轴方向上的偏移量即Z通常难以知晓,所以仅Xi’成为未知量。因此,作业者通过比较通过步骤ST4中的实测而得到的值和式(2),从而知晓Xi’。
另外,如式(5)所示,δCi shift依赖于Xf,所以在步骤ST5中,能够计算|δCi shift|的最大值成为最小的Xf和Dc i。这对应于找出在通道之间取得向SMF107的光的入射角度偏移损失的平衡并且使全部通道的耦合效率成为最大的SMF107的位置和光学块108的角度。
另外,关于固定准直透镜104的位置,既可以使用从下式(6)得到的值,也可以通过将SMF107固定为坐标目标而调整(有源调芯)准直透镜104的位置来决定。xi opt表示固定准直透镜104的位置。
xi opt=xi p+δXi shift/Xi’ (6)
接下来,示出实施方式1所涉及的光发送模块的效果。
在实施方式1所涉及的光发送模块中,即使在对光合波器105以及耦合透镜106进行了无源调芯的情况下,也能够抑制向SMF107的光的入射角度偏移损失的通道之间的偏差,得到高的耦合效率。此时,在实施方式1所涉及的光发送模块中,能够以使各通道的耦合效率曲线的峰值匹配SMF107的坐标目标的方式进行调芯。因此,在实施方式1所涉及的光发送模块中,微分系数小,所以能够减小与准直透镜104的经年位置变化对应的耦合效率的变化,得到高可靠性。因此,在实施方式1所涉及的光发送模块中,能够减少实施有源调芯的部件,能够实现装配工序的简化和生产节拍降低。另外,在实施方式1所涉及的光发送模块中,通过光学块108的角度调整而得到上述效果,无需使用来自外部的操作信号或者对其进行响应的特殊的元件而能够实现高耦合效率,所以能够解决成本的课题。
如以上那样,根据本实施方式1,集成光模块具备:多个光元件,处理相互不同的波长的光;多个准直透镜104,分别设置于光元件,一端与光元件中的1个光元件的主面对置;光合波分波器,一端与各准直透镜104的另一端对置,利用通过空间光学系统实现的光的反射;耦合透镜106,一端与光合波分波器的另一端对置;SMF107,一端与耦合透镜106的另一端对置;以及透明的光学块108,设置于各准直透镜104与光合波分波器之间的光路上,且该光路是该光合波分波器中的反射次数少的光路。由此,实施方式1所涉及的集成光模块无需调整光合波分波器以及耦合透镜106的位置以及角度,而能够实现针对全部通道的高耦合效率。
实施方式2.
图7是示出本发明的实施方式2所涉及的光发送模块的结构例的俯视图。在该图7所示的实施方式2所涉及的光发送模块中,相对图1所示的实施方式1所涉及的光发送模块,设置有2个光学块108。其它结构相同,附加同一符号而省略其说明。
光学块108分别设置于各准直透镜104与光合波器105之间的、光合波器105中的反射次数最少的光路上以及反射次数第2少的光路上。
在实施方式2所涉及的光发送模块中,通过将光学块108除了L0的光路上以外还安装到L1的光路上,从而能够利用光学块108来调整针对L0以及L1的波束偏心。因此,在实施方式2所涉及的光发送模块中,在以使峰值调芯坐标移动而与SMF107的坐标目标对准的方式调整准直透镜104的位置的情况下,不仅是L0,而且针对L1,也降低向SMF107的光的入射角度偏移损失。
此外,以上作为集成光模块的一个例子而示出光发送模块,但关于光接收模块也是同样的。
如以上那样,根据本实施方式2,光学块108分别设置于光合波分波器中的反射次数最少的光路上以及反射次数第2少的光路上。由此,实施方式2所涉及的集成光模块除了实施方式1所示的效果以外,还能够进一步抑制通道之间的耦合效率的偏差,能够实现更高的耦合效率。
此外,以上示出在L0和L1的光路上分别设置有光学块108的情况。然而,不限于此,光学块108设置于各准直透镜104与光合波分波器之间的、光合波分波器中的反射次数少的光路上即可。
另外,以上示出光学块108分别设置于多个光路上的情况。然而,不限于此,也可以例如如图8所示,在多个光路上设置有1个光学块108。在图8中,在L0和L1的光路上设置有1个光学块108。
实施方式3.
图9是示出本发明的实施方式3所涉及的光发送模块的结构例的俯视图。在该图9所示的实施方式3所涉及的光发送模块中,相对图1所示的实施方式1所涉及的光发送模块,将封装101、馈通部102以及耦合透镜106变更为封装101b、馈通部102b以及耦合透镜106b。其它结构相同,附加同一符号而省略其说明。
封装101b通过玻璃或者树脂模具构成。
馈通部102b与封装101b一体成型。
耦合透镜106b与封装101b一体成型。
此外,封装101b、馈通部102b以及耦合透镜106b的功能分别与实施方式1中的封装101、馈通部102以及耦合透镜106相同。
另外,在实施方式3所涉及的光发送模块的制造方法中,省略图6所示的流程图中的步骤ST1的工序(耦合透镜106的固定工序)。
在此,在以往的具有许多通道的光发送模块中,需要进行耦合透镜的位置调整,所以无法使封装和耦合透镜一体成型,存在成本变高这样的课题。相对于此,在实施方式3所涉及的光发送模块中,与实施方式1同样地不需要进行耦合透镜106b的位置调整,所以封装101b和耦合透镜106b能够一体成型。其结果,实施方式3所涉及的光发送模块能够实现低成本化。
此外,以上作为集成光模块的一个例子而示出光发送模块,但关于光接收模块也是同样的。
此外,本申请发明能够在本发明的范围内实现各实施方式的自由的组合、或者各实施方式的任意的构成要素的变形、或者各实施方式中的任意的构成要素的省略。
产业上的可利用性
本发明所涉及的集成光模块是具有许多通道的集成光模块,无需调整光合波分波器以及耦合透镜的位置以及角度,而能够实现针对全部通道的高耦合效率,适用于在许多通道中安装有光学系统的集成光模块等。

Claims (1)

1.一种集成光模块的制造方法,其特征在于,
所述集成光模块具备:
多个光元件,处理相互不同的波长的光;
多个准直透镜,分别设置于所述光元件,所述准直透镜的一端与所述光元件中的1个光元件的主面对置;
光合波分波器,一端与所述准直透镜的另一端对置,利用通过空间光学系统实现的光的反射;
耦合透镜,一端与所述光合波分波器的另一端对置;
单模光纤,一端与所述耦合透镜的另一端对置;以及
透明的光学块,设置于所述准直透镜与所述光合波分波器之间的、该光合波分波器中的反射次数少的光路上,
所述集成光模块的制造方法具有:
第1步骤,固定所述光合波分波器;
第2步骤,在所述第1步骤之后,针对每个光路调整所述准直透镜的位置及所述单模光纤的位置,实测针对该准直透镜的移动量而使耦合效率成为最大的所述单模光纤的移动量;
第3步骤,根据所述第2步骤中的实测结果,计算波束偏心的最大值成为最小的所述单模光纤的位置及所述光学块的角度;以及
第4步骤,根据所述第3步骤中的计算结果,调整并固定所述准直透镜的位置、所述单模光纤的位置及所述光学块的角度。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109031549B (zh) * 2018-08-31 2019-11-19 武汉联特科技有限公司 光发射组件以及光模块
JP6804698B1 (ja) * 2020-02-21 2020-12-23 三菱電機株式会社 集積光モジュール
CN113534349A (zh) * 2021-07-22 2021-10-22 成都光创联科技有限公司 一种多通道高速器件准直光路的校正方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61103110A (ja) * 1984-10-26 1986-05-21 Hitachi Ltd 光合分波器
JP2005309370A (ja) * 2003-10-27 2005-11-04 Nec Tokin Corp 光モジュール、光合分波器及びそれを用いた光合分波ユニット
WO2008012200A2 (de) * 2006-07-22 2008-01-31 Cube Optics Ag Optische filtereinheit mit kompensierung
CN101442185A (zh) * 2007-10-22 2009-05-27 株式会社日立制作所 光收发模块
CN101458370A (zh) * 2007-10-12 2009-06-17 日立通讯技术株式会社 光模块
CN101918872A (zh) * 2007-12-26 2010-12-15 株式会社日立制作所 光收发模组
JP2011209367A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Mitsubishi Electric Corp 光合分波器、及びその製造方法
CN104345409A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 三菱电机株式会社 波分复用传输装置的制造方法、波分复用传输装置
CN106291836A (zh) * 2015-05-27 2017-01-04 合钧科技股份有限公司 混合集成式光学次模块
CN107102405A (zh) * 2016-02-19 2017-08-29 深圳新飞通光电子技术有限公司 一种带光束调整器的光发射组件、光接收组件及光模块
CN107250866A (zh) * 2015-03-05 2017-10-13 三菱电机株式会社 光合波器的制造方法以及制造装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9828330D0 (en) * 1998-12-22 1999-02-17 Northern Telecom Ltd Dielectric optical filter network
US20080013955A1 (en) 2004-05-26 2008-01-17 Hoya Corporation Optical Module and Optical Wavelength Multiplexing and Demultiplexing Device
US7674999B2 (en) * 2006-08-23 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Fast axis beam profile shaping by collimation lenslets for high power laser diode based annealing system
JP2010175875A (ja) 2009-01-30 2010-08-12 Opnext Japan Inc 光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法
US8488244B1 (en) * 2010-07-12 2013-07-16 Alliance Fiber Optic Products, Inc. Ultra compact optical multiplexer or demultiplexer
US9350454B2 (en) * 2011-01-21 2016-05-24 Finisar Corporation Multi-laser transmitter optical subassembly
US9746412B2 (en) * 2012-05-30 2017-08-29 Iris International, Inc. Flow cytometer
US9780882B2 (en) * 2014-05-13 2017-10-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transmitter module having multiple signal lanes
WO2018088537A1 (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 三菱電機株式会社 集積型光モジュールの光軸調整方法、製造方法、および光軸調整装置
JP6865658B2 (ja) 2017-09-07 2021-04-28 三菱電機株式会社 光モジュールの製造方法および製造装置
JP7050480B2 (ja) 2017-12-19 2022-04-08 三菱電機株式会社 光モジュールの製造方法及び光モジュール製造装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61103110A (ja) * 1984-10-26 1986-05-21 Hitachi Ltd 光合分波器
JP2005309370A (ja) * 2003-10-27 2005-11-04 Nec Tokin Corp 光モジュール、光合分波器及びそれを用いた光合分波ユニット
WO2008012200A2 (de) * 2006-07-22 2008-01-31 Cube Optics Ag Optische filtereinheit mit kompensierung
CN101458370A (zh) * 2007-10-12 2009-06-17 日立通讯技术株式会社 光模块
CN101442185A (zh) * 2007-10-22 2009-05-27 株式会社日立制作所 光收发模块
CN101918872A (zh) * 2007-12-26 2010-12-15 株式会社日立制作所 光收发模组
JP2011209367A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Mitsubishi Electric Corp 光合分波器、及びその製造方法
CN104345409A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 三菱电机株式会社 波分复用传输装置的制造方法、波分复用传输装置
CN107250866A (zh) * 2015-03-05 2017-10-13 三菱电机株式会社 光合波器的制造方法以及制造装置
CN106291836A (zh) * 2015-05-27 2017-01-04 合钧科技股份有限公司 混合集成式光学次模块
CN107102405A (zh) * 2016-02-19 2017-08-29 深圳新飞通光电子技术有限公司 一种带光束调整器的光发射组件、光接收组件及光模块

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