JP2000196538A - 送受一体型光学系ユニット - Google Patents

送受一体型光学系ユニット

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JP2000196538A
JP2000196538A JP10371028A JP37102898A JP2000196538A JP 2000196538 A JP2000196538 A JP 2000196538A JP 10371028 A JP10371028 A JP 10371028A JP 37102898 A JP37102898 A JP 37102898A JP 2000196538 A JP2000196538 A JP 2000196538A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より少ない部品点数、製造工数で、且つ接続
損が少ない送受一体型光学系ユニットを得る。 【解決手段】 Si基板4の一方の側面AにV字状のV
溝10を構成し側面Aに発光素子6を実装し、他方の側
面BにV溝10を構成し側面Bに受光素子7を実装す
る。さらに、発光素子6へ接続された送信用光ファイバ
と受光素子へ接続された受光用光ファイバとを一体にモ
ールドし、送信用光ファイバおよび受光用光ファイバの
それぞれのモールド側の光ファイバの先端の端面を送受
光端部とし、光コネクタを構成する。よって、基板を、
送受両光ファイバの間隔と、光コネクタのファイバの間
隔が等しくなるような厚みとすれば、ファイバ間隔調整
用のポリマー光導波路が不要になる。このため、光ファ
イバにストレスを加えることなく、接合箇所のない一体
型で構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レセプタクル対応
光トランシーバ用の送受一体型光学系ユニットに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、送受一体型光学系ユニットは、例
えば、レセプタクル対応光トランシーバ用として構成さ
れる。このように、光ファイバを用いたデータ通信の分
野において、送信機能および受光機能を一体化した光ト
ランシーバが広く用いられている。特に、オプトコム
(98年4月号、P60)に示されるように、小型の2
芯アレイ端末(例えば、IEC874−16に規定のM
Tフェルール)に対応したレセプタクル対応小型光トラ
ンシーバの開発が進められている。
【0003】一方、Si基板上に光半導体素子を実装
し、更に、Si基板に設けられたV溝にファイバを実装
することで、光半導体素子とファイバを光学的結合を行
う光学系ユニットがある。このような光学系ユニットの
構造は、’95年電子情報通信学会エレクトロニクスソ
サイエティ大会講演集、蔵田他「表面実装型光モジュー
ルの開発」(講演番号SC−1−12)に示されてい
る。
【0004】上記のレセプタクル対応小型光トランシー
バにこの光学系ユニットを適用する場合、MTフェルー
ルのファイバ間隔が0.75mmと非常に狭い。このた
め、同一Si基板上に2本のV溝と発光および受光光半
導体素子とを実装するのは、構造が複雑になり困難であ
る。更に、送信部と受光部の距離が近いため、電気的な
クロストークが発生し易いという問題もある。
【0005】従来は、上記の課題を解決するため、IEEE
Proceedings of the 46th Elec,Comp.and Tech.Conf.,
K.H.Hahn他(pp301-307) に示されるように、間隔調整用
ポリマ光導波路を介して光コネクタと光学系ユニット間
を光学的に結合している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の方法では、部品点数が増え、製造工数が増え、更
に、接続箇所が一か所増える。こため、接続損が発生す
る問題点がある。なお、電気クロストークの改善効果は
生じ無い消極的な問題点もある。
【0007】本発明は、より少ない部品点数、製造工数
で、且つ接続損が少ない送受一体型光学系ユニットを提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の送受一体型光学系ユニットは、所定の基板
の側面AにV字状のV溝を構成し所定の基板の側面Aに
実装された発光素子と、所定の基板の側面BにV字状の
V溝を構成し所定の基板の側面Bに実装された受光素子
と、発光素子へ接続された発光用光ファイバと受光素子
へ接続された受光用光ファイバとを一体にモールドし、
発光用光ファイバおよび受光用光ファイバのそれぞれの
モールド側の光ファイバの先端の端面を送受光端部とし
た光コネクタと、を有して構成されたことを特徴として
いる。
【0009】上記の所定の基板の側面Aと所定の基板の
側面Bとは同一基板の対向する両側面であるとするか、
または、側面Aの所定の基板と側面Bの所定の基板は異
なる二つの基板であり、それぞれの他方の基板面は相互
に接合されているとするとよい。
【0010】また、所定の基板はSi基板であり、この
Si基板の側面の厚さを調整することで、送受光用光フ
ァイバの間隔を光コネクタで必要とされるファイバ間隔
と一致させるとよい。
【0011】さらに、上記の相互に接合された基板面は
メタライズ処理がされ、このメタライズ処理された側面
は電導性を有し接地接続が可能に構成され、所定の基板
の側面Aおよび側面Bと直角方向の側面は、所定のパッ
ケージのパッケージ底面へ接合固定して構成され、パッ
ケージ底面は電導性を有し、このパッケージ底面へ接地
接続して構成されているとよい。
【0012】なお、上記のモールド側の送受光端部の近
傍にファイバの位置決め用のガイドピンをさらに有して
構成するとよい。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
による送受一体型光学系ユニットの実施の形態を詳細に
説明する。図1から図5を参照すると本発明の送受一体
型光学系ユニットの実施形態が示されている。
【0014】(実施形態1)図1および図2は、本実施
形態の構成例を示す外観斜視図であり、図1が発光側、
図2が受光側の外観構造を示している。
【0015】図1および図2を参照すると、本実施形態
1の送受信一体型光学系ユニットは、MT型フェルール
1、送信用光ファイバ2、受信用光ファイバ3、Si基
板4、ファイバ押さえ5、送信用の発光素子6、受信用
の受光素子7、およびパッケージ底面8を有して構成さ
れる。
【0016】図1および図2において、発光素子6およ
び受信用の受光素子7を実装したSi基板4の両側面に
設けられたV溝10に、送信用光ファイバ2および受信
用光ファイバ3を固定する。この時、Si基板4の側面
の厚さを調整し、送信用ファイバ2と受信用ファイバ3
との間隔を、MT型フェルール1に定められているファ
イバ間隔に合わせる。このことで、送信用光ファイバ2
および受信用光ファイバ3に容易にMT型フェルール1
をモールド形成できる。
【0017】MT型フェルール1は、送信用光ファイバ
2および受信用光ファイバ3をエポキシ樹脂でモールド
し、端面研磨されている。また、ファイバ位置決め用ガ
イドピン9が設けられている。
【0018】Si基板4の両側面には、発光素子6と受
光素子7とがそれぞれ実装され、更に、ファイバ実装用
のV溝10が設けられ、送信用ファイバ2および受信用
ファイバ3がそれぞれ実装されている。なお、発光素子
6および受光素子7は、送信用光ファイバ2および受信
用光ファイバ3とそれぞれ光学的に直接結合されてい
る。
【0019】更に、Si基板4は、V溝10の設けられ
ていない面11がメタライズされており、この面11と
パッケージ底面8をハンダ固定することで、パッケージ
底面8へ実装されている。
【0020】次に図1および図2を用いて、本発明の動
作例の説明を行う。まず、予め発光素子6および受光素
子7を実装したSi基板4の両側面に設けられたV溝1
0に、送信用光ファイバ2と受信用光ファイバ3とをフ
ァイバ押さえ5を用いてそれぞれ実装する。更に、送信
用光ファイバ2と受信用光ファイバ3の先端を、エポキ
シ系樹脂でモールドする。さらに、端面をモールド樹脂
ごと研磨し、ガイドピン9を取り付けることでMTフェ
ルール1を形成し、小型光トランシーバ用の送受一体型
光学系ユニットを形成する。
【0021】この際、Si基板4は、V溝10に搭載さ
れた送信用ファイバ2および受光用ファイバ3の間隔
と、MTフェルールのファイバの間隔に等しくなるよう
な厚みで製作されている。そのため、容易に送信用ファ
イバ2と受信用ファイバ3の先端にMTフェルール1を
モールド形成することができる。
【0022】図1および図2に示すファイバ実装用Si
基板の効果は次のようになる。第一に、光学系ユニット
のファイバ間隔がMTフェルールのファイバ間隔と等し
い。このため、光学系ユニット部のファイバにMTフェ
ルールを直接モールド可能となる。そのため、ファイバ
間隔調整用のポリマー光導波路が不要になり、構造が簡
潔になる。更に、ポリマー導波路を用いた場合と比較し
て、光学系ユニット部とファイバにMTフェルールとの
間における接続点が一か所減る。このため、光半導体素
子とMTフェルール間の接続損失を減らすことができ、
高光出力化および高受光感度化が可能となる。
【0023】第二に、発光素子を含む送信部分と受光素
子を含む受光部分間にSi基板が存在する。このため、
送信−受光間の電気的クロストークの改善が可能とな
る。
【0024】(実施形態2)次に、図3〜図5に基づ
き、他の実施形態2および変化例について以下に説明す
る。
【0025】図3を参照すると、送信用光学系ユニット
17は、発光素子6を搭載したSi基板4の片側面にフ
ァイバ実装用のV溝10を設け、送信用ファイバ2を実
装している。なお、裏面は全面がメタライズ12されて
いる。同様にして、受信用光学系ユニット18も、受光
素子7を搭載したSi基板4の片側面にファイバ実装用
のV溝10を設け、受光用ファイバ3を実装している。
なお、送信用と同様に裏面はメタライズ12がされてい
る。この送信用光学系ユニット17と受光用光学系ユニ
ット18とは、裏面のメタライズ面12でハンダ固定さ
れている。この構造においても、効果を得ることができ
る。更に、Si基板4間のメタライズ12およびハンダ
層を接地することで、前項の構造と比較して電気的クロ
ストークの抑圧効果を高めることができる。
【0026】図4は、実施形態2の変化例1を示す外観
斜視図である。図4を参照すると、送受一体型光学系ユ
ニットは、送信用光学系ユニット17および受光用光学
系ユニット18間に金属等の導体板15を挟んで、パッ
ケージ底面8で接地している。導体板15の材質および
大きさを変更するこの構造でも、効果は実施形態1と同
様に得られ、送受信間のクロストークを抑圧できる。
【0027】図5は、実施形態2の変化例2を示す外観
斜視図である。図5では、送信用LSI13やチップ抵
抗14を実装したセラミック基板16に、送信用光学系
ユニット17を実装し、受信機を構成している。更に、
図5では不図示であるが、セラミック基板16の裏面に
は受信用LSIや受光用光学系ユニット17が実装さ
れ、受信機が構成されている。
【0028】この構造においても、実施形態1と同様の
効果が得られる。更に、セラッミク基板16上に、送信
回路および受光回路を構成できるので、レセプタクル型
光トランシーバの小型化が可能になる。
【0029】尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施
の一例である。但し、これに限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施
が可能である。
【0030】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
送受一体型光学系ユニットは、所定の基板の側面AにV
字状のV溝を構成し側面Aに発光素子を実装し、所定の
基板の側面BにV字状のV溝を構成し側面Bに受光素子
を実装し、発光素子へ接続された発光用光ファイバと受
光素子へ接続された受光用光ファイバとを一体にモール
ドしている。よって、基板を、送受両光ファイバの間隔
と、光コネクタのファイバの間隔が等しくなるような厚
みとすれば、ファイバ間隔調整用のポリマー光導波路が
不要になる。このため、光ファイバにストレスを加える
ことなく、接合箇所のない一体型で構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送受一体型光学系ユニットの実施形態
1を示す外観斜視図1である。
【図2】図1と側面の異なる外観斜視図2である。
【図3】送受一体型光学系ユニットの実施形態2を示す
外観斜視図である。
【図4】実施形態2の変化例1を示す外観斜視図であ
る。
【図5】実施形態2の変化例2を示す外観斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 MT型フェルール 2 送信用光ファイバ 3 受信用光ファイバ 4 Si基板 5 ファイバ押さえ 6 発光素子 7 受光素子 8 パッケージ底面 9 ガイドピン 10 V溝 11 メタライズ 12 メタライズ 13 送信用LSI 14 チップ抵抗 15 導体板 16 セラミック基板 17 送信用光学系ユニット 18 受信用光学系ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/12

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の基板の側面AにV字状のV溝を構
    成し前記所定の基板の側面Aに実装された発光素子と、 所定の基板の側面BにV字状のV溝を構成し前記所定の
    基板の側面Bに実装された受光素子と、 前記発光素子へ接続された発光用光ファイバと前記受光
    素子へ接続された受光用光ファイバとを一体にモールド
    し、前記発光用光ファイバおよび前記受光用光ファイバ
    のそれぞれの前記モールド側の光ファイバの先端の端面
    を送受光端部とした光コネクタと、を有して構成された
    ことを特徴とする送受一体型光学系ユニット。
  2. 【請求項2】 前記所定の基板の側面Aと前記所定の基
    板の側面Bとは同一基板の対向する両側面であることを
    特徴とする請求項1に記載の送受一体型光学系ユニッ
    ト。
  3. 【請求項3】 前記側面Aの所定の基板と前記側面Bの
    所定の基板は異なる二つの基板であり、それぞれの他方
    の基板面は相互に接合されていることを特徴とする請求
    項1に記載の送受一体型光学系ユニット。
  4. 【請求項4】 前記所定の基板はSi基板であり、該S
    i基板の側面の厚さを調整することで、前記送受光用光
    ファイバの間隔を前記光コネクタで必要とされるファイ
    バ間隔と一致させていることを特徴とする請求項2また
    は3に記載の送受一体型光学系ユニット。
  5. 【請求項5】 前記相互に接合された基板面は、メタラ
    イズ処理がされていることを特徴とする請求項3または
    4に記載の送受一体型光学系ユニット。
  6. 【請求項6】 前記メタライズ処理された側面は、電導
    性を有し接地接続が可能に構成されていることを特徴と
    する請求項5に記載の送受一体型光学系ユニット。
  7. 【請求項7】 前記所定の基板の側面Aおよび側面Bと
    直角方向の側面は、所定のパッケージのパッケージ底面
    へ接合固定して構成されていることを特徴とする請求項
    1から6の何れかに記載の送受一体型光学系ユニット。
  8. 【請求項8】 前記パッケージ底面は電導性を有し、該
    パッケージ底面へ前記接地接続して構成されていること
    を特徴とする請求項6または7に記載の送受一体型光学
    系ユニット。
  9. 【請求項9】 前記モールド側の送受光端部の近傍に前
    記ファイバの位置決め用のガイドピンをさらに有して構
    成されていることを特徴とする請求項1から8の何れか
    に記載の送受一体型光学系ユニット。
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