【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信側及び受信側光素子と波長合分波フィルタとを一体化した送受信一体型光モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の送受信一体型光モジュールを示す。
【０００３】
１は筐体を示し、この筐体１の内側には、波長合分波フィルタ３が４５°の角度を持って固定されている。この波長合分波フィルタ３の透過側には、送信側の発光素子部ＬＤ４が配置され、波長合分波フィルタ３の反射側には、受信側の受光素子部ＰＤ５が配置されている。
【０００４】
各光素子部４，５には、それぞれ集光レンズ７が配置され、この集光レンズ７で光信号が平行光に変換されている。また、筐体１には光ファイバ９が接続され、この光ファイバ９と波長合分波フィルタ３との間には、光ファイバ９からの光をコリメートするコリメート用レンズ１１が配置され、光ファイバ９より出射した光信号を、平行光に変換して出射したり、光素子部ＬＤ４より出射した光信号を集光し、光ファイバ９に入射させている。
【０００５】
この種のものでは、光モジュール調芯の際、まず、光ファイバ９と送信側ＬＤ４との間に波長合分波フィルタ３を配置し、光ファイバ９もしくは送信側ＬＤ４を移動させながら最適距離を求めて、光軸方向（Ｚ軸方向）の位置決めを行い、ついで、光軸方向とは垂直方向（Ｘ及びＹ軸方向）の調芯を行い、光損失が最も小さい位置を見つけ出し、その位置に受信側ＰＤ５を固定することによって、光モジュールが製作される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、送信側ＬＤ４及び集光レンズ７の取付け位置により、最適な光軸位置がまちまちになるため、光軸方向の調芯に時間を要し、作業効率が悪いという問題があった。また、光軸方向の調芯を行なうためには、送信側ＬＤ４に筒状の部品を介して調芯を行なう必要があるため、部品点数が多くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光軸方向の調芯方法を簡素化し、調芯時間の短縮を図ると共に、部品点数の削減を図ることができる送受信一体型光モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、送信側光素子及び集光レンズと、光ファイバとを筐体に固定し、この光ファイバと送信側光素子用集光レンズとの間に波長合分波フィルタを光軸に対し所定の角度で固定し、光ファイバからフィルタへ入射した光がフィルタにより反射される側に受信側光素子及び集光レンズを配置した送受信一体型光モジュールにおいて、前記送信側光素子を封止した送信側光素子用パッケージを備え、この送信側光素子用パッケージを、当該送信側光素子の焦点位置を筐体内に延出した光ファイバ端面に合致させるホルダーを介して、前記筐体に固定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記ホルダーが、送信側光素子用パッケージを収容する収容部と、送信側光素子用集光レンズが貫通する貫通孔とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、送信側光素子及び集光レンズと、光ファイバとを筐体に固定し、この光ファイバと送信側光素子用集光レンズとの間に波長合分波フィルタを光軸に対し所定の角度で固定し、光ファイバからフィルタへ入射した光がフィルタにより反射される側に受信側光素子及び集光レンズを配置した送受信一体型光モジュールの製造方法において、前記送信側光素子の焦点位置を筐体内に延出した光ファイバ端面に合致させるホルダーを準備し、このホルダーに送信側光素子を封止した送信側光素子用パッケージを固定し、これらを前記筐体に固定することによって、送信側光素子と光ファイバとの光軸方向の位置決めを機械的に行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、前記送信側光素子から光ファイバへの光損失が最少となるように、光軸方向に垂直方向のみの調芯を行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による送受信一体型光モジュール及びその製造方法の一実施形態を添付した図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１において、１は筐体を示し、この筐体１の内側には、波長合分波フィルタ３が、４５°の角度を持って固定されている。この波長合分波フィルタ３の透過側には、ＬＤホルダー１６を介して、送信側の発光素子部（半導体レーザー素子）ＬＤ４を封止した半導体レーザー用パッケージ１７が配置され、波長合分波フィルタ３の反射側には、絶縁カラー１８、ＰＤカラー１９を介して、受信側の受光素子部（受光ダイオード素子）ＰＤ５を封止したＰＤ用パッケージ３０が配置されている。
【００１４】
各光素子部４，５には集光レンズ７が配置され、この集光レンズ７で光信号が平行光に変換される。
【００１５】
また、筐体１にはフェルール部８を介して光ファイバ９が接続され、このフェルール部８から出た光は、上記波長合分波フィルタ３を介して、波長別に送信側、受信側に分岐されて、受信側に分岐された光が、受光素子部ＰＤ５に出射される一方で、上記発光素子部ＬＤ４からの光は、波長合分波フィルタ３を透過し、光ファイバ９に出射される。
【００１６】
図２において、筐体１は略直方体状の箱形であり、この筐体１の第一面１Ａには、フェルール部８を取り付けるフェルール孔２１があけられ、第一面１Ａに直交する第二面１Ｂには、波長合分波フィルタ３を保持したアセンブリ２２を取り付けるアセンブリ孔２３があけられている。第一面１Ａと第二面１Ｂは９０°で精度よく直交している。上記アセンブリ２２は、フランジ２５とシャフト２６を一体化し、このシャフト２６のフィルタ固定面に対し垂直に波長合分波フィルタ３を接着して構成される。
【００１７】
筐体１の第二面１Ｂには、アセンブリ孔２３の孔壁に連続して、フランジ２５の突起２５Ａが嵌合する孔２３Ａがあけられ、この孔２３Ａは、フェルール孔２１の軸線Ｌに対し、４５°の角度θを持って形成されている。従って、この孔２３Ａにフランジ２５の突起２５Ａを位置あわせして、アセンブリ孔２３にアセンブリ２２を取り付けることにより、フェルール孔２１の軸線Ｌに対し、４５°の角度θを持って、アセンブリ２２の波長合分波フィルタ３をきわめて精度よく固定することができる。これら突起２５Ａと、突起２５Ａが嵌合する孔２３Ａとは位置決め手段を構成する。
【００１８】
固定後に、フィルタ３は、筐体１に形成された孔２３Ａに止まるため、孔２３Ａが回り止めの機能を果たす。
【００１９】
つぎに、本光モジュールの組立手順を説明する。
【００２０】
まず、筐体１のフェルール孔２１にフェルール部８を挿入し、フェルール部８と筐体１とを接着、固定する。ついで、アセンブリ２２をアセンブリ孔２３にはめ込んで、波長合分波フィルタ３を筐体１内に固定する。
【００２１】
つぎに、発光素子部ＬＤ４の焦点位置を測定し、その測定した焦点位置と光ファイバ端面とが合致するようなＬＤホルダー１６を準備する。例えば、ＬＤホルダー１６の底部の厚さＴ、又は胴部の長さＬを最適寸法としたＬＤホルダー（図１）を準備し、このＬＤホルダー１６の収容部１６Ａに、発光素子部ＬＤ４を封止した発光素子部ＬＤ用パッケージ１７を収容し固定する。このＬＤホルダー１６には、送信側光素子用集光レンズ７が貫通する貫通孔１６Ｂがあけられている。
【００２２】
このＬＤホルダー１６と筐体１間をチャックでつかんで、透過波長を用いて、図３に示すように、光軸方向（Ｚ軸方向）に垂直な方向（Ｘ、Ｙ軸方向）に治具２０を用いて調芯し、調芯後、ＬＤホルダー１６と筐体１とをＹＡＧレーザー光３０の照射によって溶接固定する。
【００２３】
つぎに、ＰＤ用パッケージ３０に絶縁カラー１８、ＰＤカラー１９を被せて筐体１の孔中に挿入し、ＰＤカラー１９及び筐体１をチャックでつかんで、光波長をフィルタ反射波長に変更し、光軸方向（Ｚ軸方向）に垂直な方向（Ｘ、Ｙ軸方向）に調芯し、調芯後、ＰＤカラー１９と筐体１とをＹＡＧレーザー光の照射によって溶接固定する。
【００２４】
本実施形態では、送信側光素子ＬＤ４の焦点位置と光モジュール内の光ファイバ９の端面位置とを合致させることができる溶接固定用金属部品からなるＬＤホルダー１６を準備し、このＬＤホルダー１６に発光素子部ＬＤ用パッケージ１７を固定し、さらに、これを筐体１に固定することとしたため、送信側光素子ＬＤ４と光フアイバ９との光軸方向の位置決めを機械的に行なうことができる。したがって、光軸方向の調芯が不要になり、光軸方向に対し、垂直な方向のみの調芯を行うだけで調芯が完了し、送信側光素子４から光ファイバ９への光出力を最大に維持することができる。
【００２５】
また、従来行っている調芯方法を簡素化することにより、調芯時間の短縮を図ることができると共に、光軸方向の調芯を行なうための、余分な筒状の部品が不要になるため、部品点数を削減することができ、更なる光モジュールの簡素化を図ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では、光軸方向の調芯が不要となるため、調芯時間の短縮が図られると共に、光軸方向調芯用部品が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】波長合分波フィルタを固定する手順を示す図である。
【図３】調芯の手順を示す図である。
【図４】従来の光モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 筐体
３ 波長合分波フィルタ
４ 発光素子部ＬＤ
５ 受光素子部ＰＤ
７ 集光レンズ
８ フェルール部
９ 光ファイバ
１６ 送信側光素子用ホルダー
１７ 送信側光素子用パッケージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission / reception integrated optical module in which transmission-side and reception-side optical elements and a wavelength multiplexing / demultiplexing filter are integrated, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a conventional transmission / reception integrated optical module.
[0003]
Reference numeral 1 denotes a housing, and a wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 is fixed inside the housing 1 at an angle of 45 °. On the transmission side of the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3, a light emitting element LD4 on the transmission side is arranged, and on the reflection side of the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3, a light receiving element PD5 on the reception side is arranged.
[0004]
In each of the optical element sections 4 and 5, a condenser lens 7 is arranged, and the condenser lens 7 converts an optical signal into parallel light. An optical fiber 9 is connected to the housing 1, and a collimating lens 11 for collimating light from the optical fiber 9 is arranged between the optical fiber 9 and the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3. The optical signal emitted from the optical element 9 is converted into parallel light and emitted, or the optical signal emitted from the optical element unit LD4 is collected and made incident on the optical fiber 9.
[0005]
In this type of optical module, at the time of optical module alignment, first, the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 is arranged between the optical fiber 9 and the transmission side LD 4, and the optimum distance is adjusted while moving the optical fiber 9 or the transmission side LD 4. Then, positioning is performed in the optical axis direction (Z axis direction), and then alignment is performed in a direction perpendicular to the optical axis direction (X and Y axis directions) to find a position where the optical loss is the smallest, and An optical module is manufactured by fixing the receiving side PD5.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, the optimal optical axis position varies depending on the mounting positions of the transmission side LD 4 and the condenser lens 7, so that it takes time to perform alignment in the optical axis direction and the work efficiency is poor. there were. Further, in order to perform the alignment in the optical axis direction, it is necessary to perform the alignment on the transmitting side LD4 via a cylindrical component, so that there is a problem that the number of components increases.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a transmission / reception integrated optical module which can simplify the alignment method in the optical axis direction, shorten the alignment time, and reduce the number of components, and a method of manufacturing the same. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a transmission-side optical element and a condenser lens and an optical fiber are fixed to a housing, and a wavelength multiplexing / demultiplexing filter is provided between the optical fiber and the transmission-side optical element condenser lens. A transmission / reception integrated optical module fixed at a predetermined angle with respect to an optical axis and having a receiving side optical element and a condenser lens arranged on a side where light incident on the filter from the optical fiber is reflected by the filter; A package for a transmission-side optical element, wherein the package for the transmission-side optical element is provided with a holder that matches a focal position of the transmission-side optical element with an end face of an optical fiber extending into the casing. It is characterized by being fixed to the body.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the holder includes a housing portion for housing the package for the transmission-side optical element, and a through hole through which the condenser lens for the transmission-side optical element passes. It is characterized by the following.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, a transmission-side optical element and a condenser lens and an optical fiber are fixed to a housing, and a wavelength multiplexing / demultiplexing filter is provided between the optical fiber and the transmission-side optical element condenser lens. The method for manufacturing a transmission / reception integrated optical module, wherein the transmission-side integrated optical module is fixed at a predetermined angle with respect to the optical axis and a reception-side optical element and a condenser lens are arranged on a side where light incident on the filter from the optical fiber is reflected by the filter. Prepare a holder that matches the focal position of the side optical element to the end face of the optical fiber extending into the housing, fix the transmission side optical element package sealing the transmission side optical element to this holder, and attach them to the housing. , The positioning of the transmission side optical element and the optical fiber in the optical axis direction is mechanically performed.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, alignment is performed only in a direction perpendicular to the optical axis direction so that light loss from the transmitting side optical element to the optical fiber is minimized. And
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a transmission / reception integrated optical module and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a housing, and a wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 is fixed inside the housing 1 at an angle of 45 °. On the transmission side of the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3, a semiconductor laser package 17 sealing the light emitting element portion (semiconductor laser element) LD <b> 4 on the transmission side is arranged via an LD holder 16. On the reflection side of No. 3, a PD package 30 in which a light receiving element portion (light receiving diode element) PD5 on the receiving side is sealed via an insulating collar 18 and a PD collar 19.
[0014]
A condenser lens 7 is disposed in each of the optical element sections 4 and 5, and the optical signal is converted into parallel light by the condenser lens 7.
[0015]
An optical fiber 9 is connected to the housing 1 via a ferrule section 8, and light emitted from the ferrule section 8 is branched to a transmitting side and a receiving side by wavelength via the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3. Then, the light branched to the receiving side is emitted to the light receiving element unit PD5, while the light from the light emitting element unit LD4 is transmitted through the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 and emitted to the optical fiber 9. .
[0016]
In FIG. 2, the casing 1 has a substantially rectangular parallelepiped box shape, and a ferrule hole 21 for attaching the ferrule portion 8 is formed in a first surface 1A of the casing 1, and a second orthogonal to the first surface 1A. An assembly hole 23 for mounting an assembly 22 holding the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 is formed in the surface 1B. The first surface 1A and the second surface 1B are orthogonal to each other at 90 ° with high accuracy. The assembly 22 is formed by integrating a flange 25 and a shaft 26, and bonding the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 vertically to a filter fixing surface of the shaft 26.
[0017]
A hole 23A is formed in the second surface 1B of the housing 1 so that the projection 25A of the flange 25 is fitted to the hole wall of the assembly hole 23. The hole 23A is formed with respect to the axis L of the ferrule hole 21. , 45 °. Accordingly, by aligning the projection 25A of the flange 25 with the hole 23A and attaching the assembly 22 to the assembly hole 23, the wavelength of the assembly 22 is set at an angle θ of 45 ° with respect to the axis L of the ferrule hole 21. The multiplexing / demultiplexing filter 3 can be fixed with extremely high precision. The projection 25A and the hole 23A into which the projection 25A fits constitute a positioning means.
[0018]
After being fixed, the filter 3 stops in the hole 23A formed in the housing 1, so that the hole 23A functions as a detent.
[0019]
Next, the procedure for assembling the optical module will be described.
[0020]
First, the ferrule portion 8 is inserted into the ferrule hole 21 of the housing 1, and the ferrule portion 8 and the housing 1 are bonded and fixed. Next, the assembly 22 is fitted into the assembly hole 23, and the wavelength multiplexing / demultiplexing filter 3 is fixed in the housing 1.
[0021]
Next, the focal position of the light emitting element LD4 is measured, and the LD holder 16 is prepared so that the measured focal position matches the end face of the optical fiber. For example, an LD holder (FIG. 1) having the optimum thickness T at the bottom of the LD holder 16 or the length L of the body is prepared, and the light emitting element LD4 is sealed in the housing 16A of the LD holder 16. The stopped light emitting element unit LD package 17 is accommodated and fixed. The LD holder 16 is provided with a through-hole 16B through which the transmission-side optical element condenser lens 7 penetrates.
[0022]
As shown in FIG. 3, a jig is held in a direction (X, Y axis direction) perpendicular to the optical axis direction (Z axis direction) by using the transmitted wavelength to grasp the space between the LD holder 16 and the housing 1 with a chuck. The LD holder 16 and the housing 1 are welded and fixed by irradiation with the YAG laser beam 30 after the alignment using the center 20.
[0023]
Next, the PD collar 30 is covered with the insulating collar 18 and the PD collar 19 and inserted into the hole of the housing 1. The PD collar 19 and the housing 1 are gripped with a chuck to change the light wavelength to the filter reflection wavelength. Then, the alignment is performed in a direction (X, Y axis directions) perpendicular to the optical axis direction (Z axis direction), and after the alignment, the PD collar 19 and the housing 1 are welded and fixed by irradiation with a YAG laser beam.
[0024]
In the present embodiment, an LD holder 16 made of a metal part for welding and fixing capable of matching the focal position of the transmission-side optical element LD4 with the end face position of the optical fiber 9 in the optical module is prepared. Since the package 17 for the light emitting element LD is fixed and the package 17 is fixed to the housing 1, the optical axis direction positioning of the transmission side optical element LD4 and the optical fiber 9 can be performed mechanically. Therefore, alignment in the optical axis direction becomes unnecessary, and alignment is completed only by performing alignment in a direction perpendicular to the optical axis direction, and the optical output from the transmission side optical element 4 to the optical fiber 9 is reduced. Can be kept to a maximum.
[0025]
Further, by simplifying the conventional alignment method, the alignment time can be reduced, and an extra cylindrical component for performing alignment in the optical axis direction is not required. Thus, the number of parts can be reduced, and the optical module can be further simplified.
[0026]
【The invention's effect】
In the present invention, since alignment in the optical axis direction is not required, the alignment time can be shortened, and components for optical axis direction alignment are not required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a procedure for fixing a wavelength multiplexing / demultiplexing filter.
FIG. 3 is a diagram showing a procedure of alignment.
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional optical module.
[Explanation of symbols]
1 housing 3 wavelength multiplexing / demultiplexing filter 4 light emitting element LD
5 PD element
7 Condensing lens 8 Ferrule part 9 Optical fiber 16 Transmitter-side optical element holder 17 Transmitter-side optical element package
