JP2004212847A - 光結合器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気回路と光導波路との間を簡単に接続することができて、光の結合損失が少ない光結合器を提供する。
【解決手段】光素子モジュール20には半導体レーザ21が搭載されており、透明窓部23には、コリメートレンズ22が透明窓部23と一体的に形成されている。透明成形体30は樹脂成形により形成されており、光モジュール20に応じた形状の光素子モジュール取り付け部32と、導波路部材30に応じた形状の導波路部材取り付け部35と、反射ミラー34とを有している。また、光素子モジュール取り付け部32には集光レンズ31及び突起部33が設けられており、光素子モジュール20を光素子モジュール取り付け部32に挿入して固定すると、レンズ22とレンズ31との間隔が一定になり、且つレンズ22の中心軸とレンズ31との中心軸とが一致するようになっている。
【選択図】 図2
【解決手段】光素子モジュール20には半導体レーザ21が搭載されており、透明窓部23には、コリメートレンズ22が透明窓部23と一体的に形成されている。透明成形体30は樹脂成形により形成されており、光モジュール20に応じた形状の光素子モジュール取り付け部32と、導波路部材30に応じた形状の導波路部材取り付け部35と、反射ミラー34とを有している。また、光素子モジュール取り付け部32には集光レンズ31及び突起部33が設けられており、光素子モジュール20を光素子モジュール取り付け部32に挿入して固定すると、レンズ22とレンズ31との間隔が一定になり、且つレンズ22の中心軸とレンズ31との中心軸とが一致するようになっている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ及びフォトダイオード等の光素子と導波路部材とを光結合する光結合器に関し、特に光素子と導波路部材とを容易に光結合できるようにした光結合器に関する。
【0002】
【従来の技術】
情報通信技術及び情報処理技術の発達と共にCPUを初めとする半導体装置の高速化及び高密度化が促進されており、それに伴い電気配線による信号の遅延やノイズの問題が大きくなってきている。このような問題を解決するために、電子回路間を光で結合する技術が開発されている(例えば、特開平6−151903号公報、特開昭62−035304号公報、特開平5−88029号公報及び特開2001−188150号公報)。電気信号から光信号への変換には半導体レーザ等の光源(発光素子)が使用され、光信号から電気信号への変換にはフォトダイオード等の受光素子を有する光検知器が使用され、光信号の伝達には光導波路が使用される。
【0003】
図1は従来の半導体レーザと光導波路との光結合の一例を示す模式図である。
基板11に設けられた光導波路12の端部には、基板11の表面に対し45°の角度をなす反射ミラー13が配置されている。また、反射ミラー13の上方にはレンズ(集光レンズ)14が配置されており、レンズ14の上方には半導体レーザ15が配置されている。
【0004】
半導体レーザ15から出力された光はレンズ14で集光され、反射ミラー13で反射されて導波路12内に入る。半導体レーザ15から出射された光はレンズ14に到達するまでの間に拡がるが、レンズ14により集光されるために光の損失が抑制される。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−151903号公報
【特許文献2】
特開昭62−035304号公報
【特許文献3】
特開平5−88029号公報
【特許文献4】
特開2001−188150号公報
【特許文献5】
特開2001−174671号公報
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、図1に示すような光結合を実現するためには、半導体レーザ15の光軸と、レンズ14の中心軸と、反射ミラー13の反射点の位置とを精密に位置合わせする必要がある。通常、これらの位置合わせには、アクティブアライメントと呼ばれる方法が用いられる。アクティブアライメントでは半導体レーザ15からレーザ光を出力した状態でレンズ14及び反射ミラー13(基板11)の位置を変化させて、光導波路12の出力側端部から出射される光量が最大となる位置を求め、その位置で半導体レーザ15及びレンズ14を基板11に固定する。
【0007】
しかし、実際の情報通信機器や情報処理装置では光信号が通るチャネルの数が極めて多く、各チャネル毎に個別にアクティブアライメントを実施すると、膨大な時間がかかってしまう。
【0008】
なお、特開2001−174671号公報には、透明構造物の3つの面で光ファイバーを支持して光結合を行う光素子モジュールが記載されている。この光素子モジュールでは、光ファイバーと透明構造物との位置関係が一定となるので、アクティブアライメントが不要となる。しかし、この特開2001−174671号公報に記載された光素子モジュールでは、発光素子から出力された光が光ファイバーに届くまでに拡がってしまうので、結合損失が大きくなってしまうという問題が発生する。
【0009】
以上から、本発明の目的は、電気回路と光導波路との間を簡単に接続することができて、光の結合損失が少ない光結合器を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、光導波路を有する導波路部材と接続する光結合器において、光素子と、前記光素子を収納するパッケージと、前記パッケージに取り付けられて前記光素子に入出力する光が透過する透明窓部と、前記光素子に対向して配置された第1のレンズとを備えた光素子モジュールと、前記光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、前記導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部と、前記第1のレンズに対向する第2のレンズと、前記光素子モジュール取り付け部に取り付けた光素子モジュールと前記導波路部材取り付け部に取り付けた導波路部材の光導波路との間で光を伝達する反射ミラーとが一体的に形成されてなる透明成形体とを有することを特徴とする光結合器により解決する。
【0011】
本発明においては、光素子が収納された光素子モジュールと導波路部材との間を、透明成形体により接続する。この透明成形体には、光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部が設けられているので、光素子モジュールの取付け位置が一定となる。これにより、光素子モジュールに入出力される光の光軸と、透明成形体に設けられたレンズ(第2のレンズ)の中心軸とが一致する。また、透明成形体には、導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部が設けられているので、導波路部材の取付け位置が一定となる。更に、透明成形体には反射ミラーが設けられており、光素子に入出力される光を反射することによって光を光素子モジュールと光導波路との間で光を伝達する。
【0012】
このように、本発明においては、透明成形体の一定の位置に光素子モジュール及び導波路部材を取り付けることができるので、アクティブアライメントが容易、又はアクティブアライメントが不要になる。
【0013】
なお、本発明は、光素子が発光素子及び受光素子のいずれの場合にも適用することができる。光素子が発光素子の場合は第1のレンズがコリメートレンズ、第2のレンズが集光レンズとなり、光素子が受光素子の場合は第2のレンズがコリメートレンズ、第1のレンズが集光レンズとなる。但し、光素子が受光素子の場合、マルチモードの光導波路から出力される光は発光素子から出力される光と異なり進行方向に乱れが生じているため、コリメートレンズで完全な平行光に変換することはできない。従って、この場合、コリメートレンズは光導波路から出力される光を略平行光に変換することになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【0015】
(第1の実施の形態)
図2は本発明の第1の実施の形態の光結合器の組立図、図3は同じくその光結合器の組み立て後の状態を示す模式図である。
【0016】
本実施の形態の光結合器は、光素子モジュール20と透明成形体30とにより構成され、導波路部材40と接続される。導波路部材40は、フィルム状の基材41と、基材41上に形成された光導波路42とにより構成されており、柔軟性を有している。光導波路42は、光の通り道となるコア42aと、コア42aとの屈折率差を利用して光をコア42a内に閉じ込めるクラッド層42bとにより構成されている。
【0017】
光素子モジュール20は、光信号を出力する半導体レーザ21と、半導体レーザ21を収納するパッケージ24と、パッケージ24に取り付けてパッケージ24の内部空間を密封状態にする透明窓部23と、コリメートレンズ22とにより構成されている。
【0018】
半導体レーザ21はパッケージ24内の所定の位置に固定されており、半導体レーザ21から放出された光はレンズ22及び透明窓部23を透過してパッケージ24の外部に出力される。レンズ22は透明窓部23と一体的に形成されており、パッケージ24に透明窓部23を嵌め込んで固定すると、半導体レーザ21とレンズ22との間隔が一定の値となり、且つ半導体レーザ21の光軸とレンズ22の中心軸とが一致するようになっている。
【0019】
透明成形体30はアクリル等の透明樹脂により一体成形(モールド成形)されている。この透明成形体30には、光素子モジュール20を固定するための溝が設けられた光素子モジュール取り付け部32と、導波路部材40を固定するための導波路部材取り付け部35と、光素子モジュール20から出力されたレーザ光を導波路部材40に向けて反射する反射ミラー34とを有している。
【0020】
光素子モジュール取り付け部32の溝は光素子モジュール20の先端部(透明窓部23側)がちょうど入る大きさに形成されている。また、光素子モジュール取り付け部32の溝の底部には、集光レンズ31と突起部33とが設けられている。集光レンズ31の位置は、光素子モジュール20に応じて決められているので、図3に示すように、光素子モジュール20の先端部を透明成形体30の光素子モジュール取り付け部32に挿入し、透明窓部23と突起部33とが接触した状態で接着剤等により固定すると、光素子モジュール20から出力されるレーザ光の光軸と集光レンズ31の中心軸とが一致する。また、突起部33により、コリメートレンズ22と集光レンズ31との間隔が一定の値となる。
【0021】
反射ミラー34は、透明成形体30を構成する樹脂と空気との屈折率差により光を反射するものであり、本実施の形態では光素子モジュール20から出力されるレーザ光の光軸に対し45°の角度に形成されている。前述したように、集光レンズ31及び反射ミラー34は一体的に成形されているので、集光レンズ31の中心軸と反射ミラー34の反射点の位置合わせは不要である。
【0022】
導波路部材取り付け部35は、導波路部材40の端面(コア42aの先端側の面)、上面及び側面の3つの面にそれぞれ当接して導波路部材40の取付け位置を規定する面を有している。導波路部材取り付け部34の形状及びサイズは導波路部材40に応じて決められているので、図3に示すように導波路部材40を導波路部材取り付け部35に固定すると、反射ミラー34で反射されたレーザ光の光軸と導波路部材40のコア42aの中心軸とが一致する。
【0023】
また、本実施の形態では、集光レンズ31からコア42aの先端部までの光路長が一定となるので、予め集光レンズ31の焦点距離を透明成形体30内の光路長に合わせて設定すると、光素子モジュール20から出力されたレーザ光はコア42aの先端部分で収束する。
【0024】
なお、導波路部材40が当接する面に溝を設けておくと、透明成形体30に導波路部材40を接着剤で接合するときに余剰の接着剤を退避させることが可能になり、導波路部材40を精度よく透明成形体30に固定することができる。
【0025】
本実施の形態においては、上述の如く、透明成形体30に光素子モジュール20及び導波路部材40を取り付けて、光素子モジュール30と光導波路42とを光結合する。この場合に、光素子モジュール20の透明窓部23側の先端を光素子モジュール取り付け部32の溝に嵌め込んで固定し、導波路部材40の先端側の面、上面及び側面を導波路部材取り付け部35の面にそれぞれ当接させて固定するだけで、光素子モジュール20と透明成形体30及び導波路部材40との位置関係が常に一定となり、光素子モジュール20と光導波路42とが光結合される。従って、半導体レーザを駆動しながら光導波路の位置を調整するアクティブアライメント工程が不要になり、光素子モジュール20と光導波路42との光結合が極めて簡単に達成される。
【0026】
また、本実施の形態においては、半導体レーザ21から出力された光を光素子モジュール20のコリメートレンズ22で平行光にしているので、コリメートレンズ22の中心軸と集光レンズ31の中心軸とが完全に一致していなくても、レーザ光の収束する位置は変化しない。仮に、コリメートレンズ22がなく、光素子モジュール20及び透明成形体30のいずれか一方に集光レンズを設けた場合は、半導体レーザ21の光軸と集光レンズの中心軸とのわずかなずれにより光が収束する位置が変化して、コア42a内にレーザ光を効率よく進入させることができなくなる。従って、本実施の形態のように、光素子モジュール20にはコリメートレンズ22を配置し、透明成形体30には集光レンズ31を配置することが必要である。
【0027】
更に、本実施の形態では、透明成形体30が樹脂により一体的に形成されているので、製造コストが低く、精度の再現性がよい。
【0028】
なお、本実施の形態のように、光素子モジュール20内に半導体レーザ又はその他の発光素子が搭載されている場合は、光の結合損失をより少なくするために、集光レンズ31の口径をコリメートレンズ22の口径よりも大きくすることが好ましい。
【0029】
また、光素子モジュール20内にフォトダイオード又はその他の受光素子が搭載されている場合は、透明成形体30側にコリメートレンズを配置し、光素子モジュール20側に集光レンズを配置する。これにより、光導波路42を通って送られてくる光を受光素子に効率よく伝達することができる。この場合も、光の結合損失をより少なくするために、コリメートレンズの口径よりも集光レンズの口径を大きくすることが好ましい。
【0030】
更に、上記実施の形態では透明成形体30が樹脂により形成されているものとしたが、ガラス又はその他の透明材料により透明成形体30を形成してもよい。
【0031】
更にまた、上記実施の形態では、フィルム状の基材41の上に光導波路42が形成された導波路部材40を用いた場合について説明したが、導波路部材として光ファイバーを用いてもよい。この場合は、導波路部材取り付け部の形状を光ファイバーに応じて変更する必要がある。
【0032】
更にまた、上記実施の形態では導波路部材40の3つの面が透明成形体30に当接して導波路部材40の取付け位置が決まるものとしたが、導波路部材40の先端側の面と上面の2面のみが透明成形体30に当接するようにしてもよい。この場合、アクティブアライメントを実施して導波路部材の位置を決定することが必要となるが、導波路部材40を移動させる方向が一方向(幅方向)のみでよいので、従来に比べてアクティブアライメントが容易になる。
【0033】
更にまた、上記実施の形態では反射ミラーの傾斜角を45°としているが、本発明の光結合器において、反射ミラーの傾斜角は45°に限定されるものではない。
【0034】
(第2の実施の形態)
図4(a)は本発明の第2の実施の形態の光結合器を示す側面図、図4(b)は同じくその上面図である。
【0035】
本実施の形態の光結合器は、光素子モジュール50と透明成形体60とにより構成されており、複数の光導波路72が設けられた導波路部材70と接続される。導波路部材70は、フィルム状の基材71と、基材71の上に形成された複数の光導波路72とにより構成されている。光導波路72は、光の通り道となるコア72aと、コア72aとの屈折率差を利用して光をコア72a内に閉じ込めるクラッド層72bとにより構成される。
【0036】
本実施の形態においては、光素子モジュール50のパッケージ54内に、複数(図では4個)の半導体レーザ51が直線上に並んで配置されている。また、透明窓部53には、各半導体レーザ51に対応してそれぞれコリメートレンズ52が配置されている。
【0037】
透明成形体60は、第1の実施の形態と同様にアクリル等の透明樹脂により形成されており、光素子モジュール50が挿入される溝を有する光素子モジュール取り付け部62と、光の進行方向を変更する反射ミラー64と、導波路部材取り付け部65とを有している。光素子モジュール取り付け部62の溝内には、光素子モジュール50のコリメートレンズ52にそれぞれ対向する複数の集光レンズ61と、光素子モジュール50に当接してコリメートレンズ52と集光レンズ61との間の距離を一定に保つ突起部63とが設けられている。
【0038】
また、導波路部材取り付け部65には、第1の実施の形態と同様に、導波路部材70の端面、上面及び側面に当接して導波路部材70の取付け位置を規定する3つの面が設けられている。この導波路部材取り付け部65の形状及びサイズは導波路部材70に応じて決定されている。
【0039】
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様にアクティブアライメントが不要であり、複数の半導体レーザ51と複数の光導波路72とを簡単な工程で光結合することができる。本実施の形態の光結合器は、導波路部材として複数本の光ファイバーがリボン状に接続した光ファイバーケーブル(リボンケーブル)を使用するときにも適用することができる。
【0040】
(第3の実施の形態)
図5は本発明の第3の実施の形態の光結合器の構造を示す側面図、図6(a)は半導体レーザの配置を示す模式図、図6(b)はコリメートレンズ及び集光レンズの配置を示す模式図、図7は半導体レーザと光導波路との光結合を示す上面図である。
【0041】
本実施の形態の光結合器は、光素子モジュール80と透明成形体90とにより構成され、導波路部材100と接続される。導波路部材100は、基材101と、基材101の上下にそれぞれ形成された複数の光導波路102とにより構成されており、光導波路102は光の通り道となるコア102aと、コア102aとの屈折率差を利用して光をコア102a内に閉じ込めるクラッド層102bとにより構成されている。
【0042】
光素子モジュール80のパッケージ84には、n個(図では8個)の半導体レーザ81が搭載されている。これらの半導体レーザ81は、図6(a)に示すように相互に平行な2本の直線に沿って千鳥状に配置されている。また、透明窓部83にもn個のコリメートレンズ82が千鳥状に配置されており、透明窓部83をパッケージ84に嵌め込んで固定すると、半導体レーザ81とレンズ82との間隔が一定の値となり、且つ各コリメートレンズ82の中心軸がそれぞれ対応する半導体レーザ81の光軸と一致するようになっている。
【0043】
透明成形体90は、第1の実施の形態と同様にアクリル等の透明樹脂により一体成形されており、光素子モジュール80が挿入される溝を有する光モジュール取り付け部92と、光の進行方向を変更する反射ミラー94と、導波路部材取り付け部95とを有している。光素子モジュール取り付け部92の溝内には、光素子モジュール80のコリメートレンズ82にそれぞれ対向する複数の集光レンズ91と、光素子モジュール80に当接してコリメートレンズ82と集光レンズ91との間隔を一定に保つ突起部93とが設けられている。
【0044】
また、導波路部材取り付け部95は、第1の実施の形態と同様に、導波路部材100の端面、上面及び側面に当接して導波路部材100の取付け位置を規定する3つの面を有している。
【0045】
本実施の形態においては、図5,図7に示すように、1列目の半導体レーザ81から出力された光は導波路部材100の上側の光導波路102に進入し、2列目の半導体レーザ81から出力された光は導波路部材100の下側の光導波路102に進入する。
【0046】
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様にアクティブアライメントが不要であり、基材101の両面にそれぞれ光導波路102が設けられた導波路部材100と光素子モジュール80内の複数の半導体レーザ81とを簡単な工程で光結合することができる。
【0047】
一般的に、面発光レーザ(VCSEL)やフォトダイオード等の光素子は、125μm又は250μmのピッチで配列させて光素子アレイとして使用することが多い。また、光ファイバーケーブルも、このような光素子に対応した間隔で光ファイバーを配列ものが多い。本実施の形態は、このような光素子と光ファイバーケーブルとを光結合する用途に適している。
【0048】
また、図8に示すように、プリント配線基板110に光素子モジュール80と、光素子モジュール80を駆動するための駆動回路(IC:集積回路)111とを実装することにより、電気回路と光素子との接続が容易になる。プリント配線基板110と光素子モジュール80及び駆動回路111との接続には、リード線による方法やはんだバンプによる方法がある。
【0049】
また、図9に示すように、更にプリント配線基板110にコネクタ112を設け、このコネクタ112を介して電気回路と駆動回路111とを電気的に接続するようにすると、電気回路と光素子との接続がより一層容易になる。
【0050】
(第4の実施の形態)
図10は本発明の第4の実施の形態の光結合器を示す側面図である。なお、本実施の形態が第3の実施の形態と異なる点は反射ミラーに段差が設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第3の実施の形態と同様であるので、図10において図5と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0051】
第3の実施の形態では、1列目の半導体レーザ81と2列目の半導体レーザ81との間隔を、基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔と同じにする必要がある。このため、基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔が大きい場合は、光素子モジュール80のサイズを大きくすることが必要となる。
【0052】
しかし、本実施の形態の光結合器では、基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔に応じて反射ミラー98に段差を設けているため、1列目の半導体レーザ81と2列目の半導体レーザ81との間隔を基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔よりも小さくすることができる。これにより、光素子モジュール80を小型化することができる。但し、この場合は2列目の集光レンズ82の焦点距離を、1列目の集光レンズ82の焦点距離よりも長くすることが必要である。
【0053】
(付記1)光導波路を有する導波路部材と接続する光結合器において、光素子と、前記光素子を収納するパッケージと、前記パッケージに取り付けられて前記光素子に入出力する光が透過する透明窓部と、前記光素子に対向して配置された第1のレンズとを備えた光素子モジュールと、前記光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、前記導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部と、前記第1のレンズに対向する第2のレンズと、前記光素子モジュール取り付け部に取り付けた光素子モジュールと前記導波路部材取り付け部に取り付けた導波路部材の光導波路との間で光を伝達する反射ミラーとが一体的に形成されてなる透明成形体とを有することを特徴とする光結合器。
【0054】
(付記2)前記光素子が発光素子であり、前記第1のレンズが前記発光素子から出力された光を平行光にするコリメートレンズ、前記第2のレンズが前記平行光を前記光導波路の先端部分に集光する集光レンズであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0055】
(付記3)前記集光レンズの口径が前記コリメートレンズの口径よりも大きいことを特徴とする付記2に記載の光結合器。
【0056】
(付記4)前記光素子が受光素子であり、前記第2のレンズが前記光導波路から出力される光を略平行光にするコリメートレンズ、前記第1のレンズが前記コリメートレンズを透過した光を前記受光素子の先端部分に集光する集光レンズであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0057】
(付記5)前記集光レンズの口径が前記コリメートレンズの口径よりも大きいことを特徴とする付記4に記載の光結合器。
【0058】
(付記6)前記第1のレンズが前記透明窓部と一体的に形成されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0059】
(付記7)前記導波路部材取り付け部は、前記導波路部材の2以上の面に当接することを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0060】
(付記8)前記反射ミラーに段差が設けられていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0061】
(付記9)前記導波路部材が、基材と、前記基材上に形成された光導波路とにより構成されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0062】
(付記10)前記導波路部材が、基材と、前記基材の上下に形成された光導波路とにより構成されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0063】
(付記11)前記導波路部材が、光ファイバーであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0064】
(付記12)前記導波路部材が、フレキシブルであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0065】
(付記13)前記導波路部材取り付け部の光導波路の位置を規定する面に溝が設けられていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0066】
(付記14)更に、プリント配線基板と、前記光素子を駆動する駆動回路とを有し、前記プリント配線基板に、前記光素子モジュール及び前記駆動回路が実装されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0067】
(付記15)更に、前記プリント配線基板に実装されたコネクタを有することを特徴とする付記14に記載の光結合素子。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透明成形体に、光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部とが設けられているので、光モジュールの取付け位置及び導波路部材の取付け位置が一定となり、光素子モジュールと光導波路とを容易に光結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、従来の半導体レーザと光導波路との光結合の一例を示す模式図である。
【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態の光結合器の組立図である。
【図3】図3は、同じくその光結合器の組み立て後の状態を示す模式図である。
【図4】図4(a)は本発明の第2の実施の形態の光結合器を示す側面図、図4(b)は同じくその上面図である。
【図5】図5は、本発明の第3の実施の形態の光結合器を示す側面図である。
【図6】図6(a)は半導体レーザの配置を示す模式図、図6(b)はコリメートレンズ及び集光レンズの配置を示す模式図である。
【図7】図7は半導体レーザと光導波路との光結合を示す上面図である。
【図8】図8は、光素子モジュール及び駆動回路が実装されたプリント配線板を示す側面図である。
【図9】図9は、コネクタ、光素子モジュール及び駆動回路が実装されたプリント配線板を示す側面図である
【図10】図10は、本発明の第4の実施の形態の光結合器を示す側面図である。
【符号の説明】
11…基板、
12,42,72,102…光導波路、
13,34,64,94,98…反射ミラー、
14,31,61…集光レンズ、
15,21,51,81…半導体レーザ、
20,50,80…光素子モジュール、
22,52,82…コリメートレンズ、
23,53,83…透明窓部、
24,54,84…パッケージ、
30,60,90…透明成形体、
32,62,92…光モジュール取り付け部、
33,63…突起部、
35,65,95…導波路部材取り付け部、
40,70,100…導波路部材、
41,71,101…基材、
42a,72a,102a…コア、
42b,72b,102b…クラッド層、
110…プリント配線基板、
111…駆動回路、
112…コネクタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ及びフォトダイオード等の光素子と導波路部材とを光結合する光結合器に関し、特に光素子と導波路部材とを容易に光結合できるようにした光結合器に関する。
【0002】
【従来の技術】
情報通信技術及び情報処理技術の発達と共にCPUを初めとする半導体装置の高速化及び高密度化が促進されており、それに伴い電気配線による信号の遅延やノイズの問題が大きくなってきている。このような問題を解決するために、電子回路間を光で結合する技術が開発されている(例えば、特開平6−151903号公報、特開昭62−035304号公報、特開平5−88029号公報及び特開2001−188150号公報)。電気信号から光信号への変換には半導体レーザ等の光源(発光素子)が使用され、光信号から電気信号への変換にはフォトダイオード等の受光素子を有する光検知器が使用され、光信号の伝達には光導波路が使用される。
【0003】
図1は従来の半導体レーザと光導波路との光結合の一例を示す模式図である。
基板11に設けられた光導波路12の端部には、基板11の表面に対し45°の角度をなす反射ミラー13が配置されている。また、反射ミラー13の上方にはレンズ(集光レンズ)14が配置されており、レンズ14の上方には半導体レーザ15が配置されている。
【0004】
半導体レーザ15から出力された光はレンズ14で集光され、反射ミラー13で反射されて導波路12内に入る。半導体レーザ15から出射された光はレンズ14に到達するまでの間に拡がるが、レンズ14により集光されるために光の損失が抑制される。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−151903号公報
【特許文献2】
特開昭62−035304号公報
【特許文献3】
特開平5−88029号公報
【特許文献4】
特開2001−188150号公報
【特許文献5】
特開2001−174671号公報
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、図1に示すような光結合を実現するためには、半導体レーザ15の光軸と、レンズ14の中心軸と、反射ミラー13の反射点の位置とを精密に位置合わせする必要がある。通常、これらの位置合わせには、アクティブアライメントと呼ばれる方法が用いられる。アクティブアライメントでは半導体レーザ15からレーザ光を出力した状態でレンズ14及び反射ミラー13(基板11)の位置を変化させて、光導波路12の出力側端部から出射される光量が最大となる位置を求め、その位置で半導体レーザ15及びレンズ14を基板11に固定する。
【0007】
しかし、実際の情報通信機器や情報処理装置では光信号が通るチャネルの数が極めて多く、各チャネル毎に個別にアクティブアライメントを実施すると、膨大な時間がかかってしまう。
【0008】
なお、特開2001−174671号公報には、透明構造物の3つの面で光ファイバーを支持して光結合を行う光素子モジュールが記載されている。この光素子モジュールでは、光ファイバーと透明構造物との位置関係が一定となるので、アクティブアライメントが不要となる。しかし、この特開2001−174671号公報に記載された光素子モジュールでは、発光素子から出力された光が光ファイバーに届くまでに拡がってしまうので、結合損失が大きくなってしまうという問題が発生する。
【0009】
以上から、本発明の目的は、電気回路と光導波路との間を簡単に接続することができて、光の結合損失が少ない光結合器を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、光導波路を有する導波路部材と接続する光結合器において、光素子と、前記光素子を収納するパッケージと、前記パッケージに取り付けられて前記光素子に入出力する光が透過する透明窓部と、前記光素子に対向して配置された第1のレンズとを備えた光素子モジュールと、前記光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、前記導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部と、前記第1のレンズに対向する第2のレンズと、前記光素子モジュール取り付け部に取り付けた光素子モジュールと前記導波路部材取り付け部に取り付けた導波路部材の光導波路との間で光を伝達する反射ミラーとが一体的に形成されてなる透明成形体とを有することを特徴とする光結合器により解決する。
【0011】
本発明においては、光素子が収納された光素子モジュールと導波路部材との間を、透明成形体により接続する。この透明成形体には、光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部が設けられているので、光素子モジュールの取付け位置が一定となる。これにより、光素子モジュールに入出力される光の光軸と、透明成形体に設けられたレンズ(第2のレンズ)の中心軸とが一致する。また、透明成形体には、導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部が設けられているので、導波路部材の取付け位置が一定となる。更に、透明成形体には反射ミラーが設けられており、光素子に入出力される光を反射することによって光を光素子モジュールと光導波路との間で光を伝達する。
【0012】
このように、本発明においては、透明成形体の一定の位置に光素子モジュール及び導波路部材を取り付けることができるので、アクティブアライメントが容易、又はアクティブアライメントが不要になる。
【0013】
なお、本発明は、光素子が発光素子及び受光素子のいずれの場合にも適用することができる。光素子が発光素子の場合は第1のレンズがコリメートレンズ、第2のレンズが集光レンズとなり、光素子が受光素子の場合は第2のレンズがコリメートレンズ、第1のレンズが集光レンズとなる。但し、光素子が受光素子の場合、マルチモードの光導波路から出力される光は発光素子から出力される光と異なり進行方向に乱れが生じているため、コリメートレンズで完全な平行光に変換することはできない。従って、この場合、コリメートレンズは光導波路から出力される光を略平行光に変換することになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【0015】
(第1の実施の形態)
図2は本発明の第1の実施の形態の光結合器の組立図、図3は同じくその光結合器の組み立て後の状態を示す模式図である。
【0016】
本実施の形態の光結合器は、光素子モジュール20と透明成形体30とにより構成され、導波路部材40と接続される。導波路部材40は、フィルム状の基材41と、基材41上に形成された光導波路42とにより構成されており、柔軟性を有している。光導波路42は、光の通り道となるコア42aと、コア42aとの屈折率差を利用して光をコア42a内に閉じ込めるクラッド層42bとにより構成されている。
【0017】
光素子モジュール20は、光信号を出力する半導体レーザ21と、半導体レーザ21を収納するパッケージ24と、パッケージ24に取り付けてパッケージ24の内部空間を密封状態にする透明窓部23と、コリメートレンズ22とにより構成されている。
【0018】
半導体レーザ21はパッケージ24内の所定の位置に固定されており、半導体レーザ21から放出された光はレンズ22及び透明窓部23を透過してパッケージ24の外部に出力される。レンズ22は透明窓部23と一体的に形成されており、パッケージ24に透明窓部23を嵌め込んで固定すると、半導体レーザ21とレンズ22との間隔が一定の値となり、且つ半導体レーザ21の光軸とレンズ22の中心軸とが一致するようになっている。
【0019】
透明成形体30はアクリル等の透明樹脂により一体成形(モールド成形)されている。この透明成形体30には、光素子モジュール20を固定するための溝が設けられた光素子モジュール取り付け部32と、導波路部材40を固定するための導波路部材取り付け部35と、光素子モジュール20から出力されたレーザ光を導波路部材40に向けて反射する反射ミラー34とを有している。
【0020】
光素子モジュール取り付け部32の溝は光素子モジュール20の先端部(透明窓部23側)がちょうど入る大きさに形成されている。また、光素子モジュール取り付け部32の溝の底部には、集光レンズ31と突起部33とが設けられている。集光レンズ31の位置は、光素子モジュール20に応じて決められているので、図3に示すように、光素子モジュール20の先端部を透明成形体30の光素子モジュール取り付け部32に挿入し、透明窓部23と突起部33とが接触した状態で接着剤等により固定すると、光素子モジュール20から出力されるレーザ光の光軸と集光レンズ31の中心軸とが一致する。また、突起部33により、コリメートレンズ22と集光レンズ31との間隔が一定の値となる。
【0021】
反射ミラー34は、透明成形体30を構成する樹脂と空気との屈折率差により光を反射するものであり、本実施の形態では光素子モジュール20から出力されるレーザ光の光軸に対し45°の角度に形成されている。前述したように、集光レンズ31及び反射ミラー34は一体的に成形されているので、集光レンズ31の中心軸と反射ミラー34の反射点の位置合わせは不要である。
【0022】
導波路部材取り付け部35は、導波路部材40の端面(コア42aの先端側の面)、上面及び側面の3つの面にそれぞれ当接して導波路部材40の取付け位置を規定する面を有している。導波路部材取り付け部34の形状及びサイズは導波路部材40に応じて決められているので、図3に示すように導波路部材40を導波路部材取り付け部35に固定すると、反射ミラー34で反射されたレーザ光の光軸と導波路部材40のコア42aの中心軸とが一致する。
【0023】
また、本実施の形態では、集光レンズ31からコア42aの先端部までの光路長が一定となるので、予め集光レンズ31の焦点距離を透明成形体30内の光路長に合わせて設定すると、光素子モジュール20から出力されたレーザ光はコア42aの先端部分で収束する。
【0024】
なお、導波路部材40が当接する面に溝を設けておくと、透明成形体30に導波路部材40を接着剤で接合するときに余剰の接着剤を退避させることが可能になり、導波路部材40を精度よく透明成形体30に固定することができる。
【0025】
本実施の形態においては、上述の如く、透明成形体30に光素子モジュール20及び導波路部材40を取り付けて、光素子モジュール30と光導波路42とを光結合する。この場合に、光素子モジュール20の透明窓部23側の先端を光素子モジュール取り付け部32の溝に嵌め込んで固定し、導波路部材40の先端側の面、上面及び側面を導波路部材取り付け部35の面にそれぞれ当接させて固定するだけで、光素子モジュール20と透明成形体30及び導波路部材40との位置関係が常に一定となり、光素子モジュール20と光導波路42とが光結合される。従って、半導体レーザを駆動しながら光導波路の位置を調整するアクティブアライメント工程が不要になり、光素子モジュール20と光導波路42との光結合が極めて簡単に達成される。
【0026】
また、本実施の形態においては、半導体レーザ21から出力された光を光素子モジュール20のコリメートレンズ22で平行光にしているので、コリメートレンズ22の中心軸と集光レンズ31の中心軸とが完全に一致していなくても、レーザ光の収束する位置は変化しない。仮に、コリメートレンズ22がなく、光素子モジュール20及び透明成形体30のいずれか一方に集光レンズを設けた場合は、半導体レーザ21の光軸と集光レンズの中心軸とのわずかなずれにより光が収束する位置が変化して、コア42a内にレーザ光を効率よく進入させることができなくなる。従って、本実施の形態のように、光素子モジュール20にはコリメートレンズ22を配置し、透明成形体30には集光レンズ31を配置することが必要である。
【0027】
更に、本実施の形態では、透明成形体30が樹脂により一体的に形成されているので、製造コストが低く、精度の再現性がよい。
【0028】
なお、本実施の形態のように、光素子モジュール20内に半導体レーザ又はその他の発光素子が搭載されている場合は、光の結合損失をより少なくするために、集光レンズ31の口径をコリメートレンズ22の口径よりも大きくすることが好ましい。
【0029】
また、光素子モジュール20内にフォトダイオード又はその他の受光素子が搭載されている場合は、透明成形体30側にコリメートレンズを配置し、光素子モジュール20側に集光レンズを配置する。これにより、光導波路42を通って送られてくる光を受光素子に効率よく伝達することができる。この場合も、光の結合損失をより少なくするために、コリメートレンズの口径よりも集光レンズの口径を大きくすることが好ましい。
【0030】
更に、上記実施の形態では透明成形体30が樹脂により形成されているものとしたが、ガラス又はその他の透明材料により透明成形体30を形成してもよい。
【0031】
更にまた、上記実施の形態では、フィルム状の基材41の上に光導波路42が形成された導波路部材40を用いた場合について説明したが、導波路部材として光ファイバーを用いてもよい。この場合は、導波路部材取り付け部の形状を光ファイバーに応じて変更する必要がある。
【0032】
更にまた、上記実施の形態では導波路部材40の3つの面が透明成形体30に当接して導波路部材40の取付け位置が決まるものとしたが、導波路部材40の先端側の面と上面の2面のみが透明成形体30に当接するようにしてもよい。この場合、アクティブアライメントを実施して導波路部材の位置を決定することが必要となるが、導波路部材40を移動させる方向が一方向(幅方向)のみでよいので、従来に比べてアクティブアライメントが容易になる。
【0033】
更にまた、上記実施の形態では反射ミラーの傾斜角を45°としているが、本発明の光結合器において、反射ミラーの傾斜角は45°に限定されるものではない。
【0034】
(第2の実施の形態)
図4(a)は本発明の第2の実施の形態の光結合器を示す側面図、図4(b)は同じくその上面図である。
【0035】
本実施の形態の光結合器は、光素子モジュール50と透明成形体60とにより構成されており、複数の光導波路72が設けられた導波路部材70と接続される。導波路部材70は、フィルム状の基材71と、基材71の上に形成された複数の光導波路72とにより構成されている。光導波路72は、光の通り道となるコア72aと、コア72aとの屈折率差を利用して光をコア72a内に閉じ込めるクラッド層72bとにより構成される。
【0036】
本実施の形態においては、光素子モジュール50のパッケージ54内に、複数(図では4個)の半導体レーザ51が直線上に並んで配置されている。また、透明窓部53には、各半導体レーザ51に対応してそれぞれコリメートレンズ52が配置されている。
【0037】
透明成形体60は、第1の実施の形態と同様にアクリル等の透明樹脂により形成されており、光素子モジュール50が挿入される溝を有する光素子モジュール取り付け部62と、光の進行方向を変更する反射ミラー64と、導波路部材取り付け部65とを有している。光素子モジュール取り付け部62の溝内には、光素子モジュール50のコリメートレンズ52にそれぞれ対向する複数の集光レンズ61と、光素子モジュール50に当接してコリメートレンズ52と集光レンズ61との間の距離を一定に保つ突起部63とが設けられている。
【0038】
また、導波路部材取り付け部65には、第1の実施の形態と同様に、導波路部材70の端面、上面及び側面に当接して導波路部材70の取付け位置を規定する3つの面が設けられている。この導波路部材取り付け部65の形状及びサイズは導波路部材70に応じて決定されている。
【0039】
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様にアクティブアライメントが不要であり、複数の半導体レーザ51と複数の光導波路72とを簡単な工程で光結合することができる。本実施の形態の光結合器は、導波路部材として複数本の光ファイバーがリボン状に接続した光ファイバーケーブル(リボンケーブル)を使用するときにも適用することができる。
【0040】
(第3の実施の形態)
図5は本発明の第3の実施の形態の光結合器の構造を示す側面図、図6(a)は半導体レーザの配置を示す模式図、図6(b)はコリメートレンズ及び集光レンズの配置を示す模式図、図7は半導体レーザと光導波路との光結合を示す上面図である。
【0041】
本実施の形態の光結合器は、光素子モジュール80と透明成形体90とにより構成され、導波路部材100と接続される。導波路部材100は、基材101と、基材101の上下にそれぞれ形成された複数の光導波路102とにより構成されており、光導波路102は光の通り道となるコア102aと、コア102aとの屈折率差を利用して光をコア102a内に閉じ込めるクラッド層102bとにより構成されている。
【0042】
光素子モジュール80のパッケージ84には、n個(図では8個)の半導体レーザ81が搭載されている。これらの半導体レーザ81は、図6(a)に示すように相互に平行な2本の直線に沿って千鳥状に配置されている。また、透明窓部83にもn個のコリメートレンズ82が千鳥状に配置されており、透明窓部83をパッケージ84に嵌め込んで固定すると、半導体レーザ81とレンズ82との間隔が一定の値となり、且つ各コリメートレンズ82の中心軸がそれぞれ対応する半導体レーザ81の光軸と一致するようになっている。
【0043】
透明成形体90は、第1の実施の形態と同様にアクリル等の透明樹脂により一体成形されており、光素子モジュール80が挿入される溝を有する光モジュール取り付け部92と、光の進行方向を変更する反射ミラー94と、導波路部材取り付け部95とを有している。光素子モジュール取り付け部92の溝内には、光素子モジュール80のコリメートレンズ82にそれぞれ対向する複数の集光レンズ91と、光素子モジュール80に当接してコリメートレンズ82と集光レンズ91との間隔を一定に保つ突起部93とが設けられている。
【0044】
また、導波路部材取り付け部95は、第1の実施の形態と同様に、導波路部材100の端面、上面及び側面に当接して導波路部材100の取付け位置を規定する3つの面を有している。
【0045】
本実施の形態においては、図5,図7に示すように、1列目の半導体レーザ81から出力された光は導波路部材100の上側の光導波路102に進入し、2列目の半導体レーザ81から出力された光は導波路部材100の下側の光導波路102に進入する。
【0046】
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様にアクティブアライメントが不要であり、基材101の両面にそれぞれ光導波路102が設けられた導波路部材100と光素子モジュール80内の複数の半導体レーザ81とを簡単な工程で光結合することができる。
【0047】
一般的に、面発光レーザ(VCSEL)やフォトダイオード等の光素子は、125μm又は250μmのピッチで配列させて光素子アレイとして使用することが多い。また、光ファイバーケーブルも、このような光素子に対応した間隔で光ファイバーを配列ものが多い。本実施の形態は、このような光素子と光ファイバーケーブルとを光結合する用途に適している。
【0048】
また、図8に示すように、プリント配線基板110に光素子モジュール80と、光素子モジュール80を駆動するための駆動回路(IC:集積回路)111とを実装することにより、電気回路と光素子との接続が容易になる。プリント配線基板110と光素子モジュール80及び駆動回路111との接続には、リード線による方法やはんだバンプによる方法がある。
【0049】
また、図9に示すように、更にプリント配線基板110にコネクタ112を設け、このコネクタ112を介して電気回路と駆動回路111とを電気的に接続するようにすると、電気回路と光素子との接続がより一層容易になる。
【0050】
(第4の実施の形態)
図10は本発明の第4の実施の形態の光結合器を示す側面図である。なお、本実施の形態が第3の実施の形態と異なる点は反射ミラーに段差が設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第3の実施の形態と同様であるので、図10において図5と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0051】
第3の実施の形態では、1列目の半導体レーザ81と2列目の半導体レーザ81との間隔を、基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔と同じにする必要がある。このため、基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔が大きい場合は、光素子モジュール80のサイズを大きくすることが必要となる。
【0052】
しかし、本実施の形態の光結合器では、基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔に応じて反射ミラー98に段差を設けているため、1列目の半導体レーザ81と2列目の半導体レーザ81との間隔を基材101の上側の光導波路102と下側の光導波路102との間隔よりも小さくすることができる。これにより、光素子モジュール80を小型化することができる。但し、この場合は2列目の集光レンズ82の焦点距離を、1列目の集光レンズ82の焦点距離よりも長くすることが必要である。
【0053】
(付記1)光導波路を有する導波路部材と接続する光結合器において、光素子と、前記光素子を収納するパッケージと、前記パッケージに取り付けられて前記光素子に入出力する光が透過する透明窓部と、前記光素子に対向して配置された第1のレンズとを備えた光素子モジュールと、前記光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、前記導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部と、前記第1のレンズに対向する第2のレンズと、前記光素子モジュール取り付け部に取り付けた光素子モジュールと前記導波路部材取り付け部に取り付けた導波路部材の光導波路との間で光を伝達する反射ミラーとが一体的に形成されてなる透明成形体とを有することを特徴とする光結合器。
【0054】
(付記2)前記光素子が発光素子であり、前記第1のレンズが前記発光素子から出力された光を平行光にするコリメートレンズ、前記第2のレンズが前記平行光を前記光導波路の先端部分に集光する集光レンズであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0055】
(付記3)前記集光レンズの口径が前記コリメートレンズの口径よりも大きいことを特徴とする付記2に記載の光結合器。
【0056】
(付記4)前記光素子が受光素子であり、前記第2のレンズが前記光導波路から出力される光を略平行光にするコリメートレンズ、前記第1のレンズが前記コリメートレンズを透過した光を前記受光素子の先端部分に集光する集光レンズであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0057】
(付記5)前記集光レンズの口径が前記コリメートレンズの口径よりも大きいことを特徴とする付記4に記載の光結合器。
【0058】
(付記6)前記第1のレンズが前記透明窓部と一体的に形成されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0059】
(付記7)前記導波路部材取り付け部は、前記導波路部材の2以上の面に当接することを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0060】
(付記8)前記反射ミラーに段差が設けられていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0061】
(付記9)前記導波路部材が、基材と、前記基材上に形成された光導波路とにより構成されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0062】
(付記10)前記導波路部材が、基材と、前記基材の上下に形成された光導波路とにより構成されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0063】
(付記11)前記導波路部材が、光ファイバーであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0064】
(付記12)前記導波路部材が、フレキシブルであることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0065】
(付記13)前記導波路部材取り付け部の光導波路の位置を規定する面に溝が設けられていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0066】
(付記14)更に、プリント配線基板と、前記光素子を駆動する駆動回路とを有し、前記プリント配線基板に、前記光素子モジュール及び前記駆動回路が実装されていることを特徴とする付記1に記載の光結合器。
【0067】
(付記15)更に、前記プリント配線基板に実装されたコネクタを有することを特徴とする付記14に記載の光結合素子。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透明成形体に、光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部とが設けられているので、光モジュールの取付け位置及び導波路部材の取付け位置が一定となり、光素子モジュールと光導波路とを容易に光結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、従来の半導体レーザと光導波路との光結合の一例を示す模式図である。
【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態の光結合器の組立図である。
【図3】図3は、同じくその光結合器の組み立て後の状態を示す模式図である。
【図4】図4(a)は本発明の第2の実施の形態の光結合器を示す側面図、図4(b)は同じくその上面図である。
【図5】図5は、本発明の第3の実施の形態の光結合器を示す側面図である。
【図6】図6(a)は半導体レーザの配置を示す模式図、図6(b)はコリメートレンズ及び集光レンズの配置を示す模式図である。
【図7】図7は半導体レーザと光導波路との光結合を示す上面図である。
【図8】図8は、光素子モジュール及び駆動回路が実装されたプリント配線板を示す側面図である。
【図9】図9は、コネクタ、光素子モジュール及び駆動回路が実装されたプリント配線板を示す側面図である
【図10】図10は、本発明の第4の実施の形態の光結合器を示す側面図である。
【符号の説明】
11…基板、
12,42,72,102…光導波路、
13,34,64,94,98…反射ミラー、
14,31,61…集光レンズ、
15,21,51,81…半導体レーザ、
20,50,80…光素子モジュール、
22,52,82…コリメートレンズ、
23,53,83…透明窓部、
24,54,84…パッケージ、
30,60,90…透明成形体、
32,62,92…光モジュール取り付け部、
33,63…突起部、
35,65,95…導波路部材取り付け部、
40,70,100…導波路部材、
41,71,101…基材、
42a,72a,102a…コア、
42b,72b,102b…クラッド層、
110…プリント配線基板、
111…駆動回路、
112…コネクタ。
Claims (5)
- 光導波路を有する導波路部材と接続する光結合器において、光素子と、前記光素子を収納するパッケージと、前記パッケージに取り付けられて前記光素子に入出力する光が透過する透明窓部と、前記光素子に対向して配置された第1のレンズとを備えた光素子モジュールと、
前記光素子モジュールに応じた形状の光素子モジュール取り付け部と、前記導波路部材に応じた形状の導波路部材取り付け部と、前記第1のレンズに対向する第2のレンズと、前記光素子モジュール取り付け部に取り付けた光素子モジュールと前記導波路部材取り付け部に取り付けた導波路部材の光導波路との間で光を伝達する反射ミラーとが一体的に形成されてなる透明成形体とを有することを特徴とする光結合器。 - 前記光素子が発光素子であり、前記第1のレンズが前記発光素子から出力された光を平行光にするコリメートレンズ、前記第2のレンズが前記平行光を前記光導波路の先端部分に集光する集光レンズであることを特徴とする請求項1に記載の光結合器。
- 前記光素子が受光素子であり、前記第2のレンズが前記光導波路から出力される光を略平行光にするコリメートレンズ、前記第1のレンズが前記コリメートレンズを透過した光を前記受光素子の先端部分に集光する集光レンズであることを特徴とする請求項1に記載の光結合器。
- 前記第1のレンズが前記透明窓部と一体的に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光結合器。
- 前記導波路部材取り付け部は、前記導波路部材の2以上の面に当接することを特徴とする請求項1に記載の光結合器。
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Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005117146A1 (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Sony Corporation | 光電変換素子アレイ、その集積装置及びこれらの実装構造、並びに光情報処理装置 |
JP2006162850A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Sony Corp | 光導波装置及びその製造方法、並びに光情報処理装置及び電子機器 |
JP2007017652A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Sony Corp | 光導波構造体及びその製造方法、並びに光導波路の製造方法 |
JP2007304298A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Central Glass Co Ltd | 光能動素子実装基板 |
WO2008146882A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Central Glass Company, Limited | 光軸変換素子およびその作製方法 |
JP2009151072A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Toppan Printing Co Ltd | 光基板及びその製造方法 |
JP2010266899A (ja) * | 2010-08-20 | 2010-11-25 | Sony Corp | 光導波構造体及びその製造方法 |
US8414309B2 (en) | 2010-05-03 | 2013-04-09 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd | Receptacle for an optical transceiver module for protecting the module from airborne particles |
US8452137B2 (en) | 2011-01-10 | 2013-05-28 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical backplane having at least one optical relay element for relaying light from an input facet of the backplane to an output facet of the backplane |
US8483571B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-07-09 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical beam splitter for use in an optoelectronic module, and a method for performing optical beam splitting in an optoelectronic module |
US8503838B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-08-06 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Two-part optical coupling system having an air gap therein for reflecting light to provide optical feedback for monitoring optical output power levels in an optical transmitter (TX) |
US8548284B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-10-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element module and method of manufacturing the same |
JP2013235243A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Fujikura Ltd | 光路変更部材 |
USRE44664E1 (en) | 2006-10-19 | 2013-12-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Multi-optical fiber connector module for use with a transceiver module and method for coupling optical signals between the transceiver module and multiple optical fibers |
US8620122B2 (en) | 2010-09-10 | 2013-12-31 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Low-profile optical communications module having two generally flat optical connector modules that slidingly engage one another |
US8705916B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-04-22 | Fujitsu Component Limited | Optical module, optical module connector, and optical deflection member |
WO2014119353A1 (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光コネクタおよび光コネクタ装置 |
WO2014160551A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Corning Optical Communications LLC | Total internal reflection sub-assembly for fiber optic sub-assembly |
CN105242360A (zh) * | 2006-12-22 | 2016-01-13 | 思科技术公司 | 双透镜一体式光接收器组件 |
US10048454B2 (en) | 2015-09-04 | 2018-08-14 | Corning Optical Communications LLC | Fiber coupling device for coupling of at least one optical fiber |
-
2003
- 2003-01-08 JP JP2003001892A patent/JP2004212847A/ja not_active Withdrawn
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005117146A1 (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Sony Corporation | 光電変換素子アレイ、その集積装置及びこれらの実装構造、並びに光情報処理装置 |
JP2006162850A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Sony Corp | 光導波装置及びその製造方法、並びに光情報処理装置及び電子機器 |
JP2007017652A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Sony Corp | 光導波構造体及びその製造方法、並びに光導波路の製造方法 |
JP2007304298A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Central Glass Co Ltd | 光能動素子実装基板 |
USRE44664E1 (en) | 2006-10-19 | 2013-12-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Multi-optical fiber connector module for use with a transceiver module and method for coupling optical signals between the transceiver module and multiple optical fibers |
CN105242360A (zh) * | 2006-12-22 | 2016-01-13 | 思科技术公司 | 双透镜一体式光接收器组件 |
WO2008146882A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Central Glass Company, Limited | 光軸変換素子およびその作製方法 |
JP2008298934A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Central Glass Co Ltd | 光軸変換素子およびその作製方法 |
JP2009151072A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Toppan Printing Co Ltd | 光基板及びその製造方法 |
US8548284B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-10-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element module and method of manufacturing the same |
US8828250B2 (en) | 2008-12-05 | 2014-09-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element module and method of manufacturing the same |
US8414309B2 (en) | 2010-05-03 | 2013-04-09 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd | Receptacle for an optical transceiver module for protecting the module from airborne particles |
US8483571B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-07-09 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical beam splitter for use in an optoelectronic module, and a method for performing optical beam splitting in an optoelectronic module |
JP2010266899A (ja) * | 2010-08-20 | 2010-11-25 | Sony Corp | 光導波構造体及びその製造方法 |
US8620122B2 (en) | 2010-09-10 | 2013-12-31 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Low-profile optical communications module having two generally flat optical connector modules that slidingly engage one another |
US8503838B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-08-06 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Two-part optical coupling system having an air gap therein for reflecting light to provide optical feedback for monitoring optical output power levels in an optical transmitter (TX) |
US8705916B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-04-22 | Fujitsu Component Limited | Optical module, optical module connector, and optical deflection member |
US8452137B2 (en) | 2011-01-10 | 2013-05-28 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical backplane having at least one optical relay element for relaying light from an input facet of the backplane to an output facet of the backplane |
JP2013235243A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Fujikura Ltd | 光路変更部材 |
US9158071B2 (en) | 2012-04-09 | 2015-10-13 | Fujikura Ltd. | Optical path-changing member |
WO2014119353A1 (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光コネクタおよび光コネクタ装置 |
WO2014160551A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Corning Optical Communications LLC | Total internal reflection sub-assembly for fiber optic sub-assembly |
US8979394B2 (en) | 2013-03-28 | 2015-03-17 | Corning Cable Systems Llc | Self-contained total internal reflection sub-assembly |
US10048454B2 (en) | 2015-09-04 | 2018-08-14 | Corning Optical Communications LLC | Fiber coupling device for coupling of at least one optical fiber |
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