JP2006064885A - Optical module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光モジュールおよびその製造方法に関し、より詳細には、光通信分野、計測分野に用いられる高速信号処理用のレーザダイオード(LD)、フォトダイオード(PD)、光変調器、光増幅器などの複数の光素子を、1つのパッケージ内に組込んで光素子間の光学結合を最適化する光モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical module and a method of manufacturing the same, and more specifically, a laser diode (LD), a photodiode (PD), an optical modulator, an optical amplifier, etc. for high-speed signal processing used in the fields of optical communication and measurement. The present invention relates to an optical module that incorporates a plurality of optical elements in a single package and optimizes optical coupling between the optical elements, and a method for manufacturing the same.
従来、複数の光素子を光学的に結合して、1つのパッケージ内に組込んだハイブリッド光モジュールが製作されている。ハイブリッド光モジュールは、複数の光素子を搭載することにより、様々な機能を統合した光モジュールである。図1に、従来のハイブリッド光モジュールの構成を示す。ハイブリッド光モジュールは、パッケージ8内部に、光素子を搭載するキャリヤ6を有し、ファイバ結合用セルフォックレンズ7により光ファイバと接続される。キャリヤ6には、LD素子1、コリメートレンズ3a、光アイソレータ4、補正用レンズ5、コリメートレンズ3bおよびLN(リチウムナイオベート)光変調器素子2が、光軸上に配置されている(例えば、非特許文献1参照)。
Conventionally, a hybrid optical module in which a plurality of optical elements are optically coupled into one package has been manufactured. The hybrid optical module is an optical module in which various functions are integrated by mounting a plurality of optical elements. FIG. 1 shows a configuration of a conventional hybrid optical module. The hybrid optical module has a carrier 6 on which an optical element is mounted inside a
図2に、ハイブリッド光モジュールの光学系の詳細を示し、ハイブリッド光モジュールの組み立て方法を説明する。最初に、LD素子1とLN変調器素子2とを、金スズ等のハンダまたは導電性ペーストにより、それぞれキャリヤ6に固定する。次に、コリメートレンズ3a,3bを対向させ、レンズ間に光アイソレータ4を挿入し、XYZの3軸調心により光軸を合わせ、YAGレーザで溶接固定する。その後、キャリヤ6をパッケージ8内に固定した上で、ファイバ結合用セルフォックレンズ7および光ファイバをパッケージ8に固定して完成させる。この光ファイバを固定する工程は、通常の光モジュールと同様である。
FIG. 2 shows details of the optical system of the hybrid optical module, and a method for assembling the hybrid optical module will be described. First, the
ここで、コリメートレンズ3a,3bをキャリヤ6に固定する際に、位置変動が発生するため、光軸がずれて結合効率の低下が起こる場合がある。例えば、PDのようにトレランスの緩い光素子の場合は、光軸のずれによる結合効率の劣化は少ない。しかし、LD、光変調器、半導体光増幅器などのトレランスが小さい光素子の場合は、光軸のずれを補正する補正手段が必要となる。
Here, when the
そこで、コリメートレンズ3a,3b間に挿入する光アイソレータ4に補正用レンズ5を付加する。補正用レンズ5は、光軸トレランスの緩和、位置ずれの補償を行う。従来の製造手順では、コリメートレンズ3a,3bを固定する際に、補正用レンズ5で集束されることを考慮して、コリメートレンズ3a,3bを発散気味に合わせて固定する。その後、一体化された光アイソレータ4と補正用レンズ5とを固定する際に、位置や角度を微調して、コリメートレンズ3a,3bの光軸ずれを補償する。
Therefore, a
しかしながら、従来の製造手順では、コリメートレンズ3a,3bの位置合せが、角度調整を含む特殊な工程となるため、専用の製造設備が必要になる。調心装置は、レンズについてXYZ−3軸の調整を2カ所で行い、アイソレータについてXYZαθの最大5軸の調整を行うので、計11軸の制御が必要となる。このような調心装置は、装置が高価になる上、調整に時間がかかる。また、レンズの部材費が増加するという問題もあった。
However, in the conventional manufacturing procedure, the alignment of the
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光モジュー内部の光素子の結合特性を極力簡単な組立装置で改善する光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical module that improves the coupling characteristics of the optical elements inside the optical module with a simple assembling apparatus as much as possible, and a method for manufacturing the same. There is.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、キャリヤに搭載された複数の光素子を光学的に結合して、1つのパッケージ内に組込んだ光モジュールであって、光軸上に固定された各々の前記光素子を光学的に結合するレンズと、該レンズを保持して前記キャリヤに溶接固定されるレンズホルダとを備え、該レンズホルダは、前記光軸(X軸)および前記光軸と直行し前記キャリヤの鉛直方向の軸(Z軸)がなす平面における前記光軸に対する前記レンズの光軸の角度を微調するために、前記光軸方向に延伸されたバーが接合されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention according to
この構成によれば、レンズホルダに接合されたバーにより、X−Z面におけるX軸に対するレンズの光軸の角度を微調することができるので、光素子の結合特性を極力簡単な組立装置で改善することができる。 According to this configuration, the angle of the optical axis of the lens with respect to the X axis in the XZ plane can be finely adjusted by the bar bonded to the lens holder, so that the coupling characteristics of the optical elements are improved with a simple assembling apparatus as much as possible. can do.
請求項2に記載の発明は、キャリヤに搭載された複数の光素子を光学的に結合して、1つのパッケージ内に組込んだ光モジュールの製造方法において、光軸上に固定された各々の前記光素子を光学的に結合するレンズを保持するレンズホルダを、3軸調心により前記光軸に合わせて、前記キャリヤに溶接固定する第1工程と、前記光軸方向に延伸され前記レンズホルダに接合されたバーを微動することにより、前記光軸(X軸)および前記光軸と直行し前記キャリヤの鉛直方向の軸(Z軸)がなす平面における前記光軸に対する前記レンズの光軸の角度を微調する第2工程とを備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical module in which a plurality of optical elements mounted on a carrier are optically coupled and incorporated in a single package. A lens holder holding a lens for optically coupling the optical element, a first step of welding and fixing to the carrier in alignment with the optical axis by triaxial alignment, and the lens holder extended in the optical axis direction The optical axis of the lens with respect to the optical axis in the plane formed by the optical axis (X axis) and the vertical axis (Z axis) of the carrier perpendicular to the optical axis (Z axis) is finely moved. And a second step of finely adjusting the angle.
この方法によれば、XYZ−3軸調心により光軸を合わせた後、レンズホルダに接合されたバーにより、X−Z面におけるX軸に対するレンズの光軸の角度を微調することができるので、光素子の結合特性を極力簡単な組立装置で改善することができる。 According to this method, after the optical axes are aligned by XYZ-3 axis alignment, the angle of the optical axis of the lens with respect to the X axis on the XZ plane can be finely adjusted by the bar joined to the lens holder. The coupling characteristics of the optical elements can be improved with a simple assembling apparatus as much as possible.
以上説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型光モジュールの結合効率を改善することが可能である。特に、試作品や特注品など少量多品種で高性能を要求される光モジュールの生産には有効である。 As described above, according to the present invention, the coupling efficiency of the hybrid optical module can be improved. In particular, it is effective for the production of optical modules that require high performance in a small variety of products such as prototypes and custom products.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図3に、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド光モジュールのレンズ保持部を示す。コリメートレンズ3は、レンズ成型時にはめ込んだレンズ金枠9とレンズ固定具12とからなるレンズホルダを介して、キャリヤ6に固定される。レンズ金枠9は、凸字形の金属枠で形成されており、頂部にはあらかじめ調整用バー10がYAGレーザで溶接固定されている。また、レンズ金枠9の凸字形の金属枠の上半分は、調心装置のクランプ11により挟持される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3 shows a lens holding portion of a hybrid optical module according to an embodiment of the present invention. The collimating lens 3 is fixed to the carrier 6 via a lens holder made up of a
本発明の一実施形態にかかるハイブリッド光モジュールの組み立て方法を説明する。図4に、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド光モジュールの光学系の詳細を示す。ここで、LD素子1とLN変調器素子2の光軸に一致する方向をX軸とし、X軸と直行しキャリヤ6の鉛直方向をZ軸とし、X軸とZ軸に直行する方向をY軸とする。
A method for assembling a hybrid optical module according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows details of the optical system of the hybrid optical module according to one embodiment of the present invention. Here, the direction that coincides with the optical axis of the
最初に、LD素子1とLN変調器素子2とを、金スズ等のハンダまたは導電性ペーストにより、それぞれキャリヤ6に固定する。次に、上述したレンズ保持部によりコリメートレンズ3a,3bを固定する。なお、LD素子1側のコリメートレンズ3aのレンズ金枠9aには、あらかじめ光アイソレータ4を溶接固定しておく。LD素子1、LN変調器素子2およびコリメートレンズ3a,3bは、それぞれ光軸が一致するように固定する。
First, the
次にコリメートレンズ3a,3bを対向させ、調心装置のクランプ11により、レンズ金枠9a,9bの凸字形の突出部を挟持し、XYZ−3軸調心により光軸を合わせ、YAGレーザで溶接固定する。図3,4に黒丸で示したように、溶接は、レンズ固定具12とキャリヤ6との間の数点と、レンズ固定具12とレンズ金枠9との間の一点で行う。レンズ固定具12とレンズ金枠9との間の溶接を一点とするのは、次に説明する角度調整のための仮止めとするためである。
Next, the
図5を参照して、レンズ保持部の調整用バーを用いて行う角度調整を説明する。角度調整は、X−Z面におけるX軸に対するコリメートレンズ3a,3bの光軸の角度を調整することである。調心装置のクランプ11を、調整用バー10の端部に移動して、これを挟持する。LD素子1とLN変調器素子2との間の結合効率を測りながら、調整用バー10を上下に動かす。結合効率最大となる位置を探し、レンズ固定具12とレンズ金枠9との間を追加溶接して、レンズ位置を固定する。この時点で、後の工程に邪魔になるのであれば、調整用バー10を除去または切断しても良い。
The angle adjustment performed using the adjustment bar of the lens holding portion will be described with reference to FIG. The angle adjustment is to adjust the angle of the optical axis of the
その後、キャリヤ6をパッケージ8内に固定した上で、ファイバ結合用セルフォックレンズ7および光ファイバをパッケージ8に固定して完成させる。この光ファイバを固定する工程は、通常の光モジュールと同様である。
Thereafter, the carrier 6 is fixed in the
この構成によれば、レンズ保持部の動きは、XYZ−3軸であり、コリメートレンズ3と調整用バー10とを同時に動かすことはないので、計6軸の制御を行う。ここで、調整用バー10により補正できる角度は微小であり、計算により角度の影響を明らかにしておく。なお、結合効率の測定は、LD素子1からの光信号をLN変調器素子2で受光して、受光した光信号の光強度により測定する。
According to this configuration, the movement of the lens holding portion is the XYZ-3 axis, and the collimating lens 3 and the
コリメートビームは、光軸垂直方向へのトレランスは非常に緩いが、角度ずれに対しては極めて敏感である。例えば、焦点距離0.75mmのコリメートレンズを使い、波長1.55μm、スポットサイズ1μmのLD素子の出力光をコリメート化すると、ビーム径は約0.35mmになる。このコリメートレンズを溶接した際に、レンズが0.5μm下方へずれたとすると、ビームの角度ずれは0.040となる。ガウシアンビーム同士の結合として計算すると、結合損失は約1dBになる。双方のレンズが同じ方向にずれたとすると、角度ずれは二倍の0.080となり、損失は約4dBになる。 The collimated beam has a very gentle tolerance in the direction perpendicular to the optical axis, but is extremely sensitive to angular deviation. For example, when a collimating lens having a focal length of 0.75 mm is used and the output light of an LD element having a wavelength of 1.55 μm and a spot size of 1 μm is collimated, the beam diameter is about 0.35 mm. When welding the collimating lens, the lens is assumed to shift to 0.5μm downward, angular deviation of the beam becomes 0.04 0. When calculated as the coupling between Gaussian beams, the coupling loss is about 1 dB. When both lens is shifted in the same direction, the angular deviation is twice the 0.08 0, loss is approximately 4dB.
一方、角度ずれがなければ、コリメートビーム同士が垂直方向に100μmずれたとしても、損失はわずか0.4dBである。従って、レンズの角度を微調してコリメートビームの出射角を変化させることにより、結合損を大幅に減少させることが可能である。 On the other hand, if there is no angular shift, even if the collimated beams are shifted by 100 μm in the vertical direction, the loss is only 0.4 dB. Therefore, the coupling loss can be greatly reduced by finely adjusting the angle of the lens to change the emission angle of the collimated beam.
調整バーの長さを5mmとし、先端を上下50μm動かせば、角度変化量としては±0.570になる。本実施形態の場合、レンズ固定具12とレンズ金枠9との間を仮止めしてから調整を行うので、これよりは小さい動きになると考えられるが、むしろ微調がしやすいので、十分有効である。
The length of the adjustment bar and 5 mm, if moving the tip up and down 50 [mu] m, becomes ± 0.57 0 as the angle variation. In the case of this embodiment, the adjustment is performed after temporarily fixing between the
ここでは、キャリヤ6に対して垂直方向の角度ずれの補正を主眼に置いている。左右対象にYAG溶接を行うために、水平方向の角度ずれは小さいので問題にならないからである。ただし、必要であればレンズホルダとキャリヤ6の溶接時に、同様の方法で、調整用バー10を動かすことにより水平角の微調にも応用することができる。
Here, correction of the angular deviation in the vertical direction with respect to the carrier 6 is focused on. This is because, since YAG welding is performed on the left and right objects, there is no problem because the horizontal angle deviation is small. However, if necessary, it can be applied to fine adjustment of the horizontal angle by moving the
1 LD素子
2 光変調器素子
3a,3b コリメートレンズ
4 光アイソレータ
5 補正用レンズ
6 キャリヤ
7 ファイバ結合用セルフォックレンズ
8 パッケージ
9 レンズ金枠
10 調整用バー
11 調心装置のクランプ
12 レンズ固定具
DESCRIPTION OF
Claims (2)
光軸上に固定された各々の前記光素子を光学的に結合するレンズと、
該レンズを保持して前記キャリヤに溶接固定されるレンズホルダとを備え、
該レンズホルダは、前記光軸および前記光軸と直行し前記キャリヤの鉛直方向の軸がなす平面における前記光軸に対する前記レンズの光軸の角度を微調するために、前記光軸方向に延伸されたバーが接合されていることを特徴とする光モジュール。 An optical module in which a plurality of optical elements mounted on a carrier are optically coupled and incorporated in one package,
A lens that optically couples each of the optical elements fixed on an optical axis;
A lens holder that holds the lens and is fixed to the carrier by welding,
The lens holder is extended in the optical axis direction in order to finely adjust the angle of the optical axis of the lens with respect to the optical axis in a plane perpendicular to the optical axis and the vertical axis of the carrier. An optical module characterized in that a bar is joined.
光軸上に固定された各々の前記光素子を光学的に結合するレンズを保持するレンズホルダを、3軸調心により前記光軸に合わせて、前記キャリヤに溶接固定する第1工程と、
前記光軸方向に延伸され前記レンズホルダに接合されたバーを微動することにより、前記光軸および前記光軸と直行し前記キャリヤの鉛直方向の軸がなす平面における前記光軸に対する前記レンズの光軸の角度を微調する第2工程と
を備えたことを特徴とする光モジュールの製造方法。
In a method of manufacturing an optical module in which a plurality of optical elements mounted on a carrier are optically coupled into one package,
A first step of welding and fixing a lens holder holding a lens for optically coupling each of the optical elements fixed on the optical axis to the carrier in alignment with the optical axis by triaxial alignment;
By finely moving a bar that is stretched in the optical axis direction and joined to the lens holder, the light of the lens with respect to the optical axis in a plane perpendicular to the optical axis and the optical axis and formed by the vertical axis of the carrier. And a second step of finely adjusting the angle of the shaft.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011146493A (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Package for integrated optical semiconductor module |
US7997844B2 (en) * | 2006-11-06 | 2011-08-16 | Müller Martini Holding AG | Method of producing perfect-bound printed products formed from several printed products and installation for producing perfect-bound printed products |
WO2013103062A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Nttエレクトロニクス株式会社 | Optical module |
JP2015129864A (en) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | 住友電気工業株式会社 | Manufacturing method of optical communication module |
JP2016096299A (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社フジクラ | Semiconductor layer device and manufacturing method for the same |
JP2018530011A (en) * | 2015-10-05 | 2018-10-11 | キュービテック,インコーポレイテッド | Biphoton adjustable light source |
CN109946798A (en) * | 2019-04-30 | 2019-06-28 | 武汉华工正源光子技术有限公司 | A kind of poly-lens coupling cramp and method |
JP2020144265A (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 株式会社エンプラス | Optical receptacle and optical module |
-
2004
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7997844B2 (en) * | 2006-11-06 | 2011-08-16 | Müller Martini Holding AG | Method of producing perfect-bound printed products formed from several printed products and installation for producing perfect-bound printed products |
JP2011146493A (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Package for integrated optical semiconductor module |
WO2013103062A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Nttエレクトロニクス株式会社 | Optical module |
JP2013140258A (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Ntt Electornics Corp | Optical module |
JP2015129864A (en) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | 住友電気工業株式会社 | Manufacturing method of optical communication module |
WO2016080188A1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社フジクラ | Semiconductor laser device and method for manufacturing same |
JP2016096299A (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社フジクラ | Semiconductor layer device and manufacturing method for the same |
JP2018530011A (en) * | 2015-10-05 | 2018-10-11 | キュービテック,インコーポレイテッド | Biphoton adjustable light source |
JP7103942B2 (en) | 2015-10-05 | 2022-07-20 | キュービテック,インコーポレイテッド | Adjustable biophoton light source |
US11586092B2 (en) | 2015-10-05 | 2023-02-21 | Qubitekk, Inc. | Tunable source bi-photons |
JP2020144265A (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 株式会社エンプラス | Optical receptacle and optical module |
WO2020179615A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 株式会社エンプラス | Optical receptacle and optical module |
JP7312576B2 (en) | 2019-03-07 | 2023-07-21 | 株式会社エンプラス | Optical receptacles and optical modules |
CN109946798A (en) * | 2019-04-30 | 2019-06-28 | 武汉华工正源光子技术有限公司 | A kind of poly-lens coupling cramp and method |
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