JP2007101700A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供すること。
【解決手段】本発明は、側壁（２２）に光ファイバ（１２）が貫通するパッケージ（２０）の側壁（２２）と、光ファイバ（１２）をパッケージ（２０）に直接的または間接部材を介し間接的に固定する第１固定部（１４）と、光ファイバ（１２）をパッケージ（２０）内で固定する第２固定部（１６）と、パッケージ（２０）の対角となる２つの角部（Ｔ１、Ｔ３）または角部（Ｔ１、Ｔ３）の近傍のパッケージ（２０）の辺にそれぞれ設けられた２つのフランジ（２６ａ、２６ｂ）と、を有し、第１固定部（１４）と第２固定部（１６）との間隔が６ｍｍ以下である光モジュールである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光モジュールに関し、特に光ファイバと結合した光モジュールに関する。

近年、光通信等の分野では、光を発光するレーザ等の発光素子または光を受光するフォトダイオード等の受光素子と光ファイバとを結合した光モジュールが用いられている。

従来用いられている光モジュール（従来例１）を、図１（ａ）および図１（ｂ）を用い説明する。図１（ａ）は従来例に係る光モジュールの上視図（キャップは図示していない）であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。パッケージ２０は取付部となるフランジ２６においてネジ２７によりヒートシンク１０用の基板に固定されている。ヒートシンク１０は例えばＣｕまたはＡｌにより構成されている。パッケージ２０は側壁２２と底部２４とからなり、底部２４はフランジ２６と一体化して形成されている。側壁２２および底部２４は例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金であるコバール（商品名）により構成される。フランジ２６は底部２４の４つの角部に設けられている。側壁２２の一面には開口部２３が設けられ光ファイバ１２がパッケージ２０内に挿入されている。つまりパッケージ２０はその側壁２２に光ファイバ１２が貫通している。光ファイバ１２は第１固定部１４により側壁２２に固定されている。

光ファイバ１２の一端は固定部材４０と光ファイバ支持部４２とからなる第２固定部１６によりパッケージ２０内に固定されている。光ファイバ１２の光軸上にはレンズホルダ３４で支持されたレンズ３２と、半導体レーザ３０がサブマウント４４に配設され、光ファイバ１２と半導体レーザ３０とは光結合している。固定部材４０およびサブマウント４４はベース４６上に固定され、サブマウント４４は温度を一定に保つためのサーモモジュール４８上に固定されている。サーモモジュール４８は底部２４に固定されている。このようにして、光ファイバ１２は第１固定部１４および第２固定部１６に固定されている。このとき、第１固定部１４の光ファイバ１２を固定する先端と第２固定部１６の光ファイバ１２を固定する先端の間隔をＬとする。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）では、レンズホルダ３４をサブマウント４４に固定しているが、レンズホルダをベース４６上に固定する場合もある。

光モジュールは−４０〜８５℃の環境温度に曝されるため、ヒートシンク１０、パッケージ２０および光ファイバ１２の線熱膨張係数の差により生じる応力（以下、熱応力）が光ファイバ１２に加わる。特許文献１には、この熱応力により、光ファイバ１２の断線や光ファイバ１２の固定部からの脱落等の信頼性の低下が生じる可能性があることが開示されている。また、光ファイバ１２の断線や光ファイバ１２の第２固定部１６がベース４６から脱落するのを防止するため、光ファイバ１２に予め撓みを設ける技術（従来例２）が開示されている。図２に従来例２に係る光モジュールの断面図を示す。図１（ａ）と同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。図２に示すように、第１固定部１４と第２固定部１６との間に撓みを持ち、このときの光ファイバ１２の曲率半径をｒとする。
特開２００１−１０００６６号公報

従来例１に係る光モジュールは、前述の熱応力に起因した信頼性低下以外にも、熱応力に起因し、光ファイバ１２と半導体レーザ３０との相対位置が変位しその光結合率が低下する。これでは光モジュールの品質を保つことができない。一方、従来例２の方法を用い、信頼性や品質を確保しようとする場合、以下のような課題がある。光ファイバの曲率半径ｒは光学的あるいは機械的な制約から３０ｍｍ以上とすることが求められている（３０ｍｍを限界曲率半径という）。このため、従来例２において、光モジュールの温度範囲である−４０〜８５℃において光ファイバ１２の曲率半径を３０ｍｍ以下に保つためには、第１固定部１４と第２固定部１６との間隔Ｌを長くすることが求められる。このように、光モジュールの信頼性や品質を確保しようとすると、光モジュールを小型化することが難しくなる。

本発明は、上記課題に鑑みさなれたものであり、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、側壁に光ファイバが貫通するパッケージと、前記光ファイバを前記パッケージの側壁に直接的または間接部材を介し間接的に固定する第１固定部と、前記光ファイバを前記パッケージ内で固定する第２固定部と、前記パッケージの対角となる２つの角部または前記角部の近傍の前記パッケージの辺にそれぞれ設けられた２つの取付部と、を具備し、前記第１固定部と前記第２固定部との間隔は６ｍｍ以下であることを特徴とする光モジュールである。本発明によれば、光ファイバに加わる熱応力を緩和できるため、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明は、側壁に光ファイバが貫通するパッケージと、前記光ファイバを前記パッケージの側壁に直接的または間接部材を介し間接的に固定する第１固定部と、前記光ファイバを前記パッケージ内で固定する第２固定部と、前記パッケージの底面の前記光ファイバの挿入方向に対し概平行で相対する２つの辺にそれぞれ設けられた２つの取付部と、を具備し、前記第１固定部と前記第２固定部との間隔は６ｍｍ以下であることを特徴とする光モジュールである。本発明によれば、光ファイバに加わる熱応力を緩和できるため、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明の前記２つの取付部は、前記パッケージの角部近傍の前記２つの辺に設けられ、前記２つの辺は、前記光ファイバの挿入方向に概平行で相対する辺であることを特徴とする光モジュールとすることができる。また、本発明の前記２つの取付部は、前記パッケージの角部近傍の前記２つの辺に設けられ、前記２つの辺は、前記光ファイバの挿入方向に概直角で相対する辺であることを特徴とする光モジュールとすることができる。

本発明の前記２つの取付部は、前記光ファイバの挿入方向を対称軸に概相対する位置に設けられたことを特徴とする光モジュールとすることができる。本発明によれば、光ファイバに加わる熱応力を一層緩和できるため、信頼性や品質を一層確保し、かつ一層小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明は、前記側壁に接続され、前記側壁と前記第２固定部との間に延在してなる緩衝部材を具備し、前記第１固定部は、前記緩衝部材を介し前記側壁に固定されることを特徴とする光モジュールとすることができる。本発明によれば、緩衝部材により光ファイバに加わる応力を緩和することができるため、信頼性や品質を一層確保し、かつ一層小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明の前記パッケージは、前記２つの取付部により、前記パッケージの底部より線熱膨張係数が大きい基板に取り付けられること特徴とする光モジュールとすることができる。本発明によれば、パッケージの底部より線熱膨張係数が大きく光ファイバに熱応力が加わり易い基板にパッケージを取り付けた光モジュールにおいても、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明は、側壁に光ファイバが貫通するパッケージと、前記光ファイバを固定する第１固定部と、前記光ファイバを前記パッケージ内で固定する第２固定部と、前記側壁に接続され、前記側壁の内側と前記第２固定部との間に延在してなる緩衝部材と、を具備し、前記第１固定部は、前記光ファイバを前記緩衝部材に直接的または間接部材を介し間接的に固定するものであり、前記第１固定部と前記第２固定部との間隔は６ｍｍ以下であることを特徴とする光モジュールである。本発明によれば、緩衝部材により光ファイバに加わる応力を緩和することができるため、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明の前記緩衝部材は、前記パッケージの底部より線熱膨張係数が大きいことを特徴とする光モジュールとすることができる。本発明によれば、緩衝部材により光ファイバに加わる応力を一層緩和することができるため、信頼性や品質を一層確保し、かつ一層小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明の前記緩衝部材は、前記側壁を貫通して前記側壁に接続されてなることを特徴とする光モジュールとすることができる。また、本発明は、前記パッケージ内に前記光ファイバと光結合する光半導体素子を具備する光モジュールとすることができる。

本発明の前記パッケージは、取付部を有し、前記取付部により、前記パッケージの底面を形成する前記パッケージの底部より線熱膨張係数の大きい基板上に取り付けられることを特徴とする光モジュールとすることができる。本発明によれば、パッケージの底部より線熱膨張係数が大きく光ファイバに熱応力が加わり易い基板にパッケージを取り付けた光モジュールにおいても、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

本発明によれば、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

以下、図面を参照し、本発明に係る実施例につき説明する。

実施例１に係る光モジュールはヒートシンクにパッケージを取り付けるためのフランジをパッケージの底部の対角の位置に設けた例である。図３（ａ）は実施例１に係る光モジュールの上視図（キャップは図示していない）、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図３（ｃ）はパッケージ２０の底部２４並びにフランジ２６ａおよび２６ｂの平面図である。実施例１は従来例１に比較し、パッケージ２０の底面の対角となる２つの角部にそれぞれ２つのフランジ２６ａおよび２６ｂが設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。図３（ｃ）に示すように、パッケージ２０の底部２４とフランジ２６ａ、２６ｂは一体に形成されている。パッケージ２０の底面は、４つの辺Ｌ１からＬ４と４つの角部Ｔ１からＴ４を有している。ここで、角部Ｔ１からＴ４は辺と辺の間の曲部を示している。２つのフランジ２６ａおよび２６ｂはパッケージの底面の対角となる角部Ｔ３およびＴ１に設けられており、フランジ２６ａおよび２６ｂは光ファイバ１２の挿入方向に概平行方向に配置されている。

次いで、実施例１に係る光モジュールの製造方法について説明する。まず、半導体レーザ３０と、レンズ３２を収めたレンズホルダ３４をサブマウント４４に固定する。次に、サブマウント４４をベース４６に固定する。パッケージ２０の底部２４に固定されたサーモモジュール４８上にベース４６を固定する。固定部材４０をベース上に配置する。光ファイバ１２にフェルールである光ファイバ支持部４２を固定し、光ファイバ１２の先端をパッケージ２０の側壁２２に設けられた開口部２３より挿入し、固定部材４０に挿入する。光ファイバ１２と半導体レーザ３０が所望の光結合が得られるように、固定部材４０、光ファイバ支持部４２および光ファイバ１２を配置して固定する。これにより、光ファイバ１２は第２固定部に固定される。光ファイバ１２をガラス等からなる第１固定部により側壁２２に固定する。パッケージ２０上にキャップ（図示せず）を設け気密封止する。なお、光ファイバ１２をパッケージ２０の側壁２２の開口部２３に固定することが可能であれば、半田等を用いても良い。その後、実施例１に係る光モジュールをフランジ２６ａおよび２６ｂを用いヒートシンク１０に取り付ける。

ここで、サブマウント４４、ベース４６、固定部材４０、光ファイバ支持部４２は例えばコバール等の金属、セラミックから構成され、その固定には例えば接着剤、半田またはＹＡＧ溶接が用いられる。第２固定部１６での光ファイバ１２の固定には例えば接着剤または半田等が用いられる。

実施例１に係る光モジュールにより、信頼性や品質を確保できる理由について説明する。光ファイバ１２の線熱膨張係数は０．５５μ／℃に対し、一般的にパッケージ２０の側壁２２および底部２４に用いられる材料であるコバール、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＣｕＷ等の線熱膨張係数は約８μ／℃、ヒートシンク１０に用いられる材料であるＡｌ、Ｃｕ等の線熱膨張係数は約２０μ／℃である。このように、ヒートシンク１０とパッケージ２０と光ファイバ１２との線熱膨張係数は大きく異なる。実施例１に係る光モジュールは、パッケージ２０の底面を形成するパッケージ２０の底部２４より線熱膨張係数が大きいヒートシンク１０に、２つのフランジ２６ａおよび２６ｂによりパッケージ２０が取り付けられている。例えば、光モジュールの温度が高くなった場合、従来例１に係る光モジュールでは、パッケージ２０の底部２４の４つの角部がフランジ２６によりヒートシンク１０に固定されているため、ヒートシンク１０とパッケージ２０の線熱膨張係数の差により、パッケージ２０の４つの角部のフランジ等に熱応力が加わる。このため、パッケージ２０はパッケージ２０の本来の線熱膨張係数以上に伸長する。光ファイバ１２の線熱膨張係数はヒートシンク１０、パッケージ２０に比べ非常に小さいため、光ファイバ１２は挿入方向に伸長しようとする熱応力が加わる。

一方、実施例１に係る光モジュールは、光モジュールの温度が高くなった場合、パッケージ２０の底部２４のフランジ２６が設けられ、ヒートシンク１０に固定されている対角の２つの角部Ｔ１、Ｔ３に力が加わる。他の２つの角部Ｔ２、Ｔ４は固定されていないため、パッケージ２０は対角の角部Ｔ１とＴ３との方向に伸長する。このため、辺Ｌ４の中心付近の光ファイバ１２には斜め方向すなわち光ファイバの挿入方向とは非平行な方向に熱応力が加わる。このように、従来例１では光ファイバ１２に対し主に挿入方向の熱応力が加わるのに対し、実施例１では光ファイバ１２に斜め方向の熱応力が加わる。そのため、実施例１では光ファイバ１２の挿入方向に加わる熱応力を従来例１より小さくすることができる。光モジュールの温度が低くなった場合も同様に光ファイバ１２の挿入方向に加わる熱応力を小さくすることができる。光ファイバ１２の断線や光ファイバ１２の固定部からの脱落等の信頼性低下、光ファイバ１２と半導体レーザ３０との光結合率の低下等による品質の低下は、光ファイバ１２の挿入方向に加わる熱応力に起因するため、実施例１においては、光ファイバ１２の挿入方向に加わる熱応力を小さくすることにより、熱応力に起因した信頼性や品質の低下を抑制し、信頼性や品質の確保が可能となる。

次に、従来例２のように光ファイバ１２に撓みを持たせた場合の第１固定部１４と第２固定部１６との間隔Ｌの制限について検討する。光モジュールの曝される環境温度の最高温度Ｔｍａｘ＝８５℃で、光ファイバ１２の撓みがない状態とする。このとき、光ファイバ１２の熱膨張係数はヒートシンク１０、パッケージ２０の材料に比べ無視できるほど小さいため、光ファイバ１２のＴｍａｘからＴｍｉｎの間での温度依存による長さの変化はないと仮定する。この状態で最低温度のＴｍｉｎ＝−４０℃まで温度を変化させたとき、光ファイバ１２に生じる撓みの曲率半径ｒとＬの関係は次式となる。
２×（２πｒ）×ｓｉｎ^−１（Ｌ／２ｒ）／３６０°＝
Ｌ×（α×（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）＋１）
αはヒートシンク１０の線熱膨張係数である。

パッケージをどのような材料で構成されたヒートシンク１０に取り付けるかは任意に決められるが、ヒートシンクとして一般的に用いられる材料の中で最も線熱膨張係数の大きいＡｌを想定しておくことが好ましい。よって、ヒートシンク１０として一般的に使用される材料の中で、線熱膨張係数αの最も大きいＡｌ（α＝２３．６μ／℃）の値を用いた場合について検討する。この場合、光ファイバ１２の撓みの曲率半径ｒが前述の限界曲率半径である３０ｍｍ以上とするためには、Ｌは８ｍｍ以上が必要となる。つまり、光モジュールの温度−４０〜８５℃で光ファイバ１２の撓みによる光ファイバ１２の曲率半径ｒを３０ｍｍより大きく保つためには、Ｌを８ｍｍ以上とすることが求められる。さらに、製造の余裕を考慮すると１０ｍｍ以上が求められる。

このように、Ｌの下限が決められると、光モジュールの小型化の妨げとなる。また、光ファイバ１２に撓みを設けることは製造上高度な管理を必要とする。つまり、熱応力に対し十分な撓みを持たせることと、制限曲率半径を越えないことの両方を満足するように、製造することが求められる。これには、各種製造装置あるいは冶具を利用した自動化困難な組み立て作業が求められる。

実施例１によれば、光ファイバ１２に加わる挿入方向の熱応力を小さくできるため、第１固定部１４と第２固定部１６との間隔Ｌが１０ｍｍ以下であっても、信頼性や品質を確保することができる。従来は、Ｌが６ｍｍ以下では光ファイバ１２に撓みを設けることは困難であったが、実施例１によれば、Ｌが６ｍｍ以下であっても、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。また、光ファイバ１２に撓みを持たせる場合も従来例２のように、製造上の高度な管理を要しない。なお、Ｌは５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは４ｍｍ以下である。

図４（ａ）から図４（ｇ）は実施例１の各種変形例のパッケージ２０の底部２４並びにフランジ２６ａおよび２６ｂを示す図である。図３（ｃ）と同じ部材は同じ符号を付す。図４（ａ）は、光ファイバ１２の挿入方向に対し概直角方向にフランジ２６ａおよび２６ｂが角部Ｔ１およびＴ３に設けられる。

図４（ｂ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の対角となる２つの角部Ｔ１およびＴ３に接し、かつパッケージ２０の角部Ｔ１およびＴ３の近傍の底面の光ファイバ１２の挿入方向に概直角で相対する２つの辺に設けられている。

図４（ｃ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の対角となる２つの角部Ｔ１およびＴ３の近傍のパッケージ２０の底面の２つの辺で、光ファイバ１２の挿入方向に概直角で相対する２つの辺に設けられている。

図４（ｄ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の対角となる２つの角部Ｔ１およびＴ３に近傍で、光ファイバ１２の挿入方向に概平行で相対するパッケージ２０の底面の２つの辺に設けられている。

図４（ｅ）は、フランジ２６ａは角部Ｔ３に、フランジ２６ｂは角部Ｔ１の近傍の辺Ｌ２に設けられている。

図４（ｆ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが角部Ｔ１およびＴ３に設けられており、フランジ２６ａおよび２６ｂは光ファイバ１２の挿入方向とは非平行に配置されている。

図４（ｇ）および図４（ｈ）は、角部Ｔ１からＴ４がパッケージ２０の底面を形成する長方形の頂点となっている例である。図４（ｇ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂがパッケージ２０の底面の対角となる２つの角部Ｔ１およびＴ３に接し、かつ光ファイバ１２の挿入方向に概直角で相対するパッケージ２０の底面の２つの辺に設けられている。

図４（ｈ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の対角となる２つの角部Ｔ１およびＴ３に設けられ、かつ光ファイバ１２の挿入方向に概直角で相対するパッケージ２０の底面の２つの辺に設けられている。

以上示した変形例において、光ファイバ１２に加わる熱応力は、光ファイバ１２に斜め方向に加わる。したがって、光ファイバ１２の挿入方向の熱応力を従来例１に比べ小さくできるため、光モジュールの信頼性や品質を確保し、小型化が可能となる。なお、フランジ２６ａ、２６ｂが角部Ｔ３、Ｔ１の近傍の辺Ｌ４、Ｌ２に設けられている場合は、フランジ２６ａ、２６ｂは辺Ｌ４、Ｌ２の中心点より、それぞれ角部Ｔ３、Ｔ１側にあればよい。これにより、光ファイバ１２には、斜め方向に熱応力が加わり、光ファイバ１２の挿入方向の熱応力を従来例１に対し小さくすることができる。よりその効果を十分発揮するためには、フランジ２６ａおよび２６ｂは、角部Ｔ３、Ｔ１に近いことが好ましい。なお、実施例１ではフランジ２６ａおよび２６ｂを角部Ｔ３、Ｔ１またはその近傍に設ける場合について例示したが、フランジ２６ａおよび２６ｂは角部Ｔ４、Ｔ２またはその近傍に設けても良い。

実施例２に係る光モジュールは、パッケージをヒートシンクに取り付けるフランジをパッケージの底部の光ファイバの挿入方向に対して概平行で相対する辺に設けた例である。実施例２を示す図５は、フランジ２６ａおよび２６ｂの取り付け位置以外は実施例１と同じであり説明を省略する。図５（ａ）から図５（ｃ）は実施例２およびその変形例のパッケージ２０の底部２４並びにフランジ２６ａおよび２６ｂを示す図である。図５（ａ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の光ファイバ１２の挿入方向に対し概平行に相対する２つの辺Ｌ３およびＬ１の中心位置にそれぞれ設けられている。

図５（ｂ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の光ファイバ１２の挿入方向に対し概平行に相対する２つの辺Ｌ３およびＬ１にあり、フランジ２６ａは辺Ｌ３の中心位置、フランジ２６ｂは角部Ｔ４に接して、設けられている。

図５（ｃ）は、フランジ２６ａおよび２６ｂが、パッケージ２０の底面の光ファイバ１２の挿入方向に対し概平行に相対する２つの辺Ｌ３およびＬ１にあり、光ファイバ１２の挿入方向を対称軸に概相対する位置に設けられている。

実施例２においては、パッケージ２０は辺Ｌ１およびＬ３に設けられたフランジ２６ａおよび２６ｂでヒートシンク１０に固定されている。光モジュールの温度が高くなった場合、光ファイバ１２の挿入方向と概直角方向に力が加わる。このため、パッケージ２０には光ファイバ１２の挿入方向と概直角方向に伸長しようとするため、光ファイバ１２の挿入方向に加わる熱応力は小さい。したがって、実施例１と同様に、信頼性や品質を確保し、かつ小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

特に、図５（ａ）および図５（ｃ）のように、フランジ２６ａおよび２６ｂを、辺Ｌ３およびＬ１の光ファイバ１２の挿入方向を対称軸に概相対する位置に設けることにより、光ファイバ１２はその挿入方向にほとんど熱応力が加わらない。よって、信頼性や品質を一層確保し、かつ一層小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

実施例３は側壁と第１固定部との間に緩衝部材を設けた例である。図６（ａ）は実施例３に係る光モジュールの上視図（キャップは図示していない）、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。従来例１の図１（ａ）および図１（ｂ）に対し側壁２２と第１固定部１４との間に緩衝部材１８ａが設けられている。また、レンズ３２を収めたレンズホルダ３３は、直接ベース４６に固定している。なお、レンズホルダ３３は実施例１と同様にサブマウント４４に配設されても良い。その他の構成は実施例１と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、緩衝部材１８ａは側壁２２の内側に突出して、側壁２２の内側と第１固定部１４との間に設けられ、側壁２２に固定されている。第１固定部１４は側壁２２と第２固定部１６との間にあり、緩衝部材１８ａを介して側壁２２に固定されている。つまり、緩衝部材１８ａは、側壁２２に接続され、側壁２２と第２固定部１６との間に延在している。光ファイバ１２は、緩衝部材１８ａと第１固定部１４を介して側壁２２に固定されている。緩衝部材１８ａはパッケージ２０の側壁２２内側に突出しており、突出している部分が温度変化により膨張または収縮することで光ファイバにかかる熱応力が小さくなる。

緩衝部材１８ａとしては、パッケージ２０の底部２４の材料より線熱膨張係数の大きな材料が好ましく、例えばＣｒ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金のＳＵＳ３０４、Ｃｒ−Ｎｉ系合金のＳＵＳ４３０等を用いる。例えば光モジュールの温度が上昇した場合、パッケージ２０の側壁２２および底部２４は膨張し側壁２２と第２固定部１６との間隔は広くなる。しかし、第１固定部１４と側壁２２との間の緩衝部材１８ａも膨張するため、第１固定部１４と第２固定部１６との間隔の伸長は、パッケージ２０による伸長と緩衝部材１８ａによる伸長との差となり、従来例１に比べ、光ファイバ１２に加わる熱応力を小さくすることができる。

また、緩衝部材１８ａの線熱膨張係数を、パッケージ２０の底部２２の線熱膨張係数より大きくすることにより、光ファイバ１２に加わる熱応力をより小さくすることができる。

さらに、実施例１のように、第１固定部１４と第２固定部１６との間隔Ｌを６ｍｍ以下とすることにより、信頼性や品質を確保し、小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

図７は実施例４に係る光モジュールの上視図（キャップを図示せず、開口部２３を透視し細線で図示した）である。実施例４は実施例３に比較し、緩衝部材１８ｂは光ファイバ１２が貫通するための側壁２２の開口部２３を通り側壁２２の内側および外側に設けられている。その他の構成は実施例３と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。このように、緩衝部材１８ｂは側壁２２を貫通して側壁２２に接続することにより、簡単に緩衝部材１８ｂを配置することができる。

図８は実施例５に係る光モジュールの上視図（キャップを図示せず、開口部２３を透視し細線で図示した）である。実施例５は実施例４に比較し、フランジ２６ａおよび２６ｂが実施例１と同様に設けられている。その他の構成は実施例４と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。このように、実施例３および実施例４のように緩衝部材１８ａ、１８ｂを設け、実施例１、実施例２およびこれらの変形例のようにフランジ２６ａおよび２６ｂを設けることもできる。これにより、光ファイバ１２に加わる熱応力を一層小さくすることができ、信頼性や品質を一層確保し、かつ一層小型化の可能な光モジュールを提供することができる。

実施例３から実施例５においても、実施例１と同様に、パッケージ２０の底部２４より線熱膨張係数の大きい材料をヒートシンク１０に用いている。つまり、パッケージ２０は、フランジ２６ａおよび２６ｂを有し、フランジ２６ａおよび２６ｂによりパッケージ２０の底面を形成するパッケージ２０の底部２４より線熱膨張係数の大きいヒートシンク１０上に取り付けられている。

図９は実施例６に係る光モジュールの断面図である。実施例６は実施例１に比較し、第１固定部１４が光ファイバ１２をフェルール等の間接部材１５を介し間接的にパッケージ２０に固定している。実施例１から実施例５では、第２固定部１６の間接部材として光ファイバ支持部４２を用いていたが、これらの間接部材は金属、セラミック、樹脂等の部材を用いても良い。その他の構成は実施例１と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。実施例１から５並びにその変形例では、第１固定部１４および第２固定部１６は、光ファイバ１２を直接的にパッケージ２０に固定しても良いし、第１固定部１４および第２固定部１６の少なくとも一方が、間接部材１５、光ファイバ支持部４２を介し間接的にパッケージ２０に固定しても良い。なお、光ファイバ１２が間接部材１５、光ファイバ支持部４２を介し間接的に固定された場合、第１固定部１４と第２固定部１６との間隔Ｌは、図９に示すように、第１固定部１４の先端と第２固定部１６の先端との間で、間接部材１５、光ファイバ支持部４２により間接的に固定されていない間隔となる。

実施例１から実施例６並びにその変形例は、半導体レーザ３０を光ファイバ１２と光結合する例であったが、受光素子、発光ダイオード等の光半導体素子であってもよい。すなわち、光モジュールはパッケージ内に光ファイバと光結合する半導体素子を有していればよい。

また、実施例１から実施例６並びにその変形例は、フランジ２６ａおよび２６ｂがパッケージ２０の底部２４と一体化している例であったが、フランジ２６ａおよび２６ｂがパッケージ２０の底部２４とは別の部材であってもよい。

以上、発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１（ａ）は従来例１に係る光モジュールの上視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図２は従来例２に係る光モジュールの断面図である。 図３（ａ）は実施例１に係る光モジュールの上視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図３（ｃ）はパッケージの底部およびフランジの平面図である。 図４（ａ）から図４（ｈ）は、実施例１の各種変形例を示す図であり、パッケージの底部およびフランジの平面図である。 図５（ａ）から図５（ｃ）は、実施例２およびその変形例を示す図でありパッケージの底部およびフランジの平面図である。 図６（ａ）は実施例３に係る光モジュールの上視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 図７は実施例４に係る光モジュールの上視図である。 図８は実施例５に係る光モジュールの上視図である。 図９は実施例６に係る光モジュールの断面図である。

符号の説明

１０ ヒートシンク
１２ 光ファイバ
１４ 第１固定部
１５ 間接部材
１６ 第２固定部
２０ パッケージ
２２ 側壁
２４ 底部
２６、２６ａ、２６ｂ フランジ
２７ ネジ
３０ 半導体レーザ
３２ レンズ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 辺
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ 角部

Claims (12)

1. 側壁に光ファイバが貫通するパッケージと、
   前記光ファイバを前記パッケージの側壁に直接的または間接部材を介し間接的に固定する第１固定部と、
   前記光ファイバを前記パッケージ内で固定する第２固定部と、
   前記パッケージの対角となる２つの角部または前記角部の近傍の前記パッケージの辺にそれぞれ設けられた２つの取付部と、を具備し、
   前記第１固定部と前記第２固定部との間隔は６ｍｍ以下であることを特徴とする光モジュール。
2. 側壁に光ファイバが貫通するパッケージと、
   前記光ファイバを前記パッケージの側壁に直接的または間接部材を介し間接的に固定する第１固定部と、
   前記光ファイバを前記パッケージ内で固定する第２固定部と、
   前記パッケージの底面の前記光ファイバの挿入方向に対し概平行で相対する２つの辺にそれぞれ設けられた２つの取付部と、を具備し、
   前記第１固定部と前記第２固定部との間隔は６ｍｍ以下であることを特徴とする光モジュール。
3. 前記２つの取付部は、前記パッケージの角部近傍の前記２つの辺に設けられ、前記２つの辺は、前記光ファイバの挿入方向に概平行で相対する辺であることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
4. 前記２つの取付部は、前記パッケージの角部近傍の前記２つの辺に設けられ、前記２つの辺は、前記光ファイバの挿入方向に概直角で相対する辺であることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
5. 前記２つの取付部は、前記光ファイバの挿入方向を対称軸に概相対する位置に設けられたことを特徴とする請求項２記載の光モジュール。
6. 前記側壁に接続され、前記側壁と前記第２固定部との間に延在してなる緩衝部材を具備し、
   前記第１固定部は、前記緩衝部材を介し前記側壁に固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の光モジュール。
7. 前記パッケージは、前記２つの取付部により、前記パッケージの底部より線熱膨張係数が大きい基板に取り付けられること特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の光モジュール。
8. 側壁に光ファイバが貫通するパッケージと、
   前記光ファイバを固定する第１固定部と、
   前記光ファイバを前記パッケージ内で固定する第２固定部と、
   前記側壁に接続され、前記側壁の内側と前記第２固定部との間に延在してなる緩衝部材と、を具備し、
   前記第１固定部は、前記光ファイバを前記緩衝部材に直接的または間接部材を介し間接的に固定するものであり、
   前記第１固定部と前記第２固定部との間隔は６ｍｍ以下であることを特徴とする光モジュール。
9. 前記緩衝部材は、前記パッケージの底部より線熱膨張係数が大きいことを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
10. 前記緩衝部材は、前記側壁を貫通して前記側壁に接続されてなることを特徴とする請求項８または９記載の光モジュール。
11. 前記パッケージ内に前記光ファイバと光結合する光半導体素子を具備する請求項１から１０のいずれか一項記載の光モジュール。
12. 前記パッケージは、取付部を有し、前記取付部により、前記パッケージの底面を形成する前記パッケージの底部より線熱膨張係数の大きい基板上に取り付けられることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項記載の光モジュール。

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