JP2007114673A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトダイオードや発光ダイオード等の光半導体素子を有する光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module having an optical semiconductor element such as a photodiode or a light emitting diode.
図6を用いて、従来の光モジュール90について説明する。図6は、光モジュール90の断面図である。光モジュール90は、ステム23、アバランシェフォトダイオード25、フェルールホルダ80、ステムホルダ81、レンズ82、ステムキャップ83及びステムリード84を備える(特許文献1及び2を参照。)。
A conventional
アバランシェフォトダイオード25は、レンズ82と対向するようにステム23に配置される。ステムキャップ83は、レンズ82が装着される。ステムキャップ83は、ステム23に抵抗溶接される。また、ステム23は、ステムリード84が接続される。
The
フェルールホルダ80は、ステムホルダ81に装着される。ステムホルダ81は、ステム23に固定される。
また、フェルール22は、両端面を結ぶ中心線に光ファイバー21が挿通される。フェルール22のレンズ82と対向する側の端面は、斜め研磨される。
The
フェルールホルダ80にフェルール22が挿入されれば、光モジュール90は、光通信網や光通信機器と接続することができる。なお、フェルールホルダ80にフェルール22が挿入された際、光モジュール90は、レンズ82を用いて、光モジュール90の光軸方向の調芯工程及び光モジュール90の光軸に対して垂直方向の調芯をする必要がある。
If the
しかし、光モジュール90は、ステム23、フェルールホルダ80、ステムホルダ81、レンズ82、ステムキャップ83等を備え、部品数が多くなる課題がある。また、光モジュール90は、光モジュール90の光軸方向の調芯工程及び光モジュール90の光軸に対して垂直方向の調芯工程が必要な課題がある。さらに、光モジュール90は、高価なレンズ82が必要となる課題がある。
However, the
本発明は、前記課題を解決する為になされたもので、部品数が少なく、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide an optical module that has a small number of parts and can reduce man-hours, thereby being excellent in economic efficiency.
上記目的を達成するために、本発明は、一方の側がフェルールの挿入されるキャップホルダ、キャップホルダの仕切板に装着される透明板及び光半導体素子を備える光モジュールである。 In order to achieve the above object, the present invention is an optical module including a cap holder into which a ferrule is inserted on one side, a transparent plate attached to a partition plate of the cap holder, and an optical semiconductor element.
具体的には、本発明は、一方の側がフェルールの挿入される筒状のキャップホルダと、中央に開口部を有し、前記キャップホルダの内部を仕切る仕切板と、前記開口部の前記キャップホルダの他方の側を塞ぐように前記仕切板に装着される透明板と、前記キャップホルダの前記他方の側に位置し、前記透明板に対向するように配置された光半導体素子と、前記光半導体素子を保持し、前記キャップホルダの前記他方の側の端に固定されるステムと、を備える光モジュールである。 Specifically, the present invention provides a cylindrical cap holder into which a ferrule is inserted on one side, a partition plate having an opening in the center and partitioning the inside of the cap holder, and the cap holder in the opening. A transparent plate attached to the partition plate so as to close the other side of the cap, an optical semiconductor element positioned on the other side of the cap holder and disposed to face the transparent plate, and the optical semiconductor A stem that holds an element and is fixed to an end on the other side of the cap holder.
前記一方の側にフェルールが挿入され、前記仕切板が形成された前記キャップホルダを備えることで、前記光モジュールは、従来の光モジュールに係るフェルールホルダとステムホルダとを一体に出来るので、部品数を少なくすることができる。また、前記キャップホルダを一体成形すれば、前記光モジュールは、製造コストを低減することができる。さらに、前記光モジュールは、高価なレンズを必要としない。従って、本発明は、部品数が少なく、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。 By providing the cap holder in which the ferrule is inserted on the one side and the partition plate is formed, the optical module can be integrated with the ferrule holder and the stem holder according to the conventional optical module. Can be reduced. Moreover, if the cap holder is integrally formed, the optical module can reduce the manufacturing cost. Furthermore, the optical module does not require an expensive lens. Accordingly, the present invention can provide an optical module having a small number of parts and thereby being excellent in economic efficiency.
本発明において、光ファイバーが中心軸に挿通された軸体及び前記軸体の外周を覆う金属製の鞘体を有するフェルールをさらに備え、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されていることが好ましい。 In the present invention, the optical fiber further includes a ferrule having a shaft body in which an optical fiber is inserted through a central shaft and a metal sheath covering the outer periphery of the shaft body, and the ferrule is inserted into the one side of the cap holder. It is preferable.
前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されることで、前記軸体に挿通された前記光ファイバーを通じて、前記光モジュールは、前記光半導体素子から又は前記光半導体素子へ光を安定して入出力することができる。従って、本発明は、安定動作する光モジュールを提供することができる。 By inserting the ferrule on the one side of the cap holder, the optical module stably transmits light from or to the optical semiconductor element through the optical fiber inserted through the shaft body. I / O is possible. Therefore, the present invention can provide an optical module that operates stably.
本発明において、前記キャップホルダの前記一方の側の内径の寸法公差は、0ミリメートル以上、+0.01ミリメートル以下であり、かつ、前記フェルールの外径の寸法公差は、−0.005ミリメートル以上、0ミリメートル以下であることが好ましい。 In the present invention, the dimensional tolerance of the inner diameter of the one side of the cap holder is 0 mm or more and +0.01 mm or less, and the dimensional tolerance of the outer diameter of the ferrule is −0.005 mm or more, It is preferably 0 mm or less.
前記キャップホルダの前記一方の側の内径と前記フェルールの外径が、前述したような寸法公差となることで、前記光モジュールは、前記フェルールを挿入する際、前記光モジュールの光軸に対して垂直方向の調芯工程を不要にすることができる。従って、本発明は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。 When the inner diameter of the one side of the cap holder and the outer diameter of the ferrule have the dimensional tolerances as described above, the optical module is inserted into the optical axis of the optical module when the ferrule is inserted. A vertical alignment step can be eliminated. Therefore, the present invention can reduce the number of man-hours, thereby providing an optical module that is excellent in economic efficiency.
本発明において、前記仕切板の前記透明板が装着されていない側の面と前記キャップホルダの内面とが接する部分にフェルール端面の外縁部が当接する当付部をさらに備えることが好ましい。 In this invention, it is preferable to further provide the contact part which the outer edge part of a ferrule end surface contact | abuts to the part which the surface by which the said transparent plate of the said partition plate is not mounted | worn, and the inner surface of the said cap holder contact.
前記キャップホルダが前記当付部を備えることで、前記光モジュールは、前記フェルールを挿入する際、前記光モジュールの光軸方向の調芯工程をも不要にすることができる。従って、本発明は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。 When the cap holder includes the contact portion, the optical module can eliminate the need for the alignment process in the optical axis direction of the optical module when inserting the ferrule. Therefore, the present invention can reduce the number of man-hours, thereby providing an optical module that is excellent in economic efficiency.
本発明において、前記キャップホルダの前記一方の側の挿入口に切り込みをさらに備えることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the insertion hole on the one side of the cap holder is further provided with a cut.
前記キャップホルダが前記切り込みを備えることで、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入された状態であっても、前記光モジュールは、前記軸体の端面の傾斜の方向を外部に識別させることができる。よって、前記光モジュールは、フェルールの向きを容易に調整することができる。従って、本発明は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。 Since the cap holder has the notch, the optical module can identify the direction of inclination of the end face of the shaft body to the outside even when the ferrule is inserted on the one side of the cap holder. Can be made. Thus, the optical module can easily adjust the orientation of the ferrule. Therefore, the present invention can reduce the number of man-hours, thereby providing an optical module that is excellent in economic efficiency.
本発明において、前記キャップホルダの筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように前記透明板が前記仕切板に装着されていることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said transparent plate is mounted | worn with the said partition plate so that it may become diagonal with respect to the surface perpendicular | vertical to the cylinder center axis | shaft of the said cap holder.
前記透明板が斜めとなるように前記仕切板に装着されることで、前記光モジュールは、前記透明板で反射された光が前記光半導体素子に入射することを低減できる。従って、本発明は、安定動作する光モジュールを提供することができる。 By mounting the transparent plate on the partition plate so that the transparent plate is inclined, the optical module can reduce the incidence of light reflected by the transparent plate on the optical semiconductor element. Therefore, the present invention can provide an optical module that operates stably.
本発明は、部品数が少なく、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。 The present invention can provide an optical module with a small number of parts and reduced man-hours, and thereby excellent in economic efficiency.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものでない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below.
(実施の形態1)
本実施形態は、一方の側がフェルールの挿入される筒状のキャップホルダと、中央に開口部を有し、前記キャップホルダの内部を仕切る仕切板と、前記開口部の前記キャップホルダの他方の側を塞ぐように前記仕切板に装着される透明板と、前記キャップホルダの前記他方の側に位置し、前記透明板に対向するように配置された光半導体素子と、前記光半導体素子を保持し、前記キャップホルダの前記他方の側の端に固定されるステムと、を備える光モジュールである。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a cylindrical cap holder into which a ferrule is inserted on one side, a partition plate having an opening in the center and partitioning the inside of the cap holder, and the other side of the cap holder in the opening A transparent plate mounted on the partition plate so as to cover the optical plate, an optical semiconductor element positioned on the other side of the cap holder and disposed to face the transparent plate, and holding the optical semiconductor device And a stem fixed to the other end of the cap holder.
図1を用いて、本実施形態に係る光モジュール10について説明する。図1は、光モジュール10の断面図である。光モジュール10は、ステム23、アバランシェフォトダイオード25、キャップホルダ26、仕切板27、透明板28及び低融点ガラス29を備える。
The
光モジュール10の製造について説明する。キャップホルダ26は、円筒状、角筒状その他の筒状の形状である。キャップホルダ26の一方の側は、フェルール22が挿入される。キャップホルダ26の内部が仕切板27で仕切られるように、仕切板27は、形成される。仕切板27は、中央に開口部を有する。
The manufacture of the
例えば、キャップホルダ26は、金属又はプラスチックを素材とし、一体成形されてもよい。キャップホルダ26の素材が金属であれば、キャップホルダ26は、切削及び研磨されて形成されてもよい。また、キャップホルダ26の素材がプラスチックであれば、キャップホルダ26は、射出成形又は金型成形で形成されてもよい。
For example, the
また、キャップホルダ26のフェルール22が挿入される部分、仕切板27及びステム23を収容する部分が、部品として、個別に製造されてもよい。前述した部品が組み合わされて、キャップホルダ26は、製造されてもよい。
Moreover, the part in which the
透明板28は、キャップホルダ26のフェルール22が挿入されない側の開口部を塞ぐように仕切板27に装着される。例えば、透明板28としては、所望の光を透過させるガラス、セラミック、プラスチック又は樹脂を素材とする板をあげることができる。
The
キャップホルダ26の素材が金属であり、透明板28の素材がガラス又はセラミックであれば、透明板28は、低融点ガラス29を用いて仕切板27に装着されてもよい。
If the material of the
例えば、加熱され液体状になった低融点ガラス29を、透明板28の側面及び仕切板27の表面に付着させてもよい。低融点ガラス29を冷却すると低融点ガラス29が固体化するので、透明板28は、仕切板27に固定される。低融点ガラス29は機密性が高いので、光モジュール10は、キャップホルダ26のフェルール22が挿入されない側の気密を保つことができる。
For example, the low
また、一体成形及び圧入を行い、透明板28は、仕切板27に固定されてもよい(図1には図示していない。)。透明板28を一体成形及び圧入で固定すると、光モジュール10は、キャップホルダ26のフェルール22が挿入されない側の気密を保つことができる。
Further, the
あるいは、透明板28は、接着剤を用いて仕切板27に接着されてもよい(図1には図示していない。)。接着剤を用いて透明板28を仕切板27に接着すると、光モジュール10は、キャップホルダ26のフェルール22が挿入されない側の気密を保つことができない場合がある。
Alternatively, the
アバランシェフォトダイオード25は、透明板28に対向するようにステム23に配置される。例えば、光半導体素子としては、アバランシェフォトダイオード25、フォトダイオード、フォトトランジスタその他の受光素子又は発光ダイオード、レーザダイオードその他の発光素子をあげることができる。また、光モジュール10は、光半導体素子として、受光素子と発光素子の両方を備えてもよい。
The
キャップホルダ26は、ステム23に装着される。例えば、キャップホルダ26の素材が金属であれば、キャップホルダ26は、前述した抵抗溶接を用いてステム23に装着されてもよい。また、キャップホルダ26の素材がプラスチックであれば、キャップホルダ26は、ステム23に接着されてもよい。
The
光モジュール10が、部品数が少なく、経済性に優れる点について説明する。光モジュール10は、一方の側がフェルール22を挿入する筒状であり、仕切板27が形成されたキャップホルダ26を備える。よって、図6に示すようなフェルールホルダ80とステムホルダ81とを一体に出来るので、光モジュール10は、部品数を少なくすることができる。また、キャップホルダ26を一体成形すれば、光モジュール10は、製造コストを低減することができる。さらに、光モジュール10は、高価なレンズを必要としない。従って、本実施形態は、部品数が少なく、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
The point that the
また、光モジュール10は、ステム23の側面にステムリード(図1には図示していない。)を配さず、ステム23の底面に配してもよい。すると、光モジュール10は、小型になる。
Further, the
本発明において、光ファイバーが中心軸に挿通された軸体及び前記軸体の外周を覆う金属製の鞘体を有するフェルールをさらに備え、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されていることが好ましい。 In the present invention, the optical fiber further includes a ferrule having a shaft body in which an optical fiber is inserted through a central shaft and a metal sheath covering the outer periphery of the shaft body, and the ferrule is inserted into the one side of the cap holder. It is preferable.
図2を用いて、フェルール22を備えた光モジュール10について説明する。図2は、フェルール22を備えた光モジュール10の断面図である。光モジュール10は、光ファイバー21、フェルール22、ステム23、アバランシェフォトダイオード25、キャップホルダ26、仕切板27、透明板28、低融点ガラス29、軸体33及び鞘体34を備える。
The
軸体33は、中心軸に光ファイバー21が挿通される。例えば、軸体33の素材としては、ジルコニア、アルミナその他のセラミック又は硬化プラスチックをあげることができる。
The
軸体33は、外周が金属製の鞘体34で覆われる。フェルール22は、軸体33及び軸体33の外周を覆う鞘体34を有する。例えば、鞘体34の素材としては、鉛、鉄、アルミ、チタン、銀その他の金属をあげることができる。
The outer periphery of the
標準化された径のSC型光コネクタ(JIS C5973)のフェルール部分を軸体33とし、軸体33を金属製の鞘体34で覆い、本実施形態に係るフェルール22としてもよい。
The ferrule part of the SC type optical connector (JIS C5973) with a standardized diameter may be used as the
フェルール22がキャップホルダ26の一方の側に挿入されることで、軸体33に挿通された光ファイバー21を通じて、光モジュール10は、アバランシェフォトダイオード25へ光を安定して入力することができる。従って、本実施形態は、安定動作する光モジュールを提供することができる。
By inserting the
本実施形態において、前記キャップホルダの前記一方の側の内径の寸法公差は、0ミリメートル以上、+0.01ミリメートル以下であり、かつ、前記フェルールの外径の寸法公差は、−0.005ミリメートル以上、0ミリメートル以下であることが好ましい。 In this embodiment, the dimensional tolerance of the inner diameter of the one side of the cap holder is 0 mm or more and +0.01 mm or less, and the dimensional tolerance of the outer diameter of the ferrule is −0.005 mm or more. , Preferably 0 mm or less.
キャップホルダ26のフェルール22が挿入される一方の側の内径の寸法公差が、0ミリメートル以上、+0.01ミリメートル以下となるように、キャップホルダ26は、形成されてもよい。また、フェルール22の外径の寸法公差が、−0.005ミリメートル以上、0ミリメートル以下であるように、フェルール22は、形成されてもよい。キャップホルダ26のフェルール22が挿入される一方の側の内径とフェルール22の外径が、前述したような寸法公差となることで、光モジュール10は、光モジュール10の光軸に対して垂直方向の調芯工程を不要にすることができる。従って、本実施形態は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
The
本実施形態において、前記仕切板の前記透明板が装着されていない側の面と前記キャップホルダの内面とが接する部分にフェルール端面の外縁部が当接する当付部をさらに備えることが好ましい。 In this embodiment, it is preferable to further include a contact portion where an outer edge portion of the ferrule end surface abuts on a portion where the surface of the partition plate on which the transparent plate is not mounted and the inner surface of the cap holder.
図3を用いて、当付部を備えた光モジュール11について説明する。図3は、光モジュール11の断面図である。光モジュール11は、光ファイバー21、フェルール22、ステム23、アバランシェフォトダイオード25、キャップホルダ26、仕切板27、透明板28、低融点ガラス29、当付部30、軸体33及び鞘体34を備える。
The
仕切板27の透明板28が装着されていない側の面とキャップホルダ26の内面が接する部分に、当付部30は、形成される。光ファイバー21から出力された光をアバランシェフォトダイオード25が最高の感度で受光できる位置で、フェルール22が保持されるように、当付部30は、形成されてもよい。
The abutting
例えば、当付部30は、キャップホルダ26とあわせて一体成型されてもよい。また、当付部30は、部品として個別に製造された後に、キャップホルダ26に装着されてもよい。
For example, the
フェルール22の端面の外縁部が当付部30に当接するように、フェルール22がキャップホルダ26に挿入されることで、光モジュール11は、光モジュール11の光軸方向の調芯工程をも不要にすることができる。従って、本実施形態は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
By inserting the
本実施形態において、前記キャップホルダの前記一方の側の挿入口に切り込みをさらに備えることが好ましい。 In this embodiment, it is preferable that the insertion hole on the one side of the cap holder is further provided with a cut.
図4(a)及び図4(b)を用いて、切り込みを備える光モジュール11について説明する。図4(a)は、光モジュール11のキャップホルダ26のフェルール22が挿入される一方の側の上面図である。図4(a)には、光ファイバー21、キャップホルダ26、突起32、軸体33及び鞘体34図示している。図4(b)は、光モジュール11のキャップホルダ26のフェルール22が挿入される一方の側の拡大図である。また、図4(b)には、光ファイバー21、フェルール22、キャップホルダ26、切り込み31、突起32、軸体33及び鞘体34を図示している。
The
キャップホルダ26のフェルール22が挿入される一方の側の挿入口に切り込み31を備える。切り込み31の形状について、特に制限はない。例えば、切り込み31は、切り込み31の断面の形状がU字状、V字状、半円状、四角形状であってもよい。
An
透明板28と対向する軸体33の端面は、光モジュール11の光軸に垂線に対して斜めとなるように形成されてもよい。また、切り込み31に適合する突起32が、フェルール22に形成されてもよい。例えば、軸体33の斜めに形成された端面と軸体33の側面とのなす角が最も大きくなる側に、突起32が、形成されてもよい(図4(b)を参照。)。また、軸体33の斜めに形成された端面と軸体33の側面とのなす角が最も小さくなる側に、突起32が、形成されてもよい(図4には図示していない。)。
The end face of the
フェルール22の突起32とキャップホルダ26の切り込み31が適合するように、フェルール22は、キャップホルダ26に挿入されてもよい。フェルール22がキャップホルダ22に挿入された状態であっても、光モジュール11は、軸体33の端面の傾斜の方向を外部に識別させることができる。よって、光モジュール11は、フェルール22の向きを容易に調整することができる。従って、本実施形態は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
The
本実施形態において、前記キャップホルダの筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように前記透明板が前記仕切板に装着されていることが好ましい。 In this embodiment, it is preferable that the transparent plate is attached to the partition plate so as to be inclined with respect to a plane perpendicular to the cylinder center axis of the cap holder.
図5を用いて、斜めに装着された透明板28を備える光モジュール12について説明する。図5は、光モジュール12の断面図である。光モジュール12は、光ファイバー21、フェルール22、ステム23、アバランシェフォトダイオード25、キャップホルダ26、仕切板27、透明板28、低融点ガラス29、当付部30、軸体33及び鞘体34を備える。
The
図5において、仕切板27のキャップホルダ26のフェルール22が挿入されない側の表面は、キャップホルダ26の筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように形成される。仕切板27のキャップホルダ26のフェルール22が挿入されない側に、透明板28は、仕切板27の開口部を塞ぐように装着される。
In FIG. 5, the surface of the
透明板28が光モジュール12の光軸に対して斜めとなっているので、光モジュール12は、透明板28で反射された光がアバランシェフォトダイオード25に入射することを低減できる。従って、本実施形態は、安定動作する光モジュールを提供することができる。
Since the
本発明の光モジュールは、受信用光モジュール、送信用光モジュール及び一芯双方向光モジュールとして利用することができる。 The optical module of the present invention can be used as a receiving optical module, a transmitting optical module, and a single-core bidirectional optical module.
10、11、12、90 光モジュール
21 光ファイバー
22 フェルール
23 ステム
25 アバランシェフォトダイオード
26 キャップホルダ
27 仕切板
28 透明板
29 低融点ガラス
30 当付部
31 切り込み
32 突起
33 軸体
34 鞘体
80 フェルールホルダ
81 ステムホルダ
82 レンズ
83 ステムキャップ
84 ステムリード
10, 11, 12, 90
Claims (6)
中央に開口部を有し、前記キャップホルダの内部を仕切る仕切板と、
前記開口部の前記キャップホルダの他方の側を塞ぐように前記仕切板に装着される透明板と、
前記キャップホルダの前記他方の側に位置し、前記透明板に対向するように配置された光半導体素子と、
前記光半導体素子を保持し、前記キャップホルダの前記他方の側の端に固定されるステムと、を備える光モジュール。 A cylindrical cap holder into which a ferrule is inserted on one side;
A partition plate having an opening in the center and partitioning the inside of the cap holder;
A transparent plate attached to the partition plate so as to close the other side of the cap holder of the opening;
An optical semiconductor element located on the other side of the cap holder and arranged to face the transparent plate;
An optical module comprising: a stem that holds the optical semiconductor element and is fixed to an end on the other side of the cap holder.
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