JP2007311572A - Optical transmission module - Google Patents

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Mitsuhiro Kojima
充裕 小島
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical transmission module having a forward light monitor structure capable of detecting the output of a forward emitted light from a light emitting element without basing on the temperature or the reflection return light without bringing an enlarged apparatus, and accurately controls the output of the forward emitted light. <P>SOLUTION: The module comprises a light emitting element 1, a lens 2 for passing a light emitted from the light emitting element 1, a board 3 for mounting the element 1 and the lens 2 on the upside, and a light receiving element 5 having a light emitter 5a in front of the element 1 in the traveling direction of the light emitted from the element 1; the receiving element 5 being disposed at a position lower than a region for passing a main emitted light to be incident on the lens without obstructing the transmission of the main emitted light, for receiving a light leaking from the element 1 to monitor the output of the emitted light from the output of the leaking light. The receiving element 5 is housed in a recess 4 formed in the board 3 and disposed at the underside of the board. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、レーザ光などを送信するための光送信モジュールに関し、詳しくは、発光素子からの漏れ光をモニタして、出射光の強さを検出することが可能な光送信モジュールに関する。   The present invention relates to an optical transmission module for transmitting laser light and the like, and more particularly to an optical transmission module capable of detecting the intensity of emitted light by monitoring leakage light from a light emitting element.

従来、半導体レーザからの出射光の出力を制御する方法として、半導体レーザの後方出射端面から出射されたレーザ光（後方レーザ光）の一部を、半導体レーザの後方に配設した受光素子により受光して、後方レーザ光の出力から、前方レーザ光の出力をモニタし、このモニタ用の受光素子の検出結果に基づいて、半導体レーザの前方レーザ光の出力が一定となるようにフィードバック制御を行う方法が用いられてきた。   Conventionally, as a method for controlling the output of the emitted light from the semiconductor laser, a part of the laser light (rear laser light) emitted from the rear emission end face of the semiconductor laser is received by a light receiving element disposed behind the semiconductor laser. Then, the output of the front laser beam is monitored from the output of the rear laser beam, and feedback control is performed based on the detection result of the light receiving element for monitoring so that the output of the front laser beam of the semiconductor laser becomes constant. A method has been used.

しかし、この方法の場合、後方レーザ光の出力から前方レーザ光の出力をモニタし、フィードバック制御を行う方法であることから、後方レーザ光の出力と前方レーザ光の出力の関係が発光素子の温度により変化してしまうため、高精度の出力制御を行うにも限界があり、また、後方にモニタ用の受光素子などを配設することが必要で、光軸方向の寸法が増大し、小型化が妨げられるというような問題点があった。
なお、本願明細書においては、「検出」とは、後方レーザ光や漏れ光などを受光素子に入射させて、その出力を直接測定することをいい、「モニタ」とは、主たる出射光などの直接測定できない光の出力を、後方レーザ光や漏れ光などの検出結果から間接的に測定することをいうものとする。 However, in this method, since the output of the front laser beam is monitored from the output of the rear laser beam and feedback control is performed, the relationship between the output of the rear laser beam and the output of the front laser beam is the temperature of the light emitting element. Therefore, there is a limit to high-accuracy output control, and it is necessary to install a light-receiving element for monitoring at the rear, which increases the size in the optical axis direction and reduces the size. There was a problem that was prevented.
In the specification of the present application, “detection” means that a rear laser beam or leakage light is incident on a light receiving element and directly measures its output, and “monitor” means main emitted light or the like. The output of light that cannot be directly measured is indirectly measured from the detection result of the backward laser light, leakage light, and the like.

そこで、このような問題点を解消した光ピックアップ装置として、前方レーザ光の出力を検出する方式により、半導体レーザの出力のフィードバック制御を正確に行うことができるようにした光ピックアップ装置（図１１参照）が提案されている（特許文献１）。   Therefore, as an optical pickup device that solves such problems, an optical pickup device that can accurately perform feedback control of the output of the semiconductor laser by a method of detecting the output of the front laser light (see FIG. 11). ) Has been proposed (Patent Document 1).

この光ピックアップ装置においては、図１１に示すように、光源ユニットのパッケージ内に、モニタ用受光素子１２５が形成された基板面１１１を備えた半導体基板１１０が内蔵されている。また、半導体基板１１０の基板面１１１にはサブマウント１２４を介して半導体レーザ１０２が載置されており、モニタ用受光素子１２５は半導体レーザ１０２の前方出射端面１０２ｆの前方位置に配置されている。そして、この前方出射端面１０２ｆから出射された前方レーザ光Ｌｆの一部Ｌｆ１はモニタ用受光素子１２５に直接に入射するように構成されている。   In this optical pickup device, as shown in FIG. 11, a semiconductor substrate 110 having a substrate surface 111 on which a monitor light receiving element 125 is formed is built in a package of a light source unit. Further, the semiconductor laser 102 is mounted on the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 110 via the submount 124, and the monitor light receiving element 125 is disposed at a position in front of the front emission end face 102 f of the semiconductor laser 102. A portion Lf1 of the front laser light Lf emitted from the front emission end face 102f is configured to directly enter the monitor light receiving element 125.

そして、この光ピックアップ装置においては、モニタ用受光素子１２５により前方レーザ光Ｌｆの一部が直接検出されるため、前方レーザ光出力を目的とする出力に正確に合わせる制御を行うことが可能になるばかりでなく、光の一部をモニタ用受光素子１２５に導くために反射板などの光学素子を追加する必要がなく、構成を簡略化できるとされている。   In this optical pickup device, since a part of the front laser beam Lf is directly detected by the monitor light receiving element 125, it is possible to perform control for accurately adjusting the front laser beam output to the target output. In addition, it is not necessary to add an optical element such as a reflector in order to guide part of the light to the light receiving element for monitoring 125, and the configuration can be simplified.

ところで、例えば、レーザ光などの光を光ファイバに送信するために用いられる光送信モジュールにおいても、送信に使用する半導体レーザの前方レーザ光出力を、温度や反射戻り光によらずに、目的とする出力に正確に合わせることができるように制御することは重要であり、前方レーザ光の一部を直接検出する前方光モニタ構造の採用が望ましい。   By the way, for example, even in an optical transmission module used for transmitting light such as laser light to an optical fiber, the front laser light output of a semiconductor laser used for transmission can be obtained regardless of temperature and reflected return light. It is important to control the output so that it can be accurately matched to the output to be performed, and it is desirable to adopt a front light monitor structure that directly detects a part of the front laser light.

しかし、光送信モジュールでは、通常、半導体レーザ前方直近に、光ファイバやレンズ部など光学部品が配設されていたり、生産性の高いパッシブ実装を行うためのＶ溝などが形成されていたりするため、半導体レーザ前方に受光素子を配設することは容易ではない。   However, in an optical transmission module, an optical component such as an optical fiber or a lens unit is usually provided in the immediate vicinity of the semiconductor laser, or a V-groove for passive mounting with high productivity is formed. It is not easy to dispose the light receiving element in front of the semiconductor laser.

また、上述の特許文献１の光ピックアップ装置においては、基板面に形成された受光素子には、ノイズとなる後方レーザ光出力の反射光の受光を防止するための機構がないため、この後方レーザ光出力の反射光を受光した場合には、出力制御の精度が低下するという問題点がある。
特開２０００−２１０１１号公報 Further, in the optical pickup device of the above-mentioned Patent Document 1, the light receiving element formed on the substrate surface does not have a mechanism for preventing the reflected light of the rear laser light output that becomes noise. When the reflected light of the light output is received, there is a problem that the accuracy of output control is lowered.
JP 2000-21101 A

本願発明は、上記課題を解決するものであり、装置の大型化を招くことなく、発光素子からの前方出射光の出力を、温度や反射戻り光によらずに精度よくモニタすることが可能で、前方出射光の出力を制御して、目的とする出力に正確に合わせることが可能な前方光モニタ構造を有する光送信モジュールを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and can accurately monitor the output of the forward emission light from the light emitting element without depending on the temperature and the reflected return light without increasing the size of the apparatus. It is an object of the present invention to provide an optical transmission module having a front light monitor structure that can control the output of front outgoing light and accurately match the target output.

上記課題を解決するために、本願発明の光送信モジュールは、
光を出射する発光素子と、
前記発光素子からの前方への出射光を通過させるレンズ部と、
前記発光素子および前記レンズ部がその上面に配設される基板と、
前記基板の、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、前記発光素子から出射した、前記レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、前記主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、前記発光素子からの漏れ光と前記主たる出射光の出力の関係から、前記主たる出射光の出力をモニタするために、前記発光素子からの漏れ光を受光して漏れ光の出力を検出する受光素子と
を具備することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the optical transmission module of the present invention is:
A light emitting element that emits light;
A lens portion that allows outgoing light from the light emitting element to pass forward;
A substrate on which the light emitting element and the lens portion are disposed;
The main emitted light to be incident on the lens part, which is emitted from the light emitting element and has a light receiving part positioned in front of the light emitting element in the traveling direction of the emitted light from the light emitting element of the substrate. Is disposed at a position lower than the region through which the main outgoing light is transmitted in a manner that does not hinder the transmission of the main outgoing light, and from the relationship between the leaked light from the light emitting element and the output of the main outgoing light, In order to monitor the output, the light-receiving element includes a light-receiving element that receives leaked light from the light-emitting element and detects an output of the leaked light.

また、請求項２の光送信モジュールは、請求項１の発明の構成において、前記受光素子が、前記基板に形成された収納凹部に配設されていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the light receiving element is disposed in a housing recess formed in the substrate.

また、請求項３の光送信モジュールは、請求項１また２の発明の構成において、前記受光素子が前記基板の下面側に配設されており、かつ、前記受光素子の前記受光部が、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に位置するように配設されていることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the invention, the light receiving element is disposed on the lower surface side of the substrate, and the light receiving portion of the light receiving element is The light-emitting element is disposed so as to be positioned in front of the light-emitting element in the traveling direction of light emitted from the light-emitting element.

また、請求項４の光送信モジュールは、請求項３の発明の構成において、前記基板には、前記基板の上面側から、前記受光素子の前記受光部に漏れ光を到達させるための開口部が配設されていることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical transmission module according to the third aspect of the present invention, the substrate has an opening for allowing leakage light to reach the light receiving portion of the light receiving element from the upper surface side of the substrate. It is characterized by being arranged.

また、請求項５の光送信モジュールは、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、前記発光素子からの前記出射光の進行方向とは逆側に出射される後方出射光の反射光が前記受光素子に入射することを抑制するための抑制構造を備えていることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the optical transmission module according to any one of the first to fourth aspects, wherein the reflected light of the backward emitted light emitted on the opposite side to the traveling direction of the emitted light from the light emitting element. Is provided with a restraining structure for restraining the light from entering the light receiving element.

また、請求項６の光送信モジュールは、請求項５の発明の構成において、前記抑制構造が、
(ａ)前記基板の端面のうち、前記出射光の進行方向とは逆側の端面を、前記出射光の進行方向についてみた場合に、前記発光素子の前記後方出射光の出射位置と同じかまたは前記出射光の進行方向の前方に位置させた構造、
(ｂ)前記発光素子からの光を吸収する光吸収部材を、前記発光素子の後方に配設した構造、
(ｃ)前記発光素子として、前方出射光に対する後方出射光の出力比が小さくなるように作られた発光素子を用い、後方への出射光量を減らす構造
の少なくとも１つの構造であることを特徴としている。 The optical transmission module according to claim 6 is the configuration of the invention according to claim 5, wherein the suppression structure is
(a) Of the end faces of the substrate, when the end face opposite to the traveling direction of the emitted light is viewed in the traveling direction of the emitted light, it is the same as the emission position of the backward emitted light of the light emitting element, or A structure positioned in front of the traveling direction of the emitted light,
(b) a structure in which a light absorbing member that absorbs light from the light emitting element is disposed behind the light emitting element;
(c) The light-emitting element is a light-emitting element made so that the output ratio of the rear outgoing light to the front outgoing light is small, and has at least one structure that reduces the amount of light emitted rearward. Yes.

また、請求項７の光送信モジュールは、請求項１〜６のいずれかの発明の構成において、前記レンズ部が、前記発光素子からの出射光が、前記レンズ部を経て入射するグレーテッド・インデックス型光ファイバを備えたものであることを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the optical transmission module according to any one of the first to sixth aspects, wherein the lens unit has a graded index on which light emitted from the light emitting element is incident through the lens unit. It is characterized by having a type optical fiber.

また、請求項８の光送信モジュールは、請求項１〜７のいずれかの発明の構成において、前記発光素子が半導体レーザであることを特徴としている。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the optical transmission module according to any one of the first to seventh aspects, wherein the light emitting element is a semiconductor laser.

本願発明（請求項１）の光送信モジュールは、発光素子と、発光素子からの出射光を通過させるレンズ部と、発光素子およびレンズ部がその上面に配設される基板と、基板の、発光素子からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、発光素子からの漏れ光と主たる出射光の出力の関係から、主たる出射光の出力をモニタするために、発光素子からの漏れ光を受光して漏れ光の出力を検出する受光素子とを備えているので、温度や反射戻り光によらずに、結合効率に寄与しない漏れ光から、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になる。   An optical transmission module according to the present invention (Claim 1) includes a light emitting element, a lens portion that allows light emitted from the light emitting element to pass through, a substrate on which the light emitting element and the lens portion are disposed, and light emission of the substrate. The light receiving part is positioned in front of the light emitting element in the traveling direction of the emitted light from the element, and the position is lower than the region through which the main emitted light to be incident on the lens part is emitted from the light emitting element. In order to monitor the output of the main emitted light from the relationship between the leaked light from the light emitting element and the output of the main emitted light, the leakage from the light emitting element is arranged in a manner that does not interfere with the transmission of the main emitted light. A light receiving element that receives light and detects the output of leaked light, so that the output of forward emitted light from the light emitting element can be output from leaked light that does not contribute to coupling efficiency, regardless of temperature or reflected return light. Monitor accurately Possible to become.

すなわち、本願発明によれば、受光素子が、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設されており、この受光素子により、発光素子からの漏れ光を受光してその出力をモニタし、その検出結果から、主たる出射光の出力を検出するようにしているので、結合効率に寄与しない漏れ光を、受光素子により受光して、温度や反射戻り光によらずに、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になり、その結果をフィードバックすることにより、前方出射光の出力を制御して、目的とする出力に正確に合わせることが可能になる。
なお、本願発明においては、結合効率に寄与しない前方漏れ光を受光するようにしているので、前方光モニタ構造を有し、高い結合効率と出力の安定性を両立することが可能な光送信モジュールを提供することが可能になる。 That is, according to the present invention, the light receiving element is disposed at a position lower than the region through which the main outgoing light to be incident on the lens portion is transmitted, in a manner that does not hinder the transmission of the main outgoing light. The light receiving element receives the leaked light from the light emitting element and monitors its output. From the detection result, the output of the main emitted light is detected, so that the leaked light that does not contribute to the coupling efficiency is detected by the light receiving element. The output of the forward emitted light from the light emitting element can be accurately monitored regardless of the temperature and reflected return light, and the output of the forward emitted light is controlled by feeding back the result. Thus, it is possible to accurately match the target output.
In the present invention, since the front leakage light that does not contribute to the coupling efficiency is received, an optical transmission module having a front light monitoring structure and capable of achieving both high coupling efficiency and output stability. It becomes possible to provide.

また、受光素子の受光部が、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設されているので、装置全体の厚みを薄くして小型化を図ることが可能になる。
なお、本願発明において、主たる出射光とは、発光素子からの前方出射光のうち、レンズ部に入射すべき、結合効率に寄与する光の主要部分を意味する概念であり、また、漏れ光とは、発光素子からの前方出射光のうち、レンズ部に入射せず、結合効率に事実上寄与しない光を意味する概念である。 Further, the light receiving portion of the light receiving element is disposed at a position lower than a region where the main emitted light that is emitted from the light emitting element and is incident on the lens portion is transmitted, in a manner that does not prevent transmission of the main emitted light. Therefore, it is possible to reduce the size of the entire apparatus by reducing the thickness.
In the present invention, the main emitted light is a concept that means the main part of the light that contributes to the coupling efficiency that should be incident on the lens part among the forward emitted light from the light emitting element, Is a concept that means light that does not enter the lens portion and does not contribute substantially to the coupling efficiency among the forwardly emitted light from the light emitting element.

また、請求項２の光送信モジュールのように、請求項１の発明の構成において、受光素子を、基板に形成された収納凹部に配設するようにした場合、受光素子が、発光素子からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設された構造を確実に実現することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることが可能になる。   Further, in the configuration of the invention of claim 1, as in the optical transmission module of claim 2, when the light receiving element is disposed in the housing recess formed in the substrate, the light receiving element is separated from the light emitting element. The light receiving part is located in front of the light emitting element in the traveling direction of the emitted light, and is mainly located at a position lower than a region through which the main emitted light that is emitted from the light emitting element and should enter the lens part is transmitted. It is possible to reliably realize a structure that is arranged in a manner that does not prevent transmission of emitted light, and it is possible to make the present invention more effective.

また、受光素子が基板の収納凹部に収納されるため、装置全体の厚みを確実に薄くすることが可能になり、小型化を図ることができる。   Further, since the light receiving element is housed in the housing recess of the substrate, the thickness of the entire apparatus can be surely reduced, and the size can be reduced.

なお、半導体レーザなどの発光素子が実装される基板の上面に受光素子を形成し、受光面を光軸と平行にするようにした場合、発光素子の前方出射光の結合効率への悪影響を抑えることができる。しかし、基板上にレンズ部などの光学部品やＶ溝が配設されている場合、受光面を形成するスペースを確保することが難しい。
これに対し、請求項２の発明のように、基板に収納凹部を設け、収納凹部に受光素子を配置するようにした場合、基板上に実装された発光素子やレンズ部などからなる光学系から、結合効率に寄与しない漏れ光を、例えば、基板を透過させて、あるいは、収納凹部の開口部を利用して受光素子により受光できるようにすること、さらには、受光面を光軸と平行になるように配設することが可能になり、小型で、温度や反射戻り光によらずに、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能な光送信モジュールを提供することが可能になる。 When a light receiving element is formed on the upper surface of a substrate on which a light emitting element such as a semiconductor laser is mounted and the light receiving surface is made parallel to the optical axis, the adverse effect on the coupling efficiency of the forward emitted light of the light emitting element is suppressed. be able to. However, when an optical component such as a lens unit or a V-groove is provided on the substrate, it is difficult to secure a space for forming the light receiving surface.
On the other hand, when the housing recess is provided in the substrate and the light receiving element is disposed in the housing recess as in the invention of claim 2, the optical system comprising the light emitting element and the lens portion mounted on the substrate is used. Leakage light that does not contribute to the coupling efficiency can be received by the light receiving element, for example, through the substrate or using the opening of the housing recess, and the light receiving surface is parallel to the optical axis. Provided is an optical transmission module that is small in size and capable of accurately monitoring the output of forward emitted light from a light emitting element without depending on temperature or reflected return light. Is possible.

また、請求項３の光送信モジュールのように、請求項１また２の発明の構成において、受光素子を基板の下面側に配設するようにした場合も、「受光素子が、発光素子からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設された構造」を確実に実現することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることが可能になる。   Further, in the configuration of the invention of claim 1 or 2 as in the optical transmission module of claim 3, when the light receiving element is disposed on the lower surface side of the substrate, “the light receiving element is separated from the light emitting element. The light receiving part is located in front of the light emitting element in the traveling direction of the emitted light, and is mainly located at a position lower than a region through which the main emitted light that is emitted from the light emitting element and should enter the lens part is transmitted. It is possible to reliably realize the “structure disposed in a manner that does not hinder the transmission of the emitted light”, and to make the present invention more effective.

また、請求項４の光送信モジュールのように、請求項３の発明の構成において、基板に、その上面側から、受光素子の受光部に漏れ光を到達させるための開口部が配設されている場合、漏れ光をより確実に受光部に導くことが可能になり、前方出射光の出力をより確実にモニタすることが可能になる。なお、基板の構成材料と光の波長との関係によっては、開口部がなくても、基板を通して受光素子により、光の強さを検出することが可能であるが、開口部を設けた場合、発光素子からの前方出射光の出力をさらに精度よくモニタすることが可能になる。   Further, like the optical transmission module of claim 4, in the configuration of the invention of claim 3, the substrate is provided with an opening for allowing leakage light to reach the light receiving part of the light receiving element from the upper surface side. In this case, the leaked light can be more reliably guided to the light receiving unit, and the output of the forward emitted light can be monitored more reliably. Depending on the relationship between the constituent material of the substrate and the wavelength of light, the light intensity can be detected by the light receiving element through the substrate without the opening, but when the opening is provided, It becomes possible to monitor the output of the forward emitted light from the light emitting element with higher accuracy.

また、基板が光を透過しない材料から構成されている場合にも、十分な受光が可能となるため、精度を低下させることなく基板の構成材料の選択範囲を広げることが可能になる。
また、発光素子からの後方出射光を検出する場合、一般的に、受光素子はサブマウントに実装・配線され、受光部（受光面）が発光素子（例えば半導体レーザ）の後方出射端面に向くように配置される。そのため、実装・配線は半導体レーザと別段取りとなり、製造工程が複雑になるが、請求項４の光送信モジュールの構成において、受光素子を、その受光面が基板の上面と平行になるように配置した場合、発光素子と同一の方向から実装・配線することが可能になり、製造工程を簡略化して、生産性を向上させることができる。 Further, even when the substrate is made of a material that does not transmit light, sufficient light reception is possible, so that the selection range of the constituent material of the substrate can be expanded without reducing accuracy.
In addition, when detecting the outgoing light from the light emitting element, the light receiving element is generally mounted and wired on the submount so that the light receiving part (light receiving surface) faces the rear outgoing end face of the light emitting element (for example, a semiconductor laser). Placed in. Therefore, the mounting and wiring are separate from the semiconductor laser and the manufacturing process is complicated. In the configuration of the optical transmission module according to claim 4, the light receiving element is arranged so that the light receiving surface is parallel to the upper surface of the substrate. In this case, it is possible to mount and wire from the same direction as the light emitting element, simplify the manufacturing process, and improve productivity.

また、請求項５の光送信モジュールのように、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、発光素子からの出射光の進行方向とは逆側に出射される後方出射光の反射光が受光素子に入射することを抑制するための抑制構造を備えるようにした場合、ノイズとなる後方出射光の反射光の受光を防止して、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。   Further, as in the optical transmission module according to claim 5, in the configuration of any one of claims 1 to 4, the reflected light of the backward emitted light emitted on the opposite side to the traveling direction of the emitted light from the light emitting element If a suppression structure for suppressing the incident light on the light receiving element is provided, it is possible to prevent the reflected light of the backward emitted light that becomes noise from being received and to accurately monitor the output of the forward emitted light from the light emitting element. This makes it possible to make the present invention more effective.

また、請求項６の光送信モジュールのように、請求項５の発明の構成において、後方出射光の反射光が受光素子に入射することを抑制するための抑制構造として、上述の(ａ)基板の端面のうち、出射光の進行方向とは逆側の端面を、出射光の進行方向についてみた場合に、発光素子の後方出射光の出射位置と同じかまたは出射光の進行方向の前方に位置させた構造、(ｂ)発光素子からの光を吸収する光吸収部材を、発光素子の後方に配設した構造、(ｃ)発光素子として、前方出射光に対する後方出射光の出力比が小さくなるように作られた発光素子を用い、後方への出射光量を減らす構造のうちの、少なくとも１つの構造を採用することにより、ノイズとなる後方出射光の反射光の受光を効率よく防止して、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になり、前方光モニタによる光出力制御の安定化を図ることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。   Further, as in the optical transmission module of claim 6, in the configuration of the invention of claim 5, the above-mentioned (a) substrate is used as a suppression structure for suppressing the reflected light of the backward emission light from entering the light receiving element. When the end surface opposite to the traveling direction of the emitted light is viewed in the traveling direction of the emitted light, the end surface of the light emitting element is the same as the outgoing position of the backward emitted light of the light emitting element or is positioned in front of the traveling direction of the emitted light. (B) a structure in which a light absorbing member that absorbs light from the light emitting element is disposed behind the light emitting element, and (c) as a light emitting element, the output ratio of the rear outgoing light to the front outgoing light is reduced. By using at least one of the structures that reduce the amount of light emitted backward using the light emitting element made as described above, it is possible to efficiently prevent reception of reflected light of the backward emitted light that becomes noise, The output of the forward emitted light from the light emitting element Every well it is possible to monitor, it is possible to stabilize the light output control by the forward light monitor, can be the present invention Arashimeru more effective.

また、請求項７の光送信モジュールのように、請求項１〜６のいずれかの発明の構成において、レンズ部として、発光素子からの出射光が、レンズ部を経て入射するグレーテッド・インデックス型光ファイバを備えたものを用いることにより、発光素子からの出射光を集束させて、簡易な構成で低損失の光結合を実現することが可能になる。   Further, as in the optical transmission module according to claim 7, in the configuration of any one of claims 1 to 6, a graded index type in which light emitted from the light emitting element is incident as a lens portion through the lens portion By using an optical fiber, it is possible to focus light emitted from the light emitting element and realize low-loss optical coupling with a simple configuration.

また、請求項８の光送信モジュールのように、請求項１〜７のいずれかの発明の構成において、発光素子が半導体レーザである場合、ＬＥＤなどのその他の発光素子と比べて、指向性、高速応答性、波長の単一性、高効率の光結合などに優れた発光素子を備えた、信頼性の高い光送信モジュールを構成することが可能になる。   Further, as in the optical transmission module according to claim 8, in the configuration of any one of the inventions according to claims 1 to 7, when the light emitting element is a semiconductor laser, the directivity compared to other light emitting elements such as LEDs, A highly reliable optical transmission module including a light emitting element excellent in high-speed response, wavelength unity, high-efficiency optical coupling, and the like can be configured.

以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。   The features of the present invention will be described in more detail below with reference to examples of the present invention.

図１は本願発明の一実施例（実施例１）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図、図２は側面図、図３は平面図である。   FIG. 1 is a front view schematically showing a configuration of a main part of an optical transmission module according to one embodiment (first embodiment) of the present invention, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a plan view.

この実施例１の光送信モジュールは、図１〜３に示すように、発光素子１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板３と、基板３の裏面側の収納凹部４に、発光素子１からの出射光の進行方向に向かって、発光素子１よりも前方に受光部（受光面）５ａ（図３）が位置するように配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の強さから出射光の強さをモニタする受光素子５とを備えている。
この実施例１の光送信モジュールにおいては、発光素子１として、出射光の指向性や出力制御性などに優れ、かつ汎用性の高い半導体レーザが用いられている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the optical transmission module according to the first embodiment includes a light emitting element 1, a lens unit 2 that transmits light emitted from the light emitting element 1, and the light emitting element 1 and the lens unit 2 on the upper surface. A light receiving portion (light receiving surface) 5 a (see FIG. 3) in front of the light emitting element 1 in the traveling direction of the light emitted from the light emitting element 1 in the substrate 3 to be disposed and the housing recess 4 on the back side of the substrate 3. ), And a light receiving element 5 that receives leaked light from the light emitting element 1 and monitors the intensity of the emitted light from the intensity of the leaked light.
In the optical transmission module of the first embodiment, a semiconductor laser that is excellent in directivity of output light, output controllability, and the like and has high versatility is used as the light emitting element 1.

また、レンズ部２としては、半導体レーザ（発光素子）１に相対する端面側に位置する、凸レンズ状の形状を有するレンズ本体２ａと、半導体レーザ１から出射され、レンズ本体２ａを通過した前方出射光を入射させて集束する機能を果たす、コア部とクラッド部を有するグレーテッド・インデックス型光ファイバ２ｂを備えている。   Further, the lens unit 2 includes a lens body 2a having a convex lens shape located on the end surface side facing the semiconductor laser (light emitting element) 1, and a front exit emitted from the semiconductor laser 1 and passed through the lens body 2a. A graded index type optical fiber 2b having a core part and a clad part is provided.

さらに、受光素子５として、一般的な受光素子である、素子の両主面に電極が形成され（すなわち、一方の主面にｐｎ接合の一方の電極が配設され、他方の主面にｐｎ接合の他方の電極が配設され）、一方の電極が配設された面が、受光部５ａを備えた受光面である受光素子５（フォトダイオード）が用いられている。   Furthermore, as the light receiving element 5, electrodes are formed on both main surfaces of the element, which is a general light receiving element (that is, one electrode having a pn junction is disposed on one main surface, and pn is formed on the other main surface. The light receiving element 5 (photodiode) in which the surface on which the one electrode is disposed is the light receiving surface provided with the light receiving portion 5a is used.

基板３としては、半導体プロセスで製作されるシリコン基板（シリコンベンチ）が用いられている。シリコン基板３の表面には、発光素子である半導体レーザ１を実装するための電極６（図３）が配設され、また、レンズ部２を高精度実装するための、断面形状がＶ字状のＶ溝７（図１）がｚ方向に形成されている。
そして、レンズ部２はこのＶ溝７上に保持された状態で、レンズ押さえガラス２０によりシリコン基板３上に保持固定されている。 As the substrate 3, a silicon substrate (silicon bench) manufactured by a semiconductor process is used. On the surface of the silicon substrate 3, an electrode 6 (FIG. 3) for mounting the semiconductor laser 1 as a light emitting element is disposed, and the cross-sectional shape for mounting the lens portion 2 with high accuracy is V-shaped. V-groove 7 (FIG. 1) is formed in the z direction.
The lens portion 2 is held and fixed on the silicon substrate 3 by the lens pressing glass 20 while being held on the V groove 7.

また、半導体レーザ（発光素子）１の実装部分とＶ溝７の間には、Ｖ溝加工用溝８（図２，図３）がｘ方向に形成されている。   Further, a V-groove machining groove 8 (FIGS. 2 and 3) is formed in the x direction between the mounting portion of the semiconductor laser (light emitting element) 1 and the V-groove 7.

また、シリコン基板３の裏面には受光素子５を埋め込むための収納溝９（図１，図２）がｚ方向に形成されており、この収納溝９が受光素子５を収納する収納凹部４として機能するように構成されている。   In addition, a housing groove 9 (FIGS. 1 and 2) for embedding the light receiving element 5 is formed in the z direction on the back surface of the silicon substrate 3, and this housing groove 9 serves as a housing recess 4 for housing the light receiving element 5. Configured to work.

Ｖ溝加工用溝８と受光素子５を収納するための収納溝９（収納凹部４）の平面的にみて重なる（交差する）領域においては、Ｖ溝加工用溝８および／または収納溝９（収納凹部４）が、シリコン基板３の上面側から収納溝９（収納凹部４）にまで至る貫通孔（開口部）１０（図３）が形成されるようにＶ溝加工用溝８および／または収納溝９（収納凹部４）の深さが設計されている。   In a region where the V-groove machining groove 8 and the accommodation groove 9 (accommodation recess 4) for accommodating the light receiving element 5 overlap (intersect) in plan view, the V-groove machining groove 8 and / or the accommodation groove 9 ( V-groove processing groove 8 and / or so that the through-hole (opening) 10 (FIG. 3) is formed so that the storage recess 4) extends from the upper surface side of the silicon substrate 3 to the storage groove 9 (storage recess 4). The depth of the storage groove 9 (storage recess 4) is designed.

なお、Ｖ溝加工用溝８と収納溝９を同じ方向に形成することも可能であるが、その場合には、シリコン基板３が分割されてしまわないように、Ｖ溝加工用溝８と収納溝９の少なくとも一方の、上記貫通孔（開口部）１０を形成すべき領域のみを他の部分より深く形成することが必要になる。   It is possible to form the V-groove processing groove 8 and the storage groove 9 in the same direction. In this case, however, the V-groove processing groove 8 and the storage groove 9 should be stored so that the silicon substrate 3 is not divided. It is necessary to form at least one region of the groove 9 where the through hole (opening) 10 is to be formed deeper than other portions.

なお、受光素子５をシリコン基板３の収納凹部４に埋め込むにあたっては、受光素子５の受光部５ａ（図３）が半導体レーザ１の前方出射端面より前方に位置し、かつ、受光部５ａおよび受光面側電極１１がシリコン基板３の上面側から開口部１０を経て見えるように、また、受光部５ａが配設された面（受光面）が半導体レーザ１から前方側に出射された前方出射光の光軸と平行になるように、受光素子５の配設位置および姿勢が調整されている。   In embedding the light receiving element 5 in the housing recess 4 of the silicon substrate 3, the light receiving part 5a (FIG. 3) of the light receiving element 5 is positioned in front of the front emission end face of the semiconductor laser 1, and the light receiving part 5a and the light receiving part are received. The front emission light emitted from the semiconductor laser 1 to the front side so that the surface side electrode 11 can be seen from the upper surface side of the silicon substrate 3 through the opening 10 and the surface (light reception surface) on which the light reception unit 5a is disposed. The arrangement position and posture of the light receiving element 5 are adjusted so as to be parallel to the optical axis.

また、受光素子５の受光面側電極１１（図３）への配線２１の接続はこの開口部１０から行うことができる。
さらに、受光素子５はパッケージ１２に接続されている。受光素子５のパッケージ１２への接続は、導電性接着剤や金スズ接合など、電気的にも接合される方法により行われる。また、シリコン基板３とパッケージ１２の間の接合は、接着剤や金スズ接合などを用いて行われる。 Further, the connection of the wiring 21 to the light receiving surface side electrode 11 (FIG. 3) of the light receiving element 5 can be made from the opening 10.
Further, the light receiving element 5 is connected to the package 12. The light receiving element 5 is connected to the package 12 by a method in which the light receiving element 5 is electrically joined, such as a conductive adhesive or gold-tin joining. Further, the bonding between the silicon substrate 3 and the package 12 is performed using an adhesive, gold-tin bonding, or the like.

シリコン基板３と受光素子５の間を接合する場合、透光性の接着剤を使用することが望ましい。これは、光送信モジュールの製造工程において、受光素子５の受光面などの受光経路に誤って接着剤が付着してしまった場合にも、透光性を有する接着剤であれば、受光素子５で検出する半導体レーザ１からの漏れ光の光量を十分確保できるためである。
また、いずれの接合材も半導体レーザの熱を逃がすために熱伝導性の良いものを選択することが望ましい。
さらに、受光素子５を収納する収納凹部４と、パッケージ１２との間に形成される隙間は、熱伝導性の良好な材料で埋めることが望ましい。 When bonding between the silicon substrate 3 and the light receiving element 5, it is desirable to use a translucent adhesive. This is because, in the manufacturing process of the optical transmission module, even if the adhesive is mistakenly attached to the light receiving path such as the light receiving surface of the light receiving element 5, the light receiving element 5 can be used as long as the adhesive has translucency. This is because a sufficient amount of leaked light from the semiconductor laser 1 detected by the above can be secured.
In addition, it is desirable to select any bonding material having good thermal conductivity in order to release the heat of the semiconductor laser.
Furthermore, it is desirable to fill a gap formed between the housing recess 4 for housing the light receiving element 5 and the package 12 with a material having good thermal conductivity.

また、この実施例１の光送信モジュールにおいては、後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えるために、シリコン基板３の端面のうち、出射光の進行方向とは逆側の端面３ａを、出射光の進行方向についてみた場合に、半導体レーザ１の後方出射光の出射位置（後方端面）１ａと同じ位置になるようにしている。
なお、シリコン基板３の、出射光の進行方向とは逆側の端面３ａを、出射光の進行方向についてみた場合に、半導体レーザ１の後方出射光の出射位置（後方端面）１ａよりも前側（進行方向側）に位置するようにした場合、より確実に後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えることができる。 Further, in the optical transmission module of the first embodiment, in order to prevent the reflected light of the backward laser light from entering the light receiving element 5, the end surface of the silicon substrate 3 is opposite to the traveling direction of the emitted light. When the end face 3a is viewed in the traveling direction of the emitted light, the end face 3a is set to the same position as the emission position (rear end face) 1a of the backward emitted light of the semiconductor laser 1.
When the end surface 3a of the silicon substrate 3 opposite to the traveling direction of the emitted light is viewed in the traveling direction of the emitted light, the front side of the emitting position (rear end surface) 1a of the rear emitted light of the semiconductor laser 1 ( When it is located on the traveling direction side), it is possible to more reliably prevent the reflected light of the rear laser light from entering the light receiving element 5.

上述のように構成されたこの実施例１の光送信モジュールにおいては、半導体レーザ１の前方端面から出射された前方出射光がレンズ部２で集光された後、または、直接に光ファイバに結合され送信に使用される。   In the optical transmission module according to the first embodiment configured as described above, the forward outgoing light emitted from the front end face of the semiconductor laser 1 is condensed by the lens unit 2 or directly coupled to the optical fiber. And used for transmission.

また、上述のように構成されたこの実施例１の光送信モジュールにおいては、半導体レーザ１の、前方出射光の一部の、レンズ部２に結合せずに漏れた漏れ光が、受光面（受光部５ａ）が光軸に対して平行になるように配設された受光素子５により受光され、出射光の出力が前方光モニタ方式により精度よくモニタされる。その結果、半導体レーザ（発光素子）１の出力のフィードバック制御を正確に行うことができるようになる。   Further, in the optical transmission module according to the first embodiment configured as described above, the leaked light leaked from the semiconductor laser 1 without being coupled to the lens portion 2 of the part of the forward emitted light is reflected on the light receiving surface ( The light receiving portion 5a) is received by the light receiving element 5 disposed so as to be parallel to the optical axis, and the output of the emitted light is accurately monitored by the front light monitoring method. As a result, feedback control of the output of the semiconductor laser (light emitting element) 1 can be performed accurately.

また、この光送信モジュールにおいては、送信に使用する前方出射光の一部をモニタする出力制御に加えて、後方レーザ光の反射光を抑えることができるように構成されているので、ノイズとなる後方出射光の反射光の受光を防止して、半導体レーザ１からの前方出射光の出力を精度よくモニタし、フィードバックすることにより、出力変動をより確実に低減することが可能になる。   Further, in this optical transmission module, in addition to the output control for monitoring a part of the forward outgoing light used for transmission, the reflected light of the rear laser light can be suppressed, so that noise is generated. By preventing the reflected light of the backward emitted light from being received, accurately monitoring the output of the forward emitted light from the semiconductor laser 1 and feeding it back, it is possible to more reliably reduce the output fluctuation.

また、シリコン基板３に形成した収納凹部４に受光素子５を埋設するようにしているので、受光素子５とシリコン基板３とを一体化することが可能になり、小型化を図ることができる。   In addition, since the light receiving element 5 is embedded in the storage recess 4 formed in the silicon substrate 3, the light receiving element 5 and the silicon substrate 3 can be integrated, and the size can be reduced.

また、この実施例１の光送信モジュールの構造の場合、例えば、発光素子である半導体レーザ１などの実装部品を作動させ、実装部品を最適位置に実装するアクティブアライメント実装に比べて生産性の高いパッシブ実装（実装部品を作動させることなく所定の位置に実装する実装方法）による実装を行うことが可能になるとともに、受光素子５の受光面側電極１１への配線２１の接続と、半導体レーザ実装用の電極６への配線２２の接続などを同一方向から行うことが可能になり、さらに生産性の向上を図ることが可能になる。また、受光素子５として、別途特別に製作した構成のもの（カスタム品）を用いることなく、市販品を使用しながら、前方出射光モニタ構造による特性向上を図ることが可能になる。   Further, in the case of the structure of the optical transmission module of the first embodiment, the productivity is higher than the active alignment mounting in which, for example, a mounting component such as the semiconductor laser 1 which is a light emitting element is operated and the mounting component is mounted at the optimum position. Mounting by passive mounting (a mounting method for mounting at a predetermined position without operating a mounting component) can be performed, and the connection of the wiring 21 to the light receiving surface side electrode 11 of the light receiving element 5 and the semiconductor laser mounting It is possible to connect the wiring 22 to the electrode 6 for use from the same direction, and it is possible to further improve the productivity. Further, it is possible to improve the characteristics by the front emission light monitor structure while using a commercially available product without using a specially manufactured structure (custom product) as the light receiving element 5.

次に、この実施例１の構成を備えた光送信モジュールを試作して、その特性を調べた。
まず、ウエハから、シリコン基板３（長さ（Ｌ）：７９０μm，幅（Ｗ）：９００μm，高さ（Ｈ）：５００μm）を切り出す。 Next, an optical transmission module having the configuration of Example 1 was prototyped and its characteristics were examined.
First, a silicon substrate 3 (length (L): 790 μm, width (W): 900 μm, height (H): 500 μm) is cut out from the wafer.

このシリコン基板３には、ウエハの段階で、半導体レーザ（発光素子）１の実装部３１（長さ：３００μm）（図３）と、レンズ部２が実装されるＶ溝７（長さ：２９０μm）と、実装部３１とＶ溝７の間に位置するＶ溝加工用溝８（長さ：２００μm，幅：９００μm，高さ：１５０μm）が形成されている。
なお、Ｖ溝７はエッチングにより形成され、Ｖ溝加工用溝８はダイシングにより 加工されている。 In the silicon substrate 3, at the wafer stage, the mounting portion 31 (length: 300 μm) (FIG. 3) of the semiconductor laser (light emitting element) 1 and the V-groove 7 (length: 290 μm) on which the lens portion 2 is mounted. ) And a V-groove processing groove 8 (length: 200 μm, width: 900 μm, height: 150 μm) located between the mounting portion 31 and the V-groove 7.
The V groove 7 is formed by etching, and the V groove processing groove 8 is processed by dicing.

なお、上述の半導体レーザ１の実装部３１、Ｖ溝７、Ｖ溝加工用溝８などの各部の寸法も、上記シリコン基板３の寸法と方向の関係と同様に、長さは図１〜３におけるｚ方向の寸法、幅はｘ方向の寸法、高さはｙ方向の寸法である。   It should be noted that the dimensions of each part such as the mounting part 31, the V groove 7 and the V groove machining groove 8 of the semiconductor laser 1 are the same as the dimensions and directions of the silicon substrate 3 as shown in FIGS. , The dimension in the z direction, the width is the dimension in the x direction, and the height is the dimension in the y direction.

また、以下に述べる、受光素子５、受光素子５を埋め込むための収納溝９（収納凹部４）、開口部１０、半導体レーザ１、レンズ押さえガラス２０などの各部の寸法も、上記シリコン基板３の寸法と方向の関係と同様に、長さは図１〜３におけるｚ方向の寸法、幅はｘ方向の寸法、高さはｙ方向の寸法である。   In addition, the dimensions of the light receiving element 5, the storage groove 9 (storage recess 4) for embedding the light receiving element 5, the opening 10, the semiconductor laser 1, and the lens pressing glass 20, which will be described below, are also the same as those of the silicon substrate 3. Similar to the relationship between dimensions and directions, the length is the dimension in the z direction in FIGS. 1 to 3, the width is the dimension in the x direction, and the height is the dimension in the y direction.

それから、シリコン基板３の裏側に受光素子５（長さ：５６０μm，幅：５６０μm，高さ：３５０μm）を埋め込むための収納溝９（収納凹部４）をダイシングにより形成する。なお、受光素子５の収納溝９の形成はウエハ状態で実施してもよい。   Then, a storage groove 9 (storage recess 4) for embedding the light receiving element 5 (length: 560 μm, width: 560 μm, height: 350 μm) on the back side of the silicon substrate 3 is formed by dicing. The storage groove 9 of the light receiving element 5 may be formed in a wafer state.

収納溝９を形成する加工により、Ｖ溝７と受光素子５を収納する収納溝９が交差する部分には、開口部１０（長さ：２００μm，幅：６００μm）が形成される。   By the process of forming the storage groove 9, an opening 10 (length: 200 μm, width: 600 μm) is formed at a portion where the V groove 7 and the storage groove 9 for storing the light receiving element 5 intersect.

そして、このシリコン基板３に半導体レーザ１（長さ：３００μm，幅：３００μm，高さ：１５０μm）を実装する。   The semiconductor laser 1 (length: 300 μm, width: 300 μm, height: 150 μm) is mounted on the silicon substrate 3.

それから、受光素子５をパッケージ１２に固定し、その上から、シリコン基板３を、受光素子５の受光部５ａ（直径１００μm）が開口部１０に対応し、漏れ光を開口部１０を経て確実に受光できる位置関係となるように実装する。   Then, the light receiving element 5 is fixed to the package 12, and the silicon substrate 3 is securely attached to the silicon substrate 3 from above the light receiving part 5 a (diameter 100 μm) of the light receiving element 5 corresponding to the opening 10. Mount so that it can receive light.

なお、半導体レーザ（発光素子）１の実装用の電極６および受光素子５の受光面側電極１１はワイヤボンディングによりパッケージ１２に配線する。
それから、レンズ部２（長さ：３９５μm，直径：１４４μm）を半導体レーザとレンズ間距離が４０μm になるようにＶ溝７上に載置し、レンズ押さえガラス（長さ：２５０μm，幅：６００μm，高さ：４５０μm）で固定する。 The mounting electrode 6 of the semiconductor laser (light emitting element) 1 and the light receiving surface side electrode 11 of the light receiving element 5 are wired to the package 12 by wire bonding.
Then, the lens portion 2 (length: 395 μm, diameter: 144 μm) is placed on the V-groove 7 so that the distance between the semiconductor laser and the lens is 40 μm, and a lens holding glass (length: 250 μm, width: 600 μm, (Height: 450 μm).

このようにして作製された光送信モジュールの全体の寸法は、長さ（Ｌ0)：７９０μm，幅（Ｗ0）：９００μm，高さ（Ｈ0）：９５０μmであり、シリコン基板の長さに受光素子とサブマウントが加わる従来の後方光モニタ構造のものに比べて長さを約半分にすることが可能になる。 The overall dimensions of the optical transmission module manufactured in this way are as follows: length (L 0) : 790 μm, width (W 0 ): 900 μm, height (H 0 ): 950 μm. The length can be halved compared to the conventional rear light monitor structure in which the light receiving element and the submount are added.

なお、出力変動を評価するため、上述の光送信モジュールについて、トラッキングエラーを測定した。測定にあたっては、半導体レーザ１の出力を制御するために、受光素子５の受光電流が一定になるように半導体レーザ１の駆動電流を制御した。トラッキングエラーは、光出力とＭＰＤ受光電流の関係を各温度で測定したときの、一定ＭＰＤ受光電流における光出力の変動範囲に相当する。   In order to evaluate the output fluctuation, the tracking error was measured for the above-described optical transmission module. In the measurement, in order to control the output of the semiconductor laser 1, the drive current of the semiconductor laser 1 was controlled so that the light receiving current of the light receiving element 5 was constant. The tracking error corresponds to the fluctuation range of the light output at a constant MPD light receiving current when the relationship between the light output and the MPD light receiving current is measured at each temperature.

上述のように、測定を０〜８５℃で行った結果、トラッキングエラーは、０．０２ｄＢｍであり、従来の後方光モニタ構造の光送信モジュールにおけるトラッキングエラー０．９１ｄＢｍ，０．１４ｄＢｍに比べトラッキングエラーが抑えられることが確認された。   As described above, as a result of the measurement performed at 0 to 85 ° C., the tracking error is 0.02 dBm, which is a tracking error compared to the tracking errors 0.91 dBm and 0.14 dBm in the conventional optical transmission module having the rear light monitor structure. Was confirmed to be suppressed.

なお、この実施例１においては、シリコン基板３の端面のうち、出射光の進行方向とは逆側の端面３ａを、出射光の進行方向についてみた場合に、半導体レーザ１の後方出射光の出射位置（後方端面）１ａと同じ位置になるようにして、後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えるようにしているが、後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えるための構成は、上記実施例１のものに限らず、例えば、半導体レーザ（発光素子）からの光を吸収する光吸収部材を半導体レーザの後方に配設した構造や、前後出射光の出力比を変えることが可能な半導体レーザを用い、後方への出射光量を減らす構造などを採用することも可能である。   In the first embodiment, when the end surface 3a of the silicon substrate 3 opposite to the traveling direction of the emitted light is viewed in the traveling direction of the emitted light, the emission of the backward emitted light of the semiconductor laser 1 is performed. The position is the same as the position (rear end face) 1 a so that the reflected light of the rear laser light is prevented from entering the light receiving element 5, but the reflected light of the rear laser light is incident on the light receiving element 5. The configuration for suppressing this is not limited to that of the first embodiment. For example, a structure in which a light absorbing member that absorbs light from a semiconductor laser (light emitting element) is disposed behind the semiconductor laser, It is also possible to employ a structure that uses a semiconductor laser capable of changing the output ratio of the light source and reduces the amount of light emitted backward.

図４は、本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図、図５は側面図、図６は平面図である。   FIG. 4 is a front view schematically showing a main configuration of an optical transmission module according to another embodiment (Example 2) of the present invention, FIG. 5 is a side view, and FIG. 6 is a plan view.

この実施例２の光送信モジュールは、上記実施例１の場合と同様に、図４〜６に示すように、発光素子１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板３と、基板３の裏面側の収納凹部４に、発光素子１からの出射光の進行方向に向かって、発光素子１よりも前方に受光部（受光面）５ａ（図３）が位置するように配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の強さから出射光の強さをモニタする受光素子５とを備えている。   As in the case of the first embodiment, the optical transmission module of the second embodiment includes a light emitting element 1, a lens unit 2 that allows light emitted from the light emitting element 1 to pass through, and a light emission as shown in FIGS. The element 1 and the lens unit 2 are disposed in front of the light emitting element 1 in the traveling direction of the emitted light from the light emitting element 1 in the substrate 3 on the upper surface of the substrate 3 and the housing recess 4 on the back side of the substrate 3. A light receiving element 5 that is disposed so that a light receiving portion (light receiving surface) 5a (FIG. 3) is positioned, receives light leaked from the light emitting element 1, and monitors the intensity of emitted light from the intensity of the leaked light; It has.

そして、この実施例２の光送信モジュールにおいては、受光素子５として、受光面（図４では上面）とは逆側の面（図４では下面）にｐｎ両電極１１ａ，１１ｂを備え、受光面側に配線の必要のないタイプの受光素子（フォトダイオード）が用いられており、電極１１ａ，１１ｂが配設された面が下面を向く（パッケージ１２と接合する）ように、収納凹部４内に配設されている。なお、この受光素子５は、光（漏れ光）が受光素子５を構成する素子（半導体部）を透過し、下面にまで達し、下面側から受光による出力（起電力）が検出されるように構成されている。   In the optical transmission module according to the second embodiment, the light receiving element 5 includes the pn electrodes 11a and 11b on the surface opposite to the light receiving surface (upper surface in FIG. 4) (lower surface in FIG. 4). A light receiving element (photodiode) of a type that does not require wiring is used on the side, and the surface on which the electrodes 11a and 11b are disposed faces the lower surface (joins with the package 12) and is placed in the housing recess 4. It is arranged. In this light receiving element 5, light (leakage light) passes through the element (semiconductor part) constituting the light receiving element 5, reaches the lower surface, and an output (electromotive force) due to light reception is detected from the lower surface side. It is configured.

その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であることから、重複を避けるため、上記実施例１の相当する部分の記載内容を援用し、説明を省略する。
なお、図４，５および６において、実施例１と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示す。 Since other configurations are the same as those in the case of the first embodiment, the description of corresponding parts in the first embodiment is used and description thereof is omitted to avoid duplication.
4, 5 and 6, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same or corresponding parts.

上述のように構成されたこの実施例２の光送信モジュールにおいては、受光素子５として、受光部５ａを備えた受光面とは逆側の面（裏面）にｐｎ両電極を備えた受光素子が用いられているため、開口部１０を経ての受光面（上面）に配線することが不要になり、製造工程を簡略化することが可能になる。   In the optical transmission module according to the second embodiment configured as described above, the light receiving element 5 includes a light receiving element including pn electrodes on the surface (back surface) opposite to the light receiving surface including the light receiving unit 5a. Since it is used, it is not necessary to wire the light receiving surface (upper surface) through the opening 10, and the manufacturing process can be simplified.

また、実施例２の光送信モジュールにおいては、受光面の裏側にｐｎ両電極を備えた受光素子５が用いられており、配線の接続態様の自由度を向上させることが可能になる。その結果、前方光モニタ方式の受光素子形成による送信光学設計上の制約を減らして、高い結合効率と安定性を有し、かつ、小型化が可能な光送信モジュールを提供することが可能になる。
なお、この実施例２の光送信モジュールにおいては、その他の点においても、上記実施例１の光送信モジュールの場合と同様の作用効果を得ることができる。 Further, in the optical transmission module of the second embodiment, the light receiving element 5 having the pn electrodes on the back side of the light receiving surface is used, and the degree of freedom of the wiring connection mode can be improved. As a result, it is possible to provide an optical transmission module that has high coupling efficiency and stability and can be reduced in size by reducing restrictions on transmission optical design by forming a light receiving element of the front light monitor system. .
In the optical transmission module of the second embodiment, the same effects as those of the optical transmission module of the first embodiment can be obtained in other points.

図７は、本願発明のさらに他の実施例（実施例３）にかかる光送信モジュールの要部構成を示す模式的に示す正面図、図８は側面図、図９は平面図である   FIG. 7 is a front view schematically showing a main part configuration of an optical transmission module according to yet another embodiment (third embodiment) of the present invention, FIG. 8 is a side view, and FIG. 9 is a plan view.

上記実施例１および２の場合と同様に、この実施例３の光送信モジュールは、図７〜９に示すように、発光素子（半導体レーザ）１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板（シリコン基板）３と、基板３の下面側に配設され、受光部５ａが、発光素子（半導体レーザ）１からの出射光の進行方向に向かって、発光素子（半導体レーザ）１よりも前方に位置するように配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の強さから出射光の強さをモニタする受光素子５とを備えている。   As in the first and second embodiments, the optical transmission module of the third embodiment allows the light emitting element (semiconductor laser) 1 and the light emitted from the light emitting element 1 to pass therethrough as shown in FIGS. The lens unit 2, the light emitting element 1 and the lens unit 2 are disposed on the upper surface thereof (silicon substrate) 3, and the lower surface side of the substrate 3, and the light receiving unit 5a is disposed on the light emitting element (semiconductor laser) 1. The light emitted from the light emitting element 1 is disposed in front of the light emitting element (semiconductor laser) 1 in the traveling direction of the light emitted from the light receiving element. And a light receiving element 5 for monitoring the intensity of the light.

そして、この実施例３では、受光素子５として、素子の両主面に電極が形成され（すなわち、一方の主面にｐｎ接合の一方の電極が配設され、他方の主面にｐｎ接合の他方の電極が配設され）、一方の電極が配設された面が、受光部５ａを備えた受光面となっている受光素子５（フォトダイオード）が用いられている。
そして、この受光素子５は、平面面積がシリコン基板３より大きく（幅がシリコン基板３より長い）、かつ、受光面側に形成された受光面側電極１１は、図１０に示すように、受光部５ａから離れた位置にまで達するように、細長い形状とされている。 In the third embodiment, as the light receiving element 5, electrodes are formed on both main surfaces of the element (that is, one pn junction electrode is disposed on one main surface and a pn junction is formed on the other main surface. A light receiving element 5 (photodiode) is used in which the surface on which one electrode is disposed is a light receiving surface provided with a light receiving portion 5a.
The light receiving element 5 has a plane area larger than that of the silicon substrate 3 (the width is longer than that of the silicon substrate 3), and the light receiving surface side electrode 11 formed on the light receiving surface side receives light as shown in FIG. It has an elongated shape so as to reach a position away from the portion 5a.

そして、この実施例３の光送信モジュールにおいては、図１０に示すように、発光素子（半導体レーザ）１，レンズ部２などが配設されたシリコン基板３を、受光素子５上に配設する。このとき、受光素子５の受光面側電極１１がシリコン基板３に覆われる領域の外側に露出するようにシリコン基板３を配置する。
その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であることから、重複を避けるため、上記実施例１の相当する部分の記載内容を援用し、説明を省略する。
なお、図７〜１０において、図１〜３と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。 In the optical transmission module of the third embodiment, as shown in FIG. 10, the silicon substrate 3 on which the light emitting element (semiconductor laser) 1, the lens unit 2, and the like are arranged is arranged on the light receiving element 5. . At this time, the silicon substrate 3 is disposed so that the light receiving surface side electrode 11 of the light receiving element 5 is exposed outside the region covered with the silicon substrate 3.
Since other configurations are the same as those in the case of the first embodiment, the description of corresponding parts in the first embodiment is used and description thereof is omitted to avoid duplication.
7-10, the part which attached | subjected the same code | symbol as FIGS. 1-3 has shown the part which is the same or it corresponds.

この実施例３の光送信モジュールの構成においては、受光素子５の受光面側電極１１がシリコン基板３の外側に露出しているので、上記実施例１の場合とは異なり、開口部１０を経ることなく受光素子５の受光面側電極１１と配線２１の接続を行うことが可能であることから、ワイヤボンディングを容易に行うことができ、製造工程を効率化することができる。   In the configuration of the optical transmission module of the third embodiment, since the light receiving surface side electrode 11 of the light receiving element 5 is exposed outside the silicon substrate 3, unlike the case of the first embodiment, it passes through the opening 10. Since it is possible to connect the light receiving surface side electrode 11 of the light receiving element 5 and the wiring 21 without any problems, wire bonding can be easily performed and the manufacturing process can be made more efficient.

なお、実施例３の光送信モジュールにおいては、受光素子５がシリコン基板３よりも平面面積が大きいことから、受光素子５上に直接シリコン基板３を実装するようにしているが、受光素子５のサイズが小さい場合は、実施例１および２の場合のように、シリコン基板３に収納凹部４を形成し、受光素子５を該収納凹部４に埋め込むように構成できることは言うまでもない。   In the optical transmission module of Example 3, since the light receiving element 5 has a larger planar area than the silicon substrate 3, the silicon substrate 3 is directly mounted on the light receiving element 5. When the size is small, it goes without saying that the housing recess 4 can be formed in the silicon substrate 3 and the light receiving element 5 can be embedded in the housing recess 4 as in the first and second embodiments.

この実施例３の光送信モジュールにおいては、その他の点においても、上記実施例１の光送信モジュールの場合に準じる作用効果を得ることができる。   In the optical transmission module according to the third embodiment, the effects similar to those of the optical transmission module according to the first embodiment can be obtained in other points.

なお、本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発光素子、レンズ部、基板、受光素子などの具体的な構成や、それらの配設態様などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。   The invention of the present application is not limited to the above-described embodiment, and the specific configuration of the light emitting element, the lens unit, the substrate, the light receiving element, and the arrangement thereof are within the scope of the gist of the invention. Various applications and modifications can be added.

上述のように、本願発明によれば、前方光モニタ方式の受光素子形成による送信光学設計上の制約を受けることなく、反射戻り光によらずに、送信に使用する前方出射光の一部（漏れ光）を検出することが可能になり、その結果をフィードバックして、半導体レーザなどの発光素子の出力を精度よく制御することが可能になる。
したがって、本願発明は、大量かつ高速なデータ送信を行うことが必要な光送信の分野に広く適用することができる。 As described above, according to the present invention, a part of the forward outgoing light used for transmission (without being reflected by the reflected return light, without being restricted by the transmission optical design due to the formation of the light receiving element of the forward light monitoring system ( Leaked light) can be detected, and the result can be fed back to control the output of a light emitting element such as a semiconductor laser with high accuracy.
Therefore, the present invention can be widely applied to the field of optical transmission that requires large-scale and high-speed data transmission.

本願発明の一実施例（実施例１）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning one Example (Example 1) of this invention. 本願発明の実施例１にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning Example 1 of this invention. 本願発明の実施例１にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning Example 1 of this invention. 本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning the other Example (Example 2) of this invention. 本願発明の実施例２にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning Example 2 of this invention. 本願発明の実施例２にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning Example 2 of this invention. 本願発明のさらに他の実施例（実施例３）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning further another Example (Example 3) of this invention. 本願発明の実施例３にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning Example 3 of this invention. 本願発明の実施例３にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the principal part structure of the optical transmission module concerning Example 3 of this invention. 本願発明の実施例３にかかる光送信モジュールの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the optical transmission module concerning Example 3 of this invention. 本願発明が関連する、従来の光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the conventional optical pick-up apparatus with which this invention relates.

符号の説明Explanation of symbols

１ 発光素子（半導体レーザ）
１ａ 発光素子（半導体レーザ）の後方出射光の出射位置（後方端面）
２ レンズ部
２ａ レンズ本体
２ｂ グレーテッド・インデックス型光ファイバ
３ 基板（シリコン基板）
３ａ シリコン基板の、出射光の進行方向とは逆側の端面
４ 収納凹部
５ 受光素子
５ａ 受光部（受光面）
６ 発光素子（半導体レーザ）を実装するための電極
７ Ｖ溝
８ Ｖ溝加工用溝
９ 収納溝（収納凹部）
１０ 開口部
１１ 受光面側電極
１１ａ，１１ｂ 受光素子の電極（ｐｎ電極）
１２ パッケージ
２０ レンズ押さえガラス
２１ 受光面側電極への配線
２２ 半導体レーザ実装用の電極への配線
３１ 実装部
Ｌ シリコン基板の長さ
Ｗ シリコン基板の幅
Ｈ シリコン基板の高さ
Ｌ0 光送信モジュール全体の長さ
Ｗ0 光送信モジュール全体の幅
Ｈ0 光送信モジュール全体の高さ 1 Light emitting device (semiconductor laser)
1a Emitting position (rear end face) of the emitted light from the light emitting element (semiconductor laser)
2 Lens part 2a Lens body 2b Graded index type optical fiber 3 Substrate (silicon substrate)
3a End surface of silicon substrate opposite to traveling direction of emitted light 4 Storage recess 5 Light receiving element 5a Light receiving portion (light receiving surface)
6 Electrode for mounting light emitting element (semiconductor laser) 7 V groove 8 V groove processing groove 9 Storage groove (storage recess)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Opening part 11 Light-receiving surface side electrode 11a, 11b Electrode of a light receiving element (pn electrode)
12 Package 20 Lens holding glass 21 Wiring to electrode on light-receiving surface side 22 Wiring to electrode for mounting semiconductor laser 31 Mounting portion L Length of silicon substrate W Width of silicon substrate H Height of silicon substrate L 0 Entire optical transmission module Length of W 0 Optical transmitter module overall width H 0 Optical transmitter module overall height

Claims (8)

光を出射する発光素子と、
前記発光素子からの前方への出射光を通過させるレンズ部と、
前記発光素子および前記レンズ部がその上面に配設される基板と、
前記基板の、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、前記発光素子から出射した、前記レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、前記主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、前記発光素子からの漏れ光と前記主たる出射光の出力の関係から、前記主たる出射光の出力をモニタするために、前記発光素子からの漏れ光を受光して漏れ光の出力を検出する受光素子と
を具備することを特徴とする光送信モジュール。 A light emitting element that emits light;
A lens portion that allows outgoing light from the light emitting element to pass forward;
A substrate on which the light emitting element and the lens portion are disposed;
The main emitted light to be incident on the lens part, which is emitted from the light emitting element and has a light receiving part positioned in front of the light emitting element in the traveling direction of the emitted light from the light emitting element of the substrate. Is disposed at a position lower than the region through which the main outgoing light is transmitted in a manner that does not hinder the transmission of the main outgoing light, and from the relationship between the leaked light from the light emitting element and the output of the main outgoing light, An optical transmission module comprising: a light receiving element that receives leakage light from the light emitting element and detects an output of the leakage light in order to monitor the output. 前記受光素子が、前記基板に形成された収納凹部に配設されていることを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。   The optical transmission module according to claim 1, wherein the light receiving element is disposed in a housing recess formed in the substrate. 前記受光素子が前記基板の下面側に配設されており、かつ、前記受光素子の前記受光部が、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に位置するように配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の光送信モジュール。   The light receiving element is disposed on the lower surface side of the substrate, and the light receiving portion of the light receiving element is positioned in front of the light emitting element in a traveling direction of light emitted from the light emitting element. The optical transmission module according to claim 1, wherein the optical transmission module is arranged as described above. 前記基板には、前記基板の上面側から、前記受光素子の前記受光部に漏れ光を到達させるための開口部が配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光送信モジュール。   4. The optical transmission module according to claim 3, wherein an opening for allowing leakage light to reach the light receiving portion of the light receiving element from the upper surface side of the substrate is disposed in the substrate. 前記発光素子からの前記出射光の進行方向とは逆側に出射される後方出射光の反射光が前記受光素子に入射することを抑制するための抑制構造を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光送信モジュール。   The light emitting device includes a suppression structure for suppressing reflected light of backward emission light that is emitted in a direction opposite to a traveling direction of the emission light from the light emitting element. Item 5. The optical transmission module according to any one of Items 1 to 4. 前記抑制構造が、
(ａ)前記基板の端面のうち、前記出射光の進行方向とは逆側の端面を、前記出射光の進行方向についてみた場合に、前記発光素子の前記後方出射光の出射位置と同じかまたは前記出射光の進行方向の前方に位置させた構造、
(ｂ)前記発光素子からの光を吸収する光吸収部材を、前記発光素子の後方に配設した構造、
(ｃ)前記発光素子として、前方出射光に対する後方出射光の出力比が小さくなるように作られた発光素子を用い、後方への出射光量を減らす構造
の少なくとも１つの構造であることを特徴とする請求項５に記載の光送信モジュール。 The suppression structure is
(a) Of the end faces of the substrate, when the end face opposite to the traveling direction of the emitted light is viewed in the traveling direction of the emitted light, it is the same as the emission position of the backward emitted light of the light emitting element, or A structure positioned in front of the traveling direction of the emitted light,
(b) a structure in which a light absorbing member that absorbs light from the light emitting element is disposed behind the light emitting element;
(c) The light emitting element is a light emitting element made so as to reduce the output ratio of the rear outgoing light to the front outgoing light, and has at least one structure that reduces the amount of light emitted rearward. The optical transmission module according to claim 5. 前記レンズ部が、前記発光素子からの出射光が、前記レンズ部を経て入射するグレーテッド・インデックス型光ファイバを備えたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光送信モジュール。   The said lens part is equipped with the graded index type | mold optical fiber into which the emitted light from the said light emitting element injects through the said lens part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Optical transmission module. 前記発光素子が半導体レーザであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光送信モジュール。   The optical transmission module according to claim 1, wherein the light emitting element is a semiconductor laser.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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