JP2009025458A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信に用いられる、発光素子からの光をコリメートもしくは集光し、または入射した光を受光素子に集光するレンズ部材を備えた光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module including a lens member used for optical communication, which collimates or condenses light from a light emitting element or condenses incident light on a light receiving element.
従来、光モジュールの光結合系(レンズ)の実装方法として2種類の実装方法がある。1つは、パッシブアライメントであり、例えば、シリコン基板上に異方性エッチングによって、V溝等の実装用ガイドを光軸方向に高精度で作成し、その実装用ガイドにレンズを実装することでレンズの位置合わせを行っている(例えば、特許文献1)。この方法は、組み立てが簡便で実装時間が短い利点があるが、実装ガイド等の寸法精度、レンズや発光素子等の実装精度によって光結合効率が決まり、これらの精度を上げることはコストがかかってしまったりするため、光結合効率(発光素子の出射光の光ファイバへの光結合効率)を高くすることは難しい。 Conventionally, there are two types of mounting methods for mounting an optical coupling system (lens) of an optical module. One is passive alignment, for example, by creating a mounting guide such as a V-groove with high accuracy in the optical axis direction by anisotropic etching on a silicon substrate, and mounting a lens on the mounting guide. Lens alignment is performed (for example, Patent Document 1). This method has the advantage of simple assembly and short mounting time, but the optical coupling efficiency is determined by the dimensional accuracy of the mounting guide, etc., and the mounting accuracy of the lens, light emitting element, etc., and raising these accuracy costs high. Therefore, it is difficult to increase the optical coupling efficiency (the optical coupling efficiency of the light emitted from the light emitting element to the optical fiber).
2つ目の実装方法は、発光素子(例えば、半導体レーザ(LD:Laser Diode))の出射光の位置や方向、または、実際に光ファイバへ結合する光パワーなどをモニタしながら、レンズを最適位置に調整するアクティブアライメントである。特に、長距離高速通信用の光モジュールでは、高い光結合効率が求められるためアクティブアライメントが適している。 The second mounting method optimizes the lens while monitoring the position and direction of the light emitted from the light emitting element (for example, semiconductor laser (LD)) or the optical power that is actually coupled to the optical fiber. Active alignment that adjusts to a position. In particular, in an optical module for long-distance high-speed communication, active alignment is suitable because high optical coupling efficiency is required.
例えば、特許文献2に記載の光モジュールは、光送信モジュールであって、半導体光素子を実装した側面視L字状の金属部材(Lキャリア)を備え、Lキャリアの前壁には、発光素子の出射光を通過させるための開口部が設けられ、また、開口部内にはレンズが設けられている。この光送信モジュールでは、発光素子からの出射光が、上記開口部に設けられたレンズを介して光ファイバへ最適に光結合するように、前壁に沿ってレンズホルダを動かすことにより、レンズの位置合わせを行い、金属製のレンズホルダをLキャリアの前壁部分にYAG溶接によって固定する。このようにして、高光結合効率を達成している。
しかし、特許文献2に記載の光モジュールは、部品点数が多いため、その小型化が難しい。
For example, the optical module described in Patent Document 2 is an optical transmission module, and includes an L-shaped metal member (L carrier) in side view on which a semiconductor optical element is mounted. An opening for allowing the emitted light to pass therethrough is provided, and a lens is provided in the opening. In this optical transmission module, by moving the lens holder along the front wall so that the light emitted from the light emitting element is optimally optically coupled to the optical fiber via the lens provided in the opening, the lens Alignment is performed, and a metal lens holder is fixed to the front wall portion of the L carrier by YAG welding. In this way, high optical coupling efficiency is achieved.
However, since the optical module described in Patent Document 2 has a large number of parts, it is difficult to reduce its size.
そこで、特許文献3では、発光素子を実装するキャリアと、設置面を有するレンズとを備え、キャリアの第一の実装面に上記設置面が接着剤を介して接するようにレンズを実装し、第二の実装面に発光素子を実装した光送信モジュールを提案している。この光送信モジュールでは、レンズを、その設置面がキャリアの実装面に沿うように移動させて、最適な位置(すなわち、発光素子からの出射光がレンズを介して光ファイバへ最適に光結合する位置)に実装をするため、高い光結合効率が得られている。また、特許文献3の光送信モジュールは、特許文献2のものとは異なり、キャリアに開口孔を設ける必要がないだけでなく、レンズホルダを必要とせず、部品点数が少ないので、光送信モジュールの小型化を実現することができるようになっている。
しかしながら、特許文献3の光送信モジュールでは、レンズの実装の際に、実装面と垂直な方向についてはアクティブアライメントを行っておらず、当該方向のレンズ位置の調整については、特許文献3に明示されていない。この調整方法として、レンズや半導体発光素子が実装されるキャリアの上記第1の面や第2の面の高さを変えたり、レンズの大きさを変えたりすることが考えられるが、これらの方法では、光結合効率はレンズ等の寸法精度に依存してしまう。より高い結合効率を得るための工夫の余地がある。 However, in the optical transmission module of Patent Document 3, active alignment is not performed in the direction perpendicular to the mounting surface when the lens is mounted, and the adjustment of the lens position in this direction is specified in Patent Document 3. Not. As this adjustment method, it is conceivable to change the height of the first surface or the second surface of the carrier on which the lens or the semiconductor light emitting element is mounted, or to change the size of the lens. Then, the optical coupling efficiency depends on the dimensional accuracy of the lens or the like. There is room for improvement to obtain higher coupling efficiency.
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、小型化を実現しながら、高い光結合効率を得ることができ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 in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical module capable of obtaining high optical coupling efficiency while realizing miniaturization.
本発明の光モジュールは、発光素子からの光をコリメートもしくは集光し、または入射した光を受光素子に集光するレンズ部材を備えたものであって、レンズ部材は、レンズ光軸と平行な平面が複数、外周に形成され、複数の平面のうち少なくとも1つは、レンズ光軸との距離が他の平面と異なり、レンズ部材の平面が選択的に実装面に接着されることを特徴とする。 An optical module of the present invention includes a lens member that collimates or condenses light from a light emitting element or condenses incident light on a light receiving element, and the lens member is parallel to the lens optical axis. A plurality of planes are formed on the outer periphery, and at least one of the plurality of planes is different in distance from the lens optical axis from the other planes, and the plane of the lens member is selectively adhered to the mounting surface. To do.
また、レンズ部材が外周に、レンズ光軸との距離が平面より小さい面が形成されていることが好ましい。なお、レンズ光軸方向から見たレンズ部材の外周形状が多角形であることも好適である。 Moreover, it is preferable that the lens member is formed on the outer periphery with a surface whose distance from the lens optical axis is smaller than a plane. It is also preferable that the outer peripheral shape of the lens member viewed from the lens optical axis direction is a polygon.
本発明の光モジュールによれば、レンズ部材が、当該レンズ部材が実装される実装面と接着される平面をその周囲に複数有し、それら平面とレンズ光軸との距離が平面によっては異なっているので、複数の平面のうち実装面と接着する面を適切に選択することにより、実装面からレンズ光軸までの距離を調節することができる。これにより、光軸方向と垂直な方向でありレンズ部材実装面と垂直な方向での、レンズ部材の位置合わせを簡単に行うことができ、より高い光結合効率を得ることが可能となる。 According to the optical module of the present invention, the lens member has a plurality of planes around the mounting surface on which the lens member is mounted, and the distance between the plane and the lens optical axis varies depending on the plane. Therefore, the distance from the mounting surface to the lens optical axis can be adjusted by appropriately selecting the surface to be bonded to the mounting surface among the plurality of planes. Thereby, the lens member can be easily aligned in the direction perpendicular to the optical axis direction and perpendicular to the lens member mounting surface, and higher optical coupling efficiency can be obtained.
近年、長距離高速伝送用の小型の光トランシーバが強く求められている。例えば、XFP−MSAという業界標準に準拠した小型光トランシーバでは、伝送速度は10Gbps、伝送距離は40km以上という、高性能が求められる。また、上記業界標準に準拠した小型光トランシーバにおいて、着脱される2心光コネクタの2心間のピッチは6.25mmである。また、XFP光トランシーバの横幅と高さは、それぞれ18.35mmと8.5mmに規定されており、したがって中に収納される光送信モジュールと光受信モジュールは一層の小型化が必要である。例えば、光送信モジュールの外形は、横幅および高さを概ね6mm×6mm以内に抑える必要がある。
本発明の光モジュールは、上記の要求を満たすものである。
In recent years, a compact optical transceiver for long-distance high-speed transmission has been strongly demanded. For example, a small optical transceiver compliant with the industry standard of XFP-MSA is required to have high performance such as a transmission speed of 10 Gbps and a transmission distance of 40 km or more. Moreover, in the small optical transceiver based on the industry standard, the pitch between the two cores of the two-fiber optical connector to be attached and detached is 6.25 mm. Further, the lateral width and height of the XFP optical transceiver are defined to be 18.35 mm and 8.5 mm, respectively. Therefore, the optical transmission module and the optical reception module housed in the XFP optical transceiver need to be further miniaturized. For example, it is necessary to keep the width and height of the outer shape of the optical transmission module within approximately 6 mm × 6 mm.
The optical module of the present invention satisfies the above requirements.
また、本発明の光モジュールは、発光素子として半導体レーザ(LD)を搭載した光送信モジュールや、受光素子としてフォトダイオード(PD:Photo Diode)を搭載した光受信モジュール等により構成されるものである。以下では、本発明の光モジュールについて、LDを備える光送信モジュールとして構成した例で説明する。 The optical module of the present invention includes an optical transmission module in which a semiconductor laser (LD) is mounted as a light emitting element, an optical reception module in which a photodiode (PD: Photo Diode) is mounted as a light receiving element, and the like. . Below, the optical module of this invention is demonstrated by the example comprised as an optical transmission module provided with LD.
図1〜図4は、本発明に係る光電変換(光送信)モジュールの一例の概略を説明する図である。図1は、光送信モジュールの外観を示す斜視図であり、図2は、光送信モジュールの部分断面斜視図である。図3は光送信モジュールの断面図、図4は光送信モジュールの上面図である。なお、図2〜図4では、蓋12dの図示を省略している。
1 to 4 are diagrams for explaining an outline of an example of a photoelectric conversion (optical transmission) module according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the optical transmission module, and FIG. 2 is a partial sectional perspective view of the optical transmission module. 3 is a cross-sectional view of the optical transmission module, and FIG. 4 is a top view of the optical transmission module. 2 to 4, the illustration of the
光送信モジュール1は、図1に示すように、光電変換を行う光送信部10と、光コネクタのフェルールが前方から挿入されるスリーブ部材20と、光送信部10のLDとスリーブ部材20内の後述のスタブの光ガイド部とを光結合させるための光結合部材30と、を備える。なお、以下の説明では、スリーブ部材20を備える側を前方とし、その反対側を後方とする。
As shown in FIG. 1, the optical transmission module 1 includes an
光送信部10は、略長方体形状を成し、LDを収容する空間を形成するパッケージ12を有する。パッケージ12は、底壁12aと、側壁12b1や後壁12b2等が一体に形成されたパッケージ本体部12bと、前壁12cと、蓋12dと、を含む。前壁12cの前面には、スリーブ部材20が前方に固定される光結合部材30が取付けられ、後壁12b2の後面には、LDに高周波変調信号を与えるためのリードピン12eが設けられている。さらに、側壁12b1の一方の外側面にもリードピン12fが設けられているが、このリードピン12fは、DC又は低周波信号の入出力に利用されており、例えば、LDのバイアス電流の入力、後述の電子冷却器の電源、モニタPD素子の出力、測温素子の出力等のために用いられる。
The
パッケージ12を構成する底壁12aは、例えばCuWといった高熱伝導率の材料からなり、また、図2及び図3に示すように、他の部分より一段高く形成された台座部12gを有する。台座部12g上には、LD11を冷却するために、ペルチェ素子等から構成される電子冷却器13が搭載されており、その電子冷却器13の上には、LD11等が実装されるキャリア14が搭載されている。このキャリア14上には、本発明に係るレンズ部材15も実装される。
The
パッケージ本体部12bは、アルミナ系材料からなる積層セラミックからなり、積層セラミックの表面および内部には、多層配線が形成されている。この多層配線は、パッケージ12内部に搭載される各種部品と、パッケージ12のパッケージ本体部12bの外側部分に設けられたリードピン12e,12fと、の間の電気的な接続に利用される。リードピン12e,12fは、例えば、コバールといった金属からなる。
The
また、パッケージ本体部12bの後壁12b2には、図2及び図3に示すように、パッケージ12内の空間方向(前方)に突出する突出部12hが形成されている。突出部12hの積層セラミック基板層の最上層には、配線パターン12iが形成されており、この配線パターン12i上に、LD11の後方光を受光するモニタPD16を予め実装したPDキャリア17が搭載されている。
また、パッケージ本体部12bの下方前方には、図3及び図4に示すように、側壁12b1から連続するL字形のL字部12b3が形成されており、L字部12b3の積層セラミック基板層の最上層には、電子冷却器13の配線パターン13aと電気接続される配線パターン12jが形成されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
Further, the lower front of the
前壁12c及び蓋12dは、例えばコバールといった金属からなる。前壁12cは、LD11からの光信号を通すための貫通孔12kが設けられており、この貫通孔12kは、光学窓12nにより塞がれている。また、蓋12dは、パッケージ12の上方を塞ぐものである。
The
パッケージ12では、底壁12aとパッケージ本体部12b、及び、パッケージ本体部12bと前壁12cが(例えば銀ろうにより)接合され、これらが接合されたものの上方に、コバール等からなる金属リング12mが例えば銀ろうにより接合され、金属リング12m上面に蓋12dがシーム溶接等により接合されることで、気密性が確保されている。
In the
光送信部10は、図2〜図4に示すように、上述のようなパッケージ12内に、LD11を有する。LD11は、例えば、DFB(Distributed Feedback)型のものであり、底壁12a上の電子冷却器13に取付けられたキャリア14上に実装される。
レンズ部材15は、コリメート光を作るためのものであり、例えば、図3に示すような角型非球面レンズからなり、位置合わせされてキャリア14上に取付けられる。本発明の主要部に係るレンズ部材15の詳細については後述する。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
The
これらLD11とレンズ部材15を搭載するキャリア14には、図3に示すように、段差が形成されており、高い方の平面にLD11等が実装され、低い方の平面にはレンズ部材15が取付けられる。ここでは、LD11が実装される平面を第1実装面14aといい、レンズ部材15が実装される第2実装面14bという。
As shown in FIG. 3, the
キャリア14の第1実装面14aには、LD11が光軸を合わせて実装される他、配線パターン14cが形成されている(図2及び図4参照)。配線パターン14c上には、LD11や、LD11を高周波で駆動するためのトランジスタ18、LD11の温度を測定するための測温素子19が実装される。キャリア14は、例えば良熱伝導性を有する絶縁材料であるAlN等からなり、LD11からの熱を電子冷却器13に伝達して、LD11を効率良く冷却する。キャリア14上の配線パターン14cは、積層セラミック基板層の配線パターン12iとボンディングワイヤで電気的に接続される。
電子冷却器13上の配線パターン13aは、キャリア14の配線パターン14cと同様に、L字部12b3の積層セラミック基板層(電子冷却器配線層)の配線パターン12jとボンディングワイヤで電気的に接続される。
On the first mounting
光送信部10は、以上のような構成を有し、LD11からの光をレンズ部材15でコリメートし、コリメートした光を光学窓12nを介して、前方に出射する。光学窓12nが取付けられている前壁12cの前面には、光結合部材30がシーム溶接等により取付けられている。
光結合部材30は、光送信部10からの光を集光するレンズ31と、LD11からスリーブ部材20の後述のスタブに向かう光の反射戻りを除去するアイソレータ32とを有する。また、レンズ31及びアイソレータ32は、それぞれレンズホルダ33及びアイソレータホルダ34に保持される。
The
The
光結合部材30の後端面は、図3に示すように、光送信部10のパッケージ12の前端面上で、光軸と垂直方向にスライド可能なスライド面となっているため、LD11とレンズ31との位置調整を光軸(図のZ軸)と垂直面(XY面内)内で行うことができる。また、アイソレータホルダ34は、レンズホルダ33の中心軸を中心に、レンズホルダ33の外周上をスライド回転可能になっている。そのため、LD11からの光がアイソレータ32に入ったときに偏波光が最も透過するように、アイソレータ32の光軸周りの位置合わせを行うことができる。
As shown in FIG. 3, the rear end surface of the
また、光結合部材30の前端面には、スリーブ部材20が取付けられる。スリーブ部材20は、スタブ21と、スリーブ22と、ブッシュ23を含む。スタブ21は、その中心部に光ファイバ等の光ガイド部21a(以下、光ファイバ21aという)を有し、LD11からの光は、レンズ31により、この光ファイバ21aの後端に集光される。また、スタブ21の前端は、光コネクタのフェルール(図示せず)と物理的に当接するように凸形状に加工されている。
A
スリーブ22は、その後方にブッシュ23を介してスタブ21を保持しており、その前方には光コネクタのフェルール(図示せず)が挿入される。スリーブ22は、光コネクタのフェルールが挿入されたときに、フェルール内の光ファイバ(図示せず)と、スタブ21内の光ファイバ21aとが互いに突き合わされるように、フェルールをガイドする。光コネクタのフェルール内の光ファイバと、スタブ21の光ファイバとが、上記突き合せを行うことで物理的に接触し、その結果、LD11からの光が、フェルール内の光ファイバに達し、当該光ファイバ中を伝播していく。
The
ブッシュ23は、スタブ21を圧入保持する。その後端面は、光結合部材30の前端面上で、光軸と垂直方向にスライド可能なスライド面となっているため、LD11とスタブ21内の光ファイバ21aとの位置調整を光軸と垂直面内で行うことができる。
The
続いて、本発明の主要部に係るレンズ部材について、図5を参照して説明する。図5は、本発明に係る光送信モジュールに搭載されるレンズ部材の一例の概略を説明する図で、図5(A)はレンズ部材の正面図であり、図5(B)はその側面図である。 Next, the lens member according to the main part of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining an outline of an example of a lens member mounted on the optical transmission module according to the present invention, FIG. 5 (A) is a front view of the lens member, and FIG. 5 (B) is a side view thereof. It is.
レンズ部材15は、上述のように、コリメート光を作るためのものであって、キャリア14の第2実装面14bに取付けられる。そのため、レンズ部材15は、図5に示すように、LD11からの光をコリメートする非球面レンズ部(以下、レンズ部という)15aと、キャリア14に取付けられるための取付け部15bと、を有する。また、レンズ部材15は、レンズ部15aの中心軸方向から見た外周形状が正多角形(この例では、正方形)となっている。
The
このレンズ部材15の取付け部15bには、すなわち、レンズ部15aの外周には、キャリア14の第2実装面14bと接し紫外線硬化樹脂等により接着される平面(接平面)15c〜15fが複数形成されている。これら接平面15c〜15fは、レンズ部15のレンズ部15aの中心軸(レンズ光軸)と平行な平面である。
A plurality of flat surfaces (tangential planes) 15c to 15f that are in contact with the second mounting
また、非球面レンズ部15aは、レンズ部15aの中心軸(レンズ光軸)Oがレンズ部材15の外形中心からずれるように形成されている。そのため、レンズ光軸Oと各接平面15c〜15fとの距離A〜Dのうち少なくとも1つが他と異なり、好ましくは、上記距離A〜Dがそれぞれ異なるようになっている。また、レンズ光軸Oと接平面15c〜15fとの距離A〜Dは、部品や半導体光素子の寸法精度によって適切な数値を選択すればよいが、一般に用いられている寸法公差を考慮すれば現状では、最大値と最小値の差が20μm程度であると良い。
The
このようなレンズ部材15をキャリア14の第2実装面14bに取付ける際には、例えば、予め紫外線硬化樹脂等を第2実装面14bに塗布しておく。そして、光軸方向の位置合わせをし、光軸と垂直面内での位置合わせをした後に、紫外線を当該樹脂に照射することで、レンズ部材15は、LD11からの光を適切にコリメートできる位置に固定することができる。
When such a
次に、レンズ部材15の位置合わせ方法について、図6〜図8を用いて説明する。
図6は、本発明に係る光送信モジュールのレンズ部材を位置合わせするための位置合わせシステムの一例の概略を説明する図である。
Next, a method for aligning the
FIG. 6 is a diagram for explaining an outline of an example of an alignment system for aligning the lens members of the optical transmission module according to the present invention.
レンズ部材の位置合わせシステムは、例えば、図6に示すように、光送信モジュールのパッケージ12が固定されるPKG固定台50と、光送信モジュールのパッケージ12内からの出射光をモニタするための光モニタ装置60と、を備える。光モニタ装置60は、LD11等からの光を受光する、ビジコンカメラやCCDカメラ等からなる赤外線(IR:Infrared)カメラ61と、IRカメラ61で撮像された画像を表示する表示装置62と、を有する。
For example, as shown in FIG. 6, the lens member alignment system includes a
この位置合わせシステムでは、IRカメラ61の位置などが予め調整されており、パッケージ12の光学窓から出射されIRカメラ61で観察され表示装置62の画面に映し出された光像が、表示装置62の画面の中心に位置し且つその輪郭がぼやけなければ、軸ズレのないコリメート光であることがわかるようになっている。
そのため、本位置合わせシステムにおいてレンズ部材15を光送信モジュールに取付ける者は、レンズ部材15を介したLD11からの光を受光するIRカメラ61の画像が表示された表示装置62の画面を見ながら、レンズ部材15の位置を調整する。
In this alignment system, the position of the IR camera 61 is adjusted in advance, and an optical image emitted from the optical window of the
Therefore, a person who attaches the
レンズ部材の位置調整は、吸着コレット(以下、コレットという)を用いて行われる。
図7は、レンズ部材を光送信モジュールに対して位置合わせし取付けるために用いられるコレットについて説明する図であり、図7(A)は、コレットの部分拡大図、図7(B)は、コレットの吸着保持部の底面図、図7(C)は、吸着保持部の正面図である。
The position adjustment of the lens member is performed using a suction collet (hereinafter referred to as a collet).
7A and 7B are views for explaining a collet used for aligning and attaching the lens member to the optical transmission module. FIG. 7A is a partially enlarged view of the collet, and FIG. 7B is a collet. FIG. 7C is a front view of the suction holding unit.
コレット70は、レンズ部材15を持ち運んだり動かしたりするためのもので、図7(A)に示すように、レンズ部材15を吸着保持するための吸着保持部71を有する。また、吸着保持部71の下部側には、レンズ部材15を吸着するための吸着口72が形成されている。レンズ部材15は、図7(C)に示すように、吸着保持部71により2辺(2面)が保持され、その状態で外部から光送信モジュール内に運びこまれ、キャリア14の第2実装面14b上に置かれる。
The
レンズ部材15は、LD11の光軸方向(Z方向(図3参照))、及び、LD11の光軸方向と垂直な方向であってキャリア14の第2実装面14bと平行な方向(X方向(図3参照))については、当該実装面14b上において、コレット70を用いて動かすことで、位置合わせを行うことができるようになっている。
The
しかし、レンズ部材15は、LD11の光軸方向と垂直な方向であって第2実装面14bと垂直な方向(Y方向(図3参照))については、第2実装面14b上において動かすことでは位置合わせを行うことができない。Y方向については、例えば、図3に示したような、外形中心から所定の方向及び距離にオフセットした位置にレンズ光軸を有するレンズ部材を用いて、どの接平面を第2実装面14bに接触させて固定するかを選択することによって、位置合わせを行うことができる。
However, the
接平面15c〜15fのうち第2実装面14bに接触させて固定する接平面を選択するする方法として、レンズ部材15を持ち替えることにより行う方法が考えられる。しかし、レンズ部材15を持ち替える作業が加わると、不意な位置ズレなどを招きかねないため、図8に示すように、レンズ部材15を実装面14b上で回転させる方法で、第2実装面14bと接する接平面を変更することができる。
As a method for selecting a tangent plane to be brought into contact with and fixed to the second mounting
図8の方法では、コレット70での吸着動作を停止し、コレット70を動かすことにより、実装面14bとの接点Pを中心にして実装面14b上でレンズ部材15が回転するので、例えば、実装面14bと実際に接する接平面を接平面15eから接平面15fに変更することができる。
実装面14bと実際に接する接平面を変更した場合は、上述と同様の方法でX方向の調整を行い(必要ならばY方向の調整も行い)、レンズ部材15の位置を調整する。
In the method of FIG. 8, the
When the tangential plane that is actually in contact with the mounting
レンズ部材15の位置を調整して、光モニタ装置60の表示装置62の画面上に所望の画像が得られれば、レンズ部材15が軸ズレなく配置されておりコリメート光が得られる適切な位置にあることがわかるので、その位置でレンズ部材15を固定すればよい。
If the position of the
次に、レンズ部材の他の例について説明する。
図9は、レンズ部材の他の例を示す図であり、図9(A)はその正面図であり、図9(B)はその側面図である。
このレンズ部材15’は、上述のレンズ部材15と同様に、LD11からの光をコリメートする非球面レンズ部15aと、キャリア14に取付けられるための取付け部15b’と、を有し、レンズ部15aの中心軸(レンズ光軸)Oと、取付け部15b’の各接平面15c〜15fとの距離A〜Dが、それぞれ異なるように形成されている。レンズ部材15’は、紫外線硬化樹脂で固定され、当該樹脂は上述のように光軸調整(位置合わせ)時に予め実装面14bに塗布されている。
Next, another example of the lens member will be described.
FIG. 9 is a view showing another example of the lens member, FIG. 9 (A) is a front view thereof, and FIG. 9 (B) is a side view thereof.
Similar to the
そのため、図5のレンズ部材15を図8に示したように実装面14b上で回転させた場合等に、コレット70に紫外線硬化樹脂が付着することが考えられる。これを回避するため、図9(B)に示すように、レンズ部材15’の接平面に凹所(溝)15gを設けて、レンズ部15aの外周に、レンズ部15aのレンズ光軸との距離が接平面15cから15fより小さい面を形成する。
Therefore, when the
このようにレンズ部材15’を形成することで、紫外線硬化樹脂は最外周面にのみ付着させ、凹所15gには紫外線硬化樹脂が接触しないようにできる。そのため、コレット70でレンズ部材15’を吸着する際は、凹所15g内の面を把持させることにより、コレット70に紫外線硬化樹脂が付着することなく、レンズ部材15’を保持することができるので、工程の短縮化及び/又は簡略化を実現することができる。
By forming the
図10は、レンズ部材の更に他の例を示す図であり、図10(A)はその正面図であり、図10(B)はその側面図である。図5及び図9の例のレンズ部材は、正面から見て正方形の外形を有するものであり、接平面が4つ形成されていたが、外形及び接平面の数は、上記の例に限られたものではなく、図10に示すように、例えば、正面から見て正六角形の外形を有し、6つの接平面15h〜15mが形成されていてもよい。なお、図10のレンズ部材15’’は、上述の例と同様に、レンズ光軸Oと外形中心軸とが一致しておらず、レンズ光軸Oから各接平面15h〜15mへの距離E〜Jは、そのうち少なくとも1つが他と異なっており、好ましくは、それぞれが異なっていることが好ましい。また、図9のレンズ部材15’と、同様に凹所15gを有することが好ましい。
FIG. 10 is a view showing still another example of the lens member, FIG. 10 (A) is a front view thereof, and FIG. 10 (B) is a side view thereof. The lens member in the example of FIGS. 5 and 9 has a square outer shape when viewed from the front, and four tangent planes are formed. However, the number of outer shapes and tangent planes is limited to the above example. Instead, as shown in FIG. 10, for example, it may have a regular hexagonal shape when viewed from the front, and six
このように、レンズ光軸との距離がそれぞれ異なる接平面を多く形成することによって、実装面14bと垂直方向の位置決め調整をより細かく行うことができる。
As described above, by forming many tangential planes having different distances from the lens optical axis, it is possible to finely adjust the positioning in the direction perpendicular to the mounting
以上では、光送信モジュールは、コリメートレンズと集光レンズとを有しレンズ部材をコリメートレンズとする2レンズ系のものとして説明したが、レンズ部材のレンズ部を集光レンズとする1レンズ系であってもよい。また、レンズ部材のレンズ部の形状は、非球面に限定されるものではなく、ボールレンズのように球面とあってもよい。 In the above, the optical transmission module has been described as a two-lens system having a collimating lens and a condensing lens and having a lens member as a collimating lens. There may be. The shape of the lens portion of the lens member is not limited to an aspherical surface, and may be a spherical surface like a ball lens.
以上のように、本発明によれば、キャリアの実装面へレンズ部材を実装する構造であって、XYZ方向の全ての位置合わせ固定が可能となる。このことにより、少ない部品点数で小型化に有利な特徴に加えて、半導体光素子の出射光を高い結合効率で光ファイバに結合することが可能となる。
レンズ部材が備える接平面に溝または凹部を設けて、この溝または凹部を把持することによってコレットへ樹脂が付着しないようにすることで、レンズ部材への樹脂付着後も、把持面を選択しなおして再把持(再吸着)することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the lens member is mounted on the mounting surface of the carrier, and all the positions in the XYZ directions can be fixed. This makes it possible to couple the light emitted from the semiconductor optical device to the optical fiber with high coupling efficiency, in addition to features advantageous for miniaturization with a small number of parts.
By providing a groove or recess on the tangent plane of the lens member and holding the groove or recess so that the resin does not adhere to the collet, the gripping surface is selected again even after the resin adheres to the lens member. It becomes possible to re-grip (re-adsorb).
1…光モジュール(光送信モジュール)、10…光送信部、11…LD、12…パッケージ、12a…底壁、12b…パッケージ本体部、12b1…側壁、12b2…後壁、12b3…L字部、12c…前壁、12d…蓋、12e,12f…リードピン、12g…台座部、12h…突出部、12i,12j…配線パターン、12k…貫通孔、12m…金属リング、12n…光学窓、13…電子冷却器、13a…配線パターン、14…キャリア、14a…第1実装面、14b…第2実装面、14c…配線パターン、15…レンズ部材、15a…(非球面)レンズ部、15b…取付け部、15c〜15f…接平面、15g…凹所、15h〜15m…接平面、16…モニタPD、17…PDキャリア、18…トランジスタ、19…測温素子、20…スリーブ部材、21…スタブ、21a…光ガイド部(光ファイバ)、22…スリーブ、23…ブッシュ、30…光結合部材、31…レンズ、32…アイソレータ、33…レンズホルダ、34…アイソレータホルダ、50…PKG固定台、60…光モニタ装置、61…IRカメラ、62…表示装置、70…コレット、71…吸着保持部、72…吸着口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical module (optical transmission module), 10 ... Optical transmission part, 11 ... LD, 12 ... Package, 12a ... Bottom wall, 12b ... Package main-body part, 12b 1 ... Side wall, 12b 2 ... Rear wall, 12b 3 ... L Character part, 12c ... Front wall, 12d ... Lid, 12e, 12f ... Lead pin, 12g ... Base part, 12h ... Projection part, 12i, 12j ... Wiring pattern, 12k ... Through hole, 12m ... Metal ring, 12n ... Optical window, DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記レンズ部材は、レンズ光軸と平行な平面が複数、外周に形成され、
前記複数の平面のうち少なくとも1つは、前記レンズ光軸との距離が、他の平面と異なり、
前記レンズ部材の前記平面が選択的に実装面に接着されることを特徴とする光モジュール。 An optical module comprising a lens member that collimates or condenses light from a light emitting element or condenses incident light on a light receiving element,
The lens member is formed on the outer periphery with a plurality of planes parallel to the lens optical axis,
At least one of the plurality of planes is different in distance from the lens optical axis from other planes,
The optical module, wherein the plane of the lens member is selectively adhered to a mounting surface.
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- 2007-07-18 JP JP2007187008A patent/JP2009025458A/en active Pending
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