JP2010217323A - 光結合構造および光送受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であり、かつ静電気により光半導体素子に悪影響が及ぶのを防止できる光結合部を備えた光モジュールを提供する。
【解決手段】受発光部１ａを有する光半導体素子１と、光半導体素子１の光軸に対して所定の角度で交差する光軸を有する光ファイバ２と、光半導体素子１と光ファイバ２との間を光学的に結合する光結合部３とを備えた光結合構造である。光結合部３は、伝送される光に対して透明な樹脂からなり、光半導体素子１の受発光部１ａの少なくとも一部および光ファイバ２の端部２ａの少なくとも一部にそれぞれ密着しており、外面における反射によって光半導体素子１の受発光部１ａと光ファイバ２との間が光結合可能であり、光ファイバ２は、外周に長さ方向にわたって金属被覆９を有し、金属被覆９は先端部分９ａが他の部分９ｂより薄く形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信技術、光伝送技術、光情報記録技術に用いられる光モジュールに係わり、特に光モジュールにおける光半導体素子と光ファイバとの光結合構造に関する。

この種の光モジュールとしては、光ファイバに光学的に結合された光半導体素子をパッケージ化した構造のものがある。
図１０は、この種の光モジュールを示すもので、この光モジュールは、面受発光型の光半導体素子６１が設けられたステム６２にキャップ６３が被せられている。キャップ６３には光ファイバ６４が導入されて光半導体素子６１に光結合している（特許文献１を参照）。

図１１は、光モジュールの他の例を示すもので、この光モジュールは、ＬＤチップ７１が設けられた基板７２がケース７３内に設けられている。ケース７３には金属コート光ファイバ７４が導入されてＬＤチップ７１に光学的に結合されている。ＬＤチップ７１と金属コート光ファイバ７４との間には集光レンズ７５と光アイソレータ７６が設けられている（特許文献２を参照）。

実開昭５５−６５８７６号公報 特開２００２−３６５４９０号公報

しかしながら、特許文献１記載の光モジュールは、光ファイバ６４の光軸を光半導体素子６１の光軸に合わせる必要があるため、高さ寸法が大きくなるのは避けられなかった。また、光ファイバ６４から静電気が光半導体素子６１に移り、光半導体素子６１に悪影響を及ぼすおそれがあった。
また、特許文献２記載の光モジュールは、ＬＤチップ７１と金属コート光ファイバ７４との間に集光レンズ７５、光アイソレータ７６を有するため、小型化が難しいという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能であり、かつ静電気により光半導体素子に悪影響が及ぶのを防止できる光モジュールにおける光半導体素子と光ファイバとの光結合構造を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係る発明は、受発光部を有する光半導体素子と、前記光半導体素子の光軸に対して所定の角度で交差する光軸を有する光ファイバと、前記光半導体素子と前記光ファイバとの間を光学的に結合する光結合部とを備え、前記光結合部は、伝送される光に対して透明な樹脂からなり、前記光半導体素子の受発光部の少なくとも一部および前記光ファイバの端部の少なくとも一部にそれぞれ密着しており、外面における反射によって前記光半導体素子の受発光部と前記光ファイバとの間が光結合可能であり、前記光結合部を構成する前記樹脂の外面が、前記光半導体素子の受発光部および前記光伝送路の端部の側に凹んだ形状となっており、前記光ファイバは、外周に長さ方向にわたって金属被覆を有し、前記金属被覆は、前記端部を含む先端部分が他の部分より薄く形成されていることを特徴とする光結合構造である。
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１において、前記光結合部が、気密構造の筐体に収容されていることを特徴とする光結合構造である。
本発明の請求項３に係る発明は、請求項２において、前記光ファイバは、前記他の部分において前記筐体の挿通孔に挿通していることを特徴とする光結合構造である。
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記光結合部の周囲が気体で覆われていることを特徴とする光結合構造である。
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記光結合部の周囲が光結合部を構成する樹脂より屈折率が低いクラッド樹脂層で覆われていることを特徴とする光結合構造である。
本発明の請求項６に係る発明は、請求項５において、前記光半導体素子の給電用配線が前記クラッド樹脂層によって覆われていることを特徴とする光結合構造である。

本発明の請求項７に係る発明は、同一の基板の実装面に実装された受光素子および発光素子と、前記基板の前記実装面から離間して配置された第１の光ファイバおよび第２の光ファイバと、前記受光素子と第１の光ファイバとの間を光学的に結合する第１の光結合部と、前記発光素子と第２の光ファイバとの間を光学的に結合する第２の光結合部とを備え、前記受光素子、第１の光ファイバおよび第１の光結合部が第１の光結合構造を構成するとともに、前記発光素子、第２の光ファイバおよび第２の光結合部が第２の光結合構造を構成した光送受信モジュールであって、
第１の光結合構造および第２の光結合構造の一方または両方が、請求項１〜６のいずれかに記載の光結合構造を構成していることを特徴とする光送受信モジュールである。

本発明によれば、光半導体素子に光結合される金属被覆光ファイバの金属被覆の先端部分が他の部分より薄く形成されているので、金属被覆を光半導体素子に干渉させずに金属被覆光ファイバを最適位置に配置することができる。
また、金属被覆が光ファイバ長さ方向にわたって形成されているので、静電気を除去でき、静電気により光半導体素子に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
また、金属被覆光ファイバを、光半導体素子の光軸に交差する方向に配置するので、高さ寸法を小さくし、全体を小型化することができる。

本発明の第１形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す断面図である。 光結合部の製造工程を説明する断面図である。 光結合部の製造工程を説明する断面図である。 本発明の第２形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す断面図である。 光結合部の形状を説明する断面図である。 本発明の光送受信モジュールの一例を示す斜視図である。 本発明の第３形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す断面図である。 本発明の第４形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す断面図である。 本発明の第５形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す断面図である。 従来の光モジュールにおける光結合構造を説明する概略図である。 従来の光モジュールにおける光結合構造を説明する概略図である。

以下、図面を参照して本発明を説明する。
図１に、第１形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す。
図１に示す光モジュール５は、基板４の上面である実装面４ａに実装された光半導体素子１と、基板４の実装面４ａに沿い、かつ基板４の実装面４ａから離間して配置された金属被覆光ファイバ２と、金属被覆光ファイバ２と光半導体素子１との間を光学的に結合する光結合部３とを備えている。

光半導体素子１は、光信号を出射または入射させる部分として受発光部１ａを有する。光半導体素子１が受光素子である場合は、受発光部１ａは受光部である。光半導体素子１が発光素子である場合は、受発光部１ａは発光部である。
発光素子としては、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）等が挙げられる。特に、面発光レーザは伝送速度を高めることができるため好ましい。受光素子としては、フォトダイオード（ＰＤ）等が挙げられる。

光半導体素子１は、基板４の実装面４ａに形成された回路配線６に対して、接合材により電気的に接続されている。例えば、本形態例の場合は、光半導体素子１の上部（表面）に形成された電極（図示せず）とワイヤ配線７などからなる給電用配線により、回路配線６と電気的に接続されている。
基板４には、例えは、ガラスエポキシ基板、セラミック基板など、一般的な各種絶縁基板を使用することができる。ワイヤ配線７としては、例えば、金（Ａｕ）ワイヤ、アルミ（Ａｌ）ワイヤ、銅（Ｃｕ）ワイヤなどが挙げられる。

金属被覆光ファイバ２は、光ファイバ８の外周に長さ方向にわたって金属被覆９が設けられたものである。
光ファイバ８としては、例えば石英系光ファイバ、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）などの光ファイバ２ｃが使用できる。詳しくは、石英系のシングルモードまたはマルチモード光ファイバ、石英ガラスのコアとプラスチックのクラッドを有するポリマークラッド光ファイバ、プラスチックからなるマルチモード光ファイバなどが挙げられる。
マルチモード光ファイバは、細径であり、かつ光半導体素子１との光接続が容易となるため好適である。
光ファイバ８は、光ファイバ裸線（図示略）であってもよいし、光ファイバ裸線の外周に樹脂被覆層（図示略）が設けられたものであってもよい。

金属被覆９の構成材料は、光ファイバ８の外周に形成できるものであれば特に限定されないが、半田の濡れ性、材料コスト、硬さなどを考慮して選択できる。例えば金、銀、銅、錫、ニッケル、亜鉛、およびこれらのうち２以上の合金が使用できる。半田の濡れ性およびコストの点から、銅を用いるのが好適である。
また、金と錫の合金などの低融点金属を用いることによって、金属被覆９を形成する工程が容易になり、低コスト化を図ることができる。

金属被覆９の先端部分９ａ、すなわち端部２ａから軸方向に所定距離の範囲に相当する部分は、他の部分９ｂより薄くなっており、これにより細径にされている。先端部分９ａは、金属被覆をエッチング等により薄くすることによって形成できる。
先端部分９ａの厚さは、例えば０．１〜１００μｍとすることができ、０．５〜１０μｍが好適である。
金属被覆９の他の部分９ｂの厚さは、例えば５〜５００μｍとすることができ、１０〜１００μｍが好適である。

金属被覆光ファイバ２は金属被覆９の先端部分９ａが細径とされているので、金属被覆９が光半導体素子１に接触することがなく、金属被覆光ファイバ２を、光結合損失を最も低くできる最適位置に配置できる。
さらに、金属被覆９が光ファイバ８の長さ方向にわたって設けられているので、光ファイバ８が帯電するのを防止でき、静電気が光半導体素子１に悪影響を与えるのを防止できる。
金属被覆光ファイバ２は、光結合部３に対する光の出入射の方向が一定となるように、少なくとも端部２ａ付近では、光軸２ｂが直線状であることが好ましい。

光半導体素子１は、その光軸１ｂが金属被覆光ファイバ２の光軸２ｂ（特に端部２ａ付近における光軸２ｂ）に所定の角度θで交差するように配置されている。光半導体素子１および金属被覆光ファイバ２の光軸１ｂ，２ｂが互いに垂直（または略垂直）に配置されることが好ましい。なお、この角度θは垂直に限定されない。

光結合部３は、伝送される光に対して透明な樹脂からなる。光結合部３を構成する樹脂は、光半導体素子１の受発光部１ａの少なくとも一部および金属被覆光ファイバ２の端部２ａの先端面の少なくとも一部にそれぞれ密着している。
ここでいう透明樹脂とは、光半導体素子１と金属被覆光ファイバ２との間を伝送する光を透過させることが可能なものを指している。従って、必ずしも可視光下で無色透明な色調のものに限定されるものではない。透明樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いることができる。透明樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

光結合部３の形状は、図１では光結合部３が金属被覆光ファイバ２の端部２ａの先端面の全面を覆い、光結合部３の上端が金属被覆光ファイバ２の上部まで付着しているが、図５に示す光モジュール５Ａのように、金属被覆光ファイバ２の端部２ａの先端面の一部が光結合部３Ａの外側に露出されてもよい。この場合でも、金属被覆光ファイバ２の光ファイバ８のコア（図示せず）の全断面が光結合部３Ａに覆われることが好ましい。

ここで光結合部３は、光半導体素子１が受光素子の場合には、金属被覆光ファイバ２から光結合部３に入射した光は、光結合部３を構成する透明樹脂とその外部の気体（例えば空気や乾燥窒素ガスなど）との界面３ａとの屈折率差により反射されて光半導体素子１に入射する。
光半導体素子１が発光素子の場合には、光半導体素子１から光結合部３に入射した光は、光結合部３を構成する透明樹脂と外部の気体との界面３ａとの屈折率差により反射されて金属被覆光ファイバ２に入射する。

光結合部３は、外面３ａが外部の気体との界面を形成しており、光結合部３を構成する透明樹脂は、金属被覆光ファイバ２の光軸２ｂと光半導体素子１の光軸１ｂとが交差する交点Ｐの位置には存在せず、光結合部３の外面３ａ（光結合部３と外部の気体との界面）が、光半導体素子１の受発光部１ａまたは金属被覆光ファイバ２の端部２ａの側に凹んだ形状となっている。
詳しくは、光結合部３を構成する樹脂の外面３ａにおいて、（１）受発光部１ａに対向する位置Ａが受発光部１ａ側に凹んだ形状の凹面部１１、（２）金属被覆光ファイバ２の端部２ａに対向する位置Ｂが金属被覆光ファイバ２の端部２ａ側に凹んだ形状の凹面部１２、（３）受発光部１ａに対向する位置Ａと金属被覆光ファイバ２の端部２ａに対向する位置Ｂとの間が凹んだ形状の凹面部１３、の少なくともいずれかが形成されていることが好ましい。

（１）の受発光部１ａ側の凹面部１１は、例えば、光半導体素子１の光軸１ｂが樹脂の外面３ａと交差する位置Ａの近傍において、樹脂の外面３ａが樹脂側に凹となる凹面を形成していれば良い。
（２）の金属被覆光ファイバ２側の凹面部１２は、例えば、金属被覆光ファイバ２の光軸２ｂが樹脂の外面３ａと交差する位置Ｂの近傍において、樹脂の外面３ａが樹脂側に凹となる凹面を形成していれば良い。
（３）の中間部の凹面部１３は、例えば、光半導体素子１の光軸１ｂが樹脂の外面３ａと交差する位置Ａと、金属被覆光ファイバ２の光軸２ｂが樹脂の外面３ａと交差する位置Ｂとの間を結ぶ線分ＡＢがＡ−Ｂ間で樹脂の外側（外部の気体側）を通り、樹脂の外面３ａが凹となる凹面を形成していれば良い。
外面３ａは、（１）〜（３）のすべてにおいて凹んだ形状であってもよい。

本形態例の光結合部３は、これらの凹面部１１，１２，１３を有することにより、透明樹脂の界面の形状について、反射面としての位置および角度を精密に制御しなくても、より低い作製精度で確実な光結合を実現することができる。また、金属被覆光ファイバ２の端部２ａと光半導体素子１の受発光部１ａとの間が単一の透明樹脂で構成された光結合部３で光結合され、極めて低コストに、かつ簡易な工程で作製可能である。
ここでいう単一の透明樹脂とは、成分（組成）が均一（単一）、特定の波長の光に対する透過率が均一、物理的に２層以上ではない（界面がない）など、いずれの意味も包含するものである。

これらの凹面部１１〜１３は、それぞれ光半導体素子１の受発光部１ａおよび金属被覆光ファイバ２の端部２ａの位置に近い方が、透明樹脂の界面３ａにおける反射によって光半導体素子１と金属被覆光ファイバ２との間を光結合する際に、光が拡散する範囲が狭くなり、損失を低減することができる。このため、光結合部３は、光半導体素子１の光軸１ｂと金属被覆光ファイバ２の光軸２ｂとが交差する交点Ｐの位置には前記樹脂が存在せず、樹脂の外面３ａが受発光部１ａに対向する位置Ａが交点Ｐと受発光部１ａとの間にあり、かつ、樹脂の外面３ａが金属被覆光ファイバ２の端部２ａに対向する位置Ｂが交点Ｐと金属被覆光ファイバ２の端部２ａとの間にあることが好ましい。

さらに本形態例の光結合部３は、透明樹脂の周囲が気体で覆われているため、透明樹脂との屈折率差が大きくなり、界面における光の反射率を高めることができる。これにより、光の結合効率をより向上することができる。

基板４の実装面４ａにおいて、光半導体素子１を受発光部１ａが基板４の実装面４ａの反対側（図１では上側）となるように実装することができるので、ダイボンディングやワイヤボンディングによる実装が可能になる。これにより、伝送特性に重要な配線を最短の線路長でつなぐことができ、ノイズが乗りにくく、良好な伝送特性が得られる。また、ボンディングの外観検査が容易であり、接続不良を発見するのが容易になる。

次に、本発明の光モジュールの製造方法の説明にあたって、前述した図１に示す構成の光モジュール５の製造方法を例示する。
図２に示すように、予め実装面４ａに回路配線６が形成され、光半導体素子１が実装された基板４を用意し、光半導体素子１の受発光部１ａに対して、精密ディスペンサ等の樹脂ディップ装置２９を用いて、未硬化の透明樹脂３１を塗布する。

続いて、図３に示すように、光半導体素子１に対して金属被覆光ファイバ２の端部２ａを、光半導体素子１上に盛り付けた透明樹脂３１に向けて（矢印Ｌの方向に）差し込む。
そして、透明樹脂３１に差し込んだ金属被覆光ファイバ２を光半導体素子１から遠ざけるように移動する。このとき、金属被覆光ファイバ２は、光半導体素子１からゆっくりと斜め上方向（矢印Ｒの方向）に引き上げる。

この後、透明樹脂３１の種類に応じて、必要に応じて例えばＵＶ（紫外線）の照射や加熱を行い、透明樹脂３１を硬化させる。これにより、光半導体素子１と金属被覆光ファイバ２とを光学的に接続する（光結合する）光結合部３が形成され、光モジュール５が完成する。

光モジュール５では、光半導体素子１に光結合される金属被覆光ファイバ２の金属被覆９の先端部分９ａが他の部分９ｂより薄く形成されているので、金属被覆９を光半導体素子１に干渉させずに金属被覆光ファイバ２を最適位置に配置することができる。
また、金属被覆９が光ファイバ長さ方向にわたって形成されているので、光ファイバ８が帯電することがなく、静電気により光半導体素子１に悪影響が及ぶことがない。
また、金属被覆光ファイバ２を、光半導体素子１の光軸に交差する方向に配置するので、高さ寸法を小さくし、全体を小型化することができる。

図４に、第２形態例に係る光結合構造を備えた光モジュールの一例を示す。
図４に示す光モジュール１５は、基板４の実装面４ａに実装された光半導体素子１と、基板４の実装面４ａに沿い、かつ基板４の実装面４ａから離間して配置された金属被覆光ファイバ２と、金属被覆光ファイバ２と光半導体素子１との間を光学的に結合する光結合部３と、光結合部３の周囲を覆うクラッド樹脂層１４を備えている。

本形態例の光モジュール１５は、光結合部３の周囲が、光結合部３を構成する透明樹脂（第１の樹脂）より屈折率が低い第２の樹脂からなるクラッド樹脂層１４で覆われている点で第１形態例に係る光モジュール５と異なる。光半導体素子１、金属被覆光ファイバ２、基板４、回路配線６、ワイヤ配線７等は、第１形態例に係る光モジュール５と同様に構成することができる。
クラッド樹脂層１４は、光結合部３を構成する透明樹脂よりも屈折率の低い樹脂で形成されているので、光結合部３の中を伝送する光がクラッド樹脂層１４の方に入射し散乱してしまうことを抑制することができる。さらに、クラッド樹脂層１４の周囲を、光結合部３よりも高い屈折率を有する樹脂（図示せず）で封止することも可能になる。
ここでいう屈折率とは、光半導体素子１と金属被覆光ファイバ２との間を伝送する光の波長における屈折率を指している。第２の樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いることができる。第２の樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
クラッド樹脂層１４は、図２および図３に示すようにして光結合部３を形成した後に、第２の樹脂を塗布して硬化することにより形成することができる。

図６は、本発明の光送受信モジュールの他の形態例を示す斜視図である。本形態例の光送受信モジュール５０は、同一の基板５４の実装面５４ａに実装された受光素子である第１の光半導体素子５１ａおよび発光素子である第２の光半導体素子５１ｂと、基板５４の実装面５４ａから離間して配置された第１の光ファイバ５２ａおよび第２の光ファイバ５２ｂと、第１の光半導体素子５１ａと第１の光ファイバ５２ａとの間を光学的に結合する第１の光結合部５３ａと、第２の光半導体素子５１ｂと第２の光ファイバ５２ｂとの間を光学的に結合する第２の光結合部５３ｂとを備えている。
光ファイバ５２ａ、５２ｂは金属被覆光ファイバ２と同様の構成とすることができる。
第１の光半導体素子５１ａ、第１の光ファイバ５２ａおよび第１の光結合部５３ａが第１の光結合構造を構成し、第２の光半導体素子５１ｂ、第２の光ファイバ５２ｂおよび第２の光結合部５３ｂが第２の光結合構造を構成している。

光モジュールに搭載される光半導体素子の個数は、１個や２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよい。光半導体素子と光ファイバとの光結合構造は、光半導体素子の個数に応じて必要な数を設けることができる。

図７は、第３形態例にかかる光結合構造を有する光モジュールである。
図７に示す光モジュール２５における金属被覆光ファイバ２２では、光ファイバ８に代えて、マルチモードのプラスチック光ファイバ２８が用いられている。その他の構成は第１形態例の光モジュール５と同様とすることができる。
光モジュール２５では、比較的コアの径が大きいプラスチック光ファイバ２８を用いたので、光半導体素子１に対する光結合効率を高めることができる。

図８は、第４形態例にかかる光結合構造を有する光モジュールである。
図８に示す光モジュール３５では、金属被覆光ファイバ３２の金属被覆３９は、光ファイバ８の外周に設けられた第１の金属被覆３９ｃと、この金属被覆３９ｃの先端部分以外の部分に形成された第２の金属被覆３９ｄによって構成されている。このため、金属被覆３９の先端部分３９ａは、他の部分３９ｂ（第２の金属被覆３９ｄが形成された部分）に比べ薄く形成されることにより細径にされている。その他の構成は第１形態例の光モジュール５と同様とすることができる。
光モジュール３５によれば、エッチング工程が不要となるため、製造工程が簡略化される。また、いったん形成した金属被覆の一部をエッチングにより除去する必要がないため、金属被覆材料を有効に使用でき、低コスト化を図ることができる。

図９は、第５形態例にかかる光結合構造を有する光モジュールである。
図９に示す光モジュール４５では、金属被覆光ファイバ３２の先端部分３９ａを含む部分、光結合部３、光半導体素子１、ワイヤ配線７等が気密構造の箱状の筐体４１に収容されている。
筐体４１は、金属で構成されるのが好ましく、例えば銅、真鍮、ステンレスなどが好適である。筐体４１には挿通孔４１ａが形成され、挿通孔４１ａには金属被覆光ファイバ３２が他の部分３９ｂにおいて挿通しており、挿通部分が半田４２で封止されている。その他の構成は第４形態例の光モジュール３５と同様とすることができる。
この光モジュール４５では、光モジュール４５が筐体４１内に収容されているので、光モジュール４５を保護し、その信頼性を高めることができる。

（実施例１）
図１〜図３に示すように、ポリイミド樹脂からなる被覆層（図示略）を有する石英マルチモード光ファイバ８（コア外径５０μｍ、クラッド外径１２５μｍ）の全長にわたって厚さ４０μｍの銅被覆（金属被覆９）を形成した。
金属被覆９の先端から軸方向長さ１０００μｍにわたる部分（先端部分９ａ）を、濃硫酸を用いたエッチングにより厚さ１μｍとし、金属被覆光ファイバ２を得た。
光半導体素子１には面発光レーザを使用した。透明樹脂３１にはＵＶ硬化樹脂（アクリル系樹脂）を使用し、基板４にはガラスエポキシ基板を使用し、ワイヤ配線７には金ワイヤを用いた。
基板４上の回路配線６に光半導体素子１を実装し、光半導体素子１の下面側の電極と回路配線６を接続するとともに、上面側の電極を、ワイヤ配線７を介して回路配線６に接続した。
光半導体素子１の受発光部１ａ上に透明樹脂３１を塗布し、この透明樹脂３１に金属被覆光ファイバ２の先端を差し込んで、斜め上方に引き上げた後、ＵＶを照射して透明樹脂３１を硬化させることにより、図１に示す光モジュール５を作製した。

この光モジュール５では、金属被覆９の先端部分９ａが薄く形成されているので、金属被覆９を光半導体素子１に接触させずに、光結合損失を最も低減できる位置に金属被覆光ファイバ２を配置できた。

（実施例２）
図７に示すように、光ファイバ８に代えて、マルチモードのプラスチック光ファイバ２８を用いること以外は、実施例１の光モジュール５と同様にして光モジュール２５を作製した。
この光モジュール２５では、比較的コアの径が大きいプラスチック光ファイバ２８（コア外径２４０μｍ、クラッド外径２５０μｍ）を用いたので、光半導体素子１に対する光結合効率を高めることができたことが確認できた。

（実施例３）
図１に示すように、光ファイバ８として、石英ガラスからなるコア（図示略）と、フッ素樹脂からなるクラッド（図示略）とを有するポリマークラッド光ファイバ８を用いること以外は実施例１と同様にして光モジュール５を作製した。
ポリマークラッド光ファイバ８は耐熱性に優れているため、耐熱性に優れた光モジュール５が得られた。

（実施例４）
図１に示すように、銅に代えて、金と錫の合金を用いること以外は実施例１と同様にして光モジュール５を作製した。
金と錫の合金は低融点金属であるため、金属被覆９を形成する工程が容易になったことが確認できた。

（実施例５）
図１に示すように、光半導体素子１として、面発光レーザに代えてフォトダイオードを用いること以外は実施例１と同様にして光モジュール５を作製した。
受光素子である光半導体素子１を用いた場合でも金属被覆光ファイバ２と光半導体素子１との間を光結合できることが確認できた。

（実施例６）
図８に示す光モジュール３５を次のようにして作製した。
光ファイバ８の外周に銅からなる第１の金属被覆３９ｃ（厚さ１μｍ）を形成し、この金属被覆３９ｃの先端部分以外の部分に、銅からなる第２の金属被覆３９ｄ（厚さ３９μｍ）を形成することによって金属被覆３９を得た。先端部分３９ａの軸方向長さは１０００μｍとした。それ以外の構成は実施例１に準じた。
光モジュール３５は、エッチング工程が不要となるため、製造が容易になった。

（実施例７）
図９に示すように、金属被覆光ファイバ３２の先端部分３９ａを含む部分、光結合部３、光半導体素子１、ワイヤ配線７等を気密構造の箱状の筐体４１に収容すること以外は実施例６に準じて光モジュール４５を作製した。

１，５１ａ，５１ｂ・・・光半導体素子、１ａ・・・受発光部、１ｂ・・・光半導体素子の光軸、２，５２ａ，５２ｂ・・・金属被覆光ファイバ、２ａ・・・光ファイバの端部、２ｂ・・・光ファイバの光軸、３，５３ａ，５３ｂ・・・光結合部、３ａ・・・光結合部の外面（界面）、４，５４・・・基板、４ａ，５４ａ・・・基板の実装面、５，５Ａ・・・光モジュール、７，５７ａ，５７ｂ・・・ワイヤ配線（給電用配線）、８・・・光ファイバ、９・・・金属被覆、１４，５９・・・クラッド樹脂層、１５・・・光モジュール、１１，１２，１３・・・凹面部、４１・・・筐体、４１ａ・・・挿通孔、５０・・・光送受信モジュール、θ・・・光軸同士の成す角度。

Claims (7)

1. 受発光部を有する光半導体素子と、
   前記光半導体素子の光軸に対して所定の角度で交差する光軸を有する光ファイバと、
   前記光半導体素子と前記光ファイバとの間を光学的に結合する光結合部とを備え、
   前記光結合部は、伝送される光に対して透明な樹脂からなり、前記光半導体素子の受発光部の少なくとも一部および前記光ファイバの端部の少なくとも一部にそれぞれ密着しており、外面における反射によって前記光半導体素子の受発光部と前記光ファイバとの間が光結合可能であり、
   前記光結合部を構成する前記樹脂の外面が、前記光半導体素子の受発光部および前記光伝送路の端部の側に凹んだ形状となっており、
   前記光ファイバは、外周に長さ方向にわたって金属被覆を有し、前記金属被覆は、前記端部を含む先端部分が他の部分より薄く形成されていることを特徴とする光結合構造。
2. 前記光結合部が、気密構造の筐体に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の光結合構造。
3. 前記光ファイバは、前記他の部分において前記筐体の挿通孔に挿通していることを特徴とする請求項２に記載の光結合構造。
4. 前記光結合部の周囲が気体で覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光結合構造。
5. 前記光結合部の周囲が光結合部を構成する樹脂より屈折率が低いクラッド樹脂層で覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光結合構造。
6. 前記光半導体素子の給電用配線が前記クラッド樹脂層によって覆われていることを特徴とする請求項５に記載の光結合構造。
7. 同一の基板の実装面に実装された受光素子および発光素子と、前記基板の前記実装面から離間して配置された第１の光ファイバおよび第２の光ファイバと、前記受光素子と第１の光ファイバとの間を光学的に結合する第１の光結合部と、前記発光素子と第２の光ファイバとの間を光学的に結合する第２の光結合部とを備え、前記受光素子、第１の光ファイバおよび第１の光結合部が第１の光結合構造を構成するとともに、前記発光素子、第２の光ファイバおよび第２の光結合部が第２の光結合構造を構成した光送受信モジュールであって、
   第１の光結合構造および第２の光結合構造の一方または両方が、請求項１〜６のいずれかに記載の光結合構造を構成していることを特徴とする光送受信モジュール。

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