JP2011090148A - Photoelectric conversion component and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光伝送等に用いられる光電気変換部品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion component used for optical transmission and the like, and a manufacturing method thereof.
発光素子で発生させた光信号を光ファイバにより伝送したり、光ファイバを伝搬してきた光信号を受光素子で受光する光伝送を行う光電気変換部品は、収納スペース等の制約からコンパクト化が望まれている。
このため、外面に金属めっき部を備えた樹脂製のフェルールに形成されたファイバ孔に光ファイバを挿入して固定し、光デバイスや電気デバイスなどの異なるデバイス同士を、金属めっき部を介して電気的に接続可能としてコンパクト化を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Opto-electric conversion parts that transmit optical signals generated by light-emitting elements through optical fibers and optical transmissions that receive optical signals that have propagated through optical fibers with light-receiving elements are expected to be compact due to restrictions on storage space. It is rare.
For this reason, an optical fiber is inserted and fixed in a fiber hole formed in a resin ferrule having a metal plating portion on the outer surface, and different devices such as an optical device and an electric device are electrically connected to each other through the metal plating portion. There has been known a technique for making the connection compact so as to be connectable (see, for example, Patent Document 1).
ところが、上記フェルールにおいて、ファイバ孔へ光ファイバを挿入するときに、ファイバ孔の内周面が光ファイバの端面の縁部によって削れる場合がある。そして、その削り屑が光ファイバの端面に付着し、光デバイスとの光学結合効率が低下してしまうことがあった。
また、ファイバ孔の端部に光デバイスを配置させた場合、ファイバ孔へ挿入した光ファイバの端面が光デバイスに当たり、光デバイスの素子部分を損傷させ、光電気変換部品の歩留まりの低下を招いてしまうこともあった。
However, in the ferrule, when an optical fiber is inserted into the fiber hole, the inner peripheral surface of the fiber hole may be scraped by the edge of the end face of the optical fiber. And the shavings may adhere to the end surface of an optical fiber, and the optical coupling efficiency with an optical device may fall.
Also, when an optical device is placed at the end of the fiber hole, the end face of the optical fiber inserted into the fiber hole hits the optical device, damaging the element part of the optical device, leading to a decrease in the yield of photoelectric conversion components. It sometimes happened.
本発明の目的は、歩留まりが高く、良好な光学結合効率が得られる光電気変換部品及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion component having a high yield and good optical coupling efficiency and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決することのできる本発明の光電気変換部品は、電極と、前記電極に導通接続された光デバイスとを備えた光電気変換部品であって、
第1の透明材料から形成された第1透光部と、
前記第1の透明材料よりも屈折率が大きい第2の透明材料から形成された第2透光部とを有し、
前記第1透光部と前記第2透光部との境界面に曲面状の内部レンズ面が形成され、
前記光デバイスと前記第1透光部との間に前記第2透光部が設けられ、前記内部レンズ面の光軸を通る光伝送路上で前記内部レンズ面に対して前記光デバイスと反対側が前記第1透光部で形成されていることを特徴とする。
The photoelectric conversion component of the present invention capable of solving the above problems is a photoelectric conversion component comprising an electrode and an optical device conductively connected to the electrode,
A first light transmissive portion formed of a first transparent material;
A second light-transmitting portion formed of a second transparent material having a refractive index greater than that of the first transparent material,
A curved internal lens surface is formed at the boundary surface between the first light transmitting part and the second light transmitting part,
The second light transmissive part is provided between the optical device and the first light transmissive part, and the side opposite to the optical device with respect to the inner lens surface is on an optical transmission path passing through the optical axis of the inner lens surface. It is formed by the first light transmitting part.
また、本発明の光電気変換部品において、前記第1透光部は、前記光伝送路上で前記内部レンズ面に対して前記光デバイスと反対側の面に、曲面状の外部レンズ面を有することが好ましい。 In the photoelectric conversion component of the present invention, the first light transmitting portion has a curved external lens surface on a surface opposite to the optical device with respect to the internal lens surface on the optical transmission path. Is preferred.
また、本発明の光電気変換部品において、前記電極と前記光デバイスとの接続箇所が、前記第2透光部を形成する第2の透明材料によって補強されていることが好ましい。 In the photoelectric conversion component of the present invention, it is preferable that a connection portion between the electrode and the optical device is reinforced by a second transparent material that forms the second light transmitting portion.
また、本発明の光電気変換部品において、前記第1透光部には、前記第2透光部を形成する第2の透明材料が充填される充填空間に連通する開口部が形成されていることが好ましい。 In the photoelectric conversion component of the present invention, the first light transmitting portion is formed with an opening communicating with a filling space filled with a second transparent material forming the second light transmitting portion. It is preferable.
また、本発明の光電気変換部品において、前記内部レンズ面が複数設けられ、それぞれの前記内部レンズ面の光軸を通る複数の前記光伝送路が配列され、前記光伝送路に対応する複数本の光ファイバを保持する光ファイバアレイが前記第1透光部に対して前記光デバイスと反対側に配置されていることが好ましい。 Further, in the photoelectric conversion component of the present invention, a plurality of the internal lens surfaces are provided, a plurality of the optical transmission paths passing through the optical axes of the respective internal lens surfaces are arranged, and a plurality of the optical transmission lines corresponding to the optical transmission paths are arranged. It is preferable that the optical fiber array holding the optical fiber is disposed on the opposite side of the optical device with respect to the first light transmitting part.
また、本発明の光電気変換部品において、前記第1透光部に対して前記光ファイバアレイを位置決めし、それぞれの前記光ファイバの端面を前記光伝送路上に配置させる位置決めガイドを備えていることが好ましい。 In the photoelectric conversion component of the present invention, the optical fiber array includes a positioning guide for positioning the optical fiber array with respect to the first light transmitting portion and arranging an end face of each optical fiber on the optical transmission line. Is preferred.
また、本発明の光電気変換部品の製造方法は、上記の何れかの光電気変換部品を製造する製造方法であって、
前記第1の透明材料を成型して前記内部レンズ面となる曲面部分を有する前記第1透光部を前記電極とともに成型する第1透光部成型工程と、
前記曲面部分の対向位置において、前記電極に前記光デバイスを導通状態に接続させて取り付ける光デバイス取り付け工程と、
前記第1透光部の前記曲面部分と前記光デバイスとの間に、前記第2の透明材料を充填して硬化させて前記第2透光部を成型する第2透光部成型工程とを含むことを特徴とする。
Moreover, the manufacturing method of the photoelectric conversion component of the present invention is a manufacturing method for manufacturing any of the photoelectric conversion components described above,
A first translucent part molding step of molding the first translucent material and molding the first translucent part having the curved surface portion serving as the internal lens surface together with the electrode;
An optical device attaching step for attaching the optical device to the electrode in a conductive state at an opposing position of the curved surface portion; and
A second translucent part molding step of molding the second translucent part by filling and curing the second transparent material between the curved surface part of the first translucent part and the optical device; It is characterized by including.
本発明の光電気変換部品及びその製造方法によれば、光伝送路上で第1透光部に対して内部レンズ面と反対側に光ファイバの端面を配置することで、光電気変換部品の内部レンズ面の光軸を通る光伝送路において光デバイスと光ファイバとの光伝送を行うことができる。そのため、フェルールのファイバ孔へ光ファイバを挿入して固定する構造と比較して、光ファイバの独立性を高めることができる。また、光伝送路において伝送させる光を、第1透光部と第1透光部よりも屈折率が大きい第2透光部との境界面に設けられた内部レンズ面によって良好に集光させることができるので、良好な光学結合効率で光伝送を行うことができる。
これにより、光ファイバの実装時に、削り屑の発生による光学結合効率の低下や光デバイスとの接触による歩留まりの低下をなくすことができる。つまり、当該部品の歩留まりを高めることができ、良好な光学結合効率を得ることができる。
According to the photoelectric conversion component and the manufacturing method thereof of the present invention, the end surface of the optical fiber is disposed on the opposite side of the inner lens surface with respect to the first light transmitting portion on the optical transmission line, thereby allowing the inside of the photoelectric conversion component. Optical transmission between the optical device and the optical fiber can be performed in an optical transmission path passing through the optical axis of the lens surface. Therefore, the independence of the optical fiber can be enhanced as compared with the structure in which the optical fiber is inserted and fixed into the fiber hole of the ferrule. Further, the light transmitted through the optical transmission path is favorably condensed by the internal lens surface provided at the boundary surface between the first light transmitting part and the second light transmitting part having a refractive index larger than that of the first light transmitting part. Therefore, optical transmission can be performed with good optical coupling efficiency.
Thereby, at the time of mounting an optical fiber, it is possible to eliminate a decrease in optical coupling efficiency due to generation of shavings and a decrease in yield due to contact with an optical device. That is, the yield of the component can be increased, and good optical coupling efficiency can be obtained.
以下、本発明に係る光電気変換部品及びその製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る光電気変換部品11は、電気デバイス12、光ファイバアレイ14とともに光電気変換モジュール15を構成し、光電気変換モジュール15は、回路基板16に実装されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of a photoelectric conversion component and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3にも示すように、光電気変換部品11は、略直方体形状に形成されており、一方の端面がデバイス固定面11aとされ、他方の端面が光ファイバ接続面11bとされている。光電気変換部品11は、複数の電極20とともに一体成型された構造を有しており、電極20は、デバイス固定面11a側に設けられている。
As shown also in FIG. 3, the
光電気変換部品11は、第1透光部21と第2透光部22とから構成されている。第1透光部21は、第1の透明材料を射出成型することによって成型されたものである。第1の透明材料としては、例えば、環状オレフィン系樹脂やフッ素樹脂などの耐熱性のある射出成型用の透明樹脂が用いられる。
The
第1透光部21には、デバイス固定面11a側に、光ファイバ接続面11b側へ向かって延びる断面円形の複数の穴部(充填空間)23が並設されており、これらの穴部23内に第2透光部22が設けられている。第2透光部22は、第1透光部21よりも屈折率が大きい第2の透明材料を穴部23へ充填して硬化させることにより成型されたものであり、この第2の透明材料としては、例えば、エポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明樹脂が用いられる。また、第1透光部21には、第2透光部22を形成する第2の透明材料が充填される充填空間である穴部23に連通する開口部24が形成されており、穴部23に充填した第2の透明材料に気泡が含まれていても開口部24から排出されるようになっている。
In the first
第1透光部21の穴部23の底部における第1透光部21と第2透光部22との境界面は、光ファイバ接続面11b側へ突出する曲面状に形成されており、この曲面状の境界面によって内部レンズ面31が形成されている。そして、光電気変換部品11では、デバイス固定面11aと光ファイバ接続面11bとの間に、内部レンズ面31の光軸を通る複数の光伝送路Aを有している。
第1透光部21の光ファイバ接続面11bには、それぞれの光伝送路A上に、外側へ突出する曲面状の外部レンズ面32が形成されている。
The boundary surface between the first
On the optical
光電気変換部品11の光ファイバ接続面11b側には、複数本の光ファイバ心線43(またはテープ心線)の端部が接続された光ファイバアレイ14が設けられている。この光ファイバアレイ14は、例えばフェルール42を有する光コネクタの形態をなしており、フェルール42は、例えば、ポリエステル樹脂、PPS樹脂及びエポキシ樹脂の何れかを含む材料で形成されている。光ファイバ心線43は、コア44a及びクラッド44bを有するガラスファイバ(光ファイバ)44を樹脂によって被覆したもので、光ファイバ心線43の端部で被覆から露出されたガラスファイバ44がフェルール42に保持されている。そして、フェルール42における光ファイバ接続面11bとの対向面である光入出面14aで、それぞれのガラスファイバ44の端面が露出されている。
An
この光ファイバアレイ14には、光電気変換部品11側の光入出面14aの両側部に、光電気変換部品11側へ突出する位置決めピン(位置決めガイド)45が設けられている。また、これらの位置決めピン45の上下位置には、光電気変換部品11側へ突出する位置決めスペーサ46が設けられている。位置決めピン45は、位置決めスペーサ46よりも突出寸法が大きく、光電気変換部品11の光ファイバ接続面11bの両側部に形成された位置決め穴(位置決めガイド)47へ挿入可能とされている。なお、位置決めスペーサ46は光電気変換部品11と光ファイバアレイ14の間の空間を覆うものであっても良い。
The
そして、この光ファイバアレイ14は、位置決めピン45を位置決め穴47へ挿入させながら、位置決めスペーサ46の先端部が光電気変換部品11の光ファイバ接続面11bに当接するまで光電気変換部品11側へ近接させることにより、ガラスファイバ44の端面44aを、光電気変換部品11の光伝送路A上の所定位置に高精度に配置させることができる。
The
電極20は、光電気変換部品11のデバイス固定面11aにおける第2透光部22の下方に配置された短尺電極51と、第2透光部22の側方に配置された長尺電極52とを有している。短尺電極51は、その一部が第1透光部21の下面側まで延ばされ、長尺電極52は、その一部が第1透光部21の上面側まで延ばされている。そして、第1透光部21の上下面に延ばされた短尺電極51及び長尺電極52の一部が、それぞれ電極端子51a,52aとされている。
The
図4に示すように、電極20が設けられた光電気変換部品11のデバイス固定面11aに取り付けられる光デバイス13は、デバイス固定面11aに取り付けられる取り付け面である素子面13aに、複数の素子部61と端子部62とを有している。
この光デバイス13は、例えば、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)などの発光素子やフォトダイオードなどの受光素子である。光デバイス13の素子部61は、光デバイス13が発光素子である場合は発光部であり、光デバイス13が受光素子である場合は受光部である。
As shown in FIG. 4, the
The
また、光デバイス13の端子部62は、素子部61の下方に配置された短尺端子部63と、素子部61の側方に配置された長尺端子部64とされている。
そして、この光デバイス13は、それぞれの素子部61がそれぞれの第2透光部21に対向するように、光電気変換部品11のデバイス固定面11aに取り付けられている。また、光デバイス13の端子部62は、短尺端子部63が短尺電極51と対向位置に配置され、長尺端子部64が長尺電極52と対向位置に配置されている。短尺端子部63と短尺電極51及び長尺端子部64と長尺電極52は、例えば、金(Au)からなるバンプ70によって導通接続されている。
The
The
このように、光電気変換部品11のデバイス固定面11aに取り付けられた光デバイス13は、デバイス固定面11aとの隙間が第2透光部22を形成する第2の透明材料によって埋められて、光電気変換部品11の電極20と光デバイス13の端子部62との接続箇所が補強されている。
Thus, the
光電気変換部品11は、その下面側の電極端子51aが回路基板16に形成された回路パターン(図示省略)に導通接続されている。そして、回路基板16に実装された電気デバイス12の端子部12aと導通されている。また、光電気変換部品11は、その上面側の電極端子52aが、例えば、金(Au)からなるボンディングワイヤ71によって電気デバイス12の端子部12aに導通接続されている。
なお、電気デバイス12は、例えば、ドライバ、トランスインピーダンスアンプなどの光素子駆動ICである。
In the
The
ここで、光電気変換部品11の全長Lは約2mmとされており、第2透光部22の光軸方向の長さL1は全長Lの約10%以上15%以下とされている。
また、第1透光部21におけるそれぞれの外部レンズ面32は、一辺が約0.25mmの矩形状の範囲内に形成されている。また、第2透光部22は、その径が約0.05mmとされている。
Here, the total length L of the
In addition, each
また、光デバイス13の素子面13aから光電気変換部品11の電極20までの距離Gは約0.01mmとされている。
光ファイバアレイ14に取り付けられる光ファイバ心線43としては、コア径が約0.05mm、開口率(NA)が約0.21、波長が約850nmであるものが用いられている。
The distance G from the
As the optical
上記の光電気変換部品11を備えた光電気変換モジュール15では、図5に示すように、4つの光伝送路Aが形成されており、これらの光伝送路Aを介して光デバイス13とガラスファイバ44との間で光伝送が行われる。
発光素子からなる光デバイス13からガラスファイバ44へ光伝送が行われる場合では、光デバイス13の素子部61から発光されて第2透光部22へ照射された光は、内部レンズ面31によって集光して第1透光部21を通り、外部レンズ面32によって再び集光してガラスファイバ44のコア44aへ入射することとなる。
In the
When light is transmitted from the
また、ガラスファイバ44から受光素子からなる光デバイス13へ光伝送が行われる場合では、ガラスファイバ44のコア44aから出射した光は、外部レンズ面32によって集光して第1透光部21を通り、内部レンズ面31によって再び集光して第2透光部22を通過して光デバイス13の素子部61へ入射することとなる。
In addition, when light is transmitted from the
このように、上記実施形態に係る光電気変換部品11は、第1透光部と第2透光部との境界面が内部レンズ面31とされて、内部レンズ面31の光軸を通る光伝送路上で内部レンズ面31に対して光デバイス13と反対側が第1透光部21で形成されている。また、光デバイス13と第1透光部との間に形成された第2透光部は第1透光部21よりも屈折率が大きい。この光電気変換部品11の内部レンズ面31の光軸を通る光伝送路Aにおいて、光デバイス13とガラスファイバ44との光伝送を行うので、フェルールのファイバ孔へ光ファイバを挿入して固定する構造と比較して、ガラスファイバ44の独立性を高めることができる。また、光伝送路Aにおいて伝送させる光を、第1透光部21と第1透光部21よりも屈折率が大きい第2透光部22との境界面に設けられた内部レンズ面31によって良好に集光させることができるので、良好な光学結合効率で光伝送を行うことができる。
As described above, in the
これにより、ガラスファイバ44の実装時に、削り屑の発生による光学結合効率の低下や光デバイス12との接触による歩留まりの低下をなくすことができる。つまり、歩留まりを高めることができ、良好な光学結合効率を得ることができる。
また、第1透光部21には、内部レンズ面31に対して光デバイス13とは反対側の面に外部レンズ面32を設けたので、内部レンズ面31と外部レンズ面32との二重レンズ構造によって、光学結合効率を一層向上させることができる。
Thereby, at the time of mounting the
Further, since the first
次に、上記の光電気変換部品11を製造する場合について、工程ごとに説明する。
Next, the case where the
(第1透光部成型工程)
図6(a)に示すように、まず、第1透光部21を成型する。具体的には、電極20をインサートした金型へ第1の透明材料を射出成型することにより、穴部23及び開口部24を有し、穴部23の底部が曲面とされた電極20を有する第1透光部21を一体成型する。このとき、穴部23及び開口部24を形成する位置には、それぞれピン状の抜型を配置しておき、脱型時にそれぞれの抜型を抜き取る。
(First translucent part molding process)
As shown in FIG. 6A, first, the first
(光デバイス接合工程)
次に、図6(b)に示すように、成型した第1透光部21における穴部23の開口側のデバイス固定面11aに、光デバイス13を接合させる。具体的には、デバイス固定面11aと光デバイス13の素子面13aとを突き合わせ、電極20と端子部62とをバンプ70によって導通接続させる。
(Optical device bonding process)
Next, as illustrated in FIG. 6B, the
(第2透光部成型工程)
その後、図6(c)に示すように、第1透光部21の穴部23へ、溶融状態の第2の透明材料を充填して硬化させることにより、第2透光部22を成型する。ここで、穴部23へ充填された第2の充填材料は、第1透光部21と光デバイス13との隙間にも入り込み、光デバイス13の周囲を覆うように硬化する。これにより、光デバイス13は、その周囲が第2透光部22を形成する第2の透明材料によって覆われて光電気変換部品11の電極20と光デバイス13の端子部62との接続箇所が補強される。穴部23へ充填された第2の透明材料に気泡が含まれていたとしても、その気泡は、第1透光部21の開口部24へ導かれ、この開口部24から外部へ排出される。これにより、穴部23は気泡の残留なく第2透明材料によって満たされ、良好な第2透光部22が成型される。
(Second translucent part molding process)
Then, as shown in FIG.6 (c), the 2nd
そして、上記の光電気変換部品の製造方法によれば、ガラスファイバ44の実装時における歩留まりの低下がなく、また、良好な光学結合効率を得ることが可能な光電気変換部品11を円滑に製造することができる。
And according to said manufacturing method of photoelectric conversion components, the
なお、上記実施形態では、第1透光部21に、穴部23と繋がる開口部24を形成したが、図7及び図8に示すように、第1透光部21の上面とデバイス固定面11aとに連通するスリット80を形成しても良い。このようなスリット80を有する第1透光部21によれば、穴部23への第2の透明材料の気泡をスリット80から良好に排出させることができ、また、第1透光部21の成型時において、穴部23とスリット80とを形成するための抜型を一体化して同一方向へ抜くことができ、成型作業の効率を高めることができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、光電気変換部品11として、4つの光伝送路Aを有するものを例示して説明したが、光伝送路Aの数は4つに限定されることはない。
また、第1透光部21の屈折率、第2透光部22の屈折率、内部レンズ面31の曲率半径等の条件によっては、外部レンズ面32を形成しない場合もあり、また、光ファイバアレイ14を光電気変換部品11に対して当接させて配置させる場合もある。
Moreover, although the said embodiment demonstrated and demonstrated what has the four optical transmission paths A as the
Further, the
材料及び寸法の異なる複数種類の光電気変換部品を用い、それぞれ光伝送路における光学結合効率を測定した。 Using a plurality of types of photoelectric conversion parts with different materials and dimensions, the optical coupling efficiency in the optical transmission path was measured.
(試験対象の光電気変換部品)
(実施例1)
(1)使用材料
第1透光部を成型する第1の透明材料として耐熱性のある射出成型用樹脂である屈曲率1.51のナイロン系樹脂を用い、第2透光部を成型する第2の透明材料として屈曲率1.56の固定用エポキシ系樹脂を用いた。
(2)各寸法
内部レンズ面の曲率半径:0.030mm
第2透光部の光軸方向の長さL1:0.275mm
外部レンズ面の曲率半径:0.290mm
ガラスファイバとの間隔:0.774mm
(Photoelectric conversion parts to be tested)
Example 1
(1) Material used The first transparent material for molding the first light-transmitting portion is a heat-resistant resin for injection molding using a nylon resin having a bending rate of 1.51, and the second light-transmitting portion is molded. As the transparent material 2, a fixing epoxy resin having a flexion ratio of 1.56 was used.
(2) Each dimension Radius of curvature of internal lens surface: 0.030mm
Length L2 in the optical axis direction of the second light transmissive portion: 0.275 mm
Curvature radius of external lens surface: 0.290mm
Spacing with glass fiber: 0.774 mm
(実施例2)
(1)使用材料
第1透光部を成型する第1の透明材料として耐熱性のある射出成型用樹脂である屈曲率1.51のナイロン系樹脂を用い、第2透光部を成型する第2の透明材料として屈曲率1.65の高屈折率エポキシ系樹脂を用いた。
(2)各寸法
内部レンズ面の曲率半径:0.047mm
第2透光部の光軸方向の長さL1:0.288mm
外部レンズ面の曲率半径:0.298mm
ガラスファイバとの間隔:0.798mm
(Example 2)
(1) Material used The first transparent material for molding the first light-transmitting portion is made of a nylon resin having a bending rate of 1.51, which is a heat-resistant resin for injection molding, and the second light-transmitting portion is molded. As the transparent material 2, a high refractive index epoxy resin having a flexural index of 1.65 was used.
(2) Each dimension Radius of curvature of internal lens surface: 0.047mm
Length L2 in the optical axis direction of the second light transmitting part: 1.288 mm
Radius of curvature of external lens surface: 0.298mm
Spacing with glass fiber: 0.798 mm
(実施例3)
(1)使用材料
第1透光部を成型する第1の透明材料として屈曲率1.34のフッ素系樹脂を用い、第2透光部を成型する第2の透明材料として屈曲率1.58のポリカーボネート樹脂を用いた。
(2)各寸法
内部レンズ面の曲率半径:0.056mm
第2透光部の光軸方向の長さL1:0.265mm
外部レンズ面の曲率半径:0.217mm
ガラスファイバとの間隔:0.679mm
(Example 3)
(1) Material used Fluorine-based resin having a bending rate of 1.34 is used as the first transparent material for molding the first light-transmitting part, and a bending rate of 1.58 is used as the second transparent material for molding the second light-transmitting part. Polycarbonate resin was used.
(2) Each dimension Radius of curvature of internal lens surface: 0.056mm
Length L1: 0.265 mm in the optical axis direction of the second light transmitting part
Radius of curvature of external lens surface: 0.217mm
Distance with glass fiber: 0.679 mm
(比較例1)
(1)使用材料
第1透光部を成型する第1の透明材料として耐熱性のある射出成型用樹脂である屈曲率1.51のナイロン系樹脂を用い、また、第2透光部の部分も第1の透明材料で成型した。つまり、第2透光部がない光電気変換部品とした。
(2)各寸法
外部レンズ面の曲率半径:0.351mm
ガラスファイバとの間隔:1.111mm
(Comparative Example 1)
(1) Material used As the first transparent material for molding the first light-transmitting part, a heat-resistant resin for injection molding, a nylon resin having a bending rate of 1.51, and a part of the second light-transmitting part Was also molded with the first transparent material. That is, it was set as the photoelectric conversion component without a 2nd light transmission part.
(2) Each dimension Radius of curvature of external lens surface: 0.351mm
Spacing with glass fiber: 1.111 mm
(試験方法)
それぞれの光電気変換部品のデバイス固定面に、光源となる発光素子(VCSEL)を取り付け、この発光素子によって発光させた際の光学結合効率を測定した。
光源となる発光素子には、実測値を参考に、発光部の径が0.0014mmであり、ニアフィールドパターン(NFP)が均一で、ファーフィールドパターン(FFP)が図9に示す特性を有するものを用いた。
(Test method)
A light emitting element (VCSEL) serving as a light source was attached to the device fixing surface of each photoelectric conversion component, and the optical coupling efficiency when light was emitted by this light emitting element was measured.
The light-emitting element that serves as the light source has a light-emitting portion diameter of 0.0014 mm with reference to actual measurement values, a uniform near-field pattern (NFP), and a far-field pattern (FFP) having the characteristics shown in FIG. Was used.
(試験結果)
光学結合効率は、実施例1で0.60、実施例2で0.86、実施例3で0.92であり、何れも0.6以上の良好な光学結合効率が得られた。これは、第2透光部を形成して内部レンズ面と外部レンズ面との二重レンズ構造とすることにより、光学結合効率が向上されるためであると考えられる。また、この結果から、使用可能な透明材料の屈折率の幅が増えれば、さらなる光学結合効率の向上が図れ、0.9以上の良好な光学結合効率が容易に得られると考えられる。
また、比較例1では、0.3と低い光学結合効率であった。これは、第2透光部がなく、外部レンズ面のみを有するため、光学結合効率の向上が図られなかったためと考えられる。
(Test results)
The optical coupling efficiency was 0.60 in Example 1, 0.86 in Example 2, and 0.92 in Example 3, and good optical coupling efficiencies of 0.6 or more were obtained. This is considered to be because the optical coupling efficiency is improved by forming the second light-transmitting portion to form a double lens structure of the inner lens surface and the outer lens surface. Further, from this result, it is considered that if the width of the refractive index of the usable transparent material is increased, the optical coupling efficiency can be further improved, and a good optical coupling efficiency of 0.9 or more can be easily obtained.
In Comparative Example 1, the optical coupling efficiency was as low as 0.3. This is presumably because the optical coupling efficiency was not improved because there was no second light transmitting part and only the external lens surface was provided.
11:光電気変換部品、13:光デバイス、14:光ファイバアレイ、20:電極、21:第1透光部、22:第2透光部、23:穴部(充填空間)、24:開口部、31:内部レンズ面、32:外部レンズ面、44:ガラスファイバ(光ファイバ)、45:位置決めピン(位置決めガイド)、47:位置決め穴(位置決めガイド)、A:光伝送路 11: photoelectric conversion component, 13: optical device, 14: optical fiber array, 20: electrode, 21: first light transmitting part, 22: second light transmitting part, 23: hole (filling space), 24: opening 31: Internal lens surface, 32: External lens surface, 44: Glass fiber (optical fiber), 45: Positioning pin (positioning guide), 47: Positioning hole (positioning guide), A: Optical transmission path
Claims (7)
第1の透明材料から形成された第1透光部と、
前記第1の透明材料よりも屈折率が大きい第2の透明材料から形成された第2透光部とを有し、
前記第1透光部と前記第2透光部との境界面に曲面状の内部レンズ面が形成され、
前記光デバイスと前記第1透光部との間に前記第2透光部が設けられ、前記内部レンズ面の光軸を通る光伝送路上で前記内部レンズ面に対して前記光デバイスと反対側が前記第1透光部で形成されていることを特徴とする光電気変換部品。 A photoelectric conversion component comprising an electrode and an optical device electrically connected to the electrode,
A first light transmissive portion formed of a first transparent material;
A second light-transmitting portion formed of a second transparent material having a refractive index greater than that of the first transparent material,
A curved internal lens surface is formed at the boundary surface between the first light transmitting part and the second light transmitting part,
The second light transmissive part is provided between the optical device and the first light transmissive part, and the side opposite to the optical device with respect to the inner lens surface is on an optical transmission path passing through the optical axis of the inner lens surface. A photoelectric conversion component formed by the first light transmitting portion.
前記第1透光部は、前記光伝送路上で前記内部レンズ面に対して前記光デバイスと反対側の面に、曲面状の外部レンズ面面を有することを特徴とする光電気変換部品。 The photoelectric conversion component according to claim 1,
The first translucent part has a curved external lens surface on a surface opposite to the optical device with respect to the internal lens surface on the optical transmission path.
前記電極と前記光デバイスとの接続箇所が、前記第2透光部を形成する第2の透明材料によって補強されていることを特徴とする光電気変換部品。 The photoelectric conversion component according to claim 1 or 2,
A photoelectric conversion component characterized in that a connection portion between the electrode and the optical device is reinforced by a second transparent material forming the second light transmitting portion.
前記第1透光部には、前記第2透光部を形成する第2の透明材料が充填される充填空間に連通する開口部が形成されていることを特徴とする光電気変換部品。 The photoelectric conversion component according to any one of claims 1 to 3,
The photoelectric conversion component, wherein the first light transmitting part is formed with an opening communicating with a filling space filled with a second transparent material forming the second light transmitting part.
前記内部レンズ面が複数設けられ、それぞれの前記内部レンズ面の光軸を通る複数の前記光伝送路が配列され、前記光伝送路に対応する複数本の光ファイバを保持する光ファイバアレイが前記第1透光部に対して前記光デバイスと反対側に配置されていることを特徴とする光電気変換部品。 The photoelectric conversion component according to any one of claims 1 to 4,
A plurality of the inner lens surfaces are provided, a plurality of the optical transmission paths passing through the optical axes of the respective inner lens surfaces are arranged, and an optical fiber array holding a plurality of optical fibers corresponding to the optical transmission paths is An optoelectric conversion component, wherein the photoelectric conversion component is disposed on the opposite side to the optical device with respect to the first light transmitting portion.
前記第1透光部に対して前記光ファイバアレイを位置決めし、それぞれの前記光ファイバの端面を前記光伝送路上に配置させる位置決めガイドを備えていることを特徴とする光電気変換部品。 The photoelectric conversion component according to claim 5,
An optoelectric conversion component comprising a positioning guide for positioning the optical fiber array with respect to the first light transmitting portion and arranging an end face of each optical fiber on the optical transmission path.
前記第1の透明材料を成型して前記内部レンズ面となる曲面部分を有する前記第1透光部を前記電極とともに成型する第1透光部成型工程と、
前記曲面部分の対向位置において、前記電極に前記光デバイスを導通状態に接続させて取り付ける光デバイス取り付け工程と、
前記第1透光部の前記曲面部分と前記光デバイスとの間に、前記第2の透明材料を充填して硬化させて前記第2透光部を成型する第2透光部成型工程とを含むことを特徴とする光電気変換部品の製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the photoelectric conversion component according to any one of claims 1 to 6,
A first translucent part molding step of molding the first translucent material and molding the first translucent part having the curved surface portion serving as the internal lens surface together with the electrode;
An optical device attaching step for attaching the optical device to the electrode in a conductive state at an opposing position of the curved surface portion; and
A second translucent part molding step of molding the second translucent part by filling and curing the second transparent material between the curved surface part of the first translucent part and the optical device; A method for producing a photoelectric conversion component comprising:
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