JP2015138228A - 光電気変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】組立てが容易であり、空間伝送を可能にする光電気変換装置を提供する。
【解決手段】光電気変換装置1Aは、表面において1本の第1溝32と第2溝34とが連続して形成されたサブマウント基板12と、第1溝32の内部に配置された内部導波路31と、第1溝32の先端部に設けられた光路変換用のミラー部33とを備える。さらに、ミラー部33と対向するようにサブマウント基板12の表面に実装され、光信号および電気信号のうちいずれか一方を他方に変換する光素子4Aを備える。さらに、内部導波路31と同心状になるように第2溝34に取り付けられ、当該内部導波路31から入射した光を平行光にして出射するロッドレンズ9を備える。
【選択図】図2
【解決手段】光電気変換装置1Aは、表面において1本の第1溝32と第2溝34とが連続して形成されたサブマウント基板12と、第1溝32の内部に配置された内部導波路31と、第1溝32の先端部に設けられた光路変換用のミラー部33とを備える。さらに、ミラー部33と対向するようにサブマウント基板12の表面に実装され、光信号および電気信号のうちいずれか一方を他方に変換する光素子4Aを備える。さらに、内部導波路31と同心状になるように第2溝34に取り付けられ、当該内部導波路31から入射した光を平行光にして出射するロッドレンズ9を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、光素子を備えた光電気変換装置に関するものである。
従来、光電気変換装置としては、送信モジュールと受信モジュールとの間を外部導波路を介して光信号を伝送するものが知られている(特許文献1)。
これら送信モジュールおよび受信モジュールは、それぞれ、基板と、当該基板上に実装され、電気信号と光信号との間で相互に変換する光素子とを備えている。外部導波路としては、光ファイバが用いられている。光ファイバの両端部は、送信モジュールおよび受信モジュールのそれぞれの基板に取り付けられている。
また、近年では、光信号を光ファイバなどの外部導波路を介さずに、送信モジュールと受信モジュールとの間の伝送を行う、いわゆる空間伝送を行うことが要望されている。そのような空間伝送を行うための技術としては、例えば、特許文献2には、光が単一のモードで伝送されるシングルモード型の光ファイバの先端に光を平行化するロッドレンズが取り付けられた構造が開示されている。この構造では、先端にロッドレンズを有する光ファイバ同士が対向して配置される。そして、一方の光ファイバの先端から出た光は、ロッドレンズによって平行化され、他方の光ファイバの先端のロッドレンズにより再度光ファイバに結合されることによって、空間伝送を行っている。
上記の特許文献1記載の送信モジュールと受信モジュールとの間の空間伝送を実現するには、特許文献1記載の光電気変換装置と特許文献2記載における先端にロッドレンズを有する光ファイバとを組み合わせることが考えられる。この場合、ロッドレンズを有する光ファイバを、各モジュールの基板の内部を通る光の伝送経路(内部導波路)に対して正確に中心位置が合うように、基板に取り付けることが難しいという問題がある。そのため、送信モジュールと受信モジュールとの間の空間伝送を実現する光電気変換装置の組み立ては困難である。
本発明は、このような事情に鑑み、組立てが容易であり、空間伝送を可能にする光電気変換装置を提供することを目的とする。
本発明の光電気変換装置は、表面において、少なくとも1本の第1溝と第2溝とが連続して形成された第1基板と、前記第1溝の内部に配置された内部導波路と、前記第1溝の先端部に設けられた光路変換用のミラー部とを備える。さらに、光電気変換装置は、前記ミラー部と対向するように前記第1基板の前記表面に実装され、光信号および電気信号のうちいずれか一方を他方に変換する光素子を備える。さらに、光電気変換装置は、前記内部導波路と同心状になるように前記第2溝に取り付けられ、前記内部導波路から入射した光を平行光にして出射する光平行化部材を備える。
かかる構成によれば、第1基板には、内部導波路が配置された第1溝と連続して第2溝が形成され、光平行化部材が当該第2溝に取り付けられている。このような構造では、光平行化部材を第1基板の第2溝に取り付けることにより、光平行化部材を内部導波路と同心状になるように容易に取り付けることが可能である。これにより、空間伝送を可能にする光電気変換装置を容易に組み立てることが可能になる。
また、上記の光電気変換装置は、空間伝送を可能にするので、送信モジュールと受信モジュールとを個別に組み立てることが可能である。さらに、光電気変換装置が光を透過可能な材質の筐体に覆われていても、筐体外部の他の光電気変換装置との光伝送を行うことが可能である。
さらに、光平行化部材から平行光を出射して空間伝送を行うことができるので、受信側の光の結合効率を向上させることが可能である。さらに、結合効率が向上することによって、空間伝送距離を長くすることが可能である。
さらに、前記光平行化部材を前記第2溝の内部に接着する透過性を有する光学接着剤をさらに備えているのが好ましい。
かかる構成によれば、光学接着剤によって、光平行化部材を前記第2溝の内部に接着することによって、光平行化部材を第2溝の内部に安定して固定することが可能である。しかも、光平行化部材と内部導波路との間に光学接着剤が介在しても、光学接着剤は透過性を有するので、光の伝送に影響を与えない。
前記光平行化部材の先端面は、前記第1基板の端面よりも当該第1基板の外側に位置しているのが好ましい。
かかる構成によれば、光学接着剤が光平行化部材の先端面に付着することを防ぐことが可能になる。これにより、光学接着剤が光平行化部材から出射される光に影響を与えることを回避できる。
さらに、前記光平行化部材を上方から押さえる押さえ部材をさらに備えているのが好ましい。
かかる構成によれば、光平行化部材は、押さえ部材によって上方から押さえられることにより、第2溝の内部の所定位置(前記内部導波路と同心状になる位置)に安定して保持される。
さらに、前記光平行化部材は、レンズで構成されているのが好ましい。
かかる構成によれば、内部導波路から出射される光をレンズによって平行化することが可能である。
さらに、前記レンズは、光が出射または入射する先端面を有する円柱状のロッドレンズであるのが好ましい。
かかる構成によれば、内部導波路から出射される光を円柱状のロッドレンズによって平行化することが可能である。また、ロッドレンズは、光の波長に合わせて光を平行化させる形状に設計しやすいという利点を有する。
さらに、前記ロッドレンズの長さは、当該ロッドレンズに入射する光の波長における伝搬周期の1/4の長さになるように設定されているのが好ましい。
かかる構成によれば、ロッドレンズの長さがそこに入射する光の波長における伝搬周期の1/4の長さになるように設定されているので、ロッドレンズから出射される光を確実に平行光にすることが可能になる。なお、ロッドレンズの長さは、1/4+n/2(nは整数)周期分の長さであれば、ロッドレンズから出射される光を平行光にすることが可能であるので、このような態様も本発明の範囲に含まれるものとする。
さらに、前記第1基板には、複数の光素子が実装され、それぞれの前記光素子は、送信側または発信側のいずれかに用いられるのが好ましい。
かかる構成によれば、1つの第1基板上に複数の発信モジュールおよび受信モジュールを構成することが可能になる。その結果、2つの第1基板の間で双方向のデータ伝送が可能になる。
また、少なくとも1つの前記第1基板を搭載する第2基板をさらに備えているのが好ましい。
かかる構成によれば、第2基板によって、光平行化部材と第1基板との結合部付近に対して下方から障害物が近づくことを防ぐことが可能になる。
また、前記第2基板は、複数の前記第1基板を搭載しているのが好ましい。
かかる構成によれば、また、第2基板の上に複数の第1基板を搭載することにより、第2基板の上に複数の送信モジュールおよび受信モジュールを容易に配置することが可能である。
また、透過性を有し、前記光素子と前記内部導波路との間に介在するアンダーフィルをさらに備えているのが好ましい。
かかる構成によれば、アンダーフィルが光素子と内部導波路との間に介在することによってこれらの間に異物が侵入することを防ぐことが可能である。しかも、光素子と内部導波路との間にアンダーフィルが介在しても、アンダーフィルは透過性を有するので、光の伝送に影響を与えない。
さらに、前記第2溝の深さは、前記第1溝の深さよりも大きいのが好ましい。
かかる構成によれば、第2溝の深さが第1溝の深さよりも大きいので、第1溝内部に配置された内部導波路の断面を拡大しなくても、第2溝内部に配置された光平行化部材を内部導波路と同心状に配置することが可能である。
さらに、前記光平行化部材は、光が出射または入射する先端面を有する円柱状のロッドレンズで構成されているのが好ましい。前記ロッドレンズを前記第2溝の内部に接着する透過性を有する光学接着剤と、前記ロッドレンズを上方から押さえる押さえ部材と、をさらに備えているのが好ましい。
かかる構成によれば、光平行化部材を構成するロッドレンズは、光学接着剤によって第2溝内部に接着されるとともに押さえ部材によって第2溝内部に上方から押さえられる。これにより、ロッドレンズは、第2溝の内部に安定して保持される。その結果、ロッドレンズを内部導波路と同心状になるように安定して保持することが可能である。
本発明の光電気変換装置によれば、空間伝送を可能にする光電気変換装置を容易に組み立てることが可能である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に、本発明の実施形態に係る光電気変換装置1Aを示す。この光電気変換装置1Aは、一対の発信モジュールおよび受信モジュールを備えている。具体的には、この光電気変換装置1Aは、発光側光電気変換部(E/Oモジュールともいう)1A1と、受光側光電気変換部(O/Eモジュールともいう)1A2とを備えている。発光側光電気変換部1A1は、一方(図1では左側)の配線基板2に電気コネクタ(以下、単にコネクタという)6,7同士の嵌合によって装着される。受光側光電気変換部1A2は、他方(図1では右側)の配線基板2にコネクタ6,7同士の嵌合によって装着される。発光側光電気変換部1A1および受光側光電気変換部1A2は、それぞれ空間伝送用ロッドレンズ9を備えている。これらの光電気変換部1A1および1A2は、ロッドレンズ9の先端面が向かい合うように、互いに離間して配置されている。発光側光電気変換部1A1のロッドレンズ9から出射された光Lは、空気中を進み、受光側光電気変換部1A2のロッドレンズ9に入射する。これにより、これら変換部1A1、1A2の間での空間伝送を可能にしている。
なお、本明細書では、図1の上下方向を光電気変換装置1Aの上下方向、図1の紙面と直交する方向を光電気変換装置1Aの左右方向という。それとともに、発光側光電気変換部1A1に対しては図1の右側を前方、左側を後方といい、受光側光電気変換部1A2に対しては図1の左側を前方、右側を後方という。
図1〜3に示されるように、発光側光電気変換部1A1は、平面視で前後方向に延びる長方形状をなすマウント基板3を備え、当該マウント基板3の上には、サブマウント基板12およびIC基板5が搭載されている。なお、サブマウント基板12は、本発明の第1基板に対応し、マウント基板3は、本発明の第2基板に対応している。
マウント基板3の上面3cの前側部には、サブマウント基板12の下面が接着等で実装されている。このサブマウント基板12の上面には、光信号および電気信号のうちいずれか一方を他方に変換する光素子として、電気信号を光信号に変換して発光する発光素子4Aが実装されている。それとともに、サブマウント基板12の上面には、発光素子4Aと光学的に結合する内部導波路31が形成されている。
具体的には、サブマウント基板12の上面には、図2に示されるように、第1溝32と第2溝34とが連続して形成されている。第1溝32および第2溝34は、それぞれV字状断面を有する溝であり、第2溝34の断面は第1溝32の断面よりも大きい。第2溝34は、第1溝32よりもサブマウント基板12の前端側に位置しており、かつ、サブマウント基板12の前端側に開口している。内部導波路31は、第1溝32の内部に配置されている。そして、第1溝32の後側の先端部(すなわち、第2溝34と反対側の端部)には、光路変換用のミラー部33が設けられている。ミラー部33は、光の進む経路を略90°変換し、例えば、下方に進む光を水平方向へ向きを変える。発光素子4Aは、ミラー部33と対向するようにサブマウント基板12の上面に実装される。内部導波路31、ミラー部33および発光素子4Aで囲まれた空間は、透過性を有するアンダーフィル36が封入され、内部導波路31、ミラー部33および発光素子4Aの間を光学的に結合する。換言すれば、アンダーフィル36は、内部導波路31と発光素子4Aとの間に介在する位置に配置されている。アンダーフィル36としては、透過性を有する封止剤が用いられる。
前記発光素子4Aとしては、電気信号を光信号に変換する光素子であればよく、例えば、半導体レーザーであるVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が採用されている。なお、発光素子4Aとしては、LED等も採用可能である。しかし、LED等は指向性が弱く、内部導波路31に光結合する割合が小さいので、光の効率に余裕があることが条件となり、その場合には低価格という点で有利である。
サブマウント基板12は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子から受光素子までの光伝送効率が必要になるので、光素子を高精度に実装することや使用中の熱影響による位置変動を極力抑制する必要がある。このため、サブマウント基板12としては、シリコン基板が採用されている。また、サブマウント基板12は、発光素子4Aと線膨張係数の近い材料で構成されていることが好ましく、シリコン以外には、VCSEL材料と同系統のGaAs等の化合物半導体で構成されていてもよい。または、線膨張係数や熱伝導率の良い材料として窒化アルミや窒化ケイ素等のセラミックス材料でもよい。
ミラー部33は、サブマウント基板12がエッチングされることにより形成された45°傾斜面に金やアルミニウムを蒸着することにより形成することができる。なお、45°傾斜面は、例えば水酸化カリウム溶液による異方性エッチングにより形成することができる。
内部導波路31は、サブマウント基板12の第1溝32の内部に沿って形成されており、発光素子4Aが発光する光をサブマウント基板12の上面と平行な方向に伝送する。この内部導波路31は、屈折率の異なる2種類の樹脂から構成されている。
具体的には、内部導波路31は、図3に示されるように、光を導波するコア31aと、このコア31aを周囲から覆って保持するクラッド31bとで構成されている。コア31aは屈折率の高い樹脂からなり、クラッド31bは屈折率の低い樹脂からなっている。コア31aおよびクラッド31bのサイズは、発光素子4Aの発散角度と後述する受光素子4Bの受光径等による光損失計算から決定される。なお、内部導波路31は、樹脂以外にも石英等の光透過性のある材料であれば無機材料で構成されていてもよい。
さらに、サブマウント基板12の第2溝34の内部には、ロッドレンズ9が第1溝32内部の内部導波路31と同心状になるように取り付けられている。具体的には、ロッドレンズ9は、平板状の押さえ部材10によって上方から第2溝34の内面に押さえられ、かつ、透過性を有する光学接着剤37によって第2溝34の内面に接着されている。ここで、第2溝34の深さは、第1溝32の深さよりも深くなるように設定されているので、図3に示されるように、ロッドレンズ9のコア9aは、第1溝32内部の内部導波路31のコア31aと同心状に配置される。また、ロッドレンズ9は、第1溝32の底部と第2溝34の底部とを連結する斜面35に当接することにより、第2溝34の延びる方向における位置決めがされている。上記のようにロッドレンズ9が光学接着剤37によって第2溝34内部に接着されることにより、ロッドレンズ9は内部導波路31と光学的に結合される。
ロットレンズ9の先端面9cは、当該先端面9cに光学接着剤37が付着しないように、サブマウント基板12の先端面12aよりも当該サブマウント基板12の外側(前側)に位置している。すなわち、光学接着剤37が先端面9cに回り込むと、ロッドレンズ9で平行化がうまく行えなくなるため、先端面9cはマウント基板3の外側に配置される。また、先端面9cは、下方または前方からの障害物に接触しないように、マウント基板3の先端面3dよりも当該マウント基板3の内側(すなわち、後側)に位置している。
透過性を有する光学接着剤37は、ロッドレンズ9と内部導波路31との間の隙間を封止しながら、これらの間の光学的な結合を維持する。さらに、光学接着剤37の一部は、第2溝34の外部へ流出し、押さえ部材10をサブマウント基板12に接着する。
ロッドレンズ9は、内部導波路31から入射した光を平行光にして出射するレンズの一種であり、本発明の光平行化部材に対応する。
ロッドレンズ9は、円柱状のレンズであり、光が出射または入射する先端面9cを有する。ロッドレンズ9は、光を導波するコア9aと、このコア9aを周囲から覆って保持するクラッド9bとで構成される。
ロッドレンズ9としては、例えば、屈折率分布型レンズが用いられる。ロッドレンズ9は、透過性を有する材料であればいかなる材料でも製造することが可能であり、例えば、合成樹脂またはガラスなどの材料で製造される。そのうち、ガラスによってロッドレンズ9を製造すれば、樹脂材料と比較して出射面を表面粗さが小さい滑らかな先端面9cに加工することが可能になる。そのため、ロッドレンズ9から出射される光を散乱を抑えてより正確に平行に出射することが可能である。
ロッドレンズ9内での伝搬状態を説明するため、図4(b)に示される入射する光L2の波長における1伝搬周期分の長さを有するロッドレンズ109を考える。この場合、内部導波路31から出た光L2は、ロッドレンズ109に入射し、ロッドレンズ109の内部において、ロッドレンズ109の径方向の屈折率分布により、周期的な伝搬状態になる。ロッドレンズ109の長さは、ちょうど1伝搬周期分の長さに相当する。そのため、ロッドレンズ109から出射する光は、平行な光にならずに拡散する。一方、図4(a)に示される本実施形態のロッドレンズ9では、ロッドレンズ9の長さを入射する光L1の波長における伝搬周期の1/4の長さになるように設定されている。そのため、光L1が内部導波路31からロッドレンズ9に入射したときに光L1は、ロッドレンズ9を介してちょうど平行な光となり、ロッドレンズ9の先端面9cから平行光として出射することが可能になる。これにより、空間伝送距離を長くすることが可能になる。
さらに詳細には、出射される光L1が平行な光になるように、ロッドレンズ9の長さは、1/4+n/2伝搬周期分(nは整数)の長さに設定されていればよく、このような態様も本発明の範囲に含まれる。
発光側光電気変換部1A1のその他の構成は、以下の通りである。すなわち、マウント基板3の上面3cの後側部には、発光素子4Aに電気信号を送信するためのIC回路が形成されたIC基板(信号処理部)5が実装されている。IC基板5は、VCSELを駆動させるドライバICである。そして、発光素子4AおよびIC基板5は、金等のワイヤー13でマウント基板3の配線パターン39に接続されている(ワイヤーボンディング)。なお、ワイヤー13や配線パターン39は、封止樹脂14により封止されている。また、マウント基板3の下面3aには、コネクタ6が実装されている。さらに、マウント基板3の上面3cには、発光素子4Aの駆動用電源ラインや信号ライン等の配線パターン39が形成されている。
受光側光電気変換部1A2の基本的な構成は、発光側光電気変換部1A1と同様であるため、詳細な説明は省略するが、受光素子は、符号4Bで示している。
そして、上述したように、発光側光電気変換部1A1のロッドレンズ9から平行光として出射された光Lは、空気中を平行状態を維持した状態で進み、受光側光電気変換部1A2のロッドレンズ9に入射する。これにより、これら変換部1A1、1A2の間での空間伝送を可能にしている。
以上のように、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、サブマウント基板12(第1基板)には、内部導波路31が配置された第1溝32と連続して第2溝34が形成され、ロッドレンズ9が当該第2溝34に取り付けられている。このような構造では、ロッドレンズ9をサブマウント基板12の第2溝34に取り付けることにより、ロッドレンズ9を内部導波路31と同心状になるように容易に取り付けることが可能である。これにより、空間伝送を可能にする光電気変換装置1Aを容易に組み立てることが可能になる。
また、本実施形態の光電気変換装置1Aは、空間伝送を可能にするので、送信モジュールと受信モジュールとを個別に組み立てることが可能である。さらに、光電気変換装置1A(例えば、上記の発光側光電気変換部1A1)が光を透過可能な材質の筐体に覆われていても、筐体外部の他の光電気変換装置(例えば、上記の受光側光電気変換部1A2)との光伝送を行うことが可能である。
さらに、ロッドレンズ9から平行光を出射して空間伝送を行うことができるので、受信側の光の結合効率を向上させることが可能である。さらに、結合効率が向上することによって、空間伝送距離を長くすることが可能である。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、光学接着剤37によって、ロッドレンズ9を第2溝34の内部に接着することによって、ロッドレンズ9を第2溝34の内部に安定して固定することが可能である。しかも、ロッドレンズ9と内部導波路31との間に光学接着剤37が介在しても、光学接着剤37は透過性を有するので、光の伝送に影響を与えない。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、ロッドレンズ9の先端面9cは、サブマウント基板12の先端面12aよりも当該サブマウント基板12の外側(すなわち、前側)に位置している。そのため、光学接着剤37がロッドレンズ9の先端面9cに付着することを防ぐことが可能になる。これにより、光学接着剤37がロッドレンズ9から出射される光に影響を与えることを回避できる。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、ロッドレンズ9は、押さえ部材10によって上方から押さえられることにより、第2溝34の内部の所定位置(すなわち、内部導波路31と同心状になる位置)に安定して保持される。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、光平行化部材としてロッドレンズ9などのレンズが用いられているので、当該レンズによって、内部導波路31から出射される光を平行化することが可能である。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、上記のレンズが円柱状のロッドレンズ9であるので、当該円柱状のロッドレンズ9によって内部導波路31から出射される光を平行化することが可能である。また、ロッドレンズ9は、光の波長に合わせて光を平行化させる形状に設計しやすいという利点を有する。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、ロッドレンズ9の長さがそこに入射する光の波長における伝搬周期の1/4の長さになるように設定されているので、ロッドレンズ9から出射される光を確実に平行光にすることが可能になる。
また、本実施形態の光電気変換装置1Aは、サブマウント基板12を搭載するマウント基板3(第2基板)を備えている。そのため、マウント基板3によって、ロッドレンズ9とサブマウント基板12との結合部付近に対して下方から障害物が近づくことを防ぐことが可能になる。また、図6〜7に示されるように、マウント基板3の上に複数のサブマウント基板12を搭載して、マウント基板3の上に複数の送信モジュールおよび受信モジュールを容易に配置することも可能である。
しかも、本実施形態では、ロッドレンズ9の先端面9cは、マウント基板3の先端面3dよりも当該マウント基板3の内側(すなわち、後側)に位置している。そのため、ロッドレンズ9の先端面9cが下方または前方からの障害物に接触することを防ぐことが可能である。
また、本実施形態の光電気変換装置1Aは、透過性を有し、発光素子4Aと内部導波路31との間に介在するアンダーフィル36をさらに備えている。アンダーフィル36が発光素子4Aと内部導波路31との間に介在することによってこれらの間に異物が侵入することを防ぐことが可能である。しかも、発光素子4Aと内部導波路31との間にアンダーフィル36が介在しても、アンダーフィル36は透過性を有するので、光の伝送に影響を与えない。
さらに、本実施形態の光電気変換装置1Aでは、第2溝34の深さが第1溝32の深さよりも大きい。そのため、第1溝32内部に配置された内部導波路31の断面を拡大しなくても、第2溝34内部に配置されたロッドレンズ9を内部導波路31と同心状に配置可能である。
本実施形態の光電気変換装置1Aでは、光平行化部材を構成するロッドレンズ9は、光学接着剤37によって第2溝34内部に接着されるとともに押さえ部材10によって第2溝34内部に上方から押さえられることにより、第2溝34の内部に安定して保持される。その結果、ロッドレンズ9を内部導波路31と同心状になるように安定して保持することが可能である。
(変形例)
上記実施形態の光電気変換装置1Aは、コア9aおよびクラッド9bを有する2層構造のロッドレンズ9を備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形例として、コアのみで構成されたロッドレンズ9を備えてもよい。
上記実施形態の光電気変換装置1Aは、コア9aおよびクラッド9bを有する2層構造のロッドレンズ9を備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形例として、コアのみで構成されたロッドレンズ9を備えてもよい。
また、上記実施形態の光電気変換装置1Aは、一対の送信モジュールおよび受信モジュール、すなわち、送信モジュールを構成する発光側光電気変換部1A1、および受信モジュールを構成する受光側光電気変換部1A2を1個ずつ備えた構成を有している。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の他の変形例として、図5〜10に示されるように、マウント基板3の上に複数の送信モジュールTxおよび受信モジュールRxを配置するようにしてもよい。
例えば、図5に示されるように、1つのサブマウント基板12上に一対の発信モジュールTxおよび受信モジュールRxが搭載された構成を有するようにしてもよい。具体的には、サブマウント基板12(第1基板)には、複数の光素子4A、4Bが実装され、それぞれの光素子4A、4Bは、送信側または発信側のいずれかに用いられる。さらに、サブマウント基板12の上面には、複数の光素子4A、4Bに対応して複数の第1溝32と第2溝34とが連続して形成される。このような構成では、2つのサブマウント基板12の間で双方向のデータ伝送が可能になる。
また、さらに他の変形例として、図6に示される構成にしてもよい。すなわち、図6に示される構成では、発信モジュールTxが搭載された複数のサブマウント基板12が一方のマウント基板3に搭載され、かつ、受信モジュールRxが搭載された複数のサブマウント基板12が他方のマウント基板3に搭載されている。このような構成では、2つのマウント基板3の間で複数回線のデータ伝送が同時に可能になる。
また、さらに他の変形例として、図7に示されるように、一対の発信モジュールTxおよび受信モジュールRxが搭載された複数のサブマウント基板12がマウント基板3に搭載された構成において、そのような2つのマウント基板3を有する構成にしてもよい。その場合、2つのマウント基板3の間で複数回線において双方向のデータ伝送が同時に可能になる。
また、さらに他の変形例として、図8に示される構成にしてもよい。すなわち、図8に示される構成では、複数の発信モジュールTxが搭載されたサブマウント基板12が一方のマウント基板3に搭載され、かつ、複数の受信モジュールRxが搭載されたサブマウント基板12が他方のマウント基板3に搭載されている。このような構成では、2つのサブマウント基板12の間で複数回線のデータ伝送が同時に可能になる。
さらに他の変形例として、図9〜10に示される構成にしてもよい。すなわち、図9〜10に示される構成では、複数の発信モジュールTxおよび受信モジュールRxが混在して搭載されたサブマウント基板12が一方のマウント基板3に搭載されている。さらに、上記の発信モジュールTxまたは発信モジュールRxとの間でデータ伝送可能な複数の発信モジュールTxおよび受信モジュールRxが混在して搭載されたサブマウント基板12が他方のマウント基板3に搭載されている。このような構成では、2つのサブマウント基板12の間で複数回線において双方向のデータ伝送が同時に可能になる。
なお、上記実施形態では、光平行化部材の一例として、円柱状のロッドレンズを挙げて説明しているが本発明はこれに限定されるものではなく、入射した光を平行光にして出射するものであれば、種々の態様の光平行化部材を採用することが可能である。例えば、光平行化部材として、回折光学素子なども用いることが可能である。
また、上記実施形態では、第1溝32の断面形状はV字形状であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1溝32の底部にフラットな部分を形成してもよい。これにより、内部導波路31の断面形状を矩形に形成することも可能であり、ロッドレンズ9との光結合効率をより高めることも可能である。
なお、上記実施形態で延べられている光の空間伝送は、わかりやすくするために「平行光」として説明してきたが、厳密には平行光のまま無限に伝搬されるのではなく、略平行光として伝搬される。このような略平行光も本発明における平行光の概念に含まれるものである。
なお、上記実施形態で延べられている光の空間伝送は、わかりやすくするために「平行光」として説明されているが、厳密には平行光のまま無限に伝搬されるのではなく、略平行光として伝搬される。また略平行光として伝搬される距離も、光平行化部材を出射後ある程度の区間に限られ、その後は徐々に発散してゆく。本発明における平行光の概念には、このような略平行光も含まれるものとする。
1A 光電気変換装置
1A1 発光側光電気変換部
1A2 受光側光電気変換部
3 マウント基板(第2基板)
4A 発光素子(光素子)
4B 受光素子(光素子)
9 ロッドレンズ(光平行化部材)
10 押さえ部材
12 サブマウント基板(第1基板)
31 内部導波路
32 第1溝
33 ミラー部
34 第2溝
37 光学接着剤
1A1 発光側光電気変換部
1A2 受光側光電気変換部
3 マウント基板(第2基板)
4A 発光素子(光素子)
4B 受光素子(光素子)
9 ロッドレンズ(光平行化部材)
10 押さえ部材
12 サブマウント基板(第1基板)
31 内部導波路
32 第1溝
33 ミラー部
34 第2溝
37 光学接着剤
Claims (13)
- 表面において、少なくとも1本の第1溝と第2溝とが連続して形成された第1基板と、
前記第1溝の内部に配置された内部導波路と、
前記第1溝の先端部に設けられた光路変換用のミラー部と、
前記ミラー部と対向するように前記第1基板の前記表面に実装され、光信号および電気信号のうちいずれか一方を他方に変換する光素子と、
前記内部導波路と同心状になるように前記第2溝に取り付けられ、前記内部導波路から入射した光を平行光にして出射する光平行化部材と
を備えている光電気変換装置。 - 前記光平行化部材を前記第2溝の内部に接着する透過性を有する光学接着剤をさらに備えている、
請求項1に記載の光電気変換装置。 - 前記光平行化部材の先端面は、前記第1基板の端面よりも当該第1基板の外側に位置している、
請求項2に記載の光電気変換装置。 - 前記光平行化部材を上方から押さえる押さえ部材をさらに備えている、
請求項2または3に記載の光電気変換装置。 - 前記光平行化部材は、レンズで構成されている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の光電気変換装置。 - 前記レンズは、光が出射または入射する先端面を有する円柱状のロッドレンズである、
請求項5に記載の光電気変換装置。 - 前記ロッドレンズの長さは、当該ロッドレンズに入射する光の波長における伝搬周期の1/4の長さになるように設定されている、
請求項6に記載の光電気変換装置。 - 前記第1基板には、複数の光素子が実装され、
それぞれの前記光素子は、送信側または発信側のいずれかに用いられる、
請求項1から7のいずれか1項に記載の光電気変換装置。 - 少なくとも1つの前記第1基板を搭載する第2基板をさらに備えている、
請求項1から8のいずれか1項に記載の光電気変換装置。 - 前記第2基板は、複数の前記第1基板を搭載している、
請求項9に記載の光電気変換装置。 - 透過性を有し、前記光素子と前記内部導波路との間に介在するアンダーフィルをさらに備えている、
請求項1から10のいずれか1項に記載の光電気変換装置。 - 前記第2溝の深さは、前記第1溝の深さよりも大きい、
請求項1から11のいずれか1項に記載の光電気変換装置。 - 前記光平行化部材は、光が出射または入射する先端面を有する円柱状のロッドレンズで
構成され、
前記ロッドレンズを前記第2溝の内部に接着する透過性を有する光学接着剤と、
前記ロッドレンズを上方から押さえる押さえ部材と、
をさらに備えている、
請求項1および請求項5〜12のいずれか1項に記載の光電気変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014011132A JP2015138228A (ja) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 光電気変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014011132A JP2015138228A (ja) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 光電気変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015138228A true JP2015138228A (ja) | 2015-07-30 |
Family
ID=53769237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014011132A Pending JP2015138228A (ja) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 光電気変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015138228A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019510259A (ja) * | 2016-02-25 | 2019-04-11 | モレックス エルエルシー | 導波管位置合わせ構造 |
-
2014
- 2014-01-24 JP JP2014011132A patent/JP2015138228A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019510259A (ja) * | 2016-02-25 | 2019-04-11 | モレックス エルエルシー | 導波管位置合わせ構造 |
US10488603B2 (en) | 2016-02-25 | 2019-11-26 | Molex, Llc | Waveguide alignment structure |
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