JP2016176977A - Optical component holding tool, optical module and optical module manufacturing method - Google Patents

Optical component holding tool, optical module and optical module manufacturing method Download PDF

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雅見 都澤
Masami Miyakozawa
雅見 都澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical component holding tool, an optical module and an optical module manufacturing method which enable miniaturization of the optical module with high density and enable stable optical transmission without complex procedures in order to solve the problem of a conventional optical module having a wall structure that space for optical component packaging work is necessary and the work is complex.SOLUTION: An optical component holding tool comprises a pair of arms for holding lateral faces of an optical component parallel to an optical axis direction of the optical component with tip ends of the arms, respectively, and a holder for fixing the pair of arms onto an outside surface. The pair of arms is characterized in that a position of the lateral face of the optical component held with the tip ends is changed depending on a distance between the optical component and the holder.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レンズ又はファイバコリメータ等の光部品を平面に固定する光部品保持具、これを用いた光モジュール、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical component holder for fixing an optical component such as a lens or a fiber collimator to a flat surface, an optical module using the optical component holder, and a manufacturing method thereof.

1つの平面上に光部品や光学素子を直接実装する光モジュールは、光結合のため光部品と光学素子の位置を高精度に制御することが求められる。本明細書では、「光学素子」が波長変換素子や光変調器等であり、「光部品」がレンズやファイバコリメータ等であるとして説明する。   An optical module in which an optical component or an optical element is directly mounted on one plane is required to control the position of the optical component and the optical element with high accuracy for optical coupling. In the present specification, it is assumed that the “optical element” is a wavelength conversion element, an optical modulator, or the like, and the “optical component” is a lens, a fiber collimator, or the like.

光学素子は温度制御が必要な場合が多く、ペルチェ素子のような温度制御部材の上に搭載される。ところが、ペルチェ素子は高さ方向のばらつきが多く、光学素子と光結合させる光部品には光モジュールの底面パネル上での位置(X,Y方向位置)精度だけでなく高さ方向(Z方向)の調整が必要となる。そのため光部品を高さ方向に調整、固定するための壁構造体やウエッジ部品が用いられている。   The optical element often requires temperature control and is mounted on a temperature control member such as a Peltier element. However, the Peltier element has a large variation in the height direction, and the optical component optically coupled to the optical element has not only the accuracy (position in the X and Y directions) on the bottom panel of the optical module but also the height direction (Z direction). Adjustment is required. Therefore, wall structures and wedge parts are used for adjusting and fixing the optical parts in the height direction.

特許文献1は、壁構造体を用いて光ファイバを固定する方法を説明している。特許文献1の壁構造体は、孔を有する台座、リング部、及び光ファイバが挿入されたパイプ部材からなる。パイプ部材をリング部に当て、リング部と台座を摺動させて光ファイバの位置合わせ(光軸合わせ)を行い、リング部と台座を固定する。従来の光モジュールは、このような壁構造体が用いられている。   Patent Document 1 describes a method of fixing an optical fiber using a wall structure. The wall structure of Patent Document 1 includes a base having a hole, a ring portion, and a pipe member into which an optical fiber is inserted. The pipe member is placed on the ring part, and the ring part and the pedestal are slid to align the optical fiber (optical axis alignment), thereby fixing the ring part and the pedestal. A conventional optical module uses such a wall structure.

図4は、壁構造体を用いて光部品を実装した光モジュールを底面パネルに垂直且つ光軸を含む面で切断した断面図である。図4の光モジュールは、底面パネル11、2つの光学素子(6、10)、2つの光部品(ファイバコリメータ13、レンズ付鏡筒9を内包するフランジ付パイプ7)、及び壁構造体(8、12)を備える。   FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical module in which an optical component is mounted using a wall structure, taken along a plane perpendicular to the bottom panel and including the optical axis. The optical module of FIG. 4 includes a bottom panel 11, two optical elements (6, 10), two optical components (a fiber collimator 13, a flanged pipe 7 containing a lens barrel 9), and a wall structure (8). , 12).

壁構造体(8、12)は、光部品を挿入する孔を有しており、底面パネル11上の所定の位置に配置される。この孔は、光部品の直径より大きく作られており、光部品を孔内で動かして光軸合わせ(高さ合わせ)を行う。光軸合わせ終了後、壁構造体と光部品とをレーザ溶接する。   The wall structures (8, 12) have holes for inserting optical components and are arranged at predetermined positions on the bottom panel 11. The hole is made larger than the diameter of the optical component, and optical axis alignment (height alignment) is performed by moving the optical component within the hole. After the optical axis alignment is completed, the wall structure and the optical component are laser welded.

特開平08−179176号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-179176

しかし、図4のように壁構造体を用いて光部品を固定する従来の光モジュールには、壁構造体(8、12)を配置するための大きなスペースが必要である。そのスペースとは、壁構造体自体の配置スペースだけでなく、
(i)壁構造体を配置した後に光部品を挿入する空間
(ii)壁構造体8から突出しているレンズ付鏡筒9の余長
(iii)レーザ溶接のためのスペース
を含む。また、光部品をレーザ溶接で壁構造体に固定する際は、モジュール全体の向きを変えながらレーザ溶接するなど煩雑な手順を踏む必要があった。さらに、モジュール全体の向きを変えてもレーザ光が到達できる位置は限定され、光部品の底面パネル側(下側)が死角に入るため、当該部分の光部品と壁構造体のレーザ溶接は困難である。このため、光部品と壁構造体の底面パネルと反対側(上側)のみレーザ溶接されているので、従来の光モジュールには光伝送の安定性にも課題があった。
However, a conventional optical module that fixes an optical component using a wall structure as shown in FIG. 4 requires a large space for arranging the wall structures (8, 12). The space is not only the placement space of the wall structure itself,
(I) Space for inserting optical components after placing the wall structure (ii) Extra length of lens barrel 9 with lens protruding from wall structure 8 (iii) Space for laser welding. Further, when fixing the optical component to the wall structure by laser welding, it is necessary to take a complicated procedure such as laser welding while changing the orientation of the entire module. Furthermore, the position where the laser beam can reach even if the orientation of the entire module is changed is limited, and the bottom panel side (lower side) of the optical component enters the blind spot. It is. For this reason, since only the opposite side (upper side) of the optical component and the bottom panel of the wall structure is laser-welded, the conventional optical module has a problem in the stability of optical transmission.

そこで、本発明は、煩雑な手順が不要で、光モジュールを小型化、高密度化でき、安定した光伝送を可能とする光部品保持具、光モジュール、及び光モジュール製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an optical component holder, an optical module, and an optical module manufacturing method that do not require a complicated procedure, can downsize and increase the density of an optical module, and enable stable optical transmission. Objective.

上記目的を達成するために、本発明に係る光部品保持具は、光部品を押し込むだけで高さ調整ができ、さらにレーザ溶接箇所が死角に入らない位置とした。   In order to achieve the above object, the optical component holder according to the present invention can be adjusted in height simply by pushing in the optical component, and further, the laser welding location does not enter the blind spot.

具体的には、本発明に係る光部品保持具は、光部品の光軸方向と平行な前記光部品の側面をそれぞれの先端部で挟持するアーム対と、前記アーム対を外部の面に固定するホルダと、を備え、前記アーム対は、前記光部品と前記ホルダとの距離に応じて前記先端部で挟持する前記光部品の前記側面の位置が変わることを特徴とする。   Specifically, the optical component holder according to the present invention includes an arm pair that sandwiches the side surface of the optical component parallel to the optical axis direction of the optical component at each tip, and the arm pair is fixed to an external surface. And the arm pair is characterized in that the position of the side surface of the optical component to be clamped by the tip portion changes according to the distance between the optical component and the holder.

また、本発明に係る光モジュールは、
底面パネルと、
前記底面パネル上に配置された光学素子と、
前記光学素子の出射光又は入射光の光路に位置合わせされた前記光部品と、
前記底面パネルを前記外部の面として前記光部品を前記底面パネル上に保持する前記光部品保持具と、
を備える。
The optical module according to the present invention is
A bottom panel;
An optical element disposed on the bottom panel;
The optical component aligned with the optical path of the outgoing light or incident light of the optical element;
The optical component holder for holding the optical component on the bottom panel with the bottom panel as the external surface;
Is provided.

また、本発明に係る光モジュール製造方法は、
底面パネル上の所定位置に光学素子を配置する素子実装工程と、
前記光学素子の出射光又は入射光の光路に光部品を挿入し、前記光学素子と前記光部品とが光結合するように、前記光部品の前記底面パネル上における平面方向及び高さ方向の精密位置を検出するアライメント工程と、
前記光部品を前記底面パネルから退避させる退避工程と、
前記アライメント工程で検出した前記精密位置の前記底面パネルにおける平面方向の位置に前記光部品保持具を固定する保持具実装工程と、
前記アライメント工程で検出した前記精密位置の前記底面パネルにおける平面方向の位置に前記光部品を移動させ、前記アライメント工程で検出した前記精密位置の前記底面パネルにおける高さ方向の位置となるように前記光部品を前記光部品保持具の前記アーム対に押し込む又は引き戻す光部品再配置工程と、
前記底面パネルの面に対する所定の角度から前記アーム対の前記先端部にレーザ光を照射し、前記光部品の側面と前記先端部とをレーザ溶接する溶接工程と、
を順に行う。
Moreover, the optical module manufacturing method according to the present invention includes:
An element mounting step of arranging optical elements at predetermined positions on the bottom panel;
An optical component is inserted into the optical path of the emitted light or incident light of the optical element, and the optical component and the optical component are optically coupled to each other so that the optical component is accurately coupled in the planar direction and the height direction on the bottom panel. An alignment step for detecting the position;
A retracting step of retracting the optical component from the bottom panel;
A holder mounting step of fixing the optical component holder at a position in a plane direction of the bottom panel of the precise position detected in the alignment step;
The optical component is moved to a position in the planar direction of the bottom panel of the precise position detected in the alignment step, and the precise position detected in the alignment step is positioned in the height direction of the bottom panel. An optical component rearrangement step for pushing or pulling an optical component back into the arm pair of the optical component holder;
A welding step of irradiating the tip portion of the arm pair with laser light from a predetermined angle with respect to the surface of the bottom panel, and laser welding the side surface of the optical component and the tip portion;
Repeat in order.

光部品を光部品保持具に押し込む又は引き戻すことでアーム対の先端部が光部品の表面に沿って滑り、光部品の高さを容易かつ正確に調節することができる。さらに、溶接箇所となるアーム対の先端部は死角に入らないため容易かつ確実に光部品と光部品保持具とをレーザ溶接できる。さらに、光部品保持具が従来の壁構造体より小型化することができ、且つレーザ溶接のためのスペースも小さくできるので光モジュールの小型化、高密度化が可能である。   By pushing or pulling the optical component back into the optical component holder, the tip of the arm pair slides along the surface of the optical component, and the height of the optical component can be adjusted easily and accurately. Furthermore, since the tip of the arm pair as a welded portion does not enter the blind spot, the optical component and the optical component holder can be laser-welded easily and reliably. Furthermore, since the optical component holder can be made smaller than the conventional wall structure and the space for laser welding can be reduced, the optical module can be miniaturized and densified.

従って、本発明は、煩雑な手順が不要で、光モジュールを小型化、高密度化でき、安定した光伝送を可能とする光部品保持具、光モジュール、及び光モジュール製造方法を提供することができる。   Therefore, the present invention provides an optical component holder, an optical module, and an optical module manufacturing method that do not require complicated procedures, can reduce the size and density of an optical module, and enable stable optical transmission. it can.

本発明に係る光部品保持具の前記アーム対は、長手方向にある縁が対向する前記先端部となるように折り曲げられた1枚の板であることを特徴とする。本光部品保持具を簡便な方法で作成できる。   The pair of arms of the optical component holder according to the present invention is characterized in that it is a single plate that is bent so that an edge in the longitudinal direction is the tip portion facing each other. This optical component holder can be created by a simple method.

本発明に係る光部品保持具は、前記先端部で挟持する前記光部品の前記側面の位置が前記光部品の中心軸より前記ホルダ側にあり、前記アーム対のそれぞれの前記先端部は、前記光部品と前記ホルダとの距離に応じ、前記光部品の前記側面に沿って互いの距離が近づく又は離れることを特徴とする。光部品を光部品保持具を押し込むことでアーム対が押し広がり、光部品を光部品保持具を引き戻すことでアーム対が狭まる。アーム対がこのような動作をすることで、本光部品保持具は光部品を安定的に保持できるとともに高さ調整が容易となる。   In the optical component holder according to the present invention, the position of the side surface of the optical component sandwiched by the distal end portion is closer to the holder than the central axis of the optical component, and each distal end portion of the arm pair is According to the distance between the optical component and the holder, the distance from each other approaches or leaves along the side surface of the optical component. The arm pair is pushed and expanded by pushing the optical component holder into the optical component, and the arm pair is narrowed by pulling back the optical component and the optical component holder. When the arm pair performs such an operation, the optical component holder can stably hold the optical component and can easily adjust the height.

アーム対は次のような形状が例示できる。
(1)前記アーム対は、前記先端部側に向かって間隔が広がる形状である。
(2)前記アーム対は、前記先端部側に向かって間隔が狭まる形状である。
(3)前記アーム対は、前記先端部側に向かって間隔が広がった後に狭まる形状である。
The arm pair can be exemplified as follows.
(1) The said arm pair is a shape where a space | interval spreads toward the said front-end | tip part side.
(2) The arm pair has a shape in which a distance is narrowed toward the tip end side.
(3) The arm pair has a shape that narrows after a gap is widened toward the tip end side.

このような形状の場合、レーザ溶接箇所が死角に入らないように、前記光部品の前記側面を前記先端部で挟持するそれぞれの位置が、前記光部品の中心軸から前記ホルダ方向を0°とすると、絶対値で45°以上85°以下にあることが好ましい。   In the case of such a shape, each position where the side surface of the optical component is sandwiched by the tip portion is set to 0 ° from the central axis of the optical component so that the laser welding portion does not enter the blind spot. Then, it is preferable that it exists in 45 degrees or more and 85 degrees or less in absolute value.

前記アーム対は、前記先端部側に向かう間隔が中心軸における前記光部品の幅で一定であり、前記アーム対のそれぞれの前記先端部は、前記光部品と前記ホルダとの距離に関わらず互いの距離が一定であってもよい。アーム対がこのような形状であっても、本光部品保持具は光部品を安定的に保持できるとともに高さ調整が容易となる。   In the arm pair, the distance toward the tip end portion is constant at the width of the optical component on the center axis, and the tip end portions of the arm pair are mutually connected regardless of the distance between the optical component and the holder. The distance may be constant. Even if the arm pair has such a shape, the optical component holder can stably hold the optical component and can easily adjust the height.

本発明は、煩雑な手順が不要で、光モジュールを小型化、高密度化でき、安定した光伝送を可能とする光部品保持具、光モジュール、及び光モジュール製造方法を提供することができる。   The present invention can provide an optical component holder, an optical module, and an optical module manufacturing method that do not require complicated procedures, can downsize and increase the density of the optical module, and enable stable optical transmission.

本発明に係る光部品保持具を説明する図である。It is a figure explaining the optical component holder which concerns on this invention. 本発明に係る光部品保持具を説明する図である。It is a figure explaining the optical component holder which concerns on this invention. 本発明に係る光部品保持具を説明する図である。It is a figure explaining the optical component holder which concerns on this invention. 従来の光モジュールを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the conventional optical module. 本発明に係る光モジュールを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光部品保持具を説明する図である。It is a figure explaining the optical component holder which concerns on this invention. 本発明に係る光部品保持具を説明する図である。It is a figure explaining the optical component holder which concerns on this invention. 本発明に係る光部品保持具を説明する図である。It is a figure explaining the optical component holder which concerns on this invention.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。また、本明細書及び図面において、底面パネルに対する垂線で底面パネル表面に接近する方向を「下」、底面パネル表面から離隔する方向を「上」として説明することがある。同様に光部品保持具のホルダからアーム対の先端部の方向を「上」、その逆を「下」として説明することがある。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components. Further, in this specification and the drawings, a direction approaching the bottom panel surface by a perpendicular to the bottom panel may be described as “down” and a direction away from the bottom panel surface may be described as “up”. Similarly, the direction from the holder of the optical component holder to the tip of the arm pair may be described as “up” and vice versa as “down”.

(光部品保持具)
本実施形態の光部品保持具は、光部品の光軸方向と平行な前記光部品の側面をそれぞれの先端部で挟持するアーム対と、前記アーム対を外部の面に固定するホルダと、を備え、前記アーム対は、前記光部品と前記ホルダとの距離に応じて前記先端部で挟持する前記光部品の前記側面の位置が変わることを特徴とする。
(Optical component holder)
The optical component holder of the present embodiment includes: an arm pair that sandwiches the side surface of the optical component parallel to the optical axis direction of the optical component at each tip portion; and a holder that fixes the arm pair to an external surface. The arm pair is characterized in that the position of the side surface of the optical component to be clamped by the tip portion changes according to the distance between the optical component and the holder.

図1、図6、図7、図8は、光部品としてレンズ付鏡筒(1又は20)を搭載した本実施形態の光部品保持具の具体例である。いずれの図も光部品側からみた上面図(a)、光部品の光軸側から見た正面図(b)、及び光部品の底面パネルからの高さを調整する図(c)を記載する。   FIGS. 1, 6, 7, and 8 are specific examples of the optical component holder of this embodiment in which a lens barrel (1 or 20) with a lens is mounted as an optical component. Each figure describes a top view (a) viewed from the optical component side, a front view (b) viewed from the optical axis side of the optical component, and a diagram (c) for adjusting the height of the optical component from the bottom panel. .

図1は、アーム対2の間隔が先端部31側に向かって広がった後に狭まる形状である。
図6は、アーム対2の間隔が先端部31側に向かって広がる形状である。
図7は、アーム対2の間隔が先端部31側に向かって狭まる形状である。
図8は、アーム対21の間隔が先端部31側に向かって光部品20の中心軸における幅で一定であり、且つ光部品20とホルダ3との距離に関わらず一定である。
FIG. 1 shows a shape in which the distance between the arm pair 2 narrows after expanding toward the distal end portion 31 side.
FIG. 6 shows a shape in which the distance between the arm pair 2 widens toward the distal end portion 31 side.
FIG. 7 shows a shape in which the distance between the arm pair 2 narrows toward the distal end portion 31 side.
In FIG. 8, the distance between the arm pair 21 is constant at the width of the central axis of the optical component 20 toward the distal end portion 31, and is constant regardless of the distance between the optical component 20 and the holder 3.

これらの光部品保持具のアーム対2は、長手方向にある縁が対向する先端部31となるように折り曲げられた1枚の板であることを特徴とする。この板は、レーザ溶接に好適であるSUS304やSUS304CSP相当品であることが好ましい。   The arm pair 2 of these optical component holders is characterized in that it is a single plate that is bent so that the edge in the longitudinal direction becomes the opposite end portion 31. This plate is preferably SUS304 or SUS304CSP equivalent, which is suitable for laser welding.

図1、図6、及び図7の光部品保持具は、先端部31で挟持する光部品1の側面の位置が光部品1の中心軸よりホルダ3側にあり、アーム対2のそれぞれの先端部31は、光部品1とホルダ3との距離に応じ、光部品1の側面に沿って互いの距離が近づく又は離れることを特徴とする。   1, 6, and 7, the position of the side surface of the optical component 1 that is sandwiched by the tip portion 31 is closer to the holder 3 than the central axis of the optical component 1, and each tip of the arm pair 2 is The parts 31 are characterized in that the distance between them approaches or leaves along the side surface of the optical component 1 according to the distance between the optical component 1 and the holder 3.

すなわち、図1、図6、及び図7の光部品保持具は、次のような特徴を持つ。
この光部品保持具は、光部品1をアーム対2で保持し、光部品1の側面と先端部31とをレーザ溶接して固定する。
この光部品保持具は、光部品1への力が印可されない時、光部品1の光軸が他の光学素子の光軸に対して若干高い位置となるように光部品1を保持するように設計されている。
図1(c)、図6(c)、及び図7(c)に記載されるように、この光部品保持具は、アーム対2が光部品1によって押し広げられることによって光部品1の高さを調整可能とする。光部品1を押し込み過ぎたときは光部品1を引き戻せばよい。
That is, the optical component holders of FIGS. 1, 6, and 7 have the following characteristics.
This optical component holder holds the optical component 1 with the arm pair 2 and fixes the side surface of the optical component 1 and the tip portion 31 by laser welding.
The optical component holder holds the optical component 1 so that the optical axis of the optical component 1 is slightly higher than the optical axes of other optical elements when no force is applied to the optical component 1. Designed.
As shown in FIGS. 1C, 6 C, and 7 C, the optical component holder is configured such that the arm pair 2 is expanded by the optical component 1 to increase the height of the optical component 1. The height can be adjusted. When the optical component 1 is pushed too far, the optical component 1 may be pulled back.

図2に示すように、光部品1の側面を先端部31で挟持するそれぞれの位置は、光部品1の中心軸からホルダ3の方向を0°とすると、絶対値で45°以上85°以下にあることが好ましい。アーム対2の先端部31間の距離は、光部品1の直径よりもやや小さくなるように設計されており、光部品1をアーム対2に押し込むことによって先端部31が押し広げられる。例えば、光部品1への力が印可されない時、先端部31は45°の位置にあり、光部品1へ力を印可することで先端部31は光部品1の側面に沿って広がる。光部品1を固定する高さによって先端部31の位置は変わるが、最も押し込んだ状態で先端部31は85°の位置にある。   As shown in FIG. 2, the positions at which the side surface of the optical component 1 is sandwiched between the tip portions 31 are 45 ° to 85 ° in absolute value when the direction of the holder 3 from the central axis of the optical component 1 is 0 °. It is preferable that it exists in. The distance between the tip portions 31 of the arm pair 2 is designed to be slightly smaller than the diameter of the optical component 1, and the tip portion 31 is expanded by pushing the optical component 1 into the arm pair 2. For example, when no force is applied to the optical component 1, the tip 31 is at a 45 ° position, and the tip 31 spreads along the side surface of the optical component 1 by applying a force to the optical component 1. The position of the tip portion 31 varies depending on the height at which the optical component 1 is fixed, but the tip portion 31 is at a position of 85 ° in the most depressed state.

そして、光部品1を所望の高さに調整した後、アーム対2の先端部31と光部品1の側面とをレーザ溶接することで固定する。なお、光部品保持具は、予め底面パネル上の所定位置で、ホルダ3と底面パネル4との接触部分をレーザ溶接で固定しておく。また、光部品1は、光軸を中心軸とする角柱又は円柱であることが好ましい。特に円柱であれば、スムーズな高さ調整が可能である。   And after adjusting the optical component 1 to desired height, the front-end | tip part 31 of the arm pair 2 and the side surface of the optical component 1 are fixed by laser welding. The optical component holder is fixed in advance by laser welding at a predetermined position on the bottom panel at the contact portion between the holder 3 and the bottom panel 4. Moreover, it is preferable that the optical component 1 is a prism or a cylinder having the optical axis as a central axis. Especially in the case of a cylinder, smooth height adjustment is possible.

一方、図8の光部品保持具は、図8の光部品20のように側面が平面である場合に用いられる。この光部品保持具も、光部品をアーム対21で保持し、光部品20の側面と先端部31とをレーザ溶接して固定する。図8(c)に記載されるように、この光部品保持具は、光部品20が押し込まれてもアーム対21が押し広がらない。アーム対21で挟持された光部品20をスライドさせることで高さを調整可能とする。光部品20を押し込み過ぎたときは光部品20を引き戻せばよい。   On the other hand, the optical component holder of FIG. 8 is used when the side surface is flat like the optical component 20 of FIG. This optical component holder also holds the optical component by the arm pair 21 and fixes the side surface of the optical component 20 and the tip 31 by laser welding. As shown in FIG. 8C, in this optical component holder, even if the optical component 20 is pushed, the arm pair 21 is not pushed and spread. The height can be adjusted by sliding the optical component 20 held between the arm pair 21. When the optical component 20 is pushed too much, the optical component 20 may be pulled back.

(光モジュール)
図5は、本実施形態の光モジュールを底面パネルに垂直且つ光軸を含む面で切断した断面図である。
本実施形態の光モジュールは、
底面パネル11と、
底面パネル11上に配置された光学素子(6、10)と、
光学素子(6、10)の出射光又は入射光の光路に位置合わせされた光部品(14、16)と、
底面パネル11を前記外部の面として光部品(14、16)を底面パネル11上に保持する図1、図6、図7又は図8に記載の光部品保持具15と、
を備える。
(Optical module)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical module of the present embodiment cut along a plane perpendicular to the bottom panel and including the optical axis.
The optical module of this embodiment is
A bottom panel 11;
Optical elements (6, 10) arranged on the bottom panel 11,
Optical components (14, 16) aligned with the optical path of the emitted light or incident light of the optical elements (6, 10);
The optical component holder 15 shown in FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7, or FIG. 8 that holds the optical component (14, 16) on the bottom panel 11 with the bottom panel 11 as the external surface;
Is provided.

本実施形態の光モジュールは、図4の壁構造体(8、12)の代替として、図1、図6〜図8で説明した光部品保持具15で光部品(レンズ付鏡筒14やファイバコリメータ16)を保持する。このため、本実施形態の光モジュールは、
(i)光部品保持具15を底面パネル11に配置後、光部品(14、16)を押し込むだけなので、光部品(14、16)の高さ調整が容易である。
(ii)光部品保持具15を底面パネル11に配置後、光部品(14、16)を押し込むだけなので、従来の壁構造体のように光部品の余長が不要で省スペース化が可能である。
(iii)レーザ溶接箇所(先端部)も上面から容易に視認可能であることから固定作業が容易である。
(iv)レーザ溶接箇所(先端部)が死角に入らないので、未溶接箇所が無くなり光伝送の安定性が高まる。
という効果が得られる。
As an alternative to the wall structure (8, 12) of FIG. 4, the optical module of the present embodiment uses the optical component holder 15 described in FIGS. The collimator 16) is held. For this reason, the optical module of this embodiment is
(I) After the optical component holder 15 is disposed on the bottom panel 11, the optical components (14, 16) are simply pushed in, so that the height adjustment of the optical components (14, 16) is easy.
(Ii) Since the optical component holder 15 is disposed on the bottom panel 11 and the optical components (14, 16) are simply pushed in, the extra length of the optical component is not required as in the conventional wall structure, and space saving is possible. is there.
(Iii) Since the laser welding location (tip portion) can also be easily seen from the upper surface, the fixing work is easy.
(Iv) Since the laser welding location (tip portion) does not enter the blind spot, there is no unwelded location and the stability of optical transmission is increased.
The effect is obtained.

具体的な光モジュール製造方法を説明する。本製造方法は、
底面パネル11上の所定位置に光学素子(6,10)を配置する素子実装工程と、
光学素子(6,10)の出射光又は入射光の光路に光部品(14、16)を挿入し、光学素子(6,10)と光部品(14、16)とが光結合するように、光部品(14、16)の底面パネル11上における平面方向及び高さ方向の精密位置を検出するアライメント工程と、
光部品(14、16)を底面パネル11から退避させる退避工程と、
前記アライメント工程で検出した前記精密位置の底面パネル11における平面方向の位置に図1、図6、図7又は図8に記載の光部品保持具15を固定する保持具実装工程と、
前記アライメント工程で検出した前記精密位置の底面パネル11における平面方向の位置に光部品(14、16)を移動させ、前記アライメント工程で検出した前記精密位置の底面パネル11における高さ方向の位置となるように光部品(14、16)を光部品保持具15のアーム対に押し込む又は引き戻す光部品再配置工程と、
底面パネル11の面に対する所定の角度からアーム対の先端部にレーザ光を照射し、光部品(14、16)の側面と前記先端部とをレーザ溶接する溶接工程と、
を順に行う。
A specific method for manufacturing an optical module will be described. This manufacturing method
An element mounting step of arranging the optical elements (6, 10) at predetermined positions on the bottom panel 11;
An optical component (14, 16) is inserted into the optical path of the emitted light or incident light of the optical element (6, 10) so that the optical element (6, 10) and the optical component (14, 16) are optically coupled. An alignment step of detecting a precise position in the plane direction and the height direction on the bottom panel 11 of the optical component (14, 16);
A retracting step of retracting the optical components (14, 16) from the bottom panel 11,
A holder mounting step of fixing the optical component holder 15 shown in FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7 or FIG. 8 at a position in the planar direction of the bottom panel 11 at the precise position detected in the alignment step;
The optical component (14, 16) is moved to the position in the planar direction of the bottom panel 11 at the precise position detected in the alignment step, and the height position in the bottom panel 11 at the precise position detected in the alignment step An optical component rearrangement step in which the optical components (14, 16) are pushed or pulled back into the arm pair of the optical component holder 15;
A welding step of irradiating the tip of the arm pair with laser light from a predetermined angle with respect to the surface of the bottom panel 11, and laser welding the side surface of the optical component (14, 16) and the tip.
Repeat in order.

例えば、アライメント工程は、底面パネル11上の実装位置に微調整機構(微動台など)を用いて光部品(14、16)を配置し、光部品(14、16)の光路と他の光学素子(6,10)の光路とをアライメントする。
退避工程は、微調整機構にアライメント後の光部品の位置及び高さを記憶させ、一時光部品を退避させる。
保持具実装工程は、底面パネル11上の光部品の位置に光部品保持具15を置き、光部品保持具15のホルダと底面パネル11とをレーザ溶接して固定する。
光部品再配置工程は、再度微調整機構で光部品(14、16)をアライメント位置に移動させ、当該位置に既に固定されている光部品保持具15の上から光部品(14、16)をアライメントした高さまで押し込む。
溶接工程では、押し込まれた光部品(14、16)の側面とこれを保持するアーム対の先端部とをレーザ溶接する。
For example, in the alignment step, the optical component (14, 16) is arranged at a mounting position on the bottom panel 11 using a fine adjustment mechanism (such as a fine adjustment table), and the optical path of the optical component (14, 16) and other optical elements are arranged. Align with the optical path of (6, 10).
In the retracting step, the fine adjustment mechanism stores the position and height of the optical component after alignment, and retracts the temporary optical component.
In the holder mounting step, the optical component holder 15 is placed at the position of the optical component on the bottom panel 11, and the holder of the optical component holder 15 and the bottom panel 11 are fixed by laser welding.
In the optical component rearrangement step, the optical component (14, 16) is again moved to the alignment position by the fine adjustment mechanism, and the optical component (14, 16) is placed on the optical component holder 15 already fixed at the position. Push to the aligned height.
In the welding process, the side surface of the optical component (14, 16) that is pushed in and the tip of the arm pair that holds the optical component are laser welded.

(効果)
本発明により、従来必要であった壁構造体が不要となり、光部品の実装面積を減少しつつ、高さ方向の調整が容易となる。また、これまでレーザ溶接の為に発生していた煩雑な作業を排除し、斜め上方向からのレーザ溶接で簡便に長期間安定した性能を得ることが可能となる。さらに、部品点数を減らす事により材料費の低減を図ることができる。
(effect)
According to the present invention, the wall structure which has been necessary in the past is not necessary, and the adjustment in the height direction is facilitated while reducing the mounting area of the optical component. Further, it is possible to eliminate the troublesome work that has been generated for laser welding so far, and to obtain stable performance for a long period of time simply by laser welding from an obliquely upward direction. Furthermore, the material cost can be reduced by reducing the number of parts.

1:光部品(レンズ付き鏡筒)
2:アーム対
3:ホルダ
4:底面パネル
5:光部品(ファイバコリメータ)
6:光学素子
7:フランジ付パイプ
8:壁構造体
9:レンズ付き鏡筒
10:光学素子
11:底面パネル
12:壁構造体
13:ファイバコリメータ
14:レンズ付き鏡筒
15:光部品保持具
16:ファイバコリメータ
20:光部品(レンズ付き鏡筒)
21:アーム対
31:先端部
1: Optical component (lens barrel with lens)
2: Arm pair 3: Holder 4: Bottom panel 5: Optical component (fiber collimator)
6: Optical element 7: Pipe with flange 8: Wall structure 9: Lens barrel 10: Optical element 11: Bottom panel 12: Wall structure 13: Fiber collimator 14: Lens barrel 15: Optical component holder 16 : Fiber collimator 20: Optical component (lens barrel with lens)
21: Arm pair 31: Tip

Claims (10)

光部品の光軸方向と平行な前記光部品の側面をそれぞれの先端部で挟持するアーム対と、
前記アーム対を外部の面に固定するホルダと、
を備え、
前記アーム対は、前記光部品と前記ホルダとの距離に応じて前記先端部で挟持する前記光部品の前記側面の位置が変わることを特徴とする光部品保持具。
A pair of arms that sandwich the side surface of the optical component parallel to the optical axis direction of the optical component at each tip,
A holder for fixing the arm pair to an external surface;
With
In the optical component holder, the arm pair has a position of the side surface of the optical component that is clamped by the tip portion according to a distance between the optical component and the holder.
前記アーム対は、長手方向にある縁が対向する前記先端部となるように折り曲げられた1枚の板であることを特徴とする請求項1に記載の光部品保持具。   2. The optical component holder according to claim 1, wherein the arm pair is a single plate that is bent so that an edge in a longitudinal direction is the tip portion facing each other. 3. 前記先端部で挟持する前記光部品の前記側面の位置が前記光部品の中心軸より前記ホルダ側にあり、
前記アーム対のそれぞれの前記先端部は、前記光部品と前記ホルダとの距離に応じ、前記光部品の前記側面に沿って互いの距離が近づく又は離れることを特徴とする請求項1又は2に記載の光部品保持具。
The position of the side surface of the optical component sandwiched by the tip is closer to the holder than the central axis of the optical component;
The distance between the tip portions of the arm pair approaches or leaves along the side surface of the optical component according to the distance between the optical component and the holder. The optical component holder described.
前記アーム対は、前記先端部側に向かって間隔が広がる形状であることを特徴とする請求項3に記載の光部品保持具。   The optical component holder according to claim 3, wherein the arm pair has a shape in which a gap is widened toward the tip end side. 前記アーム対は、前記先端部側に向かって間隔が狭まる形状であることを特徴とする請求項3に記載の光部品保持具。   The optical component holder according to claim 3, wherein the arm pair has a shape in which a distance is narrowed toward the tip end side. 前記アーム対は、前記先端部側に向かって間隔が広がった後に狭まる形状であることを特徴とする請求項3に記載の光部品保持具。   The optical component holder according to claim 3, wherein the arm pair has a shape that narrows after the interval is widened toward the tip end side. 前記光部品の前記側面を前記先端部で挟持するそれぞれの位置は、前記光部品の中心軸から前記ホルダ方向を0°とすると、絶対値で45°以上85°以下にあることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の光部品保持具。   Each position where the side surface of the optical component is sandwiched by the tip portion is 45 ° to 85 ° in absolute value when the holder direction is 0 ° from the central axis of the optical component. The optical component holder according to any one of claims 1 to 6. 前記アーム対は、前記先端部側に向かう間隔が中心軸における前記光部品の幅で一定であり、
前記アーム対のそれぞれの前記先端部は、前記光部品と前記ホルダとの距離に関わらず互いの距離が一定であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光部品保持具。
In the arm pair, the distance toward the tip end side is constant at the width of the optical component in the central axis,
3. The optical component holder according to claim 1, wherein a distance between the distal end portions of the arm pairs is constant regardless of a distance between the optical component and the holder.
底面パネルと、
前記底面パネル上に配置された光学素子と、
前記光学素子の出射光又は入射光の光路に位置合わせされた前記光部品と、
前記底面パネルを前記外部の面として前記光部品を前記底面パネル上に保持する請求項1から8のいずれかに記載の光部品保持具と、
を備える光モジュール。
A bottom panel;
An optical element disposed on the bottom panel;
The optical component aligned with the optical path of the outgoing light or incident light of the optical element;
The optical component holder according to any one of claims 1 to 8, wherein the optical component is held on the bottom panel using the bottom panel as the external surface.
An optical module comprising:
底面パネル上の所定位置に光学素子を配置する素子実装工程と、
前記光学素子の出射光又は入射光の光路に光部品を挿入し、前記光学素子と前記光部品とが光結合するように、前記光部品の前記底面パネル上における平面方向及び高さ方向の精密位置を検出するアライメント工程と、
前記光部品を前記底面パネルから退避させる退避工程と、
前記アライメント工程で検出した前記精密位置の前記底面パネルにおける平面方向の位置に請求項1から8のいずれかに記載の光部品保持具を固定する保持具実装工程と、
前記アライメント工程で検出した前記精密位置の前記底面パネルにおける平面方向の位置に前記光部品を移動させ、前記アライメント工程で検出した前記精密位置の前記底面パネルにおける高さ方向の位置となるように前記光部品を前記光部品保持具の前記アーム対に押し込む又は引き戻す光部品再配置工程と、
前記底面パネルの面に対する所定の角度から前記アーム対の前記先端部にレーザ光を照射し、前記光部品の側面と前記先端部とをレーザ溶接する溶接工程と、
を順に行う光モジュール製造方法。
An element mounting step of arranging optical elements at predetermined positions on the bottom panel;
An optical component is inserted into the optical path of the emitted light or incident light of the optical element, and the optical component and the optical component are optically coupled to each other so that the optical component is accurately coupled in the planar direction and the height direction on the bottom panel. An alignment step for detecting the position;
A retracting step of retracting the optical component from the bottom panel;
A holder mounting step of fixing the optical component holder according to any one of claims 1 to 8 at a position in a planar direction of the bottom panel of the precise position detected in the alignment step;
The optical component is moved to a position in the planar direction of the bottom panel of the precise position detected in the alignment step, and the precise position detected in the alignment step is positioned in the height direction of the bottom panel. An optical component rearrangement step for pushing or pulling an optical component back into the arm pair of the optical component holder;
A welding step of irradiating the tip portion of the arm pair with laser light from a predetermined angle with respect to the surface of the bottom panel, and laser welding the side surface of the optical component and the tip portion;
The optical module manufacturing method which performs sequentially.
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