JP2017130543A - 光送信機およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易で、高い光結合効率を実現するとともに、部品点数を削減してコストを低減することができる光送信機およびその製造方法を得る。【解決手段】複数のレンズユニットのそれぞれは、レーザ光源から出力されるレーザ光を集光するレンズ部と、レンズユニットを支持するための凸状のガイドが設けられた支持部と、を有し、キャリア基板は、複数のレーザ光源が搭載される第１主面と、複数のレンズユニットを支持する段差面と、光合波器が搭載される第２主面と、を有し、段差面および第２主面の少なくとも一方に凹状のガイドが設けられ、複数のレンズユニットのそれぞれは、凸状のガイドが凹状のガイドに案内され、レーザ光源の光軸とレンズ部の光軸とが一致するように位置決めされて、接着剤によりキャリア基板に固定されている。【選択図】図５

Description

この発明は、光送信機およびその製造方法に関し、特に、光送信機に含まれるレンズの光軸調整に関するものである。

近年、光ネットワークの通信量の増大に伴い、光送信機には、これまで以上に小型化、低消費電力化および低コスト化が求められている。また、光学部品の小型化に伴い、その実装については、光結合効率を向上させるために、容易な組み立てで高い位置精度を実現するとともに、長期信頼性を実現することが重要になってくる。以下、従来の光送信機について説明する。

まず、反射器とこの反射器を保持する保持部および角度調整部を有する保持部品とを含む光学部品と、光源と、光学部品を受け入れ可能な凹部と光源および波長選択フィルタを位置決めするマークとを含む基板を備え、凹部に光学部品を配置した状態で、光源からの光を光学部品の反射器に当てて、波長選択フィルタを介して反射器からの反射光をモニタ装置で受けながら、調整治具を用いて光学部品を保持するようにして反射器の角度調整を行った後に、光学部品を基板に固定することで、低損失な合波を提供する波長多重送信モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、シリコン基板と、シリコン基板上に搭載された半導体レーザダイオードと、半導体レーザダイオードから出力されたレーザ光の光軸方向と一致する方向となるようにシリコン基板に形成された溝部と、溝部内に備えられ、レーザ光を光ファイバに導くための略円筒状の光学結合用レンズとを備え、光学結合用レンズが、溝部において対向する一対の支持部により光軸方向に位置決めされることで、光結合効率を向上させた光半導体装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、実装基板と半導体光素子と光ファイバとレーザ光を集光する平板マイクロレンズとを備え、実装基板は、光ファイバを搭載するための光軸方向に延びる第１の溝と、半導体光素子を位置決めするマーカと、第１の溝とマーカとの間に第１の溝に直行する第２の溝とを有し、光ファイバと半導体光素子との光軸が一致するように光ファイバが第１の溝上に固定され、半導体光素子がマーカ上に固定され、半導体光素子と平板マイクロレンズとの光軸が一致するように平板マイクロレンズが第２の溝に固定されることで、光結合効率を向上させた半導体光伝送モジュールが知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、光学中心を外形中心に対して偏心した光学部品を用い、光学部品の光学中心が光学デバイスの光軸に対応するように、光学部品を外形の一部でキャリアに固着剤により固着することで、固着剤による固定における光モジュール性能のバラツキを解消した光モジュールが知られている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０１３−２０５６２９号公報 特開２００６−３３０４７５号公報 特開２００１−２１７７１号公報 特開２０１０−６０８９７号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献１に記載された波長多重送信モジュールでは、光学部品の角度調整は自由であるものの、光軸方向に平行な方向、および光軸方向に対して垂直な２方向の位置精度は、光学部品の被支持曲面の成形精度や凹部の設置位置、凹部の成形精度で決定されるので、組み立て時に調整することが困難であるという問題がある。

また、特許文献２に記載された光半導体装置では、光学結合用レンズは、溝部において対向する一対の傾斜面の支持部により光軸方向に位置決めされるため、レンズの形状が円筒形状であっても傾きが発生することはなくなるものの、溝や傾斜面の加工精度に位置決め精度が依存することになるので、小型化された光半導体装置における光軸調整の精度を十分に高めることができないという問題がある。

また、特許文献３に記載された半導体光伝送モジュールでは、溝の形成される角度や位置、形状、平板マイクロレンズの外形寸法精度、半導体光素子と光ファイバとの位置決め精度に、半導体光伝送モジュールにおける光軸調整の精度が依存することになり、光軸調整の精度を十分に高めることができないという問題がある。

また、特許文献４に記載された光モジュールでは、光学部品を外形の一部でキャリアに固着することで、光軸方向に対して垂直な１方向の位置精度は向上するものの、光学中心の偏心の方向によって、光軸の一致が困難になるという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、組み立てが容易で、高い光結合効率を実現するとともに、部品点数を削減してコストを低減することができる光送信機およびその製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る光送信機は、複数のレーザ光源と、複数のレーザ光源に対応して設けられ、レーザ光源から出力されるレーザ光をそれぞれ集光する複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットによって集光されたレーザ光を合波する光合波器と、複数のレーザ光源、複数のレンズユニットおよび光合波器を搭載するキャリア基板と、を備え、複数のレンズユニットのそれぞれは、レーザ光源から出力されるレーザ光を集光するレンズ部と、レンズユニットを支持するための凸状のガイドが設けられた支持部と、を有し、キャリア基板は、複数のレーザ光源が搭載される第１主面と、複数のレンズユニットを支持する段差面と、光合波器が搭載される第２主面と、を有し、段差面および第２主面の少なくとも一方に凹状のガイドが設けられ、複数のレンズユニットのそれぞれは、凸状のガイドが凹状のガイドに案内され、レーザ光源の光軸とレンズ部の光軸とが一致するように位置決めされて、接着剤によりキャリア基板に固定されているものである。

また、この発明に係る光送信機の製造方法は、複数のレーザ光源と、複数のレーザ光源に対応して設けられ、レーザ光源から出力されるレーザ光をそれぞれ集光する複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットによって集光されたレーザ光を合波する光合波器と、複数のレーザ光源、複数のレンズユニットおよび光合波器を搭載するキャリア基板と、を備えた光送信機の製造方法であって、複数のレンズユニットのそれぞれに設けられた凸状のガイド、またはキャリア基板の段差面に設けられた凹状のガイドに接着剤を塗布する塗布ステップと、レンズユニットの保持部を治具で把持した状態で、凸状のガイドを、凹状のガイドに接触させ、レーザ光源の光軸とレンズユニットのレンズ部の光軸とが一致するようにレンズユニットを位置決めする第１調整ステップと、接着剤に紫外線を照射して、接着剤を硬化させる硬化ステップと、を有するものである。

この発明に係る光送信機によれば、複数のレンズユニットのそれぞれは、レーザ光源から出力されるレーザ光を集光するレンズ部と、レンズユニットを支持するための凸状のガイドが設けられた支持部と、を有し、キャリア基板は、複数のレーザ光源が搭載される第１主面と、複数のレンズユニットを支持する段差面と、光合波器が搭載される第２主面と、を有し、段差面および第２主面の少なくとも一方に凹状のガイドが設けられ、複数のレンズユニットのそれぞれは、凸状のガイドが凹状のガイドに案内され、レーザ光源の光軸とレンズ部の光軸とが一致するように位置決めされて、接着剤によりキャリア基板に固定されている。
また、この発明に係る光送信機の製造方法によれば、複数のレンズユニットのそれぞれに設けられた凸状のガイド、またはキャリア基板の段差面に設けられた凹状のガイドに接着剤を塗布する塗布ステップと、レンズユニットの保持部を治具で把持した状態で、凸状のガイドを、凹状のガイドに接触させ、レーザ光源の光軸とレンズユニットのレンズ部の光軸とが一致するようにレンズユニットを位置決めする第１調整ステップと、接着剤に紫外線を照射して、接着剤を硬化させる硬化ステップと、を有する。
そのため、組み立てが容易で、高い光結合効率を実現するとともに、部品点数を削減してコストを低減することができる。

この発明の実施の形態１に係る２チャンネルの光送信機の構成を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る４チャンネルの光送信機の構成を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係る光送信機を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る光送信機におけるレンズユニットを詳細に示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る光送信機における別のレンズユニットを詳細に示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る光送信機における別のレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態２に係る光送信機を示す構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態３に係る光送信機を示す構成図である。 この発明の実施の形態３に係る光送信機におけるレンズユニットを詳細に示す構成図である。 この発明の実施の形態３に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態３に係る光送信機における別のレンズユニットを詳細に示す構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態４に係る光送信機を示す構成図である。 この発明の実施の形態４に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態４に係る光送信機における別のレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態５に係る光送信機を示す構成図である。 この発明の実施の形態５に係る光送信機におけるレンズユニットを詳細に示す構成図である。 この発明の実施の形態５に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態５に係る光送信機における別のレンズユニットを詳細に示す構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態６に係る光送信機を示す構成図である。 この発明の実施の形態６に係る光送信機におけるキャリア基板を示す説明図である。

以下、この発明に係る光送信機およびその製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る２チャンネルの光送信機の構成を示す平面図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る４チャンネルの光送信機の構成を示す斜視図である。この光送信機は、複数の通信チャンネルで同時送信できる波長分割多重機能を備えている。

図１、２において、光送信機は、複数のレーザ光源１と、レーザ光源１を支持するサブマウント２と、レーザ光源１と同数のレンズユニット３と、光合波器４と、レーザ光源１、サブマウント２、レンズユニット３および光合波器４を支持する主面を有するキャリア基板５と、レンズユニット３をキャリア基板５に固定する接着剤６と、キャリア基板５を支持するパッケージ基板７とを備えている。

ここで、レーザ光源１の光軸方向をＺ方向とし、光軸方向に対して垂直で、かつキャリア基板５の主面に平行な方向をＸ方向とし、光軸方向に対して垂直で、かつキャリア基板５の主面に対しても垂直な方向をＹ方向とする。

レーザ光源１は、半導体レーザや固体レーザ等で構成されている。また、レーザ光源１は、サブマウント２上にはんだや接着剤等で固定され、さらにキャリア基板５に固定される。また、レーザ光源１は、図示しない駆動回路や変調回路等に接続され、光パルスを発生する。なお、１つの素子に対して１つのレーザ発光部が形成されているものや、複数のレーザ発光部が形成されているものがある。

レンズユニット３は、レーザ光源１から出力されるレーザ光を集光するレンズ部と、レンズ部の上部の保持部と、レンズ部の下部の支持部とが、透明な材料で一体成型されている。レンズユニット３の詳細な構成については、後述する。

光合波器４には、１つのシリコン基板上に光を伝播する導波路４１が複数形成されている。レンズユニット３を介してレーザ光源１からのレーザ光が光合波器４に結合する側を入射側とし、導波路４１を伝播して光合波器４から光が出射される側を出射側とすると、入射側に通信チャンネル毎に光入射口４２および複数の導波路が形成され、基板内で合波し、出射側に形成された１つの導波路を通って光出射口４３からレーザ光が出射される。

レーザ光源１から出力されたレーザ光は、レンズユニット３のレンズ部で集光され、光合波器４の光入射口４２に導入される。また、光合波器４の光出射口４３から出射されたレーザ光は、図示しない第２レンズを介して図示しない光ファイバに結合され、外部の通信ネットワークへ伝送される。なお、光合波器４は、キャリア基板５上に、はんだや接着剤を用いて固定される。

キャリア基板５は、銅タングステン（ＣｕＷ）やＫｏｖａｌ等の金属材料で形成され、レーザ光源１およびサブマウント２が搭載される第１主面５１と、レンズユニット３を支持する段差面５２と、光合波器４が搭載される第２主面５３とを有している。また、パッケージ基板７には、キャリア基板５がはんだや接着剤等で固定される。

図３は、この発明の実施の形態１に係る光送信機を示す構成図である。図３（ａ）は、平面図を示し、図３（ｂ）は左側面図を示し、図３（ｃ）は正面図を示している。また、図４は、この発明の実施の形態１に係る光送信機のレンズユニットを詳細に示す構成図である。また、図５は、この発明の実施の形態１に係る光送信機のレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。

図３〜５において、レンズユニット３は、レーザ光源１から出力されるレーザ光を集光するレンズ部３１と、レンズ部の上部の保持部３２と、レンズ部の下部の支持部３３とから構成されている。ここで、保持部３２は、キャリア基板５に固着する際に、レンズユニット３をつかんで光軸調整するための冶具によるつかみしろである。

また、レンズユニット３を支持する支持部３３のキャリア基板への固着部には、球状に凸のガイドが設けられており、レンズ部３１、保持部３２および支持部３３は、透明材料で一体成型されている。なお、レンズ部３１は、非球面レンズで形成されていてもよい。また、レンズユニット３は、光学用ガラスで一体成型されていてもよい。

また、レンズユニット３は、キャリア基板５の主面に対して垂直な段差面５２に固着される。キャリア基板５の段差面５２には、凹の球面のガイドが形成されており、その球面に、紫外線硬化の接着剤６を塗布して、保持部３２を冶具で把持しながら、この凹の球面と支持部３３の球状に凸のガイドとを合わせる。

また、保持部３２を冶具で把持しながら、レンズ部３１の位置および角度を調整し、レーザ光源１から出力されたレーザ光の光軸とレンズ部３１の光軸とを合わせ、接着剤６に紫外線を照射することによって接着剤６を硬化することで、レンズユニット３とキャリア基板５とが固定される。

ここで、レンズユニット３をキャリア基板５に固着する接着剤６として、硬化収縮率および熱膨張係数の非常に小さい接着剤を用いることが考えられる。具体的には、このような接着剤として、例えば、硬化収縮率が０．１％以下、または熱膨張係数が５×１０^−６／℃以下の接着剤６が挙げられる。

以下、この発明の実施の形態１に係る光送信機の組み立て手順について説明する。まず、キャリア基板５上に複数のサブマウント２を固定し、それぞれのサブマウント２上にレーザ光源１を実装する。サブマウント２およびレーザ光源１は、はんだや接着剤等で固定される。このとき、レーザ光源１の実装間隔は、光合波器４の入射側導波路の間隔と一致させる。

次に、光合波器４を、レーザ光源１の光軸方向（Ｚ方向）と光合波器４の入射側導波路の光軸方向（Ｘ方向）とが一致するように実装する。続いて、キャリア基板５の主面に対して垂直な段差面５２に形成された凹状球面ガイドに接着剤６を塗布する。なお、凹状球面ガイドに接着剤６を塗布する代わりに、レンズユニット３の保持部３２を冶具で把持した状態で、支持部３３の凸状球面ガイドに接着剤６を塗布してもよい。

次に、保持部３２を冶具で把持したまま、支持部３３の凸状球面ガイドを段差面５２に形成された凹状球面ガイドに接触させ、レーザ光源１からレーザ光を発して、レーザ光源１、レンズ部３１および導波路４１のそれぞれの光軸が合うように、または光出射口４３から出射されるレーザ光の出力パワーが最大となるように、冶具でレンズ部３１のＸＹＺ座標および設置角度を調整して位置決めする。

ここで、冶具は、レンズユニット３の保持部３２を把持できるようなチャックでもよく、また真空吸着で把持する吸着機構を有していてもよい。また、治具は、光軸方向（Ｚ方向）にも、またＺ方向に垂直で、かつキャリア基板５の主面に平行なＸ方向にも、Ｚ方向およびＸ方向に垂直なＹ方向にも移動できる駆動部と、レンズユニット３の設置角度を調整できる首ふり機能と、レンズユニット３およびキャリア基板５への接触を検知するための変位センサとを有している。

続いて、レンズユニット３の支持部３３に紫外線を照射して、接着剤６を硬化させる。このとき、接着剤６の硬化収縮により、位置決めしたレンズ部３１のＸＹＺ座標および設置角度が変化するため、あらかじめその変化分だけ反対方向にオフセットさせた位置で、紫外線を照射する。

なお、光出射口４３から出射されるレーザ光の出力パワーを見ながら、光結合効率が悪く、最大出力が得られない場合には、保持部３２を冶具で把持した状態で、ピンポイントの赤外加熱等の方法により接着剤６部分の温度を少し上昇させ、接着剤６の弾性率が少し低下して柔らかくなったところで、再度冶具でレンズ部３１のＸＹＺ座標および設置角度を調整する。

このように、支持部３３の凸状球面ガイドも、段差面５２に形成された凹状球面ガイドも、どちらも球面であるため、ＸＹＺどの方向に角度がずれても、球面同志なので両方を合わせた状態で調整することができる。また、ＸＹＺの座標位置がずれる場合には、接着剤６の量の多少で調整する。特に、Ｙ方向のずれはレンズユニット３の自重の影響を受けるため、接着剤６がしっかり硬化するまで、レンズユニット３を冶具でしっかり把持する必要がある。

このように、レーザ光源１から出力されるレーザ光の光軸に対して、レンズ部３１の光軸が一致するように、微小に精度よく、かつ自由に併進移動、回転ができてキャリア基板５に固着できるよう、支持部３３の固着面に球状に凸のガイドが設けられている。また、キャリア基板５の段差面５２には、凹の球面のガイドが設けられており、凹凸のガイドのクリアランスに接着剤６を塗布し、レーザ光源１の光軸とレンズ部３１の光軸とが一致するよう、保持部３２を冶具で把持して調整しつつ、接着剤６に紫外線を照射してレンズを固着する。

これにより、レンズユニット３を固定する際、保持部３２を冶具で把持しながら、支持部３３の球状に凸のガイドを、段差面５２の凹の球面のガイドに合わせることで、そのクリアランスを利用して、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のどの方向にも微妙に位置を合わせることができ、またレンズ部３１の角度も微妙にずらすことができる。

そのため、レーザ光源１の光軸とレンズ部３１の光軸とを正確に合わせ、その状態を保持したまま、紫外線を照射して、接着剤６を硬化させることにより、光軸のずれを防ぐことができる。その結果、光軸調整を高精度かつ迅速に、容易に実施することができる。また、後の工程で加熱や振動等が加わり、光軸がずれることがあっても、容易に修正でき、安定した光結合効率を実現することができる。さらに、部品点数を削減することができるので、部品コストおよび生産コストを低減することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、複数のレンズユニットのそれぞれは、レーザ光源から出力されるレーザ光を集光するレンズ部と、レンズユニットを支持するための凸状のガイドが設けられた支持部と、を有し、キャリア基板は、複数のレーザ光源が搭載される第１主面と、複数のレンズユニットを支持する段差面と、光合波器が搭載される第２主面と、を有し、段差面および第２主面の少なくとも一方に凹状のガイドが設けられ、複数のレンズユニットのそれぞれは、凸状のガイドが凹状のガイドに案内され、レーザ光源の光軸とレンズ部の光軸とが一致するように位置決めされて、接着剤によりキャリア基板に固定されている。
そのため、組み立てが容易で、高い光結合効率を実現するとともに、部品点数を削減してコストを低減することができる。

なお、図６および図７に示されるように、レンズユニット３の支持部３３に、レンズユニット３の保持部３２よりも小さな直径の凸状球面ガイドが形成されてもよい。この場合には、キャリア基板５の段差面５２に形成された凹状球面ガイドも、凸状球面ガイドと同様に直径が小さくなる。

実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２に係る光送信機を示す構成図である。図８（ａ）は、平面図を示し、図８（ｂ）は左側面図を示し、図８（ｃ）は正面図を示している。図８において、レンズユニット３を支持する支持部３３のキャリア基板への固着部には、半球状に凸のガイドが設けられており、レンズ部３１、保持部３２および支持部３３は、透明材料で一体成型されている。

また、キャリア基板５の段差面５２には、凹の半球面のガイドが形成されており、その半球面に、紫外線硬化の接着剤６を塗布して、保持部３２を冶具で把持しながら、この凹の半球面と支持部３３の半球状に凸のガイドとを合わせる。

また、保持部３２を冶具で把持しながら、レンズ部３１の位置および角度を調整し、レーザ光源１から出力されたレーザ光の光軸とレンズ部３１の光軸とを合わせ、接着剤６に紫外線を照射することによって接着剤６を固化することで、レンズユニット３とキャリア基板５とが固定される。

実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る光送信機を示す構成図である。図９（ａ）は、平面図を示し、図９（ｂ）は左側面図を示し、図９（ｃ）は正面図を示している。また、図１０は、この発明の実施の形態３に係る光送信機におけるレンズユニットを詳細に示す構成図である。また、図１１は、この発明の実施の形態３に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。

図９〜１１において、レンズユニット３を支持する支持部３３のキャリア基板への固着部には、４分の１球状に凸のガイドが設けられており、レンズ部３１、保持部３２および支持部３３は、透明材料で一体成型されている。

また、キャリア基板５の段差面５２には、凹の４分の１球面のガイドが形成されており、その４分の１球面に、紫外線硬化の接着剤６を塗布して、保持部３２を冶具で把持しながら、この凹の４分の１球面と支持部３３の４分の１球状に凸のガイドとを合わせる。

また、保持部３２を冶具で把持しながら、レンズ部３１の位置および角度を調整し、レーザ光源１から出力されたレーザ光の光軸とレンズ部３１の光軸とを合わせ、接着剤６に紫外線を照射することによって接着剤６を固化することで、レンズユニット３とキャリア基板５とが固定される。

なお、図１２に示されるように、レンズユニット３の支持部３３に、レンズユニット３の保持部３２よりも小さな直径の凸状４分の１球面ガイドが形成されてもよい。この場合には、キャリア基板５の段差面５２に形成された凹状４分の１球面ガイドも、凸状４分の１球面ガイドと同様に直径が小さくなる。

実施の形態４．
図１３は、この発明の実施の形態４に係る光送信機を示す構成図である。図１３（ａ）は、平面図を示し、図１３（ｂ）は左側面図を示し、図１３（ｃ）は正面図を示している。また、図１４は、この発明の実施の形態４に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。

図１３、１４において、レンズユニット３を支持する支持部３３のキャリア基板への固着部には、球状に凸のガイドが設けられており、レンズ部３１、保持部３２および支持部３３は、透明材料で一体成型されている。

また、キャリア基板５の段差面５２および第２主面５３には、凹の球面のガイドが形成されており、その球面に、紫外線硬化の接着剤６を塗布して、保持部３２を冶具で把持しながら、この凹の球面と支持部３３の球状に凸のガイドとを合わせる。

また、保持部３２を冶具で把持しながら、レンズ部３１の位置および角度を調整し、レーザ光源１から出力されたレーザ光の光軸とレンズ部３１の光軸とを合わせ、接着剤６に紫外線を照射することによって接着剤６を固化することで、レンズユニット３とキャリア基板５とが固定される。

なお、図１５に示されるように、レンズユニット３の支持部３３に、レンズユニット３の保持部３２よりも小さな直径の凸状球面ガイドが形成されてもよい。この場合には、キャリア基板５の段差面５２に形成された凹状球面ガイドも、凸状球面ガイドと同様に直径が小さくなる。

実施の形態５．
図１６は、この発明の実施の形態５に係る光送信機を示す構成図である。図１６（ａ）は、平面図を示し、図１６（ｂ）は左側面図を示し、図１６（ｃ）は正面図を示している。また、図１７は、この発明の実施の形態５に係る光送信機におけるレンズユニットを詳細に示す構成図である。また、図１８は、この発明の実施の形態５に係る光送信機におけるレンズユニットの取り付け状態を示す説明図である。

図１６〜１８において、レンズユニット３を支持する支持部３３のキャリア基板への固着部には、半円筒形状に凸のガイドが設けられており、レンズ部３１、保持部３２および支持部３３は、透明材料で一体成型されている。

また、キャリア基板５の段差面５２には、凹の半円筒形状のガイドが形成されており、その半円筒形状に、紫外線硬化の接着剤６を塗布して、保持部３２を冶具で把持しながら、この凹の半円筒形状と支持部３３の半円筒形状に凸のガイドとを合わせる。

また、保持部３２を冶具で把持しながら、レンズ部３１の位置および角度を調整し、レーザ光源１から出力されたレーザ光の光軸とレンズ部３１の光軸とを合わせ、接着剤６に紫外線を照射することによって接着剤６を固化することで、レンズユニット３とキャリア基板５とが固定される。

なお、図１９に示されるように、レンズユニット３の支持部３３に、レンズユニット３の保持部３２よりも小さな直径の凸状半円筒形状ガイドが形成されてもよい。この場合には、キャリア基板５の段差面５２に形成された凹状半円筒形状ガイドも、凸状半円筒形状ガイドと同様に直径が小さくなる。

実施の形態６．
図２０は、この発明の実施の形態６に係る光送信機を示す構成図である。図２０（ａ）は、平面図を示し、図２０（ｂ）は左側面図を示し、図２０（ｃ）は正面図を示している。また、図２１は、この発明の実施の形態６に係る光送信機におけるキャリア基板を示す説明図である。

図２０、２１において、キャリア基板５の第２主面５３には、レーザ光源１の光軸（Ｚ方向）に対して垂直な方向に、円筒形状の溝が形成されている。ここで、レンズユニット３の支持部３３の凸状球面ガイドは、キャリア基板５の端部から円筒形状の溝にスライドさせるようにはめ込まれている。

また、円筒形状の溝に接着剤６を注入し、レンズユニット３の保持部３２を治具で把持した状態で、レーザ光源１の光軸とレンズユニットのレンズ部３１の光軸とが一致するようにレンズユニットを位置決めした後に、接着剤６に紫外線を照射して硬化させ、レンズユニット３をキャリア基板５に固着する。

１ レーザ光源、２ サブマウント、３ レンズユニット、４ 光合波器、５ キャリア基板、６ 接着剤、７ パッケージ基板、３１ レンズ部、３２ 保持部、３３ 支持部、４１ 導波路、４２ 光入射口、４３ 光出射口、５１ 第１主面、５２ 段差面、５３ 第２主面。

Claims (11)

1. 複数のレーザ光源と、
   前記複数のレーザ光源に対応して設けられ、レーザ光源から出力されるレーザ光をそれぞれ集光する複数のレンズユニットと、
   前記複数のレンズユニットによって集光されたレーザ光を合波する光合波器と、
   前記複数のレーザ光源、前記複数のレンズユニットおよび前記光合波器を搭載するキャリア基板と、を備え、
   前記複数のレンズユニットのそれぞれは、レーザ光源から出力されるレーザ光を集光するレンズ部と、レンズユニットを支持するための凸状のガイドが設けられた支持部と、を有し、
   前記キャリア基板は、前記複数のレーザ光源が搭載される第１主面と、前記複数のレンズユニットを支持する段差面と、前記光合波器が搭載される第２主面と、を有し、前記段差面および前記第２主面の少なくとも一方に凹状のガイドが設けられ、
   前記複数のレンズユニットのそれぞれは、前記凸状のガイドが前記凹状のガイドに案内され、レーザ光源の光軸と前記レンズ部の光軸とが一致するように位置決めされて、接着剤により前記キャリア基板に固定されている
   光送信機。
2. 前記凸状のガイドおよび前記凹状のガイドは、球状である
   請求項１に記載の光送信機。
3. 前記凸状のガイドおよび前記凹状のガイドは、半球状である
   請求項１に記載の光送信機。
4. 前記凸状のガイドおよび前記凹状のガイドは、４分の１球状である
   請求項１に記載の光送信機。
5. 前記凹状のガイドは、前記段差面および前記第２主面の両方に設けられている
   請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の光送信機。
6. 前記凹状のガイドは、前記第２主面に、レーザ光源の光軸に対して垂直な方向に形成された円筒形状の溝であり、
   前記凸状のガイドは、前記キャリア基板の端部から前記円筒形状の溝にスライドさせるようにはめ込まれている
   請求項１または請求項２に記載の光送信機。
7. 前記レンズ部は、非球面レンズである
   請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の光送信機。
8. 前記複数のレンズユニットのそれぞれは、光学用ガラスで形成されている
   請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の光送信機。
9. 前記接着剤は、硬化収縮率が０．１％以下、または熱膨張係数が５×１０^−６／℃以下である
   請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の光送信機。
10. 複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源に対応して設けられ、レーザ光源から出力されるレーザ光をそれぞれ集光する複数のレンズユニットと、前記複数のレンズユニットによって集光されたレーザ光を合波する光合波器と、前記複数のレーザ光源、前記複数のレンズユニットおよび前記光合波器を搭載するキャリア基板と、を備えた光送信機の製造方法であって、
    前記複数のレンズユニットのそれぞれに設けられた凸状のガイド、または前記キャリア基板の段差面に設けられた凹状のガイドに接着剤を塗布する塗布ステップと、
    レンズユニットの保持部を治具で把持した状態で、前記凸状のガイドを、前記凹状のガイドに接触させ、レーザ光源の光軸とレンズユニットのレンズ部の光軸とが一致するようにレンズユニットを位置決めする第１調整ステップと、
    前記接着剤に紫外線を照射して、前記接着剤を硬化させる硬化ステップと、
    を有する光送信機の製造方法。
11. 前記凹状のガイドは、前記キャリア基板の前記光合波器が搭載される第２主面に、レーザ光源の光軸に対して垂直な方向に形成された円筒形状の溝であり、
    前記塗布ステップおよび前記第１調整ステップに代えて、
    前記凸状のガイドを、前記キャリア基板の端部から前記円筒形状の溝にスライドさせてはめ込む嵌合ステップと、
    前記円筒形状の溝に接着剤を注入する注入ステップと、
    レンズユニットの保持部を治具で把持した状態で、レーザ光源の光軸とレンズユニットのレンズ部の光軸とが一致するようにレンズユニットを位置決めする第２調整ステップと、
    を有する請求項１０に記載の光送信機の製造方法。

Images