JP2019120881A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】安定した封止状態を得ることができる光モジュールを提供する。【解決手段】一実施形態に係る光モジュールは、光素子が搭載されるパッケージ２と、先端がパッケージ２の内部に挿入され、光素子と光結合するＳＭＦ７及びＰＭＦ８と、パッケージ２に接続し、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８が挿入される筒状の光ファイバ導入部３と、光ファイバ導入部３の内部に配置され、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれが搭載される溝１１，１２を有する封止補材１０と、光ファイバ導入部３を封止する半田Ｈと、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、光モジュールに関するものである。

特許文献１には、モールド樹脂でパッケージングされた半導体レーザモジュールが記載されている。この半導体レーザモジュールは、パッケージの内部に搭載されたレーザダイオードと、パッケージに挿入されてレーザダイオードと光結合する光ファイバと、光ファイバを支持固定する光ファイバ支持部材とを備えている。光ファイバは、その先端がパッケージの内部に引き込まれて光ファイバ支持部材によって支持固定されている。光ファイバ支持部材は、モールド樹脂から光ファイバに沿って突出する円筒状支持部材に保持されている。円筒状支持部材は、光ファイバ支持部材を、ゴム状弾性を有する接着剤を介して保持しており、この接着剤によってパッケージが封止されている。

特開平１０−１５４８４９号公報

光モジュールでは、光ファイバの先端がパッケージに挿入されると共に、パッケージは接着剤又は半田等の充填材によって封止されている。充填材は、円筒状支持部材の内部に充填されることによりパッケージの封止を行う。ところで、例えばパッケージに複数の光ファイバが挿入される場合、円筒状支持部材の穴径が大きくなることが想定される。円筒状支持部材の穴径が大きい場合、充填材の量を安定させることが難しくなる。具体的には、充填材の量が多すぎると充填材が他の領域に流れ出す可能性があり、充填材の量が少なすぎると封止が不十分となる可能性がある。従って、円筒状支持部材の内部に充填材を充填して封止を行う光モジュールでは、安定した封止状態を得ることが難しいという問題がある。

本発明は、安定した封止状態を得ることができる光モジュールを提供することを目的とする。

一形態に係る光モジュールは、光素子が搭載されるパッケージと、先端がパッケージの内部に挿入され、光素子と光結合する光ファイバと、パッケージに接続し、光ファイバが挿入される筒状の光ファイバ導入部と、光ファイバ導入部の内部に配置され、光ファイバが搭載される溝を有する封止補材と、光ファイバ導入部を封止する半田と、を備える。

本発明の一形態によれば、安定した封止状態を得ることができる。

図１は、第１実施形態に係る光モジュールの内部構造を示す平面図である。 図２は、図１の光モジュールのパッケージ及び光ファイバ導入部を示す斜視図である。 図３は、図２のパッケージに引き込まれる光ファイバ及びキャピラリを示す図である。 図４は、図３のキャピラリ及び光ファイバを示す正面図である。 図５は、図２の光ファイバ保持部及び封止補材を示す斜視図である。 図６は、図５の封止補材を示す斜視図である。 図７は、図５の封止補材を軸線に垂直な平面で切断したときの断面図である。 図８は、第２実施形態に係る光モジュールの封止補材を示す断面図である。 図９は、第３実施形態に係る光モジュールの封止補材を示す断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光モジュールは、光素子が搭載されるパッケージと、先端がパッケージの内部に挿入され、光素子と光結合する光ファイバと、パッケージに接続し、光ファイバが挿入される筒状の光ファイバ導入部と、光ファイバ導入部の内部に配置され、光ファイバが搭載される溝を有する封止補材と、光ファイバ導入部を封止する半田と、を備える。

この光モジュールでは、筒状の光ファイバ導入部の内部に封止補材が挿入され、封止補材の溝に光ファイバが搭載される。よって、封止補材は溝に光ファイバを搭載した状態で光ファイバ導入部の内部に挿入されるので、封止補材によって光ファイバ導入部の内部の一部を封止することができる。従って、光ファイバ導入部を封止する半田の量を減らすことができ、半田の量を減らしても光ファイバ導入部を確実に封止することができる。その結果、半田の量が多すぎることにより半田がパッケージの内部等の他の領域に流れ出す現象を抑制することができる。また、封止補材の挿入によって半田の量が少なくても確実に封止を行うことができるので、封止が不十分になる可能性を抑えることができる。従って、安定した封止状態を得ることができる。

また、光ファイバ導入部には、複数の光ファイバが挿入され、複数の光ファイバの少なくとも１つは偏波保持ファイバであってもよい。この場合、複数の光ファイバの少なくとも１つとして偏波保持ファイバを用いることができる。また、複数の光ファイバが光ファイバ導入部の内部に挿入される場合、１本の光ファイバが挿入される場合と比較して、光ファイバ導入部の穴径が大きくなる。この穴径が大きい光ファイバ導入部に対しても、封止補材を挿入して光ファイバ導入部の一部を封止することにより、半田の量を減らすことができる。

また、封止補材は、複数の溝を有し、複数の溝のそれぞれには、複数の光ファイバのそれぞれが搭載されてもよい。この場合、光ファイバのそれぞれに対応して溝が設けられる。よって、各溝に各光ファイバを搭載して封止補材を光ファイバ導入部に挿入することができるので、半田の量を減らして安定した封止状態を得ることができる。

また、複数の溝は、共に、光ファイバ導入部の軸線に沿って封止補材の一方の端面から他方の端面まで延びていてもよい。この場合、封止補材の複数の溝のそれぞれが一方の端面から他方の端面まで延びているので、溝の形状を簡易にしつつ複数の光ファイバを搭載することができる。

また、封止補材は、１つの溝を有し、溝は、光ファイバ導入部の軸線に沿って封止補材の一方の端面から他方の端面まで延びていてもよい。この場合、１つの溝に光ファイバを搭載して封止補材を光ファイバ導入部に挿入することにより、光ファイバの本数が１本の場合であっても安定した封止状態を得ることができる。

また、溝は、封止補材の表面から封止補材の内部に延びており、封止補材の軸線に垂直な断面において、表面の溝の幅は、内部の溝の幅よりも狭くてもよい。この場合、表面の溝の幅よりも内部の溝の幅が広いことにより、１つの溝に複数の光ファイバを搭載することができる。また、表面の溝の幅が内部の溝の幅よりも狭い場合には、溝の全体の容積を小さくすることができると共に、封止補材が封止する領域を大きくすることができる。従って、半田の量を更に減らすことができる。

また、光ファイバ導入部は、封止補材を露出する開口を有してもよい。この場合、光ファイバ導入部の開口から封止補材を露出させ、この開口から半田を光ファイバ導入部の内部に導入することができる。

また、パッケージの線膨張係数、光ファイバ導入部の線膨張係数、及び封止補材の線膨張係数は、互いに同一であってもよい。この場合、温度変化等が生じても、パッケージ、光ファイバ導入部及び封止補材の間の伸び歪みを抑制することができる。従って、温度変化等によって封止が不十分になる可能性を低減することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下では、本発明に係る光モジュールの具体例を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の範囲における全て変更が含まれることが意図される。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

図１は、本実施形態に係る光モジュール１の内部構造を示す平面図であり、光モジュール１の内部の各光素子の接続関係を概略的に示している。図２は、光モジュール１の光ファイバ導入部３を拡大した斜視図である。なお、各図では、理解の容易のため、ＸＹＺ直交座標系が示されている。本実施形態において、光モジュール１は、コヒーレント光受信モジュール、すなわち、ＩＣＲ（Integrated Coherent Receiver）である。光モジュール１は、位相変調された受信信号光（以下では信号光という）Ｌ１に局部発振光（以下では局発光という）Ｌ２を干渉させることにより、信号光Ｌ１に含まれる情報を復調する。復調された情報は、電気信号に変換され、光モジュール１の外部に出力される。

光モジュール１は、直方体状のパッケージ２と、パッケージ２に固定される光ファイバ導入部３とを備える。パッケージ２及び光ファイバ導入部３は、互いに同一の材料によって構成されており、例えば、コバール製である。パッケージ２は４つの側壁を有する。パッケージ２の４つの側壁のうち、窓部２ｂを有する側壁２ａには、Ｚ方向に延びる中心軸を有する筒状の光ファイバ導入部３が設けられる。光ファイバ導入部３は、側壁２ａからパッケージ２の外側に突出する。光ファイバ導入部３は、例えば、Ｚ方向に延びる円筒状とされている。光ファイバ導入部３の側面３ａには、Ｙ方向を向く開口３ｂが設けられる。開口３ｂは、光ファイバ導入部３の内部に半田Ｈ（図５参照）を入れるための孔であり、例えば、側面３ａに対して傾斜する傾斜面３ｃを縁部に有する。

光ファイバ導入部３のＺ方向を向く孔３ｄ、及び側壁２ａの窓部２ｂには、光ファイバアレイ５及び封止補材１０が挿入されており、光ファイバアレイ５の先端にはキャピラリ６が設けられる。光ファイバアレイ５は、シングルモードファイバ（Single Mode Fiber：ＳＭＦ）７と、偏波保持ファイバ（PolarizationMaintaining Fiber：ＰＭＦ）８を光ファイバとして含んでいる。ＳＭＦ７は信号光Ｌ１を伝搬し、ＰＭＦ８は局発光Ｌ２を伝搬する。信号光Ｌ１及び局発光Ｌ２は、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれを介してパッケージ２の内部に入力される。封止補材１０については後に詳述する。

パッケージ２の側壁２ａを除く少なくとも１つの側壁には、複数の端子４が設けられる。複数の端子４は、例えば、パッケージ２の各側壁を構成する多層セラミック層（multi-layered ceramics）の最下層から引き出される。複数の端子４には、信号光Ｌ１から生成された電気信号を光モジュール１の外部に取り出す端子、パッケージ２の内部の電子回路にバイアスを供給する端子、及び接地端子等が含まれる。

本実施形態に係る光モジュール１は、信号光Ｌ１と局発光Ｌ２とを干渉させるマルチモード干渉（ＭＭＩ：Multi-Mode Interference）素子２１，２２をパッケージ２の内部に収容する。ＭＭＩ素子２１，２２は、例えば、光９０°ハイブリッドである。ＭＭＩ素子２１，２２は、パッケージ２の内部においてＸ方向に沿って並置されている。また、光モジュール１は、ＭＭＩ素子２１，２２の各信号光入力端とＳＭＦ７とを光学的に結合する光素子として、コリメートレンズ２５ａと、光分波器（Beam Splitter：ＢＳ）２６ａと、偏波分離素子（PolarizationBeam Splitter：ＰＢＳ）２３と、スキュー調整素子２４と、全反射ミラー２８と、半波長（λ／２）板２７とをパッケージ２の内部に収容する。

コリメートレンズ２５ａはＳＭＦ７から出力される信号光Ｌ１の光路上に配置される。コリメートレンズ２５ａは、ＳＭＦ７からの信号光Ｌ１をコリメート光に変換してＢＳ２６ａに出力する。ＢＳ２６ａは、コリメートレンズ２５ａから信号光Ｌ１を受け、信号光Ｌ１を信号光Ｌ１０とモニタ光Ｍ１に分離する。信号光Ｌ１０はＢＳ２６ａを透過する。モニタ光Ｍ１は、ＢＳ２６ａにおいて反射され、信号光Ｌ１の進行方向と直交する方向に進む。モニタ光Ｍ１の光路上にはモニタ用ＰＤ２６ｂが設けられる。モニタ用ＰＤ２６ｂは、モニタ光Ｍ１を受光し、受光したモニタ光Ｍ１の強度に対応した電気信号を出力する。

ＰＢＳ２３は、ＢＳ２６ａを透過した信号光Ｌ１０の光路上に配置される。ＰＢＳ２３は、ＢＳ２６ａと光学的に結合される光入射面を有し、信号光Ｌ１０の一方の偏波成分（例えばＸ偏波成分であってＸＺ平面に含まれる成分）Ｌ１１と、他方の偏波成分（例えばＹ偏波成分であってＹＺ平面に含まれる成分）Ｌ１２とを分岐する。この分岐比は例えば５０％である。一方の偏波成分Ｌ１１は、ＰＢＳ２３を透過してＭＭＩ素子２１の信号光入力端に向かう。他方の偏波成分Ｌ１２は、進行方向をＰＢＳ２３により９０°変換され、全反射ミラー２８に向かう。

スキュー調整素子２４は、ＰＢＳ２３とＭＭＩ素子２１の信号光入力端との間の光路上（すなわち、ＭＭＩ素子２１の信号光入力端の光軸の延長線上）に配置されている。ＰＢＳ２３を透過した一方の偏波成分Ｌ１１は、スキュー調整素子２４を通過する。スキュー調整素子２４は、例えば、Ｓｉ製のブロック材である。スキュー調整素子２４は、偏波成分Ｌ１１の光路長を等価的に長くすることにより、光路長差に起因する一方の偏波成分Ｌ１１に対する他方の偏波成分Ｌ１２の位相遅れを補償する。偏波成分Ｌ１１は、スキュー調整素子２４を通過した後、集光レンズによってＭＭＩ素子２１の信号光入力端に集光される。ＰＢＳ２３が分岐した他方の偏波成分Ｌ１２は、全反射ミラー２８によって進行方向を９０°変換された後、ＭＭＩ素子２２の信号光入力端に向かう。

λ／２板２７は、全反射ミラー２８とＭＭＩ素子２２の信号光入力端との間の光路上に配置されている。全反射ミラー２８によって反射された他方の偏波成分Ｌ１２は、λ／２板２７を通過する。λ／２板２７は、偏波成分Ｌ１２の偏光方向を９０°回転する。よって、λ／２板２７を通過した偏波成分Ｌ１２の偏光方向は、ＰＢＳ２３を透過した偏波成分Ｌ１１の偏光方向と一致する。偏波成分Ｌ１２は、λ／２板２７を通過した後、集光レンズによってＭＭＩ素子２２の信号光入力端に集光される。

光モジュール１は、ＭＭＩ素子２１，２２の各局発光入力端とＰＭＦ８とを光結合する光素子として、コリメートレンズ２５ｂと、偏光子３１と、光分波器（Beam Splitter：ＢＳ）３２と、スキュー調整素子２４と、全反射ミラー２８とをパッケージ２の内部に収容する。コリメートレンズ２５ｂは、ＰＭＦ８と光学的に結合され、ＰＭＦ８から出力される局発光Ｌ２の光路上に配置される。コリメートレンズ２５ｂは、局発光Ｌ２をコリメート光に変換して偏光子３１に出力する。偏光子３１は、コリメートレンズ２５ｂと光学的に結合され、コリメートレンズ２５ｂから出力される局発光Ｌ２の光路上に配置される。偏光子３１は、局発光Ｌ２の偏光方向を整える。これにより、ＰＭＦ８において維持されていた偏光方向がパッケージ２の組み立て時等にずれたとしても、偏光方向が０°又は９０°の偏波成分のみを局発光Ｌ２として抽出できる。

なお、局発光Ｌ２の光源が半導体ＬＤである場合、通常では活性層に平行な成分の偏光が支配的な楕円偏光になる。しかしながら、半導体ＬＤの発振安定性、材料的信頼性、所望の出力波長等を得るために、格子不整合による歪みが活性層に導入されていることがある。そのような半導体ＬＤから出力されるレーザ光は、短軸長が比較的長い楕円偏光となる場合がある。そのような場合においても、偏光子３１が、局発光Ｌ２を楕円偏光から所望の偏光方向（例えばＸＺ平面に含まれる方向）を有する直線偏光に変換する。

ＢＳ３２は、偏光子３１から出力される局発光Ｌ２を二分岐する。この分岐比は５０：５０である。分岐された一方の局発光Ｌ２１は、ＢＳ３２を透過してＭＭＩ素子２１の局発光入力端に向かう。他方の局発光Ｌ２２は、進行方向をＢＳ３２により９０°変換された後、全反射ミラー２８に向かう。スキュー調整素子２４は、ＢＳ３２とＭＭＩ素子２１の局発光入力端との間の光路上（すなわち、ＭＭＩ素子２１の局発光入力端の光軸の延長上）に配置されている。ＢＳ３２を透過した局発光Ｌ２１は、スキュー調整素子２４を通過する。スキュー調整素子２４は、局発光Ｌ２１の光路長を等価的に長くすることにより、光路長差に起因する局発光Ｌ２１に対する局発光Ｌ２２の位相遅れを補償する。局発光Ｌ２１は、スキュー調整素子２４を通過した後、集光レンズによってＭＭＩ素子２２の局発光入力端に集光される。

局発光Ｌ２２は、進行方向を全反射ミラー２８により９０°変換された後、ＭＭＩ素子２２の局発光入力端に向かう。全反射ミラー２８に反射された局発光Ｌ２２の光軸は、ＭＭＩ素子２２の局発光入力端の光軸の延長上に配置される。全反射ミラー２８に反射された局発光Ｌ２２は、集光レンズによってＭＭＩ素子２２の局発光入力端に集光される。

以上のように、パッケージ２の内部に入力された信号光Ｌ１及び局発光Ｌ２は、２つのＭＭＩ素子２１，２２のそれぞれに振り分けられる。ＭＭＩ素子２１，２２は、例えば、インジウムリン（ＩｎＰ）製の半導体基板を用いたフォトダイオード（ＰＤ）集積型である。ＭＭＩ素子２１，２２は、それぞれの入力端に光結合した信号光Ｌ１１，Ｌ１２及び局発光Ｌ２１，Ｌ２２を互いに干渉させることにより、信号光Ｌ１のうち、局発光Ｌ２の位相と同一である信号成分と、局発光Ｌ２とは位相が９０°異なる信号成分とを抽出する。ＭＭＩ素子２１，２２に集積されたＰＤが生成する光電流は、パッケージ２の内部に設けられたアンプ３５によって電圧信号に変換され、複数の端子４のいずれかから出力される。

次に、光モジュール１の光ファイバ導入部３の周辺構造について詳細に説明する。図３は光ファイバアレイ５及びキャピラリ６を示す側面図であり、図４はキャピラリ６の端面６ａに露出する光ファイバアレイ５を示す正面図である。図３及び図４に示されるように、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８は、Ｚ方向に延びており、Ｘ方向に沿って並置されている。キャピラリ６は、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８の先端部を保持する。キャピラリ６は、ジルコニア又はガラス（ホウ珪酸ガラス若しくは石英等）によって構成されている。キャピラリ６の端面６ａは、長方形の端辺が外側に膨らむように円弧状に湾曲した形状となっている。キャピラリ６におけるＳＭＦ７とＰＭＦ８との間隔Ｄは、例えば、２５０μｍ、５００μｍ又は７５０μｍである。

図５は光ファイバ導入部３から露出する封止補材１０を示す斜視図であり、図６は封止補材１０を示す斜視図である。図５及び図６に示されるように、封止補材１０は、光ファイバ導入部３の内部に配置される。封止補材１０の材料の線膨張係数は、パッケージ２の材料の線膨張係数、及び光ファイバ導入部３の材料の線膨張係数の双方と同一であってもよい。また、封止補材１０は、パッケージ２及び光ファイバ導入部３の材料と同一のコバール製であってもよい。封止補材１０は、一対の平坦状の端面１３，１４を備えた円柱状とされている。封止補材１０の外径は、光ファイバ導入部３の内径と同程度、又は光ファイバ導入部３の内径よりも若干小さい。封止補材１０は、光ファイバ導入部３の孔３ｄの一部を塞ぐために設けられ、封止補材１０により、孔３ｄを封止する半田Ｈの量を減らすことが可能となる。

封止補材１０は、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれの素線７ａ，８ａを搭載する溝１１，１２を一対に有する。素線７ａ，８ａは被覆が剥ぎ取られたベアファイバ部であり、このベアファイバ部を溝１１，１２に搭載することにより溝１１，１２を細くすることが可能である。従って、半田Ｈの量を更に減らすことが可能となる。溝１１は素線７ａを搭載し、溝１２は素線８ａを搭載し、溝１１及び溝１２は共に封止補材１０の軸線方向（Ｚ方向）に延在する。溝１１及び溝１２は、共に、封止補材１０の軸線方向の一方側の端面１３から他方側の端面１４まで延びている。溝１１及び溝１２は、例えば、互いに平行となるように直線状に延びている。

図７は、封止補材１０の軸線方向に対して垂直な平面（ＸＹ平面）で封止補材１０を切断したときの断面１０ａを示す図である。図７に示されるように、溝１１及び溝１２は、例えば、断面１０ａの中心１０ｂを通りＹ方向に延びる仮想直線Ａに対して互いに対称となる位置に配置されている。溝１１及び溝１２は、封止補材１０の表面１５（側面）から封止補材１０の内部１６に延びている。なお、封止補材１０の内部１６とは、封止補材１０の中の部分であって表面１５以外の部分を示している。

封止補材１０の断面１０ａにおいて、溝１１の底面１１ａは、ＳＭＦ７の素線７ａの外周に沿った形状とされており、例えば、半円状とされている。底面１１ａが素線７ａの外周に沿った形状とされていることにより、素線７ａと底面１１ａとの間に形成される隙間を小さくすることが可能である。溝１１の深さＥ１は、例えば、断面１０ａの中心１０ｂの位置よりも深い。また、封止補材１０の断面１０ａにおいて、表面１５の溝１１の幅Ｂ１は、内部１６の溝１１の幅Ｂ２と略同一であってもよい。すなわち、溝１１の幅Ｂ１，Ｂ２は、溝１１の深さ方向（Ｙ方向）において均一であってもよい。

溝１１の幅Ｂ１及び幅Ｂ２は、ＳＭＦ７の素線７ａの外径と同一、又は素線７ａの外径よりも若干広い程度となっている。溝１１の深さ方向において幅Ｂ１，Ｂ２が均一である場合には、素線７ａを溝１１に挿入しやすくすることが可能である。溝１２は、例えば、溝１１の底面１１ａと同様の底面１２ａを有し、溝１２の深さＥ２、及び溝１２の幅Ｂ３，Ｂ４は、溝１１の深さＥ１、及び溝１１の幅Ｂ１，Ｂ２のそれぞれと同様とすることが可能である。

次に、封止補材１０を用いてＳＭＦ７及びＰＭＦ８を光モジュール１の内部に引き込む手順について説明する。図２に示されるように、封止補材１０の溝１１にＳＭＦ７の素線７ａを挿入すると共に、封止補材１０の溝１２にＰＭＦ８の素線８ａを挿入し、溝１１，１２のそれぞれに各素線７ａ，８ａを搭載する。次に、素線７ａ，８ａの先端に取り付けられたキャピラリ６をパッケージ２の内部に挿入して固定する。また、溝１１，１２が光ファイバ導入部３の開口３ｂに露出するように封止補材１０のＺ方向の位置を調整する。

そして、図５に示されるように、光ファイバ導入部３の開口３ｂから溝１１，１２に半田Ｈを流し込むと共に、光ファイバ導入部３の孔３ｄから樹脂Ｒを光ファイバ導入部３の内部に流し込み、ＳＭＦ７、ＰＭＦ８及び封止補材１０を光ファイバ導入部３の内部において固定する。樹脂Ｒは、例えば２液性の樹脂であり、エポキシ樹脂３５３ＮＤであってもよい。このように半田Ｈと樹脂Ｒを流し込んで固定を行うことにより、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８の固定、及び光ファイバ導入部３の封止を確実に行うことが可能となる。

次に、本実施形態に係る光モジュール１の作用効果について詳細に説明する。光モジュール１では、筒状の光ファイバ導入部３の内部に封止補材１０が挿入され、封止補材１０の溝１１，１２にＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれの素線７ａ，８ａが搭載される。よって、封止補材１０は溝１１，１２に素線７ａ，８ａを搭載した状態で光ファイバ導入部３の内部に挿入されるので、封止補材１０によって光ファイバ導入部３の内部の一部を封止することができる。

従って、光ファイバ導入部３を封止する半田Ｈの量を減らすことができ、半田Ｈの量を減らしても光ファイバ導入部３を確実に封止することができる。その結果、半田の量が多すぎることにより半田がパッケージ２の内部等の他の領域に流れ出す現象を抑制することができる。また、封止補材１０の挿入によって半田Ｈの量が少なくても確実に封止を行うことができるので、封止が不十分になる可能性を抑えることができる。従って、安定した封止状態を得ることができる。

また、光ファイバ導入部３には、複数の光ファイバが挿入され、複数の光ファイバの少なくとも１つはＰＭＦ８である。このように、複数の光ファイバの少なくとも１つとしてＰＭＦを用いることができる。また、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８が光ファイバ導入部３の内部に挿入される場合、１本の光ファイバが挿入される場合と比較して、光ファイバ導入部３の穴径が大きくなる。この穴径が大きい光ファイバ導入部３に対しても、封止補材１０を挿入して光ファイバ導入部３の一部を封止することにより、半田Ｈの量を減らすことができる。

また、封止補材１０は、複数の溝として溝１１及び溝１２を有し、溝１１及び溝１２のそれぞれには、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれの素線７ａ，８ａが搭載される。すなわち、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれに対応して溝１１，１２が設けられる。よって、溝１１及び溝１２のそれぞれにＳＭＦ７及びＰＭＦ８のそれぞれを搭載して封止補材１０を光ファイバ導入部３に挿入することができるので、半田Ｈの量を減らして安定した封止状態を得ることができる。

特に、本実施形態では、溝１１，１２の幅Ｂ１，Ｂ３及び幅Ｂ２，Ｂ４が素線７ａ，８ａの外径と同一であってもよく、溝１１，１２の深さ方向において幅Ｂ１，Ｂ２（幅Ｂ３，Ｂ４）が均一である。従って、封止補材１０の光ファイバが挿入される領域のみを溝とすることができ、それ以外の領域は空洞とされていないため、溝の容積を必要最小限とすることができる。従って、流し込む半田Ｈの量を必要最小限にすることが可能であるため、前述した効果が一層顕著となる。

また、溝１１及び溝１２は、共に、光ファイバ導入部３の軸線に沿って封止補材１０の一方の端面１３から他方の端面１４まで延びている。よって、封止補材１０の溝１１及び溝１２のそれぞれが一方の端面１３から他方の端面１４まで延びているので、溝１１，１２の形状を簡易にしつつＳＭＦ７及びＰＭＦ８の素線７ａ，８ａを搭載することができる。

また、光ファイバ導入部３は、封止補材１０を露出する開口３ｂを有する。よって、光ファイバ導入部３の開口３ｂから封止補材１０を露出させ、開口３ｂから半田Ｈを光ファイバ導入部３の内部に導入することができる。

また、パッケージ２の線膨張係数、光ファイバ導入部３の線膨張係数、及び封止補材１０の線膨張係数は、互いに同一である。よって、温度変化等が生じても、パッケージ２、光ファイバ導入部３及び封止補材１０の間の伸び歪みを抑制することができる。従って、温度変化等によって封止が不十分になる可能性を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る封止補材４０について図８を参照しながら説明する。封止補材４０は、溝４１の形状、大きさ及び数が第１実施形態の封止補材１０と異なっている。以降の説明では、第１実施形態と重複する説明を適宜省略する。封止補材４０は、１つの溝４１を備えており、溝４１は、例えば１本又は２本の光ファイバの素線を搭載する。溝４１は、光ファイバ導入部３の軸線に沿って延びると共に、封止補材４０の一方の端面から他方の端面にまで延びている。

溝４１は、封止補材４０の表面４５から封止補材４０の内部４６に延びている。封止補材４０の断面４０ａにおいて、溝４１の底面４１ａの形状は、例えば、半円状であるが、適宜変更可能である。溝４１の幅Ｂ３は、１本の光ファイバの素線の幅よりも若干広いか、又は２本の光ファイバの素線の幅と同程度であってもよい。また、幅Ｂ３は溝４１の深さ方向において均一である。

以上、第２実施形態に係る封止補材４０は、１つの溝４１を有し、溝４１は、光ファイバ導入部３の軸線に沿って封止補材４０の一方の端面から他方の端面まで延びている。よって、１つの溝４１に光ファイバの素線を搭載して封止補材４０を光ファイバ導入部３に挿入することにより、光ファイバの本数にかかわらず安定した封止状態を得ることができる。

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る封止補材５０について図９を参照しながら説明する。封止補材５０は、溝５１の形状及び大きさが第２実施形態の封止補材４０と異なっている。封止補材５０は、１つの溝５１を備えており、溝５１は、例えば、２本の光ファイバの素線を搭載する。溝５１は、封止補材５０の表面５５から封止補材５０の内部５６に延びている。封止補材５０の断面５０ａにおいて、表面５５の溝５１の幅Ｂ４は、内部５６の溝５１の幅Ｂ５よりも狭い。具体的には、断面５０ａの中心５０ｂを含む領域における溝５１の幅Ｂ５が表面５５の幅Ｂ４よりも広くなっており、これにより、第２実施形態の溝４１よりも全体の容積が小さい溝５１とすることが可能となる。

以上、第３実施形態に係る封止補材５０において、溝５１は、封止補材５０の表面５５から封止補材５０の内部５６に延びており、封止補材５０の軸線に垂直な断面５０ａにおいて、表面５５の溝５１の幅Ｂ４は、内部５６の溝５１の幅Ｂ５よりも狭い。よって、表面５５の溝５１の幅Ｂ４よりも内部５６の溝５１の幅Ｂ５が広いことにより、１つの溝５１に複数の光ファイバを搭載することができる。また、表面５５の溝５１の幅Ｂ４が内部５６の溝５１の幅Ｂ５よりも狭いことにより、溝５１の全体の容積を小さくすることができると共に、封止補材５０が封止する領域を大きくすることができる。従って、半田Ｈの量を更に減らすことができる。

以上、本発明に係る光モジュールの実施形態について説明したが、本発明は、前述した各実施形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。

前述の実施形態では、コヒーレント光受信モジュール（ＩＣＲ）である光モジュール１について説明したが、光モジュール１の内部に設けられる光素子の種類、数及び配置は適宜変更可能である。また、本発明は、光受信モジュール以外の光モジュールにも適用可能である。すなわち、本発明に係る光モジュールは、ＴＯＳＡ(Transmitter Optical Sub-Assembly)、ＲＯＳＡ（ReceiverOptical Sub-Assembly）、又は、多値変調器と受信器の機能を持たせたシリコンフォトニクスを搭載したモジュールである小型コヒーレントサブアセンブリ（Coherent Optical Sub-Assembly：ＣＯＳＡ）若しくはＴＲＯＳＡ（Transmitter-Receiver Optical Sub Assembly）であってもよい。

また、前述の実施形態では、ＳＭＦ７及びＰＭＦ８を備えた２芯の光ファイバである光ファイバアレイ５について説明したが、１芯又は３芯以上の光ファイバを備えていてもよい。前述したＣＯＳＡ及びＴＲＯＳＡでは、外部（波長可変光源）からの入力光、信号入力光、及び変調出力光の３本の光ファイバを備えるため、光ファイバ導入部の孔の内径が大きくなりやすい。このような場合であっても、本発明では、封止補材を備えることによって半田の量を減らすことができるため、安定した封止状態が得られ、製造性及び信頼性においても安定な状態が得られる。

また、前述の実施形態では、１つ又は２つの溝を備えた封止補材について説明したが、封止補材の溝の数は３つ以上であってもよい。更に、封止補材の溝の形状、大きさ、数及び配置態様についても適宜変更可能である。

１…光モジュール、２…パッケージ、２ａ…側壁、２ｂ…窓部、３…光ファイバ導入部、３ａ…側面、３ｂ…開口、３ｃ…傾斜面、３ｄ…孔、４…端子。５…光ファイバアレイ、６…キャピラリ、６ａ…端面、７…ＳＭＦ（光ファイバ）、７ａ，８ａ…素線、８…ＰＭＦ（光ファイバ）、１０，４０，５０…封止補材、１０ａ，４０ａ，５０ａ…断面、１０ｂ，５０ｂ…中心、１１，１２，４１，５１…溝、１１ａ，１２ａ…底面、１３，１４…端面、１５，４５，５５…表面、１６，４６，５６…内部、２１，２２…ＭＭＩ素子、２３…ＰＢＳ、２４…スキュー調整素子、２５ａ，２５ｂ…コリメートレンズ、２６ａ…ＢＳ、２６ｂ…モニタ用ＰＤ、２７…λ／２板、２８…全反射ミラー、３１…偏光子、３２…ＢＳ、３５…アンプ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５…幅、Ｄ…間隔、Ｈ…半田、Ｌ１，Ｌ１０…信号光、Ｌ１１，Ｌ１２…偏波成分（信号光）、Ｌ２，Ｌ２１，Ｌ２２…局発光、Ｍ１…モニタ光、Ｒ…樹脂。

Claims (8)

1. 光素子が搭載されるパッケージと、
   先端が前記パッケージの内部に挿入され、前記光素子と光結合する光ファイバと、
   前記パッケージに接続し、前記光ファイバが挿入される筒状の光ファイバ導入部と、
   前記光ファイバ導入部の内部に配置され、前記光ファイバが搭載される溝を有する封止補材と、
   前記光ファイバ導入部を封止する半田と、
   を備える光モジュール。
2. 前記光ファイバ導入部には、複数の前記光ファイバが挿入され、
   複数の前記光ファイバの少なくとも１つは偏波保持ファイバである、
   請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記封止補材は、複数の前記溝を有し、
   複数の前記溝のそれぞれには、複数の前記光ファイバのそれぞれが搭載される、
   請求項１又は２に記載の光モジュール。
4. 複数の前記溝は、共に、前記光ファイバ導入部の軸線に沿って前記封止補材の一方の端面から他方の端面まで延びている、
   請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記封止補材は、１つの前記溝を有し、
   前記溝は、前記光ファイバ導入部の軸線に沿って前記封止補材の一方の端面から他方の端面まで延びている、
   請求項１又は２に記載の光モジュール。
6. 前記溝は、前記封止補材の表面から前記封止補材の内部に延びており、
   前記封止補材の前記軸線に垂直な断面において、前記表面の前記溝の幅は、前記内部の前記溝の幅よりも狭い、
   請求項４又は５に記載の光モジュール。
7. 前記光ファイバ導入部は、前記封止補材を露出する開口を有する、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の光モジュール。
8. 前記パッケージの線膨張係数、前記光ファイバ導入部の線膨張係数、及び前記封止補材の線膨張係数は、互いに同一である、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の光モジュール。

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