JP2019186554A - 光送信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの位置ずれが生じることを抑制した光送信モジュールを提供する。
【解決手段】半導体レーザチップ４０と、主面に半導体レーザチップ４０が搭載されたサブキャリア３０と、半導体レーザチップ４０の光軸方向に交差する第１方向に面し、サブキャリアが搭載された第１上面２１、第１方向に面し、第１上面２１よりも半導体レーザチップ４０の光軸Ｓから離れた位置に設けられた第２上面２２、及び、第１上面２１と第２上面２２とを接続する接続面２３を含むキャリア２０と、第２上面２２に接着剤Ａによって固定され、半導体レーザチップ４０からの出射光が入射されるレンズ６０と、を備え、光軸方向において、接続面２３は、サブキャリア３０における半導体レーザチップ４０の出射側の端面３３よりも、半導体レーザチップ４０の出射側に対向する方向に設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光送信モジュールに関する。

特許文献１には、光通信システムに使用されるレーザダイオード（ＬＤ）モジュールが開示されている。このＬＤモジュールは、ＬＤパッケージを含んでいる。ＬＤパッケージは、Ｆｅ系材料から形成されたベースと、ベースに固定されたキャリアと、キャリア上に搭載されたＬＤとを含んでいる。

特開２００１−２８１５０１号公報

例えば、光送信モジュールにおいて、キャリア上に半導体レーザチップ及びレンズが配置される場合、半導体レーザチップが搭載されたサブキャリアがキャリア上に搭載されるとともに、レンズが接着剤によってキャリア上に固定されることが考えられる。この場合、レンズを固定する接着剤がサブキャリアの端面まで延在していると、接着剤の硬化に伴い該接着剤が収縮することによって、レンズの位置がずれる虞がある。

本発明は、レンズの位置ずれが生じることを抑制した光送信モジュールを提供することを目的とする。

一形態の光送信モジュールは、半導体レーザチップと、主面に半導体レーザチップが搭載された第１キャリアと、半導体レーザチップの光軸方向に交差する第１方向に面し、第１キャリアが搭載された第１面、第１方向に面し、第１面よりも半導体レーザチップの光軸から離れた位置に設けられた第２面、及び、第１面と第２面とを接続する接続面を含む第２キャリアと、第２面に樹脂系接着剤によって固定され、半導体レーザチップからの出射光が入射されるレンズと、を備え、光軸方向において、接続面は、第１キャリアにおける半導体レーザチップの出射側の端面よりも、半導体レーザチップの出射側に対向する方向に設けられている。

一形態の光送信モジュールによれば、レンズの位置ずれを抑制することができる。

一実施形態に係る光送信モジュールを示す斜視図である。 キャップが外された状態の光送信モジュールを示す斜視図である。 光送信モジュールを部分的に拡大した断面図である。 レンズを示す斜視図である。 レンズを示す断面斜視図である。 光送信モジュールの断面図である。 光送信モジュールが使用されたＴＯＳＡを示す斜視図である。 比較例に係る光送信モジュールを部分的に拡大した断面図である。 比較例に係る光送信モジュールを部分的に拡大した断面図である。 他の実施形態に係る光送信モジュールを部分的に拡大した断面図である。 さらに他の実施形態に係るレンズを示す断面図である。 さらに他の実施形態に係るレンズを示す斜視図である。

［本願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。本発明の一実施形態に係る光送信モジュールは、半導体レーザチップと、主面に半導体レーザチップが搭載された第１キャリアと、半導体レーザチップの光軸方向に交差する第１方向に面し、第１キャリアが搭載された第１面、第１方向に面し、第１面よりも半導体レーザチップの光軸から離れた位置に設けられた第２面、及び、第１面と第２面とを接続する接続面を含む第２キャリアと、第２面に樹脂系接着剤によって固定され、半導体レーザチップからの出射光が入射されるレンズと、を備え、光軸方向において、接続面は、第１キャリアにおける半導体レーザチップの出射側の端面よりも、半導体レーザチップの出射側に対向する方向に設けられている。

このような光送信モジュールでは、光軸方向において、第１キャリアにおける半導体レーザチップの出射側の端面よりも、半導体レーザチップの出射側に対向する方向に接続面が設けられているため、第２キャリアの接続面は第１キャリアの端面よりも後退する。そのため、レンズが固定される第２面において第２キャリアの接続面からレンズまでの間に長い距離を確保することが可能となる。これにより、第２面上に塗布された接着剤が接続面に到達することが抑制される。したがって、接着剤の収縮によるレンズの位置ずれを抑制することができる。

レンズは、レンズ本体部分と、レンズ本体部分の周縁を囲むフランジ部分と、フランジ部分の周縁の少なくとも一部に設けられ、第２キャリアの第２面に固定される固定部分と、を含み、光軸方向において、固定部分はフランジ部分から突出していてもよい。この構成では、固定部分における第２面に対面する面積を大きくすることができるので、第２面に対して固定部分を強固に固定することができる。

固定部分は、レンズの光軸方向に延びるスリットを有していてもよい。この構成では、スリットに接着剤が入り込むことによって、光軸方向に交差する第２面に沿った方向に働く外力に対するレンズの接着の耐久性を向上させることができる。

固定部分は、光軸方向の一方側のみにフランジ部分から突出していてもよい。この構成では、光軸方向の他方側においてレンズを自由に設計できる。例えば、入射面側のみに固定部分を突出させた場合、出射面側のレンズ本体部分の径を大きくすることができる。この場合、レンズ外形のサイズを変えずに、コリメート光の径を大きくすることができる。

レンズは樹脂レンズであってもよい。この構成では、レンズを容易に製造することができる。

レンズは、半導体レーザチップからの出射光が入射される、曲率を有する第１領域と、入射された出射光が出射する、曲率を有する第２領域と、を含み、第１方向において、第２面から第１領域までの距離は、第２面から第２領域までの距離よりも大きい。この構成では、仮に、第２面上に塗布された接着剤が接続面に到達したとしても、出射光が入射される第１領域に接着剤が到達することが抑制される。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光送信モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれら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意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る光送信モジュールを示す斜視図である。図２は、キャップが外された状態の光送信モジュールを示す斜視図である。図３は、光送信モジュールを部分的に拡大した断面図である。図面には適宜ＸＹＺ直交座標系が示されている。以下、Ｘ軸方向を光軸方向として、Ｚ軸方向を上下方向として、Ｙ軸方向を左右方向として説明する場合がある。光送信モジュール１は、ＣＡＮパッケージ４を備えている。ＣＡＮパッケージ４は、ステム３とキャップ５とを有する。ステム３とキャップ５とは互いに抵抗溶接により接合されており、ＣＡＮパッケージ４の内部の空間は気密に保たれている。ステム３は、略円形板状をなしており、ＣＡＮパッケージ４の内部空間に面する主面３ａを有している。ＣＡＮパッケージ４には複数のリードピン６が設けられている。複数のリードピン６は、ステム３を貫通しており、給電、接地及び電気信号の入出力端子として利用される。キャップ５は、略円筒状をなしており、軸方向の一端に側壁７を有している。側壁７の中央には、円形状の開口７ａが形成されている。ＳＦＰ（Small Form-factor Pluggable）、ＳＦＰ＋等の小型光トランシーバに搭載される場合、ＣＡＮパッケージの直径（外径サイズ）は、一例として５．６ｍｍであってよい。

ＣＡＮパッケージ４の内部には、熱電変換素子１１、サブキャリア（第１キャリア）３０、キャリア（第２キャリア）２０、半導体レーザチップ４０、モニタフォトダイオードモニタＰＤ）５０、及び、レンズ６０が収容されている。

熱電変換素子１１は、例えばペルチェ素子である。熱電変換素子１１は、供給電流の方向に応じて、一方面が吸熱面又は放熱面の一方となり、他方面が吸熱面又は放熱面の他方となる。熱電変換素子１１は、一対の板状体１３，１５の間に設けられている。熱電変換素子は、板状体１３を介してステム３の主面３ａ上に設けられている。これらの板状体１３，１５は、絶縁性材料（例えば、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３）によって構成されている。ＣＡＮパッケージ４内に熱電変換素子１１が内蔵されていることによって、半導体レーザチップ４０の温度が一定に保たれる。例えば、半導体レーザチップ４０の温度は、−４０℃〜８０℃といった広い温度範囲で調整される。

サブキャリア３０は、矩形板状をなしており、例えば、絶縁性材料（例えば、ＡｌＮ等のセラミックス）によって形成されている。サブキャリア３０の上面（主面）３１には、光軸Ｓの方向（光軸方向）に光を出射する半導体レーザチップ４０が搭載されている。半導体レーザチップ４０は、レーザダイオードと光変調器とが共通基板上に集積されたモノリシック構造を有する。サブキャリア３０にはメタライズによって高周波配線４２が形成されている。この高周波配線４２は、ステム３の主面３ａに配置されたセラミック基板４５上にメタライズで形成された高周波配線４５ａと電気的に接続されている。例えば高周波配線４２と高周波配線４５ａとは、直径２５μｍのＡｕワイヤによって互いに接続され得る。また、図示例においては、サブキャリア３０の上面には、サーミスタ４６、コンデンサ４７が搭載されている。

キャリア２０は、板状体１５上に配置されている。キャリア２０は、サブキャリア３０と同じ絶縁性材料によって構成されている。キャリア２０は、上面に突出部２０ａを有している。すなわち、キャリア２０は、第１上面（第１面）２１、第２上面（第２面）２２、及び、第１上面２１と第２上面２２とを接続する接続面２３を含む。第１上面２１及び第２上面２２は、光軸方向に交差する第１方向（Ｚ軸方向）に面している。第２上面２２は、第１上面２１よりも光軸Ｓから離れた位置に形成されている。すなわち、第２上面２２の光軸Ｓからの距離は、第１上面２１の光軸Ｓからの距離よりも大きい。また、第２上面２２は、第１上面２１よりも低い位置に形成されている。図示例では、第１上面２１及び第２上面２２は、いずれも平坦面となっており、接続面２３は第１上面２１及び第２上面２２に対して垂直に延在している。なお、接続面２３と第２上面２２との境は、なめらかに湾曲していてもよい。キャリア２０の第１上面２１には、サブキャリア３０が搭載されている。

モニタＰＤ５０は、半導体レーザチップ４０の出射光をモニタする。図示例では、モニタＰＤ５０は、板状体１５上であって、半導体レーザチップ４０の後方の位置に配置されている。モニタＰＤ５０は、半導体レーザチップ４０の後方に出射される背面光を受光する。

レンズ６０は、キャリア２０の第２上面２２上に接着剤Ａによって固定されている。レンズ６０には、半導体レーザチップ４０からの出射光Ｌａが入射される。一例として、レンズ６０は表面実装型の樹脂レンズである。本実施形態における接着剤Ａは、紫外線硬化樹脂からなる樹脂系接着剤である。レンズ６０は、例えば、半導体レーザチップ４０からの出射光Ｌａをコリメート光に変換するコリメートレンズである。例えば、１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network）等の複合デバイスでは、光送信モジュール１からの出射光をコリメート光とすることで光学設計、フィルタ設計等が容易となる。

図４はレンズを示す斜視図である。図５はレンズを示す断面斜視図である。レンズ６０は、略直方体形状をなしており、レンズ本体部分６１と、フランジ部分６３と、固定部分６５とを含んでいる。レンズ本体部分６１は、非球面レンズであり、半導体レーザチップ４０から出射される光が入射される入射面（第１領域）６１ａと、入射面６１ａに入射された光が出射する出射面（第２領域）６１ｂとを有する（図５参照）。入射面６１ａ及び出射面６１ｂはいずれも曲面となっている。図示例のレンズ６０では、入射面６１ａの曲面における曲率は、出射面６１ｂの曲面における曲率より小さくなっている。つまり、入射面６１ａの曲面における曲率半径は、出射面６１ｂの曲面における曲率半径よりも大きくなっている。これは、入射面６１ａと半導体レーザチップ４０の出射端との距離Ｌ１が狭いためであり、さらに、出射面６１ｂが光束をコリメートにするためである。

フランジ部分６３は板状をなしており、光軸方向から見てレンズ本体部分６１の周縁を囲んでいる。フランジ部分６３は、光軸方向から見て矩形をなしており、図示例では、正方形状をなしている。レンズ本体部分６１は、フランジ部分６３の中央に配置されている。レンズ本体部分６１における入射面６１ａ及び出射面６１ｂを構成する曲面は、フランジ部分６３から光軸方向に突出している。なお、出射面６１ｂは、入射面６１ａよりも光軸方向に大きく突出している。これは、入射面６１ａの有効径よりも出射面６１ｂの有効径の方が大きいためである。

固定部分６５は、キャリア２０の第２上面２２に対して接着剤Ａによって固定される部分である。固定部分６５は、フランジ部分６３の周縁の少なくとも一部に形成されている。本実施形態では、光軸方向から見てフランジ部分６３における周縁の全周を囲むように、４つの固定部分６５が形成されている。４つの固定部分６５のうちの第２上面２２に対面する一の固定部分６５が、接着剤Ａによって第２上面２２に固定されている。固定部分６５から入射面６１ａの外縁までの距離は、固定部分６５から出射面６１ｂの外縁までの距離よりも大きい。すなわち、Ｚ軸方向において、第２上面２２から入射面６１ａまでの距離は、第２上面２２から出射面６１ｂまでの距離よりも大きい。

本実施形態では、光軸方向から見てフランジ部分６３が正方形状をなしているので、フランジ部分６３の４つの側面に形成された各固定部分６５同士に実質的な差異はない。以下、第２上面２２に対面する固定部分６５について説明する。固定部分６５は、下面６５ａと一対の傾斜面６５ｂ，６５ｃとを有する。下面６５ａは、第２上面２２に対面する面であり、矩形状をなしている。レンズ６０の光軸方向において、固定部分６５の下面６５ａはフランジ部分６３の幅より大きい幅を有する。すなわち、レンズ６０の光軸方向において、固定部分６５はフランジ部分６３から突出している。換言すると、固定部分６５に対してフランジ部分６３が凹状に形成されている。一対の傾斜面６５ｂ、６５ｃは、光軸方向における下面６５ａの端縁とフランジ部分６３とを接続する。図３に示すように、断面視において、固定部分６５は台形状をなしており、傾斜面６５ｂ、６５ｃは下面６５ａに対して一定の角度をもって傾斜している。

一例として、光軸方向から見た場合のレンズ６０の外形サイズは、０．６ｍｍ角、１ｍｍ角、１．５ｍｍ角、０．６ｍｍ×１．０ｍｍ長方形などであってよい。光軸方向におけるレンズ６０の厚みは、約０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度であり、焦点距離の設計によって決定される。また、傾斜面６５ｂ，６５ｃのぞれぞれと下面６５ａとのなす角度、及び、固定部分６５の高さ６５Ｈは、任意に設計され得る。一例として、傾斜面６５ｃと下面６５ａとのなす角度は約４５°であり、固定部分６５の高さ６５Ｈは、約５０μｍであってよい。

続いて、接続面２３を含む各構成について更に詳しく説明する。光軸方向において、接続面２３は、サブキャリア３０における半導体レーザチップ４０の出射側の端面４３よりも、半導体レーザチップ４０の出射側に対向する方向に設けられる。すなわち、接続面２３は、サブキャリア３０におけるレンズ６０に面する端面３３よりも、レンズ６０から離れる方向に後退している。すなわち、光軸方向（Ｘ軸方向）において、キャリア２０の接続面２３からレンズ６０の入射面６１ａまでの距離は、サブキャリア３０の端面３３からレンズ６０の入射面６１ａまでの距離よりも大きい。一例として、キャリア２０の接続面２３からレンズ６０の入射面６１ａまでのＸ軸方向に沿った距離は、０．０５ｍｍから０．３０ｍｍの間の距離であってもよい。

本実施形態では、光送信モジュール１から出射されるコリメート光の直径のサイズが、例えば０．５ｍｍ程度と小さく設計され得る。この場合、半導体レーザチップ４０のＮＡ（Numerical Aperture）、コリメートレンズ設計（非球面形状と厚み）、及び、光軸方向における半導体レーザチップ４０の出射位置からレンズ６０の入射面６１ａまでの距離（以下、距離Ｌ１という場合がある）に基づいて光送信モジュール１が設計され得る。

一例として、半導体レーザチップ４０のＮＡを０．４５、レンズ６０の屈折率（Ｎｄ）を１．５１、レンズ６０の外径（Ｚ軸方向及びＹ軸方向の長さ）を１ｍｍ角、レンズ本体部分６１の厚みＬ５を０．５５ｍｍ、距離Ｌ１を０．１５ｍｍとする。レンズ６０を接着するための接着剤Ａの厚みＬ４が例えば０．０５ｍｍである場合、キャリア２０の第２上面２２から光軸Ｓまでの距離は０．５５ｍｍである。半導体レーザチップ４０を搭載するサブキャリア３０のＺ軸方向の厚みは、高周波設計の観点から０．２ｍｍとなっている。また、キャリア２０における第１上面２１は、第２上面２２よりもＺ軸方向に０．２５ｍｍ高い位置に形成されている。半導体レーザチップ４０のＺ軸方向の厚みは０．１ｍｍとなっている。これにより、キャリア２０の第２上面２２から半導体レーザチップ４０の出射位置までの高さは、０．５５ｍｍとなる。

一例として、半導体レーザチップ４０は、光軸方向においてサブキャリア３０の端面３３から０．０５ｍｍ後方にシフトした位置に実装される。したがって、サブキャリア３０の端面３３からレンズ６０の入射面６１ａまでの距離Ｌ２は、距離Ｌ１−０．０５ｍｍで示され、０．１０ｍｍとなる。さらに、各部品の実装精度と、レンズ６０を調芯するためのクリアランスとの合計が±０．０５ｍｍであるとして、距離Ｌ２の最小値Ｌ２_ｍｉｎは、距離Ｌ２−０．０５ｍｍで示され、０．０５ｍｍとなる。キャリア２０の接続面２３の位置は、サブキャリア３０の端面３３よりも、レンズ６０から離れる方向に距離Ｌ３だけ後退している。各部品の公差、実装精度、レンズ６０の調芯クリアランス等を考慮すると、距離Ｌ３は例えば０．２ｍｍであってよい。すなわち、距離Ｌ２が平均的な値であれば、接続面２３からレンズ６０までの距離は０．３ｍｍとなる。

続いて、レンズ６０の固定方法について説明する。まず、接着剤Ａをキャリア２０の第２上面２２上の所定の位置に塗布する。当該所定の位置は、レンズ６０の固定が予定されている位置である。続いて、レンズ６０を当該所定の位置に配置する。これにより、レンズ６０の下面６５ａと第２上面２２との間に接着剤Ａが充填される。また、レンズ６０の下面６５ａから上側に約０．１５ｍｍの高さまで四方に広がるフィレットが形成される。すなわち、固定部分６５の傾斜面６５ｂ，６５ｃは接着剤Ａによって覆われる。続いて、レンズ６０の調芯を行う。例えば、レンズ６０からの出射光が所望のコリメート光になるように、レンズ６０の位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に±２０μｍ程度の範囲で微調芯する。続いて、調芯によって出射光がコリメート光になった状態でレンズ６０の位置を固定して、紫外線を接着剤Ａに照射する。これにより、レンズ６０を仮固定する。続いて、約１２０℃のベーク炉において接着剤Ａを熱硬化し、レンズ６０を本固定する。以上の工程によって、レンズ６０がキャリア２０に固定される。

図６は光送信モジュールの断面図である。図６に示すように、レンズ６０からコリメート光が出射される場合、キャップ５の開口７ａに集光レンズ８を配置することによって、ＣＡＮパッケージ４から収束光を出力することができる。また、レンズ６０からコリメート光が出射される場合、キャップ５の開口７ａに平窓を配置することによって、ＣＡＮパッケージ４からコリメート光を出力することができる。

図７は光送信モジュールが使用されたＴＯＳＡを示す斜視図である。本実施形態における光送信モジュール１は、ジョイント７０を介して、スタブが内蔵されたスリーブ７１と接続されることによって、送信モジュール（ＴＯＳＡ）１００として使用され得る。また、受信デバイスと組み合わせて双方向モジュール（ＢＯＳＡ）として使用され得る。さらに、互いに波長の異なる複数の光送信モジュール１を並設し、フィルタ、ミラー等の光学部品で合波することによって集積モジュールとして使用され得る。例えば１０Ｇｂｐｓの光送信モジュールを４つ並べて４０Ｇｂｐｓの集積モジュールとしてもよい。２５Ｇｂｐｓの光送信モジュールを２つ並べて５０Ｇｂｐｓの集積モジュールとしてもよい。２５Ｇｂｐｓの光送信モジュールを３つ並べて７５Ｇｂｐｓの集積モジュールとしてもよい。２５Ｇｂｐｓの光送信モジュールを４つ並べて１００Ｇｂｐｓの集積モジュールとしてもよい。

図８及び図９は、比較例に係る光送信モジュールを部分的に示す断面図である。比較例に係る光送信モジュール９１では、光軸方向におけるキャリア１２０の接続面１２３の位置がサブキャリア３０の端面３３と一致している点において、上記実施形態の光送信モジュール１と相違している。半導体レーザチップ４０の出射位置からレンズ１６０までの距離は、レンズ１６０の焦点距離に依存する。そのため、サブキャリア３０のレンズ１６０に向いた端面３３からレンズ１６０までの距離もレンズ１６０の焦点距離に依存する。装置全体の小型化のためにサブキャリア３０からレンズ１６０までの距離が小さい場合、端面３３と接続面１２３とが面一になっていると、接続面１２３からレンズ１６０までの距離も小さくなるため、レンズ１６０の調芯中に樹脂系接着剤がキャリア１２０の接続面１２３に付着する虞がある。さらに、図８において矢印で示すように、毛細管現象によって接着剤Ａがキャリア１２０及びサブキャリア３０とレンズ１６０との隙間を上昇し、レンズ１６０の入射面６１ａ、サブキャリア３０の端面３３、半導体レーザチップ４０の端面等に付着することも考えられる。キャリア１２０の接続面１２３又はサブキャリア３０の端面３３に付着した状態で接着剤Ａが固定されてしまうと、ベーク炉を用いた本固定の際に、接着剤Ａの熱収縮によりレンズ１６０の位置が微小変動する場合がある。この場合、レンズ１６０が左右上下にずれて光軸が傾くことが考えられる。また、レンズ１６０が前後方向にずれた場合には、コリメート光の質が劣化する。すなわち、コリメート形状が僅かに発散又は収束することがある。また、光送信モジュールの信頼性試験（温度サイクル試験）の際に、接着剤Ａの熱収縮が繰り返されることによって、レンズ６０の位置が微小変動し、コリメート光の質が劣化することがある。

本実施形態における光送信モジュール１では、キャリア２０の接続面２３がサブキャリア３０の端面３３よりもレンズ６０から離れる方向に後退しているので、キャリア２０の接続面２３からレンズ６０まで間に任意の長い距離を確保することが可能となる。このようにキャリア２０の接続面２３がサブキャリア３０の端面３３よりも引っ込んでいることによって、接着剤Ａが接続面２３に到達することが抑制される。したがって、接着剤Ａの収縮によるレンズ６０の位置ずれを抑制することができる。

また、比較例に係る光送信モジュール９１では、キャリア１２０の接続面１２３に対する接着剤Ａの付着を防ぐために、接着剤Ａの量を低減させることが考えられる。しかしながら、この場合には、適切なフィレットが形成されない。すなわち、接着剤Ａが、図９に示すような不適切なくびれ形状となり、接着強度が低下し得る。また、比較例のレンズ１６０では、フランジ部分６３よりも光軸方向に突出した固定部分が形成されておらず、光軸方向におけるレンズ１６０の下面の長さが例えば０．３ｍｍと小さくなっている。そのため、適正なフィレット状態であっても接着強度が小さい場合がある。

本実施形態のレンズ６０は、レンズ６０の光軸方向において、フランジ部分６３の幅より大きい幅を有する固定部分６５を有している。この構成では、固定部分６５における第２上面２２に対面する面積を大きくすることができるので、第２上面２２に対して固定部分６５を強固に固定することができる。また、接着剤Ａが固定部分６５を覆うようにフィレットを形成することができるので、レンズ６０をより強固に固定することができる。

また、Ｙ軸方向において、第２上面２２から入射面６１ａまでの距離は、第２上面２２から出射面６１ｂまでの距離よりも大きい。この構成では、仮に、第２上面２２上に塗布された接着剤が接続面２３に到達したとしても、入射面６１ａにまで接着剤が到達することが抑制される。

以上、実施の形態について図面を参照して詳述したが、寸法、材料、形状等の具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。

例えば、図１０に示すように、他の形態に係る光送信モジュール２０１では、コリメート光を出射するレンズ６０に代えて、他のレンズ２６０を用いてもよい。図１０の例において、レンズ２６０は、レンズ本体部分２６１、フランジ部分６３及び固定部分６５を有している。レンズ本体部分２６１は、半導体レーザチップ４０からの出射光Ｌａを収束させる集光レンズとなっている。この場合、キャップ５の開口７ａに平窓を配置することによって、ＣＡＮパッケージ４から収束光を出力することができる。

また、さらに他の光送信モジュールでは、レンズ６０に代えて、図１１に示すレンズ３６０が用いられてもよい。図１１に示すレンズ３６０は、略直方体形状をなしており、レンズ本体部分３６１と、フランジ部分３６３と、固定部分３６５とを含んでいる。レンズ本体部分３６１は、非球面レンズであり、半導体レーザチップ４０から出射される光が入射される入射面３６１ａと、入射面３６１ａに入射された光が出射する出射面３６１ｂとを有する。入射面３６１ａ及び出射面３６１ｂはいずれも曲面となっている。入射面３６１ａの曲面における曲率は、出射面３６１ｂの曲面における曲率よりも小さくなっている。この構成では、レンズの出射面からコリメート光が出射される場合に、該コリメート光の径を大きくすることができる。

フランジ部分３６３は板状をなしており、光軸方向から見てレンズ本体部分３６１の周縁を囲んでいる。フランジ部分３６３は、光軸方向から見て矩形をなしており、図示例では、正方形状をなしている。レンズ本体部分３６１は、フランジ部分３６３の中央に配置されている。光軸方向において、フランジ部分３６３の厚みは上記実施形態におけるフランジ部分６３の厚みよりも大きくなっている。そのため、出射面３６１ｂ側では、フランジ部分３６３がそのまま下面３６５ａに接続されている。固定部分３６５は、下面３６５ａと、入射面３６１ａ側に突出する傾斜面３６５ｂとを有する。すなわち、固定部分３６５は、光軸方向の一方側のみにフランジ部分３６３から突出している。傾斜面３６５ｂの構成は、傾斜面６５ｂと同様である。

また、図１２に示すように、レンズ４６０の光軸方向に延びるスリット４６５ｄを固定部分４６５に形成してもよい。図１２に示す例では、レンズ４６０は、レンズ本体部分６１とフランジ部分６３と固定部分４６５とを有する。固定部分４６５の構成は、スリット４６５ｄが形成されていることを除いて、固定部分６５と同じである。すなわち、固定部分４６５は、傾斜面４６５ｃを有する。固定部分４６５のスリット４６５ｄは、固定部分３６５の光軸方向の端部からフランジ部分６３の位置まで形成されている。一例として、スリット４６５ｄは左右方向の中央に形成されている。なお、図１２には示されていないが、固定部分４６５は入射面側にも突出しており、スリット４６５ｄは入射面側にも形成されている。スリット４６５ｄが形成されることによって、フランジ部分６３の位置から突出した傾斜面４６５ｃを含む部分が光軸に交差する方向（左右方向）に分割されている。この構成では、スリット４６５ｄ内に接着剤が入り込むことによって、光軸方向に交差する平面方向に外力が働いたとしても、当該外力に対するレンズ４６０の耐久性を向上させることができる。

また、レンズが樹脂によって形成されている例を示したが、例えばレンズはガラスによって形成されてもよい。なお、レンズが樹脂によって形成される場合には、レンズの製造コストが低減されやすい。

１…光送信モジュール、２０…キャリア（第２キャリア）、２１…第１上面、２２…第２上面、２３…接続面、３０…サブキャリア（第１キャリア）、３１…上面、３３…端面、４０…半導体レーザチップ、４３…端面、６０…レンズ、６１…レンズ本体部分、６３…フランジ部分、６５…固定部分。

Claims (6)

1. 半導体レーザチップと、
   主面に前記半導体レーザチップが搭載された第１キャリアと、
   前記半導体レーザチップの光軸方向に交差する第１方向に面し、前記第１キャリアが搭載された第１面、前記第１方向に面し、前記第１面よりも前記半導体レーザチップの光軸から離れた位置に設けられた第２面、及び、前記第１面と前記第２面とを接続する接続面を含む第２キャリアと、
   前記第２面に樹脂系接着剤によって固定され、前記半導体レーザチップからの出射光が入射されるレンズと、を備え、
   前記光軸方向において、前記接続面は、前記第１キャリアにおける前記半導体レーザチップの出射側の端面よりも、前記半導体レーザチップの出射側に対向する方向に設けられている、光送信モジュール。
2. 前記レンズは、レンズ本体部分と、前記レンズ本体部分の周縁を囲むフランジ部分と、前記フランジ部分の周縁の少なくとも一部に設けられ、前記第２キャリアの前記第２面に固定される固定部分と、を含み、
   前記光軸方向において、前記固定部分は前記フランジ部分から突出している、請求項１に記載の光送信モジュール。
3. 前記固定部分は、前記光軸方向に延びるスリットを有する、請求項２に記載の光送信モジュール。
4. 前記固定部分は、前記光軸方向の一方側のみに前記フランジ部分から突出している、請求項２又は３に記載の光送信モジュール。
5. 前記レンズは樹脂レンズである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光送信モジュール。
6. 前記レンズは、前記半導体レーザチップからの出射光が入射される、曲率を有する第１領域と、入射された前記出射光が出射する、曲率を有する第２領域と、を含み、
   前記第１方向において、前記第２面から前記第１領域までの距離は、前記第２面から前記第２領域までの距離よりも大きい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光送信モジュール。

Images