JP2020086017A - 半導体受光装置及び光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】半導体受光素子の受光面の一部に光が集中することを防止すると共に入射する光の発光点の配置位置の自由度を高める半導体受光装置及び光モジュールを提供する。【解決手段】半導体受光装置５０は、ステム１に搭載された半導体受光素子２、レンズ４を保持すると共に受光素子２を封止するキャップ３、キャップ３の表面に配置されると共に光軸１２の方向の上流側に延伸している位置規制体１０、を備えている。位置規制体１０は、入射光の光束がレンズ４を通過して最も細くなるビーム集束位置２３がレンズ４と受光素子２の受光面７との間に形成されるように、光学部品２０の発光点２２とレンズ４の主点１３との光軸１２の方向の距離である発光点距離Ｄ１が、ビーム集束位置２３が受光素子２の受光面７の位置になる場合における発光点距離である基準発光点距離以下になることを規制している。【選択図】図１

Description

本願は、半導体受光素子が搭載された半導体受光装置に関するものである。

半導体受光装置は、例えば光ファイバを介して伝送された光信号を受信する装置である。特許文献１の図５には、半導体受光素子と、レンズと、中心部にコアを有する光ファイバを備え、光を出射する光学部品である光ファイバの出射端から出射されたビーム状の光である光ビームがレンズを介して集光される結像位置に半導体受光素子の受光面が配置されている半導体受光装置が開示されている。光ビームは出射端のコア部分における複数の発光点から出射される。光ビームがレンズを介して集光される結像位置は、光束の最も細くなるビーム集束位置（ビームウエスト位置）である。特許文献１の半導体受光装置は、レンズを介して半導体受光素子の受光面において一点或いは最小スポットに光が集中するように、レンズと光ファイバの出射端との距離及びレンズと半導体受光素子の受光面との距離が調整されていた。このように光ファイバ、レンズ、半導体受光素子の配置位置を調整することで、特許文献１の半導体受光装置は半導体受光素子に入射する光量を増大することができる。

特開平５−２２４１０１号公報（図５）

特許文献１の半導体受光装置は、光ファイバの出射端から出射された光ビームのビーム集束位置に半導体受光素子の受光面を配置することで、半導体受光素子に入射する光量を増大することがきる。しかし、光学設計技術の向上及び使用する光学機器の材料の精度向上などにより半導体受光素子の受光面に集光する光のスポットサイズが小さくなり、特許文献１の半導体受光装置では、光ファイバの出射端の配置位置すなわち発光点の配置位置、又は半導体受光素子の受光面を変更しない場合には、半導体受光素子の受光部の一部に光が集中する現象が発生してしまう。このように光が集中しすぎると半導体受光素子の許容できる電流容量を超えてしまい、半導体受光素子が劣化してしまう場合がある。製品寿命を延ばすためには、半導体受光素子の急激な劣化は避ける必要がある。光ビームのビーム集束位置に半導体受光素子の受光面が配置された半導体受光装置では、半導体受光素子の急激な劣化を避けるために、半導体受光素子に入射する光のパワーを十分にあげることができない、すなわち入射可能な（受光可能な）光のパワーに限界があった。

また、光ファイバ等を備えていない半導体受光装置では、半導体受光素子の受光面が光ビームのビーム集束位置になってしまう位置に発光点を配置しまう場合があり、半導体受光素子の受光面の一部に光が集中することを防止しながら発光点の配置位置の自由度が高い半導体受光装置が必要である。

本願明細書に開示される技術は、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、半導体受光素子の受光面の一部に光が集中することを防止すると共に半導体受光素子に入射する光の発光点の配置位置の自由度が高い半導体受光装置を提供することを目的とする。

本願明細書に開示される一例の半導体受光装置は、光学部品の発光点から出射される光である入射光を受光する半導体受光装置であって、ステムと、ステムに搭載された半導体受光素子と、入射光を集束するレンズと、レンズを保持すると共に半導体受光素子を封止するキャップと、キャップの表面に配置されると共に入射光が進行する光軸の方向の上流側に延伸している位置規制体と、を備えている。位置規制体は、入射光の光束がレンズを通過して最も細くなるビーム集束位置がレンズと半導体受光素子の受光面との間に形成されるように、光学部品におけるレンズに対向する表面の発光点とレンズの主点との入射光が進行する光軸の方向の距離である発光点距離が、ビーム集束位置が半導体受光素子の受光面の位置になる場合における発光点距離である基準発光点距離以下になることを規制している。

本願明細書に開示される一例の半導体受光装置は、光学部品の発光点とレンズの主点との間の発光点距離が基準発光点距離以下になることを規制している位置規制体を備えているので、半導体受光素子の受光面の一部に光が集中することを防止すると共に半導体受光素子に入射する光の発光点の配置位置の自由度を高めることができる。

実施の形態１に係る半導体受光装置及び光モジュールを示す図である。 図１の半導体受光装置の平面図である。 図１の半導体受光素子の光照射領域を示す図である。 比較例の半導体受光装置を示す図である。 図４の半導体受光素子の光照射領域を示す図である。 図１の発光点距離及び規制体長を説明する図である。 図１の位置規制体の規制体長及び実効規制体長を説明する図である。 図１の位置規制体の規制体長及び実効規制体長を説明する図である。 実施の形態２に係る半導体受光装置の平面図である。 実施の形態３に係る半導体受光装置の平面図である。 実施の形態４に係る半導体受光装置の平面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体受光装置及び光モジュールを示す図である。図２は図１の半導体受光装置の平面図であり、図３は図１の半導体受光素子の光照射領域を示す図である。図４は比較例の半導体受光装置を示す図であり、図５は図４の半導体受光素子の光照射領域を示す図である。図６は、図１の発光点距離及び規制体長を説明する図である。実施の形態１の半導体受光装置５０は、半導体受光素子２と、半導体受光素子２を搭載するステム１と、入射光を集束するレンズ４と、レンズ４を保持すると共に半導体受光素子２を封止するキャップ３と、キャップ３の表面に配置された位置規制体１０と、を備えている。実施の形態１の光モジュール８０は、半導体受光装置５０と、中心部にコア２１を有する光ファイバ２０等の光学部品と、を備えている。半導体受光装置５０は、光ファイバ２０等の光学部品を介して伝送された信号化された光（光信号）を受信し、電気信号に変換する。光ファイバ２０から出射される光は光ファイバ２０の端面の発光点２２から複数の光路を通ってレンズ４に入射し、レンズ４により屈折された光が半導体受光素子２に受光される。この場合、発光点２２は、光ファイバ２０の端面すなわちレンズ４に対向する光学部品の表面におけるレーザ光等の光の出射位置である。なお、図１は、キャップ３、位置規制体１０は断面で示す部分断面図である。また、半導体受光素子２に電圧を供給するピン及び電気信号を出力するピンは省略している。

位置規制体１０は、少なくとも１つの突起部材５を備えている。位置規制体１０は、光ファイバ２０の発光点２２から出射された光である入射光が進行する光軸１２の方向の上流側に延伸している。位置規制体１０は、光ファイバ２０等の光学部品の発光点２２が位置規制体１０の光軸１２の方向の上流側の表面位置よりも下流側に配置されることを規制する部材である。位置規制体１０は、上流側の表面位置よりも下流側に発光点２２が配置されないように注意喚起を生じさせる目印としての機能を少なくとも有していればよい。また、目印よりも確実に発光点２２が位置規制体１０の上流側の表面位置よりも下流側に配置されないようにするには、光ファイバ２０等の光学部品が光軸１２の方向の下流側に移動される場合に、光ファイバ２０等の光学部品が位置規制体１０に接触するようなキャップ３の表面位置に位置規制体１０が配置されていればよい。図１、図２では、位置規制体１０が２つの突起部材５を備えている例を示した。位置規制体１０の突起部材５におけるレンズ４に対向する内面と光軸１２との間の距離である規制体内面距離ｄｒ１は、光ファイバ２０等の光学部品における外周と光軸１２との間の距離である外面距離ｄｒ２よりも短くなっている。このように位置規制体１０をキャップ３の表面に配置することで、半導体受光装置５０は、目印よりも確実に発光点２２が位置規制体１０の上流側の表面位置よりも下流側に配置されないようにすることができる。

光ファイバ２０の発光点２２から出射された光はレンズ４により屈折されて半導体受光素子２の受光面７に照射される。半導体受光素子２の受光面７における受光部８に照射される領域である光照射領域９は、発光点２２とレンズ４の主点１３との距離である発光点距離Ｄ１及び、レンズ４の主点１３と半導体受光素子２の受光面７との距離により面積が異なる。光ファイバ２０から出射される光の光軸とレンズの光軸とが一致するように、半導体受光装置５０と光ファイバ２０とは配置されている。図１では、光ファイバ２０及びレンズ４の光軸１２上にある発光点２２から出射された光が光路１１ａ、１１ｂ、１１ｃを通ってレンズ４に入射し、レンズ４により屈折された光が光路１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを通って半導体受光素子２に受光される例を示した。なお、光軸１２を進行する光の光路１１ｂ、１１ｅは太い矢印で示した。レンズの主点は、光学系を１枚の薄いレンズに置き換えた場合にその薄いレンズと光軸とが交わる交点である。また、レンズの主点は、レンズの主面と光軸とが交わる交点でもある。主面は、光軸に平行な光がレンズの異なる位置に入射した場合に、入射前及び入射後の光の光路を延長した直線が交わる交点を繋いだ面である。

実施の形態１の半導体受光装置５０は、位置規制体１０によって位置規制体１０の規制体長Ｌ１よりも発光点距離Ｄ１が短くなることを防止することができ、かつ光束の最も細くなるビーム集束位置（ビームウエスト位置）２３がレンズ４と半導体受光素子２の受光面７との間に形成することができる。規制体長Ｌ１は、キャップ３の表面に接続された位置規制体１０の接続面を通過する破線３１から、接続面と反対側の光入射側面を通過する破線３５までの長さである。光の進行方向を考えると、位置規制体１０の接続面は位置規制体１０の下流側面であり、位置規制体１０の光入射側面は位置規制体１０の上流側面である。実施の形態１の半導体受光装置５０は、レンズ４を通過した光のビーム集束位置２３がレンズ４と半導体受光素子２の受光面７との間に形成されるので、半導体受光素子２の受光面７の一部に光が集中することを防止することができ、大きな面積の光照射領域９にて光を受光することができる。

図１に示したレンズ４は例えば球レンズであり、図１では、キャップ３の表面の位置をも示す破線３１がレンズ４の主点１３を通過する例を示した。なお、レンズ４が球レンズ等の場合はレンズ４のみから光軸１２が設定できない場合もある。この場合は、光ファイバ２０の発光点２２から出射したレーザ光が直進してレンズ４の主点１３を通過する軸を光の光軸１２とする。破線３３は光軸１２に垂直で発光点２２を通過する破線であり、破線３５は光軸１２に垂直で位置規制体１０の光入射側面を通過する破線であり、破線３１は光軸１２に垂直でレンズ４の主点１３、位置規制体１０の接続面（下流側面）、キャップ３の表面を通過する破線である。また、破線３１は、発光点距離Ｄ１の基準であるレンズ基準線であり、かつ規制体長Ｌ１の基準となるキャップ基準線である。破線３５は、位置規制体１０における上流側の表面位置を示す規制体最遠線であり、規制体最遠線（破線３５）とキャップ基準線（破線３１）とにより規制体長Ｌ１を定義する。以下に、実施の形態１の半導体受光装置５０を比較例と比較しながら説明する。

図４、図５に示した比較例の半導体受光装置６０は、位置規制体１０がないため発光点２２とレンズ４の主点１３との距離である発光点距離Ｄ２が発光点距離Ｄ１よりも短くなっており、レンズ４を通過した光のビーム集束位置２３が半導体受光素子２の受光面７の位置になっている点で、実施の形態１の半導体受光装置５０と異なっている。比較例の発光点距離Ｄ２は、発光点距離Ｄ１と比較する基準なので、基準発光点距離である。比較例の半導体受光装置６０は、半導体受光素子２の受光面７における受光部８に照射される領域である光照射領域６１の面積がビーム集束位置２３における光束の最小の面積になっている。図４では、レンズ４の光軸１２上にある発光点２２から出射された光が光路１５ａ、１５ｂ、１５ｃを通ってレンズ４に入射し、レンズ４により屈折された光が光路１５ｄ、１５ｅ、１５ｆを通って半導体受光素子２に受光される例を示した。なお、光軸１２を進行する光の光路１５ｂ、１５ｅは太い矢印で示した。

図６を用いて、半導体受光装置５０の発光点距離Ｄ１及び規制体長Ｌ１を、比較例の半導体受光装置６０の発光点距離Ｄ２と比較して説明する。図６（ａ）は、比較例の半導体受光装置６０における発光点２２から半導体受光素子２の受光面７の位置を示す破線３２まで光の光路を示している。図６（ｂ）は、実施の形態１の半導体受光装置５０における発光点２２から半導体受光素子２の受光面７の位置を示す破線３２まで光の光路を示している。破線３４は、比較例における光軸１２に垂直で発光点２２を通過する破線である。比較例の半導体受光装置６０は、発光点距離Ｄ２がレンズ４を介して半導体受光素子２の受光面７に照射される光の光照射領域６１の面積が最小面積になるように設定されている。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）における発光点２２はレンズ４へ光が向かう物点に相当しており、ビーム集束位置２３はレンズ４で集光されて結像する像点に相当している。

図６（ｂ）に示すように、実施の形態１の半導体受光装置５０は、発光点距離Ｄ１が、キャップ３の表面に垂直な方向の位置規制体１０の長さである規制体長Ｌ１よりも長くかつ比較例の発光点距離Ｄ２よりも長く設定されている。なお、図１ではキャップ３の表面と光軸１２とが垂直な例を示しているので、位置規制体１０の規制体長Ｌ１は光軸１２の方向の長さということもできる。位置規制体１０は、光ファイバ２０におけるレンズ４に対向する表面の発光点２２とレンズ４の主点１３との入射光が進行する光軸１２の方向の距離である発光点距離Ｄ１が、ビーム集束位置２３が半導体受光素子２の受光面７の位置になる場合における発光点距離である基準発光点距離（発光点距離Ｄ２）以下になることを規制している。実施の形態１の半導体受光装置５０は、位置規制体１０を備えているので発光点距離Ｄ１が規制体長Ｌ１よりも短くなることを防止でき、発光点距離Ｄ１が比較例の発光点距離Ｄ２よりも長くなるので、ビーム集束位置２３が半導体受光素子２の受光面７よりも光の上流側に形成されている。このため、実施の形態１の半導体受光装置５０は、受光面７に照射された光の光照射領域９の面積が比較例の光照射領域６１の面積よりも大きくなっている。実施の形態１の半導体受光装置５０は、半導体受光素子２の受光面７の一部に光が集中することを防止することができ、比較例に比べて大きな面積の光照射領域９にて光を受光することができる。

位置規制体１０の規制体長Ｌ１は、レンズ４を通過した光のビーム集束位置２３が半導体受光素子２の受光面７の位置になる発光点距離Ｄ２、すなわち比較例の発光点距離Ｄ２よりも延伸長Ｌ２だけ長く設定されている。比較例の発光点距離Ｄ２は、レンズ４と半導体受光素子２との距離と、レンズ４の屈折率から容易に求めることができる。発光点距離Ｄ１は設計する光照射領域９の面積に応じて比較例の発光点距離Ｄ２よりも長い距離を選択する。位置規制体１０の規制体長Ｌ１は、許容可能な最小の光照射領域９の面積に応じて比較例の発光点距離Ｄ２よりも長い距離を選択する。すなわち、位置規制体１０の規制体長Ｌ１は、位置規制体１０の光入射側面を通過する破線３５と光軸１２との交点位置に発光点２２がある場合における、許容可能な最小の光照射領域９の面積に応じた仮想の発光点距離でもある。延伸長Ｌ２は比較例の発光点距離Ｄ２と規制体長Ｌ１との差なので、延伸長Ｌ２を変更することで光照射領域９の面積の下限値を所望の値に設定できる。

例えば、レンズ４の主点１３と半導体受光素子２の受光面７との距離が０．８ｍｍ、レンズ４の屈折率が１．５の場合は、レンズ４の主点１３と比較例の発光点２２との距離である発光点距離Ｄ２が２．４ｍｍになる。位置規制体１０の規制体長Ｌ１は２．４ｍｍよりも長くする必要があり、例えば規制体長Ｌ１を３．４ｍｍとすれば十分に大きな面積の光照射領域９が得られる。通常、半導体受光素子が搭載された半導体受光装置を使用する場合は、ほぼ全ての場合でレンズが使用されており、半導体受光素子２とレンズ４との距離が決まれば、半導体受光素子２の受光面７における光照射領域９の設定面積に応じて発光点距離Ｄ１の設定値が決まる。

発光点２２の位置は、半導体受光装置５０を組み込む受信モジュール等の機器である光モジュール８０の仕様に応じて、発光点距離Ｄ１が規制体長Ｌ１以上となる位置を自由に設定することができる。したがって、実施の形態１の半導体受光装置５０は、半導体受光素子２の受光面７の一部に光が集中することを防止すると共に半導体受光素子２に入射する光の発光点２２の配置位置の自由度を高めることができる。また、実施の形態１の半導体受光装置５０は、位置規制体１０により比較例の発光点距離Ｄ２より光の進行方向の上流側に離れた位置に発光点２２を設けることで、半導体受光素子２の受光部８には一点或いは最小面積の光照射領域に光が集中しない光路の実現が可能となる。

実施の形態１の半導体受光装置５０は、位置規制体１０により規制体長Ｌ１以上の長さの発光点距離Ｄ１が設定でき、半導体受光素子２の受光部８には一点或いは最小面積の光照射領域に光が集中しない光路が実現できるので、半導体受光素子２が劣化することを防止できる。実施の形態１の半導体受光装置５０は、発光点２２から入射する光の条件が同一であれば、発光点距離Ｄ１のみの変更により受光する光照射領域９の面積を２倍にすることで受光する光量も２倍にすることが可能となる。更に、実施の形態１の半導体受光装置５０は、光照射領域９の面積が大きくなるので、入射可能な（受光可能な）光のパワーを上げることもできる。また、半導体受光素子２の受光部８の全体に光を入射するための発光点距離Ｄ１を求めることができる。このため、例えば実施の形態１の半導体受光装置５０を組み込んだ光モジュール８０は、受光部８の全体で光を受光するような発光点距離Ｄ１に発光点２２を設けることで、半導体受光素子２が劣化することなく最大の光量を受けることができる。すなわち、実施の形態１の半導体受光装置５０は、受光可能な光量の設定自由度を高めることができる。

なお、発光点２２として、光ファイバ２０のレンズ４に対向する表面である端面におけるレーザ光の出射位置を例にして説明したが、これに限定されない。半導体受光装置５０のレンズ４に対向して半導体レーザが配置されている場合は、半導体レーザの出射端面におけるレーザ光の出射位置が発光点２２である。すなわち、発光点２２は、半導体受光装置５０のレンズ４に対して光が出射される光学部品の光の出射位置である。レンズ４のみで光軸１２が設定できる場合は、光学部品の光の出射位置は光軸１２を通過するように光学部品が設置されるので、発光点２２は、光学部品の光の出射位置であり、かつ光学部品の光の出射位置と光軸１２とが交わる点である。なお、前述したように、レンズ４が球レンズ等の場合はレンズ４のみから光軸１２が設定できない場合もある。この場合は、光学部品の光の出射位置から出射した光が直進してレンズ４の主点１３を通過する軸を光の光軸１２とすると、発光点２２は、光学部品の光の出射位置であり、かつ光学部品の光の出射位置と光軸１２とが交わる点となる。

レンズ４の主点１３とキャップ３の表面の位置が一致している例でしたが、レンズ４の主点１３とキャップ３の表面の位置が一致していなくてもよい。この場合、キャップ３の表面に接続された位置規制体１０の接続面を通過する破線３１は、主点１３を通過しないので、位置規制体１０の規制体長Ｌ１は主点１３との位置関係により発光点距離Ｄ１を規制する実効的な長さが異なってくる。位置規制体１０の規制体長Ｌ１、位置規制体１０の実効的な長さである実効規制体長Ｌ４を説明する。図７、図８は、図１の位置規制体の規制体長及び実効規制体長を説明する図である。図７はレンズ４の主点１３が位置規制体１０とキャップ３との接続面を通過するキャップ基準線（破線３１）よりも光の下流側に配置されている場合であり、図８はレンズ４の主点１３がキャップ基準線（破線３１）よりも光の上流側に配置されている場合である。実効規制体長Ｌ４は、レンズ基準線（破線３０）から規制体最遠線（破線３５）までの長さである。

光軸１２に垂直でレンズ４の主点１３を通過する破線３０は、発光点距離Ｄ１の基準となるレンズ基準線である。図７のように、レンズ４の主点１３が位置規制体１０とキャップ３との接続面を通過するキャップ基準線（破線３１）よりも光の下流側に配置されている場合は、主点１３を基準にした位置規制体１０の実効規制体長Ｌ４はＬ１＋Ｌ３になる。ここで、レンズ基準線（破線３０）からキャップ基準線（破線３１）までの長さを主点差分距離Ｌ３である。図８のように、レンズ４の主点１３がキャップ基準線（破線３１）よりも光の上流側に配置されている場合は、主点１３を基準にした位置規制体１０の実効規制体長Ｌ４はＬ１−Ｌ３になる。

なお、キャップ３と位置規制体１０の接続面が光軸１２に垂直な例で説明したが、キャップ３と位置規制体１０の接続面が光軸１２に垂直でなくてもよい。この場合、キャップ基準線（破線３１）は、光軸１２に垂直で、キャップ３と位置規制体１０の接続面における最も上流側の位置を通過する線にすればよい。また、位置規制体１０の光入射側面が光軸１２に垂直な例で説明したが、位置規制体１０の光入射側面が光軸１２に垂直でなくてもよい。この場合、規制体最遠線（破線３５）は、光軸１２に垂直で、位置規制体１０の光入射側面における最も上流側の位置を通過する線にすればよい。また、位置規制体１０の突起部材５におけるレンズ４に対向する内面と光軸１２との間の距離である規制体内面距離ｄｒ１が、光ファイバ２０の外周と光軸１２との間の距離である外面距離ｄｒ２よりも短くなっている例を示した。しかし、光学部品は光ファイバ２０のみではなく、光ファイバ２０の周りにフェルール等が覆われた複合部品でもよい。位置規制体１０の突起部材５におけるレンズ４に対向する内面と光軸１２との間の距離である規制体内面距離ｄｒ１が、光学部品の外周と光軸１２との間の距離である外面距離ｄｒ２よりも短くなっていればよい。

以上のように、実施の形態１の半導体受光装置５０は、光学部品（光ファイバ２０）の発光点２２から出射される光である入射光を受光する半導体受光装置であって、ステム１と、ステム１に搭載された半導体受光素子２と、入射光を集束するレンズ４と、レンズ４を保持すると共に半導体受光素子２を封止するキャップ３と、キャップ３の表面に配置されると共に入射光が進行する光軸１２の方向の上流側に延伸している位置規制体１０と、を備えている。位置規制体１０は、入射光の光束がレンズ４を通過して最も細くなるビーム集束位置２３がレンズ４と半導体受光素子２の受光面７との間に形成されるように、光学部品（光ファイバ２０）におけるレンズ４に対向する表面の発光点２２とレンズ４の主点１３との入射光が進行する光軸１２の方向の距離である発光点距離Ｄ１が、ビーム集束位置２３が半導体受光素子２の受光面７の位置になる場合における発光点距離である基準発光点距離（発光点距離Ｄ２）以下になることを規制している。実施の形態１の半導体受光装置５０は、光学部品（光ファイバ２０）の発光点２２とレンズ４の主点１３との間の発光点距離Ｄ１が基準発光点距離（発光点距離Ｄ２）以下になることを規制している位置規制体１０を備えているので、半導体受光素子２の受光面７の一部に光が集中することを防止すると共に半導体受光素子２に入射する光の発光点２２の配置位置の自由度を高めることができる。

実施の形態１の光モジュール８０は、半導体受光装置５０と、光軸１２の方向の上流側に配置された光学部品（光ファイバ２０）と、を備えた光モジュールである。半導体受光装置５０は、光学部品（光ファイバ２０）の発光点２２から出射される光である入射光を受光する半導体受光装置であって、ステム１と、ステム１に搭載された半導体受光素子２と、入射光を集束するレンズ４と、レンズ４を保持すると共に半導体受光素子２を封止するキャップ３と、キャップ３の表面に配置されると共に入射光が進行する光軸１２の方向の上流側に延伸している位置規制体１０と、を備えている。位置規制体１０は、入射光の光束がレンズ４を通過して最も細くなるビーム集束位置２３がレンズ４と半導体受光素子２の受光面７との間に形成されるように、光学部品（光ファイバ２０）におけるレンズ４に対向する表面の発光点２２とレンズ４の主点１３との入射光が進行する光軸１２の方向の距離である発光点距離Ｄ１が、ビーム集束位置２３が半導体受光素子２の受光面７の位置になる場合における発光点距離である基準発光点距離（発光点距離Ｄ２）以下になることを規制している。位置規制体１０は、光軸１２の方向に延伸した少なくとも１つの突起部材５を備えており、光軸１２から突起部材５におけるレンズ４に対向する内面までの距離（規制体内面距離ｄｒ１）は、光軸１２からレンズ４の外周までの距離よりも長く、かつ光軸１２から光学部品（光ファイバ２０）における外周までの距離（外面距離ｄｒ２）よりも短くなっている。実施の形態１の光モジュール８０は、光学部品（光ファイバ２０）の発光点２２とレンズ４の主点１３との間の発光点距離Ｄ１が基準発光点距離（発光点距離Ｄ２）以下になることを規制している位置規制体１０を備えているので、半導体受光素子２の受光面７の一部に光が集中することを防止すると共に半導体受光素子２に入射する光の発光点２２の配置位置の自由度を高めることができる。また、実施の形態１の光モジュール８０は、光軸１２から突起部材５におけるレンズ４に対向する内面までの距離（規制体内面距離ｄｒ１）が、光軸１２からレンズ４の外周までの距離よりも長く、かつ光軸１２から光学部品（光ファイバ２０）における外周までの距離（外面距離ｄｒ２）よりも短くなっているので、目印よりも確実に光学部品（光ファイバ２０）の発光点２２が位置規制体１０の上流側の表面位置よりも下流側に配置されないようにすることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では位置規制体１０が少なくとも１つの突起部材５を備える例を示したが、突起部材５の数は２つよりも多くてもよい。図９は、実施の形態２に係る半導体受光装置の平面図である。図９では４つの突起部材５を備えた例を示した。実施の形態２の半導体受光装置５０は、位置規制体１０における突起部材５の数が違うものの、発光点距離Ｄ１が規制体長Ｌ１よりも長くかつ比較例の発光点距離Ｄ２よりも長く設定できるので、実施の形態１の半導体受光装置５０と同様の効果を奏する。実施の形態２の光モジュール８０は、実施の形態２の半導体受光装置５０と、光軸１２の方向の上流側に配置された光学部品（光ファイバ２０）と、を備えた光モジュールである。実施の形態２の光モジュール８０は、実施の形態１の光モジュール８０と同様の効果を奏する。また、実施の形態２の半導体受光装置５０は、位置規制体１０が４つの突起部材５を備えているので、光ファイバ２０が位置規制体１０の表面に接触させて配置された光モジュール８０を製造する際に、実施の形態１の半導体受光装置５０よりも光ファイバ２０の光軸１２に垂直な方向の位置調整が容易にできる。実施の形態２の光モジュール８０は、位置規制体１０が４つの突起部材５を備えているので、光ファイバ２０が位置規制体１０の表面に接触させて配置された場合に、実施の形態１の光モジュール８０よりも光ファイバ２０の光軸１２に垂直な方向の位置調整が容易にできる。

実施の形態３．
位置規制体１０が備える突起部材５の形状はレンズ４に対向する面が平面でなくもよく、図１０のように円弧状に湾曲した円弧形状面であってもよい。すなわち突起部材５の光軸１２に垂直な断面におけるレンズ４に対向する内面側の形状が円弧形状になっていてもよい。図１０は、実施の形態３に係る半導体受光装置の平面図である。実施の形態３の半導体受光装置５０は、レンズ４に対向する面が円弧形状である突起部材６を有する位置規制体１０を備えて点で実施の形態１の半導体受光装置５０と異なる。図１０では、２つの突起部材６のレンズ４に対向する面がレンズ４の同心円の一部と一致している例を示した。レンズ４の光軸１２に垂直な断面の外周形状が円形でなくてもよい。この場合は、２つの突起部材６のレンズ４に対向する面がレンズ４の同心形状の一部と一致するようにすればよい。実施の形態３の半導体受光装置５０は、発光点距離Ｄ１が位置規制体１０の規制体長Ｌ１よりも長くかつ比較例の発光点距離Ｄ２よりも長く設定できるので、実施の形態１の半導体受光装置５０と同様の効果を奏する。実施の形態３の光モジュール８０は、実施の形態３の半導体受光装置５０と、光軸１２の方向の上流側に配置された光学部品（光ファイバ２０）と、を備えた光モジュールである。実施の形態３の光モジュール８０は、実施の形態１の光モジュール８０と同様の効果を奏する。また、突起部材６のレンズ４側の内面が円弧形状のため、内面が平面である突起部材５に比べてレンズ４の表面で反射した光の一部が位置規制体１０の円弧形状の内面で反射してレンズ４へ向かう光も多くなるので、レンズ４に入射して半導体受光素子２に受光される光の光量を増大することができる。

実施の形態４．
図１１は、実施の形態４に係る半導体受光装置の平面図である。実施の形態３では位置規制体１０が２つの突起部材６を備える例を示したが、突起部材６の数は２つよりも多くてもよい。図１１では４つの突起部材６を備えた例を示した。実施の形態４の半導体受光装置５０は、位置規制体１０における突起部材６の数が違うものの、発光点距離Ｄ１が規制体長Ｌ１よりも長くかつ比較例の発光点距離Ｄ２よりも長く設定できるので、実施の形態３の半導体受光装置５０と同様の効果を奏する。実施の形態４の光モジュール８０は、実施の形態４の半導体受光装置５０と、光軸１２の方向の上流側に配置された光学部品（光ファイバ２０）と、を備えた光モジュールである。実施の形態４の光モジュール８０は、実施の形態３の光モジュール８０と同様の効果を奏する。また、実施の形態４の半導体受光装置５０は、位置規制体１０が４つの突起部材６を備えているので、光ファイバ２０が位置規制体１０の表面に接触させて配置された光モジュール８０を製造する際に、実施の形態３の半導体受光装置５０よりも光ファイバ２０の光軸１２に垂直な方向の位置調整が容易にできる。実施の形態４の光モジュール８０は、位置規制体１０が４つの突起部材６を備えているので、光ファイバ２０が位置規制体１０の表面に接触させて配置された場合に、実施の形態３の光モジュール８０よりも光ファイバ２０の光軸１２に垂直な方向の位置調整が容易にできる。

なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１…ステム、２…半導体受光素子、３…キャップ、４…レンズ、５…突起部材、６…突起部材、７…受光面、９…光照射領域、１０…位置規制体、１２…光軸、１３…主点、２０…光ファイバ（光学部品）、２２…発光点、２３…ビーム集束位置、５０…半導体受光装置、８０…光モジュール、Ｄ１…発光点距離、Ｄ２…発光点距離（基準発光点距離）、Ｌ１…規制体長、ｄｒ１…規制体内面距離、ｄｒ２…外面距離

Claims (9)

1. 光学部品の発光点から出射される光である入射光を受光する半導体受光装置であって、
   ステムと、前記ステムに搭載された半導体受光素子と、前記入射光を集束するレンズと、前記レンズを保持すると共に前記半導体受光素子を封止するキャップと、前記キャップの表面に配置されると共に前記入射光が進行する光軸の方向の上流側に延伸している位置規制体と、を備え、
   前記位置規制体は、
   前記入射光の光束が前記レンズを通過して最も細くなるビーム集束位置が、前記レンズと前記半導体受光素子の受光面との間に形成されるように、
   前記光学部品における前記レンズに対向する表面の前記発光点と前記レンズの主点との前記入射光が進行する光軸の方向の距離である発光点距離が、前記ビーム集束位置が前記半導体受光素子の受光面の位置になる場合における前記発光点距離である基準発光点距離以下になることを規制している、半導体受光装置。
2. 前記位置規制体の前記光軸の方向の長さは、前記半導体受光素子の前記受光面に前記入射光が照射される領域である光照射領域における面積の許容可能な最小値に基づいて設定されている、請求項１記載の半導体受光装置。
3. 前記位置規制体は、前記光軸の方向に延伸した少なくとも１つの突起部材を備えている、請求項１または２に記載の半導体受光装置。
4. 前記位置規制体は、前記光軸の方向に延伸した４つの突起部材を備えている、請求項３記載の半導体受光装置。
5. 前記位置規制体は、前記光軸に対して対向するように互いに配置された２つの突起部材の組を備えている、請求項３または４に記載の半導体受光装置。
6. 前記位置規制体は、前記光軸に対して対向するように互いに配置された２つの突起部材の組を２つ備えている、請求項４記載の半導体受光装置。
7. 前記突起部材は、前記レンズに対向する内面が円弧形状である、請求項３から６のいずれか１項に記載の半導体受光装置。
8. 前記突起部材は、前記レンズに対向する内面の形状が前記光軸を中心とした前記レンズの同心形状の一部と一致している、請求項７記載の半導体受光装置。
9. 請求項３から８のいずれか１項に記載の半導体受光装置と、前記光軸の方向の上流側に配置された前記光学部品と、を備えた光モジュールであって、
   前記光軸から前記突起部材における前記レンズに対向する内面までの距離は、前記光軸から前記レンズの外周までの距離よりも長く、かつ前記光軸から前記光学部品における外周までの距離よりも短くなっている、光モジュール。

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