JP2022126893A - 光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の筒状部材を溶接によってキャップに取り付ける際に、パッケージ内の気密封止状態が損なわれることを抑制できる光モジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】光モジュールは、金属製のステムと、ステム上に設けられた半導体光素子と、円筒の一端が塞がれた形状を有し、円筒の他端においてステムに接合されるとともに半導体光素子をステム上において覆う金属製のキャップ５と、キャップの円筒の一端に設けられた開口７ａを塞ぐ光透過性の光学窓８と、を備える。光学窓は、単一のガラス材料からなり、外側面が開口の内側面に溶着することによりキャップに固定されている。【選択図】図３

Description

本発明は、光モジュール及びその製造方法に関する。

特許文献１には、レーザダイオードモジュール及びその組立方法に関する技術が開示されている。このレーザダイオードモジュールは、レーザダイオード（ＬＤ）アセンブリと、レンズ－ファイバアセンブリと、スリーブとを備える。ＬＤアセンブリは、パッケージと、パッケージのベースに固定されたホルダとから構成される。ホルダはステンレス鋼からなり、開口を有する。パッケージのベースはコバールからなる。ベースには銅からなるキャリアが固定されており、キャリア上にはレーザダイオードが搭載されている。レーザダイオードはベースに固定されたキャップにより包囲されている。キャップはレーザビームの透過窓を有する。レンズ－ファイバアセンブリは、ステンレス鋼からなるケーシングを含む。ケーシングの内部には非球面レンズが挿入され、固定されている。ケーシングは、ＬＤアセンブリのホルダに対して溶接により固定されている。

特開２００１－２８１５０１号公報

レーザダイオードやフォトダイオードといった半導体光素子を内蔵する光モジュールとして、いわゆるＣＡＮパッケージを備えるものがある。ＣＡＮパッケージは、金属製の円盤状のステムと、一端がステムに接合された金属製の円筒状のキャップとを有する。キャップの他端は閉塞されており、該他端に形成された開口内に、サファイヤ若しくはガラスの板又はガラスレンズといった、光学窓が設置される。通常、光学窓は金属製のキャップに対して低融点ガラスなどを用いて固定される。

また、上記の光モジュールを光ファイバに結合させる際には、集光レンズを内包するとともに光ファイバを保持する金属製の筒状部材（スリーブ）が光モジュールに取り付けられる。その際、金属製の筒状部材は溶接（例えばＹＡＧ溶接）によってキャップに取り付けられるが、キャップに光学窓が低融点ガラスを用いて固定されている場合、溶接時の熱によって低融点ガラスが溶融し、パッケージ内の気密封止状態が損なわれるおそれがある。

そこで、本開示は、金属製の筒状部材を溶接によってキャップに取り付ける際に、パッケージ内の気密封止状態が損なわれることを抑制できる光モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。

一実施形態に係る光モジュールは、金属製のステムと、ステム上に設けられた半導体光素子と、円筒の一端が塞がれた形状を有し、円筒の他端においてステムに接合されるとともに半導体光素子をステム上において覆う金属製のキャップと、キャップの円筒の一端に設けられた開口を塞ぐ光透過性の光学窓と、を備える。光学窓は、単一のガラス材料からなり、外側面が開口の内側面に溶着することによりキャップに固定されている。

本開示によれば、金属製の筒状部材を溶接によってキャップに取り付ける際に、パッケージ内の気密封止状態が損なわれることを抑制できる光モジュール及びその製造方法を提供することが可能となる。

図１は、本開示の光モジュールの一実施形態としての光送信モジュール１を示す斜視図である。 図２は、キャップ５が外された状態の光送信モジュール１を示す斜視図である。 図３は、光軸Ｓの方向から見たキャップ５の平面図である。 図４は、図３のIV－IV線に沿ったキャップ５の側断面図であって、光軸Ｓを含む断面を示す。 図５は、光送信モジュール１を備える光送信装置７０を示す斜視図である。 図６の（ａ）及び（ｂ）は、光送信モジュール１の製造方法における各工程を示す図である。 図７の（ａ）及び（ｂ）は、光送信モジュール１の製造方法における各工程を示す図である。 図８の（ａ）及び（ｂ）は、従来の光送信モジュールに用いられるキャップ１０５の断面を模式的に示す図である。 図９の（ａ）及び（ｂ）は、キャップ１０５の内側から切削工具Ｂを挿入する様子を示す図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態を列記して説明する。一実施形態に係る光モジュールは、金属製のステムと、ステム上に設けられた半導体光素子と、円筒の一端が塞がれた形状を有し、円筒の他端においてステムに接合されるとともに半導体光素子をステム上において覆う金属製のキャップと、キャップの円筒の一端に設けられた開口を塞ぐ光透過性の光学窓と、を備える。光学窓は、単一のガラス材料からなり、外側面が開口の内側面に溶着することによりキャップに固定されている。このように、光学窓の外側面が開口の内側面に溶着（例えば金属とガラスの一体成型）されることにより、光学窓を十分な強度でもってキャップに固定することができる。また、この場合、比較的高融点のガラス材料を用いることが可能なので、金属製の筒状部材を溶接によってキャップに取り付ける際に、溶接の熱によるガラスの溶融を抑え、パッケージ内の気密封止状態が損なわれることを抑制できる。

上記の光モジュールにおいて、光学窓は、光を通過させる中央部と、中央部を囲み外側面を含む周縁部とを有し、中央部は、キャップの内側を向く第１の面と、キャップの外側を向く第２の面とを有し、第１及び第２の面の法線方向は当該光モジュールの光軸方向に対して傾斜してもよい。従来、板状の光学窓をキャップに取り付けるために、キャップの内側から切削工具を挿入し、光学窓を設置する台座部分をキャップの開口の周囲に形成し、光学窓の縁部を該台座部分に配置することがある。光モジュールの光軸方向に対して傾斜した状態で板状の光学窓を取り付ける場合には、キャップの奥行き方向に対して切削工具を斜めに挿入する。しかし、例えばパッケージ内に収容される各部品がステム上に高く積まれる等によってキャップの奥行きが長い場合、キャップの側壁部分に切削工具が干渉してしまい、切削工具を挿入できないことがある。これに対し、上記の光モジュールでは、キャップに対して光学窓を溶着により固定するので、キャップの奥行きが長い場合であっても、キャップに光学窓を問題なく固定することができる。

上記の光モジュールにおいて、周縁部は中央部よりも厚くてもよい。この場合、光学窓の厚さ方向における外側面の寸法を大きくできるので、キャップに対して光学窓を十分な強さでもって固定することができる。また、上記の光モジュールでは、第１及び第２の面の法線方向が当該光モジュールの光軸方向に対して傾斜しているので、中央部を通過する光の光軸は僅かに平行移動する。この平行移動は光軸ばらつきの一要因となり、また、その移動量は中央部が厚いほど大きくなる。上記のように、中央部が周縁部よりも薄いことによって、平行移動量を小さく抑えることができる。また、周縁部が中央部よりも厚いことによって、安定した気密封止を実現することができる。また、この場合、周縁部は、キャップの内側を向く第３の面と、キャップの外側を向く第４の面とを有し、第３及び第４の面の法線方向は当該光モジュールの光軸方向に沿っていてもよい。これにより、光モジュールの光軸方向における光学窓全体の厚みを抑え、光モジュールを小型化することができる。

上記の光モジュールは、ステム上に設けられた温度制御装置と、温度制御装置上に設けられ、半導体光素子の光軸が光学窓を通るように半導体光素子を搭載するキャリアと、を更に備えてもよい。この場合、ステム上に温度制御装置及びキャリアが積み上げられることとなり、キャップの奥行きが長くなる。このような場合であっても、上記の光モジュールによれば、キャップに光学窓を問題なく固定することができる。

一実施形態に係る光モジュールの製造方法は、上記いずれかの光モジュールの製造方法であって、キャップの開口内に溶融したガラスを配置する工程と、光学窓の外側の表面形状に対応する形状を有する第１の金型と、光学窓の内側の表面形状に対応する形状を有する第２の金型との間に溶融したガラスを挟んで成型することにより光学窓を形成する工程と、ステム上に半導体光素子を配置する工程と、キャップをステムに接合する工程と、を含む。例えばこのように、金属製のキャップとガラス製の光学窓とを一体成型すれば、単一のガラス材料からなる光学窓の外側面をキャップ開口の内側面に溶着させることができ、上述した光モジュールを容易に実現することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光モジュール及びその製造方法の具体例を、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、本開示の光モジュールの一実施形態としての光送信モジュール１を示す斜視図である。図２は、キャップ５が外された状態の光送信モジュール１を示す斜視図である。光送信モジュール１は、ＣＡＮパッケージ４を備える。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及びキャップ５は共に金属製である。ステム３の材質は例えば鋼（一実施例ではＳＰＣＣ（Ｎｉ／Ａｕメッキ））であり、キャップ５の材質は例えばステンレス（一実施例ではＳＦ２０Ｆ）である。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平坦な主面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を厚み方向に貫通しており、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、円筒の一端が塞がれた形状を有し、該一端に端壁７を有している。端壁７の厚さは例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。端壁７の中央には、円形状の開口７ａが形成されている。開口７ａは、光透過性の光学窓８によって気密に塞がれている。キャップ５は円筒の他端においてステム３に接合されており、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とキャップ５との接合方法は、例えば抵抗溶接である。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、ステム３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、温度制御装置としての熱電変換素子１１、サブキャリア３０、キャリア２０、半導体光素子としての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。キャップ５は、ステム３上においてこれらを覆う。

熱電変換素子１１は、例えばペルチェ素子であり、ステム３の主面３ａ上に設けられている。熱電変換素子１１では、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して作用し、他方面が吸熱面又は放熱面の他方として作用する。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、Ａｌ₂Ｏ₃）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（一例としてはＡｌＮ等のセラミックス）により構成されている。サブキャリア３０の上面には、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、矩形板状をなしており、熱電変換素子１１上（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の側面２１上には、サブキャリア３０が搭載されている。キャリア２０は、半導体レーザチップ４０の光軸Ｓが光学窓８の中心を通るようにサブキャリア３０を搭載している。

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の側面２１上に接着剤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。レンズ６０は、例えば、半導体レーザチップ４０からの出射光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３は、光軸Ｓの方向から見たキャップ５の平面図である。図４は、図３のIV－IV線に沿ったキャップ５の側断面図であって、光軸Ｓを含む断面を示す。前述したように、キャップ５の開口７ａは、光学窓８によって気密に塞がれている。光学窓８はキャップ５との一体成型により形成される。すなわち、光学窓８は単一のガラス材料からなり、低融点ガラスによることなくキャップ５の開口７ａに固着している。より具体的には、光学窓８は、略円板状を呈しており、その外側面（外周面）８ａが開口７ａの内側面に溶着することによりキャップ５に固定されている。光学窓８のガラス材料は、例えばガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以上である高Ｔｇガラスである。このようなガラス材料としては、例えばＵ－ＬａＫ１３０Ｍ，Ｋ－ＶＣ８９，Ｌ－ＬＡＨ８４等が挙げられる。光学窓８に高Ｔｇガラスを使用することによって、図５に示す筒状部材７１（後述）をキャップ５に溶接する際のリークが抑制される。

光学窓８は、互いに一体に構成された中央部８１および周縁部８２を有する。中央部８１は、半導体レーザチップ４０からの光を通過させる平窓であって、端壁７の中央部に位置し、光軸Ｓと重なる。中央部８１の平面形状は例えば円形である。中央部８１は、キャップ５の内側を向く平坦な第１の面８１ａと、キャップ５の外側を向く平坦な第２の面８１ｂとを有する。これらの面８１ａ，８１ｂは互いに対向しており且つ互いに平行である。そして、面８１ａ，８１ｂの法線方向は、光軸Ｓの方向に対して傾斜している。言い換えると、面８１ａ，８１ｂは、光軸Ｓに対して垂直な平面に対して傾斜している。光学窓８からの反射戻り光が半導体レーザチップ４０に戻らないようにするためである。傾斜角は例えば４°～８°の範囲内である。中央部８１の厚みｔ１は、例えば０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下である。中央部８１の外径は、例えば０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

周縁部８２は、中央部８１の周囲を囲む部分である。周縁部８２は、光学窓８の外縁を構成しており、外側面８ａを含む。光軸Ｓは周縁部８２から離れており、周縁部８２は、主にキャップ５との接合及び中央部８１の支持を担う。周縁部８２の平面形状は例えば光軸Ｓを中心とする円環状であり、該円環の内側に中央部８１が位置する。周縁部８２の厚みｔ２は、中央部８１の厚みｔ１よりも厚く形成されている。周縁部８２は、キャップ５の内側を向く第３の面８２ａと、キャップ５の外側を向く第４の面８２ｂとを有する。面８２ａ，８２ｂの法線方向は、光軸Ｓの方向に沿っている。言い換えると、面８２ａ，８２ｂは、光軸Ｓに対して垂直な平面に沿っている。周縁部８２の厚みｔ２は、例えば０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。周縁部８２の外径（すなわち光学窓８の外径）は、例えば０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

中央部８１の面８１ａが傾斜していることにより、面８１ａと周縁部８２の面８２ａとの間には段差が生じる。この段差部分には、斜面８３が設けられている。斜面８３は、光軸Ｓに対して面８１ａとは反対側に傾斜している。斜面８３の傾斜角は、面８１ａの傾斜角よりも大きい。同様に、中央部８１の面８１ｂが傾斜していることにより、面８１ｂと周縁部８２の面８２ｂとの間にも段差が生じる。この段差部分には、斜面８４が設けられている。斜面８４は、光軸Ｓに対して面８１ｂとは反対側に傾斜している。斜面８４の傾斜角は、面８１ｂの傾斜角よりも大きい。

図５は、光送信モジュール１を備える光送信装置（Transmitter optical sub-assembly：ＴＯＳＡ）７０を示す斜視図である。光送信装置７０は、本実施形態の光送信モジュール１と、集光レンズ及びスタブを内包する金属製の筒状部材（スリーブ）７１とを備える。光送信モジュール１のキャップ５と、筒状部材７１とは、例えばＹＡＧ溶接によって相互に接合されている。なお、光送信モジュール１は、光受信モジュールと組み合わせて双方向モジュール（Bi-directional Optical SubAssembly：ＢＯＳＡ）として使用されてもよい。或いは、互いに波長が異なる光を出力す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を用いてこれらの光を合波することによって集積モジュールを構成してもよい。双方向モジュールや集積モジュールにおいても、光送信モジュール１と金属製の筒状部材とが、例えばＹＡＧ溶接によって相互に接合される。

続いて、図６及び図７を参照しつつ、光送信モジュール１の製造方法について説明する。光送信モジュール１を製造する際には、まず、キャップ５を準備する。キャップ５は、筒状部材７１とのＹＡＧ溶接に十分に耐えるために厚い端壁７を有することが望ましい。故に、キャップ５を、プレス成型ではなく切削加工により形成することが望ましい。

次に、図６の（ａ）に示すように、キャップ５及び光学窓８の外側の表面形状に対応する形状を有する第１の金型６１内にキャップ５を配置する。続いて、図６の（ｂ）に示すように、溶融したガラス５１をキャップ５の開口７ａ内に配置する。そして、図７の（ａ）に示すように、キャップ５及び光学窓８の内側の表面形状に対応する形状を有する第２の金型６２との間に溶融したガラス５１を挟んで、ガラス５１を成型する。その後、ガラス５１を冷却し、金型６１，６２を取り去ることによって、キャップ５に溶着した光学窓８が形成される（図７の（ｂ））。

続いて、図２に示したように、ステム３の主面３ａ上に、サブキャリア３０、キャリア２０、半導体レーザチップ４０、モニタＰＤ５０、及びレンズ６０を配置する。そして、図１に示したように、キャップ５をステム３の主面３ａに接合し、半導体レーザチップ４０等をキャップ５により覆う。このときの接合方法は例えば抵抗溶接である。以上の工程を経て、本実施形態の光送信モジュール１が作製される。

以上の構成を備える本実施形態の光送信モジュール１及びその製造方法によって得られる効果について、従来の光送信モジュールが有する課題とともに説明する。図８の（ａ）は、従来の光送信モジュールに用いられるキャップ１０５の断面を模式的に示す図である。同図に示すように、キャップ１０５の開口１０７ａには、平板状のガラス製の光学窓１０８が取り付けられる。光学窓１０８は、低融点ガラス１０９を介してキャップ１０５に固定され、ＣＡＮパッケージの内部を気密に封止する。しかしながら、図８の（ｂ）に示すように金属製の筒状部材７１がＹＡＧ溶接によってキャップ１０５に取り付けられる際、溶接時の熱によって低融点ガラス１０９が溶融し、ＣＡＮパッケージ内の気密封止状態が損なわれるおそれがある。

上記の課題に対し、本実施形態の光学窓８は、単一のガラス材料からなり、外側面８ａが開口７ａの内側面に溶着することによりキャップ５に固定されている。このように、光学窓８の外側面８ａが開口７ａの内側面に溶着（例えば金属とガラスの一体成型）されることにより、光学窓８を十分な強度でもってキャップ５に固定することができる。また、この場合、比較的高融点のガラス材料を用いることが可能なので、金属製の筒状部材７１を溶接によってキャップ５に取り付ける際に、溶接の熱によるガラスの溶融を抑え、ＣＡＮパッケージ４内の気密封止状態が損なわれることを抑制できる。

本実施形態のように、光学窓８は、光を通過させる中央部８１と、中央部８１を囲み外側面８ａを含む周縁部８２とを有し、中央部８１の面８１ａ，８１ｂの法線方向は光軸Ｓの方向に対して傾斜してもよい。従来、図８の（ａ）に示した板状の光学窓１０８をキャップ１０５に取り付ける際には、図９の（ａ）に示すようにキャップ１０５の内側から切削工具Ｂを挿入し、光学窓１０８を設置する台座部分１０７ｂをキャップ１０５の開口１０７ａの周囲に形成し、光学窓１０８の縁部を台座部分１０７ｂに配置する。そして、光軸Ｓの方向に対して傾斜した状態で板状の光学窓１０８を取り付ける場合には、図９の（ｂ）に示すように、キャップ１０５の奥行き方向に対して切削工具Ｂを斜めに挿入する。しかし、例えばＣＡＮパッケージ内に収容される各部品がステム上に高く積まれる等によってキャップ１０５の奥行きが長い場合、キャップ１０５の側壁部分に切削工具Ｂが干渉してしまい（図中の部分Ｃ）、切削工具Ｂを挿入できないことがある。これに対し、本実施形態の光送信モジュール１では、キャップ５に対して光学窓８を溶着により固定するので、キャップ５の奥行きが長い場合であっても、キャップ５に光学窓８を問題なく固定することができる。換言すると、本実施形態の光送信モジュール１によれば、従来より長い奥行きを有するキャップ５を使用することが可能になる。

本実施形態のように、周縁部８２は中央部８１よりも厚くてもよい。この場合、光学窓８の厚み方向における外側面８ａの寸法を大きくできるので、キャップ５に対して光学窓８を十分な強さでもって固定することができる。また、本実施形態の光送信モジュール１では、面８１ａ，８１ｂの法線方向が光送信モジュール１の光軸方向に対して傾斜しているので、中央部８１を通過する光の光軸Ｓは僅かに平行移動する。この平行移動は光軸ばらつきの一要因となり、また、その移動量は中央部８１が厚いほど大きくなる。本実施形態のように、中央部８１が周縁部８２よりも薄いことによって、光軸Ｓの平行移動量を小さく抑えることができ、光軸ばらつきを低減できる。また、周縁部８２が中央部８１よりも厚いことによって、安定した気密封止を実現することができる。また、この場合、周縁部８２の面８２ａ，８２ｂの法線方向は、光軸Ｓの方向に沿っていてもよい。これにより、光軸Ｓの方向における光学窓８全体の厚みを抑え、光送信モジュール１を小型化することができる。

本実施形態のように、光送信モジュール１は、ステム３上に設けられた熱電変換素子１１と、熱電変換素子１１上に設けられ、半導体レーザチップ４０の光軸Ｓが光学窓８を通るように半導体レーザチップ４０を搭載するキャリア（キャリア２０及びサブキャリア３０）とを備えてもよい。この場合、ステム３上に熱電変換素子１１及びキャリアが積み上げられることとなり、キャップ５の奥行きが長くなる。このような場合であっても、本実施形態の光送信モジュール１によれば、キャップ５に光学窓８を問題なく固定することができる。

前述したように、本実施形態に係る光送信モジュール１の製造方法は、キャップ５の開口７ａ内に溶融したガラス５１を配置する工程と、光学窓８の外側の表面形状に対応する形状を有する金型６１と、光学窓８の内側の表面形状に対応する形状を有する金型６２との間に溶融したガラス５１を挟んで成型することにより光学窓８を形成する工程とを含む。例えばこのように、金属製のキャップ５とガラス製の光学窓８とを一体成型すれば、単一のガラス材料からなる光学窓８の外側面８ａを開口７ａの内側面に溶着させることができ、本実施形態の光送信モジュール１を容易に実現することができる。

本発明による光モジュール及びその製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では光モジュールの例として光送信モジュールを示し、半導体光素子として半導体レーザチップ４０を示したが、本発明は光受信モジュールにも適用可能であり、その場合、半導体光素子としてフォトダイオードといった半導体受光素子が用いられる。また、上記実施形態では光学窓の法線方向が光軸方向に対して傾斜している場合を例示したが、光学窓の法線方向は光軸方向に沿っていてもよい。また、上記実施形態では平板状の光学窓を例示したが、例えばガラスレンズといった平板以外の形状を有する光学窓にも本発明を適用できる。

１…光送信モジュール
３…ステム
３ａ…主面
４…パッケージ
５…キャップ
６…リードピン
７…端壁
７ａ…開口
８…光学窓
８ａ…外側面
１１…熱電変換素子
１３，１５…板状体
２０…キャリア
２１…側面
３０…サブキャリア
４０…半導体レーザチップ
４２…高周波配線
４５…セラミック基板
４５ａ…高周波配線
４６…サーミスタ
４７…コンデンサ
５１…ガラス
６０…レンズ
６１，６２…金型
７０…光送信装置
７１…筒状部材
８１…中央部
８１ａ，８１ｂ…面
８２…周縁部
８２ａ，８２ｂ…面
８３，８４…斜面
Ｂ…切削工具
Ｓ…光軸

Claims (6)

1. 金属製のステムと、
   前記ステム上に設けられた半導体光素子と、
   円筒の一端が塞がれた形状を有し、前記円筒の他端において前記ステムに接合されるとともに前記半導体光素子を前記ステム上において覆う金属製のキャップと、
   前記キャップの前記円筒の一端に設けられた開口を塞ぐ光透過性の光学窓と、を備え、
   前記光学窓は、単一のガラス材料からなり、外側面が前記開口の内側面に溶着することにより前記キャップに固定されている、光モジュール。
2. 前記光学窓は、光を通過させる中央部と、前記中央部を囲み前記外側面を含む周縁部とを有し、
   前記中央部は、前記キャップの内側を向く第１の面と、前記キャップの外側を向く第２の面とを有し、
   前記第１及び第２の面の法線方向は当該光モジュールの光軸方向に対して傾斜している、請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記周縁部は前記中央部よりも厚い、請求項２に記載の光モジュール。
4. 前記周縁部は、前記キャップの内側を向く第３の面と、前記キャップの外側を向く第４の面とを有し、
   前記第３及び第４の面の法線方向は当該光モジュールの光軸方向に沿っている、請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記ステム上に設けられた温度制御装置と、
   前記温度制御装置上に設けられ、前記半導体光素子の光軸が前記光学窓を通るように前記半導体光素子を搭載するキャリアと、
   を更に備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光モジュールの製造方法であって、
   前記キャップの前記開口内に溶融したガラスを配置する工程と、
   前記光学窓の外側の表面形状に対応する形状を有する第１の金型と、前記光学窓の内側の表面形状に対応する形状を有する第２の金型との間に前記溶融したガラスを挟んで成型することにより前記光学窓を形成する工程と、
   前記ステム上に前記半導体光素子を配置する工程と、
   前記キャップを前記ステムに接合する工程と、
   を含む、光モジュールの製造方法。

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