JP2503239B2 - 光半導体モジュ―ルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 概要 光通信又は光伝送システムに用いられる光半導体モジ
ュールの製造方法に関し、 製造作業の容易化及び信頼性の向上を目的とし、 光半導体パッケージ、光アイソレータパッケージ、レ
ンズアセンブリ及び光ファイバアセンブリを一体的に組
み立ててなる光半導体モジュールの製造方法において、
光アイソレータに内蔵される永久磁石を、パッケージ筐
体外部より強磁性体で吸引することにより該パッケージ
筐体に密着させ、この状態で前記光アイソレータと前記
パッケージ筐体とをレーザ溶接して光アイソレータパッ
ケージとした後に、光半導体パッケージ、光アイソレー
タパッケージ、レンズアセンブリ及び光ファイバアセン
ブリを、個別的に相互に固定結合して構成する。

産業上の利用分野 本発明は、光通信又は光伝送システムに用いられる光
半導体モジュールの製造方法にかし、特にモジュールの
構成部品として光アイソレータを有する光半導体モジュ
ールの製造方法に関する。

半導体レーザ（以下LDと称する）等の光半導体の出射
光を光伝送路としての光ファイバに光学的に結合するた
めの光半導体モジュールに於いては、その構成部品間の
光結合効率を高めるために、部品相互間の位置合せ、特
に光軸の位置合せには位置ずれが１μｍ以下という極め
て高い精度が要求される。一方、光ファイバを光伝送路
とする光通信システムに於いては、光源から光ファイバ
に入射した光が光ファイバ同士の接続部等で反射して一
部光源に帰還し、光源の動作が不安定となり伝送品質の
劣化を生ずることがある。このため、反射帰還光の影響
を除去することのできる光アイソレータが必要となって
いる。光アイソレータを光回路中に挿入する場合には、
その作用を効果的なものとするため、及びシステムを簡
略化するために、光アイソレータを光半導体モジュール
内に内蔵して用いるのが通例であり、その様なモジュー
ルの製造方法の最適化が模索されている。

従来の技術 第３図はこの種の光アイソレータ内蔵型光半導体モジ
ュールの概略構成及び動作を説明するための図である。
光アイソレータ21は、ケース22により被覆された円筒状
の永久磁石23の内部に、複屈折性プリズム24、磁気光学
結晶25及び複屈折性プリズム26をこの順で設け、永久磁
石23によって磁気光学結晶25に飽和磁界を印加するよう
にして構成される。複屈折性プリズム24,26は複屈折性
を有する単軸結晶から成り、これらの結晶軸24a,26aは
互いに45度傾斜している。磁気光学結晶25は、当該傾斜
方向に入射光を45度旋光するようにその厚みが設定され
ている。

LD61の出射光は複屈折性プリズム24、磁気光学結晶25
及び複屈折性プリズム26をこの順で透過して光ファイバ
63に光学的に結合される（ａ）。一方、光ファイバ63か
ら出射された反射帰還光は、レンズ62を介して光アイソ
レータ21に入射されるが、この光はもとの光軸とずれて
出射されるため、LD61に悪影響を及ぼすことがない。

発明が解決しようとする問題点 このような光半導体モジュールを製造するに際して光
アイソレータをパッケージ筐体に固定する場合には、光
アイソレータの光学結晶が高精度で位置決めされている
行からネジ止め等の固定手段を用いることができず、通
常、第４図に示すように、まず光アイソレータ21とパッ
ケージ筐体64を点Ｃの位置で接着剤により仮固定した後
に、点Ｂの位置でレーザ溶接を行なうようにしていた。

しかし、仮固定に接着剤を用いる上記方法は、繁雑な
作業を要するばかりでなく接着剤の固化に長時間を要
し、生産性が良好でないという欠点を有している。ま
た、固化した接着剤の位置と溶接位置との相対的関係に
よっては、溶接時の収縮に起因する残留応力にばらつき
が生じ、溶接後の両部材の位置関係が仮固定の際の位置
関係と異なるものになることもあった。更に、この種の
光学部品は通常密閉状態で使用されるから、使用環境に
よっては熱により接着剤の固化未完了部分が蒸発してレ
ンズ表面等に吸着し、光学特製が変化することもあっ
た。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、
接着剤仮固定の排除による正常作業の容易化及び信頼性
の向上を目的としている。

問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解消するためになされた本発
明の光半導体モジュールの製造方法は、光半導体パッケ
ージ、光アイソレータパッケージ、レンズアセンブリ及
び光ファイバアセンブリを一体的に組み立ててなる光半
導体モジュールの製造方法において、光アイソレータに
内蔵される永久磁石を、パッケージ筐体外部より強磁性
体で吸引することにより該パッケージ筐体に密着させ、
この状態で前記光アイソレータと前記パッケージ筐体と
をレーザ溶接して光アイソレータパッケージとした後
に、光半導体パッケージ、光アイソレータパッケージ、
レンズアセンブリ及び光ファイバアセンブリを、個別的
に固定結合するようにして構成される。

作用 光アイソレータは前述したように磁気光学結晶に飽和
磁界を印加するための強力な永久磁石をその内部に有し
ているから、パッケージ筐体外部より強磁性体で光アイ
ソレータを吸引することにより、光アイソレータをパッ
ケージ筐体に密着させて仮固定を行なうことができる。
このときの固定力は、光アイソレータの永久磁石に対し
て均等に作用するから、光アイソレータ内の光学部品の
高精度な位置決めがずれることがない。このように光ア
イソレータとパッケージ筐対とを仮固定するに際して接
着剤を用いることなしに密着状態が達成されるので、仮
固定した状態で両部材をレーザ溶接するときに、両部材
が位置ずれすることがない。なお、光半導体パッケー
ジ、光アイソレータパッケージ、レンズアセンブリ及び
光ファイバアセンブリを個別的に相互に固定結合するよ
うにしているのは、例えば光軸調整を行ないながら各部
材の一体化を図るためである。

実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明を適用して製造される光半導体モジュ
ールの断面構成図鵜である。このモジュールは、光半導
体パッケージ１、光アイソレータパッケージ２、レンズ
アセンブリ３及び光ファイバアセンブリ４を、これらの
光軸がモリューズ光軸OAとそれぞれ一致するように位置
合せした状態で一体的に固定結合することによりモジュ
ールとして組み立てられている。

光半導体パッケージ１は、ケース10上に載置固定され
たチップマウント11にLD等の光半導体チップ12をマウン
トし、カバー13でこれを保護するようにしたものであ
る。14,15は駆動電圧印加用等の電極端子である。

光アイソレータパッケージ２は、パッケージ筐体20内
部に光アイソレータ21を固定したものであり、その作成
方法は、第１図を用いて説明される。同図中50で示され
るのは光アイソレータ保持治具であり、非磁性体からな
る円筒部材とこの円筒部材の端部に固定された強磁性体
52とからなる。パッケージ筐体20は通常溶接性に優れた
SUS材等から形成されているので、このパッケージ筐体2
0を介して光アイソレータ21内部の永久磁石を強磁性体5
2によって吸引することができる。この吸引力は光アイ
ソレータ21の全体について均等なものであるから、例え
ばＡ矢印で示される方向にレーザ光を照射してレーザ溶
接を行なうことによって、パッケージ筐体20内部の予め
定められた所定の位置に光アイソレータ21を固定するこ
とができる。

この実施例では強磁性体として磁化されていないもの
を用いているが、強磁性体として磁化された永久磁石を
用いることも可能である。即ち、光アイソレータ21内部
の永久磁石の極性に応じた極性を有する永久磁石を強磁
性体として用いて光アイソレータ保持治具を構成し、こ
れにより光アイソレータとパッケージ筐体との仮固定を
行なうことによって、更に強い仮固定保持力を得ること
ができるものである。

レンズアセンブリ３は、レンズホルダ30に球レンズ31
を例えば圧入により固定保持したものである。

光ファイバアセンブリ４は、光ファイバ42をフェルー
ル41に挿入固定し、これらを更にホルダ40に挿入固定し
た構造である。

これらの各構成部材を固定結合して第２図に示される
全体構成とするには例えば次のようにすればよい。ま
ず、光半導体パッケージ１のケース10と光アイソレータ
パッケージ２のパッケージ筐体20とをレーザ溶接及びは
んだ付け等の手段によって固定結合しておく。その一方
でレンズアセンブリ３のレンズホルダ30と光ファイバア
センブリ４のホルダ40とを同様の手段により固定結合し
ておく。そして、サブアセンブリ化された両部材を密着
させた状態で光結合効率をモニタリングしながら最適位
置で結合固定する。これにより光結合効率の高いモジュ
ールが提供されることになる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、光アイソレー
タの仮固定に接着剤が不要となるので、接着剤の使用に
起因する種々の不具合が解消されて信頼性が向上し、且
つ、製造作業性が良好になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光アイソレータのパッケ
ージ筐体への固定方法を説明するための図、（ａ）：平
面図、（ｂ）：断面図、 第２図は本発明を適用して構成される光半導体モジュー
ルの断面構成図、 第３図は従来の一般的な光アイソレータ内蔵型光半導体
モジュールの構成及び動作を説明するための図、 第４図は光アイソレータの従来の固定方法を説明するた
めの図である。 １……光半導体パッケージ、 ２……光アイソレータパッケージ、 ３……レンズアセンブリ、 ４……光ファイバアセンブリ、 12……光半導体チップ、21……光アイソレータ、 31……球レンズ、41……フェルール、 42……光ファイバ、 50……光アイソレータ保持治具、 52……強磁性体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 茂樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 ▲よみなし▼野 三郎 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−139507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−241715（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光半導体パッケージ（１）、光アイソレー
   タパッケージ（２）、レンズアセンブリ（３）及び光フ
   ァイバアセンブリ（４）を一体的に組み立ててなる光半
   導体モジュールの製造方法において、 光アイソレータ（21）に内蔵される永久磁石を、パッケ
   ージ筐体（20）外部より強磁性体（52）で吸引すること
   により該パッケージ筐体（20）に密着させ、 この状態で前記光アイソレータ（21）と前記パッケージ
   筐体（20）とをレーザ溶接して光アイソレータパッケー
   ジ（２）とした後に、 光半導体パッケージ（１）、光アイソレータパッケージ
   （２）、レンズアセンブリ（３）及び光ファイバアセン
   ブリ（４）を、個別的に相互に固定結合することを特徴
   とする光半導体モジュールの製造方法。