JP3298798B2

JP3298798B2 - 光送受信モジュール

Info

Publication number: JP3298798B2
Application number: JP28460796A
Authority: JP
Inventors: 正明東城; 博則早田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 2002-07-08
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: JPH10115732A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子が発した
光を光ファイバに導き、且つ、光ファイバから出力され
た光を受光素子に集光する、１本の光ファイバで双方向
伝送するための光送受信モジュールに関し、特に、組み
立て時の調整などが容易な新規な構成を提案するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】１本の光ファイバを用いて双方向伝送を
行なう場合には、光ファイバに送信信号の光を導き、ま
た、その光ファイバから受信信号の光を受け取る光送受
信モジュールを光ファイバに光学結合する。

【０００３】例えば特開平３−１２９３０６に開示され
ている従来の光送受信モジュールは、図７に示すよう
に、ケース11内に偏光素子12が配置され、ケース11に、
光ファイバ14を固定したフェルール13と、レンズ17Ａ及
び発光レーザ素子18Ａを固定したパッケージ16Ａと、レ
ンズ17Ｂ及び受光素子18Ｂを固定したパッケージ16Ｂと
が結合されている。なお、21Ａ、21Ｂは偏光板であり、
また、20Ａ、20Ｂは半導体素子（レーザ素子18Ａ及び受
光素子18Ｂ）のステムである。

【０００４】この光送受信モジュールでは、レーザ素子
18Ａから出力された光が、レンズ17Ａで集光され、偏光
板21Ａで偏光方向が揃えられた後、偏光素子12の偏光面
12ａを透過して光ファイバ14に入射する。

【０００５】一方、光ファイバ14から出力された光は、
偏光素子12の偏光面12ａで反射され、偏光が偏光板21Ｂ
で戻された後、レンズ17Ｂで集光されて受光素子18Ｂに
入射する。

【０００６】このモジュールの組み立ては、次のように
行なわれる。光ファイバ14を中央に固定したフェルール
13を、予めケース11に固定しておく。レンズ17Ａを固定
したパッケージ16Ａに、レーザ素子18Ａを搭載したステ
ム20Ａを調整して取り付け、次いで、レーザ素子18Ａの
出力光が光ファイバ14に入射するように位置調整を行な
いながらパッケージ16Ａをケース11に固定する。

【０００７】同様に、レンズ17Ｂを固定したパッケージ
16Ｂに、受光素子18Ｂを搭載したステム20Ｂを調整して
取り付け、光ファイバ14から出力した光が受光素子18Ｂ
に入射するように位置調整を行ないながらパッケージ16
Ｂをケース11に固定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光送受
信モジュールでは、レーザ素子18Ａと受光素子18Ｂとを
それぞれ別個のパッケージに実装し、また、これらの半
導体素子と光ファイバ14とを別個のレンズ17Ａ、17Ｂを
用いて光学結合しているので、部品点数が多くなり、製
造や組み立てに時間が掛かる。

【０００９】また、光ファイバ14に対して発光素子18Ａ
及び受光素子18Ｂをそれぞれ位置調整して固定するた
め、２度の光学調整が必要となる。

【００１０】さらに、発光素子18Ａと受光素子18Ｂとの
電極端子がケース11の壁面に設けられているので、モジ
ュールを基板に取り付ける場合に、これらの電極を折り
曲げて実装する必要がある、と云う問題があった。

【００１１】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、レーザ素子及び受光素子と光ファイバと
を少ない部品点数で光学結合することができ、少ない回
数の調整で組み立てることが可能であり、また、発光素
子や受光素子の実装が容易である光送受信モジュールを
提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の光送受
信モジュールでは、基板に４５度の斜面を形成してこれ
をマイクロミラーとし、この基板の斜面に隣接して発光
素子を配置し、発光素子と同じ側の基板面上に受信用受
光素子を配置し、発光素子から出射された光を光ファイ
バに導き、光ファイバから出射された光を受信用受光素
子に導く光学系を設けている。

【００１３】このモジュールでは、発光素子から発光さ
れた光が基板に設けたマイクロミラーで進行方向を変え
るため、発光素子を基板に平面実装することが可能とな
る。また、受信用受光素子も、その構造から基板上に平
面実装することができ、その結果、光デバイスの薄型化
を実現できる。

【００１４】また、発光素子及び受光素子を基板の同一
面に固定したことによって、組み立て時に、発光素子ま
たは受光素子の一方と光ファイバとの光結合を調整する
ことによって、他方の光結合も同時に達成されるように
構成することができ、調整作業が容易になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光ファイバで双方向に伝送される光を送受信する光
送受信モジュールにおいて、４５度の斜面を形成した基
板と、この基板の斜面に隣接して配置した発光素子と、
発光素子と同じ側の基板面上に配置した受信用受光素子
と、発光素子から出射され、斜面で反射された光を光フ
ァイバに入射し、光ファイバから出射された光を受信用
受光素子に入射する光学系とを設けたものであり、発光
素子及び受信用受光素子を基板の同一面上に平面実装し
て、装置全体の薄型化を図ることができる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、この光送受信モ
ジュールの光学系を、発光素子または受信用受光素子の
一方の上方に傾斜して設けたハーフミラーと、発光素子
または受信用受光素子の他方の上方にハーフミラーと平
行に設けた反射ミラーと、ハーフミラーと光ファイバと
の間の光路に配置した集光レンズとで構成し、集光レン
ズ、ハーフミラー及び反射ミラーが、この順に直線上に
並ぶように配置したものであり、ハーフミラーを用いて
光分岐・反射を行なっているため、部品数が少なくて済
む。

【００１７】請求項３に記載の発明は、発光素子と同じ
側の基板面上に、発光素子から出射された光の反射光を
モニタするモニタ用受光素子を配置したものであり、モ
ニタ用受光素子の受光量に基づいて発光素子の発光量を
制御することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、モニタ用受光素
子の受光径を、受信用受光素子の受光径より大きくした
ものであり、検出精度を高めることができる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、発光素子の上方
に、モニタ用受光素子に入射する反射光が増加し、受信
用受光素子に入射する反射光が減少するように傾斜させ
た板を配置したものであり、モニタ用受光素子の検出精
度を高め、受信用受光素子に加わる雑音を減らすことが
できる。

【００２０】請求項６に記載の発明は、基板に４５度の
斜面を持つ凹部を形成して、発光素子をこの凹部の底面
に配置し、受信用受光素子を基板上に高さ調整部材を介
して配置し、凹部底面から受信用受光素子の上面の高さ
までの距離が、ハーフミラーから反射ミラーまでの距離
をその間の物質の屈折率で割った値とほぼ等しくなるよ
うに設定したものであり、こうすることによって、発光
素子から光ファイバまでの光路長と、光ファイバから受
信用受光素子までの光路長とが等しくなり、モジュール
と光ファイバとの良好な光結合が得られる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、この光送受信モ
ジュールの光学系を、発光素子または受信用受光素子の
一方の上方に配置した第１の集光用レンズと、発光素子
または受信用受光素子の他方の上方に配置した第２の集
光用レンズと、第１の集光用レンズの上方に傾斜して設
けた反射ミラーと、端面がこの反射ミラーに接するとと
もに、第１及び第２の集光用レンズの上方で基板と平行
に延びる光ファイバと、第２の集光用レンズの上方付近
で光ファイバに傾斜して設けた切断溝と、この切断溝内
に配置したハーフミラーとで構成したものであり、組み
立て時の光結合の調整を簡単に行なうことができる。

【００２２】請求項８に記載の発明は、この光送受信モ
ジュールの光学系を、発光素子の上方に配置した一つの
球状レンズと、球状レンズの上方に傾斜して設けた反射
ミラーと、端面がこの反射ミラーに接するとともに、球
状レンズの上方で基板と平行に延びる光ファイバと、光
ファイバに傾斜して設けた切断溝と、切断溝内に配置し
たハーフミラーと、ハーフミラーの反射光をさらに反射
して球状レンズを通して受信用受光素子に入射する第２
の反射ミラーとで構成したものであり、集光レンズの数
を１つにすることができ、部品数を削減できる。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００２４】（第１の実施の形態）第１の実施形態の光
送受信モジュールは、図１に示すように、略中央に４５
度の斜面（マイクロミラー）34を持つ凹部が形成された
シリコン基板31と、その凹部底面に配置され、マイクロ
ミラー34に向けて光を出射する半導体レーザ（ＬＤ）32
と、シリコン基板31の上面に配置されたＰＩＮホトダイ
オード（ＰＤ）33と、このシリコン基板31を内部に固定
したパッケージ35と、パッケージ35の上面を塞ぐ透明の
保護ガラス36と、ハーフミラー38及び反射ミラー39を具
備する、保護ガラス36上に透明の位置固定部材を介して
固定された四辺形プリズム37と、この四辺形プリズム37
での反射光及び四辺形プリズム37への入射光を集光する
レンズ42と、パッケージ35と接合して四辺形プリズム37
及びレンズ42を覆うケースカバー40と、ケースカバー40
の開口面を塞ぐ透明の接合板41と、細管内に光ファイバ
44が挿入固定された精密キャピラリ43と、精密キャピラ
リ43を固定する調整リング45と、調整リング45の端面を
塞ぐ透明の固定板46とを備えている。

【００２５】四辺形プリズム37は、平行するハーフミラ
ー38と反射ミラー39との間にガラス板を挿入して構成し
ている。ハーフミラー38は、入射光を分岐する機能と反
射する機能とを有している。反射ミラー39の後方には、
反射ミラー39を保護するためのガラス板47を配置し、ま
た、ハーフミラー38側には、ハーフミラー38の反対側に
保護ガラス36と直角をなす面を有する三角柱状のガラス
体を接合している。

【００２６】このガラス体の保護ガラス36と直角をなす
面には、レンズ42の端面を、レンズ42の中心と光路とが
一致するように固定している。

【００２７】また、ケースカバー40は、パッケージ35及
び保護ガラス36に接着固定し、透明ガラスでできた接合
板41でケースカバー40の開口を塞いでいる。

【００２８】一方、光ファイバ44は精密キャピラリ43に
挿入固定し、光ファイバ44及び精密キャピラリ43の両端
面を光学研磨している。

【００２９】また、調整リング45の一端に透明なガラス
板の固定板46を固定している。この調整リング45の内径
は精密キャピラリ43の外径より僅かに大きく成形されて
おり、この調整リング45の孔に精密キャピラリ43を挿入
して固定し、次いで、固定板46と接合板41とを面接触さ
せて固定している。

【００３０】この光送受信モジュールでは、ＬＤ32から
出力された光が、４５度傾いたマイクロミラー34で反射
されて上方に進行方向を変える。この光は、保護カバー
36に固定された四辺形プリズム37のハーフミラー38で反
射され、レンズ42で集光され、接合板41及び固定板46を
通過した後、精密キャピラリ43に固定された光ファイバ
44に入射する。

【００３１】一方、光ファイバ44から出力された光は、
固定板46及び接合板41を通過し、レンズ42で集光され、
ハーフミラー38を透過し、反射ミラー39で反射されてＰ
Ｄ33に入射する。

【００３２】こうした光路を正しく辿り、レンズ42で集
光した光が光ファイバ44と精密に光結合するように、モ
ジュールの組み立てに際して、精密キャピラリ43を調整
リング45の軸方向に動かし、また、固定板46を接合板41
の面内方向に動かして位置調整する。そして、適切な位
置で、精密キャピラリ43と調整リング45との接触部、及
び、固定板46と接合板41との接触部を接着剤で固定す
る。このとき、調整リング45、固定板46及び接合板41
は、それぞれ透明なガラスで構成されているので、精密
キャピラリ43と調整リング45、及び、固定板46と接合板
41とを紫外線硬化性樹脂で固定することができる。

【００３３】この光送受信モジュールでは、シリコン基
板31に４５度傾斜するマイクロミラーを設けているた
め、ＬＤ32を、その光の出射方向がシリコン基板31と平
行するように、平面実装することができ、高さを取らず
にＬＤ32をシリコン基板31に配置することができる。ま
た、ＰＤ33についても、その構造上、シリコン基板31面
に平面実装することが可能である。従って、ＬＤ32及び
ＰＤ33の両方を基板31に対して同じように平面実装する
ことができるため、光デバイスの薄型化が実現できる。

【００３４】また、このモジュールでは、レンズ42を入
出力光の集光に共通に使用しているため、一つで足りる
など、部品数を削減することができる。

【００３５】また、組み立て時の各半導体素子と光ファ
イバ44との光結合の調整は、調整リング45に固定された
固定板46を接合板41の面に接して動かし、最適位置を選
択することによって実施できる。このとき、接合板41と
固定板46とは透明板であるから、最適位置で互いに面接
着することができ、強い接着力により高い信頼性を得る
ことができる。

【００３６】（第２の実施の形態）第２の実施形態の光
送受信モジュールは、発光素子の光量をモニタする機能
を有する。

【００３７】この光送受信モジュールは、図２に示すよ
うに、ＬＤ32から出力された光の反射光が入射するシリ
コン基板上の位置に、大きな受光径を有するピンホトダ
イオード（ＰＤ）48を配置している。このＰＤ48の受光
径は、ＰＤ33の受光径より大きく設定している。その他
の構成は第１の実施形態（図１）と変わりがない。

【００３８】この光送受信モジュールでは、ＬＤ32から
出力した光がマイクロミラー34で反射され、上方に進行
方向を変える。この上方に進行する光の内の１％以下の
光49は保護ガラス36で反射される。また、保護ガラス36
を通過し、ハーフミラー38に達した光は、その一部がハ
ーフミラー38を透過し、この透過した光50がケースカバ
ー40で反射されて、シリコン基板１の方向に向かう。

【００３９】ＰＤ33の受光径は８０μｍと小さいが、Ｐ
Ｄ48の受光径は３００μｍと、ＰＤ33の受光径の３．７
５倍の受光径を持つので、これらの反射光のより多くの
光がＰＤ48に入射する。

【００４０】この保護ガラス36及びケースカバー40で反
射される光量はＬＤ32の放射光量に比例するので、ＰＤ
48を、ＬＤ32の光量をモニタする受光素子として用いる
ことができ、ＰＤ48の受光量に基づいてＬＤ32の発光量
を制御することができる。

【００４１】（第３の実施の形態）第３の実施形態の光
送受信モジュールは、発光素子の光量をモニタするピン
ホトダイオードに、より多くの反射光が入射するように
構成している。

【００４２】この光送受信モジュールでは、図３に示す
ように、ケースカバー40の内壁面51を、ＰＤ33との距離
に比べて、ＰＤ48との距離の方が長くなるように傾斜さ
せている。その他の構成は第２の実施形態（図２）と変
わりがない。

【００４３】この光送受信モジュールでは、ＬＤ32から
出力されマイクロミラー44で反射された光が、保護ガラ
ス36を透過し、ハーフミラー38を透過して、その一部が
ケースカバー40の内壁面51に達する。この内壁面51は図
３に示すように傾きを持っているので、内壁面51で反射
された光52はＰＤ48の方向に向かい、より多くの反射光
がＰＤ48に入射する。そのため、ＰＤ48におけるモニタ
性能が向上する。

【００４４】一方、ＰＤ33には、反射光52が余り入射し
なくなるので、雑音を低減することができる。

【００４５】（第４の実施の形態）第４の実施形態の光
送受信モジュールは、発光素子からレンズまでの光路長
と、受光素子からレンズまでの光路長とを等しく設定し
ている。

【００４６】この光送受信モジュールでは、図４に示す
ように、厚さｅ２のＰＤ33を、厚さｅ３のサブマウント
を介してシリコン基板31の上面に配置し、また、ＬＤ32
をシリコン基板31の深さｅ１の凹部の底面に配置してい
る。その他の構成は第１の実施形態（図１）と変わりが
ない。

【００４７】この光送受信モジュールにおいて、ＬＤ32
から出射された光がレンズ42に達するまでの距離ｄ１
と、レンズ42から出射された光がＰＤ33に達するまでの
距離ｄ２とを比較すると、ｄ２とｄ１との距離の差は、
ＰＤ33上面から保護カバー36までの距離とＬＤ32が配置
された凹部底面から保護カバー36までの距離（マイクロ
ミラーの斜面が４５度であるため、ＬＤ32から保護カバ
ー36までの光路長は凹部底面から保護カバー36までの距
離と同じになる）との差と、四辺形プリズム37における
ハーフミラー38と反射ミラー39との間隔（Ｌ１とする）
とを加算した長さになる。

【００４８】そこで、この距離ｄ１とｄ２とをできるだ
け近づけ、ＬＤ32からレンズ42までの光路長とＰＤ33か
らレンズ42までの光路長とを等しくするために、この光
送受信モジュールでは、（１）ＬＤ32をシリコン基板31
に設けた深さｅ１の凹部に実装し、（２）厚みｅ２のＰ
Ｄ33を、シリコン基板41の上に厚みｅ３のシリコンサブ
マウント53を挿入して実装し、（３）四辺形プリズム37
に屈折率ｎ＝１．７のガラスを用い、このｅ１、ｅ２、
ｅ３、Ｌ１及びｎの間に、Ｌ１／ｎ＝ｅ１＋ｅ２＋ｅ３の関係を持たせている。

【００４９】こうすることにより、ＰＤ33からレンズ42
までの光路長と、ＬＤ32からレンズ42までの光路長とが
同じになり、ＬＤ32及びＰＤ33と光ファイバ44とが良好
に光結合することができる。

【００５０】（第５の実施の形態）第５の実施形態の光
送受信モジュールは、部品点数が少なく、組み立て時の
調整が容易である。

【００５１】この光送受信モジュールは、図５に示すよ
うに、ＬＤ32及びＰＤ33を固定したシリコン基板31と、
シリコン基板31を内部に固定したパッケージ35と、パッ
ケージ35の上面を塞ぐように配置された、レンズ57及び
レンズ58が接着固定されているセラミック製のレンズ固
定部材59と、溝を形成してファイバを埋め込んだファイ
バ埋め込み基板54と、この基板54に切断溝55を設けて固
定したハーフミラー38と、この基板54の端面に接着した
反射ミラー39と、基板54の反対側の端面に接着した、光
ファイバ44を保持する精密キャピラリ43と、ファイバ埋
め込み基板54をレンズ固定部材59上に固定するファイバ
位置固定部材60とを備えている。

【００５２】ファイバ埋め込み基板54は、ガラス板から
成り、このガラス板にダイシングソーでファイバ埋め込
み用の溝を形成して、精密キャピラリ43から延びる光フ
ァイバ44を接着固定する。精密キャピラリ43は基板54の
端面に接着する。

【００５３】ファイバ埋め込み基板54の反対側の端面
は、光ファイバ44と共に４５度に研磨し、この面56に反
射ミラー39を接着する。また、ファイバ埋め込み基板54
の中程に、光ファイバ44に対して４５度傾斜した幅３０
μｍの切断溝55をダイシングソーで形成し、この溝55に
厚み２０μｍのハーフミラー38を接着固定する。

【００５４】レンズ57及びレンズ58は、その縁をセラミ
ックでできたレンズ固定部材59の中央付近の２つの穴に
接着固定する。レンズ固定部材59はケース35に固定して
ケース35内を密閉する。このレンズ57、58間の間隔は、
マイクロミラー34の見かけ上の発光点とＰＤ33との間隔
と同じ長さに設定する。また、ファイバ埋め込み基板54
に設ける反射ミラー39とハーフミラー38との間隔も、同
じに構成する。

【００５５】組み立て時には、このファイバ埋め込み基
板54とケース35及びレンズ固定部材59とを、ＬＤ31から
出射された光が最終的に光ファイバ44に入力するよう
に、光ファイバ44の位置を調整しながら、透明なファイ
バ位置固定部材60を用いて固定する。

【００５６】この光送受信モジュールでは、ＬＤ31から
出射された光がマイクロミラー34で上方に反射され、レ
ンズ57で集光された後、反射ミラー39で反射され、光フ
ァイバ44に入力して伝搬される。

【００５７】一方、光ファイバ44を伝搬して来た光は、
ハーフミラー38で反射され、レンズ58で集光され、ＰＤ
33に入力する。

【００５８】なお、ＬＤ32とレンズ57との距離は、ＰＤ
33とレンズ58との距離と違っているが、レンズ57及びレ
ンズ58は、それぞれの使用条件において最適な光結合を
達成できるように、それらのレンズ設計を行なう。

【００５９】この光送受信モジュールでは、ＬＤ32の見
かけ上の発光点（マイクロミラー34上の発光点）とＰＤ
33との間隔、レンズ57とレンズ58との間隔、及びハーフ
ミラー38と反射ミラー39との間隔を予め機械的に同一長
さに構成することによって、組み立て時に、ＬＤ32と光
ファイバ44とを光結合するだけで、ＰＤ33と光ファイバ
44との光結合が同時に達成できる。従って、組み立て時
の調整回数が少なくて済む。

【００６０】また、反射ミラー39とハーフミラー38及び
光ファイバ44を同一部品に固定しているので、部品点数
を低減できる。

【００６１】なお、レンズ57、レンズ58及びレンズ固定
部材59を一体成形する場合には、レンズ間隔の精度が高
まると共に、部品数の一層の低減を図ることができる。

【００６２】（第６の実施の形態）第６の実施形態の光
送受信モジュールは、第５の実施形態に比べて、レンズ
の数を減らすことができる。

【００６３】この光送受信モジュールは、図６に示すよ
うに、ＬＤ32及びＰＤ33を固定したシリコン基板31と、
シリコン基板31を内部に固定したパッケージ35と、パッ
ケージ35の上面を塞ぐように配置された、ボールレンズ
61を接着固定しているセラミック製のレンズ固定部材59
と、溝を形成してファイバを埋め込んだファイバ埋め込
み基板54と、この基板54に切断溝55を設けて固定したハ
ーフミラー38と、この基板54の端面に接着した反射ミラ
ー39と、ファイバ埋め込み基板54の反対側の端面に接着
した精密キャピラリ43と、ハーフミラー38で反射された
光がボールレンズ61を通してＰＤ33に入力するように反
射面を構成する台形プリズム62と反射ミラー63とを備え
ている。

【００６４】ファイバ埋め込み基板54の先端面56を光フ
ァイバ44と共に４５度に研磨し、この面56に反射ミラー
39を接着する。また、ファイバ埋め込み基板54の中程に
光ファイバ44に対して２２．５度傾斜した幅３０μｍの
切断溝55をダイシングソーで形成し、この溝55に厚み２
０μｍのハーフミラー38を接着固定する。

【００６５】台形プリズム62は、ファイバ埋め込み基板
54の光ファイバ44を埋め込んだ側に固定し、台形プリズ
ム62の斜面に反射ミラー63を固定する。

【００６６】ボールレンズ61を固定したレンズ固定部材
59は、ケース35に固定してケース内を密閉する。

【００６７】この光送受信モジュールでは、ＬＤ32から
出力された光がマイクロミラー34で反射され、上方に向
かう。ボールレンズ61は、その中心軸がこの光の光軸と
一致するように設けられており、この光はボールレンズ
61で集光される。集光された光は、反射板39で反射さ
れ、光ファイバ44に入射する。

【００６８】一方、光ファイバ44を伝搬して来た光は、
ハーフミラー38で反射され、台形プリズム62内へ進む。
台形プリズム62内へ進んだ光は、反射板63で反射され、
ボールレンズ21で集光されてＰＤ33に入射する。

【００６９】ボールレンズ61は、その中心軸と光軸とが
一致する光に対して、ボールレンズ61を通過する方向に
関わらず、最小の収差で集光する。ＬＤ32と光ファイバ
44とが光結合する場合の光軸は、ボールレンズ61の中心
軸に一致し、また、光ファイバ44とＰＤ33とが結合する
場合の光軸もボールレンズ61の中心軸と一致するので、
それぞれ最良の光結合を得ることができる。

【００７０】このように、この光送受信モジュールで
は、ＬＤ32と光ファイバ44、及びＰＤ33と光ファイバ44
との光結合が、１個のボールレンズ61を使って行なわれ
るので、部品点数が少なくて済む。また、ボールレンズ
61では、光が斜めに入射する場合でも、レンズ中心を通
過するならば、レンズ収差を最小限に抑えることがで
き、良好な光結合を実現することができる。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光送受信モジュールは、発光素子と受光素子とを基板
に平面実装することができるため、これらの半導体素子
の実装が容易であり、また、光デバイスの薄型化が可能
になる。

【００７２】また、光の分岐・反射にハーフミラーを用
いているため、部品数を減らすことができる。

【００７３】また、発光素子と受光素子とが、出射光及
び入射光が同一向きとなるように基板上に固定されるた
め、組み立て時に、各半導体素子と光ファイバとの光結
合を個別に調整する必要がなく、調整作業が容易にな
る。

【００７４】また、第１の実施形態のモジュールでは、
接合板41と固定板46とを面接着することができるため、
光送受信モジュールと光ファイバとの信頼性の高い接続
が可能である。

【００７５】また、モニタ用の受光素子を設けた第２の
実施形態のモジュールでは、モニタ結果に基づいて、発
光素子の発光量を制御することができる。

【００７６】また、ケースカバーの内壁面を傾けた第３
の実施形態のモジュールでは、モニタの感度を高め、一
方、信号に加わる雑音を減らすことができる。

【００７７】また、第４の実施形態のモジュールでは、
発光素子及び受光素子と光ファイバとの光路長を同じに
することによって、良好な光結合を得ることができる。

【００７８】また、ファイバ埋め込み基板に光ファイバ
を埋め込む第５の実施形態のモジュールでは、部品数を
減らすことができ、また、光結合の調整回数を減らすこ
とができる。

【００７９】また、ボールレンズを使用する第６の実施
形態のモジュールでは、良好な光結合を確保しながら、
レンズの数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における光送受信モジ
ュールの構成を示す図、

【図２】本発明の第２の実施形態における光送受信モジ
ュールの構成を示す図、

【図３】本発明の第３の実施形態における光送受信モジ
ュールの構成を示す図、

【図４】本発明の第４の実施形態における光送受信モジ
ュールの構成を示す図、

【図５】本発明の第５の実施形態における光送受信モジ
ュールの構成を示す図、

【図６】本発明の第６の実施形態における光送受信モジ
ュールの構成を示す図、

【図７】従来の光送受信モジュールの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

11 ケース 12 偏光素子 13 フェルール 14、44 光ファイバ 16Ａ、16Ｂパッケージ 17Ａ、17Ｂ、42、57、58 レンズ 18Ａ、18Ｂ発光レーザ素子 20Ａ、20Ｂステム 21Ａ、21Ｂ偏光板 31 シリコン基板 32 半導体レーザ（ＬＤ） 33、48 ＰＩＮホトダイオード（ＰＤ） 34 マイクロミラー 35 パッケージ 36 保護ガラス 37 四辺形プリズム 38 ハーフミラー 39、63 反射ミラー 40 ケースカバー 41 接合板 43 精密キャピラリ 45 調整リング 46 固定板 47 ガラス板 49、50、52 反射光 51 ケースカバーの内壁面 53 サブマウント 54 ファイバ埋め込み基板 55 切断溝 56 研磨面 59 レンズ固定部材 60 ファイバ位置固定部材 61 ボールレンズ 62 台形プリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−10354（ＪＰ，Ａ) 特開平９−181676（ＪＰ，Ａ) 特開平７−202351（ＪＰ，Ａ) 特開平６−338090（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−39084（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバで双方向に伝送される光を送
受信する光送受信モジュールにおいて、４５度の斜面を形成した基板と、前記基板の斜面に隣接して配置した発光素子と、前記発光素子と同じ側の基板面上に配置した受信用受光
素子と、前記発光素子から出射され、前記斜面で反射された光を
光ファイバに入射し、前記光ファイバから出射された光
を前記受信用受光素子に入射する光学系とを備えること
を特徴とする光送受信モジュール。
【請求項２】前記光学系が、前記発光素子または受信
用受光素子の一方の上方に傾斜して設けたハーフミラー
と、前記発光素子または受信用受光素子の他方の上方に
前記ハーフミラーと平行に設けた反射ミラーと、前記ハ
ーフミラーと前記光ファイバとの間の光路に配置した集
光レンズとを具備し、前記集光レンズ、ハーフミラー及
び反射ミラーが、この順に直線上に並んでいることを特
徴とする請求項１に記載の光送受信モジュール。
【請求項３】前記発光素子と同じ側の基板面上に、前
記発光素子から出射された光の反射光をモニタするモニ
タ用受光素子を配置したことを特徴とする請求項１また
は２に記載の光送受信モジュール。
【請求項４】前記モニタ用受光素子の受光径を、前記
受信用受光素子の受光径より大きくしたことを特徴とす
る請求項３に記載の光送受信モジュール。
【請求項５】前記発光素子の上方に、前記モニタ用受
光素子に入射する前記反射光が増加し、前記受信用受光
素子に入射する前記反射光が減少するように傾斜させた
板を配置したことを特徴とする請求項３または４に記載
の光送受信モジュール。
【請求項６】前記基板に前記４５度の斜面を持つ凹部
を形成して、前記発光素子を前記凹部の底面に配置し、
前記受信用受光素子を前記基板上に高さ調整部材を介し
て配置し、前記凹部底面から前記受信用受光素子の上面
の高さまでの距離が、前記ハーフミラーから前記反射ミ
ラーまでの距離をその間の物質の屈折率で割った値とほ
ぼ等しくなるように設定したことを特徴とする請求項２
に記載の光送受信モジュール。
【請求項７】前記光学系が、前記発光素子または受信
用受光素子の一方の上方に配置した第１の集光用レンズ
と、前記発光素子または受信用受光素子の他方の上方に
配置した第２の集光用レンズと、前記第１の集光用レン
ズの上方に傾斜して設けた反射ミラーと、端面が前記反
射ミラーに接するとともに、前記第１及び第２の集光用
レンズの上方で前記基板と平行に延びる光ファイバと、
前記第２の集光用レンズの上方付近で前記光ファイバに
傾斜して設けた切断溝と、前記切断溝内に配置したハー
フミラーとを具備することを特徴とする請求項１に記載
の光送受信モジュール。
【請求項８】前記光学系が、前記発光素子の上方に配
置した一つの球状レンズと、前記球状レンズの上方に傾
斜して設けた反射ミラーと、端面が前記反射ミラーに接
するとともに、前記球状レンズの上方で前記基板と平行
に延びる光ファイバと、前記光ファイバに傾斜して設け
た切断溝と、前記切断溝内に配置したハーフミラーと、
前記ハーフミラーの反射光をさらに反射して前記球状レ
ンズを通して前記受信用受光素子に入射する第２の反射
ミラーとを具備することを特徴とする請求項１に記載の
光送受信モジュール。