JP3299695B2 - 多連光ファイバモジュール、そのレンズホルダ及び光ファイバホルダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光素子アレイとレ
ンズアレイと光ファイバアレイとを有し、これらが光学
的に結合されている多連光ファイバモジュール、これに
用いられるレンズアレイを保持するレンズホルダ、及
び、これに用いられる光ファイバアレイの端部を保持す
る光ファイバホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】光素子と光ファイバとを効率よく結合す
る一方法として、例えば、特開平８−６２４５６号公報
に記載されているように、光素子と光ファイバとの間に
レンズを挿入して、出射側からの光をレンズで集光し
て、入射側に結合をとる方法がよく使われている。

【０００３】ところで、近年、情報の高密度伝送のため
に、一つの光素子と一つのレンズと一つの光ファイバと
が光学的に結合された一つの光結合系を、多数備えてま
とめた多連光ファイバモジュールが現われてきている。

【０００４】従来、この多連光ファイバモジュールとし
ては、特開平６−８２６６０号公報に記載されているも
のがある。この多連光ファイバモジュールは、図９及び
図１０に示すように、半導体レーザアレイ１０と、この
半導体レーザアレイ１０を駆動するＩＣ１９と、これら
を収納するパッケージ２０ｄと、マイクロレンズアレイ
３０と、このマイクロレンズアレイ３０を保持するレン
ズホルダ４０ｄと、光ファイバアレイ５０と、この光フ
ァイバアレイ５０の端部を保持する光ファイバホルダ６
０ｄと、を備えている。半導体レーザアレイ１０を構成
する複数の半導体レーザ素子１１，１１，…は、パッケ
ージ２０ｄの底面２２ｄに、各素子１１の光主出力方向
（Ｚ方向）１２に対して垂直な方向（Ｘ方向）に一直線
上に並べられて固定されている。このため、半導体レー
ザアレイ１０からのレーザ出射光が通過するパッケージ
２０ｄの開口２３ｄは、複数の半導体レーザ素子１１，
１１，…が並んでいるＸ方向に長い長方形になってい
る。また、マイクロレンズアレイ３０を構成する複数の
マイクロレンズ３１，３１，…、及び光ファイバアレイ
５０を構成する複数の光ファイバ５１，５１，…も、複
数の半導体レーザ素子１１，１１，…が一列に並んでい
る関係上、この複数の半導体レーザ素子１１，１１，…
が並んでいるＸ方向に並んでいる。このため、レンズホ
ルダ４０ｄ及び光ファイバホルダ６０ｄも、複数の半導
体レーザ素子１１，１１，…が並んでいるＸ方向に長い
長方形の筒型を成している。パッケージ２０ｄの開口２
３ｄの周りには、平坦なレンズホルダ接続面２４ｄが形
成されている。筒型のレンズホルダ４０ｄの両端部に
は、平坦なパッケージ接続面４４ｄ及び光ファイバホル
ダ接続面４５ｄが形成されている。また、筒型の光ファ
イバホルダ６０ｄの端部にも、平坦なレンズホルダ接続
面６５ｄが形成されている。

【０００５】このような多連光ファイバモジュールで
は、各光結合系毎に、各光結合系を構成する部材相互が
正確に調芯されている必要があるため、一つの光結合系
を有する光ファイバモジュールに比べて、各光結合系の
光結合効率を高めることが難しい。

【０００６】そこで、この従来技術では、パッケージ２
０ｄとレンズホルダ４０ｄと光ファイバホルダ６０ｄと
の接続の際には、まず、パッケージ２０ｄのレンズホル
ダ接続面２４ｄとレンズホルダ４０ｄのパッケージ接続
面４４ｄとを接触させつつ、パッケージ２０ｄに対して
レンズホルダ４０ｄを主としてＸ，Ｙ方向及びθｚ回り
に関して調芯する。そして、パッケージ２０ｄのレンズ
ホルダ接続面２４ｄとレンズホルダ４０ｄのパッケージ
接続面４４ｄ側の外周面にレーザ光を照射して、両者を
レーザ溶接で接続する。

【０００７】次に、レンズホルダ４０ｄの光ファイバホ
ルダ接続面４５ｄと光ファイバホルダ６０ｄのレンズホ
ルダ接続面６５ｄとを接触させた状態で、半導体レーザ
アレイ１０を駆動し、半導体レーザアレイ１０からのレ
ーザ光がマイクロレンズアレイ３０を介して光ファイバ
アレイ５０に高効率で至るよう、レンズホルダ４０ｄに
対して光ファイバホルダ６０ｄを主としてＸ，Ｙ方向及
びθｚ回りに関して調芯する。そして、レンズホルダ４
０ｄの光ファイバホルダ接続面４５ｄと光ファイバホル
ダ６０ｄのレンズホルダ接続面６５ｄ側の外周面とにレ
ーザ光を照射して、両者をレーザ溶接で接続している。

【０００８】なお、同種の多連光ファイバモジュールと
しては、特開平２−３２３０６号公報に開示されたもの
もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多連光ファイバモジュールでは、各種工夫を施している
ものの、パッケージ２０ｄに対するレンズホルダ４０ｄ
の位置ズレ及び角度ズレ、レンズホルダ４０ｄに対する
光ファイバホルダ６０ｄの位置ズレ及び角度ズレが起こ
り易く、各光結合系の光結合効率を高めることが難しい
という問題点がある。

【００１０】具体的には、レンズホルダ４０ｄがＸ方向
に長い長方形の筒型を成しているため、パッケージ接続
面４４ｄ及び光ファイバホルダ接続面４５ｄを加工する
過程で、パッケージ接続面４４ｄ及び光ファイバホルダ
接続面４５ｄのＸ方向における中間部分がＺ方向に僅か
に突出した滑らかな湾曲面に成りがちである。また、光
ファイバホルダ６０ｄも、Ｘ方向に長い長方形の筒型を
成しているため、レンズホルダ接続面６５ｄを加工する
過程で、レンズホルダ接続面６５ｄのＸ方向における中
間部分がＺ方向に僅かに突出した滑らかな湾曲面に成り
がちである。この結果、パッケージ２０ｄに対するレン
ズホルダ４０ｄのＸ方向の位置ズレ及びθｙ回りの角度
ズレや、レンズホルダ４０ｄに対する光ファイバホルダ
６０ｄのＸ方向の位置ズレ及びθｙ回りの角度ズレが起
こり易く成り、パッケージ２０ｄにレンズホルダ４０ｄ
を接続した後、レンズホルダ４０ｄに光ファイバホルダ
６０ｄを接続した段階では、パッケージ２０ｄに対する
レンズホルダ４０ｄのズレが光ファイバホルダ６０ｄの
ズレに加算され、総ズレ量が大きなものになってしま
う。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点につい
て着目してなされたもので、各光結合系の光結合効率を
高めることができる多連光ファイバモジュール、これに
用いられるレンズホルダ及び光ファイバホルダを提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の多連光ファイバモジュールは、複数の光素子が、それ
ぞれの光主入出力方向に関して互いに平行で、且つ該光
主入出力方向に対して垂直な方向に並んでいる光素子ア
レイと、前記光素子アレイを内部に収納するパッケージ
と、前記光素子アレイの各光素子ごとの各レンズが、そ
れぞれの光軸方向に関して互いに平行で、且つ該光軸方
向に対して垂直な方向に並んでいるレンズアレイと、前
記レンズアレイを保持するレンズホルダと、前記光素子
アレイの各光素子ごとの光ファイバを有する光ファイバ
アレイと、複数の前記光ファイバの端部が、それぞれの
光導波路の軸方向に関して互いに平行で、且つ該光導波
路の軸方向に対して垂直な方向に並ぶよう、前記光ファ
イバアレイの端部を保持する光ファイバホルダと、を備
え、前記光素子アレイの各光素子と、前記レンズアレイ
の各レンズと、前記光ファイバアレイの各光ファイバと
が、この順序で光学的に結合している多連光ファイバモ
ジュールにおいて、前記パッケージは、前記パッケージ
内の前記光素子アレイの入出力光が通過する開口と、該
開口の縁の周りに該光素子アレイの前記光主入出力方向
に対して垂直なレンズホルダ接続面と、が形成され、前
記レンズホルダは、仮想軸を中心として円筒状を成して
いる円筒部と、該円筒部の内周側に前記レンズアレイを
保持するレンズアレイ保持部と、を有し、前記レンズホ
ルダの前記円筒部は、前記仮想軸を中心とする内周面及
び外周面と、該仮想軸方向の両端部で該仮想軸に対して
垂直な平坦面で、且つ該仮想軸方向から見た形状がリン
グ状を成しているパッケージ接続面及び光ファイバホル
ダ接続面と、が形成され、前記レンズホルダの前記レン
ズアレイ保持部は、前記円筒部の前記内周面より内周側
であって前記仮想軸方向において両接続面と異なる位置
に、該仮想軸と前記レンズアレイの前記光軸とが平行に
なるよう、該レンズアレイを保持し、前記光ファイバホ
ルダは、仮想軸を中心として円筒状を成している円筒部
と、該円筒部の内周側に前記光ファイバアレイの端部を
保持する光ファイバ保持部と、を有し、前記光ファイバ
ホルダの前記円筒部は、前記仮想軸を中心とする内周面
及び外周面と、該仮想軸方向の端部で該仮想軸に対して
垂直な平坦面で、且つ該仮想軸方向から見た形状がリン
グ状を成しているレンズホルダ接続面と、が形成され、
前記光ファイバホルダの前記光ファイバ保持部は、前記
円筒部の前記内周面より内周側であって前記仮想軸方向
において前記レンズホルダ接続面と異なる位置に、該仮
想軸と前記光導波路の軸とが平行に成るよう、前記光フ
ァイバアレイの端部を保持し、前記レンズホルダは、該
レンズホルダの前記パッケージ接続面と前記パッケージ
の前記レンズホルダ接続面とが接触し合った状態で、該
パッケージに接続され、前記光ファイバホルダは、該光
ファイバホルダの前記レンズホルダ接続面と前記レンズ
ホルダの前記光ファイバホルダ接続面とが接触し合った
状態で、該レンズホルダに接続されている、ことを特徴
とするものである。

【００１３】ここで、前記多連光ファイバモジュールに
おいて、前記パッケージ、前記レンズホルダ、前記光フ
ァイバホルダは、互いに、レーザ溶接で接続してもよ
い。

【００１４】また、前記目的を達成するためのレンズホ
ルダは、複数の光素子及び複数の光ファイバとそれぞれ
光学的に結合する複数のレンズが、それぞれの光軸方向
に関して互いに平行で、且つ該光軸方向に対して垂直な
方向に並んでいるレンズアレイを、保持するレンズホル
ダにおいて、仮想軸を中心として円筒状を成している円
筒部と、該円筒部の内周側に前記レンズアレイを保持す
るレンズアレイ保持部と、を有し、前記円筒部は、前記
仮想軸を中心とする内周面及び外周面と、該仮想軸方向
の両端部で該仮想軸に対して垂直な平坦面で、且つ該仮
想軸方向から見た形状がリング状を成している二つの接
続面と、が形成され、前記レンズアレイ保持部は、前記
円筒部の前記内周面より内周側であって前記仮想軸方向
において両接続面と異なる位置に、該仮想軸と前記レン
ズアレイの前記光軸とが平行になるよう、該レンズアレ
イを保持する、ことを特徴とするものである。

【００１５】また、前記目的を達成するための光ファイ
バホルダは、複数の光ファイバの端部が、それぞれの光
導波路の軸方向に関して互いに平行で、且つ該光導波路
の軸方向に対して垂直な方向に並ぶよう、複数の該光フ
ァイバから成る光ファイバアレイの端部を保持する光フ
ァイバホルダにおいて、仮想軸を中心として円筒状を成
している円筒部と、該円筒部の内周側に前記光ファイバ
アレイの端部を保持する光ファイバ保持部と、を有し、
前記円筒部は、前記仮想軸を中心とする内周面及び外周
面と、該仮想軸方向の端部で該仮想軸に垂直な平坦面
で、且つ該仮想軸方向から見た形状がリング状を成して
いる接続面と、が形成され、前記光ファイバ保持部は、
前記円筒部の前記内周面より内周側であって前記仮想軸
方向において前記接続面と異なる位置に、該仮想軸と前
記光導波路の軸とが平行に成るよう、前記光ファイバア
レイの端部を保持する、ことを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る各実施形態に
ついて、図面を用いて説明する。

【００１７】まず、本発明に係る多連光ファイバモジュ
ールの第１の実施形態について、図１〜図３を用いて説
明する。この実施形態の多連光ファイバモジュールは、
図３に示すように、半導体レーザアレイ（光素子アレ
イ）１０と、この半導体レーザアレイ１０を駆動するＩ
Ｃ１９と、これらを収納するパッケージ２０と、マイク
ロレンズアレイ３０と、このマイクロレンズアレイ３０
を保持するレンズホルダ４０と、光ファイバアレイ５０
と、この光ファイバアレイ５０の端部を保持する光ファ
イバホルダ６０と、を備えている。

【００１８】パッケージ２０は、図２及び図３に示すよ
うに、内部が中空の直方体形状を成しており、この直方
体の一つの側面２４に開口２３が形成されている。中空
の直方体形状のパッケージ２０の底面２２には、複数の
半導体レーザ素子１１，１１，…が、それぞれの光主出
力方向（Ｚ方向）１２が互いに平行で且つに対して光主
出力方向１２に対して垂直な方向（Ｘ方向）に一直線上
に並べられて固定されている。このように並べられた複
数の半導体レーザ素子１１，１１，…が半導体レーザア
レイ１０を構成している。半導体レーザアレイ１０から
のレーザ出射光が通過するパッケージ２０の開口２３
は、パッケージ２０のＺ方向側の側面２４に、複数の半
導体レーザ素子１１，１１，…が並んでいるＸ方向に長
い長方形状に形成されている。この開口２３が形成され
ているパッケージ２０のＺ方向側の外周側面は、半導体
レーザ素子１１の光主出力方向（Ｚ方向）１２に対して
垂直で、且つ平坦なレンズホルダ接続面２４を成してい
る。このパッケージ２０の底面２２には、半導体レーザ
アレイ１０の他に、これを駆動するＩＣ１９も固定され
ている。

【００１９】マイクロレンズアレイ３０は、図３に示す
ように、半導体レーザ素子１１，１１，…の数量分のマ
イクロレンズ３１，３１，…が、それぞれの光軸方向３
２に関して互いに平行で、且つ光軸方向３２に対して垂
直な方向に一直線に並ぶよう、一体化し、光軸方向３２
から見た形状を、複数のマイクロレンズ３１，３１，…
が並んでいる方向に長い長方形にしたものである。

【００２０】レンズホルダ４０は、図１及び図３に示す
ように、仮想軸Ａｌを中心として円筒状を成している円
筒部４１と、この円筒部４１の内周側にマイクロレンズ
アレイ３０を保持するレンズアレイ保持部４７とを有し
ている。円筒部４１は、仮想軸Ａｌを中心とする内周面
４２及び外周面４３と、仮想軸方向Ａｌの両端部で仮想
軸Ａｌに対して垂直で且つ平坦なパッケージ接続面４４
及び光ファイバホルダ接続面４５とが形成されている。
パッケージ接続面４４及び光ファイバホルダ接続面４５
は、仮想軸方向Ａｌから見た形状がリング状である。円
筒部４１の内周面４２の内径は、マイクロレンズアレイ
３０の最大寸法、つまり、複数のマイクロレンズ３１，
３１，…が並んでいる方向に関するマイクロレンズアレ
イ３０の寸法、よりも大きな寸法である。レンズアレイ
保持部４７は、円筒部４１の内周面４２より内周側方向
に伸び、複数のマイクロレンズ３１，３１，…が並んで
いる方向に長い長方形状の開口が形成されている。マイ
クロレンズアレイ３０は、このレンズアレイ保持部４７
の長方形状の開口縁に、仮想軸方向Ａｌにおいて両接続
面４４，４５と異なる位置で、レンズホルダ４０の仮想
軸Ａｌとマイクロレンズアレイ３０の光軸３２とが平行
になるよう、低融点ガラスによって固定されている。な
お、このレンズホルダ４０をパッケージ２０に接続した
段階では、レンズホルダ４０の仮想軸Ａｌ及びマイクロ
レンズアレイ３０の光軸３２はＺ方向に平行に、パッケ
ージ接続面４４及び光ファイバホルダ接続面４５はＺ方
向に垂直に、複数のマイクロレンズ３１，３１，…が並
んでいる方向はＸ方向になる。

【００２１】光ファイバアレイ５０は、マイクロレンズ
アレイ３０を構成する複数のマイクロレンズ３１，３
１，…の数量分の光ファイバ５１，５１，…を束ねたも
のである。

【００２２】光ファイバホルダ６０は、図２及び図３に
示すように、仮想軸Ａｆを中心として円筒状を成してい
る円筒部６１と、この円筒部６１の内周側に光ファイバ
アレイ５０の端部を保持する光ファイバ保持部６７と、
を有している。円筒部６１は、仮想軸Ａｆを中心とする
内周面６２及び外周面６３と、仮想軸方向Ａｆの端部で
仮想軸Ａｆに垂直で且つ平坦なレンズホルダ接続面６５
と、が形成されている。レンズホルダ接続面６５は、仮
想軸方向Ａｆから見た形状がリング状である。光ファイ
バ保持部６７は、円筒部６１の内周面６２より内周側で
あって、仮想軸方向Ａｆにおいてレンズホルダ接続面６
５と異なる位置に、光ファイバアレイ５０を構成する複
数の光ファイバ５１，５１，…の端部が、それぞれ光導
波路の軸方向５２に関して互いに平行で、且つこの光導
波路の軸方向５２に対して垂直な方向に一直線上に並
び、さらに、この光導波路の軸５２と仮想軸Ａｆとが平
行に成るよう、光ファイバアレイ５０の端部を保持して
いる。従って、光ファイバアレイ５０が保持される円筒
部６１の内周面６２の内径寸法は、光ファイバアレイ５
０の光導波路の軸方向５２に対して垂直な方向、言い替
えると、複数の光ファイバ５１，５１，…の端部が一直
線上に並んでいる方向、に関する光ファイバアレイ５０
の寸法よりも大きい。なお、この光ファイバアレイ５０
を、レンズホルダ４０を介してパッケージ２０に接続し
た段階では、仮想軸Ａｆ及び光導波路の軸５２はＺ方向
に平行に、レンズホルダ接続面６５はＺ方向に垂直に、
複数の光ファイバ５１，５１，…の端部が並んでいる方
向はＸ方向になる。

【００２３】パッケージ２０とレンズホルダ４０と光フ
ァイバホルダ６０との接続の際には、従来技術と同様
に、まず、パッケージ２０のレンズホルダ接続面２４と
レンズホルダ４０のパッケージ接続面４４とを接触させ
つつ、パッケージ２０に対してレンズホルダ４０を主と
してＸ，Ｙ方向及びθｚ回りに関して調芯する。そし
て、パッケージ２０のレンズホルダ接続面２４とレンズ
ホルダ４０のパッケージ接続面側の外周面４３との境界
部にレーザ光を照射して、両者をレーザ溶接で接続す
る。

【００２４】次に、レンズホルダ４０の光ファイバホル
ダ接続面４５と光ファイバホルダ６０のレンズホルダ接
続面６５とを接触させた状態で、半導体レーザアレイ１
０を駆動し、半導体レーザアレイ１０からのレーザ光が
マイクロレンズアレイ３０を介して光ファイバアレイ５
０に高効率で至るよう、レンズホルダ４０に対して光フ
ァイバホルダ６０を主としてＸ，Ｙ方向及びθｚ回りに
関して調芯する。そして、レンズホルダ４０の光ファイ
バホルダ接続面４５と光ファイバホルダ６０のレンズホ
ルダ接続面側の外周面４３とにレーザ光を照射して、両
者をレーザ溶接で接続する。

【００２５】以上のように、本実施形態では、レンズホ
ルダ４０のパッケージ接続面４４及び光ファイバホルダ
接続面４５、光ファイバホルダ６０のレンズホルダ接続
面６５が、いずれもリング状であるため、平坦加工する
際の加工の方向性が無くなり、１マイクロメータ当たり
の平面度を確保することができる。

【００２６】次に、この実施形態のさらなる効果を説明
するために、この実施形態に対する比較例について、図
４を用いて説明する。この比較例も、以上の実施形態と
同様に、半導体レーザアレイ１０を収納するパッケージ
２０と、マイクロレンズアレイ３０を保持するレンズホ
ルダ４０ａと、光ファイバアレイ５０の端部を保持する
光ファイバホルダ６０ａと、を有しており、それぞれの
基本構成は以上の実施形態とほぼ同様である。

【００２７】但し、レンズホルダ４０ａ及び光ファイバ
ホルダ６０ａは、筒状で、その外形が円筒状であるもの
の、内形が長方形筒状である点で、先の実施形態と異な
っている。マイクロレンズアレイ３０及び光ファイバア
レイ５０の端部は、これらの長方形筒状の中に保持され
ている。筒状のレンズホルダ４０ａの両端部には、それ
ぞれ、パッケージ接続面４４ａ、光ファイバホルダ接続
面４５ａが形成されている。また、筒状の光ファイバホ
ルダ６０ａの端部には、レンズホルダ接続面６５ａが形
成されている。各接続面４４ａ，４５ａ，６５ａは、筒
の軸方向から見ると、外形が円で内形が長方形を成して
いる。

【００２８】この比較例では、各接続面４４ａ，４５
ａ，６５ａの形状は、内形が長方形であるものの、外形
が円であるため、これらを平坦加工する際の加工の方向
性が無くなり、各接続面４４ａ，４５ａ，６５ａの平面
度に関して比較的高い平面度を確保することができる。

【００２９】しかしながら、各接続面４４ａ，４５ａ，
６５ａ相互を接触させ、レンズホルダ４０ａの外周及び
光ファイバホルダ６０ａの外周にレーザ光を照射して、
パッケージ２０と各ホルダ４０ａ，６０ａとをレーザ溶
接で接続する際、各接続面４４ａ，４５ａ，６５ａの外
周から内周までの距離が一定でないために、溶接時の熱
影響等が各接続面４４ａ，４５ａ，６５ａ内において均
等に作用せず、各面の平面度が低下してしまう。具体的
には、接続面４５ａ上で、接続面４５ａの外周から内周
までの距離が最も大きい箇所４９ａ、つまり、Ｘ方向の
中間部分が、他の部分に対してＺ方向に僅かに突出して
しまう。

【００３０】従って、この比較例のように、単に、接続
面４４ａ，４５ａ，６５ａの加工の方向性を無くし、接
続面４４ａ，４５ａ，６５ａの平面度を高めたとして
も、溶接時における局部的な変形が生じてしまうと、パ
ッケージ２０、レンズホルダ４０ａ、光ファイバホルダ
６０ａ相互の位置ズレ及び角度ズレ、特に、θｙ回りの
角度ズレを小さくすることはできない。

【００３１】これに対して、本実施形態では、各接続面
４４，４５，６５の形状がリング状であるため、接続面
４４，４５，６５の加工の方向性を無く、接続面２４，
４５，６５の平面度が高まる上に、各接続面４４，４
５，６５の外周から内周までの距離が一定であるため、
溶接時の熱影響等が各接続面４４，４５，６５内におい
て均等に作用し、溶接時に各接続面４４，４５，６５は
ほとんど変形しない。従って、この実施形態では、パッ
ケージ２０に対するレンズホルダ４０の位置ズレ及び角
度ズレ、レンズホルダ４０に対する光ファイバホルダ６
０の位置ズレ及び角度ズレを非常に小さくすることがで
き、結果として、各光結合系の光結合効率を高めること
ができる。

【００３２】さらに、この実施形態では、マイクロレン
ズアレイ３０の配置により、位置ズレを小さくすること
ができるという効果もある。パッケージ２０のレンズホ
ルダ接続面２４とレンズホルダ４０のパッケージ接続面
４４を接触させて両者を接続した段階で、例えば、レン
ズホルダ４０がパッケージ２０に対してθｙ回りの角度
ズレがＡ°であった場合、パッケージ２０のレンズホル
ダ接続面２４を基準として、＋Ｚ方向へのマイクロレン
ズアレイ３０の迄の距離が大きいと、同じ角度ズレであ
っても、マイクロレンズアレイ３０のＸ方向の位置ズレ
が大きくなる。そこで、この実施形態では、パッケージ
２０のレンズホルダ接続面２４上に、マイクロレンズア
レイ３０の各マイクロレンズの凸部を位置させ、基準面
であるレンズホルダ接続面２４から＋Ｚ方向へのマイク
ロレンズアレイ３０の迄の距離を０にして、たとえ、パ
ッケージ２０に対するθｙ回りのレンズホルダ４０の角
度ズレがあったとしても、マイクロレンズアレイ３０の
Ｘ方向の位置ズレが小さくなるようにしている。

【００３３】次に、図５及び図６を用いて、本発明に係
る多連光ファイバモジュールの第２の実施形態について
説明する。この実施形態では、図５に示すように、パッ
ケージ２０内の半導体レーザアレイ１０の位置、及び、
レンズホルダ４０ｂによるマイクロレンズアレイ３０の
保持位置が、第１の実施形態と異なっており、その他に
関しては第１の実施形態と同様である。

【００３４】この実施形態では、半導体レーザアレイ１
０は、Ｚ方向に関して、第１の実施形態よりもパッケー
ジ２０の開口２３から遠い位置に固定されている。これ
は、パッケージ２０内の配置の都合によるものである。

【００３５】第１の実施形態において、マイクロレンズ
アレイ３０は、図３に示すように、レンズホルダ４０の
円筒部４１の内周側であって、レンズホルダ４０のパッ
ケージ接続面４４と光ファイバホルダ接続面４５との間
に保持されている。一方、この実施形態では、図６に示
すように、レンズホルダ４０ｂのレンズアレイ保持部４
７ｂが、円筒部４１の内周面４２から内周側に伸びた
後、パッケージ接続面４４側方向に伸びており、マイク
ロレンズアレイ３０は、レンズホルダ４０ｂの円筒部４
１の内周側であって、レンズホルダ４０ｂのパッケージ
接続面４４よりもパッケージ２０側の位置に保持されて
いる。このように、この実施形態において、マイクロレ
ンズアレイ３０が、レンズホルダ４０ｂのパッケージ接
続面４４よりもパッケージ２０側の位置に保持されてい
るのは、パッケージ２０内において半導体レーザアレイ
１０がパッケージ２０の開口２３から遠い位置に固定さ
れているという都合による。

【００３６】次に、本発明に係るレンズアレイ及びレン
ズホルダの第３の実施形態について、図７及び図８を用
いて説明する。この実施形態のマイクロレンズアレイ３
０ｃは、半導体レーザ素子の数量分のマイクロレンズ３
１，３１，…が、それぞれの光軸方向３２に関して互い
に平行で、且つ光軸方向３２に対して垂直な方向に一直
線に並ぶよう、一体化し、光軸方向３２から見た形状を
円形状にしたものである。すなわち、以上の実施形態で
は、光軸方向３２から見たマイクロレンズアレイ３０の
形状が長方形であるのに対して、この実施形態では、光
軸方向３２から見たマイクロレンズアレイ３０ｃの形状
が円形である点で異なっている。

【００３７】この実施形態のレンズホルダ４０ｃは、以
上の実施形態と同様に、仮想軸Ａｌを中心として円筒状
を成している円筒部４１と、この円筒部４１の内周側に
マイクロレンズアレイ３０ｃを保持するレンズアレイ保
持部４７ｃとを有している。但し、この実施形態のレン
ズアレイ保持部４７ｃは、円形のマイクロレンズアレイ
３０ｃを保持するため、マイクロレンズアレイ３０ｃが
保持される開口の形状が円形である。

【００３８】また、以上の実施形態では、マイクロレン
ズアレイ３０とレンズホルダ４０とを個別に製造した
後、低融点ガラスを用いて両者を接続したが、この実施
形態では、レンズホルダ４０ｃを製造した後、このレン
ズホルダ４０ｃに対してマイクロレンズアレイ３０ｃを
一体成形している。

【００３９】具体的には、図８（ａ）に示すように、マ
イクロレンズアレイ付きのレンズホルダの外形に合った
空間７３，７４が形成されている金型７０を準備してお
き、同図（ｂ）に示すように、この金型７０の空間７４
内に、予め加工しておいたレンズホルダ４０ｃを入れて
から、同図（ｃ）に示すように、金型７０の残った空間
７３内に熔融ガラスを流し込んで、同図（ｄ）に示すよ
うに、レンズホルダ４０ｃに対してマイクロレンズアレ
イ３０ｃを一体成形している。

【００４０】以上のように、この実施形態では、レンズ
ホルダ４０ｃが回転対称形であるため、レンズホルダ４
０ｃを容易に加工することができる。さらに、マイクロ
レンズアレイ３０ｃの一体成形化に当たり、金型７０内
のマイクロレンズアレイ成形空間７３が円板状であるた
めに、熔融ガラスをマイクロレンズアレイ成形空間７３
内の隅々まで確実に行き渡らせることができる。

【００４１】なお、以上の実施形態では、パッケージ２
０内の光素子アレイが半導体レーザアレイ１０で光を出
力する発光素子アレイであるが、この換わりに、受光素
子アレイを用いる場合でも、本発明を適用できることは
言うまでもない。

【００４２】また、以上の実施形態は、いずれも光素子
アレイとレンズアレイと光ファイバアレイとを有する多
連光ファイバモジュールであるが、各実施形態における
レンズホルダや光ファイバホルダは、このような多連光
ファイバモジュール以外に用いてもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、レンズホルダのパッケ
ージ接続面及び光ファイバホルダ接続面と、光ファイバ
ホルダのレンズホルダ接続面とは、いずれも、主光路に
対して垂直な平坦面で、且つ主光路側から見た形状がリ
ング状であるため、これらの接続面を平坦加工する際の
加工方向性が無くなり、高い平面度を確保できると共
に、パッケージとレンズホルダと光ファイバホルダとの
溶接接続時に、溶接の熱影響等が各接続面内において均
等に作用することになり、各接続面の変形を最小限に押
えることができる。従って、パッケージに対するレンズ
ホルダの位置ズレ及び角度ズレ、レンズホルダに対する
光ファイバホルダの位置ズレ及び角度ズレを最小限に抑
えることができ、各光結合系の光結合効率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態としてのマイクロ
レンズアレイ及びレンズホルダの斜視図である。

【図２】本発明に係る第１の実施形態としての多連光フ
ァイバモジュールの分解斜視図である。

【図３】本発明に係る第１の実施形態としての多連光フ
ァイバモジュールの分解平面図である。

【図４】本発明に対する比較例としての多連光ファイバ
モジュールの分解斜視図である。

【図５】本発明に係る第２の実施形態としての多連光フ
ァイバモジュールの分解平面図である。

【図６】本発明に係る第２の実施形態としてのマイクロ
レンズアレイ及びレンズホルダの断面図である。

【図７】本発明に係る第３の実施形態としてのマイクロ
レンズアレイ及びレンズホルダの斜視図である。

【図８】本発明に係る第３の実施形態としてのマイクロ
レンズアレイ及びレンズホルダの製造工程を示す説明図
である。

【図９】従来の多連光ファイバモジュールの分解斜視図
である。

【図１０】従来の多連光ファイバモジュールの要部切欠
き平面図である。

【符号の説明】

１０…半導体レーザアレイ（光素子アレイ）、１１…半
導体レーザ素子（光素子）、１２…光主出力方向（光主
入出力方向）、２０，２０ｄ…パッケージ、２３，２３
ｄ…開口、２４，２４ｄ…レンズホルダ接続面、３０，
３０ｃ…マイクロレンズアレイ、３１…マイクロレン
ズ、３２…光軸、４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０
ｄ…レンズホルダ、４１…円筒部、４２…内周面、４３
…外周面、４４，４４ａ，４４ｄ…パッケージ接続面、
４５…光ファイバホルダ接続面、４７，４７ｂ…レンズ
アレイ保持部、５０…光ファイバアレイ、５１…光ファ
イバ、５２…光導波路の軸、６０，６０ａ，６０ｄ…光
ファイバホルダ、６１…円筒部、６２…内周面、６３…
外周面、６５，６５ａ，６５ｄ…レンズホルダ接続面、
６７…光ファイバ保持部、７０…金型、７３，７４…空
間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 刀祢平 高一郎 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 情報通信事業部内 (72)発明者 福田 和之 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平７−113927（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−214140（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33764（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/42

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光素子が、それぞれの光主入出力方
   向に関して互いに平行で、且つ該光主入出力方向に対し
   て垂直な方向に並んでいる光素子アレイと、 前記光素子アレイを内部に収納するパッケージと、 前記光素子アレイの各光素子ごとの各レンズが、それぞ
   れの光軸方向に関して互いに平行で、且つ該光軸方向に
   対して垂直な方向に並んでいるレンズアレイと、 前記レンズアレイを保持するレンズホルダと、 前記光素子アレイの各光素子ごとの光ファイバを有する
   光ファイバアレイと、 複数の前記光ファイバの端部が、それぞれの光導波路の
   軸方向に関して互いに平行で、且つ該光導波路の軸方向
   に対して垂直な方向に並ぶよう、前記光ファイバアレイ
   の端部を保持する光ファイバホルダと、 を備え、 前記光素子アレイの各光素子と、前記レンズアレイの各
   レンズと、前記光ファイバアレイの各光ファイバとが、
   この順序で光学的に結合している多連光ファイバモジュ
   ールにおいて、 前記パッケージは、 前記パッケージ内の前記光素子アレイの入出力光が通過
   する開口と、該開口の縁の周りに該光素子アレイの前記
   光主入出力方向に対して垂直なレンズホルダ接続面と、
   が形成され、 前記レンズホルダは、 仮想軸を中心として円筒状を成している円筒部と、該円
   筒部の内周側に前記レンズアレイを保持するレンズアレ
   イ保持部と、を有し、 前記レンズホルダの前記円筒部は、前記仮想軸を中心と
   する内周面及び外周面と、該仮想軸方向の両端部で該仮
   想軸に対して垂直な平坦面で、且つ該仮想軸方向から見
   た形状がリング状を成しているパッケージ接続面及び光
   ファイバホルダ接続面と、が形成され、 前記レンズホルダの前記レンズアレイ保持部は、前記円
   筒部の前記内周面より内周側であって前記仮想軸方向に
   おいて両接続面と異なる位置に、該仮想軸と前記レンズ
   アレイの前記光軸とが平行になるよう、該レンズアレイ
   を保持し、 前記光ファイバホルダは、 仮想軸を中心として円筒状を成している円筒部と、該円
   筒部の内周側に前記光ファイバアレイの端部を保持する
   光ファイバ保持部と、を有し、 前記光ファイバホルダの前記円筒部は、前記仮想軸を中
   心とする内周面及び外周面と、該仮想軸方向の端部で該
   仮想軸に対して垂直な平坦面で、且つ該仮想軸方向から
   見た形状がリング状を成しているレンズホルダ接続面
   と、が形成され、 前記光ファイバホルダの前記光ファイバ保持部は、前記
   円筒部の前記内周面より内周側であって前記仮想軸方向
   において前記レンズホルダ接続面と異なる位置に、該仮
   想軸と前記光導波路の軸とが平行に成るよう、前記光フ
   ァイバアレイの端部を保持し、 前記レンズホルダは、該レンズホルダの前記パッケージ
   接続面と前記パッケージの前記レンズホルダ接続面とが
   接触し合った状態で、該パッケージに接続され、 前記光ファイバホルダは、該光ファイバホルダの前記レ
   ンズホルダ接続面と前記レンズホルダの前記光ファイバ
   ホルダ接続面とが接触し合った状態で、該レンズホルダ
   に接続されている、 ことを特徴とする多連光ファイバモジュール。
2. 【請求項２】請求項１記載の多連光ファイバモジュール
   において、 前記パッケージ、前記レンズホルダ、前記光ファイバホ
   ルダは、互いに、レーザ溶接で接続されていることを特
   徴とする多連光ファイバモジュール。
3. 【請求項３】複数の光素子及び複数の光ファイバとそれ
   ぞれ光学的に結合する複数のレンズが、それぞれの光軸
   方向に関して互いに平行で、且つ該光軸方向に対して垂
   直な方向に並んでいるレンズアレイを、保持するレンズ
   ホルダにおいて、 仮想軸を中心として円筒状を成している円筒部と、該円
   筒部の内周側に前記レンズアレイを保持するレンズアレ
   イ保持部と、を有し、 前記円筒部は、前記仮想軸を中心とする内周面及び外周
   面と、該仮想軸方向の両端部で該仮想軸に対して垂直な
   平坦面で、且つ該仮想軸方向から見た形状がリング状を
   成している二つの接続面と、が形成され、 前記レンズアレイ保持部は、前記円筒部の前記内周面よ
   り内周側であって前記仮想軸方向において両接続面と異
   なる位置に、該仮想軸と前記レンズアレイの前記光軸と
   が平行になるよう、該レンズアレイを保持する、 ことを特徴とするレンズホルダ。
4. 【請求項４】複数の光ファイバの端部が、それぞれの光
   導波路の軸方向に関して互いに平行で、且つ該光導波路
   の軸方向に対して垂直な方向に並ぶよう、複数の該光フ
   ァイバから成る光ファイバアレイの端部を保持する光フ
   ァイバホルダにおいて、 仮想軸を中心として円筒状を成している円筒部と、該円
   筒部の内周側に前記光ファイバアレイの端部を保持する
   光ファイバ保持部と、を有し、 前記円筒部は、前記仮想軸を中心とする内周面及び外周
   面と、該仮想軸方向の端部で該仮想軸に垂直な平坦面
   で、且つ該仮想軸方向から見た形状がリング状を成して
   いる接続面と、が形成され、 前記光ファイバ保持部は、前記円筒部の前記内周面より
   内周側であって前記仮想軸方向において前記接続面と異
   なる位置に、該仮想軸と前記光導波路の軸とが平行に成
   るよう、前記光ファイバアレイの端部を保持する、 ことを特徴とする光ファイバホルダ。