JP3716118B2 - 光モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ等の光源、光ファイバ、集光レンズ及びフォトダイオード等の受光素子を基板上に搭載した双方向性の光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に光ファイバや受発光素子等の光部品を配設し、光学的に結合させた光モジュールが提案されているが、これらの光部品を簡易な構造で且つ低損失に光接続することはきわめて重要である。そこで、高精度な光接続を実現する技術として、シリコン基板上に異方性エッチング等を施し、Ｖ溝や導体パターンを精度良く形成する方法が検討されている。
【０００３】
このような異方性エッチングは、一般に水酸化カリウム水溶液等を用いて（１００）面シリコン基板をエッチングし、エッチングレートの遅い（１１１）面を出すことによって行われる。（１００）面シリコン基板を異方性エッチングして得られるＶ溝は結晶方位を利用しているので、必然的にシリコン基板表面とＶ溝とのなす角は５４．７°になる。
【０００４】
そして、異方性エッチングしたシリコン基板上に半導体レーザ素子を搭載させる従来例として、光情報処理、光計測、光通信等に用いる半導体レーザ装置に関するものであって、〈１１０〉方向を軸として１〜１１°のオフアングルを有する（５１１）面のシリコン基板と、シリコン基板上に形成された両側の斜面が（１１１）面で断面形状がＶ状等の溝と、その溝を形成する斜面のうちシリコン基板の表面に対する傾きが４５°に近い反射ミラー面に対向する斜面の溝上端稜線に対して、端面がほぼ平行になるようにしてシリコン基板上に半導体レーザチップとを有することにより、レーザ光をほぼ垂直方向に取り出すことができ、出射方向の位置合わせが容易なものが提案されている（特開平５−３１５６９９号公報参照）。図１２に前記半導体レーザ装置の部分断面図を示す。同図において、３１はシリコン基板、３２は反射ミラー面、３３は半導体レーザ素子、３４は光路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の半導体レーザ装置は図１２に示すように、半導体レーザ素子(Laser diodeで、以下、ＬＤと略す）３３から出射したレーザ光の光軸高さと、反射ミラー面３２の上端がほぼ同じ高さであり、このため上方へ取り出されるレーザ光の光量は半減してしまう。そこで、ＬＤ３３を載置する面を反射ミラー面３２の上端よりも低くして反射光量を増大させる為には、本発明のような光ファイバ及び集光レンズを基板３１上に搭載するタイプの場合、ＬＤ３３載置面、光ファイバ搭載用Ｖ溝の形成面、球レンズ等の集光レンズ搭載用Ｖ溝の形成面を、反射ミラー面３２の上端に対して予めレーザビーム径の半分以上低くする必要がある。例えば、集光レンズとして直径６００μｍの球レンズを使用する場合最大３００μｍ、直径８００μｍの球レンズの場合最大４００μｍ低くすることになる。
【０００６】
そして、ＬＤ３３載置面、光ファイバ搭載用Ｖ溝の形成面及び集光レンズ搭載用Ｖ溝の形成面を低くする方法として、ダイシング法等の研削法、エッチング法等があるが、ダイシング法の場合ダイシング後の面が粗いために電極やＶ溝を形成することができない。
【０００７】
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、光量を低下させることなくほぼ垂直上方へ取り出すことができ、その結果きわめて高効率の光接続を行うことが可能で、上側基板を蓋体兼用としているため別個の蓋体が不要になり部品点数が低減され、また受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易なものとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光モジュールは、下側基板と透光性の上側基板とを有し、下側基板の上側主面に、レーザビームを出射する発光素子の搭載部と、発光素子に対向する位置に設けられた光ファイバ固定用のＶ溝ａと、発光素子とＶ溝ａとの間の光軸上に形成された光学フィルタ設置用の溝ｂと、該光学フィルタにより反射された光を略垂直上方へ反射させる反射面とを設け、且つ前記発光素子の搭載部は反射面上端よりも反射面側にあり、前記上側基板の下側主面に反射面による反射光を集光させる集光レンズ、上側主面に受光素子を設置し、前記上側基板の下側主面と下側基板の上側主面とを重ね合わせて成り、前記反射面のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、前記反射面の前記スポット部以外の箇所に反射を弱める厚さの誘電体層を形成していることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、上記構成により、発光素子からの光をほぼ完全に垂直上方へ取り出すことができ、その結果きわめて高効率の光接続が実現する。また、蓋体が不要になるので部品点数が低減され、受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易になり、作業性が向上する。更に、上側基板に反射光を集光させるフレネルゾーンレンズを成膜技術で形成でき、反射光集光用の集光レンズが不要になるため、上側基板を非常に薄型化でき、その結果全体が低背化する。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上側基板の下側主面に設けた集光レンズが、フレネルゾーンレンズである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の双方向性の光モジュールＭ１を図１〜図６に示す。図１は光モジュールＭ１の平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ′線（ＬＤ１５から出射されたレーザビームの光軸）における断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ′線における断面図、図２（ｃ）は図１のＣ−Ｃ′線における断面図、図３は下側基板１の平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ′線における断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線における断面図、図４（ｃ）は図３のＣ−Ｃ′線における断面図、図５は上側基板２の平面図、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ′線における断面図、図６（ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線における断面図、図６（ｃ）は図５のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【００１２】
これらの図において、１は下側基板、２は透光性の上側基板であり、下側基板１の上側主面には、反射面４用の逆台形状の溝３、レーザビームを略垂直上方へ反射する反射面４、光路を遮断しないように形成された溝８、発光素子であるＬＤ１５へ電力を供給する電極９、光ファイバ固定用（押圧用）のＶ溝ａ、球レンズ設置用の溝ｃ、光学フィルタ１６設置用の断面凹型の溝ｂがそれぞれ形成されている。また、上側基板２には、受光素子のフォトダイオード（以下、ＰＤと略す）の出力を取り出す電極１４、反射面４からの反射光を集光させる集光レンズとしてのフレネルゾーンレンズ２１、光ファイバ１７設置用のＶ溝ａ１、球レンズ１８設置用の溝ｃ１、光学フィルタ１６設置用の断面凹型の溝ｂ１がそれぞれ設けられている。本発明でいう発光素子搭載部とは、ＬＤ１５が搭載され電極９が形成された面部である。
【００１３】
本発明の光モジュールＭ１は双方向性のものであり、以下のように機能する。例えば、ＬＤ１５から出射された光波長（以下、波長という）１．３１μｍのレーザビームは、波長選択フィルタである光学フィルタ１６を透過し光ファイバ１７に入射する。光ファイバ１７は外部の光通信装置、情報処理装置又は計測装置等に接続されており、これらの装置から波長１．５５μｍの戻り光が返って来る。この波長１．５５μｍの光は光学フィルタ１６によって反射され、反射面４で反射されＰＤ２０によって検出されて、光通信における情報、光計測における測定値として出力される。
【００１４】
上記例では、光学フィルタ１６を波長選択フィルタとしたが、偏光ビームスプリッタとしても良い。その場合、例えば、ＬＤ１５から出射された直線偏光光は偏光ビームスプリッタを通過して光ファイバ１７に入射し、光ファイバ１７からのランダム偏光の戻り光は偏光ビームスプリッタによって反射されるように構成しても良い。
【００１５】
本発明の光モジュールＭ１は下側基板１と透光性の上側基板２とを有しており、図１に示すように、下側基板１よりも上側基板２の面積を小さくして、下側基板１の少なくとも電極９及びＬＤ１５が外部へ露出する構成が良い。この構成により、ＬＤ１５及び電極９と外部の駆動回路との接続がワイヤーボンディング等により容易に行える。また、下側基板１は異方性エッチング法により加工が容易なシリコンが良く、上側基板２は透光性材料であり、赤外光に対して透光性を有するシリコン，ＧａＡｓ，ＳｉＯ2 ガラス，水晶，ルチル等が良く、なかでも異方性エッチング法により加工が容易なシリコンが好ましい。
【００１６】
また、下側基板１について、図４（ｃ）に示すように、下側基板１の主面に垂直な方向においてＬＤ１５搭載部は反射面４の上端４ｔよりも反射面４側の位置にあり、その結果レーザビームは殆ど反射面４により垂直上方へ反射される（図２（ｃ））。下側基板１の主面に垂直方向における前記上端４ｔとＬＤ１５の発光部との高さの差は、５０〜２５０μｍが良く、５０μｍ未満では反射面に当たらない光が多くなり受光量が低下する。２５０μｍを超えると、下側基板１の強度が弱くなり、溝ｂ及び溝ｃ等のパターン形成が困難になるため取り扱いが難しくなる。更に好ましくは、反射面４の上端４ｔは、更にＶ溝ａ、溝ｂ及び溝ｃよりも高い位置にあるのが良い。
【００１７】
前記反射面４は下側基板１の主面に対して４５°程度傾斜しているのが良く、その場合反射光が略垂直上方へ反射される。そして、下側基板１がシリコンからなり反射面４を異方性エッチングにより形成する場合、（１００）面を〈１１０〉方向を軸にして下側基板１の主面に対して９〜１２°傾けることにより、反射面４である（１１１）面を前記主面に対して４５°程度傾斜させることができる。前記角度範囲から外れると、垂直上方へ反射されない光が増加し、ＰＤ２０の受光量が減少する。
【００１８】
本発明において、フレネルゾーンレンズ２１は光を集光するとともに、光透過率を高めより多くの光量をＰＤ２０に集光させることができる。例えば、上側基板２が赤外光に対して透光性のシリコンから成る場合、上側基板２上にＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 等を成膜し、フォトリソグラフィー法によりピッチを中心から外側に向かって変えた同心円状のレジストパターンを形成し、反応性イオンエッチング法，電子ビームエッチング法，レーザビームエッチング法等により作製できる。また、フレネルゾーンレンズ２１は誘電体多層反射防止層としても機能し得るため、より多くの光をＰＤ２０に集光可能となる。
【００１９】
具体的には、上側基板２がシリコンから成り、波長λ＝１．５５μｍでＳｉＯ2 をフレネルゾーンレンズ２１に使用する場合、まずＳｉＯ2 を膜厚約３．４２μｍ成膜し、最大３．１６μｍエッチングし、最も薄い部分を０．２６μｍとすることで約９５％の透過率が得られる。これは、シリコン単体の透過率の６９％よりも２６％も高い値である。ＳｉＯ2 の代わりにＴｉＯ2 を用いる場合は、最大膜厚１．０５μｍ、エッチング膜厚０．９１μｍ、最も薄い部分の膜厚０．１４μｍとして、約８７．７％の透過率が得られる。
【００２０】
また、本発明は、反射面４に反射防止のためのコーティング等を行い、反射率を高めるとともに光の散乱を防ぎ、また不要成分を吸収するといったことも可能である。例えば、反射面４にＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 ，Ｇｅ，ＬｉＦ等の誘電体層を形成することにより、反射率の制御等を行うことができる。また、まずＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の金属層を反射層として形成し、次いで上記誘電体層を積層することにより、反射率をより高めることができる。
【００２１】
本発明においては、反射面４のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、スポット部以外の箇所には反射を弱める厚さの誘電体層を設けており、必要なスポット部の反射を強め、他の迷光や散乱光を減衰させることができる。また、金属反射層と誘電体層との構成でもって、特定波長に対する反射率の制御も可能であり、例えばＡｇ反射層とＴｉＯ2層の２層構造の場合、λ＝１．３１μｍのとき、ＴｉＯ2 層の厚さ０．２３μｍで反射率約９８．３％、ＴｉＯ2層の厚さ０．１０μｍで反射率約８８．３％となり、反射率を約１０％制御できる。また、λ＝１．５５μｍのとき、ＴｉＯ2 層の厚さ０．２７μｍで反射率最大、ＴｉＯ2 層の厚さ０．１２μｍで反射率最小とすることができる。
【００２２】
本発明の光モジュールＭ１の下側基板１は以下のような工程によって作製する。下側基板１の発光素子搭載部及び光ファイバ１７固定面を予めエッチングにより反射面４の上端４ｔよりも低くなるよう形成する。次いで、Ｖ溝ａ，溝ｃ，反射面４用の溝３を異方性エッチング法により形成する。電極９をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成する。そして、溝ｂ，溝８をダイシング法により作製する。
【００２３】
また、上側基板２は以下のような工程で作製する。上側基板２のＶ溝ａ１が存在する面以外を予めエッチングする。次いで、Ｖ溝ａ１，溝ｃ１を異方性エッチング法により形成する。電極１４をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成し、フレネルゾーンレンズ２１をフォトリソグラフィー法及びエッチング法により設ける。そして、溝ｂ１をダイシング法により作製する。
【００２４】
上記電極９及び電極１４は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の３層構成のもの、Ｃｒ／Ａｕ等の２層構成のものが好ましく、これらは長期信頼性に優れ、密着強度も強い。
【００２５】
また、図７〜図１０は他の実施形態を示し、図７は光モジュールＭ２の平面図、図８（ａ）は図７のＡ−Ａ′線（ＬＤ１５から出射されたレーザビームの光軸）における断面図、図８（ｂ）は図７のＢ−Ｂ′線における断面図、図８（ｃ）は図７のＣ−Ｃ′線における断面図、図９は上側基板２の平面図、図１０（ａ）は図９のＡ−Ａ′線における断面図、図１０（ｂ）は図９のＢ−Ｂ′線における断面図、図１０（ｃ）は図９のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【００２６】
この光モジュールＭ２は、下側基板１は上記光モジュールＭ１と同様であり、上側基板２の集光レンズとして、フレネルゾーンレンズ２１の代わりに球レンズ１９及び球レンズ１９設置用の先細りの貫通孔ｄを設けた構成である。この貫通孔ｄは異方性エッチング法により形成することにより、逆台形状の断面形状とされている。この実施形態では、球レンズ１９を使用しているため、上側基板２は必ずしも透光性を有していなくても良く、また貫通孔ｄは逆円錐形状等の断面形状であっても構わない。この例では、光は貫通孔ｄを通過するので光の損失は小さいが、上側基板２の厚みは光モジュールＭ１よりも厚くなるうえ、貫通孔ｄを形成する手間がかかる。
【００２７】
かくして、本発明は、光をほぼ完全に垂直上方へ取り出すことができ、きわめて高効率の光接続が実現する。また、蓋体が不要になるので部品点数が低減され、受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易になり、作業性が向上する。更に、上側基板に反射光を集光させるフレネルゾーンレンズを成膜技術で形成でき、反射光集光用の球レンズが不要になるため、上側基板を非常に薄型化でき、その結果全体が低背化する、という作用効果を有する。
【００２８】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更は何等差し支えない。
【００３０】
図１の光モジュールＭ１の下側基板１を以下の工程（１）〜（４）で作製した。
【００３１】
（１）シリコンからなる厚さ１ｍｍの下側基板１を用い、電極９を形成する面とＶ溝ａが存在する面を、水酸化カリウム水溶液を使ってエッチングし、反射面４の上端４ｔよりも低くした。その際、球レンズ１８の直径が６００μｍの時は約１５０μｍ、直径が８００μｍの時は約２１０μｍ程度エッチングすることで、光ファイバ１７から返ってきた光を減衰させることなく反射面４に当てて、ＰＤ２０へ入れることができる。ＬＤ１５の光軸はＬＤ１５搭載面より８μｍ高い位置にあり、Ｖ溝ａ形成面からの高さも８μｍであった。また、本例では深さは全て光軸からの深さである。
【００３２】
（２）その後、Ｖ溝ａ，溝ｃを同じく水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングした。溝ｃの深さは、球レンズ１８により決定され、球レンズ１８の直径が６００μｍの時深さは３００μｍ程度、直径が８００μｍの時は４００μｍ程度となる。Ｖ溝ａは、深さ１０８μｍ、下側基板１主面における幅は１４２μｍであった。
【００３３】
（３）Ｃｒ／Ａｕからなる電極９をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成した。
【００３４】
（４）そして、溝ｂ，溝８をダイシング法により作製した。溝ｂは深さ５１０μｍ、下側基板１主面における幅は５０μｍであり、溝８は深さ４００μｍ、下側基板１主面における幅は１００〜４００μｍであり、本例では２００μｍとした。
【００３５】
また、上側基板２は以下の工程（５）〜（８）により作製した。
【００３６】
（５）シリコンからなる厚さ８００μｍの上側基板２を用い、Ｖ溝ａ１が存在する面以外を予めエッチングし、その面の高さを低下させた。その際、直径６００μｍの球レンズ１８の場合は約１５０μｍ程度低下させ、直径８００μｍの球レンズ１８の場合は約２１０μｍ低下させる。
【００３７】
（６）次いで、Ｖ溝ａ１，溝ｃ１を水酸化カリウム水溶液による異方性エッチング法で形成した。このとき、球レンズ１８の直径を６００μｍとすると、逆四角錐状の溝ｃ１は深さ３６２μｍ、上側基板２主面において５１１．５μｍ×５１１．５μｍ角であり、Ｖ溝ａ１は深さ１０８μｍ、上側基板２主面における幅は１４２μｍであった。また、溝ｃ１は、球レンズ１８の直径が８００μｍの時は、深さ４６２μｍ、上側基板２主面において６５３．０μｍ×６５３．０μｍ角となる。
【００３８】
（７）電極１４をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成し、フレネルゾーンレンズ２１をフォトリソグラフィー法及びエッチング法により設けた。このとき、使用波長λ＝１．５５μｍとしてＳｉＯ2 をフレネルゾーンレンズ２１に使用した。まずＳｉＯ2 を膜厚約３．４２μｍ成膜し、最大３．１６μｍエッチングし、最も薄い部分を０．２６μｍとすることで約９５％の透過率が得られた。フレネルゾーンレンズ２１については、全体の直径を０．６ｍｍとし、λ＝１．５５μｍ、ＮＡ（開口率）＝０．３の場合、全ゾーン数は２９、中心からｍ番目のゾーンの内半径ｒm はｒm ＝（２ｍλｆ）1/2 （λは波長、ｆは焦点距離）となる。
【００３９】
（８）そして、溝ｂ１をダイシング法により作製した。その深さは５１０μｍ、上側基板２主面における幅は５１０μｍであった。
【００４０】
また、反射面４用の溝３は、反射面４をなす（１１１）面が異方性エッチング後に下側基板１の主面に対して４５°程度傾斜した状態とするために、シリコン結晶の（１００）面を〈１１０〉方向を軸にして下側基板１の主面に対して１０°傾けたものを使用し、異方性エッチングを施した。そして、この反射面４にＡｇ反射層（下層）とＴｉＯ2 層（上層）を設け、ＴｉＯ2 層の厚さ０．２７μｍとしてλ＝１．５５μｍに対する反射率を９７．９％とした。
【００４１】
このような下側基板１に光学フィルタ１６、ＬＤ１５を搭載し、上側基板２に光ファイバ１７、球レンズ１８、ＰＤ２０をそれぞれ搭載した後、２枚の基板を重ね合わせて、紫外線硬化樹脂又は熱硬化樹脂により接着固定した。その後、ＬＤ１５及びＰＤ２０のワイヤーボンディングを一度に行うことができた。本例において、光学フィルタ１６は波長選択フィルタであり、ＬＤ１５の波長１．３１μｍの出射光を透過させ、光ファイバ１７からの波長１．５５μｍの光を反射させる。
【００４２】
また、図７の光モジュールＭ２を、上側基板２に球レンズ設置用の貫通孔ｄを設けた以外は上記と同様にして作製した。この場合、上側基板２の厚さが１ｍｍと厚くなったが、光損失は光モジュールＭ１よりも小さかった。
【００４３】
更に、図１１は従来例を示し、（ａ）は下側基板１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。尚、上側基板２については省略する。
【００４４】
同図（ｃ）に示すように、反射面４の上端４とＬＤ１５搭載面がほぼ同じ高さになっているため、光学フィルタ１６で反射された光は反射面４で完全に反射されず、半分程度の光量が失われた。また、反射面４には何等のコーティング等も設けていないため、反射率も４３．３％程度と低かった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、下側基板の上側主面に、レーザビームを出射する発光素子の搭載部と、発光素子に対向する位置に設けられた光ファイバ固定用のＶ溝ａと、発光素子とＶ溝ａとの間の光軸上に形成された光学フィルタ設置用の溝ｂと、光学フィルタで反射された光を略垂直上方へ反射させる反射面とを設け、且つ発光素子の搭載面は反射面上端よりも反射面側にあり、上側基板の下側主面に反射面による反射光を集光させる集光レンズ、上側主面に受光素子を設置し、前記上側基板の下側主面と下側基板の上側主面とを重ね合わせて成り、反射面のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、反射面のスポット部以外の箇所に反射を弱める厚さの誘電体層を形成していることにより、光量を低下させることなくほぼ垂直上方へ光を取り出すことができ、その結果きわめて高効率の光接続を行うことが可能で、上側基板を蓋体兼用としているため別個の蓋体が不要になり部品点数が低減され、また受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易なものとなる。
【００４６】
また、上側基板に集光レンズとして、薄膜形成法によるフレネルゾーンレンズを設けた場合、高い光透過率を維持して上側基板がきわめて薄型化できるという作用効果も有する。前記集光レンズとして、球レンズを設けた場合光損失をより小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光モジュールＭ１の平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図３】本発明の下側基板１の平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図５】本発明の上側基板２の平面図である。
【図６】（ａ）は図５のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図５のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図７】本発明の他の実施例であり、光モジュールＭ２の平面図である。
【図８】（ａ）は図７のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図７のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図９】光モジュールＭ２の上側基板２の平面図である。
【図１０】（ａ）は図９のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図９のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図１１】 従来例を示し、（ａ）は下側基板１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。
【図１２】従来の半導体レーザ装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１：下側基板
２：上側基板
３：逆台形状の溝
４：反射面
８：溝
９：ＬＤ用の電極
１４：ＰＤ用の電極
１５：ＬＤ
１６：光学フィルタ
１７：光ファイバ
２０：ＰＤ
２１：フレネルゾーンレンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ等の光源、光ファイバ、集光レンズ及びフォトダイオード等の受光素子を基板上に搭載した双方向性の光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に光ファイバや受発光素子等の光部品を配設し、光学的に結合させた光モジュールが提案されているが、これらの光部品を簡易な構造で且つ低損失に光接続することはきわめて重要である。そこで、高精度な光接続を実現する技術として、シリコン基板上に異方性エッチング等を施し、Ｖ溝や導体パターンを精度良く形成する方法が検討されている。
【０００３】
このような異方性エッチングは、一般に水酸化カリウム水溶液等を用いて（１００）面シリコン基板をエッチングし、エッチングレートの遅い（１１１）面を出すことによって行われる。（１００）面シリコン基板を異方性エッチングして得られるＶ溝は結晶方位を利用しているので、必然的にシリコン基板表面とＶ溝とのなす角は５４．７°になる。
【０００４】
そして、異方性エッチングしたシリコン基板上に半導体レーザ素子を搭載させる従来例として、光情報処理、光計測、光通信等に用いる半導体レーザ装置に関するものであって、〈１１０〉方向を軸として１〜１１°のオフアングルを有する（５１１）面のシリコン基板と、シリコン基板上に形成された両側の斜面が（１１１）面で断面形状がＶ状等の溝と、その溝を形成する斜面のうちシリコン基板の表面に対する傾きが４５°に近い反射ミラー面に対向する斜面の溝上端稜線に対して、端面がほぼ平行になるようにしてシリコン基板上に半導体レーザチップとを有することにより、レーザ光をほぼ垂直方向に取り出すことができ、出射方向の位置合わせが容易なものが提案されている（特開平５−３１５６９９号公報参照）。図１２に前記半導体レーザ装置の部分断面図を示す。同図において、３１はシリコン基板、３２は反射ミラー面、３３は半導体レーザ素子、３４は光路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の半導体レーザ装置は図１２に示すように、半導体レーザ素子(Laser diodeで、以下、ＬＤと略す）３３から出射したレーザ光の光軸高さと、反射ミラー面３２の上端がほぼ同じ高さであり、このため上方へ取り出されるレーザ光の光量は半減してしまう。そこで、ＬＤ３３を載置する面を反射ミラー面３２の上端よりも低くして反射光量を増大させる為には、本発明のような光ファイバ及び集光レンズを基板３１上に搭載するタイプの場合、ＬＤ３３載置面、光ファイバ搭載用Ｖ溝の形成面、球レンズ等の集光レンズ搭載用Ｖ溝の形成面を、反射ミラー面３２の上端に対して予めレーザビーム径の半分以上低くする必要がある。例えば、集光レンズとして直径６００μｍの球レンズを使用する場合最大３００μｍ、直径８００μｍの球レンズの場合最大４００μｍ低くすることになる。
【０００６】
そして、ＬＤ３３載置面、光ファイバ搭載用Ｖ溝の形成面及び集光レンズ搭載用Ｖ溝の形成面を低くする方法として、ダイシング法等の研削法、エッチング法等があるが、ダイシング法の場合ダイシング後の面が粗いために電極やＶ溝を形成することができない。
【０００７】
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、光量を低下させることなくほぼ垂直上方へ取り出すことができ、その結果きわめて高効率の光接続を行うことが可能で、上側基板を蓋体兼用としているため別個の蓋体が不要になり部品点数が低減され、また受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易なものとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光モジュールは、下側基板と透光性の上側基板とを有し、下側基板の上側主面に、レーザビームを出射する発光素子の搭載部と、発光素子に対向する位置に設けられた光ファイバ固定用のＶ溝ａと、発光素子とＶ溝ａとの間の光軸上に形成された光学フィルタ設置用の溝ｂと、該光学フィルタにより反射された光を略垂直上方へ反射させる反射面とを設け、且つ前記発光素子の搭載部は反射面上端よりも反射面側にあり、前記上側基板の下側主面に反射面による反射光を集光させる集光レンズ、上側主面に受光素子を設置し、前記上側基板の下側主面と下側基板の上側主面とを重ね合わせて成り、前記反射面のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、前記反射面の前記スポット部以外の箇所に反射を弱める厚さの誘電体層を形成していることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、上記構成により、発光素子からの光をほぼ完全に垂直上方へ取り出すことができ、その結果きわめて高効率の光接続が実現する。また、蓋体が不要になるので部品点数が低減され、受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易になり、作業性が向上する。更に、上側基板に反射光を集光させるフレネルゾーンレンズを成膜技術で形成でき、反射光集光用の集光レンズが不要になるため、上側基板を非常に薄型化でき、その結果全体が低背化する。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上側基板の下側主面に設けた集光レンズが、フレネルゾーンレンズである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の双方向性の光モジュールＭ１を図１〜図６に示す。図１は光モジュールＭ１の平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ′線（ＬＤ１５から出射されたレーザビームの光軸）における断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ′線における断面図、図２（ｃ）は図１のＣ−Ｃ′線における断面図、図３は下側基板１の平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ′線における断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線における断面図、図４（ｃ）は図３のＣ−Ｃ′線における断面図、図５は上側基板２の平面図、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ′線における断面図、図６（ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線における断面図、図６（ｃ）は図５のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【００１２】
これらの図において、１は下側基板、２は透光性の上側基板であり、下側基板１の上側主面には、反射面４用の逆台形状の溝３、レーザビームを略垂直上方へ反射する反射面４、光路を遮断しないように形成された溝８、発光素子であるＬＤ１５へ電力を供給する電極９、光ファイバ固定用（押圧用）のＶ溝ａ、球レンズ設置用の溝ｃ、光学フィルタ１６設置用の断面凹型の溝ｂがそれぞれ形成されている。また、上側基板２には、受光素子のフォトダイオード（以下、ＰＤと略す）の出力を取り出す電極１４、反射面４からの反射光を集光させる集光レンズとしてのフレネルゾーンレンズ２１、光ファイバ１７設置用のＶ溝ａ１、球レンズ１８設置用の溝ｃ１、光学フィルタ１６設置用の断面凹型の溝ｂ１がそれぞれ設けられている。本発明でいう発光素子搭載部とは、ＬＤ１５が搭載され電極９が形成された面部である。
【００１３】
本発明の光モジュールＭ１は双方向性のものであり、以下のように機能する。例えば、ＬＤ１５から出射された光波長（以下、波長という）１．３１μｍのレーザビームは、波長選択フィルタである光学フィルタ１６を透過し光ファイバ１７に入射する。光ファイバ１７は外部の光通信装置、情報処理装置又は計測装置等に接続されており、これらの装置から波長１．５５μｍの戻り光が返って来る。この波長１．５５μｍの光は光学フィルタ１６によって反射され、反射面４で反射されＰＤ２０によって検出されて、光通信における情報、光計測における測定値として出力される。
【００１４】
上記例では、光学フィルタ１６を波長選択フィルタとしたが、偏光ビームスプリッタとしても良い。その場合、例えば、ＬＤ１５から出射された直線偏光光は偏光ビームスプリッタを通過して光ファイバ１７に入射し、光ファイバ１７からのランダム偏光の戻り光は偏光ビームスプリッタによって反射されるように構成しても良い。
【００１５】
本発明の光モジュールＭ１は下側基板１と透光性の上側基板２とを有しており、図１に示すように、下側基板１よりも上側基板２の面積を小さくして、下側基板１の少なくとも電極９及びＬＤ１５が外部へ露出する構成が良い。この構成により、ＬＤ１５及び電極９と外部の駆動回路との接続がワイヤーボンディング等により容易に行える。また、下側基板１は異方性エッチング法により加工が容易なシリコンが良く、上側基板２は透光性材料であり、赤外光に対して透光性を有するシリコン，ＧａＡｓ，ＳｉＯ2 ガラス，水晶，ルチル等が良く、なかでも異方性エッチング法により加工が容易なシリコンが好ましい。
【００１６】
また、下側基板１について、図４（ｃ）に示すように、下側基板１の主面に垂直な方向においてＬＤ１５搭載部は反射面４の上端４ｔよりも反射面４側の位置にあり、その結果レーザビームは殆ど反射面４により垂直上方へ反射される（図２（ｃ））。下側基板１の主面に垂直方向における前記上端４ｔとＬＤ１５の発光部との高さの差は、５０〜２５０μｍが良く、５０μｍ未満では反射面に当たらない光が多くなり受光量が低下する。２５０μｍを超えると、下側基板１の強度が弱くなり、溝ｂ及び溝ｃ等のパターン形成が困難になるため取り扱いが難しくなる。更に好ましくは、反射面４の上端４ｔは、更にＶ溝ａ、溝ｂ及び溝ｃよりも高い位置にあるのが良い。
【００１７】
前記反射面４は下側基板１の主面に対して４５°程度傾斜しているのが良く、その場合反射光が略垂直上方へ反射される。そして、下側基板１がシリコンからなり反射面４を異方性エッチングにより形成する場合、（１００）面を〈１１０〉方向を軸にして下側基板１の主面に対して９〜１２°傾けることにより、反射面４である（１１１）面を前記主面に対して４５°程度傾斜させることができる。前記角度範囲から外れると、垂直上方へ反射されない光が増加し、ＰＤ２０の受光量が減少する。
【００１８】
本発明において、フレネルゾーンレンズ２１は光を集光するとともに、光透過率を高めより多くの光量をＰＤ２０に集光させることができる。例えば、上側基板２が赤外光に対して透光性のシリコンから成る場合、上側基板２上にＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 等を成膜し、フォトリソグラフィー法によりピッチを中心から外側に向かって変えた同心円状のレジストパターンを形成し、反応性イオンエッチング法，電子ビームエッチング法，レーザビームエッチング法等により作製できる。また、フレネルゾーンレンズ２１は誘電体多層反射防止層としても機能し得るため、より多くの光をＰＤ２０に集光可能となる。
【００１９】
具体的には、上側基板２がシリコンから成り、波長λ＝１．５５μｍでＳｉＯ2 をフレネルゾーンレンズ２１に使用する場合、まずＳｉＯ2 を膜厚約３．４２μｍ成膜し、最大３．１６μｍエッチングし、最も薄い部分を０．２６μｍとすることで約９５％の透過率が得られる。これは、シリコン単体の透過率の６９％よりも２６％も高い値である。ＳｉＯ2 の代わりにＴｉＯ2 を用いる場合は、最大膜厚１．０５μｍ、エッチング膜厚０．９１μｍ、最も薄い部分の膜厚０．１４μｍとして、約８７．７％の透過率が得られる。
【００２０】
また、本発明は、反射面４に反射防止のためのコーティング等を行い、反射率を高めるとともに光の散乱を防ぎ、また不要成分を吸収するといったことも可能である。例えば、反射面４にＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 ，Ｇｅ，ＬｉＦ等の誘電体層を形成することにより、反射率の制御等を行うことができる。また、まずＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の金属層を反射層として形成し、次いで上記誘電体層を積層することにより、反射率をより高めることができる。
【００２１】
本発明においては、反射面４のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、スポット部以外の箇所には反射を弱める厚さの誘電体層を設けており、必要なスポット部の反射を強め、他の迷光や散乱光を減衰させることができる。また、金属反射層と誘電体層との構成でもって、特定波長に対する反射率の制御も可能であり、例えばＡｇ反射層とＴｉＯ2層の２層構造の場合、λ＝１．３１μｍのとき、ＴｉＯ2 層の厚さ０．２３μｍで反射率約９８．３％、ＴｉＯ2層の厚さ０．１０μｍで反射率約８８．３％となり、反射率を約１０％制御できる。また、λ＝１．５５μｍのとき、ＴｉＯ2 層の厚さ０．２７μｍで反射率最大、ＴｉＯ2 層の厚さ０．１２μｍで反射率最小とすることができる。
【００２２】
本発明の光モジュールＭ１の下側基板１は以下のような工程によって作製する。下側基板１の発光素子搭載部及び光ファイバ１７固定面を予めエッチングにより反射面４の上端４ｔよりも低くなるよう形成する。次いで、Ｖ溝ａ，溝ｃ，反射面４用の溝３を異方性エッチング法により形成する。電極９をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成する。そして、溝ｂ，溝８をダイシング法により作製する。
【００２３】
また、上側基板２は以下のような工程で作製する。上側基板２のＶ溝ａ１が存在する面以外を予めエッチングする。次いで、Ｖ溝ａ１，溝ｃ１を異方性エッチング法により形成する。電極１４をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成し、フレネルゾーンレンズ２１をフォトリソグラフィー法及びエッチング法により設ける。そして、溝ｂ１をダイシング法により作製する。
【００２４】
上記電極９及び電極１４は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の３層構成のもの、Ｃｒ／Ａｕ等の２層構成のものが好ましく、これらは長期信頼性に優れ、密着強度も強い。
【００２５】
また、図７〜図１０は他の実施形態を示し、図７は光モジュールＭ２の平面図、図８（ａ）は図７のＡ−Ａ′線（ＬＤ１５から出射されたレーザビームの光軸）における断面図、図８（ｂ）は図７のＢ−Ｂ′線における断面図、図８（ｃ）は図７のＣ−Ｃ′線における断面図、図９は上側基板２の平面図、図１０（ａ）は図９のＡ−Ａ′線における断面図、図１０（ｂ）は図９のＢ−Ｂ′線における断面図、図１０（ｃ）は図９のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【００２６】
この光モジュールＭ２は、下側基板１は上記光モジュールＭ１と同様であり、上側基板２の集光レンズとして、フレネルゾーンレンズ２１の代わりに球レンズ１９及び球レンズ１９設置用の先細りの貫通孔ｄを設けた構成である。この貫通孔ｄは異方性エッチング法により形成することにより、逆台形状の断面形状とされている。この実施形態では、球レンズ１９を使用しているため、上側基板２は必ずしも透光性を有していなくても良く、また貫通孔ｄは逆円錐形状等の断面形状であっても構わない。この例では、光は貫通孔ｄを通過するので光の損失は小さいが、上側基板２の厚みは光モジュールＭ１よりも厚くなるうえ、貫通孔ｄを形成する手間がかかる。
【００２７】
かくして、本発明は、光をほぼ完全に垂直上方へ取り出すことができ、きわめて高効率の光接続が実現する。また、蓋体が不要になるので部品点数が低減され、受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易になり、作業性が向上する。更に、上側基板に反射光を集光させるフレネルゾーンレンズを成膜技術で形成でき、反射光集光用の球レンズが不要になるため、上側基板を非常に薄型化でき、その結果全体が低背化する、という作用効果を有する。
【００２８】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更は何等差し支えない。
【００３０】
図１の光モジュールＭ１の下側基板１を以下の工程（１）〜（４）で作製した。
【００３１】
（１）シリコンからなる厚さ１ｍｍの下側基板１を用い、電極９を形成する面とＶ溝ａが存在する面を、水酸化カリウム水溶液を使ってエッチングし、反射面４の上端４ｔよりも低くした。その際、球レンズ１８の直径が６００μｍの時は約１５０μｍ、直径が８００μｍの時は約２１０μｍ程度エッチングすることで、光ファイバ１７から返ってきた光を減衰させることなく反射面４に当てて、ＰＤ２０へ入れることができる。ＬＤ１５の光軸はＬＤ１５搭載面より８μｍ高い位置にあり、Ｖ溝ａ形成面からの高さも８μｍであった。また、本例では深さは全て光軸からの深さである。
【００３２】
（２）その後、Ｖ溝ａ，溝ｃを同じく水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングした。溝ｃの深さは、球レンズ１８により決定され、球レンズ１８の直径が６００μｍの時深さは３００μｍ程度、直径が８００μｍの時は４００μｍ程度となる。Ｖ溝ａは、深さ１０８μｍ、下側基板１主面における幅は１４２μｍであった。
【００３３】
（３）Ｃｒ／Ａｕからなる電極９をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成した。
【００３４】
（４）そして、溝ｂ，溝８をダイシング法により作製した。溝ｂは深さ５１０μｍ、下側基板１主面における幅は５０μｍであり、溝８は深さ４００μｍ、下側基板１主面における幅は１００〜４００μｍであり、本例では２００μｍとした。
【００３５】
また、上側基板２は以下の工程（５）〜（８）により作製した。
【００３６】
（５）シリコンからなる厚さ８００μｍの上側基板２を用い、Ｖ溝ａ１が存在する面以外を予めエッチングし、その面の高さを低下させた。その際、直径６００μｍの球レンズ１８の場合は約１５０μｍ程度低下させ、直径８００μｍの球レンズ１８の場合は約２１０μｍ低下させる。
【００３７】
（６）次いで、Ｖ溝ａ１，溝ｃ１を水酸化カリウム水溶液による異方性エッチング法で形成した。このとき、球レンズ１８の直径を６００μｍとすると、逆四角錐状の溝ｃ１は深さ３６２μｍ、上側基板２主面において５１１．５μｍ×５１１．５μｍ角であり、Ｖ溝ａ１は深さ１０８μｍ、上側基板２主面における幅は１４２μｍであった。また、溝ｃ１は、球レンズ１８の直径が８００μｍの時は、深さ４６２μｍ、上側基板２主面において６５３．０μｍ×６５３．０μｍ角となる。
【００３８】
（７）電極１４をフォトリソグラフィー法及び蒸着法により形成し、フレネルゾーンレンズ２１をフォトリソグラフィー法及びエッチング法により設けた。このとき、使用波長λ＝１．５５μｍとしてＳｉＯ2 をフレネルゾーンレンズ２１に使用した。まずＳｉＯ2 を膜厚約３．４２μｍ成膜し、最大３．１６μｍエッチングし、最も薄い部分を０．２６μｍとすることで約９５％の透過率が得られた。フレネルゾーンレンズ２１については、全体の直径を０．６ｍｍとし、λ＝１．５５μｍ、ＮＡ（開口率）＝０．３の場合、全ゾーン数は２９、中心からｍ番目のゾーンの内半径ｒm はｒm ＝（２ｍλｆ）1/2 （λは波長、ｆは焦点距離）となる。
【００３９】
（８）そして、溝ｂ１をダイシング法により作製した。その深さは５１０μｍ、上側基板２主面における幅は５１０μｍであった。
【００４０】
また、反射面４用の溝３は、反射面４をなす（１１１）面が異方性エッチング後に下側基板１の主面に対して４５°程度傾斜した状態とするために、シリコン結晶の（１００）面を〈１１０〉方向を軸にして下側基板１の主面に対して１０°傾けたものを使用し、異方性エッチングを施した。そして、この反射面４にＡｇ反射層（下層）とＴｉＯ2 層（上層）を設け、ＴｉＯ2 層の厚さ０．２７μｍとしてλ＝１．５５μｍに対する反射率を９７．９％とした。
【００４１】
このような下側基板１に光学フィルタ１６、ＬＤ１５を搭載し、上側基板２に光ファイバ１７、球レンズ１８、ＰＤ２０をそれぞれ搭載した後、２枚の基板を重ね合わせて、紫外線硬化樹脂又は熱硬化樹脂により接着固定した。その後、ＬＤ１５及びＰＤ２０のワイヤーボンディングを一度に行うことができた。本例において、光学フィルタ１６は波長選択フィルタであり、ＬＤ１５の波長１．３１μｍの出射光を透過させ、光ファイバ１７からの波長１．５５μｍの光を反射させる。
【００４２】
また、図７の光モジュールＭ２を、上側基板２に球レンズ設置用の貫通孔ｄを設けた以外は上記と同様にして作製した。この場合、上側基板２の厚さが１ｍｍと厚くなったが、光損失は光モジュールＭ１よりも小さかった。
【００４３】
更に、図１１は従来例を示し、（ａ）は下側基板１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。尚、上側基板２については省略する。
【００４４】
同図（ｃ）に示すように、反射面４の上端４とＬＤ１５搭載面がほぼ同じ高さになっているため、光学フィルタ１６で反射された光は反射面４で完全に反射されず、半分程度の光量が失われた。また、反射面４には何等のコーティング等も設けていないため、反射率も４３．３％程度と低かった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、下側基板の上側主面に、レーザビームを出射する発光素子の搭載部と、発光素子に対向する位置に設けられた光ファイバ固定用のＶ溝ａと、発光素子とＶ溝ａとの間の光軸上に形成された光学フィルタ設置用の溝ｂと、光学フィルタで反射された光を略垂直上方へ反射させる反射面とを設け、且つ発光素子の搭載面は反射面上端よりも反射面側にあり、上側基板の下側主面に反射面による反射光を集光させる集光レンズ、上側主面に受光素子を設置し、前記上側基板の下側主面と下側基板の上側主面とを重ね合わせて成り、反射面のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、反射面のスポット部以外の箇所に反射を弱める厚さの誘電体層を形成していることにより、光量を低下させることなくほぼ垂直上方へ光を取り出すことができ、その結果きわめて高効率の光接続を行うことが可能で、上側基板を蓋体兼用としているため別個の蓋体が不要になり部品点数が低減され、また受発光素子が基板上部に搭載されているためワイヤーボンディング等による配線が容易なものとなる。
【００４６】
また、上側基板に集光レンズとして、薄膜形成法によるフレネルゾーンレンズを設けた場合、高い光透過率を維持して上側基板がきわめて薄型化できるという作用効果も有する。前記集光レンズとして、球レンズを設けた場合光損失をより小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光モジュールＭ１の平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図３】本発明の下側基板１の平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図５】本発明の上側基板２の平面図である。
【図６】（ａ）は図５のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図５のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図７】本発明の他の実施例であり、光モジュールＭ２の平面図である。
【図８】（ａ）は図７のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図７のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図９】光モジュールＭ２の上側基板２の平面図である。
【図１０】（ａ）は図９のＡ−Ａ′線における断面図、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ′線における断面図、（ｃ）は図９のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図１１】 従来例を示し、（ａ）は下側基板１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。
【図１２】従来の半導体レーザ装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１：下側基板
２：上側基板
３：逆台形状の溝
４：反射面
８：溝
９：ＬＤ用の電極
１４：ＰＤ用の電極
１５：ＬＤ
１６：光学フィルタ
１７：光ファイバ
２０：ＰＤ
２１：フレネルゾーンレンズ
Claims (2)
- 下側基板と透光性の上側基板とを有し、下側基板の上側主面に、レーザビームを出射する発光素子の搭載部と、発光素子に対向する位置に設けられた光ファイバ固定用のＶ溝ａと、発光素子とＶ溝ａとの間の光軸上に形成された光学フィルタ設置用の溝ｂと、該光学フィルタにより反射された光を略垂直上方へ反射させる反射面とを設け、且つ前記発光素子の搭載部は反射面上端よりも反射面側にあり、前記上側基板の下側主面に反射面による反射光を集光させる集光レンズ、上側主面に受光素子を設置し、前記上側基板の下側主面と下側基板の上側主面とを重ね合わせて成り、前記反射面のレーザビームのスポット部に反射を強める厚さの誘電体層を形成し、前記反射面の前記スポット部以外の箇所に反射を弱める厚さの誘電体層を形成していることを特徴とする光モジュール。
- 前記上側基板の下側主面に設けた集光レンズが、フレネルゾーンレンズである請求項１記載の光モジュール。
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