JP4016913B2 - 光モジュール及び光モジュール組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、光モジュール及び光モジュール組立方法に関するものである。

光ファイバとレーザダイオードとをバットジョイントで光結合する光モジュールでは、シリコン基板が使用される。例えば、特許文献１では、シリコン基板は、光ファイバを位置合わせするためのＶ溝を有する。シリコン基板上に設けられたレーザダイオードと、フェルールに保持された光ファイバとを光学的に結合させる技術が開示されている。
特開２０００−１７１６６８号公報

光ファイバとレーザダイオードとを光結合させるためにシリコン基板を用いると、シリコン基板に対してレーザダイオード及び光ファイバの両方を位置合わせしなければならない。シリコン基板を使用する場合、位置合わせマークとしては、エッチングにより形成したマーク又はシリコン基板上のＡｕパターンが用いられる。Ａｕパターン又はマークを基準にして、レーザダイオードはシリコン基板に位置合わせされる。また、光ファイバは、シリコン基板のＶ溝を用いて位置合わせされる。

しかしながら、上記のようにシリコン基板にレーザダイオード及び光ファイバを搭載した場合、レーザダイオードと光ファイバとの光結合効率のばらつきは２回の位置合わせによって生じている。

本発明の目的は、光素子と光ファイバとの光結合効率のばらつき要因が少ない光モジュール及び光モジュール組立方法を提供することである。

本発明に係る光モジュールは、所定軸に沿って配列された第１領域及び第２領域を有するフェルールとフェルールに保持されている光ファイバとを含み、第２領域は、所定軸と交差する第１所定面に沿って設けられた第１フェルール面、及び、第１所定面と交差する第２所定面に沿って設けられた第１搭載面を有するフェルール部品と、光ファイバに光学的に結合されており第１搭載面上に搭載された発光素子とを備え、光ファイバの光軸はフェルール部品において所定軸に沿って延びており、所定軸と第１搭載面との距離は光ファイバの半径よりも短く、第１搭載面上には光ファイバの断面が露出しており、フェルール部品は、発光素子を位置合わせするためのマークを有し、このマークは、第１搭載面上の光ファイバの断面であり、第１フェルール面には、光ファイバの別の断面が露出していることを特徴とする。
また、本発明に係る光モジュールは、所定軸に沿って順に配列された第１領域、第２領域及び第３領域を有するフェルールと、フェルールに保持されている光ファイバとを含み、第１領域及び第３領域はそれぞれ光ファイバを内包しており、第２領域は、所定軸と交差する第１所定面に沿って設けられたフェルール面、第１所定面と交差する第２所定面に沿って設けられた第１搭載面、及び、所定軸と交差する別の所定面に沿って設けられた別のフェルール面を有しており、別のフェルール面は、第１搭載面における前記フェルール面と反対側に位置しており、フェルール面及び別のフェルール面にはそれぞれ光ファイバの断面が露出しているフェルール部品と、光ファイバに光学的に結合されており第１搭載面上に搭載された発光素子と、受光素子を搭載すると共にフェルール部品を搭載する受光素子キャリアとを備える。受光素子の受光面は、フェルール部品の端面と向き合っており、発光素子からの光は第３領域に内包された光ファイバを伝搬して、フェルール部品の端面から出力されて、受光素子で受けられ、光ファイバの光軸はフェルール部品において所定軸に沿って延びており、所定軸と第１搭載面との距離は光ファイバの半径よりも短く、第１搭載面上には光ファイバの断面が露出しており、フェルール部品は、発光素子を位置合わせするためのマークを有し、このマークは、第１搭載面上の光ファイバの前記断面であることを特徴とする。

この場合、フェルール部品の第１搭載面に光素子を搭載することによって、光ファイバと光素子との光結合が１回の位置合わせで実現される。なお、上記光素子とは、例えば、半導体光素子である。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、フェルール部品は、光素子を位置合わせするためのマークを有し、マークは、第１搭載面上に露出している光ファイバの断面であることが望ましい。

この場合、光ファイバの断面がマークとして機能する。そのため、光ファイバとは別に位置合わせ用マークを第１搭載面上に設けて、そのマークを用いて光素子の位置を決定する場合に比べて光結合効率のばらつき要因を減少させることが可能である。

更に、本発明に係る光モジュールにおいて、光ファイバは、モードフィールド径変換ファイバであることが好ましい。この場合、光素子と光ファイバとの光結合効率が向上する。ここで、ＭＦＤ変換ファイバとは、長手方向の一部の領域において、ＭＦＤが変化している光ファイバのことである。

更にまた、本発明に係る光モジュールにおいては、光素子は発光素子であり、発光素子は、所定軸に交差する第３所定面に沿って設けられた第１の端面を有しており、第１所定面は第３所定面と鋭角をなすことが望ましい。この場合には、第１の端面から出力された光が第１フェルール面で反射され、その反射光が発光素子に戻ることが抑制される。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、フェルールは第３領域を更に有し、第１領域、第２領域及び第３領域が所定軸に沿って順に配列されており、光素子は発光素子であって、当該光モジュールは、第３領域に搭載された受光素子を更に備え、受光素子は、発光素子に光学的に結合されていることが好適である。

上記構成によれば受光素子もフェルール部品に搭載されており、発光素子からの光を受けることができる。そのため、受光素子は、発光素子からの光がレンズ等の他の光学部品を通って受光素子で受けられるよりもより多くの光を受けることが可能である。

なお、第３領域は、第１所定面と交差する第４所定面に沿って設けられており受光素子を搭載するための第２搭載面を有し、フェルールは、第１搭載面と第２搭載面との間に設けられた段差を有することが望ましい。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、フェルールが金属から構成されていることが好ましい。この場合、光素子の温度上昇を抑えられる。

本発明に係る光モジュール組立方法は、フェルールとフェルールに保持されている光ファイバとを含むフェルール部品を有する光モジュールを組み立てる方法であって、所定軸に沿って配列された第１領域及び第２領域を有するフェルールの挿入孔に光ファイバを挿入し、フェルールの挿入孔に光ファイバを挿入した後に、光ファイバの断面が露出した第１搭載面と第１フェルール面とを切削により第２領域に形成し、発光素子及び光ファイバの一方を他方に対して移動して、発光素子に設けられたマークとフェルールに設けられた第１搭載面に露出している光ファイバの断面とを用いて発光素子を光ファイバに対して位置合わせし、この位置合わせの後に、第１搭載面上に発光素子を搭載する。光ファイバの光軸はフェルール部品において所定軸に沿って延びており、所定軸と第１搭載面との距離は光ファイバの半径よりも短く、切削により、第１フェルール面は、所定軸と交差する第１所定面に沿って形成され、第１搭載面は、第１所定面と交差する第２所定面に沿って形成される。

上記組立方法によれば、光素子は、フェルール部品に搭載されるため、光ファイバと光素子との光結合が位置合わせ１回で実現される。また、光素子を、光素子に設けられたマークを用いて、光素子と光結合させるべき光ファイバ自体に対して位置調整するため、光ファイバとは別にマークをフェルール部品に形成する場合に比べて光結合効率のばらつき要因を減少させることが可能である。

本発明によれば、発光素子と光ファイバとの光結合効率のばらつき要因を少なくすることができる。

以下、図面とともに本発明による光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。

（第１の実施形態）

図１〜図４を参照して第１の実施形態の光モジュールについて説明する。

図１は、本実施形態における光モジュール１０Ａの構成を概略的に示す斜視図である。光モジュール１０Ａは、フェルール部品２０と、発光素子３０と、受光素子４０とを含んで構成されている。

フェルール部品２０はフェルール５０と、フェルール５０に保持されている光ファイバ６０とを含んで構成されている。

図２を参照すると、光ファイバ６０は、コア領域６１とそれを取り囲むクラッド領域６２とを有する。光ファイバ６０は、例えば、所定波長（例えば波長１．５５μｍや波長１.３μｍ）の光に対してシングルモードでありＭＦＤ変換ファイバであることが好適である。ＭＦＤは、例えば、光ファイバ６０の所定部分を加熱して変化させられている。光ファイバ６０はフェルール５０に保持されており、光ファイバ６０の光軸はフェルール５０の所定軸αに沿って延びている。

フェルール５０はニッケル（Ｎｉ）などの金属から構成されている。フェルール５０には、所定軸αに沿って光ファイバ６０を挿入する挿入孔５１が形成されている。フェルール５０は、所定軸αに沿って順に配列された第１領域５０Ａ及び第２領域５０Ｂを有する。

第２領域５０Ｂは、所定軸αと交差する第１所定面Ｐ１に沿って設けられた第１フェルール面５２Ａ、及び、第１所定面Ｐ１と交差する第２所定面Ｐ２に沿って設けられた第１搭載面５２Ｂを有する。

図３は、光モジュール１０Ａの構成部品を示す図面である。また、図４はフェルール５０における第２領域５０Ｂの拡大斜視図である。

第１フェルール面５２Ａには光ファイバ６０の第１の断面６３が露出している。第１の断面６３における光ファイバ６０のＭＦＤは変換されていることが好適である。第１の断面６３の位置での波長１．３１μｍにおけるＭＦＤは、例えば、約６μｍである。所定軸αから第１搭載面５２Ｂまでの距離ｔは光ファイバ６０の半径ｒ_１よりも短い。なお、第１の断面６３においてコア領域６１の断面は全て露出している、すなわち、距離ｔはコア領域６１の第１搭載面５２Ｂ側の端（下端）Ｘまでの距離ｒ_２（例えば、第１の断面６３におけるコア領域６１の半径）よりも長い方が好ましい。

また、第１搭載面５２Ｂには光ファイバ６０の第２の断面６４が露出している。第２の断面６４は、クラッド領域６２からなり、第２所定面Ｐ２に沿って延びている。第１搭載面５２Ｂ上には配線パターン５３ａ，５３ｂが設けられている。

図１〜図３を参照すると、配線パターン５３ａ上に発光素子３０が搭載されている。また、発光素子３０の上面３１と配線パターン５３ｂとは、リード線５４により電気的に接続されている。

発光素子３０には、配線パターン５３ａ，５３ｂ及びリード線５４を介して図示していない駆動電源により電力が供給される。発光素子３０は、例えば、レーザダイオードであり、所定軸αに交差する第３所定面Ｐ３に沿って設けられた第１の端面３０Ａを有する。発光素子３０の第１の端面３０Ａにおけるスポット径は、例えば、約１．６μｍである。

発光素子３０は、光ファイバ６０と光学的に結合している。より具体的には、第１の端面３０Ａから出力される光が第１の断面６３から光ファイバ６０に入射する。なお、発光素子３０の発光点（発光素子３０の光軸と第１の端面３０Ａとの交点）と第１搭載面５２Ｂとの間の距離、及び、所定軸αと第１搭載面５２Ｂとの間の距離がほぼ等しいことが好ましい。

また、フェルール５０は、第３領域５０Ｃを有することが好ましい。第１領域５０Ａ、第２領域５０Ｂ及び第３領域５０Ｃは、所定軸αに沿って順に配列されている。

第３領域５０Ｃは、第１所定面Ｐ１と交差する第４所定面Ｐ４に沿って設けられた第２搭載面５５を有する。フェルール５０は、第２搭載面５５と第１搭載面５２Ｂとの間に設けられた段差５８を有しており、第２搭載面５５は第１搭載面５２Ｂよりも低くなっている。第２搭載面５５上には、配線パターン５６ａ，５６ｂが設けられている。配線パターン５６ａ上には、発光素子３０と光学的に結合している受光素子４０が搭載されている。

受光素子４０は、例えば、フォトダイオードである。また、受光素子４０は、リード線５７を介して配線パターン５６ｂと電気的に接続されている。受光素子４０は、第２搭載面５５側と反対側に受光面４１を有する。第２搭載面５５にほぼ垂直な方向の受光素子４０の長さ（受光素子４０の高さ）ｈは、第２所定面Ｐ２と第４所定面Ｐ４との間の距離にほぼ等しい。

次に、上記構成の光モジュール１０Ａを組み立てる方法について説明する。

先ず、光ファイバ６０をフェルール５０の挿入孔５１に挿入する。フェルール５０の第２領域５０Ｂ及び第３領域５０Ｃを、例えば、切削して、第１フェルール面５２Ａ、第１搭載面５２Ｂ及び第２搭載面５５を形成する。これにより、第１フェルール面５２Ａに光ファイバ６０の第１の断面６３が現われ、第１搭載面５２Ｂに光ファイバ６０の第２の断面６４が現われる。なお、フェルール５０に挿入する光ファイバ６０はＭＦＤ変換ファイバであって、第１の断面６３におけるＭＦＤが変換されているように第１フェルール面５２Ａを形成することが好ましい。

続いて、第１搭載面５２Ｂ及び第２搭載面５５上に所定の配線パターン５３ａ，５３ｂ，５６ａ，５６ｂを形成してフェルール部品２０を作製する。

次に、第１搭載面５２Ｂ及び第２搭載面５５に発光素子３０及び受光素子４０を搭載する。

図５は、発光素子３０の斜視図である。

先ず、図５に示すように搭載すべき発光素子３０の１つの面３２に位置合わせ用のマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を形成しておく。マークＭ１〜Ｍ４は、例えば、次の手法により形成する。すなわち、マスクを用いて発光素子３０の活性層を形成する際に、発光素子３０の面３２にマークＭ１〜Ｍ４を形成する。これにより、マークＭ１〜Ｍ４と活性層とを精度良く位置合わせできる。

そして、マークＭ１〜Ｍ４が形成された面３２上にそれらのマークＭ１〜Ｍ４を基準にしてメッキ又は蒸着などにより電極パターン３３を形成する。これにより、活性層に位置合わせされた電極パターン３３が形成される。

図６は、光モジュール１０Ａの組立方法の一工程を示す模式図である。

発光素子３０を保持具７０ａによって保持する。また、フェルール部品２０を保持具７０ｂで保持する。保持部７０ａ，７０ｂは、発光素子３０及びフェルール部品２０を保持可能であって発光素子３０とフェルール部品２０との位置関係を３次元的に調整できるものであれば良い。

保持具７０ａ，７０ｂを用いて、発光素子３０を、フェルール部品２０の第１搭載面５２Ｂから所定の距離離して配置する。この際、発光素子３０の面３２が第１搭載面５２Ｂ側（図中下側）を向くように配置する。また、発光素子３０と第１搭載面５２Ｂとの間にプリズム８０ａ，８０ｂを配置する。プリズム８０ａ，８０ｂは、発光素子３０の電極パターン３３をカメラ９０ａで観察でき、第１搭載面５２Ｂ上の第２の断面６４をカメラ９０ｂで観察できるように配置する。上記所定の距離とは、例えば、プリズム８０ａ，８０ｂが配置できる距離である。

そして、モニタ９１ａ，９１ｂに映し出されるカメラ９０ａ，９０ｂからの画像情報に基づいて、電極パターン３３を第２の断面６４に対して位置合わせする。より具体的には、例えば、発光素子３０及びフェルール部品２０（言い換えれば、光ファイバ６０）のうちの一方を他方に対して図中のｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させる。そして、電極パターン３３の第２の断面６４に対する位置を決定する。すなわち、電極パターン３３と第２の断面６４とを基準にして発光素子３０と光ファイバ６０との位置を合わせる。

図７は、光モジュール１０Ａの組立方法の他の工程を示す模式図である。

発光素子３０と第１搭載面５２Ｂとの位置合わせをした後に、プリズム８０ａ，８０ｂ及びカメラ９０ａ，９０ｂを移動する。そして、例えば、保持具７０ａを操作して発光素子３０をｚ軸方向に移動させて第１搭載面５２Ｂ上に搭載する。

続いて、発光素子３０の上面３１（発光素子３０の面３２と反対側の面）と配線パターン５３ｂとをリード線５４で電気的に接続する。更に、第２搭載面５５上に受光面４１が上になるように受光素子４０を搭載し、リード線５７で受光素子４０と配線パターン５６ｂとを電気的に接続して光モジュール１０Ａとする。

上記のように組み立てられた光モジュール１０Ａでは、発光素子３０が駆動されると第１の端面３０Ａ及び第２の端面３０Ｂから光が出射される。第１の端面３０Ａと第１の断面６３とは対向している。従って、第１の端面３０Ａから出力される光は、光ファイバ６０に直接入射される。言い換えれば、発光素子３０と光ファイバ６０とは光学的に結合している。

図８は、ＭＦＤと光結合効率との関係を示すグラフである。横軸は、ＭＦＤ[μｍ]を示し、縦軸は、光結合効率[ｄＢ]を示している。図８より、ＭＦＤが小さくなる（発光素子３０のスポット径に近くなる）につれて光結合効率が改善されていることが理解できる。

そのため、光ファイバ６０はＭＦＤ変換ファイバであって、第１の断面６３におけるＭＦＤが通常のシングルモード光ファイバのＭＦＤよりも小さいことが好ましい。第１の断面６３でのＭＦＤは発光素子３０のスポット径に近くなり、発光素子３０と光ファイバ６０との光結合率が向上する。

また、発光素子３０はフェルール部品２０に搭載されている。これにより、光ファイバ６０と発光素子３０との光学的な結合が位置合わせ１回で実現できる。したがって、シリコン基板を用いる場合に比べて、位置合わせ誤差が生じる回数が減少するため、光結合効率のばらつき要因を減らすことが可能である。

更に、第１の断面６３において、所定軸αから第１搭載面５２Ｂまでの距離ｔが、光ファイバ６０の半径ｒ_１より短い。

したがって、所定軸αから第１搭載面５２Ｂまでの距離が長い場合に比べて、発光素子３０と光ファイバ６０とを光結合させるために高さ調整用の部材を用いる必要性が少ない。そのため、そのような部材を用いる場合に比べて、部材の寸法誤差により生ずる光結合効率のばらつきが減少している。

更にまた、発光素子３０の面３２に設けられたマークＭ１〜Ｍ４に対して電極パターン３３が設けられている。そして、電極パターン３３を、第１搭載面５２Ｂに露出している光ファイバ６０の第２の断面６４に位置合わせした後に発光素子３０を第１搭載面５２Ｂに搭載している。

すなわち、第１搭載面５２Ｂは発光素子３０を位置合わせするための位置合わせ用マークを有しており、そのマークは光ファイバ６０の第２の断面６４である。そして、発光素子３０に設けられたマークＭ１〜Ｍ４と第２の断面６４とを用いて発光素子３０の第１搭載面５２Ｂにおける位置が決められる。

そのため、第１搭載面５２Ｂ上に光ファイバ６０とは別に位置合わせ用マークを形成する場合に比べて、マークの形成精度のばらつきを考慮しなくても良い。したがって、発光素子３０と光ファイバ６０との光結合効率のばらつき要因が少なくなっている。また、光ファイバのコアの偏心などの光結合効率のばらつき要因も排除可能となっている。

ところで、発光素子３０は、例えば、半導体基板上に活性層等が積層されて構成されている。発光素子３０の典型的な厚さ（図３の上面３１と、その反対側の面３２との間の距離）は約１００μｍ程度である。そして、発光素子３０において、発光点は基板と反対側の面から基板側に向かって数μｍ（例えば、５μｍ）の位置にある。言い換えれば、発光素子３０の光軸βから半導体基板側の面までの距離は約９５μｍである。この場合、半導体基板と反対側の面を第１搭載面５２Ｂ側に向けて発光素子３０を第１搭載面５２Ｂ上に搭載することができる。これは次の理由による。

すなわち、光ファイバ６０の典型的な直径は１２５μｍが例示される。また、光ファイバ６０の光軸（所定軸α）の第１搭載面５２Ｂからの距離ｔは、光ファイバ６０の半径ｒ_１（例えば、６２.５μｍ）より短い。そのため、半導体基板と反対側の面（例えば、図７の面３２）を第１搭載面５２Ｂ上の配線パターン５３ａと接するように発光素子３０を第１搭載面５２Ｂ上に搭載することで、発光素子３０と光ファイバ６０とを光学的に結合することが可能である。

上述したように発光素子３０の半導体基板と反対側の面（面３２）と配線パターン５３ａとが接している場合、半導体基板の厚さのばらつき（例えば、±１０μｍ程度）の影響により発光素子３０の光軸βと第１搭載面５２Ｂとの距離がばらつくことがない。

これにより、光ファイバ６０の光軸（所定軸α）から第１搭載面５２Ｂまでの距離に対して、発光素子３０の発光点から第１搭載面５２Ｂまでの距離がばらつくことが抑制される。したがって、半導体基板の厚さの寸法誤差によって発光素子３０と光ファイバ６０との光結合効率がばらつくことを低減することができる。

また、発光素子３０の第２の端面３０Ｂから出力される光は受光素子４０で受けられる。第２搭載面５５は第１搭載面５２Ｂより低い。したがって、第２の端面３０Ｂから出力された光は、第１搭載面５２Ｂに遮断されずに受光素子４０で受けられやすい。これにより、受光素子４０は、第２の端面３０Ｂから出力された光をより多く受けることが可能である。そのため、受光素子４０からの出力をモニタして発光素子３０の光出力制御を行うＡＰＣ（Auto Power Control）制御が簡易になる。

なお、第２の端面３０Ｂが第２搭載面５５における第１フェルール面５２Ａと反対側（第２搭載面５５の第３領域５０Ｃ側）の縁部に位置することは更に好ましい。第２の端面３０Ｂから出力された光のうち、第１搭載面５２Ｂでカットされずに受光素子４０に届く光の量が増えるからである。

また、上述したように発光素子３０は第１搭載面５２Ｂ上に搭載されており（すなわち、フェルール５０に搭載されており）、フェルール５０の材質は金属である。したがって、発光素子３０の温度が上がることは抑制される。これにより、発光素子３０の温度変化による発振波長の変動などが低減される。

本実施形態は、種々の変形が可能である。例えば、第３所定面Ｐ３が第１所定面Ｐ１に対して傾いていても良い。

図９は、第３所定面Ｐ３が第１所定面Ｐ１に対して傾いている光モジュール１０Ｂの構成を概略的に示す側面図である。

光モジュール１０Ｂにおいては、第３所定面Ｐ３と第１所定面Ｐ１とが交差しており、それらのなす角度Ｒ１は鋭角となっている点で光モジュール１０Ａと相違する。より具体的には、第１所定面Ｐ１が第２所定面Ｐ２に対して傾いている点で光モジュール１０Ａと相違する。なお、第３所定面Ｐ３と第１所定面Ｐ１とのなす角度Ｒ１は、例えば、５〜８度であり、このとき第１所定面Ｐ１と第２所定面Ｐ２とのなす角度Ｒ２は９５〜９８度である。

第３所定面Ｐ３が第１所定面Ｐ１に対して傾いているため、第１の端面３０Ａから出力され第１搭載面５２Ｂに反射した反射光が受光素子４０に入射することが減少する。これにより発光素子３０から直接受光素子４０に入射する光との干渉がなくなる。したがって、発光素子３０の発振波長が注入電流及び発光素子３０の温度変化によって変動しても、受光素子４０からの出力が変動することが抑制される。これは、発光素子３０が分布帰還型レーザである場合により有効である。

図１０は、所定軸αと発光素子３０の光軸βとが傾いている場合の光モジュール１０Ｃの平面図である。光モジュール１０Ｃにおいて、第３所定面Ｐ３と第１所定面Ｐ１とのなす角度Ｒ１は、例えば、５〜８度である。なお、第１所定面Ｐ１と第２所定面Ｐ２とのなす角度は鈍角であっても良いし、略直角であっても良い。

第１搭載面５２Ｂ上に搭載する光素子は発光素子としているが受光素子でも良い。また、第３領域５０Ｃは設けられていなくても良い。

（第２の実施形態）

第２の実施形態の光モジュールについて説明する。図１１は、本実施形態の光モジュール１０Ｄの構成を概略的に示す斜視図である。光モジュール１０Ｄは、フェルール部品１００と、発光素子３０と、受光素子４０と、受光素子キャリア１１０とを有する。

フェルール部品１００を構成するフェルール５０は、所定軸αに沿って順に配列された第１領域５０Ａ、第２領域５０Ｂ、第４領域５０Ｄを有する。第４領域５０Ｄは、第１領域５０Ａと同様に光ファイバ６０を内包している。第２領域５０Ｂに隣接して第４領域５０Ｄが形成されている点でフェルール５０と相違する。

図１２は、第２領域５０Ｂの構成を模式的に示す側面図である。第２領域５０Ｂは、第１の実施形態と同様に第１フェルール面５２Ａ及び第１搭載面５２Ｂを有する。そして、所定軸αと交差する第５所定面Ｐ５に沿って設けられた第３フェルール面５２Ｃを有する。第３フェルール面５２Ｃは、第１搭載面５２Ｂの第１フェルール面５２Ａと反対側に位置している。

第３フェルール面５２Ｃには、光ファイバ６０の第３の断面６５が露出している。なお、第３の断面６５は、第１の断面６３と同様の構成をしており、第３の断面６５におけるＭＦＤは第１の断面６３におけるＭＦＤと同様に変換されていることが好適である。

フェルール部品１００において、第１搭載面５２Ｂ上に搭載された発光素子３０の第１の端面３０Ａは第１の断面６３と光学的に結合している。また、第２の端面３０Ｂは、第３の断面６５と光学的に結合している。

図１３は、光モジュール１００の構成部品を示す図面である。受光素子キャリア１１０は、Ｌ形キャリアであって第１保持部１１１と第２保持部１１２とから構成される。第１保持部１１１には、フェルール部品１００を搭載する凹部１１３が設けられている。

凹部１１３の幅ｗ_１は、フェルール部品１００を構成しているフェルール５０の直径とほぼ同じか少し小さい程度である。

また、第２保持部１１２には受光素子４０を搭載する凹部１１４が設けられている。凹部１１４の底壁面１１５が受光素子４０を搭載するための搭載面として機能する。すなわち、底壁面１１５が第１の実施形態の第２搭載面５５に相当する。凹部１１４の幅ｗ_２は凹部１１３の幅ｗ_１よりも短い。

図１１を参照すると、光モジュール１０Ｄにおいて、発光素子３０が搭載されたフェルール部品１００は受光素子キャリア１１０の凹部１１３に搭載されている。また、光モジュール１０Ｄにおいて、受光素子４０は、凹部１１４の底壁面１１５上に搭載されている。受光素子４０は、フェルール部品１００の第４領域５０Ｄ側の端部１００Ａから出力される光を受ける。

第１保持部１１１の凹部１１３の幅ｗ_１は、フェルール５０の直径とほぼ同じか少し小さい程度であるため、フェルール５０の外周面は凹部１１３の側壁面１１３ａ，１１３ｂに接する。また、凹部１１４の幅ｗ_２は凹部１１３の幅ｗ_１よりも狭いためフェルール部品１００の端部１００Ａは第２保持部１１２の側面１１２ａ，１１２ｂに接する。これにより、フェルール部品１００は受光素子キャリア１１０に位置合わせされる。

次に、上記光モジュール１０Ｄの動作について説明する。発光素子３０の第１の端面３０Ａから出力された光は第１の断面６３から光ファイバ６０に入射される。そして、第１領域５０Ａに内包されている光ファイバ６０中を伝搬する。

一方、発光素子３０の第２の端面３０Ｂから出力される光は第３の断面６５から光ファイバ６０に入射される。そして、第４領域５０Ｄに内包されている光ファイバ６０中を伝搬してフェルール部品１００の端部１００Ａから出力される。フェルール部品１００の端部１００Ａから出力された光は受光素子４０で受けられる。

上記構成では、受光素子４０の受光面４１と光ファイバ６０の端面とが向き合っているため、受光素子４０は、発光素子３０における第２の端面３０Ｂから出力された光をより多く受けることが可能である。

なお、第１所定面Ｐ１及び第５所定面Ｐ５は第３所定面Ｐ３に対して傾いていても良い。また、上記何れの実施形態においても、フェルール５０は金属から構成されているとしたが、必ずしも金属である必要はない。ただし、フェルール５０が金属から構成されている方が、発光素子３０の温度上昇を抑制できるため好適である。

本発明に係る光モジュールの一実施形態の構成を概略的に示す斜視図である。 図１の光モジュールの側面の一部拡大図である。 図１の光モジュールの構成部品を示す図面である フェルールの第２領域の拡大斜視図である。 発光素子の斜視図である。 光モジュールの組立方法の一工程を示す模式図である。 光モジュールの組立方法の他の工程を示す模式図である。 モードフィールド径（ＭＦＤ）と光結合効率との関係を示すグラフである。 第３所定面と第１所定面とが交差している場合の光モジュールの一例の模式図である。 第３所定面と第１所定面とが交差している場合の光モジュールの他の例の模式図である。 本発明に係る光モジュールの他の実施形態の構成を概略的に示す斜視図である。 図１１のフェルール部品の第２領域の拡大側面図である。 図１１のフェルール部品の構成部品を示す図面である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｄ・・・光モジュール、２０・・・フェルール部品、３０・・・発光素子（光素子）、３０Ａ・・・第１の端面、３０Ｂ・・・第２の端面、３１・・・上面、３２・・・発光素子の面、３３・・・電極パターン、４０・・・受光素子、４１・・・受光面、５０・・・フェルール、５０Ａ・・・第１領域、５０Ｂ・・・第２領域、５０Ｃ・・・第３領域、５０Ｄ・・・第４領域、５１・・・挿入孔、５２Ａ・・・第１フェルール面、５２Ｂ・・・第1搭載面、５２Ｃ・・・第３フェルール面、５３ａ，５３ｂ・・・配線パターン、５４・・・リード線、５５・・・第２搭載面、５６ａ，５６ｂ・・・配線パターン、５７・・・リード線、５８・・・段差、６０・・・光ファイバ、６１・・・コア領域、６２・・・クラッド領域、６３・・・第１の断面、６４・・・第２の断面（光ファイバの断面）、６５・・・第３の断面、７０ａ，７０ｂ・・・保持具、８０ａ，８０ｂ・・・プリズム、９０ａ，９０ｂ・・・カメラ、９１ａ，９１ｂ・・・モニタ、１００・・・フェルール部品、１００Ａ…フェルール部品の端部、１１０・・・受光素子キャリア、１１１・・・第1保持部、１１２・・・第２保持部、１１２ａ，１１２ｂ・・・側面、１１３・・・凹部、１１３ａ，１１３ｂ・・・側壁面、１１４・・・凹部、１１５・・・底壁面、Ｍ１〜Ｍ４・・・マーク、Ｐ１・・・第１所定面、Ｐ２・・・第２所定面、Ｐ３・・・第３所定面、Ｐ４・・・第４所定面、Ｐ５・・・第５所定面、Ｒ１・・・第１所定面と第３所定面とがなす角度、Ｒ２・・・第１所定面と第２所定面とのなす角度、ｒ_１・・・光ファイバの半径、ｒ_２・・・所定軸からコア領域の端までの距離、ｔ・・・所定軸から第１搭載面までの距離、ｗ_１・・・凹部１１３の幅、ｗ_２・・・凹部１１４の幅、Ｘ…コア領域の端（下端）、α・・・所定軸、β・・・発光素子（光素子）の光軸。

Claims (8)

1. 所定軸に沿って配列された第１領域及び第２領域を有するフェルールと前記フェルールに保持されている光ファイバとを含み、前記第２領域は、前記所定軸と交差する第１所定面に沿って設けられた第１フェルール面、及び、前記第１所定面と交差する第２所定面に沿って設けられた第１搭載面を有するフェルール部品と、
   前記光ファイバに光学的に結合されており前記第１搭載面上に搭載された発光素子と
   を備え、
   前記光ファイバの光軸は前記フェルール部品において前記所定軸に沿って延びており、前記所定軸と前記第１搭載面との距離は前記光ファイバの半径よりも短く、前記第１搭載面上には前記光ファイバの断面が露出しており、前記フェルール部品は、前記発光素子を位置合わせするためのマークを有し、前記マークは、前記第１搭載面上の前記光ファイバの前記断面であり、
   前記第１フェルール面には、前記光ファイバの別の断面が露出している、ことを特徴とする光モジュール。
2. 前記フェルールは第３領域を更に有し、
   前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域が前記所定軸に沿って順に配列されており、
   当該光モジュールは、前記第３領域に搭載された受光素子を更に備え、
   前記受光素子は、前記発光素子に光学的に結合されている、ことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記第３領域は、前記第１所定面と交差する第４所定面に沿って設けられており前記受光素子を搭載するための第２搭載面を有し、
   前記フェルールは、前記第１搭載面と前記第２搭載面との間に設けられた段差を有することを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
4. 所定軸に沿って順に配列された第１領域、第２領域及び第３領域を有するフェルールと、前記フェルールに保持されている光ファイバとを含み、前記第１領域及び第３領域はそれぞれ前記光ファイバを内包しており、前記第２領域は、前記所定軸と交差する第１所定面に沿って設けられたフェルール面、前記第１所定面と交差する第２所定面に沿って設けられた第１搭載面、及び、前記所定軸と交差する別の所定面に沿って設けられた別のフェルール面を有しており、前記別のフェルール面は、前記第１搭載面における前記フェルール面と反対側に位置しており、前記フェルール面及び前記別のフェルール面にはそれぞれ前記光ファイバの断面が露出しているフェルール部品と、
   前記光ファイバに光学的に結合されており前記第１搭載面上に搭載された発光素子と、
   受光素子を搭載すると共に前記フェルール部品を搭載する受光素子キャリアと
   を備え、
   前記受光素子の受光面は、前記フェルール部品の端面と向き合っており、前記発光素子からの光は前記第３領域に内包された前記光ファイバを伝搬して、前記フェルール部品の前記端面から出力されて、前記受光素子で受けられ、
   前記光ファイバの光軸は前記フェルール部品において前記所定軸に沿って延びており、前記所定軸と前記第１搭載面との距離は前記光ファイバの半径よりも短く、前記第１搭載面上には前記光ファイバの断面が露出しており、前記フェルール部品は、前記発光素子を位置合わせするためのマークを有し、前記マークは、前記第１搭載面上の前記光ファイバの前記断面である、ことを特徴とする光モジュール。
5. 前記光ファイバは、モードフィールド径変換ファイバであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
6. 前記発光素子は、前記所定軸に交差する第３所定面に沿って設けられた第１の端面を有しており、
   前記第１所定面は前記第３所定面と鋭角をなすことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光モジュール。
7. 前記フェルールが金属から構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の光モジュール。
8. フェルールと前記フェルールに保持されている光ファイバとを含むフェルール部品を有する光モジュールを組み立てる方法であって、
   所定軸に沿って配列された第１領域及び第２領域を有するフェルールの挿入孔に光ファイバを挿入し、
   前記フェルールの挿入孔に前記光ファイバを挿入した後に、前記光ファイバの断面が露出した第１搭載面と第１フェルール面とを切削により前記第２領域に形成し、
   発光素子及び前記光ファイバの一方を他方に対して移動して、前記発光素子に設けられたマークと前記第１搭載面に露出している前記光ファイバの前記断面とを用いて前記発光素子を前記光ファイバに対して位置合わせし、
   この位置合わせの後に、前記第１搭載面上に前記発光素子を搭載し、
   前記光ファイバの光軸は前記フェルール部品において前記所定軸に沿って延びており、前記所定軸と前記第１搭載面との距離は前記光ファイバの半径よりも短く、
   前記切削により、前記第１フェルール面は、前記所定軸と交差する第１所定面に沿って形成され、前記第１搭載面は、前記第１所定面と交差する第２所定面に沿って形成される、ことを特徴とする光モジュール組立方法。
   

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