JP4349001B2 - 光送信モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光送信モジュールの一種として、ステムと、リード端子と、サブマウントと、半導体発光素子と、キャップとを備えるものがある。この光送信モジュールには、光共振器を構成する光出射面及び光反射面を有する端面発光型の半導体発光素子が用いられている。ステムは所定軸に交差する搭載面を有しており、搭載面にはサブマウントが搭載されている。半導体発光素子はステムに搭載されたサブマウントの側面に固定され、光出射面から所定軸に沿う方向へ光を出射する。キャップは、半導体発光素子を覆うようにステムに固定されている。リード端子は、ステムに設けられた孔に挿入され、半導体発光素子の電極と電気的に接続されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−９８９９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば１Ｇｂｐｓといったように、高速な光通信を実現するためには、高速に変調された光信号を出力することが可能な光送信モジュールを提供する必要がある。高速に変調された光信号を光送信モジュールに出力させるためには、半導体発光素子に変調信号を劣化させることなく伝える必要がある。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の光送信モジュールでは、サブマウントの側面に固定された半導体発光素子の電極とリード端子とを電気的に接続するために、ステムの搭載面から露出させるリード端子の長さを長くする必要がある。従来の光送信モジュールでは、半導体発光素子と電気的に接続されるリードピンのインダクタンスや浮遊容量によって半導体発光素子へ伝わる変調信号が劣化するので、半導体発光素子を高速に駆動することができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、高速に変調された光信号を出力することが可能な光送信モジュールを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光送信モジュールは、所定軸に交差する第１の搭載面と、所定軸に沿う方向に延びる複数の孔を有する第１の搭載部材と、所定軸に交差する第２の搭載面を有し、第１の搭載面に搭載される第２の搭載部材と、一電極及び他電極と、光出射面及び光反射面とを有し、光出射面から出射する光の光軸が所定軸に交差するように第２の搭載面に搭載される半導体発光素子と、上記の一電極と電気的に接続される第１のリード端子と、上記の他電極と電気的に接続される第２のリード端子とを含み、複数の孔のいずれかを通過する複数のリード端子と、光出射面から出射される光の光路を所定軸に沿う方向へ曲げる光路変換部とを備える。
【０００８】
かかる構成の光送信モジュールは、所定軸に交差する方向から入射する光の光路を所定軸に沿う方向へ曲げる光路変換部を備えるので、光出射面から所定軸に交差する方向へ光を出射するように半導体発光素子を第２の搭載面に搭載することができる。すなわち、半導体発光素子を第１の搭載面に搭載された第２の搭載部材が有する第２の搭載面に搭載することによって、第１の搭載面に近づけて配置することができるので、第１の搭載面から露出させるリード端子の長さを短くしても、半導体発光素子とリード端子とを電気的に接続することができる。その結果、半導体発光素子へ変調信号を劣化させることなく伝えることができるので、この光送信モジュールは、高速な光信号を出力することができる。
【０００９】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、光出射面から出射され光路変換部によって光路が曲げられた光を受け、該光を所定軸に沿う方向へ透過するレンズと、レンズを保持するレンズ保持部材とを備えることが好適である。
【００１０】
かかる構成の光送信モジュールは、光路変換部からの光をレンズを透過させることによって、半導体発光素子の光出射面からの光を効率良く出力することができる。
【００１１】
また、本発明の光送信モジュールにおいて上記の光路変換部は、所定軸及び上記の光軸に交差する所定の面に沿い光出射面から出射される光を所定軸に沿う方向へ反射する反射面を有し前記第２の搭載部材に搭載されたプリズムであることを特徴としても良い。
【００１２】
また、本発明の光送信モジュールにおいては上記の光路変換部は、所定軸及び上記の記光軸に交差する所定の面に沿い光出射面から出射される光を所定軸に沿う方向へ反射する側壁を有し第２の搭載部材に設けられた第１の溝であることを特徴としても良い。
【００１３】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、第２の搭載部材に搭載され、光反射面からの光を受ける受光素子を更に備えても良い。
【００１４】
かかる構成の光送信モジュールでは、半導体発光素子の光出射面からの光を受光素子によって受けることができるので、受光素子からの光電流に基づいて半導体発光素子の出力を制御することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、光出射面と光学的に結合される受光素子を更に備え、第２の搭載面には、半導体発光素子、プリズム、受光素子が所定軸に交差する方向へ順に搭載されており、プリズムの反射面は、光出射面から出射される光の一部を所定軸に沿う方向へ反射すると共に該光の他の一部を所定軸に交差する方向へ透過することが好ましい。
【００１６】
かかる構成の光送信モジュールでは、光出射面からの光を受光素子によって受けることができるので、光出射面から出射させる光を受光素子からの光電流に基づいて精度良く制御することができる。
【００１７】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、第２の搭載部材には、光反射面からの光を所定軸に沿う方向へ反射する側壁を有する第２の溝が設けられており、更に第２の搭載部材に搭載され第２の溝の側壁によって反射された光を受ける受光素子を備えても良い。
【００１８】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、第２の搭載部材は、第１のリード端子と上記の一電極とを電気的に接続するための第１の配線部と、第２のリード端子と上記の他電極とを電気的に接続するための第２の配線部とを有しており、第１の配線部は、第１の抵抗を含み、第２の配線部は、第２の抵抗を含む好ましい。
【００１９】
この発明によれば、第１の抵抗及び第２の抵抗の抵抗値を調整することができるので、ノイズの少ない変調信号を半導体発光素子に伝えることができる。
【００２０】
また、本発明の光送信モジュールは、光ファイバを保持した光プラグを受容するためのレセプタクル部材を更に有しても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態にかかる光送信モジュール１について添付の図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態に関する説明においては、説明の理解を容易にするため、各図面において同一又は相当の部分には同一の符号を附すこととする。
【００２２】
図１は、光送信モジュール１の側部断面図である。図２は、光送信モジュール１の平面図（図１のII−II矢視図）である。光送信モジュール１は、ステム（第１の搭載部材）２と、サブマウント（第２の搭載部材）４と、リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃと、半導体発光素子８と、プリズム（光路変換部）１０と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール１は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。
【００２３】
ステム２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔２ｂを有している。ステム２は、金属製の材料によって構成される。
【００２４】
ステム２の搭載面２ａにはサブマウント４が搭載されている。また、ステム２の複数の孔２ｂには、リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃが挿入されている。リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃは、ステム２の孔２ｂの内周面に封止部材２ｃを介して固定されている。封止部材２ｃには、例えば低融点ガラスといった絶縁性材料を用いることができる。封止部材２ｃとして絶縁性材料を用いることによって、リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃとステム２とを絶縁することができる。
【００２５】
サブマウント４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）４ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔２ｂとを有する。複数の孔２ｂはそれぞれ対応する位置に設けられた複数の孔４ｂに連続している。サブマウント４は、絶縁性の材料によって構成される。この材料には、例えばＡｌ2Ｏ3といったセラミックを用いることができる。
【００２６】
複数の孔４ｂのそれぞれには、連続している孔２ｂに挿入されたリード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃが挿入されている。リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃの先端部は、搭載面４ａから露出している。また、搭載面４ａには、配線部４ｃが設けられている。配線部４ｃは、例えば、Ａｕを蒸着することによって形成される。配線部４ｃは、リード端子６ｂと電気的に接続されている。
【００２７】
搭載面４ａには、配線部４ｃを介して半導体発光素子８が搭載されている。半導体発光素子８は、光出射面８ａ及び光反射面８ｂと、一電極８ｃ及び他電極８ｄとを有している。半導体発光素子８は、光出射面８ａと光反射面８ｂとによって光共振器が構成された端面発光型の半導体レーザである。半導体発光素子８は光出射面８ａから出射する光の光軸が所定軸Ｘに交差するように搭載面４ａ上に搭載されている。また、半導体発光素子８は、一電極８ｃが配線部４ｃに接するように搭載面４ａ上に搭載されており、一電極８ｃと配線部４ｃとが電気的に接続されている。したがって、一電極８ｃは、リード端子６ｂと電気的に接続されている。また、半導体発光素子８の他電極８ｄは、ワイヤ１８を介してリード端子６ａに電気的に接続されている。
【００２８】
また、搭載面４ａには、プリズム１０が搭載されている。プリズム１０としては、ガラス製のものを用いることができる。プリズム１０は、例えば、接着剤によって搭載面４ａに固定される。プリズム１０は、所定軸Ｘと光出射面８ａからの光の光軸とに交差する所定の面に沿う反射面１０ａを有している。反射面１０ａは、半導体発光素子８の光出射面８ａから所定軸Ｘに交差する方向へ出射された光を受け、この光を所定軸Ｘに沿う方向へ反射する。反射面１０ａには、入射する光を効率良く反射させるために、Ａｕ膜を設けることができる。
【００２９】
更に、ステム２には、レンズキャップ１２が搭載されている。レンズキャップ１２は円筒形状を呈しており、その一端部１２ａがステム２に固定されている。一端部１２ａは、例えば、ＹＡＧレーザによってステム２へ固定される。レンズキャップ１２の他端部は、所定軸Ｘに交差する方向へ延出すると共に中央部が開口されたレンズ保持部１２ｂを有している。レンズ保持部１２ｂには、レンズ１４が保持されている。レンズ１４は、封止部材２０によってレンズ保持部１２ｂに固定される。封止部材２０には、例えば低融点ガラスを用いることができる。レンズ１４は、光出射面８ａから出射され反射面１０ａによって反射された光を集光して、光ファイバ１６の一端面に導く。光出射面８ａから出射された光は、レンズ１４によって効率良く光ファイバ１６の一端に導かれる。
【００３０】
かかる光送信モジュール１では、プリズム１０によって光出射面８ａから出射される光の光路を所定軸に沿う方向へ曲げることができるので、光出射面８ａから出射する光の光軸を所定軸Ｘに交差するように半導体発光素子８を搭載面４ａに搭載することができる。搭載面４ａは所定軸Ｘに交差しており、搭載面４ａを有するサブマウント４は同様に所定軸Ｘに交差する搭載面２ａに搭載されている。したがって、ステム２の搭載面２ａに半導体発光素子を近づけて配置することができるので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子６ａ及び６ｂの搭載面２ａから露出させる長さを短くすることができる。その結果、リード端子６ａ及び６ｂによるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化することなく伝えることが可能となる。故に、かかる光送信モジュール１は、高速に変調された光信号を出力することができる。
【００３１】
光送信モジュール１は、更に光ファイバの端部に設けられた光コネクタを受容するレセプタクル部材を備えることができる。図３は、光プラグと共に、レセプタクル部材を備える光送信モジュール１の一例を示した図であり、光プラグ３０と、この光プラグ３０を受容するレセプタクル部材３２を更に備えた光送信モジュール１を示している。
【００３２】
この一例のレセプタクル部材３２は、第１スリーブ３２ａと、第２スリーブ３２ｂと、第３スリーブ３２ｃと、鍔部３２ｄを有している。第１スリーブ３２ａは、所定軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を呈しており、一端がステム２に固定されている。第１スリーブ３２ａは例えばステンレススチールによって構成される。第１スリーブ３２ａは、例えばＹＡＧレーザによってステム２に固定される。第１スリーブ３２ａの他端には、第２スリーブ３２ｂが一端が固定されている。
【００３３】
第２スリーブ３２ｂは、所定軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を呈している。第２スリーブ３２ｂは、例えば、ステンレススチールによって構成される。第２スリーブ３２ｂは、例えばＹＡＧレーザによって第１スリーブ３２ａの他端に固定される。第２スリーブ３２ｂは、その外周面に光プラグ３０を固定するための雄ねじが形成されている。また、第２スリーブ３２ｂは、所定軸Ｘに沿って設けられた孔３２ｅを有している。孔３２ｅは、後述するフェルール３０ｂが挿入される。孔３２ｅには、第３スリーブ３２ｃが挿入されている。
【００３４】
第３スリーブ３２ｃは所定軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を呈している。第３スリーブ３２ｃは、例えば、ジルコニアセラミックスによって構成される。第３スリーブ３２ｃは、光ファイバ１６を保持したフェルール２２を保持している。
【００３５】
また、第１スリーブ３２ａの周面には、所定軸Ｘに交差する方向へ延出する鍔部３２ｄが設けられている。鍔部３２ｄは、光送信モジュール１を所定のパネル等に固定する際に利用されるネジ孔３２ｆを有している。
【００３６】
このような構成を有するレセプタクル部材３２は、光プラグ３０を受容する。光プラグ３０は、光ファイバ３０ａと、光ファイバ３０ａが内部に挿入されたフェルール３０ｂと、フェルール３０ｂが挿入されたスリーブ３０ｃと、スリーブ３０ｃの外周面に対して回動可能に設けられたリング３０ｄとを有する。
【００３７】
リング３０ｄはその内面に第２スリーブ３２ｂの雄ねじと同ピッチのねじが設けられており、第２スリーブ３２ｂの雄ねじにリング３０ｄを螺号することによって、光プラグ３０をレセプタクル部材３２に固定することができる。また、スリーブ３０ｃには突起３０ｅが設けられており、この突起３０ｅがレセプタクル部材３０に設けられた切り欠き（図示せず）に嵌まり込むことによって、リング３０ｄ回転させるときの光ファイバ３０ａのねじれを防止することができる。
【００３８】
以上のように、光送信モジュール１にレセプタクル部材を設けることによって、光送信モジュール１からの光信号を導入すべき外部の光ファイバを光送信モジュール１に対して着脱可能とすることができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態にかかる光送信モジュール４０について説明する。図４は、光送信モジュール４０の側部断面図である。また、図５は、光送信モジュール４０の平面図（図４のV−V矢視図）である。
【００４０】
光送信モジュール４０は、ステム（第１の搭載部材）４２と、サブマウント（第２の搭載部材）４４と、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄと、半導体発光素子８と、受光素子４８と、プリズム（光路変換部）１０と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール４０は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、第１実施形態と同様に光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。第２実施形態の光送信モジュール４０に備えられる部品のうち半導体発光素子８、プリズム１０、レンズキャップ１２、及びレンズ１４は、第１実施形態の光送信モジュール１に備えられるものとそれぞれ同様の構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４１】
ステム４２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）４２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔を有している。搭載面４２ａには、サブマウント４４が搭載されており、複数の孔にはリード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄが挿入されている。ステム４２は、例えば、金属製の材料によって構成することができ、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄは、第１実施形態と同様に封止部材を介してステム４２に固定されている。
【００４２】
サブマウント４４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）４４ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びると複数の孔を有している。これらの複数の孔は、ステム４２に設けられた複数の孔のうち対応する位置に設けられた孔に連続している。サブマウント４４の複数の孔には、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄが挿入されており、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄの先端部は搭載面４４ａから露出している。サブマウント４４は、絶縁性の材料によって構成される。この材料には、例えばＡｌ2Ｏ3といったセラミックを用いることができる。
【００４３】
搭載面４４ａには、配線部（第１の配線部）４４ｃ、配線部（第２の配線部）４４ｄ、及び配線部４４ｅが設けられている。配線部４４ｃは、配線４４ｆ、抵抗（第１の抵抗）４４ｇ、及び配線４４ｈを含む。配線４４ｆ、及び配線４４ｈは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。搭載面４４ａ上には、配線４４ｈに一電極８ｃが接するように半導体発光素子８が搭載されている。この配線４４ｈは、リード端子４６ａと電気的に接続されている。配線４４ｆと配線４４ｈとは抵抗４４ｇを介して電気的に接続されている。抵抗４４ｇは、例えば、ＮｉＣｒやＴａＮといった抵抗材料を印刷または蒸着することによって形成される。
【００４４】
また、配線部４４ｄは、配線４４ｉ、抵抗（第２の抵抗）４４ｊ、配線４４ｋを含む。配線４４ｉ及び配線４４ｋは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。配線４４ｋは、リード端子４６ｂと電気的に接続されており、配線４４ｉはワイヤ５０を介して半導体発光素子８の他電極８ｄと電気的に接続されている。配線４４ｉと配線４４ｋとは、抵抗４４ｊを介して電気的に接続されている。抵抗４４ｊは、例えば、ＮｉＣｒやＴａＮといった抵抗材料を印刷または蒸着することによって形成される。
【００４５】
かかる光送信モジュール４０では、リード端子４６ａと半導体発光素子８の一電極８ｃとの間に抵抗４４ｇを設け、リード端子４６ｂと半導体発光素子８の他電極８ｄとの間に抵抗４４ｊを設けることによって、半導体発光素子８の一電極８ｃ及び他電極８ｄそれぞれへの電気信号の伝送路におけるインピーダンスの整合を図ることができる。その結果、半導体発光素子８に変調信号を供給する駆動回路として、例えば差動回路を用いることができ、ノイズの少ない変調信号を半導体発光素子８に供給することができる。
【００４６】
搭載面４４ａには、配線部４４ｅを介して受光素子４８が搭載されている。受光素子４８の一電極は、配線部４４ｅと電気的に接続されており、配線部４４ｅはリード端子４６ｃと電気的に接続されている。配線部４４ｅは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。また、受光素子４８の他電極はリード端子４６ｄにワイヤ５２を介して電気的に接続されている。受光素子４８は、半導体発光素子８の光反射面８ｂと光学的に結合されている。受光素子４８は、光反射面８ｂからの光を受け、この光の強度に応じた光電流を生成する。受光素子４８としては、端面受光型のフォトダイオードを用いることができる。かかる光送信モジュール４０は、受光素子４８を備えているので、受光素子４８からの光電流に基づいて半導体発光素子８の発光強度を制御することができる。
【００４７】
かかる光送信モジュール４０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様にプリズム１０を有しているので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子４６ａ及び４６ｂの搭載面４２ａから露出させる長さを短くすることができる。したがって、リード端子４６ａ及び６４ｂによるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化することなく伝えることが可能とされる。故に、かかる光送信モジュール４０も、高速に変調された光信号を出力することができる。なお、第２実施形態の光送信モジュール４０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様に光プラグを受容するレセプタクル部材を備えることもできる。
【００４８】
次に、本発明の第３実施形態にかかる光送信モジュール６０について説明する。図６は、光送信モジュール６０の側部断面図である。図７は、光送信モジュール１の平面図（図６のVII−VII矢視図）である。光送信モジュール６０は、ステム（第１の搭載部材）６２と、サブマウント（第２の搭載部材）６４と、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄと、半導体発光素子８と、プリズム（光路変換部）６８と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール６０は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、第１実施形態と同様に光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。光送信モジュール６０では、サブマウント６４の搭載面６４ａ上において、所定軸Ｘに交差する方向へ順に半導体発光素子８、プリズム７０、受光素子６８が並べられている。第３実施形態の光送信モジュール６０に備えられる部品のうち半導体発光素子８、レンズキャップ１２、及びレンズ１４は、第１実施形態にかかる光送信モジュール１に備えられるものとそれぞれ同様の構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４９】
ステム６２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）６２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔６２ｂを有している。搭載面６２ａには、サブマウント６４が搭載されており、複数の孔６２ｂにはリード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄが挿入されている。ステム６２は、例えば、金属製の材料によって構成される。リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄは、第１実施形態と同様に封止部材６２ｃを介してステム６２に固定されている。
【００５０】
サブマウント６４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）６４ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びると複数の孔６４ｂを有する。複数の孔６４ｂはそれぞれ、対応する位置に設けられたステム６２の孔６２ｂに連続している。サブマウント６４の複数の孔には、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄが挿入され、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄの先端部は、搭載面６４ａから露出している。サブマウント６４は、絶縁性の材料によって構成される。この材料には、例えばＡｌ2Ｏ3といったセラミックを用いることができる。
【００５１】
搭載面６４ａには、プリズム７０が搭載されている。プリズム７０としては、ガラス製のものを用いることができる。プリズム７０は、例えば、接着剤によって搭載面６４ａに固定される。プリズム７０は、半導体発光素子８の光出射面８ａから所定軸Ｘに交差する方向へ出射された光を受け、この光の一部を所定軸Ｘに沿う方向へ反射する反射面７０ａを有する。また、この反射面７０ａは、半導体発光素子８の光出射面８ａからの光の他の一部を所定軸Ｘに交差する方向へ透過する。反射面７０ａには、Ａｕ膜を設けることができる。このＡｕ膜は、入射する光のうち１〜５％の光を透過する透過率を有することができる。
【００５２】
搭載面６４ａには、配線部６４ｃ、及び配線部６４ｄが設けられている。搭載面６４ａには、一電極８ｃが配線部６４ｃと接するように半導体発光素子８が搭載されている。また、配線部６４ｃは、リード端子６６ａと電気的に接続されており、半導体発光素子８の一電極８ｃは配線部６４ｃを介してリード端子６６ａと電気的に接続されている。配線部６４ｃは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。一方、半導体発光素子８の他電極８ｄはワイヤ７２を介してリード端子６６ｂと電気的に接続されている。
【００５３】
また、搭載面６４ａには、一電極が配線部６４ｄと接するように受光素子６８が搭載されている。配線部６４ｄはリード端子６６ｃと電気的に接続されており、受光素子６８の一電極はリード端子６６ｃに配線部６４ｄを介して電気的に接続される。一方、受光素子６８の他電極はワイヤ７４を介してリード端子６６ｄと電気的に接続されている。受光素子６８は、半導体発光素子８の光出射面８ａから出射され反射面７０ａを透過した光を受け、この光の強度に応じた光電流を生成する。受光素子６８には、例えば、端面入射型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子６８によって生成された光電流は、リード端子６６ｃ及び６６ｄを介して出力され、この光電流に基づいて半導体発光素子８の発光強度が制御される。
【００５４】
かかる光送信モジュール６０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様にプリズム７０を有しているので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子６６ａ及び６６ｂの搭載面４２ａから露出させる長さを短くすることができる。したがって、リード端子６６ａ及び６４ｂによるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化することなく伝えることが可能とされる。故に、かかる光送信モジュール６０も、高速に変調された光信号を出力することができる。
【００５５】
また、光送信モジュール６０は、受光素子６８によって半導体発光素子８の光出射面８ａからの光を受けることができるので、光出射面８ａから出射させる光の強度をより精度良く制御することができる。なお、第３実施形態の光送信モジュール６０も、第１実施形態の光送信モジュール１と同様に光プラグを受容するレセプタクル部材を備えることもできる。
【００５６】
次に、本発明の第４実施形態にかかる光送信モジュール８０について説明する。図８は、光送信モジュール８０の側部断面図である。図９は、光送信モジュール８０の平面図（図８のIX−IX矢視図）である。光送信モジュール８０は、ステム（第１の搭載部材）８２と、サブマウント（第２の搭載部材）８４と、リード端子８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、及び８６ｄと、半導体発光素子８と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール８０は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、第１実施形態と同様に光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。第４実施形態の光送信モジュール８０に備えられる部品のうち半導体発光素子８、レンズキャップ１２、及びレンズ１４は、第１実施形態にかかる光送信モジュール１に備えられるものとそれぞれ同様の構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００５７】
ステム８２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）８２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔８２ｂを有している。この実施形態では、孔８２ｂは４つ設けられている。複数の孔８２ｂには、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄが挿入されている。ステム８２は、例えば、金属製の材料によって構成される。リード端子８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、及び８６ｄは、第１実施形態と同様に封止部材８２ｃを介してステム８２に固定されている。
【００５８】
搭載面８２ａには、サブマウント８４が搭載されている。サブマウント８４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）８４ａ、第１の溝８４ｂ、及び第２の溝８４ｃを有している。サブマウント８４は、例えば、Ａｌ2Ｏ3といったセラミックによって構成される。
【００５９】
搭載面８４ａ、第１の溝８４ｂ、及び第２の溝８４ｃは、サブマウント８４をエッチングすることによって形成される。搭載面８４ａは、所定軸Ｘに交差する基準面８４ｄからサブマウント８４を所定の深さまでエッチングすることによって形成される。第１の溝８４ｂ及び第２の溝８４ｃは、搭載面８４ａの一対の縁に沿う領域においてサブマウント８４をエッチングすることによって形成される。
【００６０】
第１の搭載面８４ａには、配線部８４ｅが設けられている。第１の搭載面８４ａには、一電極８ｃが配線部８４ｅに接するように半導体発光素子８が搭載されている。配線部８４ｅは、リード端子８６ａに電気的に接続されており、半導体発光素子８の一電極８ｃは、配線部８４ｅを介してリード端子８６ａに電気的に接続されている。一方、基準面８４ｄには、配線部８４ｆが設けられており、配線部８４ｆには、半導体発光素子８の他電極８ｄがワイヤ９２を介して電気的に接続されている。また、配線部８４ｆは、ワイヤ９４を介してリード端子８６ｂに接続されている。半導体発光素子８には、リード端子８６ａ及びリード端子８６ｂを介して変調信号が与えられる。
【００６１】
また、半導体発光素子８は、所定軸Ｘに交差する方向に光出射面８ａから光を出射するように搭載面８４ａ上に搭載されている。光出射面８ａから出射される光の光軸上には第１の溝８４ｂの側壁８４ｇが位置している。側壁８４ｇは、所定軸Ｘ及び上記の光軸に交差する所定の面に沿って設けられている。側壁８４ｇは、光出射面８ａから出射される光を所定軸Ｘに沿う方向に反射する。側壁８４ｇには、光出射面８ａから出射される光を効率良く反射するためのＡｕ膜を設けることができる。側壁８４ｇは、例えば、第１の溝８４ｂを形成する方法として等方性のウェットエッチングを用いることによって形成される。
【００６２】
基準面８４ｄには、配線部８４ｈが設けられている。基準面８４ｄには、一電極が配線部８４ｈに接するように受光素子８８が搭載されている。配線部８４ｈは、ワイヤ９６、搭載面８２ａ、及びワイヤ９８を介してリード端子８６ｃに電気的に接続されており、受光素子８８の一電極はリード端子８６ｃに電気的に接続される。一方、受光素子８８の他電極はワイヤ１００を介してリード端子８６ｄに電気的に接続されている。
【００６３】
また、受光素子８８は、その光感応領域によって第２の溝８４ｃの側壁８４ｉを所定軸Ｘに交差する方向の上部から覆うように設けられている。側壁８４ｉは、所定軸Ｘ及び光反射面８ｂから出射される光の光軸に交差する所定の面に沿って設けられている。側壁８４ｉは、光反射面８ｂからの光を所定軸Ｘに沿う方向へ反射する。側壁８４ｉには、光反射面８ｂから出射される光を効率良く反射するためのＡｕ膜を設けることができる。側壁８４ｇは、例えば、第２の溝８４ｃを形成する方法として等方性のウェットエッチングを用いることによって形成される。
【００６４】
受光素子８８は、側壁８４ｉによって反射される光反射面８ｂからの光を受け、この光の強度に応じた光電流を生成する。受光素子８８には、例えば表面入射型のフォトダイオードや、裏面入射型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子８８によって生成される光電流は、リード端子８６ｃ及び８８ｄを介して出力され、この光電流に基づいて半導体発光素子８へ与えられる変調信号の強度が制御される。
【００６５】
かかる構成の光送信モジュール８０では、所定軸Ｘに交差する方向へ出射される光の光路を第１の溝８４ｂによって所定軸Ｘに沿う方向へ曲げることができるので、光出射面８ａから出射する光の光軸が所定軸Ｘに交差するように半導体発光素子８を搭載面８４ａに搭載することができる。搭載面８４ａは所定軸Ｘに交差しており、搭載面８４ａを有するサブマウント８４は同様に所定軸Ｘに交差する搭載面８２ａに搭載されている。したがって、半導体発光素子８を搭載面８２ａに近づけて配置することができるので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子の搭載面８２ａから露出させる長さを短くすることができる。その結果、リード端子によるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化させることなく伝えることができる。故に、かかる光送信モジュール８０は、高速に変調された光信号を出力することが可能である。なお、第４実施形態の光送信モジュール８０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様に光プラグを受容するレセプタクル部材を備えることもできる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体発光素子に変調信号を劣化させることなく伝えることができるので、高速に変調された光信号を出力することが可能な光送信モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる光送信モジュールの側部断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかる光送信モジュールの平面図（図１のII−II矢視図）である。
【図３】図３は、光プラグと共に、光プラグを受容するレセプタクル部材を備えた光送信モジュールの一例を示す側面図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る光送信モジュールの側部断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る光送信モジュールの平面図（図４のV−V矢視図）である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る光送信モジュールの側部断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る光送信モジュールの平面図（図６のVII−VII矢視図）である。
【図８】図８は、第４実施形態に係る光送信モジュールの側部断面図である。
【図９】図９は、第４実施形態に係る光送信モジュールの平面図（図８のIX−IX矢視図）である。
【符号の説明】
１…光送信モジュール、２…ステム、２ａ…搭載面、２ｂ…孔、４…サブマウント、４ａ…搭載面、４ｂ…孔、４ｃ…配線部、６ａ，６ｂ， ６ｃ…リード端子、８…半導体発光素子、８ａ…光出射面、８ｂ…光反射面、１０…プリズム、１０ａ…反射面、１２…レンズキャップ、１４…レンズ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光送信モジュールの一種として、ステムと、リード端子と、サブマウントと、半導体発光素子と、キャップとを備えるものがある。この光送信モジュールには、光共振器を構成する光出射面及び光反射面を有する端面発光型の半導体発光素子が用いられている。ステムは所定軸に交差する搭載面を有しており、搭載面にはサブマウントが搭載されている。半導体発光素子はステムに搭載されたサブマウントの側面に固定され、光出射面から所定軸に沿う方向へ光を出射する。キャップは、半導体発光素子を覆うようにステムに固定されている。リード端子は、ステムに設けられた孔に挿入され、半導体発光素子の電極と電気的に接続されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−９８９９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば１Ｇｂｐｓといったように、高速な光通信を実現するためには、高速に変調された光信号を出力することが可能な光送信モジュールを提供する必要がある。高速に変調された光信号を光送信モジュールに出力させるためには、半導体発光素子に変調信号を劣化させることなく伝える必要がある。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の光送信モジュールでは、サブマウントの側面に固定された半導体発光素子の電極とリード端子とを電気的に接続するために、ステムの搭載面から露出させるリード端子の長さを長くする必要がある。従来の光送信モジュールでは、半導体発光素子と電気的に接続されるリードピンのインダクタンスや浮遊容量によって半導体発光素子へ伝わる変調信号が劣化するので、半導体発光素子を高速に駆動することができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、高速に変調された光信号を出力することが可能な光送信モジュールを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光送信モジュールは、所定軸に交差する第１の搭載面と、所定軸に沿う方向に延びる複数の孔を有する第１の搭載部材と、所定軸に交差する第２の搭載面を有し、第１の搭載面に搭載される第２の搭載部材と、一電極及び他電極と、光出射面及び光反射面とを有し、光出射面から出射する光の光軸が所定軸に交差するように第２の搭載面に搭載される半導体発光素子と、上記の一電極と電気的に接続される第１のリード端子と、上記の他電極と電気的に接続される第２のリード端子とを含み、複数の孔のいずれかを通過する複数のリード端子と、光出射面から出射される光の光路を所定軸に沿う方向へ曲げる光路変換部とを備える。
【０００８】
かかる構成の光送信モジュールは、所定軸に交差する方向から入射する光の光路を所定軸に沿う方向へ曲げる光路変換部を備えるので、光出射面から所定軸に交差する方向へ光を出射するように半導体発光素子を第２の搭載面に搭載することができる。すなわち、半導体発光素子を第１の搭載面に搭載された第２の搭載部材が有する第２の搭載面に搭載することによって、第１の搭載面に近づけて配置することができるので、第１の搭載面から露出させるリード端子の長さを短くしても、半導体発光素子とリード端子とを電気的に接続することができる。その結果、半導体発光素子へ変調信号を劣化させることなく伝えることができるので、この光送信モジュールは、高速な光信号を出力することができる。
【０００９】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、光出射面から出射され光路変換部によって光路が曲げられた光を受け、該光を所定軸に沿う方向へ透過するレンズと、レンズを保持するレンズ保持部材とを備えることが好適である。
【００１０】
かかる構成の光送信モジュールは、光路変換部からの光をレンズを透過させることによって、半導体発光素子の光出射面からの光を効率良く出力することができる。
【００１１】
また、本発明の光送信モジュールにおいて上記の光路変換部は、所定軸及び上記の光軸に交差する所定の面に沿い光出射面から出射される光を所定軸に沿う方向へ反射する反射面を有し前記第２の搭載部材に搭載されたプリズムであることを特徴としても良い。
【００１２】
また、本発明の光送信モジュールにおいては上記の光路変換部は、所定軸及び上記の記光軸に交差する所定の面に沿い光出射面から出射される光を所定軸に沿う方向へ反射する側壁を有し第２の搭載部材に設けられた第１の溝であることを特徴としても良い。
【００１３】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、第２の搭載部材に搭載され、光反射面からの光を受ける受光素子を更に備えても良い。
【００１４】
かかる構成の光送信モジュールでは、半導体発光素子の光出射面からの光を受光素子によって受けることができるので、受光素子からの光電流に基づいて半導体発光素子の出力を制御することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、光出射面と光学的に結合される受光素子を更に備え、第２の搭載面には、半導体発光素子、プリズム、受光素子が所定軸に交差する方向へ順に搭載されており、プリズムの反射面は、光出射面から出射される光の一部を所定軸に沿う方向へ反射すると共に該光の他の一部を所定軸に交差する方向へ透過することが好ましい。
【００１６】
かかる構成の光送信モジュールでは、光出射面からの光を受光素子によって受けることができるので、光出射面から出射させる光を受光素子からの光電流に基づいて精度良く制御することができる。
【００１７】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、第２の搭載部材には、光反射面からの光を所定軸に沿う方向へ反射する側壁を有する第２の溝が設けられており、更に第２の搭載部材に搭載され第２の溝の側壁によって反射された光を受ける受光素子を備えても良い。
【００１８】
また、本発明の光送信モジュールにおいては、第２の搭載部材は、第１のリード端子と上記の一電極とを電気的に接続するための第１の配線部と、第２のリード端子と上記の他電極とを電気的に接続するための第２の配線部とを有しており、第１の配線部は、第１の抵抗を含み、第２の配線部は、第２の抵抗を含む好ましい。
【００１９】
この発明によれば、第１の抵抗及び第２の抵抗の抵抗値を調整することができるので、ノイズの少ない変調信号を半導体発光素子に伝えることができる。
【００２０】
また、本発明の光送信モジュールは、光ファイバを保持した光プラグを受容するためのレセプタクル部材を更に有しても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態にかかる光送信モジュール１について添付の図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態に関する説明においては、説明の理解を容易にするため、各図面において同一又は相当の部分には同一の符号を附すこととする。
【００２２】
図１は、光送信モジュール１の側部断面図である。図２は、光送信モジュール１の平面図（図１のII−II矢視図）である。光送信モジュール１は、ステム（第１の搭載部材）２と、サブマウント（第２の搭載部材）４と、リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃと、半導体発光素子８と、プリズム（光路変換部）１０と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール１は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。
【００２３】
ステム２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔２ｂを有している。ステム２は、金属製の材料によって構成される。
【００２４】
ステム２の搭載面２ａにはサブマウント４が搭載されている。また、ステム２の複数の孔２ｂには、リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃが挿入されている。リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃは、ステム２の孔２ｂの内周面に封止部材２ｃを介して固定されている。封止部材２ｃには、例えば低融点ガラスといった絶縁性材料を用いることができる。封止部材２ｃとして絶縁性材料を用いることによって、リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃとステム２とを絶縁することができる。
【００２５】
サブマウント４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）４ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔２ｂとを有する。複数の孔２ｂはそれぞれ対応する位置に設けられた複数の孔４ｂに連続している。サブマウント４は、絶縁性の材料によって構成される。この材料には、例えばＡｌ2Ｏ3といったセラミックを用いることができる。
【００２６】
複数の孔４ｂのそれぞれには、連続している孔２ｂに挿入されたリード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃが挿入されている。リード端子６ａ、６ｂ、及び６ｃの先端部は、搭載面４ａから露出している。また、搭載面４ａには、配線部４ｃが設けられている。配線部４ｃは、例えば、Ａｕを蒸着することによって形成される。配線部４ｃは、リード端子６ｂと電気的に接続されている。
【００２７】
搭載面４ａには、配線部４ｃを介して半導体発光素子８が搭載されている。半導体発光素子８は、光出射面８ａ及び光反射面８ｂと、一電極８ｃ及び他電極８ｄとを有している。半導体発光素子８は、光出射面８ａと光反射面８ｂとによって光共振器が構成された端面発光型の半導体レーザである。半導体発光素子８は光出射面８ａから出射する光の光軸が所定軸Ｘに交差するように搭載面４ａ上に搭載されている。また、半導体発光素子８は、一電極８ｃが配線部４ｃに接するように搭載面４ａ上に搭載されており、一電極８ｃと配線部４ｃとが電気的に接続されている。したがって、一電極８ｃは、リード端子６ｂと電気的に接続されている。また、半導体発光素子８の他電極８ｄは、ワイヤ１８を介してリード端子６ａに電気的に接続されている。
【００２８】
また、搭載面４ａには、プリズム１０が搭載されている。プリズム１０としては、ガラス製のものを用いることができる。プリズム１０は、例えば、接着剤によって搭載面４ａに固定される。プリズム１０は、所定軸Ｘと光出射面８ａからの光の光軸とに交差する所定の面に沿う反射面１０ａを有している。反射面１０ａは、半導体発光素子８の光出射面８ａから所定軸Ｘに交差する方向へ出射された光を受け、この光を所定軸Ｘに沿う方向へ反射する。反射面１０ａには、入射する光を効率良く反射させるために、Ａｕ膜を設けることができる。
【００２９】
更に、ステム２には、レンズキャップ１２が搭載されている。レンズキャップ１２は円筒形状を呈しており、その一端部１２ａがステム２に固定されている。一端部１２ａは、例えば、ＹＡＧレーザによってステム２へ固定される。レンズキャップ１２の他端部は、所定軸Ｘに交差する方向へ延出すると共に中央部が開口されたレンズ保持部１２ｂを有している。レンズ保持部１２ｂには、レンズ１４が保持されている。レンズ１４は、封止部材２０によってレンズ保持部１２ｂに固定される。封止部材２０には、例えば低融点ガラスを用いることができる。レンズ１４は、光出射面８ａから出射され反射面１０ａによって反射された光を集光して、光ファイバ１６の一端面に導く。光出射面８ａから出射された光は、レンズ１４によって効率良く光ファイバ１６の一端に導かれる。
【００３０】
かかる光送信モジュール１では、プリズム１０によって光出射面８ａから出射される光の光路を所定軸に沿う方向へ曲げることができるので、光出射面８ａから出射する光の光軸を所定軸Ｘに交差するように半導体発光素子８を搭載面４ａに搭載することができる。搭載面４ａは所定軸Ｘに交差しており、搭載面４ａを有するサブマウント４は同様に所定軸Ｘに交差する搭載面２ａに搭載されている。したがって、ステム２の搭載面２ａに半導体発光素子を近づけて配置することができるので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子６ａ及び６ｂの搭載面２ａから露出させる長さを短くすることができる。その結果、リード端子６ａ及び６ｂによるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化することなく伝えることが可能となる。故に、かかる光送信モジュール１は、高速に変調された光信号を出力することができる。
【００３１】
光送信モジュール１は、更に光ファイバの端部に設けられた光コネクタを受容するレセプタクル部材を備えることができる。図３は、光プラグと共に、レセプタクル部材を備える光送信モジュール１の一例を示した図であり、光プラグ３０と、この光プラグ３０を受容するレセプタクル部材３２を更に備えた光送信モジュール１を示している。
【００３２】
この一例のレセプタクル部材３２は、第１スリーブ３２ａと、第２スリーブ３２ｂと、第３スリーブ３２ｃと、鍔部３２ｄを有している。第１スリーブ３２ａは、所定軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を呈しており、一端がステム２に固定されている。第１スリーブ３２ａは例えばステンレススチールによって構成される。第１スリーブ３２ａは、例えばＹＡＧレーザによってステム２に固定される。第１スリーブ３２ａの他端には、第２スリーブ３２ｂが一端が固定されている。
【００３３】
第２スリーブ３２ｂは、所定軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を呈している。第２スリーブ３２ｂは、例えば、ステンレススチールによって構成される。第２スリーブ３２ｂは、例えばＹＡＧレーザによって第１スリーブ３２ａの他端に固定される。第２スリーブ３２ｂは、その外周面に光プラグ３０を固定するための雄ねじが形成されている。また、第２スリーブ３２ｂは、所定軸Ｘに沿って設けられた孔３２ｅを有している。孔３２ｅは、後述するフェルール３０ｂが挿入される。孔３２ｅには、第３スリーブ３２ｃが挿入されている。
【００３４】
第３スリーブ３２ｃは所定軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を呈している。第３スリーブ３２ｃは、例えば、ジルコニアセラミックスによって構成される。第３スリーブ３２ｃは、光ファイバ１６を保持したフェルール２２を保持している。
【００３５】
また、第１スリーブ３２ａの周面には、所定軸Ｘに交差する方向へ延出する鍔部３２ｄが設けられている。鍔部３２ｄは、光送信モジュール１を所定のパネル等に固定する際に利用されるネジ孔３２ｆを有している。
【００３６】
このような構成を有するレセプタクル部材３２は、光プラグ３０を受容する。光プラグ３０は、光ファイバ３０ａと、光ファイバ３０ａが内部に挿入されたフェルール３０ｂと、フェルール３０ｂが挿入されたスリーブ３０ｃと、スリーブ３０ｃの外周面に対して回動可能に設けられたリング３０ｄとを有する。
【００３７】
リング３０ｄはその内面に第２スリーブ３２ｂの雄ねじと同ピッチのねじが設けられており、第２スリーブ３２ｂの雄ねじにリング３０ｄを螺号することによって、光プラグ３０をレセプタクル部材３２に固定することができる。また、スリーブ３０ｃには突起３０ｅが設けられており、この突起３０ｅがレセプタクル部材３０に設けられた切り欠き（図示せず）に嵌まり込むことによって、リング３０ｄ回転させるときの光ファイバ３０ａのねじれを防止することができる。
【００３８】
以上のように、光送信モジュール１にレセプタクル部材を設けることによって、光送信モジュール１からの光信号を導入すべき外部の光ファイバを光送信モジュール１に対して着脱可能とすることができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態にかかる光送信モジュール４０について説明する。図４は、光送信モジュール４０の側部断面図である。また、図５は、光送信モジュール４０の平面図（図４のV−V矢視図）である。
【００４０】
光送信モジュール４０は、ステム（第１の搭載部材）４２と、サブマウント（第２の搭載部材）４４と、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄと、半導体発光素子８と、受光素子４８と、プリズム（光路変換部）１０と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール４０は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、第１実施形態と同様に光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。第２実施形態の光送信モジュール４０に備えられる部品のうち半導体発光素子８、プリズム１０、レンズキャップ１２、及びレンズ１４は、第１実施形態の光送信モジュール１に備えられるものとそれぞれ同様の構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４１】
ステム４２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）４２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔を有している。搭載面４２ａには、サブマウント４４が搭載されており、複数の孔にはリード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄが挿入されている。ステム４２は、例えば、金属製の材料によって構成することができ、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄは、第１実施形態と同様に封止部材を介してステム４２に固定されている。
【００４２】
サブマウント４４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）４４ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びると複数の孔を有している。これらの複数の孔は、ステム４２に設けられた複数の孔のうち対応する位置に設けられた孔に連続している。サブマウント４４の複数の孔には、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄが挿入されており、リード端子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及び４６ｄの先端部は搭載面４４ａから露出している。サブマウント４４は、絶縁性の材料によって構成される。この材料には、例えばＡｌ2Ｏ3といったセラミックを用いることができる。
【００４３】
搭載面４４ａには、配線部（第１の配線部）４４ｃ、配線部（第２の配線部）４４ｄ、及び配線部４４ｅが設けられている。配線部４４ｃは、配線４４ｆ、抵抗（第１の抵抗）４４ｇ、及び配線４４ｈを含む。配線４４ｆ、及び配線４４ｈは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。搭載面４４ａ上には、配線４４ｈに一電極８ｃが接するように半導体発光素子８が搭載されている。この配線４４ｈは、リード端子４６ａと電気的に接続されている。配線４４ｆと配線４４ｈとは抵抗４４ｇを介して電気的に接続されている。抵抗４４ｇは、例えば、ＮｉＣｒやＴａＮといった抵抗材料を印刷または蒸着することによって形成される。
【００４４】
また、配線部４４ｄは、配線４４ｉ、抵抗（第２の抵抗）４４ｊ、配線４４ｋを含む。配線４４ｉ及び配線４４ｋは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。配線４４ｋは、リード端子４６ｂと電気的に接続されており、配線４４ｉはワイヤ５０を介して半導体発光素子８の他電極８ｄと電気的に接続されている。配線４４ｉと配線４４ｋとは、抵抗４４ｊを介して電気的に接続されている。抵抗４４ｊは、例えば、ＮｉＣｒやＴａＮといった抵抗材料を印刷または蒸着することによって形成される。
【００４５】
かかる光送信モジュール４０では、リード端子４６ａと半導体発光素子８の一電極８ｃとの間に抵抗４４ｇを設け、リード端子４６ｂと半導体発光素子８の他電極８ｄとの間に抵抗４４ｊを設けることによって、半導体発光素子８の一電極８ｃ及び他電極８ｄそれぞれへの電気信号の伝送路におけるインピーダンスの整合を図ることができる。その結果、半導体発光素子８に変調信号を供給する駆動回路として、例えば差動回路を用いることができ、ノイズの少ない変調信号を半導体発光素子８に供給することができる。
【００４６】
搭載面４４ａには、配線部４４ｅを介して受光素子４８が搭載されている。受光素子４８の一電極は、配線部４４ｅと電気的に接続されており、配線部４４ｅはリード端子４６ｃと電気的に接続されている。配線部４４ｅは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。また、受光素子４８の他電極はリード端子４６ｄにワイヤ５２を介して電気的に接続されている。受光素子４８は、半導体発光素子８の光反射面８ｂと光学的に結合されている。受光素子４８は、光反射面８ｂからの光を受け、この光の強度に応じた光電流を生成する。受光素子４８としては、端面受光型のフォトダイオードを用いることができる。かかる光送信モジュール４０は、受光素子４８を備えているので、受光素子４８からの光電流に基づいて半導体発光素子８の発光強度を制御することができる。
【００４７】
かかる光送信モジュール４０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様にプリズム１０を有しているので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子４６ａ及び４６ｂの搭載面４２ａから露出させる長さを短くすることができる。したがって、リード端子４６ａ及び６４ｂによるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化することなく伝えることが可能とされる。故に、かかる光送信モジュール４０も、高速に変調された光信号を出力することができる。なお、第２実施形態の光送信モジュール４０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様に光プラグを受容するレセプタクル部材を備えることもできる。
【００４８】
次に、本発明の第３実施形態にかかる光送信モジュール６０について説明する。図６は、光送信モジュール６０の側部断面図である。図７は、光送信モジュール１の平面図（図６のVII−VII矢視図）である。光送信モジュール６０は、ステム（第１の搭載部材）６２と、サブマウント（第２の搭載部材）６４と、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄと、半導体発光素子８と、プリズム（光路変換部）６８と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール６０は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、第１実施形態と同様に光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。光送信モジュール６０では、サブマウント６４の搭載面６４ａ上において、所定軸Ｘに交差する方向へ順に半導体発光素子８、プリズム７０、受光素子６８が並べられている。第３実施形態の光送信モジュール６０に備えられる部品のうち半導体発光素子８、レンズキャップ１２、及びレンズ１４は、第１実施形態にかかる光送信モジュール１に備えられるものとそれぞれ同様の構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４９】
ステム６２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）６２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔６２ｂを有している。搭載面６２ａには、サブマウント６４が搭載されており、複数の孔６２ｂにはリード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄが挿入されている。ステム６２は、例えば、金属製の材料によって構成される。リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄは、第１実施形態と同様に封止部材６２ｃを介してステム６２に固定されている。
【００５０】
サブマウント６４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）６４ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びると複数の孔６４ｂを有する。複数の孔６４ｂはそれぞれ、対応する位置に設けられたステム６２の孔６２ｂに連続している。サブマウント６４の複数の孔には、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄが挿入され、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄの先端部は、搭載面６４ａから露出している。サブマウント６４は、絶縁性の材料によって構成される。この材料には、例えばＡｌ2Ｏ3といったセラミックを用いることができる。
【００５１】
搭載面６４ａには、プリズム７０が搭載されている。プリズム７０としては、ガラス製のものを用いることができる。プリズム７０は、例えば、接着剤によって搭載面６４ａに固定される。プリズム７０は、半導体発光素子８の光出射面８ａから所定軸Ｘに交差する方向へ出射された光を受け、この光の一部を所定軸Ｘに沿う方向へ反射する反射面７０ａを有する。また、この反射面７０ａは、半導体発光素子８の光出射面８ａからの光の他の一部を所定軸Ｘに交差する方向へ透過する。反射面７０ａには、Ａｕ膜を設けることができる。このＡｕ膜は、入射する光のうち１〜５％の光を透過する透過率を有することができる。
【００５２】
搭載面６４ａには、配線部６４ｃ、及び配線部６４ｄが設けられている。搭載面６４ａには、一電極８ｃが配線部６４ｃと接するように半導体発光素子８が搭載されている。また、配線部６４ｃは、リード端子６６ａと電気的に接続されており、半導体発光素子８の一電極８ｃは配線部６４ｃを介してリード端子６６ａと電気的に接続されている。配線部６４ｃは、例えば、搭載面４４ａにＡｕを蒸着することによって形成される。一方、半導体発光素子８の他電極８ｄはワイヤ７２を介してリード端子６６ｂと電気的に接続されている。
【００５３】
また、搭載面６４ａには、一電極が配線部６４ｄと接するように受光素子６８が搭載されている。配線部６４ｄはリード端子６６ｃと電気的に接続されており、受光素子６８の一電極はリード端子６６ｃに配線部６４ｄを介して電気的に接続される。一方、受光素子６８の他電極はワイヤ７４を介してリード端子６６ｄと電気的に接続されている。受光素子６８は、半導体発光素子８の光出射面８ａから出射され反射面７０ａを透過した光を受け、この光の強度に応じた光電流を生成する。受光素子６８には、例えば、端面入射型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子６８によって生成された光電流は、リード端子６６ｃ及び６６ｄを介して出力され、この光電流に基づいて半導体発光素子８の発光強度が制御される。
【００５４】
かかる光送信モジュール６０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様にプリズム７０を有しているので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子６６ａ及び６６ｂの搭載面４２ａから露出させる長さを短くすることができる。したがって、リード端子６６ａ及び６４ｂによるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化することなく伝えることが可能とされる。故に、かかる光送信モジュール６０も、高速に変調された光信号を出力することができる。
【００５５】
また、光送信モジュール６０は、受光素子６８によって半導体発光素子８の光出射面８ａからの光を受けることができるので、光出射面８ａから出射させる光の強度をより精度良く制御することができる。なお、第３実施形態の光送信モジュール６０も、第１実施形態の光送信モジュール１と同様に光プラグを受容するレセプタクル部材を備えることもできる。
【００５６】
次に、本発明の第４実施形態にかかる光送信モジュール８０について説明する。図８は、光送信モジュール８０の側部断面図である。図９は、光送信モジュール８０の平面図（図８のIX−IX矢視図）である。光送信モジュール８０は、ステム（第１の搭載部材）８２と、サブマウント（第２の搭載部材）８４と、リード端子８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、及び８６ｄと、半導体発光素子８と、レンズキャップ（レンズ保持部材）１２と、レンズ１４とを備えている。光送信モジュール８０は、所定軸Ｘに沿うように設けられた光導波路１６へ光信号を出力する。本実施形態は、第１実施形態と同様に光導波路１６として光ファイバが採用された例を示している。第４実施形態の光送信モジュール８０に備えられる部品のうち半導体発光素子８、レンズキャップ１２、及びレンズ１４は、第１実施形態にかかる光送信モジュール１に備えられるものとそれぞれ同様の構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００５７】
ステム８２は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第１の搭載面）８２ａと、所定軸Ｘに沿う方向に延びる複数の孔８２ｂを有している。この実施形態では、孔８２ｂは４つ設けられている。複数の孔８２ｂには、リード端子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及び６６ｄが挿入されている。ステム８２は、例えば、金属製の材料によって構成される。リード端子８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、及び８６ｄは、第１実施形態と同様に封止部材８２ｃを介してステム８２に固定されている。
【００５８】
搭載面８２ａには、サブマウント８４が搭載されている。サブマウント８４は、所定軸Ｘに交差する搭載面（第２の搭載面）８４ａ、第１の溝８４ｂ、及び第２の溝８４ｃを有している。サブマウント８４は、例えば、Ａｌ2Ｏ3といったセラミックによって構成される。
【００５９】
搭載面８４ａ、第１の溝８４ｂ、及び第２の溝８４ｃは、サブマウント８４をエッチングすることによって形成される。搭載面８４ａは、所定軸Ｘに交差する基準面８４ｄからサブマウント８４を所定の深さまでエッチングすることによって形成される。第１の溝８４ｂ及び第２の溝８４ｃは、搭載面８４ａの一対の縁に沿う領域においてサブマウント８４をエッチングすることによって形成される。
【００６０】
第１の搭載面８４ａには、配線部８４ｅが設けられている。第１の搭載面８４ａには、一電極８ｃが配線部８４ｅに接するように半導体発光素子８が搭載されている。配線部８４ｅは、リード端子８６ａに電気的に接続されており、半導体発光素子８の一電極８ｃは、配線部８４ｅを介してリード端子８６ａに電気的に接続されている。一方、基準面８４ｄには、配線部８４ｆが設けられており、配線部８４ｆには、半導体発光素子８の他電極８ｄがワイヤ９２を介して電気的に接続されている。また、配線部８４ｆは、ワイヤ９４を介してリード端子８６ｂに接続されている。半導体発光素子８には、リード端子８６ａ及びリード端子８６ｂを介して変調信号が与えられる。
【００６１】
また、半導体発光素子８は、所定軸Ｘに交差する方向に光出射面８ａから光を出射するように搭載面８４ａ上に搭載されている。光出射面８ａから出射される光の光軸上には第１の溝８４ｂの側壁８４ｇが位置している。側壁８４ｇは、所定軸Ｘ及び上記の光軸に交差する所定の面に沿って設けられている。側壁８４ｇは、光出射面８ａから出射される光を所定軸Ｘに沿う方向に反射する。側壁８４ｇには、光出射面８ａから出射される光を効率良く反射するためのＡｕ膜を設けることができる。側壁８４ｇは、例えば、第１の溝８４ｂを形成する方法として等方性のウェットエッチングを用いることによって形成される。
【００６２】
基準面８４ｄには、配線部８４ｈが設けられている。基準面８４ｄには、一電極が配線部８４ｈに接するように受光素子８８が搭載されている。配線部８４ｈは、ワイヤ９６、搭載面８２ａ、及びワイヤ９８を介してリード端子８６ｃに電気的に接続されており、受光素子８８の一電極はリード端子８６ｃに電気的に接続される。一方、受光素子８８の他電極はワイヤ１００を介してリード端子８６ｄに電気的に接続されている。
【００６３】
また、受光素子８８は、その光感応領域によって第２の溝８４ｃの側壁８４ｉを所定軸Ｘに交差する方向の上部から覆うように設けられている。側壁８４ｉは、所定軸Ｘ及び光反射面８ｂから出射される光の光軸に交差する所定の面に沿って設けられている。側壁８４ｉは、光反射面８ｂからの光を所定軸Ｘに沿う方向へ反射する。側壁８４ｉには、光反射面８ｂから出射される光を効率良く反射するためのＡｕ膜を設けることができる。側壁８４ｇは、例えば、第２の溝８４ｃを形成する方法として等方性のウェットエッチングを用いることによって形成される。
【００６４】
受光素子８８は、側壁８４ｉによって反射される光反射面８ｂからの光を受け、この光の強度に応じた光電流を生成する。受光素子８８には、例えば表面入射型のフォトダイオードや、裏面入射型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子８８によって生成される光電流は、リード端子８６ｃ及び８８ｄを介して出力され、この光電流に基づいて半導体発光素子８へ与えられる変調信号の強度が制御される。
【００６５】
かかる構成の光送信モジュール８０では、所定軸Ｘに交差する方向へ出射される光の光路を第１の溝８４ｂによって所定軸Ｘに沿う方向へ曲げることができるので、光出射面８ａから出射する光の光軸が所定軸Ｘに交差するように半導体発光素子８を搭載面８４ａに搭載することができる。搭載面８４ａは所定軸Ｘに交差しており、搭載面８４ａを有するサブマウント８４は同様に所定軸Ｘに交差する搭載面８２ａに搭載されている。したがって、半導体発光素子８を搭載面８２ａに近づけて配置することができるので、半導体発光素子８と電気的に接続すべきリード端子の搭載面８２ａから露出させる長さを短くすることができる。その結果、リード端子によるインダクタンスや浮遊容量を抑制することができ、半導体発光素子８に変調信号を劣化させることなく伝えることができる。故に、かかる光送信モジュール８０は、高速に変調された光信号を出力することが可能である。なお、第４実施形態の光送信モジュール８０は、第１実施形態の光送信モジュール１と同様に光プラグを受容するレセプタクル部材を備えることもできる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体発光素子に変調信号を劣化させることなく伝えることができるので、高速に変調された光信号を出力することが可能な光送信モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる光送信モジュールの側部断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかる光送信モジュールの平面図（図１のII−II矢視図）である。
【図３】図３は、光プラグと共に、光プラグを受容するレセプタクル部材を備えた光送信モジュールの一例を示す側面図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る光送信モジュールの側部断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る光送信モジュールの平面図（図４のV−V矢視図）である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る光送信モジュールの側部断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る光送信モジュールの平面図（図６のVII−VII矢視図）である。
【図８】図８は、第４実施形態に係る光送信モジュールの側部断面図である。
【図９】図９は、第４実施形態に係る光送信モジュールの平面図（図８のIX−IX矢視図）である。
【符号の説明】
１…光送信モジュール、２…ステム、２ａ…搭載面、２ｂ…孔、４…サブマウント、４ａ…搭載面、４ｂ…孔、４ｃ…配線部、６ａ，６ｂ， ６ｃ…リード端子、８…半導体発光素子、８ａ…光出射面、８ｂ…光反射面、１０…プリズム、１０ａ…反射面、１２…レンズキャップ、１４…レンズ。
Claims (5)
- 所定軸に交差する第１の搭載面と、該所定軸に沿う方向に延びる複数の孔を有する第１の搭載部材と、
前記所定軸に交差する第２の搭載面を有し、前記第１の搭載面に搭載される第２の搭載部材と、
一電極及び他電極と、光出射面及び光反射面とを有し、該光出射面から出射する光の光軸が前記所定軸に交差するように前記第２の搭載面に搭載される半導体発光素子と、
前記一電極と電気的に接続される第１のリード端子と、前記他電極と電気的に接続される第２のリード端子とを含み、前記複数の孔のいずれかを通過する複数のリード端子と、
前記光出射面から出射される光の光路を前記所定軸に沿う方向へ曲げる光路変換部と、
前記光出射面と光学的に結合される受光素子を更に備え、
を備え、
前記光路変換部は、前記所定軸及び前記光軸に交差する所定の面に沿い前記光出射面から出射される光を前記所定軸に沿う方向へ反射する反射面を有し前記第２の搭載部材に搭載されたプリズムであり、
前記第２の搭載面には、前記半導体発光素子、前記プリズム、及び前記受光素子が前記所定軸に交差する方向へ順に搭載されており、
前記反射面は、前記光出射面から出射される光の一部を前記所定軸に沿う方向へ反射すると共に該光の他の一部を前記所定軸に交差する方向へ透過する、
光送信モジュール。 - 所定軸に交差する第１の搭載面と、該所定軸に沿う方向に延びる複数の孔を有する第１の搭載部材と、
前記所定軸に交差する第２の搭載面を有し、前記第１の搭載面に搭載される第２の搭載部材と、
一電極及び他電極と、光出射面及び光反射面とを有し、該光出射面から出射する光の光軸が前記所定軸に交差するように前記第２の搭載面に搭載される半導体発光素子と、
前記一電極と電気的に接続される第１のリード端子と、前記他電極と電気的に接続される第２のリード端子とを含み、前記複数の孔のいずれかを通過する複数のリード端子と、
前記光出射面から出射される光の光路を前記所定軸に沿う方向へ曲げる光路変換部と、
を備え、
前記光路変換部は、前記所定軸及び前記光軸に交差する所定の面に沿い前記光出射面から出射される光を前記所定軸に沿う方向へ反射する側壁を有し前記第２の搭載部材に設けられた第１の溝であり、
前記第２の搭載部材には、前記光反射面からの光を前記所定軸に沿う方向へ反射する側壁を有する第２の溝が設けられており、
前記第２の搭載部材に搭載され前記第２の溝の側壁によって反射された光を受ける受光素子を更に備える、
光送信モジュール。 - 前記光出射面から出射され前記光路変換部によって光路が曲げられた光を受け、該光を前記所定軸に沿う方向へ透過するレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部材と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信モジュール。 - 前記第２の搭載部材は、前記第１のリード端子と前記一電極とを電気的に接続するための第１の配線部と、前記第２のリード端子と前記他電極とを電気的に接続するための第２の配線部とを有しており、
前記第１の配線部は、第１の抵抗を含み、
前記第２の配線部は、第２の抵抗を含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光送信モジュール。 - 光ファイバを保持した光プラグを受容するためのレセプタクル部材を更に有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光送信モジュール。
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