JP6070709B2 - 光伝送モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光伝送モジュールに関し、より特定的には、電気信号を光信号に変換して伝送する光伝送モジュールに関する。
従来のレセプタクルとしては、例えば、特許文献１に記載の光モジュールが知られている。図１７は、特許文献１に記載の光モジュールの断面図である。図１８は、樹脂と空気の界面における光の屈折を表した図である。
光モジュール５００は、図１７に示すように、光プラグ５０１、クランプ５０２（図示しない）、セラミックパッケージ５０３及び樹脂パッケージ５０４を備えている。光プラグ５０１は、樹脂により構成され、光ファイバー５０６の一端を支持している。また、光プラグ５０１の長手方向の一端側には集光レンズ５１１が設けられている。セラミックパッケージ５０３は、光素子５３９を内部に収用している。樹脂パッケージ５０４は、セラミックパッケージ５０３と接合されている。また、樹脂パッケージ５０４には、光プラグ５０１が接続される。さらに、樹脂パッケージ５０４には、光ファイバ５０６と光素子５３９を光接続させるために、反射レンズ５４８が設けられている。
光モジュール５００では、例えば、光素子５３９が受光素子の場合には、光ファイバー５０６から出射した光Ｐ５０１は、集光レンズ５１１で集光又はコリメートされる。その後、光Ｐ５０１は、反射レンズ５４８で反射され、光素子５３９に伝えられる。
ところで、光モジュール５００では、光Ｐ５０１は、相対的に屈折率の大きな樹脂から相対的に屈折率の小さな空気に出射する際に屈折する。このとき、図１８に示すように、空気Ａ５００中を進行する光Ｐ５０１は、樹脂Ｒ５００中を進行すると仮定した光Ｐ５０２よりも広がりながら空気Ａ５００中を伝搬する。すなわち、光Ｐ５０１が空気Ａ５００中を進行する距離ｄが長ければ長いほど、光Ｐ５０１の広がりＷ５０１は、光Ｐ５０２の広がりＷ５０２よりも大きくなる。したがって、光モジュール５００では、光Ｐ５０１が空気中を伝搬する距離が長いため、光Ｐ５０１を集光又はコリメートするための集光レンズ５１１や反射レンズ５４８が大型化する問題があった。
特開２００８−１５３４８号公報
そこで、本発明の目的は、レンズ又は全反射面の小型化を可能にする光伝送モジュールを提供することである。
本発明の一形態に係る光伝送モジュールは、レセプタクルと、光ファイバーの一端に設けられたプラグと、を備え、前記レセプタクルは、光素子と、前記光ファイバーのコアと前記光素子とをそれぞれ光学的に結合させる位置決め部材と、キャップと、前記光素子が実装される実装基板と、前記光素子を覆う封止樹脂と、を備え、前記位置決め部材における、前記光ファイバーと前記光素子とを結ぶ光路上には、前記光素子へ向かう光又は前記光素子から出射される光を全反射させるための全反射面が設けられており、前記光ファイバーと前記光素子とを結ぶ光路は、前記位置決め部材を通過するとともに、該位置決め部材と前記プラグとの間において前記実装基板に平行であり、前記プラグは、前記位置決め部材の前記実装基板に平行な所定面に接触し、かつ、前記実装基板に接触しておらず、前記キャップは、前記プラグを前記位置決め部材の前記実装基板に平行な面に押し付けており、前記所定面と前記封止樹脂とは、前記実装基板の法線方向に重なることなく、前記光ファイバーの延在方向に並んでおり、前記実装基板から所定面までの高さは、前記封止樹脂の前記実装基板の法線方向における厚みよりも小さいこと、を特徴とする。
本発明のその他の形態に係る光モジュールは、前記レセプタクルと、前記光ファイバーの一端に設けられたプラグと、を備え、前記光ファイバーの光軸と前記プラグの挿入方向が平行であること、を特徴とする。
本発明に係る光伝送モジュールによれば、レンズ又は全反射面の小型化が可能である。
本発明の一実施形態に係る光伝送モジュールの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るレセプタクルの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る実装基板の外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子アレイをｚ軸方向の正方向側から平面視した図である。 図４に記載の発光素子アレイのＡ−Ａ又はＢ−Ｂにおける断面図である。 本発明の一実施形態に係るレセプタクルから金属キャップを除外したレセプタクルの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る位置決め部材の外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る位置決め部材をｚ軸方向の負方向側から平面視した図である。 図７に記載の位置決め部材のＣ−Ｃ又はＤ−Ｄにおける断面に、本発明の一実施形態に係る実装基板及びプラグを追加した図である。 本発明の一実施形態に係る金属キャップの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るプラグの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るプラグをｚ軸方向の負方向側から平面視した図である。 本発明の一実施形態に係るレセプタクルの製造工程の図である。 従来のレセプタクル及びプラグの断面図である。 従来のレセプタクルの製造工程の図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るレセプタクルの断面に、本発明の一実施形態に係るプラグを追加した図である。 特許文献１に記載の光モジュールの断面図である。 樹脂と空気の界面における光の屈折を表した図である。
以下に、本発明の一実施形態に係るレセプタクル、光伝送モジュール及びその製造方法について説明する。
（光伝送モジュールの構成）
以下に、本発明の実施形態に係るレセプタクル及び光伝送モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光伝送モジュール１０の外観斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るレセプタクル２０の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るレセプタクル２０から金属キャップ３０及び位置決め部材２００を除いた外観斜視図である。なお、光伝送モジュール１０の上下方向をｚ軸方向と定義し、z軸方向から平面視したときに、光伝送モジュール１０の長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義する。さらに、光伝送モジュール１０の短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。
光伝送モジュール１０は、図１に示すように、レセプタクル２０及びプラグ４０を備えている。プラグ４０は、レセプタクル２０に接続される。
レセプタクル２０は、図２に示すように、金属キャップ３０、受光素子アレイ５０、発光素子アレイ１００、位置決め部材２００、実装基板２２及び封止樹脂２４を備えている。
実装基板２２は、図３に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している。また、実装基板２２のｚ軸方向の負方向側の面（以下で「ｚ軸方向の負方向側の面」を、裏面と称す）には、光伝送モジュール１０を回路基板に実装する際に、回路基板のランドと接触する表面実装用電極Ｅ１（図３には図示せず）が設けられている。
実装基板２２のｚ軸方向の正方向側の面（以下「ｚ軸方向の正方向側の面」を、表面と称す）において、図３に示すように、ｘ軸方向の負方向側に位置する辺Ｌ１とｙ軸方向の負方向側に位置する辺Ｌ２とが成す角の近傍には、実装基板２２内に設けられたグランド導体の一部が露出しているグランド導体露出部Ｅ２が設けられている。グランド導体露出部Ｅ２は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したとき、ｘ軸方向を長辺とする長方形状を成している。
さらに、実装基板２２の表面において、ｘ軸方向の負方向側に位置する辺Ｌ１とｙ軸方向の正方向側に位置する辺Ｌ３とが成す角の近傍には、実装基板２２内に設けられたグランド導体の一部が露出しているグランド導体露出部Ｅ３が設けられている。グランド導体露出部Ｅ３は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したとき、ｘ軸方向を長辺とする長方形状を成している。
受光素子アレイ５０及び発光素子アレイ１００は、実装基板２２の表面におけるｘ軸方向の正方向側の部分に設けられている。受光素子アレイ５０は、光信号を電気信号に変換する複数のフォトダイオードを含んだ素子である。発光素子アレイ１００は、電気信号を光信号に変換する複数のダイオードを含んだ素子である。
また、駆動回路２６は、実装基板２２の表面におけるｘ軸方向の正方向側の部分において、受光素子アレイ５０及び発光素子アレイ１００よりもｘ軸方向の正方向側に設けられている。駆動回路２６は、受光素子アレイ５０及び発光素子アレイ１００を駆動するための半導体回路素子である。
また、駆動回路２６は、図３に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、ｙ軸方向に平行な長辺を有する長方形状を成している。駆動回路２６と受光素子アレイ５０とは、ワイヤーＵを介してワイヤーボンディングにより接続される。また、駆動回路２６と発光素子アレイ１００とは、ワイヤーＵを介してワイヤーボンディングにより接続される。これにより、駆動回路２６からの電気信号が、ワイヤーＵを介して発光素子アレイ１００に伝送され、受光素子アレイ５０からの電気信号が、ワイヤーＵを介して駆動回路２６に伝送される。
封止樹脂２４は、図３に示すように、封止部２４ａ及び脚部２４ｂ〜２４ｅを備えており、エポキシ樹脂などの透明な樹脂からなる。封止部２４ａは、略直方体状をなしており、実装基板２２の表面におけるｘ軸方向の正方向側の部分に設けられている。封止部２４ａは、受光素子アレイ５０、発光素子アレイ１００及び駆動回路２６を覆っている。
脚部２４ｂ，２４ｃは、ｘ軸方向の負方向側から正方向側にこの順に並ぶように、間隔を空けて設けられている。脚部２４ｂ，２４ｃは、封止部２４ａのｙ軸方向の負方向側の面から、実装基板２２の辺Ｌ２に向かって突出する直方体状の部材である。また、脚部２４ｂと脚部２４ｃとの間には、後述する金属キャップ３０の凸部Ｃ３が嵌め込まれる空間Ｈ１が設けられている。
脚部２４ｄ，２４ｅは、ｘ軸方向の負方向側から正方向側にこの順に並ぶように、間隔を空けて設けられている。脚部２４ｄ，２４ｅは、封止部２４ａのｙ軸方向の正方向側の面から、実装基板２２の辺Ｌ３に向けて突出する直方体状の部材である。また、脚部２４ｄと脚部２４ｅとの間には、後述する金属キャップ３０の凸部Ｃ６が嵌めこまれる空間Ｈ２が設けられている。
（発光素子アレイの構成）
次に、発光素子アレイ１００について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る発光素子アレイ１００をｚ軸方向の正方向側から平面視した図である。図５は、図４に記載の発光素子アレイ１００のＡ−Ａ又はＢ−Ｂにおける断面図である。なお、本実施形態では、２つのＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂのみが記載されているが、本願発明の発光素子アレイ１００を構成するＶＣＳＥＬの個数は、これに限るものではない。
発光素子アレイ１００は、図４に示すように、２つのＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂを備えている。すなわち、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂが一体化してアレイ化されており、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂはそれぞれ独立に駆動する。また、各ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂからは、ｚ軸方向の正方向側に向かって、レーザービームＢ１が出射される。２つのＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂは、図５に示すように、共通のベース基板１２８の表面に設けられている。
ベース基板１２８は、半絶縁性半導体からなり、具体的には、ＧａＡｓを材料とする基板からなる。ベース基板１２８は、抵抗率が１．０×１０7Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。このような抵抗率の半絶縁性半導体からなるベース基板１２８を用いることにより、ＶＣＳＥＬ１００ＡとＶＣＳＥＬ１００Ｂとの間のアイソレーションをより高く確保することができる。
ベース基板１２８の表面には、図５に示すように、Ｎ型半導体コンタクト層１３０が積層されている。Ｎ型半導体コンタクト層１３０は、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂのそれぞれに一つずつ設けられている。そして、ＶＣＳＥＬ１００ＡのＮ型半導体コンタクト層１３０とＶＣＳＥＬ１００ＢのＮ型半導体コンタクト層１３０とは互いに絶縁されている。なお、Ｎ型半導体コンタクト層１３０は、Ｎ型の導電性を有する化合物半導体から成る。
Ｎ型半導体コンタクト層１３０の表面には、図５に示すように、Ｎ型半導体多層膜反射層（以下で、Ｎ型ＤＢＲ層と称す）１３２が積層されている。また、Ｎ型ＤＢＲ層１３２には、ｚ軸方向の正方向側から平面視したとき、円弧状の溝Ｗが設けられている。溝Ｗは、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの中央付近ｘ軸方向の負方向側において略半周している。溝Ｗの底部は、Ｎ型半導体コンタクト層１３０の表面まで到達している。Ｎ型ＤＢＲ層１３２は、ＡｌＧａＡｓからなり、Ｇａに対するＡｌの組成比率が異なる層を複数積層して構成されている。これにより、Ｎ型ＤＢＲ層１３２は、所定周波数のレーザ光を発生するための第１の反射器として機能する。なお、Ｎ型ＤＢＲ層１３２は、Ｎ型半導体コンタクト層を兼ねてもよい。すなわち、Ｎ型半導体コンタクト層は必須ではない。
Ｎ型ＤＢＲ層１３２の表面には、図５に示すように、Ｎ型半導体クラッド層１３４が積層されている。Ｎ型半導体クラッド層１３４は、ｚ軸方向から平面視したときに、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの中心に設けられており、円形をなしている。各Ｎ型半導体クラッド層１３４同士は、互いに絶縁されている。Ｎ型半導体クラッド層１３４は、ＡｌＧａＡｓからなる。
Ｎ型半導体クラッド層１３４の表面には、図５に示すように、活性層１３６が設けられている。また、活性層１３６は、ＧａＡｓ及びＡｌＧａＡｓからなる。また、ＧａＡｓ層は、ＡｌＧａＡｓ層に挟まれて設けられている。なお、ＡｌＧａＡｓのエネルギー禁止帯幅は、ＧａＡｓよりも大きい。また、ＧａＡｓの屈折率は、ＡｌＧａＡｓよりも大きい。
活性層１３６の表面には、図５に示すように、Ｐ型半導体クラッド層１３８が設けられている。Ｐ型クラッド層は、Ｐ型半導体クラッド層１３８は、ＡｌＧａＡｓからなる。
Ｐ型半導体クラッド層１３８の表面には、図５に示すように、酸化狭窄層１５０が設けられている。酸化狭窄層１５０をｚ軸方向から平面視したとき、酸化狭窄層１５０の略中央には円形の孔１５２が設けられている。酸化狭窄層１５０は、ＡｌＧａＡｓからなる。
酸化狭窄層１５０の表面には、図５に示すように、Ｐ型半導体多層膜反射層（以下で、Ｐ型ＤＢＲ層と称す）１４０が設けられている。また、Ｐ型ＤＢＲ層１４０の一部は、酸化狭窄層に設けられた孔１５２内にも設けられ、Ｐ型半導体クラッド層１３８と接している。Ｐ型ＤＢＲ層１４０は、ＡｌＧａＡｓからなり、Ｇａに対するＡｌの組成比率が異なる層を複数積層してなる。これにより、Ｐ型ＤＢＲ層１４０は、所定周波数のレーザ光を発生するための第２の反射器として機能する。なお、Ｐ型ＤＢＲ層１４０の反射率は、Ｎ型ＤＢＲ層１３２よりも若干低い。ここでは、活性層を挟むように半導体クラッド層を設けたが、この構成に限るものではない。共振を発生させるような膜厚の層を活性層に設けてもよい。
Ｐ型ＤＢＲ層１４０の表面には、図５に示すように、Ｐ型半導体コンタクト層１４２が積層されている。Ｐ型半導体コンタクト層１４２は、Ｐ型導電性を有する化合物半導体からなる。なお、Ｐ型ＤＢＲ層は、Ｐ型半導体コンタクト層を兼ねてもよい。すなわち、Ｐ型半導体コンタクト層は必須ではない。
以上で述べた、Ｎ型半導体コンタクト層１３０、Ｎ型ＤＢＲ層１３２、Ｎ型半導体クラッド層１３４、活性層１３６、Ｐ型半導体クラッド層１３８、Ｐ型ＤＢＲ層１４０、Ｐ型半導体コンタクト層１４２によって、発光領域多層部１６０が構成される。
なお、各層の厚み及びＧａに対するＡｌの組成比率は、光定在波分布の中心の腹の位置に１つの発光スペクトルピーク波長を有し、かつ、複数の量子井戸が配置されるように、設定される。これにより、発光領域多層部１６０がＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの発光部として機能する。さらに、図５に示すように、酸化狭窄層１５０を備えることで、電流を活性層１３６に効率よく注入でき、低消費電力のＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂを実現できる。
Ｐ型半導体コンタクト層１４２の表面には、図５に示すように、アノード用リング電極９２１が設けられている。アノード用リング電極９２１は、図４に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、環状を成している。なお、アノード用電極は、必ずしも環状である必要はなく、例えば環状の一部が開いたＣ字状や長方形状であってもよい。
前述のＮ型ＤＢＲ層１３２の溝Ｗには、図４及び図５に示すように、カソード用電極９１１が設けられている。なお、カソード用電極９１１は、図５に示すように、Ｎ型半導体コンタクト層１３０と接している。これにより、カソード用電極９１１は、Ｎ型半導体コンタクト層１３０と導通している。なお、カソード用電極９１１は、図４に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、円弧状を成している。また、この円弧は、環状のアノード用リング電極９２１の環と略同心である。
絶縁膜１６２は、カソード用電極９１１及びアノード用リング電極９２１が設けられている部分を除いて、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの発光領域多層部１６０の表面を覆うように設けられている。また、絶縁膜１６２の材料は、例えば窒化ケイ素が挙げられる。
ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂにおけるｘ軸方向の正方向側の部分には、図４に示すように、絶縁層１７０が設けられている。また、絶縁層１７０は、図５に示すように、Ｎ型ＤＢＲ層１３２を覆う絶縁膜１６２上に設けられている。絶縁層１７０は、図４に示すように、ｚ軸方向から平面視たとき、ｙ軸方向に長辺を有する長方形状を成している。なお、絶縁層１７０の材料としては、例えばポリイミドが挙げられる。
絶縁層１７０の表面におけるｙ軸方向の負方向側の部分には、図４に示すように、カソード用パッド電極９１２が、設けられている。カソード用パッド電極９１２は、カソード用配線電極９１３を介して、カソード用電極９１１に接続されている。
絶縁層１７０の表面におけるｙ軸方向の正方向側の部分には、図４に示すように、アノード用パッド電極９２２が設けられている。なお、アノード用パッド電極９２２とカソード用パッド電極９１２とは、所定の距離だけ離されて設けられている。アノード用パッド電極９２２は、アノード用配線電極９２３を介して、アノード用リング電極９２１に接続されている。
また、発光素子アレイ１００には、図４及び図５に示すように、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂを分割するための溝１８０が設けられている。溝１８０は、図４に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、ｘ軸方向及びｙ軸方向に平行な格子状に設けられた溝である。また、溝１８０は、図５に示すように、絶縁膜１６２、Ｎ型ＤＢＲ層１３２及びＮ型半導体コンタクト層１３０を積層方向に貫通している。さらに、溝１８０の底部は、ベース基板１２８の表面から所定の深さまで達している。これにより、ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂが、Ｎ型半導体コンタクト層１３０を介して導通することを防ぐことができる。
以上のように構成された発光素子アレイ１００の各ＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂでは、カソード用パッド電極９１２からアノード用パッド電極９２２に向かって電流（駆動信号）を流すことにより、活性層１３６で誘導放出が起きる。誘導放出により活性層から放たれた光は、Ｎ型ＤＢＲ層１３２及びＰ型ＤＢＲ層１４０で反射され、活性層を往復する。往復する間に光は、誘導放出により増幅され、レーザービームとなってｚ軸方向の正方向側へと放出される。そして、ＶＣＳＥＬ１００ＡのＮ型半導体コンタクト層１３０とＶＣＳＥＬ１００ＢのＮ型半導体コンタクト層１３０とが分離されているので、ＶＣＳＥＬ１００Ａの駆動信号とＶＣＳＥＬ１００Ｂの駆動信号との間でクロストークが発生することが抑制される。
（位置決め部材の構成）
次に、レセプタクル２０について、図面を参照しながら説明する。図６は、本発明の一実施形態に係るレセプタクル２０の外観斜視図である（金属キャップ３０は図示せず）。図７は、本発明の一実施形態に係る位置決め部材２００の外観斜視図である。図８は、本発明の一実施形態に係る位置決め部材２００をｚ軸方向の負方向側から平面視した図である。図９は、図７に記載の位置決め部材２００のＣ−Ｃ又はＤ−Ｄにおける断面に、本発明の一実施形態に係る実装基板２２及びプラグ４０を追加した図である。
位置決め部材２００は、図６に示すように、実装基板２２の表面及び封止樹脂２４の略全体を覆うように、実装基板２２及び封止樹脂２４に跨って設けられている。また、位置決め部材２００は、受光素子用の位置決め部材２２０と発光素子用の位置決め部材２４０とを備えている。位置決め部材２２０，２４０は、ｙ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。なお、位置決め部材２００は、例えばエポキシ系やナイロン系の樹脂により構成される。
受光素子用の位置決め部材２２０は、図７及び図８に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している。さらに、位置決め部材２２０は、プラグガイド部２２２と光結合部２２４とを備えている。
プラグガイド部２２２は、図７に示すように、位置決め部材２２０におけるｘ軸の負方向側の部分を構成している。また、プラグガイド部２２２は、図８に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している板状部材である。さらに、プラグガイド部２２２のｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ１は、図９に示すように、封止樹脂２４のｘ軸方向の負方向側の面と対向している。従って、プラグガイド部２２２は、実装基板２２上において封止樹脂２４よりもｘ軸方向の負方向側に位置している。
また、プラグガイド部２２２の表面におけるｙ軸方向の略中央には、図７に示すように、後述するプラグ４０をガイドするための溝Ｇ１がｘ軸と略平行に設けられている。なお、プラグガイド部２２２において、溝Ｇ１よりｙ軸方向の負方向側の部分を平坦部Ｆ１と称し、溝Ｇ１よりｙ軸方向の正方向側の部分を平坦部Ｆ２と称す。溝Ｇ１のｚ軸方向における実装基板２２からの高さｈ１は、図９に示すように、封止樹脂２４のｚ軸方向の高さｈ２よりも低い。
光結合部２２４は、図７乃至図９に示すように、位置決め部材２２０におけるｘ軸方向の正方向側の部分を構成し、封止樹脂２４上に載置されている。
さらに、光結合部２２４は、図７に示すように、本体２２６及び突き当て部２２８を有している。本体２２６は直方体状を成している。突き当て部２２８は、本体２２６のｘ軸方向の負方向側の端面Ｓ２から、プラグガイド部２２２の平坦部Ｆ１に沿って、平坦部Ｆ１のｘ軸方向の略中央まで突出している。これにより、光結合部２２４は、ｚ軸方向から平面視したときにＬ字型を成している。なお、突き当て部２２８のｘ軸方向の負方向側の端面を端面Ｓ３と称す。また、光結合部２２４には、凹部Ｄ１及び凸レンズ２３０が設けられている。
凹部Ｄ１は、図７に示すように、光結合部２２４のｙ軸方向の正方向側の辺近傍に設けられている。また、凹部Ｄ１は、ｚ軸方向から平面視したとき、受光素子アレイ５０と重なっている。さらに、凹部Ｄ１は、ｘ軸方向から平面視したとき、後述するプラグ４０に接続されている光ファイバー６０の光軸と重なっている。なお、光ファイバー６０の光軸は、ｘ軸と平行である。また、凹部Ｄ１は、図７に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している。さらに、凹部Ｄ１は、図９に示すように、ｙ軸方向から平面視したときにＶ字型をなしている。
凹部Ｄ１のｘ軸方向の負方向側の内周面は、全反射面Ｒ１である。全反射面Ｒ１は、図９に示すように、ｙ軸に平行である。さらに、全反射面Ｒ１は、ｙ軸方向の負方向側から平面視したとき、ｚ軸方向に対して反時計回りに４５°傾いている。また、位置決め部材２００の屈折率は、空気よりも十分に大きい。従って、光ファイバー６０からｘ軸方向の正方向側に出射されたレーザービームＢ１は、光結合部２２４に入射し、全反射面Ｒ１によりｚ軸方向の負方向側に全反射され、封止樹脂２４を介して受光素子５０へと進行する。すなわち、全反射面Ｒ１は、光ファイバー６０と受光素子アレイ５０を結ぶ光路上に設けられている。このとき、レーザービームＢ１の光跡をｙ軸方向から平面視すると、光ファイバー６０から出射されたレーザービームＢ１の光軸と全反射面Ｒ１とが成す角は４５°であり、受光素子アレイ５０に向かうレーザービームＢ１の光軸と全反射面Ｒ１とが成す角は４５°である。すなわち、全反射面Ｒ１と光ファイバー６０の光軸とが成す角度と、全反射面Ｒ１と受光素子アレイ５０の光軸とが成す角度は等しい。
凸レンズ２３０（第１の凸レンズ）は、図８及び図９に示すように、光結合部２２４のｚ軸方向の負方向側の面に設けられている。また、凸レンズ２３０は、ｚ軸方向から平面視したとき、受光素子アレイ５０と重なっている。これにより、凸レンズ２３０は、受光素子アレイ５０と対向し、レーザービームＢ１の光路上に位置している。また、凸レンズ２３０は、ｚ軸と直交する方向から平面視したとき、ｚ軸方向の負方向側に向かって突出する半円状を成している。従って、光ファイバー６０から出射されたレーザービームＢ１は、全反射面Ｒ１で反射された後、凸レンズ２３０によって集光又はコリメートされて、受光素子アレイ５０に向かう。
発光素子用の位置決め部材２４０は、図７及び図８に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している。さらに、位置決め部材２４０は、プラグガイド部２４２と光結合部２４４とを備えている。
プラグガイド部２４２は、図７に示すように、位置決め部材２４０におけるｘ軸の負方向側の部分を構成している。また、プラグガイド部２４２は、図８に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している板状部材である。さらに、プラグガイド部２４２のｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ４は、図９に示すように、封止樹脂２４のｘ軸方向の負方向側の面と対向している。すなわち、プラグガイド部２４２は、実装基板２２上において封止樹脂２４よりもｘ軸方向の負方向側に位置している。
また、プラグガイド部２４２の表面におけるｙ軸方向の略中央には、図７に示すように、後述するプラグ４０をガイドするための溝Ｇ２がｘ軸と略平行に設けられている。なお、プラグガイド部２４２において、溝Ｇ２よりｙ軸方向の負方向側の部分を平坦部Ｆ３と称し、溝Ｇ２よりｙ軸方向の正方向側の部分を平坦部Ｆ４と称す。なお、溝Ｇ２のｚ軸方向における実測基板２２からの高さｈ３は、図９に示すように、封止樹脂２４のｚ軸方向の高さｈ２よりも低い。
光結合部２４４は、図７乃至図９に示すように、位置決め部材２４０におけるｘ軸方向の正方向側の部分を構成し、封止樹脂２４上に載置されている。
さらに、光結合部２４４は、図７に示すように、本体２４６及び突き当て部２４８を有している。本体２４６は直方体状を成している。突き当て部２４８は、本体２４６のｘ軸方向の負方向側の端面Ｓ５から、プラグガイド部２４２の平坦部Ｆ４に沿って、平坦部Ｆ４のｘ軸方向の略中央まで突出している。これにより、光結合部２４４は、ｚ軸方向から平面視したときにＬ字型を成している。なお、突き当て部２４８のｘ軸方向の負方向側の端面を端面Ｓ６と称す。また、光結合部２４４には、凹部Ｄ２及び凸レンズ２５０が設けられている。
凹部Ｄ２は、図７に示すように、光結合部２４４のｙ軸方向の負方向側の辺近傍に設けられている。また、凹部Ｄ２は、ｚ軸方向から平面視したとき、発光素子アレイ１００と重なっている。さらに、凹部Ｄ２は、ｘ軸方向から平面視したとき、後述するプラグ４０に接続されている光ファイバー６０の光軸と重なっている。なお、光ファイバー６０の光軸は、ｘ軸と平行である。また、凹部Ｄ２は、図７に示すように、ｚ軸方向から平面視したとき、長方形状を成している。さらに、凹部Ｄ２は、図９に示すように、ｙ軸方向から平面視したときにＶ字型を成している。
凹部Ｄ２のｘ軸方向の負方向側の内周面は、全反射面Ｒ２である。全反射面Ｒ２は、図９に示すように、ｙ軸に平行である。さらに、全反射面Ｒ２は、ｙ軸方向の負方向側から平面視したとき、ｚ軸方向に対して反時計回りに４５°傾いている。また、位置決め部材２００の屈折率は、空気よりも十分に大きい。従って、発光素子アレイ１００からｚ軸方向の正方向側に出射されたレーザービームＢ２は、光結合部２４４に入射し、全反射面Ｒ２によりｘ軸方向の負方向側に全反射され、プラグ４０を介して光ファイバー６０へと進行する。すなわち、全反射面Ｒ２は、光ファイバー６０と発光素子アレイ１００とを結ぶ光路上に設けられている。このとき、レーザービームＢ２の光跡をｙ軸方向から平面視すると、発光素子アレイ１００から出射されたレーザービームＢ２の光軸と全反射面Ｒ２とが成す角は４５°であり、光ファイバー６０に向かうレーザービームＢ２の光軸と全反射面Ｒ２とが成す角は４５°である。すなわち、全反射面Ｒ２と光ファイバー６０の光軸とが成す角度と、全反射面Ｒ２と発光素子アレイ１００の光軸とが成す角度は等しい。
凸レンズ２５０（第１の凸レンズ）は、図８及び図９に示すように、光結合部２４４の裏面に設けられている。また、各凸レンズ２５０は、ｚ軸方向から平面視したとき、発光素子アレイ１００と重なっている。これにより、凸レンズ２５０は、発光素子アレイ１００と対向し、レーザービームＢ２の光路上に位置している。また、凸レンズ２５０は、ｚ軸と直交する方向から平面視したとき、ｚ軸方向の負方向側に向かって突出する半円状を成している。従って、発光素子アレイ１００から出射されたレーザービームＢ２は、凸レンズ２５０によって集光又はコリメートされて、全反射面Ｒ２に向かう。
（金属キャップの構成）
次に、金属キャップ３０について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係る金属キャップ３０の外観斜視図である。
金属キャップ３０は、一枚の金属板（例えば、ＳＵＳ３０１）がコ字型に折り曲げられて作製されている。また、金属キャップ３０は、図１に示すように、ｚ軸方向の正方向側、ｙ軸方向の正方向側及びｙ軸方向の負方向側から位置決め部材２００を覆っている。
金属キャップ３０は、図１０に示すように、上面３２及び側面３４，３６を含んでいる。上面３２は、ｚ軸に対して直交する面であり、長方形状を成している。側面３４は、上面３２のｙ軸方向の負方向側の長辺からｚ軸方向の負方向側に金属キャップ３０が折り曲げられて形成されている。側面３６は、上面３２のｙ軸方向の正方向側の長辺からｚ軸方向の負方向側に金属キャップ３０が折り曲げられて形成されている。
上面３２のｘ軸方向の負方向側の部分には、図１０に示すように、プラグ４０をレセプタクル２０に固定するための係合部３２ａ，３２ｂが設けられている。係合部３２ａ，３２ｂは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。
係合部３２ａ，３２ｂは、上面３２にコ字型の切り込みを入れることにより形成されている。より具体的には、係合部３２ａ，３２ｂは、上面３２にｘ軸の正方向側に開口するコ字型の切り込みを入れ、コ字型の切り込みに囲まれた部分をｚ軸方向の負方向側に凹ませるように曲げることにより形成されている。これにより、係合部３２ａ，３２ｂは、ｙ軸方向から平面視したとき、ｚ軸方向の負方向側に突出したＶ字型の形状を成している。
また、上面３２のｘ軸方向の負方向側の短辺には、図１０に示すように、プラグ４０をレセプタクル２０に固定するための係合部３２ｃ，３２ｄが設けられている。係合部３２ｃ，３２ｄは、上面３２からｘ軸方向の負方向側に突出した金属片である。係合部３２ｃ，３２ｄは、係合部３２ｃ，３２ｄにおけるｘ軸方向の略中央の位置で、ｚ軸方向の負方向側に凹ませるように曲げられている。これにより、係合部３２ｃ，３２ｄは、ｙ軸方向から平面視したとき、ｚ軸方向の負方向側に突出したＶ字型の形状を成している。
側面３４のｚ軸方向の負方向側の長辺には、図１０に示すように、ｚ軸方向の負方向側に向かって突出する凸部Ｃ１〜Ｃ３が、ｘ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。凸部Ｃ１〜Ｃ３はそれぞれ、実装基板２２と接着剤により固定される。なお、凸部Ｃ１は、実装基板２２のグランド導体露出部Ｅ２と接続される。また、凸部Ｃ３は、封止樹脂２４の脚部２４ｂと脚部２４ｃとの間に設けられた空間Ｈ１に嵌め込まれる。これにより、金属キャップ３０は、実装基板２２に対して位置決めされる。
側面３６のｚ軸方向の負方向側の長辺には、図１０に示すように、ｚ軸方向の負方向側に向かって突出する凸部Ｃ４〜Ｃ６が、ｘ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。凸部Ｃ４〜Ｃ６はそれぞれ、実装基板２２と接着剤により固定される。なお、凸部Ｃ４は、実装基板２２のグランド導体露出部Ｅ３と接続される。また、凸部Ｃ６は、封止樹脂２４の脚部２４ｄと脚部２４ｅとの間に設けられた空間Ｈ２に嵌め込まれる。これにより、金属キャップ３０は、実装基板２２に対して位置決めされる。
また、金属キャップ３０は、図１に示すように、位置決め部材２００をｚ軸方向の正方向側並びにｙ軸方向の正方向側及び負方向側から覆っている。そして、レセプタクル２０のｘ軸方向の負方向側には、後述するプラグ４０が挿入される開口Ａ３が形成されている。
（プラグの構成）
本発明の一実施形態に係るプラグ４０について、図面を参照しながら説明する。図１１は、本発明の一実施形態に係るプラグの外観斜視図である。図１２は、本発明の一実施形態に係るプラグをｚ軸方向の負方向側から平面視した図である。
プラグ４０は、図１１に示すように、光ファイバー６０の一端に設けられている。プラグ４０は、受信側プラグ４２及び送信側プラグ４６を備える。なお、プラグ４０は、例えばエポキシ系やナイロン系の樹脂により構成される。
受信側プラグ４２は、光ファイバー６０からのレーザービームＢ１を伝送する。受信側プラグ４２は、図１１に示すように、光ファイバー挿入部４２ａ及び耳部４２ｂを備える。光ファイバー挿入部４２ａは、受信側プラグ４２のｙ軸方向の正方向側の部分を構成しており、ｘ軸方向に延在する直方体状を成している。光ファイバー挿入部４２ａのｘ軸方向の負方向側の部分には、光ファイバー６０を挿入するための開口部Ａ１が設けられている。
開口部Ａ１は、図１１に示すように、光ファイバー挿入部４２ａのｚ軸方向の正方向側の上面Ｓ７及びｘ軸方向の負方向側の端面Ｓ８を切り抜くことにより形成されている。また、開口部Ａ１のｘ軸方向の正方向側の内周面には、挿入された光ファイバー６０の芯線を受信側プラグ４２の先端まで導くための孔Ｈ７が設けられている。なお、孔Ｈ７は、光ファイバー６０の本数に対応し、本実施形態においては２つである。
さらに、光ファイバー挿入部４２ａにおけるｘ軸方向の正方向側の部分には、図１１に示すように、光ファイバー６０固定用の接着剤を注入するための凹部Ｄ３が設けられている。凹部Ｄ３は、光ファイバー挿入部４２ａの表面から裏面に向けて窪んでいる。凹部Ｄ３のｘ軸方向の負方向側の内周面には、孔Ｈ７が設けられている。孔Ｈ７は、開口部Ａ１のｘ軸方向の正方向側の内周面と繋がっている。従って、光ファイバー６０の芯線は、孔Ｈ７を通って、開口部Ａ１から凹部Ｄ３に到達する。凹部Ｄ３に到達した光ファイバー６０の芯線は、凹部Ｄ３のｘ軸方向の正方向側の内周面（突き当て面）Ｓ９に突き当てられる。そして、透明樹脂から成る接着剤、例えばエポキシ系の樹脂を開口部Ａ１及び凹部Ｄ３に流し込むことにより、光ファイバー６０は、受信側プラグ４２に固定される。
光ファイバー挿入部４２ａのｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ１０には、図９及び図１２に示すように、凸レンズ４４（第４の凸レンズ）が設けられている。凸レンズ４４は、ｘ軸方向と直交する方向から平面視したとき、ｘ軸方向の正方向側に突出する半円状を成している。これにより、光ファイバー６０から出射されたレーザービームＢ１は、凸レンズ４４により集光又はコリメートされる。
また、凸レンズ４４は、ｘ軸方向から平面視したとき、光ファイバー６０の光軸と重なっている。従って、レーザービームＢ１は、凸レンズ４４で集光又はコリメートされ、全反射面Ｒ１に進行する。そして、レーザービームＢ１は、全反射面Ｒ１で反射されて、受光素子アレイ５０に伝送される。
光ファイバー挿入部４２ａの上面Ｓ７には、図１１に示すように、金属キャップ３０の係合部３２ａと係合する突起Ｎ１が設けられている。突起Ｎ１は、ｘ軸方向において開口部Ａ１と凹部Ｄ３との間に設けられ、ｙ軸方向に延在している。また、突起Ｎ１は、ｙ軸方向から平面視したとき、ｚ軸方向の正方向側に突出した三角形状を成している。
光ファイバー挿入部４２ａの裏面には、図１１及び図１２に示すように、凸部Ｃ７が設けられている。凸部Ｃ７は、位置決め部材２２０のプラグガイド部２２２の溝Ｇ１に対応している。凸部Ｃ７は、端面Ｓ８から端面Ｓ１０に向かって、ｘ軸方向に平行に設けられている。
耳部４２ｂは、図１１及び図１２に示すように、光ファイバー挿入部４２ａのｘ軸方向の負方向側の端部近傍からｙ軸方向の負方向側に突出している。これにより、受信側プラグ４２は、Ｌ字型を成している。なお、耳部４２ｂは、受信側プラグ４２の挿抜作業の際に、把持部として機能する。また、耳部４２ｂの略中央には、ｚ軸方向から平面視したとき、略長方形状の肉抜き穴が設けられている。
なお、受信側プラグ４２とレセプタクル２０との接続作業は、凸部Ｃ７を溝Ｇ１に沿わせて、ｘ軸方向の正方向側に押し込むことにより行われる。このとき、耳部４２ｂのｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ１１は、図７で示される位置決め部材２００の突き当て部２２８の端面Ｓ３に突き当たる。
また、受信側プラグ４２とレセプタクル２０との接続作業により、図９に示すように、受信側プラグ４２は、位置決め部材２２０上に載置される。さらに、前述のとおり光ファイバー６０の光軸は、ｘ軸方向と平行であり、受信側プラグ４２をレセプタクル２０へ押し込む方向は、ｘ軸方向の正方向側である。従って、光ファイバー６０の光軸と受信側プラグ４２の挿入方向は平行である。
また、受信側プラグ４２とレセプタクル２０とを接続する際、金属キャップ３０の係合部３２ａが突起Ｎ１と係合するとともに、係合部３２ｃが受信側プラグ４２の上面Ｓ７と端面Ｓ８とが成す角と係合することにより、受信側プラグ４２がレセプタクル２０に固定される。
送信側プラグ４６は、発光素子アレイ１００からのレーザービームＢ２を伝送する。送信側プラグ４６は、図１１に示すように、光ファイバー挿入部４６ａ及び耳部４６ｂを備える。光ファイバー挿入部４６ａは、送信側プラグ４６のｙ軸方向の負方向側の部分を構成しており、略直方体状を成している。光ファイバー挿入部４６ａのｘ軸方向の負方向側の部分には、光ファイバー６０を挿入するための開口部Ａ２が設けられている。
開口部Ａ２は、図１１に示すように、光ファイバー挿入部４６ａのｚ軸方向の正方向側の上面Ｓ１２及びｘ軸方向の負方向側の端面Ｓ１３を切り抜くことにより形成されている。また、開口部Ａ２のｘ軸方向の正方向側の内周面には、挿入された光ファイバー６０の芯線を送信側プラグ４６の先端まで導くための孔Ｈ８が設けられている。なお、孔Ｈ８は、光ファイバー６０の本数に対応し、本実施形態においては２つである。
さらに、光ファイバー挿入部４６ａにおけるｘ軸方向の正方向側の部分には、図１１に示すように、光ファイバー６０固定用の接着剤を注入するための凹部Ｄ４が設けられている。凹部Ｄ４は、光ファイバー挿入部４６ａの表面から裏面に向けて窪んでいる。凹部Ｄ４のｘ軸方向の負方向側の内周面には、孔Ｈ８が設けられている。孔Ｈ８は、開口部Ａ２のｘ軸方向の正方向側の内周面と繋がっている。従って、光ファイバー６０の芯線は、孔Ｈ８を通って、開口部Ａ２から凹部Ｄ４に到達する。凹部Ｄ４に到達した光ファイバー６０の芯線は、凹部Ｄ４のｘ軸方向の正方向側の内周面（突き当て面）Ｓ１４に突き当てられる。そして、透明樹脂から成る接着剤、例えばエポキシ系の樹脂を開口部Ａ２及び凹部Ｄ４に流し込むことにより、光ファイバー６０は、送信側プラグ４６に固定される。
光ファイバー挿入部４６ａのｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ１５には、図９及び図１２に示すように、凸レンズ４８（第４の凸レンズ）が設けられている。凸レンズ４８は、ｘ軸と直交する方向から平面視したとき、ｘ軸方向の正方向側に突出する半円状を成している。これにより、発光素子アレイ１００から出射され、かつ、全反射面Ｒ２により反射されたレーザービームＢ２は、凸レンズ４８により集光又はコリメートされる。
また、凸レンズ４８は、ｘ軸方向から平面視したとき、光ファイバー６０の光軸と重なっている。従って、凸レンズ４８で集光又はコリメートされたレーザービームＢ２は、光ファイバー挿入部４６ａの樹脂を通過する。そして、レーザービームＢ２は、突き当て面Ｓ１４に突き当てられた光ファイバー６０の芯線のコアに伝送される。
光ファイバー挿入部４６ａの上面Ｓ１２には、図１１に示すように、金属キャップ３０の係合部３２ｂと係合する突起Ｎ２が設けられている。突起Ｎ２は、ｘ軸方向において開口部Ａ２と凹部Ｄ４の間に設けられ、ｙ軸方向に延在している。また、突起Ｎ２は、ｙ軸方向から平面視したとき、ｚ軸方向の正方向側に突出した三角形状を成している。
光ファイバー挿入部４６ａの裏面には、図１１及び図１２に示すように、凸部Ｃ８が設けられている。凸部Ｃ８は、位置決め部材２４０のプラグガイド部２４２の溝Ｇ２に対応している。凸部Ｃ８は、端面Ｓ１３から端面Ｓ１５に向かって、ｘ軸方向に平行に設けられている。
耳部４６ｂは、図１１及び図１２に示すように、光ファイバー挿入部４６ａのｘ軸方向の負方向側の端部からｙ軸方向の正方向側に突出している。これにより、送信側プラグ４６は、Ｌ字型を成している。なお、耳部４６ｂは、受信側プラグ４６の挿抜作業の際に、把持部として機能する。また、耳部４６ｂの略中央には、ｚ軸方向から平面視したとき、略長方形状の肉抜き穴が設けられている。
なお、送信側プラグ４６とレセプタクル２０との接続作業は、凸部Ｃ８を溝Ｇ２に沿わせて、ｘ軸方向の正方向側に押し込むことにより行われる。このとき、耳部４６ｂのｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ１６は、図７で示される位置決め部材２００の突き当て部２４８の端面Ｓ６に突き当たる。
また、送信側プラグ４６とレセプタクル２０との接続作業により、図９に示すように、送信側プラグ４６は、位置決め部材２４０上に載置される。さらに、前述のとおり光ファイバー６０の光軸は、ｘ軸方向と平行であり、送信側プラグ４６をレセプタクル２０へ押し込む方向は、ｘ軸方向の正方向側である。従って、光ファイバー６０の光軸と受信側プラグ４６の挿入方向は平行である。
また、送信側プラグ４６とレセプタクル２０とを接続する際、金属キャップ３０の係合部３２ｂが突起Ｎ２と係合するとともに、係合部３２ｄが受信側プラグ４６の上面Ｓ１２と端面Ｓ１３とが成す角と係合することにより、送信側プラグ４６がレセプタクル２０に固定される。
以上のように構成された光伝送モジュール１０では、図９に示すように、光ファイバー６０からｘ軸方向の正方向側に出射されたレーザービームＢ１は、プラグ４０及び位置決め部材２２０を通過する。さらにレーザービームＢ１は、全反射面Ｒ１でｚ軸方向の負方向側に反射されて、封止樹脂２４を通過し受光素子５０に伝送される。従って、位置決め部材２２０は、光ファイバー６０のコアと、受光素子アレイ５０とを光学的に結合させる役割を担っている。
また、発光素子アレイ１００からｚ軸方向の正方向側に出射されたレーザービームＢ２は、封止樹脂２４及び位置決め部材２４０を通過する。さらに、レーザービームＢ２は、全反射面Ｒ２でｘ軸方向の負方向側に反射されて、プラグ４０を通過し光ファイバー６０のコアに伝送される。従って、位置決め部材２４０は、光ファイバー６０のコアと発光素子アレイ１００とを光学的に結合させる役割を担っている。
（製造方法）
以下に、本発明の一実施形態に係る光伝送モジュール１０の製造方法を、発光素子アレイ１００、レセプタクル２０、プラグ４０及び光伝送モジュール１０の順で説明する。
（発光素子アレイの製造方法）
まず、ベース基板１２８の表面に、Ｎ型半導体コンタクト層１３０、Ｎ型ＤＢＲ層１３２、Ｎ型半導体クラッド層１３４、活性層１３６、Ｐ型半導体クラッド層１３８、Ｐ型ＤＢＲ層１４０及びＰ型半導体コンタクト層１４２を、この順に積層する。
次に、それぞれのＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの発光領域多層部１６０を構成する部分を除き、Ｐ型半導体コンタクト層１４２、Ｐ型ＤＢＲ層１４０、Ｐ型半導体クラッド層１３８、活性層１３６、Ｎ型半導体クラッド層１３４を、順次所定のパターンでエッチングする。この工程では、Ｎ型ＤＢＲ層１３２の表面まで、エッチングを行う。これにより、Ｎ型半導体コンタクト層１３０、Ｎ型ＤＢＲ層１３２を除くＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの発光領域多層部１６０が所定距離だけ離間するように分離される。
Ｎ型ＤＢＲ層１３２の表面が露出した領域における発光領域多層部１６０に近接する位置をエッチングすることで、Ｎ型半導体コンタクト層１３０を露出させる。このＮ型半導体コンタクト層１３０を露出させた領域に、カソード用電極９１１を形成する。
また、エッチングしなかった発光領域多層部１６０のＰ型半導体コンタクト層１４２の表面にアノード用リング電極９２１を形成する。
ベース基板１２８の表面側に、カソード用電極９１１、アノード用リング電極９２１の表面を除き、絶縁膜１６２を形成する。
絶縁膜１６２の表面の発光領域多層部１６０に近接する領域に絶縁層１７０を形成する。
絶縁層１７０の表面に、カソード用パッド電極９１２とアノード用パッド電極９２２とを形成する。
カソード用電極９１１とカソード用パッド電極９１２とを接続するカソード用配線電極９１３を形成する。アノード用リング電極９２１とアノード用パッド電極９２２とを接続するアノード用配線電極９２３を形成する。
隣り合うＶＣＳＥＬ１００Ａ，１００Ｂの領域を分割するように、絶縁膜１６２、Ｎ型ＤＢＲ層１３２、Ｎ型半導体コンタクト層１３０を貫通し、ベース基板１２８の表面から内部へ所定の深さまで凹む形状の溝１８０を形成する。以上のような工程により、発光素子アレイ１００が形成される。
（レセプタクルの製造方法）
次に、レセプタクル２０の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１３は、本発明の一実施形態に係るレセプタクルの製造工程の図である。
まず、実装基板２２の集合体であるマザー基板１２２（本図面中には、図示しない）の表面にはんだを塗布する。より具体的には、メタルマスクを載せたマザー基板１２２上に、スキージを使用してクリームはんだを押し付ける。そして、メタルマスクをマザー基板１２２から取り除くことによりはんだをマザー基板１２２に印刷する。
次に、コンデンサーをマザー基板１２２のはんだ上に載置する。その後、マザー基板１２２に熱を加えて、コンデンサーをはんだ付けする。
コンデンサーをはんだ付けした後、マザー基板１２２上の所定位置にＡｇペーストを塗布する。塗布されたＡｇ上に駆動回路２６、受光素子アレイ５０及び発光素子アレイ１００を載置して、ダイボンドを行う。さらに、Ａｕワイヤーを用いて、駆動回路２６と受光素子アレイ５０とをワイヤーボンディングにより接続し、さらに、駆動回路２６と発光素子アレイ１００とをワイヤーボンディングにより接続する。
その後、コンデンサー、駆動回路２６と、受光素子アレイ５０及び発光素子アレイ１００に対して樹脂モールドを行う。さらに、ダイサーを用いてマザー基板１２２をカットすることにより、複数の実装基板２２を得る。
次に、位置決め部材２２０を実装基板２２及び封止樹脂２４上に載置する。より具体的には、封止部２４ａの表面におけるｘ軸方向の負方向側の領域にＵＶ硬化型の接着剤を塗布する。接着剤を塗布した後、図１３に示すように、受光素子アレイ５０の発光部の中心Ｔ５０の位置を位置認識用カメラＶ１で確認する。
次に、位置決め部材２２０を封止樹脂２４上に載置するための搭載機Ｖ２が位置決め部材２２０を吸着して取り上げる。そして、図１３に示すように、搭載機Ｖ２が位置決め部材２２０を吸着した状態で、位置認識用カメラＶ３で位置決め部材２２０の凸レンズ２３０のレンズ中心Ｔ２３０の位置を確認する。
位置認識用カメラＶ１で確認した受光素子アレイ５０の受光部の中心Ｔ５０の位置データ及び、位置認識用カメラＶ３で確認した位置決め部材２２０の凸レンズ２３０のレンズ中心Ｔ２３０の位置データから、受光素子アレイ５０の受光部と凸レンズ２３０との相対的な位置を算出する。算出した結果に基づいて、搭載機Ｖ２の移動量を決定する。
次に、搭載機Ｖ２により、決定した移動量だけ、位置決め部材２２０を移動させる。これにより、凸レンズ２３０のレンズ中心Ｔ２３０と受光素子アレイ５０の光軸とが一致する。
位置決め部材２２０の載置作業と並行して、位置決め部材２４０を実装基板２２及び封止樹脂２４上に載置する作業を行う。より具体的には、封止部２４ａの表面のｘ軸方向の負方向側の領域にＵＶ硬化型の接着剤を塗布した後、図１３に示すように、発光素子アレイ１００の受光部の中心Ｔ１００の位置を位置認識用カメラＶ４で確認する。
次に、位置決め部材２４０を封止樹脂２４上に載置するための搭載機Ｖ５が位置決め部材２４０を吸着して取り上げる。そして、図１３に示すように、搭載機Ｖ５が位置決め部材２４０を吸着した状態で、位置認識用カメラＶ６で位置決め部材２４０の凸レンズ２５０のレンズ中心Ｔ２５０の位置を確認する。
位置認識用カメラＶ４で確認した発光素子アレイ１００の発光部の中心Ｔ１００の位置データ及び、位置認識用カメラＶ６で確認した位置決め部材２４０の凸レンズ２５０のレンズ中心Ｔ２５０の位置データから、発光素子アレイ１００の発光部と凸レンズ２５０との相対的な位置を算出する。算出された結果に基づいて、搭載機Ｖ５の移動量を決定する。
次に、搭載機Ｖ５により、決定した移動量だけ、位置決め部材２４０を移動させる。これにより、凸レンズ２５０のレンズ中心Ｔ２５０と発光素子アレイ１００の光軸とが一致する。
配置された位置決め部材２２０，２４０に対して、紫外線を照射する。なお、紫外線照射中、位置決め部材２２０，２４０は、搭載機Ｖ２，Ｖ５により、実装基板２２及び封止樹脂２４に押しつけられた状態である。これにより、位置決め部材２２０，２４０と封止樹脂２４との間にあるＵＶ硬化型の接着剤が硬化する際に、位置決め部材２２０，２４０が位置ズレを起こすことなく、実装基板２２及び封止樹脂２４に固定される。
次に、位置決め部材２００が載置された実装基板２２に対して、金属キャップ３０を取り付ける。より具体的には、実装基板２２の表面であって、脚部２４ｂと２４ｃとの間の空間Ｈ１、脚部２４ｄと２４ｅとの間の空間Ｈ２、及び、金属キャップ３０の凸部Ｃ２，Ｃ５が接触する部分にエポキシ系などの熱硬化性の接着剤を塗布する。また、実装基板２２のグランド導体露出部Ｅ２，Ｅ３には、Ａｇなどの導電性ペーストを塗布する。
接着剤及び導電性ペーストを塗布後、金属キャップ３０の凸部Ｃ３を、実装基板２２上の封止樹脂２４の脚部２４ｂと脚部２４ｃとに挟まれた部分、すなわち空間Ｈ１に嵌め合わせる。さらに、凸部Ｃ６を封止樹脂２４の脚部２４ｄと脚部２４ｅとに挟まれた部分、すなわち空間Ｈ２に嵌め合わせる。これにより、金属キャップ３０の実装基板２２に対する位置が決まる。また、金属キャップ３０の位置決めと同時に、凸部Ｃ１〜Ｃ６が実装基板２２上の接着剤及び導電性ペーストと接触する。
金属キャップ３０を嵌め合わせた後、実装基板２２に熱を加え、接着剤及び導電性ペーストを硬化させる。これにより、金属キャップ３０を、実装基板２２に固定する。なお、金属キャップ３０を実装基板２２に取り付けることにより、金属キャップ３０の凸部Ｃ１，Ｃ４が、実装基板２２のグランド導体露出部Ｅ２，Ｅ３と接触する。これにより、金属キャップ３０は、実装基板２２内のグランド導体に接続され、グランド電位に保たれる。以上のような工程によりレセプタクル２０が完成する。
（プラグの製造方法）
まず、プラグ４０に挿入される光ファイバー６０を、所定の長さに切断する。
次に、光ファイバー６０の先端付近の被覆を、光ファイバー用ストリッパーを用いて除去する。先端付近の被覆を除去した後、光ファイバー６０の芯線の劈開面を出すためにクリーブを行う。
次に、図１１に示すように、プラグ４０の開口部Ａ１，Ａ２及び凹部Ｄ３，Ｄ４に、光ファイバー６０を固定するためのエポキシ樹脂などの透明接着剤を注入する。さらに、光ファイバー６０の芯線がプラグ４０の面Ｓ９，Ｓ１４に突き当たるまで押し込む。そして、透明接着剤が硬化することにより、光ファイバー６０がプラグ４０に固定される。
（光伝送モジュールの製造方法）
レセプタクル２０にプラグ４０を接続する。プラグ４０の接続は、前述したように、位置決め部材２２０，２４０の溝Ｇ１，Ｇ２にプラグ４０の凸部Ｃ７，Ｃ８を沿わせて、金属キャップ３０とレセプタクル２０との間に設けられた開口部Ａ３から、ｘ軸方向の正方向側に向かって押し込むことにより行われる。以上のような製造工程を経て光伝送モジュール１０が完成する。
（効果）
以上のように構成された光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、レンズ２３０，２４０及び全反射面Ｒ１，Ｒ２の小型化が可能である。より詳細には、光モジュール５００では、図１７に示すように、光Ｐ５０１は、樹脂で構成されたプラグ５０１から、空気に出射する。そして、光Ｐ５０１は空気中を進行し、反射レンズ５４８で反射して光素子５３９に到達する。一方、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、図９に示すように、光ファイバー６０から出射されたレーザービームＢ１は、樹脂からなる位置決め部材２２０内を通過し、全反射面Ｒ１により反射される。全反射面Ｒ１により反射されたレーザービームＢ１は、さらに封止樹脂２４を通過して、受光素子５０に到達する。
すなわち、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、位置決め部材２２０に全反射面Ｒ１を設けたことよって、全反射面Ｒ１の近傍が樹脂で満たされている。これにより、光ファイバー６０と受光素子５０と結ぶ光路の大部分が樹脂で占められている。従って、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０における、光ファイバー６０と受光素子５０とを結ぶ光路において樹脂が占める割合が、光モジュール５００における光ファイバー５０６と光素子５３９とを結ぶ光路において樹脂が占める割合よりも高い。これにより、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、レーザービームＢ１が空気中を進行することによる光の広がりを抑制できる。その結果、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、レーザービームＢ１を集光又はコリメートする凸レンズ２３０及び全反射面Ｒ１を小型化することが可能である。レーザービームＢ２においても、同様の理由によりレンズ２５０及び全反射面Ｒ２を小型化することが可能である。
また、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、レーザービームＢ１の光学的な損失が低減される。より詳細には、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、光ファイバー６０から発せられたレーザービームＢ１は、樹脂により構成された位置決め部材２２０に加え、封止樹脂２４内を通過する。これにより、レーザービームＢ１の光学経路において、樹脂が占める割合が更に大きくなる。その結果、レーザービームＢ１の広がりが更に抑制される。従って、受光素子５０に入射するレーザービームＢ１の強度が大きくなり、レーザービームＢ１の光学的な損失が低減される。なお、同様の理由により、レーザービームＢ２の光学的な損失も低減される。
また、図９に示すように、プラグ４０のレセプタクル２０への挿入方向は、光ファイバー６０の光軸と同じｘ軸方向である。これにより、プラグ４０のレセプタクル２０に対する装着が不十分であっても、光ファイバー６０の先端から受光素子アレイ５０又は発光素子アレイ１００までの距離が長くなるだけであり、光ファイバー６０の光軸にズレは発生しない。従って、光伝送モジュール１０によれば、プラグ４０の装着不良に伴う、光ファイバー６０と受光素子アレイ５０又は発光素子アレイ１００との光学的な損失を抑制できる。
光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、実装基板２２の裏面に表面実装用電極Ｅ１が設けられている。これにより、光伝送モジュール１０は、光伝送モジュール１０が実装される回路基板に接続用のコネクタを設けることなく表面実装を行うことができる。従って、光伝送モジュール１０を実装する回路基板上での、光伝送モジュール１０の実質的な占有面積を抑えることができる。
光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、図９に示すように、位置決め部材２２０の光結合部２２４の裏面に凸レンズ２３０が設けられている。従って、光ファイバー６０からのレーザービームＢ１は、凸レンズ２３０を通過する。このとき、全反射面Ｒ１で反射されたレーザービームＢ１の光軸がずれていた場合であっても、凸レンズ２３０により、レーザービームＢ１は集光又はコリメートされて受光素子アレイ５０に進行する。従って、レセプタクル２０及び光伝送モジュール１０によれば、レーザービームＢ１の光軸ズレによる光学的損失を抑制することができる。
光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０では、図９に示すように、位置決め部材２００の光結合部２４４の裏面に凸レンズ２５０が設けられている。従って、発光素子アレイ１００からのレーザービームＢ２は、凸レンズ２５０を通過する。このとき、発光素子アレイ１００の位置が、位置決め部材２４０に対して位置ズレを起こしていた場合でもあっても、凸レンズ２５０によりレーザービームＢ２は、集光又はコリメートされて全反射面Ｒ２に進行する。従って、レセプタクル２０及び光伝送モジュール１０によれば、発光素子アレイ１００の位置ズレによる光学的損失を抑制することができる。
光伝送モジュール１０では、図９に示すように、受信側プラグ４２の端面Ｓ１０に凸レンズ４４が設けられている。従って、光ファイバー６０からのレーザービームＢ１は、凸レンズ４４を通過する。このとき、光ファイバー６０の位置が、プラグ４０に対して位置ズレを起こしていた場合でもあっても、凸レンズ４４によりレーザービームＢ１は、集光又はコリメートされて、全反射面Ｒ１に進行する。従って、光伝送モジュール１０によれば、光ファイバー６０の位置ズレによる光学的損失を抑制することができる。
光伝送モジュール１０では、図９に示すように、送信側プラグ４６の端面Ｓ１５に凸レンズ４８が設けられている。従って、全反射面Ｒ２で反射されたレーザービームＢ２は、凸レンズ４８を通過する。このとき、レーザービームＢ２が、凸レンズ４８により集光又はコリメートされて光ファイバー６０に進行する。従って、光伝送モジュール１０によれば、レーザービームＢ１の光軸ズレによる光学的損失を抑制することができる。
光伝送モジュール１０では、プラグ４０の強度の向上を図ることができる。図１４は、従来のレセプタクル及びプラグの断面図である。より詳細には、図１４に示す光伝送モジュール４００のように、位置決め部材２００全体が封止樹脂２５に設けられていると、プラグ４１のｚ軸方向の厚みが薄くなってしまう。そのため、プラグ４１の強度が低下してしまう。そこで、光伝送モジュール１０では、図９に示すように、位置決め部材２００が、実装基板２２及び封止樹脂２４に跨って設けられている。また、プラグ４０は、位置決め部材２００のプラグガイド部２２２，２４２上に位置する。さらに、プラグガイド部２２２，２４２の溝Ｇ１，Ｇ２の高さｈ１，ｈ３は、封止樹脂２４の高さｈ２よりも低い。そして、光ファイバー６０の光軸は、封止樹脂２４よりもｚ軸方向の正方向側に位置する。これにより、光伝送モジュール１０では、図１４に示す光伝送モジュール４００と比較して、プラグ４０をｚ軸方向に大きくすることができる。従って、光伝送モジュール１０では、強度の向上を図ることができる。
また、光伝送モジュール１０では、プラグ４０をｚ軸方向に大きくすることが可能となったため、光伝送モジュール４００のプラグ４１よりも握りやすい。従って、光伝送モジュール１０では、プラグ４０のレセプタクル２０に対する接続作業が容易である。
また、光伝送モジュール１０における金属キャップ３０とレセプタクル２０の間には、図１に示すように、開口部Ａ３が設けられている。プラグ４０の接続は、開口部Ａ３からプラグ４０を挿入することにより行われる。従って、光伝送モジュール１０では、プラグ４０を着脱する際に、金属キャップ３０を取り外す必要がなく、プラグ４０の着脱作業が容易である。
また、金属キャップ３０には、プラグ４０を固定するための係合部３２ａ〜３２ｄが設けられている。これにより、プラグ４０の位置決め部材２００に対する位置ズレが防止される。結果として、光ファイバー６０の光軸ズレが防止される。従って、光伝送モジュール１０によれば、光ファイバー６０の光軸ズレを防止し、光学的損失を抑制することができる。
光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０の製造方法では、以下に説明するように、受光素子アレイ５０と凸レンズ２３０とに位置ズレが発生することを抑制できる。より詳細には、位置決め部材２００が実装基板２２に取り付けられる際には、従来は、図１５に示すような、実装基板２２に設けられたピンＰ１を用いていた。実装基板２２に設けられたピンＰ１を位置決め部材２００に設けられた孔Ｈ９に差し込むことにより、位置決め部材２００が実装基板２２に固定される。この場合、実装基板２２上のＰ１の製造時の位置ズレや受光素子アレイ５０の実装時の位置ズレにより、受光素子アレイ５０と位置決め部材２００の凸レンズ２３０との間で位置ズレが生じる。
そこで、光伝送モジュール１０及びレセプタクル２０の製造方法では、位置決め部材２００が実装基板２２に取り付けられる際には、受光素子アレイ５０の発光部の中心Ｔ５０と凸レンズ２３０のレンズ中心Ｔ２３０との位置関係を位置確認用カメラで確認しつつ、位置決め部材２００を実装基板２２に載置する。よって、受光素子アレイ５０と凸レンズ２３０とがピンＰ１を介することなく直接に位置決めされるようになる。その結果、実装基板２２上のＰ１の製造時の位置ズレや受光素子アレイ５０の実装時の位置ズレが生じたとしても、受光素子アレイ５０と凸レンズ２３０との間で位置ズレが生じることが抑制される。なお、同じ理由により、発光素子アレイ１００と凸レンズ２５０との間で位置ズレが生じることも抑制される。
（変形例）
以下に、変形例に係る光伝送モジュール１０'の構成について説明する。図１６は、変形例に係る光伝送モジュール１０'及びレセプタクル２０'の断面図である。外観図については、図１を援用する。
光伝送モジュール１０と光伝送モジュール１０'との相違点は、位置決め部材２００に凸レンズが更に設けられている点である。その他の点については、光伝送モジュール１０と光伝送モジュール１０'とでは相違しないので、説明を省略する。なお、図１６において、光伝送モジュール１０と同じ構成については、光伝送モジュール１０と同じ符号を付した。
位置決め部材２２０の全反射面Ｒ１には、凸レンズ２３２（第３の凸レンズ）が設けられている。よって、全反射面Ｒ１は、ｙ軸方向から平面視したときに、凸面をなしている。これにより、光ファイバー６０から出射されたレーザービームＢ１は、凸レンズ２３２により集光又はコリメートされて、受光素子アレイ５０に伝送される。従って、光伝送モジュール１０'によれば、光伝送モジュール１０と比較して、更に光学的損失を抑制することができる。
また、位置決め部材２２０における受信側プラグ４２と対向する面には、図１６に示すように、凸レンズ２３４（第２の凸レンズ）が設けられている。これにより、光ファイバー６０から出射されたレーザービームＢ１は、凸レンズ２３４により集光又はコリメートされて、全反射面Ｒ１に伝送される。従って、光伝送モジュール１０'によれば、光伝送モジュール１０と比較して、更に光学的損失を抑制することができる。
図１６に示すように、位置決め部材２４０の全反射面Ｒ２には、凸レンズ２５２（第３の凸レンズ）が設けられている。よって、全反射面Ｒ１は、ｙ軸方向から平面視したときに、凸面をなしている。これにより、発光素子アレイ１００から出射されたレーザービームＢ２は、凸レンズ２５２により集光又はコリメートされて、光ファイバー６０に伝送される。従って、光伝送モジュール１０'によれば、光伝送モジュール１０と比較して、更に光学的損失を抑制することができる。
また、位置決め部材２４０における送信側プラグ４６と対向する面には、図１６に示すように、凸レンズ２５４（第２の凸レンズ）が設けられている。これにより、全反射面Ｒ２で反射されたレーザービームＢ２は、凸レンズ２５４により集光又はコリメートされて、光ファイバー６０に伝送される。従って、光伝送モジュール１０'によれば、光伝送モジュール１０と比較して、更に光学的損失を抑制することができる。
（その他の実施形態）
本発明に係る光伝送モジュールは、前記実施形態に係る光伝送モジュール１０，１０'に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。
以上のように、本発明は、光伝送モジュールに対して有用であり、レンズ又は全反射面の小型化を可能にする点において優れている。
Ｅ１ 表面実装用電極
Ｒ１，Ｒ２ 全反射面
１０ 光伝送モジュール
２０ レセプタクル
２２ 実装基板
２４ 封止樹脂
２６ 駆動回路
３０ 金属キャップ
３２ａ〜３２ｄ 係合部
４０ プラグ
５０ 受光素子アレイ
６０ 光ファイバー
１００ 発光素子アレイ
１００Ａ，１００Ｂ ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）
１２８ ベース基板
１６０ 発光領域多層部
２００ 位置決め部材
２３０，２３２，２３４，２５０，２５２，２５４ 凸レンズ
９１１ カソード用電極
９２１ アノード用リング電極

Claims (7)

  1. レセプタクルと、
    光ファイバーの一端に設けられたプラグと、
    を備え、
    前記レセプタクルは、
    光素子と、
    前記光ファイバーのコアと前記光素子とをそれぞれ光学的に結合させる位置決め部材と、
    キャップと、
    前記光素子が実装される実装基板と、
    前記光素子を覆う封止樹脂と、
    を備え、
    前記位置決め部材における、前記光ファイバーと前記光素子とを結ぶ光路上には、前記光素子へ向かう光又は前記光素子から出射される光を全反射させるための全反射面が設けられており、
    前記光ファイバーと前記光素子とを結ぶ光路は、前記位置決め部材を通過するとともに、該位置決め部材と前記プラグとの間において前記実装基板に平行であり、
    前記プラグは、前記位置決め部材の前記実装基板に平行な所定面に接触し、かつ、前記実装基板に接触しておらず、
    前記キャップは、前記プラグを前記位置決め部材の前記実装基板に平行な面に押し付けており、
    前記所定面と前記封止樹脂とは、前記実装基板の法線方向に重なることなく、前記光ファイバーの延在方向に並んでおり、
    前記実装基板から所定面までの高さは、前記封止樹脂の前記実装基板の法線方向における厚みよりも小さいこと、
    を特徴とする光伝送モジュール。
  2. 前記光ファイバーと前記光素子とを結ぶ光路上には、前記封止樹脂が設けられていること、
    を特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
  3. 前記位置決め部材における、前記光ファイバーと前記光素子とを結ぶ光路上には、前記光素子と対向する第１の凸レンズが設けられていること、
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光伝送モジュール。
  4. 前記位置決め部材における前記光ファイバーの光軸上に存在し、かつ、前記プラグと対向する第２の凸レンズが設けられていること、
    を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光伝送モジュール。
  5. 前記全反射面には、第４の凸レンズが設けられていること、
    を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光伝送モジュール。
  6. 前記プラグにおける前記光ファイバーの光軸上に存在し、かつ、前記位置決め部材と対向する第３の凸レンズが設けられていること、
    を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光伝送モジュール。
  7. 前記光ファイバーの光軸と前記プラグの挿入方向が平行であること、
    を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光伝送モジュール。
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