JP6107319B2

JP6107319B2 - Optical module

Info

Publication number: JP6107319B2
Application number: JP2013071738A
Authority: JP
Inventors: 加藤　圭; 圭加藤; 沢二真家; 徳一宮崎
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014197055A

Description

本発明は、光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module.

光変調器や光送受信器などの光モジュールの構成として、例えば、光デバイスがパッケージに収容され、光透過可能な封止部材によって封止された構成が知られている。パッケージの内外には所定の光学部品が設けられており、光デバイスからパッケージの外部へ向けた光やパッケージの外部から光デバイスへ向けた光は、当該光学部品及び封止部材を透過して進行する。 As a configuration of an optical module such as an optical modulator or an optical transmitter / receiver, for example, a configuration in which an optical device is accommodated in a package and sealed by a light transmissive sealing member is known. Predetermined optical components are provided inside and outside the package, and light from the optical device to the outside of the package and light from the outside of the package to the optical device travels through the optical component and the sealing member. To do.

一方、このような構成においては、光学部品や封止部材に入射した光がこれらの入射面によって反射される場合がある。この反射光が入射光の光路を逆向きに進行して光デバイスに戻されると、例えば光の共振現象が生じるなど、当該光デバイスが反射光の影響を受けてしまい、光モジュールの特性が劣化してしまう可能性がある。これに対して、例えば特許文献１には、光デバイスに光が戻されないように、封止部材に対して光デバイスを傾けた構成や、封止部材に対してパッケージ外部の光学部品を傾けた構成が記載されている。 On the other hand, in such a configuration, the light incident on the optical component or the sealing member may be reflected by these incident surfaces. When this reflected light travels in the opposite direction of the optical path of the incident light and returns to the optical device, the optical device is affected by the reflected light, for example, a light resonance phenomenon occurs, and the characteristics of the optical module deteriorate. There is a possibility that. On the other hand, for example, in Patent Document 1, a configuration in which the optical device is tilted with respect to the sealing member or an optical component outside the package is tilted with respect to the sealing member so that light is not returned to the optical device. The configuration is described.

特許第２５３０７４４号公報Japanese Patent No. 2530744

しかしながら、光デバイスを傾ける構成については、光デバイスの寸法やパッケージの内部構造によっては、当該光デバイスを所望の位置、角度に配置することが困難である。また、パッケージ外部の光学部品を傾ける構成については、光モジュールの外観が変更されてしまうため、例えば光モジュールを他の装置等に組み込む際の外観仕様を満足しない場合がある。これに対して、例えば外観仕様を満足させるためにパッケージ外部の光学部品を傾けることなく配置させようとする場合、パッケージ内部の光学部品の配置や形状を変更する必要があり、設計上の負荷が大きいという問題がある。 However, with regard to the configuration in which the optical device is tilted, it is difficult to arrange the optical device at a desired position and angle depending on the dimensions of the optical device and the internal structure of the package. In addition, regarding the configuration in which the optical component outside the package is tilted, the appearance of the optical module is changed, so that, for example, the appearance specification when the optical module is incorporated into another device or the like may not be satisfied. On the other hand, for example, when the optical components outside the package are to be arranged without tilting in order to satisfy the appearance specifications, it is necessary to change the arrangement and shape of the optical components inside the package. There is a problem of being big.

また、例えば図６に示すように、パッケージ４１０やレンズホルダー４６０の内部に複数の光学部品（レンズやフィルタなど）が、多段に複数構成される光学部品群（４７０、４８０）が構成される場合、全体の長さが長くなるため、パッケージ４１０内部の光学部品群４７０やレンズホルダー４６０を封止部材４３０に対して傾けて配置すると、その傾いた長さの分だけパッケージ４１０やレンズホルダー４６０のスペースを占有することになり光モジュール４００が大型化するという問題がある。 Further, for example, as shown in FIG. 6, when an optical component group (470, 480) in which a plurality of optical components (lenses, filters, etc.) are configured in multiple stages is configured in a package 410 or a lens holder 460. Since the entire length becomes long, when the optical component group 470 and the lens holder 460 in the package 410 are arranged to be inclined with respect to the sealing member 430, the package 410 and the lens holder 460 are equivalent to the inclined length. There is a problem that the optical module 400 becomes large because space is occupied.

以上のような事情に鑑み、本発明は、複雑な設計変更を行うことなく、特性劣化を抑制することが可能な光モジュールを提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, it is an object of the present invention to provide an optical module capable of suppressing characteristic degradation without making a complicated design change.

本発明に係る光モジュールは、光デバイスが収容されたパッケージと、当該パッケージ内部の気密性を確保するための封止部材とを備え、封止部材は、光デバイスからパッケージの外部へ進行する第一光が入射する第一面及びパッケージの外部から光デバイスへ向けて進行する第二光が入射する第二面を有すると共に、第一面と第二面との間で第一光及び第二光を透過可能に形成され、第一面は、第一光の光軸に垂直な平面に対して傾斜して配置されており、第二面は、第二光の光軸に垂直な平面に対して傾斜して配置されている。 An optical module according to the present invention includes a package in which an optical device is accommodated and a sealing member for ensuring airtightness inside the package, and the sealing member advances from the optical device to the outside of the package. A first surface on which the first light is incident and a second surface on which the second light traveling from the outside of the package toward the optical device is incident; The first surface is arranged to be inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the first light, and the second surface is a plane perpendicular to the optical axis of the second light. It is arranged to be inclined.

また、第一面と第二面とが平行であってもよい。 Further, the first surface and the second surface may be parallel.

また、パッケージが一方向に延びる形状であると共に、封止部材を収容する凹部を有し、凹部が該一方向に対して傾いた方向に形成されている構成であってもよい。 In addition, the package may have a shape extending in one direction, a recess that accommodates the sealing member, and the recess formed in a direction inclined with respect to the one direction.

また、パッケージが封止部材を凹部に挿入するための挿入孔を該一方向の端部に有し、該挿入孔が該一方向に平行に形成されている構成であってもよい。 Further, the package may have an insertion hole for inserting the sealing member into the recess at the end in the one direction, and the insertion hole is formed in parallel with the one direction.

また、封止部材を介して光デバイスに光を出力する光ファイバー、または光デバイスからの光が入力される光ファイバーと、接合材を介してパッケージに接合され、パッケージと光ファイバーとを連結する連結部とを更に備える構成であってもよい。 Further, an optical fiber that outputs light to the optical device through the sealing member, or an optical fiber to which light from the optical device is input, and a connecting portion that is bonded to the package via the bonding material and connects the package and the optical fiber. May be provided.

また、第一光の光路及び第二光の光路のうち少なくとも一方には、複数の光学部品が設けられている構成であってもよい。 Moreover, the structure by which several optical components are provided in at least one among the optical path of 1st light and the optical path of 2nd light may be sufficient.

本発明によれば、パッケージとの間で光デバイスを封止する封止部材が、光デバイスからパッケージの外部へ進行する第一光が入射する第一面及びパッケージの外部から光デバイスへ向けて進行する第二光が入射する第二面を有し、第一面と第二面との間で光を透過可能に形成され、第一面が第一光の入射方向に垂直な平面に対して傾斜して配置されており、第二面が第二光の入射方向に垂直な平面に対して傾斜して配置されているため、第一面及び第二面に対して入射した第一光及び第二光の一部が反射される場合であっても、入射光の光路とは異なる方向に反射されることになる。これにより、反射光が入射光の光路を逆方向して戻されるのを回避することができるため、複雑な設計変更を行うことなく、光モジュールの特性劣化を抑制することが可能となる。また、パッケージの内部または外部の光学部品が多段に複数構成される場合でも光モジュールの大型化を抑制することができる。 According to the present invention, the sealing member that seals the optical device with the package has the first surface on which the first light traveling from the optical device to the outside of the package is incident and from the outside of the package toward the optical device. It has a second surface on which the traveling second light is incident, and is formed so that light can be transmitted between the first surface and the second surface, and the first surface is perpendicular to the plane perpendicular to the incident direction of the first light. The first light incident on the first surface and the second surface because the second surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the incident direction of the second light. Even when a part of the second light is reflected, it is reflected in a direction different from the optical path of the incident light. As a result, it is possible to prevent the reflected light from being returned in the reverse direction of the optical path of the incident light, so that it is possible to suppress deterioration of the characteristics of the optical module without making a complicated design change. Further, even when a plurality of optical components inside or outside the package are formed in multiple stages, the increase in size of the optical module can be suppressed.

本発明の第一実施形態に係る光モジュールの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the optical module which concerns on 1st embodiment of this invention. 光モジュールの一部の構成を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the structure of a part of optical module. 本発明の第二実施形態に係る光モジュールの一部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a part of optical module which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態に係る光モジュールの一部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a part of optical module which concerns on 3rd embodiment of this invention. 変形例に係る光モジュールの一部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a part of optical module which concerns on a modification. 従来例に係る光モジュールの一部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows a part of structure of the optical module which concerns on a prior art example.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る光モジュール１００の全体構成を示す断面図である。
図１に示すように、光モジュール１００は、パッケージ１０と、当該パッケージ１０に収容された光デバイス２０と、パッケージ１０との間で光デバイス２０を封止する封止部材３０と、光デバイス２０との間で光学的に接続された光ファイバー４０と、を備えている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an optical module 100 according to the first embodiment of the present invention.
As illustrated in FIG. 1, the optical module 100 includes a package 10, an optical device 20 accommodated in the package 10, a sealing member 30 that seals the optical device 20 between the package 10, and an optical device 20. And an optical fiber 40 optically connected to each other.

パッケージ１０は、光デバイス２０を密閉するものであり、例えば切削加工性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３０３など）などの金属材料を用いて一方向に延伸するように形成されている。パッケージ１０は、光デバイス２０を収容する収容室１１と、封止部材３０が配置される凹部１２と、収容室１１から凹部１２へと貫通する貫通孔１３とを有しており、凹部１２はパッケージ１０を形成する面に形成されている。 The package 10 seals the optical device 20 and is formed to extend in one direction using a metal material such as stainless steel (SUS303 or the like) having high workability. The package 10 includes a storage chamber 11 that stores the optical device 20, a recess 12 in which the sealing member 30 is disposed, and a through hole 13 that penetrates from the storage chamber 11 to the recess 12. It is formed on the surface on which the package 10 is formed.

収容室１１は、パッケージ１０の内部に配置されている。収容室１１は、封止部材３０によって気密性が確保された状態となっている。収容室１１には、光デバイス２０が配置される。 The accommodation chamber 11 is disposed inside the package 10. The storage chamber 11 is in a state in which airtightness is ensured by the sealing member 30. An optical device 20 is disposed in the storage chamber 11.

光デバイス２０としては、例えばＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３、ニオブ酸リチウム）チップと回路基板とから構成される光制御素子などが挙げられる。このような光制御素子を搭載した光モジュール１００は、例えば長距離光ファイバー通信や特殊光計測などの分野において光変調器や光スイッチとして用いることができる。また光デバイス２０はレーザーダイオードやフォトディテクタの光半導体チップなどの他の光デバイスが搭載された構成であってもよいし、パッケージ１０に対して光が同軸で双方向に入出力するＷＤＭモジュール（Wavelength Division Multiplexer）であってもよい。 Examples of the optical device 20 include a light control element including an LN (LiNbO ₃ , lithium niobate) chip and a circuit board. The optical module 100 equipped with such a light control element can be used as an optical modulator or an optical switch in fields such as long-distance optical fiber communication and special light measurement. The optical device 20 may have a configuration in which another optical device such as a laser diode or an optical semiconductor chip of a photodetector is mounted, or a WDM module (Wavelength) in which light is coaxially input to and output from the package 10 in a bidirectional manner. Division Multiplexer).

封止部材３０は、貫通孔１３を塞ぐようにパッケージ１０の凹部１２に配置されており、例えばＡｕＳｎなどの接合材３１を用いてパッケージ１０に接着されている。封止部材３０及び接合材３１により、収容室１１が封止（密閉）された状態となっている。封止部材３０としては、例えばサファイアなどによって形成された光学ガラスを用いることができる。 The sealing member 30 is disposed in the recess 12 of the package 10 so as to close the through hole 13 and is bonded to the package 10 using a bonding material 31 such as AuSn. The storage chamber 11 is sealed (sealed) by the sealing member 30 and the bonding material 31. As the sealing member 30, for example, optical glass formed of sapphire or the like can be used.

なお、パッケージ１０の構成材料（例、ＳＵＳ３０３：線膨張係数１７．３×１０^−６（／℃））と、封止部材３０の構成材料（例、サファイア：線膨張係数７．０〜７．７×１０^−６（／℃））との間の線膨張係数の差により、例えば温度変化時などに封止部材３０の剥離や割れ等の不具合が生じる可能性がある。このような不具合が想定される場合には、当該不具合が生じないように、例えばパッケージ１０の構成材料と封止部材３０の構成材料との間の線膨張係数を有する介挿部材（封止部材３０を保持するホルダーなど）を介してパッケージ１０と封止部材３０との間を接合させてもよい。 The constituent material of the package 10 (eg, SUS303: linear expansion coefficient 17.3 × 10 ⁻⁶ (/ ° C.)) and the constituent material of the sealing member 30 (eg, sapphire: linear expansion coefficient 7.0 to 7.7). Due to the difference in linear expansion coefficient from 7 × 10 ⁻⁶ (/ ° C.), problems such as peeling or cracking of the sealing member 30 may occur when the temperature changes, for example. When such a malfunction is assumed, an insertion member (sealing member) having a linear expansion coefficient between, for example, the constituent material of the package 10 and the constituent material of the sealing member 30 so that the malfunction does not occur. The package 10 and the sealing member 30 may be bonded to each other via a holder or the like that holds 30.

封止部材３０は、光デバイス２０からパッケージ１０の外部へ進行する光（第一光）が入射する第一面３０ａと、パッケージ１０の外部から光デバイス２０へ向けて進行する光（第二光）が入射する第二面３０ｂとを有している。封止部材３０は、第一面３０ａと第二面３０ｂとの間で光を透過可能に形成されている。したがって、光デバイス２０から第一面３０ａに入射した光は、封止部材３０を透過して、第二面３０ｂからパッケージ１０の外部へ射出される。また、パッケージ１０の外部から第二面３０ｂに入射した光は、封止部材３０を透過して、第一面３０ａからパッケージ１０へ向けて射出される。 The sealing member 30 includes a first surface 30a on which light traveling from the optical device 20 to the outside of the package 10 (first light) is incident, and light traveling from the outside of the package 10 toward the optical device 20 (second light). ) Is incident on the second surface 30b. The sealing member 30 is formed so that light can be transmitted between the first surface 30a and the second surface 30b. Therefore, the light incident on the first surface 30 a from the optical device 20 passes through the sealing member 30 and is emitted from the second surface 30 b to the outside of the package 10. Further, the light incident on the second surface 30 b from the outside of the package 10 passes through the sealing member 30 and is emitted from the first surface 30 a toward the package 10.

光ファイバー４０は、光学レンズホルダー（連結部）６０を介してパッケージ１０に連結されている。光学レンズホルダー６０には、例えば光学レンズ６１などの光学部品が保持されている。光学レンズホルダー６０は、例えばＡｕＳｎなどの接合材６２を介してパッケージ１０に接合されている。光ファイバー４０は、光学レンズ６１及び封止部材３０を介して、光デバイス２０に光学的に接続されている。 The optical fiber 40 is connected to the package 10 via an optical lens holder (connecting portion) 60. The optical lens holder 60 holds optical components such as an optical lens 61, for example. The optical lens holder 60 is bonded to the package 10 via a bonding material 62 such as AuSn. The optical fiber 40 is optically connected to the optical device 20 via the optical lens 61 and the sealing member 30.

光モジュール１００では、光ファイバー４０が、パッケージ１０の延伸方向と平行な軸である軸ＡＸ１に沿って配置された構成を有している。このため、光学レンズホルダー６０や光ファイバー４０はパッケージ１０に対して傾かず、パッケージ１０からはみ出すことがないため、光モジュール１００を小型化することができ、また光モジュール１００を外部機器（光送信機、光受信機など）に組み込む場合、当該外部機器の外観仕様を満足しやすい構成となる。 The optical module 100 has a configuration in which the optical fiber 40 is disposed along an axis AX1 that is an axis parallel to the extending direction of the package 10. For this reason, the optical lens holder 60 and the optical fiber 40 are not inclined with respect to the package 10 and do not protrude from the package 10. Therefore, the optical module 100 can be reduced in size, and the optical module 100 can be connected to an external device (optical transmitter). In the case of incorporating in an optical receiver, etc., it becomes a configuration that easily satisfies the appearance specifications of the external device.

図２は、光モジュール１００の一部（パッケージ１０の凹部１２）の構成を拡大して示す断面図である。
図２に示すように、凹部１２は、パッケージ１０の端面１０ａから収容室１１側へ向けて形成されており、円柱状などの形状に刳り貫かれた形状を有している。凹部１２は、凹部１２の中心軸ＡＸ２がパッケージ１０の中心軸ＡＸ１に対して例えば２°〜５°程度傾くように形成されている。中心軸ＡＸ１に対する中心軸ＡＸ２の傾き角度について、上記範囲は一例であり当該範囲に限られることはない。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a part of the optical module 100 (the recess 12 of the package 10).
As shown in FIG. 2, the recess 12 is formed from the end surface 10 a of the package 10 toward the accommodation chamber 11, and has a shape penetrated into a columnar shape or the like. The recess 12 is formed such that the center axis AX2 of the recess 12 is inclined by about 2 ° to 5 °, for example, with respect to the center axis AX1 of the package 10. Regarding the inclination angle of the central axis AX2 with respect to the central axis AX1, the above range is an example and is not limited to this range.

凹部１２の底部１２ａは、平坦に形成されており、中心軸ＡＸ２に対して垂直に配置されている。したがって、底部１２ａは、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１に垂直な面に対して傾いた状態となっている。 The bottom 12a of the recess 12 is formed flat and is disposed perpendicular to the central axis AX2. Therefore, the bottom 12a is inclined with respect to a plane perpendicular to the central axis AX1 of the package 10.

封止部材３０の第一面３０ａは、接合材３１を介して凹部１２の底部１２ａに接合されており、底部１２ａと平行に配置されている。また、当該第一面３０ａと平行に配置された第二面３０ｂについても、底部１２ａと平行に配置されている。このように、第一面３０ａと第二面３０ｂとが平行に配置されているため、平行平板を用いて容易に封止部材３０を構成することができる。 The first surface 30a of the sealing member 30 is joined to the bottom 12a of the recess 12 via the joining material 31, and is arranged in parallel with the bottom 12a. Further, the second surface 30b disposed in parallel with the first surface 30a is also disposed in parallel with the bottom portion 12a. Thus, since the 1st surface 30a and the 2nd surface 30b are arrange | positioned in parallel, the sealing member 30 can be easily comprised using a parallel plate.

また、光デバイス２０からパッケージ１０の外部へ進行する第一光の光軸Ｌ１、及び、パッケージ１０の外部から光デバイス２０へ向けて進行する第二光の光軸Ｌ２は、それぞれ、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１と平行となっている。 The optical axis L1 of the first light traveling from the optical device 20 to the outside of the package 10 and the optical axis L2 of the second light traveling from the outside of the package 10 toward the optical device 20 are respectively It is parallel to the central axis AX1.

したがって、第一面３０ａは、第一光の光軸Ｌ１に垂直な平面に対して傾いた状態で配置されている。同様に、第二面３０ｂは、第二光の光軸Ｌ２に垂直な平面に対して傾いた状態で配置されている。 Accordingly, the first surface 30a is disposed in a state of being inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis L1 of the first light. Similarly, the 2nd surface 30b is arrange | positioned in the state inclined with respect to the plane perpendicular | vertical to the optical axis L2 of 2nd light.

次に、上記のように構成された光モジュール１００の製造方法を説明する。
まず、収容室１１が形成された状態のパッケージ１０の端面１０ａを切削加工して凹部１２を形成する。この切削加工では、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１に対して、例えば２°〜５°程度傾いた方向に端面１０ａを掘り込むようにする。一定距離を掘り込んだ後、凹部１２の中心軸ＡＸ２に対して垂直な面を、当該凹部１２の先端部分（底部）に形成する。 Next, a method for manufacturing the optical module 100 configured as described above will be described.
First, the recess 12 is formed by cutting the end surface 10a of the package 10 in a state where the accommodation chamber 11 is formed. In this cutting process, the end face 10a is dug in a direction inclined, for example, by 2 ° to 5 ° with respect to the central axis AX1 of the package 10. After digging a certain distance, a surface perpendicular to the central axis AX2 of the recess 12 is formed at the tip (bottom) of the recess 12.

その後、当該中心軸ＡＸ２に垂直な面のうち中央付近の所定領域（例、凹部１２の径よりも小さい円形領域）を、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１に平行な方向に掘り込むことにより、凹部１２と収容室１１とを連通する貫通孔１３を形成する。 Thereafter, a predetermined region near the center (for example, a circular region smaller than the diameter of the concave portion 12) in the plane perpendicular to the central axis AX2 is dug in a direction parallel to the central axis AX1 of the package 10 to thereby form the concave portion 12. And a through hole 13 communicating with the storage chamber 11 is formed.

次に、貫通孔１３の径よりも大きい径を有する円形領域を切り抜いたシート状のＡｕＳｎ膜を形成し、当該ＡｕＳｎ膜を凹部１２の底部１２ａに押し当てる。その後、封止部材３０を凹部１２に挿入し、第一面３０ａをＡｕＳｎ膜に押し当てる。なお、封止部材３０については、封止部材３０をそのまま用いてもよいし、封止部材３０を金属などで形成されたリング状のホルダーに固定してハンドリングを容易にした構成にして用いてもよい。 Next, a sheet-like AuSn film is formed by cutting out a circular region having a diameter larger than the diameter of the through hole 13, and the AuSn film is pressed against the bottom 12 a of the recess 12. Thereafter, the sealing member 30 is inserted into the recess 12 and the first surface 30a is pressed against the AuSn film. As for the sealing member 30, the sealing member 30 may be used as it is, or the sealing member 30 may be fixed to a ring-shaped holder made of metal or the like for easy handling. Also good.

この状態で、リフロー炉などの高温炉にパッケージ１０ごと投入し、ＡｕＳｎを溶解して固化させる。この工程により、ＡｕＳｎ膜が接合材３１となって封止部材３０を底部１２ａに固定し、収容室１１が封止部材３０及び接合材３１によって封止される。また、封止部材３０の第一面３０ａ及び第二面３０ｂは、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１に垂直な平面に対して例えば２°〜５°程度傾いた状態で配置されることになる。 In this state, the entire package 10 is put into a high temperature furnace such as a reflow furnace, and AuSn is melted and solidified. Through this step, the AuSn film becomes the bonding material 31 to fix the sealing member 30 to the bottom portion 12 a, and the storage chamber 11 is sealed by the sealing member 30 and the bonding material 31. In addition, the first surface 30a and the second surface 30b of the sealing member 30 are disposed in a state of being inclined by about 2 ° to 5 °, for example, with respect to a plane perpendicular to the central axis AX1 of the package 10.

このように、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１に対して傾いた方向に凹部１２を掘り込み、底部を凹部１２の中心軸ＡＸ２に垂直に加工することにより、特段困難な手法を用いることなく、凹部１２の内部にパッケージ１０の中心軸ＡＸ１の法線方向に対して傾いた面、すなわち、封止部材３０の第一面３０ａを固定するための底部１２ａ、を形成することができる。また、底部１２ａを形成した状態からＡｕＳｎ膜を用いて封止部材３０を底部１２ａに固定するまでの工程においても、特段困難な手法を用いる必要が無い。 In this manner, the recess 12 is dug in a direction inclined with respect to the center axis AX1 of the package 10, and the bottom is processed perpendicularly to the center axis AX2 of the recess 12, so that the recess 12 can be used without using a particularly difficult technique. A surface inclined with respect to the normal direction of the central axis AX1 of the package 10, that is, a bottom portion 12a for fixing the first surface 30a of the sealing member 30 can be formed in the interior of the package 10. Further, it is not necessary to use a particularly difficult method in the process from the state in which the bottom portion 12a is formed until the sealing member 30 is fixed to the bottom portion 12a using the AuSn film.

このように形成されたパッケージ１０の内部あるいは外部に光デバイス２０や光学レンズ６１などの光学部品を配置させると共に、光ファイバー４０などを取り付ける。 Optical components such as the optical device 20 and the optical lens 61 are disposed inside or outside the package 10 thus formed, and the optical fiber 40 and the like are attached.

上記のように構成された光モジュール１００において、例えば第一光が第一面３０ａに入射される場合、第一面３０ａの法線方向に対して傾いて入射される。このため、第一光の一部が第一面３０ａにおいて反射される場合には、反射光Ｒ１は第一光の光軸Ｌ１とは異なる方向に反射される。同様に、第二光が第二面３０ｂに入射される場合、第二面３０ｂの法線方向に対して傾いて入射される。このため、第二光の一部が第二面３０ｂにおいて反射される場合には、反射光Ｒ２は第二光の光軸Ｌ２とは異なる方向に反射される。 In the optical module 100 configured as described above, for example, when the first light is incident on the first surface 30a, the first light is incident with an inclination with respect to the normal direction of the first surface 30a. For this reason, when a part of 1st light is reflected in the 1st surface 30a, reflected light R1 is reflected in the direction different from the optical axis L1 of 1st light. Similarly, when the second light is incident on the second surface 30b, the second light is inclined with respect to the normal direction of the second surface 30b. For this reason, when a part of second light is reflected on the second surface 30b, the reflected light R2 is reflected in a direction different from the optical axis L2 of the second light.

このように、本実施形態においては、第一面３０ａ及び第二面３０ｂに対して入射した第一光及び第二光の一部が反射される場合であっても、反射光Ｒ１、Ｒ２は入射光の光路とは異なる方向に反射されることになる。これにより、反射光Ｒ１、Ｒ２が入射光の光路Ｌ１、Ｌ２を逆方向して戻されるのを回避することができるため、複雑な設計変更を行うことなく、光モジュール１００の特性劣化を抑制することが可能となる。 Thus, in this embodiment, even if it is a case where a part of 1st light and 2nd light which injected with respect to the 1st surface 30a and the 2nd surface 30b are reflected, reflected light R1, R2 is It is reflected in a direction different from the optical path of the incident light. As a result, it is possible to avoid the reflected light R1 and R2 from being returned in the reverse direction of the optical paths L1 and L2 of the incident light, and thus suppress the characteristic deterioration of the optical module 100 without making a complicated design change. It becomes possible.

また、光の出力が１０Ｊ／ｃｍ^２以上と大きい場合や複数波長の光が第一面３０ａ及び第二面３０ｂに入射する場合など、第一面３０ａ及び第二面３０ｂに反射防止膜を形成することが困難な場合であっても、封止部材３０に反射防止膜を形成することなく光モジュール１００の特性低下を抑制することができる。なお、第一面３０ａ及び第二面３０ｂに反射防止膜を形成することが可能な場合には、例えば第一面３０ａ及び第二面３０ｂのうち少なくとも一方の面に、一層又は複数層の反射防止膜が形成された構成であってもよい。これにより、光モジュール１００の特性劣化をより確実に抑制することができる。 In addition, when the light output is as large as 10 J / cm ² or more, or when light of a plurality of wavelengths is incident on the first surface 30a and the second surface 30b, an antireflection film is formed on the first surface 30a and the second surface 30b. Even if it is difficult to do so, it is possible to suppress deterioration in the characteristics of the optical module 100 without forming an antireflection film on the sealing member 30. In addition, when an antireflection film can be formed on the first surface 30a and the second surface 30b, for example, at least one of the first surface 30a and the second surface 30b has one or more layers of reflection. The structure in which the prevention film was formed may be sufficient. Thereby, the characteristic deterioration of the optical module 100 can be suppressed more reliably.

また、本実施形態によれば、封止部材３０を凹部１２に収容する簡単な構成で、第一面３０ａ及び第二面３０ｂを第一光の光軸Ｌ１及び第二光の光軸Ｌ２に対して傾けた構成とすることができる。 Further, according to the present embodiment, the first surface 30a and the second surface 30b are set to the optical axis L1 of the first light and the optical axis L2 of the second light with a simple configuration in which the sealing member 30 is accommodated in the recess 12. It can be set as the structure inclined with respect to.

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図３は、本発明の第二実施形態に係る光モジュール２００の全体構成を示す断面図である。
図３に示すように、本実施形態では、光ファイバー４０をパッケージ１０に連結する光学レンズホルダー２６０の構成が第一実施形態とは異なっている。具体的には、光学レンズホルダー２６０は、パッケージ１０に接合された第一部材２６０Ａと、光学レンズ６１を保持する第二部材２６０Ｂとを有しており、第一部材２６０Ａと第二部材２６０Ｂとが接合された構成となっている。このように光学レンズホルダー２６０を複数部材に分けることにより、各部材（第一部材２６０Ａ及び第二部材２６０Ｂ）の接合手段を個別に設定することができる。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the optical module 200 according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the configuration of an optical lens holder 260 for connecting the optical fiber 40 to the package 10 is different from that of the first embodiment. Specifically, the optical lens holder 260 includes a first member 260A joined to the package 10 and a second member 260B that holds the optical lens 61. The first member 260A and the second member 260B Are joined. Thus, by dividing the optical lens holder 260 into a plurality of members, the joining means of each member (the first member 260A and the second member 260B) can be individually set.

例えば、第一実施形態では、パッケージ１０に接続させるホルダーが接合材６２を用いて固定されているが、他の固定方法として、レーザー（ＹＡＧレーザー）溶接などが挙げられる。レーザー溶接によってホルダーを固定することにより、光学レンズ６１の光軸合わせを容易に行うことができる。以下、本実施形態では、レーザー溶接によってパッケージ１０に光学レンズホルダー２６０を接合する場合を例に挙げて説明する。 For example, in the first embodiment, the holder to be connected to the package 10 is fixed using the bonding material 62, but other fixing methods include laser (YAG laser) welding and the like. The optical axis of the optical lens 61 can be easily adjusted by fixing the holder by laser welding. Hereinafter, in this embodiment, the case where the optical lens holder 260 is joined to the package 10 by laser welding will be described as an example.

レーザー溶接を行う場合、レーザーのエネルギーによってパッケージ１０又は光学レンズホルダー２６０に溶接歪みが発生する場合がある。このため、例えばレーザーによって接合する部品の構成材料としては、ＳＵＳ３０３よりも溶接歪みの少ないＳＵＳ３０４を用いることが好ましい。 When laser welding is performed, welding distortion may occur in the package 10 or the optical lens holder 260 due to the energy of the laser. For this reason, for example, it is preferable to use SUS304, which has less welding distortion than SUS303, as a constituent material of parts to be joined by laser.

一方、本実施形態では、パッケージ１０に凹部１２を形成する必要があるため、切削加工を行いやすいＳＵＳ３０３がパッケージ１０の材料として用いられている。この状態でＳＵＳ３０４を用いた光学レンズホルダー２６０とＳＵＳ３０３を用いたパッケージ１０とをレーザー溶接すると、パッケージ１０の端面１０ａ側に溶接歪みが生じてしまう。 On the other hand, in this embodiment, since it is necessary to form the recess 12 in the package 10, SUS303 that can be easily cut is used as the material of the package 10. When the optical lens holder 260 using SUS304 and the package 10 using SUS303 are laser welded in this state, welding distortion occurs on the end surface 10a side of the package 10.

これに対して、本実施形態では、第一部材２６０Ａ及び第二部材２６０Ｂの接合手段を個別に設定することができるため、例えば第一部材２６０Ａ及び第二部材２６０Ｂの構成材料としてＳＵＳ３０４を用い、パッケージ１０の構成材料としてＳＵＳ３０３を用いた場合でも、パッケージ１０と第一部材２６０Ａとの接合部を第一実施形態と同様に接合材３１による接合とし、第一部材２６０Ａと第二部材２６０Ｂとの接合部２６２をレーザー溶接による接合とすることができる。これにより、パッケージ１０における溶接歪みの発生を回避することができると共に、光学レンズ６１の光軸合わせを容易に行うことができる。 On the other hand, in this embodiment, since the joining means of the first member 260A and the second member 260B can be individually set, for example, SUS304 is used as a constituent material of the first member 260A and the second member 260B. Even when SUS303 is used as the constituent material of the package 10, the joint between the package 10 and the first member 260 A is joined by the joint material 31 as in the first embodiment, and the first member 260 A and the second member 260 B are joined. The joint portion 262 can be joined by laser welding. Thereby, generation | occurrence | production of the welding distortion in the package 10 can be avoided, and the optical axis alignment of the optical lens 61 can be performed easily.

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図４は、本発明の第三実施形態に係る光モジュール３００の全体構成を示す断面図である。
図４に示すように、本実施形態では、封止部材３０を収容する掘り込み部３１３がパッケージ１０の延伸方向に沿った方向に形成されている。すなわち、掘り込み部３１３の中心軸ＡＸ３は、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１に平行である。 [Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the optical module 300 according to the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a dug portion 313 that accommodates the sealing member 30 is formed in a direction along the extending direction of the package 10. That is, the central axis AX3 of the digging portion 313 is parallel to the central axis AX1 of the package 10.

当該掘り込み部３１３には、封止部材３０を取り付ける凹部３１２が形成されている。凹部３１２は、パッケージ１０の延伸方向に対して傾いた方向へ向けて形成されている。具体的には、凹部３１２の中心軸ＡＸ２は、パッケージ１０の中心軸ＡＸ１及び掘り込み部３１３の中心軸ＡＸ３に対して例えば２°〜５°程度傾いている。凹部３１２の径Ｄ１は、掘り込み部３１３の径Ｄ２よりも小さく、かつ、封止部材３０を挿入可能な寸法に設定されている。 A recess 312 for attaching the sealing member 30 is formed in the digging portion 313. The recess 312 is formed in a direction inclined with respect to the extending direction of the package 10. Specifically, the central axis AX2 of the recess 312 is inclined by about 2 ° to 5 °, for example, with respect to the central axis AX1 of the package 10 and the central axis AX3 of the digging portion 313. The diameter D 1 of the recess 312 is smaller than the diameter D 2 of the digging portion 313 and is set to a dimension in which the sealing member 30 can be inserted.

凹部３１２の底部３１２ｂは、例えば平坦に形成されており、凹部３１２の中心軸ＡＸ２に対して垂直に配置されている。封止部材３０は、接合材３１を介して当該底部３１２ｂに保持されている。また、封止部材３０の第一面３０ａ及び第二面３０ｂは、底部３１２ｂに平行に配置されている。このため、第一実施形態と同様に、封止部材３０
の第一面３０ａは、パッケージ１０の内部から封止部材３０へ向けて進行する第一光の光軸（不図示）に垂直な平面に対して傾いた状態で配置されている。同様に、封止部材３０の第二面３０ｂは、パッケージ１０の外部から封止部材３０へ向けて進行する第二光の光軸（不図示）に垂直な平面に対して傾いた状態で配置されている。 The bottom 312b of the recess 312 is formed flat, for example, and is disposed perpendicular to the central axis AX2 of the recess 312. The sealing member 30 is held on the bottom portion 312 b via the bonding material 31. Further, the first surface 30a and the second surface 30b of the sealing member 30 are disposed in parallel to the bottom 312b. For this reason, the sealing member 30 is the same as in the first embodiment.
The first surface 30 a is disposed in a state inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis (not shown) of the first light traveling from the inside of the package 10 toward the sealing member 30. Similarly, the second surface 30b of the sealing member 30 is disposed in a state inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis (not shown) of the second light traveling from the outside of the package 10 toward the sealing member 30. Has been.

パッケージ１０の端面１０ａには、光学レンズホルダー３６０が接続されている。光学レンズホルダー３６０は、接合材３６２を介してパッケージ１０に接合された第一部材３６０Ａと、光学レンズ６１を保持する第二部材３６０Ｂとを有している。第一部材３６０Ａには、掘り込み部３１３に挿入される段部３６３が形成されている。本実施形態では、掘り込み部３１３が中心軸ＡＸ１に平行に形成されているため、段部３６３の形状は掘り込み部３１３の内周面の形状に沿うように、中心軸ＡＸ１に平行に配置されるように円筒状に形成されている。段部３６３の外周面と掘り込み部３１３の内周面との間には、接合材３６２が介挿されている。本実施形態では、掘り込み部３１３の内周面及び段部３６３の外周面が共に円筒面であるため、接合材３６２は掘り込み部３１３の内周面と段部３６３の外周面との間において周方向の一周に亘って均一な厚さで配置されることになる。 An optical lens holder 360 is connected to the end surface 10 a of the package 10. The optical lens holder 360 includes a first member 360 A bonded to the package 10 via a bonding material 362 and a second member 360 B that holds the optical lens 61. In the first member 360 A, a step portion 363 to be inserted into the digging portion 313 is formed. In this embodiment, since the digging portion 313 is formed in parallel with the central axis AX1, the shape of the stepped portion 363 is arranged in parallel with the central axis AX1 so as to follow the shape of the inner peripheral surface of the digging portion 313. It is formed in a cylindrical shape. A bonding material 362 is interposed between the outer peripheral surface of the step portion 363 and the inner peripheral surface of the digging portion 313. In this embodiment, since the inner peripheral surface of the digging portion 313 and the outer peripheral surface of the step portion 363 are both cylindrical surfaces, the bonding material 362 is between the inner peripheral surface of the digging portion 313 and the outer peripheral surface of the step portion 363. In this case, the film is arranged with a uniform thickness over one circumference in the circumferential direction.

これにより、図３のように掘り込み部３１３が傾いた場合と比べて掘り込み部３１３の内周面と段部３６３の外周面との接合強度が増加するため、外部からの応力や、温度変化による接合部の変形を抑えることができ、光モジュールの信頼性が向上する。 This increases the bonding strength between the inner peripheral surface of the digging portion 313 and the outer peripheral surface of the stepped portion 363 as compared to the case where the digging portion 313 is inclined as shown in FIG. The deformation of the joint due to the change can be suppressed, and the reliability of the optical module is improved.

また、加工精度及び取り付け精度の範囲内で、掘り込み部３１３の内周面と段部３６３の外周面とをほぼ等しい寸法に設計することにより、パッケージ１０と光学レンズホルダー３６０との間を嵌合により簡便に接合することもできる。 In addition, the inner peripheral surface of the dug portion 313 and the outer peripheral surface of the step portion 363 are designed to have substantially the same size within the range of processing accuracy and mounting accuracy, thereby fitting between the package 10 and the optical lens holder 360. It is also possible to join more simply.

また、上記実施形態に比べて、段部３６３の差込量（中心軸ＡＸ１の軸方向の寸法）を大きくすることができる。このため、例えば当該差込量を例えば０．５ｍｍ以上に設定することができる。この場合、光学レンズホルダー３６０の延伸方向に対して垂直な方向からの外力に対して強い構成となるため、振動あるいは衝撃に対して耐性の強い、信頼性の高い光モジュールを提供することができる。 Moreover, compared with the said embodiment, the insertion amount (dimension of the axial direction of center axis AX1) of the step part 363 can be enlarged. For this reason, for example, the insertion amount can be set to 0.5 mm or more, for example. In this case, since the configuration is strong against external force from a direction perpendicular to the extending direction of the optical lens holder 360, it is possible to provide a highly reliable optical module that is highly resistant to vibration or impact. .

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば上記実施形態の構成に加えて、図５に示すように、パッケージ１０のうち封止部材３０の内側及び外側にそれぞれレンズ、フィルタ、波長板などの複数の光学部品７０、８０を配置させてもよい。この構成においては、封止部材３０が光軸に対して傾いているため、光学部品７０、８０において封止部材３０での反射光を原因とした光の共振現象が生じるのを防ぐことができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in addition to the configuration of the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of optical components 70 and 80 such as lenses, filters, and wave plates are arranged inside and outside the sealing member 30 in the package 10. Also good. In this configuration, since the sealing member 30 is inclined with respect to the optical axis, it is possible to prevent the optical components 70 and 80 from causing the light resonance phenomenon caused by the reflected light from the sealing member 30. .

また、上記構成においては、光学部品７０、８０が光の進行方向に並ぶように複数配置されると、当該方向における筐体の寸法が大きく（長く）なる。従来では、封止部材３０の第一面３０ａ及び第二面３０ｂが光の進行方向に対して垂直であったため、例えば封止部材３０の第一面３０ａ及び第二面３０ｂで反射された光が光路を戻るのを防ごうとした場合、第一面３０ａ及び第二面３０ｂの法線方向に対して光学部品７０、８０の光軸を傾ける必要があった。このため、筐体延伸方向に直交する方向についての筐体の寸法が大きくなってしまい、光モジュールを他の装置等に組み込む際の外観仕様を満足しない場合があった。これに対して、図５に示す構成では、光学部品７０、８０の光軸を傾ける必要が無いため、その分スペースを省略することができる。これにより、外観仕様の要請に対応しやすい光モジュール１００が得られる。 Further, in the above configuration, when a plurality of optical components 70 and 80 are arranged so as to be aligned in the light traveling direction, the size of the casing in that direction becomes large (long). Conventionally, since the first surface 30a and the second surface 30b of the sealing member 30 are perpendicular to the light traveling direction, for example, the light reflected by the first surface 30a and the second surface 30b of the sealing member 30 In order to prevent the optical path from returning from the optical path, it is necessary to incline the optical axes of the optical components 70 and 80 with respect to the normal direction of the first surface 30a and the second surface 30b. For this reason, the dimension of the housing in the direction perpendicular to the housing extending direction is increased, and there are cases where the appearance specifications when the optical module is incorporated in another device or the like are not satisfied. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 5, it is not necessary to incline the optical axes of the optical components 70 and 80, so that the space can be omitted. As a result, the optical module 100 that can easily cope with the request for appearance specifications can be obtained.

Ｌ１、Ｌ２…光軸Ｒ１、Ｒ２…反射光ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＸ３…中心軸１０…パッケージ１１…収容室１２…凹部１２ａ…底部１３…連通部２０…光デバイス３０…封止部材３０ａ…第一面３０ｂ…第二面４０…光ファイバー５０…光ファイバー６０…光学レンズホルダー６１…光学レンズ７０．８０…光学部品１００、２００、３００…光モジュール L1, L2 ... Optical axes R1, R2 ... Reflected light AX1, AX2, AX3 ... Central axis 10 ... Package 11 ... Storage chamber 12 ... Recess 12a ... Bottom part 13 ... Communication part 20 ... Optical device 30 ... Sealing member 30a ... First Surface 30b ... Second surface 40 ... Optical fiber 50 ... Optical fiber 60 ... Optical lens holder 61 ... Optical lens 70.80 ... Optical component 100, 200, 300 ... Optical module

Claims

A package containing the optical device;
A sealing member for ensuring the internal tightness of the package,
An optical fiber optically connected to the optical device via the sealing member;
A connecting portion for connecting the package and the optical fiber;
With
The sealing member includes a first surface on which first light traveling from the optical device to the outside of the package is incident and a second surface on which second light traveling from the outside of the package toward the optical device is incident. And having the first light and the second light transmitable between the first surface and the second surface,
The first surface is arranged to be inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the first light,
The second surface is disposed to be inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the second light ,
The package has a shape extending in one direction,
At the end of the package, a recess,
On the end side of the package with respect to the recess, a digging portion communicating with the recess,
On the inner side with respect to the recess, a through hole connecting the recess and the interior is provided,
The diameter of the recess is smaller than the diameter of the digging portion,
The diameter of the through hole is smaller than the diameter of the recess,
The central axis of the recess is inclined with respect to the one direction,
The sealing member is housed in the recess and seals the through hole,
The connecting part is an optical module inserted in the digging part.

The optical module according to claim 1, wherein a central axis of the digging portion is parallel to the one direction.

The optical module according to claim 1, wherein the connecting portion is inserted into the digging portion by 0.5 mm or more.

The optical module according to claim 1, wherein the first surface and the second surface are parallel.

The optical module according to any one of claims 4 wherein the connecting portion from claim 1, which is joined to the package through the bonding material.

The optical module according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of optical components are provided in at least one of the optical path of the first light and the optical path of the second light.

  The connecting portion is a first member inserted into the digging portion and joined to the package;
  The first member is different in forming material, and has a second member that holds the optical fiber,
  The optical module according to claim 1, wherein the first member and the second member are joined.