JP6965758B2 - 光モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光モジュールに関するものである。
特許文献1には、モールド樹脂でパッケージングされた半導体レーザモジュールが記載されている。この半導体レーザモジュールは、パッケージの内部に搭載されたレーザダイオードと、パッケージに挿入されてレーザダイオードと光結合する光ファイバと、光ファイバを支持固定する光ファイバ支持部材とを備えている。光ファイバは、その先端がパッケージの内部に引き込まれて光ファイバ支持部材によって支持固定されている。光ファイバ支持部材は、モールド樹脂から光ファイバに沿って突出する円筒状支持部材に保持されている。円筒状支持部材は、光ファイバ支持部材を、ゴム状弾性を有する接着剤を介して保持しており、この接着剤によってパッケージが封止されている。
特開平10−154849号公報
光モジュールでは、光ファイバの先端がパッケージに挿入されると共に、パッケージは接着剤又は半田等の充填材によって封止されている。充填材は、円筒状支持部材の内部に充填されることによりパッケージの封止を行う。ところで、例えばパッケージに複数の光ファイバが挿入される場合、円筒状支持部材の穴径が大きくなることが想定される。円筒状支持部材の穴径が大きい場合、充填材の量を安定させることが難しくなる。具体的には、充填材の量が多すぎると充填材が他の領域に流れ出す可能性があり、充填材の量が少なすぎると封止が不十分となる可能性がある。従って、円筒状支持部材の内部に充填材を充填して封止を行う光モジュールでは、安定した封止状態を得ることが難しいという問題がある。
本発明は、安定した封止状態を得ることができる光モジュールを提供することを目的とする。
一形態に係る光モジュールは、光素子が搭載されるパッケージと、先端がパッケージの内部に挿入され、光素子と光結合する光ファイバと、パッケージに接続し、光ファイバが挿入される筒状の光ファイバ導入部と、光ファイバ導入部の内部に配置され、光ファイバが搭載される溝を有する封止補材と、光ファイバ導入部を封止する半田と、を備える。
本発明の一形態によれば、安定した封止状態を得ることができる。
図1は、第1実施形態に係る光モジュールの内部構造を示す平面図である。 図2は、図1の光モジュールのパッケージ及び光ファイバ導入部を示す斜視図である。 図3は、図2のパッケージに引き込まれる光ファイバ及びキャピラリを示す図である。 図4は、図3のキャピラリ及び光ファイバを示す正面図である。 図5は、図2の光ファイバ保持部及び封止補材を示す斜視図である。 図6は、図5の封止補材を示す斜視図である。 図7は、図5の封止補材を軸線に垂直な平面で切断したときの断面図である。 図8は、第2実施形態に係る光モジュールの封止補材を示す断面図である。 図9は、第3実施形態に係る光モジュールの封止補材を示す断面図である。
[本発明の実施形態の説明]
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光モジュールは、光素子が搭載されるパッケージと、先端がパッケージの内部に挿入され、光素子と光結合する光ファイバと、パッケージに接続し、光ファイバが挿入される筒状の光ファイバ導入部と、光ファイバ導入部の内部に配置され、光ファイバが搭載される溝を有する封止補材と、光ファイバ導入部を封止する半田と、を備える。
この光モジュールでは、筒状の光ファイバ導入部の内部に封止補材が挿入され、封止補材の溝に光ファイバが搭載される。よって、封止補材は溝に光ファイバを搭載した状態で光ファイバ導入部の内部に挿入されるので、封止補材によって光ファイバ導入部の内部の一部を封止することができる。従って、光ファイバ導入部を封止する半田の量を減らすことができ、半田の量を減らしても光ファイバ導入部を確実に封止することができる。その結果、半田の量が多すぎることにより半田がパッケージの内部等の他の領域に流れ出す現象を抑制することができる。また、封止補材の挿入によって半田の量が少なくても確実に封止を行うことができるので、封止が不十分になる可能性を抑えることができる。従って、安定した封止状態を得ることができる。
また、光ファイバ導入部には、複数の光ファイバが挿入され、複数の光ファイバの少なくとも1つは偏波保持ファイバであってもよい。この場合、複数の光ファイバの少なくとも1つとして偏波保持ファイバを用いることができる。また、複数の光ファイバが光ファイバ導入部の内部に挿入される場合、1本の光ファイバが挿入される場合と比較して、光ファイバ導入部の穴径が大きくなる。この穴径が大きい光ファイバ導入部に対しても、封止補材を挿入して光ファイバ導入部の一部を封止することにより、半田の量を減らすことができる。
また、封止補材は、複数の溝を有し、複数の溝のそれぞれには、複数の光ファイバのそれぞれが搭載されてもよい。この場合、光ファイバのそれぞれに対応して溝が設けられる。よって、各溝に各光ファイバを搭載して封止補材を光ファイバ導入部に挿入することができるので、半田の量を減らして安定した封止状態を得ることができる。
また、複数の溝は、共に、光ファイバ導入部の軸線に沿って封止補材の一方の端面から他方の端面まで延びていてもよい。この場合、封止補材の複数の溝のそれぞれが一方の端面から他方の端面まで延びているので、溝の形状を簡易にしつつ複数の光ファイバを搭載することができる。
また、封止補材は、1つの溝を有し、溝は、光ファイバ導入部の軸線に沿って封止補材の一方の端面から他方の端面まで延びていてもよい。この場合、1つの溝に光ファイバを搭載して封止補材を光ファイバ導入部に挿入することにより、光ファイバの本数が1本の場合であっても安定した封止状態を得ることができる。
また、溝は、封止補材の表面から封止補材の内部に延びており、封止補材の軸線に垂直な断面において、表面の溝の幅は、内部の溝の幅よりも狭くてもよい。この場合、表面の溝の幅よりも内部の溝の幅が広いことにより、1つの溝に複数の光ファイバを搭載することができる。また、表面の溝の幅が内部の溝の幅よりも狭い場合には、溝の全体の容積を小さくすることができると共に、封止補材が封止する領域を大きくすることができる。従って、半田の量を更に減らすことができる。
また、光ファイバ導入部は、封止補材を露出する開口を有してもよい。この場合、光ファイバ導入部の開口から封止補材を露出させ、この開口から半田を光ファイバ導入部の内部に導入することができる。
また、パッケージの線膨張係数、光ファイバ導入部の線膨張係数、及び封止補材の線膨張係数は、互いに同一であってもよい。この場合、温度変化等が生じても、パッケージ、光ファイバ導入部及び封止補材の間の伸び歪みを抑制することができる。従って、温度変化等によって封止が不十分になる可能性を低減することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下では、本発明に係る光モジュールの具体例を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の範囲における全て変更が含まれることが意図される。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
図1は、本実施形態に係る光モジュール1の内部構造を示す平面図であり、光モジュール1の内部の各光素子の接続関係を概略的に示している。図2は、光モジュール1の光ファイバ導入部3を拡大した斜視図である。なお、各図では、理解の容易のため、XYZ直交座標系が示されている。本実施形態において、光モジュール1は、コヒーレント光受信モジュール、すなわち、ICR(Integrated Coherent Receiver)である。光モジュール1は、位相変調された受信信号光(以下では信号光という)L1に局部発振光(以下では局発光という)L2を干渉させることにより、信号光L1に含まれる情報を復調する。復調された情報は、電気信号に変換され、光モジュール1の外部に出力される。
光モジュール1は、直方体状のパッケージ2と、パッケージ2に固定される光ファイバ導入部3とを備える。パッケージ2及び光ファイバ導入部3は、互いに同一の材料によって構成されており、例えば、コバール製である。パッケージ2は4つの側壁を有する。パッケージ2の4つの側壁のうち、窓部2bを有する側壁2aには、Z方向に延びる中心軸を有する筒状の光ファイバ導入部3が設けられる。光ファイバ導入部3は、側壁2aからパッケージ2の外側に突出する。光ファイバ導入部3は、例えば、Z方向に延びる円筒状とされている。光ファイバ導入部3の側面3aには、Y方向を向く開口3bが設けられる。開口3bは、光ファイバ導入部3の内部に半田H(図5参照)を入れるための孔であり、例えば、側面3aに対して傾斜する傾斜面3cを縁部に有する。
光ファイバ導入部3のZ方向を向く孔3d、及び側壁2aの窓部2bには、光ファイバアレイ5及び封止補材10が挿入されており、光ファイバアレイ5の先端にはキャピラリ6が設けられる。光ファイバアレイ5は、シングルモードファイバ(Single Mode Fiber:SMF)7と、偏波保持ファイバ(PolarizationMaintaining Fiber:PMF)8を光ファイバとして含んでいる。SMF7は信号光L1を伝搬し、PMF8は局発光L2を伝搬する。信号光L1及び局発光L2は、SMF7及びPMF8のそれぞれを介してパッケージ2の内部に入力される。封止補材10については後に詳述する。
パッケージ2の側壁2aを除く少なくとも1つの側壁には、複数の端子4が設けられる。複数の端子4は、例えば、パッケージ2の各側壁を構成する多層セラミック層(multi-layered ceramics)の最下層から引き出される。複数の端子4には、信号光L1から生成された電気信号を光モジュール1の外部に取り出す端子、パッケージ2の内部の電子回路にバイアスを供給する端子、及び接地端子等が含まれる。
本実施形態に係る光モジュール1は、信号光L1と局発光L2とを干渉させるマルチモード干渉(MMI:Multi-Mode Interference)素子21,22をパッケージ2の内部に収容する。MMI素子21,22は、例えば、光90°ハイブリッドである。MMI素子21,22は、パッケージ2の内部においてX方向に沿って並置されている。また、光モジュール1は、MMI素子21,22の各信号光入力端とSMF7とを光学的に結合する光素子として、コリメートレンズ25aと、光分波器(Beam Splitter:BS)26aと、偏波分離素子(PolarizationBeam Splitter:PBS)23と、スキュー調整素子24と、全反射ミラー28と、半波長(λ/2)板27とをパッケージ2の内部に収容する。
コリメートレンズ25aはSMF7から出力される信号光L1の光路上に配置される。コリメートレンズ25aは、SMF7からの信号光L1をコリメート光に変換してBS26aに出力する。BS26aは、コリメートレンズ25aから信号光L1を受け、信号光L1を信号光L10とモニタ光M1に分離する。信号光L10はBS26aを透過する。モニタ光M1は、BS26aにおいて反射され、信号光L1の進行方向と直交する方向に進む。モニタ光M1の光路上にはモニタ用PD26bが設けられる。モニタ用PD26bは、モニタ光M1を受光し、受光したモニタ光M1の強度に対応した電気信号を出力する。
PBS23は、BS26aを透過した信号光L10の光路上に配置される。PBS23は、BS26aと光学的に結合される光入射面を有し、信号光L10の一方の偏波成分(例えばX偏波成分であってXZ平面に含まれる成分)L11と、他方の偏波成分(例えばY偏波成分であってYZ平面に含まれる成分)L12とを分岐する。この分岐比は例えば50%である。一方の偏波成分L11は、PBS23を透過してMMI素子21の信号光入力端に向かう。他方の偏波成分L12は、進行方向をPBS23により90°変換され、全反射ミラー28に向かう。
スキュー調整素子24は、PBS23とMMI素子21の信号光入力端との間の光路上(すなわち、MMI素子21の信号光入力端の光軸の延長線上)に配置されている。PBS23を透過した一方の偏波成分L11は、スキュー調整素子24を通過する。スキュー調整素子24は、例えば、Si製のブロック材である。スキュー調整素子24は、偏波成分L11の光路長を等価的に長くすることにより、光路長差に起因する一方の偏波成分L11に対する他方の偏波成分L12の位相遅れを補償する。偏波成分L11は、スキュー調整素子24を通過した後、集光レンズによってMMI素子21の信号光入力端に集光される。PBS23が分岐した他方の偏波成分L12は、全反射ミラー28によって進行方向を90°変換された後、MMI素子22の信号光入力端に向かう。
λ/2板27は、全反射ミラー28とMMI素子22の信号光入力端との間の光路上に配置されている。全反射ミラー28によって反射された他方の偏波成分L12は、λ/2板27を通過する。λ/2板27は、偏波成分L12の偏光方向を90°回転する。よって、λ/2板27を通過した偏波成分L12の偏光方向は、PBS23を透過した偏波成分L11の偏光方向と一致する。偏波成分L12は、λ/2板27を通過した後、集光レンズによってMMI素子22の信号光入力端に集光される。
光モジュール1は、MMI素子21,22の各局発光入力端とPMF8とを光結合する光素子として、コリメートレンズ25bと、偏光子31と、光分波器(Beam Splitter:BS)32と、スキュー調整素子24と、全反射ミラー28とをパッケージ2の内部に収容する。コリメートレンズ25bは、PMF8と光学的に結合され、PMF8から出力される局発光L2の光路上に配置される。コリメートレンズ25bは、局発光L2をコリメート光に変換して偏光子31に出力する。偏光子31は、コリメートレンズ25bと光学的に結合され、コリメートレンズ25bから出力される局発光L2の光路上に配置される。偏光子31は、局発光L2の偏光方向を整える。これにより、PMF8において維持されていた偏光方向がパッケージ2の組み立て時等にずれたとしても、偏光方向が0°又は90°の偏波成分のみを局発光L2として抽出できる。
なお、局発光L2の光源が半導体LDである場合、通常では活性層に平行な成分の偏光が支配的な楕円偏光になる。しかしながら、半導体LDの発振安定性、材料的信頼性、所望の出力波長等を得るために、格子不整合による歪みが活性層に導入されていることがある。そのような半導体LDから出力されるレーザ光は、短軸長が比較的長い楕円偏光となる場合がある。そのような場合においても、偏光子31が、局発光L2を楕円偏光から所望の偏光方向(例えばXZ平面に含まれる方向)を有する直線偏光に変換する。
BS32は、偏光子31から出力される局発光L2を二分岐する。この分岐比は50:50である。分岐された一方の局発光L21は、BS32を透過してMMI素子21の局発光入力端に向かう。他方の局発光L22は、進行方向をBS32により90°変換された後、全反射ミラー28に向かう。スキュー調整素子24は、BS32とMMI素子21の局発光入力端との間の光路上(すなわち、MMI素子21の局発光入力端の光軸の延長上)に配置されている。BS32を透過した局発光L21は、スキュー調整素子24を通過する。スキュー調整素子24は、局発光L21の光路長を等価的に長くすることにより、光路長差に起因する局発光L21に対する局発光L22の位相遅れを補償する。局発光L21は、スキュー調整素子24を通過した後、集光レンズによってMMI素子22の局発光入力端に集光される。
局発光L22は、進行方向を全反射ミラー28により90°変換された後、MMI素子22の局発光入力端に向かう。全反射ミラー28に反射された局発光L22の光軸は、MMI素子22の局発光入力端の光軸の延長上に配置される。全反射ミラー28に反射された局発光L22は、集光レンズによってMMI素子22の局発光入力端に集光される。
以上のように、パッケージ2の内部に入力された信号光L1及び局発光L2は、2つのMMI素子21,22のそれぞれに振り分けられる。MMI素子21,22は、例えば、インジウムリン(InP)製の半導体基板を用いたフォトダイオード(PD)集積型である。MMI素子21,22は、それぞれの入力端に光結合した信号光L11,L12及び局発光L21,L22を互いに干渉させることにより、信号光L1のうち、局発光L2の位相と同一である信号成分と、局発光L2とは位相が90°異なる信号成分とを抽出する。MMI素子21,22に集積されたPDが生成する光電流は、パッケージ2の内部に設けられたアンプ35によって電圧信号に変換され、複数の端子4のいずれかから出力される。
次に、光モジュール1の光ファイバ導入部3の周辺構造について詳細に説明する。図3は光ファイバアレイ5及びキャピラリ6を示す側面図であり、図4はキャピラリ6の端面6aに露出する光ファイバアレイ5を示す正面図である。図3及び図4に示されるように、SMF7及びPMF8は、Z方向に延びており、X方向に沿って並置されている。キャピラリ6は、SMF7及びPMF8の先端部を保持する。キャピラリ6は、ジルコニア又はガラス(ホウ珪酸ガラス若しくは石英等)によって構成されている。キャピラリ6の端面6aは、長方形の端辺が外側に膨らむように円弧状に湾曲した形状となっている。キャピラリ6におけるSMF7とPMF8との間隔Dは、例えば、250μm、500μm又は750μmである。
図5は光ファイバ導入部3から露出する封止補材10を示す斜視図であり、図6は封止補材10を示す斜視図である。図5及び図6に示されるように、封止補材10は、光ファイバ導入部3の内部に配置される。封止補材10の材料の線膨張係数は、パッケージ2の材料の線膨張係数、及び光ファイバ導入部3の材料の線膨張係数の双方と同一であってもよい。また、封止補材10は、パッケージ2及び光ファイバ導入部3の材料と同一のコバール製であってもよい。封止補材10は、一対の平坦状の端面13,14を備えた円柱状とされている。封止補材10の外径は、光ファイバ導入部3の内径と同程度、又は光ファイバ導入部3の内径よりも若干小さい。封止補材10は、光ファイバ導入部3の孔3dの一部を塞ぐために設けられ、封止補材10により、孔3dを封止する半田Hの量を減らすことが可能となる。
封止補材10は、SMF7及びPMF8のそれぞれの素線7a,8aを搭載する溝11,12を一対に有する。素線7a,8aは被覆が剥ぎ取られたベアファイバ部であり、このベアファイバ部を溝11,12に搭載することにより溝11,12を細くすることが可能である。従って、半田Hの量を更に減らすことが可能となる。溝11は素線7aを搭載し、溝12は素線8aを搭載し、溝11及び溝12は共に封止補材10の軸線方向(Z方向)に延在する。溝11及び溝12は、共に、封止補材10の軸線方向の一方側の端面13から他方側の端面14まで延びている。溝11及び溝12は、例えば、互いに平行となるように直線状に延びている。
図7は、封止補材10の軸線方向に対して垂直な平面(XY平面)で封止補材10を切断したときの断面10aを示す図である。図7に示されるように、溝11及び溝12は、例えば、断面10aの中心10bを通りY方向に延びる仮想直線Aに対して互いに対称となる位置に配置されている。溝11及び溝12は、封止補材10の表面15(側面)から封止補材10の内部16に延びている。なお、封止補材10の内部16とは、封止補材10の中の部分であって表面15以外の部分を示している。
封止補材10の断面10aにおいて、溝11の底面11aは、SMF7の素線7aの外周に沿った形状とされており、例えば、半円状とされている。底面11aが素線7aの外周に沿った形状とされていることにより、素線7aと底面11aとの間に形成される隙間を小さくすることが可能である。溝11の深さE1は、例えば、断面10aの中心10bの位置よりも深い。また、封止補材10の断面10aにおいて、表面15の溝11の幅B1は、内部16の溝11の幅B2と略同一であってもよい。すなわち、溝11の幅B1,B2は、溝11の深さ方向(Y方向)において均一であってもよい。
溝11の幅B1及び幅B2は、SMF7の素線7aの外径と同一、又は素線7aの外径よりも若干広い程度となっている。溝11の深さ方向において幅B1,B2が均一である場合には、素線7aを溝11に挿入しやすくすることが可能である。溝12は、例えば、溝11の底面11aと同様の底面12aを有し、溝12の深さE2、及び溝12の幅B3,B4は、溝11の深さE1、及び溝11の幅B1,B2のそれぞれと同様とすることが可能である。
次に、封止補材10を用いてSMF7及びPMF8を光モジュール1の内部に引き込む手順について説明する。図2に示されるように、封止補材10の溝11にSMF7の素線7aを挿入すると共に、封止補材10の溝12にPMF8の素線8aを挿入し、溝11,12のそれぞれに各素線7a,8aを搭載する。次に、素線7a,8aの先端に取り付けられたキャピラリ6をパッケージ2の内部に挿入して固定する。また、溝11,12が光ファイバ導入部3の開口3bに露出するように封止補材10のZ方向の位置を調整する。
そして、図5に示されるように、光ファイバ導入部3の開口3bから溝11,12に半田Hを流し込むと共に、光ファイバ導入部3の孔3dから樹脂Rを光ファイバ導入部3の内部に流し込み、SMF7、PMF8及び封止補材10を光ファイバ導入部3の内部において固定する。樹脂Rは、例えば2液性の樹脂であり、エポキシ樹脂353NDであってもよい。このように半田Hと樹脂Rを流し込んで固定を行うことにより、SMF7及びPMF8の固定、及び光ファイバ導入部3の封止を確実に行うことが可能となる。
次に、本実施形態に係る光モジュール1の作用効果について詳細に説明する。光モジュール1では、筒状の光ファイバ導入部3の内部に封止補材10が挿入され、封止補材10の溝11,12にSMF7及びPMF8のそれぞれの素線7a,8aが搭載される。よって、封止補材10は溝11,12に素線7a,8aを搭載した状態で光ファイバ導入部3の内部に挿入されるので、封止補材10によって光ファイバ導入部3の内部の一部を封止することができる。
従って、光ファイバ導入部3を封止する半田Hの量を減らすことができ、半田Hの量を減らしても光ファイバ導入部3を確実に封止することができる。その結果、半田の量が多すぎることにより半田がパッケージ2の内部等の他の領域に流れ出す現象を抑制することができる。また、封止補材10の挿入によって半田Hの量が少なくても確実に封止を行うことができるので、封止が不十分になる可能性を抑えることができる。従って、安定した封止状態を得ることができる。
また、光ファイバ導入部3には、複数の光ファイバが挿入され、複数の光ファイバの少なくとも1つはPMF8である。このように、複数の光ファイバの少なくとも1つとしてPMFを用いることができる。また、SMF7及びPMF8が光ファイバ導入部3の内部に挿入される場合、1本の光ファイバが挿入される場合と比較して、光ファイバ導入部3の穴径が大きくなる。この穴径が大きい光ファイバ導入部3に対しても、封止補材10を挿入して光ファイバ導入部3の一部を封止することにより、半田Hの量を減らすことができる。
また、封止補材10は、複数の溝として溝11及び溝12を有し、溝11及び溝12のそれぞれには、SMF7及びPMF8のそれぞれの素線7a,8aが搭載される。すなわち、SMF7及びPMF8のそれぞれに対応して溝11,12が設けられる。よって、溝11及び溝12のそれぞれにSMF7及びPMF8のそれぞれを搭載して封止補材10を光ファイバ導入部3に挿入することができるので、半田Hの量を減らして安定した封止状態を得ることができる。
特に、本実施形態では、溝11,12の幅B1,B3及び幅B2,B4が素線7a,8aの外径と同一であってもよく、溝11,12の深さ方向において幅B1,B2(幅B3,B4)が均一である。従って、封止補材10の光ファイバが挿入される領域のみを溝とすることができ、それ以外の領域は空洞とされていないため、溝の容積を必要最小限とすることができる。従って、流し込む半田Hの量を必要最小限にすることが可能であるため、前述した効果が一層顕著となる。
また、溝11及び溝12は、共に、光ファイバ導入部3の軸線に沿って封止補材10の一方の端面13から他方の端面14まで延びている。よって、封止補材10の溝11及び溝12のそれぞれが一方の端面13から他方の端面14まで延びているので、溝11,12の形状を簡易にしつつSMF7及びPMF8の素線7a,8aを搭載することができる。
また、光ファイバ導入部3は、封止補材10を露出する開口3bを有する。よって、光ファイバ導入部3の開口3bから封止補材10を露出させ、開口3bから半田Hを光ファイバ導入部3の内部に導入することができる。
また、パッケージ2の線膨張係数、光ファイバ導入部3の線膨張係数、及び封止補材10の線膨張係数は、互いに同一である。よって、温度変化等が生じても、パッケージ2、光ファイバ導入部3及び封止補材10の間の伸び歪みを抑制することができる。従って、温度変化等によって封止が不十分になる可能性を低減することができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る封止補材40について図8を参照しながら説明する。封止補材40は、溝41の形状、大きさ及び数が第1実施形態の封止補材10と異なっている。以降の説明では、第1実施形態と重複する説明を適宜省略する。封止補材40は、1つの溝41を備えており、溝41は、例えば1本又は2本の光ファイバの素線を搭載する。溝41は、光ファイバ導入部3の軸線に沿って延びると共に、封止補材40の一方の端面から他方の端面にまで延びている。
溝41は、封止補材40の表面45から封止補材40の内部46に延びている。封止補材40の断面40aにおいて、溝41の底面41aの形状は、例えば、半円状であるが、適宜変更可能である。溝41の幅B3は、1本の光ファイバの素線の幅よりも若干広いか、又は2本の光ファイバの素線の幅と同程度であってもよい。また、幅B3は溝41の深さ方向において均一である。
以上、第2実施形態に係る封止補材40は、1つの溝41を有し、溝41は、光ファイバ導入部3の軸線に沿って封止補材40の一方の端面から他方の端面まで延びている。よって、1つの溝41に光ファイバの素線を搭載して封止補材40を光ファイバ導入部3に挿入することにより、光ファイバの本数にかかわらず安定した封止状態を得ることができる。
(第3実施形態)
続いて、第3実施形態に係る封止補材50について図9を参照しながら説明する。封止補材50は、溝51の形状及び大きさが第2実施形態の封止補材40と異なっている。封止補材50は、1つの溝51を備えており、溝51は、例えば、2本の光ファイバの素線を搭載する。溝51は、封止補材50の表面55から封止補材50の内部56に延びている。封止補材50の断面50aにおいて、表面55の溝51の幅B4は、内部56の溝51の幅B5よりも狭い。具体的には、断面50aの中心50bを含む領域における溝51の幅B5が表面55の幅B4よりも広くなっており、これにより、第2実施形態の溝41よりも全体の容積が小さい溝51とすることが可能となる。
以上、第3実施形態に係る封止補材50において、溝51は、封止補材50の表面55から封止補材50の内部56に延びており、封止補材50の軸線に垂直な断面50aにおいて、表面55の溝51の幅B4は、内部56の溝51の幅B5よりも狭い。よって、表面55の溝51の幅B4よりも内部56の溝51の幅B5が広いことにより、1つの溝51に複数の光ファイバを搭載することができる。また、表面55の溝51の幅B4が内部56の溝51の幅B5よりも狭いことにより、溝51の全体の容積を小さくすることができると共に、封止補材50が封止する領域を大きくすることができる。従って、半田Hの量を更に減らすことができる。
以上、本発明に係る光モジュールの実施形態について説明したが、本発明は、前述した各実施形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。
前述の実施形態では、コヒーレント光受信モジュール(ICR)である光モジュール1について説明したが、光モジュール1の内部に設けられる光素子の種類、数及び配置は適宜変更可能である。また、本発明は、光受信モジュール以外の光モジュールにも適用可能である。すなわち、本発明に係る光モジュールは、TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)、ROSA(ReceiverOptical Sub-Assembly)、又は、多値変調器と受信器の機能を持たせたシリコンフォトニクスを搭載したモジュールである小型コヒーレントサブアセンブリ(Coherent Optical Sub-Assembly:COSA)若しくはTROSA(Transmitter-Receiver Optical Sub Assembly)であってもよい。
また、前述の実施形態では、SMF7及びPMF8を備えた2芯の光ファイバである光ファイバアレイ5について説明したが、1芯又は3芯以上の光ファイバを備えていてもよい。前述したCOSA及びTROSAでは、外部(波長可変光源)からの入力光、信号入力光、及び変調出力光の3本の光ファイバを備えるため、光ファイバ導入部の孔の内径が大きくなりやすい。このような場合であっても、本発明では、封止補材を備えることによって半田の量を減らすことができるため、安定した封止状態が得られ、製造性及び信頼性においても安定な状態が得られる。
また、前述の実施形態では、1つ又は2つの溝を備えた封止補材について説明したが、封止補材の溝の数は3つ以上であってもよい。更に、封止補材の溝の形状、大きさ、数及び配置態様についても適宜変更可能である。
1…光モジュール、2…パッケージ、2a…側壁、2b…窓部、3…光ファイバ導入部、3a…側面、3b…開口、3c…傾斜面、3d…孔、4…端子。5…光ファイバアレイ、6…キャピラリ、6a…端面、7…SMF(光ファイバ)、7a,8a…素線、8…PMF(光ファイバ)、10,40,50…封止補材、10a,40a,50a…断面、10b,50b…中心、11,12,41,51…溝、11a,12a…底面、13,14…端面、15,45,55…表面、16,46,56…内部、21,22…MMI素子、23…PBS、24…スキュー調整素子、25a,25b…コリメートレンズ、26a…BS、26b…モニタ用PD、27…λ/2板、28…全反射ミラー、31…偏光子、32…BS、35…アンプ、B1,B2,B3,B4,B5…幅、D…間隔、H…半田、L1,L10…信号光、L11,L12…偏波成分(信号光)、L2,L21,L22…局発光、M1…モニタ光、R…樹脂。

Claims (6)

  1. 光素子が搭載されるパッケージと、
    先端が前記パッケージの内部に挿入され、前記光素子と光結合する光ファイバと、
    前記パッケージに接続し、前記光ファイバが挿入される筒状の光ファイバ導入部と、
    前記光ファイバ導入部の内部に配置され、前記光ファイバ導入部から露出する前記光ファイバの後端と前記先端との間に位置しており前記後端の直径より小さい直径を有する前記光ファイバの狭領域が搭載される溝を有する封止補材と、
    前記光ファイバ導入部を封止する半田と、
    を備え
    前記封止補材は、複数の前記溝を有し、
    複数の前記溝のそれぞれには、複数の前記光ファイバのそれぞれが搭載され、
    複数の前記溝は、共に、前記光ファイバ導入部の軸線に沿って前記封止補材の一方の端面から他方の端面まで延び、
    前記光ファイバ導入部は、前記封止補材を露出する開口を有する、
    光モジュール。
  2. 前記光ファイバ導入部には、複数の前記光ファイバが挿入され、
    複数の前記光ファイバの少なくとも1つは偏波保持ファイバである、
    請求項1に記載の光モジュール
  3. 前記溝は、前記封止補材の表面から前記封止補材の内部に延びており、
    前記封止補材の前記軸線に垂直な断面において、前記表面の前記溝の幅は、前記内部の前記溝の幅よりも狭い、
    請求項又は請求項2に記載の光モジュール
  4. 前記パッケージの線膨張係数、前記光ファイバ導入部の線膨張係数、及び前記封止補材の線膨張係数は、互いに同一である、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光モジュール。
  5. 光素子が搭載されるパッケージと、
    先端が前記パッケージの内部に挿入され、前記光素子と光結合する複数の光ファイバを有する光ファイバアレイと、
    前記パッケージに接続し、前記光ファイバが挿入され、開口を有する筒状の光ファイバ導入部と、
    前記光ファイバ導入部の内部に配置され、前記光ファイバが搭載される溝を有する封止補材と、
    を備える光モジュールの製造方法であって、
    前記光ファイバアレイのそれぞれの光ファイバを前記溝に収納する工程と、
    前記光ファイバアレイを収納した前記封止補材を前記光ファイバ導入部に挿入する工程と、
    前記封止補材を露出する前記光ファイバ導入部の開口から半田を流し込む工程と、を含む、光モジュールの製造方法。
  6. 前記光ファイバ導入部の孔から樹脂を前記光ファイバ導入部の内部に流し込む工程をさらに含む、
    請求項5に記載の光モジュールの製造方法。
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