JP7381174B2 - 光モジュール - Google Patents

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Description

本開示は、並行して配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイを備えた光モジュールに関する。
特許文献1に、レーザダイオード等の光源から出力された光をレンズによって集光し、光導波路素子に形成された光導波路へ入射させる光学装置が示されている。
レンズは光学素子ホルダと一体になった光学部品であり、光学部品は対向した2つの台座によって挟持されて、2つの台座上に接着剤により固定され、2つの台座が接着剤により固定基台に固定されている。
特開2008-250002号公報
近年、光通信デバイス分野では、小型、低消費電力、低コスト化が要求されており、複数の機能を1つの光モジュール内に集積する技術が注目を集めており、集積度を向上するために、対向して配置される光学素子間に、並行して配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイを配し、光モジュールの小型化を図ることが考えられる。
レンズアレイを基台に固定する場合、単に、特許文献1に示されたように接着剤を用いて挟持する2つの台座にレンズアレイを固定した後、2つの台座を固定基台に固定した場合、2つの台座を用いるため、部品点数が多くなり、しかも、レンズアレイは複数のレンズ素子を並行して配置しているため、基台に対して、レンズ素子が並行して配置される水平方向の長さが高さ方向の高さに対して長く、レンズアレイ自身も小型化されるため、レンズアレイの水平方向の傾きが問題になる。
すなわち、レンズアレイが水平方向に傾くと、レンズアレイにおける精密調芯された複数のレンズ素子の芯(中心)が、対向して配置される光学素子の光軸に対して高さ方向にずれたレンズ素子が存在することになる。
その結果、レンズ素子を介して結合される光学素子間に結合効率差が生じてしまう恐れがある。
本開示は、上記した点に鑑みてなされたものであり、レンズアレイの基台の平面に対する傾きが抑制された光モジュールを得ることを目的とする。
本開示に係る光モジュールは、平面を有する基台と、基台の平面上にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸をそれぞれが対応して有有し、複数の光軸に光を出射する半導体発光素子と半導体発光素子から複数の光軸に出射された光を受光する半導体受光素子と、半導体発光素子と半導体受光素子との間の基台の平面上に配置され、半導体発光素子及び半導体受光素子の複数の光軸に対応して並行して配置された複数のレンズ素子を有し、半導体発光素子と半導体受光素子とを複数のレンズ素子が光結合させるレンズアレイとを備え、レンズアレイは、基台の平面に対向する面に、複数のレンズ素子が並行して配置された方向に並んで位置する複数の接着面と、複数の接着面の隣接する接着面との間に接着剤の干渉抑制部を有し、レンズアレイの複数の接着面と基台の平面とを接着し、レンズアレイを基台の平面に固定する複数の接着剤層を備える。
本開示によれば、レンズアレイが、複数の接着面と、隣接する接着面との間に接着剤の干渉抑制部を有し、複数の接着面と基台の平面との間に基台の平面に固定する複数の接着剤層を備えものとしたので、レンズアレイの基台の平面に対する傾きが抑制される。
実施の形態1に係る光モジュールを示す斜視図である。 実施の形態1に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態1に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第2の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態1に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布し、硬化し、レンズアレイを基台に固定した状態を示す正面図である。 レンズアレイに第1の接着樹脂を塗布した状態を示す比較例の正面図である。 レンズアレイに第2の接着樹脂を塗布した状態を示す比較例の正面図である。 レンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布し、硬化し、レンズアレイを基台に固定した状態を示す比較例の正面図である。 実施の形態2に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布し、硬化し、レンズアレイを基台に固定した状態を示す正面図である。 実施の形態3に係る光モジュールを示す斜視図である。 実施の形態3に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態3に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布し、硬化して基台に固定した状態を示す正面図である。 実施の形態4に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態4に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第1の接着樹脂及び第2の接着樹脂を塗布し、硬化して基台に固定した状態を示す正面図である。
実施の形態1.
実施の形態1に係る光モジュールを図1から図4に基づいて説明する。
実施の形態1に係る光モジュールは、光通信デバイス分野において、光ファイバを接続するために使用される。
実施の形態1に係る光モジュールは、図1に示すように、基台10と、第1の光学素子20と、第2の光学素子30と、レンズアレイ40と、第1の接着剤層51と、第2の接着剤層52を備える。
実施の形態1に係る光モジュールは、第1の光学素子20から出射された複数の光がレンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44によって集光されて第2の光学素子30に光結合される。
基台10は、平面である水平面11を有する板状の金属であり、筐体又は壁などに固定される。
基台10は、水平面11である平面に段差又は凹凸が多少あっても、第1の光学素子20と第2の光学素子30とレンズアレイ40が固定できる平面であればよい。
第1の光学素子20と第2の光学素子30は、基台10の水平面11にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸L1から光軸L4をそれぞれが対応して有する。
この例では、光軸をL1からL4の4本を示しており、光軸に沿って第1の光学素子20から出射される光が第2の光学素子30へ伝搬される光路が形成される。
第1の光学素子20は、基台10の水平面11における一端側に基台10との間で位置変動がないように固定される。
第1の光学素子20は、基台10の水平面11に直接固定される、あるいは、セラミック基板などのサブマウントに実装された状態で基台10の水平面11に直接固定される
第1の光学素子20は、基台10の水平面11における他端側へアレイ状に光を出射する複数の光軸L1から光軸L4を有する、例えば、面発光型半導体レーザである。
第1の光学素子20は、面発光型半導体レーザ以外に、半導体レーザ又は発光ダイオードなどの半導体発光素子4つを1つのモジュールとして組み込んだ光学素子、又は、1つの半導体発光素子に当該半導体発光素子からの光を4つの光に分波する分波路又は分波器を組み込んだ光学素子でもよい。
第2の光学素子30は、基台10の水平面11における他端側に基台10との間で位置変動がないように固定される。
第2の光学素子30は、第1の光学素子20からアレイ状に出射された光をアレイ状に受光する、例えば、面受光型フォトダイオードである。
第2の光学素子30は、面受光型フォトダイオード以外に、フォトダイオードなどの半導体受光素子4つを1つのモジュールとして組み込んだ光学素子、又は、4つの導波路を有し当該4つの導波路それぞれにおいて変調及び増幅といった光処理を行う光学素子でもよい。
この実施の形態1において、基台10の水平面11における一端と他端とを結ぶ方向を縦方向、水平面11における一側辺と他側辺とを結ぶ方向を横方向、水平面に対して垂直方向を上下方向として説明する。
光軸L1~L4は縦方向に沿った軸であり、複数の光軸L1~L4は横方向に並行に配列される。
レンズアレイ40は、第1の光学素子20と第2の光学素子30との間の基台10の水平面11に配置される。
レンズアレイ40は、第1の光学素子20及び第2の光学素子30の複数の光軸L1~L4に対応して横方向に並行して配置された複数のレンズ素子41~44を有し、全体形状として直方体の形状をなす。
複数のレンズ素子41~44それぞれは、精密に調芯して配列される。
複数のレンズ素子41~44の芯(中心)それぞれは、対応した第1の光学素子20及び第2の光学素子30の光軸L1~L4上にある。
複数のレンズ素子41~44それぞれは、第1の光学素子20から出射された光を集光して第2の光学素子30へ導く凸レンズであり、第1の光学素子20から第2の光学素子30へ光結合する。
レンズアレイ40は、基台10の水平面11に対向する面、つまり底面に、複数のレンズ素子が並行して配置された方向、つまり横方向に並んで位置する複数の接着面45、46と、複数の接着面45、46の隣接する接着面45、46との間に接着剤の干渉抑制部47を有する。
接着面45、46は、この例では2つであり、一方の接着面である第1の接着面45は、横方向の一側辺側に位置する底面であり、他方の接着面である第2の接着面46は横方向の他側辺側に位置する底面であり、同じ面積である。
干渉抑制部47は、レンズアレイ40の底面の横方向中央に設けられ、第1の接着面45及び第2の接着面46に対して基台10の水平面11側に突出した、底面の幅(縦方向)と同じ幅を持つ突起部である。
突起部からなる干渉抑制部47は、上面がレンズアレイ40の底面に固定され、下面が基台10の水平面11に密接された接合水平面(接合平面)47aである六面体からなる金属体である。
干渉抑制部47は、レンズアレイ40の底面に別体として構成したものを示しているが、レンズアレイ40の底面に一体として形成したものでもよい。一体として形成される場合は、レンズアレイ40の成形時に同時に成形される。
接着面45、46は、この例では2つであるが、複数の接着面を等間隔に配置したものであってもよい。3つ以上の接着面である場合、それぞれの接着面の面積は同じである。
また、3つ以上の複数の接着面を配置した場合、干渉抑制部47は隣接する接着面の間それぞれに設けられる突起部である。
接着剤層51、52それぞれは、レンズアレイ40の複数の接着面45、46それぞれと基台10の水平面11とを接着し、レンズアレイ40を基台10の水平面11に固着する接着層である。
接着剤層51、52は、粘度を持ち、硬化されることにより、レンズアレイ40の接着面45、46と基台10の水平面11とを接着する接着樹脂によって形成される。
接着剤層51、52は、接着面45、46と同じ数である。
次に、レンズアレイ40を基台10の水平面11に実装する方法について図2から図4をもついて説明する。
まず、図2に示すように、レンズアレイ40の複数の接着面45、46の内の第1の接着面45に接着樹脂51aを塗布する。
続いて、図3に示すように、レンズアレイ40の複数の接着面45、46の内の第2の接着面46に、接着樹脂51aの塗布量と同じ塗布量の接着樹脂52aを塗布する。
接着樹脂51a、52aは粘度を持っているが、干渉抑制部47によって、後から塗布された接着樹脂52aが接着樹脂51aへ流れることが阻止され、接着樹脂51aと接着樹脂52aとの間に干渉が起こることはなく、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さに差異が生ずることはなく、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さが均一である。
この状態において、図4に示すように、レンズアレイ40における干渉抑制部47の接合水平面47aを基台10の水平面11に密接させて接着樹脂51aと接着樹脂52aを硬化させると、接着剤層51、52それぞれは、レンズアレイ40の接着面45、46それぞれと基台10の水平面11とを接着し、レンズアレイ40を横方向の2ケ所で基台10の水平面11に強固に固着する。
接着樹脂51a、52aを硬化させると、接着樹脂51aと接着樹脂52aそれぞれに塗布厚に応じた収縮が発生するが、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さが同じになるため、接着剤層51と接着剤層52の膜厚も同じになる。
その結果、レンズアレイ40は、横方向に長くとも、基台10の水平面11に対して横方向に傾くことがなく、つまり、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44の芯(中心)それぞれが基台10の水平面11に平行な平面に位置し、対応した第1の光学素子20及び第2の光学素子30の光軸L1~L4上に位置する。
レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44の芯(中心)それぞれが対応した第1の光学素子20及び第2の光学素子30の光軸L1~L4上に位置するので、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44を介する第1の光学素子20から出射された複数の光それぞれに対する第1の光学素子20と第2の光学素子30との間の光の結合効率差がなく、しかも、第1の光学素子20から出射された複数の光は、良好な効率により、第2の光学素子30により受光される。
ここで、実施の形態1に係る光モジュールに対する比較例を図5から図7に従い説明する。
比較例は、実施の形態1に係る光モジュールに対して、干渉抑制部47をなくしたものである。
比較例において、実施の形態1に係る光モジュールと同様に、レンズアレイ40を基台10の水平面11に実装する場合、まず、図5に示すように、レンズアレイ40の第1の接着面45に接着樹脂51aを塗布し、続いて、図6に示すように、レンズアレイ40の第2の接着面46に、接着樹脂51aの塗布量と同じ塗布量の接着樹脂52aを塗布する。
接着樹脂51a、52aは粘度を持っているため、後から塗布された接着樹脂52aが接着樹脂51aへ流れ、接着樹脂51aと接着樹脂52aとの間に干渉が起こり、接着樹脂52aの塗布膜の厚さが接着樹脂51aの塗布膜の厚さより薄くなり、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さに差異が生ずる。
この状態において、図7に示すように、レンズアレイ40を基台10の水平面11に、接着樹脂51aと接着樹脂52aを硬化させて接着させると、接着樹脂51aと接着樹脂52aそれぞれに塗布厚に応じた収縮が発生し、接着剤層52の膜厚が接着剤層51の膜厚より薄く、レンズアレイ40は、横方向の2ケ所で基台10の水平面11に強固に固着されるものの、基台10の水平面11に対して横方向に接着剤層52側が低く傾く。
その結果、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44を介する第1の光学素子20から出射された複数の光それぞれに対する第1の光学素子20と第2の光学素子30との間の光の結合効率差が生ずる。
以上に述べたように、実施の形態1に係る光モジュールは、レンズアレイ40が、複数の接着面45、46と、隣接する接着面45、46との間に接着剤の干渉抑制部47を有し、複数の接着面45、46と基台10の水平面11との間に基台10の水平面11に固定する複数の接着剤層51、52を備えものとしたので、レンズアレイ40の基台10の水平面11に対する傾きが抑制されて、レンズアレイ40が基台10の水平面11に強固に固着される。
その結果、実施の形態1に係る光モジュールは、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44を介する第1の光学素子20から出射された複数の光それぞれに対する第1の光学素子20と第2の光学素子30との間の光の結合効率差がなく、しかも、第1の光学素子20から出射された複数の光は、良好な効率により、第2の光学素子30により受光される。
実施の形態2.
実施の形態2に係る光モジュールを図8に基づいて説明する。
実施の形態2に係る光モジュールは、実施の形態1に係る光モジュールにおける干渉抑制部47である突起部の横断面が長方形であるのに対して、下辺が長い台形とした点が実施の形態1に係る光モジュールと相違し、その他の点については同じである。
図8中、図1から図4に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
このように構成された実施の形態2に係る光モジュールも、実施の形態1に係る光モジュールと同様の効果を有する他、干渉抑制部47である突起部の横断面が下辺の長い台形としたので、第1の接着面45及び第2の接着面46に塗布した接着樹脂51a、52aの表面張力により、干渉をより抑制できる。
実施の形態3.
実施の形態3に係る光モジュールを図9から図11に基づいて説明する。
実施の形態3に係る光モジュールは、実施の形態1に係る光モジュールが、レンズアレイ40において、第1の接着面45が横方向の一側辺側に位置する底面であり、第2の接着面46が横方向の他側辺側に位置する底面であるのに対して、第1の接着面45が基台10の水平面11に対向する面に対して基台10の水平面11側にレンズアレイ40における横方向の一側辺側に位置する底面から突出した突起部48における基台10の水平面11に対向する面であり、第2の接着面46が基台10の水平面11に対向する面に対して基台10の水平面11側にレンズアレイ40における横方向の他側辺側に位置する底面から突出した突起部49における基台10の水平面11に対向する面である点が相違する。
また、実施の形態3に係る光モジュールにおけるレンズアレイの干渉抑制部47は、隣接する突起部48、49の間に位置する空間部である。
すなわち、実施の形態3に係る光モジュールは、接着面が形成される突起部48、49を設けた点と干渉抑制部47が実施の形態1に係る光モジュールと異なるだけであり、その他の構成要素については同じである。
図9から図11中、図1から図4に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
要するに、実施の形態3に係る光モジュールにおけるレンズアレイ40は、基台10の水平面11に対向する底面から突出し、横方向に並んで位置する複数の突起部48、49を有し、複数の突起部48、49の基台10の水平面11に対向する面が接着面45、46であり、複数の突起部48、49の内の隣接する突起部48、49の間に位置する空間部が、接着面45、46に塗布される接着樹脂の干渉抑制部47となす。
突起部48、49は、直方体からなる金属体である。
突起部48、49における接着面45、46は、それぞれ同じ面積である。
突起部48、49は、レンズアレイ40の底面に別体として構成したものを示しているが、レンズアレイ40の底面に一体として形成したものでもよい。一体として形成される場合は、レンズアレイ40の成形時に同時に成形される。
接着面45、46有する突起部48、49は、この例では2つであるが、3つ以上の複数の突起部を等間隔に配置したものであってもよい。この場合、3つ以上の複数の突起部における接着面は同じ面積である。
3つ以上の複数の突起部を配置した場合、干渉抑制部47は隣接する突起部の間に位置する空間部である。
接着剤層51、52それぞれは、レンズアレイ40に設けられた突起部48、49における複数の接着面45、46それぞれと基台10の水平面11とを接着し、レンズアレイ40を基台10の水平面11に固着する接着層である。
実施の形態3に係る光モジュールにおいても、実施の形態1に係る光モジュールと同様に、レンズアレイ40は基台10の水平面11に実装される。
すなわち、図10に示すように、レンズアレイ40の複数の突起部48、49における複数の接着面45、46の内の第1の接着面45に接着樹脂51aを塗布し、次いで、第2の接着面46に、接着樹脂51aの塗布量と同じ塗布量の接着樹脂52aを塗布する。
接着樹脂51a、52aは粘度を持っているが、干渉抑制部47によって、後から塗布された接着樹脂52aが接着樹脂51aへ流れることが阻止され、接着樹脂51aと接着樹脂52aとの間に干渉が起こることはなく、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さに差異が生ずることはなく、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さが均一である。
この状態において、図11に示すように、レンズアレイ40における第1の接着面45及び第2の接着面46を基台10の水平面11に押し付けて接着樹脂51aと接着樹脂52aを硬化させると、接着剤層51、52それぞれは、レンズアレイ40の接着面45、46それぞれと基台10の水平面11とを接着し、レンズアレイ40を横方向の2ケ所で基台10の水平面11に強固に固着する。
接着樹脂51a、52aを硬化させると、接着樹脂51aと接着樹脂52aそれぞれに塗布厚に応じた収縮が発生するが、接着樹脂51aと接着樹脂52aの塗布膜の厚さが同じになるため、接着剤層51と接着剤層52の膜厚も同じになる。
その結果、レンズアレイ40は、横方向に長くとも、基台10の水平面11に対して横方向に傾くことがなく、つまり、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44の芯(中心)それぞれが基台10の水平面11に平行な平面に位置し、対応した第1の光学素子20及び第2の光学素子30の光軸L1~L4上に位置する。
レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44の芯(中心)それぞれが対応した第1の光学素子20及び第2の光学素子30の光軸L1~L4上に位置するので、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44を介する第1の光学素子20から出射された複数の光それぞれに対する第1の光学素子20と第2の光学素子30との間の光の結合効率差がなく、しかも、第1の光学素子20から出射された複数の光は、良好な効率により、第2の光学素子30により受光される。
以上に述べたように、実施の形態3に係る光モジュールは、レンズアレイ40が、基台10の水平面11に対向する底面から突出し、横方向に並んで位置する複数の突起部48、49を有し、複数の突起部48、49の基台10の水平面11に対向する面が接着面45、46であり、複数の突起部48、49の内の隣接する突起部48、49の間に位置する空間部が、接着面45、46に塗布される接着樹脂の干渉抑制部47となすものとしたので、レンズアレイ40の基台10の水平面11に対する傾きが抑制されて、レンズアレイ40が基台10の水平面11に強固に固着される。
その結果、実施の形態3に係る光モジュールは、レンズアレイ40の複数のレンズ素子41~44を介する第1の光学素子20から出射された複数の光それぞれに対する第1の光学素子20と第2の光学素子30との間の光の結合効率差がなく、しかも、第1の光学素子20から出射された複数の光は、良好な効率により、第2の光学素子30により受光される。
実施の形態4.
実施の形態4に係る光モジュールを図12及び図13に基づいて説明する。
実施の形態4に係る光モジュールは、実施の形態3に係る光モジュールにおける複数の突起部48,49の基台10の水平面11に対向する面を内側にへこんだ球面の一部とし、この球面の一部を接着面45、46とした点が実施の形態3に係る光モジュールと相違し、その他の点については同じである。
図12及び図13中、図9から図11に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
なお、接着面45、46として突起部48、49の基台10の水平面11に対向する面を内側にへこませた球面の一部としたが、接着面45、46は球面に限られるものではなく、要は、内側にへこんだ面であればよい。
このように構成された実施の形態4に係る光モジュールも、実施の形態3に係る光モジュールと同様の効果を有する他、第1の接着面45及び第2の接着面46が突起部48、49の内側にへこんだ面であるので、第1の接着面45及び第2の接着面46に塗布した接着樹脂51a、52aの表面張力により、干渉をより抑制できる。
なお、実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて、第1の光学素子20及び第2の光学素子30が基台10の水平面11に直接固定された例を示しているが、セラミック基板などのサブマウントそれぞれに第1の光学素子20及び第2の光学素子30それぞれ実装し、サブマウントに実装された状態で第1の光学素子20及び第2の光学素子30それぞれが基台10の水平面11に固定されるものでもよい。

実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて、光軸の本数として4本を示しているが、4本に限るものではなく、複数本であればよい。
実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて、複数の光軸L1から光軸L4として、基台10の水平面11に平行な平面上に、等間隔で平行に位置する例を示しているが、高さ方向にずれていてもよく、基台10の水平面11に垂直であり、かつ第1の光学素子20及び第2の光学素子30と対向する垂直面に二次元、例えば2×2のように配列されてもよい。
実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて、第1の光学素子20から全ての光軸L1~L4に沿って光を第2の光学素子30へ出射するものとしたが、一部が第2の光学素子30から光軸L1~L4に沿って光を第1の光学素子20へ出射するものでもよい。
実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて、第1の光学素子20と第2の光学素子30との間に配置されるレンズアレイ40が1つのものを示したが、第1の光学素子20と第2の光学素子30との間にレンズアレイ40が複数平行に配置したものでもよい。この時、複数のレンズアレイ40は全て、実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて示したように、基台10に固定される。
実施の形態1から実施の形態4に係る光モジュールにおいて、基台10が水平にされた例を示したが、基台10が垂直にされ、平面である垂直平面上に、もしくは、基台10が斜めにされ、平面である傾斜平面上に、第1の光学素子20と、第2の光学素子30と、レンズアレイ40を配置したものでもよい。
なお、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
本開示に係る光モジュールは、並行して配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイを備えた、光通信デバイス分野で用いられる光モジュールに好適である。
10 基台、11 水平面、20 第1の光学素子、30 第2の光学素子、40 レンズアレイ、41~44 レンズ素子、45、46 接着面、47 干渉抑制部、48、49 突起部、51 第1の接着剤層、52 第2の接着剤層。

Claims (6)

  1. 平面を有する基台と、
    前記基台の平面上にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸をそれぞれが対応して有し、前記複数の光軸に光を出射する半導体発光素子と前記半導体発光素子から前記複数の光軸に出射された光を受光する半導体受光素子、
    前記半導体発光素子と前記半導体受光素子との間の前記基台の平面上に配置され、前記半導体発光素子及び前記半導体受光素子の複数の光軸に対応して並行して配置された複数のレンズ素子を有し、前記半導体発光素子と前記半導体受光素子とを前記複数のレンズ素子が光結合させるレンズアレイとを備え、
    前記レンズアレイは、前記基台の平面に対向する面に、前記複数のレンズ素子が並行して配置された方向に並んで位置する複数の接着面と、前記複数の接着面の隣接する接着面との間に接着剤の干渉抑制部を有し、
    前記レンズアレイの複数の接着面と前記基台の平面とを接着し、前記レンズアレイを前記基台の平面に固定する複数の接着剤層を備えた光モジュール。
  2. 前記半導体発光素子と前記半導体受光素子の複数の光軸は、前記基台の平面に対して平行な平面上に位置する、請求項1に記載の光モジュール。
  3. 前記レンズアレイの干渉抑制部は、前記複数の接着面に対して前記基台の平面側に突出した突起部である請求項1又は請求項2に記載の光モジュール。
  4. 前記突起部は、前記基台の平面に接する接合平面を有する請求項3に記載の光モジュール。
  5. 前記レンズアレイの接着面は、前記基台の平面に対向する面に対して前記基台の平面側に突出した突起部における前記基台の平面に対向する面であり、
    前記レンズアレイの干渉抑制部は、隣接する前記突起部の間に位置する空間部である請求項1又は請求項2に記載の光モジュール。
  6. 前記突起部における前記基台の平面に対向する面は、内側にへこんだ面である請求項5に記載の光モジュール。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021771A (ja) 1999-07-05 2001-01-26 Hitachi Ltd 半導体光伝送モジュール
JP2002328204A (ja) 2001-05-02 2002-11-15 Oki Electric Ind Co Ltd マイクロレンズおよび光モジュール
JP2004085873A (ja) 2002-08-27 2004-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd 光学部材の実装方法および光モジュール
JP2004354947A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 平面光回路部品及びその作製方法
JP2006251212A (ja) 2005-03-09 2006-09-21 Toshiba Corp 光伝送路保持部材と光モジュール及び光モジュールの製造方法
JP2009251249A (ja) 2008-04-04 2009-10-29 Sharp Corp ウエハ状光学装置およびその製造方法、電子素子ウエハモジュール、センサウエハモジュール、電子素子モジュール、センサモジュール、電子情報機器
JP2015102759A (ja) 2013-11-26 2015-06-04 日本電信電話株式会社 光モジュール
US20200363597A1 (en) 2019-05-16 2020-11-19 Shunsin Technology (Zhong Shan) Limited Optical transmitter, optical transceiver, and method for manufacturing the optical transmitter

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11326707A (ja) * 1998-05-08 1999-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザー光結合装置とレーザー光結合の調整方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021771A (ja) 1999-07-05 2001-01-26 Hitachi Ltd 半導体光伝送モジュール
JP2002328204A (ja) 2001-05-02 2002-11-15 Oki Electric Ind Co Ltd マイクロレンズおよび光モジュール
JP2004085873A (ja) 2002-08-27 2004-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd 光学部材の実装方法および光モジュール
JP2004354947A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 平面光回路部品及びその作製方法
JP2006251212A (ja) 2005-03-09 2006-09-21 Toshiba Corp 光伝送路保持部材と光モジュール及び光モジュールの製造方法
JP2009251249A (ja) 2008-04-04 2009-10-29 Sharp Corp ウエハ状光学装置およびその製造方法、電子素子ウエハモジュール、センサウエハモジュール、電子素子モジュール、センサモジュール、電子情報機器
JP2015102759A (ja) 2013-11-26 2015-06-04 日本電信電話株式会社 光モジュール
US20200363597A1 (en) 2019-05-16 2020-11-19 Shunsin Technology (Zhong Shan) Limited Optical transmitter, optical transceiver, and method for manufacturing the optical transmitter

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