JPH02143208A - 光半導体素子モジュール - Google Patents
光半導体素子モジュールInfo
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- JPH02143208A JPH02143208A JP29738588A JP29738588A JPH02143208A JP H02143208 A JPH02143208 A JP H02143208A JP 29738588 A JP29738588 A JP 29738588A JP 29738588 A JP29738588 A JP 29738588A JP H02143208 A JPH02143208 A JP H02143208A
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- lens
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- optical semiconductor
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光半導体素子モジュールに関する。
より詳細には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイ
オード（ＬＤ）等の発光素子、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）等の受光素子と、光レセプタクルとを組み合わせた
光半導体素子モジュールに関する。
オード（ＬＤ）等の発光素子、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）等の受光素子と、光レセプタクルとを組み合わせた
光半導体素子モジュールに関する。
従来の技術
第４図に、従来の光半導体素子モジュールの断面図を示
す。第４図に示した光半導体素子モジュールは、ステム
２上に固定された光半導体素子１が、頭頂部にレンズ２
７を有するキャップ７で封止され、さらに光レセプタク
ル（不図示）のスリーブ３に固定されている構成となっ
ている。光ファイバにはフェルールが取付けられ、スリ
ーブ３のフェルール挿入孔６に挿入されて光半導体素子
１と光学的に結合される。その際、光ファイバの軸方向
の位置は、ストッパ１５により決定される。従って、こ
の光半導体素子モジュールでは、スＩＪ−ブ３、ステム
２、キャップ７並びにストッパ１５を適切な寸法に設計
することにより、光半導体素子１とレンズ２７との距離
およびレンズと光フアイバ端面との距離を最適結合距離
に設定するものである。
す。第４図に示した光半導体素子モジュールは、ステム
２上に固定された光半導体素子１が、頭頂部にレンズ２
７を有するキャップ７で封止され、さらに光レセプタク
ル（不図示）のスリーブ３に固定されている構成となっ
ている。光ファイバにはフェルールが取付けられ、スリ
ーブ３のフェルール挿入孔６に挿入されて光半導体素子
１と光学的に結合される。その際、光ファイバの軸方向
の位置は、ストッパ１５により決定される。従って、こ
の光半導体素子モジュールでは、スＩＪ−ブ３、ステム
２、キャップ７並びにストッパ１５を適切な寸法に設計
することにより、光半導体素子１とレンズ２７との距離
およびレンズと光フアイバ端面との距離を最適結合距離
に設定するものである。
上記の光半導体素子モジュールにおいて、光軸の調整は
、キャップ７をステム２に固定するときおよびキャップ
７を取付けたステム２をスリーブ３に固定するときにそ
れぞれ行われる。この先軸調整は、光ファイバの半径方
向の少なくとも異なる２方向に対して行う必要がある。
、キャップ７をステム２に固定するときおよびキャップ
７を取付けたステム２をスリーブ３に固定するときにそ
れぞれ行われる。この先軸調整は、光ファイバの半径方
向の少なくとも異なる２方向に対して行う必要がある。
また、一般に、キャップ７とステム２およびステム２と
スリーブ３とは、気密封止されていることが好ましい。
スリーブ３とは、気密封止されていることが好ましい。
特に、光半導体素子は、ノ＼ロゲン系ガスや水蒸気によ
りダメージを受は易いため、前者の部分は、乾燥窒素雪
間気中で、電気溶接、レーザー溶接等の手段により、固
定・気密封止を行なっていた。
りダメージを受は易いため、前者の部分は、乾燥窒素雪
間気中で、電気溶接、レーザー溶接等の手段により、固
定・気密封止を行なっていた。
発明が解決しようとする課題
従来の光半導体素子モジュールは、上述のように光半導
体素子を搭載したステムがレンズ付キャップで封止され
て、さらにスリーブに組み込まれている。そのため、キ
ャップをステムに固定する時およびステムをスリーブに
固定する時の２回光軸調整を行なう必要があった。光軸
調整は、発光素子と光ファイバとを接続する際には１μ
ｍ、受光素子と光ファイバとを接続する際には１０μｍ
程度の精度が必要とされるため、非常に煩雑である。
体素子を搭載したステムがレンズ付キャップで封止され
て、さらにスリーブに組み込まれている。そのため、キ
ャップをステムに固定する時およびステムをスリーブに
固定する時の２回光軸調整を行なう必要があった。光軸
調整は、発光素子と光ファイバとを接続する際には１μ
ｍ、受光素子と光ファイバとを接続する際には１０μｍ
程度の精度が必要とされるため、非常に煩雑である。
また、上記の２回の光軸調整は、それぞれ最低界なる２
方向に対して行う必要があるので、従来の光半導体素子
モジュールは、組立て工程数が多く、生産性が非常に悪
かった。
方向に対して行う必要があるので、従来の光半導体素子
モジュールは、組立て工程数が多く、生産性が非常に悪
かった。
従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
した組立工程数が少なく、生産性が高い１ｉＭを有する
光半導体素子モジュールを提供することにある。
した組立工程数が少なく、生産性が高い１ｉＭを有する
光半導体素子モジュールを提供することにある。
課題を解決するための手段
本発明に従うと、光ファイバを装着したフェルールが挿
入され、該フェルールの位置決めおよび保持を行うフェ
ルール挿入孔を有するスリーブの、前記フェルール挿入
孔底部中央を貫通ずる収容部内に気密に装着されたレン
ズと、 前記スリーブの前記レンズに対して、前記フェルール挿
入孔と反対の側に、光半導体素子が気密に収容されるキ
ャビティが形成されるよう装着された、前記光半導体素
子を搭載したステムとを具備し、 前記光ファイバの前記フェルールが前記フェルール挿入
孔に挿入されることにより、前記レンズを介して前記光
ファイバが前記光半導体素子と光学的に結合されるよう
構成されていることを特１欣とする光半導体素子モジュ
ールが提供される。
入され、該フェルールの位置決めおよび保持を行うフェ
ルール挿入孔を有するスリーブの、前記フェルール挿入
孔底部中央を貫通ずる収容部内に気密に装着されたレン
ズと、 前記スリーブの前記レンズに対して、前記フェルール挿
入孔と反対の側に、光半導体素子が気密に収容されるキ
ャビティが形成されるよう装着された、前記光半導体素
子を搭載したステムとを具備し、 前記光ファイバの前記フェルールが前記フェルール挿入
孔に挿入されることにより、前記レンズを介して前記光
ファイバが前記光半導体素子と光学的に結合されるよう
構成されていることを特１欣とする光半導体素子モジュ
ールが提供される。
本発明の光半導体素子モジュールにおいては、前記Ｌ’
”）ズは、球レンズまたは集束性ロッドレンズである
ことが好ましい。
”）ズは、球レンズまたは集束性ロッドレンズである
ことが好ましい。
作用
本発明の光半導体素子モジュールは、光レヤブタクルの
スリーブが、従来の光半導体素子モジュールのキャップ
の機能をも有し、キャップを省略した構成になっている
。この構成により、光軸調整が１回ですむため、従来と
比較した場合に生産効率が向上するものである。
スリーブが、従来の光半導体素子モジュールのキャップ
の機能をも有し、キャップを省略した構成になっている
。この構成により、光軸調整が１回ですむため、従来と
比較した場合に生産効率が向上するものである。
光レセプタクルのスリーブのフェルール挿入孔は、光フ
ァイバに取付けたフェルールを繰返し挿入しても、光フ
ァイバの光軸が再現性良く一致するように、±０．５〜
３μｍの高精度で内径が管理されている。レンズとマル
チモード光ファイバとの間の半径方向の光軸のずれは、
±２０μｍ程度であっても、０．３ｄＢ程度の損失を発
生する程度に留まる。従って、本発明の光半導体素子モ
ジュールにおいては、レンズのスリーブに対する取付は
公差が±１７〜±１９μｍ程度であっても、レンズの光
軸調整を行なう必要がない。レンズの取付は公差をこの
範囲内にすることは、機械加工等の精度から十分容易で
あり、従って、本発明の光半導体素子モジュールにおい
ては、光軸調整は、ステムをスリーブに固定する際にの
み行なえばよい。
ァイバに取付けたフェルールを繰返し挿入しても、光フ
ァイバの光軸が再現性良く一致するように、±０．５〜
３μｍの高精度で内径が管理されている。レンズとマル
チモード光ファイバとの間の半径方向の光軸のずれは、
±２０μｍ程度であっても、０．３ｄＢ程度の損失を発
生する程度に留まる。従って、本発明の光半導体素子モ
ジュールにおいては、レンズのスリーブに対する取付は
公差が±１７〜±１９μｍ程度であっても、レンズの光
軸調整を行なう必要がない。レンズの取付は公差をこの
範囲内にすることは、機械加工等の精度から十分容易で
あり、従って、本発明の光半導体素子モジュールにおい
ては、光軸調整は、ステムをスリーブに固定する際にの
み行なえばよい。
また、本発明の光半導体素子モジュールは、スリーブに
ステムが気密封止状態で固定されている。
ステムが気密封止状態で固定されている。
従って、従来の光半導体素子モジュールと同様に光半導
体素子は保護されているものである。
体素子は保護されているものである。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲をなんら制限するものではない。
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲をなんら制限するものではない。
実施例
第１図は、本発明の光半導体素子モジュールの一例の断
面図である。第１図の光半導体素子モジュールは、光半
導体素子１としてＬＥＤが固定されたステム２が光レセ
プタクル（不図示）のスリーブ３に気密に固定されてお
り、さらにスリーブ３には球レンズ４がレンズホルダ５
を介して気密に取付けられた構成となっている。
面図である。第１図の光半導体素子モジュールは、光半
導体素子１としてＬＥＤが固定されたステム２が光レセ
プタクル（不図示）のスリーブ３に気密に固定されてお
り、さらにスリーブ３には球レンズ４がレンズホルダ５
を介して気密に取付けられた構成となっている。
球レンズ４は、低融点ガラスまたはガラスハンダにより
レンズホルダ５に気密に固定されている。
レンズホルダ５に気密に固定されている。
また、レンズホルダ５は、スリーブ３のフェルール挿入
孔６に嵌合する形状であり、溶接により、やはり気密に
固定されている。ステムは、スリーブに光軸調整の後、
乾燥窒素雪囲気中で、溶接により固定されたものである
。
孔６に嵌合する形状であり、溶接により、やはり気密に
固定されている。ステムは、スリーブに光軸調整の後、
乾燥窒素雪囲気中で、溶接により固定されたものである
。
第２図に、第１図の光半導体素子モジュールの使用状態
のｊ断面図を示す。第１図の光半導体素子モジュールは
、第２図に示すよう光ファイバ８に取付けたフェルール
９をフェルール挿入孔６に挿入し、フェルール９端面を
レンズホルダ５に当接することにより、高効率で光ファ
イバ８と結合するよう構成されている。本実施例の光半
導体素子モジュールは、上記のようにレンズホルダ５が
、スリーブ３のフェルール挿入孔６に嵌合する形状であ
り、レンズ４の位置の精度は、レンズ４の大きさの精度
、レンズホルダ５およびスリーブ３の８９１加工精度で
決定される。レンズ４の大きさの精度は、±３μｍ、レ
ンズホルダ５およびスＩＪ−ブ３の機械加工精度は±５
μｍ程度であるのでレンズ４の位置の精度は、±４μｍ
となる。フェルール挿入孔６の内径の精度は、±０．５
〜３μｍであるから、本実施例の光半導体素子モジュー
ルにおいて、レンズ４の光軸と光ファイバ８の光軸のず
れは、±７μｍ以下となる。実際に測定したところ本実
施例の光半導体素子モジュールにおいては、球レンズ４
の光軸と光ファイバ８の光軸とのずれは、約５μｍ以内
であり、マルチモードファイバとＬＥＤとの結合の場合
は結合損失はＯ，ｌｄＢ以内であった。
のｊ断面図を示す。第１図の光半導体素子モジュールは
、第２図に示すよう光ファイバ８に取付けたフェルール
９をフェルール挿入孔６に挿入し、フェルール９端面を
レンズホルダ５に当接することにより、高効率で光ファ
イバ８と結合するよう構成されている。本実施例の光半
導体素子モジュールは、上記のようにレンズホルダ５が
、スリーブ３のフェルール挿入孔６に嵌合する形状であ
り、レンズ４の位置の精度は、レンズ４の大きさの精度
、レンズホルダ５およびスリーブ３の８９１加工精度で
決定される。レンズ４の大きさの精度は、±３μｍ、レ
ンズホルダ５およびスＩＪ−ブ３の機械加工精度は±５
μｍ程度であるのでレンズ４の位置の精度は、±４μｍ
となる。フェルール挿入孔６の内径の精度は、±０．５
〜３μｍであるから、本実施例の光半導体素子モジュー
ルにおいて、レンズ４の光軸と光ファイバ８の光軸のず
れは、±７μｍ以下となる。実際に測定したところ本実
施例の光半導体素子モジュールにおいては、球レンズ４
の光軸と光ファイバ８の光軸とのずれは、約５μｍ以内
であり、マルチモードファイバとＬＥＤとの結合の場合
は結合損失はＯ，ｌｄＢ以内であった。
第３図に、本発明の光半導体素子モジュールの第２の実
施例の断面図を示す。第３図に示した光半導体素子モジ
ュールは、第１図に示した光半導体素子モジュールの球
レンズ４に替えて集束性ロッドレンズ２４を用いたもの
である。ンングルモードファイバとＬ Ｄとの結合の場
合には、球レンズよりも集束性ロンドレンズの方が高い
結合効率を得られ、好ましいので、本実施例の光半導体
素子モジニールは、シングルモードファイバ用モジュー
ルに用いるのに適している。本実施例の光半導体素子モ
ジュールにおいても、集束性ロンドレンズ２４の光軸と
光ファイバの光軸とは、集束性ロンドレンズ２４の大き
さの精度、スリーブ３およびレンズホルダ５の機械精度
により自動的に適正となる。従って、事実上、ステム２
とスリーブ３の間でのみ光軸調整を行なえばよい。
施例の断面図を示す。第３図に示した光半導体素子モジ
ュールは、第１図に示した光半導体素子モジュールの球
レンズ４に替えて集束性ロッドレンズ２４を用いたもの
である。ンングルモードファイバとＬ Ｄとの結合の場
合には、球レンズよりも集束性ロンドレンズの方が高い
結合効率を得られ、好ましいので、本実施例の光半導体
素子モジニールは、シングルモードファイバ用モジュー
ルに用いるのに適している。本実施例の光半導体素子モ
ジュールにおいても、集束性ロンドレンズ２４の光軸と
光ファイバの光軸とは、集束性ロンドレンズ２４の大き
さの精度、スリーブ３およびレンズホルダ５の機械精度
により自動的に適正となる。従って、事実上、ステム２
とスリーブ３の間でのみ光軸調整を行なえばよい。
以上、説明したように本発明の光１こ導体素子モジュー
ルは、レンズの位置が自動的に十分な精度で定まるため
、光軸の調整はステムをスリーブに固定するときの１回
しか必要としないものである。
ルは、レンズの位置が自動的に十分な精度で定まるため
、光軸の調整はステムをスリーブに固定するときの１回
しか必要としないものである。
発明の詳細
な説明したように、本発明の光半導体素子モジュールで
は、光軸調整の工程は、事実上、ステムとスリーブを固
定するときの１回のみとなり、生産性の向上に寄与する
。これは、レンズと光ファイバとの位置関係が、レンズ
の大きさの精度および機械加工精度によって決められる
構成となっている本発明の光半導体素子モジュールによ
り初めて実現された。
は、光軸調整の工程は、事実上、ステムとスリーブを固
定するときの１回のみとなり、生産性の向上に寄与する
。これは、レンズと光ファイバとの位置関係が、レンズ
の大きさの精度および機械加工精度によって決められる
構成となっている本発明の光半導体素子モジュールによ
り初めて実現された。
゛よた、従来使用されていたレンズ付キャップの市販品
の外径は、最小でもφ４．７＋ｎｍであり、光半導体素
子モジュールを小型化する上での制約となっていたが、
本発明の光半導体素子モジュールでは、このような制約
が取除かれるため、小型化も容易である。
の外径は、最小でもφ４．７＋ｎｍであり、光半導体素
子モジュールを小型化する上での制約となっていたが、
本発明の光半導体素子モジュールでは、このような制約
が取除かれるため、小型化も容易である。
第１図は、本発明の光半導体素子モジュールの一例の断
面図であり、 第２図は、第１図の光半導体素子モジュールの使用形態
を示した断面図であり、 第３図は、本発明の他の実施例の断面図であり、第４図
は、従来の光半導体素子モジュールの断面図である。 〔主な参照番号〕 Ｉ・・光半導体に子、 ２・・ステム、 ３・・スリーブ、 ４・１球レンズ、 ５・・レンズホルダ、 ６・・フェルール挿入孔、 ７・・キャップ、 ８・・光ファイバ ９トフェルール、 １５・ ・ストッパ、 ２４・・集束性ロンドレンズ、 ２７・・レンズ
面図であり、 第２図は、第１図の光半導体素子モジュールの使用形態
を示した断面図であり、 第３図は、本発明の他の実施例の断面図であり、第４図
は、従来の光半導体素子モジュールの断面図である。 〔主な参照番号〕 Ｉ・・光半導体に子、 ２・・ステム、 ３・・スリーブ、 ４・１球レンズ、 ５・・レンズホルダ、 ６・・フェルール挿入孔、 ７・・キャップ、 ８・・光ファイバ ９トフェルール、 １５・ ・ストッパ、 ２４・・集束性ロンドレンズ、 ２７・・レンズ
Claims (3)
- （１）光ファイバを装着したフェルールが挿入され、該
フェルールの位置決めおよび保持を行うフェルール挿入
孔を有するスリーブの、前記フェルール挿入孔底部中央
を貫通する収容部内に気密に装着されたレンズと、 前記スリーブの前記レンズに対して、前記フェルール挿
入孔と反対の側に、光半導体素子が気密に収容されるキ
ャビティが形成されるよう装着された、前記光半導体素
子を搭載したステムとを具備し、 前記光ファイバの前記フェルールが前記フェルール挿入
孔に挿入されることにより、前記レンズを介して前記光
ファイバが前記光半導体素子と光学的に結合されるよう
構成されていることを特徴とする光半導体素子モジュー
ル。 - （２）前記レンズが、球レンズであることを特徴とする
請求項（１）に記載の光半導体素子モジュール。 - （３）前記レンズが集束性ロッドレンズであることを特
徴とする請求項（１）に記載の光半導体素子モジュール
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29738588A JPH02143208A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 光半導体素子モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29738588A JPH02143208A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 光半導体素子モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143208A true JPH02143208A (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=17845807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29738588A Pending JPH02143208A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 光半導体素子モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02143208A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH054112U (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-22 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザモジユール |
| JP2007123738A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sony Corp | 光送信モジュール、光送受信モジュール及び光通信装置 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP29738588A patent/JPH02143208A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH054112U (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-22 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザモジユール |
| JP2007123738A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sony Corp | 光送信モジュール、光送受信モジュール及び光通信装置 |
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