JPH0232306A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光分岐・結合、光分波・合波、光変調、光切
換、発光、受光、光増幅等の機能を有する光素子に光フ
ァイバを装着する光デバイスに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to optical devices having functions such as optical branching/coupling, optical demultiplexing/multiplexing, optical modulation, optical switching, light emission, light reception, and optical amplification. The present invention relates to an optical device equipped with an optical fiber.
従来、この種の光デバイスとしては、LiNb0、等の
誘電体基板上やGaAs等の半導体基板上に先導波路を
形成し、この光導波路に光を閉じ込めたまま光導波路自
体の形状や光導波路間の干渉、さらに電気光学効果や音
響光学効果等を利用して、分岐・結合、分波・合波、変
調、切換等の機能を得るものとか、InGaAsP、S
i等の半導体基板上に光電変換素子を形成し、発光、受
光、光増幅等の機能を得るものが知られている。Conventionally, for this type of optical device, a guiding waveguide is formed on a dielectric substrate such as LiNb0 or a semiconductor substrate such as GaAs, and while the light is confined in the optical waveguide, the shape of the optical waveguide itself and the distance between the optical waveguides are changed. InGaAsP, S
It is known that a photoelectric conversion element is formed on a semiconductor substrate such as i, and functions such as light emission, light reception, and light amplification are obtained.
これらの光素子では、同一基板上に多数の機能素子を集
積することが可能である。In these optical devices, it is possible to integrate a large number of functional devices on the same substrate.
しかしながら、上述した光素子の光入出力に光ファイバ
を用いる場合、従来においては、第2図に示すように、
光フアイバアレー1の端面と光素子である先導波路素子
2の端面とを突き合わせて、この端面間に屈折率整合を
兼ねた接着剤3を充填して固定するピッグテール入出力
方式が一般的である。なお、ケース4内には、先導波路
素子2の他に半導体レーザ5、フォトダイオード6が気
密封止された状態で実装されている。しかしながら、こ
の方式では次のような問題点がある。However, when using optical fibers for optical input and output of the above-mentioned optical elements, conventionally, as shown in FIG.
A pigtail input/output method is generally used, in which the end face of the optical fiber array 1 and the end face of the guiding waveguide element 2, which is an optical element, are butted against each other, and an adhesive 3 that also serves as refractive index matching is filled and fixed between the end faces. . Note that, in addition to the guiding waveguide element 2, a semiconductor laser 5 and a photodiode 6 are mounted in the case 4 in a hermetically sealed state. However, this method has the following problems.
まず第1点は、光素子である光導波路素子2の気密化が
困難なことである。すなわち、先導波路素子2は高湿状
態や雰囲気中に含まれる反応性ガスにさらされると、こ
の先導波路素子2に形成されている電極や先導波路素子
2自体が劣化するおそれがあり、高信頼化のためには気
密化が必要である。しかしながら、従来の方法では、光
フアイバアレー1の外被が熱に弱い高分子材料で作製さ
れているため、光フアイバアレー1の部分での気密化が
困難である。The first point is that it is difficult to make the optical waveguide element 2, which is an optical element, airtight. That is, if the guiding waveguide element 2 is exposed to high humidity conditions or reactive gases contained in the atmosphere, there is a risk that the electrodes formed on the guiding waveguide element 2 or the guiding waveguide element 2 itself may deteriorate, and the reliability of the guiding waveguide element 2 may deteriorate. In order to achieve this goal, it is necessary to make it airtight. However, in the conventional method, since the outer sheath of the optical fiber array 1 is made of a heat-sensitive polymer material, it is difficult to make the optical fiber array 1 airtight.
第2点は、ピッグテール入出力方式では、光フアイバア
レー1の端末を固定するための空間やパネル内に光フア
イバアレー1を実装する際に必要とされる空間が大きな
割合を占め、同一基板上に形成された光導波路素子2の
もつ小型高集積という利点がいかされない場合がある。The second point is that in the pigtail input/output method, the space required to fix the terminals of the optical fiber array 1 and the space required when mounting the optical fiber array 1 in the panel occupies a large proportion, and The advantages of small size and high integration of the optical waveguide element 2 formed in the optical waveguide device 2 may not be utilized.
本発明の目的は上述した欠点に鑑みなされたもので、光
素子が大気にさらされることを確実に防止でき、しかも
実装空間を大幅に減少できる光デバイスを提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks, and it is an object of the present invention to provide an optical device that can reliably prevent optical elements from being exposed to the atmosphere and that can significantly reduce the mounting space.
前記した目的を達成するために、本発明に係わる光デバ
イスは、パッケージ内に気密封止された光素子と、パッ
ケージの開口部を気密封止する少なくとも1個のレンズ
を有し、かつパッケージに固定された光レセプタクルと
、この光レセプタクルに着脱可能に装着された少なくと
も1本の光ファイバとを備え、光素子と光ファイバとを
レンズを介して光学的に結合した構成としたものである
。In order to achieve the above-mentioned object, an optical device according to the present invention includes an optical element hermetically sealed within a package, at least one lens hermetically sealing an opening of the package, and an optical element hermetically sealed within a package. It comprises a fixed optical receptacle and at least one optical fiber detachably attached to the optical receptacle, and has a configuration in which the optical element and the optical fiber are optically coupled via a lens.
このように本発明にあっては、レンズが気密封入された
光レセプタクルを有するパッケージ内に光素子を気密封
止し、レンズを介して光素子と光ファイバを光学的に結
合しているので、光素子が大気にさらされることがない
。これによってより高信頼化が得られる。また、光ファ
イバは、レンズが気密封入された光レセプタクルに着脱
可能となっているので、実装空間が大幅に減少される。As described above, in the present invention, the optical element is hermetically sealed in a package having an optical receptacle in which the lens is hermetically sealed, and the optical element and the optical fiber are optically coupled through the lens. The optical element is not exposed to the atmosphere. This provides higher reliability. Further, since the optical fiber can be attached to and detached from the optical receptacle in which the lens is hermetically sealed, the mounting space is significantly reduced.
次に、本発明の詳細を図面を参照して説明する。 Next, details of the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明に係わる光デバイスの一実施例を示す断
面図である。光導波路素子lOは、レンズアレー11を
低融点ガラス等で気密性よく封入した光レセプタクル1
2を取り付けたパッケージ13内に、レンズアレー11
と光学的に結合するようにして気密封止されている。ま
た、レンズアレー11は光レセプタクル12をパッケー
ジ13の右側端面に固定した際、パッケージ13の右側
端部側に設けられた開口部13aに嵌合し、この開口部
13aを気密封止するように構成されている。なお、光
レセプタクルI2はそのフランジ部12aがパッケージ
13の右側端面に固定されるようになっており、かつ円
筒部12bの外周面には係合溝12cが形成されている
。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an optical device according to the present invention. The optical waveguide element 1O is an optical receptacle 1 in which a lens array 11 is hermetically sealed with low melting point glass or the like.
The lens array 11 is placed inside the package 13 to which the lens array 2 is attached.
It is hermetically sealed in such a way that it is optically coupled to. Further, when the optical receptacle 12 is fixed to the right end surface of the package 13, the lens array 11 fits into an opening 13a provided on the right end side of the package 13, and hermetically seals this opening 13a. It is configured. The flange portion 12a of the optical receptacle I2 is fixed to the right end surface of the package 13, and an engagement groove 12c is formed in the outer peripheral surface of the cylindrical portion 12b.
光フアイバアレー14は、その先端側に光フアイバアレ
ーコネクタ15が固定されており、この光フアイバアレ
ーコネクタ15の係合片15aが光レセプタクル12の
係合溝12cに係合することにより、レンズアレー11
を介して先導波路素子10と光学的に結合するように構
成されている。The optical fiber array 14 has an optical fiber array connector 15 fixed to its tip side, and when the engagement piece 15a of the optical fiber array connector 15 engages with the engagement groove 12c of the optical receptacle 12, the lens array 11
It is configured to be optically coupled to the leading waveguide element 10 via.
ここで、光レセプタクル12は、光フアイバアレー14
と先導波路素子10との結合損失が最少となるように位
置決めされた後、パッケージ13に取り付は固定されて
いる。なお、光フアイバアレーコネクタI5の係合片1
5aはその差し込み方向に対して直交する方向に弾性的
に変形し得るようになっている。Here, the optical receptacle 12 is an optical fiber array 14
After being positioned so that the coupling loss between the waveguide element 10 and the leading waveguide element 10 is minimized, it is fixedly attached to the package 13. In addition, the engagement piece 1 of the optical fiber array connector I5
5a can be elastically deformed in a direction perpendicular to the insertion direction.
また、レンズアレー11は、複数の集束性ロッドレンズ
あるいは球レンズ等を並列に並べたものとか、あるいは
−枚の平板ガラスにイオン交換法により複数の集束性ロ
ッドレンズを形成した平板マイクロレンズを用いること
によって構成されている。なお、このレンズアレー11
の構成は複数のレンズを用いることなく、例えば光レセ
プタクル12に係合する光ファイバが1本の場合はレン
ズも1個でよい。Further, the lens array 11 uses a plurality of convergent rod lenses or ball lenses arranged in parallel, or a flat plate microlens in which a plurality of convergent rod lenses are formed on a sheet of flat glass by an ion exchange method. It is made up of. Note that this lens array 11
The configuration does not require the use of a plurality of lenses; for example, if there is one optical fiber engaged with the optical receptacle 12, only one lens is required.
本実施例は光並列伝送用送信モジュールの例を示してお
り、パッケージ13内には先導波路素子10の他に半導
体レーザ16とかその光出力をモニタするフォトダイオ
ード17も気密封止実装されている。また、これら半導
体レーザ16の電気端子16a1フオトダイオード17
の電気端子17aおよび光導波路素子10を制御するた
めの電気端子10aには、それぞれ気密封止用の電気端
子が採用されている。なお、本実施例において先導波路
素子lOは導波路幅8μmのチタン(Ti)拡散=オブ
敗リチウム(L i N bo、)導波路素子を用いて
いる。This embodiment shows an example of a transmitting module for optical parallel transmission, in which a semiconductor laser 16 and a photodiode 17 for monitoring its optical output are also hermetically sealed and mounted in addition to the guiding waveguide element 10 in the package 13. . Further, the electric terminal 16a1 of these semiconductor lasers 16, the photodiode 17
The electrical terminal 17a and the electrical terminal 10a for controlling the optical waveguide element 10 each employ an electrical terminal for airtight sealing. In this example, the leading waveguide element IO is a titanium (Ti) diffused=obstructed lithium (L i N bo) waveguide element with a waveguide width of 8 μm.
次に、本実施例に係わる光デバイスの作用について説明
する。まず、半導体レーザ16の出力光は、先導波路素
子10に結合され、複数に分岐された後、それぞれが電
気光学効果により変調され、レンズアレー11を介して
光フアイバアレー14より出力されるようになっている
。ここで、先導波路素子10、レンズアレー11右よび
光フアイバアレー14の入出力端には、フレネル反射に
よる結合損失を低減するために無反射コートが施されて
いる。本デバイスを60°C195%の高温高湿環境下
で5000時間以上連続動作させたが、特性劣化は全く
認められなかった。Next, the operation of the optical device according to this embodiment will be explained. First, the output light of the semiconductor laser 16 is coupled to the guide waveguide element 10 and branched into a plurality of lights, each of which is modulated by the electro-optic effect and outputted from the optical fiber array 14 via the lens array 11. It has become. Here, anti-reflection coatings are applied to the leading waveguide element 10, the right side of the lens array 11, and the input/output ends of the optical fiber array 14 in order to reduce coupling loss due to Fresnel reflection. This device was operated continuously for more than 5,000 hours in a high temperature, high humidity environment at 60°C and 195%, but no characteristic deterioration was observed.
なお、上述した実施例においては、光素子として先導波
路素子である光並列伝送用送信モジュールを採用した例
を示したが、別にこれに限定されるものではなく光素子
としては半導体レーザアレーやフォトダイオードアレー
等の発光素子や受光素子を用いた構成としてもよい。In addition, in the above-mentioned embodiment, an example was shown in which a transmitting module for parallel optical transmission, which is a guiding waveguide element, was used as an optical element, but the optical element is not limited to this, and a semiconductor laser array or a photodiode may be used as an optical element. A configuration using light emitting elements and light receiving elements such as an array may also be used.
以上説明したように本発明に係わる光デバイスは、レン
ズが気密封入された光レセプタクルを有するパッケージ
内に光素子を気密封止し、レンズを介して光素子と光フ
ァイバとを光学的に結合するよう構成しているので、光
素子が大気にさらされることがなく、より高信頼化を得
ることが可能である。また、光ファイバは、予め結合損
失が最少となるよう位置決めされた後、パッケージに固
定され、かつレンズが気密封入された光レセプタクルに
着脱可能な構成となっている。このため、本発明の光デ
バイスは、従来のピッグテール型デバイスに比べて実装
空間を大幅に小さくすることが可能であるという効果も
有する。As explained above, in the optical device according to the present invention, an optical element is hermetically sealed in a package having an optical receptacle in which a lens is hermetically sealed, and the optical element and an optical fiber are optically coupled through the lens. With this configuration, the optical element is not exposed to the atmosphere, and higher reliability can be achieved. Further, the optical fiber is positioned in advance to minimize coupling loss, and then fixed to the package, and is configured to be detachable from an optical receptacle in which a lens is hermetically sealed. Therefore, the optical device of the present invention also has the effect that the mounting space can be significantly reduced compared to the conventional pigtail type device.
第1図は本発明に係わる光デバイスの一実施例を示す断
面図、第2図は従来のピッグテール型の光デバイスの一
例を示す断面図である。
10・・・・・・光導波路素子、11・・・・・・レン
ズアレー12・・・・・・光レセプタクル、13・・・
・・・パッケージ、13a・・・・・・開口部、14・
・・・・・光フアイバアレー15・・・・・・光ファイ
バアレーコネ’79.15a・・・・・・係合片。
出 願 人 日本電気株式会社代 理 人
弁理士 山内梅雄0a
第1図
第2図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an optical device according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional pigtail type optical device. 10... Optical waveguide element, 11... Lens array 12... Optical receptacle, 13...
...Package, 13a...Opening, 14.
...Optical fiber array 15...Optical fiber array connector '79.15a...Engaging piece. Applicant: NEC Corporation Agent
Patent Attorney Umeo Yamauchi 0a Figure 1 Figure 2
Claims (1)
開口部を気密封止する、少なくとも1個のレンズを有し
、かつ前記パッケージに固定された光レセプタクルと、
この光レセプタクルに着脱可能に装着された、少なくと
も1本の光ファイバとを備え、前記光素子と光ファイバ
とがレンズを介して光学的に結合されて成ることを特徴
とする光デバイス。an optical element hermetically sealed within a package; an optical receptacle fixed to the package; the optical receptacle having at least one lens hermetically sealing an opening of the package;
An optical device comprising at least one optical fiber detachably attached to the optical receptacle, the optical element and the optical fiber being optically coupled via a lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18159588A JPH0232306A (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18159588A JPH0232306A (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Optical device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0232306A true JPH0232306A (en) | 1990-02-02 |
Family
ID=16103558
Family Applications (1)
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JP18159588A Pending JPH0232306A (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Optical device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0232306A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5669824A (en) * | 1995-03-09 | 1997-09-23 | Daiwa Seiko, Inc. | Iron club and iron club set |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP18159588A patent/JPH0232306A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5669824A (en) * | 1995-03-09 | 1997-09-23 | Daiwa Seiko, Inc. | Iron club and iron club set |
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