JPH04354385A - 光半導体パッケージおよびこれを用いた光デバイス - Google Patents

光半導体パッケージおよびこれを用いた光デバイス

Info

Publication number
JPH04354385A
JPH04354385A JP3129981A JP12998191A JPH04354385A JP H04354385 A JPH04354385 A JP H04354385A JP 3129981 A JP3129981 A JP 3129981A JP 12998191 A JP12998191 A JP 12998191A JP H04354385 A JPH04354385 A JP H04354385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
optical semiconductor
lens
semiconductor package
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3129981A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2819861B2 (ja
Inventor
Yasuhisa Tanizawa
谷澤 靖久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3129981A priority Critical patent/JP2819861B2/ja
Publication of JPH04354385A publication Critical patent/JPH04354385A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2819861B2 publication Critical patent/JP2819861B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体素子を実装する
光半導体パッケージの構造、およびその光半導体パッケ
ージを用いた光半導体素子と光導波路基板との結合構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信や光計測、あるいはコンパクトデ
ィスクなどに用いられる半導体レーザダイオード(LD
)やアバランシェ・フォトダイオード(APD)は通常
、周囲の環境、特に湿気や不純物や風塵の影響を避ける
ため、気密パッケージに実装、封止されて用いられる。 例えば、光通信用光半導体であれば、パッケージ化され
た光半導体素子と出射光を集光するレンズと光ファイバ
により光半導体モジュールが構成される。さらに、この
光半導体モジュールを核にして、光分岐・結合デバイス
や光合波分波器、スイッチなどが用いられ所望の光通信
システムが構築される。
【0003】近年、光半導体素子や光ファイバの性能が
向上し、伝送速度や距離は大幅に増大されてきた。一方
、スイッチや分岐・結合器などの光デバイスも従来はプ
リズムやロッドレンズにより構成されていたが、これら
を用いたより高性能な集積化された小形のものが、光導
波路技術の進歩により開発されている。この光導波路を
形成する基板としては、強誘電体で高い電気光学効果を
有するLiNbO3 基板や、導波損失が極めて小さい
Si基板や、また比較的簡易に光導波路を形成すること
ができるガラスなどがあり、これらはいずれもその特徴
を活かしたアプリケーションで実用化されつつある。
【0004】こうした光導波路を用いた光デバイスとし
ては、例えば、光交換用光マトリクススイッチや光計測
に用いられる光パルス試験器(OTDR)用EO−スイ
ッチ(■昭和63年電子情報通信学会春季全国大会  
C−490)や光分配用スターカプラや光合波分波器(
■1990年電子情報通信学会秋季全国大会C−198
、■オプチカル  ウェイブガイド  デバイス  プ
ロダクト  インフォメーシォン)などがある。さらに
は、より高速化し光通信の伝送容量を増大させるために
LiNbO3 を用いた高速外部光変調器(■1990
年電子情報通信学会秋季全国大会  C−141)など
も研究・開発されている。あるいはまた、コンパクトデ
ィスクなどの光情報機器のピックアップ系として光導波
路の適用を試みた例(■「インテグレーテッドーオプテ
ィクス  コンポネント  アンド  デバイス  ユ
ウジング  ペリオディック  ストラクチュアズ.」
キュウイー−22(1986)845−864)もある
。これらはいずれもレーザ・ダイオード(LD)やフォ
ト・ダイオード(PD)などの発光・受光光半導体と組
み合わせて用いられることが多い。
【0005】従来、上述の光半導体と光導波路を組み合
わせて用いるときは、図4に示すように個別に光半導体
モジュール15と導波路型光デバイス16とを個別に構
成し、これらの間を光ファイバ17によって光学的に接
続して用いるという手段がとられていた。しかしながら
、こうした個別の光デバイスを接続して用いようとする
と、光ファイバ17や接続部の光コネクタ22などが必
要であり、小型化・集積化が困難であり、経済的にも不
利である。
【0006】このような問題に対して、光半導体と光導
波路を一体化する究・開発がなされている。例えば、高
速光外部変調器ではLD素子と光導波路の一体化デバイ
スの研究(■1990年電子情報通信学会春季全国大会
  C−231)がなされている。また、前述した高速
外部光変調器(■)にあるように光導波路を用いたピッ
クアップ系でも小型化のためLD素子との一体化が重要
なポイントとなる。さらには、Si基板を用いた光導波
路でも基板上にLDとAPDを光導波路に光学的に結合
するように実装した研究(■ジャーナル  オブ  ラ
イトウェーブ  テクノロジ  第7番の第10)も報
告されている。
【0007】このように、光半導体素子と光導波路を光
学的に結合させ、一体化させる手段を、図5、図6(a
)および(b)に示す。図5において、一つのきょう体
21上に光導波路基板8、光半導体パッケージ14と集
光用のレンズ19とを配置し、光半導体パッケージ14
を位置調整し光学的に結合させて固定部材20を用いて
各部材をきょう体21上に固定する構造である。一方、
図6(a)に示すように、直接光導波路基板66上にL
DやAPDなどの光半導体素子や光ファイバアタッタチ
メント68を実装する構造(■)を示す。これは、光半
導体素子をパッケージに実装・封止せずに直接チップの
状態で光導波路基板上で位置調整して固着するものであ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の図5に示したよ
うな個々の部材をきょう体上に配置する構成では、光半
導体パッケージを光導波路基板に対して位置調整させ、
これを安定に固着させることが極めて難しく、このため
生産性も悪かった。また、光半導体パッケージと光導波
路基板はきょう体を介して固定されているので、例えば
周囲の温度変化などによってきょう体が膨張・収縮など
すると位置ずれを起こし、結合効率などの特性に影響を
およぼされ易く不安定である。
【0009】一方、図6に示すような光半導体素子をチ
ップ状態で直接光導波路基板上に位置調整して実装・固
定する構造では、チップ状態での位置調整が困難でるだ
けでなく、調整後に光導波路基板に半田等で固定する際
にも基板を高温に加熱する必要があることや、このとき
位置ずれを起こしてしまうなどの問題があった。また、
光半導体素子を直接光導波路基板に実装する構造では、
結合効率は上述のレンズを用いる従来の構造に比べ増加
(例えば、2〜3dB)してしまう。この結合効率の増
加を抑制するため、光半導体素子と結合させる光導波路
の端部をレンズ状にしても、依然結合効率の増加(例え
ば、1dB以上)は起こる。さらに結合効率が低くなる
分、光導波路へのもれ光が多くなり、波長多重光回路な
どではクロストーク特性などの劣化をきたしてしまう。
【0010】本発明の課題は、温度特性が良好で、かつ
、生産しやすい簡素な構成の光半導体パッケージを提供
することである。
【0011】本発明の他の課題は、位置調整が不要で、
かつ、安定した特性を有する光デバイスを提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、板状の
ステムと、互いに対向する入射面と出射面とを有する板
状のレンズと、前記ステムと前記レンズとの間に配設さ
れ、前記入射面方向に延びる筒状のスペーサとを有する
パッケージ体を備え、前記パッケージ体には、前記スペ
ーサ、前記ステムおよび前記レンズとで規定される空間
部に配設され、前記入射面に向けて光を出射する光半導
体素子を有し、前記レンズは、前記光を集光して前記出
射面上に結像点を形成するように、前記光の軸心を中心
として直角方向に屈折率が低くなっていることを特徴と
する光半導体パッケージが得られる。
【0013】また、本発明によれば、前記レンズは、前
記光を集光して前記出射面上に結像点を形成するように
、前記入射面が前記光の軸心を中心として凸状であるこ
とを特徴とする請求項1記載の光半導体パッケージが得
られる。
【0014】
【実施例】次に図面を用いて本発明の実施例を説明する
。図1は本発明の第1の実施例による光半導体パッケー
ジの斜視図と断面図である。図1において、光半導体パ
ッケージは、ステム3、スペーサ6およびレンズ基板4
とからなるパッケージ体を有する。光半導体素子1は、
スペーサ6の空間部61中のメタライズ配線がなされた
セラミック基板からなるステム3の表面にあるヒートシ
ンク2の上に実装される。一方、多成分ガラスからなる
レンズ基板4は、その一面に入射面41を、他面に出射
面42を有する。入射面41には、イオン交換法により
屈折率分布がある平板マイクロレンズ部5が形成されて
いる。このレンズ基板4と光半導体素子1を実装したス
テム3は、レンズ基板4の平板マイクロレンズ部5によ
って集光された光半導体素子1からの出射光の結像点4
5がレンズ基板4の入射面42になるように両者の間隔
を決めるスペーサ6を間に挾んで固着されている。 これらステム3とスペーサ6およびスペーサ6とレンズ
基板4の固着はいずれも低融点ガラスによって行い、気
密封止化した。
【0015】図2は本発明の第2の実施例による光半導
体パッケージ131を示す斜視図である。図2を参照す
ると、第1の実施例とはレンズが異なり、レンズ基板4
の入射面41に凸レンズ部12を形成している。この凸
レンズ部12により、出射面42上に出射光の結像点4
5が形成される。
【0016】次に光半導体パッケージ13を用いた光デ
バイスについて図3を参照して説明する。この光デバイ
スは、光半導体パッケージと光導波路基板とを有する。 図3において、半導体パッケージ13はレンズ基板4の
出射面42を光導波路基板8の受光面81である端面に
突き当てて接続固定されている。光導波路基板8には、
端面の面積を大きくすること、耐振動性・耐衝撃性を向
上させるため、図中、上面には小ブロック10が、底面
には保持基板9が固着されている。尚、光半導体素子1
からの出射光はレンズ基板4の出射面42に集光されて
いるので光軸方向の調整は不要であり、調整・固定は極
めて簡便に行われる。以上述べた端面に光半導体パッケ
ージ13が固着された光導波路基板8はきょう体(図示
せず)に収容され、光デバイスが形成される。本発明の
光半導体パッケージを用いた光導波路基板との接続構造
は両者の端面を直接接触させてこの部分を固着している
ので周囲の温度変化に対して安定で高い信頼性が確保で
きる。
【0017】尚、第2実施例による光半導体パッケージ
を用いて光デバイスを構成してもよいことはいうまでも
ない。
【0018】
【発明の効果】本発明による光半導体パッケージは、光
半導体素子をステム、スペーサおよびレンズとで簡素に
パッケージングしたためため、温度特性が良好で、かつ
、生産しやすい。
【0019】また、この光半導体パッケージを用いた光
デバイスは、結像点がパッケージ体を形成するレンズの
出射面に特定的に形成されているから、結像点の位置調
整が不要で、かつ、安定した特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による光半導体パッケー
ジの斜視図および断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例による光半導体パッケー
ジの斜視図および断面図である。
【図3】本発明の光半導体パッケージを用いた光デバイ
スの断面図である。
【図4】従来の個別の光半導体モジュールと導波路型光
デバイスを接続させて結合させた一例を示した図である
【図5】従来の光半導体パッケージと光導波路基板との
結合構造を示す図である。
【図6】従来の光半導体素子を光導波路基板に直接実装
・固定する構造を示す分解斜視図および完成斜視図であ
る。
【符号の説明】
1    光半導体素子 2    ヒートシンク 3    ステム 4    レンズ基板 5    平板マイクロレンズ部 6    スペーサ 7    光導波路 8    光導波路基板 9    保持基板 10    小ブロック 11    きょう体 12    凸レンズ部 13    光半導体パッケージ 15    光半導体モジュール 16    導波路型光デバイス 17    光ファイバ 19    レンズ 20    固定用部材 21    きょう体 22    光コネクタ 41  入射面 42  出射面 45  結像点 61  空間部 81  受光面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  板状のステムと、互いに対向する入射
    面と出射面とを有する板状のレンズと、前記ステムと前
    記レンズとの間に配設され、前記入射面方向に延びる筒
    状のスペーサとを有するパッケージ体を備え、前記パッ
    ケージ体には、前記スペーサ、前記ステムおよび前記レ
    ンズとで規定される空間部に配設され、前記入射面に向
    けて光を出射する光半導体素子を有し、前記レンズは、
    前記光を集光して前記出射面上に結像点を形成するよう
    に、前記光の軸心を中心として直角方向に屈折率が低く
    なっていることを特徴とする光半導体パッケージ。
  2. 【請求項2】  前記レンズは、前記光を集光して前記
    出射面上に結像点を形成するように、前記入射面が前記
    光の軸心を中心として凸状であることを特徴とする請求
    項1記載の光半導体パッケージ。
  3. 【請求項3】  請求項1記載の光半導体パッケージを
    備え、前記出射面と光学的に接合される受光面を有し、
    かつ、前記受光面から受光した光を処理する光波動路基
    板を有することを特徴とする光デバイス。
  4. 【請求項4】  請求項1記載の光半導体パッケージを
    備え、前記出射面と光学的に接合される受光面を有し、
    かつ、前記受光面から受光した光を処理する光波動路基
    板を有することを特徴とする光デバイス。
JP3129981A 1991-05-31 1991-05-31 光デバイス Expired - Lifetime JP2819861B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3129981A JP2819861B2 (ja) 1991-05-31 1991-05-31 光デバイス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3129981A JP2819861B2 (ja) 1991-05-31 1991-05-31 光デバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04354385A true JPH04354385A (ja) 1992-12-08
JP2819861B2 JP2819861B2 (ja) 1998-11-05

Family

ID=15023212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3129981A Expired - Lifetime JP2819861B2 (ja) 1991-05-31 1991-05-31 光デバイス

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2819861B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07333474A (ja) * 1994-06-14 1995-12-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子モジュールとその製造方法
US9719848B2 (en) 2014-01-28 2017-08-01 Fujitsu Limited Optical module, method for manufacturing optical module, and optical transceiver

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62144132A (ja) * 1985-12-18 1987-06-27 Minolta Camera Co Ltd 投光光学系
JP3026103U (ja) * 1994-06-15 1996-07-02 日本精化株式会社 芳香消臭剤用容器及びその製品

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62144132A (ja) * 1985-12-18 1987-06-27 Minolta Camera Co Ltd 投光光学系
JP3026103U (ja) * 1994-06-15 1996-07-02 日本精化株式会社 芳香消臭剤用容器及びその製品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07333474A (ja) * 1994-06-14 1995-12-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子モジュールとその製造方法
US9719848B2 (en) 2014-01-28 2017-08-01 Fujitsu Limited Optical module, method for manufacturing optical module, and optical transceiver

Also Published As

Publication number Publication date
JP2819861B2 (ja) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11163126B2 (en) Light source assembly supporting direct coupling to an integrated circuit
US6931181B2 (en) Opto-mechanical assembly
JP3782126B2 (ja) 二方向光通信及び信号伝送用送信及び受信モジュール
JP3937911B2 (ja) 光送受信モジュール及びこれを用いた光通信システム
KR101041570B1 (ko) 광통신 모듈
US6937786B2 (en) Parallel multiwavelength optical subassembly
US7352924B2 (en) Micro-optical device
JP2010225824A (ja) 光モジュール及び波長多重光モジュール
JP5028503B2 (ja) 光モジュール
JP2003222746A (ja) 光電気結合装置
US5224184A (en) Optical multi-chip interconnect
KR20070023420A (ko) 실리콘 광학 벤치를 이용한 광송수신 모듈
Althaus et al. Microsystems and wafer processes for volume production of highly reliable fiber optic components for telecom-and datacom-application
JPS61226713A (ja) 光波長多重伝送用光モジユ−ル
JP2819861B2 (ja) 光デバイス
JP2004317630A (ja) 光送信モジュール
WO2022190351A1 (ja) 光接続構造、パッケージ構造、光モジュールおよびパッケージ構造の製造方法
Sasaki et al. A low-cost micro-BOSA using Si microlens integrated on Si optical bench for PON application
Althaus et al. Microsystems and wafer processes for volume-production of highly reliable fiber optic components for telecom-and datacom-application
KR100492697B1 (ko) 조립형 렌즈를 이용한 광 연결 방법
Sakai et al. Photodiode packaging technique using ball lens and offset parabolic mirror
JPH06160673A (ja) 双方向伝送用レーザモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970729

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980728