JPH0488308A - 受光デバイス - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は受光デバイスに関する。より詳細には、本発明
は、光ファイバを伝播してきた光を受光素子と効率良く
結合するための受光デバイスの新規な構成に関する。

従来の技術 最近の傾向として、受信回路等の電気回路を搭載した基
板上に受光素子を併せて搭載する受光デバイスの構成が
増加している。この種の受光デバイスにおいて、電気回
路が構成されている基板の表面を含む平面に対して受光
素子に対する導波光の伝播経路が直交するような構成と
すると、受光デバイスの厚さ方向の寸法が増加すること
になる。

また、多くの場合、システムは複数の基板から構成され
るので、基板に対して上方から接続するような構成では
スペースファクタが極めて悪くなる。

そこで、基板の側方から基板表面に平行に光を導入して
受光素子に結合する、所謂平面実装型の光デバイスの構
成が種々検討されている。

一方、受光デバイスとしての周波数特性改善のためには
、受光素子の受光面をなるべく小さくして電気容量を抑
制する必要があるので、平面実装型の受光デバイスにお
いては、受光素子に対して導波光を如何に効率良く結合
するかが重要な課題となっている。

第２図（ａ）およびら〕は、上述のような課題を解決す
るために提案されている受光デバイスの構成を示す図で
ある。

第２図（ａ）に断面図を以って示すように、この受光デ
バイスは、基板１上に装荷された受光素子２と、支持部
材３により端部を保持された光ファイバ４とを、凹面反
射鏡５を介して光学的に結合するものであり、各部材は
、基台６上に固定されている。

受光素子２は、受光面を上方に向けて基板１上に実装さ
れてふり、実際にはこの受光素子２と接続されている電
気回路もこの基板１上に実装されている。光ファイバ４
は、少なくともその端部近傍が基板と平行になるように
、支持部材３により所定の高さに保持されている。凹面
反射鏡５は、光ファイバ４の端面から出射された光を受
光素子２の受光面に導くような角度で傾斜して配置され
ていると同時に、光ファイバの端面で拡散する光が、受
光面に収束するような曲率を有している。

第２図ら）は、第１図（ａ）に示した受光デバイスの一
部分解斜視図である。

同図に示すように、一般的な受光デバイスでは、基板１
上には複数の受光素子２が１列に実装されており、また
、これらの受光素子２と結合される光ファイバ４も、受
光素子に対応して複数の光ファイバが配列されている。

これらの受光素子２および光ファイバ４に対して、凹面
反射鏡５は１つの部材で構成されており、その両端に装
着された支持部材５ａによって基板１または基台６上に
装荷されている。

発明が解決しようとする課題 ところで、上述のような従来の構成の受光デバイスは、
実際には必ずしも結合効率が高くない。

何故ならば、従来の受光デバイスにおいては、光ファイ
バ４の端面から出射された光が凹面反射鏡５によって受
光素子２の受光面に収束されることが期待されている。

しかしながら、実際には、光ファイバ４の端面から出射
する光は拡散しているので、凹面反射鏡５の焦点に光が
収束されるわけではない。従って、実際に出射光が収束
する位置に受光素子２の受光面を一致させることは非常
に困難である。

また、凹面反射鏡５の反射面を、回転楕円鏡とすること
も提案されているが、この場合は、光ファイバ４の出射
端と受光素子２の受光面とをいずれも回転楕円鏡の焦点
に精度良（配置する必要があり、特に、複数の受光素子
と光ファイバとを結合する場合にはその位置合わせは極
めて困難である。

更に、上述のような従来の受光デバイスでは、各部材の
相対位置の僅かな変化で結合効率が低下するので、特に
連続使用時には、各部材の熱膨張等によって結合効率が
経時に劣化する場合がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、よ
り高い結合効率を、より容易な組立て工程によって実現
し得る新規な受光デバイスの構成を提供することをその
目的としている。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、実装面と受光面とが平行になる
ように基板上に実装された受光素子と、少なくとも端部
近傍が前記実装面と平行になるように装荷された光ファ
イバと、前記光ファイバの端面から出射した光が前記受
光素子の受光面へ入射するように配置された反射鏡とを
備える受光デバイスにふいて、前記反射鏡が、前転実装
面に平行な長袖を有する放物面鏡または回転放物面鏡で
あり、前記光ファイバの端部と前記反射鏡との間に配置
され、前記光ファイバからの出射光が前記反射鏡の長袖
に平行になるような特性を有するコリメートレンズを備
え、前記受光素子の受光面が、前記反射鏡の焦点に位置
するように構成されていることを特徴とする受光デバイ
スが提供される。

石屋 本発明に係る受光デバイスは、反射鏡として放物面鏡ま
たは回転放物面鏡を使用すると同時に、光ファイバの出
射端面近傍に配置されたコリメートレンズを備えている
ことをその主要な特徴としている。

即ち、本発明に係る受光デバイスにおいては、光ファイ
バの端面から出射された光は、コリメートレンズにより
平行光線となる。この平行光線は、放物面鏡または回転
放物面鏡に対して、その長軸に平行に入射し、その焦点
に極めて効率良く収束される。

ここで、放物面鏡の長軸に平行に入射した光は全て焦点
に収束されるので、光ファイバおよびコリメートレンズ
からなる光学系と反射鏡との位置合わせは非常に容易で
ある。即ち、受光素子の受光面と反射鏡の焦点との位置
合わせさえ正確になされていれば、光ファイバと受光素
子とは極めて効率良く結合される。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例 第１図（ａ）は、本発明に従って構成された受光デバイ
スの具体的な構成例を示す断面図である。

同図に示すように、この受光デバイスは、基板１上に実
装された受光素子２と、放物面鏡８と、光ファイバ４の
端部に装着されたフェルール９を保持するための支持部
材３とを基台６上に装荷して構成されている。尚、この
受光デバイスでは、光ファイバ４の端部に装着されたフ
ェルール９を支持部材３により固定することにより、光
ファイバ４端部が位置決めされる構成となっている。

また、支持部材３の端部には、コリメートレンズ７が備
えられており、光ファイバ４から出射した光は、コリメ
ートレンズ７を介することによって、基板１の表面に平
行に進行して放物面鏡８に照射される。放物面鏡８は、
その反射面の形成する放物面の長袖が基板１と平行にな
るように設置されている。受光素子２は、その受光面が
放物面鏡８の焦点に位置するように配置されている。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）に示した受光デバイスの
一部分解斜視図である。

同図に示すように、この受光デバイスでは、基板ｌ上に
は複数の受光素子２が１列に実装されており、また、こ
れらの受光素子２と結合される光ファイバ４も、受光素
子に対応して複数の光ファイバが配列されている。光フ
ァイバ４の先端に装着されたフェルール９は、コリメー
トレンズ７と共に支持部材３に挟持されている。これら
の受光素子２および光ファイバ４に対して、放物面鏡８
は、その両端に装着された支持部材８ａによって基台６
上に装荷されている。

以上のように構成された受光デバイスにおいては、第１
図（ａ）に示すように、光ファイバ４から導入された光
が、コリメートレンズ７によって基板１に平行な光線と
なり、更に、放物面鏡８によってその焦点に収束される
。前述のように、受光素子２の受光面は、放物面鏡８の
焦点に配置されており、光ファイバ４から出射された光
は、極めて高効率に受光面に入射する。

このような本発明に係る受光デバイスの動作において、
例えば、支持部材３の膨張あるいは変形により、光ファ
イバ４の出射端面がその軸方向に変移したとしても、光
ファイバ４からの出射光はコリメートレンズ７によって
平行光線となっているので、光ファイバ４と受光素子２
との結合効率は実質的に変化しない。また、同様に、光
ファイバ４の出射端面が、基板１に対して直角に変移し
た場合も、コリメートレンズ７から照射される光が放物
面鏡８をはずれない限り、結合効率には影響がない。尚
、放物面鏡８を、回転放物面鏡とすることにより、更に
、光ファイバ４の出射端面が基板と平行に水平に変移し
た場合にも対応できる。

このような本発明に係る受光デバイスの独特の機能によ
り、組立て時の調芯精度を緩和できる上に、部品の熱膨
張等による結合効率の劣化を軽減することができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係る受光デバイスにおいて
は、光ファイバの端面から出射された光がコリメートレ
ンズにより平行光線になり、この平行光線は、放物面鏡
または回転放物面鏡により極めて効率良く受光素子に収
束される。

また、長軸に平行な構成を全て焦点に収束するという放
物面鏡または回転放物面鏡の特性により、光ファイバの
位置決め精度が緩い。従って、実質的な生産性が高い上
に、動作中の部材の熱膨張等により結合効率が廉価する
ことが少ない。

このような種々の特徴を有する本発明に係る受光デバイ
スは、特に平面実装型の受光デバイスに効果的に適用す
ることができる。

〔主な参照番号〕

１・・・基板、　　　　　２・・・受光素子、３．５ａ
・・・支持部材、４・・・光ファイバ、５・・・凹面反
射鏡、　　６・・・基台、７・・・コリメートレンズ、 ８・・・放物面鏡（回転放物面鏡）、 ９・・・フェルール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 実装面と受光面とが平行になるように基板上に実装され
   た受光素子と、少なくとも端部近傍が前記実装面と平行
   になるように装荷された光ファイバと、前記光ファイバ
   の端面から出射した光が前記受光素子の受光面へ入射す
   るように配置された反射鏡とを備える受光デバイスにお
   いて、 前記反射鏡が、前記実装面に平行な長軸を有する放物面
   鏡または回転放物面鏡であり、 前記光ファイバの端部と前記反射鏡との間に配置され、
   前記光ファイバからの出射光が前記反射鏡の長軸に平行
   になるような特性を有するコリメートレンズを備え、 前記受光素子の受光面が、前記反射鏡の焦点に位置する
   ように構成されていることを特徴とする受光デバイス。