JPH06310807A - 光半導体素子モジュールおよびその光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光半導体素子と光ファイバを光学的に結合し
た光半導体素子モジュールにおいて、溶接による光学的
な結合の変動をなくして、歩留りを向上させるものであ
る。 【構成】 光半導体素子パッケージ１に搭載した光半導
体素子２から放射した光が、光学的に最適な結合になる
ように、光ファイバ１１の一端、すなわち光ファイバフ
ェルール９を位置決めし、固定ネジ１３によって仮固定
する。そして、この固定ネジ１３をホルダ１２に溶接部
１４で固着するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを利用した
光通信に用いられる光半導体素子モジュールに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の光半導体素子モジュールを
示す断面側面図である。図において、１は光半導体素子
パッケージであり、この光半導体素子パッケージ１は、
内部に光半導体素子２を搭載したキャンタイプのパッケ
ージ構造である。また、この光半導体素子パッケージ１
の先端のキャン中央部には、ガラスにて封止された開口
部（図示せず）があり、前記光半導体素子２から発した
光は、この開口部（図示せず）から光軸方向３に放射さ
れる。４は端子、５はレンズホルダであり、このレンズ
ホルダ５には光軸方向３に透孔５ａが形成されている。
６はレンズホルダ５の透孔５ａに保持されたレンズ、７
は光ファイバホルダであり、この光ファイバホルダ７に
は光軸方向３に透孔７ａが形成されている。８はこの光
ファイバホルダ７をレンズホルダ５に固定する溶接部、
９は光ファイバフェルールであり、この光ファイバフェ
ルール９の一端９ａは、光ファイバホルダ７の透孔７ａ
に挿入し固定される。１０はこの光ファイバフェルール
９を光ファイバホルダ７に固定する溶接部、１１は光軸
方向３に設けた光ファイバであり、その一端が光ファイ
バフェルール９に挿入し固定される。

【０００３】このように構成した光半導体素子モジュー
ルは、その光半導体素子２から光軸方向３に放射した光
が、開口部（図示せず）からレンズ６を介して、光ファ
イバフェルール９の中心に一端が埋め込まれた光ファイ
バ１１に集光する。このため、光半導体素子２から光軸
方向３に放射した光は、効率よく、光ファイバ１１に結
合される。

【０００４】次に、上記構成の光半導体素子モジュール
の組立て工程について説明する。まず、光半導体素子２
を搭載したキャンタイプの光半導体素子パッケージ１を
作成する。そして、レンズホルダ５の透孔５ａに、カシ
メやハンダ付けなどによりレンズ６を固定する。そし
て、光半導体素子パッケージ１に、レンズ６を搭載した
レンズホルダ５をＹＡＧ溶接またはシーム溶接等により
固定する。そして、光ファイバフェルール９に、光ファ
イバ１１の一端を挿入固定する。そして、光ファイバホ
ルダ７の透孔７ａに、光ファイバフェルール９の一端９
ａを挿入し、溶接部１０をＹＡＧ溶接またはシーム溶接
等により固定する。そして、レンズホルダ５と光ファイ
バホルダ７とを、溶接部８でＹＡＧ溶接またはシーム溶
接等により固定する場合、光半導体素子２が発光した状
態で、光ファイバ１１に結合する光量をモニタしなが
ら、レンズホルダ５と光ファイバホルダ７の相対位置を
調整し、最高の効率で結合される位置を見つけ、溶接部
８で固定するものである。ここで、レンズホルダ５と光
ファイバホルダ７の位置決めは、±１μｍ以下の高精度
が要求され、通常、高精度微動ステージを用いて行なわ
れるが、この後に溶接変動を少なくするため、ＹＡＧ溶
接やシーム溶接等のスポット溶接により固着保持するも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の光半導体素子モジュールでは、レンズホルダと光フ
ァイバホルダとを高精度微動ステージを用いて位置決め
して、スポット溶接により固着保持するが、このスポッ
ト溶接による際の溶接部の収縮等による溶接変動が１〜
数μｍ生じる場合がある。これにより、光半導体素子２
から光ファイバ１１に伝わる光の結合効率が著しく悪化
し、歩留りを低下させるという問題点があった。

【０００６】本発明は、以上述べた溶接時に結合効率が
低下するという問題点を除去するため、光ファイバの固
定端が光の最適な結合位置で仮固定する機構と、この仮
固定する機構を固定する機構とを設けた優れた装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光半導体素
子モジュールは、内部に光半導体素子を搭載し、光軸方
向に光を放射する光半導体素子パッケージと、光軸方向
に透孔を形成し、この透孔にレンズを設けたホルダと、
光ファイバの一端を固定した固定端が、前記透孔に挿入
される光ファイバフェルールと、４方向より光軸に向っ
て取り付けられ、この光ファイバフェルールを光の最適
な結合位置で位置決めする固定ネジと、この光の最適な
結合位置を維持するため、前記固定ネジを固定する固着
手段とを有するものである。

【０００８】本発明に係る光半導体素子モジュールの光
軸調整方法は、光ファイバの一端を固定した光ファイバ
フェルールの固定端が、光の最適な結合位置になったと
き、４方向より光軸に向って出し入れできるようにホル
ダに取り付けた固定ネジによって、予圧がかかった状態
で位置決めして仮固定する第１の工程と、この仮固定が
終了したのち、最適な結合状態で前記固定ネジを固着す
る第２の工程とを有するものである。

【０００９】

【作用】本発明は、溶接変動をなくすることができ、歩
留りを向上することができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明に係る光半導体素子モジュール
の一実施例を示す断面側面図であり、図２（Ａ）は図１
の外観図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の右側面図である。
図において、１２はホルダであり、このホルダ１２の左
端は、光半導体素子パッケージ１にＹＡＧ溶接などのス
ポット溶接により固定され、右端には、例えば図３に示
すように、４方向より中心に向って固定ネジ１３が設け
られている。また、このホルダ１２には、光軸方向に透
孔１２ａが形成されており、前記光ファイバフェルール
９の左端部が挿入されている。また、このホルダ１２の
透孔１２ａには、レンズ６がカシメ等によって固定保持
されている。また、前記固定ネジ１３は、光半導体素子
２から放射された光がレンズ６によって光ファイバ１１
に集められ、光ファイバ１１と結合するが、最適な結合
位置に光ファイバ１１が位置するように、光ファイバフ
ェルール９を位置決め調整するものである。１４は溶接
部であり、この溶接部１４は、光ファイバ１１が最適な
結合位置に位置決め調整されたとき、その位置に光ファ
イバフェルール９を維持し固定保持するため、ＹＡＧ溶
接等のスポット溶接したものである。

【００１１】次に、上記構成による光半導体素子モジュ
ールの組立て工程および光軸調整工程について説明す
る。まず、光半導体素子２を搭載したキャンタイプの光
半導体素子パッケージ１を作成する。そして、ホルダ１
２の透孔１２ａに、レンズ６をカシメ等によって固定保
持すると共に、固定ネジ１３をねじ込む。そして、この
レンズ６および固定ネジ１３を装着したホルダ１２の左
端を、前記光半導体素子モジュール１にＹＡＧ溶接等の
スポット溶接によって固定する。そして、光ファイバ１
１の左端を固定した光ファイバフェルール９の固定端を
ホルダ１２の透孔１２ａに挿入したのち、図３に示すよ
うに、４本の固定ネジ１３の間に挿入する。ここで、光
半導体素子２から放射された光は、レンズ６を介して光
ファイバ１１の端面に集光する。そして、この集められ
た光をモニタしながら固定ネジ１３をそれぞれ廻して図
３の矢印で示すように移動させて、光ファイバフェルー
ル９のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向（図３参照）の位
置を調整する。そして、この光ファイバ１１を固定した
光ファイバフェルール９の固定端の位置が、光を最適に
結合する位置になるように位置決め調整したとき、この
光ファイバフェルール９を４本の固定ネジ１３によって
予圧保持の状態に仮固定する。そして、固定ネジ１３と
ホルダ１２を、ＹＡＧ溶接などのスポット溶接によって
溶接部１４を形成し、光の最適な結合状態で固定するこ
とができる。

【００１２】このように、固定ネジ１３が溶接部１４に
よって固定されるため、光ファイバフェルール９の位
置、すなわち光ファイバ１１の端面の位置は、光半導体
素子２から放射され、集められた光を最適な結合位置と
して継続して維持することができる。また、固定ネジ１
３へのスポット溶接の際、この固定ネジ１３には、あら
かじめ予圧がかかっているため、溶接時の組成変動が生
じても、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（共に図３参照）への
移動は微小でなる。また、光ファイバフェルール９は、
固定ネジ１３によって保持されるので、Ｚ軸方向（図３
参照）への溶接変動を皆無にすることができる。

【００１３】なお、以上の説明では、光半導体素子パッ
ケージを、キャンタイプのパッケージ構造として説明し
たが、これに限定せず、高性能、高出力を求めるため、
内部に冷却素子などを実装するＤＩＰタイプ、またはバ
タフライタイプの構造をもつモジュールについても同様
に実施することができることはもちろんである。また、
固定ネジ１３をホルダ１２に固着する手段として、ＹＡ
Ｇ溶接などのスポット溶接を用いたが、これに限定せ
ず、他の固着手段を用いてもよいことはもちろんであ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る光半導体素子モジュールによれば、光ファイバの一
端を固定した光ファイバフェルールを、４方向から光軸
に向って設けられた仮固定手段によって、光半導体素子
から放射され、レンズによって集められた光を最適に結
合できる位置に調整し、位置決めして保持することがで
きる。しかも、仮固定手段を固着手段によって固着する
ことにより、位置が変動することなく、最高の結合効率
を継続して保つことができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光半導体素子モジュールの一実施
例を示す断面側面図である。

【図２】図１の外観図およびその右側面図である。

【図３】図１の光ファイバフェルールと固定ネジの関係
を示す図である。

【図４】従来の光半導体素子モジュールを示す断面側面
図である。

【符号の説明】

１２ ホルダ １３ 固定ネジ １４ 溶接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光半導体素子と光ファイバを光学的に結
   合した光半導体素子モジュールにおいて、 内部に光半導体素子を搭載し、光軸方向に光を放射する
   光半導体素子パッケージと、光軸方向に透孔を形成し、
   この透孔にレンズを設けたホルダと、光ファイバの一端
   を固定した固定端が、前記透孔に挿入される光ファイバ
   フェルールと、４方向より光軸に向って取り付けられ、
   この光ファイバフェルールを光の最適な結合位置で位置
   決めする仮固定手段と、この光の最適な結合位置を維持
   するため、この仮固定手段を固着する固着手段とを備え
   たことを特徴とする光半導体素子モジュール。
2. 【請求項２】 光半導体素子と光ファイバを光学的に結
   合した光半導体素子モジュールの光軸調整方法におい
   て、 光ファイバの一端を固定した光ファイバフェルールの固
   定端が、光の最適な結合位置になったとき、４方向より
   光軸に向って出し入れできるようにホルダに取り付けた
   仮固定手段によって、予圧がかかった状態で位置決めし
   て仮固定する第１の工程と、 この仮固定が終了したのち、最適な結合状態で前記仮固
   定手段を固着する第２の工程とを備えたことを特徴とす
   る光軸調整方法。