JPH07253525A - Optical semiconductor module and its production - Google Patents

Optical semiconductor module and its production

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JPH07253525A
JPH07253525A JP21568194A JP21568194A JPH07253525A JP H07253525 A JPH07253525 A JP H07253525A JP 21568194 A JP21568194 A JP 21568194A JP 21568194 A JP21568194 A JP 21568194A JP H07253525 A JPH07253525 A JP H07253525A
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JP
Japan
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receptacle
lens
light emitting
optical
optical semiconductor
Prior art date
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Application number
JP21568194A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Tojo
正明 東城
Noboru Kurata
昇 倉田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of constituting parts or cost while maintaining high optical coupling efficiency and to suppress the variation in the overall length of a module to a lower level. CONSTITUTION:This module has a semiconductor light emitting element 4, a cylindrical holder 8 and a receptacle 10. The spacing between the optical semiconductor element 4 inserted into the cylindrical holder 8 and a lens 6 fixed into the cylindrical holder 8 is adjusted within the cylindrical holder 8. A ferrule 26 inserted and fixed with one end edge of an optical fiber 24 is inserted into a recessed part 28 of the receptacle 10. The receptacle 10 and the cylindrical holder 8 are slid and aligned in a radial direction in a butt position 35 and are welded.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子から発
せられた光を集束して光ファイバに導く光ファイバ通信
用の光半導体モジュールおよびその製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor module for optical fiber communication, which focuses light emitted from a semiconductor light emitting element and guides it to an optical fiber, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体発光素子から発せられた光を集束
して光ファイバに導く光ファイバ通信用の光半導体モジ
ュールにおいては、半導体発光素子と光ファイバとの二
者間における光結合効率の向上および構成の簡素化のほ
かに、軸方向長の均一化が重要な課題となっている。
2. Description of the Related Art In an optical semiconductor module for optical fiber communication that focuses light emitted from a semiconductor light emitting element and guides it to an optical fiber, the optical coupling efficiency between the semiconductor light emitting element and the optical fiber is improved and In addition to the simplification of the structure, making the axial length uniform is an important issue.

【0003】従来の光半導体モジュールは、半導体発光
素子およびロッド型のレンズを組み込んだキャップ状の
ホルダ上に、連結用リングを介してレセプタクルを同軸
的に設けている。そして、光ファィバの一端縁を挿通し
て固定したフェルールが、前記レセプタクルの外端面の
凹入部に挿入される構成となっている。
In a conventional optical semiconductor module, a receptacle is coaxially provided on a cap-shaped holder incorporating a semiconductor light emitting element and a rod type lens via a connecting ring. Then, the ferrule fixed by inserting one end edge of the optical fiber is inserted into the recessed portion of the outer end surface of the receptacle.

【0004】かかる光半導体モジュールは以下の方法に
よって製造される。すなわち、半導体発光素子およびレ
ンズをキャップ状のホルダ内に組み込んだのち、このホ
ルダの先端部を連結用リングの一端部に挿入する。そし
て、光ファイバの一端縁を挿通して固定したフェル−ル
を、レセプタクルの外端面の凹入部に挿入したのち、前
記ホルダと前記リングとを軸方向に相対的に移動させて
位置決めしたのち、両者をその接合部でレ−ザ溶接す
る。また、前記リングと前記レセプタクルとをその接合
面で相対的に移動させて位置決めしたのち、両者をその
接合面でレーザ溶接する。なお、かかる構成の光半導体
モジュールは特開平3−233415号公報等に開示さ
れている。
Such an optical semiconductor module is manufactured by the following method. That is, after the semiconductor light emitting element and the lens are assembled in a cap-shaped holder, the tip of this holder is inserted into one end of the coupling ring. Then, the ferrule fixed by inserting one end edge of the optical fiber is inserted into the recessed portion of the outer end face of the receptacle, and then the holder and the ring are relatively moved in the axial direction and positioned, Both are laser-welded at their joints. Further, after the ring and the receptacle are relatively moved and positioned at the joint surface, both are laser-welded at the joint surface. An optical semiconductor module having such a configuration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-233415.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された従来の光半導体モジュールでは、半導
体発光素子、レンズおよび光ファイバを所定の関係位置
に保持するのに、キャップ状のホルダ、リングおよびレ
セプタクルの3部品を必要とする。また、半導体発光素
子とレンズとの相対位置が、両者をホルダ内に組み込ん
だ時点で一義的に決まってしまう。このため、半導体発
光素子から放射された光を光ファイバの受光面に効率よ
く入射させるのに、ホルダと連結用リングとの固定位置
を軸方向に移動調整して、ホルダからレセプタクルに至
る距離を調節する必要があった。このことは、光半導体
モジュールの軸方向長を変化させることになるので、光
半導体モジュールの外形にばらつきを生じる結果を招
く。
However, in the conventional optical semiconductor module constructed as described above, a cap-shaped holder and a ring are used to hold the semiconductor light emitting device, the lens and the optical fiber at predetermined predetermined positions. And requires 3 parts of the receptacle. Further, the relative position between the semiconductor light emitting element and the lens is uniquely determined when both are assembled in the holder. Therefore, in order to allow the light emitted from the semiconductor light emitting element to efficiently enter the light receiving surface of the optical fiber, the fixed position between the holder and the coupling ring is axially adjusted to adjust the distance from the holder to the receptacle. I had to adjust. This changes the axial length of the optical semiconductor module, resulting in variations in the outer shape of the optical semiconductor module.

【0006】本発明の目的は、光半導体モジュールの軸
方向長のばらつきを解消させるとともに、半導体発光素
子と光ファイバとの光結合効率を高めることのできる光
半導体モジュールを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical semiconductor module capable of eliminating variations in the axial length of the optical semiconductor module and enhancing the optical coupling efficiency between the semiconductor light emitting element and the optical fiber.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によると、上述し
た目的を達成するために、半導体発光素子と、この半導
体発光素子から発せられた光を集束するレンズと、前記
半導体発光素子および前記レンズの二者間における間隔
を所定値に保持するために、前記二者を同軸的に挿通し
た筒状ホルダと、光ファイバの一端縁を挿通して固定し
たフェルールを支承するための凹入部を外端面に有する
レセプタクルとを備え、前記レセプタクルの内端面が、
前記筒状ホルダのレンズ側の端面に同軸的に突き合わさ
れて固定されていることを特徴とする光半導体モジュー
ルが提供される。
According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, a semiconductor light emitting element, a lens for focusing light emitted from the semiconductor light emitting element, the semiconductor light emitting element and the lens are provided. In order to keep the distance between the two members at a predetermined value, the cylindrical holder that coaxially inserts the two members and the recessed portion for supporting the ferrule fixed by inserting one end edge of the optical fiber are removed. And a receptacle having an end surface, wherein the inner end surface of the receptacle is
An optical semiconductor module is provided, which is coaxially butted and fixed to the end surface of the cylindrical holder on the lens side.

【0008】ここで、筒状ホルダが、半導体発光素子を
挿通して固定した第1の筒体と、レンズを挿通して固定
した第2の筒体と、第1および第2の筒体間に一端縁を
介入して、他端縁に軸方向に突出した突起部を有する第
3の筒体とからなり、レセプタクルの内端面が、前記突
起部を受け入れる凹部を有している構成となすことがで
きる。また、レンズの周縁にレンズと一体形成された筒
状部が、半導体発光素子に当接した構成となすことがで
きる。また、レセプタクルの外周面が、内端面の近傍に
楔状のくびれ部を有する構成となすことができる。ま
た、筒状ホルダおよびレセプタクルの少なくとも一方
が、0.05重量%以下の硫黄を含有したフェライト系
ステンレス鋼からなる構成となすことができる。また、
レセプタクルの少なくとも内面が、セラミックスで形成
された構成となすことができる。また、レンズによって
集束された光の光軸が、レセプタクルの中心軸に対し交
差した構成となすことができる。また、筒状ホルダの第
3の筒体の突起部が、レセプタクルの凹部の底面に当接
した構成となすことができる。
Here, the cylindrical holder has a first cylindrical body in which the semiconductor light emitting element is inserted and fixed, a second cylindrical body in which a lens is inserted and fixed, and between the first and second cylindrical bodies. And a third cylindrical body having a protrusion protruding in the axial direction at the other end by interposing one end edge thereof, and the inner end surface of the receptacle has a recess for receiving the protrusion. be able to. In addition, a cylindrical portion integrally formed with the lens on the peripheral edge of the lens may be in contact with the semiconductor light emitting element. Further, the outer peripheral surface of the receptacle may have a wedge-shaped constricted portion near the inner end surface. At least one of the cylindrical holder and the receptacle may be made of ferritic stainless steel containing 0.05% by weight or less of sulfur. Also,
At least the inner surface of the receptacle may be made of ceramics. Further, the optical axis of the light focused by the lens may intersect with the central axis of the receptacle. Further, the protrusion of the third cylinder of the cylindrical holder may be in contact with the bottom surface of the recess of the receptacle.

【0009】さらに、光半導体チップおよびその発光面
側に設けられた導光体を内蔵してなる半導体発光素子
と、この半導体発光素子から発せられた光を集束するレ
ンズと、前記レンズを挿通して固定した筒状ホルダと、
光ファイバの一端縁を挿通して固定したフェルールを支
承するための凹入部を外端面に有するレセプタクルとを
備え、前記レセプタクルの内端面が前記筒状ホルダの一
端面に同軸的に突き合わされて固定されていることを特
徴とする光半導体モジュールが提供される。
Further, a semiconductor light emitting element having a built-in optical semiconductor chip and a light guide provided on the light emitting surface side thereof, a lens for focusing light emitted from the semiconductor light emitting element, and the lens are inserted through the lens. Tubular holder fixed by
A receptacle having a recessed portion on an outer end surface for supporting a ferrule fixed by inserting one end edge of an optical fiber, and an inner end surface of the receptacle is coaxially butted against one end surface of the cylindrical holder to be fixed. An optical semiconductor module is provided.

【0010】ここで、導光体が円板を含み、この円板の
2つの主面が反射防止膜で覆われ、側周面が反射膜で覆
われた構成となすことができる。
Here, the light guide may include a disk, two main surfaces of the disk are covered with an antireflection film, and side peripheral surfaces thereof are covered with a reflection film.

【0011】さらにまた、筒状ホルダ内に光集束用レン
ズを固定する工程と、前記筒状ホルダ内に半導体発光素
子を挿入する工程と、光ファイバの一端縁を挿通して固
定したフェールールをレセプタクルの外端面の凹入部に
挿入する工程と、前記レセプタクルの内端面を前記筒状
ホルダの一端面上に同軸的に突き合わせる工程と、前記
半導体発光素子から放射された光が前記レンズによって
前記光ファイバの受光面に集光されるように、前記半導
体発光素子から前記レンズに至る距離を調整して前記半
導体発光素子を前記筒状ホルダ内に固定する工程と、前
記筒状ホルダおよび前記レセプタクルを相対的に軸合わ
せして、前記ホルダに前記レセプタクルを固定する工程
とを備えることを特徴とする光半導体モジュールの製造
方法が提供される。
Furthermore, a step of fixing the light focusing lens in the cylindrical holder, a step of inserting the semiconductor light emitting element in the cylindrical holder, and a ferrule fixed by inserting one end edge of the optical fiber. The step of inserting into the concave portion of the outer end surface of the receptacle, the step of coaxially abutting the inner end surface of the receptacle on the one end surface of the cylindrical holder, and the light emitted from the semiconductor light emitting element by the lens Adjusting the distance from the semiconductor light emitting element to the lens to fix the semiconductor light emitting element in the cylindrical holder so that the light is condensed on the light receiving surface of the optical fiber; and the cylindrical holder and the receptacle. And a step of fixing the receptacle to the holder by relatively aligning the optical axis of the optical axis.

【0012】ここで、レンズの周縁にこのレンズと一体
形成された筒状部を半導体発光素子に当接させて、半導
体発光素子からレンズに至る距離を所定値に設定する構
成となすことができる。
Here, a cylindrical portion integrally formed with the lens on the periphery of the lens is brought into contact with the semiconductor light emitting element, and the distance from the semiconductor light emitting element to the lens can be set to a predetermined value. .

【0013】[0013]

【作用】本発明においては、半導体発光素子とレンズと
の間隔が筒状ホルダ内で調整されるとともに、レンズで
集束された光の光軸と光ファイバの光軸とのずれが、筒
状ホルダとレセプタクルとの突き合わせ面で調整される
ので、これらの調整によって光半導体モジュールの全長
にばらつきを生じることが解消される。また、ハウジン
グ構成部品としては基本的に、筒状ホルダおよびレセプ
タクルの2点で足りるので、構成の簡素化およびコスト
の低減を図ることができる。なお、光的結合度を最大な
らしめるための間隔調整は、レンズから光ファイバの先
端に至る距離を調整するよりも、半導体発光素子からレ
ンズに至る距離を調整した方が、少ない調整量ですむ。
According to the present invention, the distance between the semiconductor light emitting element and the lens is adjusted in the cylindrical holder, and the deviation between the optical axis of the light focused by the lens and the optical axis of the optical fiber is determined by the cylindrical holder. Since the adjustment is performed by the abutting surface of the optical semiconductor module and the receptacle, it is possible to eliminate variations in the total length of the optical semiconductor module due to these adjustments. Further, basically, only two points, that is, the cylindrical holder and the receptacle, are sufficient as the housing component, so that the configuration can be simplified and the cost can be reduced. It should be noted that the distance adjustment for maximizing the degree of optical coupling requires a smaller amount of adjustment by adjusting the distance from the semiconductor light emitting element to the lens than by adjusting the distance from the lens to the tip of the optical fiber. .

【0014】また、筒状ホルダのレセプタクル側の端面
に軸方向に突出した突起部を設け、レセプタクルの内端
面に前記突起部を受け入れる凹部を設ける構成となすこ
とによって、溶接等で発生したダストのレンズへの付着
を防ぐことができる。
Further, by forming a projection portion projecting in the axial direction on the end surface of the cylindrical holder on the receptacle side and providing a concave portion on the inner end surface of the receptacle for receiving the projection portion, dust generated by welding or the like is removed. Adhesion to the lens can be prevented.

【0015】また、レセプタクルの外周面に楔状のくび
れ部を設けることによって、筒状ホルダとレセプタクル
との突き合わせ面での溶接を短時間に確実に達成でき
る。
Further, by providing the wedge-shaped constricted portion on the outer peripheral surface of the receptacle, welding at the abutting surface between the cylindrical holder and the receptacle can be reliably achieved in a short time.

【0016】また、筒状ホルダおよびレセプタクルの少
なくとも一方を0.05重量%以下の硫黄を含有したフ
ェライト系ステンレス鋼を用いることによって、加工性
を良好ならしめ得るのみならず、溶接時におけるクラッ
クの発生を防止することができる。
Further, by using ferritic stainless steel containing 0.05% by weight or less of sulfur for at least one of the cylindrical holder and the receptacle, not only the workability can be improved but also cracks at the time of welding can be obtained. Occurrence can be prevented.

【0017】また、レンズによって集束された光の光軸
が、レセプタクルの中心軸に対して交差するように構成
することによって、光ファイバの先端で反射した光が光
半導体素子へ入射するのを防ぐことができる。
Further, by constructing the optical axis of the light focused by the lens so as to intersect the central axis of the receptacle, it is possible to prevent the light reflected at the tip of the optical fiber from entering the optical semiconductor element. be able to.

【0018】[0018]

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0019】(実施例1)図1に示す光半導体モジュー
ル2は、半導体発光素子4と、集束用レンズ6と、半導
体発光素子4およびレンズ6を同軸的に挿入した筒状ホ
ルダ8と、レセプタクル10とを有している。半導体発
光素子4は、レーザダイオードからなる光半導体チップ
12と、これを覆う保護キャップ14と、円盤状のステ
ム16とを有し、ステム16上にマウント18を介して
光半導体チップ12が固定されている。保護キャップ1
4もステム16に固定されている。光半導体チップ12
から発せられた光は、保護キャップ14に設けられたガ
ラス窓20を通じてとり出される。ステム16およびマ
ウント18は鉄系の金属からなり、金めっき層を表面に
有している。光半導体チップ12には端子ピン22が接
続されている。光半導体チップ12とマウント18との
間に、シリコン等からなるサブマウント(図示せず)が
介在していてもよい。レンズ6は、非球面に形成された
NA=0.5のガラス製のもので、表面に反射防止膜を
有している。
(Embodiment 1) An optical semiconductor module 2 shown in FIG. 1 includes a semiconductor light emitting element 4, a focusing lens 6, a cylindrical holder 8 into which the semiconductor light emitting element 4 and the lens 6 are coaxially inserted, and a receptacle. 10 and 10. The semiconductor light emitting element 4 has an optical semiconductor chip 12 formed of a laser diode, a protective cap 14 covering the same, and a disc-shaped stem 16. The optical semiconductor chip 12 is fixed on the stem 16 via a mount 18. ing. Protective cap 1
4 is also fixed to the stem 16. Optical semiconductor chip 12
Light emitted from the glass is taken out through a glass window 20 provided in the protective cap 14. The stem 16 and the mount 18 are made of an iron-based metal and have a gold plating layer on the surface. Terminal pins 22 are connected to the optical semiconductor chip 12. A submount (not shown) made of silicon or the like may be interposed between the optical semiconductor chip 12 and the mount 18. The lens 6 is made of glass with an NA of 0.5 formed on an aspherical surface and has an antireflection film on its surface.

【0020】レセプタクル10は、光ファイバ24の一
端縁を挿入してなるフェルール26を支承するための凹
入部28を有している。筒状ホルダ8は、半導体発光素
子4の保護キャップ14とステム16とを収納した径大
部30と、径大部30に一体に連なる径小部32とを有
し、径小部32内にレンズ6が挿入されて固定されてい
る。径大部30はステム16の外径よりもわずかに大き
い内径を有しているので、組み立て時には、ステム16
を径大部30内で軸方向に移動させることができ、この
移動によってレンズ6と半導体発光素子4との間隔が調
整される。間隔調整後のステム16と径大部30とは、
位置34においてレーザ溶接される。また、筒状ホルダ
8の径小部32は約2mmの肉厚を有しており、その平
滑な外端面とレセプタクル10の内端面とが、位置35
で突き合わされてレーザ溶接される。
The receptacle 10 has a recess 28 for supporting a ferrule 26 formed by inserting one end edge of an optical fiber 24. The cylindrical holder 8 has a large-diameter portion 30 accommodating the protective cap 14 and the stem 16 of the semiconductor light-emitting element 4, and a small-diameter portion 32 integrally connected to the large-diameter portion 30. The lens 6 is inserted and fixed. Since the large-diameter portion 30 has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the stem 16, at the time of assembly, the stem 16
Can be moved in the large-diameter portion 30 in the axial direction, and the distance between the lens 6 and the semiconductor light emitting element 4 is adjusted by this movement. The stem 16 and the large-diameter portion 30 after the distance adjustment are
Laser welded at position 34. Further, the small diameter portion 32 of the cylindrical holder 8 has a wall thickness of about 2 mm, and the smooth outer end surface and the inner end surface of the receptacle 10 are located at the position 35.
Butt and laser welded.

【0021】半導体発光素子4の光半導体チップ12か
ら放射された光をレンズ6で光ファイバ24の一端面3
6に効率よく入射させるためには、光半導体チップ1
2、レンズ6および光ファイバ24の一端面36の位置
合わせ調整が重要となる。図2に示すように、光半導体
チップ12とレンズ6との間隔をL1、レンズ6と光フ
ァイバ24との間隔をL2とし、レンズ6の光軸と光半
導体チップ12の光軸とのずれ量をL3、レンズ6の光
軸と光ファイバ24の光軸とのずれ量をL4とすると、
光半導体チップ12と光ファイバ24との光結合効率は
図3〜図6に示すような特性で表される。なお、この特
性を測定するのに用いた光ファイバ24は、コア径50
μmのマルチモード型ファイバであった。
The light emitted from the optical semiconductor chip 12 of the semiconductor light emitting element 4 is passed through the lens 6 to the end face 3 of the optical fiber 24.
In order to efficiently enter the optical semiconductor chip 6, the optical semiconductor chip 1
2. It is important to adjust the alignment of the lens 6 and the one end surface 36 of the optical fiber 24. As shown in FIG. 2, the distance between the optical semiconductor chip 12 and the lens 6 is L1, the distance between the lens 6 and the optical fiber 24 is L2, and the amount of deviation between the optical axis of the lens 6 and the optical axis of the optical semiconductor chip 12 is set. Is L3, and the amount of deviation between the optical axis of the lens 6 and the optical axis of the optical fiber 24 is L4,
The optical coupling efficiency between the optical semiconductor chip 12 and the optical fiber 24 is represented by the characteristics shown in FIGS. The optical fiber 24 used to measure this characteristic has a core diameter of 50
It was a μm multimode fiber.

【0022】図3および図4からわかるように、80%
以上の光結合効率を得るのに、L2では約200μm
(約5.64mm〜約5.84mm)の許容範囲があ
る。これに対してL1では、約60μm(±約30μ
m)の許容範囲しかない。このことは、80%以上の光
結合効率が得られるようにL2を調整して光半導体モジ
ュールを作製する場合は、光半導体モジュールの全長が
約±100μmの範囲でばらつくことを意味する。これ
に対して、80%以上の光結合効率が得られるようにL
1を調整して光半導体モジュールを作製する場合は、そ
の全長のばらつきが約±30μmの範囲内に納まること
になる。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, 80%
About 200 μm for L2 to obtain the above optical coupling efficiency
There is an allowable range of (about 5.64 mm to about 5.84 mm). On the other hand, in L1, about 60 μm (± about 30 μm
There is only the allowable range of m). This means that when L2 is adjusted to obtain an optical coupling efficiency of 80% or more and an optical semiconductor module is manufactured, the total length of the optical semiconductor module varies within a range of about ± 100 μm. On the other hand, in order to obtain an optical coupling efficiency of 80% or more, L
When the optical semiconductor module is manufactured by adjusting No. 1, the variation in the total length is within the range of about ± 30 μm.

【0023】したがって、L1を調整して光半導体モジ
ュールを作製すると、図1に示す全長M1のばらつきを
少なく抑えることができる。L1を調整したのちに、Y
AGレーザを用いた溶接によって各部品を相互に固定し
なければならないが、溶接時に±5μm程度の位置ずれ
が生じる。溶接時の位置ずれは、上述したL1の許容範
囲よりも十分に小さいので、溶接によってL1の調整位
置にずれが生じても許容範囲内に納まり、80%以上の
光結合効率を得ることができる。一方、半導体発光素子
4側においても、そのステム16およびキャップ14は
筒状ホルダ8の径大部30内に完全に挿入されているの
で、端子ピン22を除く光半導体モジュールの長さM2
は、上述の調整に左右されることなく一定の値となる。
Therefore, if L1 is adjusted to manufacture an optical semiconductor module, it is possible to suppress variations in the total length M1 shown in FIG. After adjusting L1, Y
Each part must be fixed to each other by welding using an AG laser, but a positional deviation of about ± 5 μm occurs during welding. Since the positional deviation at the time of welding is sufficiently smaller than the allowable range of L1 described above, even if the adjustment position of L1 is deviated by welding, it will be within the allowable range, and an optical coupling efficiency of 80% or more can be obtained. . On the other hand, also on the side of the semiconductor light emitting element 4, since the stem 16 and the cap 14 are completely inserted into the large diameter portion 30 of the cylindrical holder 8, the length M2 of the optical semiconductor module excluding the terminal pin 22 is set.
Becomes a constant value without being influenced by the above-mentioned adjustment.

【0024】つぎに、レンズの光軸に直角な方向への位
置ずれ(軸ずれ)と光結合効率との関係を考察すると以
下のようになる。すなわち、80%以上の光結合効率を
得るためのL3およびL4はそれぞれ、図5および図6
に示すように約12μm(±6μm)および約34μm
(±17μm)の各許容範囲となる。上述したように溶
接時に±5μm程度の位置ずれが生じることを考慮する
と、L3の許容範囲は溶接時の位置ずれに較べて十分に
大きいとはいえない。したがって、L4を調整して光半
導体モジュールを作製した方が有利である。
Next, the relationship between the positional deviation (axial deviation) of the lens in the direction perpendicular to the optical axis and the optical coupling efficiency will be considered as follows. That is, L3 and L4 for obtaining the optical coupling efficiency of 80% or more are shown in FIGS.
About 12 μm (± 6 μm) and about 34 μm
Each tolerance range is (± 17 μm). Considering that a positional deviation of about ± 5 μm occurs during welding as described above, the allowable range of L3 cannot be said to be sufficiently larger than the positional deviation during welding. Therefore, it is more advantageous to adjust L4 to manufacture an optical semiconductor module.

【0025】上述した光路調整を図1に示した光半導体
モジュール2において行う場合、半導体発光素子4とレ
ンズ6とを筒状ホルダ8内で相対的に移動させる間隔調
整によってL1が調整される。また、筒状ホルダ8とレ
セプタクル10とをそれらの突き合わせ面で相対的に移
動させる軸ずれ調整によってL4が調整される。
When the above-described optical path adjustment is performed in the optical semiconductor module 2 shown in FIG. 1, L1 is adjusted by adjusting the distance in which the semiconductor light emitting element 4 and the lens 6 are relatively moved within the cylindrical holder 8. In addition, L4 is adjusted by adjusting the axial displacement in which the cylindrical holder 8 and the receptacle 10 are relatively moved at their abutting surfaces.

【0026】つぎに、光半導体モジュール2の製造方法
を具体的に説明すると、まず、筒状ホルダ8の径小部3
2内にレンズ6を挿入して固定する。次いで、半導体発
光素子4を筒状ホルダ8の径大部30内に挿入する。ま
た、光ファイバ24の一端縁を挿入してなるフェルール
26をレセプタクル10の凹入部28内に挿入してお
く。次いで、径小部32の外端面とレセプタクル10の
内端面とを突き合わせた状態を保持して、半導体発光素
子4の光半導体チップ12を発光させる。光ファイバ2
4に入射した光の強度を測定しながら、半導体発光素子
4のステム16を径大部30内で位置決めし、位置34
における溶接をYAGレーザで行う。次いで、筒状ホル
ダ8とレセプタクル10とをそれらの突き合わせ面で光
軸に直角な方向に移動させて位置決めしたのち、位置3
5における溶接をYAGレーザで行う。
Next, the method for manufacturing the optical semiconductor module 2 will be described in detail. First, the small diameter portion 3 of the cylindrical holder 8 is first described.
The lens 6 is inserted into 2 and fixed. Next, the semiconductor light emitting element 4 is inserted into the large diameter portion 30 of the cylindrical holder 8. Further, the ferrule 26 formed by inserting one end edge of the optical fiber 24 is inserted into the recessed portion 28 of the receptacle 10. Next, the optical semiconductor chip 12 of the semiconductor light emitting element 4 is caused to emit light while the outer end surface of the small diameter portion 32 and the inner end surface of the receptacle 10 are held in abutment with each other. Optical fiber 2
The stem 16 of the semiconductor light emitting device 4 is positioned in the large diameter portion 30 while measuring the intensity of the light incident on the position 4.
Is welded with a YAG laser. Next, the cylindrical holder 8 and the receptacle 10 are moved and positioned in the direction perpendicular to the optical axis at their abutting surfaces, and then the position 3
The welding in 5 is performed with a YAG laser.

【0027】本実施例の光半導体モジュール2において
は、製造歩留まりを低下させることなく、光半導体モジ
ュール2の全長のばらつきを小さく抑えることができ
る。また、2個のハウジング構成部品で足りるので、製
造工程を簡略化でき、光路の調整が容易となり、高光結
合効率の光半導体モジュールを得ることができる。
In the optical semiconductor module 2 of this embodiment, the variation in the total length of the optical semiconductor module 2 can be suppressed to be small without lowering the manufacturing yield. Moreover, since only two housing components are required, the manufacturing process can be simplified, the optical path can be easily adjusted, and an optical semiconductor module with high optical coupling efficiency can be obtained.

【0028】(実施例2)図7に示す実施例での光半導
体モジュール42は、実施例1における光半導体モジュ
ール2と一部分で共通しており、共通する構成要素には
同一の符号が付してある。光半導体モジュール42は、
半導体発光素子4、集束用レンズ44、筒状ホルダ46
およびレセプタクル48からなり、プラスチックからな
るレンズ44は、その周縁に一体形成された筒状部50
を有している。筒状部50は、筒状ホルダ46の天板部
の下面に設けられた凹部52と半導体発光素子4の保護
キャップ14との間に挟まれて保持されている。筒状部
50は、レンズ44と半導体発光素子4との間隔を規定
するスペーサとして機能し、半導体発光素子4から放射
された光がレンズ44によって光ファイバ24の受光面
に集光するように、その高さが調整されている。
(Embodiment 2) The optical semiconductor module 42 in the embodiment shown in FIG. 7 is partly common to the optical semiconductor module 2 in Embodiment 1, and the common components are designated by the same reference numerals. There is. The optical semiconductor module 42 is
Semiconductor light emitting element 4, focusing lens 44, cylindrical holder 46
The lens 44 made of plastic and the receptacle 48 has a cylindrical portion 50 integrally formed on the periphery thereof.
have. The tubular portion 50 is sandwiched and held between a concave portion 52 provided on the lower surface of the top plate portion of the tubular holder 46 and the protective cap 14 of the semiconductor light emitting element 4. The cylindrical portion 50 functions as a spacer that defines the distance between the lens 44 and the semiconductor light emitting element 4, and the light emitted from the semiconductor light emitting element 4 is condensed by the lens 44 on the light receiving surface of the optical fiber 24. Its height is adjusted.

【0029】具体的には、所定高さの筒状部50を有す
るレンズ44を形成したのち、筒状部50の高さを少し
づつ削りながら、半導体発光素子4とレンズ44との間
隔を適切な値に調整する。その後、半導体発光素子4を
筒状部50に押し当てながら位置54でステム16と筒
状ホルダ46とを溶接する。この方法によると、溶接時
の半導体発光素子4は筒状部50を介して筒状ホルダ4
6に固定されるので、溶接時における位置ずれが軽微と
なる。
Specifically, after forming the lens 44 having the tubular portion 50 having a predetermined height, the height of the tubular portion 50 is gradually reduced and the distance between the semiconductor light emitting element 4 and the lens 44 is appropriately adjusted. Adjust to a suitable value. After that, the stem 16 and the cylindrical holder 46 are welded at the position 54 while pressing the semiconductor light emitting element 4 against the cylindrical portion 50. According to this method, the semiconductor light emitting element 4 at the time of welding has the tubular holder 4 through the tubular portion 50.
Since it is fixed to No. 6, the positional deviation during welding is slight.

【0030】また、筒状ホルダ46の天板部の下面に設
けられた凹部52が筒状部50の上端縁を支承するの
で、レンズ44と筒状ホルダ46との同軸性が良好とな
る。そのうえ、レンズ44を固定しやすく、しかも、レ
ンズ44自体に直接ストレスがかからないという利点が
ある。
Further, since the concave portion 52 provided on the lower surface of the top plate portion of the cylindrical holder 46 supports the upper edge of the cylindrical portion 50, the coaxiality between the lens 44 and the cylindrical holder 46 becomes good. In addition, there is an advantage that the lens 44 can be easily fixed and that the lens 44 itself is not directly stressed.

【0031】レセプタクル48と筒状ホルダ46との接
合は、実施例1におけると同様の要領で行われる。レセ
プタクル48の外周面には、筒状ホルダ46との突き合
わせ面56を底面とする円錐が形成されるように、楔状
のくびれ部58が形成されている。したがって、位置6
0において斜めからレーザ溶接を施すと、機械的強度を
ほとんど低下させることなく短時間でかつ良好にレセプ
タクル48と筒状ホルダ46とを接合することができ
る。
The receptacle 48 and the cylindrical holder 46 are joined in the same manner as in the first embodiment. A wedge-shaped constricted portion 58 is formed on the outer peripheral surface of the receptacle 48 so that a cone whose bottom surface is the abutting surface 56 with the cylindrical holder 46 is formed. Therefore, position 6
When laser welding is performed at an angle of 0, the receptacle 48 and the cylindrical holder 46 can be joined satisfactorily in a short time without substantially lowering the mechanical strength.

【0032】(実施例3)図8に示す実施例での光半導
体モジュール62は、実施例2における光半導体モジュ
ール42と一部分で共通しており、共通する構成要素に
は同一符号が付してある。この光半導体モジュール62
は、レンズ64の形状において実施例2の光半導体モジ
ュール42と相違している。プラスチックからなるレン
ズ64は、その周縁に一体形成された円筒状のスカート
部66および軸方向に突出した突起部68を有してお
り、突起部68が筒状ホルダ46の凹部52に入り込ん
でいる。レンズ64は、筒状ホルダ46の天板部と半導
体発光素子4のステム16とに挟まれて保持される。ス
カート部66は、半導体発光素子4とレンズ64との間
隔を規定するスペーサとして機能する。半導体発光素子
4とレンズ64との間隔は、スカート部66の高さを少
しずつ削ることによって調整され、ステム16と筒状ホ
ルダ46とが位置72で溶接される。このような構造の
レンズ64を用いることによって、半導体発光素子4の
キャップ14の高さとは無関係に、光半導体チップ12
とレンズ64との間隔を最適値に調節することができ
る。レセプタクル70とホルダ46とは実施例2におけ
ると同様に、軸ずれを調整したのちに位置74で相互に
溶接される。
(Embodiment 3) The optical semiconductor module 62 in the embodiment shown in FIG. 8 is partly common to the optical semiconductor module 42 in the embodiment 2, and the common components are designated by the same reference numerals. is there. This optical semiconductor module 62
Differs from the optical semiconductor module 42 of the second embodiment in the shape of the lens 64. The lens 64 made of plastic has a cylindrical skirt portion 66 integrally formed on the peripheral edge thereof and a projection portion 68 projecting in the axial direction, and the projection portion 68 enters the recess 52 of the cylindrical holder 46. . The lens 64 is sandwiched and held by the top plate portion of the cylindrical holder 46 and the stem 16 of the semiconductor light emitting element 4. The skirt portion 66 functions as a spacer that defines the distance between the semiconductor light emitting element 4 and the lens 64. The distance between the semiconductor light emitting element 4 and the lens 64 is adjusted by gradually cutting the height of the skirt portion 66, and the stem 16 and the cylindrical holder 46 are welded at the position 72. By using the lens 64 having such a structure, the optical semiconductor chip 12 is independent of the height of the cap 14 of the semiconductor light emitting device 4.
The distance between the lens and the lens 64 can be adjusted to an optimum value. As in the second embodiment, the receptacle 70 and the holder 46 are welded to each other at the position 74 after adjusting the axial deviation.

【0033】(実施例4)図9に示す実施例での光半導
体モジュール82は、半導体発光素子4を挿通して固定
した第1の筒体84と、非球面のレンズ6を挿通して固
定した鉄系金属製の第2の筒体94と、第1および第2
の筒体84、94間に下端縁を介入させた第3の筒体8
6とで筒状ホルダを構成し、これにレセプタクル88を
接合している。半導体発光素子4のステム16と第1の
筒体84とは、位置90においてYAGレ−ザでスポッ
ト溶接されている。第1の筒体84の上端縁92は幅約
1mmにわたって厚さ約0.2mmの薄肉に形成されて
いる。一方、第2の筒体94は、第3の筒体86の穴9
6の下端部に挿通されていて、第3の筒体86とは、位
置95において溶接されている。穴96の上端部には筒
状の突起部97が軸方向に突出している。また、第3の
筒体86の下端面は約0.5mmの幅で面とりされてお
り、これによるテーパ部85が第3の筒体86を第1の
筒体84内に挿入しやすくしている。そして、第1の筒
体84と第3の筒体86とがスムーズに摺動できるよう
に、第3の筒体86は滑らかな外周面を有し、第1の筒
体84の上端縁92が第3の筒体86に、位置92にお
ける溶接で固定されている。
(Embodiment 4) An optical semiconductor module 82 according to the embodiment shown in FIG. 9 is fixed by inserting a first cylindrical body 84 into which the semiconductor light emitting element 4 is inserted and fixed and an aspherical lens 6 into place. The second cylindrical body 94 made of ferrous metal, and the first and second
Third cylindrical body 8 having a lower end interposed between the cylindrical bodies 84 and 94 of the
6 and 6 form a cylindrical holder, to which the receptacle 88 is joined. The stem 16 of the semiconductor light emitting device 4 and the first cylindrical body 84 are spot-welded with a YAG laser at a position 90. The upper end edge 92 of the first tubular body 84 is formed to be thin with a thickness of about 0.2 mm over a width of about 1 mm. On the other hand, the second tubular body 94 has the hole 9 of the third tubular body 86.
It is inserted in the lower end portion of 6 and is welded to the third tubular body 86 at a position 95. At the upper end of the hole 96, a cylindrical projection 97 is projected in the axial direction. Further, the lower end surface of the third tubular body 86 is chamfered with a width of about 0.5 mm, and the taper portion 85 by this makes it easier to insert the third tubular body 86 into the first tubular body 84. ing. The third tubular body 86 has a smooth outer peripheral surface so that the first tubular body 84 and the third tubular body 86 can slide smoothly, and the upper end edge 92 of the first tubular body 84 is provided. Are fixed to the third tubular body 86 by welding at position 92.

【0034】第1の筒体84の上端縁92が残余の部分
と異なる外形状を有しているので、溶接時にYAGレー
ザの照射位置を定めやすい。また、第1の筒体84の上
端縁が薄肉に形成されているので、照射されたレ−ザ光
による熱が第3の筒体86に伝わりやすく、そのため
に、第1の筒体84と第3の筒体86とを確実に溶接す
ることができる。
Since the upper edge 92 of the first cylindrical body 84 has an outer shape different from that of the remaining portion, the irradiation position of the YAG laser can be easily determined during welding. Further, since the upper end edge of the first tubular body 84 is formed thin, the heat generated by the emitted laser light is easily transferred to the third tubular body 86. The third tubular body 86 can be reliably welded.

【0035】第3の筒体86の上端面98およびレセプ
タクル88の下端面100はいずれも高い精度で平滑に
仕上げられているので、第3の筒体86とレセプタクル
88とを当接させながら半径方向に相対的に摺動させる
ことができる。レセプタクル88の下端面100の外径
は、第3の筒体86の上端面98の外径よりも若干大き
く形成されている。また、レセプタクル88の下端面1
00の中央部に、突起部97を受け入れるための凹部1
01が設けられている。第3の筒体86の上端面98と
レセプタクル88の下端面100とが当接する位置10
2でYAGレ−ザを用いた溶接が行われ、これによっ
て、レセプタクル88が第3の筒体86に接合される。
Since the upper end surface 98 of the third cylindrical body 86 and the lower end surface 100 of the receptacle 88 are both finished with high precision and smoothness, the radius is increased while the third cylindrical body 86 and the receptacle 88 are in contact with each other. Can be slid relative to each other. The outer diameter of the lower end surface 100 of the receptacle 88 is formed to be slightly larger than the outer diameter of the upper end surface 98 of the third tubular body 86. In addition, the lower end surface 1 of the receptacle 88
00 in the central part for receiving the projection 97
01 is provided. Position 10 where the upper end surface 98 of the third tubular body 86 and the lower end surface 100 of the receptacle 88 contact
In step 2, welding is performed using a YAG laser, whereby the receptacle 88 is joined to the third cylindrical body 86.

【0036】レセプタクル88はその外端面に、フェル
ール26を支承するための凹入部104を有している。
フェルール26を凹入部104に挿入しやすくするため
に、フェル−ル26の先端面の周縁が面とりされてお
り、これによるテーパ部106のために、フェル−ル2
6の最小直径は1.75mmとなっている。凹入部10
4の底部における形状は、フェルール26の先端部の形
状に合わせて形成されており、凹入部104の最小口径
は約1.75mmとなっている。
The receptacle 88 has a recessed portion 104 for supporting the ferrule 26 on its outer end surface.
In order to facilitate the insertion of the ferrule 26 into the recessed portion 104, the peripheral edge of the front end surface of the ferrule 26 is chamfered, and due to the tapered portion 106, the ferrule 26 is inserted.
The minimum diameter of 6 is 1.75 mm. Recessed part 10
The shape of the bottom portion of No. 4 is formed according to the shape of the tip portion of the ferrule 26, and the minimum diameter of the recessed portion 104 is about 1.75 mm.

【0037】このため、フェル−ル26をレセプタクル
88の凹入部104に挿入すると、フェル−ル26の先
端部が凹入部104の底部付近で止まり、フェル−ル2
6と凹入部104とが同軸となる。フェル−ル26はそ
の中心軸部に光ファイバ24の一端縁を挿入しているの
で、光ファイバ24と凹入部104とが同軸となる。
Therefore, when the ferrule 26 is inserted into the recessed portion 104 of the receptacle 88, the tip of the ferrule 26 stops near the bottom of the recessed portion 104, and the ferrule 2 is removed.
6 and the recess 104 are coaxial. Since the ferrule 26 has one end edge of the optical fiber 24 inserted in the central axis portion thereof, the optical fiber 24 and the recessed portion 104 are coaxial with each other.

【0038】凹入部104の口径の精度が10μm程度
であっても、凹入部104とフェル−ル26とはテ−パ
部106で位置決めされるので、凹入部104の形成に
高い加工精度が要求されない。
Even if the accuracy of the diameter of the recessed portion 104 is about 10 μm, the recessed portion 104 and the ferrule 26 are positioned by the taper portion 106, so that a high processing accuracy is required for forming the recessed portion 104. Not done.

【0039】かかる構成の光半導体モジュール82は以
下の手順で製造することができる。
The optical semiconductor module 82 having such a structure can be manufactured by the following procedure.

【0040】まず、半導体発光素子4を第1の筒体84
内に挿入し、半導体発光素子4と第1の筒体84とを位
置90で溶接する。次に、レンズ6を第2の筒体94内
に挿入したのち、第2の筒体94と第3の筒体86とを
位置95で溶接する。レセプタクル88にはフェルール
26を挿入しておく。
First, the semiconductor light emitting device 4 is attached to the first cylindrical body 84.
Then, the semiconductor light emitting element 4 and the first tubular body 84 are welded at the position 90. Next, the lens 6 is inserted into the second cylinder 94, and then the second cylinder 94 and the third cylinder 86 are welded at the position 95. The ferrule 26 is inserted in the receptacle 88.

【0041】第1の筒体84、第3の筒体86およびレ
セプタクル88を図9に示す関係位置に保持して、半導
体発光素子4の光半導体チップ12から光を放射させ
る。そして、光ファイバ24に入射する光の強度を測定
しながら、最大の光強度が得られるように摺動調整を行
う。この摺動調整では、第3の筒体86に対して第1の
筒体84を軸方向に摺動させて位置決めし(位置ずれの
許容幅は約80μm)、位置決め後に第1の筒体84の
上端部を第3の筒体86に位置92で溶接する。
The first cylindrical body 84, the third cylindrical body 86, and the receptacle 88 are held at the relative positions shown in FIG. 9, and light is emitted from the optical semiconductor chip 12 of the semiconductor light emitting element 4. Then, while measuring the intensity of the light incident on the optical fiber 24, the sliding adjustment is performed so that the maximum light intensity is obtained. In this sliding adjustment, the first tubular body 84 is slid in the axial direction with respect to the third tubular body 86 for positioning (the allowable width of positional deviation is about 80 μm), and after the positioning, the first tubular body 84 is positioned. The upper end of the is welded to the third tubular body 86 at position 92.

【0042】一方、軸ずれの調整は第3の筒体86とレ
セプタクル88との突き合わせ面で行う(位置ずれ許容
幅は約34μm)。この調整後に第3の筒体86の縁部
の位置102でYAGレ−ザによる溶接を行い、第3の
筒体86の上端面98をレセプタクル88の下端面10
0に固定する。YAGレ−ザ光を突き合わせ面に傾けて
照射すると、接合強度を高めることができる。溶接時に
±5μm程度の位置ずれが発生するが、いずれにおける
位置ずれも許容範囲内に納まるので、高い光結合効率を
有する光半導体モジュールを歩留まりよく製造すること
ができる。また、光半導体モジュール82の全長のばら
つきを小さく抑えることができる。
On the other hand, the adjustment of the axis deviation is performed by the abutting surface of the third cylindrical body 86 and the receptacle 88 (the allowable positional deviation width is about 34 μm). After this adjustment, welding with a YAG laser is performed at the edge position 102 of the third tubular body 86, and the upper end surface 98 of the third tubular body 86 is connected to the lower end surface 10 of the receptacle 88.
Fixed at 0. When the YAG laser light is irradiated while inclining to the abutting surface, the bonding strength can be increased. A positional deviation of about ± 5 μm occurs during welding, but any positional deviation falls within an allowable range, so that an optical semiconductor module having high optical coupling efficiency can be manufactured with high yield. Further, it is possible to suppress variations in the total length of the optical semiconductor module 82 to be small.

【0043】さらに、レセプタクル88に対するフェル
ール26の光軸合わせは、前者の凹入部104の底面付
近と後者のテ−パ部106とで行われるので、凹入部1
04に高い加工精度が要求されない。このために加工が
容易となり、コストを低減させることができる。また、
光半導体チップ12とレンズ6の中心軸とが僅かにずれ
ていても、第3の筒体86とレセプタクル88との軸ず
れ調整時に光学的に補正することができる。レセプタク
ル88の下端面100の外径を第3の筒体86の上端面
98の外径よりも若干大きく形成しているので、軸ずれ
の補正量が増えても、第3の筒体86の一部分がレセプ
タクル88の外径からはみ出すことがなく、光半導体モ
ジュール82の外径Wを常に一定値に揃えることができ
る。
Further, since the optical axis of the ferrule 26 is aligned with the receptacle 88 by the vicinity of the bottom surface of the former concave portion 104 and the latter taper portion 106, the concave portion 1
04 does not require high processing accuracy. For this reason, the processing becomes easy and the cost can be reduced. Also,
Even if the optical semiconductor chip 12 and the center axis of the lens 6 are slightly deviated from each other, it is possible to optically correct the misalignment between the third cylindrical body 86 and the receptacle 88. Since the outer diameter of the lower end surface 100 of the receptacle 88 is formed to be slightly larger than the outer diameter of the upper end surface 98 of the third cylindrical body 86, even if the correction amount of the axis deviation is increased, A part does not protrude from the outer diameter of the receptacle 88, and the outer diameter W of the optical semiconductor module 82 can always be made to be a constant value.

【0044】また、第3の筒体86とレセプタクル88
とを溶接によって接合するとき、前者の上端面98と後
者の下端面100との境界に、YAGレ−ザ光で溶けた
高温のダストが発生するが、このダストはYAGレ−ザ
光の進行方向に吹き飛ばされて突起部97に付着するの
で、ダストが穴96内に侵入することが防止される。
The third cylindrical body 86 and the receptacle 88 are also provided.
When the and are joined by welding, high temperature dust melted by the YAG laser light is generated at the boundary between the upper end surface 98 of the former and the lower end surface 100 of the latter, and this dust travels in the YAG laser light. The dust is prevented from entering the hole 96 because it is blown away in the direction and adheres to the protrusion 97.

【0045】このため、レンズ6の表面を常に清浄に保
つことができる。
Therefore, the surface of the lens 6 can always be kept clean.

【0046】(実施例5)図10に示す実施例での光半
導体モジュール112は、実施例4における光半導体モ
ジュール82と一部分において共通し、共通する構成要
素には同一符号が付してある。この光半導体モジュール
112は、半導体発光素子4を挿通して固定した第1の
筒体84と、レンズ6を挿通して固定した第2の筒体9
4と、第1および第2の筒体84、94間に下端縁を介
入させた第3の筒体114とで筒状ホルダを構成し、こ
れにレセプタクル116を接合している。第2の筒体9
4が第3の筒体114の穴118の下端部に挿通されて
おり、穴118の上端部をとり囲む筒状の突起部120
が、その先端面122に開口124を有している。
(Embodiment 5) The optical semiconductor module 112 in the embodiment shown in FIG. 10 is partly common to the optical semiconductor module 82 in the embodiment 4, and the common components are designated by the same reference numerals. The optical semiconductor module 112 includes a first cylindrical body 84 in which the semiconductor light emitting element 4 is inserted and fixed, and a second cylindrical body 9 in which the lens 6 is inserted and fixed.
4 and the third cylindrical body 114 having the lower end edge interposed between the first and second cylindrical bodies 84 and 94 form a cylindrical holder, and the receptacle 116 is joined to this. Second cylinder 9
4 is inserted into the lower end portion of the hole 118 of the third tubular body 114, and the tubular protruding portion 120 surrounds the upper end portion of the hole 118.
However, it has an opening 124 in its tip surface 122.

【0047】レセプタクル116の凹入部126はスト
レートの穴になっており、この穴に挿入されたフェル−
ル26の先端面128が、第3の筒体114の突起部1
2の先端面122に当接している。レセプタクル116
はその下端面130に、第3の筒体114の突起部12
0を受け入れるための凹部131を有している。レセプ
タクル116の下端面130が第3の筒体114の上端
面132に突き合わされており、第3の筒体114はそ
の縁部の位置134でレセプタクル116に溶接されて
いる。
The recess 126 of the receptacle 116 is a straight hole, and the ferrule inserted in this hole is
The tip surface 128 of the ruler 26 is the protrusion 1 of the third tubular body 114.
2 is in contact with the front end surface 122. Receptacle 116
On the lower end surface 130 of the protrusion 12 of the third cylinder 114.
It has a recess 131 for receiving zero. The lower end surface 130 of the receptacle 116 is butted against the upper end surface 132 of the third tubular body 114, and the third tubular body 114 is welded to the receptacle 116 at a position 134 of the edge portion thereof.

【0048】レセプタクル116の凹入部126はスト
レートの穴になっているので、一端部に窪みのある穴に
比べて高い精度でかつ安価に加工できる。このために本
例では3μm以下の公差で加工している。第3の筒体1
14の開口124は、レンズ6で集束された光を損失な
く光ファイバ24に入力させるので、その直径は約1m
mとなされている。第3の筒体114の穴118はレン
ズ6と同様に約1.7mmの直径を有している。開口1
24を有する端面122がフェルール26の先端面12
8に安定に接するように、開口124の直径はフェルー
ル26の先端面128よりも小さく形成している。
Since the recessed portion 126 of the receptacle 116 is a straight hole, it can be processed with higher precision and at a lower cost than a hole having a recess at one end. Therefore, in this example, processing is performed with a tolerance of 3 μm or less. Third cylinder 1
The aperture 124 of 14 allows the light focused by the lens 6 to be input to the optical fiber 24 without loss, so that its diameter is about 1 m.
It is said to be m. Like the lens 6, the hole 118 of the third cylinder 114 has a diameter of about 1.7 mm. Opening 1
The end face 122 having 24 is the end face 12 of the ferrule 26.
The diameter of the opening 124 is formed smaller than that of the front end surface 128 of the ferrule 26 so that the opening 124 can be stably contacted.

【0049】第1の筒体84、第3の筒体114および
レセプタクル116の各部品は、ある程度精密な加工を
必要とする。とくにレセプタクル116の穴126は3
μm以下の穴径公差を必要とする。一般に、光半導体モ
ジュールには、切削性および耐食性にすぐれたオ−ステ
ナイト系ステンレス鋼が使用されているが、オ−ステナ
イト系ステンレス鋼はニッケルを含有するので、溶接に
伴う溶解で硫黄とニッケルとが反応し、硫化物を生成し
て溶接部に亀裂を生じることがある。
The parts of the first cylinder 84, the third cylinder 114, and the receptacle 116 require a certain degree of precision processing. Especially, the hole 126 of the receptacle 116 is 3
A hole diameter tolerance of less than μm is required. Generally, an austenitic stainless steel excellent in machinability and corrosion resistance is used for an optical semiconductor module, but since the austenitic stainless steel contains nickel, sulfur and nickel are melted by melting accompanying welding. May react with each other to form sulfides and crack the weld.

【0050】本実施例では、第1の筒体84、第3の筒
体114およびレセプタクル116にフェライト系ステ
ンレス鋼を使用している。フェライト系ステンレス鋼は
ニッケルを含まないので、溶接に伴う溶解でニッケル系
硫化物が生成されず、溶接部に亀裂を生じない。とく
に、0.05重量%以下の硫黄を含有するフェライト系
ステンレス鋼を用いると切削性が改善される。硫黄の含
有量が多いほど切削性は良好となるが、硫化物が発生し
やすくなるので硫黄の含有量は0.05重量%以下とす
るのが好ましい。
In this embodiment, ferritic stainless steel is used for the first cylinder 84, the third cylinder 114 and the receptacle 116. Since ferritic stainless steel does not contain nickel, nickel sulfide is not generated due to melting accompanying welding and cracks do not occur in the welded part. In particular, the use of ferritic stainless steel containing 0.05% by weight or less of sulfur improves machinability. The higher the sulfur content, the better the machinability, but the more easily sulfides are generated, the sulfur content is preferably 0.05% by weight or less.

【0051】上述した構成では、レンズ6から光ファイ
バ24の先端面(フェルール26の先端面128)に至
る距離が、第3の筒体114の外形によって一義的に決
まるので、レセプタクル116の形状に依存しない。し
たがって、部品の加工精度に由来するばらつきの範囲が
狭められ、製造歩留まりを向上させ得るのみならず、光
軸の調整がより容易となる。
In the above-described structure, the distance from the lens 6 to the tip surface of the optical fiber 24 (tip surface 128 of the ferrule 26) is uniquely determined by the outer shape of the third cylindrical body 114. Do not depend. Therefore, the range of variation due to the processing accuracy of the parts is narrowed, the manufacturing yield can be improved, and the adjustment of the optical axis becomes easier.

【0052】また、レセプタクル116の下端面130
と第3の筒体114の上端面132とを突き合わせて両
者を溶接する際に生じたダストは、突起部120による
遮蔽作用のために、光路となる穴118内に侵入せず、
ダストがレンズ6の表面に付着しない。さらに、精密加
工を必要とする部品の穴形状が単純化されるので、その
加工が容易となり、部品製造のコストを低減させること
ができる。
Further, the lower end surface 130 of the receptacle 116
The dust generated when the upper end surface 132 of the third cylindrical body 114 and the upper end surface 132 of the third cylindrical body 114 are butted and welded to each other does not enter the hole 118 serving as an optical path due to the shielding function of the projection 120,
Dust does not adhere to the surface of the lens 6. Furthermore, since the hole shape of a component that requires precision machining is simplified, the machining is facilitated and the cost of manufacturing the component can be reduced.

【0053】以下に図10および図11を参照しながら
光半導体モジュール112の製造方法を説明する。ま
ず、半導体発光素子4を第1の筒体84内に挿入して、
半導体発光素子4と第1の筒体84とを位置90で溶接
し固定する。次いで、レンズ6を第2の筒体94内に挿
入し、両者を位置95で溶接して固定する。レセプタク
ル116にはフェルール26を挿入しておく。
A method of manufacturing the optical semiconductor module 112 will be described below with reference to FIGS. First, the semiconductor light emitting element 4 is inserted into the first cylindrical body 84,
The semiconductor light emitting element 4 and the first cylindrical body 84 are welded and fixed at a position 90. Next, the lens 6 is inserted into the second cylindrical body 94, and both are welded and fixed at the position 95. The ferrule 26 is inserted in the receptacle 116 in advance.

【0054】図11の(a)は光半導体モジュール11
2の組立および軸調整のための調整装置142を示すも
ので、その要部が図11の(b)に拡大して示されてい
る。
FIG. 11A shows an optical semiconductor module 11
2 shows an adjusting device 142 for assembling and adjusting the shaft of FIG. 2, the main part of which is enlarged and shown in FIG. 11 (b).

【0055】第1の筒体84およびレセプタクル116
はそれぞれ金属製の支柱144およびステージ146に
保持されている。ステ−ジ146はX、Y、Zの3軸方
向に移動できるようになっており、ホルダ114がレセ
プタクル116から離れないように、ホルダ114は板
ばね148でレセプタクル116に押さえつけられてい
る。板ばね148にはホルダ114の外径よりも広い幅
の溝149が設けられており、ホルダ114は溝149
内でX軸方向およびY軸方向に移動できる。板ばね14
8はステージ146に固定されているが、ステージ14
6に固定されたレセプタクル116はホルダ114から
独立してX軸方向およびY軸方向に移動できる。レセプ
タクル116に挿入されたフェルール26は、弦巻ばね
150によってホルダ114に突き当てられている。弦
巻ばね150はストッパ152で片端が固定されてい
る。
First cylinder 84 and receptacle 116
Are held by a column 144 and a stage 146 made of metal, respectively. The stage 146 is movable in three directions of X, Y, and Z, and the holder 114 is pressed against the receptacle 116 by a leaf spring 148 so that the holder 114 does not separate from the receptacle 116. The leaf spring 148 is provided with a groove 149 having a width wider than the outer diameter of the holder 114, and the holder 114 has a groove 149.
It can move in the X-axis direction and the Y-axis direction. Leaf spring 14
8 is fixed to the stage 146, the stage 14
The receptacle 116 fixed to 6 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction independently of the holder 114. The ferrule 26 inserted into the receptacle 116 is abutted against the holder 114 by the coil spring 150. One end of the coiled spring 150 is fixed by a stopper 152.

【0056】ステージ146をZ軸方向に移動させる
と、ホルダ114の上端面の外周縁には0.5mmの面
とり加工が施されているので、第1の筒体84内に容易
に挿入できる。第1の筒体84はX軸、Y軸およびZ軸
方向に固定されているので、第1の筒体84内に挿入さ
れた第3の筒体114はZ軸方向にのみ移動することが
できる。第3の筒体114は板ばね148でZ軸方向に
押さえつけられており、一方、レセプタクル116はX
軸、Y軸およびZ軸方向に移動できるので、第1の筒体
84に第3の筒体114を挿入した状態でレセプタクル
116をX軸方向およびY軸方向に軸調整できる。フェ
ル−ル26の先端面128は第3の筒体114の先端面
122に常に当接して軸調整される。軸調整の終了後
に、第1の筒体84と第3の筒体114とをYAGレ−
ザで溶接し、その後に第3の筒体114とレセプタクル
116との軸ずれを調整して溶接する。
When the stage 146 is moved in the Z-axis direction, the outer peripheral edge of the upper end surface of the holder 114 is chamfered to 0.5 mm, so that it can be easily inserted into the first cylindrical body 84. . Since the first tubular body 84 is fixed in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, the third tubular body 114 inserted in the first tubular body 84 can move only in the Z-axis direction. it can. The third tubular body 114 is pressed by the leaf spring 148 in the Z-axis direction, while the receptacle 116 is pushed by the X-axis.
Since the third cylinder 114 is inserted into the first cylinder 84, the receptacle 116 can be axially adjusted in the X axis direction and the Y axis direction because the third cylinder 114 is inserted into the first cylinder 84. The tip end surface 128 of the ferrule 26 is always in contact with the tip end surface 122 of the third tubular body 114 to adjust the axis. After the axis adjustment is completed, the first cylinder 84 and the third cylinder 114 are connected to the YAG laser.
Then, the third cylinder 114 and the receptacle 116 are adjusted in terms of axial misalignment and then welded.

【0057】上述した方法によると、半導体発光素子4
を発光させて光軸を調整する間、半導体発光素子4から
発せられた熱は金属製の支柱144を通じて放散され
る。また、フェル−ル26を下方からばね150で加圧
しているので、光ファイバ24の受光面の位置を常に一
定にしたまま(第3の筒体114の突起部120に当接
させたまま)組み立てることができる。さらに、第3の
筒体114を板ばね148でZ軸方向にのみ押圧してい
るので、レセプタクル116をZ軸方向に移動させても
第3の筒体114とレセプタクル116とが離れず、し
かも、第3の筒体114を第1の筒体84に挿入したま
まZ軸方向に移動させることができる。したがって、す
べての溶接部分は常に接触状態を保ち、軸調整の直後に
溶接して固定することができる。これによって、組立の
簡素化と組立時間の短縮の効果を得ることができる。
According to the method described above, the semiconductor light emitting device 4
While the light is emitted to adjust the optical axis, the heat generated from the semiconductor light emitting element 4 is dissipated through the metal support 144. Further, since the ferrule 26 is pressed from below by the spring 150, the position of the light receiving surface of the optical fiber 24 is always kept constant (while being kept in contact with the protrusion 120 of the third cylindrical body 114). Can be assembled. Further, since the third cylindrical body 114 is pressed only in the Z-axis direction by the leaf spring 148, the third cylindrical body 114 and the receptacle 116 do not separate from each other even if the receptacle 116 is moved in the Z-axis direction. , The third tubular body 114 can be moved in the Z-axis direction while being inserted into the first tubular body 84. Therefore, all welded parts can be kept in contact at all times and fixed by welding immediately after the axis adjustment. As a result, the effects of simplifying the assembly and shortening the assembly time can be obtained.

【0058】(実施例6)図12に示す実施例の光半導
体モジュール162は、実施例5における光半導体モジ
ュール112と一部分において共通しており、共通する
構成要素には同一符号が付してある。この光半導体モジ
ュール162は、レセプタクル164内にセラミックス
製のスリーブ166を有している点で実施例5の光半導
体モジュール112と相違している。セラミックス製の
部品は高い精度で加工できるので、スリーブ166の穴
168も高い精度で加工されている。スリーブ166を
挿入するための穴170に対しては、穴168に対する
ほど高い加工精度を要しないので、レセプタクル164
に高い加工精度が要求されず、製造コストの低減を図る
ことができる。第1の筒体84および第3の筒体114
にも高い加工精度が要求されないので、第1の筒体8
4、第3の筒体114およびレセプタクル164を金属
粉末を成形して焼結させる焼結工法を適用して形成し、
部品の低コスト化を図っている。本実施例によると、構
成部品の点数は増えるが、トータル的に部品価格を低減
させることができる。なお、スリ−ブ166の材質はセ
ラミックスに限定されず、精密加工が可能であれば金属
であってもよい。
(Embodiment 6) The optical semiconductor module 162 of the embodiment shown in FIG. 12 is partially common to the optical semiconductor module 112 of the embodiment 5, and the common components are designated by the same reference numerals. . This optical semiconductor module 162 differs from the optical semiconductor module 112 of the fifth embodiment in that a ceramic sleeve 166 is provided inside the receptacle 164. Since the ceramic parts can be processed with high precision, the hole 168 of the sleeve 166 is also processed with high precision. The hole 170 for inserting the sleeve 166 does not require as high processing accuracy as the hole 168, and therefore, the receptacle 164 is not required.
High processing accuracy is not required, and the manufacturing cost can be reduced. First tubular body 84 and third tubular body 114
Since high processing accuracy is not required even for the first cylinder 8
4, the third cylinder 114 and the receptacle 164 are formed by applying a sintering method in which metal powder is molded and sintered.
We are trying to reduce the cost of parts. According to this embodiment, although the number of components is increased, the total price of components can be reduced. The material of the sleeve 166 is not limited to ceramics, and may be metal as long as it can be precisely processed.

【0059】(実施例7)図13に示す実施例の光半導
体モジュール182は、実施例5における光半導体モジ
ュール112と一部分において共通しており、共通する
構成要素には同一符号を付している。この光半導体モジ
ュール182は、レセプタクル116の中心軸とレンズ
6の中心軸(光軸)とが同軸でなく、約5度傾いている
点で実施例5の光半導体モジュール142と相違してい
る。フェルール26の中心軸をレンズ6の中心軸に対し
約5度の角度で傾けるために、第3の筒体184の穴1
86の中心軸に直角な面に対し、面188および面19
0がともに約5度の角度で傾いている。
(Embodiment 7) The optical semiconductor module 182 of the embodiment shown in FIG. 13 is partly common to the optical semiconductor module 112 of the embodiment 5, and the common components are designated by the same reference numerals. . The optical semiconductor module 182 differs from the optical semiconductor module 142 of the fifth embodiment in that the central axis of the receptacle 116 and the central axis (optical axis) of the lens 6 are not coaxial and are inclined by about 5 degrees. In order to tilt the central axis of the ferrule 26 with respect to the central axis of the lens 6 at an angle of about 5 degrees, the hole 1 of the third cylindrical body 184 is
With respect to the plane perpendicular to the central axis of 86, the plane 188 and the plane 19
Both 0 are inclined at an angle of about 5 degrees.

【0060】フェル−ル26の中心軸がレンズの中心軸
と一致していると、光ファイバ24の先端面192で反
射した光が逆行し、レンズ6で集束されて光半導体チッ
プ12側に戻る。光半導体チップ12に反射光が入射す
ると、その発光状態が不安定になりやすい。これを防ぐ
ためにフェル−ル26を光軸に対して傾けると、反射光
は光軸と異なる方向に進むので光半導体チップ12側に
戻らず、光半導体チップ12の発光状態を安定化させる
ことができる。かかる構造はとくに、アナログ信号用の
光半導体モジュールに適しており、歪み特性を改善でき
る。
When the center axis of the ferrule 26 coincides with the center axis of the lens, the light reflected by the front end surface 192 of the optical fiber 24 goes backward, is focused by the lens 6 and returns to the optical semiconductor chip 12 side. . When reflected light is incident on the optical semiconductor chip 12, its light emitting state is likely to be unstable. If the ferrule 26 is tilted with respect to the optical axis in order to prevent this, the reflected light travels in a direction different from the optical axis and does not return to the optical semiconductor chip 12 side, so that the light emitting state of the optical semiconductor chip 12 can be stabilized. it can. Such a structure is particularly suitable for an optical semiconductor module for analog signals and can improve distortion characteristics.

【0061】なお、本実施例では傾斜角度を約5度とし
たが、光ファイバ24への光的結合を損なわずに前記反
射光の半導体発光素子側への戻りを抑制できれば、如何
なる角度であってもよい。しかし、傾斜角度が過大にな
ると光ファイバ24に対して高い光結合効率で光を入射
させることが困難になるので、3〜6度が好ましい。
In the present embodiment, the inclination angle is set to about 5 degrees, but any angle can be used as long as the return of the reflected light to the semiconductor light emitting element side can be suppressed without impairing the optical coupling to the optical fiber 24. May be. However, if the inclination angle is excessively large, it becomes difficult to allow light to be incident on the optical fiber 24 with high optical coupling efficiency, so 3 to 6 degrees is preferable.

【0062】(実施例8)図14に示す実施例での光半
導体モジュール202は、半導体発光素子204と、筒
状ホルダ206と、レセプタクル208とを有してい
る。半導体発光素子204は、光半導体チップ12と保
護キャップ14とステム16とを有し、円盤状のステム
16上にマウント18を介して光半導体チップ12が固
定されている。光半導体チップ12を覆う保護キャップ
14もステム16に固定されている。
(Embodiment 8) The optical semiconductor module 202 in the embodiment shown in FIG. 14 has a semiconductor light emitting element 204, a cylindrical holder 206, and a receptacle 208. The semiconductor light emitting element 204 has an optical semiconductor chip 12, a protective cap 14, and a stem 16, and the optical semiconductor chip 12 is fixed on a disc-shaped stem 16 via a mount 18. A protective cap 14 that covers the optical semiconductor chip 12 is also fixed to the stem 16.

【0063】光半導体チップ12から発せられた光は、
保護キャップ14に設けられた導光体210を通じてと
り出される。ステム16およびマウント18は鉄系の金
属からなり、金めっき層を表面に有している。光半導体
チップ12には端子ピン22が接続されている。
The light emitted from the optical semiconductor chip 12 is
It is taken out through the light guide 210 provided on the protective cap 14. The stem 16 and the mount 18 are made of an iron-based metal and have a gold plating layer on the surface. Terminal pins 22 are connected to the optical semiconductor chip 12.

【0064】導光体210は全反射膜としての金属めっ
き層を外周面に備えた直径2mm、長さ1mmのガラス
円板からなり、鏡面仕上げされた両端面に反射防止膜を
有している。導光体210の外端面は光半導体チップ1
2に0.5mmの距離で近接した位置を占めている。筒
状ホルダ206内に固定されているロッド型レンズ21
2の外周面は全反射膜としての金属めっき膜で覆われて
いる。筒状ホルダ206は、半導体発光素子204の保
護キャップ14に、位置214において溶接されてい
る。レセプタクル208は、フェルール26を支承する
凹入部216を有しており、筒状ホルダ206と突き合
わされて、位置218で溶接されている。
The light guide body 210 is made of a glass disk having a diameter of 2 mm and a length of 1 mm provided with a metal plating layer as a total reflection film on the outer peripheral surface, and has antireflection films on both mirror-finished end surfaces. . The outer end face of the light guide 210 is the optical semiconductor chip 1
It occupies a position close to 2 at a distance of 0.5 mm. Rod-shaped lens 21 fixed in the cylindrical holder 206
The outer peripheral surface of 2 is covered with a metal plating film as a total reflection film. The cylindrical holder 206 is welded to the protective cap 14 of the semiconductor light emitting element 204 at the position 214. The receptacle 208 has a recess 216 that supports the ferrule 26, but is abutted against the tubular holder 206 and welded at a position 218.

【0065】光半導体チップ12から発せられた光の大
部分は導光体210に入射する。導光体210はレンズ
212に当接しており、入射光のうち広がり角の大きい
光は導光体210およびレンズ212の各外周面に設け
られた金属めっき膜で反射するので、光半導体チップ1
2から発せられた光は、レンズ212を通じて光ファイ
バ24に効率よく入射する。
Most of the light emitted from the optical semiconductor chip 12 enters the light guide 210. The light guide 210 is in contact with the lens 212, and light having a large divergence angle among the incident light is reflected by the metal plating films provided on the outer peripheral surfaces of the light guide 210 and the lens 212.
The light emitted from No. 2 efficiently enters the optical fiber 24 through the lens 212.

【0066】導光体210は光半導体チップ12から
0.5mmだけ離れて設けられているので、レンズ21
2で集束された光はレンズ212の外端面から1mmの
位置に集光する。レセプタクル208に挿入されたフェ
ルール26の先端面は、レンズ212の外端面から1m
mの位置で止まるので、ロッド型レンズ212と光ファ
イバ24の先端との間隔は、レセプタクル208で機械
的に決まる。このため、筒状ホルダ206をレセプタク
ル208に対し半径方向に摺動させて軸ずれ調整を行
う。
Since the light guide 210 is provided at a distance of 0.5 mm from the optical semiconductor chip 12, the lens 21
The light focused by 2 is focused at a position 1 mm from the outer end surface of the lens 212. The front end surface of the ferrule 26 inserted into the receptacle 208 is 1 m from the outer end surface of the lens 212.
Since it stops at the position of m, the distance between the rod type lens 212 and the tip of the optical fiber 24 is mechanically determined by the receptacle 208. Therefore, the cylindrical holder 206 is slid in the radial direction with respect to the receptacle 208 to adjust the axis deviation.

【0067】このような構成では、ハウジング構成部品
が2個で足り、しかも、調整は半径方向への摺動調整だ
けでよいので、調整作業を容易ならしめることができ
る。
With such a construction, it is sufficient to use only two housing components, and since the adjustment only requires the sliding adjustment in the radial direction, the adjustment work can be facilitated.

【0068】上述した実施例では、光半導体チップにレ
ーザダイオードを用いたが、発光ダイオードなどを用い
てもよい。また、光半導体チップから放射された光を光
ファイバの先端面に集光するレンズは非球面のものに限
定されず、ボールレンズなどの集光特性を有するもので
あってもよい。さらに、第1の筒体、第3の筒体および
レセプタクルを溶接によって接合する代わりに、用途に
よっては接着剤による接合など、溶接以外の接合方法を
適用できる。
Although the laser diode is used for the optical semiconductor chip in the above-described embodiments, a light emitting diode or the like may be used. Further, the lens for condensing the light emitted from the optical semiconductor chip on the tip surface of the optical fiber is not limited to the aspherical one, and may have a condensing characteristic such as a ball lens. Further, instead of joining the first tubular body, the third tubular body, and the receptacle by welding, a joining method other than welding, such as joining with an adhesive, may be applied depending on the application.

【0069】実施例5において用いた0.05重量%以
下の硫黄を含有するフェライト系ステンレス鋼は、実施
例5に特有のものではないので、その他の実施例におけ
る第1および第3の筒体や、レセプタクル等にも同様に
使用できる。また、実施例6で用いたセラミックス製の
スリーブも、その他の実施例に同様に適用できる。さら
に、実施例7以外の光半導体モジュールにおいても、レ
ンズの光軸と光ファイバの光軸とを相対的に傾斜させる
ことができる。
The ferritic stainless steel containing 0.05% by weight or less of sulfur used in Example 5 is not peculiar to Example 5, so the first and third cylinders in the other examples are not used. It can also be used for receptacles and the like. Further, the ceramic sleeve used in the sixth embodiment can be similarly applied to the other embodiments. Furthermore, also in the optical semiconductor modules other than the seventh embodiment, the optical axis of the lens and the optical axis of the optical fiber can be relatively inclined.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように本発明によると、光半導体
素子からレンズを通じて光ファイバの受光面にいたる光
学系で高い光結合効率を維持しながら、構成部品の数を
減少させたり、コストを低減させたりすることができ
る。また、光半導体モジュールの軸方向長のばらつきを
低減させることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of components and to reduce the cost while maintaining high optical coupling efficiency in the optical system from the optical semiconductor element to the light receiving surface of the optical fiber through the lens. It can be reduced. Further, it is possible to reduce variations in the axial length of the optical semiconductor module.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の光半導体モジュールの側断
面図。
FIG. 1 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to an embodiment of the present invention.

【図2】光半導体モジュールの光路を概略的に示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an optical path of an optical semiconductor module.

【図3】レンズと光ファイバとの間隔に対する光結合効
率の特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram of optical coupling efficiency with respect to a distance between a lens and an optical fiber.

【図4】光半導体チップとレンズとの間隔に対する光結
合効率の特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram of optical coupling efficiency with respect to a gap between an optical semiconductor chip and a lens.

【図5】光ファイバの軸ずれ量に対する光結合効率の特
性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram of optical coupling efficiency with respect to the amount of axis deviation of an optical fiber.

【図6】光半導体チップの軸ずれ量に対する光結合効率
の特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram of optical coupling efficiency with respect to an amount of misalignment of an optical semiconductor chip.

【図7】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの側
断面図。
FIG. 7 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの側
断面図。
FIG. 8 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの側
断面図。
FIG. 9 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの
側断面図。
FIG. 10 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【図11】光半導体モジュールの組立装置の側断面図お
よび同装置の要部の斜視図。
FIG. 11 is a side sectional view of an optical semiconductor module assembling apparatus and a perspective view of a main part of the apparatus.

【図12】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの
側断面図。
FIG. 12 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの
側断面図。
FIG. 13 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの
側断面図。
FIG. 14 is a side sectional view of an optical semiconductor module according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 半導体発光素子 6 レンズ 8 筒状ホルダ 10 レセプタクル 24 光ファイバ 26 フェルール 4 Semiconductor Light Emitting Element 6 Lens 8 Cylindrical Holder 10 Receptacle 24 Optical Fiber 26 Ferrule

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体発光素子と、 この半導体発光素子から発せられた光を集束するレンズ
と、 前記半導体発光素子および前記レンズの二者間における
間隔を所定値に保持するために、前記二者を同軸的に挿
通した筒状ホルダと、 光ファイバの一端縁を挿通して固定したフェルールを支
承するための凹入部を外端面に有するレセプタクルとを
備え、 前記レセプタクルの内端面が、前記筒状ホルダのレンズ
側の端面に同軸的に突き合わされて固定されていること
を特徴とする光半導体モジュール。
1. A semiconductor light emitting device, a lens for converging light emitted from the semiconductor light emitting device, and the semiconductor light emitting device and the lens for maintaining a predetermined distance between the two members. And a receptacle having a recessed portion on the outer end surface for supporting a ferrule fixed by inserting one end edge of the optical fiber, and an inner end surface of the receptacle is the tubular holder. An optical semiconductor module, which is coaxially butted and fixed to the end surface of the holder on the lens side.
【請求項2】 筒状ホルダが、半導体発光素子を挿通し
て固定した第1の筒体と、レンズを挿通して固定した第
2の筒体と、第1および第2の筒体間に一端縁を介入し
て、他端縁に軸方向に突出した突起部を有する第3の筒
体とからなり、レセプタクルの内端面が、前記突起部を
受け入れる凹部を有していることを特徴とする請求項1
記載の光半導体モジュール。
2. A cylindrical holder has a first cylindrical body inserted and fixed with a semiconductor light emitting element, a second cylindrical body inserted with a lens and fixed, and between the first and second cylindrical bodies. A third cylindrical body having a protrusion protruding in the axial direction at the other end by interposing one end edge, and the inner end surface of the receptacle has a recess for receiving the protrusion. Claim 1
The optical semiconductor module described.
【請求項3】 レンズの周縁にレンズと一体形成された
筒状部が、半導体発光素子に当接していることを特徴と
する請求項1または2記載の光半導体モジュール。
3. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein a cylindrical portion integrally formed with the lens on the peripheral edge of the lens is in contact with the semiconductor light emitting element.
【請求項4】 レセプタクルの外周面が、内端面の近傍
に楔状のくびれ部を有していることを特徴とする請求項
1または2記載の光半導体モジュール。
4. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the receptacle has a wedge-shaped constricted portion near the inner end surface.
【請求項5】 筒状ホルダおよびレセプタクルの少なく
とも一方が、0.05重量%以下の硫黄を含有したフェ
ライト系ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項
1または2記載の光半導体モジュール。
5. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein at least one of the cylindrical holder and the receptacle is made of ferritic stainless steel containing 0.05% by weight or less of sulfur.
【請求項6】 レセプタクルの少なくとも内面が、セラ
ミックスで形成されていることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の光半導体モジュール。
6. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein at least the inner surface of the receptacle is made of ceramics.
【請求項7】 レンズによって集束された光の光軸が、
レセプタクルの中心軸に対し交差していることを特徴と
する請求項1または2記載の光半導体モジュール。
7. The optical axis of the light focused by the lens is
The optical semiconductor module according to claim 1, wherein the optical semiconductor module intersects with a central axis of the receptacle.
【請求項8】 筒状ホルダの第3の筒体の突起部が、レ
セプタクルの凹部の底面に当接していることを特徴とす
る請求項2記載の光半導体モジュール。
8. The optical semiconductor module according to claim 2, wherein the protruding portion of the third cylindrical body of the cylindrical holder is in contact with the bottom surface of the concave portion of the receptacle.
【請求項9】 光半導体チップおよびその発光面側に設
けられた導光体を内蔵してなる半導体発光素子と、 この半導体発光素子から発せられた光を集束するレンズ
と、 前記レンズを挿通して固定した筒状ホルダと、 光ファイバの一端縁を挿通して固定したフェルールを支
承するための凹入部を外端面に有するレセプタクルとを
備え、 前記レセプタクルの内端面が前記筒状ホルダの一端面に
同軸的に突き合わされて固定されていることを特徴とす
る光半導体モジュール。
9. A semiconductor light emitting element having a built-in optical semiconductor chip and a light guide provided on the light emitting surface side thereof, a lens for focusing light emitted from the semiconductor light emitting element, and the lens inserted therethrough. And a receptacle having a concave portion on the outer end surface for supporting the ferrule fixed by inserting one end edge of the optical fiber, the inner end surface of the receptacle being one end surface of the cylindrical holder. An optical semiconductor module, which is coaxially butted to and fixed to.
【請求項10】 導光体が円板を含み、この円板の2つ
の主面が反射防止膜で覆われ、側周面が反射膜で覆われ
ていることを特徴とする請求項9記載の光半導体モジュ
ール。
10. The light guide body includes a disc, and the two main surfaces of the disc are covered with an antireflection film and the side peripheral surfaces thereof are covered with a reflection film. Optical semiconductor module.
【請求項11】 筒状ホルダ内に光集束用レンズを固定
する工程と、 前記筒状ホルダ内に半導体発光素子を挿入する工程と、 光ファイバの一端縁を挿通して固定したフェルールをレ
セプタクルの外端面の凹入部に挿入する工程と、 前記レセプタクルの内端面を前記筒状ホルダの一端面上
に同軸的に突き合わせる工程と、 前記半導体発光素子から放射された光が前記レンズによ
って前記光ファイバの受光面に集光されるように、前記
半導体発光素子から前記レンズに至る距離を調整して前
記半導体発光素子を前記筒状ホルダ内に固定する工程
と、 前記筒状ホルダおよび前記レセプタクルを相対的に軸合
わせして、前記ホルダに前記レセプタクルを固定する工
程とを備えることを特徴とする光半導体モジュールの製
造方法。
11. A step of fixing a light focusing lens in a cylindrical holder, a step of inserting a semiconductor light emitting element in the cylindrical holder, and a ferrule fixed by inserting one end edge of an optical fiber into a receptacle. Inserting into the recessed portion of the outer end surface, coaxially butting the inner end surface of the receptacle onto one end surface of the cylindrical holder, and the light emitted from the semiconductor light emitting element is caused by the lens to the optical fiber. Fixing the semiconductor light emitting element in the cylindrical holder by adjusting the distance from the semiconductor light emitting element to the lens so that the light is condensed on the light receiving surface of the cylindrical holder and the receptacle. And optically fixing the receptacle to the holder.
【請求項12】 レンズの周縁にこのレンズと一体形成
された筒状部を半導体発光素子に当接させて、半導体発
光素子からレンズに至る距離を所定値に設定することを
特徴とする請求項11記載の光半導体モジュールの製造
方法。
12. A semiconductor light emitting element is brought into contact with a cylindrical portion integrally formed with the lens at the periphery of the lens, and a distance from the semiconductor light emitting element to the lens is set to a predetermined value. 11. The method for manufacturing an optical semiconductor module according to item 11.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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