JPH07318764A - 光半導体モジュールとその接続構造 - Google Patents
光半導体モジュールとその接続構造Info
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- JPH07318764A JPH07318764A JP6109283A JP10928394A JPH07318764A JP H07318764 A JPH07318764 A JP H07318764A JP 6109283 A JP6109283 A JP 6109283A JP 10928394 A JP10928394 A JP 10928394A JP H07318764 A JPH07318764 A JP H07318764A
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Abstract
接続が可能であり、しかも小型化に適した光半導体モジ
ュールを提供する。 【構成】 光半導体素子に光結合する短尺の光ファイバ
を本体内部に備え、光結合する面とは反対側の部分がフ
ェルールに収容されている。外部の光ファイバコードと
は、光ファイバコードの端部を収容するフェルールとモ
ジュール本体のフェルールをスリーブ内で突き合わせる
ことにより行う。複数の光半導体素子を有する光半導体
モジュールの場合には、ガイド付きフェルールの所定の
間隔で設けられた穴に上記短尺の光ファイバをそれぞれ
収容し、外部の光ファイバアレーコードのフェルールと
ガイドピンを介して接続する。光半導体素子と光ファイ
バはレンズを用いることなく光結合され、しかもプリン
ト板への実装時にはコードが付属されていないので自動
実装に適している。
Description
し、特に光半導体モジュールの光半導体素子と光ファイ
バの結合構造、および光ファイバと外部の光ファイバと
の接続構造にに関する。
の構造は、図4に示されるようにモジュールの本体にピ
グテールコードを有し外部の光ファイバコードとはコネ
クタにより接続するピグテール型と、図5に示されるよ
うに直接モジュール本体のアダプタに外部の光ファイバ
コードを接続するレセプタクル型の2種類に大別され
る。
ファイバに光学的に結合する構造として、光半導体素子
と光ファイバの端面の間に集光用レンズを配置しレンズ
により結合させるレンズ結合構造と、光半導体素子の出
射端面近傍に光ファイバ端面を配置して直接光ファイバ
のコアに出射光を結合させる光ファイバの直接結合構造
がある。
モジュールのうち、ピグテール型は通常数十cmの光フ
ァイバコードが本体に付属しているので、プリント板上
に光半導体モジュールを実装する場合に、取扱いが面倒
であり自動実装装置などを適用することが困難という問
題がある。また、光ファイバコードは被覆の耐熱性が高
くないため、半田リフローなどによる実装手段を用いる
ことができず、実装面で生産性の向上を図ることができ
ないという問題もある。
ない反面、光半導体モジュールに接続される外部の光フ
ァイバコードは構造上、光半導体素子に近接させること
が困難であるので、上述の光ファイバ直接接続構造を適
用することができず、専らレンズ結合構造によるしかな
い。従って、おのずと光結合部分の小型化を図ることが
できず、またおのずと締結機構も大きくなり全体として
小型化を図ることが困難という問題がある。さらに、接
続される光ファイバコードのフェルール内に収容された
光ファイバのコアの位置をレンズ集光位置に合わせて固
定することが困難であり、最適な光学的結合を保持でき
ないという問題もある。
適した光ファイバ直接結合の適用が可能であり、しかも
光半導体モジュールの実装に優れ、外部の光ファイバコ
ードとも高精度に接続が可能な光半導体モジュールと、
その接続に係る使用方法を提供することにある。
めに、本発明の光半導体モジュールは、光半導体素子
と、光半導体素子に第1の端面で光学的に結合する短尺
光ファイバと、光ファイバを収容する第1のフェルール
と、第1のフェルールの外径よりわずかに大きい内径を
有し、第1のフェルールに勘合するスリーブとを備えた
ことを特徴としている。
バの第1の端面と反対側にある第2の端面側近傍のみを
収容したことを特徴としている。また、第2の端面は、
第1のフェルールの端面とともに端面研磨されているこ
とを特徴としている。
特徴としている。さらに、これとは反対の光半導体素子
側の第1の端面は、短尺光ファイバのコア部が凸状に突
出していることを特徴としている。
の光半導体素子と、光半導体素子にそれぞれ光学的に結
合する複数の短尺光ファイバと、短尺光ファイバを収容
する複数の穴と、この穴のうちの少なくとも一つを基準
として位置設定された少なくとも2個のガイドピン穴を
有するガイド付きフェルールとを備えたことを特徴とし
ている。
と、この光半導体素子に第1の端面で光学的に結合する
短尺光ファイバと、光ファイバを収容する第1のフェル
ールと、第1のフェルールの外径よりわずかに大きい内
径を有し、第1のフェルールに勘合するスルーブとを備
えた光半導体モジュールのスリーブに、第1のフェルー
ルの外径とほぼ同じ外径を有する第2のフェルールと、
第2の端面側が第2のフェルールに挿入、固着され、第
2のフェルールのとともに端面研磨された光ファイバを
含む光ファイバコードの第2のフェルールを挿入して、
第1の端面と第2の端面を突き合わせて、光半導体モジ
ュールと光ファイバコードを接続することを特徴として
いる。
半導体モジュールとの接続は、上記ガイドピン穴に、こ
のガイドピン穴の内径よりもわずかに小さい外径を有す
るガイドピンを挿入するとともに、第1のガイド付きフ
ェルールの短尺光ファイバが収容された穴の間隔と同じ
間隔で設けられた複数の穴と、この穴のうちの少なくと
も一つを基準として位置設定された少なくとも2個の第
2のガイドピン穴を有する第2のフェルールと、第2の
フェルールの穴のそれぞれ挿入された複数本の光ファイ
バとを含む光ファイバアレーコードの第2のガイドピン
穴に、ガイドピンが挿入され、光半導体モジュールと光
ファイバアレーコードが接続されることを特徴としてい
る。
体素子から出射される光をモジュール内に配置された短
尺光ファイバに結合させる。そして、この短尺光ファイ
バの反対側の部分をフェルールに収容するとともに、こ
れをスリーブに挿入しておく。外部の光ファイバコード
との接続は、光ファイバコードの端部にあるフェルール
を光半導体モジュールの上記スルーブに挿入してフェル
ールの端面どうしを接触させることにより行う。
光半導体素子を有する光半導体モジュールの場合には、
各光半導体素子に光結合する複数の短尺光ファイバを配
置し、短尺光ファイバの光半導体素子とは反対側の部分
を所定の間隔で設けられた穴を有するガイド付きフェル
ールに収容する。外部の光ファイバアレーコードとは、
ガイドピン穴にガイドピンを介して接続する。
らの出射光を直接光ファイバに結合させているので、小
型化を図ることができるとともに外部の光ファイバコー
ドとはフェルールどうしの突き合わせにより接続できる
ので低損失で安定した接続が可能になる。
説明する。
実施例の構成を示す断面図であり、図2はその斜視図で
ある。半導体レーザダイオード1は、シリコン基板3に
An−Sn半田により接合されている。一方、短尺光フ
ァイバ2の半導体レーザダイオード1と光結合する面と
は反対側の部分は、あらかじめ直径2mmのフェルール
4に収容され、紫外線硬化性樹脂により固着されてい
る。また、短尺光ファイバ2は先端のコア部がフッ酸に
よる化学的エッチングにより凸面加工されており、あら
かじめ化学的エッチングにより設けられたシリコン基板
3のV溝(図示省略)上に配置されて半田により固定さ
れ、半導体レーザダイオード1と光学的に結合してい
る。フェルール4は、わずかに大きい内径を有しモジュ
ールパッケージ6に配置されたスリーブ5に挿入され、
固着されている。
ラスを用いており、光透過性が高いため紫外線硬化性樹
脂による短尺光ファイバ2の固着に適している。ホウ珪
酸ガラスは光ファイバの製造方法と同様に母材の引き延
ばしにより生産できるので高精度化が容易でありしかも
量産が可能である。いうまでもなく、特に紫外線硬化性
樹脂を用いないのであればセラミック等の他の材料であ
ってもよい。また、フェルール4と短尺光ファイバ2の
先端部は凸状に球面研磨されており、PC(Phisi
cal Contact)研磨された外部の光ファイバ
コードとの接続ができ、接続部の低損失化が図られる。
ファイバコードとの接続は、図1に示されるように、フ
ェルール4と同じ外径をもつ光ファイバコード8の先端
に設けられたフェルール7が光半導体モジュールのスリ
ーブ5に挿入されることにより行われる。外部の光ファ
イバコードとの接続は、光半導体モジュールがプリント
板等に実装された後に簡易に行うことができるので、光
半導体モジュールの自動実装を適用することができるよ
うになる。また、光半導体モジュールと光ファイバコー
ドの接続は、コネクタによる接続と同様に行うことがで
きるので低損失で安定している。
実施例について説明する。図3は本発明の他の実施例の
構成を示す斜視図であり、同一のシリコン基板3の上に
配置された1−a、1−b、1−c、1−d、1−eの
5個の半導体レーザダイオードを有している。かく半導
体レーザダイオード1−a〜1−eは5本の短尺光ファ
イバ2−a〜2−eにそれぞれ対応して光結合してい
る。その他の構成については上記実施例と同様である。
きフェルール10に設けられた5個の穴に挿入され固着
されている。上記穴は短尺光ファイバ2の外径125μ
mよりわずかに大きい126μmの内径であり、250
μm間隔で設けられている。また、上記穴のうち最も外
側にある穴から両側に500μm離れた位置にそれぞれ
外径1mmのガイドピン穴11が設けられている。この
ガイド付きフェルール10はパッケージ6に固定されて
いる。
バが一に配列された光ファイバアレーコードであり、先
端部には同じくガイドピン穴を有するガイド付きフェル
ールが付けられている。各光ファイバコードが挿入、固
着されている穴および両側のガイドピン穴(図示省略)
は光半導体モジュール側のガイド付きフェルール10と
同じ穴径で同じ間隔で設けられている。光ファイバコー
ドのガイド付きフェルール13には2本のガイドピン1
2がガイドピン穴に装着され、このガイドピン12がフ
ェルール10のガイドピン穴11に挿入されることによ
り光半導体モジュールに接続される。なお、上記ガイド
付きフェルール13は、樹脂の精密モールド成形により
高精度に量産できる。
モジュールは、単一の光半導体素子の場合にも、アレー
状に配列された複数の光半導体素子を含む場合にも、光
半導体素子からの出射光を直接光ファイバに結合させて
いるので、小型化を図ることができるとともに外部の光
ファイバコードとはフェルールどうしの突き合わせによ
り接続できるので低損失で安定した接続が可能になる。
また、光半導体モジュール内部に配置される短尺光ファ
イバは、光半導体素子側の端面部を凸面加工等すること
によって光結合効率を向上させることができる。
失で安定した接続が可能な光ファイバコードが付属され
ていない光半導体モジュールを構成することが可能にな
る。これにより、光半導体モジュールが小型化され、実
装面でも自動実装等が可能になり大幅な生産性向上が図
られる。
面図である。
を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
図である。
面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光半導体素子と、 前記光半導体素子に第1の端面で光学的に結合する短尺
光ファイバと、 前記光ファイバを収容する第1のフェルールと、 前記第1のフェルールの外径よりわずかに大きい内径を
有し、前記第1のフェルールに勘合するスリーブとを備
えたことを特徴とする光半導体モジュール。 - 【請求項2】 前記第1のフェルールは、前記短尺光
ファイバの前記第1の端面と反対側にある第2の端面側
近傍のみを収容したことを特徴とする「請求項1」記載
の光半導体モジュール。 - 【請求項3】 前記第2の端面は、前記第1のフェル
ールの端面とともに端面研磨され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。 - 【請求項4】 前記端面研磨は、凸面研磨であること
を特徴とする「請求項3」記載の光半導体モジュール。 - 【請求項5】 前記フェルールはホウ珪酸ガラスであ
ることを特徴とする「請求項4」記載の光半導体モジュ
ール。 - 【請求項6】 前記第1の端面は、前記短尺光ファイ
バのコア部が凸状に突出していることを特徴とする「請
求項3」記載の光半導体モジュール。 - 【請求項7】 所望の間隔をおいて配置された複数の
光半導体素子と、 前記光半導体素子にそれぞれ光学的に結合する複数の短
尺光ファイバと、 前記短尺光ファイバを収容する複数の穴と、該穴のうち
の少なくとも一つを基準として位置設定された少なくと
も2個のガイドピン穴を有するガイド付きフェルールと
を備えたことを特徴とする光半導体モジュール。 - 【請求項8】 光半導体素子と、該光半導体素子に第
1の端面で光学的に結合する短尺光ファイバと、該光フ
ァイバを収容する第1のフェルールと、該第1のフェル
ールの外径よりわずかに大きい内径を有し、前記第1の
フェルールに勘合するスリーブとを備えた光半導体モジ
ュールの前記スリーブに、 前記第1のフェルールの外径とほぼ同じ外径を有する第
2のフェルールと、第2の端面側が前記第2のフェルー
ルに挿入された光ファイバを含む光ファイバコードの前
記第2のフェルールが挿入されて、 前記第1の端面と前記第2の端面が突き合わされて、前
記光半導体モジュールと前記光ファイバコードが接続さ
れることを特徴とする光半導体モジュールの接続構造。 - 【請求項9】 所望の間隔をおいて配置された複数の
光半導体素子と、前記光半導体素子にそれぞれ光学的に
結合する複数の短尺光ファイバと、所望の間隔をおいて
設けられた前記短尺光ファイバを収容する複数の穴と該
穴のうちの少なくとも一つを基準として位置設定された
少なくとも2個の第1のガイドピン穴を有する第1のガ
イド付きフェルールとを備えた光半導体モジュールの前
記ガイドピン穴に、 前記ガイドピン穴の内径よりもわずかに小さい外径を有
するガイドピンが挿入するとともに、 前記第1のガイド付きフェルールの前記短尺光ファイバ
が収容された穴の前記間隔と同じ間隔で設けられた複数
の穴と、該穴のうちの少なくとも一つを基準として位置
設定された少なくとも2個の第2のガイドピン穴を有す
る第2のフェルールと、前記第2のフェルールの前記穴
のそれぞれ挿入された複数本の光ファイバとを含む光フ
ァイバアレーコードの前記第2のガイドピン穴に、前記
ガイドピンが挿入され、 前記光半導体モジュールと前記光ファイバアレーコード
が接続されることを特徴とする光半導体モジュールの接
続構造。
Priority Applications (2)
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JP6109283A JP2654538B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 光半導体モジュールとその接続構造 |
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JPH07318764A true JPH07318764A (ja) | 1995-12-08 |
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