JPH08106030A - 発光素子モジュール - Google Patents

発光素子モジュール

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JPH08106030A
JPH08106030A JP6266230A JP26623094A JPH08106030A JP H08106030 A JPH08106030 A JP H08106030A JP 6266230 A JP6266230 A JP 6266230A JP 26623094 A JP26623094 A JP 26623094A JP H08106030 A JPH08106030 A JP H08106030A
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JP
Japan
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isolator
light emitting
holder
emitting element
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP6266230A
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English (en)
Inventor
Takashi Kato
隆志 加藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】基板3および基板3に実装された発光素子6お
よび内部レンズを含む発光素子組立体と、この発光素子
組立体を収容するパッケージ1とを備え、更に、発光素
子組立体からの出射光軸上に挿入されたアイソレータ9
を備える発光素子モジュールにおいて、アイソレータ9
が基板3の一端に装着されている。より具体的には、基
板3が発光素子6を装荷された水平部と内部レンズを支
持する垂直部3aとを含み、アイソレータ9は円筒状の
アイソレータホルダ10に保持されている。基板3垂直部
3aに固定された内部レンズのホルダ7の先端には、ア
イソレータホルダ10の先端部と相補的な形状の起伏部が
形成されており、アイソレータホルダ10の先端と嵌接す
ることによりアイソレータホルダ10が位置決めされる。 【効果】開口径の小さなアイソレータ素子を用いつつ出
射光が開口径内を通過するように、容易かつ確実に発光
素子モジュールを製造しうる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子モジュールに関
する。より詳細には、本発明は、パッケージに収容され
た発光素子、温度制御素子、光学系等を備えた発光素子
モジュールの新規な構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の発光素子モジュールの典
型的な構成を示す断面図である。
【0003】同図に示すように、発光素子モジュールは
一般に、発光素子6、光ファイバ15および後述する一連
の光学系を一体化して構成されている。ここで、発光素
子6はモニタ用フォトダイオード4および内部レンズ8
と共に基板3上に実装されている。即ち、内部レンズ8
は、レンズホルダ7を介して基板3の一端に固定されて
いる。また、発光素子6およびモニタ用フォトダイオー
ド4は、それぞれチップキャリア5、4aを介して基板
3に実装されている。更に、これら一連の部材を装荷さ
れた基板3は、ペルチェ効果素子等の温度制御素子2を
介してパッケージ1の底面に固定されている。一方、パ
ッケージ1の一方の端面にはハーメチックガラスで封止
された窓が形成されており、この窓の外側に、アイソレ
ータホルダ10により支持されたアイソレータ9、レンズ
ホルダ11により固定された外部レンズ12、フェルール14
を介してフェルールホルダ13により支持された光ファイ
バ15が順次が装着されている。
【0004】以上のように構成された発光素子モジュー
ルにおいて、発光素子6で発生した光は、内部レンズ
7、ハーメチックガラス、アイソレータ9、外部レンズ
11等を順次通過して光ファイバ15に結合される。ここ
で、内部レンズ7および外部レンズ11は、それぞれ発光
素子6の放射光を集束させて光ファイバ15に対する結合
効率を改善する目的で装着されている。尚、実際には、
外部レンズ12を省略した1レンズ系の発光素子モジュー
ルもある。
【0005】また、アイソレータ9は、光ファイバ15側
から発光素子6への戻り光を遮断する目的で挿入されて
いる。これは、動作中の半導体レーザに外部から光が注
入された場合に動作が不安定になるので、これを防止す
るためである。更に、モニタ用フォトダイオード4は、
発光素子6の放射光の一部を受けてその出力をモニタす
るために設けられている。これを利用して帰還制御を行
うことにより、発光素子の出力を安定させることができ
る。
【0006】図7は、上述のような従来の発光素子モジ
ュールの製造過程を工程毎に示す図である。
【0007】まず、図7(a) に示すように、基板3は垂
直部3aと水平部3bとから形成され、全体としてL字
型の断面形状を有している。このような基板3に対し
て、発光素子6およびモニタ用フォトダイオード4を、
それぞれのチップキャリア5、4aを介して基板3の水
平部3bに実装する。尚、実際には、各素子は、配線基
板30等を介して装荷される場合が多い。
【0008】次に、図7(b) に示すように、基板3の垂
直部3aに、レンズホルダ7に保持された内部レンズ8
が装着される。尚、実際には、レンズホルダ7の先端は
基板垂直部3aに形成された貫通孔の内部まで入り込
み、内部レンズ8は発光素子6の直後に配置される。ま
た、この段階で、発光素子6と内部レンズ8との位置決
め調整が行われる。
【0009】続いて、図7(c) に示すように、各素子を
実装された且つ各素子をボンディングワイヤ30、31によ
り接続した上で基板3を温度制御素子2の上面に装荷す
る。こうして、モニタ用フォトダイオード4、発光素子
6内部レンズ8および温度制御素子2が一体になった発
光素子組立体が完成する。
【0010】尚、図7(d) に示すように、温度制御素子
2はパッケージ1の底部に固定されており、上記の操作
により基板3がパッケージ1の内部に固定された後パッ
ケージ1は気密封止される。従って、この工程以後はパ
ッケージの内部に触れることはできない。こうして気密
封止されたパッケージ1に対して、窓の外側に、アイソ
レータホルダ10、外部レンズホルダ11、フェルールホル
ダ13が順次装着され、さらに、各部材の位置が調整され
て図6に示したような発光素子モジュールが完成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述のような発光素子
モジュールの製造過程で、図7(d) に示した工程を経た
発光素子モジュールでは、パッケージ1の窓の中心と発
光素子6の放射光軸とは必ずしも一致していない。一
方、パッケージ1の外側にアイソレータ9を装着する際
には、発光素子6を動作させてアイソレータを経た出射
光の強度を光パワーメータにより観測し、出力光の光パ
ワーが最大になるようにアイソレータの装着角度等を調
整している。
【0012】しかしながら、前述のように、発光素子の
出射光軸がずれている場合、アイソレータの装着位置そ
のものが最適ではなく、そのために出射光の一部がアイ
ソレータの縁部およびホルダにより遮られてしまう場合
がある。
【0013】図8は、従来の発光素子モジュールにおい
て、異なる開口径のアイソレータを使用した場合の、伝
播光軸のずれとアイソレータ挿入損失との関係を示すグ
ラフである。同図に示すように、発光素子モジュールに
使用するアイソレータの開口径を大きくすることによ
り、出射光軸の軸ずれに起因する挿入損失を低減するこ
とができるが、実際には、開口径の大きなアイソレータ
は高価なのでコスト上不利である。
【0014】また、発光素子組立体の出射光軸がパッケ
ージの窓の位置と一致していない場合、発光素子モジュ
ール組み立て装置において、出射光軸と光パワーメータ
のセンサとの軸合わせが困難になり、アイソレータの位
置決めの段階ですでに作業が困難になる場合もある。
【0015】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、出射光軸とアイソレータとの位置ずれに起因
する挿入損失を低減できる新規な発光素子モジュールの
構成を提供することをその目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、基板並
びに該基板に実装された発光素子および内部レンズを含
む発光素子組立体と、該発光素子組立体を収容するパッ
ケージとを備え、さらに、該発光素子組立体からの出射
光軸上に挿入されたアイソレータを備える発光素子モジ
ュールにおいて、該アイソレータが、該内部レンズの直
後に、アイソレータホルダを介して装着されていること
を特徴とする発光素子モジュールが提供される。
【0017】
【作用】本発明に係る発光素子モジュールは、従来はパ
ッケージの外部に装着されていたアイソレータを、発光
素子組立体と一体にパッケージの内部に収容した点にそ
の主要な特徴がある。
【0018】即ち、本発明に係る発光素子モジュールに
おいては、アイソレータは内部レンズホルダを装着する
ための基板垂直部に装着される。より詳細には、発光素
子モジュール内の発光素子組立体において、内部レンズ
はレンズホルダを介して基板垂直部に装着されており、
アイソレータは、アイソレータホルダを介してこのレン
ズホルダに固定される。このような構成では、アイソレ
ータが内部レンズに近接して配置されるので、出射光が
アイソレータの開口径内を確実に通過する。
【0019】また、本発明の好ましい態様のひとつに従
うと、上記基板垂直部の外側の面に円筒状アイソレータ
ホルダ先端と相補的な形状の陥没部または隆起部を形成
しておき、この陥没部または隆起部とアイソレータホル
ダとを嵌接させることによりアイソレータの位置決め並
びに調整を容易にすることができる。尚、ここでアイソ
レータホルダを円筒状としているのは、アイソレータホ
ルダを回転させてその取り付け角度の調整を容易にする
ためのである。
【0020】更に、本発明の他の好ましい態様に従う
と、基板とアイソレータホルダとは互いにレーザによる
貫通溶接で固定される。その理由は、一般的な突合せ溶
接を行う場合、突き合わせた2つの部材の両方にビーム
が照射されるようにレーザビームを位置決めしなければ
ならないのに対して、貫通溶接の場合は一方へのレーザ
ビームの照射が不要になるので、レーザの位置決めが容
易になることである。なお、このような貫通溶接が可能
になるのは、基板垂直部はアイソレータホルダとを嵌め
合い構造にするという本発明独自の構造によるものであ
る。
【0021】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。
【0022】
【実施例】図1は、本発明に係る発光素子モジュールの
具体的な構成例を示す図である。尚、図1において、図
6に示した従来の発光素子モジュールと共通な構成要素
には共通の参照番号を付している。
【0023】同図に示すように、この発光素子モジュー
ルの基本的な構成部材は、図6に示した従来の発光素子
モジュールと概ね共通であり、アイソレータ9およびア
イソレータホルダ10の装着位置に固有の特徴がある。
【0024】即ち、この発光素子モジュールにおいて
は、アイソレータホルダ10は、基板垂直部3aに装着さ
れた内部レンズホルダ7の先端に固定されている。従っ
て、アイソレータホルダ10に保持されたアイソレータ9
は内部レンズ8の直後に配置される。
【0025】図2は、図1に示した発光素子モジュール
と基本的には共通で、外部レンズの無い1レンズ系の発
光素子モジュールの構成例である。この場合も同様に、
アイソレータホルダ10は、内部レンズホルダ7の先端に
固定され、アイソレータ9は内部レンズ8の直後に配置
される。
【0026】これら図1および図2に示した構成では、
何れもアイソレータ9が内部レンズ8の直後に配置され
る。従って、後述する基板垂直部3a、レンズホルダ7
およびアイソレータホルダ10のそれぞれの機械的な精度
を頼りに位置決めを行っても放射光軸とアイソレータ開
口部との間の位置ずれまたは軸ずれは事実上発生しな
い。
【0027】図3は、図1および図2に示した発光素子
モジュールにおけるアイソレータホルダの装着部を拡大
して示す図である。
【0028】同図に示すように、この実施例では、レン
ズホルダ7の先端に、アイソレータホルダ10の先端と相
補的な内面形状を有する陥没部7aが形成されている。
従って、アイソレータホルダ10の先端と陥没部7cとを
嵌接させることにより極めて容易にアイソレータの位置
決めができる。尚、アイソレータホルダ10は円筒形なの
で陥没部7cに先端を嵌接させたまま回転させることが
できる。従って、アイソレータ9の位置を動かすことな
く容易にアイソレータ9の装着角度を調整することがで
きる。
【0029】図4は、図3に示した装着部におけるアイ
ソレータホルダの固定方法を説明するための図である。
同図に示すように、本発明の好ましい態様によると、レ
ンズホルダ7に形成された陥没部7aにおいてその周壁
を薄くすることにより周壁の外側から貫通溶接し、特定
の領域7bでレンズホルダとアイソレータとを一体化し
て固定することができる。
【0030】図5は、やはり基板垂直部に対するアイソ
レータホルダの装着部の他の態様を示す図である。
【0031】同図に示すように、この態様では、アイソ
レータホルダ10の方が径が大きく、レンズホルダ7の先
端部がアイソレータホルダ10の先端の内部10aに挿入で
きるように構成されている。従って、図3に示した構成
例と同様に、レンズホルダ7とアイソレータホルダ10と
を嵌接させることができ、同様に、容易な位置決め並び
に装着角度の調整ができる。また、この場合も、アイソ
レータホルダ10の先端部を肉薄にしておくことにより、
レンズホルダとアイソレータホルダ10の先端部との固定
を貫通溶接で行うことができる。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る発光素子モジュールは、そのアイソレータの装着位置
に独自の特徴を有している。即ち、アイソレータを発光
素子組立体と一体に構成することにより、開口径の小さ
なアイソレータ素子を用いつつ出射光が開口径内を通過
するように、容易且つ確実に発光素子モジュールを製造
することができる。
【0033】また、発光素子組立体をパッケージに組み
込む前の工程でアイソレータと組み合わせるので、アイ
ソレータの位置決めが困難になるという事態も生じな
い。
【0034】更に、内部レンズのレンズホルダとアイソ
レータホルダとを嵌接させる独特の構成により、アイソ
レータの位置決め並びに取り付け角度の調整は非常に容
易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光素子モジュールの構成例を示
す図である。
【図2】本発明に係る発光素子モジュールの他の構成例
を示す図である。
【図3】本発明に係る発光素子モジュールにおけるアイ
ソレータホルダの装着部の構成例を拡大して示す図であ
る。
【図4】本発明に係る発光素子モジュールにおけるアイ
ソレータホルダの装着部の他の構成例を拡大して示す図
である。
【図5】本発明に係る発光素子モジュールにおけるアイ
ソレータホルダの固定方法を説明するための図である。
【図6】従来の発光素子モジュールの一般的な構成を示
す縦垂直断面図である。
【図7】図6に示した発光素子モジュールの製造過程を
工程毎に示す図である。
【図8】従来の発光素子モジュールにおいて、異なる開
口径のアイソレータを使用した場合の、伝播光軸のずれ
と出力光パワーとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1・・・パッケージ、 2・・・温度制御素子、 3・・・基板、 3a・・・垂直部、 3b・・・水平部、 4・・・モニタ用フォトダイオード、 5、4a・・・チップキャリア、 6・・・発光素子、 7、11・・・レンズホルダ、 8・・・内部レンズ、 9・・・アイソレータ、 10・・・アイソレータホルダ、 12・・・外部レンズ、 13・・・フェルールホルダ、 14・・・フェルール、 15・・・光ファイバ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板並びに該基板に実装された発光素子お
    よび内部レンズを含む発光素子組立体と、該発光素子組
    立体を収容するパッケージとを備え、更に、該発光素子
    組立体からの出射光軸上に挿入されたアイソレータを備
    える発光素子モジュールにおいて、 該アイソレータが、該内部レンズの直後に、アイソレー
    タホルダを介して装着されていることを特徴とする発光
    素子モジュール。
  2. 【請求項2】請求項1に記載された発光素子モジュール
    において、前記基板が前記発光素子を装荷された水平部
    と前記内部レンズを保持したレンズホルダを支持する垂
    直部とを備え、前記アイソレータが円筒状のアイソレー
    タホルダに保持されており、該レンズホルダ先端に該ア
    イソレータホルダの先端部と相補的な形状の陥没部が形
    成されており、該アイソレータホルダ先端を該陥没部に
    嵌接させることにより該アイソレータホルダが位置決め
    されていることを特徴とする発光素子モジュール。
  3. 【請求項3】請求項1に記載された発光素子モジュール
    において、前記基板が前記発光素子を装荷された水平部
    と前記内部レンズを保持したレンズホルダを支持する垂
    直部とを備え、前記アイソレータが円筒状のアイソレー
    タホルダに保持されており、該レンズホルダ先端に該ア
    イソレータホルダの先端部の内面と相補的な形状の隆起
    部が形成されており、該アイソレータホルダ先端を該隆
    起部に嵌接させることにより該アイソレータホルダが位
    置決めされていることを特徴とする発光素子モジュー
    ル。
  4. 【請求項4】請求項2または請求項3に記載された発光
    素子モジュールにおいて、該レンズホルダと該アイソレ
    ータホルダとを貫通レーザ溶接により互いに固定できる
    ように、前記基板垂直部の陥没部の周壁または前記アイ
    ソレータホルダの側壁の何れかが薄く形成されているこ
    とを特徴とする発光素子モジュール。
JP6266230A 1994-10-05 1994-10-05 発光素子モジュール Pending JPH08106030A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006276736A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Kyocera Corp 光レセプタクル及びそれを用いた光モジュール
JP2021028680A (ja) * 2019-08-09 2021-02-25 株式会社エンプラス 光アイソレーター部材および光アイソレーター

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Effective date: 20030729