JPH08220368A - Optical semiconductor devic module - Google Patents

Optical semiconductor devic module

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Publication number
JPH08220368A
JPH08220368A JP2365095A JP2365095A JPH08220368A JP H08220368 A JPH08220368 A JP H08220368A JP 2365095 A JP2365095 A JP 2365095A JP 2365095 A JP2365095 A JP 2365095A JP H08220368 A JPH08220368 A JP H08220368A
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JP
Japan
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optical
optical fiber
optical semiconductor
resin
light
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Application number
JP2365095A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Fukuda
光男 福田
Toshihiko Sugie
利彦 杉江
Fumio Ichikawa
二三夫 市川
Koji Sato
弘次 佐藤
Shunichi Tono
俊一 東野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide an optical semiconductor device module where reflected light on the surfaces of optical parts is reduced. CONSTITUTION: This optical semiconductor device module is provided with a package 55, an optical semiconductor element for example, semiconductor laser) 12 disposed in the package 55, and an optical fiber 5 which is extended over the inside and the outside of the package and whose one end is optically coupled with the semiconductor laser 12. The package 55 is formed of resin 54 which is transparent with respect to light transmitted through the optical fiber 5 and whose refractive index is nearly the same as that of a part where the light through the optical fiber 5 passes. Space between the optical coupling surfaces of the laser 12 and the optical fiber 5 is filled with the transparent resin 54, and the optical fiber 5 and the laser 12 are integrated by means of the resin 54. The refractive index of the resin 54 is within ±10% of the refractive index of the part (core) where the light through the optical fiber 5 passes.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光半導体装置モジュール
に関し、たとえば、半導体レーザ,発光ダイオード,受
光素子等の光半導体素子と、光ファイバとの光結合に適
用して有効な技術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 device module, and more particularly to a technique effectively applied to optical coupling of an optical fiber with an optical semiconductor element such as a semiconductor laser, a light emitting diode or a light receiving element. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光半導体装置モジュールは、長期
安定性を確保するために、酸素や湿気が直接光半導体素
子(光半導体チップ)に触れないように気密封止構造が
採用されている。光半導体素子と光ファイバはレンズ等
を介して光学的に結合されている。ここで、レンズや光
ファイバからの反射があると、発光光または受光光に雑
音として重畳され、伝送品質が劣化する。そのため、レ
ンズや光ファイバ端面に無反射膜をコーティングした
り、光の入・出射面を光軸に対して傾けるなどの方策が
とられている。
2. Description of the Related Art A conventional optical semiconductor device module has an airtight sealing structure so that oxygen and moisture do not directly contact an optical semiconductor element (optical semiconductor chip) in order to ensure long-term stability. The optical semiconductor element and the optical fiber are optically coupled via a lens or the like. Here, if there is reflection from the lens or the optical fiber, it is superimposed on the emitted light or the received light as noise, and the transmission quality deteriorates. Therefore, measures are taken such as coating the lens or the end face of the optical fiber with a non-reflective film, or inclining the light input / output surface with respect to the optical axis.

【0003】現在実用化されている光半導体装置モジュ
ールは、同軸型と、バタフライ型等の箱型とに大別され
る。
Optical semiconductor device modules currently in practical use are roughly classified into a coaxial type and a box type such as a butterfly type.

【0004】同軸型の光半導体装置モジュールは、図7
に示すような構造となっている。同図において、1はキ
ャップ封止型の半導体レーザ装置であり、2は半導体レ
ーザ装置1に光軸を合わせて固定された結合体、3は光
ファイバコード4と光ファイバコード4の先端に突出し
た光ファイバ5を案内するフェルールである。
The coaxial type optical semiconductor device module is shown in FIG.
The structure is as shown in. In the figure, 1 is a cap-sealed semiconductor laser device, 2 is a combined body fixed to the semiconductor laser device 1 with its optical axis aligned, and 3 is an optical fiber cord 4 and a protrusion at the tip of the optical fiber cord 4. It is a ferrule that guides the formed optical fiber 5.

【0005】半導体レーザ装置1は、電気入出力端子9
が取り付けられた金属製のステム(同軸型CDステム)
10と、ステム10の主面(上面)側に気密固定された
金属製のキャップ11によってパッケージが形成される
構造となっている。
The semiconductor laser device 1 has an electric input / output terminal 9
Metal stem with attached (coaxial type CD stem)
10 and a metal cap 11 that is airtightly fixed to the main surface (upper surface) side of the stem 10 forms a package.

【0006】前記ステム10の主面には、側面に半導体
レーザからなる光半導体素子12が固定されたヒートシ
ンク13が固定されている。光半導体素子12は上面お
よび下面からレーザ光17が出射される。このため、前
記キャップ11の天井部分は穴が開けられるとともに、
この穴を塞ぐように無反射膜をコーティングしたサファ
イアガラス等からなる透明のガラス板14が低融点ガラ
スを介して気密的に固定され、光取り出し窓15が形成
されている。
A heat sink 13 to which an optical semiconductor element 12 made of a semiconductor laser is fixed is fixed to the side surface of the main surface of the stem 10. Laser light 17 is emitted from the upper surface and the lower surface of the optical semiconductor element 12. Therefore, the ceiling portion of the cap 11 is perforated and
A transparent glass plate 14 made of sapphire glass or the like coated with a non-reflective film so as to block this hole is hermetically fixed via a low melting point glass, and a light extraction window 15 is formed.

【0007】また、ステム10にはモニタ用フォトダイ
オード16が固定され、前記光半導体素子12から出射
されたレーザ光17を受光する。
A monitor photodiode 16 is fixed to the stem 10 and receives a laser beam 17 emitted from the optical semiconductor element 12.

【0008】前記結合体2は、前記半導体レーザ装置1
のキャップ11に嵌め込まれ、半田やレーザ熔接による
接合部19で接続される金属フレーム20と、この金属
フレーム20に半田やレーザ熔接による接合部21で接
続される金属フレーム22とからなっている。
The combination 2 is the semiconductor laser device 1.
The metal frame 20 is fitted into the cap 11 and is connected to the metal frame 20 at the joint portion 19 by soldering or laser welding, and the metal frame 22 is connected to the metal frame 20 at the joint portion 21 by soldering or laser welding.

【0009】前記金属フレーム20の天井部分には、穴
が開けられるとともに、無反射膜がコーティングされた
レンズ23が貫通状態で固定されている。このレンズ2
3は光半導体素子12から発光されたレーザ光17を案
内する。
A hole is formed in the ceiling portion of the metal frame 20, and a lens 23 coated with an antireflection film is fixed in a penetrating state. This lens 2
3 guides the laser beam 17 emitted from the optical semiconductor element 12.

【0010】前記金属フレーム22は光ファイバコード
4の先端部分に取り付けられたフェルール3を案内する
筒体となっている。
The metal frame 22 is a cylinder for guiding the ferrule 3 attached to the tip of the optical fiber cord 4.

【0011】このような光半導体装置モジュールは、そ
の組立において、光ファイバ5を支持するフェルール3
を挿入固定した金属フレーム22、レンズ23を固定し
た金属フレーム20および半導体レーザ装置1を用意し
た後、半導体レーザ装置1に金属フレーム20を重ねる
とともに、金属フレーム22を金属フレーム20に重
ね、その後、出力されるレーザ光17(出力光)をモニ
タしながら、前記レンズ23や光ファイバ5の位置をそ
れぞれ微調整し、光ファイバ5への光結合が最大になる
状態で、半田付けやレーザ熔接によって金属フレーム2
0をキャップ11に固定し、金属フレーム22を金属フ
レーム20に固定する。
In such an optical semiconductor device module, the ferrule 3 supporting the optical fiber 5 is assembled in the assembly.
After preparing the metal frame 22 in which is inserted and fixed, the metal frame 20 in which the lens 23 is fixed, and the semiconductor laser device 1, the metal frame 20 is overlapped on the semiconductor laser device 1, and the metal frame 22 is overlapped on the metal frame 20. While monitoring the output laser light 17 (output light), the positions of the lens 23 and the optical fiber 5 are finely adjusted, and the optical coupling to the optical fiber 5 is maximized by soldering or laser welding. Metal frame 2
0 is fixed to the cap 11, and the metal frame 22 is fixed to the metal frame 20.

【0012】箱型の光半導体装置モジュールは、図8に
示すように、金属フレームで形成される箱型のパッケー
ジ30の底から複数の電気入出力端子9を突出させると
ともに、パッケージ30の一端から光ファイバコード4
を案内するガイド31を突出させる構造となっている。
前記パッケージ30の底部分にはペルチェ素子32が配
設されている。このペルチェ素子32上には、各部品が
固定される支持板33が固定されている。
In the box-type optical semiconductor device module, as shown in FIG. 8, a plurality of electric input / output terminals 9 are projected from the bottom of the box-type package 30 formed of a metal frame, and the box-shaped package 30 is formed from one end of the package 30. Optical fiber cord 4
The structure is such that the guide 31 that guides is projected.
A Peltier element 32 is arranged at the bottom of the package 30. On the Peltier element 32, a support plate 33 to which each component is fixed is fixed.

【0013】支持板33上面にはサブマウント34を介
して半導体レーザからなる光半導体素子12が固定され
ている。この光半導体素子12の左右面からレーザ光1
7が出射される。光半導体素子12の左側の支持板33
上には、後方光となるレーザ光17を受光するモニタ用
フォトダイオード16が支持体35を介して固定されて
いる。
An optical semiconductor element 12 made of a semiconductor laser is fixed to the upper surface of the support plate 33 via a submount 34. From the left and right sides of the optical semiconductor element 12, laser light 1
7 is emitted. Support plate 33 on the left side of the optical semiconductor element 12
The monitor photodiode 16 that receives the laser light 17 that becomes the rear light is fixed on the upper side of the support 35.

【0014】また、前記サブマウント34と支持体35
との間の支持板33上には、温度を測定するサーミスタ
36が固定されている。
The submount 34 and the support 35 are also provided.
A thermistor 36 for measuring the temperature is fixed on the support plate 33 between and.

【0015】一方、ガイド31に支持された光ファイバ
コード4のパッケージ30内に臨む先端は、コード部分
が剥ぎ取られ、コアとクラッドとからなる光ファイバ5
が所望長さ露出している。この光ファイバ5は、その途
中を光ファイバ固定部37で支持されている。
On the other hand, at the tip of the optical fiber cord 4 supported by the guide 31 facing the inside of the package 30, the cord portion is stripped off, and the optical fiber 5 consisting of a core and a clad.
Is exposed for the desired length. The optical fiber 5 is supported in the middle by an optical fiber fixing portion 37.

【0016】前記光ファイバ5の先端は、支持板33上
に固定される支持体38上に取り付けられたレンズ39
に接触している。
The tip of the optical fiber 5 has a lens 39 mounted on a support 38 fixed on a support plate 33.
Is in contact with

【0017】また、前記レンズ39と光半導体素子12
との間の支持体38上にもレンズ40が取り付けられて
いる。
The lens 39 and the optical semiconductor element 12 are also provided.
A lens 40 is also mounted on the support 38 between and.

【0018】前記光半導体素子12,レンズ40,レン
ズ39および光ファイバ5の光軸は一致する。これによ
り、光半導体素子12の前方光となるレーザ光17は、
レンズ40,レンズ39を通過して光ファイバ5のコア
内に取り込まれる。
The optical axes of the optical semiconductor element 12, the lens 40, the lens 39 and the optical fiber 5 coincide with each other. As a result, the laser light 17 that is the front light of the optical semiconductor element 12 is
It passes through the lenses 40 and 39 and is taken into the core of the optical fiber 5.

【0019】なお、前記光ファイバ5の先端面やレンズ
39,40の表面は無反射膜がコーティングされてい
る。
The tip end surface of the optical fiber 5 and the surfaces of the lenses 39 and 40 are coated with a non-reflective film.

【0020】このような光半導体装置モジュールは、そ
の組立において、支持板33上にサブマウント34を介
して光半導体素子12を固定した後、ガイド31に支持
された光ファイバ5からの出力光をモニタしながらレン
ズ39,40や光ファイバ5の先端部分の微調整を行
い、光ファイバ5への光結合が最大になる状態で半田付
けやレーザ熔接によって各部を接続して光結合系の組み
立てを終了する。ここで、反射抑制のため、しばしば光
ファイバの端面を光軸に対して数度傾けるといった措置
が採られる。その後、光結合系全体が窒素雰囲気中等で
パッケージ30内に気密的に封止される。
In the assembly of such an optical semiconductor device module, after fixing the optical semiconductor element 12 on the support plate 33 via the submount 34, the output light from the optical fiber 5 supported by the guide 31 is supplied. Finely adjust the lenses 39, 40 and the tip of the optical fiber 5 while monitoring, and assemble the optical coupling system by connecting each part by soldering or laser welding in a state where the optical coupling to the optical fiber 5 is maximized. finish. Here, in order to suppress reflection, a measure is often taken in which the end face of the optical fiber is inclined several degrees with respect to the optical axis. After that, the entire optical coupling system is hermetically sealed in the package 30 in a nitrogen atmosphere or the like.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】従来の光半導体装置モ
ジュールは、光半導体素子に直接電気変調信号を印加す
ることによって光出力を変調することができる。この変
調された光信号は、光ファイバ中を伝送され、信号を伝
えることになる。通常はこの変調,伝送が達成されれば
当該光半導体装置モジュールは装置または光伝送システ
ム等へ適用できることになる。
The conventional optical semiconductor device module can modulate the optical output by directly applying the electrical modulation signal to the optical semiconductor element. This modulated optical signal is transmitted through the optical fiber and carries the signal. Normally, if this modulation and transmission are achieved, the optical semiconductor device module can be applied to a device or an optical transmission system.

【0022】しかし、各光学部品から半導体レーザ(光
半導体素子)に反射戻り光があると、半導体レーザの雑
音が増加してしまい、実際の装置または光伝送システム
で十分な伝送品質を確保するのが困難になる。
However, if the semiconductor laser (optical semiconductor element) has reflected return light from each optical component, the noise of the semiconductor laser increases, and sufficient transmission quality can be ensured in an actual device or optical transmission system. Becomes difficult.

【0023】従来の光半導体装置モジュールでは、レン
ズ面や光ファイバ先端面等光学部品の表面に無反射膜を
設けているが、単に無反射膜を設けるのでは半導体レー
ザへの反射戻り光を抑止することができない。
In the conventional optical semiconductor device module, the antireflection film is provided on the surface of the optical component such as the lens surface or the end surface of the optical fiber. However, simply providing the antireflection film suppresses the reflected light returning to the semiconductor laser. Can not do it.

【0024】従来の光半導体装置モジュールでは、光学
部品への無反射膜コーティング作業、光軸調整と半田付
けやレーザ熔接等による面倒な組立作業を必要とするた
め、また、組立時間も長くなることから、製品コストの
低減が図り難い。
In the conventional optical semiconductor device module, the work of coating a non-reflective film on the optical parts, the troublesome assembling work such as the optical axis adjustment and the soldering or the laser welding is required, and the assembling time becomes long. Therefore, it is difficult to reduce the product cost.

【0025】他方、前記光半導体素子が受光素子の場合
においても、反射光が伝送品質に悪影響を及ぼすことや
組立の煩雑さは発光素子の場合と同様である。すなわ
ち、光結合の際のモニタは光ファイバを通して外部より
光を入射し、受光素子の出力をモニタしつつ実施する。
しかし、反射光があっても実際の信号と区別がつき難く
なり、モニタの信頼性が低くなる。
On the other hand, even when the optical semiconductor element is a light receiving element, the reflected light adversely affects the transmission quality and the complexity of assembly is the same as that of the light emitting element. That is, the monitoring at the time of optical coupling is performed while the light is incident from the outside through the optical fiber and the output of the light receiving element is monitored.
However, even if there is reflected light, it becomes difficult to distinguish it from the actual signal, and the reliability of the monitor becomes low.

【0026】本発明の目的は、光学部品面での反射光の
発生の少ない光半導体装置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 device module in which reflected light is less likely to be generated on the optical component surface.

【0027】本発明の他の目的は、光学的結合にレンズ
を必要としない光半導体装置モジュールを提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device module which does not require a lens for optical coupling.

【0028】本発明の他の目的は、光結合部分や光学部
品の固定が容易な光半導体装置モジュールを提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device module in which an optical coupling portion and optical parts can be easily fixed.

【0029】また、本発明の他の目的は、組立時間が短
縮される光半導体装置モジュールを提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device module in which the assembly time is shortened.

【0030】また、本発明の他の目的は、製造コストの
低減が図れる光半導体装置モジュールを提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device module which can reduce the manufacturing cost.

【0031】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The outline of the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0033】(1)パッケージと、前記パッケージ内に
配設される光半導体素子(たとえば、半導体レーザ)
と、前記パッケージの内外に亘って延在し一端が前記半
導体レーザと光学的に結合される光ファイバとを有する
光半導体装置モジュールであって、前記パッケージは前
記光ファイバ内を透過する光に対して透明で前記光ファ
イバの光が通る部分の屈折率と略同一の屈折率を有する
樹脂で形成され、前記半導体レーザと光ファイバの光学
的結合面間は前記透明な樹脂で充填され、前記光ファイ
バおよび前記半導体レーザは前記樹脂によって一体化さ
れている。前記樹脂は前記光ファイバの光が通る部分
(コア)の屈折率の±10%以内の屈折率となってい
る。
(1) Package and optical semiconductor element (for example, semiconductor laser) arranged in the package
And an optical semiconductor device module having an optical fiber extending over the inside and outside of the package and having one end optically coupled to the semiconductor laser, wherein the package is adapted to light transmitted through the optical fiber. Transparent and is formed of a resin having a refractive index substantially the same as the refractive index of the portion of the optical fiber through which light passes, and the space between the semiconductor laser and the optical coupling surface of the optical fiber is filled with the transparent resin. The fiber and the semiconductor laser are integrated by the resin. The resin has a refractive index within ± 10% of the refractive index of the portion (core) through which the light of the optical fiber passes.

【0034】(2)パッケージと、前記パッケージ内に
配設される光半導体素子(たとえば、半導体レーザ)
と、前記パッケージの内外に亘って延在する光ファイバ
と、前記半導体レーザと光ファイバ間に配設される少な
くとも1つの光学部品(たとえば、光導波路)とを有
し、前記半導体レーザおよび光導波路ならびに光ファイ
バは光学的に結合されてなる光半導体装置モジュールで
あって、前記パッケージは前記光ファイバおよび光導波
路内を透過する光に対して透明で前記光ファイバおよび
光導波路の光が通る部分(コア)の屈折率と略同一の屈
折率を有する樹脂で形成され、前記各光学的結合面間は
前記樹脂で充填され、前記光ファイバおよび前記光導波
路ならびに前記半導体レーザは前記樹脂によって一体化
されている。前記樹脂は前記光ファイバおよび光導波路
の光が通る部分の屈折率の±10%以内の屈折率となっ
ている。
(2) Package and optical semiconductor element (for example, semiconductor laser) arranged in the package
And an optical fiber extending inside and outside the package, and at least one optical component (for example, an optical waveguide) arranged between the semiconductor laser and the optical fiber. And an optical semiconductor device module in which an optical fiber is optically coupled, wherein the package is transparent to light transmitted through the optical fiber and the optical waveguide, and a portion through which the light of the optical fiber and the optical waveguide passes ( Core) is formed of a resin having a refractive index substantially the same as that of the core), and the spaces between the optical coupling surfaces are filled with the resin, and the optical fiber, the optical waveguide, and the semiconductor laser are integrated by the resin. ing. The resin has a refractive index within ± 10% of the refractive index of the portion of the optical fiber and the optical waveguide through which light passes.

【0035】[0035]

【作用】前記(1)の手段によれば、半導体レーザの出
射面と光ファイバの一端面間には光ファイバのコアの屈
折率と略一致した樹脂で光結合されているため、半導体
レーザへの反射戻り光は極めて微量となる。
According to the above-mentioned means (1), since the emitting surface of the semiconductor laser and the one end surface of the optical fiber are optically coupled by the resin whose refractive index is substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber, the semiconductor laser is connected. The reflected light of is extremely small.

【0036】前記(1)の手段によれば、半導体レーザ
の出射面と光ファイバの一端面間には光ファイバのコア
の屈折率と略同一の屈折率を有する透明の樹脂を充填し
てある。光学的結合面間に光ファイバのコアと略一致し
た樹脂を用いると、半導体レーザからのレーザ光(放射
光)の広がりが空気中の2/3程度と小さくなるため、
高い光結合効率が得られる。この結果レンズを使用しな
くてもよくなり、部品点数の低減や組立工数の低減が図
れる。
According to the above-mentioned means (1), the transparent resin having a refractive index substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber is filled between the emitting surface of the semiconductor laser and the one end surface of the optical fiber. . If a resin that substantially matches the core of the optical fiber is used between the optical coupling surfaces, the spread of the laser light (radiated light) from the semiconductor laser becomes as small as about 2/3 of that in air.
High optical coupling efficiency can be obtained. As a result, it is not necessary to use a lens, and the number of parts and the number of assembling steps can be reduced.

【0037】前記(1)の手段によれば、光ファイバや
光ファイバを支持するフェルール,半導体レーザや半導
体レーザを支持する支持部分等はパッケージ形成時に同
時に一体化されるため、前記各部品の固定が容易とな
る。これにより、組立時間の短縮が図れる。
According to the above-mentioned means (1), the optical fiber, the ferrule supporting the optical fiber, the semiconductor laser, the supporting portion supporting the semiconductor laser and the like are integrated at the same time when the package is formed. Will be easier. As a result, the assembly time can be shortened.

【0038】前記(1)の手段によれば、部品点数の低
減や組立時間の短縮によって光半導体装置モジュールの
コストの低減が達成できる。
According to the means (1), the cost of the optical semiconductor device module can be reduced by reducing the number of parts and assembling time.

【0039】前記(2)の手段によれば、半導体レーザ
と光ファイバとの間に光導波路を有する構造でも、前記
(1)の手段の場合と同様に、反射戻り光の低減,レン
ズの不使用,製造コストの低減を図ることができる。
According to the above-mentioned means (2), even in the structure having the optical waveguide between the semiconductor laser and the optical fiber, as in the case of the above-mentioned means (1), the reflected return light is reduced and the lens is not damaged. Use and manufacturing costs can be reduced.

【0040】[0040]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0041】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0042】(実施例1)図1は、本発明の一実施例
(実施例1)である光半導体装置モジュールの断面図、
図2は本実施例1の光半導体装置モジュールにおけるヒ
ートシンクの拡大平面図、図3は同じくヒートシンクの
拡大側面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of an optical semiconductor device module which is an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.
2 is an enlarged plan view of the heat sink in the optical semiconductor device module of the first embodiment, and FIG. 3 is an enlarged side view of the heat sink.

【0043】本実施例1の光半導体装置モジュールは、
一面の中央部分に突出した支持部50を有するステム
(CDステム)10を有している。前記ステム10には
複数本の電気入出力端子9が取り付けられている。
The optical semiconductor device module according to the first embodiment is
It has a stem (CD stem) 10 having a support portion 50 protruding in the central portion of one surface. A plurality of electric input / output terminals 9 are attached to the stem 10.

【0044】前記支持部50の側面には、シリコン板か
らなるヒートシンク51が固定されている。このヒート
シンク51は、図2および図3に示すように、主面にV
字溝52が設けられている。
A heat sink 51 made of a silicon plate is fixed to the side surface of the support portion 50. As shown in FIGS. 2 and 3, the heat sink 51 has a V surface on the main surface.
A groove 52 is provided.

【0045】このV字溝52は、ヒートシンク51の一
端側から途中部分まで設けられている。V字溝52の延
長上のヒートシンク51の主面部分は、半導体レーザか
らなる光半導体素子12が固定される固定領域53とな
っている。前記固定領域53上には半田によって光半導
体素子12が固定され、前記V字溝52には円柱状の光
ファイバ5の先端部分が挿入される。このV字溝52へ
の円柱状の光ファイバ5の挿入によって、ヒートシンク
51に固定された光半導体素子12と光ファイバ5の光
結合が自動的に行えるようになっている。
The V-shaped groove 52 is provided from one end side of the heat sink 51 to a middle portion. The main surface portion of the heat sink 51, which is an extension of the V-shaped groove 52, serves as a fixed region 53 to which the optical semiconductor element 12 made of a semiconductor laser is fixed. The optical semiconductor element 12 is fixed on the fixing region 53 by soldering, and the tip portion of the cylindrical optical fiber 5 is inserted into the V-shaped groove 52. By inserting the cylindrical optical fiber 5 into the V-shaped groove 52, optical coupling between the optical semiconductor element 12 fixed to the heat sink 51 and the optical fiber 5 can be automatically performed.

【0046】光ファイバ5の先端面と光半導体素子12
の出射面との間隔は、ヒートシンク51に光半導体素子
12を固定した段階で決まる。すなわち、ヒートシンク
51に光半導体素子12を固定することによって、光半
導体素子12の出射面とV字溝52の内端面との距離が
決まるため、前記V字溝52に光ファイバ5を挿入する
際、光ファイバ5をV字溝52の内端面に押し付けるよ
うに挿入することによって、光ファイバ5の先端面と光
半導体素子12の出射面との距離が決定することにな
る。
The tip surface of the optical fiber 5 and the optical semiconductor element 12
The distance between the light emitting surface and the light emitting surface is determined when the optical semiconductor element 12 is fixed to the heat sink 51. That is, since the distance between the emission surface of the optical semiconductor element 12 and the inner end surface of the V-shaped groove 52 is determined by fixing the optical semiconductor element 12 to the heat sink 51, when the optical fiber 5 is inserted into the V-shaped groove 52. By inserting the optical fiber 5 so as to be pressed against the inner end face of the V-shaped groove 52, the distance between the tip end face of the optical fiber 5 and the emission face of the optical semiconductor element 12 is determined.

【0047】前記ヒートシンク51の主面に固定された
光半導体素子12から出射されたレーザ光17の後方光
を受光するモニタ用フォトダイオード16が、前記ステ
ム10の主面に半田等によって固定されている。
A monitor photodiode 16 for receiving the rear light of the laser beam 17 emitted from the optical semiconductor element 12 fixed to the main surface of the heat sink 51 is fixed to the main surface of the stem 10 by soldering or the like. There is.

【0048】前記光ファイバ5は光ファイバコード4か
ら延在するものであり、光ファイバコード4の先端側を
一定長さに亘ってコードを剥くことによって露出する。
この光ファイバ5は、光ファイバコード4の先端までを
支持するフェルール3によって支持されている。
The optical fiber 5 extends from the optical fiber cord 4 and is exposed by peeling the end of the optical fiber cord 4 over a certain length.
The optical fiber 5 is supported by the ferrule 3 that supports up to the tip of the optical fiber cord 4.

【0049】また、前記ステム10からフェルール3に
亘る部分は、透明の樹脂54で被われている。この樹脂
54は、前記光半導体素子12,モニタ用フォトダイオ
ード16,光ファイバ5内端部分等を覆うパッケージ5
5ともなっている。
The portion extending from the stem 10 to the ferrule 3 is covered with a transparent resin 54. The resin 54 covers the optical semiconductor element 12, the monitor photodiode 16, the inner end portion of the optical fiber 5 and the like.
It is also 5.

【0050】樹脂54は、透明体となり、光半導体素子
12の一方の出射面と光ファイバ5の先端面間に充填さ
れるとともに、光半導体素子12の他方の出射面とモニ
タ用フォトダイオード16の受光面間に充填されること
になる。
The resin 54 becomes a transparent body and is filled between one emission surface of the optical semiconductor element 12 and the front end surface of the optical fiber 5, and at the same time, the other emission surface of the optical semiconductor element 12 and the monitor photodiode 16. It will be filled between the light receiving surfaces.

【0051】透明樹脂としては、屈折率が光ファイバの
コアの屈折率(約1.5)の±10%以内であるエポキ
シ樹脂やシリコーン樹脂等を使用する。
As the transparent resin, epoxy resin or silicone resin having a refractive index within ± 10% of the refractive index (about 1.5) of the core of the optical fiber is used.

【0052】この範囲であれば、半導体レーザへの反射
戻り光量は0.01%程度以下となり、コヒーレンスコ
ラプス発生(戻り光量に対してしきい値を持つ)による
半導体レーザの雑音発生は抑圧される。(たとえば、黒
崎、広野、福田、IEEE Photonocs Technology Letter,v
ol.6,No.8,p.900,1994)。
Within this range, the amount of light reflected back to the semiconductor laser is about 0.01% or less, and noise generation of the semiconductor laser due to coherence collapse generation (having a threshold value for the amount of returned light) is suppressed. . (For example, Kurosaki, Hirono, Fukuda, IEEE Photonocs Technology Letter, v
ol. 6, No. 8, p. 900, 1994).

【0053】ここで、半導体レーザへの反射戻り光につ
いて説明する。
Here, the reflected return light to the semiconductor laser will be described.

【0054】半導体レーザの出射面に対して、最も反射
戻り光の発生が大きいと考えられる入射光に対して垂直
な光ファイバ端面を考えると、前記光ファイバ端面で発
生した反射光が半導体レーザ(光半導体素子)に戻る割
合、つまり結合効率ηは次式で与えられる。
Considering the end face of the optical fiber perpendicular to the incident light, which is considered to generate the most reflected return light with respect to the emission face of the semiconductor laser, the reflected light generated at the end face of the optical fiber is the semiconductor laser ( The rate of returning to the optical semiconductor element, that is, the coupling efficiency η is given by the following equation.

【0055】[0055]

【数1】η=A(1−R1)R2 Η = A (1-R 1 ) R 2

【0056】[0056]

【数2】 R1=(nlaser−nmold2/(nlaser+nmold2 R 1 = (n laser −n mold ) 2 / (n laser + n mold ) 2

【0057】[0057]

【数3】 R2=(nfiber−nmold2/(nfiber+nmold2 ここで、nlaserは半導体レーザを構成する媒質の屈折
率、Aは半導体レーザの端面(出射面)と光ファイバ端
面間の距離、レーザ光の波長やスポットサイズで決定さ
れる係数である。
R 2 = (n fiber −n mold ) 2 / (n fiber + n mold ) 2 Here, n laser is the refractive index of the medium constituting the semiconductor laser, and A is the end face (emission face) of the semiconductor laser. It is a coefficient determined by the distance between the end faces of the optical fiber, the wavelength of laser light, and the spot size.

【0058】したがって、半導体レーザへの反射戻り光
量を小さくするためには、樹脂の屈折率nmoldを選択し
てR2を小さくすればよいことになり、樹脂の屈折率n
moldを光ファイバの屈折率nfiberと同程度とすること
で、反射戻り光が小さくなり、同一とすることで反射戻
り光を無くすことができる。
Therefore, in order to reduce the amount of light reflected back to the semiconductor laser, it suffices to select the refractive index n mold of the resin and reduce R 2 , and thus the refractive index n of the resin.
By setting the mold to be about the same as the refractive index n fiber of the optical fiber, the reflected return light becomes small, and by making it the same, the reflected return light can be eliminated.

【0059】また、光学的結合面間に光ファイバのコア
と略一致した樹脂を用いると、半導体レーザからのレー
ザ光(放射光)の広がりが空気中の2/3程度と小さく
なるため、レンズを用いなくとも光ファイバとの結合効
率が、従来のレンズなしのものに比べて向上する。この
結果、レンズを使用しなくてもよくなり、部品点数の低
減や組立工数の低減が図れる。
Further, when a resin which is substantially aligned with the core of the optical fiber is used between the optical coupling surfaces, the spread of the laser light (radiated light) from the semiconductor laser becomes as small as about 2/3 of that in the air. Even without using, the coupling efficiency with the optical fiber is improved compared to the conventional one without a lens. As a result, it is not necessary to use a lens, and the number of parts and the number of assembling steps can be reduced.

【0060】つぎに、本実施例1の光半導体装置モジュ
ールの組立方法について説明する。最初にモニタ用フォ
トダイオード16をステム10に固定する。また、主面
に半導体レーザからなる光半導体素子12を固定したヒ
ートシンク51をステム10の支持部50の側面に固定
する。前記モニタ用フォトダイオード16,光半導体素
子12およびヒートシンク51の固定は、たとえば、融
点が約280℃となるAuSn半田(Au:80%/S
n:20%)により行われる。
Next, a method of assembling the optical semiconductor device module of the first embodiment will be described. First, the monitor photodiode 16 is fixed to the stem 10. Further, the heat sink 51 having the optical semiconductor element 12 made of a semiconductor laser fixed to the main surface is fixed to the side surface of the support portion 50 of the stem 10. The monitor photodiode 16, the optical semiconductor element 12, and the heat sink 51 are fixed by, for example, AuSn solder (Au: 80% / S) having a melting point of about 280 ° C.
n: 20%).

【0061】つぎに、フェルール3が取り付けられた光
ファイバ5の先端部分を、ヒートシンク51のV字溝5
2に挿入し、先端をV字溝52の突き当たり部分に押し
付ける。これによって、半導体レーザの出射面と光ファ
イバのコアとの光軸合わせが高精度でかつ自動的に行わ
れることになる。
Next, the tip of the optical fiber 5 having the ferrule 3 attached thereto is attached to the V-shaped groove 5 of the heat sink 51.
2 and press the tip against the abutting portion of the V-shaped groove 52. As a result, the optical axes of the emitting surface of the semiconductor laser and the core of the optical fiber are automatically adjusted with high accuracy.

【0062】なお、光ファイバ5は先端が球状となった
もの(先球型)、先端面が傾斜となったものあるいは光
軸に垂直となったもの等いかなる構造でも良い。
The optical fiber 5 may have any structure such as one having a spherical tip (spherical tip), one having a slanted tip surface, or one having a tip perpendicular to the optical axis.

【0063】つぎに、光ファイバ5の光軸を合わせた状
態で透明の樹脂54で覆ってパッケージ55を形成す
る。この樹脂封止作業は、図示はしないが、モールド型
を使用して行う。樹脂54は光半導体素子12や光ファ
イバ5を覆うとともに、ステム10,光半導体素子1
2,光ファイバ5およびフェルール3を一体化する。
Next, a package 55 is formed by covering the optical fiber 5 with the optical axis thereof covered with a transparent resin 54. Although not shown, this resin sealing work is performed using a mold. The resin 54 covers the optical semiconductor element 12 and the optical fiber 5, and also the stem 10 and the optical semiconductor element 1
2. The optical fiber 5 and the ferrule 3 are integrated.

【0064】樹脂封止では、前述のように透明の樹脂が
使用されるが、樹脂の硬化温度が250℃以下となるた
め、光半導体素子12,ヒートシンク51およびモニタ
用フォトダイオード16の固定に用いられたAuSn半
田(Au:80%/Sn:20%)の融点(約280
℃)よりも低いため、樹脂封止時の半田の不安定性に起
因したモジュールの劣化は起きない。
In the resin encapsulation, the transparent resin is used as described above, but since the curing temperature of the resin is 250 ° C. or less, it is used for fixing the optical semiconductor element 12, the heat sink 51 and the monitor photodiode 16. Melting point of the AuSn solder (Au: 80% / Sn: 20%) (approx. 280
C.), the module does not deteriorate due to instability of the solder during resin encapsulation.

【0065】樹脂封止時の光結合を行ったままの光ファ
イバの固定は、光ファイバ5がヒートシンク51のV字
溝52に挿入されて安定していることから、光結合を損
なうことなく確実に行える。
The fixing of the optical fiber while the optical coupling is being performed at the time of resin sealing is sure to be performed without damaging the optical coupling because the optical fiber 5 is inserted into the V-shaped groove 52 of the heat sink 51 and is stable. You can do it.

【0066】本実施例の光半導体装置モジュールは、光
学的結合面間に透明の樹脂を充填した結果、反射戻り光
の低減を図ることができる。
In the optical semiconductor device module of the present embodiment, as a result of filling the transparent resin between the optical coupling surfaces, it is possible to reduce the reflected return light.

【0067】本実施例の光半導体装置モジュールは、光
学的結合面間に透明の樹脂を充填させる結果、レンズを
使用しなくても高い光結合効率を得ることができる。
In the optical semiconductor device module of this embodiment, as a result of filling the transparent resin between the optical coupling surfaces, a high optical coupling efficiency can be obtained without using a lens.

【0068】本実施例の光半導体装置モジュールは、レ
ンズを使用しなくても高い光結合効率を得ることがで
き、部品点数の低減から組立コストの低減が図れる。
The optical semiconductor device module of this embodiment can obtain a high optical coupling efficiency without using a lens, and can reduce the assembly cost because the number of parts is reduced.

【0069】本実施例の光半導体装置モジュールでは、
パッケージ55を透明の樹脂54で形成する際、光ファ
イバ5の一端面と光半導体素子(半導体レーザ)12の
出射面間を透明の樹脂で充填して高い光結合を行わせる
こと、光ファイバ5や光ファイバ5を支持するフェルー
ル3、光半導体素子12を支持するヒートシンク51や
支持部50等の一体化が行えることから、組立が容易と
なり工数の低減が図れるとともに、組立時間の短縮が図
れる。
In the optical semiconductor device module of this embodiment,
When the package 55 is formed of the transparent resin 54, a space between one end face of the optical fiber 5 and the emission surface of the optical semiconductor element (semiconductor laser) 12 is filled with the transparent resin to achieve high optical coupling. Since the ferrule 3 that supports the optical fiber 5, the heat sink 51 that supports the optical semiconductor element 12, the support portion 50, and the like can be integrated, the assembly is facilitated, the number of steps can be reduced, and the assembly time can be shortened.

【0070】以上のような光半導体装置モジュールの製
造技術を1.3μm帯の埋め込み型InGaAsP/I
nP MQWファブリペローレーザに適用したところ、
垂直カットのコア径10μmのシングルモード光ファイ
バを用い、半導体レーザと光ファイバ端間が約10μm
の場合では、樹脂が有る場合は半導体レーザの強度雑音
の増加はなく、たとえば、周波数が1MHzの点で−1
40dB/Hz以下の雑音レベルが得られた。
The manufacturing technique of the optical semiconductor device module as described above is applied to a buried type InGaAsP / I of 1.3 μm band.
When applied to the nP MQW Fabry-Perot laser,
Vertically cut single-mode optical fiber with a core diameter of 10 μm is used, and the distance between the semiconductor laser and the optical fiber end is approximately 10 μm.
In the case of, there is no increase in the intensity noise of the semiconductor laser when the resin is present, and for example, −1 at the frequency of 1 MHz.
A noise level of 40 dB / Hz or less was obtained.

【0071】樹脂のない場合は半導体レーザの強度雑音
が増大し、−120dB/Hz以上の雑音レベルがしば
しば現れた。
In the absence of resin, the intensity noise of the semiconductor laser increased, and a noise level of -120 dB / Hz or higher often appeared.

【0072】さらに、半導体レーザの回折現象に起因し
た放射光の拡がりが屈折率1の空気中の場合に比べ、屈
折率が1.5程度の樹脂ではその拡がりが2/3程度に
小さくなるため、光の結合効率も向上し、−10dB程
度の結合効率が容易に得られた。
Further, the spread of the radiated light due to the diffraction phenomenon of the semiconductor laser is about 2/3 in the resin having the refractive index of about 1.5 as compared with the case of the air in which the refractive index is 1. The light coupling efficiency was also improved, and a coupling efficiency of about −10 dB was easily obtained.

【0073】また、組立に要する時間は従来の気密封止
に比べ1/10程度に短縮され、主に光ファイバ端面と
半導体レーザの出射面との距離の調整に要する時間で律
速された。
Further, the time required for assembling is shortened to about 1/10 as compared with the conventional hermetic sealing, and the rate is mainly limited by the time required for adjusting the distance between the end face of the optical fiber and the emitting surface of the semiconductor laser.

【0074】さらに、これらの樹脂封止モジュールを5
0℃の雰囲気(大気中)でファイバ光出力−3dBで通
電したところ、目立った劣化はなかった。これらのレン
ズを用いずにファイババッティング状態で気密封止を実
施することは従来の技術では不可能であった。
Furthermore, these resin sealing modules are
When electricity was applied at a fiber light output of −3 dB in an atmosphere of 0 ° C. (in the air), there was no noticeable deterioration. It was impossible with the prior art to perform hermetic sealing in a fiber batting state without using these lenses.

【0075】また、半導体レーザの端面(あるいは全
体)にシリコン窒化膜等の誘電体膜をコーティングし
て、半導体レーザの端面反射率を制御するとともに、耐
湿性等の耐環境性を一層高めたものも有効に実装でき、
一層の長期安定性を得ることができた。
Further, the end face (or the whole) of the semiconductor laser is coated with a dielectric film such as a silicon nitride film to control the end face reflectance of the semiconductor laser and to further improve environment resistance such as moisture resistance. Can also be implemented effectively,
Further long-term stability could be obtained.

【0076】一方、光半導体素子として発光素子である
発光ダイオードを組み込んだ場合も容易に樹脂封止がで
きた。面発光型の発光ダイオードでは、光軸調整はほと
んど不要であった。
On the other hand, when a light emitting diode as a light emitting element was incorporated as an optical semiconductor element, resin sealing could be easily performed. In the surface emitting type light emitting diode, the optical axis adjustment was almost unnecessary.

【0077】なお、前記実施例1では、光ファイバと半
導体レーザ間にレンズを含まない構造としたが、組立工
程が若干複雑になるが、レンズを含んでも製造できる構
造であり、それぞれ光の結合が少なくとも3dB以上改
善できた。
In the first embodiment, the lens is not included between the optical fiber and the semiconductor laser, but the assembly process is slightly complicated. However, the structure is such that the lens can be manufactured and the coupling of light is performed. Was improved by at least 3 dB or more.

【0078】(実施例2)図4は本発明の他の実施例
(実施例2)である光半導体装置モジュールの断面図で
ある。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view of an optical semiconductor device module which is another embodiment (Embodiment 2) of the present invention.

【0079】本実施例2は光半導体素子として受光素子
を組み込んだ受信側の光半導体装置モジュールである。
本実施例2の光半導体装置モジュールは、前記実施例1
の構造において、図4に示すように、ステム10の支持
部50に固定したヒートシンク51で光ファイバ5の全
体を支持するようになっている。すなわち、図示はしな
いが、前記ヒートシンク51の主面には、前記実施例1
のヒートシンク51と同様にV字溝が設けられている。
このV字溝はヒートシンク51の全長に亘って設けられ
ている(前記V字溝はヒートシンクの全長に亘って設け
たが、これは半導体レーザの場合と異なり、光ファイバ
と半導体レーザ間の距離を離すことができるためであ
る。したがって、前記V字溝52は実施例1と同様に途
中までの構造としてもよい)。
The second embodiment is an optical semiconductor device module on the receiving side in which a light receiving element is incorporated as an optical semiconductor element.
The optical semiconductor device module of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
4, the heat sink 51 fixed to the support portion 50 of the stem 10 supports the entire optical fiber 5. That is, although not shown, the main surface of the heat sink 51 has
Similar to the heat sink 51, a V-shaped groove is provided.
The V-shaped groove is provided over the entire length of the heat sink 51 (the V-shaped groove is provided over the entire length of the heat sink, but this is different from the case of the semiconductor laser in that the distance between the optical fiber and the semiconductor laser is Therefore, the V-shaped groove 52 may have a structure halfway as in the first embodiment).

【0080】ヒートシンク51に支持される光ファイバ
5の先端は、ステム10の主面に対面するようになる。
The tip of the optical fiber 5 supported by the heat sink 51 faces the main surface of the stem 10.

【0081】前記光ファイバ5の延長線上のステム10
の主面には受光素子60が固定され、前記光ファイバ5
によって伝送されてくる光を受光するようになってい
る。前記受光素子60は、たとえば、受光径30μmの
1.3μm帯面発光型の受光素子(フォトダイオード)
である。
The stem 10 on the extension of the optical fiber 5
A light receiving element 60 is fixed on the main surface of the optical fiber 5
It is designed to receive the light transmitted by. The light receiving element 60 is, for example, a 1.3 μm band surface emitting type light receiving element (photodiode) having a light receiving diameter of 30 μm.
Is.

【0082】本実施例2の光半導体装置モジュールは、
その組立において、受光素子60およびヒートシンク5
1がAuSn半田(Au:80%/Sn:20%)によ
って固定される。
The optical semiconductor device module according to the second embodiment is
In the assembly, the light receiving element 60 and the heat sink 5
1 is fixed by AuSn solder (Au: 80% / Sn: 20%).

【0083】つぎに、先端を垂直カットした光ファイバ
5を、ヒートシンク51上に形成されたV字溝に沿って
受光素子60に近づけ、その後透明の樹脂54で固定
(封止)する。この時、光軸合わせは顕微鏡等による像
観察のみで調整が可能である。勿論、受光素子60にお
ける受光電流をモニタしながらの光軸調整も可能であ
る。
Next, the optical fiber 5 with its tip cut vertically is brought close to the light receiving element 60 along the V-shaped groove formed on the heat sink 51, and then fixed (sealed) with the transparent resin 54. At this time, the optical axis alignment can be adjusted only by observing an image with a microscope or the like. Of course, it is also possible to adjust the optical axis while monitoring the light receiving current in the light receiving element 60.

【0084】前記樹脂54は、前記実施例1の場合と同
様に、光ファイバ5のコアの屈折率に対して±10%以
内の屈折率を有する樹脂である。
The resin 54 is a resin having a refractive index within ± 10% with respect to the refractive index of the core of the optical fiber 5, as in the case of the first embodiment.

【0085】本実施例2の光半導体装置モジュールは、
受光素子60と光ファイバ5の光学的結合面間には、透
明な樹脂54を充填させてあることから、光ファイバ5
の一端や受光素子60の受光面での反射戻り光の発生は
小さく、光伝送システムに反射戻り光に起因する弊害を
起こさなくなる。
The optical semiconductor device module according to the second embodiment is
Since the transparent resin 54 is filled between the optical coupling surfaces of the light receiving element 60 and the optical fiber 5, the optical fiber 5
The amount of reflected return light generated at one end of the optical receiver or the light receiving surface of the light receiving element 60 is small, and the optical transmission system does not suffer any adverse effects due to the reflected return light.

【0086】また、本実施例2の光半導体装置モジュー
ルは、パッケージ55を形成する際の樹脂54で各部を
一体化するため、組立が容易となるとともに、組立時間
の短縮が可能となる。
Further, in the optical semiconductor device module according to the second embodiment, since the respective parts are integrated by the resin 54 when forming the package 55, the assembling is facilitated and the assembling time can be shortened.

【0087】(実施例3)図5は本発明の他の実施例
(実施例3)である光半導体装置モジュールの断面図で
ある。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a sectional view of an optical semiconductor device module according to another embodiment (Embodiment 3) of the present invention.

【0088】本実施例3の光半導体装置モジュールは、
半導体レーザからなる光半導体素子12と光ファイバ5
間に光学部品としての光導波路65を介在させたもので
あり、光導波路65の光を通す部分(コア)にレーザ光
17を結合させ、さらに光導波路65の出力光(レーザ
光17)を光ファイバ5に結合させて長距離の光信号伝
達を行うものである。
The optical semiconductor device module of the third embodiment is
Optical semiconductor element 12 composed of semiconductor laser and optical fiber 5
An optical waveguide 65 as an optical component is interposed between the optical waveguide 65, the laser light 17 is coupled to the light-transmitting portion (core) of the optical waveguide 65, and the output light (laser light 17) of the optical waveguide 65 is converted into light. The optical signal is transmitted over a long distance by being coupled to the fiber 5.

【0089】光半導体装置モジュールは、外観的には、
平板状のステム10と、このステム10の主面側を覆う
矩形体からなる樹脂54と、前記ステム10に取り付け
られた複数の電気入出力端子9と、前記樹脂54の右端
面から突出するガイド31と、前記ガイド31から突出
する光ファイバコード4とからなっている。パッケージ
55はステム10と樹脂54とによって形成されてい
る。
The appearance of the optical semiconductor device module is
A plate-shaped stem 10, a resin 54 formed of a rectangular body covering the main surface side of the stem 10, a plurality of electric input / output terminals 9 attached to the stem 10, and a guide projecting from the right end surface of the resin 54. 31 and an optical fiber cord 4 protruding from the guide 31. The package 55 is formed by the stem 10 and the resin 54.

【0090】樹脂54は、光導波路65のコアおよび光
ファイバ5のコアの屈折率に対して±10%以内の屈折
率を有するものである。
The resin 54 has a refractive index within ± 10% of the refractive index of the core of the optical waveguide 65 and the core of the optical fiber 5.

【0091】前記ステム10の主面には光導波路65が
設けられている。この光導波路65は、たとえば、石英
光導波路である。
An optical waveguide 65 is provided on the main surface of the stem 10. The optical waveguide 65 is, for example, a quartz optical waveguide.

【0092】前記光導波路65の左側のステム10上に
は、サブマウント34を介して半導体レーザからなる光
半導体素子12が固定されている。光半導体素子12は
左右面からレーザ光17を出射する。一方のレーザ光1
7は光導波路65のコアを通過して、ガイド31に支持
される光ファイバコード4の光ファイバ5の一端に光学
的に結合される。
On the stem 10 on the left side of the optical waveguide 65, an optical semiconductor element 12 made of a semiconductor laser is fixed via a submount 34. The optical semiconductor element 12 emits laser light 17 from the left and right surfaces. One laser light 1
7 passes through the core of the optical waveguide 65 and is optically coupled to one end of the optical fiber 5 of the optical fiber cord 4 supported by the guide 31.

【0093】また、左側に進むレーザ光17(後方光)
は、ステム10の支持体35の側面に固定されたモニタ
用フォトダイオード16で受光される。
The laser light 17 traveling to the left (rear light)
Is received by the monitoring photodiode 16 fixed to the side surface of the support 35 of the stem 10.

【0094】本実施例3の光半導体装置モジュールは、
その組立(製造)において、光導波路65を形成したス
テム10の主面に、光ファイバ5を支持するガイド3
1,光半導体素子12を固定したサブマウント34,モ
ニタ用フォトダイオード16を固定した支持体35が固
定される。
The optical semiconductor device module according to the third embodiment is
In the assembly (manufacturing), the guide 3 for supporting the optical fiber 5 on the main surface of the stem 10 on which the optical waveguide 65 is formed.
1, a submount 34 to which the optical semiconductor element 12 is fixed, and a support 35 to which the monitor photodiode 16 is fixed are fixed.

【0095】この固定時、前記光半導体素子12と光導
波路65ならびに光ファイバ5の光軸合わせが行われ、
光軸が一致(光ファイバ5の出力光が最大となる位置関
係)した状態で固定される。その後、ステム10の主面
側は透明の樹脂54による封止が行われる。前記樹脂5
4は、前記実施例1および実施例2と同様に、光ファイ
バ5のコアの屈折率に対して±10%以内の屈折率を有
するものである。
At this time of fixing, the optical axes of the optical semiconductor element 12, the optical waveguide 65 and the optical fiber 5 are aligned,
It is fixed in a state where the optical axes match (positional relationship in which the output light of the optical fiber 5 is maximized). After that, the main surface side of the stem 10 is sealed with the transparent resin 54. Resin 5
No. 4 has a refractive index within ± 10% with respect to the refractive index of the core of the optical fiber 5, as in the first and second embodiments.

【0096】光半導体素子12,光導波路65,光ファ
イバ5ならびにモニタ用フォトダイオード16の各部品
における光学的結合面間は、前記透明の樹脂54で充填
されるため、実施例1の場合と同様に、高い光結合を有
するとともに、各光学部品の表面での反射戻り光の発生
が起き難くなる。
Since the transparent resin 54 is filled between the optical coupling surfaces of the optical semiconductor element 12, the optical waveguide 65, the optical fiber 5, and the monitor photodiode 16, the same as in the case of the first embodiment. In addition, while having high optical coupling, it becomes difficult for reflected reflection light to be generated on the surface of each optical component.

【0097】(実施例4)図6は本発明の他の実施例
(実施例4)である光半導体装置モジュールの断面図で
ある。本実施例4は、前記実施例3の光半導体装置モジ
ュールにおいて、ステム10の主面の一部を樹脂54で
封止してなるものである。すなわち、樹脂54は、モニ
タ用フォトダイオード16,モニタ用フォトダイオード
16を支持する支持体35,光半導体素子12,光半導
体素子12を支持するサブマウント34,光導波路65
の光半導体素子12に対面する先端部分を覆う。
(Embodiment 4) FIG. 6 is a sectional view of an optical semiconductor device module which is another embodiment (Embodiment 4) of the present invention. The fourth embodiment is the optical semiconductor device module of the third embodiment in which a part of the main surface of the stem 10 is sealed with a resin 54. That is, the resin 54 includes the monitoring photodiode 16, the support 35 that supports the monitoring photodiode 16, the optical semiconductor element 12, the submount 34 that supports the optical semiconductor element 12, and the optical waveguide 65.
Of the optical semiconductor element 12 is covered.

【0098】樹脂54は、光導波路65のコアおよび光
ファイバ5のコアの屈折率に対して±10%以内の屈折
率を有するものである。
The resin 54 has a refractive index within ± 10% with respect to the refractive index of the core of the optical waveguide 65 and the core of the optical fiber 5.

【0099】本実施例4の光半導体装置モジュールにお
いても、前記光半導体素子12,光導波路65ならびに
モニタ用フォトダイオード16の各部品における光学的
結合面間は、前記透明の樹脂54で充填されるため、実
施例1の場合と同様に、高い光結合を有するとともに、
各光学部品の表面での反射戻り光の発生が起き難くな
る。
Also in the optical semiconductor device module of the fourth embodiment, the transparent resin 54 is filled between the optical coupling surfaces of the optical semiconductor element 12, the optical waveguide 65 and the monitor photodiode 16 in each component. Therefore, as in the case of Example 1, while having high optical coupling,
The generation of reflected return light on the surface of each optical component is less likely to occur.

【0100】前記実施例3および実施例4の光半導体装
置モジュールにおいて、光導波路がいわゆるマツハツエ
ンダー型等の外部変調器であれば、電気信号をこの光導
波路へ印加し、光信号の変調が行われる。
In the optical semiconductor device modules of the third and fourth embodiments, if the optical waveguide is a so-called Matsuhatsuender type external modulator, an electric signal is applied to this optical waveguide to modulate the optical signal. Done.

【0101】また、光導波路が途中で複数に分岐するよ
うなものであれば、光導波路の出力端が複数となり、空
間的に複数の光ファイバを結合できる。
If the optical waveguide is branched into a plurality of parts on the way, the optical waveguide has a plurality of output ends, and a plurality of optical fibers can be spatially coupled.

【0102】これらの系においてレーザ光の反射が光導
波路および光ファイバの入射端で発生し、半導体レーザ
へ戻ると雑音が増加する。しかし、光半導体素子12と
光導波路65間および光導波路65と光ファイバ5間に
は、光導波路65のコアおよび光ファイバ5のコアの屈
折率に対して±10%以内の屈折率を有する樹脂54が
充填されていることから、反射光の発生を抑止できるこ
とになる。また、光結合率が高いことから、レンズが不
要となる。
In these systems, reflection of laser light occurs at the incident end of the optical waveguide and the optical fiber, and noise increases when returning to the semiconductor laser. However, between the optical semiconductor element 12 and the optical waveguide 65 and between the optical waveguide 65 and the optical fiber 5, a resin having a refractive index within ± 10% of the refractive index of the core of the optical waveguide 65 and the core of the optical fiber 5 is used. Since 54 is filled, generation of reflected light can be suppressed. Further, since the optical coupling rate is high, the lens is unnecessary.

【0103】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0104】[0104]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0105】(1)半導体レーザの出射面と光ファイバ
の一端面間には光ファイバのコアの屈折率と略一致した
樹脂で光結合されているため、半導体レーザへの反射戻
り光は極めて微量となり、雑音の発生が起き難くなり、
高信頼度の光半導体装置モジュールを提供することがで
きる。
(1) Since the emitting surface of the semiconductor laser and the one end surface of the optical fiber are optically coupled by the resin whose refractive index is substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber, the reflected light returning to the semiconductor laser is extremely small. , The noise is less likely to occur,
It is possible to provide a highly reliable optical semiconductor device module.

【0106】(2)半導体レーザの出射面と光ファイバ
の一端面間には光ファイバのコアの屈折率と略同一の屈
折率を有する透明の樹脂を充填してあるが、光学的結合
面間に光ファイバのコアと略一致した樹脂を用いると、
半導体レーザからのレーザ光(放射光)の広がりが空気
中の2/3程度と小さくなるため、高い光結合効率が得
られる。
(2) A transparent resin having a refractive index substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber is filled between the emitting surface of the semiconductor laser and one end surface of the optical fiber. If you use a resin that is almost the same as the core of the optical fiber,
Since the spread of the laser light (radiation light) from the semiconductor laser is as small as about 2/3 of that in the air, high optical coupling efficiency can be obtained.

【0107】(3)レンズを使用しなくても高い光結合
効率が得られるため、部品点数の低減、組立工数の低減
が図れる。
(3) Since high optical coupling efficiency can be obtained without using a lens, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced.

【0108】(4)樹脂でパッケージ形成する際、各部
品の一体化を図るため、組立工数の低減が図れる。
(4) When the package is formed of resin, each component is integrated, so that the number of assembling steps can be reduced.

【0109】(5)部品数の低減,組立時間の低減から
安価な光半導体装置モジュールを提供することができ
る。
(5) An inexpensive optical semiconductor device module can be provided because the number of parts is reduced and the assembly time is reduced.

【0110】(6)光ファイバと光半導体素子との間に
光導波路等の光学部品を介在させる構造でも、レンズを
使用しないで高い光結合を得ることができるとともに、
反射光の発生を抑止できる。
(6) Even with a structure in which an optical component such as an optical waveguide is interposed between the optical fiber and the optical semiconductor element, high optical coupling can be obtained without using a lens, and
Generation of reflected light can be suppressed.

【0111】(7)光半導体装置モジュールは、組立工
程において従来の気密封止型モジュールの1/10程度
の時間短縮が可能であり、しかも反射光発生のない、従
来のモジュールに匹敵する特性を得ることができ、実用
に耐える範囲で経済化が可能となる。
(7) The optical semiconductor device module can shorten the time in the assembling process by about 1/10 of that of the conventional hermetically sealed module, and has a characteristic comparable to that of the conventional module in that no reflected light is generated. It can be obtained, and it can be made economical within the range of practical use.

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

【図1】本発明の一実施例(実施例1)である光半導体
装置モジュールの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical semiconductor device module that is an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.

【図2】本実施例1の光半導体装置モジュールにおける
ヒートシンクの拡大平面図である。
FIG. 2 is an enlarged plan view of a heat sink in the optical semiconductor device module according to the first embodiment.

【図3】本実施例1の光半導体装置モジュールにおける
ヒートシンクの拡大側面図である。
FIG. 3 is an enlarged side view of a heat sink in the optical semiconductor device module according to the first embodiment.

【図4】本発明の他の実施例(実施例2)である光半導
体装置モジュールの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of an optical semiconductor device module which is another embodiment (Embodiment 2) of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例(実施例3)である光半導
体装置モジュールの断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an optical semiconductor device module which is another embodiment (Embodiment 3) of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例(実施例4)である光半導
体装置モジュールの断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of an optical semiconductor device module which is another embodiment (Embodiment 4) of the present invention.

【図7】従来の同軸型光半導体装置モジュールの断面図
である。
FIG. 7 is a sectional view of a conventional coaxial optical semiconductor device module.

【図8】従来の箱型光半導体装置モジュールの断面図で
ある。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional box-type optical semiconductor device module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体レーザ装置、2…結合体、3…フェルール、
5…光ファイバ、10…ステム、11…キャップ、12
…光半導体素子、16…モニタ用フォトダイオード、1
7…レーザ光、23…レンズ、30…パッケージ、36
…サーミスタ、39,40…レンズ、50…支持部、5
1…ヒートシンク、52…V字溝、54…樹脂、55…
パッケージ、60…受光素子、65…光導波路。
1 ... Semiconductor laser device, 2 ... Combined body, 3 ... Ferrule,
5 ... Optical fiber, 10 ... Stem, 11 ... Cap, 12
... Opto-semiconductor element, 16 ... Monitor photodiode, 1
7 ... Laser light, 23 ... Lens, 30 ... Package, 36
... Thermistor, 39, 40 ... Lens, 50 ... Support part, 5
1 ... Heat sink, 52 ... V-shaped groove, 54 ... Resin, 55 ...
Package, 60 ... Light receiving element, 65 ... Optical waveguide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 弘次 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 東野 俊一 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Koji Sato 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Shunichi Higashino 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光半導体素子と、前記光半導体素子に光
学的に結合される光ファイバとを有する光半導体装置モ
ジュールであって、前記光ファイバと前記光半導体素子
の光学的結合面間には前記光ファイバ内を透過する光に
対して透明で前記光ファイバの光が通る部分の屈折率と
略同一の屈折率を有する樹脂が充填されていることを特
徴とする光半導体装置モジュール。
1. An optical semiconductor device module having an optical semiconductor element and an optical fiber optically coupled to the optical semiconductor element, wherein an optical coupling surface between the optical fiber and the optical semiconductor element is provided. An optical semiconductor device module, characterized in that it is filled with a resin that is transparent to the light transmitted through the optical fiber and has a refractive index substantially the same as the refractive index of the portion of the optical fiber through which the light passes.
【請求項2】 パッケージと、前記パッケージ内に配設
される光半導体素子と、前記パッケージの内外に亘って
延在し一端が前記光半導体素子と光学的に結合される光
ファイバとを有する光半導体装置モジュールであって、
前記パッケージは前記光ファイバ内を透過する光に対し
て透明で前記光ファイバの光が通る部分の屈折率と略同
一の屈折率を有する樹脂で形成され、前記光半導体素子
と光ファイバの光学的結合面間は前記透明な樹脂で充填
され、前記光ファイバおよび前記光半導体素子は前記樹
脂によって一体化されていることを特徴とする光半導体
装置モジュール。
2. A light having a package, an optical semiconductor element disposed in the package, and an optical fiber extending inside and outside the package and having one end optically coupled to the optical semiconductor element. A semiconductor device module,
The package is formed of a resin that is transparent to light that passes through the optical fiber and has a refractive index that is substantially the same as the refractive index of the portion of the optical fiber through which light passes. An optical semiconductor device module, wherein a space between the coupling surfaces is filled with the transparent resin, and the optical fiber and the optical semiconductor element are integrated by the resin.
【請求項3】 前記樹脂は前記光ファイバの光が通る部
分の屈折率の±10%以内の屈折率となっていることを
特徴とする請求項2または請求項3記載の光半導体装置
モジュール。
3. The optical semiconductor device module according to claim 2, wherein the resin has a refractive index within ± 10% of a refractive index of a portion of the optical fiber through which light passes.
【請求項4】 光半導体素子と光ファイバの先端面間に
少なくとも1つの光学部品が配設され、前記光半導体素
子および前記光学部品ならびに前記光ファイバは光学的
に結合されてなる光半導体装置モジュールであって、前
記光半導体素子および前記光学部品ならびに前記光ファ
イバのそれぞれの光学的結合面間には光ファイバおよび
光学部品の光が通る部分の屈折率と略同一の屈折率を有
する透明な樹脂が充填されていることを特徴とする光半
導体装置モジュール。
4. An optical semiconductor device module in which at least one optical component is disposed between the optical semiconductor element and the front end surface of the optical fiber, and the optical semiconductor element, the optical component, and the optical fiber are optically coupled. A transparent resin having a refractive index substantially the same as the refractive index of the light passing portion of the optical fiber and the optical component between the optical coupling surfaces of the optical semiconductor element, the optical component, and the optical fiber. An optical semiconductor device module characterized by being filled with.
【請求項5】 パッケージと、前記パッケージ内に配設
される光半導体素子と、前記パッケージの内外に亘って
延在する光ファイバと、前記光半導体素子と光ファイバ
間に配設される少なくとも1つの光学部品とを有し、前
記光半導体素子および光学部品ならびに光ファイバは光
学的に結合されてなる光半導体装置モジュールであっ
て、前記パッケージは前記光ファイバおよび前記光学部
品内を通る光に対して透明で前記光ファイバおよび光学
部品の光が通る部分の屈折率と略同一の屈折率を有する
樹脂で形成され、前記各光学的結合面間は前記樹脂で充
填され、前記光ファイバおよび前記光学部品ならびに前
記光半導体素子は前記樹脂によって一体化されているこ
とを特徴とする光半導体装置モジュール。
5. A package, an optical semiconductor element provided in the package, an optical fiber extending inside and outside the package, and at least one provided between the optical semiconductor element and the optical fiber. An optical semiconductor device module having two optical components, wherein the optical semiconductor element, the optical component, and the optical fiber are optically coupled to each other, and the package is provided for the light passing through the optical fiber and the optical component. Transparent and formed of a resin having a refractive index that is substantially the same as the refractive index of the portion of the optical fiber through which the light passes, and the spaces between the optical coupling surfaces are filled with the resin. An optical semiconductor device module, wherein the component and the optical semiconductor element are integrated by the resin.
【請求項6】 前記樹脂は前記光ファイバおよび光学部
品の光が通る部分の屈折率の±10%以内の屈折率とな
っていることを特徴とする請求項4または請求項5記載
の光半導体装置モジュール。
6. The optical semiconductor according to claim 4 or 5, wherein the resin has a refractive index within ± 10% of a refractive index of a portion of the optical fiber and the optical component through which light passes. Equipment module.
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