JPH0961673A - Optical semiconductor module - Google Patents

Optical semiconductor module

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Publication number
JPH0961673A
JPH0961673A JP21789695A JP21789695A JPH0961673A JP H0961673 A JPH0961673 A JP H0961673A JP 21789695 A JP21789695 A JP 21789695A JP 21789695 A JP21789695 A JP 21789695A JP H0961673 A JPH0961673 A JP H0961673A
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JP
Japan
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optical
optical semiconductor
semiconductor element
sleeve
fiber
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Application number
JP21789695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamagishi
孝 山岸
Hiroki Ito
宏樹 伊藤
Hideto Sonoda
秀人 薗田
Kazuo Ujiie
一男 氏家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0961673A publication Critical patent/JPH0961673A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the manufacturing process of the optical semiconductor module, which needs to have its lens and lens holder machined with high machining precision, given high optical characteristics, and positioned precisely, and then lower the cost of the product. SOLUTION: The optical semiconductor module which has an optical semiconductor element 20 held at one end of its main body and also has a connection part for an optical connector at the other end so that its optical axis is aligned with the optical semiconductor element 20 is constituted by arranging a sleeve 30 into which the ferrule 60 of the optical connector is inserted and held inside the main body and also arranging a fiber bus tab 40 having an optical fiber 42 embedded along the center axis so that one end is inserted into the sleeve 30 and the other end extends to nearby the optical semiconductor element 20.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は光通信に用いられる
光半導体モジュールに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical semiconductor module used for optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】リセプタクル型光半導体モジュールの構
造は、図7に示すように、金属製のリセプタクル本体7
1の一端を光コネクタ接続部72とし、他端側に素子保
持部材73を接合して、該素子保持部材73にレーザー
ダイオード(LD)やフォトダイオード(PD)等の光
半導体素子74を備え、またリセプタクル本体71の内
側には光コネクタ側のフェルールを挿入保持するための
スリーブ75を備えるとともに、該スリーブと光半導体
素子74との間に、レンズホルダ76を介してレンズ7
7を配置した構造となっている。
2. Description of the Related Art The structure of a receptacle type optical semiconductor module is shown in FIG.
One end of 1 is used as an optical connector connecting portion 72, an element holding member 73 is joined to the other end side, and the element holding member 73 is provided with an optical semiconductor element 74 such as a laser diode (LD) or a photodiode (PD), A sleeve 75 for inserting and holding a ferrule on the optical connector side is provided inside the receptacle body 71, and a lens holder 76 is interposed between the sleeve and the optical semiconductor element 74 to form a lens 7
7 is arranged.

【0003】そして、光ファイバを保持したフェルール
を有する光コネクタ(不図示)を上記光コネクタ接続部
72に接続し、このフェルールをスリーブ75に挿入す
れば、光半導体素子74の光信号を伝送することができ
る。例えば光半導体素子74がLD等の発光素子の場合
は光半導体素子74からの出射光がレンズ77で収束さ
れて、スリーブ75内に保持したフェルール中の光ファ
イバに伝送され、また光半導体素子がPD等の受光素子
の場合はスリーブ75内に保持したフェルール中の光フ
ァイバから出射された光がレンズ77で収束されて光半
導体素子74に伝送するようになっている。
An optical connector (not shown) having a ferrule holding an optical fiber is connected to the optical connector connecting portion 72, and this ferrule is inserted into the sleeve 75 to transmit the optical signal of the optical semiconductor element 74. be able to. For example, when the optical semiconductor element 74 is a light emitting element such as an LD, the light emitted from the optical semiconductor element 74 is converged by the lens 77 and transmitted to the optical fiber in the ferrule held in the sleeve 75. In the case of a light receiving element such as a PD, the light emitted from the optical fiber in the ferrule held in the sleeve 75 is converged by the lens 77 and transmitted to the optical semiconductor element 74.

【0004】そのため、上記光半導体素子74、レンズ
77、スリーブ75の間は精密に位置合わせを行い、各
部材を溶接等で固定してある。
Therefore, the optical semiconductor element 74, the lens 77, and the sleeve 75 are precisely aligned with each other, and each member is fixed by welding or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記光半導
体モジュールにおいて、光半導体素子74、レンズ7
7、スリーブ75の3部材は互いの中心軸(光軸)を一
致させなければならないことから、レンズ77やレンズ
ホルダ76は高い加工精度や光学特性を要求され、しか
も組立時に上記3部材を精密に位置合わせする必要があ
ることから、製造工程を簡略化することが困難であり、
その結果製品のコストが高くなるという問題点があっ
た。
However, in the above optical semiconductor module, the optical semiconductor element 74 and the lens 7 are used.
7. Since the three members of 7 and the sleeve 75 must have their central axes (optical axes) aligned with each other, the lens 77 and the lens holder 76 are required to have high processing accuracy and optical characteristics. It is difficult to simplify the manufacturing process because it is necessary to align
As a result, there is a problem that the cost of the product becomes high.

【0006】また、用途によってはレンズ77とレンズ
ホルダ76の間を気密に封止する場合があり、この場合
は両者の接合部に封止剤を備える必要があることから、
封止部に前処理を行ったり、封止剤の吐出工程が必要に
なり、製造工程がさらに煩雑になるという問題点があっ
た。
Depending on the application, the space between the lens 77 and the lens holder 76 may be hermetically sealed. In this case, it is necessary to provide a sealant at the joint between the two.
There has been a problem that pretreatment is required for the sealing portion and a step of discharging the sealing agent is required, which further complicates the manufacturing process.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、本体の
一端に光半導体素子を保持し、他端に上記光半導体素子
と光軸を一致させるように光コネクタとの接続部を有す
る光半導体モジュールにおいて、上記本体の内側に、光
コネクタのフェルールを挿入保持するためのスリーブを
配置するとともに、中央軸線方向に光ファイバを埋設し
たファイバスタブを、一端が上記スリーブ内に挿入さ
れ、他端が光半導体素子近傍まで延在するように配置し
たことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, an optical semiconductor is provided which holds an optical semiconductor element at one end of a main body and has a connecting portion with an optical connector at the other end so as to align the optical axis with the optical semiconductor element. In the module, the sleeve for inserting and holding the ferrule of the optical connector is arranged inside the main body, and the fiber stub in which the optical fiber is embedded in the central axis direction, one end is inserted into the sleeve, and the other end is It is characterized in that it is arranged so as to extend to the vicinity of the optical semiconductor element.

【0008】即ち、本発明はスリーブ内に挿入される光
コネクタ側のフェルールと光半導体素子間の光の伝送を
ファイバスタブにより行うようにしたものである。そし
て、このファイバスタブは一端がスリーブ内に挿入され
ているため、光コネクタ側のフェルールと当接し、他端
が光半導体素子近傍まで延在することにより、収束レン
ズを用いることなくファイバスタブと光半導体素子間で
光を伝送することができる。
That is, according to the present invention, the transmission of light between the ferrule on the optical connector side inserted into the sleeve and the optical semiconductor element is performed by the fiber stub. Since one end of this fiber stub is inserted into the sleeve, the fiber stub contacts the ferrule on the optical connector side and the other end extends to the vicinity of the optical semiconductor element, so that the fiber stub and the optical fiber can be connected without using a converging lens. Light can be transmitted between semiconductor elements.

【0009】このように、本発明によればレンズを用い
る必要がない。また、ファイバスタブは一端をスリーブ
内に挿入することから、自動的にスリーブとの位置合わ
せが行われ、光半導体素子を接合する時のみ位置合わせ
を行えば良い。したがって、製造工程を簡略化すること
ができる。
As described above, according to the present invention, it is not necessary to use a lens. Further, since one end of the fiber stub is inserted into the sleeve, the fiber stub is automatically aligned with the sleeve, and the alignment may be performed only when the optical semiconductor element is bonded. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

【0010】また、上記スリーブ及びファイバスタブを
樹脂製の本体にモールドすることによって、さらに製造
工程を簡略化することができる。
By molding the sleeve and the fiber stub on a resin body, the manufacturing process can be further simplified.

【0011】あるいは、上記本体を金属で形成するとと
もに、ファイバスタブの内周面及び外周面にメッキを施
すことによって、半田等で接合すれば気密封止すること
もできる。
Alternatively, the main body may be made of metal, and the inner and outer peripheral surfaces of the fiber stub may be plated to be joined with solder or the like for airtight sealing.

【0012】さらに、上記ファイバスタブに備えた光フ
ァイバの光半導体素子側端面にレンズ作用を持たせるこ
とによって、ファイバスタブと光半導体素子間に伝送す
る光を収束させることができる。
Further, by imparting a lens action to the end surface of the optical fiber provided in the fiber stub on the optical semiconductor element side, the light transmitted between the fiber stub and the optical semiconductor element can be converged.

【0013】同様に、上記ファイバスタブに備えた光フ
ァイバの光半導体素子側端面におけるコア径を他の部分
のコア径よりも大きくすることによって、ファイバスタ
ブと光半導体素子間に伝送する光のスポット径を小さく
して確実な伝送を行うことができる。
Similarly, the spot diameter of the light transmitted between the fiber stub and the optical semiconductor element is made larger by making the core diameter of the optical fiber provided in the fiber stub at the end surface on the optical semiconductor element side larger than the core diameter of other portions. The diameter can be reduced to ensure reliable transmission.

【0014】また、本発明は、本体の一端に光半導体素
子を保持し、他端に上記光半導体素子と光軸を一致させ
るように光コネクタとの接続部を有する光半導体モジュ
ールにおいて、本体の内側に、光コネクタのフェルール
を挿入保持するためのスリーブを配置するとともに、該
スリーブの内側にレンズを保持したことを特徴とするも
のである。
Further, the present invention provides an optical semiconductor module which holds an optical semiconductor element at one end of the main body and has a connecting portion with an optical connector at the other end so as to align the optical axis with the optical semiconductor element. A sleeve for inserting and holding the ferrule of the optical connector is arranged inside, and a lens is held inside the sleeve.

【0015】即ち、レンズをスリーブ内に保持したこと
によって、レンズホルダを用いることなく、自動的にレ
ンズとスリーブの中心軸が一致することになり、製造工
程を簡略化することができる。
That is, since the lens is held in the sleeve, the central axes of the lens and the sleeve are automatically aligned without using the lens holder, and the manufacturing process can be simplified.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下本発明の第1の実施形態を図
によって説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1にリセプタクル型光半導体素子モジュ
ールを示すように、樹脂からなるリセプタクル本体10
は素子保持部12を有し、かつ光コネクタ接続部11を
接合したものであり、上記素子保持部12に光半導体素
子20を備えている。また、リセプタクル本体10の内
側にはスリーブ30を備えるとともに、該スリーブ30
内に一端が挿入され、他端が光半導体素子20近傍まで
延在するようにファイバスタブ40を備えている。
As shown in the receptacle type optical semiconductor element module in FIG. 1, a receptacle body 10 made of resin is used.
Has an element holding portion 12 and is joined with the optical connector connecting portion 11. The element holding portion 12 is provided with an optical semiconductor element 20. A sleeve 30 is provided inside the receptacle body 10, and the sleeve 30
A fiber stub 40 is provided so that one end is inserted therein and the other end extends to the vicinity of the optical semiconductor element 20.

【0018】このリセプタクル本体10は、ポリブチレ
ンテレフタレート(PBT)、液晶ポリマー(LC
P)、ポリエーテルイミド(PEI)等の樹脂により形
成され、後述する製法によって、スリーブ30とファイ
バスタブ40を一体的にモールド成形してある。また光
コネクタ接続部11は、嵌合部11aとケース11bか
らなり、SC型光コネクタを接続できるようになってい
る。
The receptacle body 10 is made of polybutylene terephthalate (PBT), liquid crystal polymer (LC).
P), polyetherimide (PEI), or other resin, and the sleeve 30 and the fiber stub 40 are integrally molded by a manufacturing method described later. The optical connector connecting portion 11 is composed of a fitting portion 11a and a case 11b so that an SC type optical connector can be connected.

【0019】また、光半導体素子20は、LD等の発光
素子またはPD等の受光素子からなり、リセプタクル本
体10の素子保持部12に圧入、接着等の手段で接合さ
れている。
The optical semiconductor element 20 is composed of a light emitting element such as an LD or a light receiving element such as a PD, and is joined to the element holding portion 12 of the receptacle body 10 by means of press fitting or adhesion.

【0020】さらに、スリーブ30は、金属やセラミッ
クスからなる円筒体であり、その内周面に光コネクタ側
のフェルール60を挿入するようになっており、外周面
は完全にリセプタクル本体10に保持されている。
Further, the sleeve 30 is a cylindrical body made of metal or ceramics, and the ferrule 60 on the optical connector side is inserted into the inner peripheral surface of the sleeve 30, and the outer peripheral surface is completely held by the receptacle body 10. ing.

【0021】また、ファイバスタブ40は、セラミック
ス製のフェルール41の中央貫通孔中に光ファイバ42
を挿入して接着剤等で固定したものである。このファイ
バスタブ42は一端がスリーブ30内に挿入され、他端
がこのスリーブ30から突出し、リセプタクル本体10
で保持されて光半導体素子20の近傍まで延在してい
る。
The fiber stub 40 has an optical fiber 42 in a central through hole of a ferrule 41 made of ceramics.
And is fixed with an adhesive or the like. The fiber stub 42 has one end inserted into the sleeve 30 and the other end protruding from the sleeve 30.
And is extended to the vicinity of the optical semiconductor element 20.

【0022】そのため、光コネクタを接続した際に、コ
ネクタ側のフェルール60は、このファイバスタブ40
に当接して位置決めされ、フェルール60内の光ファイ
バ61から出射された光はファイバスタブ40内の光フ
ァイバ42を通って光半導体素子20に伝送されること
になる。このとき、ファイバスタブ40が光半導体素子
20近傍まで延在しているため、レンズを用いることな
く光を光半導体素子20に伝送することができる。な
お、ファイバスタブ40が光半導体素子20近傍まで延
在しているとは、ファイバスタブ40の端面と光半導体
素子20との距離dが6mm以下であることを言う。
Therefore, when the optical connector is connected, the ferrule 60 on the connector side is
The light emitted from the optical fiber 61 in the ferrule 60 is abutted on the optical fiber 61 and is transmitted to the optical semiconductor element 20 through the optical fiber 42 in the fiber stub 40. At this time, since the fiber stub 40 extends close to the optical semiconductor element 20, light can be transmitted to the optical semiconductor element 20 without using a lens. The fact that the fiber stub 40 extends to the vicinity of the optical semiconductor element 20 means that the distance d between the end face of the fiber stub 40 and the optical semiconductor element 20 is 6 mm or less.

【0023】このように、ファイバスタブ40を備える
ことによって、光コネクタ側のフェルール60のストッ
パとして作用するとともに、フェルール60中の光ファ
イバ61と光半導体素子20間の光の伝送を確実に行う
ことができる。
As described above, by providing the fiber stub 40, the fiber stub 40 acts as a stopper for the ferrule 60 on the side of the optical connector, and ensures the transmission of light between the optical fiber 61 in the ferrule 60 and the optical semiconductor element 20. You can

【0024】なお、ファイバスタブ40は一端をスリー
ブ30に挿入しているため、スリーブ30との中心軸
(光軸)は自動的に一致し、光半導体素子20との間の
位置合わせのみを行えば良いことから、製造工程を簡略
化できる。
Since one end of the fiber stub 40 is inserted into the sleeve 30, the central axis (optical axis) of the sleeve 30 automatically coincides with that of the optical semiconductor element 20. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

【0025】次に図1に示す光半導体モジュールの製造
方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1 will be described.

【0026】図2に金型の構造を示すように、まずスリ
ーブ30にファイバスタブ40の一端を圧入又は接着に
より接合し、このスリーブ30を上部金型100の円筒
部101に嵌合し、下部金型110、側部金型120を
組み合わせた状態で、各金型によって形成される空間1
30に樹脂を流し込んでモールド成形することにより、
リセプタクル本体10を形成する。この時、リセプタク
ル本体10が、スリーブ30の外周面を全長にわたって
保持するとともに、ファイバスタブ40をも保持するよ
うに構成する。
As shown in the structure of the mold in FIG. 2, first, one end of the fiber stub 40 is joined to the sleeve 30 by press fitting or adhesion, and the sleeve 30 is fitted into the cylindrical part 101 of the upper mold 100, and the lower part is fitted. Space 1 formed by each mold in a state where the mold 110 and the side mold 120 are combined
By pouring resin into 30 and molding
The receptacle body 10 is formed. At this time, the receptacle body 10 is configured to hold the outer peripheral surface of the sleeve 30 over the entire length and also hold the fiber stub 40.

【0027】樹脂が硬化したら金型から取り出し、光コ
ネクタ接合部11を接合し、光半導体素子20を接合す
れば光半導体モジュールが得られる。
When the resin is hardened, it is taken out of the mold, the optical connector joining portion 11 is joined, and the optical semiconductor element 20 is joined to obtain an optical semiconductor module.

【0028】上記の製造方法によれば、スリーブ30の
軸ずれを防止した光半導体モジュールを容易に得ること
ができる。
According to the above manufacturing method, it is possible to easily obtain the optical semiconductor module in which the axial displacement of the sleeve 30 is prevented.

【0029】次に第2の実施形態を説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0030】図3にリセプタクル型光半導体素子モジュ
ールを示すように、金属製のリセプタクル本体10は中
央に貫通孔を有し、一方端側を光コネクタ接続部11と
して、他方端側に金属製のファイバスタブ保持部材14
と素子保持部材13をYAG溶接等により接合してあ
る。この素子保持部材13には、LD等の発光素子また
はPD等の受光素子からなる光半導体素子20を接合
し、またリセプタクル本体10の内側にはスリーブ30
を配置し、該スリーブ30に一端が挿入されるととも
に、他端が光半導体素子20まで延在するようにファイ
バスタブ40が備えられている。
As shown in the receptacle type optical semiconductor element module in FIG. 3, the metallic receptacle body 10 has a through hole in the center, one end side is the optical connector connecting portion 11, and the other end side is made of metal. Fiber stub holding member 14
And the element holding member 13 are joined by YAG welding or the like. An optical semiconductor element 20 including a light emitting element such as an LD or a light receiving element such as a PD is joined to the element holding member 13, and a sleeve 30 is provided inside the receptacle body 10.
And the fiber stub 40 is provided so that one end is inserted into the sleeve 30 and the other end extends to the optical semiconductor element 20.

【0031】上記ファイバスタブ40は、セラミックス
製のフェルール41の中心貫通孔の内周面43には金等
のメッキを施し、メタルコートされた光ファイバ42を
中心孔に挿入して半田等で固定したものである。また、
ファイバスタブ40の外周面44にも金等のメッキが施
されており、このファイバスタブ40の一端はスリーブ
30に挿入され、他端はスリーブ30から突出してファ
イバスタブ保持部材14の座繰り14aに半田等を充填
して接合してある。
In the fiber stub 40, the inner peripheral surface 43 of the center through hole of the ferrule 41 made of ceramics is plated with gold or the like, and the metal-coated optical fiber 42 is inserted into the center hole and fixed by soldering or the like. It was done. Also,
The outer peripheral surface 44 of the fiber stub 40 is also plated with gold or the like. One end of the fiber stub 40 is inserted into the sleeve 30 and the other end projects from the sleeve 30 to the counterbore 14a of the fiber stub holding member 14. Solder or the like is filled and joined.

【0032】このように、ファイバスタブ40をなすフ
ェルール41の内周面43、外周面44に金等のメッキ
を施し、半田等で固定することによって、このファイバ
スタブ40部分で光半導体素子20を気密封止すること
ができる。
As described above, by plating the inner peripheral surface 43 and the outer peripheral surface 44 of the ferrule 41 forming the fiber stub 40 with gold or the like and fixing them with solder or the like, the optical semiconductor element 20 is fixed at the fiber stub 40 portion. It can be hermetically sealed.

【0033】また、このファイバスタブ40において、
光半導体素子20側の端面は、中央部が突出するような
テーパ面または球面状となっている。即ち、光ファイバ
42の光半導体素子20側の端面45が凸状のテーパ面
または球面状となっており、凸レンズの作用を成すよう
になっている。
In this fiber stub 40,
The end surface on the side of the optical semiconductor element 20 is a tapered surface or a spherical surface such that the central portion projects. That is, the end surface 45 of the optical fiber 42 on the optical semiconductor element 20 side is a convex tapered surface or a spherical surface, and functions as a convex lens.

【0034】そのため、この光半導体モジュールに光コ
ネクタを接続した際に、光コネクタ側より伝送された光
は、ファイバスタブ40の光ファイバ42を通過し、そ
の端面45のレンズ作用で収束されて光半導体素子20
に伝送されるため、レンズを別部材として備える必要が
ない。
Therefore, when an optical connector is connected to this optical semiconductor module, the light transmitted from the optical connector side passes through the optical fiber 42 of the fiber stub 40 and is converged by the lens action of the end face 45 of the optical fiber 42. Semiconductor device 20
Therefore, it is not necessary to provide a lens as a separate member.

【0035】なお、ファイバスタブ40は、一端をスリ
ーブ30内に挿入した状態で保持することにより、自動
的にスリーブ30と中心軸(光軸)が一致することにな
る。一方、光半導体素子20を接合する際は、予め光半
導体素子20を素子保持部材13に接着、圧入、溶接等
の手段で接合し、この素子保持部材13とファイバスタ
ブ保持部材14とをYAG溶接等で固着するが、この時
光半導体素子20の光軸方向とファイバスタブ40の中
心軸が一致し、かつ光半導体素子20とファイバスタブ
40の端面との距離を充分に小さくするように位置決め
を行ってからYAG溶接等で固着する。
By holding one end of the fiber stub 40 inserted in the sleeve 30, the central axis (optical axis) of the fiber stub 40 automatically coincides with the sleeve 30. On the other hand, when the optical semiconductor element 20 is bonded, the optical semiconductor element 20 is previously bonded to the element holding member 13 by means such as adhesion, press fitting, and welding, and the element holding member 13 and the fiber stub holding member 14 are YAG welded. However, at this time, positioning is performed so that the optical axis direction of the optical semiconductor element 20 and the central axis of the fiber stub 40 coincide with each other, and the distance between the optical semiconductor element 20 and the end face of the fiber stub 40 is sufficiently small. After that, it is fixed by YAG welding.

【0036】このようにすれば、スリーブ30、ファイ
バスタブ40、光半導体素子20を容易に高い精度に位
置決めすることが可能となる。
In this way, the sleeve 30, fiber stub 40, and optical semiconductor element 20 can be easily and accurately positioned.

【0037】次に第3の実施形態を説明する。Next, a third embodiment will be described.

【0038】光半導体モジュール自体の構造は、図1ま
たは図3に示したものと同様であるが、ファイバスタブ
40の断面図を図4に示すように、ファイバスタブ40
に備えた光ファイバ42の光半導体素子20側の端面4
5において、コア42aの径Dがその他の部分に比べて
大きくなっている。即ち、光ファイバ42は屈折率の高
いコア42aとその周囲の屈折率の低いクラッド42b
からなっており、通常はコア42aの径は一定である
が、端面45においてコア42aの径Dを大きくしてあ
る。
The structure of the optical semiconductor module itself is similar to that shown in FIG. 1 or FIG. 3, but as shown in FIG.
End face 4 of the optical fiber 42 provided on the optical semiconductor element 20 side
5, the diameter D of the core 42a is larger than that of the other portions. That is, the optical fiber 42 includes a core 42a having a high refractive index and a clad 42b having a low refractive index around the core 42a.
In general, the diameter of the core 42a is constant, but the diameter D of the core 42a at the end face 45 is increased.

【0039】このようなコア42aの径Dを拡大した光
ファイバ42は、端面45から出射される光の広がり角
度を小さくすることができるため、レンズを用いること
なく光半導体素子20に伝送する光のスポット径を小さ
くできるのである。
The optical fiber 42 having the diameter D of the core 42a enlarged as described above can reduce the spread angle of the light emitted from the end face 45, and therefore the light transmitted to the optical semiconductor element 20 without using a lens. The spot diameter can be reduced.

【0040】例えば、光半導体素子20としてPDを用
いる場合、その受光面は一般に80〜100μm程度の
径しかないため、伝送される光のスポット径がこれ以上
になると光が完全に伝送されなくなる。そして、コア径
が10μm程度の通常の光ファイバでは、光ファイバ端
面からの距離が500μm程度の位置でスポット径が1
00μmとなってしまうことから、光ファイバ端面と光
半導体素子20との距離を500μm以下としておかね
ばならない。
For example, when a PD is used as the optical semiconductor element 20, its light receiving surface generally has a diameter of about 80 to 100 μm, so that if the spot diameter of the transmitted light exceeds this, the light cannot be transmitted completely. In a normal optical fiber having a core diameter of about 10 μm, the spot diameter is 1 at a position where the distance from the end face of the optical fiber is about 500 μm.
Since it becomes 00 μm, the distance between the optical fiber end face and the optical semiconductor element 20 must be 500 μm or less.

【0041】これに対し、本発明によれば、端面45の
コア径Dを15μm以上、好ましくは20μm以上とす
ることによって、端面45から出射された光のスポット
径が100μmとなるまでの距離を700μm以上、好
ましくは1000μm以上とすることができる。そのた
め、光ファイバ42の端面45と光半導体素子20との
距離を大きくすることが可能となり、設計上の許容範囲
を大きくできる。
On the other hand, according to the present invention, by setting the core diameter D of the end face 45 to 15 μm or more, preferably 20 μm or more, the distance until the spot diameter of the light emitted from the end face 45 becomes 100 μm. The thickness can be 700 μm or more, preferably 1000 μm or more. Therefore, the distance between the end surface 45 of the optical fiber 42 and the optical semiconductor element 20 can be increased, and the design allowable range can be increased.

【0042】さらに、図4(A)に示すように、このフ
ァイバスタブ40は光半導体素子側の端面45を斜面と
して反射を防止し、一方の光コネクタ側の端面46は球
面状として光コネクタ側のフェルールとの結合効率を高
くするようにしてある。
Further, as shown in FIG. 4A, the fiber stub 40 has an end face 45 on the optical semiconductor element side as an inclined face to prevent reflection, and one end face 46 on the side of the optical connector has a spherical shape to the side of the optical connector. The efficiency of coupling with the ferrule is improved.

【0043】なお、以上の実施形態において、ファイバ
スタブ40の光ファイバ42の端面45には反射戻り光
を防止するARコートを施しておけば、この端面45で
の光の反射を防止することができる。
In the above embodiment, if the end face 45 of the optical fiber 42 of the fiber stub 40 is provided with an AR coating for preventing reflected return light, the reflection of light on this end face 45 can be prevented. it can.

【0044】また、スリーブ30及びファイバスタブ4
0を成すフェルール41の材質としては、強度、靱性の
高いジルコニアセラミックスが好ましく、特にY
2 3 ,MgO,CaO,CeO2 ,Dy2 3 等の少
なくとも一種以上の安定化剤を含有した部分安定化ジル
コニアセラミックスが最適である。
Further, the sleeve 30 and the fiber stub 4
As a material of the ferrule 41 forming 0, zirconia ceramics having high strength and toughness are preferable, and Y is particularly preferable.
Partially stabilized zirconia ceramics containing at least one stabilizer such as 2 O 3 , MgO, CaO, CeO 2 , Dy 2 O 3 are most suitable.

【0045】次に、本発明の第4の実施形態を説明す
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0046】光半導体モジュール自体の構造は、図1ま
たは図3に示したものと同様であるが、スリーブ30及
びその内側のみの断面図を図5(A)に示すように、ス
リーブ30の内側にファイバスタブ40及びレンズ50
を備えた構造としてある。
The structure of the optical semiconductor module itself is the same as that shown in FIG. 1 or FIG. 3, but the inside of the sleeve 30 is shown as a sectional view of only the sleeve 30 and its inside as shown in FIG. Fiber stub 40 and lens 50
It has a structure with.

【0047】上記スリーブ30及びファイバスタブ40
は前述の実施形態と同様のものであるが、ファイバスタ
ブ40は完全にスリーブ30内に配置され、圧入または
接着で固定されている。また、レンズ50は、上記ファ
イバスタブ40の光半導体素子20側の端面45に当接
した状態で、スリーブ30内に圧入または接着により固
定されている。
The sleeve 30 and the fiber stub 40
Is similar to the previous embodiment, but the fiber stub 40 is located entirely within the sleeve 30 and is press fit or adhesively secured. Further, the lens 50 is fixed in the sleeve 30 by press fitting or adhesion in a state of being in contact with the end surface 45 of the fiber stub 40 on the optical semiconductor element 20 side.

【0048】そのため、光コネクタと接続した際に、光
コネクタ側から伝送された光はファイバスタブ40を通
ってレンズ50で収束されて、光半導体素子20に伝送
されることになる。このとき、レンズ50をスリーブ4
0の内側に直接固定したことにより、自動的にスリーブ
30とレンズ50の中心軸が一致し、レンズホルダが必
要ないことから、高精度の光半導体モジュールを容易に
製造することが可能となるのである。
Therefore, when connected to the optical connector, the light transmitted from the optical connector side passes through the fiber stub 40, is converged by the lens 50, and is transmitted to the optical semiconductor element 20. At this time, attach the lens 50 to the sleeve 4
Since the central axes of the sleeve 30 and the lens 50 are automatically aligned with each other by directly fixing the optical semiconductor module to the inner side of 0, and a lens holder is not required, it is possible to easily manufacture a high-precision optical semiconductor module. is there.

【0049】なお、レンズ50の材質は、光コネクタ側
の光ファイバやファイバスタブ40の光ファイバ42と
屈折率が一致または近似している材質、例えば石英、溶
融石英、FK、BK等から構成されている。しかも、こ
のレンズ50はファイバスタブ40の端面45と当接し
ていることから、上記端面45及びレンズ50の端面で
の光の反射を防止し、光の減衰を抑えて高速な光通信を
可能にする。
The lens 50 is made of a material whose refractive index is the same as or similar to that of the optical fiber on the optical connector side or the optical fiber 42 of the fiber stub 40, such as quartz, fused silica, FK, BK. ing. Moreover, since the lens 50 is in contact with the end face 45 of the fiber stub 40, reflection of light at the end face 45 and the end face of the lens 50 is prevented, and attenuation of light is suppressed to enable high-speed optical communication. To do.

【0050】また、レンズ50としては屈折率分布型の
セルフォックマイクロレンズを用いることもできる。
As the lens 50, a refractive index distribution type SELFOC microlens can be used.

【0051】さらに、図5(A)ではファイバスタブ4
0をスリーブ30内に備えた構造のものを示したが、必
ずしもファイバスタブ40を備える必要はない。例え
ば、スリーブ30にはレンズ50を備えるとともに、光
ファイバの一端を保持したフェルールを上記スリーブ3
0に挿入固定し、上記光ファイバの他端を光コネクタと
して、ピッグテイル型の光半導体モジュールを構成する
ことができる。
Further, in FIG. 5A, the fiber stub 4
Although the structure in which 0 is provided in the sleeve 30 is shown, the fiber stub 40 does not necessarily have to be provided. For example, the sleeve 30 is provided with the lens 50, and the ferrule holding one end of the optical fiber is attached to the sleeve 3
It is possible to construct a pigtail type optical semiconductor module by inserting and fixing the optical fiber into the optical fiber, and using the other end of the optical fiber as an optical connector.

【0052】また、他の実施形態として、図5(B)に
示すように、スリーブ30内に備えたファイバスタブ4
0の光半導体素子20側端面に、予め位置合わせをした
レンズ50を直接接合することもできる。
Further, as another embodiment, as shown in FIG. 5 (B), the fiber stub 4 provided in the sleeve 30 is provided.
The pre-aligned lens 50 may be directly bonded to the end surface of the optical semiconductor element 20 on the side of 0.

【0053】さらに、他の実施形態として、図6(A)
に示すように樹脂製のリセプタクル本体10に光半導体
素子20を接合し、内側にスリーブ30を備え、該スリ
ーブ30内にファイバスタブ40を保持するとともに、
リセプタクル本体10の貫通孔におけるファイバスタブ
40と光半導体素子20の間にレンズ50を接合したも
のである。
Further, as another embodiment, FIG.
As shown in (1), the optical semiconductor element 20 is joined to the resin-made receptacle body 10, a sleeve 30 is provided inside, and the fiber stub 40 is held in the sleeve 30, and
A lens 50 is bonded between the fiber stub 40 and the optical semiconductor element 20 in the through hole of the receptacle body 10.

【0054】また、図6(A)の変形例として、図6
(B)に示すように、リセプタクル本体10の内側に、
スリーブ30を保持する金属製のスリーブホルダ55を
備え、このスリーブホルダ55の内側にレンズ50を接
合することもできる。
As a modification of FIG. 6 (A), FIG.
As shown in (B), inside the receptacle body 10,
A metal sleeve holder 55 for holding the sleeve 30 may be provided, and the lens 50 may be joined to the inside of the sleeve holder 55.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、本体の一
端に光半導体素子を保持し、他端に上記光半導体素子と
光軸を一致させるように光コネクタとの接続部を有する
光半導体モジュールにおいて、光コネクタ接続部をなす
本体の内側に、光コネクタのフェルールを挿入保持する
ためのスリーブを配置するとともに、中央軸線方向に光
ファイバを埋設したファイバスタブを、一端が上記スリ
ーブ内に挿入され、他端が光半導体素子近傍まで延在す
るように配置したことによって、収束レンズを用いる必
要がなく、しかもスリーブ、ファイバスタブ、光半導体
素子間の位置合わせを容易に高精度にすることができる
ため、製造工程を簡略化し、低コストとすることができ
る。
As described above, according to the present invention, the optical semiconductor element is held at one end of the main body, and the other end has an optical connector having a connecting portion for aligning the optical axis with the optical semiconductor element. In a semiconductor module, a sleeve for inserting and holding a ferrule of an optical connector is arranged inside a main body forming an optical connector connecting portion, and a fiber stub in which an optical fiber is embedded in a central axis direction is provided at one end in the sleeve. By inserting and arranging so that the other end extends close to the optical semiconductor element, it is not necessary to use a converging lens, and moreover, the alignment between the sleeve, fiber stub, and optical semiconductor element can be easily and highly accurate. Therefore, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

【0056】また、上記スリーブ及びファイバスタブを
樹脂製の本体にモールドすることによって、さらに製造
工程を簡略化することができる。
By molding the sleeve and the fiber stub on a resin body, the manufacturing process can be further simplified.

【0057】あるいは、上記本体を金属で形成するとと
もに、ファイバスタブの内周面及び外周面にメッキを施
すことによって、気密封止することもできる。
Alternatively, the main body may be made of metal, and the inner and outer peripheral surfaces of the fiber stub may be plated to hermetically seal.

【0058】さらに、上記ファイバスタブに備えた光フ
ァイバの光半導体素子側端面にレンズ作用を持たせるこ
とによって、ファイバスタブと光半導体素子間に伝達す
る光を収束させることができる。
Further, by giving a lens effect to the end face of the optical fiber provided in the fiber stub on the optical semiconductor element side, the light transmitted between the fiber stub and the optical semiconductor element can be converged.

【0059】同様に、上記ファイバスタブに備えた光フ
ァイバの光半導体素子側端面におけるコア径を他の部分
のコア径よりも大きくすることによって、ファイバスタ
ブと光半導体素子間に伝達する光を収束させることがで
きる。
Similarly, the light transmitted between the fiber stub and the optical semiconductor element is converged by making the core diameter of the end face of the optical fiber provided in the fiber stub on the optical semiconductor element side end surface larger than the core diameter of other portions. Can be made.

【0060】また、本発明は、本体の一端に光半導体素
子を保持し、他端に上記光半導体素子と光軸を一致させ
るように光コネクタとの接続部を有する光半導体モジュ
ールにおいて、光コネクタ接続部をなす本体の内側に、
光コネクタのフェルールを挿入保持するためのスリーブ
を配置するとともに、該スリーブの内側にレンズを保持
したことによって、レンズホルダを用いることなく、自
動的にレンズとスリーブの中心軸が一致することにな
り、製造工程を簡略化し、低コストとすることができ
る。
Further, the present invention provides an optical semiconductor module in which an optical semiconductor element is held at one end of a main body and a connecting portion with an optical connector is provided at the other end so as to align the optical axis with the optical semiconductor element. Inside the body that makes the connection,
By arranging the sleeve for inserting and holding the ferrule of the optical connector and holding the lens inside the sleeve, the central axes of the lens and the sleeve are automatically aligned without using the lens holder. The manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

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

【図1】本発明の光半導体モジュールの第1実施形態を
示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a first embodiment of an optical semiconductor module of the present invention.

【図2】図1の光半導体モジュールの製造工程を説明す
るための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of the optical semiconductor module of FIG.

【図3】本発明の光半導体モジュールの第2実施形態を
示す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a second embodiment of an optical semiconductor module of the present invention.

【図4】(A)は本発明の光半導体モジュールの第3実
施形態におけるファイバスタブのみの断面図であり、
(B)は(A)中のA部の拡大断面図である。
FIG. 4A is a sectional view of only the fiber stub in the third embodiment of the optical semiconductor module of the present invention,
(B) is an enlarged cross-sectional view of a portion A in (A).

【図5】(A)は本発明の光半導体モジュールの第4実
施形態におけるスリーブの内側の縦断面図、(B)はさ
らに他の実施形態を示すスリーブの内側の縦断面図であ
る。
FIG. 5A is a vertical cross-sectional view of the inside of the sleeve in the fourth embodiment of the optical semiconductor module of the present invention, and FIG. 5B is a vertical cross-sectional view of the inside of the sleeve showing still another embodiment.

【図6】(A)(B)は本発明の他の実施形態を示す縦
断面図である。
6A and 6B are vertical cross-sectional views showing another embodiment of the present invention.

【図7】従来の光半導体素子モジュールの縦断面図であ
る。
FIG. 7 is a vertical sectional view of a conventional optical semiconductor device module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 :リセプタクル本体 11:光コネクタ接続部 12:素子保持部 13:素子保持部材 14:ファイバスタブ保持部材 20 :光半導体素子 30 :スリーブ 40 :ファイバスタブ 41:フェルール 42:光ファイバ 43:内周面 44:外周面 45:端面 50 :レンズ 60 :フェルール 61:光ファイバ 10: Receptacle body 11: Optical connector connecting part 12: Element holding part 13: Element holding member 14: Fiber stub holding member 20: Optical semiconductor element 30: Sleeve 40: Fiber stub 41: Ferrule 42: Optical fiber 43: Inner peripheral surface 44: Outer peripheral surface 45: End surface 50: Lens 60: Ferrule 61: Optical fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氏家 一男 北海道北見市豊地30番地 京セラ株式会社 北海道北見工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Ujiie 30 Toyochi, Kitami-shi, Hokkaido Kyocera Corporation Kitami factory, Hokkaido

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】本体の一端に光半導体素子を保持し、他端
に上記光半導体素子と光軸を一致させるように光コネク
タとの接続部を有するとともに、 上記本体の内側に、光コネクタのフェルールを挿入保持
するためのスリーブを配置し、 中央軸線方向に光ファイバを埋設したファイバスタブ
を、一端が上記スリーブ内に挿入され、他端が光半導体
素子近傍まで延在するように配置したことを特徴とする
光半導体モジュール。
1. An optical semiconductor element is held at one end of a main body, and a connecting portion for an optical connector is provided at the other end so as to align the optical axis with the optical semiconductor element, and an optical connector of the optical connector is provided inside the main body. A sleeve for inserting and holding the ferrule is arranged, and a fiber stub in which an optical fiber is embedded in the central axis direction is arranged so that one end is inserted into the sleeve and the other end extends to the vicinity of the optical semiconductor element. An optical semiconductor module characterized by:
【請求項2】上記スリーブ及びファイバスタブを樹脂製
の本体にモールド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。
2. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein the sleeve and the fiber stub are molded in a resin body.
【請求項3】上記本体を金属で形成するとともに、ファ
イバスタブの内周面及び外周面にメッキを施してあるこ
とを特徴とする請求項1記載の光半導体モジュール。
3. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein the main body is made of metal and the inner and outer peripheral surfaces of the fiber stub are plated.
【請求項4】上記ファイバスタブに備えた光ファイバの
光半導体素子側端面がレンズ作用を成す形状としてある
ことを特徴とする請求項1記載の光半導体モジュール。
4. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein an end surface of the optical fiber provided in the fiber stub on the optical semiconductor element side has a shape which acts as a lens.
【請求項5】上記ファイバスタブに備えた光ファイバの
光半導体素子側端面におけるコア径が他の部分のコア径
よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の光半導体
モジュール。
5. The optical semiconductor module according to claim 1, wherein a core diameter of an end face of the optical fiber provided in the fiber stub on the optical semiconductor element side is larger than core diameters of other portions.
【請求項6】本体の一端に光半導体素子を保持し、他端
に上記光半導体素子と光軸を一致させるように光コネク
タとの接続部を有するとともに、 上記本体の内側に、光コネクタのフェルールを挿入保持
するためのスリーブを配置し、 該スリーブの内側にレンズを保持したことを特徴とする
光半導体モジュール。
6. An optical semiconductor element is held at one end of the main body, and a connecting portion for an optical connector is provided at the other end so as to align the optical axis with the optical semiconductor element, and an optical connector of the optical connector is provided inside the main body. An optical semiconductor module, wherein a sleeve for inserting and holding a ferrule is arranged, and a lens is held inside the sleeve.
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