JPH11167047A - 光半導体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で容易に実装でき且つレンズ系を容易に
高精度で調心できるレセプタクル型光半導体モジュール
を提供する。 【解決手段】 光半導体素子を収容する外囲器、及び、
フェルールが挿入されるスリーブを保持し光軸が通る穴
を有するレセプタクルを具え、この穴には、フェルール
の先端位置を決定するための中央部に開口を有するスト
ッパーが設けられる。この開口のフェルールに当接する
面と反対の面がテーパー状に形成される。外囲器とレセ
プタクルとの間には、光学レンズ及び光学部品を保持す
る第１ホルダーを保持する第２ホルダーが接続されてい
る。第１ホルダーがその外側に突起を具え、第２ホルダ
ーがスリットを具え、該突起が該スリット中を光軸方向
に微動する微動調整機構を具えることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体素子及び
アイソレータ等の光部品を内蔵し、光通信システム等で
使用されるレセプタクル型光半導体モジュールに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の光半導体モジュールのう
ち、光学レンズ及びアイソレータ等の光学部品を具えた
モジュールの一例としては、特開平９−１７８９８６号
公報に開示されているピグテール型モジュールがある。
これは、光ファイバの光軸方向（Ｚ軸方向）の移動によ
る調心及びホルダーのＸ及びＹ方向の移動による調心に
よって、光半導体素子（例えばＤＦＢレーザ等）から出
射した光が第１の光レンズ、光透過ガラス、アイソレー
タ及び第２の光レンズを経て光ファイバ用フェルール端
面で光結合されるものである。

【０００３】一方、レセプタクル型光半導体モジュール
の一例としては、特公平７−１１７６２５号公報に開示
されているモジュール構造がある。これは、光半導体素
子及び光レンズを保持するホルダー並びにレセプタクル
から構成され、レセプタクルに嵌合されるフェルールの
ストッパーにガラススペーサを用いており、光半導体素
子から出射した光が、光レンズ及びガラススペーサを経
てガラススペーサ一端面近傍でフェルール先端と光結合
する構成になっている。この場合は、光半導体素子を収
容するケース又は光レンズを保持するホルダーを移動す
ることによってＸ及びＹ方向の調心が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ピグテール型光半導体モジュールの構成では、光ファイ
バの光軸方向（Ｚ軸方向）の調心を行う機構が具えられ
ていないため、高精度の光結合が不可能であり、これに
加えて、光ファイバが付属しているために、小型で実装
し易いモジュールを実現することができない。一方、上
記レセプタクル型光半導体モジュールの場合には、ガラ
ススペーサがホルダーとレセプタクルとの間にあるた
め、Ｘ及びＹ方向の調心も難しい。これを可能にするよ
うにガラススペーサをホルダー内にのみ配置すると、ガ
ラススペーサの端面とフェルールとの光結合が困難にな
る。アイソレータ又は２レンズ系の光学系を具え、高精
度の調心が必要な光通信用光半導体モジュールにこのよ
うな構造をそのまま適用することはできない。

【０００５】従って、本発明は上記のような欠点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、小型
で容易に実装でき且つレンズ系を容易に高精度で調心で
き、アイソレータを内蔵することができるレセプタクル
型光半導体モジュールを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光半導体モジュ
ールは、上記の目的を達成するため、 光半導体素子を
内部に収容し且つ外気から保護し光半導体素子からの出
射光を透過する光透過窓を具え且つ気密構造を有する外
囲器、及び、ハウジングと、第１の面が該ハウジングの
一端に固定され中央部に穴を有する蓋状のスリーブ保持
部材と、該ハウジングの内部に位置し且つ光半導体素子
の光軸と一致してフェルールが嵌合できるように前記ス
リーブ保持部材に固定されたスリーブとを有するレセプ
タクルを具える光半導体モジュールにおいて、前記スリ
ーブに嵌合されるフェルールの先端位置を決定するため
に前記スリーブ保持部材の中央部の穴に固定され、中央
部が開口し且つ該開口のフェルールに当接する面の反対
の面がテーパー状に形成されたストッパー、第２ホルダ
ー内に位置し且つ光学レンズ及び光学部品を保持する第
１ホルダー、及び、前記第１ホルダーを保持し、両端が
それぞれ前記外囲器の光透過窓を具える面及び前記スリ
ーブ保持部材の第２の面に固定される第２ホルダーを具
備する。

【０００７】本発明の光半導体モジュールにおいては、
更に、前記第１ホルダーがその外側に１以上の突起を具
え、第２ホルダーが１以上のスリットを具え、該突起が
該スリット中を光軸方向に移動することを可能にする微
動調整機構を具備することが望ましい。

【０００８】このような本発明の光半導体モジュールに
よれば、レセプタクルに嵌合されるフェルールの先端部
の周囲部分がストッパーの開口に接触することによっ
て、その位置が正確に決まる。更に、第１ホルダーに設
けられた突起を第２ホルダーのスリット内で微動して光
半導体素子のＺ軸方向の位置を調整できるようにしてお
けば、光学系の光軸方向の調心を正確に行うことができ
る。従って、光半導体素子から出射した光は、外囲器内
のレンズでコリメートされた後、光透過ガラス、アイソ
レータ及び第１ホルダー内のレンズを経て、レセプタク
ルに嵌合されるフェルールの先端に高精度に光結合され
る。フェルールのＺ軸に直交する方向（Ｘ軸及びＹ軸）
の調心は、外囲器と第２ホルダーとの間又は第２ホルダ
ーとレセプタクルとの間で容易に行われる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の光半導
体モジュールの実施例を説明する。図は、本発明の光半
導体モジュールの実施例を示す図であり、図１は全体の
側面断面図、図２は図１のＡ−Ｂ位置での平面断面図、
図３は図１のＣ方向から見たＤの部分の部分側面図、図
４は光結合状態を説明する図である。

【００１０】この実施例においては、図１に示すよう
に、光半導体モジュールは外囲器18、第２ホルダー10及
びレセプタクル５の各部分から構成される。外囲器18
は、半導体冷却素子17上に搭載されたレンズ15及び光半
導体素子16を内蔵し、光透過ガラス14によって気密に封
止されている。第２ホルダー10の内部には第１ホルダー
８が収められており、第１ホルダー８にはレンズ６及び
アイソレータ７が内蔵され、且つ外側に突起９が設けら
れている。レセプタクル５の筒状ハウジング１の一端に
固定されたスリーブ保持部材４の第１の面にはスリーブ
２が固定され、その中央部の穴にはストッパー３が固定
されている。

【００１１】更に、第２図及び第３図に示すように、第
２ホルダー10には第１ホルダー８の突起９を収容するス
リット11が設けられ、突起９がこのスリット11内を矢印
12の方向に精密に微動できるように構成される。図４に
示すように、光半導体素子16から出射した光はレンズ15
でコリメートされた後、光透過ガラス14及びアイソレー
タ７を経てレンズ６により位置20で結像する。この位置
20とストッパー３及びスリーブ２によってその位置が決
められたフェルール19の先端との距離をδとすれば、こ
のδを零にするように、上記の微動機構により、レンズ
６及びアイソレータ７のＺ軸方向を精密に調整する。

【００１２】この実施例の光半導体モジュールの製作は
次のようにして行われた。予め光半導体素子16から出射
する光をレンズ15でコリメートした状態で、治具を用い
て外囲器18のフランジ面13に直交するように光半導体素
子16を半田により固定する。第２ホルダー10内には第１
ホルダー８を装着した状態で、第２ホルダー10を外囲器
18のフランジ面13に仮固定すると共に、光ファイバが接
続されているフェルールが装着されたレセプタクル５を
第２ホルダー10に仮固定する。次に、治具を用いてレン
ズ15からのコリメートされた光がフェルールの端面の一
点に光結合するようにＸ、Ｙ及びＺ方向の精密な調心を
行う。最後に、第２ホルダー10と外囲器18との間及び第
２ホルダー10とレセプタクル５との間をＹＡＧ溶接によ
り固定する。この結果、光半導体素子16から出射する光
が、フェルールの端面の一点に、結合損失１．２ｄＢ以
内で光結合していることが確認された。

【００１３】以上、本発明の光半導体モジュールについ
て、光を発する半導体レーザを用いた例を説明したが、
光を受信する光検出器を用いる場合においても、同様に
本発明を適用できることは勿論である。この場合にはア
イソレータを用いなくてもよい。また、光透過ガラスを
用いずに本発明の光半導体モジュールを構成することも
できる。更に、ホルダーの外形を断面が角形形状として
説明したが、断面が円形の形状等の他の形状であっても
本発明の効果は変わらない。

【００１４】

【発明の効果】本発明の光半導体モジュールによれば、
レセプタクルに嵌合されるフェルールの先端部が開口を
有するストッパーで正確に位置決めされ、Ｘ及びＹ軸方
向の調心の自由度を保持しながら、第１ホルダーに設け
られた突起が第２ホルダーに設けられたスリット内をス
ライドすることによって容易に精密なＺ軸方向の調心を
行うことができるので、光半導体素子から出射する光と
レセプタクルに嵌合されるフェルールとの高精度の光結
合が容易に達成される。従って、本発明によれば小型で
実装が容易なレセプタクル型光半導体モジュールが得ら
れる利点があり、これにより、本発明の光半導体モジュ
ールは、調心作業が容易であり、製造歩留りが向上し、
低コスト化が期待できる等、光産業界への貢献は極めて
大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体の側面断面図である。

【図２】図１のＡ−Ｂ位置での平面断面図である。

【図３】図１のＣ方向から見たＤの部分の部分側面図で
ある。

【図４】光結合状態を説明する図である。

【符号の説明】

１ 筒状ハウジング ２ スリーブ ３ ストッパー ４ スリーブ保持部材 ５ レセプタクル ６ レンズ ７ アイソレータ ８ 第１ホルダー ９ 突起 １１ スリット １０ 第２ホルダー １２ 矢印 １３ フランジ面 １４ 光透過ガラス １５ レンズ １６ 光半導体素子 １７ 半導体冷却素子 １８ 外囲器 １９ フェルール ２０ 結像位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光半導体素子、 光半導体素子を内部に収容し且つ外気から保護し光半導
   体素子からの出射光を透過する光透過窓を具え且つ気密
   構造を有する外囲器、及び、 ハウジングと、第１の面が該ハウジングの一端に固定さ
   れ中央部に穴を有する蓋状のスリーブ保持部材と、該ハ
   ウジングの内部に位置し且つ光半導体素子の光軸と一致
   してフェルールが嵌合できるように前記スリーブ保持部
   材に固定されたスリーブとを有するレセプタクルを具え
   る光半導体モジュールにおいて、 前記スリーブに嵌合されるフェルールの先端位置を決定
   するために前記スリーブ保持部材の中央部の穴に固定さ
   れ、中央部が開口し且つ該開口のフェルールに当接する
   面の反対の面がテーパー状に形成されたストッパー、 第２ホルダー内に位置し且つ光学レンズ及び光学部品を
   保持する第１ホルダー、及び前記第１ホルダーを保持
   し、両端が、それぞれ、前記外囲器の光透過窓を具える
   面及び前記スリーブ保持部材の第２の面に固定される第
   ２ホルダーを具備し、前記スリーブに嵌合するフェルー
   ル、光学レンズ、光学部品及び光半導体素子が高精度で
   光結合するように構成されることを特徴とする光半導体
   モジュール。
2. 【請求項２】 前記第１ホルダーがその外側に１以上の
   突起を具え、第２ホルダーが１以上のスリットを具え、
   該突起が該スリット中を光軸方向に移動することを可能
   にする微動調整機構を具備することを特徴とする請求項
   １に記載の光半導体モジュール。