JPH11190812A - 双方向光素子モジュール - Google Patents
双方向光素子モジュールInfo
- Publication number
- JPH11190812A JPH11190812A JP35864097A JP35864097A JPH11190812A JP H11190812 A JPH11190812 A JP H11190812A JP 35864097 A JP35864097 A JP 35864097A JP 35864097 A JP35864097 A JP 35864097A JP H11190812 A JPH11190812 A JP H11190812A
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- JP
- Japan
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- optical
- substrate
- lens
- element module
- light receiving
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- Pending
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構造で製造工程の簡略な双方向光素子モ
ジュールを得る。 【解決手段】基板１１上に形成した溝１２に光ファイバ
２１を載置し、該光ファイバ２１の光軸上となる基板１
１上に、レンズ２２と光分岐器２３を備え、該光分岐器
２３によって分岐する光軸上に発光素子２６と受光素子
２４を配置して双方向光素子モジュールを構成する。
ジュールを得る。 【解決手段】基板１１上に形成した溝１２に光ファイバ
２１を載置し、該光ファイバ２１の光軸上となる基板１
１上に、レンズ２２と光分岐器２３を備え、該光分岐器
２３によって分岐する光軸上に発光素子２６と受光素子
２４を配置して双方向光素子モジュールを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号と電気信号
を双方向に変換するために用いる双方向光素子モジュー
ルに関する。
を双方向に変換するために用いる双方向光素子モジュー
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、使用されている双方向光素子
モジュールは、図７に概略を示すように、パッケージ３
１に、光信号の入出力のための光ファイバ２１と、光信
号を分岐するための光分岐器２３と、受光素子２４及び
発光素子２６を備えてなるものであり、光ファイバ２
１、受光素子２４、発光素子２６のそれぞれの直前にレ
ンズ２２をそれぞれ備えている。
モジュールは、図７に概略を示すように、パッケージ３
１に、光信号の入出力のための光ファイバ２１と、光信
号を分岐するための光分岐器２３と、受光素子２４及び
発光素子２６を備えてなるものであり、光ファイバ２
１、受光素子２４、発光素子２６のそれぞれの直前にレ
ンズ２２をそれぞれ備えている。
【０００３】いま、光ファイバ２１より導入した光信号
は光分岐器２３で反射して受光素子２４で受光し、一
方、発光素子２６から出射した光信号は光分岐器２３を
通過して光ファイバ２１より導出するようになってい
る。
は光分岐器２３で反射して受光素子２４で受光し、一
方、発光素子２６から出射した光信号は光分岐器２３を
通過して光ファイバ２１より導出するようになってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の双方
向光素子モジュールでは、製造時に、受光素子２４と発
光素子２６を正確に位置合わせして取り付ける工程が非
常に煩雑であった。
向光素子モジュールでは、製造時に、受光素子２４と発
光素子２６を正確に位置合わせして取り付ける工程が非
常に煩雑であった。
【０００５】即ち、この工程では、モニター光を出射し
ながら、受光素子２４又は発光素子２６を微妙に移動さ
せ、その結合効率が最大となる位置で接合する必要があ
り、この工程は時間がかかるだけでなく、熟練した技術
が必要であるという不都合があった。
ながら、受光素子２４又は発光素子２６を微妙に移動さ
せ、その結合効率が最大となる位置で接合する必要があ
り、この工程は時間がかかるだけでなく、熟練した技術
が必要であるという不都合があった。
【０００６】一方、近年、このような光素子の位置合わ
せ作業を簡略化するために、シリコン製の基板上に光素
子と光ファイバを載置するようにしたパッシブアライメ
ントによる光素子モジュールも開発されている。しか
し、この光素子モジュールを双方向とするためには、光
信号を分岐するために導波路を用いる必要があり、構造
が複雑になってしまうという不都合があった。
せ作業を簡略化するために、シリコン製の基板上に光素
子と光ファイバを載置するようにしたパッシブアライメ
ントによる光素子モジュールも開発されている。しか
し、この光素子モジュールを双方向とするためには、光
信号を分岐するために導波路を用いる必要があり、構造
が複雑になってしまうという不都合があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、シリコ
ン製の基板に形成した溝に光ファイバを載置し、該光フ
ァイバの光軸上となる基板上に、レンズと光分岐器を備
え、該光分岐器によって分岐する光軸上に発光素子と受
光素子を配置して双方向光素子モジュールを構成したこ
とを特徴とする。
ン製の基板に形成した溝に光ファイバを載置し、該光フ
ァイバの光軸上となる基板上に、レンズと光分岐器を備
え、該光分岐器によって分岐する光軸上に発光素子と受
光素子を配置して双方向光素子モジュールを構成したこ
とを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、上記レンズ及び光分岐器
が、基板に形成した凹部に配置されていることを特徴と
する。
が、基板に形成した凹部に配置されていることを特徴と
する。
【０００９】即ち、本発明は、シリコンの基板を用いた
パッシブアライメントによる光素子モジュールにおい
て、基板上にレンズを配置して集光光学系とすることに
より、光分岐器を用いて双方向の光素子モジュールとで
きるようにしたものである。また、上記レンズ、光分岐
器は、シリコンの基板上に予め形成した凹部に配置する
ことによって、自動的に位置合わせすることができ、容
易に製造することができる。
パッシブアライメントによる光素子モジュールにおい
て、基板上にレンズを配置して集光光学系とすることに
より、光分岐器を用いて双方向の光素子モジュールとで
きるようにしたものである。また、上記レンズ、光分岐
器は、シリコンの基板上に予め形成した凹部に配置する
ことによって、自動的に位置合わせすることができ、容
易に製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
って説明する。
って説明する。
【００１１】図１に示す光素子モジュールは、基板１１
上に、光ファイバ２１、レンズ２２、光分岐器２３、受
光素子２４を載置し、また発光素子２６を載置した別の
基板１９を接合してなるものである。
上に、光ファイバ２１、レンズ２２、光分岐器２３、受
光素子２４を載置し、また発光素子２６を載置した別の
基板１９を接合してなるものである。
【００１２】図２に基板１１のみの平面図を示すよう
に、この基板１１の表面には、断面がＶ字状の溝１２を
備え、この溝１２の延長線状に連続して、側面が斜面状
の凹部１３を備えている。また、この凹部１３に連続し
て、直角に曲がった位置に凹部１５を備えており、上記
直角に曲がる部分に斜め方向に伸びる溝１４を備えてい
る。
に、この基板１１の表面には、断面がＶ字状の溝１２を
備え、この溝１２の延長線状に連続して、側面が斜面状
の凹部１３を備えている。また、この凹部１３に連続し
て、直角に曲がった位置に凹部１５を備えており、上記
直角に曲がる部分に斜め方向に伸びる溝１４を備えてい
る。
【００１３】なお、基板１１の材質は、シリコン、セラ
ミックス、ガラス等、さまざまなものを用いることがで
きるが、後述するようにシリコンを用いれば、異方性エ
ッチングによって、容易にＶ溝や斜面を形成することが
でき、好適である。
ミックス、ガラス等、さまざまなものを用いることがで
きるが、後述するようにシリコンを用いれば、異方性エ
ッチングによって、容易にＶ溝や斜面を形成することが
でき、好適である。
【００１４】上記溝１２、凹部１３は、例えばシリコン
の基板１１に異方性エッチングを施すことによって、所
定角度（５２．５°）の傾きを持った斜面を形成する。
一方、溝１４は機械加工等で形成し、その断面は角形状
となっている。なお、凹部１５の形成については、異方
性エッチング又は機械加工のいずれでも良い。
の基板１１に異方性エッチングを施すことによって、所
定角度（５２．５°）の傾きを持った斜面を形成する。
一方、溝１４は機械加工等で形成し、その断面は角形状
となっている。なお、凹部１５の形成については、異方
性エッチング又は機械加工のいずれでも良い。
【００１５】このようにして得られた基板１１に対し、
Ｖ字状の溝１２上に光ファイバ２１を載置すれば正確に
位置合わせすることができ、この状態で接着剤等で固定
する。また、図１（ｂ）に示すように、凹部１３上にボ
ール状のレンズ２２を載置すれば、凹部１３の斜面にレ
ンズ２２が当接することによって正確に位置合わせする
ことができる。なお、このレンズ２２は、光ファイバ２
１からの出射光及び発光素子２６からの出射光を集光さ
せるものである。
Ｖ字状の溝１２上に光ファイバ２１を載置すれば正確に
位置合わせすることができ、この状態で接着剤等で固定
する。また、図１（ｂ）に示すように、凹部１３上にボ
ール状のレンズ２２を載置すれば、凹部１３の斜面にレ
ンズ２２が当接することによって正確に位置合わせする
ことができる。なお、このレンズ２２は、光ファイバ２
１からの出射光及び発光素子２６からの出射光を集光さ
せるものである。
【００１６】また、溝１４には、光分岐器２３を載置
し、固定してある。この光分岐器２３とは、光信号を一
定比率で複数に分岐するもの、又は光信号を波長に応じ
て分岐するものである。例えば、ガラス等の透明体の表
面に薄膜フィルタを形成しておき、一定波長の光信号は
反射し、他の波長の光信号は透過するようにしたものを
用いる。あるいは、ビームスプリッタ等を用いることも
できる。この光分岐器２３は、溝１４内に固定され、上
記光ファイバ２１の光軸に対して約４５°の角度で傾い
ている。
し、固定してある。この光分岐器２３とは、光信号を一
定比率で複数に分岐するもの、又は光信号を波長に応じ
て分岐するものである。例えば、ガラス等の透明体の表
面に薄膜フィルタを形成しておき、一定波長の光信号は
反射し、他の波長の光信号は透過するようにしたものを
用いる。あるいは、ビームスプリッタ等を用いることも
できる。この光分岐器２３は、溝１４内に固定され、上
記光ファイバ２１の光軸に対して約４５°の角度で傾い
ている。
【００１７】さらに、受光素子２４は、フォトダイオー
ド等の光信号を受光して電気信号に変換する素子であ
り、チップキャリア２５に搭載され、このチップキャリ
ア２５が基板１１の凹部１５に載置されて固定されてい
る。なお、この光素子２４は、光ファイバ２１から出射
し光分岐器２３で反射した光信号が入射する位置に配置
してある。
ド等の光信号を受光して電気信号に変換する素子であ
り、チップキャリア２５に搭載され、このチップキャリ
ア２５が基板１１の凹部１５に載置されて固定されてい
る。なお、この光素子２４は、光ファイバ２１から出射
し光分岐器２３で反射した光信号が入射する位置に配置
してある。
【００１８】一方、別の基板１９上にはレーザダイオー
ド等の発光素子２６と、これのモニター用のフォトダイ
オード等の受光素子２７を搭載するとともに、各素子の
電極２８、２９を備えている。そして、上記発光素子２
６から出射した光信号が光分岐器２３を通過して光ファ
イバ２１に入射するように、上記基板１９を基板１１の
側面に接合してある。
ド等の発光素子２６と、これのモニター用のフォトダイ
オード等の受光素子２７を搭載するとともに、各素子の
電極２８、２９を備えている。そして、上記発光素子２
６から出射した光信号が光分岐器２３を通過して光ファ
イバ２１に入射するように、上記基板１９を基板１１の
側面に接合してある。
【００１９】なお、この基板１９はステンレス等の材質
で形成されており、ＹＡＧ熔接によって、基板１１と接
合する。
で形成されており、ＹＡＧ熔接によって、基板１１と接
合する。
【００２０】このような光素子モジュールでは、光ファ
イバ２１より導入した光信号は、レンズで集光され、光
分岐器２３で反射して受光素子２４に入射し、電気信号
に変換される。一方、発光素子２６から出射した光信号
は光分岐器２３を通過してレンズ２２で集光され、光フ
ァイバ２１より外部に導出され、双方向の光素子モジュ
ールとすることができる。また、発光素子２６から出射
される光信号は受光素子２７によってモニターすること
ができる。
イバ２１より導入した光信号は、レンズで集光され、光
分岐器２３で反射して受光素子２４に入射し、電気信号
に変換される。一方、発光素子２６から出射した光信号
は光分岐器２３を通過してレンズ２２で集光され、光フ
ァイバ２１より外部に導出され、双方向の光素子モジュ
ールとすることができる。また、発光素子２６から出射
される光信号は受光素子２７によってモニターすること
ができる。
【００２１】また、上記シリコン製の基板１１に、予め
高精度に溝１２、凹部１３、溝１４、凹部１５を形成し
ておくことによって、光ファイバ２１、レンズ２２、光
分岐器２３、受光素子２４をそれぞれ基板１１上の所定
位置に載置して固定するだけで自動的に位置合わせを行
うことができ、簡単な工程で高精度に製造することがで
きる。
高精度に溝１２、凹部１３、溝１４、凹部１５を形成し
ておくことによって、光ファイバ２１、レンズ２２、光
分岐器２３、受光素子２４をそれぞれ基板１１上の所定
位置に載置して固定するだけで自動的に位置合わせを行
うことができ、簡単な工程で高精度に製造することがで
きる。
【００２２】なお、発光素子２６を搭載した基板１９は
後から接合するため、この基板１９の接合時には位置合
わせ作業が必要となるが、一方の素子のみであるため、
従来例に比べて格段に製造工程を簡略化できる。
後から接合するため、この基板１９の接合時には位置合
わせ作業が必要となるが、一方の素子のみであるため、
従来例に比べて格段に製造工程を簡略化できる。
【００２３】このように、本発明の光素子モジュール
は、レンズ２２を備えて集光光学系とした点が重要であ
る。即ち、一般的なパッシブアライメント型の光素子モ
ジュールでは、レンズを備えておらず光信号が拡散する
ため、光ファイバと光素子との距離を大きくすることが
できず、両者の間に光分岐器を介在させたい場合は、導
波路等を用いる必要があり、かえって複雑な構造とする
しかなかった。これに対し、本発明では、パッシビアラ
イメント型の光モジュールにおいて、レンズを備えて集
光光学系とすることにより、導波路等を用いることな
く、簡単に双方向モジュールとできるようにしたのであ
る。
は、レンズ２２を備えて集光光学系とした点が重要であ
る。即ち、一般的なパッシブアライメント型の光素子モ
ジュールでは、レンズを備えておらず光信号が拡散する
ため、光ファイバと光素子との距離を大きくすることが
できず、両者の間に光分岐器を介在させたい場合は、導
波路等を用いる必要があり、かえって複雑な構造とする
しかなかった。これに対し、本発明では、パッシビアラ
イメント型の光モジュールにおいて、レンズを備えて集
光光学系とすることにより、導波路等を用いることな
く、簡単に双方向モジュールとできるようにしたのであ
る。
【００２４】なお、上記光素子モジュールは、例えば、
図３に示すようなリード端子３２を備えたパッケージ３
１内に収容され、受光素子２４、発光素子２６、及びモ
ニター用の受光素子２７と、各リード端子３２の間をワ
イヤ３３で接続し、蓋体（不図示）で気密封止した状態
で用いられる。
図３に示すようなリード端子３２を備えたパッケージ３
１内に収容され、受光素子２４、発光素子２６、及びモ
ニター用の受光素子２７と、各リード端子３２の間をワ
イヤ３３で接続し、蓋体（不図示）で気密封止した状態
で用いられる。
【００２５】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００２６】図４に示す光素子モジュールは、図１に示
すものと同様であるが、発光素子２６とモニター用の受
光素子２７も基板１１上に載置したものである。
すものと同様であるが、発光素子２６とモニター用の受
光素子２７も基板１１上に載置したものである。
【００２７】即ち、図５に示すように、予め基板１１上
に、前記実施形態と同様に、溝１２、１４、凹部１３、
１５を形成し、さらに、発光素子２６とモニター用の受
光素子２７の載置箇所にそれぞれの電極２８、２９をメ
タライズにより形成しておく。そして、図４に示すよう
に、基板１１上に、光ファイバ２１、レンズ２２、光分
岐器２３、受光素子２４を載置するとともに、同じ基板
１１上に発光素子２６とモニター用の受光素子２７も載
置し、それぞれの電極との間でワイヤボンディングした
ものである。
に、前記実施形態と同様に、溝１２、１４、凹部１３、
１５を形成し、さらに、発光素子２６とモニター用の受
光素子２７の載置箇所にそれぞれの電極２８、２９をメ
タライズにより形成しておく。そして、図４に示すよう
に、基板１１上に、光ファイバ２１、レンズ２２、光分
岐器２３、受光素子２４を載置するとともに、同じ基板
１１上に発光素子２６とモニター用の受光素子２７も載
置し、それぞれの電極との間でワイヤボンディングした
ものである。
【００２８】このような光素子モジュールでは、全ての
素子、部品が１枚の基板１１上に載置されるため、予め
基板１１上の溝１２、１４、凹部１３、１５、電極２
８、２９を正確に形成しておけば、それぞれの箇所に各
素子、部品を載置するだけで自動的に位置合わせを行う
ことができ、製造工程を非常に簡略化することができ
る。
素子、部品が１枚の基板１１上に載置されるため、予め
基板１１上の溝１２、１４、凹部１３、１５、電極２
８、２９を正確に形成しておけば、それぞれの箇所に各
素子、部品を載置するだけで自動的に位置合わせを行う
ことができ、製造工程を非常に簡略化することができ
る。
【００２９】なお、以上の実施形態では１個のレンズ２
２を凹部１３に備えたが、２乃至３個のレンズをそれぞ
れの凹部に備えることもできる。
２を凹部１３に備えたが、２乃至３個のレンズをそれぞ
れの凹部に備えることもできる。
【００３０】このような光素子モジュールは、例えば、
図６に示すようなリード端子３２を備えたパッケージ３
１内に収容され、受光素子２４、発光素子２６、及びモ
ニター用の受光素子２７と、各リード端子３２の間をワ
イヤ３３で接続し、蓋体（不図示）で気密封止した状態
で用いられる。
図６に示すようなリード端子３２を備えたパッケージ３
１内に収容され、受光素子２４、発光素子２６、及びモ
ニター用の受光素子２７と、各リード端子３２の間をワ
イヤ３３で接続し、蓋体（不図示）で気密封止した状態
で用いられる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、基板上に形成した溝に
光ファイバを載置し、該光ファイバの光軸上となる基板
上に、レンズと光分岐器を備え、該光分岐手段によって
分岐する光軸上に発光素子と受光素子を配置して双方向
光素子モジュールを構成したことによって、導波路等を
用いることなく簡単な構造で双方向光素子モジュールを
形成することができる。
光ファイバを載置し、該光ファイバの光軸上となる基板
上に、レンズと光分岐器を備え、該光分岐手段によって
分岐する光軸上に発光素子と受光素子を配置して双方向
光素子モジュールを構成したことによって、導波路等を
用いることなく簡単な構造で双方向光素子モジュールを
形成することができる。
【００３２】しかも、上記レンズ及び光分岐器を、基板
に形成した凹部に配置することによって、予め基板を正
確に形成しておけば、各素子や部品を載置するだけで自
動的に位置合わせすることができ、製造工程を非常に簡
略化することができる。
に形成した凹部に配置することによって、予め基板を正
確に形成しておけば、各素子や部品を載置するだけで自
動的に位置合わせすることができ、製造工程を非常に簡
略化することができる。
【図１】（ａ）は本発明の双方向光素子モジュールを示
す平面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。
す平面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明の双方向光素子モジュールに用いる基板
の平面図である。
の平面図である。
【図３】本発明の双方向光素子モジュールを収容したパ
ッケージを示す平面図である。
ッケージを示す平面図である。
【図４】本発明の双方向光素子モジュールの他の実施形
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図５】図４の双方向光素子モジュールに用いる基板の
平面図である。
平面図である。
【図６】図４の双方向光素子モジュールを収容したパッ
ケージを示す平面図である。
ケージを示す平面図である。
【図７】従来の双方向光素子モジュールを示す概略図で
ある。
ある。
１１：基板 １２：溝 １３：凹部 １４：溝 １５：凹部 ２１：光ファイバ ２２：レンズ ２３：光分岐器 ２４：光素子 ２５：チップキャリア ２６：発光素子 ２７：受光素子 ２８：電極 ２９：電極
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に形成した溝に光ファイバを載置
し、該光ファイバの光軸上となる基板上に、レンズと光
分岐器を備え、該光分岐器によって分岐する光軸上に発
光素子と受光素子を配置してなる双方向光素子モジュー
ル。 - 【請求項２】上記レンズ及び光分岐器が、基板に形成し
た凹部に配置されていることを特徴とする請求項１記載
の双方向モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35864097A JPH11190812A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 双方向光素子モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35864097A JPH11190812A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 双方向光素子モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190812A true JPH11190812A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18460361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35864097A Pending JPH11190812A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 双方向光素子モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11190812A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004019417A1 (ja) * | 2002-07-12 | 2004-03-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 受光素子モジュール |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35864097A patent/JPH11190812A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004019417A1 (ja) * | 2002-07-12 | 2004-03-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 受光素子モジュール |
| US7209610B2 (en) | 2002-07-12 | 2007-04-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Photoreceptor device module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050301 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050628 |