JPH11307869A - アレイ光素子モジュール - Google Patents
アレイ光素子モジュールInfo
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- JPH11307869A JPH11307869A JP11175098A JP11175098A JPH11307869A JP H11307869 A JPH11307869 A JP H11307869A JP 11175098 A JP11175098 A JP 11175098A JP 11175098 A JP11175098 A JP 11175098A JP H11307869 A JPH11307869 A JP H11307869A
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- Japan
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- array
- coupling guide
- module
- planar
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 面型光素子の配列密度が高く、かつ面型光素
子と光ファイバとの位置合わせが容易な構成を備えたア
レイ光素子モジュールを提供する。 【解決手段】 本アレイ光素子モジュール１０は、面型
アレイ光素子を備えたモジュール基板１２と、モジュー
ル基板１２と結合されるファイバ固定用ブロック１４
と、ファイバ固定用ブロックの光ファイバ挿入孔に挿入
された光ファイバ１６とを有する。モジュール基板は、
基板面上の正六角形メッシュ配列の各正六角形の中心及
び各頂点に設けられた面型光素子１８からなる面型アレ
イ光素子と、１個の面型光素子の中心軸上の基板面側に
設けられた大突起２２及び小突起２３とを備える。ファ
イバ固定用ブロックは、面型光素子に対応して設けられ
た光ファイバ挿入孔２４と大突起に対応して設けられた
大ガイド孔２６及び小ガイド孔２７とを備え、それぞ
れ、突起とガイド孔とを嵌合させて、モジュール基板に
結合される。
子と光ファイバとの位置合わせが容易な構成を備えたア
レイ光素子モジュールを提供する。 【解決手段】 本アレイ光素子モジュール１０は、面型
アレイ光素子を備えたモジュール基板１２と、モジュー
ル基板１２と結合されるファイバ固定用ブロック１４
と、ファイバ固定用ブロックの光ファイバ挿入孔に挿入
された光ファイバ１６とを有する。モジュール基板は、
基板面上の正六角形メッシュ配列の各正六角形の中心及
び各頂点に設けられた面型光素子１８からなる面型アレ
イ光素子と、１個の面型光素子の中心軸上の基板面側に
設けられた大突起２２及び小突起２３とを備える。ファ
イバ固定用ブロックは、面型光素子に対応して設けられ
た光ファイバ挿入孔２４と大突起に対応して設けられた
大ガイド孔２６及び小ガイド孔２７とを備え、それぞ
れ、突起とガイド孔とを嵌合させて、モジュール基板に
結合される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ光素子モジ
ュールに関し、更に詳細には、面型光素子と光ファイバ
との光結合が容易な構成を備えたアレイ光素子モジュー
ル、特にいわゆる光通信、光インターコネクション領域
等に適用できるアレイ光素子モジュールに関するもので
ある。
ュールに関し、更に詳細には、面型光素子と光ファイバ
との光結合が容易な構成を備えたアレイ光素子モジュー
ル、特にいわゆる光通信、光インターコネクション領域
等に適用できるアレイ光素子モジュールに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光通信技術の進展に伴い、光ファイバに
よる光通信方式は、公衆線通信や専用線通信の分野で
は、長距離高速通信の幹線系、き線系への導入がほぼ完
了し、現在、加入者系への導入が強く推進されている。
一方、コンピュータネットワークのＬＡＮ分野でも、光
化が進んでおり、機器同士を接続するいわゆるネットワ
ーク伝送路の光化から機器内配線領域の光化に進展しつ
つある。コンピュータネットワークのＬＡＮ分野での光
化の特色は、大容量の並列信号を並列多芯の光ファイバ
により高速で同時に伝送することである。このために、
多数個の半導体光素子、例えば面発光レーザ素子を同じ
平面に配列した面型アレイ光素子が開発されている。
よる光通信方式は、公衆線通信や専用線通信の分野で
は、長距離高速通信の幹線系、き線系への導入がほぼ完
了し、現在、加入者系への導入が強く推進されている。
一方、コンピュータネットワークのＬＡＮ分野でも、光
化が進んでおり、機器同士を接続するいわゆるネットワ
ーク伝送路の光化から機器内配線領域の光化に進展しつ
つある。コンピュータネットワークのＬＡＮ分野での光
化の特色は、大容量の並列信号を並列多芯の光ファイバ
により高速で同時に伝送することである。このために、
多数個の半導体光素子、例えば面発光レーザ素子を同じ
平面に配列した面型アレイ光素子が開発されている。
【０００３】面型アレイ光素子は、通常、基板面上に一
直線状で等間隔、又は基板面の二次元格子点に光素子を
配置した光素子のアレイ構造として、構成されている。
アレイ光素子の構成は、例えば、Electron Letters.,vo
l.32,pp1991-92,1996の“2Dalignment-free VCSEL arra
y module with push/pull fiber connector ”に記載さ
れている。アレイ光素子と光ファイバとを接続する際に
は、アレイ光素子を形成した基板をベース基板とし、フ
ァイバブロック等のコネクタを使って、ファイバをアレ
イ光素子に結合している。ファイバをアレイ光素子に結
合する際には、光学的にマーカを合わせる方法、ベース
基板又はコネクタの一方に設けた位置合わせ孔に他方の
位置合わせ突起を嵌め込む機械的な方法を、それぞれ、
単独で、或いは併用することにより、位置合わせを行っ
ている。ベース基板、コネクタ、コネクタを介してベー
ス基板のアレイ光素子に光結合された光ファイバアレイ
等を一体的に組み合わせてモジュール化したものをアレ
イ光素子モジュールと言う。
直線状で等間隔、又は基板面の二次元格子点に光素子を
配置した光素子のアレイ構造として、構成されている。
アレイ光素子の構成は、例えば、Electron Letters.,vo
l.32,pp1991-92,1996の“2Dalignment-free VCSEL arra
y module with push/pull fiber connector ”に記載さ
れている。アレイ光素子と光ファイバとを接続する際に
は、アレイ光素子を形成した基板をベース基板とし、フ
ァイバブロック等のコネクタを使って、ファイバをアレ
イ光素子に結合している。ファイバをアレイ光素子に結
合する際には、光学的にマーカを合わせる方法、ベース
基板又はコネクタの一方に設けた位置合わせ孔に他方の
位置合わせ突起を嵌め込む機械的な方法を、それぞれ、
単独で、或いは併用することにより、位置合わせを行っ
ている。ベース基板、コネクタ、コネクタを介してベー
ス基板のアレイ光素子に光結合された光ファイバアレイ
等を一体的に組み合わせてモジュール化したものをアレ
イ光素子モジュールと言う。
【０００４】ここで、図５を参照して、従来のアレイ光
素子モジュールの構成を説明する。図５は従来のアレイ
光素子モジュールの構成を説明する分解図である。従来
のアレイ光素子モジュール５０は、図５に示すように、
キャリア５２と、キャリア５２に結合されたファイバブ
ロック５４と、ファイバブロック５４に挿入されたテー
プファイバ状の光ファイバ５６とから構成されている。
キャリア５２は、アレイ光素子の取り扱いの便宜と、ア
レイ光素子で発生する熱を放熱する放熱板を兼ねた基板
であって、基板面の等間隔格子点毎に面発光レーザ素子
５８を備えるチップ６０をキャリア５２の上面に接合さ
せ、チップ６０の外側のキャリア周辺部にガイド孔６２
を有する。ファイバブロック５４は、面発光レーザ素子
５８を配置したキャリア５２の格子点に対応する位置に
ファイバ挿入孔６４を、キャリア５２のガイド孔６２に
対応する位置にガイドピン６６を備え、ファイバ挿入孔
６４に光ファイバ１６を挿入させている。
素子モジュールの構成を説明する。図５は従来のアレイ
光素子モジュールの構成を説明する分解図である。従来
のアレイ光素子モジュール５０は、図５に示すように、
キャリア５２と、キャリア５２に結合されたファイバブ
ロック５４と、ファイバブロック５４に挿入されたテー
プファイバ状の光ファイバ５６とから構成されている。
キャリア５２は、アレイ光素子の取り扱いの便宜と、ア
レイ光素子で発生する熱を放熱する放熱板を兼ねた基板
であって、基板面の等間隔格子点毎に面発光レーザ素子
５８を備えるチップ６０をキャリア５２の上面に接合さ
せ、チップ６０の外側のキャリア周辺部にガイド孔６２
を有する。ファイバブロック５４は、面発光レーザ素子
５８を配置したキャリア５２の格子点に対応する位置に
ファイバ挿入孔６４を、キャリア５２のガイド孔６２に
対応する位置にガイドピン６６を備え、ファイバ挿入孔
６４に光ファイバ１６を挿入させている。
【０００５】従来のアレイ光素子モジュール５０では、
キャリア５２に設けたガイド孔６２は、ファイバブロッ
ク５４と面発光レーザ素子５８との位置合わせ、即ち光
ファイバ５６と面発光レーザ素子５８との光結合のため
の位置合わせを行うものであるから、面発光レーザ素子
５８とガイド孔６２との位置合わせを精密に行うことが
必要である。そこで、ガイド孔６２を形成したキャリア
５２上に、面発光レーザ素子５８を備えたチップ６０
を、Ｘ、Ｙ方向の２次元で精密に位置合わせした上で、
ボンディングすることが必要である。一方、ファイバブ
ロック５４でも、ガイドピン６６とファイバ挿入孔６４
とを精密に位置合わせして形成することが必要である。
キャリア５２にファイバブロック５４を結合する際に
は、ファイバブロック５４のファイバ挿入孔６４にテー
プファイバの光ファイバ５６を挿入、固定した後、結合
するファイバブロック５４の結合面を研磨する。次い
で、ガイドピン６６をガイド孔６２に挿入して、キャリ
ア５２とファイバブロック５４とを結合し、必要であれ
ばその間を接着剤で接合する。これにより、面発光レー
ザ素子１４と光ファイバ１６と光学的に結合することが
できる。
キャリア５２に設けたガイド孔６２は、ファイバブロッ
ク５４と面発光レーザ素子５８との位置合わせ、即ち光
ファイバ５６と面発光レーザ素子５８との光結合のため
の位置合わせを行うものであるから、面発光レーザ素子
５８とガイド孔６２との位置合わせを精密に行うことが
必要である。そこで、ガイド孔６２を形成したキャリア
５２上に、面発光レーザ素子５８を備えたチップ６０
を、Ｘ、Ｙ方向の２次元で精密に位置合わせした上で、
ボンディングすることが必要である。一方、ファイバブ
ロック５４でも、ガイドピン６６とファイバ挿入孔６４
とを精密に位置合わせして形成することが必要である。
キャリア５２にファイバブロック５４を結合する際に
は、ファイバブロック５４のファイバ挿入孔６４にテー
プファイバの光ファイバ５６を挿入、固定した後、結合
するファイバブロック５４の結合面を研磨する。次い
で、ガイドピン６６をガイド孔６２に挿入して、キャリ
ア５２とファイバブロック５４とを結合し、必要であれ
ばその間を接着剤で接合する。これにより、面発光レー
ザ素子１４と光ファイバ１６と光学的に結合することが
できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のアレイ
光素子モジュールには、以下のような問題があった。第
１には、光素子及び光ファイバが、二次元平面上で正方
形状又は長方形状に配列された格子点上に配置されるた
め、光素子の配列密度は、上下左右ともテープファイバ
の標準間隔である例えば２５０μｍピッチにより制約さ
れて、それが限界となり、光素子の配列密度が低いとい
う問題があった。第２には、光素子と光ファイバとの位
置合わせ、即ち光素子とガイド孔との位置合わせ、或い
はガイドピンとファイバ挿入孔との位置合わせは、例え
ばシングルモードファイバの場合には、±１μｍ程度の
精度でＸ、Ｙ方向の二次元で独立に位置合わせを行って
おり、位置合わせ及びアライメントに非常に精密な技術
と高度の設備が必要であって、しかも時間がかかるの
で、アライメントコストが嵩むという問題があった。
光素子モジュールには、以下のような問題があった。第
１には、光素子及び光ファイバが、二次元平面上で正方
形状又は長方形状に配列された格子点上に配置されるた
め、光素子の配列密度は、上下左右ともテープファイバ
の標準間隔である例えば２５０μｍピッチにより制約さ
れて、それが限界となり、光素子の配列密度が低いとい
う問題があった。第２には、光素子と光ファイバとの位
置合わせ、即ち光素子とガイド孔との位置合わせ、或い
はガイドピンとファイバ挿入孔との位置合わせは、例え
ばシングルモードファイバの場合には、±１μｍ程度の
精度でＸ、Ｙ方向の二次元で独立に位置合わせを行って
おり、位置合わせ及びアライメントに非常に精密な技術
と高度の設備が必要であって、しかも時間がかかるの
で、アライメントコストが嵩むという問題があった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、面型光素子の配
列密度が高く、かつ面型光素子と光ファイバとの位置合
わせが容易な構成を備えたアレイ光素子モジュールを提
供することである。
列密度が高く、かつ面型光素子と光ファイバとの位置合
わせが容易な構成を備えたアレイ光素子モジュールを提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るアレイ光素子モジュールは、基板面上
の正三角形メッシュ配列の少なくとも一部複数個の正三
角形頂点に設けられた面型光素子からなる面型アレイ光
素子と、面型アレイ光素子中の１個の面型光素子の中心
軸上の基板面側に設けられた第１の結合用ガイドとを備
えたモジュール基板と、面型光素子に対応して設けられ
た光ファイバ挿入孔と、第１の結合用ガイドに対応して
設けられた第２の結合用ガイドとを備え、モジュール基
板に対面して配置され、第１の結合用ガイドと第２の結
合用ガイドとの係合によりモジュール基板に結合される
ファイバ固定用ブロックと、ファイバ固定用ブロックの
光ファイバ挿入孔に挿入された光ファイバとを備えてい
ることを特徴としている。
に、本発明に係るアレイ光素子モジュールは、基板面上
の正三角形メッシュ配列の少なくとも一部複数個の正三
角形頂点に設けられた面型光素子からなる面型アレイ光
素子と、面型アレイ光素子中の１個の面型光素子の中心
軸上の基板面側に設けられた第１の結合用ガイドとを備
えたモジュール基板と、面型光素子に対応して設けられ
た光ファイバ挿入孔と、第１の結合用ガイドに対応して
設けられた第２の結合用ガイドとを備え、モジュール基
板に対面して配置され、第１の結合用ガイドと第２の結
合用ガイドとの係合によりモジュール基板に結合される
ファイバ固定用ブロックと、ファイバ固定用ブロックの
光ファイバ挿入孔に挿入された光ファイバとを備えてい
ることを特徴としている。
【０００９】本発明の好適な実施態様では、面型光アレ
イ素子が、正六角形メッシュ状配列の各正六角形の中心
及び各頂点の少なくとも一部複数個上に配置されてい
る。また、面型光アレイ素子が、俵積み状の正三角形配
列で配置されている。
イ素子が、正六角形メッシュ状配列の各正六角形の中心
及び各頂点の少なくとも一部複数個上に配置されてい
る。また、面型光アレイ素子が、俵積み状の正三角形配
列で配置されている。
【００１０】モジュール基板が、第１の結合用ガイドに
加えて、少なくとも１個の別の結合用ガイドを面型光素
子上に備え、ファイバ固定用ブロックが第２の結合用ガ
イドに加えて、モジュール基板上の別の結合用ガイドに
対応する結合用ガイドを備えているようにしても良い。
好適には、第１の結合用ガイドが面型アレイ光素子の中
心の面型光素子上に設けられ、面型アレイ光素子の中心
以外に設けた結合用ガイドが、中心から等角度で二次元
平面内で伸びる放射線上で中心から等距離の点に配置さ
れている。更に好適には、アレイ光素子の中心以外に設
けた結合用ガイドが、中心から１２０°間隔で二次元平
面内で伸びる放射線上で中心から等距離の点に配置され
ている。
加えて、少なくとも１個の別の結合用ガイドを面型光素
子上に備え、ファイバ固定用ブロックが第２の結合用ガ
イドに加えて、モジュール基板上の別の結合用ガイドに
対応する結合用ガイドを備えているようにしても良い。
好適には、第１の結合用ガイドが面型アレイ光素子の中
心の面型光素子上に設けられ、面型アレイ光素子の中心
以外に設けた結合用ガイドが、中心から等角度で二次元
平面内で伸びる放射線上で中心から等距離の点に配置さ
れている。更に好適には、アレイ光素子の中心以外に設
けた結合用ガイドが、中心から１２０°間隔で二次元平
面内で伸びる放射線上で中心から等距離の点に配置され
ている。
【００１１】第１の結合用ガイド及び第２の結合用ガイ
ドの一方が、突起であって、他方が突起を嵌合させる孔
である。また、モジュール基板が、第１の結合用ガイド
に加えて、少なくとも１個の別の結合用ガイドを面型光
素子上に備える際には、第１の結合用ガイドが突起であ
れば、他の結合用ガイドより突起の高さが高く、第１の
結合用ガイドが孔であれば、他の結合用ガイドよりも孔
の深さが深い。
ドの一方が、突起であって、他方が突起を嵌合させる孔
である。また、モジュール基板が、第１の結合用ガイド
に加えて、少なくとも１個の別の結合用ガイドを面型光
素子上に備える際には、第１の結合用ガイドが突起であ
れば、他の結合用ガイドより突起の高さが高く、第１の
結合用ガイドが孔であれば、他の結合用ガイドよりも孔
の深さが深い。
【００１２】好適には、アレイ光素子は、半導体からな
るモジュール基板上にエピタキシャル成長させた面型光
素子積層構造を加工して所定配列で形成した面型光素子
のアレイ状集合か、又は半導体基板上にエピタキシャル
成長させた面型光素子積層構造を加工して所定配列で形
成した面型光素子のアレイ状集合をモジュール基板上に
移載したものである。
るモジュール基板上にエピタキシャル成長させた面型光
素子積層構造を加工して所定配列で形成した面型光素子
のアレイ状集合か、又は半導体基板上にエピタキシャル
成長させた面型光素子積層構造を加工して所定配列で形
成した面型光素子のアレイ状集合をモジュール基板上に
移載したものである。
【００１３】正三角形の頂点に個別の面型光素子を配置
することにより、全ての方向で隣接する面型光素子との
間隔が同一となり、点対称構成とすることができる。こ
の配列の場合に、面型光素子の配置密度が最も稠密にな
り、配置密度は最大とすることができ、使用する基板ス
ペースの面型光素子の配置効率を最も高くできる。
することにより、全ての方向で隣接する面型光素子との
間隔が同一となり、点対称構成とすることができる。こ
の配列の場合に、面型光素子の配置密度が最も稠密にな
り、配置密度は最大とすることができ、使用する基板ス
ペースの面型光素子の配置効率を最も高くできる。
【００１４】本発明のアレイ光素子モジュールでは、光
素子は、面型光素子である限り、発光素子でも受光素子
でも他の機能デバイスでも良い。また、面型光素子を構
成する材料にも限定は無い。更に、光ファイバもＳＭ
Ｆ、ＭＭＦ等にかかわらずＰＣＦ、ＰＯＦ等全ての光フ
ァイバに適用できる。また、ファイバ固定用ブロックと
モジュール基板との結合後に光ファイバを挿入、固定し
ても良く、また、予め光ファイバをファイバ固定用ブロ
ックに固定し、光ファイバを固定したファイバ固定用ブ
ロックとモジュール基板とを結合しても良い。
素子は、面型光素子である限り、発光素子でも受光素子
でも他の機能デバイスでも良い。また、面型光素子を構
成する材料にも限定は無い。更に、光ファイバもＳＭ
Ｆ、ＭＭＦ等にかかわらずＰＣＦ、ＰＯＦ等全ての光フ
ァイバに適用できる。また、ファイバ固定用ブロックと
モジュール基板との結合後に光ファイバを挿入、固定し
ても良く、また、予め光ファイバをファイバ固定用ブロ
ックに固定し、光ファイバを固定したファイバ固定用ブ
ロックとモジュール基板とを結合しても良い。
【００１５】光ファイバと面型光素子とを光結合させる
際には、先ず、第１の結合用ガイドと第２の結合用ガイ
ドとを位置合わせし、係合して回転中心とし、この係合
軸を回転中心としてモジュール基板とファイバ固定用ブ
ロックとを相互に回転することにより、回転方向のみの
調整で、面型光素子と光ファイバとの位置合わせを行
い、光結合することができる。従って、従来のアレイ光
素子モジュールのようにＸ、Ｙ二方向での複雑で精密な
調整を必要としなくなる。更に、この回転中心を通る直
線上の任意の面型光素子上に１個以上の結合用ガイドを
追加して設けることにより、回転中心を中心にしてこの
結合用ガイドを回転して対応する結合用ガイドに合わせ
るのみで、面型光素子と光ファイバとの位置合わせがで
きる。更に、第１の結合用ガイドを中心として点対称な
回転方向での均等角度位置に追加の結合用ガイドを設け
ることにより、位置合わせの精度が、より一層向上す
る。
際には、先ず、第１の結合用ガイドと第２の結合用ガイ
ドとを位置合わせし、係合して回転中心とし、この係合
軸を回転中心としてモジュール基板とファイバ固定用ブ
ロックとを相互に回転することにより、回転方向のみの
調整で、面型光素子と光ファイバとの位置合わせを行
い、光結合することができる。従って、従来のアレイ光
素子モジュールのようにＸ、Ｙ二方向での複雑で精密な
調整を必要としなくなる。更に、この回転中心を通る直
線上の任意の面型光素子上に１個以上の結合用ガイドを
追加して設けることにより、回転中心を中心にしてこの
結合用ガイドを回転して対応する結合用ガイドに合わせ
るのみで、面型光素子と光ファイバとの位置合わせがで
きる。更に、第１の結合用ガイドを中心として点対称な
回転方向での均等角度位置に追加の結合用ガイドを設け
ることにより、位置合わせの精度が、より一層向上す
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係るアレイ光素子モジュール
の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例のアレ
イ光素子モジュールの構成を示す分解斜視図、図２は面
発光レーザ素子のアレイ状集合であるアレイ光素子の配
置図、図３はモジュール基板とファイバブロックとを結
合した状態での断面図である。本実施形態例のアレイ光
素子モジュール１０は、図１に示すように、面発光レー
ザ素子アレイを備えたモジュール基板１２と、モジュー
ル基板１２と結合されるファイバブロック１４と、ファ
イバブロック１４に挿入された光ファイバ１６とから構
成されている。
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係るアレイ光素子モジュール
の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例のアレ
イ光素子モジュールの構成を示す分解斜視図、図２は面
発光レーザ素子のアレイ状集合であるアレイ光素子の配
置図、図３はモジュール基板とファイバブロックとを結
合した状態での断面図である。本実施形態例のアレイ光
素子モジュール１０は、図１に示すように、面発光レー
ザ素子アレイを備えたモジュール基板１２と、モジュー
ル基板１２と結合されるファイバブロック１４と、ファ
イバブロック１４に挿入された光ファイバ１６とから構
成されている。
【００１７】モジュール基板１２は、図２に示すよう
に、多数個の正六角形からなる正六角形メッシュ配列の
各正六角形の中心及び各頂点上に、それぞれ独立して形
成された面発光レーザ素子１８を備えていて、合計１９
個の面発光レーザ素子１８からなるアレイ光素子２０を
備えた基板である。各面発光レーザ素子１８は、図示し
ないが、ＧａＡｓ基板上にｎ−ＤＢＲミラー、ｎ−クラ
ッド層、ＩｎＧａＡｓ活性層、ｐ−クラッド層、及びｐ
−ＤＢＲミラーをエピタキシャル成長させて得た、波長
９８０ｎｍの面発光レーザ素子構造を備えた光素子であ
って、モジュール基板１２は、エピタキシャル面を加工
して、１９個の面発光レーザ素子１８からなるアレイ光
素子２０を形成している。
に、多数個の正六角形からなる正六角形メッシュ配列の
各正六角形の中心及び各頂点上に、それぞれ独立して形
成された面発光レーザ素子１８を備えていて、合計１９
個の面発光レーザ素子１８からなるアレイ光素子２０を
備えた基板である。各面発光レーザ素子１８は、図示し
ないが、ＧａＡｓ基板上にｎ−ＤＢＲミラー、ｎ−クラ
ッド層、ＩｎＧａＡｓ活性層、ｐ−クラッド層、及びｐ
−ＤＢＲミラーをエピタキシャル成長させて得た、波長
９８０ｎｍの面発光レーザ素子構造を備えた光素子であ
って、モジュール基板１２は、エピタキシャル面を加工
して、１９個の面発光レーザ素子１８からなるアレイ光
素子２０を形成している。
【００１８】また、モジュール基板１２は、アレイ光素
子２０の中心に位置する面発光レーザ素子１８Ａのエピ
タキシャル面とは反対のＧa Ａs 基板面側に直径１５０
μｍ、高さ５０μｍの大突起２２を、アレイ光素子２０
を構成する最も外側の大きな正六角形の頂点であって１
２０゜ずつ離れた３つの頂点の各々に位置する面発光レ
ーザ素子１８Ｂ、Ｃ、Ｄ上に、それぞれ、直径１５０μ
ｍ高さ３０μｍの小突起２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを有す
る。
子２０の中心に位置する面発光レーザ素子１８Ａのエピ
タキシャル面とは反対のＧa Ａs 基板面側に直径１５０
μｍ、高さ５０μｍの大突起２２を、アレイ光素子２０
を構成する最も外側の大きな正六角形の頂点であって１
２０゜ずつ離れた３つの頂点の各々に位置する面発光レ
ーザ素子１８Ｂ、Ｃ、Ｄ上に、それぞれ、直径１５０μ
ｍ高さ３０μｍの小突起２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを有す
る。
【００１９】ファイバブロック１４は、アレイ光素子２
０の正六角形メッシュと同じ配置でファイバブロック１
４を貫通するファイバ挿入孔２４を備えている。更にフ
ァイバブロック１４は、モジュール基板１２の大突起２
２に対応する直径１５２μｍ、深さ５５μｍの大ガイド
孔２６、小突起２３Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する直径１５２μ
ｍ、深さ３５μｍの小ガイド孔２７Ｂ、Ｃ、Ｄを小突起
２３Ｂ、Ｃ、Ｄと同じ配置で備えている。マルチモード
の光ファイバ１６が、ファイバブロック１４のファイバ
挿入孔２４に挿入され、かつ、図３に示すように、ファ
イバブロック１４の大ガイド孔２６、小ガイド孔２７Ｂ
〜Ｄに、それぞれ、モジュール基板１２の大突起２２及
び小突起２３Ｂ〜Ｄが挿入された状態で、モジュール基
板１２とファイバブロック１４とが、対向面２８、３０
の間で接着剤３２により接合されている。
０の正六角形メッシュと同じ配置でファイバブロック１
４を貫通するファイバ挿入孔２４を備えている。更にフ
ァイバブロック１４は、モジュール基板１２の大突起２
２に対応する直径１５２μｍ、深さ５５μｍの大ガイド
孔２６、小突起２３Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する直径１５２μ
ｍ、深さ３５μｍの小ガイド孔２７Ｂ、Ｃ、Ｄを小突起
２３Ｂ、Ｃ、Ｄと同じ配置で備えている。マルチモード
の光ファイバ１６が、ファイバブロック１４のファイバ
挿入孔２４に挿入され、かつ、図３に示すように、ファ
イバブロック１４の大ガイド孔２６、小ガイド孔２７Ｂ
〜Ｄに、それぞれ、モジュール基板１２の大突起２２及
び小突起２３Ｂ〜Ｄが挿入された状態で、モジュール基
板１２とファイバブロック１４とが、対向面２８、３０
の間で接着剤３２により接合されている。
【００２０】図１を参照して、本実施形態例のアレイ光
素子モジュール１０を作製する方法を説明する。先ず、
合計１９個の面発光レーザ素子１８をＧa Ａs 基板上に
位置決めされた多数個の正六角形からなる正六角形メッ
シュの各正六角形の中心及び各頂点に形成し、アレイ光
素子２０を作製する。面発光レーザ素子１８は、ＧａＡ
ｓ基板上にｎ−ＤＢＲミラー、ｎ−クラッド層、ＩｎＧ
ａＡｓ活性層、ｐ−クラッド層、及びｐ−ＤＢＲミラー
をエピタキシャル成長させ、所定の加工を経て得た、波
長９８０ｎｍの面発光レーザ素子構造を有する。次い
で、フォトリソグラフィとウェットエッチング加工をＧ
a Ａs 基板に施して、面発光レーザ素子１８Ａ上に直径
１５０μｍ、高さ５０μｍの大突起２２を、面発光レー
ザ素子１８Ｂ、Ｃ、Ｄ上に、それぞれ、直径１５０μｍ
高さ３０μｍの小突起２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを形成し
て、モジュール基板１２を得る。
素子モジュール１０を作製する方法を説明する。先ず、
合計１９個の面発光レーザ素子１８をＧa Ａs 基板上に
位置決めされた多数個の正六角形からなる正六角形メッ
シュの各正六角形の中心及び各頂点に形成し、アレイ光
素子２０を作製する。面発光レーザ素子１８は、ＧａＡ
ｓ基板上にｎ−ＤＢＲミラー、ｎ−クラッド層、ＩｎＧ
ａＡｓ活性層、ｐ−クラッド層、及びｐ−ＤＢＲミラー
をエピタキシャル成長させ、所定の加工を経て得た、波
長９８０ｎｍの面発光レーザ素子構造を有する。次い
で、フォトリソグラフィとウェットエッチング加工をＧ
a Ａs 基板に施して、面発光レーザ素子１８Ａ上に直径
１５０μｍ、高さ５０μｍの大突起２２を、面発光レー
ザ素子１８Ｂ、Ｃ、Ｄ上に、それぞれ、直径１５０μｍ
高さ３０μｍの小突起２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを形成し
て、モジュール基板１２を得る。
【００２１】一方、アレイ光素子２０の正六角形メッシ
ュと同じ配置で光ファイバを挿入するファイバ挿入孔２
４を備え、更に、アレイ光素子２０の大突起２２及び小
突起２３Ｂ〜Ｄにそれぞれ対応する直径１５２μｍ、深
さ５５μｍの大ガイド孔２６及び直径１５２μｍ、深さ
３５μｍの小ガイド孔２７Ｂ〜Ｄを大突起２２及び小突
起２３Ｂ〜Ｄと同じ配置で備えるファイバブロック１４
をプラスチックの射出成形によって形成する。
ュと同じ配置で光ファイバを挿入するファイバ挿入孔２
４を備え、更に、アレイ光素子２０の大突起２２及び小
突起２３Ｂ〜Ｄにそれぞれ対応する直径１５２μｍ、深
さ５５μｍの大ガイド孔２６及び直径１５２μｍ、深さ
３５μｍの小ガイド孔２７Ｂ〜Ｄを大突起２２及び小突
起２３Ｂ〜Ｄと同じ配置で備えるファイバブロック１４
をプラスチックの射出成形によって形成する。
【００２２】次いで、モジュール基板１２の大突起２２
をファイバブロック１４の大ガイド孔２６に軽く挿入
し、続いて挿入した大突起２２と大ガイド孔２６とを回
転中心としてモジュール基板１２とファイバブロック１
４とを相互に回転して、小突起２３Ｂ〜Ｄを小ガイド孔
２７Ｂ〜Ｄに位置合わせして、それぞれ、嵌合する。そ
の後、マルチモードの光ファイバ１６を一芯ずつファイ
バブロック１４のファイバ挿入孔２４に挿入して、アレ
イ光素子２０の面発光レーザ素子１８と光ファイバ１６
とを光結合し、続いて接着剤で、モジュール基板１２と
ファイバブロック１４とを接合することにより、アレイ
光素子モジュール１０を得ることができる。
をファイバブロック１４の大ガイド孔２６に軽く挿入
し、続いて挿入した大突起２２と大ガイド孔２６とを回
転中心としてモジュール基板１２とファイバブロック１
４とを相互に回転して、小突起２３Ｂ〜Ｄを小ガイド孔
２７Ｂ〜Ｄに位置合わせして、それぞれ、嵌合する。そ
の後、マルチモードの光ファイバ１６を一芯ずつファイ
バブロック１４のファイバ挿入孔２４に挿入して、アレ
イ光素子２０の面発光レーザ素子１８と光ファイバ１６
とを光結合し、続いて接着剤で、モジュール基板１２と
ファイバブロック１４とを接合することにより、アレイ
光素子モジュール１０を得ることができる。
【００２３】実施形態例１のアレイ光素子モジュール１
０を試作して、光結合損失を測定したところ、光結合損
失の平均値として０．７ｄＢが得られ、アレイ光素子モ
ジュール１０は良好な光結合効率を示すことが実証され
た。
０を試作して、光結合損失を測定したところ、光結合損
失の平均値として０．７ｄＢが得られ、アレイ光素子モ
ジュール１０は良好な光結合効率を示すことが実証され
た。
【００２４】実施形態例２ 本実施形態例は、本発明に係るアレイ光素子モジュール
の実施形態の別の例であって、図４は面発光レーザ素子
の配置図である。本実施形態例のアレイ光素子モジュー
ルは、モジュール基板上の面発光レーザ素子の配置及び
突起の配置、従ってファイバブロックの光ファイバ挿入
孔の配置及びガイド孔の配置が実施形態例１のアレイ光
素子モジュール１０と異なっていることを除いて実施形
態例１のアレイ光素子モジュール１０と同じ構成を備え
ている。
の実施形態の別の例であって、図４は面発光レーザ素子
の配置図である。本実施形態例のアレイ光素子モジュー
ルは、モジュール基板上の面発光レーザ素子の配置及び
突起の配置、従ってファイバブロックの光ファイバ挿入
孔の配置及びガイド孔の配置が実施形態例１のアレイ光
素子モジュール１０と異なっていることを除いて実施形
態例１のアレイ光素子モジュール１０と同じ構成を備え
ている。
【００２５】本実施形態例のアレイ光素子モジュールで
は、面発光レーザ素子４２は、図４に示すように、一直
線上に等間隔で配置した８個の面発光レーザ素子４２を
３段の俵積み配列、即ち正三角形配列で配置した２４個
の面発光レーザ素子４２からなるアレイ光素子４４を備
えている。また、アレイ光素子４４は、アレイ光素子４
４の略中心位置、即ち上から２段目の配列で端から４番
目の面発光レーザ素子４２Ａ上に直径１５０μｍ、高さ
５０μｍの大突起４６を、上から３段目の配列で両端に
配置された面発光レーザ素子４２Ｂ、４２Ｃ上に直径１
５０μｍ高さ３０μｍの小突起４７Ｂ、４７Ｃを備えて
いる。また、ファイバブロック（図示せず）は、面発光
レーザ素子４２の配列と同じ配列で光ファイバ挿入孔を
有し、大突起４６及び小突起４７Ａ、Ｂに対応する直径
１５２μｍ、深さ５５μｍの大ガイド孔及び直径１５２
μｍ、深さ３５μｍの小ガイド孔を備えている。
は、面発光レーザ素子４２は、図４に示すように、一直
線上に等間隔で配置した８個の面発光レーザ素子４２を
３段の俵積み配列、即ち正三角形配列で配置した２４個
の面発光レーザ素子４２からなるアレイ光素子４４を備
えている。また、アレイ光素子４４は、アレイ光素子４
４の略中心位置、即ち上から２段目の配列で端から４番
目の面発光レーザ素子４２Ａ上に直径１５０μｍ、高さ
５０μｍの大突起４６を、上から３段目の配列で両端に
配置された面発光レーザ素子４２Ｂ、４２Ｃ上に直径１
５０μｍ高さ３０μｍの小突起４７Ｂ、４７Ｃを備えて
いる。また、ファイバブロック（図示せず）は、面発光
レーザ素子４２の配列と同じ配列で光ファイバ挿入孔を
有し、大突起４６及び小突起４７Ａ、Ｂに対応する直径
１５２μｍ、深さ５５μｍの大ガイド孔及び直径１５２
μｍ、深さ３５μｍの小ガイド孔を備えている。
【００２６】実施形態例２のアレイ光素子モジュールを
試作して、光結合損失を測定したところ、光結合損失の
平均値として０．８ｄＢが得られ、アレイ光素子モジュ
ール１０は良好な光結合効率を示すことが実証された。
試作して、光結合損失を測定したところ、光結合損失の
平均値として０．８ｄＢが得られ、アレイ光素子モジュ
ール１０は良好な光結合効率を示すことが実証された。
【００２７】実施形態例１及び２では、面発光レーザ素
子を例にして面型光素子を説明したが、面型光素子は発
光素子でも受光素子でも他の機能デバイスでも良い。ま
た、面型光素子を構成する材料にも限定は無い。更に、
光ファイバは、ＳＭＦ、ＭＭＦ等にかかららず、ＰＣ
Ｆ、ＰＯＦ等全ての光ファイバに適用できる。また、上
述の実施形態例では、ファイバブロックとモジュール基
板との結合後に光ファイバを挿入、固定しているが、予
め光ファイバをファイバブロックに固定し、光ファイバ
を固定したファイバブロックとモジュール基板とを結合
しても良い。
子を例にして面型光素子を説明したが、面型光素子は発
光素子でも受光素子でも他の機能デバイスでも良い。ま
た、面型光素子を構成する材料にも限定は無い。更に、
光ファイバは、ＳＭＦ、ＭＭＦ等にかかららず、ＰＣ
Ｆ、ＰＯＦ等全ての光ファイバに適用できる。また、上
述の実施形態例では、ファイバブロックとモジュール基
板との結合後に光ファイバを挿入、固定しているが、予
め光ファイバをファイバブロックに固定し、光ファイバ
を固定したファイバブロックとモジュール基板とを結合
しても良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、正三角形の頂点上に面
型光素子を配置することにより、最も配置効率の高い稠
密な配列で面型光素子を配置することができるので、面
型光素子の配置密度の高い小型のアレイ光素子モジュー
ルを実現できる。また、第１の結合用ガイドと第２の結
合用ガイドとを嵌合させ、それを回転中心としてモジュ
ール基板とファイバブロックとを相互に回転することに
より、従来のアレイ光素子モジュールのような二次元平
面上の精密な位置合わせが不要となり、回転軸回りの一
方向のみの位置合わせにより、高い結合効率で光結合を
実現できる。更に、第１の結合用ガイド及び第２の結合
用ガイド以外にも、位置合わせのための結合用ガイドを
設けて、機械的に位置合わせを行うことにより、一層容
易に面型光素子と光ファイバとの位置合わせを行うこと
ができる。
型光素子を配置することにより、最も配置効率の高い稠
密な配列で面型光素子を配置することができるので、面
型光素子の配置密度の高い小型のアレイ光素子モジュー
ルを実現できる。また、第１の結合用ガイドと第２の結
合用ガイドとを嵌合させ、それを回転中心としてモジュ
ール基板とファイバブロックとを相互に回転することに
より、従来のアレイ光素子モジュールのような二次元平
面上の精密な位置合わせが不要となり、回転軸回りの一
方向のみの位置合わせにより、高い結合効率で光結合を
実現できる。更に、第１の結合用ガイド及び第２の結合
用ガイド以外にも、位置合わせのための結合用ガイドを
設けて、機械的に位置合わせを行うことにより、一層容
易に面型光素子と光ファイバとの位置合わせを行うこと
ができる。
【図１】実施形態例１のアレイ光素子モジュールの構成
を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態例１の面発光レーザ素子の配置図であ
る。
る。
【図３】モジュール基板とファイバブロックとを接合し
た状態での断面図である。
た状態での断面図である。
【図４】実施形態例２の面発光レーザ素子の配置図であ
る。
る。
【図５】従来のアレイ光素子モジュールの構成を示す分
解斜視図である。
解斜視図である。
【符号の説明】 １０ 実施形態例１のアレイ光素子モジュール １２ モジュール基板 １４ ファイバブロック １６ 光ファイバ １８ 面発光レーザ素子 ２０ アレイ光素子 ２２ 大突起 ２３ 小突起 ２４ ファイバ挿入孔 ２６ 大ガイド孔 ２７ 小ガイド孔 ２８、３０ 対向面 ３２ 接着剤 ４２ 面発光レーザ素子 ４４ アレイ光素子 ４６ 大突起 ４７ 小突起 ５０ 従来のアレイ光素子モジュール ５２ キャリア ５４ ファイバブロック ５６ テープファイバ状の光ファイバ ５８ 面発光レーザ素子 ６０ チップ ６２ ガイド孔 ６４ ファイバ挿入孔 ６６ ガイドピン
Claims (9)
- 【請求項１】 基板面上の正三角形メッシュ配列の少な
くとも一部複数個の正三角形頂点に設けられた面型光素
子からなる面型アレイ光素子と、面型アレイ光素子中の
１個の面型光素子の中心軸上の基板面側に設けられた第
１の結合用ガイドとを備えたモジュール基板と、 面型光素子に対応して設けられた光ファイバ挿入孔と、
第１の結合用ガイドに対応して設けられた第２の結合用
ガイドとを備え、モジュール基板に対面して配置され、
第１の結合用ガイドと第２の結合用ガイドとの係合によ
りモジュール基板に結合されるファイバ固定用ブロック
と、 ファイバ固定用ブロックの光ファイバ挿入孔に挿入され
た光ファイバとを備えていることを特徴とするアレイ光
素子モジュール。 - 【請求項２】 面型光アレイ素子が、正六角形メッシュ
状配列の各正六角形の中心及び各頂点の少なくとも一部
複数個上に配置されていることを特徴とする請求項１に
記載のアレイ光素子モジュール。 - 【請求項３】 面型光アレイ素子が、俵積み状の正三角
形配列で配置されていることを特徴とする請求項１に記
載のアレイ光素子モジュール。 - 【請求項４】 モジュール基板が、第１の結合用ガイド
に加えて、少なくとも１個の別の結合用ガイドを面型光
素子上に備え、ファイバ固定用ブロックが、第２の結合
用ガイドに加えて、モジュール基板上の別の結合用ガイ
ドに対応する結合用ガイドを備えていることを特徴とす
る請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のアレイ
光素子モジュール。 - 【請求項５】 第１の結合用ガイドが面型アレイ光素子
の中心の面型光素子上に設けられ、面型アレイ光素子の
中心以外に設けた結合用ガイドが、中心から等角度で二
次元平面内で伸びる放射線上で中心から等距離の点に配
置されていることを特徴とする請求項４に記載のアレイ
光素子モジュール。 - 【請求項６】 アレイ光素子の中心以外に設けた結合用
ガイドが、中心から１２０°間隔で二次元平面内で伸び
る放射線上で中心から等距離の点に配置されていること
を特徴とする請求項５に記載のアレイ光素子モジュー
ル。 - 【請求項７】 第１の結合用ガイド及び第２の結合用ガ
イドのいずれか一方が、突起であって、他方が突起を嵌
合させる孔であることを特徴とする請求項１から６のう
ちのいずれか１項に記載のアレイ光素子モジュール。 - 【請求項８】 モジュール基板が、第１の結合用ガイド
に加えて、少なくとも１個の別の結合用ガイドを面型光
素子上に備える際には、第１の結合用ガイドが突起であ
れば、他の結合用ガイドより突起の高さが高く、第１の
結合用ガイドが孔であれば、他の結合用ガイドよりも孔
の深さが深いことを特徴とする請求項７に記載のアレイ
光素子モジュール。 - 【請求項９】 アレイ光素子は、半導体からなるモジュ
ール基板上にエピタキシャル成長させた面型光素子積層
構造を加工して所定配列で形成した面型光素子のアレイ
状集合か、又は半導体基板上にエピタキシャル成長させ
た面型光素子積層構造を加工して所定配列で形成した面
型光素子のアレイ状集合をモジュール基板上に移載した
ものであることを特徴とする請求項１から８のうちのい
ずれか１項に記載のアレイ光素子モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11175098A JPH11307869A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | アレイ光素子モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11175098A JPH11307869A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | アレイ光素子モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307869A true JPH11307869A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14569247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11175098A Pending JPH11307869A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | アレイ光素子モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11307869A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002033546A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-31 | Canon Inc | 面型光素子、面型光素子実装体、その作製方法、およびそれを用いた光配線装置 |
| JP2002214485A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-31 | Canon Inc | 面型光素子、面型光素子実装体、その作製方法、およびそれを用いた光配線装置 |
| US6547454B2 (en) * | 2000-09-21 | 2003-04-15 | Corona Optical Systems, Inc. | Method to align optical components to a substrate and other optical components |
| EP1410424A1 (en) * | 2001-06-29 | 2004-04-21 | Xanoptix, Inc. | Opto-electronic device integration |
| US6932516B2 (en) | 2000-07-19 | 2005-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface optical device apparatus, method of fabricating the same, and apparatus using the same |
| JP2008124358A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザモジュール |
| JP2008262057A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Chunghwa Telecom Co Ltd | 高速ミニタイプ光信号ケーブルｉｃ |
| JP2016111133A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 株式会社リコー | 光源デバイス及び光源装置 |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP11175098A patent/JPH11307869A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002033546A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-31 | Canon Inc | 面型光素子、面型光素子実装体、その作製方法、およびそれを用いた光配線装置 |
| US6932516B2 (en) | 2000-07-19 | 2005-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface optical device apparatus, method of fabricating the same, and apparatus using the same |
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| JP2002214485A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-31 | Canon Inc | 面型光素子、面型光素子実装体、その作製方法、およびそれを用いた光配線装置 |
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| EP1410424A4 (en) * | 2001-06-29 | 2007-03-21 | Xanoptix Inc | INTEGRATION OF OPTOELECTRONIC COMPONENTS |
| JP2008124358A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザモジュール |
| JP2008262057A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Chunghwa Telecom Co Ltd | 高速ミニタイプ光信号ケーブルｉｃ |
| JP2016111133A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 株式会社リコー | 光源デバイス及び光源装置 |
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