JPS59198414A - 受光モジユ−ル装置 - Google Patents
受光モジユ−ル装置Info
- Publication number
- JPS59198414A JPS59198414A JP58073273A JP7327383A JPS59198414A JP S59198414 A JPS59198414 A JP S59198414A JP 58073273 A JP58073273 A JP 58073273A JP 7327383 A JP7327383 A JP 7327383A JP S59198414 A JPS59198414 A JP S59198414A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- lens
- light receiving
- optical
- optical fiber
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体受光素子チップと光ファイバーとの結合
に係シ、特に光ファイバーから放出される光ビームを所
定のビーム径で精度よく、また高効率で受光素子の受光
面に結合できる受光モジ−一ル装置に関する。
に係シ、特に光ファイバーから放出される光ビームを所
定のビーム径で精度よく、また高効率で受光素子の受光
面に結合できる受光モジ−一ル装置に関する。
従来、ＰＩＮホトダイオード、アバランシェホトダイオ
ード等の受光モジュール装置においては屈折率分布型の
ロッドレンズを用いて光ファイバーからの光を受光素子
の受光面に結合する方法がとられている。この屈折率分
布型ロッドレンズを用いた結合方式は光学的にほぼ満足
できる特性を得ることができるが、ロッドレンズの製法
に由来する屈折率分布定数のバラツキ（ロッドレンズ全
長のバラツキにつながる）及びロッドレンズ端面研磨寸
法のバラツキによシ、ロッドレンズの物理的長さは中心
値に対して士数％の範囲でバッノいてしまう。この為受
光素子とロッドレンズの光軸方向の位置設定を最適位置
に高精度に行なうにはモジュール組立時に光軸と垂直方
向をなす２方向の位置調整とともに光軸方向の位置調整
も行なう必要があった。
ード等の受光モジュール装置においては屈折率分布型の
ロッドレンズを用いて光ファイバーからの光を受光素子
の受光面に結合する方法がとられている。この屈折率分
布型ロッドレンズを用いた結合方式は光学的にほぼ満足
できる特性を得ることができるが、ロッドレンズの製法
に由来する屈折率分布定数のバラツキ（ロッドレンズ全
長のバラツキにつながる）及びロッドレンズ端面研磨寸
法のバラツキによシ、ロッドレンズの物理的長さは中心
値に対して士数％の範囲でバッノいてしまう。この為受
光素子とロッドレンズの光軸方向の位置設定を最適位置
に高精度に行なうにはモジュール組立時に光軸と垂直方
向をなす２方向の位置調整とともに光軸方向の位置調整
も行なう必要があった。
本発明は従来の屈折率分布型ロッドレンズを用いた受光
モジュール装置に比較して光軸方向の位置調整を行なう
ととなく光結合効率が同等以上に得られ、かつ構造が比
較的簡単で安価な受光モジュール装置を提供するもので
ある。
モジュール装置に比較して光軸方向の位置調整を行なう
ととなく光結合効率が同等以上に得られ、かつ構造が比
較的簡単で安価な受光モジュール装置を提供するもので
ある。
本発明によれば受光素子チップ、球レンズ、光ファイバ
ーが頴次配列して設けられ、受光素子と光ファイバーが
結合されるように構成され、球レンズは数十μｍから数
百μｍの焦点距離を有し、一方の焦点付近には光ファイ
バーが他方には受光素子チップが光軸を一致して配置さ
れ、球レンズは保持部材に気密に取シ付けられ、かつ受
光素子は保持部材によって気密封止されたことを特徴と
する受光モジュール装置が得られる。
ーが頴次配列して設けられ、受光素子と光ファイバーが
結合されるように構成され、球レンズは数十μｍから数
百μｍの焦点距離を有し、一方の焦点付近には光ファイ
バーが他方には受光素子チップが光軸を一致して配置さ
れ、球レンズは保持部材に気密に取シ付けられ、かつ受
光素子は保持部材によって気密封止されたことを特徴と
する受光モジュール装置が得られる。
以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明す
る。
る。
第１図に従来の受光モジュール装置の断面図を示す。第
１図に於いて受光素子１１は金属ステム１４にダイポン
ディングされ、透明ガラス板１２が取シ付けられたキャ
ップリング１３によって気密封止されている。リセプタ
クル１６内には所定位置に屈折率分布型ロッドレンズ１
５が樹脂付されている。ロンドレンズ１５は受光素子１
１に対して光学的に最適位置にくるよう三方向の位置調
整がなされた後、半田等によシキャップリング１３とり
セプタクル１６が固定される。光７アイパー１７はロン
ドレンズ１５に対して所定位置に固定される。このよう
な屈折率分布型ロッドレンズを用いた結合方式では前述
の理由で光軸と垂直な二方向の他、光軸方向の位置調整
が必要である。
１図に於いて受光素子１１は金属ステム１４にダイポン
ディングされ、透明ガラス板１２が取シ付けられたキャ
ップリング１３によって気密封止されている。リセプタ
クル１６内には所定位置に屈折率分布型ロッドレンズ１
５が樹脂付されている。ロンドレンズ１５は受光素子１
１に対して光学的に最適位置にくるよう三方向の位置調
整がなされた後、半田等によシキャップリング１３とり
セプタクル１６が固定される。光７アイパー１７はロン
ドレンズ１５に対して所定位置に固定される。このよう
な屈折率分布型ロッドレンズを用いた結合方式では前述
の理由で光軸と垂直な二方向の他、光軸方向の位置調整
が必要である。
第２図は本発明の一実施例の断面図を示す。第２図に於
いて受光素子２１は金属ステム２４の凹状部にグイポン
ディングされておシ、球レンズ２２が低融点ガラス等で
気密に取り付られた保持部材２３が抵抗溶浸等によシ気
密封止されている。
いて受光素子２１は金属ステム２４の凹状部にグイポン
ディングされておシ、球レンズ２２が低融点ガラス等で
気密に取り付られた保持部材２３が抵抗溶浸等によシ気
密封止されている。
球レンズは用いられる光ファイバーのコアー径、開口数
また受光面上での所要のスポット径によシその屈折率（
材質）、球半径が定められる。さらに球レンズ２２の焦
点付近には光ファイバー２５が球レンズと光軸を同一に
して固定される。２５はファイバー固定用ホルダー、２
６はガラスパイプである。保持部材２３とファイバー固
定用ホルダー２５は光軸と垂直な二方向の位置調整を行
ない光軸を同一にして抵抗溶浸される。
また受光面上での所要のスポット径によシその屈折率（
材質）、球半径が定められる。さらに球レンズ２２の焦
点付近には光ファイバー２５が球レンズと光軸を同一に
して固定される。２５はファイバー固定用ホルダー、２
６はガラスパイプである。保持部材２３とファイバー固
定用ホルダー２５は光軸と垂直な二方向の位置調整を行
ない光軸を同一にして抵抗溶浸される。
第３図は本発明の実施例の光学系を模式的に示したもの
である。第３図に於いて球レンズ３３の焦点に光フアイ
バ一端３５が位置する場合、受光素子３１への入射光は
平行ビームとなる。もしファイバ一端が球レンズ３３の
焦点よシさらに遠く離れた場合、光ファイバーから出る
光ビームの放射角はファイバーの開口数から決″！、シ
一定ですので、球レンズ３３に入射するビーム径は広が
ったものになるが、球レンズ３３から出て受光素子３１
に入射するビーム径はファイバ一端が焦点に置かれた場
合よシも小さくなる。例えばファイバーとしてステップ
インデックスのコアー径８０μｍφ、ＮＡ＝０．２５、
球レンズとして屈折率が１．７、球半径５００μｍを用
いた場合、球レンズの焦点距離は２９０μｍ、受光素子
への入射ビームは約１２０μｍφであシ、もしファイバ
一端が焦点距離よシさらに１１０μｍ離れた位置にある
場合、受光素子への入射ビーム径は約１１０μｍφであ
シはとんど変化しない。またこのような微小球レンズは
精度よく安価に製造できる。したがって本発明の実施例
のような構造の受光モジー−ル装置であれば、球レンズ
とファイバ一端の位置公差は比較的大きくとることがで
き球レンズ、保持部材の寸法精度を適切な公差内に入れ
ておけば、光軸方向は無調整で高結合効率を得ることが
できる。また受光素子は球レンズと一体となった保持部
材で気密封止されているので信頼度上良好なものとなる
。
である。第３図に於いて球レンズ３３の焦点に光フアイ
バ一端３５が位置する場合、受光素子３１への入射光は
平行ビームとなる。もしファイバ一端が球レンズ３３の
焦点よシさらに遠く離れた場合、光ファイバーから出る
光ビームの放射角はファイバーの開口数から決″！、シ
一定ですので、球レンズ３３に入射するビーム径は広が
ったものになるが、球レンズ３３から出て受光素子３１
に入射するビーム径はファイバ一端が焦点に置かれた場
合よシも小さくなる。例えばファイバーとしてステップ
インデックスのコアー径８０μｍφ、ＮＡ＝０．２５、
球レンズとして屈折率が１．７、球半径５００μｍを用
いた場合、球レンズの焦点距離は２９０μｍ、受光素子
への入射ビームは約１２０μｍφであシ、もしファイバ
一端が焦点距離よシさらに１１０μｍ離れた位置にある
場合、受光素子への入射ビーム径は約１１０μｍφであ
シはとんど変化しない。またこのような微小球レンズは
精度よく安価に製造できる。したがって本発明の実施例
のような構造の受光モジー−ル装置であれば、球レンズ
とファイバ一端の位置公差は比較的大きくとることがで
き球レンズ、保持部材の寸法精度を適切な公差内に入れ
ておけば、光軸方向は無調整で高結合効率を得ることが
できる。また受光素子は球レンズと一体となった保持部
材で気密封止されているので信頼度上良好なものとなる
。
以上述べたように本発明によれば、受光モジュール組立
時に光軸方向の位置調整を行うことなく高効率な光結合
が可能であシ、信頼度の優れた安価な受光モジュール装
置が得られるのでその効果は太きい。
時に光軸方向の位置調整を行うことなく高効率な光結合
が可能であシ、信頼度の優れた安価な受光モジュール装
置が得られるのでその効果は太きい。
第１図は従来の受光モジュール装置の断面図。
第２図は本発明の一実施例による受光モジュール装置の
断面図、第３図は本発明の一実施例の光学系模式図を示
す。 １１，２１．３１・・・・・・受光素子、 １４．
２４・・・・・・金属ステム、１２・・・・・・透明ガ
ラス板、１３・・・・・・キャップリング、１５・・・
・・・屈折率分布型ロッドレンズ、２２・・・・・・保
持部材、２３．３３・・・・・・球レンズ、１６．２８
・・・・・・リセプタクル、１７゜２５．２９．３５・
・・・・・光ファイ／＜−，２６・・・・・・ガラスパ
イプ、２７・・・・・・ファイバー固定ホルダー。 □］二口 ｆ′ 、３ｆ 、３３ 筒ｆ図 ？ ｚ３図
断面図、第３図は本発明の一実施例の光学系模式図を示
す。 １１，２１．３１・・・・・・受光素子、 １４．
２４・・・・・・金属ステム、１２・・・・・・透明ガ
ラス板、１３・・・・・・キャップリング、１５・・・
・・・屈折率分布型ロッドレンズ、２２・・・・・・保
持部材、２３．３３・・・・・・球レンズ、１６．２８
・・・・・・リセプタクル、１７゜２５．２９．３５・
・・・・・光ファイ／＜−，２６・・・・・・ガラスパ
イプ、２７・・・・・・ファイバー固定ホルダー。 □］二口 ｆ′ 、３ｆ 、３３ 筒ｆ図 ？ ｚ３図
Claims (1)
- 受光素子チップ、球レンズ、光ファイバーが順次配列し
て設けられ、受光素子と光ファイバーが結合されるよう
に構成され、前記球レンズは数十μｍから数百μｍの焦
点距離を有し、一方の焦点付近には光ファイバーが他方
には受光素子チップが光軸を一致して配置され、球レン
ズは保持部材に気密に取シ付けられ、かつ受光素子は前
記保持部材によって気密封止されたことを特徴とする受
光モジー−ル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58073273A JPS59198414A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 受光モジユ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58073273A JPS59198414A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 受光モジユ−ル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198414A true JPS59198414A (ja) | 1984-11-10 |
Family
ID=13513380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58073273A Pending JPS59198414A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 受光モジユ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198414A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100326048B1 (ko) * | 1999-09-16 | 2002-03-07 | 윤종용 | 광 수신 모듈 |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP58073273A patent/JPS59198414A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100326048B1 (ko) * | 1999-09-16 | 2002-03-07 | 윤종용 | 광 수신 모듈 |
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