JPS62299091A

JPS62299091A - 光半導体モジユ−ル

Info

Publication number: JPS62299091A
Application number: JP61142560A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Okujima; 奥島　裕樹
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1987-12-26
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH0728055B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明〔概要〕光伝送路となる光ファイバーと、発光・受光素子とを光
結合する光半導体モジュールにおいて、軸心孔に発光・
受光素子に対向する先端を所望に加工した大開口数光フ
ァイバーを、軸心孔に挿着した中間フェルールを介して
、光ファイバーと発光・受光素子とを光結合させる閘成
とすることにより、光結合効率が高く、且つ低コストの
光半専体モジュールを提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ファイバーと発光・受光素子とを光結合す
る光半導体モジュールの改良に関する。

通信機器、電子機器等において、電気信号を光信号に変
換して、伝送路として光ファイバーを使用すると、伝送
損失が少なく、且つ高速で、さらに信号が電気的障害を
受けない等の利点がある。

このような通信機器、電子機器には、光−電変換手段、
即ち発光・受光素子と光ファイバーとを光結合させる光
半導体モジュールが必要である。

このような光半導体モジュールには、光結合効率が高く
、且つ低コストことか要望されている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の光半導体モジュールの１例の構成図、第
４図は従来の他の１例の構成図である。

第３図において、発光・受光素子１は、熱膨張係数がレ
ンズ、光ファイバー等の光学部品の熱膨張係数にほぼ等
しい金属、例えばコバールよりなるパッケージ３に収容
し、発光・受光素子１の前面には、レンズ２を装着しで
ある。

このレンズ２と平行光線を授受するレンズ４は、中空円
筒形の例えばコバールよりなるレンズホルダ５の軸心部
に挿着されている。レンズホルダ５は、軸心が発光・受
光素子１の光軸に一致するごとくに、その一方の端面が
パッケージ３の端面に、例えばレーザー溶接等して固着
しである。

光伝送路となる充分に長い光ファイバー８は、その端末
部が例えばコバールよりなる円筒形のフェルール７の軸
心孔に挿入され、接着剤で固着されている。

このように光ファイバー８を軸心に挿着後、フェルール
端面７Ａを、光ファイバー８の端面とともに平坦に研磨
するものとする。

フェルール端面７Ａをレンズ４の焦点位置に設置して、
先端光ファイバー８と発光・受光素子１とを光結合させ
る為に、レンズホルダ５のパンケージ３とは反対側の端
面に、例えばコバールよりなるフェルールホルダ６を例
えばレーザー溶接等して固着しである。

フェルールホルダ６は中空孔の内径が、フェルール７の
外径よりも僅かに大きいフランジ付の円筒形で、その軸
心がレンズ４の光軸に一致する如くに固着されている。

このようなフェルールホルダ６の中空孔に、フェルール
７を挿入し、フェルール端面７Ａがレンズ４の焦点距離
になる如くに、フェルール７を位置調整後、フェルール
７の外周部とフェルールホルダ６の端面部とを、例えば
レーザー溶接等して固着している。

従来の光半導体モジュールは、上述の如くに構成されて
いるので、発光・受光素子１が発光素子の場合には、そ
の発した光は、レンズ２により平行光線となり、レンズ
４に投射され、レンズ４により光ファイバー８の端面で
収斂する。

また、発光・受光素子１が受光素子の場合は、光ファイ
バー８より出射した光は、レンズ４で平行光線となり、
レンズ２に投射され、レンズ２により、発光素子の受光
面で収斂する。

即ち、発光・受光素子１と光ファイバー８は光結合する
。

このような光ファイバー８は、−１］Ｑに広く使用され
ている光ファイバーであるので、低コストであるという
利点がある。

第４図に示す従来例は、第゛３図に示すフェルール７の
軸心孔に、先端がテーパーに加工された先端テーパ光フ
ァイバー９が挿着されたものである。

即ち、フェルール７の発光・受光素子１例の端面には、
先端テーバ光ファイバー９の先端部がテーパー状に突出
している。

このような先端テーパ光ファイバー９は、開口数が大き
くて、発光・受光素子１との光結合効率が高いという利
点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来例の前者、即ち一最に使用されて
いる先端平面の光ファイバー８を用いた光半導体モジュ
ールは、光ファイバー８の端面が平面であるので、開２
０数が小さく、そのため発光・受光素子１との光結合効
率が低いという問題点がある。

後者、即ち先端テーパ光ファイバー９を用いた光半導体
モジュールは、長い光ファイバーの先端をテーパー加工
するので、テーパー加工時の取り扱いが困難のことに起
因して、高精度のテーパー面を得ることが難しく歩留ま
りが悪くて、コスト高になるという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来の問題点を解決するため本発明は、第１図の如
くに、光伝送路となる光ファイバー８と、発光・受光素
子１とを光結合する光半導体モジュールにおいて、軸心
孔に光ファイバー８を挿着した後に、そのフェルール端
面２１Ａを平端面としたフェルール２１と、フェルール
端面２１八に当接する後端面が平坦面で、発光・受光素
子ｌに対向する先端部を、所望に加工した大開口数光フ
ァイバーｌＯを、軸心に挿着した中間フェルール２０と
を備えた構成にし、発光・受光素子ｌと光ファイバー８
とを中間フェルール２０を介して光結合させるようにし
たものである。

なお大開口数光ファイバー１０の具体的構成は、先端テ
ーパ光ファイバー、或いは第２図の如くに先端半球面光
ファイバー１２、或いはさらに、先端が平面の光ファイ
バー１１の端面に、球レンズ１１Ａを固着したものであ
る。

〔作用〕

上記本発明の手段によれば、中間フェルール２０の軸心
孔に挿着した光ファイバーは、発光・受光素子１に対向
する側が先端部が、先端テーパ、先端半球面、或いは先
端が平面の光ファイバーの端面に球レンズ１１Ａ°が固
着され、大開口数光ファイバー１０であるので、発光・
受光素子１と中間フェルール２０との光結合効率が高い
、また、フェルール端面２１Ａと中間フェルール端面２
０＾とが密接して当接しているので、光ファイバー８と
中間フェルール２０との光結合効率が高い。

一方、中間フェルール２０の軸心孔に挿着する大開口数
光ファイバー１０は短く、且つ中間フェルール２０の軸
心孔に挿入後、所望の先端部の加工をすることができる
ので、取り扱いが容易であることに起因して、所望の形
状に加工することが容易で、歩留まりが良く、得られる
光半導体モジュールが低コストである。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。以
下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の１実施例の構成図、第２図のｆａｔ、
　（ｂｌはそれぞれ本発明の他の実施例の要部断面図で
ある。

第１図において、発光・受光素子１は、パッケージ３に
収容され、発光・受光素子１の前面には、レンズ２を装
着しである。

このレンズ２と平行光線を授受するレンズ４は、レンズ
ホルダ５の軸心部に挿着され、レンズホルダ５は、軸心
が発光・受光素子１の光軸に一致するごとくに、パッケ
ージ３の端面に、例えばレーザー溶接等して固着しであ
る。

光伝送路となる充分に長い光ファイバー８は、その端末
部が例えばコバールよりなるフェルール２１の軸心孔に
挿入され、接着剤で固着され、そのフェルール端面２１
Ａは、光ファイバー８の端面とともに平坦に研磨されて
いる。

外径がフェルール２１の外径に等しく、長さが短い、例
えばコバールよりなる中間フェルール２０は、軸心孔に
大開口数光ファイバー１０、図では先端テーバ光ファイ
バーが挿着されている。中間）、ルール２０のフェルー
ル端面２１Ａに当接する側の中間フェルール端面２ＯＡ
は、大開口数光ファイバー１０の端面とともに平坦に研
磨されている。

また、中間フェルール端面２〇八とは反対側の端面には
、大開口数光ファイバー１０のテーパ状の先端部が突出
している。

中間フェルール２０は、例えばコバールよりなるスリー
ブ２２の中空孔の一方の端に、中間フェルール端面２Ｏ
Ａがほぼ中間に位置するように挿入され、例えばレーザ
ー溶接等して固着されている。

また、スリーブ２２の中空孔には、中間フェルール２０
とは反対側からフェルール２１が挿入され、フェルール
端面２１Ａが中間フェルール端面２〇八に当接した状態
で、スリーブ２２に固着されている。

一方、レンズホルダ５のパンケージ３とは反対側の端面
に、フェルールホルダ６を例えばレーザー溶接等して固
着しである。このフェルールホルダ６の内径は、スリー
ブ２２の外径にほぼ等しく、その軸心がレンズ４の光軸
に一敗する如くに固着されている。

このようなフェルールホルダ６の中空孔に、中間フェル
ール２０．フェルール２１ヲ挿着したスリーブ２２を挿
入し、大開口数光ファイバー１０の先端部が、はぼレン
ズ４の焦点位置で、結合度が最大の位置にｉｌｌ　ｔｌ
した後に、スリーブ２２とフェルールホルダ６とを、例
えばレーザー溶接して固着している。

上述のように、大開口数光ファイバー１０を挿着した中
間フェルール２０を介して、発光・受光素子ｌと光ファ
イバー８とを結合しているので、発光・受光素子１と中
間フェルール２０、中間フェルール２０とフェルール２
１のそれぞれ光結合効率が高く、したがって、発光・受
光素子１と光ファイバー８との光結合効率が高い光半導
体モジュールである。

また、大開口数光ファイバー１０が短く、且つ中間フェ
ルール２０の軸心孔に挿入後、所望の先端部の加工をす
ることができるので、取り扱いが容易で、歩留まりが良
く、光半導体モジュールが低コストである。

第２図（ａｌに示す中間フェルール２０は、軸心孔に先
端平面の光ファイバー［１が挿着され、中間フェルール
端面２ＯＡとは反対側に突出した、先端平面の光ファイ
バー１１の端面に球レンズ１１Ａを光学的接着剤で固着
したものである。

第２図（ｂ）に示す中間フェルール２０は、軸心孔に光
ファイバーを挿着し、中間フェルール端面２ＯＡとは反
対側に突出した、光ファイバーの先端面を、半球面に加
工して、光ファイバーを先端半球面光ファイバー１２に
しだもである。

また、中間フェルール２０に挿着前に先端を半球面に加
工し、その後中間フェルール２０の軸心孔に、先端半球
面光ファイバー１２を挿着して良いことは、勿論である
。

なお、本発明は図示実施例に限定されるものでなく、例
えばレンズホルダ５とフェルールホルダ６とを螺着する
、固着構造にしても良い。このような螺着手段によると
、大開口数光ファイバー１０の先端の位置調整が容易で
あるというメリソ１がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、大開口散光ファイバーを
挿着した中間フェルールを介して、光ファイバーと発光
・受光素子とを光結合させるように構成したもので、光
結合効率が高く、且つ大開口数光ファイバーの加工時の
歩留まりが良くて、低コストである等、実用上で仕れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図のｆａ＋、　（ｂ）はそれぞれ本発明の池の実施
例の要部断面図、第３図は従来例の構成図、第４図は従来の他の例の構成図である。図において、１は発光・受光素子、３はパンケージ、５はレンズホル
ダ、　６ばフェルールボルダ、７．２１はフェルール、７Ａ、　２０八、２１Ａはフェルール端面、８は光フフ
イハー、９は先端テーパ光ファイバー、ＩＯは大開口数光ファイバー、１１は先端平面の光ファイバー、１２は先端半球面光ファイバー、２０は中間フェルール、２２はスリーブを示す。

Claims

【特許請求の範囲】１、光伝送路となる光ファイバー（８）と、発光・受光
素子（１）とを光結合する光半導体モジュールであって該光ファイバー（８）の端末を軸心孔に挿着したフェル
ール（２１）と、フェルール端面（２１）に当接する後端面が、平端面で
、且つ該発光・受光素子（１）に対向する先端部を、所
望に加工した大開口数光ファイバー（１０）を、軸心孔
に挿着した中間フェルール（２０）とを備え、該光ファイバー（８）と該発光・受光素子（１）とが、
該中間フェルール（２０）を介して光結合されてなるこ
とを特徴とする光半導体モジュール。２、前記大開口数光ファイバー（１０）が、先端テーパ
光ファイバーであることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項に記載の光半導体モジュール。３、前記大開口数光ファイバー（１０）が、先端平面光
ファイバー（１１）の端面に、球レンズ（１１Ａ）が固
着されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の光半導体モジュール。４、前記大開口数光ファイバー（１０）が、先端半球面
光ファイバー（１２）であることを特徴とする、特許請
求の範囲第１項に記載の光半導体モジュール。