TW201341878A - 光插座及具備它之光模組 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種光插座及具備它之光模組，其係可以確實地取得監視光，並且可以謀求低成本化及耦合效率之提高。其解決手段係將發光元件(7)之光藉由第1透鏡面(11)之耦合用透鏡面部(11c)及監視用透鏡面部(11m)分離成耦合光與監視光，耦合光係在第1反射面(14)反射之後從耦合光射出面(12)朝向光傳輸體(5)射出，監視光係在第2反射面(16)反射之後從監視光射出面(13)朝向受光元件(8)射出。

Description

光插座及具備它之光模組
本發明係關於一種光插座(optical receptacle)及具備它之光模組(optical module)；特別關於一種適合以光學方式耦合發光元件與光傳輸體的光插座及具備它之光模組。
在習知使用光纖之光通信中，有採用一種具備面發光雷射(例如，VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振腔面射雷射)等之發光元件的光模組。
在此種之光模組中，有採用一種被稱為光插座之光模組零件，該光插座係使包含從發光元件射出之通信資訊的光耦合於光纖之端面，藉此而用於透過光纖之光發送。
又，在習知之光模組中，已有完成以發光元件之輸出特性對溫度變化的穩定化或光輸出之調整為目的，並用以監視(monitor)從發光元件射出之光(強度或光量)的各種提案。
例如，在專利文獻1中，有提案一種利用由反射/穿透面而引起的菲涅耳(Fresnel)反射使來自發光元件之射出光的一部分作為監視光而反射於受光元件側的技術，該反射/穿透面係由形成於透鏡陣列(lens array)之第1凹部的內面所構成。
(專利文獻1)日本特開2011-039151號公報
前述專利文獻1所記載之技術，由於可以僅藉由第1凹部之內面的面形狀，而將發光元件之射出光分離成監視光與耦合於光纖之耦合光，所以有可以抑制伴隨監視之光發送所需的零件數之優點。
另一方面，在專利文獻1所記載之技術中，為了使耦合光適當地耦合於光纖而需要第1凹部之內面的面精度(傾斜角之精度)，並且為了將第1凹部之後的監視光之行進方向調整為朝向受光元件側而不可缺少第2凹部。
因此，本發明人係在根據藉由較少之零件數而實現耦合光與監視光之分離的專利文獻1所記載的技術優點之後，為了達成製造成本之更低廉化及耦合效率之更提高而進行精心研究，以至完成本案發明。
本發明係有鑑於如此之問題點而開發完成者，其目的在於提供一種可以確實地取得監視光，並且可以謀求低成本化及耦合效率之提高的光插座及具備它之光模組。
為了達成前述之目的，本發明之請求項1的光插座之特徵點係在於：在被配置於光電轉換裝置、與光傳輸體之間的狀態下能夠以光學方式耦合發光元件與前述光傳輸體，該光電轉換裝置係在基板上安裝有前述發光元件及受光元件，該受光元件係接受用以監視從該發光元件所發出 之光的監視光，且該光插座具備：第1透鏡面，其係為了供前述發光元件之前述光入射而被配置於光插座本體中的前述光電轉換裝置側之第1面上，且將入射來的前述發光元件之光分離成應耦合於前述光傳輸體的耦合光、與前述監視光；第1反射面，其係以相對於前述第1面具有預定傾斜角之方式與前述第1透鏡面對向地配置於前述光插座本體中的前述第1面之相反側的第2面上，前述耦合光從前述第1透鏡面側到達，且使該到達後之耦合光朝向前述光傳輸體側反射；耦合光射出面，其係使藉由該第1反射面而反射之前述耦合光朝向前述光傳輸體射出；第2反射面，其係配置於前述第2面上之與前述第1反射面相對的前述光傳輸體側之位置，前述監視光從前述第1透鏡面側到達，且使該到達後之監視光朝向前述受光元件側反射；以及監視光射出面，其係使藉由該第2反射面而反射之前述監視光朝向前述受光元件射出，前述第1透鏡面係具有：耦合用透鏡面部，其係為了供前述發光元件之光中的一部分之光入射而被配置，且使入射來的前述一部分之光作為前述耦合光朝向前述第1反射面行進；以及監視用透鏡面部，其係為了供前述發光元件之光中的前述一部分之光以外的其他一部分之光入射而被配置，且使入射來的前述其他一部分之光作為前述監視光朝向前述第2反射面行進。
然後，依據該請求項1之發明，由於可以僅藉由第1透鏡面之面形狀而將發光元件之光分離成耦合光與監視 光，所以沒有必要製造被要求如習知之面精度的凹部，而可以以低成本來設計及製作光插座。
又，就在第1透鏡面與監視光被分離出的耦合光而言，由於可以經由第1反射面直至到達耦合光射出面為止行進於光插座之內部的光路上，所以只要能確保第1反射面之精度，就可以高精度地進行對光傳輸體之耦合。
又，請求項2之光插座的特徵係在請求項1中更具有以下之特徵點：前述耦合用透鏡面部係形成凸面，前述監視用透鏡面部係形成凹面或是傾斜平面。
然後，依據該請求項2之發明，可以將第1透鏡面之面形狀形成適於耦合光與監視光之分割的形狀。
再者，請求項3之光插座的特徵係在請求項2中更具有以下之特徵點：前述耦合用透鏡面部、前述監視用透鏡面部及前述監視光射出面係設計成以前述第1面上之共通的基準平面為基準的面形狀，前述第1透鏡面係具有連接前述耦合用透鏡面部與前述監視用透鏡面部的段差面部。
然後，依據該請求項3之發明，可以以共通之基準平面為基準而簡便地設計構成第1透鏡面的耦合用透鏡面部及監視用透鏡面部、與監視光射出面。
更甚者，請求項4之光插座的特徵係在請求項3中更具有以下之特徵點：前述段差面部係平行地配置於前述第1透鏡面上之光軸。
然後，依據該請求項4之發明，可以使得在以共通之基準平面為基準而設計耦合用透鏡面部、監視用透鏡面部 及監視光射出面時不可避免的段差面儘量不影響到發光元件之光的光路。
又，請求項5之光插座的特徵係在請求項2中更具有以下之特徵點：前述耦合用透鏡面部與前述監視用透鏡面部係彼此連接。
然後，依據該請求項5之發明，由於可以使耦合用透鏡面部與監視用透鏡面部之境界的形狀變化平順，所以在藉由使用模具之樹脂成形來獲得光插座之情況，可以既簡便又高精度地進行模具中的第1透鏡面之形狀轉印面的加工。
再者，請求項6之光插座的特徵係在請求項1至5中任一項中更具有以下之特徵點：前述監視用透鏡面部係相對於前述耦合用透鏡面部而被配置於前述光傳輸體側。
然後，依據該請求項6之發明，可以簡便地進行避免監視光入射於第1反射面之適當的光路設計。
更甚者，請求項7之光插座的特徵係在請求項1至6中任一項中更具有以下之特徵點：前述第2反射面係被形成作為使得前述監視光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且使進行該內部入射後之監視光進行全反射的全反射面。
然後，依據該請求項7之發明，由於可以僅藉由光插座本體之面形狀而構成第2反射面，所以可以抑制零件數。
又，請求項8之光插座的特徵係在請求項7中更具有以下之特徵點：前述第2反射面係形成平面或是凸狀的非 球面。
然後，依據該請求項8之發明，則在將第2反射面形成平面時，可以藉由形狀之簡化而謀求成本之更低廉化，又，在將第2反射面形成凸狀之非球面時，可以輕易進行監視光之行進方向的調整，且可提高光路設計之自由度及受光元件之配置位置之選擇的自由度。
再者，請求項9之光插座的特徵係在請求項7或8中更具有以下之特徵點：前述第2反射面係由被凹設於前述第2面上的凹部之內底面之至少一部分所構成。
然後，依據該請求項9之發明，可以實現一種適於用以防止異物附著於被形成作為全反射面之第2反射面的第2反射面之遮蔽(例如，薄膜貼附於第2面上)的構成。
更甚者，請求項10之光插座的特徵係在請求項1至9中任一項中更具有以下之特徵點前述第1反射面係被形成作為使得前述耦合光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且使進行該內部入射後之耦合光進行全反射的全反射面。
然後，依據該請求項10之發明，由於可僅藉由光插座本體之面形狀而構成第1反射面，所以可以抑制零件數。
又，請求項11之光插座的特徵係在請求項1至10中任一項中更具有以下之特徵點：前述耦合光射出面係被形成作為使前述耦合光一邊收斂一邊射出的第2透鏡面，前述監視光射出面係被形成作為使前述監視光一邊收斂一邊射出的第3透鏡面。
然後，依據該請求項11之發明，可以提高耦合光及監視光之耦合效率。
再者，請求項12之光模組的特徵點係具備：請求項1至11中任一項所記載之光插座；以及請求項1所記載之光電轉換裝置。
然後，依據該請求項12之發明，由於可以藉由第1透鏡面之面形狀而將發光元件之光分離成耦合光與監視光，所以可以以低成本來設計及製作光插座，又，就在第1透鏡面中與監視光分離的耦合光而言，由於可以經由第1反射面直至到達射出面為止行進於光插座之內部的光路上，所以可以高精度地進行對光傳輸體之耦合。
依據本發明，可以確實地取得監視光，並且可以謀求低成本化及耦合效率之提高。
1‧‧‧光模組
2‧‧‧光插座(光插座本體)
2a‧‧‧下端面(第1面)
2b‧‧‧上端面(第2面)
2c‧‧‧左端面
2d、2d’‧‧‧右端面
2e‧‧‧前端面
2f‧‧‧後端面
3‧‧‧光電轉換裝置
4‧‧‧光纖安裝部
5‧‧‧光纖(光傳輸體)
5a‧‧‧端面
6‧‧‧半導體基板
7‧‧‧發光元件
8‧‧‧受光元件
9‧‧‧套圈
10‧‧‧第1凹部
10a‧‧‧內底面
11‧‧‧第1透鏡面
11c‧‧‧耦合用透鏡面部(分割區域)
11d‧‧‧段差面部
11m‧‧‧監視用透鏡面部(分割區域)
12‧‧‧第2透鏡面(耦合光射出面)
13‧‧‧第3透鏡面(監視光射出面)
14‧‧‧第1反射面
15‧‧‧第2凹部
16‧‧‧第2反射面
17‧‧‧第3凹部
19‧‧‧連接器
21‧‧‧銷
BL‧‧‧境界線
La‧‧‧雷射光
Lc‧‧‧光纖耦合光
Lm‧‧‧監視光
OA(1)、OA(2)、OA(3)‧‧‧光軸
圖1係顯示本發明之光插座及具備它之光模組的實施形態之概略構成圖。
圖2係圖1所示之光插座的俯視圖。
圖3係圖1所示之光插座的仰視圖。
圖4係圖1所示之光插座的主要部分放大圖。
圖5係顯示本發明之第1變化例的縱剖視圖。
圖6係圖5之主要部分放大圖。
圖7係顯示本發明之第2變化例的縱剖視圖。
圖8係圖7之仰視圖。
圖9係圖7之主要部分放大圖。
圖10係顯示本發明之第3變化例的縱剖視圖。
圖11係圖10之主要部分放大圖。
圖12係顯示本發明之第4變化例的縱剖視圖。
圖13係圖12之主要部分放大圖。
圖14係顯示本發明之第5變化例的縱剖視圖。
圖15係圖14之俯視圖。
圖16係圖14之主要部分放大圖。
圖17係顯示本發明之第6變化例的第1俯視圖。
圖18係顯示本發明之第6變化例的第2俯視圖。
圖19係顯示本發明之第7變化例的光模組之概略構成圖。
圖20係圖19所示之光插座的俯視圖。
圖21係圖19所示之光插座的仰視圖。
圖22係圖19所示之光插座的右側視圖。
圖23係顯示本發明之第8變化例的縱剖視圖。
圖24係顯示本發明之第9變化例的縱剖視圖。
圖25係圖24之仰視圖。
圖26係顯示本發明之第10變化例的縱剖視圖。
圖27係顯示本發明之第11變化例的縱剖視圖。
圖28係顯示本發明之第12變化例的縱剖視圖。
圖29係圖28之俯視圖。
以下，參照圖1至圖29說明本發明之光插座及具備它 之光模組的實施形態。
圖1係顯示本實施形態的光模組1之概要的概略構成圖，並且顯示本實施形態的光插座2之縱剖視圖(相當於圖2之A-A剖面圖)。
又，圖2係圖1所示之光插座2的俯視圖。再者，圖3係圖1所示之光插座2的仰視圖。
如圖1所示，本實施形態之光插座2(光插座本體)係配置在光電轉換裝置3與作為光傳輸體的光纖5之間。
在此，圖1之光電轉換裝置3係被形成作為基板安裝型之光電轉換裝置3。亦即，如圖1所示，光電轉換裝置3係在相對於作為第1面的光插座2之下端面2a(平面)呈平行配置的半導體基板(電路基板)6中之光插座2側之面(上面)，具有使雷射光La朝向相對於該面呈垂直方向(上方向)射出(發光)的一個發光元件7，該發光元件7係構成前述之VCSEL(垂直共振器面發光雷射)。
又，光電轉換裝置3係在半導體基板6中的光插座2側之面上且與發光元件7相對的圖1中之右方位置，具有接受用以監視從發光元件7射出的雷射光La之輸出(例如，強度或光量)之監視光Lm的一個受光元件8。該受光元件8亦可為光偵測器(photo detector)。
再者，雖然未圖示，但是在半導體基板6中的光插座2側之面上，係安裝有基於藉由受光元件8而接受的監視光Lm之強度或光量來控制從發光元件7發出的雷射光La之輸出的控制電路等電子零件，該電子零件係透過配線而 電連接於發光元件7及受光元件8。
如此之光電轉換裝置3係例如藉由被配置於半導體基板6與光插座2之間的接著劑(例如，熱硬化性樹脂/紫外線硬化性樹脂)等公知的固定手段而安裝於光插座2，藉此與光插座2一起構成光模組1。
又，如圖1所示，光纖5係使得端面5a側之預定長度的部位，與保持該部位的圓筒狀之套圈(ferrule)9，安裝在被形成於光插座2的筒狀之光纖安裝部4內。在該安裝狀態中，光纖5中的端面5a側之部位(被收容於光纖安裝部4內的部位)，係相對於半導體基板6成為平行。另外，光纖5亦可為單模態光纖(single mode optical fiber)及多模態光纖(multi mode optical fiber)中之任一種。
然後，光插座2係在被配置於如此之光電轉換裝置3與光纖5之間的狀態下，使發光元件7與光纖5之端面5a以光學方式耦合。另外，光插座2亦可藉由使用聚醚醯亞胺(polyether imide)等之透光性樹脂材料的射出成形而製造。
當就該光插座2更進一步詳述時，就如圖1所示，光插座2係將具有各種光學面的主要部之外形形成大致長方體狀。亦即，如圖1至圖3所示，光插座2之主要部係藉由下端面2a、作為第2面之上端面2b、左端面2c、右端面2d、前端面2e及後端面2f之各面構成粗略的外形。另外，上下之端面2a、2b係彼此呈平行。
又，前述之光纖安裝部4係以從右端面2d朝向右方延 伸出的方式所形成。
如圖1所示，在光插座2之下端面2a上係形成有相對於下端面2a朝向上方凹入的剖面大致矩形狀之第1凹部10，且該第1凹部10之內底面10a係平行地形成於下端面2a。然後，如圖1及圖3所示，在該第1凹部10之內底面10a上之圖1及圖3中的左端部附近位置係形成有一個第1透鏡面11。
在此，如圖3所示，第1透鏡面11係在仰視圖中呈現藉由境界線BL而被分割成左右二個半圓形狀之每一分割區域11c、11m的狀態之圓(正圓)形狀。又，如圖1所示，第1透鏡面11係在剖視圖中呈現左側之分割區域11c隨著朝向右側之分割區域11m側而使得朝向光電轉換裝置3側突出之突出量逐漸增加的凸曲線，又，呈現右側之分割區域11m隨著朝向左側之分割區域11c側而使得朝向光電轉換裝置3之相反側凹入之凹入量逐漸增加的凹曲線，再者，此等凸曲線與凹曲線呈現由橫斷此等之直線部所連接的形狀。另外，左側之分割區域11c亦可為由球面或是非球面之凸透鏡面的一部分(半部)所構成者，又，右側之分割區域11m亦可為由球面或是非球面之凹透鏡面的一部分(半部)所構成者。
又，如圖1及圖4所示，兩分割區域11c、11m亦可分別以第1透鏡面11上之光軸OA(1)為對稱軸而形成旋轉對稱形。該光軸OA(1)之位置較期望相對於發光元件7之中心部而在雷射光La之射出方向一致(對位)。又，光軸 OA(1)之軸向亦可與下端面2a正交。
然後，如此所形成的左側之分割區域11c及右側之分割區域11m係分別被形成作為參與對光纖5之光耦合的耦合用透鏡面部11c、參與監視之監視用透鏡面部11m。
亦即，如圖1及圖4所示，耦合用透鏡面部11c係在光插座2安裝有光電轉換裝置3之狀態下，使得從發光元件7射出之雷射光La中的一部分(左半部)之雷射光La從下方入射。然後，耦合用透鏡面部11c係使入射來的一部分之雷射光La收斂(例如，準直(collimate))，並作為應耦合於光纖5之端面5a的光纖耦合光Lc，朝向正上方(後述之第1反射面14)而行進於光插座2之內部的光路上。
又，此時，如圖1及圖4所示，在監視用透鏡面部11m係使得從發光元件7射出之雷射光La中的朝向耦合用透鏡面部11c入射之入射光以外的其他一部分(右半部)之雷射光La從下方入射。然後，監視用透鏡面部11m係將入射來的其他一部分之雷射光La作為監視光Lm朝向右上方(後述之第2反射面16)而行進於光插座2之內部的光路上。
如此，入射於第1透鏡面11之雷射光La係被分離成光纖耦合光Lc與監視光Lm。
又，如圖1及圖2所示，相對於光插座2之上端面2b上的第1透鏡面11而在光纖耦合光Lc之行進方向側的位置(圖1中之正上方位置)，係形成有相對於隨著朝向上方而傾斜於右方的下端面2a具有預定之傾斜角的第1反射面14。如圖1所示，第1反射面14係僅由在上端面2b朝向 下方凹入形成之剖面大致五角形狀的第2凹部15之內斜面所構成。
如圖1所示，在如此之第1反射面14係使得通過耦合用透鏡面部11c後的光纖耦合光Lc從圖1中之下方側(光插座2之內部側)以比臨界角還大之入射角進行內部入射(到達)。然後，第1反射面14係使進行該內部入射後的光纖耦合光Lc朝向圖1中之右方進行全反射。
另外，第1反射面14之傾斜角係從設計及尺寸精度測定之簡化的觀點來看，亦可以以下端面2a為基準(0°)在圖1中以逆時鐘方向設為45°。
再者，如圖1所示，光插座2之主要部的右端面2d係面對光纖5之端面5a，且該右端面2d係被形成作為耦合光射出面之一個第2透鏡面12。該第2透鏡面12係將外周形狀形成圓形狀，並且形成使凸面轉向光纖5之端面5a側的球面或是非球面之凸透鏡面。另外，第2透鏡面12上之光軸OA(2)較佳是被配置於光纖5之端面5a中的中心部之法線上。
如圖1所示，在如此之第2透鏡面12係使得藉由第1反射面14而全反射後的光纖耦合光Lc進行內部入射。然後，第2透鏡面12係使進行該內部入射後的光纖耦合光Lc一邊收斂一邊朝向光纖5之端面5a射出。
如此，在耦合用透鏡面部11c中與監視光Lm分離的光纖耦合光Lc係耦合於光纖5之端面5a。
另一方面，如圖1及圖2所示，在光插座2之上端面 2b上之與第1反射面14相對的光纖5側(右方側)之附近位置，係形成有與下端面2a平行且在俯視圖中呈矩形狀的第2反射面16。如圖1所示，第2反射面16係僅由在上端面2b上朝向下方凹入形成比較淺之剖面大致矩形狀的第3凹部17之內底面所構成。
如圖1所示，在如此之第2反射面16係使得通過監視用透鏡面部11m後的監視光Lm從圖1中之左下方側(光插座2之內部側)以比臨界角還大之入射角進行內部入射(到達)。然後，第2反射面16係使進行該內部入射後的監視光Lm朝向圖1中之右下方進行全反射。
又，如圖1及圖3所示，在第1凹部10之內底面10a上之與第1透鏡面11相對的右方位置且與受光元件8相對向的位置，係形成有作為監視光射出面之第3透鏡面13。
如圖1及圖3所示，第3透鏡面13係在仰視圖中呈圓形狀，並且形成使凸面轉向受光元件8側的球面或是非球面之凸透鏡面。另外，第3透鏡面13上之光軸OA(3)亦可位於受光元件8之受光面中的中心部之法線上。
如圖1所示，在如此之第3透鏡面13係使得藉由第2反射面16而全反射後的監視光Lm從圖1中之左上方側(光插座2之內部側)進行內部入射。然後，第3透鏡面13係使進行該內部入射後的監視光Lm一邊收斂一邊朝向受光元件8射出。
如此，在監視用透鏡面部11m中與光纖耦合光Lc分離的監視光Lm係耦合於受光元件8。
依據以上之構成，由於可僅藉由第1透鏡面11之面形狀將發光元件7之雷射光La適當地分離成光纖耦合光Lc與監視光Lm，所以沒有必要製造被要求如習知之面精度的凹部，而可以以低成本來設計及製作光插座2。
又，就在第1透鏡面11中與監視光Lm分離的耦合光Lc而言，由於可以經由第1反射面14直至到達第2透鏡面12為止行進於光插座2之內部的光路上，所以只要能確保第1反射面14之精度，就可以高精度地進行對光纖5之耦合。
再者，由於第1反射面14及第2反射面16皆僅由光插座2之面形狀所構成(為全反射面)，所以可抑制零件數。
更甚者，由於第2反射面16形成平面，所以可藉由形狀之簡化而謀求更低成本之低廉化。又，藉由第2反射面16由第3凹部17之內底面所構成，而容易採用防止有損全反射功能之異物附著於第2反射面16上的對策。另外，作為如此的對策之一例，係可考慮在上端面2b上貼附用以堵塞凹部17之開口的薄膜，以遮蔽第2反射面16。
此時，當然亦可使薄膜貼附至第2凹部15之開口周緣部為止，以兼作第1反射面14之遮蔽。再者，依據上述構成，如圖1所示，由於監視用透鏡面部11m係相對於耦合用透鏡面部11c而配置在光纖5側，所以比起使得兩面部11m、11c之配置位置逆轉的情況，還可以簡便地進行用以避免監視光Lm入射於第1反射面14之適當的光路設計。
除了上述構成以外，進而在本實施形態中，耦合用透 鏡面部11c、監視用透鏡面部11m及第3透鏡面13，係設計成以下端面2a上之作為共通之基準平面的第1凹部10之水平(不具有段差)的內底面10a為基準的面形狀。具體而言，耦合用透鏡面部11c係設計為將內底面10a作為突出量零之基準面而突出於光電轉換裝置3側，監視用透鏡面部11m係設計為將內底面10a作為凹入量零之基準面而凹入於光電轉換裝置3之相反側，第3透鏡面13係設計為將內底面10a作為突出量零之基準面而突出於光電轉換裝置3側。依據如此之構成，可以以共通之基準平面為基準而簡便地設計耦合用透鏡面部11c、監視用透鏡面部11m及第3透鏡面13。
又，由於此種設計，如圖1及圖4所示，在耦合用透鏡面部11c中的監視用透鏡面部11m側之端部、與監視用透鏡面部11m中的耦合用透鏡面部11c側之端部之間，係形成有連接兩透鏡面部11c、11m的段差面部11d。該段差面部11d雖然皆不參與對光纖5之光耦合及監視，但是由於其平行地形成於光軸OA(1)，所以幾乎不對光纖耦合光Lc及監視光Lm之光路帶來不良影響(例如，雜散光(stray light)之發生等)。
另外，雖然亦可在第1反射面14上及第2反射面16上按照需要形成由光反射率高之金屬(例如，鋁，銀，金)之薄膜等所構成的反射膜，但是在以零件數之削減為優先的情況，如前述般，較佳是採用僅利用全反射的構成。
另外，在本發明中，亦可應用如以下所示之各種的變 化例。
(第1變化例)
例如，如圖5及圖6所示，亦可將監視用透鏡面部11m形成相對於隨著耦合用透鏡面部11c側而傾斜於光電轉換裝置3之相反側的下端面2a具有預定之傾斜角的傾斜平面。另外，在此情況，監視用透鏡面部11m亦可形成為在仰視圖中呈現與圖3同樣的半圓形狀。
即便是在構成如此之情況，由於亦可以如圖5及圖6所示，將入射於監視用透鏡面部11m的雷射光La，藉由利用折射來與光纖耦合光Lc分離作為監視光Lm，並將該監視光Lm朝向第2反射面16行進，所以可以達成與圖1至圖4所示之構成同樣的作用效果。
(第2變化例)
又，如圖7至圖9所示，亦可形成為彼此連接耦合用透鏡面部11c與監視用透鏡面部11m。
另外，在本變化例中，耦合用透鏡面部11c及監視用透鏡面部11m係分別形成與圖1至圖4所示之構成同樣的凸面、凹面。
依據如此之構成，由於可以使耦合用透鏡面部11c與監視用透鏡面部11m之境界的形狀變化平順(可以去除段差面部11d)，所以在藉由使用模具之樹脂成形來獲得光插座2之情況，可以既簡便又高精度地進行模具中的第1透鏡面11之形狀轉印面的加工。
(第3變化例)
再者，如圖10及圖11所示，亦可組合第1變化例(傾斜平面狀之監視用透鏡面部11m)與第2變化例(耦合用透鏡面部11c與監視用透鏡面部11m之連接)。
(第4變化例)
更甚者，光纖耦合光Lc與監視光Lm之光強度比係可以藉由入射於耦合用透鏡面部11c之一部分的雷射光La與入射於監視用透鏡面部11m之其他一部分的雷射光La之光束截面積比(與光軸OA(1)呈垂直之截面的面積比)來調整，且該光束截面積比係可以藉由兩透鏡面部11c、11m之面積比來調整。
因而，當欲比圖1至圖4所示之構成還加大光纖耦合光Lc之光強度時，亦可例如圖12及圖13所示，以耦合用透鏡面部11c中的監視用透鏡面部11m側之端部越過光軸OA(1)的方式，將耦合用透鏡面部11c形成比監視用透鏡面部11m還大。
(第5變化例)
又，如圖14至圖16所示，亦可將第2反射面16形成構成第3凹部17之內底面之一部分的凸狀之非球面形狀的全反射面。
依據如此之構成，可以藉由調節監視光Lm對第2反射面16之入射角，而輕易地進行監視光Lm之行進方向的調整，且可以提高光路設計之自由度及受光元件8之配置位置之選擇的自由度。
(第6變化例)
再者，如圖17及圖18所示，亦可將第3凹部17之內底面形成圓形狀。
(第7變化例)
更甚者，如圖19至圖22所示，亦可構成為可以對應伴隨監視的光發送之多路(multi channel)化。
亦即，在本變化例中，光電轉換裝置3係設為發光元件7及受光元件8沿著圖19中之紙面垂直方向整齊排列形成有複數個(12個)。
又，在本變化例中，光纖5係沿著與發光元件7及受光元件8之整齊排列方向相同的方向整齊排列配置有同數量的發光元件7及受光元件8。
另外，在圖19中，各光纖5係在被收納於多芯匯集型之連接器19內的狀態下透過公知的安裝手段安裝於光插座2。
又，對應如此之光電轉換裝置3及光纖5的構成，光插座2係將圖19之紙面垂直方向的尺寸(圖20、圖21中的縱向尺寸)形成比圖1至圖4所示之構成還大，以便能夠形成各發光元件7與各光纖5間之光路以及各發光元件7與各受光元件8間之光路。
再者，就透鏡面11、12、13而言，亦在分別對應發光元件7、光纖5之端面5a及受光元件8的位置，逐個形成有與發光元件7、光纖5及受光元件8相同的數量。更甚者，在右端面2d’上係形成有僅藉由機械作業來決定光纖5對光插座2之安裝位置的定位用之銷21。
另外，在本變化例中，各耦合用透鏡面部11c及各監視用透鏡面部11m係分別形成於與圖1至圖4所示之構成同樣的凸面、凹面。
依據本變化例，由於可以將每一個發光元件7之雷射光La，藉由分別對應各發光元件7的各第1透鏡面11之耦合用透鏡面部11c及監視用透鏡面部11m，而分離成每一個發光元件7之光纖耦合光Lc與監視光Lm，所以可以既高精度又低成本地實現伴隨監視之多路的光發送。
(第8變化例)
又，如圖23所示，亦可組合第1變化例(傾斜平面狀之監視用透鏡面部11m)與第7變化例(多路對應)。
(第9變化例)
再者，如圖24及圖25所示，亦可組合第2變化例(耦合用透鏡面部11c與凹面狀的監視用透鏡面部11m之連接)與第7變化例(多路對應)。
(第10變化例)
更甚者，如圖26所示，亦可組合第3變化例(耦合用透鏡面部11c與傾斜平面狀的監視用透鏡面部11m之連接)與第7變化例(多路對應)。
(第11變化例)
又，如圖27所示，亦可組合第4變化例(光纖耦合光Lc之光量調整)與第7變化例(多路對應)。
(第12變化例)
再者，如圖28及圖29所示，亦可組合第5變化例(非 球面狀之第2反射面16)與第7變化例(多路對應)。
另外，本發明並非被限定於前述之實施形態，只要在不損本發明之特徵的限度內仍可做各種變更。
例如，亦可將光波導管等之光纖5以外的光傳輸體應用於本發明中。
1‧‧‧光模組
2‧‧‧光插座(光插座本體)
2a‧‧‧下端面(第1面)
2b‧‧‧上端面(第2面)
2c‧‧‧左端面
2d‧‧‧右端面
3‧‧‧光電轉換裝置
4‧‧‧光纖安裝部
5‧‧‧光纖(光傳輸體)
5a‧‧‧端面
6‧‧‧半導體基板
7‧‧‧發光元件
8‧‧‧受光元件
9‧‧‧套圈
10‧‧‧第1凹部
10a‧‧‧內底面
11‧‧‧第1透鏡面
11c‧‧‧耦合用透鏡面部(分割區域)
11d‧‧‧段差面部
11m‧‧‧監視用透鏡面部(分割區域)
12‧‧‧第2透鏡面(耦合光射出面)
13‧‧‧第3透鏡面(監視光射出面)
14‧‧‧第1反射面
15‧‧‧第2凹部
16‧‧‧第2反射面
17‧‧‧第3凹部
La‧‧‧雷射光
Lc‧‧‧光纖耦合光
Lm‧‧‧監視光
OA(1)、OA(2)、OA(3)‧‧‧光軸

Claims (12)

  1. 一種光插座，在被配置於光電轉換裝置、與光傳輸體之間的狀態下能夠以光學方式耦合發光元件與前述光傳輸體，該光電轉換裝置係在基板上安裝有前述發光元件及受光元件，該受光元件係接受用以監視從該發光元件所發出之光的監視光，其特徵為具備：第1透鏡面，其係為了供前述發光元件之前述光入射而被配置於光插座本體中的前述光電轉換裝置側之第1面上，且將入射來的前述發光元件之光分離成應耦合於前述光傳輸體的耦合光、與前述監視光；第1反射面，其係以相對於前述第1面具有預定傾斜角之方式與前述第1透鏡面對向地配置於前述光插座本體中的前述第1面之相反側的第2面上，前述耦合光從前述第1透鏡面側到達，且使該到達後之耦合光朝向前述光傳輸體側反射；耦合光射出面，其係使藉由該第1反射面而反射之前述耦合光朝向前述光傳輸體射出；第2反射面，其係配置於前述第2面上之與前述第1反射面相對的前述光傳輸體側之位置，前述監視光從前述第1透鏡面側到達，且使該到達後之監視光朝向前述受光元件側反射；以及 監視光射出面，其係使藉由該第2反射面而反射之前述監視光朝向前述受光元件射出；前述第1透鏡面係具有：耦合用透鏡面部，其係為了供前述發光元件之光中的一部分之光入射而被配置，且使入射來的前述一部分之光作為前述耦合光朝向前述第1反射面行進；以及監視用透鏡面部，其係為了供前述發光元件之光中的前述一部分之光以外的其他一部分之光入射而被配置，且使入射來的前述其他一部分之光作為前述監視光朝向前述第2反射面行進。
  2. 如請求項1所記載之光插座，其中前述耦合用透鏡面部係形成凸面；前述監視用透鏡面部係形成凹面或是傾斜平面。
  3. 如請求項2所記載之光插座，其中前述耦合用透鏡面部、前述監視用透鏡面部及前述監視光射出面係設計成以前述第1面上之共通的基準平面為基準的面形狀；前述第1透鏡面係具有連接前述耦合用透鏡面部與前述監視用透鏡面部的段差面部。
  4. 如請求項3所記載之光插座，其中前述段差面部係平行地配置於前述第1透鏡面上之光軸。
  5. 如請求項2所記載之光插座，其中前述耦合用透鏡面部與前述監視用透鏡面部係彼此連接。
  6. 如請求項1至5中任一項所記載之光插座，其中前述監視用透鏡面部係相對於前述耦合用透鏡面部而被配置於前述光傳輸體側。
  7. 如請求項1至6中任一項所記載之光插座，其中前述第2反射面係被形成作為使得前述監視光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且使進行該內部入射後之監視光進行全反射的全反射面。
  8. 如請求項7所記載之光插座，其中前述第2反射面係形成平面或是凸狀的非球面。
  9. 如請求項7或8所記載之光插座，其中前述第2反射面係由被凹設於前述第2面上的凹部之內底面之至少一部分所構成。
  10. 如請求項1至9中任一項所記載之光插座，其中前述第1反射面係被形成作為使得前述耦合光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且使進行該內部入射後之耦合光進行全反射的全反射面。
  11. 如請求項1至10中任一項所記載之光插座，其中前述耦合光射出面係被形成作為使前述耦合光一邊收斂一邊射出的第2透鏡面，前述監視光射出面係被形成作為使前述監視光一邊收斂一邊射出的第3透鏡面。
  12. 一種光模組，其特徵為具備：請求項1至11中任一項所記載之光插座；以及 請求項1所記載之光電轉換裝置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109964160A (zh) * 2016-11-28 2019-07-02 恩普乐股份有限公司 光模块及光模块的制造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7230709B2 (ja) * 2019-06-28 2023-03-01 住友電気工業株式会社 光受信器

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060299A (ja) * 2001-06-07 2003-02-28 Ricoh Opt Ind Co Ltd 光出力素子・光出力素子アレイおよびレンズ素子・レンズ素子アレイ
US6888988B2 (en) 2003-03-14 2005-05-03 Agilent Technologies, Inc. Small form factor all-polymer optical device with integrated dual beam path based on total internal reflection optical turn
WO2005033745A2 (en) * 2003-09-29 2005-04-14 Photodigm, Inc. Method and apparatus for wavelength division multiplexing
JP2008151894A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Enplas Corp 光学素子およびこれを備えた光モジュール用ホルダ、光モジュールならびに光コネクタ
JP4914819B2 (ja) * 2007-12-14 2012-04-11 株式会社エンプラス 光結合素子およびこれを備えた光モジュール
JP2009216777A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Nec Electronics Corp 光レセプタクルおよび光レセプタクルモジュール
JP5025695B2 (ja) * 2009-08-07 2012-09-12 株式会社エンプラス 光モジュール
JP5538108B2 (ja) * 2010-07-09 2014-07-02 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
US8705975B2 (en) * 2011-02-24 2014-04-22 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Single wavelength bidirectional fiber optical link with beam-splitting element
JP6089354B2 (ja) * 2011-10-25 2017-03-08 株式会社エンプラス レンズアレイおよびその製造方法
JP5896136B2 (ja) * 2012-03-05 2016-03-30 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール
JP2013200347A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Enplas Corp 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール
JP6011958B2 (ja) * 2012-03-28 2016-10-25 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール
US9488792B2 (en) * 2012-06-05 2016-11-08 Enplas Corporation Optical receptacle, and optical module provided with same
US20140086579A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd Optical coupling system, an optical communications module that incorporates the optical coupling system, and a method of using the optical coupling system
US9470857B2 (en) * 2014-06-13 2016-10-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical module with beam splitter on reflecting surface

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109964160A (zh) * 2016-11-28 2019-07-02 恩普乐股份有限公司 光模块及光模块的制造方法

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