WO2020170821A1 - 光レセプタクルおよび光モジュール - Google Patents

光レセプタクルおよび光モジュール Download PDF

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WO2020170821A1
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light
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卓幸 助川
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株式会社エンプラス
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device

Definitions

  • the present invention relates to an optical receptacle and an optical module.
  • an optical module for transmission equipped with a light emitting element and an optical module for reception equipped with a light receiving element have been used for optical communication using an optical transmission body such as an optical fiber or an optical waveguide.
  • the receiving optical module has an optical receptacle for causing the light including the communication information emitted from the end surface of the optical transmission body to enter the light receiving surface of the light receiving element (for example, refer to Patent Document 1).
  • Patent Document 1 describes a lens-integrated receptacle having a holder that optically connects an optical fiber fixed to a ferrule and a light receiving element fixed to a stem.
  • the holder has an incident surface on which the light emitted from the end surface of the optical fiber is incident, and a lens which emits the light incident on the incident surface toward the light receiving surface of the light receiving element.
  • the lens-integrated receptacle described in Patent Document 1 the light emitted from the end surface of the optical fiber is incident on the incident surface, is emitted from the lens, and reaches the light receiving element.
  • the lens-integrated receptacle described in Patent Document 1 the light emitted from the end surface of the optical fiber continues to spread even after it is incident on the incident surface. Therefore, for example, when the core diameter of the optical fiber is large, a part of the light emitted from the end surface of the core cannot reach the lens after entering the incident surface, and cannot reach the light receiving element. As described above, in the lens-integrated receptacle described in Patent Document 1, when the core of the optical transmission body is large, the optical coupling efficiency between the end face of the optical transmission body and the light receiving element is reduced. There is.
  • An object of the present invention is to provide an optical receptacle and an optical module that can maintain high optical coupling efficiency even when an optical transmission body having a large core is used.
  • An optical receptacle is an optical receptacle for optically coupling an end face of the optical transmission body and a light receiving surface of the light receiving element when the optical receptacle is arranged between the light transmitting element and the light receiving element.
  • a reflector that is arranged so as to surround the optical axis between the first optical surface and the second optical surface, and that reflects a part of the light incident on the first optical surface toward the second optical surface.
  • the optical module according to the present invention includes a substrate, a photoelectric conversion device having a light receiving element arranged on the substrate, and the optical receptacle of the present invention.
  • an optical receptacle and an optical module that can maintain high optical coupling efficiency even when an optical transmission body having a large core is used.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a configuration of an optical module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing a part of the optical path of the optical module according to the comparative example
  • FIG. 2B is a diagram showing a part of the optical path of the optical module according to the present embodiment.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a configuration of an optical module 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 1A is a plan view of the optical module 100
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1A.
  • the optical transmission body 160 is indicated by a broken line.
  • the optical module 100 includes a substrate-mounted photoelectric conversion device 120 including a light receiving element 122, and an optical receptacle 140.
  • the optical module 100 is an optical module for reception, and is used with the optical transmission body 160 coupled to the optical receptacle 140 (hereinafter, also referred to as connection).
  • the photoelectric conversion device 120 has a substrate 121 and a light receiving element 122.
  • the substrate 121 supports the light receiving element 122 and is fixed to the optical receptacle 140.
  • the substrate 121 is, for example, a glass composite substrate, a glass epoxy substrate, a flexible sill substrate, or the like.
  • the light receiving element 122 is arranged on the substrate 121.
  • the light receiving element 122 receives the light emitted from the optical transmission body 160.
  • the light receiving element 122 is, for example, a photo detector.
  • the number of light receiving elements 122 is not particularly limited, and is selected according to the configuration of the optical receptacle 140. In the present embodiment, the number of light receiving elements 122 is one.
  • the optical receptacle 140 is arranged on the substrate 121 of the photoelectric conversion device 120.
  • the optical receptacle 140 optically couples the end surface 162 of the optical transmission body 160 and the light receiving surface 123 of the light receiving element 122 in a state of being arranged between the photoelectric conversion device 120 and the optical transmission body 160.
  • the optical receptacle 140 optically couples the end surface 162 of one optical transmission member 160 and the light receiving surface 123 of one light receiving element 122, but the optical receptacle 140 is configured to transmit a plurality of optical transmissions.
  • the end surface 162 of the body 160 and the light receiving surfaces 123 of the plurality of light receiving elements 122 may be optically coupled to each other.
  • the configuration of the optical receptacle 140 will be described later in detail.
  • the type of the optical transmission body 160 is not particularly limited. Examples of the type of the light transmission body 160 include an optical fiber and an optical waveguide. In the present embodiment, the optical transmission body 160 is an optical fiber having a large core diameter such as a plastic optical fiber (POF).
  • the number of optical transmission members 160 is not particularly limited, and is selected according to the configuration of the optical receptacle 140. The number of the optical transmission bodies 160 may be one or plural. In the present embodiment, the number of optical transmission bodies 160 is one.
  • the optical receptacle 140 has a light-transmitting property and emits at least a part of the light emitted from the end surface 162 of the optical transmission body 160 toward the light receiving surface 123 of the light receiving element 122.
  • the optical receptacle 140 has an entrance surface 141, a reflection surface 142, and an exit surface 143.
  • the number of incident surfaces 141, the number of reflecting surfaces 142, and the number of outgoing surfaces 143 are each one, and the shape of optical receptacle 140 is rotationally symmetric (circular symmetry).
  • a positioning portion 144 for positioning the optical transmission body 160 and a board fixing portion 145 for fixing the board 121 are further provided.
  • the optical receptacle 140 is formed by using a material that has a property of transmitting light having a wavelength used for optical communication. Examples of such materials include transparent resins such as polyetherimide (PEI) and cyclic olefin resins.
  • the optical receptacle 140 is manufactured by injection molding, for example.
  • the positioning unit 144 positions the end surface 162 of the optical transmission body 160 with respect to the optical receptacle 140.
  • the configuration of the positioning part 144 is not particularly limited as long as it can exhibit the above-mentioned function.
  • the positioning part 144 has a cylindrical shape.
  • the incident surface 141 is an optical surface that causes the light emitted from the end surface 162 of the optical transmission body 160 to enter the inside of the optical receptacle 140.
  • the incident surface 141 is an inner surface of the first recess 146 formed on the bottom of the positioning portion 144.
  • the shape of the incident surface 141 is not particularly limited.
  • the incident surface 141 may be a convex lens surface convex toward the optical transmission body 160, a concave lens surface concave to the optical transmission body 160, or a flat surface.
  • the incident surface 141 has a flat bottom surface of the first recess 146 and a cylindrical side surface connecting the bottom surface and the opening edge of the first recess 146.
  • the plan view shape of the incident surface 141 is not particularly limited.
  • the plane view shape of the incident surface 141 may be circular or polygonal. In the present embodiment, the plane view shape of the incident surface 141 is circular.
  • the size of the incident surface 141 is not particularly limited, but is preferably the same as or larger than the end surface of the core of the optical transmission body 160. In the present embodiment, the size of the incident surface 141 is larger than the end surface of the core of the optical transmission body 160.
  • the central axis CA1 of the incident surface 141 may or may not be perpendicular to the end surface 162 of the optical transmission body 160, but is preferably perpendicular to the end surface 162 of the optical transmission body 160.
  • the central axis CA1 of the incident surface 141 preferably coincides with the optical axis OA of the light emitted from the end surface 162 of the optical transmission body 160.
  • the incident surface 141 By disposing the incident surface 141 on the bottom of the first recess 146, the end surface of the core of the optical transmission body 160 and the incident surface 141 can be separated, and the end surface of the core of the optical transmission body 160 and the incident surface 141 are damaged. Can be suppressed.
  • the distance between the end surface 162 of the optical transmission member 160 and the incident surface 141 is appropriately set according to the magnification of the optical receptacle 140.
  • the reflection surface 142 reflects a part of the light incident on the incident surface 141 (light traveling at a large angle with respect to the central axis CA1 of the incident surface 141) toward the emission surface 143.
  • the reflection surface 142 is an inner side surface of an annular second recess 147 formed so as to surround the optical axis (optical path) between the entrance surface 141 and the exit surface 143 at the bottom of the positioning section 144.
  • the reflecting surface 142 emits, of the light incident on the incident surface 141, light that travels at a large angle with respect to the central axis CA1 of the incident surface 141 (light that does not reach the emitting surface 143 as it is). It is designed to be totally reflected toward the surface 143.
  • the shape of the reflecting surface 142 in the cross section including the central axis CA1 of the incident surface 141 is not particularly limited.
  • the shape of the reflecting surface 142 in the cross section may be linear, may be a curved shape that is convex toward the central axis CA1, or may be a curved shape that is concave with respect to the central axis CA1.
  • the shape of the reflecting surface 142 in the cross section is a straight line that deviates from the central axis CA1 from the incident surface 141 side toward the emitting surface 143 side.
  • Part of the light incident on the incident surface 141 (light traveling at a large angle with respect to the central axis CA1 of the incident surface 141) is internally reflected by the reflecting surface 142 and travels toward the emitting surface 143. Controlled.
  • some other light (light traveling at a small angle with respect to the central axis CA1 of the incident surface 141) is incident on the emission surface 143 without passing through the other surface. To reach.
  • the emission surface 143 is an optical surface that emits the light traveling from the incident surface 141 or the reflection surface 142 toward the light receiving surface 123 of the light receiving element 122.
  • the emission surface 143 is arranged on the opposite side of the incident surface 141 so as to face the light receiving surface 123 of the light receiving element 122.
  • the shape of the emission surface 143 is not particularly limited.
  • the exit surface 143 may be a convex lens surface convex toward the light receiving surface of the light receiving element 122, a concave convex lens surface with respect to the light receiving surface of the light receiving element 122, or a flat surface.
  • the shape of emission surface 143 is a convex lens surface that is convex toward the light receiving surface of light receiving element 122. Accordingly, the light incident on the incident surface 141 and the light incident on the incident surface 141 and reflected by the reflecting surface 142 can be condensed and efficiently reach the light receiving surface 123 of the light receiving element 122.
  • the board fixing portion 145 fixes the board 121 of the photoelectric conversion device 120 to the optical receptacle 140.
  • the structure of the board fixing portion 145 is not particularly limited as long as it can exhibit the above-mentioned function.
  • the substrate fixing portion 145 has a cylindrical shape.
  • a step portion 148 is formed on the inner peripheral surface of the substrate fixing portion 145.
  • the shape of the stepped portion 148 may be arranged in the entire circumferential direction of the inner peripheral surface of the substrate fixing portion 145 so as to surround the central axis CA2 of the emission surface 143, or one of the inner peripheral surface of the substrate fixing portion 145. It may be arranged in a section.
  • the step portion 148 is arranged on the entire inner circumferential surface of the substrate fixing portion 145 in the circumferential direction.
  • optical path in the optical module 100 according to the present embodiment will be described.
  • an optical path in the comparative optical module 200 having no reflective surface 142 will be described.
  • the optical module 200 for comparison does not have the reflecting surface 142 and is different from that of the present embodiment in that the incident surface 241 is located closer to the exit surface 143 side than the incident surface 141 in the present embodiment.
  • the optical module 100 is the same as the optical module 100.
  • 2A is a diagram showing a part of an optical path in the comparative optical module 200
  • FIG. 2B is a diagram showing a part of an optical path in the optical module 100 according to the present embodiment. Note that, in FIGS.
  • FIGS. 2A and 2B only the light emitted from the outer edge portion of the end surface of the core of the optical transmission body 160 is shown by a chain double-dashed line.
  • hatching is omitted to illustrate the optical path.
  • the light emitted from the outer edge portion of the end surface of the core of the optical transmission body 160 is incident on the incident surface 241 (side surface) of the optical receptacle 240.
  • This light travels away from the central axis CA1 of the entrance surface 241 and the central axis CA2 of the exit surface 143.
  • this light is emitted to the outside from the area other than the emission surface 143 without reaching the emission surface 143.
  • the light emitted from the outer edge portion of the end surface of the core of the optical transmission body 160 is incident on the incident surface 141 (bottom surface).
  • This light travels away from the central axis CA1 of the incident surface 141 and the central axis CA2 of the outgoing surface 143, but is reflected by the reflective surface 142 toward the outgoing surface 143.
  • this light is emitted from the emitting surface 143 so as to be condensed on the light receiving surface 123 of the light receiving element 122.
  • the optical module 100 Since the optical module 100 according to the present embodiment has the reflecting surface 142 that reflects the light incident on the incident surface 141 toward the emitting surface 143, the optical module 100 having a large core is used. However, the loss of light can be suppressed. Therefore, it is possible to maintain high optical coupling efficiency of the light emitted from the optical transmission body 160 to the light receiving element 122.
  • optical receptacle and the optical module according to the present invention are useful for optical communication using an optical transmission body, for example.
  • Optical module 100, 200 Optical module 120 Photoelectric conversion device 121 Substrate 122 Light receiving element 123 Light receiving surface 140, 240 Optical receptacle 141, 241 Incident surface 142 Reflective surface 143 Emission surface 144 Positioning portion 145 Substrate fixing portion 146 First concave portion 147 Second concave portion 148 steps 160 Optical transmission body 162 End surface OA Optical axis CA1 Center axis of incident surface CA2 Central axis of exit surface

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Abstract

本発明の光レセプタクルは、光伝送体と、受光素子との間に配置されたときに、光伝送体の端面と受光素子の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、光伝送体の端面から出射された光を入射させる第１光学面と、第１光学面で入射した光を受光素子に向けて出射させる第２光学面と、第１光学面と第２光学面との間の光軸を取り囲むように配置されており、第１光学面で入射した光の一部を第２光学面に向けて反射させる反射部と、を有する。

Description

光レセプタクルおよび光モジュール
　本発明は、光レセプタクルおよび光モジュールに関する。
　従来、光ファイバーや光導波路などの光伝送体を用いた光通信には、発光素子を備えた送信用の光モジュールと、受光素子を備えた受信用の光モジュールとが使用されている。受信用の光モジュールは、光伝送体の端面から出射された通信情報を含む光を、受光素子の受光面に入射させるための光レセプタクルを有する（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、フェルールに固定された光ファイバーと、ステムに固定された受光素子とを光学的に接続させるホルダを有する、レンズ一体型レセプタクルが記載されている。ホルダは、光ファイバーの端面から出射された光を入射させる入射面と、入射面で入射した光を受光素子の受光面に向かって出射させるレンズと、を有する。特許文献１に記載のレンズ一体型レセプタクルでは、光ファイバーの端面から出射した光は、入射面で入射し、レンズから出射されて受光素子に到達する。
特開２０１０－１０７６９２号公報
　特許文献１に記載されたレンズ一体型レセプタクルでは、光ファイバーの端面から出射された光は、入射面で入射した後も拡がり続ける。したがって、例えば光ファイバーのコア径が大きい場合、コアの端面から出射された光の一部は、入射面で入射した後にレンズに到達することができず、受光素子に到達することもできない。このように、特許文献１に記載されたレンズ一体型レセプタクルには、光伝送体のコアが大きい場合に、光伝送体の端面と受光素子との間の光結合効率が低下してしまうという問題がある。
　本発明の目的は、コアが大きな光伝送体を用いた場合であっても、高い光結合効率を維持できる光レセプタクルおよび光モジュールを提供することである。
　本発明に係る光レセプタクルは、光伝送体と、受光素子との間に配置されたときに、前記光伝送体の端面と前記受光素子の受光面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、前記光伝送体の端面から出射された光を入射させる第１光学面と、前記第１光学面で入射した光を、前記受光素子に向けて出射させる第２光学面と、前記第１光学面と前記第２光学面との間の光軸を取り囲むように配置されており、前記第１光学面で入射した光の一部を、前記第２光学面に向けて反射させる反射部と、を有する。
　本発明に係る光モジュールは、基板と、前記基板上に配置された受光素子とを有する光電変換装置と、本発明の光レセプタクルと、を有する。
　本発明によれば、コアが大きな光伝送体を用いた場合であっても、高い光結合効率を維持できる光レセプタクルおよび光モジュールを提供できる。
図１Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る光モジュールの構成を示す図である。 図２Ａは、比較例に係る光モジュールの光路の一部を示す図であり、図２Ｂは、本実施の形態に係る光モジュールの光路の一部を示す図である。
　以下、本発明の一実施の形態に係る光モジュールについて、添付した図面を参照して詳細に説明する。
　（光モジュールの構成）
　図１Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る光モジュール１００の構成を示す図である。図１Ａは、光モジュール１００の平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図１Ａ、Ｂでは、光伝送体１６０を破線で示している。
　図１Ａ、Ｂに示されるように、光モジュール１００は、受光素子１２２を含む基板実装型の光電変換装置１２０と、光レセプタクル１４０とを有する。光モジュール１００は、受信用の光モジュールであり、光レセプタクル１４０に光伝送体１６０が結合（以下、接続ともいう）されて使用される。
　光電変換装置１２０は、基板１２１と、受光素子１２２とを有する。
　基板１２１は、受光素子１２２を支持するとともに、光レセプタクル１４０に対して固定される。基板１２１は、例えば、ガラスコンポジット基板やガラスエポキシ基板、フレキブシル基板などである。基板１２１上には、受光素子１２２が配置されている。
　受光素子１２２は、光伝送体１６０から出射された光を受光する。受光素子１２２は、例えば、フォトディテクターである。受光素子１２２の数は、特に限定されず、光レセプタクル１４０の構成に合わせて選択される。本実施の形態では、受光素子１２２の数は、１つである。
　光レセプタクル１４０は、光電変換装置１２０の基板１２１上に配置されている。光レセプタクル１４０は、光電変換装置１２０と光伝送体１６０との間に配置された状態で、光伝送体１６０の端面１６２と、受光素子１２２の受光面１２３とを光学的に結合させる。本実施の形態では、光レセプタクル１４０は、１本の光伝送体１６０の端面１６２と、１つの受光素子１２２の受光面１２３とを光学的に結合させるが、光レセプタクル１４０は、複数の光伝送体１６０の端面１６２と、複数の受光素子１２２の受光面１２３とをそれぞれ光学的に結合させてもよい。光レセプタクル１４０の構成については、別途詳細に説明する。
　光伝送体１６０の種類は、特に限定されない。光伝送体１６０の種類の例には、光ファイバー、光導波路が含まれる。本実施の形態では、光伝送体１６０は、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）などのコア径が大きい光ファイバーである。光伝送体１６０の数は、特に限定されず、光レセプタクル１４０の構成に合わせて選択される。光伝送体１６０の数は、１つでもよいし、複数でもよい。本実施の形態では、光伝送体１６０の数は、１本である。
　（光レセプタクルの構成）
　光レセプタクル１４０は、透光性を有し、光伝送体１６０の端面１６２から出射された光の少なくとも一部を、受光素子１２２の受光面１２３に向けて出射させる。光レセプタクル１４０は、入射面１４１と、反射面１４２と、出射面１４３とを有する。本実施の形態では、入射面１４１、反射面１４２および出射面１４３の数は、それぞれ１つであり、光レセプタクル１４０の形状は、回転対称（円対称）である。本実施の形態では、光伝送体１６０を位置決めするための位置決め部１４４と、基板１２１を固定するための基板固定部１４５とをさらに有する。
　光レセプタクル１４０は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。そのような材料の例には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）や環状オレフィン樹脂などの透明な樹脂が含まれる。また、光レセプタクル１４０は、例えば、射出成形により製造される。
　位置決め部１４４は、光レセプタクル１４０に対して、光伝送体１６０の端面１６２を位置決めする。位置決め部１４４の構成は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、位置決め部１４４は、円筒形状である。位置決め部１４４の開口部から光伝送体１６０を挿入することで、位置決め部１４４の内空部に光伝送体１６０の端部が配置される。位置決め部１４４の底部には、第１凹部１４６および第２凹部１４７が配置されている。
　入射面１４１は、光伝送体１６０の端面１６２から出射された光を光レセプタクル１４０の内部に入射させる光学面である。入射面１４１は、位置決め部１４４の底部に形成された第１凹部１４６の内面である。入射面１４１の形状は、特に限定されない。入射面１４１は、光伝送体１６０に向かって凸状の凸レンズ面でもよいし、光伝送体１６０に対して凹状の凹レンズ面でもよいし、平面であってもよい。本実施の形態では、入射面１４１は、平面である第１凹部１４６の底面と、底面および第１凹部１４６の開口縁を繋ぐ円筒形状の側面とを有する。入射面１４１の平面視形状は、特に限定されない。入射面１４１の平面視形状は、円形状でもよいし、多角形状でもよい。本実施の形態では、入射面１４１の平面視形状は、円形状である。
　入射面１４１の大きさは、特に限定されないが、光伝送体１６０のコアの端面と同じかそれよりも大きいことが好ましい。本実施の形態では、入射面１４１の大きさは、光伝送体１６０のコアの端面よりも大きい。入射面１４１の中心軸ＣＡ１は、光伝送体１６０の端面１６２に対して垂直でもよいし、垂直でなくてもよいが、光伝送体１６０の端面１６２に対して垂直であることが好ましい。入射面１４１の中心軸ＣＡ１は、光伝送体１６０の端面１６２から出射された光の光軸ＯＡと一致することが好ましい。
　第１凹部１４６の底部に入射面１４１を配置することで、光伝送体１６０のコアの端面と入射面１４１とを離間させることができ、光伝送体１６０のコアの端面および入射面１４１が傷つくことを抑制できる。光伝送体１６０の端面１６２と入射面１４１との間隔は、光レセプタクル１４０の倍率に応じて適宜設定される。
　反射面１４２は、入射面１４１で入射した光のうち、一部の光（入射面１４１の中心軸ＣＡ１に対して大きな角度で進行する光）を出射面１４３に向けて反射させる。反射面１４２は、位置決め部１４４の底部において、入射面１４１と出射面１４３との間の光軸（光路）を取り囲むように形成された円環状の第２凹部１４７の内側面である。本実施の形態では、反射面１４２は、入射面１４１で入射した光のうち、入射面１４１の中心軸ＣＡ１に対して大きな角度で進行する光（このままでは出射面１４３に到達しない光）を出射面１４３に向けて全反射させるように設計されている。入射面１４１の中心軸ＣＡ１を含む断面にける反射面１４２の形状は、特に限定されない。当該断面における反射面１４２の形状は、直線状でもよいし、中心軸ＣＡ１に向かって凸の曲線状でもよいし、中心軸ＣＡ１に対して凹の曲線状でもよい。本実施の形態では、当該断面における反射面１４２の形状は、入射面１４１側から出射面１４３側に向かうにつれて中心軸ＣＡ１から離れる直線である。入射面１４１で入射した光のうち、一部の光（入射面１４１の中心軸ＣＡ１に対して大きな角度で進行する光）は、反射面１４２で内部反射して、出射面１４３に向かうように制御される。一方、入射面１４１で入射した光のうち、他の一部の光（入射面１４１の中心軸ＣＡ１に対して小さな角度で進行する光）は、他の面を経由することなく出射面１４３に到達する。
　位置決め部１４４における第１凹部１４６および第２凹部１４７で区画された領域は、光伝送体１６０のクラッドに接触する。これにより、光伝送体１６０の端面１６２から出射される光の進行を妨げることなく、光レセプタクル１４０に光伝送体１６０の端面１６２を位置決めできる。
　出射面１４３は、入射面１４１または反射面１４２から進行してきた光を、受光素子１２２の受光面１２３に向けて出射させる光学面である。本実施の形態では、出射面１４３は、受光素子１２２の受光面１２３と対向するように、入射面１４１と反対側に配置されている。出射面１４３の形状は、特に限定されない。出射面１４３は、受光素子１２２の受光面に向かって凸状の凸レンズ面でもよいし、受光素子１２２の受光面に対して凹状の凸レンズ面でもよいし、平面であってもよい。本実施の形態では、出射面１４３の形状は、受光素子１２２の受光面に向かって凸状の凸レンズ面である。これにより、入射面１４１で入射した光と、入射面１４１で入射し、反射面１４２で反射した光とを集光させて、受光素子１２２の受光面１２３に効率良く到達させることができる。
　基板固定部１４５は、光レセプタクル１４０に対して、光電変換装置１２０の基板１２１を固定する。基板固定部１４５の構成は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、基板固定部１４５は、円筒形状である。基板固定部１４５の内周面には、段部１４８が形成されている。段部１４８の形状は、出射面１４３の中心軸ＣＡ２を取り囲むように、基板固定部１４５の内周面の周方向全体に配置されていてもよいし、基板固定部１４５の内周面の一部に配置されていてもよい。本実施の形態では、段部１４８は、基板固定部１４５の内周面の周方向全体に配置されている。
　ここで、本実施の形態に係る光モジュール１００における光路について説明する。また、比較のため、反射面１４２を有さない比較用の光モジュール２００における光路についても説明する。比較用の光モジュール２００は、反射面１４２を有しておらず、かつ入射面２４１が本実施の形態における入射面１４１よりも出射面１４３側に位置することを除いて、本実施の形態に係る光モジュール１００と同じである。図２Ａは、比較用の光モジュール２００における光路の一部を示す図であり、図２Ｂは、本実施の形態に係る光モジュール１００における光路の一部を示す図である。なお、図２Ａ、Ｂでは、光伝送体１６０のコアの端面の外縁部から出射された光のみを二点鎖線で示している。図２Ａ、Ｂでは、光路を図示するために、ハッチングを省略している。
　図２Ａに示されるように、比較用の光モジュール２００では、光伝送体１６０のコアの端面の外縁部から出射された光は、光レセプタクル２４０の入射面２４１（側面）で入射する。この光は、入射面２４１の中心軸ＣＡ１および出射面１４３の中心軸ＣＡ２から離れるように進行する。その結果、この光は、出射面１４３に到達することなく、出射面１４３以外の領域から外部に出射されてしまう。
　一方、図２Ｂに示されるように、本実施の形態に係る光モジュール１００では、光伝送体１６０のコアの端面の外縁部から出射された光は、入射面１４１（底面）で入射する。この光は、入射面１４１の中心軸ＣＡ１および出射面１４３の中心軸ＣＡ２から離れるように進行するが、反射面１４２で出射面１４３に向けて反射される。その結果、この光は、出射面１４３から受光素子１２２の受光面１２３に集光するように出射される。
　（効果）
　本実施の形態に係る光モジュール１００は、入射面１４１で入射した光を出射面１４３に向けて反射させる反射面１４２を有しているため、コアの大きな光伝送体１６０を用いた場合であっても、光の損失を抑制できる。よって、光伝送体１６０から出射された光の受光素子１２２に対する高い光結合効率を維持できる。
　本出願は、２０１９年２月２２日出願の特願２０１９－０３０３６４に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明に係る光レセプタクルおよび光モジュールは、例えば光伝送体を用いた光通信に有用である。
　１００、２００　光モジュール
　１２０　光電変換装置
　１２１　基板
　１２２　受光素子
　１２３　受光面
　１４０、２４０　光レセプタクル
　１４１、２４１　入射面
　１４２　反射面
　１４３　出射面
　１４４　位置決め部
　１４５　基板固定部
　１４６　第１凹部
　１４７　第２凹部
　１４８　段部
　１６０　光伝送体
　１６２　端面
　ＯＡ　光軸
　ＣＡ１　入射面の中心軸
　ＣＡ２　出射面の中心軸
 

Claims (3)

  1. 　光伝送体と、受光素子との間に配置されたときに、前記光伝送体の端面と前記受光素子の受光面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、
    　前記光伝送体の端面から出射された光を入射させる第１光学面と、
    　前記第１光学面で入射した光を、前記受光素子に向けて出射させる第２光学面と、
    　前記第１光学面と前記第２光学面との間の光軸を取り囲むように配置されており、前記第１光学面で入射した光の一部を、前記第２光学面に向けて反射させる反射部と、
    　を有する、光レセプタクル。
  2. 　前記反射部は、前記第１光学面で入射した光を前記第２光学面に向けて全反射させる、請求項１に記載の光レセプタクル。
  3. 　基板と、前記基板上に配置された受光素子とを有する光電変換装置と、
    　請求項１に記載の光レセプタクルと、
    　を有する、光モジュール。
     
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631987A (en) * 1995-06-07 1997-05-20 Reliaspeed, Inc. Low cost, mode-field matched, high performance laser transmitter optical subassembly
JPH09269440A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュ−ル
JP2001133665A (ja) * 1999-11-08 2001-05-18 Yazaki Corp 光コネクタ用スリーブ、及びレセプタクル

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102089691B (zh) * 2008-07-18 2013-03-06 阿尔卑斯电气株式会社 光连接器
JP2014048493A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Hitachi Chemical Co Ltd 光学部材及び光デバイス

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631987A (en) * 1995-06-07 1997-05-20 Reliaspeed, Inc. Low cost, mode-field matched, high performance laser transmitter optical subassembly
JPH09269440A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュ−ル
JP2001133665A (ja) * 1999-11-08 2001-05-18 Yazaki Corp 光コネクタ用スリーブ、及びレセプタクル

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