WO2022244230A1 - 光モジュール - Google Patents

光モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2022244230A1
WO2022244230A1 PCT/JP2021/019345 JP2021019345W WO2022244230A1 WO 2022244230 A1 WO2022244230 A1 WO 2022244230A1 JP 2021019345 W JP2021019345 W JP 2021019345W WO 2022244230 A1 WO2022244230 A1 WO 2022244230A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base
optical element
optical
lens array
adhesive
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/019345
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
純一 鈴木
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN202180097988.6A priority Critical patent/CN117296217A/zh
Priority to PCT/JP2021/019345 priority patent/WO2022244230A1/ja
Priority to JP2023520409A priority patent/JP7381174B2/ja
Publication of WO2022244230A1 publication Critical patent/WO2022244230A1/ja
Priority to US18/379,996 priority patent/US20240038922A1/en

Links

Images

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
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • 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
    • H01L31/12—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 structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16—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 structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167—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 structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • H01L31/173—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 structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
    • 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
    • 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0236—Fixing laser chips on mounts using an adhesive

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical module with a lens array having a plurality of lens elements arranged in parallel.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100003 discloses an optical device that collects light output from a light source such as a laser diode with a lens and causes the light to enter an optical waveguide formed in an optical waveguide element.
  • a lens is an optical component integrated with an optical element holder, and the optical component is sandwiched between two pedestals facing each other and fixed on the two pedestals with an adhesive, and the two pedestals are attached to the fixed base with an adhesive. Fixed.
  • the lens array When the lens array is fixed to the base, the lens array is simply fixed to two pedestals sandwiched using an adhesive as shown in Patent Document 1, and then the two pedestals are fixed to the fixed base. Since two pedestals are used, the number of parts increases, and since a plurality of lens elements are arranged in parallel in the lens array, the horizontal direction in which the lens elements are arranged in parallel with respect to the base. Since the length of the lens array is longer than the height in the height direction, and the lens array itself is miniaturized, the inclination of the lens array in the horizontal direction becomes a problem.
  • the centers (centers) of a plurality of precisely aligned lens elements in the lens array shift in the height direction with respect to the optical axes of the optical elements arranged opposite to each other.
  • a difference in coupling efficiency may occur between the optical elements coupled via the lens element.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and aims to obtain an optical module in which the inclination of the base of the lens array with respect to the plane is suppressed.
  • An optical module includes a base having a flat surface, and a first optical element and a second optical element which are arranged on the flat surface of the base so as to face each other and each have a plurality of parallel optical axes. is arranged on the plane of the base between the optical element and the first optical element and the second optical element, and parallel to the plurality of optical axes of the first optical element and the second optical element and a lens array having a plurality of lens elements arranged in the same manner as each other, the plurality of lens elements optically coupling the first optical element and the second optical element, and the lens array faces the plane of the base.
  • a plurality of adhesive layers are provided for adhering the plurality of adhesive surfaces of the lens array and the flat surface of the base and fixing the lens array to the flat surface of the base.
  • the lens array has adhesive interference suppressing portions between a plurality of adhesive surfaces and adjacent adhesive surfaces, and a base between the plurality of adhesive surfaces and the plane of the base. Since a plurality of adhesive layers are provided for fixing to the plane, the tilt of the base of the lens array with respect to the plane is suppressed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical module according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a front view showing a state in which a first adhesive resin is applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a front view showing a state in which a second adhesive resin is applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a front view showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 1, cured, and the lens array is fixed to the base;
  • FIG. FIG. 11 is a front view of a comparative example showing a state in which a first adhesive resin is applied to the lens array;
  • FIG. 10 is a front view of a comparative example showing a state in which a second adhesive resin is applied to the lens array
  • FIG. 5 is a front view of a comparative example showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to a lens array, cured, and fixed to a base.
  • FIG. 11 is a front view showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 2, cured, and the lens array is fixed to the base;
  • FIG. 11 is a perspective view showing an optical module according to Embodiment 3;
  • FIG. 14 is a front view showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a front view showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 3, cured, and fixed to a base;
  • FIG. 11 is a front view showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to a lens array in an optical module according to Embodiment 4;
  • FIG. 16 is a front view showing a state in which a first adhesive resin and a second adhesive resin are applied to the lens array in the optical module according to Embodiment 4, cured, and fixed to a base;
  • Embodiment 1 An optical module according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. The optical module according to the first embodiment is used for connecting optical fibers in the field of optical communication devices.
  • the optical module according to Embodiment 1 includes a base 10, a first optical element 20, a second optical element 30, a lens array 40, and a first adhesive layer 51. and a second adhesive layer 52 .
  • a plurality of lights emitted from the first optical element 20 are collected by the plurality of lens elements 41 to 44 of the lens array 40 and optically coupled to the second optical element 30. be.
  • the base 10 is a plate-shaped metal having a flat horizontal surface 11, and is fixed to a housing, a wall, or the like.
  • the base 10 may be a plane that can fix the first optical element 20, the second optical element 30, and the lens array 40 even if the horizontal plane 11 has some steps or irregularities.
  • the first optical element 20 and the second optical element 30 are arranged facing each other on the horizontal surface 11 of the base 10, and each have a plurality of parallel optical axes L1 to L4 correspondingly.
  • four optical axes L1 to L4 are shown, and an optical path is formed along which light emitted from the first optical element 20 propagates to the second optical element 30 along the optical axes. .
  • the first optical element 20 is fixed to one end side of the horizontal plane 11 of the base 10 so as not to change its position with respect to the base 10 .
  • the first optical element 20 is directly fixed to the horizontal surface 11 of the base 10, or mounted on a submount such as a ceramic substrate and directly fixed to the horizontal surface 11 of the base 10.
  • First optical element Reference numeral 20 denotes, for example, a surface emitting semiconductor laser having a plurality of optical axes L1 to L4 that emit light in an array toward the other end of the horizontal plane 11 of the base 10 .
  • the first optical element 20 is an optical element in which four semiconductor light emitting elements such as a semiconductor laser or a light emitting diode are incorporated as one module in addition to a surface emitting semiconductor laser, or one semiconductor light emitting element is combined with the semiconductor light emitting element. It is also possible to use an optical element incorporating a branching path or branching filter that separates the light from the light into four lights.
  • the second optical element 30 is fixed on the other end side of the horizontal plane 11 of the base 10 so as not to change its position with respect to the base 10 .
  • the second optical element 30 is, for example, a surface-receiving photodiode that receives the light emitted in an array from the first optical element 20 in an array.
  • the second optical element 30 is an optical element in which four semiconductor light-receiving elements such as photodiodes are incorporated as one module in addition to surface-receiving photodiodes, or has four waveguides, each of which has four waveguides. It may be an optical element that performs optical processing such as modulation and amplification.
  • the direction connecting one end and the other end on the horizontal plane 11 of the base 10 is the vertical direction
  • the direction connecting one side and the other side on the horizontal plane 11 is the horizontal direction
  • the direction perpendicular to the horizontal plane. is described as the vertical direction.
  • the optical axes L1 to L4 are axes along the vertical direction, and the plurality of optical axes L1 to L4 are arranged in parallel in the horizontal direction.
  • the lens array 40 is arranged on the horizontal plane 11 of the base 10 between the first optical element 20 and the second optical element 30 .
  • the lens array 40 has a plurality of lens elements 41 to 44 arranged in parallel in the lateral direction corresponding to the plurality of optical axes L1 to L4 of the first optical element 20 and the second optical element 30,
  • the overall shape is a rectangular parallelepiped.
  • Each of the plurality of lens elements 41 to 44 is arranged with precise alignment.
  • the cores (centers) of the plurality of lens elements 41-44 are on the optical axes L1-L4 of the corresponding first optical element 20 and second optical element 30, respectively.
  • Each of the plurality of lens elements 41 to 44 is a convex lens that collects light emitted from the first optical element 20 and guides it to the second optical element 30. optically coupled to 30;
  • the lens array 40 has a plurality of bonding surfaces 45 and 46 positioned side by side in the direction in which the plurality of lens elements are arranged in parallel, that is, in the lateral direction, on the surface of the base 10 facing the horizontal surface 11, that is, the bottom surface.
  • An interference suppressing portion 47 of adhesive is provided between adjacent bonding surfaces 45 and 46 of the plurality of bonding surfaces 45 and 46 .
  • first bonding surface 45 is the bottom surface located on one side in the horizontal direction
  • second bonding surface is the other bonding surface located on the second bonding surface.
  • the bonding surface 46 of No. 2 is the bottom surface located on the other lateral side and has the same area.
  • the interference suppressing portion 47 is provided in the center of the bottom surface of the lens array 40 in the lateral direction, and protrudes toward the horizontal surface 11 of the base 10 with respect to the first adhesive surface 45 and the second adhesive surface 46. longitudinal direction).
  • the interference suppressing portion 47 which is a protrusion, is a hexahedral metal body whose upper surface is fixed to the bottom surface of the lens array 40 and whose lower surface is a bonding horizontal surface (bonding plane) 47a in close contact with the horizontal surface 11 of the base 10.
  • the interference suppressing portion 47 is separately formed on the bottom surface of the lens array 40, it may be formed integrally on the bottom surface of the lens array 40. FIG. When integrally formed, it is formed at the same time as the lens array 40 is formed.
  • a plurality of bonding surfaces may be arranged at regular intervals.
  • the area of each bonding surface is the same.
  • the interference suppressing portion 47 is a projection provided between adjacent adhesive surfaces.
  • the adhesive layers 51 and 52 are adhesive layers that adhere the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 of the lens array 40 to the horizontal surface 11 of the base 10 and fix the lens array 40 to the horizontal surface 11 of the base 10 .
  • the adhesive layers 51 and 52 are made of an adhesive resin that has viscosity and bonds the adhesive surfaces 45 and 46 of the lens array 40 and the horizontal surface 11 of the base 10 by curing.
  • the adhesive layers 51,52 are as many as the adhesive surfaces 45,46.
  • the adhesive resin 51a is applied to the first adhesive surface 45 among the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 of the lens array 40 .
  • the second adhesive surface 46 of the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 of the lens array 40 is coated with the adhesive resin 52a in the same amount as the adhesive resin 51a.
  • the interference suppressing portion 47 prevents the adhesive resin 52a applied later from flowing to the adhesive resin 51a, thereby preventing interference between the adhesive resins 51a and 52a. There is no difference in the thickness of the coating films of the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a, and the thickness of the coating films of the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a is uniform.
  • each of the adhesive resins 51a and 52a shrinks according to the coating thickness.
  • the film thicknesses of the agent layer 51 and the adhesive layer 52 are also the same.
  • the cores (centers) of the plurality of lens elements 41 to 44 of the lens array 40 are respectively positioned on the optical axes L1 to L4 of the corresponding first optical element 20 and second optical element 30, the plurality of lens elements 40 of the lens array 40 There is no light coupling efficiency difference between the first optical element 20 and the second optical element 30 for each of the plurality of lights emitted from the first optical element 20 via the lens elements 41 to 44 of the A plurality of lights emitted from the first optical element 20 are received by the second optical element 30 with good efficiency.
  • FIG. A comparative example eliminates the interference suppressor 47 from the optical module according to the first embodiment.
  • the comparative example when mounting the lens array 40 on the horizontal surface 11 of the base 10, as in the optical module according to the first embodiment, first, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 6, the second adhesive surface 46 of the lens array 40 is coated with the adhesive resin 52a in the same amount as the adhesive resin 51a.
  • the adhesive resins 51a and 52a have viscosity, the adhesive resin 52a applied later flows into the adhesive resin 51a, causing interference between the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a.
  • the thickness becomes thinner than the thickness of the coating film of the adhesive resin 51a, and a difference occurs in the thickness of the coating films of the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a.
  • the lens array 40 is adhered to the horizontal surface 11 of the base 10 by curing the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a.
  • the corresponding shrinkage occurs, the film thickness of the adhesive layer 52 is thinner than the film thickness of the adhesive layer 51, and the lens array 40 is firmly fixed to the horizontal surface 11 of the base 10 at two locations in the lateral direction.
  • the adhesive layer 52 side inclines low in the horizontal direction with respect to the horizontal plane 11 of the base 10 .
  • the lens array 40 has the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 and the adhesive interference suppression portions 47 between the adjacent adhesive surfaces 45 and 46. and a plurality of adhesive layers 51 and 52 fixed to the horizontal surface 11 of the base 10 are provided between the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 and the horizontal surface 11 of the base 10. The inclination of the base 10 with respect to the horizontal plane 11 is suppressed, and the lens array 40 is firmly fixed to the horizontal plane 11 of the base 10 .
  • the first optical element 20 and the second optical element 20 for each of the plurality of lights emitted from the first optical element 20 via the plurality of lens elements 41 to 44 of the lens array 40 There is no light coupling efficiency difference between the second optical element 30 and the plurality of lights emitted from the first optical element 20 are received by the second optical element 30 with good efficiency.
  • Embodiment 2 An optical module according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG.
  • the cross section of the protrusion which is the interference suppression part 47 in the optical module according to the first embodiment, is rectangular, whereas the cross section is trapezoidal with a long lower side. 1, but the other points are the same.
  • FIG. 8 the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4 indicate the same or corresponding parts.
  • the optical module according to the second embodiment configured in this way also has the same effect as the optical module according to the first embodiment, and the cross section of the protrusion as the interference suppression part 47 is trapezoidal with a long lower side. Therefore, the surface tension of the adhesive resins 51a and 52a applied to the first adhesive surface 45 and the second adhesive surface 46 can further suppress interference.
  • Embodiment 3 An optical module according to Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
  • FIG. 1 in the optical module according to Embodiment 1, the first bonding surface 45 is the bottom surface located on one side in the horizontal direction, and the second bonding surface 45 is the bottom surface located on one lateral side. While the surface 46 is the bottom surface located on the other side in the horizontal direction, the first adhesive surface 45 is located on the horizontal surface 11 side of the base 10 with respect to the surface facing the horizontal surface 11 of the base 10 .
  • the interference suppressing portion 47 of the lens array in the optical module according to Embodiment 3 is a space located between the adjacent projections 48 and 49 . That is, the optical module according to the third embodiment differs from the optical module according to the first embodiment only in that the protrusions 48 and 49 on which the bonding surfaces are formed and the interference suppressing portion 47 are provided. Elements are the same. In FIGS. 9 to 11, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 indicate the same or corresponding parts.
  • the lens array 40 in the optical module according to the third embodiment protrudes from the bottom surface facing the horizontal surface 11 of the base 10 and has a plurality of protrusions 48 and 49 positioned side by side in the lateral direction.
  • the surfaces of the portions 48 and 49 facing the horizontal surface 11 of the base 10 are the adhesive surfaces 45 and 46, and the space portions located between the adjacent protrusions 48 and 49 among the plurality of protrusions 48 and 49 are:
  • An interference suppression portion 47 of adhesive resin applied to the adhesive surfaces 45 and 46 is formed.
  • the projecting portions 48 and 49 are rectangular parallelepiped metal bodies.
  • the bonding surfaces 45 and 46 of the protrusions 48 and 49 have the same area.
  • the projections 48 and 49 are separately formed on the bottom surface of the lens array 40, they may be integrally formed on the bottom surface of the lens array 40. FIG. When integrally formed, it is formed at the same time as the lens array 40 is formed.
  • the interference suppression part 47 is a space located between adjacent protrusions.
  • the adhesive layers 51 and 52 respectively bond the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 of the protrusions 48 and 49 provided on the lens array 40 to the horizontal surface 11 of the base 10, and attach the lens array 40 to the base 10. It is an adhesive layer that adheres to the horizontal surface 11 .
  • the lens array 40 is mounted on the horizontal surface 11 of the base 10 as in the optical module according to the first embodiment. That is, as shown in FIG. 10, the adhesive resin 51a is applied to the first adhesive surface 45 among the plurality of adhesive surfaces 45 and 46 of the plurality of protrusions 48 and 49 of the lens array 40, and then the second adhesive surface 45 is applied. The bonding surface 46 is coated with the adhesive resin 52a in the same amount as the adhesive resin 51a.
  • the interference suppressing portion 47 prevents the adhesive resin 52a applied later from flowing to the adhesive resin 51a, thereby preventing interference between the adhesive resins 51a and 52a. There is no difference in the thickness of the coating films of the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a, and the thickness of the coating films of the adhesive resin 51a and the adhesive resin 52a is uniform.
  • each of the adhesive resins 51a and 52a shrinks according to the coating thickness.
  • the film thicknesses of the agent layer 51 and the adhesive layer 52 are also the same.
  • the cores (centers) of the plurality of lens elements 41 to 44 of the lens array 40 are respectively positioned on the optical axes L1 to L4 of the corresponding first optical element 20 and second optical element 30, the plurality of lens elements 40 of the lens array 40 There is no light coupling efficiency difference between the first optical element 20 and the second optical element 30 for each of the plurality of lights emitted from the first optical element 20 via the lens elements 41 to 44 of the A plurality of lights emitted from the first optical element 20 are received by the second optical element 30 with good efficiency.
  • the lens array 40 protrudes from the bottom surface facing the horizontal surface 11 of the base 10 and has a plurality of protrusions 48 and 49 arranged side by side in the lateral direction.
  • the surfaces of the plurality of projections 48 and 49 facing the horizontal surface 11 of the base 10 are the bonding surfaces 45 and 46, and between the adjacent projections 48 and 49 among the plurality of projections 48 and 49. Since the interfering suppressing portion 47 of the adhesive resin applied to the adhesive surfaces 45 and 46 is formed in the space, the inclination of the lens array 40 with respect to the horizontal plane 11 of the base 10 is suppressed. It is firmly fixed to the horizontal surface 11 of the base 10 .
  • the first optical element 20 and the second optical element 20 for each of the plurality of lights emitted from the first optical element 20 via the plurality of lens elements 41 to 44 of the lens array 40 There is no light coupling efficiency difference between the second optical element 30 and the plurality of lights emitted from the first optical element 20 are received by the second optical element 30 with good efficiency.
  • Embodiment 4 An optical module according to Embodiment 4 will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • FIG. The optical module according to the fourth embodiment has a plurality of inwardly recessed spherical surfaces in the optical module according to the third embodiment, and a part of the spherical surfaces is used as the adhesive surfaces 45 and 46. 3, but the other points are the same. 12 and 13, the same reference numerals as in FIGS. 9 to 11 denote the same or corresponding parts.
  • the surfaces of the protrusions 48 and 49 facing the horizontal surface 11 of the base 10 are part of the spherical surfaces recessed inward, but the adhesive surfaces 45 and 46 are limited to spherical surfaces. Rather, the point is that it should be a surface that is recessed inward.
  • the optical module according to the fourth embodiment configured in this way also has the same effect as the optical module according to the third embodiment, and in addition, the first adhesive surface 45 and the second adhesive surface 46 have protrusions 48, 49, the surface tension of the adhesive resins 51a and 52a applied to the first adhesive surface 45 and the second adhesive surface 46 can further suppress interference.
  • first optical element 20 and the second optical element 30 are directly fixed to the horizontal surface 11 of the base 10 .
  • a first optical element 20 and a second optical element 30 are respectively mounted on submounts such as substrates, and the first optical element 20 and the second optical element 30 are respectively mounted on the base 10 while being mounted on the submounts. may be fixed to the horizontal surface 11 of the
  • the number of optical axes is shown as four, but the number is not limited to four, and may be any number.
  • a plurality of optical axes L1 to L4 are located on a plane parallel to the horizontal plane 11 of the base 10 at regular intervals. However, it may be shifted in the height direction, and two-dimensional, for example, 2 ⁇ 2 may be arranged.
  • light is emitted from the first optical element 20 to the second optical element 30 along all the optical axes L1 to L4. may emit light from the second optical element 30 to the first optical element 20 along the optical axes L1 to L4.
  • one lens array 40 arranged between the first optical element 20 and the second optical element 30 is shown.
  • a plurality of lens arrays 40 may be arranged in parallel between the optical element 20 and the second optical element 30 .
  • the plurality of lens arrays 40 are all fixed to the base 10 as shown in the optical modules according to the first to fourth embodiments.
  • the base 10 may be slanted, and the first optical element 20, the second optical element 30, and the lens array 40 may be arranged on an inclined plane that is a plane.
  • An optical module according to the present disclosure is suitable for an optical module used in the field of optical communication devices, which includes a lens array having a plurality of lens elements arranged in parallel.
  • 10 base, 11: horizontal surface, 20: first optical element, 30: second optical element, 40: lens array, 41 to 44: lens elements, 45, 46: adhesive surface, 47: interference suppression part, 48, 49: protrusion, 51: second 1 adhesive layer, 52 second adhesive layer.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

光モジュールは、平面（１１）を有する基台（１０）と、基台（１０）の平面（１１）上にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸Ｌ１～Ｌ４をそれぞれが対応して有する第１の光学素子（２０）と第２の光学素子（３０）と、第１の光学素子（２０）と第２の光学素子（３０）との間の基台（１０）の平面（１１）上に配置され、第１の光学素子（２０）及び第２の光学素子（３０）の複数の光軸Ｌ１～Ｌ４に対応して並行して配置された複数のレンズ素子（４１）～（４４）を有し、第１の光学素子（２０）と第２の光学素子（３０）を複数のレンズ素子（４１）～（４４）が光結合させるレンズアレイ（４０）とを備え、レンズアレイ（４０）は、基台（１０）の平面（１１）に対向する面に、複数のレンズ素子（４１）～（４４）が並行して配置された方向に並んで位置する複数の接着面（４５）（４６）と、複数の接着面（４５）（４６）の隣接する接着面（４５）（４６）との間に接着剤の干渉抑制部（４７）を有し、レンズアレイ（４０）の複数の接着面（４５）（４６）と基台（１０）の平面（１１）とを接着し、レンズアレイ（４０）を基台（１０）の平面（１１）に固定する複数の接着剤層（５１）（５２）を備える。

Description

光モジュール
　本開示は、並行して配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイを備えた光モジュールに関する。
　特許文献１に、レーザダイオード等の光源から出力された光をレンズによって集光し、光導波路素子に形成された光導波路へ入射させる光学装置が示されている。
　レンズは光学素子ホルダと一体になった光学部品であり、光学部品は対向した２つの台座によって挟持されて、２つの台座上に接着剤により固定され、２つの台座が接着剤により固定基台に固定されている。
特開２００８－２５０００２号公報
　近年、光通信デバイス分野では、小型、低消費電力、低コスト化が要求されており、複数の機能を１つの光モジュール内に集積する技術が注目を集めており、集積度を向上するために、対向して配置される光学素子間に、並行して配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイを配し、光モジュールの小型化を図ることが考えられる。
　レンズアレイを基台に固定する場合、単に、特許文献１に示されたように接着剤を用いて挟持する２つの台座にレンズアレイを固定した後、２つの台座を固定基台に固定した場合、２つの台座を用いるため、部品点数が多くなり、しかも、レンズアレイは複数のレンズ素子を並行して配置しているため、基台に対して、レンズ素子が並行して配置される水平方向の長さが高さ方向の高さに対して長く、レンズアレイ自身も小型化されるため、レンズアレイの水平方向の傾きが問題になる。
　すなわち、レンズアレイが水平方向に傾くと、レンズアレイにおける精密調芯された複数のレンズ素子の芯（中心）が、対向して配置される光学素子の光軸に対して高さ方向にずれたレンズ素子が存在することになる。
　その結果、レンズ素子を介して結合される光学素子間に結合効率差が生じてしまう恐れがある。
　本開示は、上記した点に鑑みてなされたものであり、レンズアレイの基台の平面に対する傾きが抑制された光モジュールを得ることを目的とする。
　本開示に係る光モジュールは、平面を有する基台と、基台の平面上にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸をそれぞれが対応して有する第１の光学素子と第２の光学素子と、第１の光学素子と第２の光学素子との間の基台の平面上に配置され、第１の光学素子及び第２の光学素子の複数の光軸に対応して並行して配置された複数のレンズ素子を有し、第１の光学素子と第２の光学素子とを複数のレンズ素子が光結合させるレンズアレイとを備え、レンズアレイは、基台の平面に対向する面に、複数のレンズ素子が並行して配置された方向に並んで位置する複数の接着面と、複数の接着面の隣接する接着面との間に接着剤の干渉抑制部を有し、レンズアレイの複数の接着面と基台の平面とを接着し、レンズアレイを基台の平面に固定する複数の接着剤層を備える。
　本開示によれば、レンズアレイが、複数の接着面と、隣接する接着面との間に接着剤の干渉抑制部を有し、複数の接着面と基台の平面との間に基台の平面に固定する複数の接着剤層を備えものとしたので、レンズアレイの基台の平面に対する傾きが抑制される。
実施の形態１に係る光モジュールを示す斜視図である。 実施の形態１に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態１に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第２の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態１に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布し、硬化し、レンズアレイを基台に固定した状態を示す正面図である。 レンズアレイに第１の接着樹脂を塗布した状態を示す比較例の正面図である。 レンズアレイに第２の接着樹脂を塗布した状態を示す比較例の正面図である。 レンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布し、硬化し、レンズアレイを基台に固定した状態を示す比較例の正面図である。 実施の形態２に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布し、硬化し、レンズアレイを基台に固定した状態を示す正面図である。 実施の形態３に係る光モジュールを示す斜視図である。 実施の形態３に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態３に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布し、硬化して基台に固定した状態を示す正面図である。 実施の形態４に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布した状態を示す正面図である。 実施の形態４に係る光モジュールにおけるレンズアレイに第１の接着樹脂及び第２の接着樹脂を塗布し、硬化して基台に固定した状態を示す正面図である。
実施の形態１．
　実施の形態１に係る光モジュールを図１から図４に基づいて説明する。
　実施の形態１に係る光モジュールは、光通信デバイス分野において、光ファイバを接続するために使用される。
　実施の形態１に係る光モジュールは、図１に示すように、基台１０と、第１の光学素子２０と、第２の光学素子３０と、レンズアレイ４０と、第１の接着剤層５１と、第２の接着剤層５２を備える。
　実施の形態１に係る光モジュールは、第１の光学素子２０から出射された複数の光がレンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４によって集光されて第２の光学素子３０に光結合される。
　基台１０は、平面である水平面１１を有する板状の金属であり、筐体又は壁などに固定される。
　基台１０は、水平面１１である平面に段差又は凹凸が多少あっても、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０とレンズアレイ４０が固定できる平面であればよい。
　第１の光学素子２０と第２の光学素子３０は、基台１０の水平面１１にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸Ｌ１から光軸Ｌ４をそれぞれが対応して有する。
　この例では、光軸をＬ１からＬ４の４本を示しており、光軸に沿って第１の光学素子２０から出射される光が第２の光学素子３０へ伝搬される光路が形成される。
　第１の光学素子２０は、基台１０の水平面１１における一端側に基台１０との間で位置変動がないように固定される。
　第１の光学素子２０は、基台１０の水平面１１に直接固定される、あるいは、セラミック基板などのサブマウントに実装された状態で基台１０の水平面１１に直接固定される
　第１の光学素子２０は、基台１０の水平面１１における他端側へアレイ状に光を出射する複数の光軸Ｌ１から光軸Ｌ４を有する、例えば、面発光型半導体レーザである。
　第１の光学素子２０は、面発光型半導体レーザ以外に、半導体レーザ又は発光ダイオードなどの半導体発光素子４つを１つのモジュールとして組み込んだ光学素子、又は、１つの半導体発光素子に当該半導体発光素子からの光を４つの光に分波する分波路又は分波器を組み込んだ光学素子でもよい。
　第２の光学素子３０は、基台１０の水平面１１における他端側に基台１０との間で位置変動がないように固定される。
　第２の光学素子３０は、第１の光学素子２０からアレイ状に出射された光をアレイ状に受光する、例えば、面受光型フォトダイオードである。
　第２の光学素子３０は、面受光型フォトダイオード以外に、フォトダイオードなどの半導体受光素子４つを１つのモジュールとして組み込んだ光学素子、又は、４つの導波路を有し当該４つの導波路それぞれにおいて変調及び増幅といった光処理を行う光学素子でもよい。
　この実施の形態１において、基台１０の水平面１１における一端と他端とを結ぶ方向を縦方向、水平面１１における一側辺と他側辺とを結ぶ方向を横方向、水平面に対して垂直方向を上下方向として説明する。
　光軸Ｌ１～Ｌ４は縦方向に沿った軸であり、複数の光軸Ｌ１～Ｌ４は横方向に並行に配列される。
　レンズアレイ４０は、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の基台１０の水平面１１に配置される。
　レンズアレイ４０は、第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の複数の光軸Ｌ１～Ｌ４に対応して横方向に並行して配置された複数のレンズ素子４１～４４を有し、全体形状として直方体の形状をなす。
　複数のレンズ素子４１～４４それぞれは、精密に調芯して配列される。
　複数のレンズ素子４１～４４の芯（中心）それぞれは、対応した第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の光軸Ｌ１～Ｌ４上にある。
　複数のレンズ素子４１～４４それぞれは、第１の光学素子２０から出射された光を集光して第２の光学素子３０へ導く凸レンズであり、第１の光学素子２０から第２の光学素子３０へ光結合する。
　レンズアレイ４０は、基台１０の水平面１１に対向する面、つまり底面に、複数のレンズ素子が並行して配置された方向、つまり横方向に並んで位置する複数の接着面４５、４６と、複数の接着面４５、４６の隣接する接着面４５、４６との間に接着剤の干渉抑制部４７を有する。
　接着面４５、４６は、この例では２つであり、一方の接着面である第１の接着面４５は、横方向の一側辺側に位置する底面であり、他方の接着面である第２の接着面４６は横方向の他側辺側に位置する底面であり、同じ面積である。
　干渉抑制部４７は、レンズアレイ４０の底面の横方向中央に設けられ、第１の接着面４５及び第２の接着面４６に対して基台１０の水平面１１側に突出した、底面の幅（縦方向）と同じ幅を持つ突起部である。
　突起部からなる干渉抑制部４７は、上面がレンズアレイ４０の底面に固定され、下面が基台１０の水平面１１に密接された接合水平面（接合平面）４７ａである六面体からなる金属体である。
　干渉抑制部４７は、レンズアレイ４０の底面に別体として構成したものを示しているが、レンズアレイ４０の底面に一体として形成したものでもよい。一体として形成される場合は、レンズアレイ４０の成形時に同時に成形される。
　接着面４５、４６は、この例では２つであるが、複数の接着面を等間隔に配置したものであってもよい。３つ以上の接着面である場合、それぞれの接着面の面積は同じである。
　また、３つ以上の複数の接着面を配置した場合、干渉抑制部４７は隣接する接着面の間それぞれに設けられる突起部である。
　接着剤層５１、５２それぞれは、レンズアレイ４０の複数の接着面４５、４６それぞれと基台１０の水平面１１とを接着し、レンズアレイ４０を基台１０の水平面１１に固着する接着層である。
　接着剤層５１、５２は、粘度を持ち、硬化されることにより、レンズアレイ４０の接着面４５、４６と基台１０の水平面１１とを接着する接着樹脂によって形成される。
　接着剤層５１、５２は、接着面４５、４６と同じ数である。
　次に、レンズアレイ４０を基台１０の水平面１１に実装する方法について図２から図４をもついて説明する。
　まず、図２に示すように、レンズアレイ４０の複数の接着面４５、４６の内の第１の接着面４５に接着樹脂５１ａを塗布する。
　続いて、図３に示すように、レンズアレイ４０の複数の接着面４５、４６の内の第２の接着面４６に、接着樹脂５１ａの塗布量と同じ塗布量の接着樹脂５２ａを塗布する。
　接着樹脂５１ａ、５２ａは粘度を持っているが、干渉抑制部４７によって、後から塗布された接着樹脂５２ａが接着樹脂５１ａへ流れることが阻止され、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａとの間に干渉が起こることはなく、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さに差異が生ずることはなく、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さが均一である。
　この状態において、図４に示すように、レンズアレイ４０における干渉抑制部４７の接合水平面４７ａを基台１０の水平面１１に密接させて接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａを硬化させると、接着剤層５１、５２それぞれは、レンズアレイ４０の接着面４５、４６それぞれと基台１０の水平面１１とを接着し、レンズアレイ４０を横方向の２ケ所で基台１０の水平面１１に強固に固着する。
　接着樹脂５１ａ、５２ａを硬化させると、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａそれぞれに塗布厚に応じた収縮が発生するが、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さが同じになるため、接着剤層５１と接着剤層５２の膜厚も同じになる。
　その結果、レンズアレイ４０は、横方向に長くとも、基台１０の水平面１１に対して横方向に傾くことがなく、つまり、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４の芯（中心）それぞれが基台１０の水平面１１に平行な平面に位置し、対応した第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の光軸Ｌ１～Ｌ４上に位置する。
　レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４の芯（中心）それぞれが対応した第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の光軸Ｌ１～Ｌ４上に位置するので、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４を介する第１の光学素子２０から出射された複数の光それぞれに対する第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の光の結合効率差がなく、しかも、第１の光学素子２０から出射された複数の光は、良好な効率により、第２の光学素子３０により受光される。
　ここで、実施の形態１に係る光モジュールに対する比較例を図５から図７に従い説明する。
　比較例は、実施の形態１に係る光モジュールに対して、干渉抑制部４７をなくしたものである。
　比較例において、実施の形態１に係る光モジュールと同様に、レンズアレイ４０を基台１０の水平面１１に実装する場合、まず、図５に示すように、レンズアレイ４０の第１の接着面４５に接着樹脂５１ａを塗布し、続いて、図６に示すように、レンズアレイ４０の第２の接着面４６に、接着樹脂５１ａの塗布量と同じ塗布量の接着樹脂５２ａを塗布する。
　接着樹脂５１ａ、５２ａは粘度を持っているため、後から塗布された接着樹脂５２ａが接着樹脂５１ａへ流れ、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａとの間に干渉が起こり、接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さが接着樹脂５１ａの塗布膜の厚さより薄くなり、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さに差異が生ずる。
　この状態において、図７に示すように、レンズアレイ４０を基台１０の水平面１１に、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａを硬化させて接着させると、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａそれぞれに塗布厚に応じた収縮が発生し、接着剤層５２の膜厚が接着剤層５１の膜厚より薄く、レンズアレイ４０は、横方向の２ケ所で基台１０の水平面１１に強固に固着されるものの、基台１０の水平面１１に対して横方向に接着剤層５２側が低く傾く。
　その結果、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４を介する第１の光学素子２０から出射された複数の光それぞれに対する第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の光の結合効率差が生ずる。
　以上に述べたように、実施の形態１に係る光モジュールは、レンズアレイ４０が、複数の接着面４５、４６と、隣接する接着面４５、４６との間に接着剤の干渉抑制部４７を有し、複数の接着面４５、４６と基台１０の水平面１１との間に基台１０の水平面１１に固定する複数の接着剤層５１、５２を備えものとしたので、レンズアレイ４０の基台１０の水平面１１に対する傾きが抑制されて、レンズアレイ４０が基台１０の水平面１１に強固に固着される。
　その結果、実施の形態１に係る光モジュールは、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４を介する第１の光学素子２０から出射された複数の光それぞれに対する第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の光の結合効率差がなく、しかも、第１の光学素子２０から出射された複数の光は、良好な効率により、第２の光学素子３０により受光される。
実施の形態２．
　実施の形態２に係る光モジュールを図８に基づいて説明する。
　実施の形態２に係る光モジュールは、実施の形態１に係る光モジュールにおける干渉抑制部４７である突起部の横断面が長方形であるのに対して、下辺が長い台形とした点が実施の形態１に係る光モジュールと相違し、その他の点については同じである。
　図８中、図１から図４に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
　このように構成された実施の形態２に係る光モジュールも、実施の形態１に係る光モジュールと同様の効果を有する他、干渉抑制部４７である突起部の横断面が下辺の長い台形としたので、第１の接着面４５及び第２の接着面４６に塗布した接着樹脂５１ａ、５２ａの表面張力により、干渉をより抑制できる。
実施の形態３．
　実施の形態３に係る光モジュールを図９から図１１に基づいて説明する。
　実施の形態３に係る光モジュールは、実施の形態１に係る光モジュールが、レンズアレイ４０において、第１の接着面４５が横方向の一側辺側に位置する底面であり、第２の接着面４６が横方向の他側辺側に位置する底面であるのに対して、第１の接着面４５が基台１０の水平面１１に対向する面に対して基台１０の水平面１１側にレンズアレイ４０における横方向の一側辺側に位置する底面から突出した突起部４８における基台１０の水平面１１に対向する面であり、第２の接着面４６が基台１０の水平面１１に対向する面に対して基台１０の水平面１１側にレンズアレイ４０における横方向の他側辺側に位置する底面から突出した突起部４９における基台１０の水平面１１に対向する面である点が相違する。
　また、実施の形態３に係る光モジュールにおけるレンズアレイの干渉抑制部４７は、隣接する突起部４８、４９の間に位置する空間部である。
　すなわち、実施の形態３に係る光モジュールは、接着面が形成される突起部４８、４９を設けた点と干渉抑制部４７が実施の形態１に係る光モジュールと異なるだけであり、その他の構成要素については同じである。
　図９から図１１中、図１から図４に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
　要するに、実施の形態３に係る光モジュールにおけるレンズアレイ４０は、基台１０の水平面１１に対向する底面から突出し、横方向に並んで位置する複数の突起部４８、４９を有し、複数の突起部４８、４９の基台１０の水平面１１に対向する面が接着面４５、４６であり、複数の突起部４８、４９の内の隣接する突起部４８、４９の間に位置する空間部が、接着面４５、４６に塗布される接着樹脂の干渉抑制部４７となす。
　突起部４８、４９は、直方体からなる金属体である。
　突起部４８、４９における接着面４５、４６は、それぞれ同じ面積である。
　突起部４８、４９は、レンズアレイ４０の底面に別体として構成したものを示しているが、レンズアレイ４０の底面に一体として形成したものでもよい。一体として形成される場合は、レンズアレイ４０の成形時に同時に成形される。
　接着面４５、４６有する突起部４８、４９は、この例では２つであるが、３つ以上の複数の突起部を等間隔に配置したものであってもよい。この場合、３つ以上の複数の突起部における接着面は同じ面積である。
　３つ以上の複数の突起部を配置した場合、干渉抑制部４７は隣接する突起部の間に位置する空間部である。
　接着剤層５１、５２それぞれは、レンズアレイ４０に設けられた突起部４８、４９における複数の接着面４５、４６それぞれと基台１０の水平面１１とを接着し、レンズアレイ４０を基台１０の水平面１１に固着する接着層である。
　実施の形態３に係る光モジュールにおいても、実施の形態１に係る光モジュールと同様に、レンズアレイ４０は基台１０の水平面１１に実装される。
　すなわち、図１０に示すように、レンズアレイ４０の複数の突起部４８、４９における複数の接着面４５、４６の内の第１の接着面４５に接着樹脂５１ａを塗布し、次いで、第２の接着面４６に、接着樹脂５１ａの塗布量と同じ塗布量の接着樹脂５２ａを塗布する。
　接着樹脂５１ａ、５２ａは粘度を持っているが、干渉抑制部４７によって、後から塗布された接着樹脂５２ａが接着樹脂５１ａへ流れることが阻止され、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａとの間に干渉が起こることはなく、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さに差異が生ずることはなく、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さが均一である。
　この状態において、図１１に示すように、レンズアレイ４０における第１の接着面４５及び第２の接着面４６を基台１０の水平面１１に押し付けて接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａを硬化させると、接着剤層５１、５２それぞれは、レンズアレイ４０の接着面４５、４６それぞれと基台１０の水平面１１とを接着し、レンズアレイ４０を横方向の２ケ所で基台１０の水平面１１に強固に固着する。
　接着樹脂５１ａ、５２ａを硬化させると、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａそれぞれに塗布厚に応じた収縮が発生するが、接着樹脂５１ａと接着樹脂５２ａの塗布膜の厚さが同じになるため、接着剤層５１と接着剤層５２の膜厚も同じになる。
　その結果、レンズアレイ４０は、横方向に長くとも、基台１０の水平面１１に対して横方向に傾くことがなく、つまり、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４の芯（中心）それぞれが基台１０の水平面１１に平行な平面に位置し、対応した第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の光軸Ｌ１～Ｌ４上に位置する。
　レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４の芯（中心）それぞれが対応した第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の光軸Ｌ１～Ｌ４上に位置するので、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４を介する第１の光学素子２０から出射された複数の光それぞれに対する第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の光の結合効率差がなく、しかも、第１の光学素子２０から出射された複数の光は、良好な効率により、第２の光学素子３０により受光される。
　以上に述べたように、実施の形態３に係る光モジュールは、レンズアレイ４０が、基台１０の水平面１１に対向する底面から突出し、横方向に並んで位置する複数の突起部４８、４９を有し、複数の突起部４８、４９の基台１０の水平面１１に対向する面が接着面４５、４６であり、複数の突起部４８、４９の内の隣接する突起部４８、４９の間に位置する空間部が、接着面４５、４６に塗布される接着樹脂の干渉抑制部４７となすものとしたので、レンズアレイ４０の基台１０の水平面１１に対する傾きが抑制されて、レンズアレイ４０が基台１０の水平面１１に強固に固着される。
　その結果、実施の形態３に係る光モジュールは、レンズアレイ４０の複数のレンズ素子４１～４４を介する第１の光学素子２０から出射された複数の光それぞれに対する第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の光の結合効率差がなく、しかも、第１の光学素子２０から出射された複数の光は、良好な効率により、第２の光学素子３０により受光される。
実施の形態４．
　実施の形態４に係る光モジュールを図１２及び図１３に基づいて説明する。
　実施の形態４に係る光モジュールは、実施の形態３に係る光モジュールにおける複数の、内側にへこんだ球面の一部とし、この球面の一部を接着面４５、４６とした点が実施の形態３に係る光モジュールと相違し、その他の点については同じである。
　図１２及び図１３中、図９から図１１に付された符号と同一符号は同一又は相当部分を示す。
　なお、接着面４５、４６として突起部４８、４９の基台１０の水平面１１に対向する面を内側にへこませた球面の一部としたが、接着面４５、４６は球面に限られるものではなく、要は、内側にへこんだ面であればよい。
　このように構成された実施の形態４に係る光モジュールも、実施の形態３に係る光モジュールと同様の効果を有する他、第１の接着面４５及び第２の接着面４６が突起部４８、４９の内側にへこんだ面であるので、第１の接着面４５及び第２の接着面４６に塗布した接着樹脂５１ａ、５２ａの表面張力により、干渉をより抑制できる。
　なお、実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて、第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０が基台１０の水平面１１に直接固定された例を示しているが、セラミック基板などのサブマウントそれぞれに第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０それぞれ実装し、サブマウントに実装された状態で第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０それぞれが基台１０の水平面１１に固定されるものでもよい。
　実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて、光軸の本数として４本を示しているが、４本に限るものではなく、複数本であればよい。
　実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて、複数の光軸Ｌ１から光軸Ｌ４として、基台１０の水平面１１に平行な平面上に、等間隔で平行に位置する例を示しているが、高さ方向にずれていてもよく、基台１０の水平面１１に垂直であり、かつ第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０と対向する垂直面に二次元、例えば２×２のように配列されてもよい。
　実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて、第１の光学素子２０から全ての光軸Ｌ１～Ｌ４に沿って光を第２の光学素子３０へ出射するものとしたが、一部が第２の光学素子３０から光軸Ｌ１～Ｌ４に沿って光を第１の光学素子２０へ出射するものでもよい。
　実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間に配置されるレンズアレイ４０が１つのものを示したが、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間にレンズアレイ４０が複数平行に配置したものでもよい。この時、複数のレンズアレイ４０は全て、実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて示したように、基台１０に固定される。
　実施の形態１から実施の形態４に係る光モジュールにおいて、基台１０が水平にされた例を示したが、基台１０が垂直にされ、平面である垂直平面上に、もしくは、基台１０が斜めにされ、平面である傾斜平面上に、第１の光学素子２０と、第２の光学素子３０と、レンズアレイ４０を配置したものでもよい。
　なお、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　本開示に係る光モジュールは、並行して配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイを備えた、光通信デバイス分野で用いられる光モジュールに好適である。
　１０　基台、１１　水平面、２０　第１の光学素子、３０　第２の光学素子、４０　レンズアレイ、４１～４４　レンズ素子、４５、４６　接着面、４７　干渉抑制部、4８、４９　突起部、５１　第１の接着剤層、５２　第２の接着剤層。

Claims (7)

  1. 　平面を有する基台と、
    　前記基台の平面上にそれぞれが対向して配置され、並行した複数の光軸をそれぞれが対応して有する第１の光学素子と第２の光学素子と、
    　前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の前記基台の平面上に配置され、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の複数の光軸に対応して並行して配置された複数のレンズ素子を有し、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを前記複数のレンズ素子が光結合させるレンズアレイとを備え、
    　前記レンズアレイは、前記基台の平面に対向する面に、前記複数のレンズ素子が並行して配置された方向に並んで位置する複数の接着面と、前記複数の接着面の隣接する接着面との間に接着剤の干渉抑制部を有し、
    　前記レンズアレイの複数の接着面と前記基台の平面とを接着し、前記レンズアレイを前記基台の平面に固定する複数の接着剤層を備えた光モジュール。
  2. 　前記第１の光学素子は、前記複数の光軸に光を出射する半導体発光素子により構成され、
    　前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子から出射された光を受光する半導体受光素子により構成される、
    　請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　前記第１の光学素子と前記第２の光学素子の複数の光軸は、前記基台の平面に対して平行な平面上に位置する、請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
  4. 　前記レンズアレイの干渉抑制部は、前記複数の接着面に対して前記基台の平面側に突出した突起部である請求項１から請求項３のいずれかに記載の光モジュール。
  5. 　前記突起部は、前記基台の平面に接する接合平面を有する請求項４に記載の光モジュール。
  6. 　前記レンズアレイの接着面は、前記基台の平面に対向する面に対して前記基台の平面側に突出した突起部における前記基台の平面に対向する面であり、
    　前記レンズアレイの干渉抑制部は、隣接する前記突起部の間に位置する空間部である請求項１から請求項３のいずれかに記載の光モジュール。
  7. 　前記突起部における前記基台の平面に対向する面は、内側にへこんだ面である請求項６に記載の光モジュール。
PCT/JP2021/019345 2021-05-21 2021-05-21 光モジュール WO2022244230A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180097988.6A CN117296217A (zh) 2021-05-21 2021-05-21 光模块
PCT/JP2021/019345 WO2022244230A1 (ja) 2021-05-21 2021-05-21 光モジュール
JP2023520409A JP7381174B2 (ja) 2021-05-21 2021-05-21 光モジュール
US18/379,996 US20240038922A1 (en) 2021-05-21 2023-10-13 Optical module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/019345 WO2022244230A1 (ja) 2021-05-21 2021-05-21 光モジュール

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/379,996 Continuation US20240038922A1 (en) 2021-05-21 2023-10-13 Optical module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022244230A1 true WO2022244230A1 (ja) 2022-11-24

Family

ID=84140338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/019345 WO2022244230A1 (ja) 2021-05-21 2021-05-21 光モジュール

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240038922A1 (ja)
JP (1) JP7381174B2 (ja)
CN (1) CN117296217A (ja)
WO (1) WO2022244230A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11326707A (ja) * 1998-05-08 1999-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザー光結合装置とレーザー光結合の調整方法
JP2001021771A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Hitachi Ltd 半導体光伝送モジュール
JP2002328204A (ja) * 2001-05-02 2002-11-15 Oki Electric Ind Co Ltd マイクロレンズおよび光モジュール
JP2009251249A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Sharp Corp ウエハ状光学装置およびその製造方法、電子素子ウエハモジュール、センサウエハモジュール、電子素子モジュール、センサモジュール、電子情報機器
US20200363597A1 (en) * 2019-05-16 2020-11-19 Shunsin Technology (Zhong Shan) Limited Optical transmitter, optical transceiver, and method for manufacturing the optical transmitter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3974480B2 (ja) * 2002-08-27 2007-09-12 沖電気工業株式会社 光学部材の実装方法および光モジュール
JP4156442B2 (ja) * 2003-05-30 2008-09-24 日本電信電話株式会社 平面光回路部品及びその作製方法
JP4266207B2 (ja) * 2005-03-09 2009-05-20 株式会社東芝 光モジュールの製造方法
JP6088404B2 (ja) * 2013-11-26 2017-03-01 日本電信電話株式会社 光モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11326707A (ja) * 1998-05-08 1999-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザー光結合装置とレーザー光結合の調整方法
JP2001021771A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Hitachi Ltd 半導体光伝送モジュール
JP2002328204A (ja) * 2001-05-02 2002-11-15 Oki Electric Ind Co Ltd マイクロレンズおよび光モジュール
JP2009251249A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Sharp Corp ウエハ状光学装置およびその製造方法、電子素子ウエハモジュール、センサウエハモジュール、電子素子モジュール、センサモジュール、電子情報機器
US20200363597A1 (en) * 2019-05-16 2020-11-19 Shunsin Technology (Zhong Shan) Limited Optical transmitter, optical transceiver, and method for manufacturing the optical transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022244230A1 (ja) 2022-11-24
US20240038922A1 (en) 2024-02-01
JP7381174B2 (ja) 2023-11-15
CN117296217A (zh) 2023-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9122025B2 (en) Optical module
CN1049504C (zh) 用于双路传输的光学组件
US6250820B1 (en) Electrooptical coupling component
US9417408B2 (en) Modularized interposer
TWI611230B (zh) 光插座以及光模組
US9581772B2 (en) Optical electrical module used for optical communication
US7565047B2 (en) Optical waveguide structure, optical module and lens array
JP7117133B2 (ja) 光サブアセンブリ及びその製造方法並びに光モジュール
US11307376B2 (en) Optical module
US20160349470A1 (en) Hybrid integrated optical sub-assembly
US20150192745A1 (en) Optical fiber connecter and optical communication module
TW201441704A (zh) 光通訊模組
US9261652B2 (en) Optical components including bonding slots for adhesion stability
CN113917625A (zh) 光模块及光模块的制造方法
US9389376B2 (en) Optical transmission module
US20050084217A1 (en) Optical module capable of transmitting optical signal in bi-directional with single fiber
US11137558B2 (en) Optical receptacle and optical module
WO2022244230A1 (ja) 光モジュール
US7657140B2 (en) Optical cable module
JP2006003818A (ja) 半導体集積回路チップ及びその製造方法
US20190384021A1 (en) Light receptacle, light module, and method for producing light receptacle
WO2019150914A1 (ja) 光モジュールおよび光モジュールの製造方法
JP2007047618A (ja) 光モジュール
WO2019138755A1 (ja) 光レセプタクル、光モジュールおよび光モジュールの製造方法
JP6649158B2 (ja) 光レセプタクル、光モジュールおよび光モジュールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21940844

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023520409

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180097988.6

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21940844

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1