JPH0222603A

JPH0222603A - 受光モジュール

Info

Publication number: JPH0222603A
Application number: JP17358588A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yumoto; 満湯本; Takashi Yokota; 横田　隆
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1990-01-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕ファイバ・レンズアセンブリとレンズ・受光素子アセン
ブリと、より構成された受光モジュールに関し、量子効率特性、及び反射光量特性が優れた、受光モジュ
ールを提供することを目的とし、レンズと受光素子部品
が、光軸が一致する如くレンズホルダに装着されてなる
、レンズ・受光素子アセンブリと、他のレンズと光ファ
イバが、光軸が一致する如く他のレンズホルダに装着さ
れてなる、ファイバ・レンズアセンブリとを備え、該フ
ァイバ・レンズアセンブリの光軸と該レンズ・受光素子
アセンブリの光軸が所望の角度θだけ傾斜し、双方のレ
ンズが対向して配列・固着されてなる構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ファイバ・レンズアセンブリとレンズ・受光
素子アセンブリと、より構成された受光モジュールに関
する。

光信号を受信する受信装置には、光伝送路としての光フ
ァイバの出射面に、レンズを装着して、光ファイバの出
射光をコリメート光とするファイバ・レンズアセンブリ
と、受光素子とレンズとを組み合わせ、コリメート光を
受光素子の受光面に集光するレンズ・受光素子アセンブ
リとを、所望に配設して組み合わせた受光モジュールが
、広く利用されている。

このような受光モジュールには、量子効率が高く、且つ
反射光量の少ないことが望ましい。

ュールは、受光素子部品２とレンズ５とを組み合わせた
レンズ・受光素子アセンブリ１００と、光ファイバ１１
とレンズ１５とを組み合わせたファイバ・レンズアセン
ブリ１０とを、所望の関係位置に配設して構成しである
。

ファイバ・レンズアセンブリ１０は、ステンレス鋼等の
金属よりなる円筒形のレンズホルダ１６の、軸心孔１７
の一方の端面側に、レンズ１５を挿入して固着し、他方
の端面側にフェルール１２を挿入して固着しである。

フェルール１２の軸心に設けた微細孔に、光ファイバ１
１の端末を挿着して、光ファイバ１１の端面と、フェル
ール１２の端面とを研磨等して同一平面になる如くに仕
上げである。

そして、レンズ１５の焦点距離に光ファイバ１１の出射
面１３が位置するような関係位置に、フェルール１２と
レンズ１５とを、レンズホルダ１６内で固定して、光フ
ァイバ１１の出射する先広がりの光ビームを、レンズ１
５によりコリメートして、ファイバ・レンズアセンブリ
１０より、レンズ・受光素子アセンブリに向かって出射
させている。

なお、光信号が光学素子の表面で反射して、光伝送路を
逆行して、半導体レーザ等の光源に帰還すると、光信号
に含まれる雑音が増加する。

したがって、光ファイバ１１の出射面１３（即ちフェル
ール１２の端面）を、フェルール１２の軸心に対して、
角度α（例えば８度）傾斜させて仕上げ、このようなフ
ェルール１２をレンズホルダ１６に挿着し、レンズ１５
の表面で反射した光ファイバ１１の出射光が、光ファイ
バ１１を逆行して、光源に帰還することがないようにし
ている。

レンズ・受光素子アセンブリ１００は、ステンレス鋼等
の金属よりなる円筒形のレンズホルダ６の、軸心孔７の
一方の端面側に、レンズ５を挿入して固着しである。

２は、受光素子を、段付円柱形にパッケージングした受
光素子部品であって、大円柱側の端面に受光面３を設け
、小円柱側の端面よりリード端子を導出しである。

８０は、レンズホルダ６のレンズ５とは反対側の開口部
に取付ける受光素子保持板であって、受光素子保持板８
０の中心部に、レンズホルダ６の軸心に対して、所望の
角度θ傾斜した軸心孔を設け、この軸心孔に受光素子部
品２の小円柱部分を嵌入して、受光素子部品２を保持さ
せている。

このような受光素子保持板８０を、レンズホルダ６の端
面にねじ止め等して固着することにより、受光面３がレ
ンズ５の焦点距離に位置するような関係位置に、受光素
子部品２をレンズホルダ６に固着している。

上述のように、受光素子保持板８０の軸心孔は、レンズ
ホルダ６の軸心に対してθ傾斜している。

よって、受光素子部品２の受光面３は、レンズホルダ６
の軸心、即ちレンズ５の光軸に対して、θ（頃斜してい
る。

ファイバ・レンズアセンブリ１０とレンズ・受光素子ア
センブリ１００とは、レンズ１５とレンズ５とが向かい
合い、レンズホルダ１６の軸心とレンズホルダ６の軸心
が一致するように調整された関係位置で、図示してない
モジュールケース等に固定されて、受光モジュールが構
成されている。

即ちファイバ・レンズアセンブリ１０の出射したコリメ
ート光は、レンズ・受光素子アセンブリ１００のレンズ
５により集光され、入射角がθで受光面３に入射してい
る。

一方、受光モジュールにおいて、光信号を入射角０度で
受光面３に入射させると、受光面３で反射する反射減衰
量が小さい。よって、ファイバ・レンズアセンブリ１０
のレンズ１５．光ファイバ１１を経て、半導体レーザに
帰還する反射光量が多くなる。

したがって、従来は、レンズ・受光素子アセンプ１月０
０内で受光面３を傾斜させて入射角をθとして、反射光
量を抑制していた。

なお、この入射角θを大きくとりすぎると、受光素子の
量子効率が低くなる。

この量子効率と反射光量とを勘案すると、受光モジュー
ルの入射角θは、１度前後が望ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来例の受光モジュールの入射角θの精度は、受光
素子保持板８０の中心部に設けた、軸心孔の軸心の傾斜
角の精度により決定される。

一方、板厚が小さい受光素子保持板８０の中心部に設け
た、長さが短く孔径の小さい軸心孔の軸心を、所望の角
度傾斜させて、高精度に穿設することは、非常に困難で
あった。

したがって、従来の受光モジュールは、反射光量特性か
、量子効率特性のいずれかが劣るという問題点があった
。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、量子
効率特性、及び反射光量特性がともに優れた、受光モジ
ュールを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、レンズ５と受光素子部品２とを光軸が一致す
るように、レンズホルダ６の軸心孔７に挿着して、レン
ズ・受光素子アセンブリ１とする。

また、他のレンズ１５と光ファイバ１１が、光軸が一致
するように、他のレンズホルダ１６の軸心孔１７に挿着
して、ファイバ・レンズアセンブリ１０とする。

レンズ・受光素子アセンブリ１とファイバ・レンズアセ
ンブ＋７１０とを、双方のレンズ５．１５が対向し、フ
ァイバ・レンズアセンブリ１０の光軸とレンズ・受光素
子アセンブリ１の光軸が、所望の角度θだけ傾斜した状
態で、モジュールケース２ｏに配列・固着する構成とす
る。

〔作用〕

レンズ・受光素子アセンブリ１のレンズ５と受光素子部
品２はともに、レンズホルダ６の軸心孔７に挿入・固着
しであるので、その光軸を高精度に一致させることは、
極めて容易である。

また、ファイバ・レンズアセンブリ１０においても、光
ファイバ１１の端末を円柱状のフェルール１２の軸心の
微細孔に挿着し、レンズ１５とフェルール１２とをレン
ズホルダ１６の軸心孔エフに、挿入・固着することによ
り、その光軸を高精度に一致させることは、極めて容易
である。

さらに、レンズホルダ６．１６は、外径が大きくその外
径寸法が等しく、且つそれぞれの筒長がレンズの直径の
２〜３倍で大きい。一般にこのように、計測間隔が大き
い物体の、位置関係、及び相対角度を高精度に計測する
ことは容易である。

したがって、それぞれのレンズホルダの外側面。

或いは端面を、角度設定時の計測点として採用すること
により、ファイバ・レンズアセンブリ１０の光軸とレン
ズ・受光素子アセンブリ１の光軸を、所望の角度θだけ
傾斜させ、且つ高精度にレンズ・受光素子アセンブリ１
とファイバ・レンズアセンブリ１０とを配列・固着する
ことができる。

即ち、この傾斜角θを選択した角度に高精度にすること
ができるので、受光モジュールの量子効率を高く、且つ
反射光量を少なくすることができる。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、企図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は本発明の実施例の構成図、第３図、第４図、第
５図は、それぞれ傾斜角と反射減衰量。

及び傾斜角と量子効率との関係を示した特性図である。

第１図において、受光モジュールは、受光素子部品２と
レンズ５とを組み合わせたレンズ・受光素子アセンブリ
１と、光ファイバ１１とレンズ１５とを組み合わせたフ
ァイバ・レンズアセンブリ１０とを、所望の関係位置に
配設して構成しである。

ファイバ・レンズアセンブリ１０は、金属よりなる円筒
形のレンズホルダＩＧの軸心孔１７の一方の端面側に、
レンズ１５を挿入して固着し、他方の端面側に、軸心の
微細孔に光ファイバ１１の端末を挿着した、フェルール
１２を挿入して固着しである。

レンズ１５の焦点距離に光ファイバ１１の出射面１３が
位置するような関係位置に、フェルール１２とレンズ１
５とを、レンズホルダ１６内で固定して、光ファイバ１
１の出射する先広がりの光ビームを、レンズ１５により
コリメートして、ファイバ・レンズアセンブリ１０より
、レンズ・受光素子アセンブリに向かって出射させてい
る。

なお、光ファイバ１１の出射面１３（即ちフェルール１
２の端面）を、フェルール１２の軸心に対して、角度α
（例えば８度）傾斜させて仕上げ、レンズホルダ１６の
軸心孔１７に挿着して、レンズ１５の表面で反射した光
ファイバ１１の出射光が、光ファイバ１１を逆行して、
光源に帰還することがないようにしている。

レンズ・受光素子アセンブリ１は、金属よりなる円筒形
のレンズホルダ６の、軸心孔７の一方の端面側に、レン
ズ５を挿入して固着しである。

８は、レンズホルダ６のレンズ５とは反対側の軸心孔７
の開口部に、段部を嵌入して固着する、例えばステンレ
ス鋼等よりなる受光素子保持板である。

受光素子保持板８の軸心孔に、受光素子部品２の小円柱
部分を嵌入して、受光素子部品２を受光素子保持板８に
固着させである。

このような受光素子保持板８を、レンズホルダ６の端面
にねじ止め等して固着して、受光素子部品２の受光面３
がレンズ５の焦点距離に位置するような関係位置に、受
光素子部品２をレンズホルダ６に固着している。なお、
軸心孔７にレンズ５と受光素子保持板８の段部杢挿着し
であるので、レンズ５の光軸と受光素子部品２の光軸は
一致している。即ちレンズ５の光軸は、受光面３に直角
である。

ファイバ・レンズアセンブリ１０とレンズ・受光素子ア
センブリｌとを、それぞれ点線で示すモジュールケース
２０の相対する側板のそれぞれの孔に挿入し、レンズ１
５とレンズ５とが向かい合い、ファイバ・レンズアセン
ブリ１０の光軸とレンズ・受光素子アセンブリ１の光軸
が、所望の角度θだけ傾斜した状態で、固着している。

この所望の角度θは後述するように、（ｌ±０．５）度
の範囲である。

なお、ファイバ・レンズアセンブリ１０を挿入するモジ
ュールケース２０の側板に、レンズホルダ１６の外径よ
りも十分に大きい孔を穿設する。一方、レンズホルダ１
６に第１図の鎖線で示すような、フランジ２１を設ける
。そして、フランジ２１の上端部とモジュールケース２
０の側板との間に、薄いライナー板を介在させてレーザ
溶接等して、レンズホルダ１６をモジュールケース２０
に固着することにより、上記の角度θを所望に調整・設
定することができる。

上述のように、ファイバ・レンズアセンブリ１０の光軸
は、レンズ・受光素子アセンブリ１の光軸に対してθだ
け傾斜している。

よって、受光素子部品２の受光面３は、ファイバ・レン
ズアセンブリ１０の出射するコリメート光の光軸に対し
て、θだけ傾斜している。即ち入射角がθである。

この光軸の傾斜角θと、反射減衰量、１子効率との相関
関係を第３図乃至第５図を参照しながら説明する。第３
図乃至第５図の横軸は、ファイバ・レンズアセンブリ１
０とレンズ・受光素子アセンブリ１の左右（Ｘ軸方向、
即ち紙面に直交する座標）方向、或いは上下（Ｙ軸方向
、即ち紙面に平行する座標）方向のずれを示し、縦軸は
、受光面３での反射減衰量、及び量子効率であって、曲
線Ａ（実線で示す）は量子効率特性を、曲線Ｂ（点線で
示す）は反射減衰量特性をそれぞれ示す。

第３図（ａ）は入射角θが０度の場合のＸ軸方向のずれ
に対する量子効率特性と反射減衰量特性を示し、第３図
（′ｂ）は入射角θが０度の場合のＹ軸方向のずれに対
する量子効率特性と反射減衰量特性を示す。

第３図に示すように、入射角θが０度の場合は、量子効
率の高いずれの帯域幅が大きいが、反射減衰量特性は、
ずれのない部分の反射減衰量が低い中凹み曲線である。

第４図（ａ）は入射角θが１度の場合のＸ軸方向のずれ
に対する量子効率特性と反射減衰量特性を示し、第４図
山）は入射角θが１度の場合のＹ軸方向のずれに対する
量子効率特性と反射減衰量特性を示す。

第４図に示すように、入射角θが１度の場合は、量子効
率の高いずれの帯域幅は比較的が大きく、且つ、反射減
衰量の低い部分は、ずれ大きい方向に移動している。

よって、図の鎖線領域即ち、左方向には（０〜２５０）
μ−１上方向には（０〜２５０）μ糟の範囲にずれを抑
えて、レンズ・受光素子アセンブリ１とファイバ・レン
ズアセンブリ１０とを固着すると、量子効率が高く、ま
た反射減衰量も大きい（即ち反射光量が少なしす、受光
モジエールとすることができる。

第５図（ａ）は入射角θが２度の場合のＸ軸方向のずれ
に対する量子効率特性と反射減衰量特性を示し、第５図
（ｂ）は入射角θが２度の場合のＹ軸方向のずれに対す
る量子効率特性と反射減衰量特性を示す。

第５図に示すように、入射角θが２度の場合は、反射減
衰量は大きいが、量子効率曲線は低い山形になり、量子
効率が極端に悪くなる。

即ち、量子効率と反射光量とを勘案すると、受光モジュ
ールの入射角θは、１度前後が最適である。

なお、ファイバ・レンズアセンブリ１０の出射面１３を
角度ｃｒ（例えば８度）傾斜させであるので、同じ入射
角θの場合でも、反射減衰量曲線Ｂは、Ｘ軸方向とＹ軸
方向とで互いに異なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、光信号の入射角を、所望
の高精度に設定することが容易であって、量子効率特性
、及び反射光量特性がともに優れているという、実用上
で優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は従来例の構成図、第３図、第４図、第５図は、反射減衰量及び量子効率を
示す特性図である。図において、１．１００はレンズ・受光素子アセンブリ、２は受光素
子部品、３は受光面、５．１５はレンズ、６．１６はレンズホルダ、７．１７は軸心孔、８．８０は受光素子保持板、ｌＯはファイバ・レンズアセンブリ、１１は光ファイバ、１２はフェルール、１３は出射面をそれぞれ示す。１０７Ｔイバ・レンてア℃ンア１ツユレンズ憧厄蝉子了乞ソブソ本あ明のτ飽うテｊめ講へ図１１！；イ　［１；］ θ＝ｏ’の９丹”ｒ生り己第　リ

Claims

【特許請求の範囲】レンズ（５）と受光素子部品（２）が、光軸が一致する
如くレンズホルダ（６）に装着されてなる、レンズ・受
光素子アセンブリ（１）と、他のレンズ（１５）と光ファイバ（１１）が、光軸が一
致する如く他のレンズホルダ（１６）に装着されてなる
、ファイバ・レンズアセンブリ（１０）とを備え、該フ
ァイバ・レンズアセンブリ（１０）の光軸と該レンズ・
受光素子アセンブリ（１）の光軸が所望の角度θだけ傾
斜し、双方のレンズ（５、１５）が対向して配列・固着
されてなることを特徴とする受光モジュール。