JPH02238410A - 光半導体結合器の製造方法 - Google Patents

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】 〔　産業上の利用分野　］ 本発明は、光半導体素子と光ファイハとをレンズを介し
て光学的に結合することにより構成される光半導体光結
合器の製造方法に関するものである。

〔　従来の技術　］ 第２図はこの種の光半導体結合器の一例を示す縦断面図
で、図においてｌは発光素子または受光素子としての光
半導体素子、２は素子取り付け部材としてのパッケージ
ステム、３は電極、４はレンズ、５はレンズホルダ、６
は光ファイハ、７は該光ファイバ６の被覆材、８はフェ
ルール、９は該フエルール８と共に光ファイハ６を保持
する保持部材を成すフエルールホルダ、９ａはこのフェ
ルールホルダ９の一端に形成されたフランジ部、１０は
前記フェルール８及びフエルールホルダ９と同一の材質
で形成されかつ前記フランジ部９ａの外径と等しい外径
を有するように形成された溶接用リング、１１は半田で
ある。

ここで前記レンズホルダ５は鉄．コバール等の金メッキ
の容易な材質で形成され、表面に金メッキが施されてい
て、このレンズホルダ５内に金メタライズされたレンズ
４が半田１０により固定されている。つまりレンズホル
ダ５内にレンズ４が半田付けされている。

このレンズ４としては屈折率分布型レンズ（セルフォッ
クレンズ）や球レンズが使用され、図ではセルフオツク
レンズの例を示している。

前記レンズホルダ５の一端にはパッケージシステム２が
Ａ部にてＹＡＧレーザ溶接あるいは抵抗溶接等により固
定されている。

このパッケージステム２の片面には光半導体素子１が前
記レンズ４と対向するように取り付けられており、この
光半導体素子１に導体等を介して接続した電極３がパッ
ケージステム２の板厚を貫通するように設けられている
。

一方、フエルール８はステンレス鋼の円筒にセラミック
が圧入された構造で、その中心部に被覆材７を除去した
光ファイバ６の端部が樹脂接着により固定保持されてお
り、更にこのフェルール８はフェルールホルダ９内に挿
入され、Ｂ部でＹＡＧレーザ溶接により固定されている
。

また、溶接用リング１０は前記レンズホルダ５の他端に
圧入あるいはネジ口ツタ等の方法により装着され、この
溶接用リング１０と前記フェルール８を固定したフエル
ールホルダ９のフランジ部９ａがＣ部でＹＡＧレーザ溶
接により固定されていて、これにより光半導体素子１と
光ファイバ６がレンズ４を介して光学的に結合するよう
に構成されている。

尚、前記Ａ部及びＢ部の溶接固定は、各々について複数
個所づつ行われる。

このような構成による光半導体結合器は従来以下に述べ
る方法により製造されている。

まず、予めレンズ４と溶接用リング１０を固定したレン
ズホルダ５の一端に光半導体素子１及び電極３を取り付
けたパンケージステム２を前記の如くＡ部で抵抗溶接等
により固定する。

その後、光ファイバ６の端部を保持したフェルール８を
フエルールホルダ９に挿入し、このフエルールホルダ９
をフエルール８と共に前記溶接用リング１０側に配して
、図示しないマニュピレー夕により光ファイバ６の焦点
距離及び光軸の微調整を行う。

これにより光軸に対し平行な方向（Ｚ方向）の光結合効
率が最大となるところで、フェルール８とフエルールホ
ルダ９とをＢ部でＹＡＧレーザ溶接により固定し、次い
で光軸に対して垂直な方向（Ｘ−Ｙ方向）の光結合効率
が最大となるようにフェルールホルダ９と溶接用リング
１ｏをＣ部でＹＡＧレーザ溶接により固定して光半導体
結合器を完成させる。

第３図（ａ）．　（ｂ）はこのときのＣ部でのＹＡＧレ
ーザ溶接の工程を示す一部分拡大図で、まず第３図（ａ
）に示したようにＹＡＧレーザ溶接すべき部品同士であ
るフエルールホルダ９のフランジ部９ａと溶接用リング
１０とを重ね合わせ、その接合面の端部にＹＡＧレーザ
を照射する．これにより第３図（ロ）に示したように前
記接合面の端部が溶接されるが、この溶接時にフランジ
部９ａと溶接用リング１０を互いにＸ−Ｙ方向のずれす
なわち光軸に対して垂直な方向のずれが生じないように
外周面同士を一致させて位置決めすることで、非常に安
定した溶接性が得られる。

〔　発明が解決しようとする課題　〕

しかしながら上述した従来の製造方法では、光半導体素
子を取り付けた素子取り付け部材（パンケージステム）
をレンズホルダに固定した後、光ファイバとの光学的結
合を行うため、以下の問題を有している。

すなわち、レンズホルダの製造寸法公差、レンズホルダ
にレンズを固定した際のＸ−Ｙ方向における中心軸のず
れ、光半導体素子を構成する光半導体チップと取り付け
部材とのＸ−Ｙ方向における中心軸ずれ及び角度ずれ等
により、前記素子取り付け部材とレンズホルダとの固定
時に光半導体素子の光半導体チップとレンズがＸ−Ｙ方
向へ中心軸ずれを起こし、そのため例えば光半導体素子
として半導体レーザを例にとると、集光束の曲がりが発
生して、集光スポットがフエルールホルダと溶接リング
との溶接固定面上で溶接リングに対して偏心することに
なり、結果的に光半導体素子と光ファイバとの光結合効
率を低下させるという問題がある。

また、光半導体素子と光ファイバとの光結合効率を低下
させないようにするため、溶接用リングに対してフエル
ールホルダをＸ−Ｙ方向へずらして溶接すると、その溶
接性が不安定となって特性劣化が発生し、製造歩留まり
を低下させるという新たな問題を生じることになる。

本発明はこのよ．うな問題を解決するためになされたも
ので、光半導体素子と光ファイバとの光結合効率の低下
や製造歩留まりの低下を生じることのない光半導体結合
器の製造方法を実現することを目的とするものである。

〔　課題を解決するための手段及び作用　〕上述した目
的を達成するため、本発明は内部にレンズを固定したレ
ンズホルダの一端に光半導体素子を取り付けた素子取り
付け部材を固定し、前記レンズホルダの他端には溶接用
リングを固定して、この溶接用リングに該溶接用リング
と等しい外径を持ちかつ光ファイバを固定保持した保持
部材（フェルール及びフエルールホルダ）をＹＡＧレー
ザ溶接によって固定することにより、前記光半導体素子
と前記光ファイバとを前記レンズを介して光学的に結合
する光半導体結合器の製造方法において、前記素子取り
付け部材をレンズホルダに固定する際、溶接用リングの
溶接固定面上の中心に前記光半導体素子に対応する位置
決め用光半導体素子を配し、この位置決め用光半導体素
子により光ファイバが溶接固定面上の中心にくるように
、前記光半導体素子を位置決めした後、素子取り付け部
材をレンズホルダに固定するようにしたものである。

従ってこれによれば、その後光ファイバを保持した保持
部材をＹＡＧレーザ溶接によって溶接用リングに固定す
る際、溶接用リングに対して前記保持部材をＸ−Ｙ方向
にずらす必要がなくなり、外周面を一致させて固定する
ことができるので安定した溶接性が得られ、光半導体素
子と光ファイバとの光結合効率の低下や製造歩留まりの
低下を生じることのなく光半導体結合器を製造すること
が可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による光半導体結合器の製造方法の一実
施例を示す縦断面図である。

図において１は光半導体素子、２はパンケージステム、
３は電極、４はレンズ、５はレンズホルダ、１０は溶接
用リング、１１は半田であり、これらは第２図のものと
同一の部品であるので、同一の符号により示している。

１２は前記光半導体素子ｌと対応する位置決め用光半導
体素子で、本実施例では光半導体素子１を発光素子であ
．る半導体素子レーザζし、また位置決め用光半導体素
子１２は例えば受光径３０μｍの受光素子とする。

ｌ３はこの受光素子ｌ２の出力電流を取り出す電極であ
る。

本実施例の製造方法では、まず予め従来と同様にレンズ
４及び溶接用リング１０を固定したレンズ４の一端に光
半導体素子１及び電極３を取り付けたパッケージステム
２を配し、前記レンズホルダ５の他端には受光素子ｌ２
を溶接リング７の溶接固定面上の中心に設置する。

この状態で電掻３を介して半導体レーザ１に通電するこ
とにより該半導体レーザｌを発光させ、レンズ４を介し
た集光スポットを受光素子１２に照射する。

この照射により受光素子１２から電極１３に出力される
受光電流が最大となるように、半導体レーザ１をパッケ
ージステム２と共にＸ−Ｙ方向つまり光軸に対して垂直
な方向に調整し、これにより後でフェルール８及びフェ
ルールホルダ９を介して溶接用リング１０に固定される
光ファイバ６が前記溶接固定面上の中心にくるように半
導体レーザ１を位置決めした後、レンズホルダ５とパッ
ケージステム２とをＡ部で抵抗溶接により固定する。

その後、前記受光素子１２を取り除き、光ファイバ６を
固定保持したフェルール８とフェルールホルダ９、及び
該フエルールホルダ９と溶接用リング１０とを順次従来
と同様にＹＡＧ溶接により固定するが、前記の如く半導
体レーザ１を位置決め固定しているため、ＹＡＧ溶接時
に溶接用リングＩＯに対してフエルールホルダ９をＸ−
Ｙ方向にずらす必要がな《なり、外周面を一致させて固
定することができるので安定した溶接性が得られる。

尚、上述した実施例では光半導体素子１として発光素子
である半導体レーザを使用する場合について説明したが
、光半導体素子ｌとして発光素子を使用する場合は、前
記受光素子１２の代わりに発光素子を溶接用リング１０
の中心に設置し、この発光素子からレンズ４を介して集
光スポットを光半導体素子１に照射することにより、光
半導体素子１から電極３に出力される受光電流が最大と
なるように調整して、レンズホルダ５とパンケージステ
ム２とをＡ部で抵抗溶接により固定すればよいことは無
論である。

〔　発明の効果　〕

以上説明したように本発明は、光半導体素子を取り付け
た素子取り付け部材をレンズホルダに固定する際、溶接
用リングの溶接固定面上の中心に前記光半導体素子と同
様の位置決め用光半導体素子を配し、この位置決め用光
半導体素子により光ファイバが溶接固定面上の中心にく
るように、前記光半導体素子を位置決めした後、素子取
り付け部材をレンズホルダに固定するようにしている。

従って、その後光ファイバを保持した保持部材をＹＡＧ
レーザ溶接によって溶接用リングに固定する際、溶接用
リングに対して前記保持部材をＸＹ方向にずらす必要が
なくなり、外周面を一致させて固定することができるの
で安定した溶接性が得られ、光半導体素子と光ファイバ
との光結合効率の低下や製造歩留まりの低下を生じるこ
となく光半導体結合器を製造することができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光半導体結合器の製造方法の一実
施例を示す縦断面図、第２図は光半導体結合器の一例を
示す縦断面図、第３図はフェルールホルダと溶接用リン
グとのＹＡＧレーザ溶接の工程を示す一部分拡大図であ
る。 １：光半導体素子（半導体レーザ） ２：パッケージステム（素子取り付け部材）４：レンズ ５：レンズホルダ ６：光ファイバ ８：フェルール（保持部材） ９：フエルールホルダ（保持部材） ｌＯ母容接用リング １２：位置決め用光半導体素子（受光素子）３電掻 特許出願人　沖電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にレンズを固定したレンズホルダの一端に光
   半導体素子を取り付けた素子取り付け部材を固定し、前
   記レンズホルダの他端には溶接用リングを固定して、こ
   の溶接用リングに該溶接用リングと等しい外径を持ちか
   つ光ファイバを保持した保持部材をＹＡＧレーザ溶接に
   よって固定することにより、前記光半導体素子と前記光
   ファイバとを前記レンズを介して光学的に結合する光半
   導体結合器の製造方法において、 前記素子取り付け部材をレンズホルダに固定する際、溶
   接用リングの溶接固定面上の中心に前記光半導体素子に
   対応する位置決め用光半導体素子を配し、 この位置決め用光半導体素子により光ファイバが溶接固
   定面上の中心にくるように前記光半導体素子を位置決め
   した後、素子取り付け部材をレンズホルダに固定するこ
   とを特徴とする光半導体結合器の製造方法。