JPH03196005A - 光結合モジュール及びその作製方法 - 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〕 この発明は、半導体光素子と光ファイバとを結合するた
めの光通信用の光結合モジュールに関するものである。

〔従来の技術〕

光通信システムにおける発光素子または受光素子である
半導体光素子と光伝送路である光ファイバとを結合させ
る光結合モジュールは、光通信システムを構成する上で
重要なデバイスの１つである。

従来、光結合モジュールとしては、例えば、実願昭６２
−１９６２５８、昭和６２年１２月２３日出願の「光結
合器の光学レンズ固定構造」に記載されている。この様
な光結合モジュールは、第２図に示すように、箱型パッ
ケージ１内に半導体発光素子２が配置され、その半導体
発光素子２の光軸を中心軸とする孔部３が箱型パッケー
ジ１の壁に設けられている。そして、その孔部３の端面
８、すなわち、箱型パッケージ１の孔部が形成された外
壁面と円筒状リング部材２４の端面９が接合され、さら
にその円筒状リング部材内にファイバ保持部材５が挿入
されて、円筒状リング部材２４の他端面１０と光ファイ
バを保持したファイバ保持部材５の側面１１とが接合さ
れている。尚、これらの接合は、半導体発光素子２の出
力光を光ファイバ６に効率良く結合されるために例えば
球レンズ７を用いてその出力光を集光させ、その集光点
に光ファイバ６の入射端面１３が配置するようにそれぞ
れ接合されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、光結合モジュールの接合手順としては、まず半
導体発光素子２の出力光の集光点に光ファイバ６の入射
端面１３を配置し、円筒状リング部材２４の他端面１０
とファイバ保持部材５の側面１１を接合する。次に孔部
３の端面８と円筒状リング部材２４の端面９を接合する
にこで、この他端面１０と側面１１を接合する際、接合
部２０ｂでの接合による収縮力により円筒状リング部材
２４は、第２図中のＸ軸方向にずれる。このため、孔部
３の端面８と円筒状リング部材２４の端面９の間に隙間
が生じる。これにより、次の孔部３の端面８と円筒状リ
ング部材２４の端面９を接合した際には、その隙間骨だ
けファイバ保持部材５が押し込まれ、光ファイバ６の入
射端面１３の位置が、出力光の集光点位置からずれる。

これにより、半導体発光素子２の出力光は、効率良く光
ファイバ６に結合しなくなり、光結合モジュールの出力
光の劣化を招くという大きな問題を生じる。

本発明は、上述のような問題を解決して、接合後におい
ても半導体光素子と光ファイバを効率よく結合させるこ
とができ、信頼性の高い光結合モジュールを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光結合モジュールは、半導体素子と光ファイバ
とを接合する光結合モジュールであって、箱型パッケー
ジ内に半導体光素子が設置・固定され、前記半導体光素
子の光軸を中心軸とする孔部が前記箱型パッケージの壁
に設けられており、前記孔部の端面に円筒状のリング部
材の端面が接合され、光ファイバを内部に備えたファイ
バ保持部材が前記円筒状リング部材内に挿入され、前記
円筒状リング部材の内面と前記ファイバ保持部材の側面
とが、前記半導体光素子の光軸と前記光ファイバの光軸
が一致するように接合されていることを特徴とする構成
である。

また、本発明の光結合モジュールの作製方法は、箱型パ
ッケージの一側壁に孔部を形成し、この孔部の中心軸に
光軸を一致させて半導体光素子を前記箱型パッケージ内
に設置・固定し、外側に窪みを有する円筒状リング部材
の端面を前記孔部の外壁面に接合し、光ファイバを内部
に備えたファイバ保持部材を円筒状リング内に挿入して
円筒状リング部材の窪み部分とファイバ保持部材の側面
とを、前記半導体光素子の光軸と前記光ファイバの光軸
が一致するようにレーザ溶接により接合することを特徴
とするものである。

〔作用〕

本発明の光結合モジュールは、従来の円筒状リング部材
の他端面と光ファイバを保持したファイバ保持部材の側
面とを接合する代わりに、側面に窪みまたは貫通孔を有
する円筒状リング部材のその窪み部分または貫通孔部分
とファイバ保持部材の側面とを接合する。本発明では、
円筒状リング部材の内面とファイバ保持部材の側面を接
合するため、接合による収縮力は、円筒状リング部材及
びファイバ保持部材の半径方向に働く。従って、円筒状
リング部材は、従来のような方向（第２図中のＸ軸方向
）にずれず、これにより、孔部の端面と円筒状リング部
材の端面の間に隙間を生じない。これにより、孔部の端
面と円筒状リング部材の端面を接合した際には、ファイ
バ保持部材が押し込まれず、光ファイバの入射端面が出
力光の集光点位置に一致した状態で保持される。これに
より、半導体発光素子の出力光は、接合後でも効率良く
光ファイバに結合し、光結合モジュールの出力光の劣化
を招くことは無い。尚、円筒状リング部材の内面とファ
イバ保持部材の側面を接合するためには、円筒状リング
部材の外側に窪みまたは貫通孔を設け、その窪み部分ま
たは貫通孔部分とファイバ保持部材の側面とをレーザ溶
接することにより容易に接合できる。

〔実施例〕

以下、本発明について、図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の光結合モジュールの一実施例を示す
正面図である。箱型パッケージ１内に発振波長１．５５
μｍの半導体発光素子２が配置され、その半導体発光素
子２の光軸を中心軸とする直径５關の孔部３が箱型パッ
ケージ１に設けられている。その孔部３の端面８が、側
面に縦２　ｍｗａ　。

横２１１１１　、深さ２　＋ｇｍの等角度（１２０度）
に３個の窪み１２を有するステンレス材から成る外径８
ＩＩ１１．内径３！ｌＩｌ、長さ１０龍の円筒状リング
部材４の端面９にレーザ溶接により接合されている。

ここで、窪み１２は、円筒状リング部材４の内面とファ
イバ保持部材５の側面１１とのレーザ溶接による接合を
容易にするために設けである０円筒状リング部材４の他
端面１０は、コア径１０μｍの光ファイバを保持した外
径３　ｍ＋ｘ弱のステンレス材から成るファイバ保持部
材５の側面１１にレーザ溶接により接合されている。尚
、これらの接合は、半導体発光素子２の出力光を光ファ
イバ６に効率良く結合されるなめにガラス材料から成る
外径２　ｍｍの球レンズ７を用いてその出力光を集光さ
せ、半導体発光素子２の光軸と光ファイバ６の光軸が一
致するように、その集光点に光ファイバ６の入射端面１
３を配置し、それぞれ接合されている。

上述のような光結合モジュールの作製手順は、まず、箱
型パッケージに孔を開け、この箱型パッケージ内に半導
体光素子を、孔の中心軸と光軸が一致するように設置・
固定し、孔のある壁面に円筒状リング部材をレーザ溶接
する。次いで円筒状リング部材内にファイバ保持部材を
挿入して光ファイバ６の入射端面１３が出力光の集光点
の位置に一致するように配置し、円筒状リング部材４の
３個の窪み１２とファイバ保持部材５の側面とをレーザ
溶接により接合する。この時、接合部２０Ｃでの接合に
よる収縮力は、円筒状リング部材４及びファイバ保持部
材５の半径方向に働く。従って、円筒状リング部材４は
、従来のような方向（第２図中のＸ軸方向）にずれず、
孔部３の端面８と円筒状リング部材４の端面９の間に隙
間を生じない。尚、３個の窪み１２がそれぞれ等角度（
１２０度）に形成されているため、接合による収縮力は
釣合い、ファイバ保持部材５は半径方向にもずれない。

このように、端面８と端面９の間に隙間を生じないため
、孔部３の端面８と円筒状リング部材４の端面９を接合
（接合部２０ａ）してもファイバ保持部材５は押し込ま
れず、光ファイバ６の入射端面１３は出力光の集光点位
置に一致した状態で保持される。これにより、半導体発
光素子の出力光は、接合した後でも効率良く光ファイバ
に結合し、光結合モジュールの出力光の劣化を招くこと
はない。また、レーザ溶接により接合しているため信頼
性の高い光結合モジュールが得られる。

このような手順で光結合モジュールを製作した結果、接
合前後で出力光劣化０．１ｄＢ以下と良好な光結合モジ
ュールが得られた。

尚、上記実施例では、円筒状リング部材４の側面に窪み
１２を設けているが、貫通孔を設けても良く、その場合
貫通孔の孔部全体を接合すれば良い。

また、本実施例では、円筒状リング部材４の側面に３個
の窪み１２を設けているが、これに限定されず、例えば
６個の窪みまたは貫通孔、さらには３個多段に窪みまた
は貫通孔を設けてもよい。

また、本実施例では、円筒状リング部材４およびファイ
バ保持部材５の材質としてステンレス材を用いたが、こ
れに限定されず、接合可能な材料であれば良く例えば銅
等でも良い。

また、本実施例では、発振波長１．５５μｍの半導体発
光素子２を用いたが、これに限定されず、例えば発振波
長１．３μｍの半導体発光素子でも良く、さらには半導
体受光素子、半導体光増幅器等でも良い。

〔発明の効果〕

以上述べた通り、半導体光素子と光ファイバを効率よく
光学的に結合させることができる信頼性の高い光結合モ
ジュールが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は従来
例を示す正面図である。 １・・・箱型パッケージ、２・・・半導体発光素子、３
・・・孔部、４，２４・・・円筒状リング部材、５・・
・ファイバ保持部材、６・・・光ファイバ、７・・・球
レンズ、１１・・・側面、８．９．１０・・・端面、１
２・・・窪み、１３・・・入射端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、箱型パッケージ内に半導体光素子が設置固定され、
   前記半導体光素子の光軸を中心軸とする孔部が前記箱型
   パッケージの壁に設けられており、前記孔部が設けられ
   た箱型パッケージの外壁面に、円筒状のリング部材の端
   面が接合され、光ファイバを内部に備えたファイバ保持
   部材が前記円筒状リング部材内に挿入され、前記円筒状
   リング部材の内面と前記ファイバ保持部材の側面とが、
   前記半導体光素子の光軸と前記光ファイバの光軸が一致
   するように接合されていることを特徴とする光結合モジ
   ュール。 ２、請求項１記載の光結合モジュールにおいて、前記円
   筒状リング部材の側面に窪みまたは貫通孔を有し、該窪
   み部分または貫通孔部分と前記ファイバ保持部材の側面
   とが接合されていることを特徴とする光結合モジュール
   。 ３、箱型パッケージの一側壁に孔部を、形成し、この孔
   部の中心軸に光軸を一致させて半導体光素子を前記箱型
   パッケージ内に設置・固定し、外側に窪みまたは貫通孔
   を有する円筒状リング部材の端面を前記孔部の外壁面に
   接合し、光ファイバを内部に備えたファイバ保持部材を
   前記円筒状リング部材内に挿入し、前記円筒状リング部
   材の前記窪み部分または貫通孔部分と前記ファイバ保持
   部材の側面とを、前記半導体光素子の光軸と前記光ファ
   イバの光軸が一致し、かつ、光ファイバの入射端面が半
   導体光素子の出力光が集光する位置に一致するようにレ
   ーザ溶接により接合することを特徴とする光結合モジュ
   ールの作製方法。