JPH07306337A - 光半導体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光半導体におけるステムの面に対する光ビー
ムの角度が傾いていても十分な結合率に調整可能で、損
傷部品だけを容易に交換でき、ユーザの波長変更及び波
長追加、さらにはファイバ種類の変更要求にも容易に対
応できる。 【構成】 空胴穴８が形成された本体１の対向する一方
の壁面２ｂには、ファイバコリメータ４が着脱可能に取
付けられる。他方の壁面２ａには、レンズ１２と光半導
体９が一体化された光半導体コリメータ３を着脱可能に
保持するホルダ５がハンダ付けされる。光軸の調整を行
う際には、ファイバコリメータ４を本体１の一方の壁面
２ｂに固定し、光半導体コリメータ３をホルダ５に取付
けて本体１の他方の壁面２ａに位置させた状態で、光半
導体９を発光させてファイバ１８に結合する光量が最大
になる位置でホルダ５を本体１にハンダ付けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信用機器あるいは
光測定器等に用いる光半導体モジュールに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信用機器や光測定器等に用い
られる光半導体モジュールには、共焦点レンズ系を用い
た光半導体モジュールとして、例えば特開平３−１４９
５１０号「半導体レーザ光ファイバ結合装置およびその
製造方法」（従来例１）や特開平５−１２１８４１号
「半導体レーザモジュール」（従来例２）がある。

【０００３】従来例１の光半導体モジュールは、図８に
示すように、半導体レーザコリメータパッケージ７０と
光ファイバコリメータ７１とを備えて概略構成されてい
る。半導体レーザコリメータパッケージ７０は、ステム
７２、金属台座７３、窓付キャップ７４、半導体レーザ
（以下、ＬＤという）７５で構成される半導体レーザパ
ッケージ７６と、半導体レーザ７５に最も近接して固定
された第１のレンズ７７を備えている。光ファイバコリ
メータ７１は、入射平行光が単一モード光ファイバ端に
集光するような位置関係で単一モード光ファイバ７８と
第２レンズ以降のレンズ系７９とが同一の金属スリーブ
８０内に保持されている。

【０００４】この光半導体モジュールでは、半導体レー
ザ７５からの出射光を平行ビームに変換するような位置
に接着剤により第１のレンズ７７を固定し、半導体レー
ザパッケージ７６あるいは光ファイバコリメータ７１の
どちらか一方について、互いの光軸が一致するように、
その光軸に垂直な面内で直交する軸Ｘ，Ｙ方向と光軸の
あおり角度θ，φとの４軸を同時に調整した後、半導体
レーザコリメータパッケージ７０と光ファイバコリメー
タ７１とを対向させて互いの光軸が一致した位置で金属
スリーブ８０に対してステム７２を直接ハンダ付け又は
ＹＡＧレーザ溶接によって固着している。

【０００５】従来例２の光半導体モジュールは、図９に
示すように、半導体レーザ素子（ＬＤ）８１が収容され
たステム８２と、マイクロレンズ８３が取り付けられた
厚肉キャップ８４と、球レンズ８５とファイバフェルー
ル８６が保持された球レンズ保持鏡筒８７とを備えて概
略構成されている。

【０００６】この光半導体モジュールでは、鏡筒８７と
厚肉キャップ８４との間でＸ．Ｙ軸調整し、鏡筒８７と
フェルール８６との間でＺ軸調整して位置調整した後、
鏡筒８７と厚肉キャップ８４との間及び鏡筒８７とフェ
ルール８６との間の２箇所をスポット溶接により固定し
ている。

【０００７】また、２つの光半導体素子からの出射光を
１本の光ファイバに結合させる２波長対応の光半導体モ
ジュールとしては、特開平３−１２９３０６号「光結合
器及びその作製方法」（従来例３）がある。

【０００８】この従来例３の光半導体モジュールは、図
１０に示すように、２組の素子パッケージ８８，８９
と、ケーシング９０内に固定された１つの偏光素子９１
と、偏光素子９１の出射側面に対向するケーシング９０
の壁面に固定された１本の光ファイバ９２とを備えて概
略構成されている。各素子パッケージ８８，８９は、パ
ッケージ本体８８ａ，８９ａ内に１つのレンズ９３と１
つのＬＤ９４が組み込まれたもので、偏光素子９１の互
いに直交する２つの入射側面に対向するケーシング９０
の外壁面に密着させた状態で、パッケージ本体８８ａ，
８９ａの一方端に形成された基準面９５が溶接により固
着されている。また、各ＬＤ９４は、それぞれの活性層
がレンズ９３の光軸と一致するようにステム９６を介し
てパッケージ本体８８ａ，８９ａの他方端に溶接により
固着されている。

【０００９】この光半導体モジュールでは、各素子パッ
ケージ８８，８９の基準面９５をケーシング９０に密着
させたまま素子パッケージ８８，８９を光軸と直交する
Ｘ．Ｙ方向に移動することによりＬＤ９４と光ファイバ
９２との光結合状態が最大になるように調整した後、素
子パッケージ８８，８９をケーシング９０に対して溶接
により固着固定している。また、素子パッケージ８８，
８９と光ファイバ９２との光軸方向（Ｚ方向）に対する
位置調整は、各素子パッケージ８８，８９と偏光素子９
１との間に配置された透明部材のガラス板９７の板厚を
変えて行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、コリメー
タ同士を固定するために、従来例１の構成では、レンズ
７９と光ファイバ７８が保持される金属スリーブ８０に
ＬＤ７５のステム７２を直接ハンダ付け又はＹＡＧレー
ザ溶接により固着し、従来例２の構成では、鏡筒８７と
厚肉キャップ８４との間及び鏡筒８７とフェルール８６
との間の２箇所を溶接している。また、従来例３の構成
においても、ＬＤ９４を保持するステム９６とパッケー
ジ本体８８ａ，８９ａとの間及びパッケージ本体８８
ａ，８９ａとケーシング９０との間に溶接が用いられて
おり、いずれの従来の構成においても、ＬＤの交換や追
加、ファイバの交換が非常に困難であった。

【００１１】また、使用される素子パッケージは、通常
パッケージ毎にビームスポットの位置が異なりバラツキ
があるため、特に従来例３の構成では、ＬＤ９４からの
光が斜めに出射された場合、ガラス板９７の板厚を変え
てＺ方向の位置調整を行うと、ビームスポットの位置が
Ｘ−Ｙ平面上にずれ、再度Ｘ，Ｙ方向の調整が必要にな
るという問題があった。

【００１２】ところで、上述した光半導体モジュールを
光通信用機器に使用する場合、対象となる通信システム
によってその波長が例えば１．３１μｍのみ、あるいは
１．３１μｍと１．５５μｍの両方といったように波長
のバリエーションが要求される。これに加えて、光測定
器に使用される場合には、ユーザの要求により測定波長
の変更（例えば１．３，１．３１μｍ等）あるいは追加
（例えば１．３１＋１．５５μｍ等）、さらには光ファ
イバの種類（ＳＭファイバではＤＳＦ，ＰＡＮＤＡ等、
ＧＩファイバでは５０／１２５，６２．５／１２５等）
の変更など様々な改造が要求される。しかもその改造作
業そのものが非常に短納期で要求される。そして、この
短納期のためには、光半導体モジュールの貯蔵等の方法
が必要であった。

【００１３】しかしながら、上述した従来例１及び従来
例２の光半導体モジュールの構成では、ＬＤコリメータ
とファイバコリメータとの光軸調整の際、ＬＤコリメー
タの固定をＬＤ７５，８１のステム７２，８２の部分で
直接ハンダ付け又はＹＡＧ溶接により行っているので、
特殊な道具なしには分解が困難であり、再組立も非常に
困難であった。また、取り外した部品を再利用するに
は、ハンダをきれいに取り除くなどの修正が必要不可欠
であって、最悪の場合には、部品が損傷して使いものに
ならなくなる可能性があった。また、このことは、ＬＤ
９４のステム９６及び素子パッケージ８８，８９を溶接
により固定している従来例３の光半導体モジュールの構
成においても、同様に生ずる問題であった。

【００１４】従って、上述した従来の光半導体モジュー
ルの構成では、各種類のモジュールを完成品として貯蔵
しておくか、あるいは注文が来てからモジュールを組み
立てなければならなかった。しかも、測定器が１波長と
２波長のバリエーションを持つ場合には、１波長モジュ
ールと２波長モジュールの貯蔵をどのような割合いで行
うかが非常に難しい問題となっていた。また、ＬＤコリ
メータやファイバコリメータは高価なため、１つの部品
が損傷しても、他の部品をそのまま生かして損傷した部
品のみ交換することが望まれる。ところが、従来の光半
導体モジュールの構成では、極めて困難であった。

【００１５】また、一般的に用いられるＬＤコリメータ
の光ビームは、ＬＤチップの取付精度によりステムの鉛
直方向に対して±３°程度の傾きを持っている。このた
め、ＬＤコリメータからは、光が光軸に対してある方向
に傾いて斜めに出射されることになる。そして、このよ
うなＬＤコリメータを備えた光半導体モジュールを入射
の許容ＮＡが狭いＳＭファイバに使用すると、チップの
取付面でのずれやレンズとチップとの間の中心軸のずれ
によって結合率の低下を招くため、ＬＤコリメータの角
度調整が必要であった。

【００１６】ところが、従来例１のモジュールでは、光
軸の調整後にコリメータ同士がハンダにより固定される
ので、モジュールの組立前にＬＤコリメータの角度調整
が行えても、上述したＬＤやファイバの交換に関する問
題を解決することはできなかった。また、従来例２及び
従来例３のモジュールでは、コリメータ同士間の固定や
ＬＤステム及び素子パッケージの固定をＹＡＧ溶接で行
っているので、ＬＤコリメータの角度調整を行うにして
も０．２°前後と極僅かであり、ステムの鉛直方向に対
する傾き±３°を含めた十分な調整を行うことができな
かった。従って、従来のいずれのモジュールも、上述し
たすべての問題を解決することができなかった。

【００１７】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、光半導体におけるステ
ムの面に対する光ビームの角度が傾いていても十分な結
合率に調整可能で、ＬＤやファイバが損傷した場合、損
傷した部品だけを容易に交換でき、ユーザの波長変更及
び波長追加要求、さらにはファイバ種類の変更要求にも
容易に対応できる光半導体モジュールを提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による光半導体モジュールは、焦点位置に発
光面又は受光面が位置するように、レンズ１２と、発光
素子又は受光素子からなる光半導体９とが一体化された
光半導体コリメータ３と、該光半導体コリメータが着脱
可能に取付けられるホルダ５と、レンズ１９と、該レン
ズの焦点位置にファイバのコア中心の端面が位置するよ
うに配置されたファイバ１８とが取付面２１ａを有する
ホルダ２１に設けられたファイバコリメータ４と、対向
する壁面２ａ，２ｂ間に貫通穴８が形成され、前記ファ
イバコリメータが取付面を介して前記貫通穴を望む一方
の壁面に着脱可能に取付けられる本体１と、該本体の前
記貫通穴を望む他方の壁面に前記ホルダ５を固定する固
定手段６とを備えたことを特徴としている。

【００１９】また、上記の構成に加え、前記貫通穴８を
その中途位置より直交して他の壁面２８に分岐して貫通
しており、該貫通穴が分岐された他の壁面には、前記ホ
ルダ５が前記固定手段６により固定されるとともに、該
ホルダには、前記レンズ１２と光半導体９とが一体化さ
れた光半導体コリメータ３０，３８が着脱可能に取付け
られ、該光半導体コリメータと前記ファイバコリメータ
４とを結ぶ前記貫通穴の分岐部分には、合波器又は合分
波器からなる光結合部３５，３９が取付けられた構成と
してもよい。

【００２０】さらに、前記光半導体９は、ホルダ５に対
して着脱可能に設けてもよい。

【００２１】

【作用】請求項１の光半導体モジュールは、１波長モジ
ュールとして使用されるもので、貫通穴８が形成された
本体１の対向する一方の壁面２ｂには、ファイバコリメ
ータ４が着脱可能に取付けられる。また、他方の壁面２
ａには、レンズ１２と光半導体９とが一体化された光半
導体コリメータ３を着脱可能に保持するホルダ５が固定
手段６によって固定される。そして、例えば送信モジュ
ールを構成したときの光軸の調整を行う際には、ファイ
バコリメータ４を本体１の一方の壁面２ｂに固定し、光
半導体９が発光素子の光半導体コリメータ３をホルダ５
に取付けて本体１の他方の壁面２ａに位置させる。この
状態で、光半導体９を発光させてファイバ１８に結合す
る光量が最大になる位置でホルダ５を固定手段６によっ
て本体１に固定する。なお、光半導体９が発光素子の光
半導体コリメータ３をホルダ５から取り外し、光半導体
９が受光素子の光半導体コリメータに交換すれば、受信
モジュールを構成できる。

【００２２】請求項２の光半導体モジュールは、１波長
又は多波長モジュールとして使用されるもので、貫通穴
８が形成された本体１の対向する壁面２ａ，２ｂに対
し、光半導体コリメータ３を着脱可能に保持するホルダ
５が固定されるとともに、ファイバコリメータ４が着脱
可能に取付けられる。貫通穴８は、中途位置より直交す
る他の壁面２８に分岐して貫通しており、この分岐され
た貫通穴８を望む他の壁面２８には、ホルダ５が固定手
段６により固定され、ホルダ５には、レンズ１２と光半
導体９とが一体化された光半導体コリメータ３０，３８
が着脱可能に取付けられる。また、光半導体コリメータ
３０，３８とファイバコリメータ４とを結ぶ貫通穴８の
分岐部分には、合波器又は合分波器からなる光結合部３
５，３９が取付けられる。そして、ホルダ５に着脱され
る光半導体コリメータとして、光半導体が発光素子の光
半導体コリメータと、光半導体が受光素子の光半導体コ
リメータとを組み合わせれば、送信モジュール、受信モ
ジュール、送受信モジュールのいずれかを構成できる。

【００２３】また、上記の光半導体コリメータ３，３
０，３８における光半導体９は、ホルダ５に対して着脱
可能とされ、ホルダ５が本体１に固定されている状態で
も、光半導体コリメータ３，３０，３８の交換により、
発光素子又は受光素子の選択や波長の変更が速やかに行
える。

【００２４】

【実施例】以下に説明する各実施例の光半導体モジュー
ルは、特に、ＳＭファイバ用のモジュールを対象として
使用されるものである。

【００２５】図１（ａ）は本発明による光半導体モジュ
ールの第１実施例を示す一部断面の正面図、同図（ｂ）
は同モジュールの左側面図、同図（ｃ）は同モジュール
の右側面図である。

【００２６】この第１実施例の光半導体モジュールは、
１波長用モジュールとして使用されるもので、箱型に形
成された本体１の長手方向の側壁面２に、光半導体コリ
メータ３とファイバコリメータ４とが対向して設けられ
ている。さらに説明すると、光半導体コリメータ３は、
ホルダ５を介して本体１の左側壁面２ａにハンダ、接着
剤、溶接（例えばＹＡＧ溶接など）の固定手段６により
固定されており、ファイバコリメータ４は、本体１の右
側壁面２ｂに着脱可能に取付けられている。この構成
は、後述する第３実施例及び第４実施例に適用すること
もできる。

【００２７】図１（ａ）において、本体１の左側壁面２
ａの中央には、開口部７ａを有する固定突部７が側壁面
２ａと直交する長手方向に所定長さ突出して形成されて
いる。固定突部７の開口部７ａの端面には、光半導体コ
リメータ３とファイバコリメータ４との間で光軸調整し
た後に、光半導体コリメータ３の取付けられたホルダ５
が固定手段６により固定されている。また、開口部７ａ
には、開口部７ａの径より小径の空胴穴８が右側壁面２
ｂに貫通して形成されている。本体１の右側壁面２ｂの
上下２箇所には、取付ネジ穴１０が長手方向に所定長さ
形成されており、この取付ネジ穴１０には、ファイバコ
リメータ４を本体１に対して着脱可能に固定するための
ネジ１１が螺合される。

【００２８】そして、後述する如く、光半導体コリメー
タ３の光半導体９がＬＤで構成される場合には、ＬＤか
らの光が空胴穴８を介してファイバコリメータ４側に通
過し、光半導体９がＰＤ又はＡＰＤで構成される場合に
は、ファイバコリメータ４からの光が空胴穴８を通過し
てＰＤ又はＡＰＤに導かれるようになっている。

【００２９】光半導体コリメータ３は、光半導体９とレ
ンズ１２とが一体化して構成されている。光半導体９
は、送信モジュールとして使用する場合に発光素子であ
るＬＤで構成され、受信モジュールとして使用する場合
に受光素子であるＰＤ（Photodiode）又はＡＰＤ（Aval
anche Photodiode）で構成される。この光半導体９の光
軸上で、キャップ９ａの表面中央には、レンズ１２の嵌
入されたスリーブ１３が固設されている。

【００３０】ホルダ５は、本体１の固定突部７と同一形
状に形成された内側開口部１４を有している。この内側
開口部１４は、中央に形成された光半導体９のステム９
ａを保持するための段付の嵌合部１５を介して内側開口
部１４より小径に形成された外側開口部１６に連通して
いる。外側開口部１６の内壁面には、ネジ部１７ａが形
成されており、このネジ部１７ａには、光半導体９が嵌
合部１５に嵌合する方向にステム９ａの底面を押し付け
る押さえ部材１７のネジ部１７ａが螺合している。これ
により、光半導体コリメータ３は、光半導体９のステム
９ａの外周及び表面が嵌合部１５に嵌合した状態で、ホ
ルダ５に対して位置決め固定される。また、ホルダ５
は、ファイバコリメータ４のファイバ１８との間で光半
導体９の光軸方向（Ｚ軸）及び光軸と直交する平面（Ｘ
−Ｙ平面）の調整と、光軸に対する傾き方向の角度調整
とが行われた後、内側開口部１４の端面が本体１におけ
る固定突部７の開口部７ａの端面に固定手段６により固
定される。

【００３１】ファイバコリメータ４は、ファイバ１８の
光軸とロッドレンズ１９の光軸とが一致し、かつロッド
レンズ１９の焦点の位置にファイバ端面１８ａのコア中
心の端面が位置するように、スリーブ２０内の一端側に
ロッドレンズ１９が嵌挿され、他端側にファイバ端面１
８ａが嵌挿されている。このファイバコリメータ４は、
スリーブ２０が空胴穴８内に収容された状態で、本体１
に対して着脱可能に固定される四角板状のフランジ部
（ホルダ）２１を有している。このフランジ部２１の内
側面は、本体１の右側壁面２ｂと平行に接触する取付面
（基準面）２１ａを形成している。また、フランジ部２
１の上下２箇所には、本体１の取付ネジ穴１０に螺合さ
れるネジ１１よりも大径の遊挿穴２２が穿設されてい
る。このファイバコリメータ４は、フランジ部２１の取
付面２１ａが本体１の右側壁面２ｂに接触するまでネジ
１１を本体１の取付ネジ穴１０に螺合することで本体１
に固定される。

【００３２】次に説明する図２（ａ）は本発明による光
半導体モジュールの第２実施例を示す一部断面の正面図
であり、同図（ｂ）は同モジュールの左側面図、同図
（ｃ）は同モジュールの右側面図である。なお、第１実
施例と同一の構成要素には、同一番号を付してその説明
を省略する。

【００３３】この第２実施例の光半導体モジュールは、
第１実施例において、光半導体コリメータ３がホルダ５
に着脱可能に取付けられる構成に加え、本体１に着脱可
能な連結部材２３にホルダ５が固定される構成とされて
いる。

【００３４】すなわち、この実施例では、第１実施例に
おける本体１の固定突部７が省略され、本体１の左側壁
面２ａの中央には、円筒形状の連結部材２３を着脱可能
に固定するための固定用ネジ穴２４が空胴穴８に連通し
て側壁面２ａと直交する長手方向に所定長さ形成されて
いる。連結部材２３は、軸方向に貫通して本体１の空胴
穴８に連通する小径の内側開口部２５と、光半導体コリ
メータ３のスリーブ１３が収容される大径の外側開口部
２６とが形成されている。連結部材２３の先端外周に
は、本体１の固定用ネジ穴２４に螺合するネジ部２３ａ
が形成されている。連結部材２３の外周中央部には、ネ
ジ部２３ａより大径のフランジ部２７が一体形成されて
おり、このフランジ部２７の内側面は、本体１の左側壁
面２ａと平行に接触する取付面（基準面）２７ａを形成
している。また、連結部材２３の外側開口部２６の端面
には、ファイバコリメータ４のファイバ１８との間で光
半導体９の光軸方向（Ｚ軸）及び光軸と直交する平面
（Ｘ−Ｙ平面）の調整と、光軸に対する傾き方向の角度
調整とが行われたホルダ５の内側開口部１４の端面が固
定手段６により固定される。

【００３５】次に、図３（ａ）は本発明による光半導体
モジュールの第３実施例を示す一部断面の正面図、同図
（ｂ）は同モジュールの左側面図、同図（ｃ）は同モジ
ュールの右側面図である。なお、第２実施例と同一の構
成要素には、同一番号を付してその説明を省略する。

【００３６】この第３実施例の光半導体モジュールは、
１波長又は２波長用モジュールとして使用されるもの
で、上述した第２実施例において、空胴穴８が中央で分
岐して底壁面２８に貫通しており、ファイバコリメータ
４と同一光軸上に設けられた光半導体コリメータ３を第
１の光半導体コリメータとし、これに直交する底壁面２
８中央の空胴穴８に第２の連結部材２９を着脱可能に取
付け、第２の連結部材２９に固定されるホルダ５に対し
て第２の光半導体コリメータ３０が着脱可能に取付けら
れている。

【００３７】すなわち、この実施例において、本体１の
底壁面２８中央には、第２の連結部材２９を着脱可能に
固定するための固定用ネジ穴３１が空胴穴８に連通して
側壁面２ａと直交する長手方向に所定長さ形成されてい
る。

【００３８】そして、第２の光半導体コリメータ３０
は、光半導体９のステム９ａの外周及び表面が嵌合部１
５に嵌合した状態で、押さえ部材１７のネジ部１７ａを
外側開口部１６のネジ部１７ａに螺合することにより、
ステム９ａの底面が嵌合部１５に押し付けられてホルダ
５に位置決め固定される。また、第２の連結部材２９の
外側開口部２６の端面には、ファイバコリメータ４のフ
ァイバ１８との間で光半導体９の光軸方向（Ｚ軸）及び
光軸と直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）の調整と、光軸に対
する傾き方向の角度調整とが行われたホルダ５の内側開
口部１４の端面が固定手段６により固定される。

【００３９】本体１の正面側には、カバー部材３２が着
脱可能に取り付けられている。このカバー部材３２は、
対称に位置する本体１の正面壁面３３の斜め２箇所でネ
ジ３４により取り付けられている。また、第２の連結部
材２９が取付けられる空胴穴８の分岐部分、すなわち、
空胴穴８内の第１の光半導体コリメータ３と第２の光半
導体コリメータ３０との軸交部分には、例えばダイクロ
イックミラー等の合波器やハーフミラー等の合分波器で
構成された光結合部３５が着脱可能に設けられている。
この光結合部３５は、カバー部材３２が取り外されてい
る状態で、本体１の正面側より固定できる構成になって
おり、両光半導体コリメータ３，３０とファイバコリメ
ータ４との間で光を合分波している。

【００４０】なお、この実施例の光半導体モジュールを
１波長用モジュールとして使用する場合には、空胴穴８
を覆うように図示しないカバー部材が取付けられる。

【００４１】この第３実施例の光半導体モジュールは、
例えば図４に示す構成の光パルス試験器の投受光モジュ
ールとして最適に使用される。この図における光パルス
試験器は、タイミング発生部５０、発光部５１、方向性
結合器５２、受光部５３、増幅部５４、Ａ／Ｄコンバー
タ５５、波形処理部５６、表示部５７を備えて構成され
ている。この光パルス試験器では、タイミング発生部５
０で生成されるタイミング信号に基づいて発光部５１よ
り光パルスを被測定ファイバ５８に投光し、被測定ファ
イバ５８から反射してくる後方散乱光及びフレネル反射
光を方向性結合器５２を介して受光部５３によって受光
し、この受光した光を増幅器５４にて増幅した後にＡ／
Ｄコンバータ５５において所定のサンプリング周期で測
定ポイント毎にサンプリングし、サンプリングした各デ
ータを波形処理部５６で波形処理して表示部５７に表示
し、被測定ファイバ５８の損失測定、破断点探索等を行
っている。

【００４２】そして、このように構成される光パルス試
験器に対し、発光部５１をＬＤによる第１の光半導体コ
リメータ３とし、受光部５３をＰＤ又はＡＰＤによる第
２の光半導体コリメータ３０とし、方向性結合器５２を
合分波器による光結合部３５とすることで、図中の一点
鎖線で示す部分を１つのモジュールで構成することがで
きる。

【００４３】次に、図５は本発明による光半導体モジュ
ールの第４実施例を示す一部断面の正面図である。な
お、第１実施例乃至第３実施例と同一の構成要素には、
同一番号を付してその説明を省略する。

【００４４】この第４実施例の光半導体モジュールは、
上述した第３実施例において、本体１が長手方向に延長
され、空胴穴８が左右２箇所で分岐して底壁面２８に貫
通している。右側の空胴穴８には、側壁面２ａと直交す
る長手方向に固定用ネジ穴３６が連通して所定長さ形成
されている。そして、本体１の底壁面２８の左側の空胴
穴８に着脱可能に設けられた第２の連結部材２９に平行
して、右側の空胴穴８に第３の連結部材３７が着脱可能
に設けられている。この第３の連結部材３７に固定され
たホルダ５には、第３の光半導体コリメータ３８が着脱
可能に設けられている。

【００４５】第３の光半導体コリメータ３８は、第２の
光半導体コリメータ３０と同様に、光半導体９のステム
９ａの外周及び表面が嵌合部１５に嵌合した状態で、押
さえ部材１７のネジ部１７ａを外側開口部１６のネジ部
１７ａに螺合することにより、ステム９ａの底面が嵌合
部１５に押し付けられてホルダ５に位置決め固定され
る。第３の連結部材３７の外側開口部２６の端面には、
ファイバコリメータ４のファイバ１８との間で光半導体
９の光軸方向（Ｚ軸）及び光軸と直交する平面（Ｘ−Ｚ
平面）の調整と、光軸に対する傾き方向の角度調整とが
行われたホルダ５の内側開口部１４の端面が固定手段６
により固定される。また、第３の光半導体コリメータ３
８が取付けられる空胴穴８の分岐部分には、例えばダイ
クロイックミラー等の合波器やハーフミラー等の合分波
器で構成された光結合部３９が着脱可能に設けられてい
る。

【００４６】この第４実施例の光半導体モジュールは、
例えば図６に示す構成の光パルス試験器の投受光モジュ
ールとして最適に使用される。すなわち、この図におけ
る光パルス試験器は、異なる２波長の光を被測定光ファ
イバ５８に入射し、各波長毎の光の入射に伴って被測定
光ファイバ５８から反射される光を受光している。この
ため、図４の光パルス試験器の構成に加え、第２の発光
部５９と第２の方向性結合器６０を備えている。

【００４７】そして、このように構成される光パスル試
験器に対し、第１の発光部５１及び第２の発光部５９を
それぞれＬＤによる第１の光半導体コリメータ３及び第
２の光半導体コリメータ３０とし、受光部５３をＰＤ又
はＡＰＤによる第３の光半導体コリメータ３８とし、第
１の方向性結合器５２を合波器による光結合部３５と
し、第２の方向性結合器６０を分波器による光結合部３
９とするすることで、図中の一点鎖線で示す部分を１つ
のモジュールで構成することができる。

【００４８】次に、上記のように構成される光半導体モ
ジュールの光軸調整方法について説明する。まず、１波
長モジュールの場合には、ファイバコリメータ４を本体
１に固定する（ＳＴ１）。また、光半導体９をＬＤとし
て光半導体コリメータ３をホルダ５に固定する（ＳＴ
２）。なお、図３又は図５の光半導体モジュールを使用
する場合には、不要な第２の光半導体コリメータ３０及
び第３の光半導体コリメータ３８をホルダ５を含めて本
体１から取り外すとともに、代わりにカバー部材を取り
付けておく。また、光結合部３５，３９を本体１から取
り外しておく。この状態で、図１の構成では、光半導体
９を発光させて光半導体コリメータ３が取付けられたホ
ルダ５をＸ−Ｙ−Ｚ軸及び光軸の傾き方向に微動させ、
ファイバ１８に結合する光量が最大になる位置でホルダ
５を本体１に固定する（ＳＴ３）。また、図２に示すよ
うな連結部材２２を用いた構成では、予め本体１に連結
部材２２を取付けておき、上記光軸の調整を行った後、
連結部材２２にホルダ５を固定する。

【００４９】次に、２波長モジュールの場合には、図３
又は図５の光半導体モジュールが使用される。なお、図
５の光半導体モジュールを使用する場合には、不要な第
３の光半導体コリメータ３８をホルダ５を含めて本体１
から連結部材３７ごと取り外し、代わりにカバー部材を
取り付けておくとともに、光結合部３９を本体１から取
り外しておく。まず、光結合部３５として合波器を本体
１に固定し（ＳＴ４）、次に、ファイバコリメータ４を
本体１に固定する（ＳＴ５）。また、第１の光半導体コ
リメータ３及び第２の光半導体コリメータ３０をそれぞ
れホルダ５に固定する（ＳＴ６）。この状態で、光半導
体９を発光させて第１の光半導体コリメータ３が取付け
られたホルダ５をＸ−Ｙ−Ｚ軸及び光軸の傾き方向に微
動させ、ファイバ１５に結合する光量が最大になる位置
でホルダ５を本体１に固定する（ＳＴ７）。同様に、光
半導体９を発光させて第２の光半導体コリメータ３０が
取付けられたホルダ５をＸ−Ｙ−Ｚ軸及び光軸の傾き方
向に微動させ、ファイバ１５に結合する光量が最大にな
る位置でホルダ５を本体１に固定する（ＳＴ８）。ま
た、連結部材２３，２９を用いた構成では、予め本体１
に連結部材２３，２９を取付けておき、それぞれの光半
導体コリメータ３，３０について上記光軸の調整を行っ
た後、対応する連結部材２３，２９にホルダ５を固定す
る。なお、波長変更する場合にも、上述した手順に従っ
て行う。

【００５０】次に、波長追加を行う場合、本実施例の構
成では、光半導体コリメータ３，３０，３８がホルダ５
を介して本体１に固定されるか、又は本体１に着脱可能
な連結部材２３，２９，３７にホルダ５を介して固定さ
れるので、光軸再調整が容易ではない。このため、波長
追加の可能性がある場合は、予め本体１に光結合部３５
としての合波器を固定した状態で、１波長モジュールを
組立て、波長追加の際には、第１の光半導体コリメータ
３の再光軸調整が不要となるようにする。又は、最初か
ら２波長モジュールとして組立て、１波長モジュールと
する場合には、第２の光半導体コリメータ３０を取り外
すことで対応してもよい。この場合、取り外した光半導
体コリメータ３０は再利用することができる。

【００５１】さらに、上記の波長追加を行った上で送受
信モジュールを構成する場合には、図５の光半導体モジ
ュールが使用され、本体１からカバー部材を取り外し、
光結合部３９として合分波器を本体１に固定する（ＳＴ
９）。この状態で、合分波器の板厚分ずれる光の再調整
を行うために、光半導体コリメータ３，３０の光半導体
９を発光させて第１及び第２の光半導体コリメータ３，
３０が取付けられたホルダ５をＸ−Ｙ−Ｚ軸及び光軸の
傾き方向に微動させ、ファイバ１８に結合する光量が最
大になる位置でホルダ５を本体１にそれぞれ固定する
（ＳＴ１０）。なお、連結部材２３，２９，３７を用い
た構成では、予め本体１に連結部材２３，２９，３７を
取付けておき、上記光軸の調整を行った後、連結部材２
３，２９，３７にホルダ５を固定する。

【００５２】従って、上述した各実施例によれば、光半
導体コリメータ３，３０，３８及びファイバコリメータ
４がそれぞれモジュール化され、光半導体コリメータ
３，３０，３８が本体１に固定されるホルダ５又は本体
１に着脱可能な連結部材２３，２９，３７に固定される
ホルダ５に対して着脱可能であり、ファイバコリメータ
４が本体１に着脱可能な構成なので、ファイバが折れた
り、ＬＤに発光異常が生じたりしても、光半導体やファ
イバの交換が容易に行え、交換部品の無駄を防ぐことが
できる。

【００５３】また、各実施例では、光半導体コリメータ
３，３０，３８の光軸の傾き方向の角度調整が本体１と
ホルダ５との間又は本体１に着脱可能な連結部材２３，
２９，３７とホルダ５との間で行えるので、光半導体コ
リメータ３、３０、３８における光半導体９の発光面又
は受光面がステムの面に対して鉛直方向に傾いていて
も、高精度に光軸調整して十分な結合率を得ることがで
きる。

【００５４】そして、第１実施例及び第２実施例の光半
導体モジュールによれば、本体１とファイバコリメータ
４の形状が同一でも、光半導体９をＬＤにすれば、送信
モジュールとなり、光半導体９をＰＤやＡＰＤにすれ
ば、受信モジュールに構成することができる。

【００５５】また、第３実施例及び第４実施例の光半導
体モジュールによれば、本体１に第２の光半導体コリメ
ータ３０と光結合部３５，３９を取り付けることによ
り、１波長の光半導体モジュールから容易に２波長の光
半導体モジュールに変更することができる。また、第１
及び第２の光半導体コリメータ３，３０の光半導体９と
して、ＬＤとＰＤ（又はＡＰＤ）を各１個使用し、光結
合部３５として合波器の代えて合分波器を用いれば、送
受信モジュールを簡単に構成することができ、光パルス
試験器に代表される各種測定器や通信機器など種々の用
途に対応することができる。

【００５６】さらに、第２実施例乃至第４実施例の光半
導体モジュールによれば、光半導体コリメータ３，３
０，３８が本体１に固定手段６を介して固定されるホル
ダ５に着脱できるので、ホルダ５が本体１に取り付けら
れている状態でも、コリメータのみの交換により、発光
素子又は受光素子の選択や波長の変更を速やかに行うこ
とができる。

【００５７】ところで、上述した実施例では、１つのフ
ァイバコリメータ４と最大３つの光半導体コリメータ
３，３０，３８を備えた構成について説明したが、３つ
に限らず複数の光半導体コリメータが本体１に着脱可能
な連結部材２３，２９，３７にホルダ５を介して取付け
られる構成としてもよい。この場合、ファイバコリメー
タ４と同一光軸上の本体１の空胴穴８に設けられ、空胴
穴８を残りの光半導体コリメータの数だけ分岐させて本
体１の壁面より貫通させ、各空胴穴８の分岐部分に合波
器又は合分波器が着脱可能に取付けられる。

【００５８】また、上述した各実施例では、光半導体コ
リメータ３，３０，３８がホルダ５を介して本体１に固
定されるか、又は本体１に着脱可能な連結部材２３，２
９，３７にホルダ５を介して固定される構成としたが、
この構成をファイバコリメータ４に適用し、例えば光半
導体コリメータ３を本体１に対してその光軸方向と直交
する平面（Ｘ−Ｙ平面）上で微動可能に着脱できるよう
にしてもよい。この場合の光軸調整時には、光半導体コ
リメータ３を本体１に固定した状態で光半導体９を発光
させ、ファイバコリメータ４が取付けられたホルダ５を
Ｘ−Ｙ−Ｚ軸及び光軸の傾き方向に微動させ、ファイバ
１８に結合する光量が最大になる位置でホルダ５を本体
１の壁面に固定手段６により固定する。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
乃至３の光半導体モジュールによれば、光半導体コリメ
ータ及びファイバコリメータがそれぞれモジュール化さ
れ、光半導体コリメータが本体に固定手段を介して固定
されるホルダに対して着脱可能であり、ファイバコリメ
ータが本体に着脱可能な構成なので、ファイバが折れた
り、発光素子や受光素子に異常が生じたりしても、光半
導体やファイバの交換が容易に行え、交換部品の無駄を
防ぐことができる。しかも、光半導体コリメータの光軸
の傾き方向の角度調整が本体又は締結部材とホルダとの
間で行えるので、光半導体コリメータにおける光半導体
の発光面又は受光面がステムの面に対して鉛直方向に傾
いていても、高精度に光軸調整して十分な結合率を得る
ことができる。また、本体とファイバコリメータの形状
が同一の構成でも、光半導体を発光素子にすれば、送信
モジュールとなり、光半導体を受光素子にすれば、受信
モジュールを構成することができる。

【００６０】請求項２の光半導体モジュールによれば、
１波長の光半導体モジュールから容易に２波長の光半導
体モジュールに変更することができる。また、光半導体
コリメータの光半導体として、発光素子と受光素子を各
１個使用し、光結合部として合分波器を用いれば、送受
信モジュールを簡単に構成することができるから、光パ
ルス試験器に代表される各種測定器や通信機器など種々
の用途に対応することができる。

【００６１】請求項３の光半導体モジュールによれば、
本体に取り付けられたホルダに対して光半導体コリメー
タを着脱できるので、コリメータのみの交換により、発
光素子又は受光素子の選択や波長の変更を速やかに行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の光半導体モジュールの第１実施
例を示す一部断面の正面図 （ｂ）同モジュールの右側面図 （ｃ）同モジュールの左側面図

【図２】（ａ）光半導体モジュールの第２実施例を示す
一部断面の正面図 （ｂ）同モジュールの右側面図 （ｃ）同モジュールの左側面図

【図３】（ａ）光半導体モジュールの第３実施例を示す
一部断面の正面図 （ｂ）同モジュールの右側面図 （ｃ）同モジュールの左側面図

【図４】第３実施例の光半導体モジュールが適用される
光パルス試験器の一構成例を示すブロック図

【図５】光半導体モジュールの第４実施例を示す平断面
図

【図６】第４実施例の光半導体モジュールが適用される
光パルス試験器の一構成例を示すブロック図

【図７】従来の光半導体モジュールの構成を示す図

【図８】従来の光半導体モジュールの構成を示す図

【図９】従来の光半導体モジュールの構成を示す図

【符号の説明】

１…本体、２…側壁面、３，３０，３８…光半導体コリ
メータ、４…ファイバコリメータ、５…ホルダ、６…固
定手段、９…光半導体、１２…レンズ、２８…底壁面、
３５，３９…光結合部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点位置に発光面又は受光面が位置する
   ように、レンズ（１２）と、発光素子又は受光素子から
   なる光半導体（９）とが一体化された光半導体コリメー
   タ（３）と、 該光半導体コリメータが着脱可能に取付けられるホルダ
   （５）と、 レンズ（１９）と、該レンズの焦点位置にファイバのコ
   ア中心の端面が位置するように配置されたファイバ（１
   ８）とが取付面（２１ａ）を有するホルダ（２１）に設
   けられたファイバコリメータ（４）と、 対向する壁面（２ａ，２ｂ）間に貫通穴（８）が形成さ
   れ、前記ファイバコリメータが取付面を介して前記貫通
   穴を望む一方の壁面に着脱可能に取付けられる本体
   （１）と、 該本体の前記貫通穴を望む他方の壁面に前記ホルダ
   （５）を固定する固定手段（６）とを備えたことを特徴
   とする光半導体モジュール。
2. 【請求項２】 前記貫通穴（８）は、その中途位置より
   直交して他の壁面（２８）に分岐して貫通しており、 該貫通穴が分岐された他の壁面には、前記ホルダ（５）
   が前記固定手段（６）により固定されるとともに、該ホ
   ルダには、前記レンズ（１２）と光半導体（９）とが一
   体化された光半導体コリメータ（３０，３８）が着脱可
   能に取付けられ、 該光半導体コリメータと前記ファイバコリメータ（４）
   とを結ぶ前記貫通穴の分岐部分には、合波器又は合分波
   器からなる光結合部（３５，３９）が取付けられる請求
   項１記載の光半導体モジュール。
3. 【請求項３】 前記光半導体（９）は、前記ホルダ
   （５）に対して着脱可能に設けられた請求項１又は２記
   載の光半導体モジュール。