JPH0990158A - 光モジュール及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレイ型光部品と光ファイバアレイとの結合
効率が高く、ハンドリングが容易な光モジュール及びそ
の組立方法を提供する。 【解決手段】 複数の所定長さのグレーデッドインデッ
クス型マルチモードコア２ａが所定ピッチで配列された
角型ＧＩファイバ２と、複数の光部品３ａがコア２ａの
配列ピッチと等しく配列されたアレイ型光部品３と、対
応する各コア２ａと各光部品の光軸を一致させて配置す
る基板５とを備えた光モジュール１とその組立方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光モジュール及び
その組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムの発達に伴う複雑化によ
り、半導体レーザ，受光素子，光ファイバ等の光部品を
並列に並べたアレイ型光モジュールが発達してきた。複
数の光部品を高い結合効率で結合したアレイ型光モジュ
ールとして、ＧＩ（graded index）型光ファイバをレン
ズ部品として使用した光モジュール結合回路が特開平３
−１９４５０６号公報に開示されている。

【０００３】ここで、ＧＩ型光ファイバは、屈折率分布
パラメータαが１≦α＜３の屈折率分布をもち、コア部
の中心で屈折率が最大で、クラッドに近づくに従い屈折
率が小さくなっている放物線状の屈折率分布を有する光
ファイバをいい、レンズ機能を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に開示された
光モジュール結合回路においては、光導波路と半導体レ
ーザとの間に短尺（＝数100 μｍ〜10ｍｍ）のＧＩ型光
ファイバ（外直径125 μｍ）を光軸を合わせて設置する
ことにより、光モジュールとしての結合効率を高めてい
る。

【０００５】ところで、前記光導波路及び半導体レーザ
は、等ピッチで配列してアレイ化されている。これに対
し、前記ＧＩ型光ファイバは、微小な断面円形の複数の
光ファイバを前記光導波路及び半導体レーザと同一ピッ
チでブロック状のファイバホルダにハンダまたは接着剤
で固定したものであることから、ハンドリングし難く、
製造が煩雑で量産性が悪いという問題があった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、複数の光導波路を有する導波路部品や半導体レーザ
等のアレイ型光部品と光ファイバアレイとの結合効率が
高く、ハンドリングが容易な光モジュール及びその組立
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の第一の光モジュールによれば、複数の所定長さ
のグレーデッドインデックス型マルチモードコアが所定
ピッチで配列された角型ＧＩファイバと、複数の光部品
が前記コアの配列ピッチと等しく配列されたアレイ型光
部品と、対応する前記各コアと各光部品の光軸を一致さ
せて配置する基板とを備えた構成としたのである。

【０００８】好ましくは、前記角型ＧＩファイバは、前
記コアの一端を凸面に加工する。一方、上記目的を達成
するため本発明の第一の光モジュールの組立方法によれ
ば、複数の所定長さのグレーデッドインデックス型マル
チモードコアを所定ピッチで配列した角型ＧＩファイバ
と、複数の光部品を前記コアの配列ピッチと等しく配列
したアレイ型光部品とを、対応する前記各コアと各光部
品の光軸を一致させて基板上に配置する構成としたので
ある。

【０００９】また、上記目的を達成するため本発明の第
二の光モジュールによれば、光ファイバアレイの嵌合ピ
ンを配置する位置決め溝を設けた第一の基板と、前記嵌
合ピンを配置する調整溝が前記位置決め溝と対応する位
置に設けられ、前記第一の基板と重ね合わせて幅方向に
位置調整自在な第二の基板と、所定長さのグレーデッド
インデックス型マルチモードコアが所定ピッチで複数配
列され、前記第一の基板に形成した配置溝に配置される
角型ＧＩファイバと、複数の光部品が前記コアと等しい
ピッチで配列され、前記第二の基板に、対応する前記各
コアと各光部品との光軸を一致させて配置されるアレイ
型光部品とを備えた構成としたのである。

【００１０】好ましくは、光モジュールは、前記位置決
め溝と調整溝とによって形成されるピン孔に嵌合する嵌
合ピンによって光ファイバアレイと突き合わせて接続す
る。また好ましくは、光モジュールは、前記光ファイバ
アレイと突き合わされる端面を光軸に直交する面に対し
て傾斜させる。一方、上記目的を達成するため本発明の
第二の光モジュールの組立方法によれば、光ファイバア
レイの嵌合ピンを配置する位置決め溝を設けた第一の基
板に、複数の所定長さのグレーデッドインデックス型マ
ルチモードコアが所定ピッチで複数配列された角型ＧＩ
ファイバを設置し、前記第一の基板に対する幅方向の位
置を調整する調整溝が設けられた第二の基板に、複数の
光部品が前記コアと等しいピッチで配列されたアレイ型
光部品を配置し、対応する前記位置決め溝と前記調整溝
とを一致させて前記第一の基板と第二の基板とを基板面
内で位置調整自在に重ね合わせる構成としたのである。

【００１１】請求項１，４の光モジュール及び請求項
３，７の光モジュールの組立方法においては、アレイ型
光部品と光ファイバアレイとの結合効率が高く、ハンド
リングが容易となる。しかも、ＧＩファイバを角形にす
ると、断面が円形のＧＩファイバと異なりブロック状の
ファイバホルダに固定する必要がなく、小型化が容易と
なる。

【００１２】このとき、請求項２の光モジュールによれ
ば、アレイ型光部品の光部品から出射する光のＧＩファ
イバの端面における反射が抑制される。請求項５の光モ
ジュールによれば、光モジュールと光ファイバアレイと
が容易に結合される。請求項６の光モジュールによれ
ば、ＧＩファイバから出射する光のＧＩファイバの端面
における反射が抑制される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図７に基づいて詳細に説明する。 実施例１ 光モジュール１は、図１に示すように、角型ＧＩファイ
バ２、アレイ型光部品３及び平面光導波路４を、これら
を構成する対応するコア２ａ、半導体レーザ発光部３ａ
及びコア４ｂをそれぞれ光軸を一致させて基板５上に配
置したものである。

【００１４】角型ＧＩファイバ（以下、単に「ＧＩファ
イバ」という）２は、例えば、石英ガラスにゲルマニウ
ムをドープしたもので、図２に示すように、所定ピッチ
で平行に配列された２本のグレーデッドインデックス型
マルチモードコア（以下、単に「コア」という）２ａが
角型のクラッド２ｂで被覆されたブロック状の光ファイ
バである。ＧＩファイバ２は、コア２ａの配列ピッチが
250 μｍ、下面２ｃからコア２ａの中心までの距離が12
5 μｍ、長さが数10〜数100 μｍに設定され、両端面が
マイクロラッピング等によって鏡面に研磨されている。
ＧＩファイバ２は、予め２本のコアを有するプリフォー
ムを角型に成形し、線引きして製造される。従って、Ｇ
Ｉファイバ２は、複数のコア２ａをクラッド２ｂで被覆
して一体成形されているので、複数のコア２ａの長さが
等しく、また、レンズとしての均一性も良好である。

【００１５】アレイ型光部品３は、２つの半導体レーザ
発光部３ａが250 μｍの配列ピッチで平行に配列されて
いる。各半導体レーザ発光部３ａは、下面から発光部ま
での距離が125 μｍに設定されている。平面光導波路４
は、基板５上に形成したクラッド４ａ内にコア４ｂが25
0 μｍの配列ピッチで平行に配列されている。

【００１６】基板５は、シリコン，酸化アルミニウム
（Ａｌ2Ｏ3），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等からな
り、上面を基準としてＧＩファイバ２、アレイ型光部品
３及び平面光導波路４が、例えば、金属半田，エポキシ
系接着剤等によって固定される。以上のように構成され
る光モジュール１は、基板５上にＧＩファイバ２、アレ
イ型光部品３及び平面光導波路４を、対応するコア２
ａ、半導体レーザ発光部３ａ及びコア４ｂの光軸をそれ
ぞれ一致させて固定して組み立てられる。従って、光モ
ジュール１は、アレイ型光部品３と平面光導波路４とを
高い結合効率で結合することができる。

【００１７】このとき、本発明においては、複数のコア
２ａを配列したＧＩファイバ２を角型のブロック状に成
形したので、光モジュールを組み立てる際等の取り扱い
や基板５への実装が容易であり、また、従来のＧＩファ
イバをブロック状のファイバホルダに固定したものに比
べて格段に小型化できる。ここで、光モジュールは、必
ずしも平面光導波路４を有している必要はなく、図３に
示す光モジュール１０のように、基板１１上に前記と同
様に構成されるＧＩファイバ１２及びアレイ型光部品１
３を固定してもよい。尚、図３に示す光モジュール１０
おいては、光モジュール１と対応する部材に対応する符
号を付し、詳細な説明は省略する。

【００１８】このとき、ＧＩファイバ１２は、図示のよ
うに、アレイ型光部品１３側のコア１２ａの一端を凸面
に加工する。このようにすると、光モジュール１０は、
アレイ型光部品１３の各半導体レーザ１３ａから出射し
たレーザ光が、対応するコア１２ａの端面で反射してレ
ーザ１３ａに戻ってくる不具合を防止できる。このよう
なコア１２ａの凸面は、ＧＩファイバ１２、従ってコア
１２ａの端面を、例えば、フッ酸等のエッチャントでエ
ッチングすることによって容易に加工できる。 実施例２ 光モジュール２０は、図４及び図５に示すように、第一
基板２１、第二基板２２、ＧＩファイバ２３及びアレイ
型光部品２４を備えている。

【００１９】第一基板２１は、第二基板２２と共にシリ
コン，酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）等からなり、一方の面の幅方向両側にＶ溝
２１ａ，２１ａが、Ｖ溝２１ａ，２１ａの間に配置溝２
１ｂが、それぞれ形成されている。Ｖ溝２１ａは、後述
する光ファイバアレイ２５の嵌合ピン２５ａを位置決め
する。

【００２０】第二基板２２は、幅方向両側に嵌合ピン２
５ａを配置する調整溝２２ａが各Ｖ溝２１ａと対応する
位置に形成されている。調整溝２２ａは、嵌合ピン２５
ａの直径よりも幅広で、ピン２５ａの半径よりも浅く成
形されている。第二基板２２は、図４に示すように、Ｖ
溝２１ａと調整溝２２ａとを一致させて第一基板２１と
基板面内で位置調整自在に重ね合わされる。このとき、
第二基板２２は、調整溝２２ａが嵌合ピン２５ａの直径
よりも幅広に成形されているので、幅方向に移動又は回
転させることにより、第一基板２１に対する幅方向の位
置調整が可能である。従って、光モジュール２０は、各
コア２３ａの中心と後述する嵌合ピン２５ａの中心とが
一致するように、予めＶ溝２１ａ及び調整溝２２ａの寸
法を定める。

【００２１】ＧＩファイバ２３は、実施例１と同様に構
成され、250 μｍのピッチで平行に配列された２本のコ
ア２３ａが角型のクラッド２３ｂで被覆されている。ア
レイ型光部品２４は、２つの半導体レーザ２４ａを250
μｍの配列ピッチで平行に配列したもので、対応する各
コア２３ａと各半導体レーザ２４ａとの光軸を一致させ
て第二基板２２上に配置される。ここで、図５におい
て、符号２４ｂはボンディングワイヤである。

【００２２】本実施例の光モジュール２０は、以上のよ
うに構成され、図５に示す左側の突合せ端面がマイクロ
ラッピングなどによって鏡面に研磨される。光モジュー
ル２０は、配置溝２１ｂにＧＩファイバ２３を、第二基
板２２上にアレイ型光部品２４を、それぞれ突き合わせ
方向に前後にずらして配置し、Ｖ溝２１ａと調整溝２２
ａとを一致させて第一基板２１と第二基板２２とを重ね
合わせることによって組み立てられる。そして、光モジ
ュール２０は組立後、図５に示す左側の突合せ端面が研
磨される。

【００２３】このとき、本実施例の光モジュール２０
は、光モジュール１と同様に、ＧＩファイバ２３が角型
のブロック状なので、組み立てる際等の取り扱いや実装
が容易である。また、ＧＩファイバ２３は、従来のＧＩ
ファイバをブロック状のファイバホルダに固定したもの
に比べて格段に小型化できる。更に、アレイ型光部品２
４は、第二基板２２上に配置し、第一基板２１と第二基
板２２とを重ね合わせると、第一基板２１の配置溝２１
ｂ内でＧＩファイバ２３と前後に配置され、対応する各
コア２３ａと各半導体レーザ２４ａとの光軸が一致す
る。しかし、対応する各コア２３ａと各半導体レーザ２
４ａとの光軸が幅方向にずれているときには、調整溝２
２ａが嵌合ピン２５ａの直径よりも幅広に形成されてい
るので、第二基板２２を幅方向に移動させることによ
り、コア２３ａと半導体レーザ２４ａとの光軸を簡単に
一致させることができる。

【００２４】そして、組み立てられた光モジュール２０
は、図６に示すように、多心コネクタ２５の各嵌合ピン
２５ａを、Ｖ溝２１ａと調整溝２２ａとによって形成さ
れるピン孔に嵌合させることにより、多心コネクタ２５
と突合せ接続して使用され、アレイ型光部品２４と多心
コネクタ２５とを高い結合効率で結合することができ
る。多心コネクタ２５は、複数の光ファイバ（図示せ
ず）を所定ピッチ（＝250μｍ）で配列したテープファ
イバ２６を有している。

【００２５】ここで、光モジュール２０は、図７に示す
ように、突合せ端面２０ａを突き合わせ方向に直交する
平面Ｆに対して所定角度θ（＝約８度）傾斜するように
研削してもよい。突合せ端面２０ａをこのように傾斜さ
せると、ＧＩファイバ２３のコア２３ａから出射するレ
ーザ光のコア２３ａ端面における反射が抑制される。
尚、本実施例では、コアが２本の角型ＧＩファイバを備
えた光モジュールを例に挙げたが、コアが２本以上の光
モジュールについても適用可能なことはいうまでもな
い。また、突合せ端面２０ａを傾斜させた光モジュール
２０の場合には、対向する光モジュールの端面も同様に
所定角度θ（＝約８度）傾斜させる必要がある。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、アレイ型光部品と光ファイバアレイとの結合効
率が高く、ハンドリングが容易な光モジュール及びその
組立方法を提供することができる。このとき、請求項２
の光モジュールにおいては、アレイ型光部品の光部品か
ら出射する光のＧＩファイバの端面における反射を抑制
することができる。

【００２７】請求項５の光モジュールにおいては、光モ
ジュールと光ファイバアレイとを容易に結合することが
できる。請求項６の光モジュールにおいては、ＧＩファ
イバから出射する光のＧＩファイバの端面における反射
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係る光モジュール及び
その組立方法を説明するもので、光モジュールの断面図
である。

【図２】図１の光モジュールを構成する角形ＧＩファイ
バの斜視図である。

【図３】図１の光モジュールの変形例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第二の実施例に係る光モジュール及び
その組立方法を説明するもので、光モジュールを突合せ
端面側から見た正面図である。

【図５】図４の光モジュールの断面図である。

【図６】図４の光モジュールと光ファイバアレイとの結
合を示す斜視図である。

【図７】第二の実施例に係る光モジュールの変形例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 光モジュール ２ 角型ＧＩファイバ ２ａ コア ２ｂ クラッド ３ アレイ型光部品 ３ａ 半導体レーザ ４ 平面光導波路 ４ａ クラッド ４ｂ コア ５ 基板 １０ 光モジュール １１ 基板 １２ 角形ＧＩファイバ １２ａ コア １２ｂ クラッド １３ アレイ型光部品 １３ａ 半導体レーザ ２０ 光モジュール ２１ 第一基板 ２１ａ Ｖ溝（位置決め溝） ２１ｂ 配置溝 ２２ 第二基板 ２２ａ 調整溝 ２３ 角形ＧＩファイバ ２３ａ コア ２３ｂ クラッド ２４ アレイ型光部品 ２４ａ 半導体レーザ ２５ 多心コネクタ ２５ａ 嵌合ピン ２６ テープファイバ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の所定長さのグレーデッドインデッ
   クス型マルチモードコアが所定ピッチで配列された角型
   ＧＩファイバと、複数の光部品が前記コアの配列ピッチ
   と等しく配列されたアレイ型光部品と、対応する前記各
   コアと各光部品の光軸を一致させて配置する基板とを備
   えたことを特徴とする光モジュール。
2. 【請求項２】 前記各型ＧＩファイバは、前記コアの一
   端が凸面に加工されている、請求項１の光モジュール。
3. 【請求項３】 複数の所定長さのグレーデッドインデッ
   クス型マルチモードコアを所定ピッチで配列した角型Ｇ
   Ｉファイバと、複数の光部品を前記コアの配列ピッチと
   等しく配列したアレイ型光部品とを、対応する前記各コ
   アと各光部品の光軸を一致させて基板上に配置すること
   を特徴とする光モジュールの組立方法。
4. 【請求項４】 光ファイバアレイの嵌合ピンを配置する
   位置決め溝を設けた第一の基板と、 前記嵌合ピンを配置する調整溝が前記位置決め溝と対応
   する位置に設けられ、前記第一の基板と重ね合わせて幅
   方向に位置調整自在な第二の基板と、 所定長さのグレーデッドインデックス型マルチモードコ
   アが所定ピッチで複数配列され、前記第一の基板に形成
   した配置溝に配置される角型ＧＩファイバと、 複数の光部品が前記コアと等しいピッチで配列され、前
   記第二の基板に、対応する前記各コアと各光部品との光
   軸を一致させて配置されるアレイ型光部品とを備えたこ
   とを特徴とする光モジュール。
5. 【請求項５】 前記位置決め溝と調整溝とによって形成
   されるピン孔に嵌合する嵌合ピンによって光ファイバア
   レイと突き合わせて接続される、請求項４の光モジュー
   ル。
6. 【請求項６】 前記光ファイバアレイと突き合わされる
   端面が光軸に直交する面に対して傾斜している、請求項
   ４の光モジュール。
7. 【請求項７】 光ファイバアレイの嵌合ピンを配置する
   位置決め溝を設けた第一の基板に、複数の所定長さのグ
   レーデッドインデックス型マルチモードコアが所定ピッ
   チで複数配列された角型ＧＩファイバを設置し、 前記第一の基板に対する幅方向の位置を調整する調整溝
   が設けられた第二の基板に、複数の光部品が前記コアと
   等しいピッチで配列されたアレイ型光部品を配置し、 対応する前記位置決め溝と前記調整溝とを一致させて前
   記第一の基板と第二の基板とを基板面内で位置調整自在
   に重ね合わせることを特徴とする光モジュールの組立方
   法。