JPH11149019A - 光送受信装置及びその製造方法並びに光半導体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積度が高くて且つアセンブリが容易な光送
受信装置を提供する。 【解決手段】 第１のベース１１０の光信号送信領域１
１０ａには送信用光信号を出射する半導体レーザ素子１
１１が固定されている。光ファイバ１３０の入射部（一
端部）１３０ａは、第１のベース１１０の光ファイバ端
部保持領域１１０ｂにおいて保持されている。第１のベ
ース１１０の光信号受信領域１１０ｃには第２のベース
１２０が固定されており、該第２のベース１２０は光フ
ァイバ１３０の本体部を保持している。半導体レーザ素
子１１１から出射される送信用光信号を透過させる一
方、光ファイバ１３０の他端部から入射される受信用光
信号を反射するハーフミラー１２４は、第２のベース１
２０及び光ファイバ１３０の本体部に挿入されている。
ハーフミラー１２４により反射される受信用光信号を受
信する第１の受信用受光素子１２６は第２のベース１２
０に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
から出力された光信号を光ファイバにより伝送する光フ
ァイバ通信に用いられ、光受信機能と光送信機能とがハ
イブリッドに集積化された光送受信装置及びその製造方
法、並びに半導体レーザ素子と光ファイバとが光学的に
結合してなる光半導体モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、センター局からデータ及び多チャ
ンネルの映像情報を一般家庭まで光ファイバを用いて伝
送する光加入者系システムが提案され、検討されてい
る。この光加入者系システムにおいては、一般家庭の加
入者端末に波長多重される異種の光信号を同時に受信す
るための複数の光受信装置と、加入者端末からセンター
局に向けてリクエストやデータを送信するための光送信
装置とが必要となる。

【０００３】また、光加入者系システムに使用される光
送信装置及び光受信装置は、低価格化のため、発光素子
及び受光素子を動作させることなく光ファイバと結合さ
せるパッシブアライメント方式の実装技術を用いること
が多い。

【０００４】さらに、小型化及び高機能化のため、光受
信装置と光送信装置とをコンパクトに集積化する技術が
必要になってきている。

【０００５】そこで、光受信装置及び光送信装置がコン
パクトに集積されてなる光送受信装置として、１９９６
年電子情報通信学会総合大会予稿集ＳＣ−２−５に記載
され、図３７（ａ）、（ｂ）に示すものが提案されてい
る。

【０００６】以下、前記従来の光送受信装置について、
図３７（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

【０００７】図３７（ａ）は従来の光送受信装置の平面
構造を示し、図３７（ｂ）は図３７（ａ）におけるＡ−
Ａ線の断面構造を示しており、従来の光送受信装置は、
互いに接合されたファイバブロック１０とＰＬＣ（Plan
er Lightwave Circuit）基板２０とを備えている。フ
ァイバブロック１０は、光信号送受信用の第１の光ファ
イバ１１及び光信号受信用の第２の光ファイバ１２の各
一端部を保持している。また、ＰＬＣ基板２０は、波長
１．３μｍ帯の光を出力する半導体レーザ素子２１、該
半導体レーザ素子２１の出力をモニターするモニター用
受光素子２２、波長１．３μｍ帯の光を受信する第１の
受信用受光素子２３、及び波長１．５５μｍ帯の光を透
過させる一方、波長１．３μｍ帯の光を反射するＷＤＭ
フィルター２４を保持しており、内部には光導波路２５
が形成されている。受信用の第２の光ファイバ１２の他
端部には、波長１．５５μｍ帯の光を受信して映像情報
を出力するための第２の受信用受光素子１３が接続され
ている。

【０００８】ファイバブロック１０とＰＬＣ基板２０と
は、出力ポート２６及びコモンポート２７において光学
的に互いに接続されており、半導体レーザ素子２１から
出力された波長１．３μｍ帯の送信用の光は、光導波路
２５のＹ型分岐部２５ａを通過した後、ＷＤＭフィルタ
ー２４を透過し、その後、コモンポート２７を通過して
第１の光ファイバ１１の他端部から出力される。また、
第１の光ファイバ１１の他端部から入力された波長１．
３μｍ帯及び１．５５μｍ帯の受信用の光のうち１．３
μｍ帯の光は、コモンポート２７を通過した後、ＷＤＭ
フィルター２４を透過し、その後、光導波路２５のＹ型
分岐部２５ａを通過して第１の受信用受光素子２３にお
いて受信される。さらに、第１の光ファイバ１１の他端
部から入力された波長１．３μｍ帯及び１．５５μｍ帯
の受信用の光のうち１．５５μｍ帯の光は、ＷＤＭフィ
ルター２４で反射された後、出力ポート２６を通過し
て、第２の受信用受光素子１３において受信される。

【０００９】前記従来の光送受信装置においては、外部
伝送路である第１及び第２の光ファイバ１１、１３とＰ
ＬＣ基板２０との結合以外の全ての結合は、パッシブア
ライメントにより行なわれている。

【００１０】ところで、光送信装置として用いられる光
半導体モジュールにおいては、シリコンよりなるベース
に光軸方向へ延びる断面Ｖ字状の凹状溝を形成し、該凹
状溝に光ファイバを収納することにより、光ファイバを
ベースに正確に実装できるようになってきた。

【００１１】ところが、半導体レーザ素子の実装に関し
ては、半導体レーザ素子及びベースに電極が形成されて
いること、及び半導体レーザ素子のサイズが小さいこと
等の理由により、ベースに正確に実装することは困難で
ある。

【００１２】そこで、半導体レーザ素子をパッシブアラ
イメント方式により、ベースに高精度に実装する技術が
必要となり、T.Hashimoto et al,MOC '95,D5,1995に
は、図３８に示すような光半導体モジュールの製造方法
が提案されている。

【００１３】すなわち、シリコンよりなるベース３０に
は、光軸方向に延びるファイバ位置決め用の凹状溝３１
及び光軸と垂直方向に延びる切り込み溝３２が形成され
ていると共に、Ａｕ層よりなる配線パターン３３及びＡ
ｕ層よりなる位置決め用のベースマーク３４が形成され
ている。一方、半導体レーザ素子４０の裏面にも、Ａｕ
層よりなる表面電極（図示は省略している。）及びＡｕ
層よりなる位置決め用のレーザマーク４１が形成されて
いる。この場合、ベース３０の配線パターン３３とベー
スマーク３４とは同一工程で形成され、半導体レーザ素
子４０の表面電極とレーザマーク４１とは同一工程で形
成されているため、パッシブアライメントのための特別
な加工工程は必要ではない。

【００１４】赤外光源５０から出射されベース３０及び
半導体レーザ素子４０を透過する赤外線５１をＣＣＤカ
メラ５２で受光して、ベース３０のベースマーク３４及
び半導体レーザ素子４０のレーザマーク４１を画像認識
することにより、ベース３０と半導体レーザ素子４０と
は位置合わせされる。

【００１５】また、単一モードの光ファイバ６０は、凹
状溝３１に収納されることにより光軸に対して垂直な面
内の位置決めがなされ、切り込み溝３２のストッパー用
壁面（半導体レーザ素子側の壁面）に当接されることに
より光軸方向の位置決めがなされる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３７
（ａ）、（ｂ）に示した従来の光送受信装置において
は、光学プラットホームとしてＰＬＣ基板２０を使用し
ているが、シリカ系のＰＬＣ基板２０を用いる場合、Ｐ
ＬＣ基板２０の長さの短縮化は導波路２５の最小曲げ半
径により制約を受けるため、ＰＬＣ基板２０の長さが光
の進行方向に大きくなってしまい、このため、光送受信
装置の小型化は困難になる。すなわち、ＰＬＣ基板２０
の導波路２５には、導波路層とクラッド層との屈折率差
により損失が生じない最小曲げ半径が存在する。この最
小曲げ半径は、屈折率差を大きくすることにより小さく
することは可能であるが、屈折率差を０．７５％（０．
７５％という屈折率差は、導波路の内部損失や光ファイ
バとの接続損失を考えた場合の最大値である。）まで大
きくしても、最小曲げ半径は５ｍｍ程度までしか小さく
することはできない。このため、図３７（ａ）、（ｂ）
に示す光送受信装置においては、ＰＬＣ基板２０の光軸
方向の長さが最低でも１５ｍｍ程度が必要になり、光送
受信装置としては、さらにファイバ接続部分が必要にな
るので、装置の光軸方向の長さは２０ｍｍ以上になって
しまう。

【００１７】また、前記従来の光送受信装置において
は、ＰＬＣ基板２０の導波路２５に入力された波長１．
５５μｍ帯の受信用の光は、ＰＬＣ基板２０の出力ポー
ト２６から第２の光ファイバ１２に出力された後、第２
の受信用受光素子１３により受信される構成のため、光
送受信装置の低価格化及び小型化が制約を受けるという
問題がある。

【００１８】また、アセンブリ工程においては、ＰＬＣ
基板２０にダイシングソーにより切り込み溝を切削加工
し、該切り込み溝にＷＤＭフィルター２４を挿入した
後、ＷＤＭフィルター２４の位置及び角度の調整を行な
っているが、ＷＤＭフィルター２４を高精度に実装する
ことは困難であるので、コモンポート２７から入射され
た後、出力ポート２６へ向かう光の損失が増大するとい
う問題がある。

【００１９】また、ファイバブロック１０をＰＬＣ基板
２０に接合する際に、第１の光ファイバ１１とコモンポ
ート２７、及び第２の光ファイバ１２と出力ポート２６
とを同時に高効率で接続する必要があるため、アクティ
ブアライメントによる位置合わせをする必要があるの
で、アセンブリ工程が複雑化するという問題がある。

【００２０】さらに、ＰＬＣ基板２０と半導体レーザ素
子２１、ＰＬＣ基板２０と第１の受信用受光素子２３、
半導体レーザ素子２１とモニター用受光素子２２、及び
第１及び第２の光ファイバ１１、１２とＰＬＣ基板２０
とをそれぞれ実装するという高精度を要する実装工程が
多いので、低価格化が妨げられているという問題もあ
る。

【００２１】また、図３８に示した従来の光半導体モジ
ュールにおいては、以下に説明するような問題がある。

【００２２】まず、ベースマーク３４を形成するための
マスクをベース３０の凹状溝３１に対して、ベース３０
の表面と平行な面内における光軸と垂直な方向の位置が
一致するように位置合わせする必要がある。ところが、
マスクの位置合わせの際に必ずマスクずれが生じるの
で、ベースマーク３４と凹状溝３１との間に位置ずれが
発生する。また、凹状溝３１に対して位置ずれしている
ベースマーク３４を用いて半導体レーザ素子４０の位置
合わせを行なうため、半導体レーザ素子４０はベース３
０の凹状溝３１に対して二重の位置ずれが生じてしまう
という問題がある。

【００２３】また、赤外光源５０から出射された赤外線
５１をＣＣＤカメラ５２で受光して画像認識する場合
に、ＣＣＤカメラ５２に対する距離が互いに異なるベー
スマーク３４及びレーザマーク４１を同時に観察するた
め、いずれか一方のマークがデフォカスされてぼやけて
画像認識されるという問題もある。

【００２４】また、ベースマーク３４及びレーザマーク
４１は微細なほど正確で且つ高精度な位置合わせが可能
になるが、金属蒸着法によりベースマーク３４及びレー
ザマーク４１を形成しているため、ベースマーク３４及
びレーザマーク４１のパターンのエッジがミクロンオー
ダーで揺らぐので、正確な画像認識が行なえないという
問題もある。

【００２５】また、半導体レーザ素子４０における出射
端面とレーザマーク４１との相対距離が、へき開時の精
度により数ミクロンオーダーのばらつきが生じると共
に、ベース３０における切り込み溝３２のストッパー用
壁面とベースマーク３４との相対距離も切り込み溝３２
の形成精度により数ミクロンオーダーのばらつきが生じ
る。

【００２６】さらに、従来の画像認識方法によると、赤
外光源５０から出射された赤外線５１を利用して、ベー
スマーク３４とレーザマーク４１とが重ね合わされたパ
ターンを画像認識することにより、機械的な調整を行な
っているため、半導体レーザ素子４０における出射端面
とレーザマーク４１との間の相対位置のばらつき及びベ
ース３０における切り込み溝３２の形成時のばらつきを
抑制することができないという問題もある。

【００２７】以上説明したような種々の問題により、従
来の光半導体モジュールにおいては、半導体レーザ素子
の光軸と光ファイバの光軸とが大きく位置ずれを起こす
と共に、半導体レーザ素子の出射端面と光ファイアの入
射端面との距離も大きくばらつくという問題がある。

【００２８】前記に鑑み、本発明は、集積度が高くて且
つアセンブリが容易な光送受信装置を提供することによ
り、光送受信装置の低価格化、小型化及び高機能化を実
現することを第１の目的とし、半導体レーザ素子の光軸
と光ファイバの光軸との間の位置ずれを低減すると共
に、半導体レーザ素子の出射端面と光ファイアの入射端
面との距離のばらつきを低減することを第２の目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】前記の第１の目的を達成
するため、本発明に係る第１の光送受信装置は、送信用
光信号を送信すると共に受信用光信号を受信する光ファ
イバを備えた光送受信装置を対象とし、互いに間隔をお
いて光信号送信領域及び光信号受信領域を有すると共
に、光信号送信領域と光信号受信領域との間にファイバ
端部保持領域を有する第１のベースと、第１のベースの
光信号送信領域に固定されており、送信用光信号を出射
する半導体レーザ素子と、第１のベースのファイバ端部
保持領域に設けられており、半導体レーザ素子から出射
される送信用光信号が入射する光ファイバの一端部を保
持しているファイバ端部保持手段と、第１のベースの光
信号受信領域に固定されており、光ファイバの本体部を
保持している第２のベースと、第２のベース及び光ファ
イバの本体部に挿入されるように保持されており、半導
体レーザ素子から出射される送信用光信号を透過させる
一方、光ファイバの他端部から入射される受信用光信号
を反射する反射型フィルターと、第２のベースに固定さ
れており、反射型フィルターにより反射される受信用光
信号を受信する受信用受光素子とを備えている。

【００３０】第１の光送受信装置によると、光ファイバ
の本体部及び受信用受光素子を保持していると共に光フ
ァイバの本体部に挿入された反射型フィルターを保持し
ている第２のベースが、半導体レーザ素子が固定されて
いると共にファイバ端部保持手段により光ファイバの一
端部を保持している第１のベースに固定された構造であ
るため、光ファイバの本体部、反射型フィルター及び受
信用受光素子を保持する第２のベースと、半導体レーザ
素子及び光ファイバの一端部を保持する第１のベースと
を別体で設けておいた後に、第２のベースを第１のベー
スに固定することができるので、半導体レーザ素子、光
ファイバの一端部及び本体部、反射型フィルター並びに
受信用受光素子を１つのベースに固定する構造に比べ
て、アセンブリ工程が容易になる。

【００３１】前記の第１の目的を達成するため、本発明
に係る第２の光送受信装置は、パッケージと、送信用光
信号を送信すると共に受信用光信号を受信する光ファイ
バと、パッケージの底部に固定されており、互いに間隔
をおいて光信号送信領域及び光信号受信領域を有すると
共に、光信号送信領域と光信号受信領域との間にファイ
バ端部保持領域を有する第１のベースと、第１のベース
の光信号送信領域に固定されており、送信用光信号を出
射する半導体レーザ素子と、第１のベースのファイバ端
部保持領域に設けられており、半導体レーザ素子から出
射される送信用光信号が入射する光ファイバの一端部を
保持しているファイバ端部保持手段と、パッケージの底
部に固定されており、光ファイバの本体部を保持してい
る第２のベースと、第２のベース及び光ファイバの本体
部に挿入されるように保持されており、半導体レーザ素
子から出射される送信用光信号を透過させる一方、光フ
ァイバの他端部から入射される受信用光信号を反射する
反射型フィルターと、第２のベースに固定されており、
反射型フィルターにより反射される受信用光信号を受信
する受信用受光素子とを備えている。

【００３２】第２の光送受信装置によると、半導体レー
ザ素子及び光ファイバの一端部を保持する第１のベース
と、光ファイバの本体部、反射型フィルター及び受信用
受光素子を保持する第２のベースとを別体で設けておい
た後に、第１のベース及び第２のベースをパッケージに
固定することができるので、半導体レーザ素子、光ファ
イバの一端部及び本体部、反射型フィルター並びに受信
用受光素子を１つのベースに固定する構造に比べて、ア
センブリ工程が容易になる。

【００３３】第１又は第２の光送受信装置において、第
１のベースは、光ファイバの一端部の光軸方向の位置を
規制する光軸方向位置決め手段を有していることが好ま
しい。

【００３４】第１又は第２の光送受信装置において、フ
ァイバ端部保持手段は、光ファイバの一端部の光軸に垂
直な面内における位置を規制する光軸垂直面内位置決め
手段を有していることが好ましい。

【００３５】第１又は第２の光送受信装置において、光
軸垂直面内位置決め手段は、第１のベースのファイバ端
部保持領域に光軸方向へ延びるように形成され、開口部
側から底面側へ向かうにつれて互いに接近する一対の壁
面を有し、光ファイバの一端部を保持している凹状溝
と、第１のベースにおける凹状溝の上側に固定され、凹
状溝に保持された光ファイバの一端部を凹状溝の一対の
壁面に対して押さえつける押さえ部材とを有しているこ
とが好ましい。

【００３６】第１又は第２の光送受信装置において、フ
ァイバ端部保持手段は、第１のベースのファイバ端部保
持領域に光軸方向へ延びるように形成され、光ファイバ
の一端部を保持している凹状溝と、第１のベースのファ
イバ端部保持領域に、凹状溝と交差する方向へ延び且つ
凹状溝と連通するように形成され、供給された樹脂を凹
状溝に導入する樹脂導入用溝とを有していることが好ま
しい。

【００３７】第１又は第２の光送受信装置において、フ
ァイバ端部保持手段は、第１のベースのファイバ端部保
持領域に光軸方向へ延びるように形成され、光ファイバ
の一端部を保持している凹状溝と、第１のベースのファ
イバ端部保持領域に、凹状溝と交差する方向へ延び且つ
凹状溝と連通するように形成され、凹状溝に供給された
樹脂を外部に排出する樹脂排出用溝とを有していること
が好ましい。

【００３８】第１又は第２の光送受信装置において、反
射型フィルターと受信用受光素子との間に、半導体レー
ザ素子から出射される送信用光信号を反射する反射膜を
備えていることが好ましい。

【００３９】第１又は第２の光送受信装置は、光ファイ
バの本体部及び第２のベースにおける反射型フィルター
よりも光ファイバの他端側に挿入されるように保持され
ており、半導体レーザ素子から出射される送信用光信号
を透過させる一方、光ファイバの他端部から入射される
複数の波長帯の受信用光信号のうち所定の波長帯の受信
用光信号を選択的に反射する波長選択反射型フィルター
と、第２のベースに固定されており、波長選択反射型フ
ィルターにより反射される受信用光信号を受信する他の
受信用受光素子とをさらに備えていることが好ましい。

【００４０】この場合、波長選択反射型フィルターと他
の受信用受光素子との間に、所定の波長帯の受信用光信
号を選択的に透過させるフィルターを備えていることが
より好ましい。

【００４１】第１又は第２の光送受信装置において、半
導体レーザ素子は第１のベースに、半導体レーザ素子か
ら出射される光の光軸が光ファイバの光軸に対して所定
の傾き角度を持つように固定されていることが好まし
い。

【００４２】この場合、所定の傾き角度は２〜３゜であ
ることが好ましい。

【００４３】前記の第１の目的を達成するため、本発明
に係る第３の光送受信装置は、送信用光信号を送信する
と共に受信用光信号を受信する光ファイバを備えた光送
受信装置を対象とし、互いに間隔をおいて光信号送信領
域及び光信号受信領域を有すると共に、光信号送信領域
と光信号受信領域との間にファイバ端部保持領域を有す
るベースと、ベースの光信号送信領域に固定されてお
り、送信用光信号を出射する半導体レーザ素子と、ベー
スの光信号送信領域に設けられており、半導体レーザ素
子から出射される送信用光信号が入射する光ファイバの
一端部の光軸方向の位置を規制する光軸方向位置決め手
段と、ベースのファイバ端部保持領域に設けられてお
り、光ファイバの一端部の光軸に垂直な面内における位
置を規制した状態で光ファイバの一端部を保持している
ファイバ端部保持手段と、ベースの光信号受信領域に設
けられており、光ファイバの本体部を保持しているファ
イバ本体部保持手段と、ファイバ本体部保持手段及び光
ファイバに挿入されるように保持されており、半導体レ
ーザ素子から出射される送信用光信号を透過させる一
方、光ファイバの他端部から入射される受信用光信号を
反射する反射型フィルターと、ベースの光信号受信領域
に固定されており、反射型フィルターにより反射される
受信用光信号を受信する受信用受光素子とを備えてい
る。

【００４４】第３の光送受信装置によると、光ファイバ
の一端部の光軸方向の位置を規制する光軸方向位置決め
手段がベースの光信号送信領域に設けられているため、
光ファイバの一端部の光軸方向の位置、ひいては、第１
のベースに固定された半導体レーザ素子と光ファイバの
一端部との間の距離を確実に規制することができる。ま
た、光ファイバの一端部の光軸に垂直な面内における位
置を規制した状態で光ファイバの一端部を保持するファ
イバ端部保持手段がベースの光ファイバ端部保持領域に
設けられているため、光ファイバの一端部の光軸に垂直
な面内における位置を確実に規制することができる。

【００４５】第３の光送受信装置において、ファイバ端
部保持手段は、ベースに光軸方向へ延びるように形成さ
れ、開口部側から底面側へ向かうにつれて互いに接近す
る一対の壁面を有し、光ファイバを保持している凹状溝
と、ベースのファイバ端部保持領域における凹状溝の上
側に固定され、凹状溝に保持された光ファイバの一端部
を一対の壁面に対して押さえつける押さえ部材とを有し
ていることが好ましい。

【００４６】本発明に係る光送受信装置の製造方法は、
送信用光信号を送信すると共に受信用光信号を受信する
光ファイバを備えた光送受信装置の製造方法を対象と
し、互いに間隔をおいて光信号送信領域及び光信号受信
領域を有すると共に、光信号送信領域と光信号受信領域
との間にファイバ端部保持領域を有する第１のベースの
ファイバ端部保持領域に、光ファイバの一端部を保持可
能な断面形状を有し且つ光軸方向へ延びる光ファイバ端
部保持用凹状溝を形成する凹状溝形成工程と、第１のベ
ースの光信号送信領域に、送信用光信号を出射する半導
体レーザ素子を固定するレーザ素子固定工程と、第２の
ベースに、光ファイバの本体部を保持可能な断面形状を
有し且つ光軸方向へ延びる光ファイバ本体部保持用凹状
溝を形成した後、該光ファイバ本体部保持用凹状溝の内
部に光ファイバの本体部を固定するファイバ本体部固定
工程と、第２のベース及び光ファイバの本体部に光軸と
垂直な方向へ延びる切り込み溝を形成した後、該切り込
み溝の内部に、半導体レーザ素子から出射され光ファイ
バの一端部に入射される送信用光信号を透過させる一
方、光ファイバの他端部から入射される受信用光信号を
反射する反射型フィルターを固定するフィルター固定工
程と、第２のベースにおける光ファイバ本体部保持用凹
状溝の上側に、反射型フィルターにより反射される受信
用光信号を受信する受信用受光素子を固定する受光素子
固定工程と、光ファイバの一端部を第１のベースの光フ
ァイバ端部保持用凹状溝に固定すると共に、光ファイバ
の本体部、反射型フィルター及び受信用受光素子が固定
された第２のベースを第１のベースの光信号送信領域に
固定するベース固定工程とを備えている。

【００４７】本発明の光送受信装置の製造方法において
は、凹状溝形成工程とレーザ素子固定工程とはいずれが
先であってもよい。

【００４８】本発明の光送受信装置の製造方法による
と、第２のベース及び該第２のベースの光ファイバ本体
部保持用凹状溝に固定された光ファイバの本体部に光軸
と垂直な方向へ延びる切り込み溝を形成した後、該切り
込み溝の内部に反射型フィルターを固定するため、反射
型フィルターは光ファイバの光路に確実に固定される。
また、反射型フィルターを第２のベースに固定した後
に、第２のベースにおける光ファイバ本体部保持用凹状
溝の上側に受信用受光素子を固定するため、反射型フィ
ルターと受信用受光素子との位置関係は正確に規制され
る。

【００４９】第１のベースに半導体レーザ素子を固定し
た後、第１のベースに形成されている光ファイバ端部保
持用凹状溝に光ファイバの一端部を固定するため、半導
体レーザ素子と光ファイバの一端部との位置関係は正確
に規制される。

【００５０】光ファイバの本体部、反射型フィルター及
び受信用受光素子が固定された第２のベースを第１のベ
ースに固定するため、第１のベースと第２のベースとを
別体で設けておいた後に、第２のベースを第１のベース
に固定することができるので、半導体レーザ素子、光フ
ァイバの一端部及び本体部、反射型フィルター並びに受
信用受光素子を１つのベースに固定する製造方法に比べ
て、アセンブリ工程が容易になると共に、パッシブアラ
イメント方式でサブミクロンオーダの光軸調整が可能な
光送受信装置を簡易且つ確実に製造することができる。

【００５１】本発明の光送受信装置の製造方法におい
て、ベース固定工程は、光ファイバの一端部の光軸方向
の位置及び光軸に垂直な面内における位置を規制した状
態で、第２のベースを第１のベースの光信号送信領域に
固定する工程を含むことが好ましい。

【００５２】本発明の光送受信装置の製造方法におい
て、凹状溝形成工程は、第１のベースのファイバ端部保
持領域に、光ファイバ端部保持用凹状溝と交差する方向
へ延び且つ光ファイバ端部保持用凹状溝と連通する樹脂
導入用溝を形成する工程を含み、ベース固定工程は、光
ファイバの一端部を第１のベースの光ファイバ端部保持
用凹状溝に、樹脂導入用溝から光ファイバ端部保持用凹
状溝に供給される樹脂により固定する工程を含むことが
好ましい。

【００５３】前記の第２の目的を達成するため、本発明
に係る第１の光半導体モジュールは、光軸方向に延びる
凹状溝及び光軸と垂直な方向に延びる切り込み溝を有す
るベースと、ベースに固定されており半導体レーザ光を
出射する半導体レーザ素子と、入射端面が切り込み溝の
半導体レーザ側の壁面に当接した状態でベースの凹状溝
に収納されており、半導体レーザ素子から出射されるレ
ーザ光を伝送する光ファイバと、ベースに形成されてお
り、半導体レーザ素子とベースとの位置合わせをするた
めのアライメントマークとを備えた光半導体モジュール
を対象とし、アライメントマークは、凹状溝と同一のフ
ォトリソグラフィ及び同一のエッチングにより形成され
ている。

【００５４】第１の光半導体モジュールにおいて、アラ
イメントマークは、ベースにおける半導体レーザ素子が
固定される領域の両側における光軸に対して対称な位置
に形成された一対の側方アライメントマークを含むこと
が好ましい。

【００５５】第１の光半導体モジュールにおいて、アラ
イメントマークは、ベースにおける切り込み溝の半導体
レーザ側の壁面とのエッジ部に形成されたベースエッジ
アライメントマークを含むことが好ましい。

【００５６】第１の光半導体モジュールにおいて、アラ
イメントマークは、ベースにおける半導体レーザ素子が
固定される領域の両側における光軸に対して対称な位置
に形成された一対の側方アライメントマークと、ベース
における切り込み溝の半導体レーザ側の壁面とのエッジ
部に形成されたベースエッジアライメントマークとを含
むことが好ましい。

【００５７】第１の光半導体モジュールは、半導体レー
ザ素子の底面における光ファイバ側のエッジ部に形成さ
れ、半導体レーザ素子とベースとの位置合わせをするた
めのレーザエッジアライメントマークをさらに備えてい
ることが好ましい。

【００５８】この場合、ベースのアライメントマーク
は、ベースにおける切り込み溝の半導体レーザ側の壁面
とのエッジ部に形成されたベースエッジアライメントマ
ークを含むことが好ましい。

【００５９】前記の第２の目的を達成するため、本発明
に係る第２の光半導体モジュールは、光軸方向に延びる
凹状溝を有するベースと、ベースに固定されており半導
体レーザ光を出射するダブルチャネル構造の半導体レー
ザ素子と、ベースの凹状溝に収納されており、半導体レ
ーザ素子から出射されるレーザ光を伝送する光ファイバ
と、ベースに形成されており、半導体レーザ素子とベー
スとの位置合わせをするためのアライメントマークとを
備えた光半導体モジュールを対象とし、アライメントマ
ークは、ベースの半導体レーザ素子が固定される領域に
おける光軸に対して対称な位置に形成された断面Ｖ字状
の一対の溝同士の間に存在する凸状部よりなる凸状アラ
イメントマークを含む。

【００６０】第２の半導体光モジュールにおいて、凸状
部の両側の一対の溝は、凹状溝と同一のフォトリソグラ
フィ及び同一のエッチングにより形成されていることが
好ましい。

【００６１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、第１の
実施形態に係る光送受信装置について、図１（ａ）、
（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明す
る。

【００６２】第１の実施形態に係る光送受信装置は、光
送信機能が搭載されたシリコンよりなる第１のベース１
１０と、光受信機能が搭載されたＧａＡｓよりなる第２
のベース１２０とが一体化されたものである。

【００６３】第１のベース１１０における図１の左側部
分に設けられた光信号送信領域１１０ａの上は、例えば
波長１．３μｍ帯の光を出射する半導体レーザ素子１１
１と、該半導体レーザ素子１１１から出射される光の強
度をモニターするフォトダイオードよりなるモニター用
受光素子１１２とが搭載されている。半導体レーザ素子
１１１が出射する光の波長としては、光加入者系の用途
を考慮すると、１．３μｍ帯が好ましい。モニター用受
光素子１１２としては、側面入射型が好ましく、また、
半導体レーザ素子１１１が出射する光の波長帯において
受光感度が線形で且つ十分に高いものを用いることが好
ましい。

【００６４】モニター用受光素子１１２の受光面からの
反射光が半導体レーザ素子１１１の活性層領域に再入射
しないように、図１（ｂ）に示すように、モニター用受
光素子１１２は光軸方向に対して傾斜する角度を持って
固定されている。

【００６５】第１のベース１１０における光信号送信領
域１１０ａよりも右側に設けられた光ファイバ端部保持
領域１１０ｂの上面には、図２（ａ）に示すような断面
台形状の第１の凹状溝１１３が光軸方向に延びるように
形成されており、該第１の凹状溝１１３には単一モード
の光ファイバ１３０の入射部１３０ａが収納されてい
る。

【００６６】光ファイバ１３０としては、半導体レーザ
素子１１１からの反射減衰量を十分に抑制するために、
入射端面に無反射処理が施されたものを用いることが好
ましい。また、半導体レーザ素子１１１から出射された
光が光ファイバ１３０の入射端面で高い結合効率で結合
するように、光ファイバ１３０のモードフィールド径と
半導体レーザ素子１１１のスポット径（実現可能な範囲
は１．５〜４．５μｍ程度である。）とが同程度の大き
さになるような光ファイバ１３０のモードフィールド径
を選択することが好ましい。

【００６７】さらに、半導体レーザ素子１１１から出射
された光が光ファイバ１３０の入射端面でより高い結合
効率で結合するように、半導体レーザ素子１１１の光フ
ァイバ１３０との距離はできるだけ小さい方が好まし
い。尚、半導体レーザ素子１１１と光ファイバ１３０と
の間の光学距離を短くするために、図示はしていない
が、半導体レーザ素子１１１と光ファイバ１３０との間
に屈折率が整合された樹脂又はオイルを充填してもよ
い。

【００６８】第１のベース１１０の中央部の上には、第
１の凹状溝１１３に比べて底辺の長さが大きい第２の凹
状溝１１４を有するファイバ押さえ部材１１５が固着さ
れており、光ファイバ１３０の入射部１３０ａは、第１
の凹状溝１１３の両壁面と第２の凹状溝１１４の底面と
の３点によって狭持されている。この場合、ファイバ押
さえ部材１１５は第１のベース１１０に対して収縮性を
有する光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂により固着されて
いるため、光ファイバ１３０の入射部１３０ａは、ファ
イバ押さえ部材１１５が第１のベース１１０に接近する
力を受けて、第１の凹状溝１１３の両壁面と第２の凹状
溝１１４の底面との３点によって確実に狭持されてい
る。尚、ファイバ押さえ部材１１５の第２の凹状溝１１
４は、エッチングによって形成してもよいし、ダイシン
グソ―等による機械加工によって形成してもよい。

【００６９】第１のベース１１０における光信号送信領
域１１０ａの右側には光軸と垂直な方向に延びる切欠き
部１１６が形成されている。切欠き部１１６の光信号送
信領域１１０ａ側の壁面よりなるファイバストッパー１
１７に光ファイバ１３０の入射端面が当接しており、こ
れにより、半導体レーザ素子１１１と光ファイバ１３０
の入射端面との距離が規制されている。

【００７０】光ファイバ１３０の入射部１３０ａが３点
によって狭持されていることと、光ファイバ１３０の入
射端面がファイバストッパー１１７に当接していること
によって、パッシブアライメント方式でサブミクロンオ
ーダの光軸調整が可能になっている。

【００７１】半導体レーザ素子１１１及びモニター用受
光素子１１２の第１のベース１１０における固定位置
は、第１の凹状溝１１３の中心線及びファイバストッパ
ー１１７に対して高精度に位置決めする必要があるの
で、第１のベース１１０の光信号送信領域１１０ａには
アライメントマーク１１８が設けられている。

【００７２】第１のベース１１０における光ファイバ端
部保持領域１１０ｂよりも右側に設けられた光信号受信
領域１１０ｃの上には第２のベース１２０が固定されて
おり、該第２のベース１２０の上面には、図２（ｂ）に
示すように、断面方形状の第３の凹状溝１２１が形成さ
れている。第３の凹状溝１２１の内部には光ファイバ１
３０が収納されており、該光ファイバ１３０は第３の凹
状溝１２１に充填された樹脂により第３の凹状溝１２１
の底面に固定されている。この場合、光ファイバ１３０
の入射端面が切欠き部１１６の壁面に当接したときに、
第１のベース１１０の光ファイバ端部保持領域１１０ｂ
と第２のベース１２０との間に間隔ができるような状態
で、光ファイバ１３０は第３の凹状溝１２１の底面に固
定されている。後述するように、光ファイバ１３０は、
光送信機能と光受信機能との両方に用いるため、光ファ
イバ１３０の光軸高さを正確に制御する必要があるの
で、光ファイバ１３０は第３の凹状溝１２１の底面に全
長に亘って接触するように固定されている。

【００７３】第２のベース１２０における左側部分に
は、光軸に対して所定の角度を持ち且つ光軸と垂直な方
向に延びる第１の切り込み溝１２２が形成されており、
該第１の切り込み溝１２２には、光ファイバ１３０の左
方から入射する波長１．３μｍ帯の光を透過させる一
方、光ファイバ１３０の右方から入射する波長１．３μ
ｍ帯の光を上方に反射するハーフミラー１２４が狭持さ
れている。また、第２のベース１２０における右側部分
には、光軸に対して所定の角度を持ち且つ光軸と垂直な
方向に延びる第２の切り込み溝１２３が形成されてお
り、該第２の切り込み溝１２３には、波長１．３μｍ帯
の光を透過させる一方、波長１．５５μｍ帯の光を上方
に反射するＷＤＭフィルター１２５が狭持されている。

【００７４】第２のベース１２０の左側部分の上には、
ハーフミラー１２４により反射された波長１．３μｍ帯
の光を受信するフォトダイオードよりなる面入射型の第
１の受信用受光素子１２６が固定されていると共に、第
２のベース１２０の右側部分の上には、ＷＤＭフィルタ
ー１２５により反射された波長１．５５μｍ帯の光を受
信するフォトダイオードよりなる面入射型の第２の受信
用受光素子１２７が固定されている。この場合、ハーフ
ミラー１２４により反射された光が第１の受信用受光素
子１２６に正確に入射すると共に、ＷＤＭフィルター１
２５により反射された光が第２の受信用受光素子１２７
に正確に入射するように、光路設計を行なう必要があ
る。このため、第３の凹状溝１２１の底面に光ファイバ
１３０が固定された状態で、第１の切り込み溝１２２及
び第２の切り込み溝１２３をダイシングカットにより正
確な角度及び位置精度で加工すると共に、ハーフミラー
１２４及びＷＤＭフィルター１２５を第１及び第２の切
り込み溝１２２、１２３に樹脂により固定する。また、
第１及び第２の受信用受光素子１２６、１２７として
は、入射光の波長帯に対して十分に感度が高く且つ高周
波信号特性に優れたものを用いることが好ましい。

【００７５】第１の実施形態に係る光送受信装置による
と、導波路として機能する光ファイバ１３０は、直線状
態であるため、従来例として示した光送受信装置のよう
に曲げる必要がないので、光ファイバの曲率半径の制約
がない。また、受信用光信号の光路の変更は、反射型の
ハーフミラー１２４やＷＤＭフィルター１２５によって
行なうため、光送受信装置の光軸方向の長さは、ハーフ
ミラー１２４やＷＤＭフィルター１２５の厚さ及び第１
及び第２の受信用受光素子１２６、１２７の底面の大き
さにより決まる。従って、光送受信装置の光軸方向の長
さとしては、１０〜１２ｍｍで十分であり、ＰＬＣ基板
を用いる場合の半分程度に抑制することができる。

【００７６】また、ＰＬＣ基板を用いる光送受信装置に
おいては、波長１．５５μｍ帯の光信号を受信するため
の機能は、装置本体の外部に設ける必要があるため、装
置全体のサイズの増大化及びファイバ接続工程の増加等
の問題があるが、第１の実施形態によると、波長１．５
５μｍ帯の光信号の受信機能も装置本体内に収納できる
ので、装置全体のサイズの縮小化を図ることができる。

【００７７】また、ＰＬＣ基板を用いる光送受信装置に
おいては、図３７に示したように、光信号入力用のポー
トと波長１．５５μｍ帯の光信号を出力する光信号出力
用のポートとが必要になるため、ＰＬＣ基板と光ファイ
バとの接続部は２ヶ所になるが、第１の実施形態による
と、１本の連続した光ファイバ上に光信号の受信機能及
び送信機能が設けられているため、装置内における光フ
ァイバの接続部は存在しないので、光ファイバの接続工
程が不要になる。

【００７８】ところで、ＰＬＣ基板を用いる光送受信装
置及び第１の実施形態に係る光送受信装置のいずれにお
いても、受信用の光信号から波長１．３μｍ帯の光と
１．５５μｍ帯の光とを分離するのにＷＤＭフィルター
を用いており、光信号の分離精度は反射光が入射する受
信面の大きさに大きく依存している。ＰＬＣ基板を用い
る光送受信装置においては、ＷＤＭフィルターからの反
射光がＰＬＣ基板に入射する構造であるため、受信面の
大きさは４〜８μｍ程度と小さく、反射光の位置ズレが
±１〜２μｍ以内になるようにＷＤＭフィルターを実装
する必要があるので、ＷＤＭフィルターの角度及び光軸
方向への位置に高精度が要求される。これに対して、第
１の実施形態においては、受信用受光素子の受光面は直
径８０μｍ程度であって大きいので、反射した光の広が
り及び受信用受光素子の実装精度（約±５μｍ）を考慮
しても、ＷＤＭフィルターの実装精度は、極めて緩いも
のになる。

【００７９】また、ＰＬＣ基板を用いる光送受信装置に
おいては、各部品の実装精度としては、ＰＬＣ基板の導
波路と半導体レーザ素子との間が±１μｍ以内、半導体
レーザ素子とモニター用受光素子との間が±５μｍ以
内、ＰＬＣ基板の導波路と受信用受光素子との間が±５
μｍ以内、ＰＬＣ基板の導波路と２本の光ファイバとの
間が±２μｍ以内であり、また、ＷＤＭフィルターを挿
入する切り込み溝の精度としては、±３μｍ以内の溝幅
精度、光軸方向に±３μｍ程度の位置精度及び光軸に対
して±１度程度の角度精度が要求される。これに対し
て、第１の実施形態においては、光ファイバと半導体レ
ーザ素子との間が±１μｍ以内、半導体レーザ素子とモ
ニター用受光素子との間が±５μｍ以内、各受信用受光
素子の位置精度が±５μｍ以内であり、また、ＷＤＭフ
ィルターを挿入する切り込み溝の精度としては、±３μ
ｍ以内の溝幅精度、光軸方向に±５〜１０μｍ程度の位
置精度、光軸に対して±３度程度の角度精度が要求され
る。

【００８０】以上説明したように、第１の実施形態に係
る光送受信装置は、ＰＬＣ基板を用いる光送受信装置に
比べて、高度な位置精度が必要な部品の数が少ないと共
に位置精度も緩やかでよいので、量産性の観点からは非
常に有利である。

【００８１】尚、第１の実施形態においては、半導体レ
ーザ素子１１１から出射される光の波長は、１．３μｍ
帯であるが、これに代えて、１．５５μｍ帯又はこれ以
外の波長帯であってもよい。

【００８２】また、半導体レーザ素子１１１の構造とし
ては、光ファイバ１３０の入射端面へのより高い結合効
率が期待できるように、狭出射角レーザ素子又はスポッ
トサイズ変換機能付きのレーザ素子を使用してもよい。

【００８３】また、第１のベース１１０としては、シリ
コンよりなる基板を用いたが、これに代えて、第１の凹
状溝１１３の加工が精度良く行なわれるように、ガラス
基板やセラミックの基板を用いてもよい。但し、ガラス
基板やセラミック基板を用いる場合には、半導体レーザ
素子１１１の放熱が効率良く行われるように、ガラス基
板やセラミック基板の上に形成される電極配線層の膜厚
を大きくすることが好ましい。電極配線層の面積は通常
半導体レーザ素子１１１の底面積よりも大きく、電極配
線層は半導体レーザ素子１１１の底面から横方向に拡が
っているため、電極配線層は放熱機能を有している。こ
のため、電極配線層の膜厚を大きくすると、熱の放熱経
路の断面積が増大するので、半導体レーザ素子１１１の
放熱が効率良く行われる。

【００８４】また、第２のベース１２０としては、Ｇａ
Ａｓよりなる基板を用いたが、これに代えて、絶縁性に
優れているガラス基板やセラミック基板を用いてもよ
い。

【００８５】（第１の実施形態の第１の変形例）以下、
第１の実施形態の第１の変形例に係る光送受信装置につ
いて、図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図
３（ａ）、（ｂ）においては、図１（ａ）、（ｂ）に示
す第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を
付すことにより説明を省略する。

【００８６】第１変形例の特徴として、第１のベース１
１０及び第２のベース１２０は、パッケージ１００の底
部にそれぞれ固定されている。第１の実施形態と同様
に、第１のベース１１０の光信号送信領域１１０ａの上
には半導体レーザ素子１１１とモニター用受光素子１１
２とが搭載されている。また、第１のベース１１０には
切欠き部１１６が形成されており、切欠き部１１６の光
信号送信領域１１０ａ側の壁面よりなるファイバストッ
パー１１７に光ファイバ１３０の入射端面が当接するこ
とにより、半導体レーザ素子１１１と光ファイバ１３０
の入射端面との距離が規制されている。

【００８７】第１の実施形態と同様、第２のベース１２
０の上面に形成された第３の凹状溝（図示は省略してい
る。）の内部には光ファイバ１３０が収納され、該光フ
ァイバ１３０は第３の凹状溝に充填された樹脂により固
定されている。

【００８８】第１の変形例によると、パッケージ１００
に固定された第１のベース１１０に保持された半導体レ
ーザ素子１１１に対する出力検査を行なってから、光フ
ァイバ１３０を保持した第２のベース１２０をパッケー
ジ１００に固定することができるので、不良の半導体レ
ーザ素子１１１に対して光ファイバ１３０を結合するこ
とにより発生するロスを低減することができる。

【００８９】（第１の実施形態の第２の変形例）以下、
第１の実施形態の第２の変形例に係る光送受信装置につ
いて、図４を参照しながら説明する。尚、図４において
は、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施形態と同一の
部材については同一の符号を付すことにより説明を省略
する。

【００９０】第２の変形例の特徴として、モニター用受
光素子１１２は面取り入射型である。すなわち、半導体
レーザ素子１１１から出射した光は、モニター用受光素
子１１２の下部に設けられた光跳ね上げミラー１１２ａ
により上方に反射された後、モニター用受光素子１１２
の上部に設けられた受光部１１２ｂに入射する。

【００９１】第２の変形例によると、半導体レーザ素子
１１１の左側側面から出射された後、モニター用受光素
子１１２の右側側面で反射される光は、半導体レーザ素
子１１１の活性層領域に再入射し難くなる。このため、
第１の実施形態のように、モニター用受光素子１１２を
光軸方向に対して傾斜させる必要がないので、実装許容
度が大きくなって、半導体レーザ素子１１１及びモニタ
ー用受光素子１１２の実装が容易になる。

【００９２】（第１の実施形態の第３の変形例）以下、
第１の実施形態の第３の変形例に係る光送受信装置につ
いて、図５を参照しながら説明する。尚、図５において
は、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施形態と同一の
部材については同一の符号を付すことにより説明を省略
する。

【００９３】第３の変形例の特徴として、半導体レーザ
素子１１１及びモニター用受光素子１１２は、光軸方向
に対して平面的に所定の傾き角度αを持って第１のベー
ス１１０に固定されている。

【００９４】第３の変形例によると、光ファイバ１３０
から光送受信装置の内部に入射された光は、光送受信装
置の内部で減衰を受けながら反射され、再び光ファイバ
１３０に入射する。この反射光の減衰量（反射減衰量）
は、光送受信装置を使用する光ネットワークシステムの
雑音量に大きく影響を与える。特に、半導体レーザ素子
１１１から出射される光と同一波長帯の光の反射減衰量
は、システムに対して最も大きな影響を与える。

【００９５】また、半導体レーザ素子１１１から出射さ
れる光と同一波長帯の光の反射減衰量は、半導体レーザ
素子１１１と光ファイバ１３０の光結合部の減衰量に大
きく依存している。

【００９６】第３の変形例によると、半導体レーザ素子
１１１に傾き角度αを持たせているので、光ファイバ１
３０の端面から出射された後、半導体レーザ素子１１１
により反射され、再び光ファイバ１３０に再入射する光
の結合効率を低減することができるので、十分な反射減
衰量を確保できる。

【００９７】図３３は、モードフィールド径φが１０μ
ｍである光ファイバ１３０を通して外部から光送受信装
置の内部に入射された光の光結合部（半導体レーザ素子
１１１と光ファイバ１３０との結合部）での反射減衰量
と半導体レーザ素子１１１の傾き角度αとの関係を示し
ている。図３３において、一点鎖線は半導体レーザ素子
１１１の出射面に反射防止の手段を講じない場合（半導
体レーザ素子１１１の出射面での反射率は３０％であ
る。）の計算値を示し、実線は半導体レーザ素子１１１
と光ファイバ１３０との間に反射防止用樹脂を充填した
場合（半導体レーザ素子１１１の出射面での反射率は１
４％である。）の計算値を示し、破線は半導体レーザ素
子１１１の出射面にＡＲコートを施した場合（半導体レ
ーザ素子１１１の出射面での反射率は１０％である。）
の計算値を示し、黒丸は半導体レーザ素子１１１と光フ
ァイバ１３０との間に反射防止用樹脂を充填した場合
（半導体レーザ素子１１１の出射面での反射率は１４％
である。）の５個のサンプルで求めた実験値の平均値を
示している。尚、実験は、傾き角度αが０゜、２゜及び
２．６゜の各場合について求めた。また、各実験値にお
いては、反射減衰量のばらつきは±１ｄＢ以内であっ
た。図３３において、反射率が共に１４％である実線の
場合と黒丸の場合との対比から分かるように、計算値と
実験値とは極めて近似している。

【００９８】図３４は、半導体レーザ素子１１１から出
射される光の出射角（広がり角）が１５゜の場合（図面
ではＬＤ：１５ｄｅｇと表記する。）と出射角が１２゜
の場合（図面ではＬＤ：１２ｄｅｇと表記する。）とに
おける、半導体レーザ素子１１１の傾き角度αと過剰損
失（光ファイバの入射部における結合効率の低減量）と
の関係を示している。

【００９９】図３３から分かるように、傾き角度αを２
゜にすると反射減衰量を３．５ｄＢ程度改善することが
でき、また、傾き角度αを３゜にすると反射減衰量を
８．０ｄＢ程度改善することができる。もっとも、この
ように、半導体レーザ素子１１１を光軸に対して傾ける
と、半導体レーザ素子１１１から出射された光の光ファ
イバ１３０の入射部１３０ａでの結合効率は低減する。

【０１００】しかしながら、図３４から分かるように、
半導体レーザ素子１１１の出射角が１５゜である場合に
おいて、傾き角度αを２゜にすると過剰損失は０．５ｄ
Ｂ程度であり、また、傾き角度αを３゜にすると過剰損
失は１．０ｄＢ程度である。従って、傾き角度αが０゜
のときの結合効率を十分に大きくしておくことにより、
傾き角度αを２〜３゜程度に設定することにより発生す
る過剰損失を問題がない程度に抑制することができる。
以上の理由により、傾き角度αを２〜３゜に設定するこ
とにより、反射減衰量の改善と結合効率の低減の防止と
の両立を図ることが可能になる。

【０１０１】（第２の実施形態）以下、第２の実施形態
に係る光送受信装置について、図６（ａ）、（ｂ）及び
図７を参照しながら説明する。

【０１０２】第２の実施形態に係る光送受信装置は、シ
リコンよりなるベース２００の上に光送信機能及び光受
信機能が搭載されている。すなわち、ベース２００は、
ＬＤ／ＰＤ一体型のモノリシック構造を有している。

【０１０３】ベース２００における図６の左側部分には
他の部分よりも一段低く形成された光信号送信領域２０
０ａが設けられており、該光信号送信領域２００ａの上
には、例えば波長１．３μｍ帯の光を出射する半導体レ
ーザ素子２１１と、該半導体レーザ素子２１１から出射
される光の強度をモニターするフォトダイオードよりな
るモニター用受光素子２１２とが搭載されている。半導
体レーザ素子２１１が出射する光の波長としては、光加
入者系の用途を考慮すると、１．３μｍ帯が好ましい。
モニター用受光素子２１２としては、端面入射型が好ま
しく、また、半導体レーザ素子２１１が出射する光の波
長帯において受光感度が線形で且つ十分に高いものを用
いることが好ましい。

【０１０４】光ファイバ２３０としては、半導体レーザ
素子２１１からの反射減衰量を十分に抑制するために、
入射端面に無反射処理が施されたものを用いることが好
ましい。また、半導体レーザ素子２１１から出射された
光が光ファイバ２３０の入射端面で高い結合効率で結合
するように、光ファイバ２３０のモードフィールド径と
半導体レーザ素子２１１のスポット径（実現可能な範囲
は１．５〜４．５μｍ程度である。）とが同程度の大き
さになるような光ファイバ２３０のモードフィールド径
を選択することが好ましい。

【０１０５】さらに、半導体レーザ素子２１１から出射
された光が光ファイバ２３０の入射端面でより高い結合
効率で結合するように、半導体レーザ素子２１１の光フ
ァイバ２３０との距離はできるだけ小さい方が好まし
い。尚、半導体レーザ素子２１１と光ファイバ２３０と
の間の光学距離を短くするために、図示はしていない
が、半導体レーザ素子２１１と光ファイバ２３０との間
に屈折率が整合された樹脂又はオイルを充填してもよ
い。

【０１０６】モニター用受光素子２１２の受光面からの
反射光が半導体レーザ素子２１１の活性層領域に再入射
しないように、図６（ｂ）に示すように、モニター用受
光素子２１２は光軸方向に対して傾斜する角度を持って
固定されている。

【０１０７】ベース２００における光信号送信領域２０
０ａよりも右側部分には、光信号送信領域２００ａより
も一段高い光ファイバ端部保持領域２００ｂ及び光信号
受信領域２００ｃがそれぞれ設けられている。光ファイ
バ端部保持領域２００ｂ及び光信号受信領域２００ｃに
は、図７に示すように、上側の方形状部分と下側の三角
形部分とからなる五角形状の断面を有し光軸方向に延び
る凹状溝２０１が連続して形成されており、該凹状溝２
０１には単一モードの光ファイバ２３０が収納されてい
る。

【０１０８】ベース２００における光信号送信領域２０
０ａの右側には光軸と垂直な方向に延びる切欠き部２０
２が形成されている。切欠き部２０２の光信号送信領域
２００ａ側の壁面よりなるファイバストッパー２０３に
光ファイバ２３０の入射端面が当接しており、これによ
り、半導体レーザ素子２１１と光ファイバ２３０の入射
端面との距離が規制されている。

【０１０９】ベース２００の光ファイバ端部保持領域２
００ｂの上には、図７に示すように、下面に凸状部２０
４ａを有するファイバ押さえ部材２０４が、収縮性を有
する熱硬化性又は光硬化性の樹脂２０５により固着され
ており、該ファイバ押さえ部材２０４の凸状部２０４ａ
の底面により光ファイバ２３０の入射部２３０ａは、凹
状溝２０１の三角形部分の両壁面に当接されている。こ
れにより、光ファイバ２３０の入射部２３０ａは、凹状
溝２０１の三角形部分の両壁面とファイバ押さえ部材２
０４の凸状部２０４ａの底面との３点によって狭持され
ている。この場合、ファイバ押さえ部材２０４はベース
２００に対して収縮性を有する樹脂２０５により固着さ
れているため、光ファイバ２３０の入射部２３０ａは、
ファイバ押さえ部材２０４がベース２００に接近する力
を受けて、凹状溝２０１の三角形部分の両壁面とファイ
バ押さえ部材２０４の凸状部２０４ａの底面との３点に
よって確実に狭持されている。

【０１１０】また、ファイバ押さえ部材２０４の凸状部
２０４ａの形成方法としては、シリコン基板をエッチン
グにより形成したり若しくはダイシングソーにより加工
したり、又は、ガラス材を高精度の金型を用いて高熱プ
レス加工したり若しくはダイシングソーにより加工した
りすることができる。

【０１１１】光ファイバ２３０の入射部２３０ａが３点
によって狭持されていることと、光ファイバ２３０の入
射端面がファイバストッパー２０３に当接していること
によって、パッシブアライメント方式でサブミクロンオ
ーダの光軸調整が可能になっている。また、光ファイバ
２３０が、光ファイバ端部保持領域２００ｂ及び光信号
受信領域２００ｃに連続して延びる凹状溝２０１に固定
されているため、光ファイバ２３０の光軸の高さをセル
フアラインで正確に制御することができる。

【０１１２】半導体レーザ素子２１１及びモニター用受
光素子２１２のベース２００における固定位置は、凹状
溝２０１の中心線及びファイバストッパー２０３に対し
て高精度に位置決めする必要があるので、ベース２００
の光信号送信領域２００ａにはアライメントマーク２０
６が設けられている。

【０１１３】ベース２００の光信号受信領域２００ｃに
おける左側部分には、光軸に対して所定の角度を持ち且
つ光軸と垂直な方向に延びる第１の切り込み溝２０７が
形成されており、該第１の切り込み溝２０７には、光フ
ァイバ２３０の入射部側からの波長１．３μｍ帯の光を
透過させる一方、光ファイバ２３０の出射部側からの波
長１．３μｍ帯の光を上方に反射するハーフミラー２２
４が狭持されている。また、ベース２００の光信号受信
領域２００ｃにおける右側部分には、光軸に対して所定
の角度を持ち且つ光軸と垂直な方向に延びる第２の切り
込み溝２０８が形成されており、該第２の切り込み溝２
０８には、波長１．３μｍ帯の光を透過させる一方、波
長１．５５μｍ帯の光を上方に反射するＷＤＭフィルタ
ー２２５が狭持されている。

【０１１４】ベース２００の光信号受信領域２００ｃの
左側部分の上には、ハーフミラー２２４により反射され
た波長１．３μｍ帯の光を受信するフォトダイオードよ
りなる面入射型の第１の受信用受光素子２２６が固定さ
れていると共に、ベース２００の光信号受信領域２００
ｃの右側部分の上には、ＷＤＭフィルター２２５により
反射された波長１．５５μｍ帯の光を受信するフォトダ
イオードよりなる面入射型の第２の受信用受光素子２２
７が固定されている。この場合、ハーフミラー２２４に
より反射された光が第１の受信用受光素子２２６に正確
に入射すると共に、ＷＤＭフィルター２２５により反射
された光が第２の受信用受光素子２２７に正確に入射す
るように、光路設計を行なう必要がある。このため、凹
状溝２０１の内部に光ファイバ２３０が固定された状態
で、第１の切り込み溝２０７及び第２の切り込み溝２０
８をダイシングカットにより正確な角度及び位置精度で
加工すると共に、ハーフミラー２２４及びＷＤＭフィル
ター２２５を第１及び第２の切り込み溝２０７、２０８
に樹脂により固定する。また、第１及び第２の受信用受
光素子２２６、２２７としては、入射光の波長帯に対し
て十分に感度が高く且つ高周波信号特性に優れたものを
用いることが好ましい。

【０１１５】第２の実施形態に係る光送受信装置が、Ｐ
ＬＣ基板を用いる光送受信装置に比べて、高度な位置精
度が必要な部品の数が少ないと共に位置精度も緩やかで
よいので、量産性の観点からは非常に有利である点につ
いては、第１の実施形態と同様である。

【０１１６】尚、第２の実施形態においては、半導体レ
ーザ素子２１１から出射される光の波長は、１．３μｍ
帯であるが、これに代えて、１．５５μｍ帯又はこれ以
外の波長帯であってもよい。

【０１１７】また、半導体レーザ素子２１１の構造とし
ては、光ファイバ２３０の入射端面へのより高い結合効
率が期待できるように、狭出射角レーザ素子又はスポッ
トサイズ変換機能付きのレーザ素子を使用してもよい。

【０１１８】また、ベース２００としては、シリコンよ
りなる基板を用いたが、これに代えて、凹状溝２０１の
加工が精度良く行なわれるように、ガラス基板やセラミ
ックの基板を用いてもよい。但し、ガラス基板やセラミ
ック基板を用いる場合には、半導体レーザ素子２１１の
放熱が効率良く行われるように、ガラス基板やセラミッ
ク基板の上に形成される電極配線層の膜厚を大きくする
ことが好ましい。

【０１１９】（第３の実施形態）以下、第３の実施形態
に係る光送受信装置について、図８及び図９（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。

【０１２０】第３の実施形態は、第１の実施形態におけ
る光ファイバ１３０を第１のベース１１０及び第２のベ
ース１２０に固定する構造、又は第２の実施形態におけ
る光ファイバ２３０をベース２００に固定する構造に関
するものである。

【０１２１】図８に示すように、ベース３００の光信号
送信領域３００ａには半導体レーザ素子３１１が搭載さ
れていると共に、ベース３００の光ファイバ端部保持領
域３００ｂ及び図示を省略した光信号受信領域には、台
形状の断面を有し光軸方向に延びる凹状溝３０１が連続
して形成されており、該凹状溝３０１には単一モードの
光ファイバ３３０が収納されている。また、ベース３０
０における光信号送信領域３００ａの右側には光軸と垂
直な方向に延びる切欠き部３０２が形成されており、該
切欠き部３０２の光信号送信領域３００ａ側の壁面より
なるファイバストッパー３０３に光ファイバ３３０の入
射端面が当接している。

【０１２２】図８及び図９（ａ）に示すように、ベース
３００の光ファイバ端部保持領域３００ｂにおける右側
部分には、光軸と垂直方向に延びて凹状溝３０１と連通
し且つ凹状溝３０１の底面に比べて上側に位置する底面
を有する一対の樹脂供給用溝３０４が形成されており、
各樹脂供給用溝３０４の中央部には樹脂供給用溝３０４
の底面に比べて上側に位置する底面を有する台形角錐状
の樹脂供給用凹部３０５が形成されている。これによ
り、光ファイバ３３０をベース３００に固定する粘性の
低い樹脂を樹脂供給用凹部３０５に供給すると、供給さ
れた樹脂は樹脂供給用凹部３０５から樹脂供給用溝３０
４を通って凹状溝３０１に導入される。凹状溝３０１に
導入された樹脂は毛細管現象により光ファイバ３３０と
凹状溝３０１の壁面又は底面との間を光軸方向に流動し
て、光ファイバ３３０を凹状溝３０１の壁面又は底面に
固着する。

【０１２３】図８及び図９（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、ベース３００の光ファイバ端部保持領域３００ｂに
おける左側部分には、光軸と垂直方向に延びて凹状溝３
０１と連通し且つ凹状溝３０１の底面に比べて上側に位
置する底面を有する一対の樹脂排出用溝３０６が形成さ
れている。これにより、光ファイバ３３０を凹状溝３０
１の壁面又は底面に固定するのに消費された残りの樹脂
は樹脂排出用溝３０６を通って外部に排出される。この
ため、必要量以上の多量の樹脂を供給しても、樹脂が凹
状溝３０１から切欠き部３０２に流入した後、半導体レ
ーザ素子３１１の近傍に流れ込む事態を回避できると共
に、一定量の樹脂が光ファイバ３３０を凹状溝３０１の
壁面又は底面に固定するのに使用されるため安定した固
定を実現できる。

【０１２４】尚、樹脂供給用溝３０４、樹脂供給用凹部
３０５及び樹脂排出用溝３０６は、ベースのほかに、フ
ァイバ押さえ部材に設けてもよい。

【０１２５】（第４の実施形態）以下、第４の実施形態
に係る光送受信装置について、図１０（ａ）及び（ｂ）
を参照しながら説明する。第４の実施形態は、第１の実
施形態において、光ファイバ１３０のジャケット（又は
ＭＵフェルール）１３１を第１のベース１１０に固定す
るものであるから、第１の実施形態と同様の部材につい
ては、図１（ａ）と同一の符号を付すことにより説明を
省略する。

【０１２６】図１０（ａ）に示すように、第１のベース
１１０には、光信号受信領域１１０ｃから半導体レーザ
素子１１１と反対側に延び且つ光信号受信領域１１０ｃ
よりも高いジャケット保持領域１１０ｄが設けられてお
り、該ジャケット保持領域１１０ｄには矩形状の断面を
有し且つ光軸方向に延びる第４の凹状溝１４０が設けら
れている。第４の凹状溝１４０の内部には光ファイバ１
３０のジャケット１３１（又はＭＵフェルール）が収納
されており、図１０（ｂ）に示すように、ジャケット
（又はＭＵフェルール）１３１は光硬化性又は熱硬化性
の樹脂１４１により第１のベース１１０に固定されてい
る。

【０１２７】尚、第４の凹状溝１４０の形成方法として
は、ダイシングソーを使用して加工してもよいし、エッ
チングにより加工してもよい。

【０１２８】また、ジャケット保持領域１１０ｄとして
は、第１のベース１１０と別体に設けられたジャケット
保持部材を第１のベース１１０に固定してもよい。

【０１２９】（第５の実施形態）以下、第５の実施形態
に係る光送受信装置について、図１１（ａ）を参照しな
がら説明する。第５の実施形態は、第１又は第２の実施
形態における第１の受信用受光素子１２６、２２６の取
付構造の変形例に関するものである。すなわち、第１の
受信用受光素子１２６、２２６の直下で且つ光ファイバ
１３０、２３０の直上に、波長１．５５μｍ帯の光を選
択的に透過させるか又は波長１．３μｍ帯の光を選択的
に反射するフィルター３４０が設けられている。尚、図
１１（ａ）において、３４１は第１の受信用受光素子１
２６、２２６をベースに固定する屈折率整合樹脂であ
る。

【０１３０】以下、フィルター３４０を設ける理由につ
いて説明する。

【０１３１】半導体レーザ素子１１１、２１１から出射
される光のうち、光ファイバ１３０２３０のコア層とク
ラッド層との界面への入射角が大きい成分はコア層を突
き抜けてクラッド層に進んだ後に減衰してしまう一方、
入射角が小さい成分はコア層を伝搬する。従って、光フ
ァイバにおける光の入射端面から比較的遠い部分におい
ては、コア層からクラッド層に突き抜ける光成分は殆ど
存在しない。ところが、光ファイバにおける光の入射端
面から比較的近い部分においては、コア層からクラッド
層に突き抜ける光成分が存在する。図１１（ａ）におい
て、矢印Ａは半導体レーザ素子１１１、２１１から直接
にクラッド層に向かう光成分を示し、矢印Ｂは半導体レ
ーザ素子１１１、２１１から出射された後に、コア層と
クラッド層との界面で反射されてクラッド層に向かう光
成分を示している。矢印Ａ又は矢印Ｂで示す光成分が、
ハーフミラー１２４、２２４を通過して第１の受信用受
光素子１２６、２２６に入射するとノイズとなる。とこ
ろが、第１の受信用受光素子１２６、２２６の直下にフ
ィルター３４０が設けられていると、半導体レーザ素子
１１１、２１１から出射された波長１．３μｍ帯の光の
うち矢印Ａ又は矢印Ｂに示す成分はフィルター３４０に
より除去されるので、第１の受信用受光素子１２６、２
２６に入射せず、ノイズにはならない。これにより、波
長１．３μｍ帯の光はアイソレーションされる。

【０１３２】図１１（ｂ）は、第５の実施形態の変形例
を示しており、第１の受信用受光素子１２６、２２６の
直下にフィルター３４０を設ける代わりに、第１の受信
用受光素子１２６、２２６の受光面１２６ａ、２２６ａ
に、波長１．５５μｍ帯の光を選択的に透過させるか又
は波長１．３μｍ帯の光を選択的に反射するコーティン
グ層が形成されている。

【０１３３】尚、以上説明した第１〜第５の実施形態に
おいては、２波長帯多重用の光送受信装置を対象として
いるが、入射する各波長帯の光を選択的に反射するＷＤ
Ｍフィルターの数を増やすことにより、３波長帯以上の
波長多重用の光送受信装置を実現できる。例えば、３波
長帯の波長多重用の光送受信装置について説明すると、
光ファイバにおけるセンター局に最も近い位置に、セン
ター局から送信されてくる第１、第２及び第３の波長帯
の光のうち、第１の波長帯の光を上方に反射する一方、
第２及び第３の波長帯の光を透過させる第１のＷＤＭフ
ィルターを設け、光ファイバにおける第１のＷＤＭフィ
ルターの次にセンター局に近い位置に、第２の波長帯の
光を上方に反射する一方、第３の波長帯の光を透過させ
る第２のＷＤＭフィルターを設け、光ファイバにおける
センター局から最も遠い位置に、センター局から送信さ
れている第３の波長帯の光を上方に反射する一方、半導
体レーザ素子から出射される第３の波長帯の光を透過さ
せるハーフミラーを設ける。この場合、１つの波長帯の
受信用光を増加するためには、ベースの長さを１〜２ｍ
ｍ程度大きくして、追加のＷＤＭフィルター及び受信用
受光素子を設けると対応できる。

【０１３４】（第１の実施形態に係る光送受信装置の製
造方法）以下、第１の実施形態に係る光送受信装置の製
造方法について、図１２〜図１５を参照しながら説明す
る。

【０１３５】まず、図１２（ａ）の平面図及び図１２
（ｂ）の側面図に示すようなシリコン基板１１０Ａの上
に、第１の電極配線１５１、第２の電極配線１５２、第
１の上部電極用パッド１５３及び第２の上部電極用パッ
ド１５４を形成すると共に、シリコン基板１１０Ａにお
ける光ファイバ端部保持領域及び光信号受信領域に第１
の凹状溝１１３を形成する。その後、図１２（ｃ）に示
すように、ダイシングソーにより、シリコン基板１１０
Ａにおける光信号受信領域を除去すると共にシリコン基
板１１０Ａにおける光信号送信領域の右側に切欠き部１
１６を形成する。このようにすると、シリコン基板１１
０Ａよりなる第１のベース１１０が得られる。

【０１３６】次に、図１２（ｄ）に示すように、第１の
電極配線１５１の上に半導体レーザ素子１１１を搭載す
ると共に、第２の電極配線１５２の上にモニター用受光
素子１１２を搭載する。その後、半導体レーザ素子１１
１の上部電極と第１の上部電極用パッド１５３とをワイ
ヤボンデングすると共に、モニター用受光素子１１２の
上部電極と第２の上部電極パッド１５４とをワイヤボン
デングする。

【０１３７】次に、図１３（ａ）の平面図及び図１３
（ｂ）の側面図に示すようなＧａＡｓ基板１２０Ａの上
に第１の受信用電極パッド１６１及び第２の受信用電極
パッド１６２を形成すると共に、第３の凹状溝１２１、
第１の切り込み溝１２２及び第２の切り込み溝１２３の
形成領域にマーキング用のラインを形成する。その後、
図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）に示すように、ダイシン
グソーにより第３の凹状溝１２１を形成すると、第２の
ベース１２０が得られる。

【０１３８】次に、図１４（ａ）に示すように、第２の
ベース１２０の第３の凹状溝１２１の内部に光ファイバ
１３０を収納して樹脂で固定した後、図１４（ｂ）に示
すように、第２のベース１２０及び光ファイバ１３０に
ダイシングソーにより第１の切り込み溝１２２及び第２
の切り込み溝１２３を形成する。その後、図１４（ｃ）
に示すように、第１の切り込み溝１２２にハーフミラー
１２４を挿入すると共に、第２の切り込み溝１２３にＷ
ＤＭフィルター１２５を挿入して、それぞれ屈折率マッ
チングされた樹脂により固定する。

【０１３９】次に、図１４（ｄ）に示すように、第２の
ベース１２０の上に第１の受信用受光素子１２６及び第
２の受信用受光素子１２７をそれぞれ搭載した後、図１
４（ｅ）に示すように、第１のベース１１０の上におけ
る所定領域に第２のベース１２０を固定する。その後、
第１のベース１１０の光ファイバ端部保持領域にファイ
バ押さえ部材１１５を固定して、光ファイバ１３０の入
射部を保持する。

【０１４０】次に、図１５（ａ）に示すように、パッケ
ージ１５５の上に第１のベース１１０を熱伝導性に優れ
た銀ペースト等により固定した後、光ファイバ１３０の
ジャケット（又はＭＵフェルール）１３１をパッケージ
１５５に樹脂により固定する。その後、図１５（ｂ）に
示すように、第１の電極配線１５１、第２の電極配線１
５２、第１の上部電極用パッド１５３、第２の上部電極
用パッド１５４、第１の受信用電極パッド１６１及び第
２の受信用電極パッド１６２をそれぞれパッケージ１５
５に形成されている各電極パッドとワイヤボンデングす
る。

【０１４１】次に、図１５（ｃ）に示すように、パッケ
ージ１５５にキャップ１５６を固定して簡易封止する
と、光送受信装置が得られる。

【０１４２】（第６の実施形態）以下、第６の実施形態
に係る光半導体モジュールの構造について、図１６〜図
１８を参照しながら説明する。

【０１４３】シリコンよりなるベース４００における図
１６の左側部分には、例えば１．３μｍ帯のレーザ光を
出射する半導体レーザ素子４１０と、該半導体レーザ素
子４１０から出射されるレーザ光の強度をモニターする
フォトダイオードよりなるモニター用受光素子４２０と
が搭載されている。モニター用受光素子４２０として
は、導波型が好ましく、また、半導体レーザ素子４１０
が出射するレーザ光の波長帯において受光感度が線形で
且つ十分に高いものが好ましい。

【０１４４】ベース４００には、光軸方向に延びる断面
台形状のベース凹状溝４０１がエッチングにより形成さ
れていると共に、光軸と垂直な方向に延びる断面矩形状
の切り込み溝４０２がエッチング及びダイシングにより
形成されており、単一モードの光ファイバ４３０はベー
ス凹状溝４０１に、光ファイバ４３０の端面が切り込み
溝４０２のストッパー用壁面４０２ａに当接した状態で
収納されている。

【０１４５】尚、光ファイバ４３０としては、半導体レ
ーザ素子４１０から出射されたレーザ光が光ファイバ４
３０の入射端面で高い結合効率で結合するように、光フ
ァイバ４３０のモードフィールド径と半導体レーザ素子
４１０のスポット径（実現可能な範囲は１．５〜４．５
μｍ程度である。）とが同程度の大きさになるような光
ファイバ４３０のモードフィールド径を選択することが
好ましい。また、光ファイバ４３０の入射端面には、半
導体レーザ素子４１０からの反射光による外部共振器の
効果を十分に抑制するために無反射処理が施されている
ことが好ましい。

【０１４６】ベース４００の中央部の上には、ベース凹
状溝４０１に収納された光ファイバ４３０をベース４０
０に押さえ付けるファイバ押さえ部材４４０が設けられ
ている。ファイバ押さえ部材４４０には、ベース凹状溝
４０１に比べて底辺の長さが大きい押さえ部材凹状溝４
４１がエッチングにより形成されており、光ファイバ４
３０は、ベース凹状溝４０１の両壁面と押さえ部材凹状
溝４４１の底面との３点によって狭持されている。この
場合、ファイバ押さえ部材４４０はベース４００に対し
て収縮性を有する光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂により
固着されており、光ファイバ４３０は、樹脂の収縮力に
よりファイバ押さえ部材４４０がベース４００に接近す
る力を受けて、ベース凹状溝４０１の両壁面と押さえ部
材凹状溝４４１の底面との３点によって確実に狭持され
ている。これにより、パッシブアライメント方式で、ベ
ース４００の表面に対して垂直な方向に対する０．５μ
ｍ以下の光軸調整が可能になる。また、光ファイバ４３
０の端面が切り込み溝４０２のストッパー用壁面４０２
ａに当接しているため、半導体レーザ素子４１０と光フ
ァイバ４３０の入射端面との距離が規制されている。

【０１４７】また、ベース４００における半導体レーザ
素子４１０が搭載される領域の近傍にはレーザ素子用配
線４０３が金属蒸着法により形成されていると共に、ベ
ース４００におけるモニター用受光素子４２０が搭載さ
れる領域の近傍には受光素子用配線４０４が金属蒸着法
により形成されている。

【０１４８】第６の実施形態の第１の特徴として、半導
体レーザ素子４１０を位置決めするための四角錐状の一
対の第１のベースマーク４０５がベース４００における
半導体レーザ素子４１０が搭載される領域の両側におけ
る光軸に対して対称の位置に、また、モニター用受光素
子４２０を位置決めするための四角錐状の一対の第２の
ベースマーク４０６がベース４００におけるモニター用
受光素子４２０が搭載される領域の両側における光軸に
対して対称の位置に、ベース凹状溝４０１と同一のフォ
トマスクを用いて同一のエッチング工程により形成され
ている。

【０１４９】以下、図１９（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら、ベース凹状溝４０１、第１のベースマーク４０５及
び第２のベースマーク４０６を同一のフォトマスクを用
いて同一のエッチング工程により形成する方法について
説明する。尚、実際には、第１のベースマーク４０５及
び第２のベースマーク４０６はベース凹状溝４０１の側
方には位置しないが、図示の都合上、図１９（ａ）〜
（ｄ）においては、第１のベースマーク４０５及び第２
のベースマーク４０６のうちのいずれか１つのベースマ
ークがベース凹状溝４０１の近傍に位置すると仮定し
て、ベース凹状溝４０１及びベースマークの形成方法に
ついて説明する。

【０１５０】まず、図１９（ａ）に示すように、シリコ
ンよりなるベース４００の上に全面に亘ってＳｉＯ₂ 膜
４５０を堆積した後、図１９（ｂ）に示すように、Ｓｉ
Ｏ₂膜４５０の上に、ベース凹状溝４０１の形成領域及
びベースマークの形成領域にそれぞれ開口部を有するレ
ジストパターン４５１を形成する。

【０１５１】次に、レジストパターン４５１をマスクと
してＳｉＯ₂ 膜４５０に対してエッチングを行なって、
図１９（ｃ）に示すように、ＳｉＯ₂ 膜４５０よりなり
ベース凹状溝４０１の形成領域に溝用開口部４５２ａを
有すると共にベースマークの形成領域にマーク用開口部
４５２ｂを有するマスク４５２を形成した後、レジスト
パターン４５１を除去する。

【０１５２】次に、図１９（ｄ）に示すように、マスク
４５２を用いてベース４００に対してＫＯＨ系のエッチ
ャントにより結晶異方性エッチングを行なう。この場
合、断面が台形状のベース凹状溝４０１を正確に形成す
るため、シリコンよりなるベース４００の（１００）面
上にマスク４５２を、マスク４５２の溝用開口部４５２
ａの長手方向がベース４００の＜１１０＞方向に対して
水平又は垂直になるように位置を調整する。このように
すると、ベース凹状溝４０１及びベースマークの壁面で
ある（１１１）面のエッチングレートは底面である（１
００）面のエッチングレートの１／１００程度になるた
め、エッチングの途中で（１１１）面が露出するとエッ
チングは実質的に停止する。従って、マスク４５２に形
成されている大きさが異なる溝用開口部４５２ａ及びマ
ーク用開口部４５２ｂから、ベース４００に対してベー
ス凹状溝４０１及びベースマークを同時にエッチングし
ても正確にパターンを形成することができる。すなわ
ち、光軸方向に長く延びるベース凹状溝４０１と四角錐
状のベースマークとを同時にエッチングすることができ
る。この場合、マスク４５２の溝用開口部４５２ａの幅
寸法を適当に設定すると共に、ベース凹状溝４０１の所
望の深さ寸法が得られたときにエッチングを停止するこ
とにより、ベース凹状溝４０１を断面台形状に形成する
ことができる。また、ベース４００におけるマスク４５
２の下側部分に若干のオーバーエッチングが生じるが、
マスク４５２の溝用開口部４５２ａの幅寸法及びエッチ
ング時間を制御することにより、非常に微細で且つ正確
なパターンを形成することができる。

【０１５３】第６の実施形態の第１の特徴によると、半
導体レーザ素子４１０を位置決めするための第１のベー
スマーク４０５及びモニター用受光素子４２０を位置決
めするための第２のベースマーク４０６がベース凹状溝
４０１と同一のフォトマスクを用いて同一のエッチング
工程により形成されているため、第１及び第２のベース
マーク４０５、４０６のベース凹状溝４０１に対する位
置ずれが生じないので、半導体レーザ素子４１０及びモ
ニター用受光素子４２０は、ベース凹状溝４０１に対し
て１μｍ以下の光軸ずれで実装することができる。

【０１５４】また、第１及び第２のベースマーク４０
５、４０６をエッチングにより形成しているため、金属
蒸着法により形成したマークに比べてエッジがシャープ
であるから、画像認識用のパターンとしては非常に優れ
ている。

【０１５５】さらに、第１及び第２のベースマーク４０
５、４０６は、ベース凹状溝４０１と同一のフォトマス
クを用いて同一のエッチング工程により形成されている
ため、マークを形成するための特別な工程が不要である
ので、コスト的にも有利である。

【０１５６】ところで、１〜２μｍ程度又は１μｍ以下
の幅寸法を有する第１及び第２のベースマーク４０５、
４０６を形成する場合には、マスク４５２のマーク用開
口部４５２ａの幅寸法を１〜２μｍ程度又は１μｍ以下
にするだけでは、エッチングにより所望のパターンを得
ることはできない。その理由は、第１及び第２のベース
マーク４０５、４０６の線幅を１〜２μｍ程度又は１μ
ｍ以下に設計しても、ベース凹状溝４０１の幅寸法が４
００〜２００μｍ程度と大きいため、ベース凹状溝４０
１に対するエッチングを行なっている際に第１及び第２
のベースマーク４０５、４０６がオーバーエッチングさ
れてしまうので、第１及び第２のベースマーク４０５、
４０６の線幅はマスク４５２のマーク用開口部４５２ｂ
の幅よりも数μｍ程度大きくなってしまう。

【０１５７】また、マスク４５２のマーク用開口部４５
２ｂの幅を５μｍ以下にすると、エッチングの際に発生
する気泡によりマーク用開口部４５２ｂが塞がれてしま
うため、エッチングされる領域とエッチングされない領
域とができてしまい、パターンが変形してしまうことが
ある。このため、５μｍ以下の幅寸法を持つ第１及び第
２のベースマーク４０５、４０６をエッチングにより形
成することは極めて困難である。

【０１５８】そこで、図２０（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、複数のＶ字状溝４５５又は四角錐状ピット４５６を
互いに隣接して形成し、Ｖ字状溝４５５及び四角錐状ピ
ット４５６同士の間の非エッチング領域４５７を利用し
て第１及び第２のベースマーク４０５、４０６を形成す
ることができる。尚、図２０（ｃ）は図２０（ａ）及び
（ｂ）におけるＸＸ−ＸＸ線の断面図である。この場
合、図２１に示すように、オーバーエッチングを利用す
ることにより、１〜２μｍ程度の幅：ｗを持つ非エッチ
ング領域４５７よりなるマークパターンを容易に形成で
きる。また、オーバーエッチング量の条件を正確に制御
すると、１μｍ以下の幅を持つマークパターンを形成す
ることも可能となる。

【０１５９】第６の実施形態の第２の特徴として、図２
２に示すように、ベース４００における切り込み溝４０
２のストッパー用壁面４０２ａ側のエッジ部分に半導体
レーザ素子４１０の光軸方向の位置を決めるための第３
のベースマーク４０７が形成されていると共に、図２３
に示すように、半導体レーザ素子４１０の裏面における
活性領域（一点鎖線で示している。）の両側における活
性領域に対して対称の位置に一対の十字状の第１のレー
ザマーク４１１が形成され、且つ半導体レーザ素子４１
０の裏面におけレーザ光の出射端面側のエッジ部分に第
２のレーザマーク４１２が形成されている。図２３にお
いて、４１３は半導体レーザ素子４１０の裏面に形成さ
れた金属電極である。

【０１６０】尚、ベース４００における切り込み溝４０
２のストッパー用壁面４０２ａ側のエッジ部分に半導体
レーザ素子４１０の光軸方向の位置を決めるための第３
のベースマーク４０７を形成したため、切り込み溝４０
２は半導体レーザ素子４１０の光軸方向の位置に対して
高精度にダイシングされる必要がある。そこで、図２４
に示すように、ベース４００の切り込み溝４０２の底面
におけるストッパー用壁面４０２ａ側のエッジ部分に、
溝形成用マーク４０８を形成している。

【０１６１】（第７の実施形態）以下、第７の実施形態
として、第６の実施形態に係る光半導体モジュールの製
造方法における半導体レーザ素子４１０をベース４００
に実装する工程について図２５〜図２７を参照しながら
説明する。

【０１６２】図２５は、半導体レーザ素子４１０をベー
ス４００に実装する実装装置の概略構成図であって、Ｘ
軸、Ｚ軸及びθ軸の各方向に移動可能な下側ステージ４
６０の上には、ベース４００を保持すると共に保持した
ベース４００を加熱する基板加熱ヒーター４６１と、同
軸落射式白色光源を有する下側ＣＣＤカメラ４６２と、
ステージキャリブレーションマーカ４６３とが設けられ
ている。また、下側ステージ４６０の上方には、Ｙ軸方
向に移動可能な上側ステージ４７０が配置されており、
該上側ステージ４７０には、半導体レーザ素子４１０を
保持すると共に保持した半導体レーザ素子４２０をベー
ス４００に固定する固定ツール４７１と、同軸落射式白
色光源を有する上側ＣＣＤカメラ４７２とが設けられて
いる。尚、ステージキャリブレーションマーカ４６３
は、下側ステージ４６０と上側ステージ４７０との相対
位置をキャリブレーション（原点の位置合わせ）するた
めに設けられている。

【０１６３】図２６は、半導体レーザ素子４１０をベー
ス４００に実装する実装工程を示す模式図であって、図
２６において、４６４は下側ＣＣＤカメラ４６２が認識
した画像を表示する下側モニター、４７４は上側ＣＣＤ
カメラ４７２が認識した画像を表示する上側モニター、
４８０は下側ＣＣＤカメラ４６２が認識した画像及び上
側ＣＣＤカメラ４７２が認識した画像の入力を受けて下
側ステージ４６０及び上側ステージ４７０を駆動する制
御装置である。

【０１６４】まず、ステージキャリブレーションマーカ
４６３を下側ＣＣＤカメラ４６２及び上側ＣＣＤカメラ
４７２により同時に観測して、下側ステージ４６０と上
側ステージ４７０との相対位置を認識する。

【０１６５】次に、下側ＣＣＤカメラ４６２により、半
導体レーザ素子４１０の一対の第１のレーザマーク４１
１及び第２のレーザマーク４１２を画像認識して、半導
体レーザ素子４１０のＸ軸方向の位置、Ｚ軸方向の位置
及びＸ軸に対するずれ角θの情報を得て記憶する。

【０１６６】以下、下側ＣＣＤカメラ４６２により半導
体レーザ素子４１０の一対の第１のレーザマーク４１１
及び第２のレーザマーク４１２を画像認識して、半導体
レーザ素子４１０のＸ軸方向の位置、Ｚ軸方向の位置及
びＸ軸に対するずれ角θの情報を得る方法について、図
２３及び図２５〜図２７を参照しながら説明する。

【０１６７】まず、図２７（ａ）に示すように、一対の
第１のレーザマーク４１１のうちの右側のレーザマーク
４１１Ｒの中心部を画像認識して記憶した後、下側ステ
ージ４６０を移動して、図２７（ｂ）に示すように、一
対の第１のレーザマーク４１１のうちの左側のレーザマ
ーク４１１Ｌの中心部を画像認識して記憶する。

【０１６８】次に、左側のレーザマーク４１１Ｌの中心
部の位置と、右側のレーザマーク４１１Ｒの中心部の位
置とから、Ｘ軸方向の位置及びＸ軸に対するずれ角θを
認識して、半導体レーザ素子４１０のＸ−Ｚ平面におけ
るＸ軸の座標及びＸ軸に対するずれ角θを記憶してお
く。

【０１６９】次に、下側ステージ４６０を移動して、図
２７（ｃ）に示すように、第２のレーザマーク４１２の
中心部を画像認識して、半導体レーザ素子４１０のＸ−
Ｚ平面におけるＺ軸の座標を記憶しておく。

【０１７０】次に、同様にして、上側ＣＣＤカメラ４７
２により、ベース４００の一対の第１のベースマーク４
０５及び第３のベースマーク４０７を画像認識して、ベ
ース４００のＸ軸方向の位置、Ｚ軸方向の位置及びＸ軸
に対するずれ角θの情報を得て記憶しておく。

【０１７１】次に、制御処置４８０は、ベース４００の
Ｘ軸に対するずれ角θが半導体レーザ素子４１０のＸ軸
に対するずれ角θと一致するように、下側ステージ４６
０を回転する。その後、制御装置４８０は、半導体レー
ザ素子４１０とベース４００とのＸ軸方向の位置及びＺ
軸方向の位置が一致するように、下側ステージ４６０を
Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。

【０１７２】次に、同様にして、制御装置４８０は、半
導体レーザ素子４１０とベース４００とのＹ軸方向の位
置が一致するように、上側ステージ４７０をＹ軸方向に
移動させて、固定用ツール４７１により半導体レーザ素
子４１０をベース４００に固定する。

【０１７３】第７の実施形態によると、ステージキャリ
ブレーションマーカ４６３を下側ＣＣＤカメラ４６２及
び上側ＣＣＤカメラ４７２により同時に観測して、下側
ステージ４６０と上側ステージ４７０との相対位置を認
識した後に、下側ＣＣＤカメラ４６２が半導体レーザ素
子４１０の各マークを認識すると共に上側ＣＣＤカメラ
４７２がベース４００の各マークを認識するため、半導
体レーザ素子４１０とベース４００との相対位置は非常
に正確である。また、下側ＣＣＤカメラ４６２が半導体
レーザ素子４１０の各マークを認識すると共に上側ＣＣ
Ｄカメラ４７２がベース４００の各マークを認識するた
め、つまり、１つのＣＣＤカメラにより距離が離れてい
る半導体レーザ素子４１０及びベース４００の各マーク
を認識する必要がないので、半導体レーザ素子４１０及
びベース４００のいずれか一方のマークがデフォカスさ
れて、画像がぼやける恐れもない。

【０１７４】従って、第７の実施形態によると、半導体
レーザ素子４１０をベース４００に、ベース４００の表
面と平行な面内における光軸と垂直な方向（Ｘ軸方向）
に対して１μｍ以下の精度を持ち、且つ、光軸方向（Ｚ
軸方向）にも１〜２μｍ程度の精度を持って実装するこ
とができる。また、従来の方法ではばらつきが大きかっ
た、半導体レーザ素子４１０の出射端面と光ファイバ４
３０の入射端面との距離を正確に制御できるので、従来
の方法では数〜十数μｍあった光軸方向の距離のばらつ
きを１〜２μｍ程度に抑制することができる。

【０１７５】また、第７の実施形態によると、半導体レ
ーザ素子４１０の出射端面と光ファイバ４３０の入射端
面との距離を１〜２μｍ程度にできるので、半導体レー
ザ素子４１０から出射されたレーザ光を高結合効率で光
ファイバ４３０の入射端面に結合させることができる。
尚、半導体レーザ素子４１０の出射端面と光ファイバ４
３０の入射端面との距離を短くすると、半導体レーザ素
子４１０から出射されたレーザ光を高結合効率で光ファ
イバ４３０の入射端面に結合させることができる理由に
ついては後述する。

【０１７６】また、説明は省略したが、モニター用受光
素子４２０も半導体レーザ素子４１０と同様の方法によ
りベース４００に固定する。

【０１７７】（第８の実施形態）以下、第８の実施形態
として、光半導体レーザモジュールの製造方法における
光ファイバをベースに実装する工程について図２８〜図
２９を参照しながら説明する。

【０１７８】第６の実施形態と同様、ベース４００にお
ける図２８の左側部分には、半導体レーザ素子及びモニ
ター用受光素子が搭載されているが、図示は省略してい
る。図２８及び図２９（ａ）、（ｂ）に示すように、ベ
ース４００には、光軸方向に延びる断面台形状のベース
凹状溝４０１がエッチングにより形成されていると共
に、光軸と垂直な方向に延びる断面矩形状の切り込み溝
４０２がエッチング及びダイシングにより形成されてお
り、単一モードの光ファイバ４３０はベース凹状溝４０
１に、光ファイバ４３０の端面が切り込み溝４０２のス
トッパー用壁面４０２ａに当接した状態で収納されてい
る。ベース４００の中央部の上には、ベース凹状溝４０
１に収納された光ファイバ４３０をベース４００に押さ
え付けるファイバ押さえ部材４４０が設けられている。

【０１７９】第８の実施形態の特徴として、ファイバ押
さえ部材４４０には、ベース凹状溝４０１に比べて底辺
の長さが大きく且つ断面積が変化しておらず、光ファイ
バ４３０をベース４００に押し付ける働きをする押圧用
凹状溝４４５と、該押圧用凹状溝４４５と連続するよう
に形成されており且つ図２８における右側に向かうにつ
れて断面積がテーパ状に拡大しており、光ファイバ４３
０を導入する働きをする導入用凹状溝４４６とが形成さ
れている。

【０１８０】第８の実施形態によると、光ファイバ４３
０におけるレーザ側の端部は、ベース凹状溝４０１とフ
ァイバ押さえ部材４４０の導入用凹状溝４４６とから構
成される導入部に挿入された後、レーザ側に押圧されて
ベース凹状溝４０１とファイバ押さえ部材４４０の押圧
用凹状溝４４５とから構成される押圧部に至る。これに
より、パッシブアライメント方式で１μｍ以下の光軸調
整が可能になる。

【０１８１】（第９の実施形態）以下、第９の実施形態
として、光ファイバ同士の接続方法について説明する。

【０１８２】図３０は、単一モードの光ファイバのモー
ドフィールド径をパラメータとして、半導体レーザ素子
の出射角に対する単一モードの光ファイバの結合効率の
計算結果（線で示す。）及び実験結果（点で示す。）を
表わしている。尚、この計算においては、半導体レーザ
素子と光ファイバとの間の距離は０μｍとしている。

【０１８３】図３０から分かるように、パラメータであ
る光ファイバのモードフィールド径φが、１５μｍ、１
０μｍ、６．３μｍ及び３．０μｍであると、これら全
ての光ファイバに共通して、半導体レーザ素子の出射角
が０°から３０°の範囲で結合効率が理論的に１００％
となる点を必ず持っている。

【０１８４】これは、レンズ系を使用しなくても、半導
体レーザ素子の出射角と光ファイバのモードフィールド
径とを最適化すると、１００％に近い高い結合効率を得
ることが可能になることを示している。

【０１８５】また、実験の結果によっても、半導体レー
ザ素子の出射角及び光ファイバのモードフィールド径を
最適に近い組み合わせで使用すると、７０％超える高い
結合効率が得られている。尚、この実験において結合効
率が７０〜８０％程度までしか得られていないのは、単
一モードの光ファイバのモードフィールドパターンがほ
ぼ完全なガウシアンであるのに対して、半導体レーザ素
子の出射角がガウシアンから外れたパターンになってい
るからであると考えられる。

【０１８６】図３１は、出射角が１５゜の半導体レーザ
素子を使用したときにおいて、モードフィールド径φが
１０μｍ、６．３μｍ及び３．０μｍである光ファイバ
の入射端面と半導体レーザ素子の出射端面との距離に対
する過剰損失の計算結果を示している。図３１から分か
るように、同じ距離であっても、光ファイバのモードフ
ィールド径が小さいほど結合効率の減少する割合が大き
い。

【０１８７】しかしながら、ｚ軸方向の距離が０μｍの
近辺では、いずれの光ファイバにおいても結合効率の過
剰損失は小さいので、半導体レーザ素子と光ファイバと
の距離を短くすればするほど、過剰損失を低減できて結
合効率を高くできることが分かる。

【０１８８】図３２は、モードフィールド径φが１０μ
ｍ、６．３μｍ及び３．０μｍである単一モードの光フ
ァイバと半導体レーザ素子との光軸の位置ずれと過剰損
失との関係を示している。

【０１８９】ところで、第６及び第７の実施形態による
と、半導体レーザ素子と光ファイバとの光軸に対して垂
直な方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）の位置精度は平均で約
０．８μｍであり、半導体レーザ素子と光ファイバとの
光軸方向（Ｚ軸方向）の位置精度は平均で約１．５μｍ
である。従って、光ファイバのモードフィールド径φが
６．３μｍの場合には、位置ずれによる結合損失を０．
８ｄＢ以下に抑制でき、光ファイバのモードフィールド
径φが３．０μｍの場合には、位置ずれによる結合損失
を２．０ｄＢ以下に抑制できる。

【０１９０】まず、出射角が１５゜である半導体レーザ
素子を使用し、半導体レーザ素子と光ファイバとの間に
位置ずれが全くないと仮定したときには、光ファイバの
モードフィールド径φが６．３μｍである場合には、半
導体レーザ素子と光ファイバとの結合効率は、光ファイ
バのモードフィールド径φが１０μｍである場合に比べ
て、約３ｄＢの優位性がある。

【０１９１】従って、結合損失と接続損失との合計が
１．５ｄＢ以下であれば、優位性があると考えられる。
第６及び第７の実施形態によると、光ファイバのモード
フィールド径φが６．３μｍであるときには、位置ずれ
による結合損失は０．８ｄＢに抑制できるので、ファイ
バの接続損失を０．７ｄＢ以内にすれば、優位性がある
ことになる。

【０１９２】次に、出射角が１５゜である半導体レーザ
素子を使用し、半導体レーザ素子と光ファイバとの間に
位置ずれが全くないと仮定したときには、光ファイバの
モードフィールド径φが３．０μｍである場合には、半
導体レーザ素子と光ファイバとの結合効率は、光ファイ
バのモードフィールド径φが１０μｍである場合に比べ
て、約２．０ｄＢの優位性がある。

【０１９３】従って、結合損失と接続損失との合計が
２．５ｄＢ以下であれば、優位性があると考えられる。
第６及び第７の実施形態によると、光ファイバのモード
フィールド径φが３．０μｍであるときには、位置ずれ
による結合損失は２．０ｄＢに抑制できるので、光ファ
イバの接続損失を０．５ｄＢ以内にすれば、優位性があ
ることになる。

【０１９４】まず、コア径が３．０μｍである光ファイ
バとコア径が１０μｍである光ファイバとを接続する場
合について考える。

【０１９５】ところで、光ファイバ接続の際の接続損失
は、１２０％のモードフィールド径の差異ならば、約９
５％（−０．２ｄＢ）の結合効率である。

【０１９６】３．０μｍのコア径と１０μｍのコア径と
の比は約３３０％であるから、単純な接続方法を採用
し、コア径の差異が１２０％であるならば、コア径が
３．０μｍである光ファイバとコア径が１０μｍである
光ファイバとを接続するためには、バッファの光ファイ
バとして６段の光ファイバが必要になる。この場合に
は、結合損失は１．４ｄＢにもなってしまう。

【０１９７】そこで、融着により光ファイバ同士を接続
することが好ましい。融着により光ファイバを接続する
場合、１６０％のコア径の比であれば接続損失は０．５
ｄＢ程度に抑制でき、１５０％のコア径の比であれば接
続損失は０．３ｄＢ程度に抑制でき、１４０％のコア径
の比であれば接続損失は０．２ｄＢ程度に抑制でき、１
３０％のコア径の比であれば接続損失は０．１ｄＢ程度
に抑制できる。

【０１９８】融着により光ファイバを接続し、コア径の
差異を１３０％にすると、コア径が３．０μｍである光
ファイバとコア径が１０μｍである光ファイバとを接続
する場合、バッファの光ファイバとして４段の光ファイ
バで済み、この場合には、結合損失は０．６ｄＢに抑制
できる。

【０１９９】次に、コア径が６．３μｍである光ファイ
バとコア径が１０μｍである光ファイバとを接続する場
合について考える。

【０２００】６．３μｍのコア径と１０μｍのコア径と
の比は約１６０％であるから、単純な接続方法を採用
し、コア径の差異が１２０％であるならば、コア径が
６．３μｍである光ファイバとコア径が１０μｍである
光ファイバとを接続するためには、バッファの光ファイ
バとして１段の光ファイバで済む。この場合には、結合
損失は０．２ｄＢに抑制できる。尚、この場合には、直
接接続しても、０．５ｄＢ程度の損失で済む。

【０２０１】（第１０の実施形態）以下、第１０の実施
形態として、ダブルチャネル構造を有する半導体レーザ
素子の実装方法について説明する。

【０２０２】図３５及び図３６は、ベース５００の上に
ダブルチャネル構造を有する半導体レーザ素子５１０が
搭載されてなる光レーザモジュールを示している。

【０２０３】図３５に示すように、半導体レーザ素子５
１０は半田５２０によってベース５００の表面に固定さ
れている。半導体レーザ装置５１０の本体部には、メサ
型のストライプ領域５１１、活性層５１２、及び電流ブ
ロック層５１３が形成されており、半導体レーザ素子５
１０の底面における活性層５１２の両側には一対の凹部
５１５が形成されている。また、凹部５１５を含む半導
体レーザ素子５１０の底面には全面に亘って金属膜５１
６が形成されており、該金属膜５１６の上における活性
層５１２の下方には電極５１７が設けられていると共
に、金属膜５１６と半導体レーザ素子５１０の本体部と
の間には絶縁膜５１８が形成されている。

【０２０４】一方、ベース５００の上面における、半導
体レーザ素子５１０の活性層５１２の両側の位置には、
断面Ｖ字状の第１のＶ状溝５０１及び第２のＶ状溝５０
２が図１に示したベース凹状溝１０１と同一のマスクを
用いて同一のエッチング工程により形成されており、こ
れにより、ベース５００の上面における第１のＶ状溝５
０１と第２のＶ状溝５０２との間の被エッチング領域に
は断面台形状の凸状部５０３が残存している。第１のＶ
状溝５０１及び第２のＶ状溝５０２の形成方法として
は、図１９び図２０に基づき説明した方法、特にオーバ
ーエッチングを利用する方法を採用することが好まし
い。このようにすると、極めて細い幅寸法例えば１μｍ
以下の幅寸法を有する凸状部５０３を形成することがで
きる。

【０２０５】第１０の実施形態によると、凸状部５０３
はベースの光ファイバ収納用の凹状溝と同一のマスクを
用いて同一のエッチング工程により形成されるので、凸
状部５０３と光ファイバ収納用の凹状溝との間には位置
ずれは生じない。このため、半導体レーザ素子５１０を
ベース５００に固定する際に、半導体レーザ素子５１０
の中心線とベース５００の凸状部５０３とを位置合わせ
した状態で行なうと、半導体レーザ素子５１０はベース
５００に対して光軸に垂直な方向の位置ずれを起こすこ
となく実装される。半導体レーザ素子５１０の中心線と
ベース５００の凸状部５０３との位置合わせに際して
は、両者を実体顕微鏡等で拡大することにより、容易に
位置関係を確認することができる。

【０２０６】

【発明の効果】第１の光送受信装置によると、互いに正
確な位置関係が要求される半導体レーザ素子及び光ファ
イバの一端部を第１のベースに保持させる一方、光ファ
イバの本体部に挿入される反射型フィルターに対して正
確な位置関係が要求される受信用受光素子を反射型フィ
ルターと共に第２のベースに保持させたため、半導体レ
ーザ素子及び光ファイバの一端部を第１のベースに固定
する際には両者の位置関係を考慮するのみでよく、ま
た、反射型フィルター及び受信用受光素子を第２のベー
スに固定する際には両者の位置関係を考慮するのみでよ
いので、半導体レーザ素子及び光ファイバの一端部を両
者の位置関係を正確に維持した状態で簡易に固定するこ
とができると共に、反射型フィルター及び受信用受光素
子を両者の位置関係を正確に維持した状態で簡易に固定
することができる。従って、本発明に係る光送受信装置
は、パッシブアライメント方式でサブミクロンオーダの
光軸調整が容易になる。

【０２０７】第２の光送受信装置によると、半導体レー
ザ素子及び光ファイバの一端部を第１のベースに固定す
る際には両者の位置関係を考慮するのみでよく、また、
反射型フィルター及び受信用受光素子を第２のベースに
固定する際には両者の位置関係を考慮するのみでよいの
で、半導体レーザ素子及び光ファイバの一端部を両者の
位置関係を正確に維持した状態で簡易に固定することが
できると共に、反射型フィルター及び受信用受光素子を
両者の位置関係を正確に維持した状態で簡易に固定する
ことができる。従って、本発明に係る光送受信装置は、
パッシブアライメント方式でサブミクロンオーダの光軸
調整が容易になる。

【０２０８】また、パッケージに固定された第１のベー
スに保持された半導体レーザ素子に対する出力検査を行
なってから、光ファイバの本体部を保持した第２のベー
スをパッケージに固定することができるので、不良の半
導体レーザ素子に光ファイバを結合することにより発生
するロスを低減することができる。

【０２０９】第１又は第２の光送受信装置において、第
１のベースが光軸方向位置決め手段を有していると、光
ファイバの一端部の光軸方向の位置、ひいては、第１の
ベースに固定された半導体レーザ素子と光ファイバの一
端部との間の距離を規制することができるので、半導体
レーザ素子から出射される光の光ファイバの一端部にお
ける結合効率の向上を図ることができる。

【０２１０】第１又は第２の光送受信装置において、フ
ァイバ端部保持手段が光軸垂直面内位置決め手段を有し
ていると、光ファイバの一端部の光軸に垂直な面内にお
ける位置を規制することができるので、半導体レーザ素
子から出射される光の光ファイバの一端部における結合
効率の向上を図ることができる。

【０２１１】第１又は第２の光送受信装置において、光
軸垂直面内位置決め手段が、開口部側から底面側へ向か
うにつれて互いに接近する一対の壁面を有し光ファイバ
の一端部を保持する凹状溝と、光ファイバの一端部を凹
状溝の一対の壁面に対して押さえつける押さえ部材とを
有していると、凹状溝の一対の壁面と押さえ部材とによ
って光ファイバの一端部を３点支持できるので、光ファ
イバの一端部の光軸に垂直な面内における位置を確実に
規制することができる。

【０２１２】第１又は第２の光送受信装置において、フ
ァイバ端部保持手段が、光ファイバの一端部を保持する
凹状溝と、該凹状溝と交差する方向へ延び且つ凹状溝と
連通する樹脂導入用溝とを有していると、樹脂を樹脂導
入用溝から凹状溝の内部に確実に導入できるので、光フ
ァイバを凹状溝に確実に固定することができる。

【０２１３】第１又は第２の光送受信装置において、フ
ァイバ端部保持手段が、光ファイバの一端部を保持する
凹状溝と、該凹状溝と交差する方向へ延び且つ凹状溝と
連通する樹脂排出用溝とを有していると、凹状溝に供給
され光ファイバの固定に使われた残りの樹脂を樹脂排出
用溝から外部に排出できるため、凹状溝から溢れた樹脂
が半導体レーザ素子の近傍に到達する事態を防止できる
ので、半導体レーザ素子の特性が劣化する事態を回避で
きる。

【０２１４】第１又は第２の光送受信装置において、反
射型フィルターと受信用受光素子との間に反射膜を備え
ていると、半導体レーザ素子から出射される送信用光信
号が受信用受光素子に入射する事態を防止できるため、
半導体レーザ素子の近傍に受信用受光素子が配置されて
いても、送信用光信号により発生するノイズを防止でき
る。

【０２１５】第１又は第２の光送受信装置が波長選択反
射型フィルターと他の受信用受光素子とを備えている
と、光ファイバの他端部から入射される複数の波長帯の
受信用光信号のうち所定の波長帯の受信用光信号は波長
選択反射型フィルターにより反射され、反射された所定
の波長帯の受信用光信号は他の受信用受光素子により受
信できるので、センター局から送信されてくる複数の波
長帯の受信用光信号を別々に受信することができる。

【０２１６】この場合、波長選択反射型フィルターと他
の受信用受光素子との間に所定の波長帯の受信用光信号
を選択的に透過させるフィルターを備えていると、他の
受信用受光素子に入射する送信用光信号及び所定の波長
帯以外の受信用光信号により発生するノイズを防止でき
る。

【０２１７】第１又は第２の光送受信装置において、半
導体レーザ素子が第１のベースに、半導体レーザ素子か
ら出射される光の光軸が光ファイバの光軸に対して所定
の傾き角度を持つように固定されていると、半導体レー
ザ素子から出射された後、光ファイバの入射部で反射さ
れた光は、半導体レーザ素子の活性層領域に再入射し難
くなるので、十分な反射減衰量を確保することができ
る。

【０２１８】この場合、所定の傾き角度が２〜３゜であ
ると、反射減衰量の改善と結合効率の低減の防止との両
立を図ることが可能になる。

【０２１９】第３の光送受信装置によると、第１のベー
スに固定された半導体レーザ素子と光ファイバの一端部
との間の距離を規制できると共に、光ファイバの一端部
の光軸に垂直な面内における位置を規制できるので、半
導体レーザ素子から出射される光の光ファイバの一端部
における結合効率の向上を図ることができる。

【０２２０】第３の光送受信装置において、ファイバ端
部保持手段が、開口部側から底面側へ向かうにつれて互
いに接近する一対の壁面を有し光ファイバの一端部を保
持する凹状溝と、光ファイバの一端部を凹状溝の一対の
壁面に対して押さえつける押さえ部材とを有している
と、凹状溝の一対の壁面と押さえ部材とによって光ファ
イバの一端部を３点支持できるので、光ファイバの一端
部の光軸に垂直な面内における位置を確実に規制するこ
とができる。

【０２２１】本発明の光送受信装置の製造方法による
と、光ファイバの本体部、反射型フィルター及び受信用
受光素子が固定された第２のベースを第１のベースに固
定するため、第１のベースと第２のベースとを別体で設
けておいた後に、第２のベースを第１のベースに固定す
ることができるので、半導体レーザ素子、光ファイバの
一端部及び本体部、反射型フィルター並びに受信用受光
素子を１つのベースに固定する製造方法に比べて、アセ
ンブリ工程が容易になると共に、パッシブアライメント
方式でサブミクロンオーダの光軸調整が可能な光送受信
装置を簡易且つ確実に製造することができる。この場
合、反射型フィルターを第２のベースに固定した後に、
第２のベースにおける光ファイバ本体部保持用凹状溝の
上側に受信用受光素子を固定するため、反射型フィルタ
ーと受信用受光素子との位置関係が正確に規制されると
共に、第１のベースに半導体レーザ素子を固定した後、
第１のベースに形成されている光ファイバ端部保持用凹
状溝に光ファイバの一端部を固定するため、半導体レー
ザ素子と光ファイバの一端部との位置関係も正確に規制
される。

【０２２２】本発明の光送受信装置の製造方法におい
て、ベース固定工程が、光ファイバの一端部の光軸方向
の位置及び光軸に垂直な面内における位置を規制した状
態で、第２のベースを第１のベースに固定するようにす
ると、第１のベースに固定された半導体レーザ素子と光
ファイバの一端部との間の距離、及び光ファイバの一端
部の光軸に垂直な面内における位置を規制できるので、
半導体レーザ素子から出射される光の光ファイバの一端
部における結合効率が優れた光送受信装置を製造するこ
とができる。

【０２２３】本発明の光送受信装置の製造方法におい
て、凹状溝形成工程が光ファイバ端部保持用凹状溝と連
通する樹脂導入用溝を形成する工程を含み、ベース固定
工程が光ファイバの一端部を樹脂導入用溝から光ファイ
バ端部保持用凹状溝に供給される樹脂により固定する工
程を含むと、樹脂を光ファイバ端部保持用凹状溝の内部
に確実に流入させることができるので、光ファイバを確
実に固定することができる。

【０２２４】第１の光半導体モジュールによると、アラ
イメントマークは、凹状溝と同一のフォトリソグラフィ
及び同一のエッチングにより形成されているため、ベー
スに形成されているアライメントマークと凹状溝との間
に位置ずれが生じないので、前記のアライメントマーク
により位置決めされた半導体レーザ素子と、前記の凹状
溝に収納された光ファイバとの間の位置ずれを大きく低
減することができ、これによって、レーザ光の光ファイ
バに対する結合効率を向上させることができる。

【０２２５】第１の光半導体モジュールにおいて、アラ
イメントマークが、ベースにおける光軸に対して対称な
位置に形成された一対の側方アライメントマークを含む
と、半導体レーザ素子とベースとの間における、ベース
の表面と平行な面における光軸と垂直な方向の位置ずれ
を低減できるため、半導体レーザ素子から出射されたレ
ーザ光と光ファイバとの間における、ベースの表面と平
行な面における光軸と垂直な方向の位置ずれを低減でき
るので、レーザ光の光ファイバに対する結合効率を大き
く向上させることができる。

【０２２６】第１の光半導体モジュールにおいて、アラ
イメントマークが、ベースにおける切り込み溝の半導体
レーザ側の壁面とのエッジ部に形成されたベースエッジ
アライメントマークを含むと、半導体レーザ素子とベー
スとの間における光軸方向の位置ずれ、ひいては半導体
レーザ素子の出射端面と光ファイバの入射端面との間の
距離のばらつきを低減できるため、半導体レーザ素子の
出射端面と光ファイバの入射端面との間の距離を短くで
きるので、レーザ光の光ファイバに対する結合効率を大
きく向上させることができる。

【０２２７】第１の光半導体モジュールにおいて、アラ
イメントマークが、ベースにおける光軸に対して対称な
位置に形成された一対の側方アライメントマークと、ベ
ースにおける切り込み溝の半導体レーザ側の壁面とのエ
ッジ部に形成されたベースエッジアライメントマークと
を含むと、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光と
光ファイバとの間における、ベースの表面と平行な面に
おける光軸と垂直な方向の位置ずれ、及び、半導体レー
ザ素子の出射端面と光ファイバの入射端面との間の距離
のばらつきを低減できるので、レーザ光の光ファイバに
対する結合効率を一層大きく向上させることができる。

【０２２８】第１の光半導体モジュールが、半導体レー
ザ素子の底面における光ファイバ側のエッジ部に形成さ
れたレーザエッジアライメントマークを備えていると、
半導体レーザ素子とベースとの間における光軸方向の位
置ずれ、ひいては半導体レーザ素子の出射端面と光ファ
イバの入射端面との間の距離のばらつきを低減できるた
め、半導体レーザ素子の出射端面と光ファイバの入射端
面との間の距離を短くできるので、レーザ光の光ファイ
バに対する結合効率を大きく向上させることができる。

【０２２９】この場合、ベースのアライメントマーク
が、ベースにおける切り込み溝の半導体レーザ側の壁面
とのエッジ部に形成されたベースエッジアライメントマ
ークを含むと、半導体レーザ素子の出射端面と光ファイ
バの入射端面との間の距離のばらつきを一層低減できる
ため、半導体レーザ素子の出射端面と光ファイバの入射
端面との間の距離を一層短くできるので、レーザ光の光
ファイバに対する結合効率を一層大きく向上させること
ができる。

【０２３０】本発明に係る第２の光半導体モジュールに
よると、アライメントマークが、ベースにおける光軸に
対して対称な位置に形成された断面Ｖ字状の一対の溝同
士の間に存在する凸状部よりなる凸状アライメントマー
クを含むため、半導体レーザ素子とベースとの間におけ
る、ベースの表面と平行な面における光軸と垂直な方向
の位置ずれを低減できるので、半導体レーザ素子から出
射されたレーザ光と光ファイバとの間における、ベース
の表面と平行な面における光軸と垂直な方向の位置ずれ
を低減でき、これによって、レーザ光の光ファイバに対
する結合効率を大きく向上させることができる。この場
合、半導体レーザ素子がダブルチャネル構造を有してお
り、ベースにおける断面Ｖ字状の一対の溝を形成する領
域には電極を形成する必要がないので、断面Ｖ字状の一
対の溝を形成することが可能になる。

【０２３１】第２の半導体光モジュールにおいて、断面
Ｖ字状の一対の溝が、凸状アライメントマークと凹状溝
との間に位置ずれが生じないため、凸状アライメントマ
ークにより位置決めされた半導体レーザ素子と、凹状溝
に収納された光ファイバとの間の位置ずれを大きく低減
することができるので、レーザ光の光ファイバに対する
結合効率を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態に係る光送受
信装置を示し、（ａ）は（ｂ）におけるＩａ−Ｉａ線の
断面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態に係る光送受
信装置を示し、（ａ）は図１（ａ）におけるIIａ−IIａ
線の断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるIIｂ−
IIｂ線の断面図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態の第１の変形
例に係る光送受信装置を示し、（ａ）は（ｂ）における
IIIａ−IIIａ線の断面図であり、（ｂ）は平面図であ
る。

【図４】第１の実施形態の第２の変形例に係る光送受信
装置の部分断面図である。

【図５】第１の実施形態の第３の変形例に係る光送受信
装置の部分平面図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は第２の実施形態に係る光送受
信装置を示し、（ａ）は（ｂ）におけるVIａ−VIａ線の
断面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図７】第２の実施形態に係る光送受信装置を示し、図
６（ａ）におけるVII−VII線の断面図である。

【図８】第３の実施形態に係る光送受信装置の平面図で
ある。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は第３の実施形態に係る光送受
信装置を示し、（ａ）は図８におけるIXａ−IXａ線の断
面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は第３の実施形態に係る
光送受信装置の樹脂排出用溝を示し、（ｂ）は平面図で
あり、（ｃ）は斜視図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）は第４の実施形態に係る光送
受信装置を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は
（ａ）におけるＸｂ−Ｘｂ線の断面図である。

【図１１】（ａ）は第５の実施形態に係る光送受信装置
の部分断面図であり、（ｂ）は第５の実施形態に係る光
送受信装置の第１の受信用受光素子の受光面を示す平面
図である。

【図１２】（ａ）〜（ｅ）は第１の実施形態に係る光送
受信装置の製造方法の各工程を示し、（ａ）及び（ｅ）
は平面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は側面図である。

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は第１の実施形態に係る光送
受信装置の製造方法の各工程を示し、（ａ）は平面図で
あり、（ｂ）及び（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は断面
図である。

【図１４】（ａ）〜（ｅ）は第１の実施形態に係る光送
受信装置の製造方法の各工程を示す側面図である。

【図１５】（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態に係る光送
受信装置の製造方法の各工程を示し、（ａ）及び（ｃ）
は断面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図１６】第６の実施形態に係る光半導体モジュールの
平面図である。

【図１７】第６の実施形態に係る光半導体モジュールの
正面図である。

【図１８】第６の実施形態に係る光半導体モジュールの
右側面図である。

【図１９】（ａ）〜（ｃ）は第６の実施形態に係る光半
導体モジュールの製造方法における、ベース凹状溝及び
第１〜第３のベースマークの形成工程を説明する断面図
であり、（ｄ）は第６の実施形態に係る光半導体モジュ
ールの製造方法における、ベース凹状溝及び第１〜第３
のベースマークの形成工程を説明する斜視図である。

【図２０】（ａ）〜（ｃ）は第６の実施形態に係る光半
導体モジュールにおける第１〜第３のベースマークとな
るＶ字状溝及び四角錐状ピットを示し、（ａ）及び
（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）にお
けるＸＸ−ＸＸ線の断面図である。

【図２１】第６の実施形態に係る光半導体モジュールに
おける第１〜第３のベースマークとなるＶ字状溝及び四
角錐状ピットの形成方法を示す断面図である。

【図２２】第６の実施形態に係る光半導体モジュールの
一部分を示す平面図である。

【図２３】第６の実施形態に係る光半導体モジュールの
半導体レーザ素子の底面図である。

【図２４】第６の実施形態に係る光半導体モジュールの
ベースの平面図である。

【図２５】第７の実施形態である光半導体モジュールの
製造方法に用いる実装装置の概略構成図である。

【図２６】第７の実施形態である光半導体モジュールの
製造方法における半導体レーザ素子をベースに実装する
工程を説明する模式図である。

【図２７】（ａ）〜（ｃ）は、第７の実施形態である光
半導体レーザモジュールの製造方法における半導体レー
ザ素子とベースとの位置合わせを説明するための半導体
レーザ素子の部分平面図である。

【図２８】第８の実施形態である光半導体モジュールの
製造方法における光ファイバをベースに実装する工程を
説明する平面図である。

【図２９】（ａ）は第８の実施形態である光半導体モジ
ュールの製造方法における光ファイバをベースに実装す
る工程を説明する正面図であり、（ｂ）は第８の実施形
態である光半導体モジュールの製造方法における光ファ
イバをベースに実装する工程を説明する斜視図である。

【図３０】第９の実施形態である光ファイバ同士の接続
方法を説明するための図であって、光ファイバのモード
フィールド径をパラメータとする半導体レーザ素子の出
射角と光ファイバの結合効率との関係を示す特性図であ
る。

【図３１】第９の実施形態である光ファイバ同士の接続
方法を説明するための図であって、光ファイバのモード
フィールド径をパラメータとする、半導体レーザ素子及
び光ファイバ間の距離と過剰損失との関係を示す特性図
である。

【図３２】第９の実施形態である光ファイバ同士の接続
方法を説明するための図であって、光ファイバのモード
フィールド径をパラメータとする、半導体レーザ素子及
び光ファイバ間の光軸位置ずれ量と過剰損失との関係を
示す特性図である。

【図３３】第１の実施形態の第３の変形例に係る光送受
信装置において、半導体レーザ素子と光ファイバとの結
合部における、半導体レーザ素子の傾き角度αと反射減
衰量との関係を示す図である。

【図３４】第１の実施形態の第３の変形例に係る光送受
信装置において、半導体レーザ素子の傾き角度と過剰損
失との関係を示す図である。

【図３５】第１０の実施形態に係る光半導体モジュール
の一部分を示す断面図である。

【図３６】第１０の実施形態に係る光半導体モジュール
の一部分を示す斜視図である。

【図３７】（ａ）、（ｂ）は従来の光送受信装置を示
し、（ａ）は平面模式図であり、（ｂ）は（ａ）におけ
るＡ−Ａ線の断面図である。

【図３８】従来の光半導体モジュールの製造方法におけ
る位置合わせ工程を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１１０ 第１のベース １１０ａ 光信号送信領域 １１０ｂ 光ファイバ端部保持領域 １１０ｃ 光信号受信領域 １１０ｄ ジャケット保持領域 １１０Ａ シリコン基板 １１１ 半導体レーザ素子 １１２ モニター用受光素子 １１３ 第１の凹状溝 １１４ 第２の凹状溝 １１５ ファイバ押さえ部材 １１６ 切欠き部 １１７ ファイバストッパー １１８ アライメントマーク １２０ 第２のベース １２０Ａ ＧａＡｓ基板 １２１ 第３の凹状溝 １２２ 第１の切り込み溝 １２３ 第２の切り込み溝 １２４ ハーフミラー １２５ ＷＤＭフィルター １２６ 第１の受信用受光素子 １２６ａ 受光面 １２７ 第２の受信用受光素子 １３０ 光ファイバ １３０ａ 入射部 １３１ ジャケット（又はＭＵフェルール） １４０ 第４の凹状溝 １４１ 樹脂 １５１ 第１の電極配線 １５２ 第２の電極配線 １５３ 第１の上部電極用パッド １５４ 第２の上部電極用パッド １５５ パッケージ １５６ キャップ １６１ 第１の受信用電極パッド １６２ 第２の受信用電極パッド １６３ ２００ ベース ２００ａ 光信号送信領域 ２００ｂ 光ファイバ端部保持領域 ２００ｃ 光信号受信領域 ２０１ 凹状溝 ２０２ 切欠き部 ２０３ ファイバストッパー ２０４ ファイバ押さえ部材 ２０４ａ 凸状部 ２０５ 樹脂 ２０６ アライメントマーク ２０７ 第１の切り込み溝 ２０８ 第２の切り込み溝 ２１１ 半導体レーザ素子 ２１２ モニター用受光素子 ２２４ ハーフミラー ２２５ ＷＤＭフィルター ２２６ 第１の受信用受光素子 ２２６ａ 受光面 ２２７ 第２の受信用受光素子 ２３０ 光ファイバ ２３０ａ 入射部 ３００ ベース ３００ａ 光信号送信領域 ３００ｃ 光信号受信領域 ３０１ 凹状溝 ３０２ 切欠き部 ３０３ ファイバストッパー ３０４ 樹脂供給用溝 ３０５ 樹脂供給用凹部 ３０６ 樹脂排出用溝 ３１１ 半導体レーザ素子 ３３０ 光ファイバ ３４０ フィルター ３４１ 屈折率整合樹脂 ４００ ベース ４０１ ベース凹状溝 ４０２ 切り込み溝 ４０２ａ ストッパー用壁面 ４０３ レーザ素子用配線 ４０４ 受光素子用配線 ４０５ 第１のベースマーク ４０６ 第２のベースマーク ４０７ 第３のベースマーク ４０８ 溝形成用マーク ４１０ 半導体レーザ素子 ４１１ 第１のレーザマーク ４１２ 第２のレーザマーク ４１３ 金属電極 ４２０ モニター用受光素子 ４３０ 光ファイバ ４４０ ファイバ押さえ部材 ４４１ 押さえ部材凹状溝 ４５０ ＳｉＯ₂ 膜 ４５１ レジストパターン ４５２ マスク ４５２ａ 溝用開口部 ４５２ｂ マーク用開口部 ４５５ Ｖ字状溝 ４５６ 四角錐状ピット ４５７ 非エッチング領域 ４６０ 下側ステージ ４６１ 基板加熱ヒーター ４６２ 下側ＣＣＤカメラ ４６３ ステージキャリブレーションマーカ ４６４ 下側モニター ４７０ 上側ステージ ４７１ 固定用ツール ４７２ 上側ＣＣＤカメラ ４８０ 制御装置 ５００ ベース ５０１ 第１のＶ状溝 ５０２ 第２のＶ状溝 ５０３ 凸状部 ５１０ 半導体レーザ素子 ５１１ ストライプ領域 ５１２ 活性層 ５１３ 電流ブロック層 ５１５ 凹状溝 ５１６ 金属膜 ５１７ 電極 ５２０ 半田

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光田 昌弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信用光信号を送信すると共に受信用光
   信号を受信する光ファイバと、 互いに間隔をおいて光信号送信領域及び光信号受信領域
   を有すると共に、光信号送信領域と光信号受信領域との
   間にファイバ端部保持領域を有する第１のベースと、 前記第１のベースの光信号送信領域に固定されており、
   送信用光信号を出射する半導体レーザ素子と、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に設けられて
   おり、前記半導体レーザ素子から出射される送信用光信
   号が入射する前記光ファイバの一端部を保持しているフ
   ァイバ端部保持手段と、 前記第１のベースの光信号受信領域に固定されており、
   前記光ファイバの本体部を保持している第２のベース
   と、 前記第２のベース及び前記光ファイバの本体部に挿入さ
   れるように保持されており、前記半導体レーザ素子から
   出射される送信用光信号を透過させる一方、前記光ファ
   イバの他端部から入射される受信用光信号を反射する反
   射型フィルターと、 前記第２のベースに固定されており、前記反射型フィル
   ターにより反射される受信用光信号を受信する受信用受
   光素子とを備えていることを特徴とする光送受信装置。
2. 【請求項２】 パッケージと、 送信用光信号を送信すると共に受信用光信号を受信する
   光ファイバと、 前記パッケージの底部に固定されており、互いに間隔を
   おいて光信号送信領域及び光信号受信領域を有すると共
   に、光信号送信領域と光信号受信領域との間にファイバ
   端部保持領域を有する第１のベースと、 前記第１のベースの光信号送信領域に固定されており、
   送信用光信号を出射する半導体レーザ素子と、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に設けられて
   おり、前記半導体レーザ素子から出射される送信用光信
   号が入射する前記光ファイバの一端部を保持しているフ
   ァイバ端部保持手段と、 前記パッケージの底部に固定されており、前記光ファイ
   バの本体部を保持している第２のベースと、 前記第２のベース及び前記光ファイバの本体部に挿入さ
   れるように保持されており、前記半導体レーザ素子から
   出射される送信用光信号を透過させる一方、前記光ファ
   イバの他端部から入射される受信用光信号を反射する反
   射型フィルターと、 前記第２のベースに固定されており、前記反射型フィル
   ターにより反射される受信用光信号を受信する受信用受
   光素子とを備えていることを特徴とする光送受信装置。
3. 【請求項３】 前記第１のベースは、前記光ファイバの
   一端部の光軸方向の位置を規制する光軸方向位置決め手
   段を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の光送受信装置。
4. 【請求項４】 前記ファイバ端部保持手段は、前記光フ
   ァイバの一端部の光軸に垂直な面内における位置を規制
   する光軸垂直面内位置決め手段を有していることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の光送受信装置。
5. 【請求項５】 前記光軸垂直面内位置決め手段は、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に光軸方向へ
   延びるように形成され、開口部側から底面側へ向かうに
   つれて互いに接近する一対の壁面を有し、前記光ファイ
   バの一端部を保持している凹状溝と、 前記第１のベースにおける前記凹状溝の上側に固定さ
   れ、前記凹状溝に保持された前記光ファイバの一端部を
   前記凹状溝の一対の壁面に対して押さえつける押さえ部
   材とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の光送受信装置。
6. 【請求項６】 前記ファイバ端部保持手段は、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に光軸方向へ
   延びるように形成され、前記光ファイバの一端部を保持
   している凹状溝と、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に、前記凹状
   溝と交差する方向へ延び且つ前記凹状溝と連通するよう
   に形成され、供給された樹脂を前記凹状溝に導入する樹
   脂導入用溝とを有していることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の光送受信装置。
7. 【請求項７】 前記ファイバ端部保持手段は、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に光軸方向へ
   延びるように形成され、前記光ファイバの一端部を保持
   している凹状溝と、 前記第１のベースのファイバ端部保持領域に、前記凹状
   溝と交差する方向へ延び且つ前記凹状溝と連通するよう
   に形成され、前記凹状溝に供給された樹脂を外部に排出
   する樹脂排出用溝とを有していることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の光送受信装置。
8. 【請求項８】 前記反射型フィルターと前記受信用受光
   素子との間に、前記半導体レーザ素子から出射される送
   信用光信号を反射する反射膜をさらに備えていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信装置。
9. 【請求項９】 前記光ファイバの本体部及び前記第２の
   ベースにおける前記反射型フィルターよりも前記光ファ
   イバの他端側に挿入されるように保持されており、前記
   半導体レーザ素子から出射される送信用光信号を透過さ
   せる一方、前記光ファイバの他端部から入射される複数
   の波長帯の受信用光信号のうち所定の波長帯の受信用光
   信号を選択的に反射する波長選択反射型フィルターと、 前記第２のベースに固定されており、前記波長選択反射
   型フィルターにより反射される受信用光信号を受信する
   他の受信用受光素子とをさらに備えていることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の光送受信装置。
10. 【請求項１０】 前記波長選択反射型フィルターと前記
    他の受信用受光素子との間に、前記所定の波長帯の受信
    用光信号を選択的に透過させるフィルターをさらに備え
    ていることを特徴とする請求項９に記載の光送受信装
    置。
11. 【請求項１１】 前記半導体レーザ素子は前記第１のベ
    ースに、前記半導体レーザ素子から出射される光の光軸
    が前記光ファイバの光軸に対して所定の傾き角度を持つ
    ように固定されていることを特徴とする請求項１又は２
    に記載の光送受信装置。
12. 【請求項１２】 前記所定の傾き角度は２〜３゜である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光送受信装置。
13. 【請求項１３】 送信用光信号を送信すると共に受信用
    光信号を受信する光ファイバと、 互いに間隔をおいて光信号送信領域及び光信号受信領域
    を有すると共に、光信号送信領域と光信号受信領域との
    間にファイバ端部保持領域を有するベースと、前記ベー
    スの光信号送信領域に固定されており、送信用光信号を
    出射する半導 体レーザ素子と、前記ベースの光信号送信領域に設けら
    れており、前記半導体レーザ素子から出射される送信用
    光信号が入射する前記光ファイバの一端部の光軸方向の
    位置を規制する光軸方向位置決め手段と、 前記ベースのファイバ端部保持領域に設けられており、
    前記光ファイバの一端部の光軸に垂直な面内における位
    置を規制した状態で前記光ファイバの一端部を保持して
    いるファイバ端部保持手段と、 前記ベースの光信号受信領域に設けられており、前記光
    ファイバの本体部を保持しているファイバ本体部保持手
    段と、 前記ファイバ本体部保持手段及び前記光ファイバに挿入
    されるように保持されており、前記半導体レーザ素子か
    ら出射される送信用光信号を透過させる一方、前記光フ
    ァイバの他端部から入射される受信用光信号を反射する
    反射型フィルターと、 前記ベースの光信号受信領域に固定されており、前記反
    射型フィルターにより反射される受信用光信号を受信す
    る受信用受光素子とを備えていることを特徴とする光送
    受信装置。
14. 【請求項１４】 前記ファイバ端部保持手段は、 前記ベースに光軸方向へ延びるように形成され、開口部
    側から底面側へ向かうにつれて互いに接近する一対の壁
    面を有し、前記光ファイバを保持している凹状溝と、 前記ベースのファイバ端部保持領域における前記凹状溝
    の上側に固定され、前記凹状溝に保持された前記光ファ
    イバの一端部を前記一対の壁面に対して押さえつける押
    さえ部材とを有していることを特徴とする請求項１３に
    記載の光送受信装置。
15. 【請求項１５】 光送信用光信号を送信すると共に受信
    用光信号を受信する光ファイバを備えた光送受信装置の
    製造方法であって、 互いに間隔をおいて光信号送信領域及び光信号受信領域
    を有すると共に、光信号送信領域と光信号受信領域との
    間にファイバ端部保持領域を有する第１のベースのファ
    イバ端部保持領域に、前記光ファイバの一端部を保持可
    能な断面形状を有し且つ光軸方向へ延びる光ファイバ端
    部保持用凹状溝を形成する凹状溝形成工程と、 前記第１のベースの光信号送信領域に、送信用光信号を
    出射する半導体レーザ素子を固定するレーザ素子固定工
    程と、 第２のベースに、前記光ファイバの本体部を保持可能な
    断面形状を有し且つ光軸方向へ延びる光ファイバ本体部
    保持用凹状溝を形成した後、該光ファイバ本体部保持用
    凹状溝の内部に前記光ファイバの本体部を固定するファ
    イバ本体部固定工程と、 前記第２のベース及び前記光ファイバの本体部に光軸と
    垂直な方向へ延びる切り込み溝を形成した後、該切り込
    み溝の内部に、前記半導体レーザ素子から出射され前記
    光ファイバの一端部に入射される送信用光信号を透過さ
    せる一方、前記光ファイバの他端部から入射される受信
    用光信号を反射する反射型フィルターを固定するフィル
    ター固定工程と、 前記第２のベースにおける前記光ファイバ本体部保持用
    凹状溝の上側に、前記反射型フィルターにより反射され
    る受信用光信号を受信する受信用受光素子を固定する受
    光素子固定工程と、 前記光ファイバの一端部を前記第１のベースの光ファイ
    バ端部保持用凹状溝に固定すると共に、前記光ファイバ
    の本体部、反射型フィルター及び受信用受光素子が固定
    された前記第２のベースを前記第１のベースの光信号受
    信領域に固定するベース固定工程とを備えていることを
    特徴とする光送受信装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記ベース固定工程は、前記光ファイ
    バの一端部の光軸方向の位置及び光軸に垂直な面内にお
    ける位置を規制した状態で、前記第２のベースを前記第
    １のベースの光信号受信領域に固定する工程を含むこと
    を特徴とする請求項１５に記載の光送受信装置の製造方
    法。
17. 【請求項１７】 前記凹状溝形成工程は、前記第１のベ
    ースのファイバ端部保持領域に、前記光ファイバ端部保
    持用凹状溝と交差する方向へ延び且つ前記光ファイバ端
    部保持用凹状溝と連通する樹脂導入用溝を形成する工程
    を含み、 前記ベース固定工程は、前記光ファイバの一端部を前記
    第１のベースの光ファイバ端部保持用凹状溝に、前記樹
    脂導入用溝から前記光ファイバ端部保持用凹状溝に供給
    される樹脂により固定する工程を含むことを特徴とする
    請求項１５に記載の光送受信装置の製造方法。
18. 【請求項１８】 光軸方向に延びる凹状溝及び光軸と垂
    直な方向に延びる切り込み溝を有するベースと、 前記ベースに固定されており半導体レーザ光を出射する
    半導体レーザ素子と、 入射端面が前記切り込み溝の半導体レーザ側の壁面に当
    接した状態で前記ベースの凹状溝に収納されており、前
    記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を伝送する
    光ファイバと、 前記ベースに形成されており、前記半導体レーザ素子と
    前記ベースとの位置合わせをするためのアライメントマ
    ークとを備え、 前記アライメントマークは、前記凹状溝と同一のフォト
    リソグラフィ及び同一のエッチングにより形成されてい
    ることを特徴とする光半導体モジュール。
19. 【請求項１９】 前記アライメントマークは、前記ベー
    スにおける前記半導体レーザ素子が固定される領域の両
    側における光軸に対して対称な位置に形成された一対の
    側方アライメントマークを含むことを特徴とする請求項
    １８に記載の光半導体モジュール。
20. 【請求項２０】 前記アライメントマークは、前記ベー
    スにおける前記切り込み溝の半導体レーザ側の壁面との
    エッジ部に形成されたベースエッジアライメントマーク
    を含むことを特徴とする請求項１８に記載の光半導体モ
    ジュール。
21. 【請求項２１】 前記アライメントマークは、前記ベー
    スにおける前記半導体レーザ素子が固定される領域の両
    側における光軸に対して対称な位置に形成された一対の
    側方アライメントマークと、前記ベースにおける前記切
    り込み溝の半導体レーザ側の壁面とのエッジ部に形成さ
    れたベースエッジアライメントマークとを含むことを特
    徴とする請求項１８に記載の光半導体モジュール。
22. 【請求項２２】 前記半導体レーザ素子の底面における
    前記光ファイバ側のエッジ部に形成され、前記半導体レ
    ーザ素子と前記ベースとの位置合わせをするためのレー
    ザエッジアライメントマークをさらに備えていることを
    特徴とする請求項１８に記載の光半導体モジュール。
23. 【請求項２３】 前記アライメントマークは、前記ベー
    スにおける前記切り込み溝の半導体レーザ側の壁面との
    エッジ部に形成されたベースエッジアライメントマーク
    を含むことを特徴とする請求項２２に記載の光半導体モ
    ジュール。
24. 【請求項２４】 光軸方向に延びる凹状溝を有するベー
    スと、 前記ベースに固定されており半導体レーザ光を出射する
    ダブルチャネル構造の半導体レーザ素子と、 前記ベースの凹状溝に収納されており、前記半導体レー
    ザ素子から出射されるレーザ光を伝送する光ファイバ
    と、 前記ベースに形成されており、前記半導体レーザ素子と
    前記ベースとの位置合わせをするためのアライメントマ
    ークとを備え、 前記アライメントマークは、前記ベースの前記半導体レ
    ーザ素子が固定される領域における光軸に対して対称な
    位置に形成された断面Ｖ字状の一対の溝同士の間に存在
    する凸状部よりなる凸状アライメントマークを含むこと
    を特徴とする光半導体モジュール。
25. 【請求項２５】 前記一対の溝は、前記凹状溝と同一の
    フォトリソグラフィ及び同一のエッチングにより形成さ
    れていることを特徴とする請求項２４に記載の光半導体
    モジュール。