JPS6338907A - 光合分波モジユ−ル - 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〕 本発明は光通信Ｗｌ等に使用される光合分波モジュール
に関するもので、特にコリメータ、光半導体素子、レン
ズ、及び干渉膜等の光学部品を一体化することにより構
成さｎる光合分波モジュールに関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来のこの種の光合分波モジュールを示す正面
図、第５図はその断面図である。

図において１は中空の基板で、この基板１の一側部には
第１の取付部２ａが設けられ、また他側部には第１の取
付部２ａと同軸上に位置する第２の取付部２ｂが設けら
れており、更にこの第２の取付部２ｂに対して斜めに向
けた第３の取付部２Ｃが所定の位置に設けられている。

３は光ファイバ、４は集束性ロッドレンズ、５は外部と
の光信号の授受を行うコリメータで、このコリメータ５
は前記光ファイバ３の端部と集束性ロンドレンズ４を一
体化することにより構成さ汎ておシ、前記基板１の第１
の取付部２ａに挿入固定さｎている。

６はλ１の波長を持つ光信号を発光する発光素子、７は
この発光素子６と前記コリメータ５とを光学的に結合さ
せるレンズで、この両者はコリメータ５に対して光軸調
整した後、高分子樹脂による接着剤８によシ前記基板１
の第２の取付部２ｂに固定されている。

９はλ１の波長の光のみを通過させかつ他の波長の光を
反射する第１の干渉膜（フィルタ）で、この第１の干渉
膜９は前記第２の取付部２ｂの一端に位置する取付面に
固定さｎておシ、この取付面は第２の取付部２ｂに対し
て予じめ斜めに形成さｎている。

１０はλ２の波長の光のみを通過させかつ他の波長の光
は反射する第２の干渉膜（フィルタ）で、この第２の干
渉膜１０は第１の干渉膜９を取付けた取付面に平行とな
るように第３の取付部２ｃの一端に設けられた取付面に
固定さｎている。

１１はλ２の波長の光を受光する受光素子、１２はこの
受光素子１１と前記コリメータ５とを光学的に結合させ
るレンズで、この両者はコリメータ５に対して光軸調整
した後、前記と同様の高分子樹脂による接着剤８にょシ
基板１の第３の取付部２ｃに固定されている。

この構成において光−電気信号の変゛換は以下のように
行われる。

まず、発光素子６に入力さｎた電気信号は、この発光素
子６によシ光電変換さｎ１波長λ１の光信号として発光
される。そしてこの光信号はレンズ７によって平行ビー
ム光となり、第４図に実線で示したようにｇｌの干渉膜
９を通過した後、基板１内の空間を直進し、コリメータ
５の集束性ロッドレンズ４によフ光ファイバ３に入射し
て、この光ファイバ３によシ外部へ伝送される。

一方、光ファイバ３によシ外部からλ２の波長を持つ光
信号が伝送さｎてきた場合、その光信号はコリメータ５
の集束性ロンドレンズ４により平行ビーム光となる。そ
して、この平行ビーム光は点線で示したように基板１内
の空間を直進して第１の干渉膜９によシ反射され、再び
基板１内の空間を直進した後、第２の干渉膜１０を通過
し、レンズ１２により集束されて受光素子１１で受光さ
れることにより電気信号に変換されて出力される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上述した従来の光合分波モジュールは、光
半導体素子つまシ発光素子と受光素子、及びこれらに対
応するレンズ等の光学部品をコリメータに対して光軸調
整した後、それぞれ接着剤によシ基板に設けらｎている
取付部に固定して一体に組立てる構成としているため、
組立後の温度変化による接着剤の膨張や収縮の影響によ
り前記の光学部品の軸ずれが生じ易いという問題があり
、また各光学部品を接着剤によシ固定するには接着剤塗
布後、数時間ないしはそれ以上の硬化時間を要するため
に、光学部品が動かないように注意を払って接着剤を硬
化させなければならず、そのため組立てに長い時間及び
多くの手間がかかつて安価に提供する上での障害になる
という問題もあった。

本発明はこｎらの問題を解決するためになされたもので
、組立後の温度変化に起因する光学部品の光軸ずれを防
止して温度に対する安定性を持たせることができると共
に、組立作業の時間及び手間を削減して安価に提供する
ことのできる光合分波モジュールを実現することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した目的を達成するため、本発明は光半導体素子と
この光半導体素子に対応するレンズ合基板に固定するた
めの手段として金属製のホルダと半田等の金属性固定材
とを用いるものである。

〔作用〕 上述した構成を有する本発明は基板上にコリメータと干
渉膜とを従来と同様に取付け、そしてレンズ及び光半導
体素子をコリメータに対して光軸調整して金属性固定材
によりホルダに固定すると共に、このホルダを基板に取
付けて一木に組立てる。

このようにした本発明は、温度変化による影響の小さい
金属製のホルダと金属性固定材とを用いて光半導体素子
及びレンズの固定を行うため、これらの光学部品の組立
後の軸ずれを確実に防止できると共に、従来の高分子樹
脂による接着剤を用いる場合のように長い硬化時間を必
要としないため、少ない手間及び時間で組立てることが
可能となり、安価な光合分波モジュールを提供すること
ができる。

〔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合分波モジュールの第１の実施
例を示す正面図、第２図はその断面１凶である。

図において１は基板、２ａ〜２Ｃは第１〜第３の取付部
、３は光ファイバ、４は集束性ロツドレン□ズ、５はコ
リメータ、６は発光素子、７はレンズ、９は第１の干渉
膜、１０は第２の干渉膜、１１は受光素子、１２はレン
ズで、これらは前述した第４図及び第５図の従来例に用
いられているものと実質的に同一の部品であるので、同
一の符号を持って示しているが、本実施例において前記
基板１に設けられている第２の取付部２ｂ及び第３の取
付部２ｃはそれぞれ後述する第１及び第２のホルダを装
着できるように予じめ加工されている。

１３は金属製の筒状の第１のホルダ、１４は同じく金属
製の筒状の第２のホルダ、１５は金属性固定材としての
半田、１６は同じく金属性固定材としての低温半田であ
る。

次に本実施例の作用として上述した各部品の組立てにつ
いて説明する。

まス、集束性ロッドレンズ４と光ファイバ３の一端とを
接続固定して成るコリメータ５を従来と同様に基板１に
設けらｎた第１の取付部２ａに直接固定し、また第１の
干渉膜９と第２の干渉膜１０もそｎぞれ従来と同様に取
付面に固定する。

一方、レンズ７．１２の外周には予じめＡｕメタライズ
を施し、また第１のホルダ１３及び第２のホルダ１４に
は前記レンズ１，１２を半田付けするための表面処理を
それぞれ行っておく。

そして、レンズ７を第１のホルダ１３内に入れ、光軸調
整して半田１５によシ固定した後、この第１のホルダ１
３を前記基板に設けられた第２の取付部２ｂに機械的に
固定し、更に第１のホルダ１３内に発光素子６を挿入し
てコリメータ５に対する光軸調整を行った後、低温半田
１６により発光素子６を第１のホルダ１３に固定する。

また、レンズ１２は第２のホルダ１４内に入れ、前記レ
ンズ１２と同様に光軸調整を行って半田１５によシ固定
する。そしてこの第２のホルダ１４を前記基板１に設け
られた第３の取付部２Ｃに機械的に固定した後、受光索
子１１を第２のホルダ１４内に挿入し、コリメータ５に
光学的に対する光軸調整を行って、低温半田１６により
受光素子１１を第２のホルダ１４に固定する。

第３図は本発明による光合分波モジュールの第２の実施
例を示す要部断面図で、図示したようにこの第２の実施
例は第１のホルダとして、レンズ７を半田付は固定でき
るように表面処理を行った前部ホルダ１３ａと、発光素
子６を半田付は固定できるように表面処理を行つＡ後部
ホルダ１３ｂとを用い、外周部にＡｕメタライズを施し
たレンズ７を半田１５によシ前部ホルダ１３ａ内に固定
し、また発光素子６を後部ホルダ１３ｂ内に半田１７に
より固定した後、前記前部ホルダ１３ａを基板１の第２
の取付部２ｂに機械的に固定して、更にこの前部ホルダ
１３ａの後端面に後部ホルダ１３ｂの前端面を合わせて
、発光素子６のコリメータ５（第１図参照）に対する光
軸調整をした後、前部ホルダ１３ａと後部ホルダｉ３ｂ
とを溶接等により接続固定する。

尚、ここでは図示していないが、レンズ１２゜受光素子
１１もこれと同様にして組立てを行う。

以上の構成による光合分波モジュール、すなわち第１及
び第２の実施例における光−電気信号の変換は従来と同
様に行うことができる。

すなわち発光素子６に人力された電気信号（げ、この発
光素子６により光電変換さｎて波長λ１の光信号として
発光される。そしてこの光信号はレンズ７によって平行
ビーム光となシ、第１図に実線で示したように第１の干
渉膜９を通過した後、基板１内の空間を直進し、コリメ
ータ５の集束性ロッドレンズ４を介して光ファイバ３に
入射して、この光ファイバ３によシ外部へ伝送される。

一方、光ファイバ３によシ外部からλ２の波長を持つ光
信号が伝送されてきた場合、その光信号はコリメータ５
の集束性ロッドレンズ４によシ平行ビーム光となる。そ
してこの平行ビーム光は点線で示したように基板１内の
空間を直進して第１の干渉膜９によシ反射され、再び基
板１内の空間を直進した後、第２の干渉膜１０を通過し
、レンズ１２よシ集束されて受光素子１１で受光される
ことによシミ気信号に変換されて出力される。

以上第１及び第２の実施例について説明したが本発明は
これに限定されるものではなく、例えば発光素子６と受
光素子１１の取付位置を逆にしても全く差しつかえはな
い。

また、上述した各実施例では２種類の光半導体素子つま
り発光素子６と受光素子１１とを１個ずつ使用してコリ
メータ５等と一体化する場合について説明したが、複数
の発光素子６と受光素子１１を複数のコリメータ５等と
組合わせて一体化することも可能であり、更に光半導体
素子として発光素子６″！たは受光素子１１のみを用い
、これをコリメータ５等と組合わせて一体化することも
任意である。

更にまた、上述した実施例では金属性固定材として半田
１５、及び低温半田１６を用いたが、他の金属性固定材
を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、光半導体素子とこれに対
応するレンズを温度変化による影響の小さい金属性固定
材により金属性のホルダに固定すると共に、この金属性
ホルダを基板に固定することで、光半導体素子及びレン
ズをコリメータ、干渉膜等と共に基板上で一体化して組
立てるようにしているため、組立後の温度変化に起因す
る光半導体素子及びレンズ等の光学部品の光軸ずれを確
実に防止することができるという効果が得られる。

また、前記金属性固定材は従来の高分子樹脂による接着
剤のように長い硬化時間を必要としないため、短時間で
組立てを行うことができると共に、組立てにかかる手間
も少なくな９、従って安価な光合分波モジュールを提供
できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光合分波モジュールの第１の実施
例を示す正面図、第２図はその断面図、第３図は第２の
実施例を示す要部断面図、第４図は従来例を示す正面図
、第５図はその断面図である。 １：基板　３：光ファイバ　４：集束性ロンドレンズ　
５：コリメータ　６：発光素子　７：レンズ　９：第１
の干渉膜　１０：第２の干渉膜１１：受光素子　１２：
レンズ　１３：第１のホルダ　１３ａ：前部ホルダ　１
３ｂ＝後部ホルダ１４：第２のホルダ　１５：半１）１
６：低温半１）１１：半田 麺　３　囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部との光信号の授受を行うコリメータと、複数の
   光半導体素子と、 前記コリメータと光半導体素子とを光学的に結合させる
   レンズと、 各光半導体素子に対応して特定波長の光の通過及び反射
   を行う干渉膜とを具備し、 これらを基板上に配置固定して一体化する光合分波モジ
   ュールにおいて、 前記光半導体素子とこれに組合わされるレンズとをそれ
   ぞれ金属性固定材により金属製のホルダ内に固定すると
   共に、このホルダを前記基板に固定したことを特徴とす
   る光合分波モジュール。 ２、前部ホルダとこの前部ホルダに接続固定される後部
   ホルダとで１つのホルダを構成し、前記前部ホルダには
   レンズを、また後部ホルダには光半導体をそれぞれ金属
   性固定材により固定したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光合分波モジュール。