WO2001043245A1

WO2001043245A1 - Optical semiconductor module

Info

Publication number: WO2001043245A1
Application number: PCT/JP2000/008741
Authority: WO
Inventors: Manabu Yoshimura; Kazunori Yoshida; Masaki Furumai
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2001-06-14
Anticipated expiration: 2002-06-10
Also published as: EP1168536A1; CA2362654A1; US20020164131A1; TW474056B; EP1168536A4; US6799901B2

Description

明細書

光半導体モジュール技術分野

本発明は、光半導体モジュールに関する。背景技術

従来の光半導体モジュール 1 0 0は、 T O型 C A Nケース 1 0 2と、発光素子 1 0 4と、光ファイク 1 0 6と、フェル一ル 1 0 8と、支持部材 1 1 0とを備える。発光素子 1 0 4は、ケース 1 0 2に収納されている。光ファイバ 1 0 6は、発光素子 1 0 4に光学的に結合されている。フエルール 1 0 8は、光ファイバ 1 0 6を支持している。支持部材 1 1 0は、フヱルール 1 0 8を支持している。支持部材 1 1 0は、発光素子 1 0 4の光軸に沿って伸びる筒形状を有し、また C A Nケース 1 0 2の側面に接着部材 1 1 2を用いて固定されている。これによつて、光ファイバ 1 0 6が発光素子 1 0 4と光学的に結合されることを可能にしている。発明の開示

発明者は、このような光半導体モジュールを小型化するための研究を行ってきた。この研究の結果、発明者は、この技術分野では特に、光半導体モジュールの光軸に直交する面における断面形状を縮小することに対する要求があることを見出した。そこで、本発明の目的は、このような小型化が可能な構造を有する光半導体モジユールを提供することにある。

これを実現するために、発明者はさらに検討を重ねた。

まず、従来の光半導体モジュールに含まれる各部品の役割について検討を行った。 T O型 C A Nケースは、半導体レーザといつた光半導体素子または半導体受光素子を収納している。支持部材は、このような半導体発光素子または半導体受光素子に光ファイバを光学的に結合させるために設けられている。また、支持部材は、光フアイバを保持しているフエルールの揷入方向を規定する挿入孔を有する。フヱルールの向きは、 C A Nケースを支持部材の挿入孔に差し込む角度によって決定されている。このため、支持部材の筒状部の内径は、 C A Nケースの外径に合わせるように決定されている。この構造により、 C A Nケースに支持部材が位置合わせされたときに、光ファイバが発光素子の光軸に一致することが可能になる。

次いで、このような役割を究揮している部品を備える光半導体モジュ一ルにおいて、光軸に直交している断面における光半導体モジュールの形状を調査した。発明者は、以下のことを究見した：支持部材は、 C A Nケースが挿入される部分を有しており、この部分の断面を縮小することが、光半導体モジュールの他の部分に比べて困難である。故に、この部位における光半導体モジュールの断面形状を小さくすることが必要である。

これを実現するための構造を検討した結果、以下の本発明をするに至った。本発明に係わる光半導体モジュールは、搭載部材と、第 1の部材と、光半導体素子と、第 2の部材と、光導波路とを備える。搭載部材は、所定の軸に交差する基準面に沿って伸びる。 1の部材は、所定の軸に沿って仲びる管状部、この管状部の一端に設けられた第 1の端部、および管状部の他端に設けられた第 2の端部を有する。 1の端部は、搭載部材に固定されている。光半 ¾体素子は、その光軸が所定の軸に沿うように、第 1の部材の管状部内に配置されている。第 2の部材は、所定の軸に沿って仲びる管状部を有し、第 1の部材の第 2の端部に固定されている。光導波路は、光半導体素子と光学的に結合するように第 2の部材の管状部内を通過する。

第 1の部材を搭載部材に固定しているので、搭載部材および第 1の部材が、光半導体素子を収容する空問を規定している。第 2の部材は、光導波路が伸びる方向を規定している。また、第 2の部材は、第 1の部材の第 2の端部に固定されている。この固定によって、光半導体素子が光導波路と光学的な結合を可能にする方向が規定される。

搭載部材および第 1の部材が光半導体素子の収容空間を規定しているので、従来の光半導体モジュールのように、支持部材が C ANケースの外側に配置される形態を必要としない。したがって、小型化が可能な構造を有する。

本発明は、以下に記述される 1又は複数の特徴を任意に組み合わせることが可能である。

本発明に係わる光半導体モジュールは、フェル一ルを更に備えることができる。フエルールは、第 2の部材の管状部に収納されることができ、さらに固定されることができる。光導波路は、フエルールに支持された光ファイバを有することができる。

フェル一ルは、管状部によってガイドされ、また光ファイバを支持した状態で第 2の部材の管状部に収納される。これによつて、光ファイバと光半導体素子との光学的な結合が可能になる。また、フェル一ルは第 2の部材に固定されているので、安定な光学的結合が実現される。

本発明に係わる光半導体モジュールは、管状部および一対の開口部を有する第 3 の部材を更に備えることができる。第 3の部材の管状部は、所定の軸に沿って伸びると共に、第 2の部材およびフェル一ルを収容している。一対の開口部は、管状部の両端に設けられている。光ファイバは、一対の開口部の一方を通過してフェルールに到達している。

第 2の部材およびフエルールは、第 3の部材の管状部に収容され、これによつて保護される。光ファイバが一対の開口部の一方を通過するので、第 3の部材は、フェルールに向うように光ファイバをガイドし、光ファイノの屈曲可能な範囲を制限している。これによつて、フエルールへの挿入位置において光ファイバに予期しない力が加わることを抑制している。

本発明に係わる光半導体モジュールでは、フエルールは第 1の端面および第 2の端面を有する。また、光ファイバは、フェル一ルの第 1の端面から第 2の端面に向かって配置されることができる。光ファイバの端部は、第 1および第 2の端面の両方に現れている。このため、第 1および第 2の端面の一方は、光半導体素子と光学的に結合されることができる。また、第 1および第 2の端面の他方は、別の光ファィバと光学的に結合されることができる。

本発明に係わる光半導体モジュールは、フヱルールが挿入されるスリーブを更に備えることができる。第 2の部材は、管状部の内壁面に設けられた凹部を有することができる。スリーブは、第 2の部材の凹部に配置されることができる。

スリーブは、第 2の部材の所定位置に設けられた凹部に収容され、これよつて、フエルールの配置位置が規定される。

本発叨に係わる光半導体モジュールでは、第 2の部材の管状部は、所定の軸に沿つて隣接している第 1および第 2の部分を有することができる。第 1の部分はフヱルールを収容している。第 2の部分は、別のフヱルールを挿入可能なように設けられている。別のフェルールは、光ファイバと光学的に結合されるべき別の光フアイバを保持している。第 2の部材に別のフエルールが挿入されると、光半導体素子と別の光ファイバとの光学的結合が達成されることができる。また、管状部の内壁面は、挿入される別の光ファイバをガイドし、スリーブは、光学的な軸合わせを可能にする。

本発明に係わる光半導体モジュールは、光導波路と光半導体素子との間に設けられたレンズを更に備えることができる。このレンズによって、光半導体素子と光導波路との間の光学的な結合を密接にすることが可能になる。

本発明に係わる光半導体モジュ一ルでは、光半導体素子は発光素子および受光素子のいずれかであることができる。発光素子の場合には、光ファイバに光信号を提供することができる。受光素子の場合には、光ファイバからの光信号を受け電気信号に変換できる。

本発明に係わる光半導体モジュールでは、第 1の部材は、環状の接続部において搭載部材に固定されている。環状の接続部は、光半導体素子の光軸に重なる直線を囲むように設けられている。環状の接続部は上記の光軸に関して高い対称性を有するので、固定の際に、第 1の部材の変位が平均化される。

本発明に係わる光半導体モジュールでは、搭載部材は、基準面に直交する軸を中心とする直径 4 mm以下の断面の円筒形内に含まれていることができる。本明細書において既に説明された光半導体モジュールの構造またはこれから説明される構造を備えると、直径 4 mm以下の円筒形内に収まる程度の大きさを持つ光半導体モジュ一ルが実現可能になる。図面の簡単な説明

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、以下の添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述からより容易に明らかになる。

図 1は、第 1の実施の形態に係わる光半導体モジュールの斜視図である。

図 2は、第 1の実施の形態に係わる光半導体モジュールの断面図である。

図 3は、第 2の実施の形態に係わる光半導体モジュールの斜視図である。

図 4は、第 2の実施の形態に係わる光半導体モジュ一ルの断面図である。

図 5 Aおよび図 5 Bは、固定部材と光半導体モジュールとの関係を示した図面である。

図 6は、従来の光半導体モジュ一ルの形態を示す図面である。発明を実施するための最良の形態

本発明の知見は、添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。図面においては、同一要素には同一符号を付する。

(第 1の実施の形態）

図 1および図 2を参照しながら、本発明の実施の形態に係る光半導体モジュール

1 0を説明する。光半導体モジュール 1 0は、搭載部材 2 0と、光半導体素子 2 2 と、第 1の部材 3 0と、第 2の部材 3 4と、光導波路 4 0とを備える。また、光半導体モジュール 1 0は、光半導体素子 2 2と光導波路 4 0との間に設けられたレンズ 3 2といった集光手段を更に備えることができる。光半導体モジュール 1 0は、スリーブ 3 6およびフェルール 3 8を備えることができ、スリーブ 3 6にはフェルール 3 8が挿入されている。スリーブ 3 6およびフエルール 3 8は、第 2の部材 3 4に収納されることができ、光導波路 4 0は、フエルール 3 8に支持された光ファィバが含まれる。

光半導体モジュール 1 0においては、以下のものが所定の方向に仲びる軸 1 2に沿って配置される：搭載部材 2 0、光半導体素子 2 2、第 1の部材 3 0、レンズ 3 2、第 2の部材 3 4、スリーブ 3 6、フヱルール 3 8、および光導波路 4 0。所定の軸は、光半導体素子 2 2に 1 迚する光軸に一致するように選択されることができる。以下の説明は、光^波路として光ファイバを適用した場合について行われる。実施の形態においては、光フアイノは、コア部およびこの周囲に設けられたクラッド部を有する光^波路である。光ファイバ素線とは、周囲が樹脂によって被覆された光導波路を意味し、このような光ファイバ素線の直径は 2 5 0〃m程度である。光フアイバ素線は、フヱルールに揷入するために樹脂被覆が剥離されて、る部分を

^する。

搭載部材 2 0は、所定の軸 1 2に交差する基準面に沿って仲びる板状の部材であり、例えば鉄製の部材に金メッキを施した金属製部材である。搭載部材 2 0は、基準面に沿って伸びる部品搭載面 2 0 aおよび端子配置面 2 0 bを有する。部品搭載面 2 0 aには、所定の軸 1 2に沿って伸びる支持突起部 2 0 cが設けられている。支持突起部 2 0 cは、光半導体素子 2 2を搭載するための支持面 2 0 dを有し、支持面 2 O dは所定の軸 1 2に沿って伸びている。支持面 2 O d上には、受光素子および発光素子といった光半導体素子 2 2が配置されている。

図 1は、半導体レーザ素子といった光半導体素子 2 2を採用した光半導体モジュ

—ル 1 0を例示的に示しているけれども、発光ダイォードといった光半導体素子 2 2を適用することもできる。波長 1 . 3 z m帯半導体レーザ素子には、 I n G a A s P/ I n Pから構成される多重量子井戸構造のフアブリペロー型レ一ザダイォードまたは D F B型レ一ザダイオードを適用できる。波長 1 . 5 5〃 _m帯半導体レ一ザ素子には、 I n G a A s PZ l n Pから構成される多重量子井戸構造のフアブリペロー型レ一ザダイオードまたは D F B型レ一ザダイオードを適用できる。また、光軸を合わせるように配置すれば、発光素子に代えて、面受光型フォトダイオードといった受光素子も適用できる。この場合には、受光素子の受光面が所定の軸 1 2 に、例えば直角といつた所定の角度で交差している。

光半導体素子 2 2として半導体レーザを含む図 1の例示に従って説明すれば、半導体レーザ素子 2 2は、光共振器を構成するように光放出面および光反射面を有し、光放出面および光反射面が所定の軸 1 2と交差するように、ヒートシンクまたはサブマウントといった絶縁性の搭載部品 2 6 a上に配置されている。モニター用受光素子 2 4は、その受光面が光反射面に対面するように、つまり、受光面が所定の軸と交差するように、サブマウントといった,絶縁性の搭載部品 2 6 b上に配置されている。このため、発光素子 2 2の動作状態を監視するための電気信号が、面受光型フォトダイオードといったモニター用受光素子 2 4から与えられる。搭載部品 2 6 bは、搭載部品 2 6 a上に固定されている。

端子配置面 2 0 bには、 1または複数の端子電極 2 8、本実施例では、 4本の端子電極 2 8が設けられている。端子電極 2 8は、所定の軸 1 2に沿って伸び、部品搭載面 2 0 aから端子配置面 2 0 bに貫通する孔に揷入されている。端子電極 2 8 は、端子配置面 2 0 bから突出する外部端子部と、部品搭載面 2 0 aから突出する内部端子部とからなる。発光素子 2 2および受光素子 2 4は、ボンディングワイヤといつた接続部材 2 8を介して内部端子部に電気的に接続されている。端子電極 2 8は、絶縁部材 2 8 aを介して搭載部材 2 0に固定される。これによつて、端子電極 2 8と搭載部材 2 0との絶縁が確保される。端子電極 2 8は、また、絶縁部材 2 8 aを介することなく搭載部材 2 0に固定される。これによつて、端子電極 2 8と搭載部材 2 0との電気的な接続が達成される。故に、本実施の形態に係わる光半導体モジュール 1 0の動作の際に、搭載部材 2 0および第 2の部材 3 0が接地される _c 第 1の部材 3 0は、管状部 3 0 a、第 1の端部 3 0 b、および第 2の端部 3 0 c を有する。管状部 3 0 aは、所定の軸 1 2に沿って伸びている。第 1の端部 3 O b は、管状部 3 0 aの一端に設けられている。第 2の端部 3 0 cは、管状部 3 0 aの他端に設けられている。第 1の部材 3 0は、ステンレスといった金属製部材であることができる。第 1の端部 3 0 bは、搭載部材に接触する固定面 3 0 dを備えている。固定面 3 0 dには、軸 1 2を囲むように閉じた形状の突起 3 0 eが設けられている。第 1の部材 3 0は、固定面 3 0 dが搭載部材 2 0の接触面 2 0 eと対面するように固定されている。この固定は、例えば以下のように行うことができる。環状突起 3 0 eを接触面 2 0 eに接触させるように、搭載部材 2 0上に第 1の部材 3 0 を配置する。搭載部材 2 0と第 1の部材 3 0との間に所定値を超える電流を流す。この電流は環状突起 3 0 eに集中するので、ジュール熱が、主にこの部分において発生し温度が上昇する。この温度が融点を超えると環状突起 3 0 eが溶融する。これによって、搭載部材 2 0は、第 1の部材 3 0と溶接によって固定される。この固定によれば、連続した溶接部分は形成されるので、この接合部分の気密性が確保されると共に、搭載部材 2 0は、第 1の部材 3 0と電気的に接続される。搭載部材 2 0および第 1の部材 3 0は、また、端子電極 2 8を介して接地されることができる。端子電極 2 8は、絶縁部材 2 8 aを介すことなく搭載部材 2 0に電気的に接続されている。

管状部 3 0 aは、所定の軸 1 2に沿って伸びる内壁面 3 0 fを有する。内壁面 3 0 fは、レンズ 3 2を支持するように設けられた環状の突出部 3 0 hを備える。突出部 3 O hは、軸 1 2を囲むように設けられた保持面 3 0 gによって規定されるレンズ配置孔 3 0 iを形成する。レンズ 3 2は、レンズ配置孔 3 0 iに収容され、紫外線硬化樹脂および熱硬化樹脂といった接着部材 4 2を介して第 1の部材 3 0に固定される。接着部材 4 2が、レンズ 3 2と保持面 3 0 gとの間を接着するように環状に設けられ、これによつて、接着部位における気密性が確保される。第 2の端部 3 0 cは、第 2の部材 3 4を支持するための端面 3 0 jを有する。レンズ配置孔 3 0 iによって、レンズ 3 2の位置決めが可能になる。固定されたレンズ 3 0は、光半導体素子 2 2の光放出面に対面している。

第 1の部材 3 0が搭載部材 2 0上に固定されると、部品搭載面 2 0 a、内壁面 3

0 f、および突起部 3 0 gによって、光半導体素子 2 2が収容される空間が規定される。このため、第 1の部材 3 0は、ハウジングまたは収容部材の役割を有している。環状突起 3 0 eおよび接着部材 4 2によって、収容空間の気密性が確保されるばかりでなく、 T〇型 C A Nケースを用いることないので小型化が可能な構造が提供される。

第 2の部材 3 4は、所定の軸 1 2に沿って仲びる管状部 3 4 aを有する。第 2の部材 3 4は、ステンレスといった金属製部材であることができる。管状部 3 4 aの一端部 3 4 bには、スリーブ 3 6およびフエルール 3 8を挿入する開口が設けられている。このために、一端部 3 4 bには、テ一パ面 3 4 dが設けられている。他端部 3 4 cには、光半導体素子 2 2からの光が通過する開口が設けられている。第 2の部材 3 4は、第 1の部材 3 0の第 2の端面 3 0 jに対面するように設けられた固定面 3 4 eを有する。光の受け入れを確実に行うように、第 2の部材 3 4は第 1の部材 3 0に対して位置合わせされる。第 2の部材 3 4は、固定面 3 4 eの外周において第 1の部材 3 0に固定されている。この固定は、複数の固定部 4 8 a、 4 8 b (図 2参照）において達成される。また、固定は、例えば Y A Gレーザ光を用いて、複数の位置において同時に行われる。このようなレーザ溶接といった固定部を対称性高く配置すると、固定によって生じる可能性のある歪みを低減できる。これによって、光ファイバ 4 0と光半導体素子 2 2との光学的な結合の低下を低減でぎる。

第 2の部材 3 4は、軸 1 2に沿って伸びる内壁面 3 4 f を有する。内壁面 3 4 f は、スリーブ 3 6およびフエルール 3 8を収納するために空間と、スリーブ 3 6およびフエルール 3 8をガイドする方向とを規定している。内壁面 3 4 fは、スリーブ 3 6を収納するための凹部 3 4 gを有する。凹部 3 4 gは、軸 1 2の周囲を囲むように閉ループ状に伸びる。凹部 3 4 gは、スリーブ 3 6を収納することが可能な長さおよび深さを有する溝であることができる。

第 2の部材 3 4が筒状の部材であるので、凹部 3 4 g内には割スリーブといったスリーブ 3 6が配置されることが好ましい。図 1に示されたスリーブ 3 6は、割スリーブであり、筒状部 3 6 aおよび間隙部 3 6 bを有している。筒状部 3 6 aは、所定の軸に沿って仲びる円柱殻の形状を有する。間隙部 3 6 bは、筒状部 3 6 aに所定の軸に沿って設けられた一対のエッジを形成する。このため、割スリーブは、 Ρ 隙 3 6 bの間隔、つまりエッジ間隔を縮小するようにして、第 2の部材 3 4の内壁凹部 3 4 gに挿入される。挿入された割スリーブでは間隙 3 6 bの縮小が開放されるので、スリーブ 3 6の外面が凹部 3 4 gの壁面に接触し、これによつて、スリーブ 3 6の位置が固定される。

第 2の部材 3 4は、外壁面 3 4 hに外壁凹部 3 4 iを有する。この凹部 3 4 iは、第 2の端子 3 4 cにフランジ部を形成する。外壁凹部 3 4 iは、固定面 3 4 eに沿つて伸びる面 3 4 mを有する。外壁凹部 3 4 iの複数の位置に Y A Gレーザを照射すると、第 2の部材 3 4と第 1の部材 3 0とを複数の固定部 4 8 a、 4 8 b (図 2 参照）において溶接できる。外壁凹部 3 4 iを設けると、第 2の部材 3 4と第 1の部材 3 0と位置合わせを行った後にこれらの部材 3 0、 3 4の固定を固定面 3 4 e で行うことが容易になる。この形態を採用すると、複数の固定部 4 8 a、 4 8 bを同時に形成することができる。

フエルール 3 8は、スリーブ 3 6内に収納され、フェル一ル 3 8の位置が、第 2 の部材 3 0内においてスリーブ 3 6の締め付け力によって決定される。また、スリ —ブ 3 6へのフェル一ル 3 8の固定は、例えば溶接によって行われることもできる。第 2の部材 3 0に対してフエルール 3 8の位置が固定されるので、光ファイノ 4 0 の一端 4 0 aとレンズ 3 2との光学的な結合が安定化される。また、フエルール 3 8の配置位置は、レンズ 3 2の焦点距離に応じて変更される。

フエルール 3 8は、第 1の端面 3 8 a、第 2の端面 3 8 b、および第 1の端面 3 8 aから第 2の端面 3 8 bに軸 1 2に沿って伸びる孔 3 8 cを有する。孔 3 8 cには、樹)]旨が剥がされた光ファイバ 4 0が揷入される。好ましくは、第 1の端面 3 8 aおよび第 2の端面 3 8 bは、光ファイバ 4 0を孔 3 8 cに挿入した後に研磨される。この研磨によって、それそれの端面 3 8 a、 3 8 bに光ファイバ 4 0の端部が確実に現れる。

第 1の端面 3 8 aは、光半導体モジュール 1 0の軸 1 2に対して第 1の角度、例えば略直角になるように研磨されるようにしてもよい。この端面 3 8 aを採用すると、半導体光モジュール 1 0に光学的に結合されるべき光フアイノ^図 1においては、別個のフエルール 4 4に挿入されている光ファイバ 4 6 )と光学的な結合が容易になる。詳述すれば、例えば、フエルール 4 4の一端部 4 4 aは、テーパを形成するように研磨されている。この研磨により光ファイバ 4 6はレンズ化端部を有するようになる。レンズ化端部 4 6 aが、フエルール 3 8の端面 3 8 aに物理的な接触をすることが可能になる。

第 2の端面 3 8 bは、光半 ¾体モジュール 1 0に軸 1 2に、角度 0 ° より大きい第 2の角度ひ、例えば 6 ° ¾度に傾斜されていてもよい。この傾斜された端面 3 8 bを採用すると、フェル一ル 3 8の第 2の端面 3 8 bにおける反射光が光半 ¾体素子 2 2に戻ることが低減される。

図 2を参照すると、第 2の部材 3 4の管状部 3 4 aは、軸 1 2に沿って隣接している第 1および第 2の部分 3 4 j、 3 4 kを有する。第 1の部分 3 4 jは、フェル —ル 3 8を収容している。第 2の部分 3 4 kは、別のフエルール（図 1の 4 4 )を揷入可能なように設けられている。別のフヱルールは、光ファイバ 4 0と光学的に結合されるべき別の光フアイノ^図 1の 4 6 )を保持している。

以上詳細に説明したように、搭載部材 2 0は、所定の平面に直交する軸 1 2を中心とする直径 L≤ 4 mmの断面の円筒形内に含まれるように形成されることができる。また、搭載部材 2 0、第 1の部材および第 2の部材 3 4は、所定の平面に直交する軸 1 2を中心とする直径 L≤ 4 mmの断面の円筒形内に含まれるように形成されることができる。つまり、小型化可能な構造を有する光半導体モジュールが提供された。

(第 2の実施の形態）

図 3および図 4を参照しながら、別の実施の形態に係る光半導体モジュール 1 4 を説明する。光半導体モジュール 1 4は、搭載部材 2 0と、光半導体素子 2 2と、第 1の部材 6 0と、第 2の部材 6 4と、光導波路 7 0とを備える。光半導体モジュ —ル 1 4は、また、光半導体素子 2 2と光導波路 7 0との間に設けられたレンズ 6 2といった集光手段を 3!に^えることができる。フヱルール 6 8は、第 2の部材 6 4に収納されることができ、光導波路 7 0は、フエルール 6 8に支持された光ファィバを含むことができ、光導波路 7 0の一端は光半導体素子 2 2と光学的に結合され、光導波路 7 0の他端は光コネクタプラグ 7 4に到達している。さらに、光半導体モジュール 1 4では、フエルール 6 8には光ファイバ 7 0が挿入されている。光半導体モジュール 1 4においては、所定の方向に仲びる軸 1 6に沿って、搭載部材 2 0、光半導体素子 2 2、第 1の部材 6 0、レンズ 6 2、第 2の部材 6 4、ガイド部材 6 6、フエルール 6 8、光導波路 7 0および光コネク夕プラグ 7 4が配置される。図 3および図 4において、搭載部材 2 0は、図 1および図 2に示された形態と同じであるけれども、これに限定されることはない。

第 1の部材 6 0は、所定の軸 1 6に沿って伸びている管状部 6 0 a、管状部 6 0 aの一端に設けられた第 1の端部 6 O b、および管状部 6 0 aの他端に設けられた第 2の端部 6 0 cを有する。第 1の部材 6 0は、ステンレスといった金属製部材であることができる。第 1の端部 6 0 bは、搭載部材 2 0に接触する固定面 6 0 dを備える。固定面 6 0 dには、軸 1 6を囲むように連続している環状突起 6 0 eが設けられている。第 1の部材 6 0は、固定面 6 0 dが接触面 2 0 eと対面するように、搭載部材 2 0に固定されている。この固定には、これに限定されるものではないが、第 1の実施の形態と同様の法を採用することができ、第 1の実施の形態と同様の作用および ¾1果が得られる。

管状部 6 0 aは、所定の軸 1 6に沿って伸びる内壁面 6 0 f を有する。内壁面 6 0 は、レンズ 6 2を支持するように設けられた環状の突出部 6 0 hを備え、突出部 6 0 hは、レンズ 6 2を支持するように設けられた支持面 6 0 gを備える。レンズ 6 2は、管状部 6 0 aに収容され、突出部 6 0 hによって位置決めされた状態で、接着部材 7 8 (図 4 )を介して第 1の部材 6 0に固定される。このため、光半導体素子 2 2の光放出面がレンズ 6 2と対面している。

接着部材 7 8 (図 4 )が、レンズ 6 2と内壁面 6 0 f との間を接着するように環状に形成されると、この部位における気密性を確保することができる。突出部 6 0 h の位置は、レンズ 6 2の焦点距離、およびレンズと光半導体素子 2 0との距離を考慮して決定されるべきである。第 2の端部 6 0 cは、第 2の部材 6 4を支持するための端面 6 0 jを有する。

第 1の部材 6 0が搭載部材 2 0上に固定されると、部品搭載面 2 0 a、内壁面 6 0 f、および突起部 6 0 gによって、光半導体素子 2 2が収容される空間が規定される。このため、第 1の部材 6 0は、ハウジングまたは収容部材の役割を有している。環状突起 6 0 eおよび接着部材 7 8によって、収容空間の気密性が確保される。これによつて、 T 0型 C A Nケースを用いることないので小型化が可能な構造が提供される。

第 2の部材 6 4は、所定の軸 1 6に沿って伸びる管状部 6 4 aを有する。第 2の部材 6 4は、ステンレス製のスリーブであることができる。管状部 6 4 aの一端部 6 4 bには、フエルール 3 8を挿入する開口が設けられている。他端部 6 4 cには、光半導体素子 2 2からの光が通過する開口が設けられている。また、他端部 6 4 c には、フランジ部が設けられている。

第 2の部材 6 4は、第 1の部材 6 0の第 2の端面 6 0 jに対面するように配置される固定面 6 4 eを有する。第 2の部材 6 4に挿入されるフエルール 6 8との位置合わせを確実に行うために、第 2の部材 6 4は第 1の部材 6 0に対して位置合わせされている。第 2の部材 6 4は、固定面 6 4 eにおいて第 1の部材 6 0に固定されている。この固定は、これに限定されるものではないが、第 1の実施の形態と同様に行うことができ、第 1の実施の形態と同様の作用および効果が得られる。

第 2の部材 6 4は、 '細 1 6に沿って伸びる内壁面 6 4 f を有する。このため、内壁面 6 4 は、フエルール 6 8を収納するために空間を規定している。また、内壁面 6 4 は、フェル一ル 6 8の外周に接触し、フェル一ル 6 8を挿入する方向を規定している。また、フェル一ル 6 8は、第 2の部材 6 4に固定されている。これによって、フェル一ル 6 8に挿入されている光ファイバ 7 0と、光半導体素子 2 2との光学的な結合が可能になる。

フエルール 6 8は、 ί¾ 1の端面 6 8 a、第 2の端面 6 8 b、および第 1の端面 6 8 aから第 2の端面 6 8 bに蚰 1 6に沿って仲びる孔 6 8 cを有する。孔 6 8 cには、樹脂が剥がされた光ファイバ 7 0が挿入されている。好ましくは、第 2の端面

6 8 bは、光ファイバ 7 0を孔 6 8 cに挿入した後に研磨されているようにしてもよい。この研磨によって、第 2の端面 6 8 bに光ファイノ 7 0の端部 7 0 aが確実に現れる。

第 2の端面 6 8 bは、光半導体モジュール 1 4の軸 1 6に対して 0 ° を越える第 1の角度だけ傾斜されていることができる。この値としは、第 1の実施の形態と同じ程度の値を採用することができ且つ同様の作用および効果を得ることができるけれども、この値に限定されるものではない。

光ファイバ 7 0は、フエルール 6 8の貫通孔 6 8 cを通過すると共に、保護部材

7 2といった第 3の部材の収容部 7 2 aを通過している。保護部材 7 2は、所定の軸 1 6に沿って伸びる収容部 7 2 aを備える。収容部 7 2 aは、第 1および第 2の開口を有する筒状の空間である。収容部 7 2 aには、光ファイバ 7 0が挿入された状態の第 2の部材 6 4およびフエルール 6 8を第 1の開口 7 2 eから挿入することが可能であり、また、第 2の開口 7 2 f を光ファイバ 7 0が通過することが可能である。

図 4を参照すると、保護部材 7 2の収容部 7 2 aは、隣接して設けられた第 1の部分 7 2 b、第 2の部分 7 2 c、および第 3の部分 7 2 dを有する。第 1の部分 7 2 bには、第 2の部材 6 4およびフエルール 6 8が収容される。第 2の部分 7 2 c には、光ファイバ 7 0が通過する。第 3の部分 7 2 dには、光ファイバ 7 0が支持される。第 2の部分 7 2 cでは、光ファイバ 7 0は、保護部材 7 2およびフェル一ル 6 8の間での光ファイバ 7 0のずれを吸収するように屈曲する。

保護部材 7 2は、難燃性ゴムといった弾性材料で形成されている。このため、保護部材 7 2は、フェル一ル 6 8を収容できると共に、光ファイバ 7 0に加わる曲げ力を緩和することができる。これによつて、光フアイが 7 0が保護される。

図 3を参照すると、光ファイバ 7 0の他端部には、光コネクタ 7 4が設けられている。光コネクタ 7 4は、ハウジング 8 0と、ハウジングに固定されたフェル一ル 7 6とを備える。ハウジング 8 0は、所定の軸 1 6に沿うようにフエルール 7 6を保持している。フエルール 7 6の一端には、光ファイバ 7 0に他端 7 0 bが現れている。

図 4においては、光半導体素子 2 2で発生された光の伝搬経路が示されている。以上細に説明したように、本実施の形態においては、搭載部材 2 0、第 1の部材 6 0および第 2の部材 6 4は、 ^交する軸 1 6を中心とする直径 L≤ 4 mmの断面の円筒形内に含まれるように形成される。つまり、小型化可能な構造を有する光半導体モジュールが提供された。

図 5 Aおよび図 5 Bは、第 1の実施の形態に示された光半導体モジュール 1 0を配線基板に固定するための固定部材 9 0 , 9 4を示している。第 1の実施の形態に示された光半導体モジュール 1 0を例示しながら説明するけれども、これらの形態は、 2に実施の形態に係わる光半導体モジュール 1 4に対しても同様に適用され得る。

図 5 Aを参照すると、固定部材 9 0は、環状のモジュール支持部 9 0 aおよび一対の設置部 9 0 bを備える。モジュール支持部 9 0 aは、光半導体モジュール 1 0 の搭載部材 2 0の周囲および/またはその近傍を囲む接触面 9 0 dを有し、光半導体モジュール 1 0を支持する。モジュール支持部 9 0 aは、切り欠き部 9 0 eを有する。切り欠き部 9 0 eを設けると、光半導体モジュール 1 0を固定部材 9 0に挿入することが容易になる。設置部 9 0 bは、軸 1 2方向に伸びる接触面 9◦ cを有し、配線基板 9 8 aに接触するように設けられる。また、設置部 9 O bには、固定用の一対の孔 9 2 a、 9 2 bが設けられている。配線基板 9 8 aに固定部材 9 0の接触面 9 0 cが対面するように、光半導体モジュール 1 0を配置する。この位置において、ボル卜といった固定用部品を一対の孔 9 2 a、 9 2 bの各々に挿入し固定する。光半導体モジュール 1 0は、配線基板 9 8 aに沿う方向に軸 1 2が伸びるような配置で固定される。

図 5 Bを参照すると、固定部材 9 4は、環状のモジュール支持部 9 4 aおよび一対の設置部 9 4 bを備える。モジュール支持部 9 4 aは、光半導体モジュール 1 0 の搭載部材 2 0の周囲および Zまたはその近傍を囲む接触面 9 4 dを有し、光半導体モジュール 1 0を支持する。設置部 9 4 bは、配線基板 9 8 bに接触するように設けられ、軸 1 2に、例えば直角に交差する接触面 9 4 cを有する。また、設置部 9 4 bには、固定用の一対の孔 9 6 a、 9 6 bが設けられている。配線基板 9 8 b に固定部材 9 4の接触面 9 4 cが対面するように、光半導体モジュール 1 0を配置する。この配置において、ボル卜およびナツ卜といった固定用部品を一対の孔 9 6 a、 9 6 bの各々に挿入し固定する。光半導体モジュール 1 0は、配線基板 9 8 b と交差する方向、例えば直交する方向に軸 1 2が伸びる配置で固定される。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更されうことができることは、当業者によって認識される。各部品の縦横の寸法は、必要なように変更されることができる。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。産業上の利用可能性

以上詳細に説明したように、本発明に係わる光半導体モジュールでは、管状の第

1の部材が搭載部材に固定されているので、搭載部材および第 1の部材は、光半導体素子を収容する空間を規定する。また、第 2の部材は、光導波路が伸びる方向を規定している。さらに、第 2の部材が第 1の部材の第 2の端部に固定されているので、この固定によって、光導波路と光半導体素子との光学的な結合を可能にする方向が規定される。さらにまた、第 1の部材が光半導体素子の収容空間を規定しているので、従来の光半導体モジュールのように、支持部材が C A Nケースの外側に配置される形態を有する必要がない。したがって、小型化が可能な構造を備える光半導体モジュールが提供された。

Claims

請求の範囲

1 . 所定の軸に交差する基準面に沿って延びる搭載部材と、

前記所定の軸に沿って伸びる管状部、前記管状部の一端に設けられ前記搭載部材に固定された第 1の端部、および前記管状部の他端に設けられた第 2の端部を有する第 1の部材と、

光軸が前記所定の軸に沿うように前記第 1の部材の前記管状部内に配置された光半導体素子と、

前記所定の軸に沿って伸びる管状部を有し前記第 1の部材の前記第 2の端部に固定された第 2の部材と、

前記光半導体素子と光学的に結合され、前記第 2の部材の前記管状部内において伸びる光導波路と、

を備える光半導体モジュール。

2 . 前記第 2の部材の前記管状部に収納されたフエルールを更に備え、前記光導波路は、前記フエルールに支持された光ファイバを含む、請求項 1に記載の光半導体モジュール。

3 . 前記所定の軸に沿って伸び前記第 2の部材および前記フエルールを収容している管状部、並びに前記管状部の両端に設けられた一対の開口部を有する第 3の部材を更に備え、

前記光ファイバは、前記第 3の部材の前記一対の開口部の一方を通過して前記フエルールに到達する、請求項 2に記載の光半導体モジュール。

4 . 前記フエルールは第 1の端面および第 2の端面を有し、

前記光ファイノは、前記フエルールの前記第 1の端面から前記第 2の端面に伸びる、請求項 2に記載の光半導体モジュール。

5 . 前記フエルールが挿入されているスリーブを更に備え、

前記第 2の部材は、前記管状部の内壁面に設けられた凹部を有し、前記スリーブは、前記第 2の部材の前記凹部に配置されている、請求項 2または請求項 4に記載の光半導体モジュール。

6 . 前記第 2の部材の前記管状部は、前記所定の軸に沿って配置されたる第 1 および第 2の部分を有し、

前記第 1の部分は前記フエルールを収容し、

前記第 2の部分は、別のフエルールを挿入可能なように設けられている、請求項 2または請求項 4に記載の光半導体モジュール。

7 . 前記光導波路と前記光半導体素子との間に設けられたレンズを更に備える請求項 1に記載の光半導体モジュール。

8 . 前記光半導体素子は発光素子および受光素子のいずれかである、請求項 1 に記載の光半導体モジュ一ル。

9 . 前記第 1の部材は、前記光半導体素子の光軸の周りを囲むように設けられた環状の接続部において前記搭載部材に固定されている、請求項 1に記載の光半導体モジュール。

1 0 . 前記搭載部材は、前記基準面に直交する軸を中心とする直径 4 mm以下の断面の円筒形内に含まれている、請求項 1に記載の光半導体モジュール。