(57)【要約】【課題】本構成を採用しない場合と比べて、面型光素子と光伝送部材を容易に位置決めすることができる光モジュール、光伝送装置及び面型光素子を提供する。【解決手段】発光モジュール２Ａは、窪み（被差込部）を有する支持基板（被実装部材）４Ａと、基板に垂直な方向に設けられた光軸と光軸に垂直な方向から支持基板４Ａの窪みに差し込まれることにより光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型発光素子５と、支持基板４Ａに設けられ、面型発光素子５と光結合するように光ファイバ（光伝送部材）３を位置決めするＶ溝（位置決め部）とを備える。【選択図】図１
2010078806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被差込部を有する被実装部材と、
基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型光素子と、
前記被実装部材に設けられ、前記面型光素子と光結合するように光伝送部材を位置決めする位置決め部とを備えた光モジュール。
【請求項２】
前記被実装部材の前記被差込部は、前記面型光素子に電気的に接続される第１の電極を表面に備え、
前記差込部は、前記第１の電極に電気的に接続される第２の電極を表面に備え、前記差込部を前記被差込部に差し込むことで前記第１及び第２の電極が電気的に接続される構成の請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
被差込部を有する被実装部材と、
基板に垂直な方向に光軸を有する面型光素子と、
前記面型光素子を前記被実装部材に取り付ける部材であって、前記面型光素子の前記光軸に垂直な方向から前記被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記面型光素子の前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部を備えた中間部材と、
前記被実装部材に設けられ、前記面型光素子と光結合するように光伝送部材を位置決めする位置決め部とを備えた光モジュール。
【請求項４】
それぞれ被差込部を有する第１及び第２の被実装部材と、
基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記第１の被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型発光素子と、
基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記第２の被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型受光素子と、
前記面型発光素子と前記面型受光素子とを光学的に接続する光伝送部材と、
前記第１の被実装部材に設けられ、前記面型発光素子と光結合するように前記光伝送部材の一方の端部を位置決めする位置決め部と、
前記第２の被実装部材に設けられ、前記面型受光素子と光結合するように前記光伝送部材の他方の端部を位置決めする位置決め部とを備えた光伝送装置。
【請求項５】
基板に垂直な方向に設けられた光軸と、
前記光軸に垂直な方向から被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型光素子。
【請求項６】
前記差込部の前記段差面は、前記差込部の差込方向に平行な２つの垂直壁面と、前記差込方向に直交する水平壁面とを備えた請求項５に記載の面型光素子。
【請求項７】
前記差込部は、表面に電極を備えた請求項５に記載の面型光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、光伝送装置及び面型光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号を光ファイバ等の光伝送部材を介して伝送する場合、半導体レーザ等の光素子と光伝送部材との光軸を高精度に位置決めする必要がある。高精度な位置決めを行えるようにした従来の光モジュールとして、特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この光モジュールは、Ｓｉ基板と、はんだバンプの溶融によりＳｉ基板上に実装される光素子と、Ｓｉ基板に設けられ、光ファイバを位置決めするＶ溝とを備える。溶融したはんだバンプの表面張力に起因するセルフアライメント効果により、光素子が位置決めされる。
【特許文献１】特開平１０−１７０７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、本構成を採用しない場合と比べて、面型光素子と光伝送部材を容易に位置決めすることができる光モジュール、光伝送装置及び面型光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光モジュール、光伝送装置及び面型光素子を提供する。
【０００６】
［１］被差込部を有する被実装部材と、基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型光素子と、前記被実装部材に設けられ、前記面型光素子と光結合するように光伝送部材を位置決めする位置決め部とを備えた光モジュール。
【０００７】
［２］前記被実装部材の前記被差込部は、前記面型光素子に電気的に接続される第１の電極を表面に備え、前記差込部は、前記第１の電極に電気的に接続される第２の電極を表面に備え、前記差込部を前記被差込部に差し込むことで前記第１及び第２の電極が電気的に接続される構成の前記［１］に記載の光モジュール。
【０００８】
［３］被差込部を有する被実装部材と、基板に垂直な方向に光軸を有する面型光素子と、前記面型光素子を前記被実装部材に取り付ける部材であって、前記面型光素子の前記光軸に垂直な方向から前記被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記面型光素子の前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部を備えた中間部材と、前記被実装部材に設けられ、前記面型光素子と光結合するように光伝送部材を位置決めする位置決め部とを備えた光モジュール。
【０００９】
［４］それぞれ被差込部を有する第１及び第２の被実装部材と、基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記第１の被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型発光素子と、基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記第２の被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型受光素子と、前記面型発光素子と前記面型受光素子とを光学的に接続する光伝送部材と、前記第１の被実装部材に設けられ、前記面型発光素子と光結合するように前記光伝送部材の一方の端部を位置決めする位置決め部と、前記第２の被実装部材に設けられ、前記面型受光素子と光結合するように前記光伝送部材の他方の端部を位置決めする位置決め部とを備えた光伝送装置。
【００１０】
［５］基板に垂直な方向に設けられた光軸と、前記光軸に垂直な方向から被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型光素子。
【００１１】
［６］前記差込部の前記段差面は、前記差込部の差込方向に平行な２つの垂直壁面と、前記差込方向に直交する水平壁面とを備えた前記［５］に記載の面型光素子。
【００１２】
［７］前記差込部は、表面に電極を備えた前記［５］に記載の面型光素子。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比べて、面型光素子と光伝送部材を容易に位置決めすることができる。
【００１４】
請求項２、７に記載の発明によれば、接続作業を簡略化することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比べて、中間部材及び光伝送部材を高精度に位置決めすることができ、これにより面型光素子と光伝送部材を容易に位置決めすることが可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比べて、面型発光素子及び面型受光素子を光伝送部材と容易に位置決めすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比べて、面型光素子を容易に位置決めすることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、差込方向及び差込方向に垂直な方向の光軸を位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る光伝送装置は、それぞれ被差込部を有する第１及び第２の被実装部材と、基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記第１の被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型発光素子と、基板に垂直な方向に設けられた光軸と前記光軸に垂直な方向から前記第２の被実装部材の前記被差込部に差し込まれることにより前記光軸を位置決めする段差面を有する差込部とを備えた面型受光素子と、前記面型発光素子と前記面型受光素子とを光学的に接続する光伝送部材と、前記第１の被実装部材に設けられ、前記面型発光素子と光結合するように前記光伝送部材の一方の端部を位置決めする位置決め部と、前記第２の被実装部材に設けられ、前記面型受光素子と光結合するように前記光伝送部材の他方の端部を位置決めする位置決め部とを備える。
【００２０】
上記被実装部材は、例えば、単一の材料から形成された部材、プリント配線基板等を用いることができる。差込部は、例えば、貫通溝（穴）、座グリ溝（穴）等で構成することができる。
【００２１】
上記光伝送部材は、例えば、断面円形のコアの周囲にクラッドが形成された光ファイバ、断面矩形のコアの周囲にクラッドが形成された光導波路、周囲の全部又は一部にクラッドを有していない透明媒体等を用いることができる。
【００２２】
上記位置決め部は、例えば、断面Ｖ字状のＶ溝、断面Ｕ字状のＵ溝等の溝を用いることができる。また、位置決め部は、光伝送部材の光軸に直交する２方向を位置決めできるものであれば、溝に限られない。例えば、光伝送部材を位置決めする別の部材を被実装部材に接着等によって接合してもよい。
【００２３】
なお、上記面型発光素子及び上記面型受光素子に設けた差込部を中間部材に設け、中間部材に面型発光素子及び面型受光素子を実装してもよい。中間部材は、樹脂、金属等から形成することができる。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００２５】
この光伝送装置１は、光信号を出力する発光モジュール２Ａと、発光モジュール２Ａから出力された光信号を伝送する光ファイバ（光伝送部材）３と、光ファイバ３により伝送された光信号を受光する受光モジュール２Ｂとを有して構成されている。
【００２６】
発光モジュール２Ａは、支持基板（被実装部材）４Ａと、支持基板４Ａに差し込まれて支持基板４Ａ上に実装された面型発光素子（面型光素子）５とを備える。面型発光素子５の発光面（光学面）５ａと光ファイバ３の入力面３ａとの間は、直接接触していてもよく、空隙を有していてもよく、その空隙が光学的接着剤等で埋められていてもよい。また、光ファイバ３の入力面３ａ及び面型発光素子５の発光面５ａの片方又は両方にレンズが形成されていてもよい。
【００２７】
受光モジュール２Ｂは、支持基板（被実装部材）４Ｂと、支持基板４Ｂに差し込まれて支持基板４Ｂ上に実装された面型受光素子（面型光素子）６とを備える。面型受光素子６の受光面（光学面）６ａと光ファイバ３の出力面３ｂとの間は、直接接触していても空隙を有していてもよく、その空隙が光学的接着剤等で埋められていてもよい。また、光ファイバ３の出力面３ｂ及び面型受光素子６の受光面６ａの片方又は両方にレンズが形成されていてもよい。
【００２８】
光ファイバ３は、断面円形のコアと、このコアの周囲に形成されたクラッドとからなり、光を多くのモード（経路）で伝送するマルチモード光ファイバや、光を単一のモードで伝送するシングルモード光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、例えば、コア径が５０μｍ、外径が１２５μｍのマルチモード光ファイバを用いる。
【００２９】
（面型発光素子）
図２は、面型発光素子５を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。面型発光素子５は、面型発光ダイオードや面型発光レーザ等を用いることができる。本実施の形態では、面型発光レーザを用いる。面型発光レーザによる面型発光素子５は、図２に示すように、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板５０と、ｎ型ＧａＡｓ基板５０上に形成され、ｎ型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層等からなる化合物半導体積層構造５１と、化合物半導体積層構造５１上に形成された円形のメサ部と、メサ部の表面に形成されたｐ側電極５２と、ｐ側電極５２に接続された引き出し電極５３と、ｎ型ＧａＡｓ基板５０の裏面に形成されたｎ側電極５４とを備える。
【００３０】
ｐ側電極５２、引き出し電極５３及びｎ側電極５４は、例えば、金、銅等の導電性材料から形成されている。
【００３１】
また、面型発光素子５は、ｎ型ＧａＡｓ基板５０に垂直な方向に光軸５ｂを有し、ｐ側電極５２は、活性層の発光領域の直上に光軸５ｂを中心とした円形の開口５２ａを有する。
【００３２】
また、面型発光素子５は、図２（ａ）において下側に、支持基板４Ａの後述する窪みに差し込まれる差込部５６を有している。差込部５６は、凸部５６ａと、基部５６ｂとから構成されている。化合物半導体積層構造５１の表面５１ａの引き出し電極５３の両側に一対の溝５５を形成することにより、凸部５６ａ及び基部５６ｂが形成される。それぞれの溝５５は、光軸５ｂのＸ方向を位置決めする垂直壁面５５ａと、光軸５ｂのＹ方向を位置決めする水平壁面５５ｂと、発光面５ａのＺ方向（光軸方向）を位置決めする底面５５ｃとを有する。垂直壁面５５ａ、水平壁面５５ｂ及び底面５５ｃは、段差面を構成する。
【００３３】
図３は、面型発光素子５の製造工程の一例を示し、（ａ１）〜（ｃ１）は正面図、（ａ２）、（ｂ２）はそれぞれ（ａ１）、（ｂ１）の側面図である。次に、図３を参照して面型発光素子５の製造方法の一例について説明する。
【００３４】
図３（ａ１）、（ａ２）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５０上に、ｎ型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層等からなる化合物半導体積層構造５１、メサ部、ｐ側電極５２及び引き出し電極５３を発光素子毎に形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板５０の裏面にｎ側電極５４を形成する。
【００３５】
次に、図３（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、化合物半導体積層構造５１の表面５１ａの引き出し電極５３の両側に一対の溝５５を発光素子毎に形成する。
【００３６】
次に、図３（ｃ１）に示すように、２つの発光素子をダイサー等によって分離する。これにより２つの面型発光素子５が作製される。
【００３７】
なお、同図では、２つの発光素子を一括して製造した場合について説明したが、一括して製造する発光素子は２つに限られず、３つ以上でもよい。また、溝５５は、メサ部を形成するのと同時に形成してもよい。また、本実施の形態では、溝５５の深さを化合物半導体積層構造５１の途中でとめてある例を示したが、ｎ型ＧａＡs基板５０まで達するものであってもよい。
【００３８】
（面型発光素子用の支持基板）
図４は、面型発光素子用の支持基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
面型発光素子用の支持基板４Ａは、シリコン、ガラスエポシキ樹脂等の絶縁性材料から形成された基材４０と、基材４０の上面４０ａに形成された、一対の電極パッド４１Ａ，４１Ｂ及び引き出し配線４２Ａ，４２Ｂとを有する。
【００４０】
基材４０は、略矩形状を有し、上面４０ａに面型発光素子５を位置決めするための窪み（被差込部）４３と、光ファイバ３を位置決めするためのＶ溝（位置決め部）４４が形成されている。
【００４１】
電極パッド４１Ａ，４１Ｂ及び引き出し配線４２Ａ，４２Ｂは、金、銅等の導電性材料から形成されている。
【００４２】
窪み４３は、面型発光素子５の差込部５６の凸部５６ａが挿入される第１の窪み部４３ａと、差込部５６の基部５６ｂが挿入される第２の窪み部４３ｂとから構成されている。光軸５ｂに対して凸部５６ａの幅と第１の窪み部４３ａの幅を高精度の形成することにより、支持基板４Ａに対する面型発光素子５の光軸５ｂのＸ方向及びＹ方向の位置ずれを数μｍ以下、さらには１μｍ以下に抑えることができる。
【００４３】
Ｖ溝４４は、一対の傾斜面４４ａと、垂直面４４ｂとから構成されている。Ｖ溝４４は、例えば、異方性エッチング、レーザ加工等によって形成することができる。一対の傾斜面４４ａで光ファイバ３の入力面３ａ側の光軸のＸ方向及びＹ方向が位置決めされ、垂直面４４ｂに光ファイバ３の入力面３ａを当接することにより、光ファイバ３の入力面３ａ側の光軸のＺ方向が位置決めされる。
【００４４】
（面型受光素子）
図５は、面型受光素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。面型受光素子６は、例えば、面型のフォトダイオード等を用いることができる。本実施の形態では、面型受光素子６として、高速応答性に優れたＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードを用いる。この面型受光素子６は、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板６０と、ｎ型ＧａＡｓ基板６０上に形成され、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層及びＮ層からなる化合物半導体積層構造６１と、化合物半導体積層構造６１上に形成された円形のメサ部と、メサ部の表面に形成されたｐ側電極６２と、ｐ側電極６２に接続された引き出し電極６３と、ｎ型ＧａＡｓ基板６０の裏面に形成されたｎ側電極６４とを備える。
【００４５】
また、面型受光素子６は、ｎ型ＧａＡｓ基板６０に垂直な光軸６ｂを有し、ｐ側電極６２は、光軸６ｂを中心として設けられ、光が入射する開口６２ａを有する。
【００４６】
また、面型受光素子６は、図５（ａ）において下側に、支持基板４Ｂの窪みに差し込まれる差込部６６を有している。差込部６６は、凸部６６ａと、基部６６ｂとから構成されている。化合物半導体積層構造６１の表面６１ａの引き出し電極６３の両側に一対の溝６５を形成することにより、凸部６６ａ及び基部６６ｂが形成される。それぞれの溝６５は、光軸６ｂのＸ方向を位置決めする垂直壁面６５ａと、光軸６ｂのＹ方向を位置決めする水平壁面６５ｂと、受光面６ａのＺ方向（光軸方向）を位置決めする底面６５ｃとを有する。垂直壁面６５ａ、水平壁面６５ｂ及び底面６５ｃは、段差面を構成する。
【００４７】
面型受光素子６も面型発光素子５と同様に作製することができる。すなわち、ｎ型ＧａＡｓ基板６０上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層およびＮ層からなる化合物半導体積層構造６１、ｐ側電極６２及び引き出し電極６３を受光素子毎に形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板６０の裏面にｎ側電極６４を形成する。次に、化合物半導体積層構造６１の表面６１ａの引き出し電極６３の両側に一対の溝６５を受光素子毎に形成する。次に、複数の受光素子をダイサー等によって分離する。これにより複数の面型受光素子６が作製される。
【００４８】
なお、本実施の形態では、溝６５の深さを化合物半導体積層構造６１の途中でとめてある例を示したが、ｎ型ＧａＡs基板６０まで達するものであってもよい。
【００４９】
（面型受光素子用の支持基板）
面型受光素子用の支持基板４Ｂは、面型発光素子用の支持基板４Ａと同様に構成されているので、詳細な図示は省略する。面型受光素子用の支持基板４Ｂは、シリコン、ガラスエポシキ樹脂等の絶縁性材料から形成された基材４０と、基材４０の上面に形成された、一対の電極パッド４１Ａ，４１Ｂ及び引き出し配線４２Ａ，４２Ｂとを有する。
【００５０】
基材４０は、略矩形状を有し、上面４０ａに面型受光素子６が差し込まれる窪み（被差込部）と、光ファイバ３を位置決めするためのＶ溝（位置決め部）が形成されている。窪みは、面型受光素子６の差込部６６の凸部６６ａが挿入される第１の窪み部と、差込部６６の基部６６ｂが挿入される第２の窪み部とから構成されている。凸部６６ａの幅と第１の窪み部の幅を高精度の形成することにより、支持基板４Ｂに対する面型受光素子６のＸ方向及びＹ方向の位置ずれを数μｍ以下、さらには１μｍ以下に抑えることができる。
【００５１】
（光伝送装置の組立方法）
図６は、光伝送装置の発光モジュール２Ａ側の組立方法の一例を示す斜視図である。光伝送装置１の組立方法の一例を図６を参照して説明する。なお、図６中、３０はコア、３１はクラッドを示す。
【００５２】
支持基板４Ａ，４Ｂ、面型発光素子５、面型受光素子６、及び必要な長さに切断された光ファイバ３を準備する。次に、支持基板４Ａ，４Ｂを例えばプリント配線基板上の所定の位置に配置する。
【００５３】
次に、図６に示すように、面型発光素子５の差込部５６を支持基板４Ａの窪み４３に差し込む。これにより、面型発光素子５の引き出し電極５３が引き出し配線４２Ｂに接触し、ｎ側電極５４が引き出し配線４２Ａに接触し、これらは互いに若干押しつぶれて導通状態となる。このとき、引き出し電極５３、引き出し配線４２Ｂ間、及びｎ側電極５４、引き出し配線４２Ａ間を導電性接着剤等を用いて接合してもよい。
【００５４】
面型受光素子６も面型発光素子５と同様に、面型受光素子６の差込部６６を支持基板４Ｂの窪みに挿入する。これにより、面型受光素子６の引き出し電極６３が引き出し配線４２Ｂに接触し、ｎ側電極６４が引き出し配線４２Ａに接触し、これらは互いに若干押しつぶれて導通状態となる。このとき、引き出し電極６３、引き出し配線４２Ｂ間、及びｎ側電極６４、引き出し配線４２Ａ間を導電性接着剤等を用いて接合してもよい。
【００５５】
次に、光ファイバ３を支持基板４Ａ，４ＢのＶ溝４４上に配置し、光ファイバ３を接着剤等により支持基板４Ａ，４Ｂに固定する。その後、支持基板４Ａ，４Ｂの電極パッド４１Ａ，４１Ｂをプリント配線基板上のパッドとをボンディングワイヤにより接続し、光伝送装置をプリント配線基板上に実装する。
【００５６】
なお、本実施の形態では、先に支持基板４Ａ，４Ｂをプリント基板に実装してから作成する方法を示したが、先に、支持基板４Ａ，４Ｂに面型発光素子５、面型受光素子６、光ファイバ３を実装し、その後、例えばプリント配線基板上の所定の位置に配置してもよい。
【００５７】
（光伝送装置の動作）
発光モジュール２Ａの面型発光素子５のｐ側電極５２とｎ側電極５４間に電圧を印加すると、発光層の発光領域で例えば波長８５０ｎｍのレーザ光による光信号を出力する。その光信号は、ｐ側電極５２の開口５２ａを通り、光ファイバ３の入力面３ａに入射した後、光ファイバ３のコア内を伝播し、出力面３ｂから出射される。光ファイバ３の出力面３ｂから出射された光信号は、受光モジュール２Ｂの面型受光素子６の受光部であるｐ側電極６２の開口６２ａに入射する。受光部に入射した光信号の光量に応じた電流がｐ側電極６２とｎ側電極６４との間に流れ、光信号が発光モジュール２Ａから光ファイバ３を介して受光モジュール２Ｂに伝送される。
【００５８】
［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００５９】
本実施の形態は、面型発光素子及び面型受光素子を中間部材を介して支持基板に取り付けるようにしたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００６０】
この光伝送装置１は、光信号を出力する発光モジュール２Ａと、発光モジュール２Ａから出力された光信号を伝送する光伝送路としての光ファイバ（光伝送部材）３と、光ファイバ３により伝送された光信号を受光する受光モジュール２Ｂとを有して構成されている。
【００６１】
発光モジュール２Ａは、支持基板（被実装部材）１４Ａと、支持基板１４Ａに差し込まれて支持基板１４Ａに取り付けられたサブマウント（中間部材）７Ａと、サブマウント７Ａ上に実装された面型発光素子（面型光素子）１５とを備える。面型発光素子１５の発光面（光学面）１５ａと光ファイバ３の入力面３ａとの間は、直接接触していてもよく、空隙を有していてもよく、その空隙が光学的接着剤等で埋められていてもよい。また、光ファイバ３の入力面３ａ及び面型発光素子１５の発光面１５ａの片方又は両方にレンズが形成されていてもよい。
【００６２】
受光モジュール２Ｂは、支持基板（被実装部材）１４Ｂと、支持基板１４Ｂに差し込まれて支持基板１４Ｂに取り付けられたサブマウント（中間部材）７Ｂと、サブマウント７Ｂ上に実装された面型受光素子１６とを備える。面型受光素子１６の受光面（光学面）１６ａと光ファイバ３の出力面３ｂとの間は、直接接触していてもよく、空隙を有していてもよく、その空隙が光学的接着剤等で埋められていてもよい。また、光ファイバ３の出力面３ｂ及び面型受光素子１６の受光面１６ａの片方又は両方にレンズが形成されていてもよい。
【００６３】
（面型発光素子）
図８は、第２の実施の形態に係る面型発光素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。この面型発光素子１５は、ｎ型ＧａＡｓ基板１５０と、ｎ型ＧａＡｓ基板１５０上に形成された、ｎ型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層等からなる化合物半導体積層構造１５１と、化合物半導体積層構造１５１上に形成された円形のメサ部と、メサ部の表面に形成されたｐ側電極１５２と、ｐ側電極１５２に接続された引き出し電極１５３と、ｎ型ＧａＡｓ基板１５０の裏面に形成されたｎ側電極１５４とを備える。
【００６４】
ｐ側電極１５２、引き出し電極１５３及びｎ側電極１５４は、例えば、金、銅等の導電性材料から形成されている。
【００６５】
また、面型発光素子１５は、ｎ型ＧａＡｓ基板５０に垂直な方向に光軸１５ｂを有し、ｐ側電極１５２は、活性層の発光領域の直上に光軸１５ｂを中心とした開口１５２ａを有する。
【００６６】
（面型発光素子用のサブマウント）
図９は、面型発光素子用のサブマウント７Ａを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。面型発光素子用のサブマウント７Ａは、例えば、略矩形状を有し、シリコン等の絶縁材料から形成されたサブマウント基板７０と、サブマウント基板７０の表面に下方に支持基板１４Ａの後述する窪みに差し込まれる差込部７３が形成されている。差込部７３は、凸部７３ａと基部７３ｂとから構成されている。サブマウント基板７０の表面の下方の両側に一対の溝７１を形成することにより、凸部７３ａ及び基部７３ｂが形成される。
【００６７】
それぞれの溝７１は、面型発光素子１５の光軸１５ｂのＸ方向を位置決めする垂直壁面７１ａと、光軸１５ｂのＹ方向を位置決めする水平壁面７１ｂと、発光面１５ａのＺ方向（光軸方向）を位置決めする底面７１ｃとを有する。垂直壁面７１ａ、水平壁面７１ｂ及び底面７１ｃは、段差面を構成する。
【００６８】
また、サブマウント基板７０には、表面７０ａの面型発光素子１５が実装される領域から一方の溝７１に渡ってｎ側電極７２Ａが形成され、表面７０ａの面型発光素子１５が実装される領域に隣接した領域から他方の溝７１に渡ってｐ側電極７２Ｂが形成されている。
【００６９】
ｎ側電極７２Ａ及びｐ側電極７２Ｂは、例えば、金、銅等の導電性材料から形成されている。
【００７０】
（光伝送装置の組立方法）
図１０は、図８に示す面型発光素子１５を図９に示すサブマウント７Ａに実装した状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。図１１は、光伝送装置の発光モジュール２Ａ側の組立方法の一例を示す斜視図である。光伝送装置１の組立方法の一例を図１０、図１１を参照して説明する。
【００７１】
支持基板１４Ａ，１４Ｂ、サブマウント７Ａ，７Ｂ、面型発光素子１５、面型受光素子１６、及び必要な長さに切断された光ファイバ３を準備する。
【００７２】
次に、図１０、図１１に示すように、面型発光素子１５をサブマウント７Ａに実装する。すなわち、サブマウント７Ａの溝７１の垂直壁面７１ａ及び水平壁面７１ｂを基準として面型発光素子１５の光軸１５ｂが目標の位置となるようにカメラ等で観察しながら、面型発光素子１５のｎ側電極１５４をサブマウント７Ａのｎ側電極７２Ａに導電性接着剤により接着する。面型発光素子１５の引き出し電極１５３とサブマウント７Ａのｐ側電極７２Ｂとをボンディングワイヤ８によって接続する。
【００７３】
次に、図１１に示すように、サブマウント７Ａの差込部７３を支持基板１４Ａの窪み４３に挿入する。これにより、サブマウント７Ａのｎ側電極７２Ａが引き出し配線４２Ｂに接触し、ｐ側電極７２Ｂが引き出し配線４２Ａに接触し、これらは互いに若干押しつぶれて導通状態となる。このとき、ｎ側電極７２Ａ、引き出し配線４２Ｂ間、及びｐ側電極７２Ｂ、引き出し配線４２Ａ間を導電性接着剤等を用いて接合してもよい。
【００７４】
面型受光素子１６も面型発光素子１５と同様に、面型受光素子１６をサブマウント７Ｂに実装した後、サブマウント７Ｂの差込部を支持基板１４Ｂの窪みに挿入する。これにより、面型受光素子１６の引き出し電極がサブマウント７Ｂを介して引き出し配線４２Ｂと導通状態となり、面型受光素子１６のｎ側電極がサブマウント７Ｂを介して引き出し配線４２Ａと導通状態となる。
【００７５】
次に、光ファイバ３を支持基板４Ａ，４ＢのＶ溝４４上に配置し、光ファイバ３を接着剤等により支持基板４Ａ，４Ｂに固定する。その後、支持基板４Ａ，４Ｂの電極パッド４１Ａ，４１Ｂを配線基板上のパッドとをボンディングワイヤにより接続し、光伝送装置を配線基板上に実装する。
【００７６】
なお、サブマウント、又は面型発光素子及び面型受光素子に溝等を設け、サブマウントに対して面型発光素子及び面型受光素子を機械的に位置決めできるようにしてもよい。
【００７７】
（変形例１）
図１２（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施の形態の面型発光素子の変形例１を示す正面図である。図１２（ａ）に示すように、溝５５の垂直壁５５ａ’を傾斜させてもよい。図１２（ｂ）に示すように、引き出し電極５３を斜めに形成し、溝５５を１つにしてもよい。図１２（ｃ）に示すように、溝５５を１つにし、その垂直壁５５ａ’を傾斜させてもよい。図１２（ｄ）に示すように、溝５５を中央に１つ設けてもよい。また、図１２（ｅ）に示すように、引き出し電極５３は、溝５５に入り込んでもよい。さらに、図１２（ｆ）、（ｇ）に示すように、溝５５を貫通させてもよい。
【００７８】
（変形例２）
図１３は、第１の実施の形態の面型受光素子の変形例２を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。この変形例２は、ｐ側電極とｎ側電極を正面側に配置したものである。
【００７９】
面型受光素子２６は、ＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードであり、図１３において下側に、支持基板の窪みに差し込まれる差込部２６６を有している。差込部２６６は、凸部２６６ａと、基部２６６ｂとから構成されている。図１３において、６ｂは、光軸であり、６２ａは、開口である。
【００８０】
また、面型受光素子２６は、ｎ型ＧａＡｓ基板２６０上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層およびＮ層からなる化合物半導体積層構造２６１を形成し、化合物半導体積層構造２６１の表面の下側に差込部２６６を有する。支持基板４Ｂに対して面型受光素子２６を位置決めするため一対の溝２６５を形成し、Ｐ層に接続するようにｐ側電極２６２Ａを形成し、ｐ側電極２６２から一方の溝２６５まで渡る引き出し電極２６３Ａを形成し、Ｎ層に接続するようにｎ側電極２６２Ｂを形成し、ｎ側電極２６２Ｂから他方の溝２６５に渡る引き出し電極２６３Ｂを形成したものである。
【００８１】
それぞれの溝２６５は、垂直壁面２６５ａと、水平壁面２６５ｂと、底面２６５ｃとから構成されている。
【００８２】
図１３に示す面型受光素子用の支持基板は、面型受光素子２６の差込部２６６を支持基板の窪みに差し込んだとき、引き出し電極２６３Ａ，２６３Ｂに接触し、導通状態となるように引き出し配線４２Ａ，４２Ｂを配置したものを用いればよい。
【００８３】
なお、本実施の形態では面型受光素子について示したが、ｐ、ｎ型電極両方を表面に持つ面型発光素子についても同様な方法で実現することができる。
【００８４】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施が可能である。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることは可能である。
【００８５】
また、上記各実施の形態では、発光モジュールから受光モジュールへの一方向通信を行う場合について説明したが、双方の光モジュールにそれぞれ面型発光素子と面方受光素子を配置して双方向通信を行う構成としてもよい。
【００８６】
また、発光モジュールに複数の面型発光素子を用い、受光モジュールに複数の面型受光素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る面型発光素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る面型発光素子の製造工程を示し、（ａ１）〜（ｃ１）は正面図、（ａ２）、（ｂ２）はそれぞれ（ａ１）、（ｂ１）の側面図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る面型発光素子用の支持基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る面型受光素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の発光モジュール側の組立方法の一例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る面型発光素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】図９は、面型発光素子用のサブマウントを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図１０】図１０は、図８に示す面型発光素子を図９に示すサブマウントに実装した状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態に係る光伝送装置の発光モジュール側の組立方法の一例を示す斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施の形態の面型発光素子の変形例１を示す正面図である。
【図１３】図１３は、第１の実施の形態の面型受光素子の変形例２を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…光伝送装置、２Ａ…発光モジュール、２Ｂ…受光モジュール、３…光ファイバ、３ａ…入力面、３ｂ…出力面、４Ａ，４Ｂ…支持基板、５…面型発光素子、５ａ…発光面、６…面型受光素子、６ａ…受光面、７Ａ，７Ｂ…サブマウント、８…ボンティングワイヤ、１４Ａ，１４Ｂ…支持基板、１５…面型発光素子、１６…面型受光素子、２６…面型受光素子、３０…コア、３１…クラッド、４０…基材、４０ａ…上面、４１Ａ，４１Ｂ…電極パッド、４２Ａ，４２Ｂ…引き出し配線、４３…窪み、４３ａ…第１の窪み部、４３ｂ…第２の窪み部、４４…Ｖ溝、５０…ＧａＡｓ基板、５１…化合物半導体積層構造、５１ａ…表面、５２…ｐ側電極、５２ａ…開口、５３…引き出し電極、５４…ｎ側電極、５５…溝、５５ａ，５５ａ’…垂直壁面、５５ｂ…水平壁面、５５ｃ…底面、５６…差込部、５６ａ…凸部、５６ｂ…基部、６０…ＧａＡｓ基板、６１…化合物半導体積層構造、６１ａ…表面、６２…ｐ側電極、６２ａ…開口、６３…引き出し電極、６４…ｎ側電極、６５…溝、６５ａ…垂直壁面、６５ｂ…水平壁面、６５ｃ…底面、６６…差込部、６６ａ…凸部、６６ｂ…基部、７０…サブマウント基板、７０ａ…表面、７１…溝、７１ａ…垂直壁面、７１ｂ…水平壁面、７１ｃ…底面、７２Ａ…ｐ側電極、７２Ｂ…ｎ側電極、７３…差込部、１５０…ＧａＡｓ基板、１５１…化合物半導体積層構造、１５２…ｐ側電極、１５２ａ…開口、１５３…引き出し電極、１５４…ｎ側電極、２６０…ＧａＡｓ基板、２６１…化合物半導体積層構造、２６２Ａ…ｐ側電極、２６２Ｂ…ｎ側電極、２６３Ａ，２６３Ｂ…引き出し電極、２６５…溝、２６６…差込部
【図１】
2010078806.tif 000003
【図２】
2010078806.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010078806.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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