(57)【要約】      （修正有）【課題】光学部品が収容されている収容空間を効果的に防湿しつつ光学部品が固定された基部の変形を効果的に抑制することができる光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１は、板状部材１０と、板状部材の表面１０Ａに固定される光学部品と、光学部品を収容した収容空間Ｓを板状部材とともに形成する蓋部材７０とを備える。板状部材は、収容空間の外側で表面から蓋部材に向かって突出する凸部１２を有している。一方、蓋部材には、凸部を受け入れるように形成された凹部７６が凸部に対応して形成されている。凸部と凹部との間の隙間を含む板状部材と蓋部材との間には、収容空間Ｓを封止する封止樹脂９０が形成されている。【選択図】図６
2018085397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部の表面に固定される光学部品と、
前記光学部品を収容した収容空間を前記基部とともに形成する蓋部と、
を備え、
前記基部は、前記収容空間の外側で前記表面から前記蓋部に向かって突出する少なくとも１つの凸部を有し、
前記蓋部には、前記少なくとも１つの凸部を受け入れるように形成された少なくとも１つの凹部が前記少なくとも１つの凸部に対応して設けられており、
互いに対応する前記凸部と前記凹部との間の隙間を含む前記基部と前記蓋部との間には、前記収容空間を封止する封止樹脂が形成されている
光モジュール。
【請求項２】
前記光学部品は、
光ファイバと、
レーザ光を出射可能な半導体レーザ素子と、
前記レーザ光を前記光ファイバに結合させる光結合手段と
を含んでいる
請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記少なくとも１つの凸部は、前記基部の前記表面に周設された単一の凸部である、請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも１つの凸部は、互いに離間して設けられた複数の凸部を含んでいる、請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記蓋部は、前記収容空間の外側に向かって拡張した少なくとも一つの拡張部を含み、
前記拡張部に前記凹部が形成されている
請求項１から４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記基部は、
前記光学部品が載置される基板と、
前記基板から前記蓋部に向かって延びる壁部と
を有し、
前記基部の表面のうち前記壁部の表面には前記凸部が設けられる
請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに係り、特に半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を光ファイバを通して出射する光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光モジュールとして、図１に示すようなレーザモジュール９００が知られている（例えば、特許文献１参照）。図１は、レーザモジュール９００を示す正断面図である。図１に示すように、レーザモジュール９００は、ケース９１０と、ケース９１０を塞ぐ蓋体９２０とを含んでいる。ケース９１０の基板９１１の縁部からは側壁９１２が延びている。この側壁９１２の頂部には凹部９１２ａが形成されている。一方、蓋体９２０の縁部には、凹部９１２ａに対応して、側壁９１２に向かって突出する凸部９２０ａが形成されている。そして、このような凸部９２０ａが凹部９１２ａに受け入れられることにより、蓋体９２０がケース９１０の側壁９１２に載置される。
【０００３】
凸部９２０ａと凹部９１２ａとの間には樹脂９３０が設けられている。この樹脂９３０によって凸部９２０ａと凹部９１２ａとの間の隙間が封止されるともに、蓋体９２０がケース９１０に固定される。ケース９１０と蓋体９２０との間には、レーザ光を出射する半導体レーザ素子９４１と、光ファイバ９４３と、レーザ光を光ファイバ９４３に光結合させるレンズ９４２，９４４を有する光結合手段９４０とを含む光学部品を収容する収容空間Ｔが形成されている。このような光学部品は、接着材を介してケース９１０の基板９１１に固定されている。
【０００４】
ここで、収容空間Ｔ内に湿気が浸入すると、光学部品を基板９１１に固定している接着材が加水分解によって劣化し、接着強度が低下してしまう。また、収容空間Ｔ内で結露が生じることで光学部品の光学特性が悪化してしまう。このため、上述したように、ケース９１０と蓋体９２０との間を樹脂９３０により封止することで、光学部品が収容されている収容空間Ｔをある程度防湿しているが、より効果的な防湿手段が求められている。
【０００５】
一方で、上述したレーザモジュール９００では、例えばケース９１０と蓋体９２０との間を封止する樹脂９３０が湿気を吸収して膨張すると、樹脂９３０によりケース９１０が強く押され、ケース９１０が変形してしまうという問題がある。このようにケース９１０が変形すると、ケース９１０に固定された光学部品の位置がずれ、レーザ光の光軸がずれてしまい、レーザモジュール９００の光学特性が悪化してしまう。
【０００６】
このように、従来から、光学部品が収容されている収容空間Ｔを効果的に防湿しつつ、光学部品が固定される基部（ケース）の変形を効果的に抑制することのできる光モジュールが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１３０３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、光学部品が収容されている収容空間を効果的に防湿しつつ光学部品が固定された基部の変形を効果的に抑制することができる光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、光学部品が収容されている収容空間を効果的に防湿しつつ光学部品が固定された基部の変形を効果的に抑制することができる光モジュールが提供される。この光モジュールは、基部と、上記基部の表面に固定される光学部品と、上記光学部品を収容した収容空間を上記基部とともに形成する蓋部とを備える。上記基部は、上記収容空間の外側で上記表面から上記蓋部に向かって突出する少なくとも１つの凸部を有している。上記蓋部には、上記少なくとも１つの凸部を受け入れるように形成された少なくとも１つの凹部が上記少なくとも１つの凸部に対応して設けられている。互いに対応する上記凸部と上記凹部との間の隙間を含む上記基部と上記蓋部との間には、上記収容空間を封止する封止樹脂が形成されている。
【００１０】
このような光モジュールによれば、凸部が凹部の内部に受け入れられることにより、湿気の通過経路（透湿経路）が逆Ｕ字状に形成されるので、このような凸部や凹部を形成することなく基部を蓋部に載置した場合に比べて、長い透湿経路を確保することができる。そして、このような凸部と凹部との間の隙間を含む長い透湿経路に封止樹脂を形成することにより、長い距離にわたって湿気の透過を防止することができ、光学部品が収容されている収容空間を効果的に防湿することができる。
【００１１】
また、基部に形成された凸部と蓋部に形成された凹部との間に封止樹脂が設けられているため、封止樹脂の膨張又は収縮による力は凸部に集中することになるとともに、凸部に対して作用する封止樹脂の膨張又は収縮による力は互いに相殺し合うこととなる。そのため、封止樹脂の膨張又は収縮による力が凸部に集中した場合でも、凸部が特定の方向に強く押されることが抑制される。このように、基部のうち光学部品が固定された部分は封止樹脂の膨張又は収縮による力をほとんど受けることがないため、基部の変形が効果的に抑制される。
【００１２】
上記光学部品は、光ファイバと、レーザ光を出射可能な半導体レーザ素子と、上記レーザ光を上記光ファイバに結合させる光結合手段とを含んでもよい。これにより、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光軸が基部の変形によってずれてしまうことを防止することができる。また、上述のように収容空間を効果的に防湿することができるので、アウトガスの発生を抑制することができ、半導体レーザ素子の端面破壊を防止することができる。
【００１３】
上記少なくとも１つの凸部は、上記基部の上記表面に周設された単一の凸部であってもよい。このような構成により、基部の変形を効果的に抑制できるともに、収容空間内をより効果的に防湿できる。
【００１４】
また、上記少なくとも１つの凸部は、互いに離間して設けられた複数の凸部を含んでいてもよい。このような構成により、基部の変形を効果的に抑制できるともに、収容空間内をより効果的に防湿できる。また、基部の表面に単一の凸部を周設する場合に比べて、樹脂の膨張又は収縮によって生じる応力を低減することができる。
【００１５】
上記蓋部は、上記収容空間の外側に向かって拡張した少なくとも一つの拡張部を含んでもよい。この拡張部には上記凹部が形成されている。このような構成により、蓋部の側壁に凹部を形成した場合に比べて透湿経路をより長くすることができるため、防湿効果をさらに高めることができる。また、蓋部の厚みを薄くすることが可能となる。
【００１６】
上記基部は、上記光学部品が載置される基板と、上記基板から上記蓋部に向かって延びる壁部とを有してもよい。上記基部の表面のうち上記壁部の表面には上記凸部が設けられる。このような構成により、基部に直接光ファイバを固定したような場合でも、基部の変形を効果的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、凸部が凹部の内部に受け入れられることにより、湿気の通過経路（透湿経路）が逆Ｕ字状に形成されるため、長い透湿経路を確保することができる。そして、このような凸部と凹部との間の隙間を含む長い透湿経路に封止樹脂を形成することにより、長い距離にわたって湿気の透過を防止することができ、光学部品が収容されている収容空間を効果的に防湿することができる。また、凸部と凹部との間に封止樹脂が形成されているため、封止樹脂の膨張又は収縮による力が凸部に集中するとともに、凸部に集中した力が効果的に相殺されることとなる。その結果、凸部が特定の方向に強く押されることが抑制され、光学部品が固定された基部が変形してしまうことが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の光モジュールを示す正断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における光モジュールを示す斜視図である。
【図３】図２の光モジュールを示す正面図である。
【図４】図２の光モジュールの蓋部を示す斜視図である。
【図５】図２の光モジュールを示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図２の光モジュールを示す正断面図である。
【図７】図２の光モジュールのキャップ部材を示す斜視図である。
【図８】図２の光モジュールの基部と蓋部との境界部近傍を拡大して示す図である。
【図９Ａ】図２の光モジュールの基部を示す平面図であり、光学部品を省略して示す図である。
【図９Ｂ】図４に示す蓋部の底面図である。
【図１０Ａ】本発明の第２の実施形態における光モジュールの基部を示す図９Ａに対応する平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第２の実施形態における光モジュールの蓋部を示す図９Ｂに対応する底面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における光モジュールを模式的に示す図６に対応する断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態における光モジュールを模式的に示す図６に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る光モジュールの実施形態について図２から図１２を参照して詳細に説明する。なお、図２から図１２において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図２から図１２においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。なお、以下では、本発明に係る光モジュールとして半導体レーザ素子を用いたレーザモジュールを例として説明するが、本発明は、半導体レーザ素子以外の光学部品を用いた光モジュールにも適用できるものである。
【００２０】
図２は本発明の第１の実施形態における光モジュール１を示す斜視図、図３は図２の光モジュール１を示す正面図である。図２及び図３に示すように、光モジュール１は、Ｚ方向に長い長方形の板状部材１０（基部）と、板状部材１０に載置された蓋部材７０（蓋部）とを有している。板状部材１０は、図示しないヒートシンクなどに載置することができる。
【００２１】
ここで、図４は蓋部材７０を示す斜視図、図５は光モジュール１を示す図３のＡ−Ａ線断面図、図６は光モジュール１を示す正断面図である。図４から図６に示すように、蓋部材７０は、板状部材１０と同一の外形及び寸法を有する上壁７１と、上壁７１の縁部から板状部材１０に向かって延びる４つの側壁７２Ａ〜７２Ｄとを含んでいる。図４及び図５に示すように、４つの側壁７２Ａ〜７２Ｄのうち＋Ｚ方向側に位置する側壁７２Ａには開口部７４が形成されており、この開口部７４を通って後述する光ファイバ５１（フェルール５２）が延出している。
【００２２】
図６に示すように、板状部材１０と蓋部材７０との間には収容空間Ｓが形成されている。板状部材１０の表面１０Ａのうち収容空間Ｓの外側に位置する部分には、蓋部材７０に向かって突出する凸部１２が形成されている。すなわち、板状部材１０は、凸部１２と、後述する光学部品が固定される本体部１６とを含んでいる。一方、蓋部材７０の側壁７２Ａ〜７２Ｄには、この凸部１２に対応して、凸部１２を受け入れるように凹部７６が形成されている。そして、凸部１２が凹部７６に受け入れられることにより、蓋部材７０が板状部材１０の本体部１６に載置される。凸部１２と凹部７６との間の隙間には、透湿性の低い材料からなる封止樹脂９０が形成されている。なお、このような凸部１２、凹部７６、及び封止樹脂９０については後に詳細に説明する。
【００２３】
図５及び図６に示すように、収容空間Ｓ内には光学部品が収容されている。このような光学部品は、複数の半導体レーザ素子２０と、フェルール５２に被覆された光ファイバ５１と、複数の半導体レーザ素子２０から出射されたレーザ光を光ファイバ５１に光結合させる光結合手段８０とを含んでいる。光結合手段８０は、第１のコリメートレンズ３０と、第２のコリメートレンズ３２と、光伝搬方向転換部材３４と、第１の集光レンズ６０と、第２の集光レンズ６２とを含んでいる。
【００２４】
半導体レーザ素子２０及び光結合手段８０は、板状部材１０（本体部１６）の表面１０Ａに接着材を介して固定されている。光ファイバ５１（フェルール５２）は、フェルール固定部５３に固定されている。そして、このフェルール固定部５３は、接着材により板状部材１０の表面１０Ａに固定されている。すなわち、光ファイバ５１（フェルール５２）は、フェルール固定部５３を介して板状部材１０（本体部１６）の表面１０Ａに固定されている。一方、図６に示すように、蓋部材７０にはこのような光学部品は設けられていない。
【００２５】
図４に戻って、蓋部材７０の側壁７２Ａには、側壁７２Ａの下端から上方に向かって延びる開口部７４が形成されている。図５に示すように、フェルール固定部５３に固定されたフェルール５２（光ファイバ５１）は、この開口部７４を通って収容空間Ｓの外側に延出している。開口部７４は、弾性変形が可能なキャップ部材４０によって封止されている。
【００２６】
図７は、このようなキャップ部材４０を示す斜視図である。図７に示すように、キャップ部材４０は、側壁７２Ａの開口部７４に嵌合可能に形成された第１の部分４１と、第１の部分４１よりも大きな外形を有する第２の部分４２とを含んでいる。図２及び図５に示すように、キャップ部材４０の第１の部分４１が側壁７２Ａの開口部７４に嵌合することによって、キャップ部材４０の第２の部分４２が側壁７２Ａの外面に密着した状態になっている。このようなキャップ部材４０によって開口部７４が封止されている。
【００２７】
図７に示すように、キャップ部材４０には、フェルール５２と実質的に同径のフェルール挿通孔４３が形成されている。図５及び図６に示すように、フェルール５２は、フェルール挿通孔４３を貫通しており、収容空間Ｓ内のフェルール固定部５３に固定されている。このような構成により、光ファイバ５１（フェルール５２）は、板状部材１０及び蓋部材７０の双方に対して固定される。すなわち、光ファイバ５１（フェルール５２）は、フェルール固定部５３を介して板状部材１０に固定されるともに、キャップ部材４０を介して蓋部材７０に固定されている。
【００２８】
このように、本実施形態におけるフェルール５２（光ファイバ５１）は、フェルール固定部５３を介して板状部材１０に固定されるとともに、弾性変形が可能なキャップ部材４０を介して蓋部材７０に固定されているため、仮に蓋部材７０が変形した場合でも、その位置がずれてしまうことが抑制される。
【００２９】
上述したように、板状部材１０（本体部１６）の表面１０Ａには、複数の半導体レーザ素子２０に対応して、これらの半導体レーザ素子２０から出射されたレーザ光を光ファイバ５１に光結合させるための光結合手段８０が固定されている。すなわち、第１のコリメートレンズ（ファースト軸コリメートレンズ）３０と、第２のコリメートレンズ（スロー軸コリメートレンズ）３２と、光伝搬方向転換部材３４と、第１の集光レンズ６０（ファースト軸集光レンズ）と、第２の集光レンズ６２（スロー軸集光レンズ）とが板状部材１０の表面１０Ａに固定されている。
【００３０】
ところで、出射光において半導体レーザ素子２０のｐｎ接合に垂直な方向はファースト軸と呼ばれ、ｐｎ接合に平行な方向はスロー軸と呼ばれるが、半導体レーザ素子２０のファースト軸方向の光の広がり度合いはスロー軸方向の広がり度合いに比べてはるかに大きい。このため、半導体レーザ素子２０から出射されるレーザ光は、ファースト軸方向に大きな広がりを有することとなる。本実施形態においては、半導体レーザ素子２０から出射されるレーザ光のファースト軸方向は図６のＹ方向であり、スロー軸方向はＺ方向である。
【００３１】
図５に示すように、ある半導体レーザ素子２０に対応する第１のコリメートレンズ３０、第２のコリメートレンズ３２、及び光伝搬方向転換部材３４は、これらのＺ方向の位置が、対応する半導体レーザ素子２０のＺ方向の位置と同じになるように配置されている。すなわち、本実施形態では、ある半導体レーザ素子２０と、該半導体レーザ素子２０に対応する第１のコリメートレンズ３０、第２のコリメートレンズ３２、及び光伝搬方向転換部材３４とが、Ｘ方向に沿った一直線上に配置されている。
【００３２】
図５に示すように、それぞれの第１のコリメートレンズ３０は、対応する半導体レーザ素子２０に隣接して配置されている。第１のコリメートレンズ３０は、対応する半導体レーザ素子２０から出射されファースト軸方向（Ｙ方向）に広がるレーザ光をコリメートして平行光にするものである。一方、第２のコリメートレンズ３２は、第１のコリメートレンズ３０を透過したレーザ光の成分のうちスロー軸方向（Ｚ方向）の成分をコリメートして平行光にするものである。上述したように、半導体レーザ素子２０から出射されるレーザ光はファースト軸方向に大きな広がりを有することから、ファースト軸方向に広がるレーザ光をコリメートする第１のコリメートレンズ３０が半導体レーザ素子２０に隣接して設けられる。
【００３３】
図５に示すように、光伝搬方向転換部材３４は、互いにＸ方向に所定のピッチで位置をずらして配置されている。これらの光伝搬方向転換部材３４は、第１のコリメートレンズ３０及び第２のコリメートレンズ３２を透過したレーザ光の伝搬方向を１組のミラーを使って方向転換するものである。本実施形態では、Ｘ方向に沿って光伝搬方向転換部材３４に入射したレーザ光が光伝搬方向転換部材３４によってＺ方向に方向転換される。
【００３４】
ここで、図５及び図６に示すように、光モジュール１は、光伝搬方向転換部材３４から出たレーザ光をＸ方向に集光する第１の集光レンズ６０と、第１の集光レンズ６０を透過したレーザ光をＹ方向に集光する第２の集光レンズ６２とを備えている。これら第１の集光レンズ６０及び第２の集光レンズ６２は、光伝搬方向転換部材３４から出たレーザ光を光ファイバ５１に入射可能なビームサイズまで縮小するものであり、光伝搬方向転換部材３４から出たレーザ光が光ファイバ５１に向かって集光されるように（すなわち、光ファイバ５１の端部に向かって集光されるように）配置されている。
【００３５】
上述したように、複数の光伝搬方向転換部材３４は互いにＸ方向に所定のピッチで位置をずらして配置されている。したがって、複数の半導体レーザ素子２０から出射されたレーザ光は光伝搬方向転換部材３４により９０°方向転換され、互いに干渉することなくＸ方向に所定のピッチで並んだ複数のレーザ光として第１の集光レンズ６０に入射する。
【００３６】
第１の集光レンズ６０は、レーザ光をＸ方向に集光するものであり、Ｚ方向に沿った光軸を有している。すなわち、第１の集光レンズ６０は、Ｚ方向に沿った光軸に垂直な第１の垂直軸に沿った方向（Ｘ方向）にレーザ光を集光するものである。第１の集光レンズ６０は、Ｘ方向に関して調心され、Ｘ方向及びＺ方向に関して高精度に位置決めされる。
【００３７】
第２の集光レンズ６２は、レーザ光をＹ方向に集光するものであり、Ｚ方向に沿った光軸を有している。すなわち、第２の集光レンズ６２は、Ｚ方向に沿った光軸に垂直な第２の垂直軸に沿った方向（Ｙ方向）にレーザ光が集光される。第２の集光レンズ６２は、Ｙ方向に関して調心され、Ｙ方向及びＺ方向に関して高精度に位置決めされる。
【００３８】
したがって、第１の集光レンズ６０及び第２の集光レンズ６２を通過したレーザ光は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に関して高精度に位置決めされることにより、光ファイバ５１の端部に向かって集光される。その結果、光ファイバ５１の端部に向かって集光されたレーザ光が光ファイバ５１の端部と光学的に結合し、光ファイバ５１内を伝搬して収容空間Ｓの外部に出射される。このように、光モジュール１は、複数の半導体レーザ素子２０から出射されたレーザ光を集光レンズで集光して１つの出力に変換可能なマルチチップレーザモジュールとして構成されている。
【００３９】
上述したように光モジュール１は、光学部品を高精度に調心することによって複数のレーザ光の進路（光軸）を一定に保ち、光ファイバ５１に光結合させるものである。換言すれば、複数のレーザ光を１つの出力に変換するために、複数のレーザ光の光軸を一定に保つ必要がある。
【００４０】
しかしながら、収容空間Ｓ内に湿気などが浸入してしまうと、光学部品を板状部材１０に固定する樹脂（接着材）が膨張し、この樹脂の膨張に伴って光学部品の位置がずれてしまう。その結果、レーザ光の光軸がずれ、光モジュールの出力に悪影響を及ぼす。また、収容空間Ｓ内に湿気が浸入すると、接着材が湿気を吸収して接着材に加水分解が生じ、これにより接着材の接着強度が低下したり、光学部品に結露が発生し、これにより光モジュールの光学特性が悪化したりすることも考えられる。特に、本実施形態のように半導体レーザ素子２０を用いた光モジュール１においては、収容空間Ｓ内に侵入した湿気によってアウトガスが発生し、このアウトガスが半導体レーザ素子２０の端面に付着することにより、半導体レーザ素子２０に端面破壊が発生するおそれがある。したがって、このような光モジュールにおいては収容空間Ｓ内を防湿することが重要となる。
【００４１】
ここで、図８は、図６の−Ｚ方向側に位置する側壁７２Ｂと板状部材１０との境界部近傍を拡大して示す図、図９Ａは板状部材１０を示す平面図、図９Ｂは蓋部材７０の底面図である。なお、図９Ａでは、板状部材１０に固定されている光学部品の図示が省略されている。
【００４２】
図８に示すように、板状部材１０の表面１０Ａの縁部近傍（すなわち、収容空間Ｓの外側）には、表面１０Ａから上方（＋Ｙ方向）に延びる凸部１２が形成されている。図９Ａに示すように、この凸部１２は、表面１０Ａの縁部に沿って周設されている。すなわち、凸部１２は、板状部材１０の表面１０Ａの縁部に沿って周設された単一の凸部として形成されている。
【００４３】
一方、図８に示すように、蓋部材７０の側壁７２Ｂの底面７３には、凸部１２を受け入れるように凹部７６が設けられている。図９Ｂに示すように、凹部７６は、板状部材１０の表面１０Ａの縁部に沿って周設された単一の凸部１２に対応して、蓋部材７０の底面７３の全周に渡って形成されている。すなわち、凹部７６は、蓋部材７０の底面７３の全周に渡って設けられた単一の凹部として形成されている。図６及び図８に示すように、このような凹部７６に凸部１２が受け入れられることにより、蓋部材７０が板状部材１０に載置される。
【００４４】
図８に示すように、凸部１２と凹部７６との間に隙間には、この隙間を封止するように封止樹脂９０が形成されている。この封止樹脂９０は上述したように透湿性の低い材料から形成されており、このような封止樹脂９０が凸部１２の全体を覆うように設けられている。すなわち、透湿性の低い材料からなる封止樹脂９０が凸部１２の全周に渡って設けられている。また、上述したように、蓋部材７０の開口部７４はキャップ部材４０によって封止されている。このように、凸部１２と凹部７６との間の隙間が封止樹脂９０によって封止されるとともに、開口部７４がキャップ部材４０によって封止されることにより、収容空間Ｓが実質的に完全に外部から封止される（図６参照）。したがって、収容空間Ｓ内に塵や埃などの異物が侵入することが防止される。
【００４５】
また、図８に示すように、凸部１２が凹部７６の内部に受け入れられた状態となっているため、凸部１２と凹部７６との間には、湿気の通過経路（透湿経路）が逆Ｕ字状に形成されている。すなわち、このような凹凸構造を形成せずに、板状部材１０の表面１０Ａと側壁７２Ｂ（蓋部材７０）の底面７３とを接触させた場合と比較して長い透湿経路が形成されている。そして、このような長い透湿経路の略全長にわたって封止樹脂９０が形成されているため、効果的に収容空間Ｓ内を防湿できる。また、封止樹脂９０を透湿性の低い材料から形成すれば、収容空間Ｓをより効果的に防湿することができる。なお、必ずしも封止樹脂９０をこのような逆Ｕ字状の透湿経路の全長にわたって形成する必要はなく、一定の長さにわたって形成することで良好な防湿効果を得ることができる。
【００４６】
ところで、封止樹脂９０が湿気を吸収したり、収容空間Ｓ内の温度が上昇したりすると、図８において白抜き矢印及び黒塗り矢印で示すように、封止樹脂９０が膨張する。ここで、図１に示す従来技術では、樹脂９３０が膨張した場合、樹脂９３０が膨張する力によって光学部品が固定されたケース９１０（基部）が変形してしまうため、レーザ光の光軸ずれが発生してしまう。特に、樹脂９３０を弾性率の高い材料で形成した場合には、樹脂９３０が膨張した際にケース９１０が強く押され、ケース９１０が大きく変形してしまう。その結果、レーザ光の光軸ずれがさらに大きくなってしまう。これに対し、本実施形態では、弾性率の高い材料で封止樹脂９０を形成した場合でも、基部（板状部材１０）の変形が抑制される。この点について以下詳細に説明する。
【００４７】
すなわち、図８に示すように、封止樹脂９０は、蓋部材７０（側壁７２Ａ〜７２Ｄ）の底面７３に形成された凹部７６と、板状部材１０の表面１０Ａから側壁７２Ａ〜７２Ｄの内部（すなわち凹部７６）に突出する凸部１２との間に設けられているため、図８において白抜き矢印及び黒塗り矢印で示すように、封止樹脂９０の膨張による力は凸部１２及び側壁７２Ａ〜７２Ｄ（蓋部材７０）に集中して作用することとなる。
【００４８】
このように、凸部１２には封止樹脂９０の膨張による力が集中して作用する。しかしながら、図８に示すように、凸部１２は凹部７６の内部に設けられた封止樹脂９０によって覆われているため、図８において黒塗り矢印で示すように、封止樹脂９０の膨張による力を＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側の両側から受けることとなる。すなわち、凸部１２に対して＋Ｚ方向側から作用する力と−Ｚ方向側から作用する力とが相殺し合うため、凸部１２が＋Ｚ方向及び−Ｚ方向の一方に強く押されることが抑制される。換言すれば、本体部１６が＋Ｚ方向及び−Ｚ方向の一方に強く押されることが抑制される。
【００４９】
以上のように、封止樹脂９０の膨張による力は凸部１２に集中して作用し、凸部１２に集中して作用するこのような力も互いに相殺し合うことになるため、封止樹脂９０の膨張による力は本体部１６に対して実質的に作用しない。
【００５０】
このように、封止樹脂９０の膨張による力は本体部１６に対して実質的に作用しないため、封止樹脂９０が膨張した場合でも本体部１６が変形することが効果的に抑制される。また、封止樹脂９０を弾性率の高い材料で形成した場合でも、本体部１６の変形が抑制されることになるので、封止樹脂９０の材料として、例えば弾性率は高いが透湿性の低い（防湿効果の高い）材料を用いて収容空間Ｓ内を効果的に防湿することができる。
【００５１】
ところで、図８において白抜き矢印で示すように、蓋部材７０には封止樹脂９０の膨張による力が作用するため、封止樹脂９０が膨張した際に蓋部材７０が変形する可能性がある。しかしながら、図６に示すように、蓋部材７０には光学部品が設けられていない。また、上述したように、光ファイバ５１（フェルール５２）と蓋部材７０との間には弾性変形が可能なキャップ部材４０が介在しているため、蓋部材７０が変形した場合でも、キャップ部材４０によって光ファイバ５１の位置ずれが防止される。すなわち、レーザ光の光軸（すなわち、光学部品が構成する光学系）が蓋部材７０の変形によって受ける影響が低減される。このように、光モジュール１によれば、蓋部材７０の変形に影響されることなくレーザ光の光軸ずれを防止できる。
【００５２】
ところで、図９Ａに示すように、板状部材１０の表面１０Ａには、表面１０Ａの縁部に沿って凸部１２が形成されているため（換言すれば、図９Ｂに示すように、蓋部材７０の底面７３には、底面７３の全周に渡って凹部７６が形成されているため）、この凸部１２（又は凹部７６）を目印として封止樹脂９０を設けることができる。すなわち、本実施形態によれば、封止樹脂９０を設ける位置が明確であるため、光モジュール１を容易に製造することができるというメリットもある。
【００５３】
なお、上述した実施形態では、図８に示すように、凹部７６のＺ方向における中央部に凸部１２が位置しているが、凹部７６のＺ方向における中央部からずれた凹部７６内の位置に凸部１２を設けてもよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、キャップ部材４０を介して光ファイバ５１（フェルール５２）を蓋部材７０に固定することとしたが、開口部７４を封止することができ、かつ、蓋部材７０が変形した際に光ファイバ５１の位置がずれてしまうことを防止できるのであれば、任意の構成により光ファイバ５１を蓋部材７０に対して固定してもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、マルチチップレーザモジュールを例として説明したが、本発明は他のタイプの光モジュールにも使用できることは言うまでもない。例えば、シングルチップレーザモジュールに使用することもできる。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光モジュール１００について説明する。図１０Ａは光モジュール１００の板状部材１０を示す図９Ａに対応する平面図、図１０Ｂは光モジュール１００の蓋部材７０を示す図９Ｂに対応する底面図である。
【００５７】
上述した第１の実施形態における光モジュール１では、単一の凸部１２を板状部材１０の表面１０Ａの全周に渡って設け、これに対応して単一の凹部７６を蓋部材７０の底面７３の全周に渡って設けたが（図９Ａ及び図９Ｂ参照）、第２の実施形態における光モジュール１００では、図１０Ａに示すように、表面１０Ａに複数の凸部（図示の例では２つの凸部１１２，１１２）が設けられている。そして、これに対応して、図１０Ｂに示すように、蓋部材７０の底面７３に複数の凹部（図示の例では２つの凹部１７６，１７６）が設けられている。
【００５８】
凸部１１２と凹部１７６との間の隙間は、光モジュール１と同様に、封止樹脂９０によって封止されている（図８参照）。また、図１０Ａに示すように、封止樹脂９０は、凸部１１２と凹部１７６との間だけでなく、板状部材１０の表面１０Ａと蓋部材７０の底面７３との間にも設けられている。すなわち、封止樹脂９０は、表面１０Ａの縁部の全周に沿って設けられている。このような構成により、板状部材１０と蓋部材７０との間の隙間が外部から封止される。したがって、光モジュール１と同様に、収容空間Ｓ内を効果的に防湿できる。また、凸部１１２が形成されていない部分では凸部１１２に封止樹脂９０の膨張による力が集中することが抑制されるため、板状部材１０の変形がより効果的に抑制される。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る光モジュール２００について説明する。図１１は、光モジュール２００を示す図６に対応する正断面図である。
【００６０】
図１１に示すように、光モジュール２００は、板状部材２１０（基部）と、板状部材２１０に載置される蓋部材２７０（蓋部）とを備えている。板状部材２１０と蓋部材２７０との間には、光学部品が収容される収容空間Ｓが形成されている。板状部材２１０の表面２１０Ａには光学部品が固定されている。この光学部品は、単一の半導体レーザ素子２０と、レンズ２６０，２６２を有する光結合手段２８０と、フェルール固定部５３に載置されたフェルール５２（光ファイバ５１）とを含んでいる。フェルール５２（光ファイバ５１）は、上述した光モジュール１及び光モジュール１００と同様に、フェルール固定部５３を介して板状部材２１０の表面２１０Ａに固定されるとともに、キャップ部材４０を介して蓋部材２７０の側壁２７２に固定されている。このように、光モジュール２００は、単一の半導体レーザ素子２０を含むシングルチップレーザモジュールとして構成されている。
【００６１】
図１１に示すように、板状部材２１０のうち収容空間Ｓの外側には、表面２１０Ａから＋Ｙ方向に突出する凸部２１２が形成されている。すなわち、板状部材２１０は、光学部品が固定されている本体部２１６と、凸部２１２とを含んでいる。
【００６２】
図１１に示すように、蓋部材２７０は、光学部品の上方（＋Ｙ方向側）に位置する上壁２７１と、上壁２７１から板状部材２１０に向かって延びる側壁２７２と、側壁２７２の下端部から収容空間Ｓの外側に向かって拡張する拡張部２７９とを含んでいる。この拡張部２７９には、凸部２１２に対応して、凸部２１２を受け入れるように凹部２７６が形成されている。このような凹部２７６に凸部２１２が受け入れられることにより、蓋部材２７０が板状部材２１０に載置される。
【００６３】
図１１に示すように、このような凸部２１２と凹部２７６との間の隙間には、凸部２１２を包囲するように封止樹脂２９０が設けられている。そして、この封止樹脂２９０によって、凸部２１２と凹部２７６との間の隙間が封止されている。このような構成により、収容空間Ｓが外部から封止された状態になっている。
【００６４】
このような光モジュール２００によれば、側壁２７２に凹部を形成する代わりに、拡張部２７９に凹部２７６を形成することができる（すなわち、側壁２７２とは別個に凹部２７６を形成することができる）ため、側壁２７２に凹部を形成した場合に比べてより長い透湿経路を形成することでき、防湿効果を高めることが可能となる。また、側壁２７２に凹部を形成するための厚みを確保する必要がないため、光モジュール１や光モジュール１００と比較して側壁２７２の厚みを薄くすることができる。
【００６５】
なお、凸部２１２が収容空間Ｓを取り囲む単一の凸部でない場合には、収容空間Ｓの封止効果を高めるために、底面２７３と表面２１０Ａとの間に封止樹脂２９０を設けることが好ましい。
【００６６】
また、本実施形態では、光モジュール２００がシングルチップレーザモジュールとして構成されている例を説明したが、他のタイプの光モジュールにも本実施形態を適用できることは言うまでもない。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態に係る光モジュール３００について説明する。図１２は、光モジュール３００を示す図６に対応する正断面図である。
【００６８】
図１２に示すように、光モジュール３００は、基部３１０と、基部３１０との間で収容空間Ｓを形成する蓋部３７０とを備えている。基部３１０は、その表面３１１Ａに光学部品が固定された基板３１１と、基板３１１から蓋部３７０に向かって延びる壁部３１３とを含んでいる。図１２に示すように、光モジュール３００の光学部品は、単一の半導体レーザ素子２０と、レンズ３６０，３６２を有する光結合手段３８０と、フェルール５２に被覆された光ファイバ５１とを含んでいる。フェルール５２（光ファイバ５１）は、上述した光モジュール１、光モジュール１００、及び光モジュール２００と異なり、基部３１０の壁部３１３に直接固定されている。また、集光レンズ等の光学部品の一部も壁部３１３に直接固定してもよい。このように、光モジュール３００は、単一の半導体レーザ素子２０を含むシングルチップレーザモジュールとして構成されている。
【００６９】
図１２に示すように、基部３１０の壁部３１３には、壁部３１３の表面３１３Ａから蓋部３７０に向かって突出する凸部３１２が形成されている。一方、蓋部３７０の下面３７０Ａには、凸部３１２に対応して、凸部３１２を受け入れるように凹部３７６が形成されている。凸部３１２が凹部３７６に受け入れられることにより、壁部３１３の表面３１３Ａに蓋部３７０が載置される。
【００７０】
図１２に示すように、このような凸部３１２と凹部３７６との間の隙間には、凸部３１２を包囲するように封止樹脂３９０が設けられている。そして、この封止樹脂３９０によって、凸部３１２と凹部３７６との間の隙間が封止される。このような構成により、収容空間Ｓが外部から封止される。
【００７１】
このような光モジュール３００によれば、基部３１０の壁部３１３に凸部３１２が形成されているため、封止樹脂３９０が膨張した場合でも壁部３１３が変形してしまうことが抑制される。そのため、光ファイバ５１（フェルール５２）やその他の光学部品を壁部３１３に直接固定した場合でも光ファイバ５１の位置がずれてしまうことが抑制される。
【００７２】
なお、凸部３１２が壁部３１３の全周に渡って設けられた単一の凸部でない場合には、収容空間Ｓの封止効果を高めるために、蓋部３７０の底面３７３と壁部３１３の表面３１３Ａとの間にも封止樹脂３９０を設けることが好ましい。
【００７３】
また、本実施形態では、光モジュール３００がシングルチップレーザモジュールとして構成されている例を説明したが、他のタイプの光モジュールに本実施形態を適用できることは言うまでもない。また、上述の実施形態では、本発明に係る光部品として半導体レーザ素子を用いた例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、本発明に係る光部品としてフォトダイオードを用い、本発明に係る光モジュールとして、外部からの光を受光してこれを電気に変換する光受信器モジュールを構成してもよい。
【００７４】
ところで、上述した第１の実施形態ないし第４の実施形態では、封止樹脂が膨張した場合を説明したが、封止樹脂が収縮した場合でも同様の効果を奏し得ることは言うまでもない。
【００７５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００７６】
なお、本明細書において使用した用語「下」、「上」、「左」、「右」、「底面」、「表面」、「上方」、「下方」、「上側」、「下側」、「左側」、「右側」その他の位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。
【符号の説明】
【００７７】
１      光モジュール
１０      板状部材
１０Ａ    表面
１２      凸部
１６      本体部
２０      半導体レーザ素子
３０      第１のコリメートレンズ
３２      第２のコリメートレンズ
３４      光伝搬方向転換部材
４０      キャップ部材
４１      第１の部分
４２      第２の部分
４３      フェルール挿通孔
５１      光ファイバ
５２      フェルール
５３      フェルール固定部
６０      第１の集光レンズ
６２      第２の集光レンズ
７０      蓋部材
７１      上壁
７２Ａ〜７２Ｄ  側壁
７３      底面
７４      開口部
７６      凹部
８０      光結合手段
９０      封止樹脂
１００      光モジュール
１１２      凸部
１７６      凹部
１８０      光結合手段
２００      光モジュール
２１０      板状部材
２１０Ａ    表面
２１２      凸部
２１６      本体部
２６０      レンズ
２６２      レンズ
２７０      蓋部材
２７１      上壁
２７２      側壁
２７３      底面
２７６      凹部
２７９      拡張部
２８０      光結合手段
２９０      封止樹脂
３００      光モジュール
３１０      基部
３１１      基板
３１１Ａ    表面
３１２      凸部
３１３      壁部
３１３Ａ    表面
３６０      レンズ
３６２      レンズ
３７０      蓋部
３７０Ａ    下面
３７３      底面
３７６      凹部
３８０      光結合手段
３９０      封止樹脂
【図１】
2018085397.tif 000003
【図２】
2018085397.tif 000004
【図３】
2018085397.tif 000005
【図４】
2018085397.tif 000006
【図５】
2018085397.tif 000007
【図６】
2018085397.tif 000008
【図７】
2018085397.tif 000009
【図８】
2018085397.tif 000010
【図９Ａ】
2018085397.tif 000011
【図９Ｂ】
2018085397.tif 000012
【図１０Ａ】
2018085397.tif 000013
【図１０Ｂ】
2018085397.tif 000014
【図１１】
2018085397.tif 000015
【図１２】
2018085397.tif 000016