(57)【要約】  本発明にかかる光部品は、基板(1)と、基板上面(1a)に接して配置されたプリズム(2)と、レンズとプリズムを一体化したレンズ一体化プリズム(4)と、光を透過させる接合部材(3)と、を備え、プリズム(2)とレンズ一体化プリズム(4)は、接合部材(3)を介して接合されており、レンズ一体化プリズム(4)のプリズム下面(4d)、プリズム(2)のプリズム下面(2c)およびプリズム上面(2b)が基板(1)に対して平行であり、レンズ一体化プリズム(4)のミラー面(4a)およびプリズム(2)のミラー面(2a)が、各々基板(1)に非平行かつレンズ一体化プリズム(4)のレンズの光軸に対して非平行であり、レンズ一体化プリズム(4)のレンズの光軸が基板(1)と平行である。
2016051836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、  前記基板の上面に接して配置されたプリズムと、  レンズとプリズムを一体化したレンズ一体化プリズムと、  光を透過させる接合部材と、  を備え、  前記プリズムと前記レンズ一体化プリズムは、前記接合部材を介して接合されており、  前記レンズ一体化プリズムの前記プリズム側の面である下面、前記プリズムの前記基板の上面と接する面である下面、および前記プリズムの上面が、前記基板の上面に対して平行であり、  前記レンズ一体化プリズムおよびプリズムのミラー面が、各々前記基板の上面に非平行かつ前記レンズ一体化プリズムのレンズの光軸に対して非平行であり、  前記プリズムへ入射する光の光路中心は前記基板の上面と平行であり、前記レンズ一体化プリズムのレンズの光軸が前記基板の上面と平行であることを特徴とする光部品。
【請求項２】
前記接合部材は、熱硬化性接合剤または紫外線硬化接合剤であることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項３】
前記レンズ一体化プリズムのレンズは、凸レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の光部品。
【請求項４】
前記レンズ一体化プリズムのレンズは、凹レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の光部品。
【請求項５】
前記レンズ一体化プリズムのレンズである第１のレンズのレンズ面に対向するよう配置された第２のレンズ、  をさらに備え、  前記第２のレンズは、前記基板の上面に配置され、  前記第２のレンズの光軸は、前記基板の上面と平行であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光部品。
【請求項６】
前記基板の上面に配置された台と、  前記レンズ一体化プリズムのレンズである第１のレンズのレンズ面に対向するよう配置された第２のレンズ、  をさらに備え、  前記第２のレンズは、前記台の上面に配置され、  前記第２のレンズの光軸は、前記基板の上面と平行であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光部品。
【請求項７】
前記プリズムを第１のプリズムとし、  前記基板の上面に接して配置された第２のプリズムと、  前記第２のプリズムの上面に接して配置された第３のプリズムと、  をさらに備え、  前記第２のプリズムおよび前記第３のプリズムのミラー面が各々前記基板に対して非平行であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光部品。
【請求項８】
前記レンズ一体化プリズムのレンズを第１のレンズとし、  発光素子と、  前記発光素子から出射される光を集光し前記プリズムへ入射させる第２のレンズと、  をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光部品。
【請求項９】
前記レンズ一体化プリズム、前記第２のレンズおよび前記発光素子を各々複数備えることを特徴とする請求項８に記載の光部品。
【請求項１０】
前記プリズムの上面に対向するよう配置された受光素子、  をさらに備え、  前記受光素子の活性層面は前記基板に平行であることを特徴とする請求項８に記載の光部品。
【請求項１１】
前記第１のレンズのレンズ面に対向するよう配置された第３のレンズと、  前記第３のレンズより出射側に前記第３のレンズのレンズ面に対向するよう配置された導波路と、  をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の光部品。
【請求項１２】
前記レンズ一体化プリズムのミラー面と前記プリズムのミラー面とが平行であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の光部品。
【請求項１３】
金属または樹脂パッケージに封入されたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の光部品。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１つに記載の光部品を備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項１５】
光部品の製造方法であって、  基板の上面に接してプリズムを配置し、前記プリズムとレンズ一体化プリズムを接合するための接合部材を配置する第１のステップと、  前記接合部材が硬化する前に、前記レンズ一体化プリズムを前記接合部材に接して配置し前記レンズ一体化プリズムを前記光部品の入射光の光軸方向に移動させることにより前記光部品から出射される光の仰俯角を調整する第２のステップと、  前記第２のステップの後に前記接合部材を硬化させる第３のステップと  を含み、  前記接合部材は光を透過させる部材であり、  前記レンズ一体化プリズムの前記プリズム側の面である下面、前記プリズムの前記基板の上面と接する面である下面、および前記プリズムの上面が、前記基板の上面に対して平行であり、  前記レンズ一体化プリズムおよびプリズムのミラー面が、各々前記基板に非平行かつ前記レンズ一体化プリズムのレンズの光軸に対して非平行であり、  前記プリズムへ入射する光の光路中心は前記基板の上面と平行であり、前記レンズ一体化プリズムのレンズの光軸が前記基板の上面と平行であることを特徴とする光部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光通信等に用いられる光部品、光モジュールおよび光部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体ＬＤ（Laser  Diode）またはＰＤ（Photo  Diode）等の受発光素子と、レンズ、ミラー、フィルタ、平面導波路チップ等の光部品とを、ファイバレセプタクル等の光入出力ポートを有する気密封止された１つのパッケージ内に収めた光モジュールは、光トランシーバ等の通信用機器内で使用されている。光モジュールでは、受発光素子と光入出力ポートに挿入されたファイバ間の高効率の接続を実現するため、パッケージ内部の光学部品を高精度で配置し、受発光素子、平面導波路チップの導波路素子およびファイバの光軸に光学系の光路中心を合わせる必要がある。しかし受発光素子および平面導波路チップ、ファイバの光軸高さにはばらつきがある。また、これらをダイボンディングする際にも位置ずれが生じる。また空間型合分波器では入出射光軸の角度ずれも生じる。これらのずれを補正するため、レンズの位置、ミラーおよびプリズムの角度を調整する等、光学系に配置する光学部品の位置および角度を調整することで光学系の光路中心角を補正することが一般的に行われる。【０００３】  近年では光モジュールの小型化および集積化が進んでいる。例えば特許文献１では、複数のＬＤ素子と複数のレンズと複数のフィルタからなる合波器とを集積した光モジュールである集積光モジュールが開示されている。集積光モジュールでは、一般に、受発光素子および光学部品は、同一実装基板平面上、または限られた高さの範囲内に２次元的に配置され、光路中心は実装基板に水平な方向であることが多い。これは各種部品を配置しやすく、合分波器のような複雑な光学系を形成しやすいことに加え、部品を多数積み上げると各部品の高さ公差が累積して光軸ずれを引き起こしやすいためである。【０００４】  ここで光学部品の配置においては、実装基板平面に垂直な方向の位置および仰俯角の調整が課題となる。具体的には、実装基板に水平な水平面内の光軸方向をＺ軸とし、水平面内で光軸に垂直な方向をＸ軸とし、実装基板の平面に直交する方向をＹ軸とするとき、Ｘ軸の位置および角度調整がＸ−Ｚ平面内での水平移動およびＹ軸周りの回転を施すことによって可能であるのに対して、Ｙ軸の位置調整およびＸ，Ｚ軸周りの角度調整には十分な接合部材厚を確保しつつ接合部材の厚みすなわち高さと分布を適切に制御する必要がある。一般に接合部材としては、半田等の加熱溶融性の接合部材、または、熱またはＵＶ（Ultra  Violet：紫外線）光照射により硬化するアクリル系またはエポキシ系等の樹脂の接合部材が用いられているが、これらの接合部材では固化または硬化時の収縮が数％ある。接合部材厚が厚いと、接合剤部材収縮に伴う垂直位置ずれ、傾きの変化、不均一残留応力による水平位置ずれが生じる。また接合部材厚が厚い場合、隣接光学部品の接合部材が硬化前に流れ出して干渉し、光学部品を高い精度で所望の位置に固定することができない。これらを抑制するためには接合部材厚を薄くする必要があるが、この場合必要な垂直方向の位置および角度の調整範囲を確保できない。【０００５】  垂直方向の光学部品の位置および角度の調整を実現し、光学系の光路中心角を補正する方式として、特許文献２および特許文献３が挙げられる。特許文献２では、シリンドリカルレンズの曲率中心線を光軸周りに傾けるように光モジュールを構成している。特許文献２には、シリンドリカルレンズを水平方向に動かすことでレンズ面中心の高さを変化させることができ、レンズ面の中心線と入射光路中心の高さとの差を変化させ、光路中心の仰俯角を変化させる方法が開示されている。また、特許文献３には、反射板において任意軸周りの角度調整を可能とするため、ゴニオ機構を反射板に形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１０２４９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−０８３４０１号公報
【特許文献３】特開２０１３−２０５６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかしながら、上記特許文献２に記載の方法では、レンズ面中心線の傾き方向に光束の歪みが生じ、光軸が合っていても結合効率が低下してしまう。特許文献２には、結合効率の低下を防ぐためにレンズ中心線の傾きを少なくとも３０度以下に抑えることが開示されているが、この場合、所望の光軸補正角を得るために大きな水平方向への移動が必要であり、隣接光学部品との干渉が生じてしまう。また光軸水平面内の光路中心角の補正には別途光学部品が必要である。【０００８】  また、特許文献３に記載の方法では、複雑な光学系を組む場合に多数の反射板を配置して各々を調整する必要があり、各反射板の位置に合わせて回転中心を揃える必要がある。これを実現するには、反射板を一時的に保持し配置するヘッドに煩雑な機構を導入する必要がある。【０００９】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光路の垂直位置および仰俯角を適切に調整できる光部品を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板の上面に接して配置されたプリズムと、レンズとプリズムを一体化したレンズ一体化プリズムと、光を透過させる接合部材と、を備え、前記プリズムと前記レンズ一体化プリズムは、前記接合部材を介して接合されており前記レンズ一体化プリズムの前記プリズム側の面である下面、前記プリズムの前記基板の上面と接する面である下面、および前記プリズムの上面が、前記基板の上面に対して平行であり、前記レンズ一体化プリズムおよびプリズムのミラー面が、各々前記基板の上面に非平行かつ前記レンズ一体化プリズムのレンズの光軸に対して非平行であり、前記プリズムへ入射する光の光路中心は前記基板の上面と平行であり、前記レンズ一体化プリズムのレンズの光軸が前記基板の上面と平行であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】  本発明にかかる光部品は、光路の垂直位置および仰俯角を適切に調整できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる光部品の断面図
【図２】実施の形態１にかかる光部品の製造方法の一例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる光部品の製造方法の一例を示す図
【図４】実施の形態１にかかる光部品の過程で−Ｚ方向から光を入射した場合の光路中心の軌跡の一例を示す図
【図５】実施の形態２にかかる光部品の断面図を示す図
【図６】実施の形態３にかかる光部品の断面図
【図７】実施の形態４にかかる光部品の断面図
【図８】ＬＤおよびサブマウントを複数備える実施の形態４の光部品の上面図
【図９】実施の形態５にかかる光部品の断面図
【図１０】実施の形態６にかかる光部品の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下に、本発明にかかる光部品、光モジュールおよび光部品の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。
【００１４】実施の形態１．  図１は、本発明の実施の形態１にかかる光部品の断面図を示す図である。本実施の形態の光部品は、例えば光通信装置における光モジュールに搭載される。図１に示すように、本実施の形態の光部品は、セラミックスまたはガラス等の面精度の高い材料で形成された基板１と、基板１の第１面に接するプリズム２と、プリズム２が基板１に接する面と反対の面に接して形成された接合部材３と、接合部材３を介してプリズム２に接合されたレンズ一体化プリズム４とを備える。図１では、レンズ一体化プリズム４に凸レンズ面を形成する例を示している。
【００１５】  図１に示すように、基板１のプリズム２が接する面を基板上面１ａとする。また、プリズム２のミラー面をミラー面２ａとし、プリズム２の基板１に接する面をプリズム下面２ｃとし、プリズム下面２ｃをプリズム２の裏面とするときプリズム２の表側面にあたる面をプリズム上面２ｂとする。また、レンズ一体化プリズム４のミラー面をミラー面４ａとし、レンズ一体化プリズム４に形成されたレンズの表面をレンズ面４ｂとし、レンズ一体化プリズム４のレンズが形成される面をレンズ主面４ｃとし、レンズ一体化プリズム４の接合部材３に接する面をプリズム下面４ｄとする。なお、基板１からプリズム２へ向かう方向を上方向とし、プリズム２から基板１へ向かう方向を下方向とし、各部材の上方向の面を上面と呼び下方向の面を下面と呼ぶ。
【００１６】  接合部材３は透明なすなわち光を透過させる接合部材であり、熱またはＵＶ照射により硬化する透明樹脂接合剤が好ましい。熱により硬化する熱硬化性接合剤は高い接合強度を有し信頼性がある。ＵＶ照射により硬化する紫外線硬化性接合剤は複数の光学素子を接合する際に、各光学素子を個別に配置して固定できるなど、利便性に優れている。ＵＶ硬化接合剤の中にはＵＶ照射により硬化後に、さらに熱を加えて接合強度を高めるものもあり、このような接合剤を用いると、ＵＶ硬化接合剤の利便性と熱硬化接合剤の信頼性の両方を有しているためさらに好ましい。
【００１７】  レンズ一体化プリズム４のプリズム下面４ｄは、接合部材３を介してプリズム２のプリズム上面２ｂへ接合される。プリズム２とレンズ一体化プリズム４は同一の材料もしくは線膨張係数が近い材料であることが好ましい。同一の材料もしくは線膨張係数が近い材料を用いる場合、接合である硬化において加熱が行われる場合に、加熱によるプリズム２とレンズ一体化プリズム４との剥がれ、および加熱によるプリズム２とレンズ一体化プリズム４との接合前後の位置ずれを抑制できる。
【００１８】  一般にプリズム２、レンズ一体化プリズム４の材料は、ガラス、プラスチック、樹脂であるが、線膨張係数が小さいガラスを用いることが好ましい。線膨張係数が小さいガラスを用いることにより、本実施の形態が搭載される光モジュールの動作時の温度の変動に対する光軸ずれを抑制できる。
【００１９】  基板上面１ａ、プリズム上面２ｂ、プリズム下面２ｃ、プリズム下面４ｄは平行であることが好ましく、レンズ面４ｂが形成されるレンズ主面４ｃは基板上面１ａに垂直であることが好ましい。またプリズム２のミラー面２ａとレンズ一体化プリズム４のミラー面４ａは、各々が基板上面１ａと非平行である。また、プリズム２のミラー面２ａとレンズ一体化プリズム４のミラー面４ａは、各々がレンズ一体化プリズム４のレンズの光軸と非平行である。なお、プリズム２のミラー面２ａとレンズ一体化プリズム４のミラー面４ａは、各々が基板上面１ａと４５度の角度をなすことが好ましい。
【００２０】  また、光部品へ光の入射する方向をＺ軸とし、基板上面１ａの面内でＺ軸に垂直な方向をＸ軸とし、基板上面１ａに直交する方向をＹ軸とする。ここでは、基板上面１ａに平行に−Ｚ方向から光を入射するとする。
【００２１】  次に、本実施の形態にかかる光部品の製造方法について説明する。図２、３は、本実施の形態にかかる光部品の製造方法を示す図である。まず、図２に示すように、ステップ１として、基板１の基板上面１ａにプリズム下面２ｃが接するようにプリズム２を配置し、プリズム上面２ｂに接合部材３を配置する。次に、ステップ２として、図３に示すように、接合部材３が硬化する前に、レンズ一体化プリズム４を接合部材３に接して配置し、後述するように、レンズ一体化プリズム４を光部品の入射光の光軸方向に移動させることにより光部品から出射される光の仰俯角を調整する。その後、ステップ３として、接合部材３を硬化させる。
【００２２】  次に、上述したステップ２における本実施の形態の光学系の高さおよび仰俯角の調整方法について説明する。本実施の形態では、基板１にプリズム２を固定して、接合部材３を硬化させる前にレンズ一体化プリズム４を光路中心に平行に動かすことにより、光部品から出射する光の高さおよび仰俯角を調整する。
【００２３】  図４は、−Ｚ方向から光を入射した場合の光路中心の軌跡の一例を示す図である。図４に示すように、光部品への入射時の光路中心すなわちプリズム２へ入射する光の光路中心を光路中心５ａとする。光路中心５ａは、基板１（基板上面１ａ）と平行である。なお、図４では、基板１の図示を省略している。プリズム２の−Ｚ側の面を側面２ｄとする。光はプリズム２に入射すると一般には屈折する。プリズム２に入射した後の光の光路中心を光路中心５ｂとする。そして、光はミラー面２ａで反射される。ミラー面２ａで反射された光の光路中心を光路中心５ｃとする。さらに、光は接合部材３を透過し、レンズ一体化プリズム４に入射する。なお、レンズ一体化プリズム４は、ＺＸ面内において光路中心５ｃを通過した光がミラー面４ａで反射可能な位置に配置されているとする。レンズ一体化プリズム４に入射した光の光路中心を光路中心５ｄとする。レンズ一体化プリズム４に入射した光は、ミラー面４ａで反射される。ミラー面４ａで反射された光の光路中心を光路中心５ｅとする。ミラー面４ａで反射された光は、レンズ面４ｂを通過する。レンズ面４ｂを通過した光の光路中心を光路中心５ｆとする。レンズ一体化プリズム４のレンズの光軸は、基板１（基板上面１ａ）と平行である。
【００２４】  レンズ面４ｂの曲率半径が無限大の場合、すなわちレンズ面４ｂがフラットな極限の場合、プリズム２のミラー面２ａとレンズ一体化プリズム４のミラー面４ａとが平行でありかつプリズム２の側面２ｄとレンズ一体化プリズム４のレンズ主面４ｃとが平行であれば、この光学部品の通過前の光路中心５ａと通過後の光路中心５ｆとは平行になる。ここで、プリズム２を固定してレンズ一体化プリズム４を光路中心５ａに平行に動かし、固定されたプリズム２とレンズ一体化プリズム４の水平相対位置を調整することを考える。この場合、光路中心５ｅの垂直位置すなわちＹ軸方向の位置は、レンズ一体化プリズム４の位置に応じて変化する。図４の例のレンズ一体化プリズム４のＺ軸方向の位置を第１の位置とすると、−Ｚ方向にレンズ一体化プリズム４を移動させた第２の位置では、光路中心５ｄがミラー面４ａで反射する位置が、第１の位置にレンズ一体化プリズム４が位置する場合より高くなる。
【００２５】  ここでレンズ面４ｂの曲率半径が有限である場合、光路中心５ｅの高さが変わるとレンズ面４ｂの中心からずれて入射するため、光路中心５ｆの出射角が変化する。このように、光路中心５ａの方向にレンズ一体化プリズム４を動かすことで、光路中心５ｆの仰俯角を自在に調整できる。また基板１の水平面内で光路中心５ａに垂直な方向にレンズ一体化プリズム４を動かすことで、水平面内における光路中心５ｆの角度を調整できる。以上のように、角度の調整を行った後に、接合部材３を硬化させることにより、調整された角度を保つことができる。
【００２６】  以上のように、本実施の形態の光部品は、レンズ一体化プリズム４をプリズム２上で水平に動かすことによって光部品から出射する光である出射ビームの光路中心５ｆの角度を自在に制御することができる。そして出射ビームがコリメート光であれば、ビーム角度を振ることはレンズで集光された像の位置を制御できることと等価であり、光路の位置制御に対応する。また非コリメート光であっても、光路中心の角度が変わることは実像および虚像の位置を制御できることに対応しており、十分有用である。このため、出射ビームがコリメート光であることは必要要件ではない。
【００２７】  さらに非コリメート光をレンズでコリメート光に変換する場合、一般にレンズを光軸方向に動かすことは焦点距離の関係上できない。しかし、本実施の形態の光学部品では、プリズム２のミラー面２ａとレンズ一体化プリズム４のミラー面４ａとが平行である場合には、光路中心５ａ方向にレンズを動かしているにも関わらず、コリメート条件を満たすことができる。すなわち、光路方向にレンズ一体化プリズム４とプリズム２の水平相対位置に依らず、光路中心５ｄと、光路中心５ｅとの距離の和を固定できるため、出射ビームがコリメートな状態を実現することは容易である。
【００２８】  以上に述べた制御はプリズム２上で水平方向にのみレンズ一体化プリズム４を動かすことによって実現できるため、接合部材３を厚くする必要が無い。このため、接合部材３が硬化した際の収縮を抑制でき、高い位置精度での実装が期待できる。
【００２９】  なお、ここでは、本実施の形態の光部品を適用する装置として光通信装置における光モジュールを例に挙げたが、本実施の形態の光部品を適用する装置は、光通信装置における光モジュールに限らず、光学系を用いる様々な分野の装置に適用可能である。一例として、小型のカメラ、ライダ等のセンサ、レーザアレイを集束させる加工用レーザに適用してもよい。
【００３０】  また、図１では、レンズ一体化プリズム４に凸レンズ面を形成する例を示したが、レンズ一体化プリズム４に凹レンズ面を形成してもよい。また、レンズ一体化プリズム４は一体成型されたものに限らず、レンズ中心とプリズム中心の相対高さが固定されているものであれば良く、レンズとプリズムを貼り合わせたもの、またはレンズとプリズムが共通の基板に固定されたもの等であってもよい。
【００３１】実施の形態２．  図５は、本発明の実施の形態２にかかる光部品の断面図を示す図である。本実施の形態は、実施の形態１の変形例である。図５に示すように、本実施の形態の光部品は、実施の形態１の光部品に、基板１に接して配置される台６と、台６に接して配置されるレンズ７とを追加している。図５に示すように、台６の下面は基板上面１ａに接し、台６の上面はレンズ７に接する。なお、本実施の形態では、レンズ一体化プリズム４のレンズを第１のレンズと呼ぶとき、レンズ７は第２のレンズである。レンズ７は、レンズ一体化プリズム４のレンズ面４ｂに対向するよう配置される。レンズ７は、レンズ面４ｂから出射される光を受光可能な位置に配置される。実施の形態１と同様の構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００３２】  実施の形態１の場合、レンズ面４ｂを出射した光がコリメート光でない場合は、レンズ一体化プリズム４を光軸方向すなわち光路中心５ａ方向に動かすことで出射後の光線の実像および虚像の形成位置が光軸方向にずれる。レンズ７を光軸方向に動かすことで、実像および虚像の形成位置を補正できる。なお、レンズ７の光軸は、基板上面１ａに平行であることが好ましい。また、本実施の形態によれば、レンズ面４ｂで集光された光線を再びコリメート光に戻すなど、光軸方向の光束形状の柔軟な調整が可能となる。
【００３３】  なお、図５の構成例では、レンズ７は台６の上に配置されているが、台６は必須ではなく、台６をプリズム２と共通化させてもよく、レンズ７を直接基板１に配置してもよく、基板１に形成した段差を台６の替わりに用いてもよい。
【００３４】実施の形態３．  図６は、本発明の実施の形態３にかかる光部品の断面図である。本実施の形態は、実施の形態１の変形例である。図６に示すように、本実施の形態の光部品は、実施の形態１の光部品に、基板１に接して配置されるプリズム８とプリズム８に接して配置されるプリズム９とを追加している。図６に示すように、プリズム８の下面は基板上面１ａに接し、プリズム８の上面はプリズム９に接する。また、プリズム９は、レンズ面４ｂから出射される光を受光可能な位置に配置される。なお、本実施の形態では、プリズム２を第１のプリズムと呼ぶとき、プリズム８は第２のプリズム、プリズム９は第３のプリズムである。実施の形態１と同様の構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００３５】  プリズム８とプリズム９のミラー面は、それぞれ基板上面１ａに対して非平行である。プリズム８のミラー面とプリズム９のミラー面とは平行でなくてもよい。本実施の形態では、プリズム２およびレンズ一体化プリズム４によって上方に移動された光軸を下方に戻すことができる。光軸の高さを揃えることは光学系の基本であり、また出射窓の位置が規定されている光モジュールでは高さの調整は特に重要な要素である。プリズム８とプリズム９の水平方向すなわちＺＸ面内での光軸は一致していなくてもよい。例えば、プリズム９の光軸をプリズム８の光軸に対してＹ軸まわりに回転させることにより、本実施の形態の光部品からの出射ビームの水平向きを左右に振ることもできる。またプリズム８，９は必ずしも別々に配置する必要は無く、一体の平行プリズムとして基板１上に配置されてもよい。
【００３６】実施の形態４．  図７は、本発明の実施の形態４にかかる光部品の断面図である。本実施の形態は、実施の形態１の変形例である。図７に示すように、本実施の形態の光部品は、実施の形態１の光部品に、基板１に接して配置される段差１０と、段差１０に接して配置されるサブマウント１１と、サブマウント１１に接して配置される発光素子であるＬＤ１２と、基板１に接して配置されるレンズ１３とを追加している。図７に示すように、段差１０の下面は基板上面１ａに接し、段差１０の上面はサブマウント１１の下面に接し、サブマウント１１の上面はＬＤ１２に接する。また、レンズ１３は、ＬＤ１２から出射される光を受光可能な位置に配置され、プリズム２はレンズ１３から出射される光を受光可能な位置に配置される。なお、本実施の形態では、レンズ一体化プリズム４のレンズを第１のレンズと呼ぶとき、レンズ１３は第２のレンズである。レンズ１３は、プリズム２に対向するよう配置される。実施の形態１と同様の構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００３７】  実施の形態１では出射広がり角の広い光束が入射されると、プリズム２とレンズ一体化プリズム４の接合部以外を通る光は出射光路の調整ができず、所謂ケラレ損失となる。本実施の形態では、光源として出射広がり角の大きい光を生成するＬＤ１２を用いる場合であっても、ＬＤ１２から出力された光をレンズ１３により出射広がり角の狭い光束にすることにより、ケラレ損失を抑制できる。通常、ＬＤ１２、サブマウント１１、段差１０、プリズム２、レンズ一体化プリズム４には高さ公差が生じるが、高さ公差による光軸のずれは実施の形態１で述べたように、レンズ一体化プリズム４を光路中心５ａの方向に移動させることにより補正できる。また、ＬＤ１２から出力された光がレンズ１３の通過後は集光されるように各部材を配置することで、プリズム２およびレンズ一体化プリズム４でのケラレ損失を低減することができる。
【００３８】  また本実施の形態では、レンズ一体化プリズム４透過後の光軸の高さに比べＬＤ１２の光軸の高さが低いため、光部品がパッケージとして実装された場合、ＬＤ１２がパッケージの底面に近く、ＬＤ１２の発熱をパッケージ外へと放熱させることが容易となる。
【００３９】  本実施の形態では、光の入射元がＬＤ１２である例を説明したが、ＬＤ１２に限らず、光の入射元が合波器チップの導波路、導波路型受光素子、側面入射型受光素子、ファイバ等である場合にも上述したレンズ１３を用いた調整方法を適用できる。また、本実施の形態では、光の入射方向が基板１に水平な例を説明したが、光の入射方向が基板１に垂直であった場合でもミラーで反射させる等により基板１に平行な光路とすることにより、同様の調整が可能である。
【００４０】  なお、段差１０は、ＬＤ１２およびサブマウント１１とレンズ１３の高さの差を補正するために用いているが、高さの差の補正が必要の無い場合には段差１０を備えなくてもよい。
【００４１】  また、ＬＤおよびサブマウントは１つに限らず、ＬＤおよびサブマウントを並列に複数配置した構成としてもよい。図８は、ＬＤおよびサブマウントを複数備える本実施の形態の光部品の上面図である。図８に示すように、段差１０の上にサブマウント１１−１〜１１−４を並列に配置し、各サブマウント１１−１〜１１−４の上にＬＤ１２−１〜１２−４を配置する。また、ＬＤ１２−１〜１２−４にそれぞれ対応して、レンズ１３−１〜１３−４を基板１上に配置し、レンズ一体化プリズム４−１〜４−４をプリズム２上に配置する。このようにＬＤとサブマウントを並列に複数配置することは、集積光モジュールでは一般的に行われており、これにより各ＬＤへの高周波電気信号の入出力が容易になる。なお、高さ方向のばらつきを抑えるために、段差１０を共通化することが望ましい。サブマウント１１を共通化し、その上に各ＬＤをフリップ配置すること、またはＬＤ自体に複数の出射チャネルポートを集積できるとさらに好ましい。ＬＤが複数の出射チャネルポートを有することで、多芯ファイバへ結合させたり、合波器で集約したりすることができ、伝送容量を大きくすることができる。特に、複数の出射チャネルポートの相対高さと相対間隔を精密に合わせた状態でＬＤを配置できると、レンズアレイを用いることでまとめて実装することができ利便性が向上する。また、レンズ１３−１〜１３−４はマイクロレンズアレイであってもよい。図８では、ＬＤおよびサブマウントを４つ備える例を示したが、ＬＤおよびサブマウントの数は４つに限定されない。
【００４２】実施の形態５．  図９は、本発明の実施の形態５にかかる光部品の断面図である。本実施の形態は、実施の形態４の変形例である。図９に示すように、本実施の形態の光部品は、実施の形態４の光部品に、光強度を測定する受光素子であるモニタＰＤ１４を追加している。モニタＰＤ１４の活性層面は基板１に平行である。なお、図９ではモニタＰＤ１４の固定に用いる構造物の図示を省略している。モニタＰＤ１４の固定方法はどのような方法を用いてもよいが、一例として、基板１に橋脚を立て、橋脚の上にモニタＰＤ１４を貼り付けたモニタＰＤ基板を乗せる方法を用いることができる。実施の形態４と同様の構成要素は実施の形態４と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態４と異なる点を説明する。
【００４３】  本実施の形態では、レンズ一体化ミラー４のミラー面４ａの反射率をわずかに下げて、ミラー面４ａへ入射された光を一定比率透過させる。これにより、レンズ一体化ミラー４の上方にＬＤ１２から出力された光の一部が出射される。レンズ一体化ミラー４の上面に対向するよう配置されたモニタＰＤ１４が、レンズ一体化ミラー４の上方に出射された光を受光することでＬＤ１２の光強度をモニタリングすることができる。光モジュールでは、このようにＬＤ１２の光強度をモニタするモニタＰＤ１４が必要である。ＬＤ１２の後方すなわち−Ｚ方向にはドライバが配置される場合があり、その場合モニタＰＤを後方に配置することは困難である。モニタＰＤを前方すなわちＺ方向に配置する場合は一般にプリズムを付加して光路を一部分ける必要があるが、本実施の形態の光部品は既にレンズ一体化プリズム４を備えているため、新たにプリズムを付加することなく、モニタＰＤ１４の前方配置を容易に実現できる。
【００４４】  またレンズ１３によるＬＤ１２の実像をモニタＰＤ１４上に結合させるように配置することができるため、レンズ１３を備えない場合に比べモニタＰＤ１４のサイズを縮小でき、迷光の抑制およびモニタＰＤのコスト削減を実現することができる。またモニタＰＤ１４でモニタリングした光強度を基準として、位置調整を行うことができる。例えば、モニタＰＤ１４でモニタリングした光強度が小さい場合には位置ずれが大きいと考えられるため、光強度が大きくなるようにレンズ一体化ミラー４を移動させることにより、位置調整を行うことができる。
【００４５】実施の形態６．  図１０は、本発明の実施の形態６にかかる光部品の断面図を示す図である。本実施の形態は、実施の形態４の変形例である。図１０に示すように、本実施の形態の光部品は、実施の形態４の光部品に、基板１に接する台１５と、台１５に接するレンズ１６および導波路１７とを追加している。また、本実施の形態では、製造時に、入射される光を観測する観測装置１８，１９を用いる。図１０に示すように、台１５の下面は基板上面１ａに接し、台１５の上面はレンズ１６および導波路１７に接する。また、レンズ１６は、レンズ面４ｂから出射される光を受光可能な位置に配置され、導波路１７はレンズ１６から出射される光を受光可能な位置に配置される。なお、本実施の形態では、レンズ一体化プリズム４のレンズを第１のレンズと呼び、レンズ１３を第２のレンズと呼ぶとき、レンズ１６は第３のレンズである。レンズ１６は、レンズ一体化プリズム４のレンズ面４ｂに対向するよう配置される。また、導波路１７はレンズ１６に対向するようレンズ１６の出射側に配置される。実施の形態４と同様の構成要素は実施の形態４と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態４と異なる点を説明する。
【００４６】  本実施の形態では、ＬＤ１２から出射されレンズ面４ｂを透過した後の光がコリメート光である場合、レンズ１６がレンズ面４ｂから出射された光を集光して導波路１７へ入射させる。レンズ面４ｂを透過した後の光が非コリメート光である場合、レンズ１６を備えなくてもよい。観測装置１８，１９は、製造時のみ使用するため、光部品、光モジュールおよび光部品の製造方法の構成要素でなくてよい。
【００４７】  ＬＤ１２と導波路１７の配置を固定した後、レンズ一体化プリズム４およびレンズ１６を水平方向に移動させることで光軸を調整することができる。ここで、レンズ一体化プリズム４のミラー面４ａの反射率をわずかに下げて、ミラー面４ａへ入射された光を一定比率透過させる。そして、観測装置１８，１９をレンズ一体化プリズム４の側面、上面方向に各々配置すると、ＬＤ１２からの出射光の光軸と導波路１７の出射端面の光軸とのずれを観測できる。具体的には、ＬＤ１２からの出射光をレンズ１６で導波路１７の端面へと集光させる。この集光された光は導波路１７の端面で散乱され、その光はレンズ一体化プリズム４を透過して観測装置１８で観測できる。ここで、導波路１７からも反対方向すなわち−Ｚ方向へと光を出射させると、この出射光はレンズ一体化プリズム４を透過して観測装置１８で観測できる。この結果、観測装置１８は、ＬＤ１２からの出射光と導波路１７の出射光との両方を観測することができ、両者の光軸の調整が可能である。観測装置１９を用いる場合は、導波路１７からの出射光がＬＤ１２端面で集光されて散乱された光と、ＬＤ１２からの出射光とを観測することができる。観測装置１８と観測装置１９はいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。
【００４８】実施の形態７．  次に、本発明の実施の形態７にかかる光部品について説明する。本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態６で述べた光部品を金属または樹脂パッケージに封入する。これにより、気密性を確保することができる、衝撃を吸収することができる、持ち運びやすい、他の部品へ接続しやすいなどの効果が得られる。
【００４９】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】  １  基板、１ａ  基板上面、２，８，９  プリズム、２ａ，４ａ  ミラー面、２ｂ  プリズム上面、２ｃ，４ｄ  プリズム下面、３  接合部材、４，４−１〜４−４  レンズ一体化プリズム、４ｂ  レンズ面、４ｃ  レンズ主面、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ  光路中心、６，１５  台、７，１３，１３−１〜１３−４，１６  レンズ、１０  段差、１１，１１−１〜１１−４  サブマウント、１２，１２−１〜１２−４  ＬＤ、１４  モニタＰＤ、１７  導波路。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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