(57)【要約】【課題】複数のレンズの光軸合わせおよびアイソレータの位置合わせが容易である光モジュールを提供する。【解決手段】第１基板１１には、レーザダイオード２１が載置されている。第１基板１１には、レーザダイオード２１から出射される光の出射方向に沿った断面Ｖ字形状の第１の溝１３が形成されている。また、第２の溝１４における第１の溝１３と交わる位置には、アイソレータ２４が支持されている。さらに、第１の溝１３には、アイソレータ２４を挟んで一対のレンズ２２，２３が支持されている。レンズ２２，２３およびアイソレータ２４を通過した光が第１の溝１３を通じて第１基板１１に遮られることなく光ファイバ２５に到達する。また、第１の溝１３は断面Ｖ字型であるので、レンズ２２，２３の光軸を容易に合わせることができる。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半導体発光素子が搭載された光モジュールにおいて、
前記基板に形成され、前記半導体発光素子から出射される光の出射方向に沿って形成された第１の溝と、
前記第１の溝に交差する方向に沿って形成され、前記第１の溝と交わる第２の溝と、
前記第１の溝と前記第２の溝との交点を跨いで、前記出射方向に離間して配置され、それぞれ前記第１の溝に支持される一対のレンズと、
前記第２の溝における前記第１の溝と交わる位置に載置されたアイソレータと、
を備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第１の溝が断面Ｖ型または断面メサ型である請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第１の溝における前記一対のレンズを挟む位置に、一対のレンズをそれぞれ位置決めする第１の穴部および第２の穴部が形成されている請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１の溝における前記半導体発光素子の反対側の延長線上に第３の溝が形成されており、
前記第３の溝に光ファイバが載置されている請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信に用いられるレーザダイオードモジュールにおいて、光部品からの反射光や散乱光がレーザダイオードまで戻るとレーザダイオードの動作が不安定になり、雑音の増大、伝達信号の乱れの原因となる。このため、反射戻り光を戻さない構造を取る必要がある場合があり、そのような光モジュールとしてたとえば特開２００１−２６４５８８号公報に開示されたレーザダイオイードモジュールがある。
【０００３】
このレーザダイオードモジュールは、シリコン基板を備えており、シリコン基板の表面にはレーザダイオードが設けられている。また、第１のレンズと第２のレンズを有しており、第１のレンズと第２のレンズの間にはアイソレータが設けられている。これらの第１のレンズ、第２のレンズ、およびアイソレータは、それぞれシリコン基板の表面に形成された穴部に支持されているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示された従来のレーザダイオードモジュールは、第１のレンズおよび集光作用を有する第２のレンズはそれぞれ独立した穴に載置されている。このため、第１のレンズと第２のレンズとの光軸を正確に合わせるためには、それぞれのレンズを載置するための穴を、相対的に正確な位置に形成しなければならず、多大な労力を要するという問題があった。
【０００５】
また、アイソレータとして、偏波依存性を有するアイソレータを用いる場合には、光軸に対するアイソレータの向きを正確に合わせる必要がある。ところが、上記従来に技術では、アイソレータをシリコン基板に実装する際に、その向きを正確に合わせる労力を要するものであった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、複数のレンズの光軸合わせおよびアイソレータの位置合わせが容易である光モジュールを提供することにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の係る光モジュールは、基板に半導体発光素子が搭載された光モジュールにおいて、基板に形成され、半導体発光素子から出射される光の出射方向に沿って形成された第１の溝と、第１の溝に交差する方向に沿って形成され、第１の溝と交わる第２の溝と、第１の溝と第２の溝との交点を跨いで出射方向に離間して配置され、それぞれ第１の溝に支持される一対のレンズと、第２の溝における第１の溝と交わる位置に載置されたアイソレータと、を備えるものである。
【０００８】
本発明に係る光モジュールにおいては、半導体発光素子から出射される光の出射方向に沿って第１の溝が形成されており、この第１の溝に一対のレンズが載置されている。このため、単に第１の溝をまっすぐに形成し、この第１の溝に一対のレンズをそれぞれ載置することによって、一対のレンズの光軸を合わせることができる。したがって、各レンズの光軸を容易に合わせることができる。また、第２の溝は、第１の溝に交差する方向に沿って形成されており、第２の溝における第１の溝と交わる位置にアイソレータが載置されている。このため、単に第２の溝に沿ってアイソレータを第２の溝に載置するのみで、半導体発光素子から出射される光の出射方向に対するアイソレータの向きを正確に合わせることができる。したがって、アイソレータの向きを合わせる作業が不要となり、その分位置合わせを容易に行うことができる。
【０００９】
ここで、第１の溝が断面Ｖ型または断面メサ型である態様とするのが好ましい。
【００１０】
このように、第１の溝をＶ型またはメサ型とすることにより、一対のレンズをそれぞれ確実に支持することができる。
【００１１】
第１の溝における一対のレンズを挟む位置に、一対のレンズをそれぞれ位置決めする第１の穴部および第２の穴部が形成されている態様とするのが望ましい。
【００１２】
このように、第１の穴部および第２の穴部が形成されていることにより、一対のレンズの位置決めを容易に行うことができるとともに、レンズのずれを抑制することができる。
【００１３】
また、第１の溝における半導体発光素子の反対側の延長線上に第３の溝が形成されており、第３の溝に光ファイバが載置されている態様とするのがさらに好適である。
【００１４】
このように、このように、光ファイバを載置するための第３の溝が形成されていることにより、各レンズおよびアイソレータを通じて出射される光を確実に光ファイバに導入するための位置合わせを容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部材には可能な限り同一の番号を付するものとし、その説明は省略する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの部分破断斜視図、図２はその要部平面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、筐体１０を備えている。筐体１０の内部には、第１基板１１および第２基板１２が設けられている。第１基板１１はシリコン基板からなり、その表面１１Ａには、本発明の半導体発光素子であるレーザダイオード２１が搭載されている。また、第１基板１１の表面１１Ａには、第１の溝１３、第２の溝１４、第３の溝１５、および第４の溝１６が形成されている。第１の溝１３は、図３に示すように、断面Ｖ字形状をなしており、図５に示すように、レーザダイオード２１から出射される光の出射方向と平行な光軸Ｌに沿って形成されている。こうして、レーザダイオード２１から出射される光は第１基板１１に遮られることなく、第１の溝１３の一端側から他端側に到達することができるようになっている。また、第１の溝１３の一端部および他端部は、いずれも斜めに形成されている。
【００１７】
第２の溝１４は、第１の溝１３に交差する方向に沿って形成され、第１の溝１３と交わっている。第２の溝１４は、図５に示すように、断面形状は矩形状をなしており、第１の溝１３よりも浅い位置まで形成されている。第３の溝１５は、第１の溝１３におけるレーザダイオード２１が設けられている側の反対側の端部に、第１の溝１３の延長線上に形成されている。したがって、第３の溝１５は、第１の溝１３と同様、レーザダイオード２１から出射される光の出射方向と重なる光軸Ｌに沿って形成されている。この第３の溝１５は、第１の溝１３と同様に断面Ｖ字形状をなしているが、その深さは第１の溝１３よりも浅くなっている。また、第４の溝１６は、第１の溝１３におけるレーザダイオード２１が配置されている側の反対側の端部であって、第１の溝１３と第３の溝１５の間において、第１の溝１３と直交する方向に沿って形成されている。
【００１８】
第１の溝１３には、互いに同一の球形をなす２つのレンズ２２，２３が、第１の溝１３と第２の溝１４の交点を跨いで、レーザダイオード２１から出射される光の出射方向に沿って離間して配置されており、それぞれ断面Ｖ字型の第１の溝１３に支持されている。断面Ｖ字型の第１の溝１３に支持されることにより、レンズ２２，２３が光軸Ｌに直交する方向への移動が抑制されて、レンズ２２，２３の光軸が合うように、それぞれの位置決めがなされる。また、第１の溝１３の両端部に形成された斜めの部分によって光軸Ｌに沿った方向への移動が抑制されて位置決めがなされる。
【００１９】
また、第２の溝１４における第１の溝１３と交わる位置には、アイソレータ２４が載置されている。アイソレータ２４は、偏波依存性を有するものであり、アイソレータ２４に設けられている図示しない偏光子は、実装前にあらかじめレーザダイオード２１が出射する光の偏波方向と合うように調整されている。そして、アイソレータ２４は、第２の溝１４の延在方向に沿って配設されている。また、第１の溝１３と第２の溝１４とのなす角度は、アイソレータ２４からレーザダイオード２１への戻り光を避けるために調整されている。
【００２０】
第１の溝１３の延長線上に形成されて第３の溝１５には、光ファイバ２５が載置されている。光ファイバ２５の径は、レンズ２２，２３よりも径よりも小さいものであるため、第１の溝１３よりも浅い第３の溝１５に載置されることにより、光軸Ｌ上に光ファイバ２５の入射面が位置する。光ファイバ２５は、筐体１０を貫通して筐体１０の内部から外部に向けて配設されており、筐体１０の外部における光ファイバ２５の筐体１０側端部の近傍は、樹脂製の保護部材２６によって保護されている。
【００２１】
一方、第２基板１２の表面には、レーザダイオード２１を駆動するドライバＩＣ３１が実装されている。ドライバＩＣ３１は、ボンディングワイヤ３２を介してレーザダイオード２１に接続されており、レーザダイオード２１を駆動する駆動信号をレーザダイオード２１に出力している。レーザダイオード２１は、ドライバＩＣ３１からの信号を受けて駆動させられる。
【００２２】
以上の構成を有する本実施形態に係る光モジュールにおける作用について説明する。
【００２３】
本実施形態に係る光モジュール１では、光軸Ｌに沿って断面Ｖ字形状である第１の溝１３が形成されている。この第１の溝１３が形成されていることにより、光軸Ｌが第１基板１１にあたらないようになっている。このため、第１基板１１に遮られることなく、レーザダイオード２１から出射される光を光ファイバ２５に供給することができる。また、レーザダイオード２１と光ファイバ２５の間には、アイソレータ２４が介在されているので、光出力の不安定化を防止している。ここで、レーザダイオード２１から出射される光を直接アイソレータ２４に供給すると、光が広がりすぎてアイソレータ２４を機能させることができない。これに対して、本実施形態に係る光モジュール１では、レーザダイオード２１とアイソレータ２４の間にレンズ２２が介在されている。このため、レーザダイオード２１から出力される光をアイソレータ２４に集めることができるので、アイソレータ２４を好適に機能させることができる。また、光がアイソレータ２４を通過することによって減衰してしまうと、光ファイバ２５に十分な強度の光を供給することができなくなる。これに対して、本実施形態に係る光モジュール１では、アイソレータ２４と光ファイバ２５の間にレンズ２３が介在されている。このため、アイソレータ２４から出射された光を十分な強度を持って光ファイバ２５に供給することができる。
【００２４】
このように、アイソレータ２４を挟んで２つのレンズ２２，２３が設けられているが、これらを光軸Ｌに合わせて第１基板１１上に載置する必要がある。ここで、本実施形態に係る光モジュール１では、第１の溝１３上にレンズ２２，２３が載置されている。第１の溝１３は、光軸Ｌに沿って形成され、断面Ｖ字型をなしているので、レンズ２２，２３を第１の溝１３上に載置するのみで、光軸Ｌに対する位置合わせを行うことができる。このように、本実施形態に係る光モジュール１では、レンズ２２，２３の位置合わせを容易に行うことができ、別途調芯作業を行う必要がなくなる。
【００２５】
また、アイソレータ２４からレーザダイオード２１への戻り光（反射光）を低減するため、本実施形態に係る光モジュール１では、アイソレータ２４の偏光子に合わせて第１の溝１３と第２の溝１４の角度が調整されている。このため、アイソレータ２４を単に第２の溝１４に沿って載置することにより、レーザダイオード２１への戻り光を低減することができる。しかも、第２の溝１４は第３の溝１３よりも浅く形成されているため、レンズ２２，２３よりもアイソレータ２４が小さい場合に、好適にレンズ２２，２３を通過する光がアイソレータ２４を通過することができる位置に、アイソレータ２４を配置することができる。
【００２６】
さらに、第３の溝１５が第１の溝１３の延長線上に形成されており、第３の溝１５には、図６に示すように、光ファイバ２５が載置される。このため、レーザダイオード２１から出力された光はアイソレータ２４を通して光ファイバ２５に入射する。したがって、安定した出力の光を光ファイバ２５に入射させることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、本実施形態に係る光モジュールの要部平面図である。図７に示すように、本実施形態に係る光モジュール４０は、第１基板４１および図示しない第２基板を備えている。第２基板には、上記第１の実施形態と同様にドライバＩＣが実装されている。第１基板４１の表面にはレーザダイオード２１が搭載されている。また、第２基板４１の表面には、第１の溝４２、第２の溝１４、第３の溝１５、および第４の溝１６が形成されている。第２の溝１４〜第４の溝１６は、上記第１の実施形態と同一の形状をなしている。
【００２８】
また、第１の溝４２は、断面Ｖ字形状である点で、上記第１の実施形態と同一であるが、レンズ２２，２３を支持する位置に、穴部４３，４４が形成されている点において異なる。さらに、第１の溝４２は、その両端面が第１基板の表面に垂直な面で形成されている。第１の穴部４３は、第１の溝４２におけるレーザダイオード２１側の端部近傍位置に形成されており、第２の穴部４４は、第１の溝４２における第３の溝１５が形成されている側の端部近傍に形成されている。これらの穴部４３，４４は、図８に示すように、いずれも断面矩形状をなしている。レンズ２２，２３は、それぞれこれらの穴部４３，４４によって支持されている。
【００２９】
また、上記第１の実施形態と同様に、第２の溝１４における第１の溝４２と交わる位置には、アイソレータ２４が載置されており、第３の溝１５には光ファイバ２５が載置されている。
【００３０】
以上の構成を有する本実施形態に係る光モジュール４０においては、レンズ２２，２３が設けられている位置に穴部４３，４４がそれぞれ形成されている。この穴部４３，４４が形成されていることにより、レンズ２２，２３は、図８に示すように、第１の溝４２と穴部４３，４４との交点で支持されるようになる。このような穴部４３，４４を形成することにより、レーザダイオード２１から出射される光の光軸に直交する方向への移動を抑制するとともに、光軸に沿った方向への移動をも抑制することができる。そして、レンズ２２，２３を載置する位置を確実に規定することができ、しかも載置した後のレンズ２２，２３のずれを好適に防止することができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態では、第１の溝を断面Ｖ字型に形成したが、Ｖ字型の下端部を平坦にした断面メサ型に形成することができる。また、上記各実施形態では、一対のレンズを設けているが、これら一対のレンズのほかにも第１の溝にレンズを支持させる態様とすることもできる。この場合でも、一対のレンズ、およびその他のレンズの光軸を容易に合わせることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、複数のレンズの光軸合わせおよびアイソレータの位置合わせが容易である光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの部分破断斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの要部平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第１基板に光ファイバを載置する状態を示す側断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光モジュールの要部平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１…光モジュール、１０…筐体、１１…第１基板、１１Ａ…（第１基板の）表面、１２…第２基板、１３…第１の溝、１４…第２の溝、１５…第３の溝、１６…第４の溝、２１…レーザダイオード、２２，２３…レンズ、２４…アイソレータ、２５…光ファイバ、２６…保護部材、３２…ボンディングワイヤ、４０…光モジュール、４１…基板、４２…第１の溝、４３…第１の穴部、４４…第２の穴部、３１…ドライバＩＣ、Ｌ…光軸。
【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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