(57)【要約】  【課題】一般的な構造の端面発光型の半導体レーザでなる発光素子と、一般的な構造の面受光タイプの受光素子とを平面実装し、安価に製造できる光モジュールの提供。  【解決手段】発光素子２と、受光素子３と、反射板４とが光モジュール基板１の上面に搭載してある。受光素子３は、基板がモニター光１０ａに対し透明であり、下面にいわゆるベタ電極を有する。発光素子２から出射したモニター光１０ａは、受光素子３の透明な基板を透過し、反射板４で反射され、受光素子３の端面に入射し、光電変換領域３aの下面に入射する。光電変換領域３aは、モニター光１０ｃを検知し、モニター光１０ｃの光量に応じた検知信号３ｂを光量調節回路９へ送る。ベタ電極を下面に有する受光素子３を光モジュール基板１に直接固着する構造であるから、安価に製造できる。  【選択図】      図１
2005109114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光モジュール基板の上面に搭載された発光素子と、この発光素子から出射した光を光電変換領域に受光する受光素子とを備え、該発光素子は該上面に平行に光を出射する姿勢で該光モジュール基板に搭載してあり、該光に対し透明な受光素子基板の表面部に該光電変換領域が形成してある光モジュールにおいて、
前記受光素子は、前記出射光を第1の側面に受け、該第1の側面から入射した該出射光を第２の側面から出射する姿勢で前記光モジュール基板に搭載してあり、
前記第２の側面から出射した前記出射光を前記光電変換領域に入射させる光反射手段が前記光モジュール基板に搭載してある
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光反射手段は、第1の反射面を有し、前記第２の側面から出射した前記出射光を該第1の反射面で反射し、該第1の反射面で反射した該出射光を該第２の側面に再び入射し、該第２の側面から入射した該出射光を前記光電変換領域の下面側に入射する
ことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光反射手段は、第1及び第２の反射面を有し、前記第２の側面から出射した前記出射光を該第1の反射面で反射し、該第1の反射面で反射した該出射光を該第２の反射面で反射し、該第２の反射面で反射した該出射光を前記光電変換領域の上面側に入射する
ことを特徴とする請求項１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、半導体レーザなどの発光素子と、該発光素子のモニター光などを受ける受光素子とを備える光モジュールに関し、特に発光素子および受光素子を共通の光モジュール基板に搭載した光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は特許文献1に開示された従来の光モジュールを示す模式的断面図である。図において、２は端面発光型の半導体レーザでなる発光素子、３は面受光タイプのフォトダイオードでなる受光素子、３aは受光素子３における光電変換領域、１０aは発光素子２から出射されるモニター光、１０fは反射面１１bで反射されたモニター光、１１は光モジュール基板、１１aは光モジュール基板１１に設けられた溝、１１bは溝１１aの側面をなす反射面、２０は発光素子２から出射される信号光である。
【０００３】
半導体レーザでなる発光素子は、互いに平行に対面する２つの側面の一方から信号光を出射し、該２つの側面のうちの他方の側面からモニター光を出射する。図３では、モニター光が符号１０aで、信号光が符号２０でそれぞれ示してある。光モジュール基板１１はシリコン基板である。光モジュール基板１１には溝１１aが設けてある。溝１１aの側面１１bは、モニター光１０aを反射し、反射光１０fを受光素子３における光電変換領域３aへ入射する。
【０００４】
受光素子３は、モニター光を検出し、モニター光の光量に応じた電気信号を出力する。受光素子３の出力は、光量調節回路（図３では、図示が省略されている）へ送られる。光量調節回路は、発光素子２の駆動電流を制御し、受光素子３の出力を一定にする方向に発光素子２の駆動電流を制御することにより、発光素子２のモニター光１０aの光量を一定に制御し、ひいては発光素子２の主たる出力である信号光２０の光量を一定に制御する。このように、光モジュールにおける受光素子３は、その光モジュールにおける発光素子２の出力光のパワーを一定に制御するフィードバックループの1つの素子であり、発光素子２の出力光を検知する光センサーとして機能している。
【０００５】
図３の光モジュールは、受光素子３における光電変換領域３aを溝１１aへ臨ませる構造を採用している。この構造を可能にするために、受光素子３における光電変換領域３a側の表面（受光素子３における上面）の一部の領域に電極を形成し、その電極を光モジュール基板１１上の電極に半田付けすることにより、受光素子３を光モジュール基板１１に固着している。
【０００６】
図４は、図３とは相違する構造の従来の光モジュールを示す模式的断面図である。図において、１は光モジュール基板、６はサブマウント、7はエポキシ樹脂でなる電気回路基板である。図４の光モジュールは、光モジュール基板１とは別にサブマウント６を備える。サブマウント６はセラミック等の絶縁体でなる。サブマウント６の受光素子３搭載面および下面には、電極が形成してある。受光素子３では、底面全面が１つの電極（接地電極）であり、いわゆるベタ電極をなしている。ベタ電極は、一般的な受光素子において広く採用されている構造である。受光素子３は、サブマウント６上の電極にそのベタ電極を半田付けすることにより、サブマウント６に搭載されている。サブマウント６は、サブマウント６の下面の電極と電気回路基板７上の導体とを半田付けすることにより、電気回路基板７に固着されている。図４の光モジュールでは、モニター光１０aは、受光素子３の光電変換領域３aへ直接に入射する。
【０００７】
発光素子２の底面からモニター光１０aの光軸までの距離hは約１０μｍである。一方、受光素子３の幅wは350μｍ、光電変換領域３aの幅vは200μｍ程度である。そこで、受光素子３における光電変換領域３aの中心は、図４の姿勢における受光素子３の下面（電気回路基板７の上面に平行は面）から75μｍ程度である。そこで、図４のように、モニター光１０aの光軸が受光素子３の受光面（光電変換領域３aの表面）に直角に入射させる構成を採用するとき、受光素子３を光モジュール基板１へ直接に搭載すると、光電変換領域３aがモニター光１０aの光軸より上に離れてしまい、受光素子３はモニター光１０aを受光できない。このような理由で、モニター光１０aを受光素子３の受光面に直角に入射させるには、サブマウント６が必要となる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６６１８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記図３の従来の光モジュール（特許文献1）では、受光素子３における光電変換領域３a側の面を光モジュール基板１１の実装面へ半田付けすることにより、光電変換領域３aを光モジュール基板１１へ搭載するので、その半田付け工程において半田が光電変換領域３aに至らないように、半田付けを精密に仕上げる必要がある。また、受光素子３における光電変換領域３a側の面を光モジュール基板１１の実装面へ半田付けするには、両者に電極を形成する必要がある。光電変換領域３a側の面に格別に電極を設けた受光素子は、一般に市販されているいわゆるベタ電極の受光素子とは異なる構造となる。また、半田付け工程では、受光素子３における光電変換領域３a側の面の電極と光モジュール基板１１の実装面の電極との精密な位置合わせを要する。そこで、図３の構造の光モジュールは、製造歩留まりの向上が難しく、またベタ電極の受光素子の実装方法とは異なる格別な方法で実装することを要するので、製造費の低減が難しい。
【００１０】
図３に破線で示す領域３bまで受光素子３の基板を拡大すれば、光モジュール基板１１へ受光素子３を半田付けする工程は容易になり、製造歩留まりは向上する。しかし、受光素子３の基板を拡大すれば、１つの半導体ウエハーから取れる受光素子３の個数が減少する。また、領域３bまで拡大した基板の受光素子３は、一般に市販されているいわゆるベタ電極の受光素子とは構造が相違する。そこで、領域３bまで拡大した基板を有する構造を採用すると、受光素子３の単価の低減は期待できない。
【００１１】
他方、図４に示す従来の光モジュールでは、サブマウント６を要するので、光モジュールを構成する部品の数が増大する。サブマウント６を電気基板７へ半田付けするには、サブマウント６の下面へ電極を形成する必要がある。これらの理由で、図４の構造の光モジュールは価格の低減が難しい。
【００１２】
そこで、本発明は、一般的な構造の端面発光型の半導体レーザでなる発光素子と、一般的な構造の面受光タイプの受光素子とを平面実装し、安価に歩留まりよく製造できる光モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【００１４】
（１）光モジュール基板の上面に搭載された発光素子と、この発光素子から出射した光を光電変換領域に受光する受光素子とを備え、該発光素子は該上面に平行に光を出射する姿勢で該光モジュール基板に搭載してあり、該光に対し透明な受光素子基板の表面部に該光電変換領域が形成してある光モジュールにおいて、
前記受光素子は、前記出射光を第1の側面に受け、該第1の側面から入射した該出射光を第２の側面から出射する姿勢で前記光モジュール基板に搭載してあり、
前記第２の側面から出射した前記出射光を前記光電変換領域に入射させる光反射手段が前記光モジュール基板に搭載してある
ことを特徴とする光モジュール。
【００１５】
（２）前記光反射手段は、第1の反射面を有し、前記第２の側面から出射した前記出射光を該第1の反射面で反射し、該第1の反射面で反射した該出射光を該第２の側面に再び入射し、該第２の側面から入射した該出射光を前記光電変換領域の下面側に入射する
ことを特徴とする前記（１）に記載の光モジュール。
【００１６】
（３）前記光反射手段は、第1及び第２の反射面を有し、前記第２の側面から出射した前記出射光を該第1の反射面で反射し、該第1の反射面で反射した該出射光を該第２の反射面で反射し、該第２の反射面で反射した該出射光を前記光電変換領域の上面側に入射する
ことを特徴とする前記（１）に記載の光モジュール。
【発明の効果】
【００１７】
本発明になる上記手段の採用により、一般的な構造の端面発光型の半導体レーザでなる発光素子と、一般的な構造の面受光タイプの受光素子とを平面実装し、安価に歩留まりよく製造できる光モジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態である光モジュールの模式的断面図である。図1の光モジュールは、光モジュール基板１、端面発光型の半導体レーザでなる発光素子２、面受光タイプのフォトダイオードでなる受光素子３、反射板４、光量調節回路９を備えてなる。発光素子２は、信号光２０を一方の端面から出射し、モニター光１０ａを他方の端面から出射する。受光素子３は、透明な半導体基板に光電変換領域３aを設けてなる。受光素子３の下面には、いわゆるベタ電極が形成してある。このベタ電極は、光モジュール基板１の電極に半田付けで、固着されている。反射板４は、下面を光モジュール基板１に接着された金属で成り、反射面４ａを有する。
【００１９】
発光素子２から出射したモニター光１０ａは、受光素子３の透明な基板の片方の端面（前述の第1の側面）に入射し、その基板の他方の端面（前述の第２の側面）から出射し、反射板４の反射面４ａで反射される。反射面４ａで反射したモニター光１０ｂは、受光素子３の透明な基板の端面に入射する。受光素子３の端面から入射したモニター光１０ｃは、受光素子３における光電変換領域３aの下面に入射する。光電変換領域３aは、モニター光１０ｃを検知し、モニター光１０ｃの光量に応じた検知信号３ｂを光量調節回路９へ送る。
【００２０】
光量調節回路９は、発光素子２の駆動電流９ａを制御し、受光素子３の出力の検知信号３ｂを一定にする方向に発光素子２の駆動電流を制御することにより、発光素子２のモニター光１０aの光量を一定に制御し、ひいては発光素子２の主たる出力である信号光２０の光量を一定に制御する。このように、光モジュールにおける受光素子３は、その光モジュールにおける発光素子２の出力光のパワーを一定に制御するフィードバックループの1つの素子であり、発光素子２の出力光を検知する光センサーとして機能している。
【００２１】
図1の実施の形態の光モジュールでは、受光素子３は、最も一般的で安価な、下面がいわゆるベタ電極の面受光タイプのフォトダイオードでなる。したがって、受光素子３を光モジュール基板１に固着する工程は、光モジュール基板１上の電極に受光素子３を位置合わせし、両者を単純に半田付けする工程だけである。図３の従来の光モジュールは、受光素子３における光電変換領域３a側の面を光モジュール基板１１の実装面へ半田付けする構造であるから、半田付け工程において半田が光電変換領域３aに至らないように、半田付けを精密に仕上げる必要があり、光電変換領域３a側の面に格別に電極を設けた格別な受光素子を製造する必要があり、光電変換領域３a側の面の電極と光モジュール基板１１の実装面の電極との精密な位置合わせを要し、製造歩留まりの向上が難しく、またベタ電極の受光素子の実装方法とは異なる格別な方法で実装することを要するので、製造費の低減が難しいが、図１の実施の形態の光モジュールは図３の従来の構造の欠点を解決し、安価に製造できる。
【００２２】
図２は、本発明の第２の実施の形態である光モジュールの模式的断面図である。図２の光モジュールは、図１の光モジュールにおける反射板４に代えて反射板５を備え、その他の構造は図１の光モジュールと同じである。反射板５は、下面を光モジュール基板１に接着された金属で成り、反射面５ａ，５ｂを有する。
【００２３】
発光素子２から出射したモニター光１０ａは、受光素子３の透明な基板の片方の端面に入射し、その基板の他方の端面から出射し、反射板５の反射面５ａで反射される。反射面５ａで反射されたモニター光１０ｄは、反射板５の反射面５ｂで反射される。反射面５ｂで反射したモニター光１０ｅは、受光素子３における光電変換領域３aの上面に入射する。光電変換領域３aは、モニター光１０ｅを検知し、モニター光１０ｅの光量に応じた検知信号３ｂを光量調節回路９へ送る。光量調節回路９は、図１におけるものと同様に作用する。本発明の第２の実施の形態である図２の光モジュールも、図１の光モジュールと同様に、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態である光モジュールの模式的断面図である。
【００２５】
【図２】本発明の第２の実施の形態である光モジュールの模式的断面図である。
【００２６】
【図３】特許文献1に開示された従来の光モジュールを示す模式的断面図である。
【００２７】
【図４】従来の別の光モジュールを示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    光モジュール基板
２    端面発光型の半導体レーザでなる発光素子
３    面受光タイプのフォトダイオードでなる受光素子
３a    受光素子３における光電変換領域
３ｂ    受光素子３の出力の検知信号
４    反射板
４ａ    反射面
５    反射板
５ａ    反射面
５ｂ    反射面
６    サブマウント
７    エポキシ樹脂でなる電気回路基板
９    光量調節回路
９ａ    発光素子２の駆動電流
１０a    発光素子２から出射されるモニター光
１０ｂ    反射板４の反射面４ａで反射されたモニター光
１０ｃ    反射板４の反射面４ａで反射され、受光素子３の端面に入射し、光電変換領域３aの下面に入射するモニター光
１０ｄ    反射板５の反射面５ａで反射されたモニター光
１０ｅ    反射板５の反射面５ｂで反射され、受光素子３の光電変換領域３aの上面に入射するモニター光
１０f    反射面１１bで反射されたモニター光
１１    光モジュール基板
１１a    光モジュール基板１１に設けられた溝
１１b    溝１１aの側面をなす反射面
２０    発光素子２から出射される信号光
ｈ    光モジュール基板１の上面とモニター光１０aの光軸との距離
ｖ    受光素子３における光電変換領域の幅
ｗ    受光素子３の幅
【図１】
2005109114.tif 000003
【図２】
2005109114.tif 000004
【図３】
2005109114.tif 000005
【図４】
2005109114.tif 000006