(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズの軸ズレによる光結合効率の低下を抑制し、光結合効率の安定した光半導体モジュールおよびその組立方法を提供する。【解決手段】半導体レーザ１０１と、半導体レーザ１０１から出射される光を平行光線にする第一のレンズ１０２と、平行光線を集光させる第二のレンズ１０３と、第二のレンズ１０３によって集光した光が光導波路に結合する位置に配置された半導体光変調器１０４とをサブマウント１０５上に搭載し、第一のレンズ１０２の焦点距離と第二のレンズ１０３の焦点距離が互いに異なる光半導体モジュールの構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の光半導体素子と、前記第一の光半導体素子から出射される光を平行光線にする第一のレンズと、前記平行光線を集光させる第二のレンズと、前記第二のレンズによって集光した光が光導波路に結合する位置に配置された第二の光半導体素子とを共通のサブマウント上に搭載した光半導体モジュールにおいて、前記第一のレンズの焦点距離と前記第二のレンズの焦点距離が互いに異なることを特徴とする光半導体モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の光半導体モジュールにおいて、前記第一の光半導体素子のフィールド径と前記第二の光半導体素子のフィールド径が略等しいことを特徴とする光半導体モジュール。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光半導体モジュールにおいて、組立時に生じる前記レンズの軸ズレ量が、前記第一および第二の光半導体素子のフィールド径のうちの小さいフィールド径と同じか、それよりも大きいことを特徴とする光半導体モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光半導体モジュールにおいて、前記二つのレンズの焦点距離の比が１：１．５以上かつ１：２．５以下であるとともに、像倍率１．５倍以上かつ２．５倍以下の光学系を形成していることを特徴とする光半導体モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光半導体モジュールを組み立てる方法であって、前記レンズを収容した金属筐体をＹＡＧレーザ溶接によりレンズホルダを介して前記サブマウント上に固定したことを特徴とする光半導体モジュールの組立方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光半導体モジュールを組み立てる方法であって、前記二つの光半導体素子を前記サブマウント上に固定した後、前記レンズの位置を調整し、焦点距離の異なる前記第一のレンズおよび前記第二のレンズを固定する際、焦点距離の短いレンズを先に前記サブマウント上に固定し、焦点距離の長いレンズを後に前記サブマウント上に固定することを特徴とする光半導体モジュールの組立方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載の光半導体モジュールの組立方法によって作製されたことを特徴とする光半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体モジュールおよびその組立方法に関し、詳しくは光通信システムや、光情報処理システムにおいて用いられる光半導体素子の実装に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光半導体モジュールでは、二つの光半導体素子をレンズを介して光学的に結合させる際には、高い光結合効率を得るために焦点距離がほぼ同一の二つのレンズを用いていた。これは、半導体素子の光のフィールド径、すなわち光半導体素子内を伝搬する光のパワー分布の半値全幅（ＦＷＨＭ）が、どの種類の素子でも同一の２μｍ程度であることから、半導体素子間の光結合では、焦点距離がほぼ同一の二つのレンズを用いて像倍率をほぼ１とすることにより、損失の少ない光結合を得ることができるためである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、非特許文献１によれば、像倍率をｍ、第一の半導体素子のフィールド径をｗ1、第二の半導体素子のフィールド径をｗ2、第一の半導体素子から出射される光を平行光線にする第一のレンズの焦点距離をｆ1、第一のレンズを透過した光を集光する第二のレンズの焦点距離をｆ2とすると、非特許文献１の第５８頁に記載の（４．３−６）式から、二つの素子のフィールド径が等しい（ｗ1＝ｗ2）場合に最大の光結合効率が得られる最適像倍率ｍoptが１となる。非特許文献１の第５６頁に記載の（４．２−１６）式から、像倍率ｍopt＝１の場合、半導体素子間の光結合において最大の光結合効率が得られる二つのレンズの焦点距離ｆ1，ｆ2の関係はｆ1＝ｆ2となる。したがって、光半導体モジュールは、二つのレンズの焦点距離が等しい場合に最大の光結合効率が得られることがわかる。
【０００４】
一方、レンズ固定時の軸ズレ、すなわち一方の光半導体素子の出射端と、他方の光半導体素子の入射端とを結ぶ光軸に対して、この軸に直交する方向に生じるレンズの位置ズレや、位置調整の自由度の不足などによる光結合効率の低下を補うために、例えば、非特許文献２の第１９７頁、Ｆｉｇ１に示されているように、二つのレンズの間に第三のレンズまたはプリズムなど光の光線軸を補正するための光学部品を必要としていた。
【０００５】
【非特許文献１】河野健治著「光デバイスのための光結合系の基礎と応用」現代工学社出版、1991年、p.54-61
【非特許文献２】K. Anderson et al, "Design and Manufacturability Issues of a Co-packaged DFB/MZ Module", Electronic Components and Technology Conference, 1999, Proceedings, pp.197-200
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、二つの光半導体素子間を光結合するために焦点距離がほぼ同一の二つのレンズを用いると、レンズの軸ズレに対する結合損失が大きくなる。そして、例えばレンズや光軸補正用の光学部品を固定するためにエポキシ樹脂等の接着剤を用いた場合は、レンズ位置の長期的な安定性が悪く、時間とともに光結合効率が大幅に変化し、出力光強度が低下してしまうというおそれがあった。また、レンズや光軸補正用の光学部品を固定するためにＹＡＧレーザ溶接による固定手段を用いると、長期的な安定性は確保できるものの、溶接時の軸ズレにより、光結合効率が劣化し、出力光強度が低下するという問題があった。
【０００７】
ＹＡＧレーザ溶接によるレンズの固定の際は、溶接時の金属の溶融および凝固時に発生する伸縮に伴い、レンズ位置に数μｍのズレが生じる。一方、光半導体素子の光のフィールド径は、２μｍ程度であり、溶接時の軸ズレに比べて小さい。そのため、軸ズレに伴う光結合効率の劣化が大きな問題となっていた。
【０００８】
このようなことから本発明は、レンズの軸ズレによる光結合効率の低下を抑制し、光結合効率の安定した光半導体モジュールおよびその組立方法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】
上記の課題を解決するための本発明の請求項１に係る光半導体モジュールは、第一の光半導体素子と、前記第一の光半導体素子から出射される光を平行光線にする第一のレンズと、前記平行光線を集光させる第二のレンズと、前記第二のレンズによって集光した光が光導波路に結合する位置に配置された第二の光半導体素子とを共通のサブマウント上に搭載した光半導体モジュールにおいて、前記第一のレンズの焦点距離と前記第二のレンズの焦点距離が互いに異なることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る光半導体モジュールは、請求項１記載の光半導体モジュールにおいて、前記第一の光半導体素子のフィールド径と前記第二の光半導体素子のフィールド径が略等しいことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に係る光半導体モジュールは、請求項１又は請求項２記載の光半導体モジュールにおいて、組立時に生じる前記レンズの軸ズレ量が、前記第一および第二の光半導体素子のフィールド径のうちの小さいフィールド径と同じか、それよりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４に係る光半導体モジュールは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光半導体モジュールにおいて、前記二つのレンズの焦点距離の比が１：１．５以上かつ１：２．５以下であるとともに、像倍率１．５倍以上かつ２．５倍以下の光学系を形成していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項５に係る光半導体モジュールの組立方法は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光半導体モジュールを組み立てる方法であって、前記レンズを収容した金属筐体をＹＡＧレーザ溶接によりレンズホルダを介して前記サブマウント上に固定したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項６に係る光半導体モジュールの組立方法は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光半導体モジュールを組み立てる方法であって、前記二つの光半導体素子を前記サブマウント上に固定した後、前記レンズの位置を調整し、焦点距離の異なる前記第一のレンズおよび前記第二のレンズを固定する際、焦点距離の短いレンズを先に前記サブマウント上に固定し、焦点距離の長いレンズを後に前記サブマウント上に固定することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項７に係る光半導体モジュールは、請求項５又は請求項６記載の光半導体モジュールの組立方法によって作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明による光半導体モジュールは、焦点距離が互いに異なる二つのレンズを用いて、半導体素子に結合する光の像倍率を拡大させている。焦点距離が互いに異なる二つのレンズを用いた場合、焦点距離の長いレンズを固定する際に、光軸に直交する方向に生じるレンズの軸ズレによる光結合効率の劣化は、焦点距離が略同一のレンズを用いた場合のレンズの軸ズレによる光結合効率の劣化に比べて小さいため、本発明による手段を用いることで、レンズ固定の際に軸ズレが生じた場合、出力光強度の低下を抑え、光結合効率の安定した光半導体モジュールを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る光半導体モジュールおよびその組立方法の実施形態を示す。本実施形態は、一つのモジュール内に二つの光半導体素子を実装し、この二つの光半導体素子を焦点距離の互いに異なる二個のレンズを用いて光結合するものである。また、光半導体モジュールを組み立てる際には、最初に焦点距離の短いレンズを固定し、次に、焦点距離の長いレンズを、焦点距離の短いレンズの固定時に生じた軸ズレを補正するように再調整した後、固定するものとする。
【００１８】
光半導体素子、特に導波路型光半導体素子は、素子の種類が異なっても略等しいフィールド径を持つことから、二つのレンズの焦点距離が等しい場合に最大の光結合効率が得られ、二つのレンズの焦点距離が異なると、光結合効率が低下する。したがって、従来の光半導体モジュールは、二個の光半導体素子を光結合する場合に焦点距離の等しい二個のレンズを用いていた。
【００１９】
しかし、本実施形態のように焦点距離が異なる二個のレンズを用いれば、光半導体モジュール組立において、レンズの軸ズレ、すなわち、光軸に直交する方向へのずれが発生しても、それぞれ焦点距離が等しい二個のレンズを用いた場合に比べ、光結合効率の低下が少ないという効果がある。さらに、焦点距離の短いレンズの軸ズレ量に対し、焦点距離の長いレンズの軸ズレ量に対する光結合効率の低下は小さいため、焦点距離の短いレンズを固定した後に焦点距離の長いレンズを固定することで、より光結合効率の低下を抑制することができる。
【００２０】
なお、本実施形態の光半導体モジュールは、実装する二個の光半導体素子のフィールド径が略等しい場合、およびモジュール組立時に生じるレンズの軸ズレ量が光半導体素子のフィールド径と同程度か、それよりも大きい場合に特に効果を有する。
【００２１】
光半導体素子のフィールド径の典型的な値は約２μｍである。特に導波路型光半導体素子の場合は、素子の種類によらず約２μｍである。したがって導波路型光半導体素子同士の場合は、フィールド径が略等しいと考えて差し支えない。また導波路型以外の光半導体素子の場合であっても、そのフィールド径は大概１．０〜２．５μｍの範囲に入る。この範囲に入るフィールド径をもつ光半導体素子同士を光結合する場合も、フィールド径が略等しい範疇に入り、本発明の効果がある。
【００２２】
略等しいフィールド径をもった光半導体素子同士の光結合であっても、小さいフィールド径をもつ方の影響が大きい。したがって、モジュール組立時に生じるレンズの軸ズレ量が、小さい方のフィールド径と同じかそれよりも大きい場合に、本発明は特に効果を有する。
【実施例１】
【００２３】
図１および図２に本発明の第一の実施例を示す。図１に示すように、本実施例による光半導体モジュールは、サブマウント１０５上に搭載された光半導体素子としてそれぞれ導波路型の光半導体素子である半導体レーザ１０１と半導体光変調器１０４を具備し、半導体レーザ１０１から出射された光が半導体光変調器１０４へ低損失に結合するよう位置調整された、第一のレンズ１０２および第二のレンズ１０３を備えている。第一のレンズ１０２および第二のレンズ１０３は、それぞれ金属筐体１１２，１１３に収められている。
【００２４】
第一のレンズ１０２は半導体レーザ１０１が出射した光を平行光線にし、第二のレンズ１０３は、上記平行光線を集光して半導体光変調器１０４に結合させる。これらのレンズ１０２，１０３は位置調整された後、レンズホルダ１０６を介してサブマウント１０５上に固定される。この際、まず、第一のレンズ１０２を固定し、次に、第二のレンズ１０３を第一のレンズ１０２の固定時に生じた軸ズレを補正するように再調整した後、固定する。なお、半導体光変調器１０４から出射された光は第三のレンズ１０７によって平行光線となり、第四のレンズ（図示省略）によって集光された光が光ファイバ（図示省略）に接続される。第三のレンズ１０７は、金属筐体１１７に収められている。
【００２５】
第一のレンズ１０２と、第二のレンズ１０３とは、互いに異なる焦点距離を有するものとし、図２（ａ）に示すように、第一のレンズ１０２の焦点距離をｆ1、第二のレンズ１０３の焦点距離をｆ2（ｆ2≠ｆ1）とすると、半導体レーザ１０１から出射され、二つのレンズ１０２，１０３を介して半導体光変調器１０４の入力光導波路へ集光される光の像倍率はｆ2／ｆ1になる。このため、焦点距離ｆ1が焦点距離ｆ2より小さいと、半導体光変調器１０４の入射端での光のフィールド１１１の径は、半導体レーザ１０１の出射端での光のフィールド１１０の径のｆ2／ｆ1倍に拡大される。
【００２６】
なお、半導体素子の光のフィールド径は、どの種類の素子でも略同一であることから、半導体レーザ１０１のフィールド１１０の径と、半導体光変調器１０４のフィールド１１２の径とは、略等しいものとする。
【００２７】
図２（ｂ）に、拡大した光のフィールド１１１および半導体光変調器１０４の光のフィールド１１２の例を示す。光結合効率は、拡大した光のフィールド１１１と、半導体光変調器１０４の光のフィールド１１２との重なり積分で表される。したがって、本実施例における光結合効率は、同じ大きさの光のフィールドを重ね合わせたときの光結合効率より低下するが、第二のレンズ１０３の図中矢印で示す方向に生じる軸ズレ、すなわち光軸と垂直方向に生じる軸ズレによる光結合効率の変化量は小さくなる。
【００２８】
このため、レンズ固定時に軸ズレが発生する場合には、互いに異なる焦点距離を有する第一のレンズ１０２と第二のレンズ１０３とを用いることで、軸ズレによる光結合効率の低下を軽減することができるとともに、その変化量を一定値以内に収めることが容易になる。
【００２９】
したがって、本実施例によれば、光半導体モジュールの組立時にレンズの軸ズレが生じた場合であっても光結合効率の変化を抑制し、光結合効率の安定した光半導体モジュールを作製することができた。
【実施例２】
【００３０】
図３および図４に本発明の第二の実施例を示す。図３に示すように、本実施例による光半導体モジュールは、サブマウント２０５上に搭載されたそれぞれ導波路型の光半導体素子である半導体レーザ２０１と半導体光変調器２０４を具備し、半導体レーザ２０１から出射された光が半導体光変調器２０４へ低損失に結合するよう位置調整された、第一のレンズ２０２および第二のレンズ２０３を備えている。第一のレンズ２０２および第二のレンズ２０３は、それぞれ金属筐体２１２，２１３に収められている。
【００３１】
第一のレンズ２０２は半導体レーザ２０１が出射した光を平行光線にし、第二のレンズ２０３は、上記平行光線を集光して半導体光変調器２０４に結合させる。これらのレンズ２０２，２０３は位置調整された後、レンズホルダ２０６を介してサブマウント２０５上に固定される。この際、まず、第二のレンズ２０３を固定し、次に、第一のレンズ２０２を第二のレンズ２０３の固定時に生じた軸ズレを補正するように再調整した後、固定する。なお、半導体光変調器２０４から出射された光は第三のレンズ２０７によって平行光線となり、第四のレンズ（図示省略）によって集光された光が光ファイバ（図示省略）に接続される。第三のレンズ２０７は金属筐体２１７に収められている。
【００３２】
ここで、第一のレンズ２０２と、第二のレンズ２０３とは焦点距離が異なるものとし、図４（ａ）に示すように、第一のレンズ２０２の焦点距離をｆ1、第二のレンズ２０３の焦点距離をｆ2とする。半導体光変調器２０４から光の進行方向と逆に光のフィールド形状をたどると、二つのレンズ２０２，２０３を介して半導体レーザ２０１の出力光導波路に結合する光の像倍率は、ｆ1／ｆ2になる。このため、焦点距離ｆ1が焦点距離ｆ2より大きいと、半導体レーザ２０１の出射端での光のフィールド２１１の径は、半導体光変調器２０４の光のフィールド２１０の径のｆ1／ｆ2倍に拡大される。
【００３３】
なお、光半導体素子の光のフィールド径は、どの種類の素子でも略同一であることから、半導体レーザ２０１のフィールド２１０の径と、半導体レーザ２０１のフィールド２１２の径とは、略等しいものとする。
【００３４】
図４（ｂ）に拡大した光のフィールド２１１と、半導体レーザ２０１の光のフィールド２１２の例を示す。光結合効率は、この拡大した光のフィールド２１１と、半導体レーザ２０１の光のフィールド２１２との重なり積分で表される。本実施例における光結合効率は、同じ大きさの光のフィールドを重ね合わせたときの光結合効率よりも低下するが、第一のレンズ２０２の図中矢印で示す方向に生じる軸ズレ、すなわち光軸と垂直方向に生じる軸ズレによる光結合効率の変化量は小さくなる。このため、レンズ固定時に軸ズレが発生する場合には、軸ズレによる光結合効率の低下を軽減することができるとともに、その変化量を一定値以内に収めることが容易になる。
【００３５】
したがって、本実施例によれば、光半導体モジュールの組立時にレンズの軸ズレが生じた場合であっても光結合効率の変化を抑制し、光結合効率の安定した光半導体モジュールを作製することができた。
【実施例３】
【００３６】
以下に、本発明の第三の実施例を示す。本実施例は、上記実施例１に記載の形態を例に挙げて説明する。
本実施例による光半導体モジュールは、図１および図２に示す構成に適用され、サブマウント１０５上に搭載されたそれぞれ導波路型の光半導体素子である半導体レーザ１０１と半導体光変調器１０４を具備し、半導体レーザ１０１から出射された光が半導体光変調器１０４へ低損失に結合するよう位置調整された、第一のレンズ１０２および第二のレンズ１０３を備えている。そして、レンズ１０２，１０３は位置調整された後、レンズホルダ１０６を介してサブマウント１０５上にＹＡＧレーザ溶接によって第一のレンズ１０２、第二のレンズ１０３の順に固定されているものとする。この際、まず、第一のレンズ１０２を固定し、次に、第二のレンズ１０３を第一のレンズ１０２の固定時に生じた軸ズレを補正するように再調整した後、固定する。
【００３７】
第一のレンズ１０２と、第二のレンズ１０３とは、焦点距離が異なるものとし、第一のレンズ１０２の焦点距離をｆ1、第二のレンズ１０３の焦点距離をｆ2とする。すると、半導体レーザ１０１から出射され、半導体光変調器１０４の入力光導波路へ集光される光の像倍率はｆ2／ｆ1になる。このため、焦点距離ｆ1が焦点距離ｆ2より小さいと、半導体光変調器１０４の入射端での光のフィールド径１１１の径は、半導体レーザ１０１の出射端での光のフィールド１１０の径のｆ2／ｆ1倍に拡大される。
【００３８】
なお、半導体素子の光のフィールド径は、どの種類の素子でも略同一であることから、半導体レーザ１０１のフィールド１１０の径と、半導体光変調器１０４のフィールド１１２の径とは、略等しいものとする。
【００３９】
光結合効率は、この拡大した光のフィールド１１１と、半導体光変調器１０４の光のフィールド１１２との重なり積分で表されるため、本実施例における光結合効率は、同じ大きさの光のフィールドを重ね合わせたときの効率よりも低下するが、第二のレンズ１０３の軸ズレによる光結合効率の変化量は小さくなる。
【００４０】
第二のレンズ１０３の、光軸に直交する方向への軸ズレに対する結合損失の変化を計算した結果を図３に示す。なお、レンズの焦点距離ｆ1とｆ2の比は、ｆ1：ｆ2＝１：１，１：１．５，１：２，１：２．５，１：３の五通りの場合について計算してある。
【００４１】
例えば、光半導体モジュールを組み立てる際にＹＡＧレーザ溶接によってレンズを固定する場合、レンズの軸ズレ量は数μｍ（条件により５〜８μｍ）程度である。このズレ量は、溶接前にレンズ位置を収縮方向（ズレ方向）と反対にオフセットすることで光軸のズレを最小限に抑えることができるが、ズレ量のばらつきは補正することが困難である。そして、このズレ量のばらつきは１．０〜２．５μｍ程度である。
【００４２】
図５より、第二のレンズ１０３の軸ズレ量が１．０μｍ以上である場合は、焦点距離ｆ1とｆ2の比がｆ1：ｆ2＝１：１の場合より、ｆ1：ｆ2＝１：１．５の場合の方が、第二のレンズ１０３の軸ズレに対して結合損失の低下が小さいことがわかる。また、第二のレンズ１０３の軸ズレ量が２．５μｍ以下である場合は、焦点距離ｆ1とｆ2の比がｆ1：ｆ2＝１：３の場合より、ｆ1：ｆ2＝１：２．５の場合の方が、第二のレンズ１０３の軸ズレに対して結合損失の低下が小さいことがわかる。
【００４３】
以上に示したように、第一のレンズ１０２および第二のレンズ１０３の焦点距離ｆ1，ｆ2の比を１：１．５〜１：２．５とすることで、焦点距離が等しい二つのレンズを用いる場合と比べて、レンズ固定時に軸ズレが発生する場合のレンズの軸ズレによる光結合効率の低下をより軽減することができるとともに、その変化量を一定値以内に収めることが容易になる。
【００４４】
したがって、本実施例によれば、光半導体モジュールの組立時にレンズの軸ズレが生じた場合であっても光結合効率の変化を抑制し、光結合効率の安定した光半導体モジュールを作製することができた。
【実施例４】
【００４５】
本発明の第四の実施例を以下に示す。本実施例は上記実施例１から実施例３に記載の形態に適用される。以下、実施例１を例に挙げて説明する。
図１および図２に示すように、本実施例による光半導体モジュールは、サブマウント１０５上に搭載されたそれぞれ導波路型の光半導体素子である半導体レーザ１０１と半導体光変調器１０４を具備し、半導体レーザ１０１から出射された光が半導体光変調器１０４へ低損失に結合するよう位置調整された、第一のレンズ１０２および第二のレンズ１０３を備えている。レンズ１０２および１０３は位置調整された後、レンズホルダ１０６を介してサブマウント１０５上に固定されている。第一のレンズ１０２と第二のレンズ１０３は、焦点距離が異なるものとし、第一のレンズ１０２の焦点距離をｆ1、第二のレンズ１０３の焦点距離をｆ2とする。
【００４６】
図６に、第一のレンズ１０２を先に固定し、次に第二のレンズ１０３を第一レンズ１０２の固定時に生じた軸ズレを補正するように再調整して固定した場合の第二のレンズ１０３の軸ズレ量に対する結合損失の変化を示したグラフを示す。図６は、第一および第二のレンズの焦点距離ｆ1，ｆ2の比をｆ1：ｆ2＝１：１，１：２，２：１とした三通りの場合について計算した結果である。
【００４７】
第一のレンズ１０２として焦点距離の短いレンズを用い、第二のレンズ１０３として焦点距離の長いレンズを用いた（ｆ1：ｆ2＝１：２）場合、第二のレンズ１０３の軸ズレ量に対する結合損失は、図６中に実線で示すように変化し、第二のレンズ１０３の軸ズレ量が１．２μｍ以上の場合には、図６中に破線で示した、焦点距離が同一（ｆ1：ｆ2＝１：１）の場合と比べて、結合損失が小さい。
【００４８】
一方、第一のレンズ１０２として焦点距離の長いレンズを用い、第二のレンズ１０３として焦点距離の短いレンズを用いた（ｆ1：ｆ2＝２：１）場合、第二のレンズ１０３の軸ズレ量に対する結合損失は図６に点線で示すように変化し、軸ズレ量に対して結合損失が大きくなる。
【００４９】
すなわち、焦点距離の異なる二つのレンズを用いて半導体素子間の光結合をとる際には、焦点距離の短いレンズの軸ズレ量に対する光結合効率の低下は大きく、焦点距離の長いレンズの軸ズレ量に対する光結合効率の低下は小さいことがわかる。なお、図３に示す実施例２の構成において、焦点距離の短い第二のレンズ２０３を固定した後、焦点距離の長い第一のレンズ２０２を第二のレンズ２０３の固定時に生じた軸ズレを補正するように再調整して固定した場合、焦点距離の長い第一のレンズ２０２の軸ズレに対する光結合効率の変化は、図６に実線で示した計算結果と同一になる。
【００５０】
したがって、二つのレンズを固定する際は、レンズの位置調整により最適結合位置にレンズを持ってきた後、まず、焦点距離の短いレンズを固定し、この焦点距離の短いレンズの固定時に生じた軸ズレを補正するように、焦点距離の長いレンズを再調整した後、焦点距離の長いレンズを固定することにより、光半導体モジュールの組立時にレンズの軸ズレが生じた場合であっても光結合効率の低下を抑制し、光結合効率の安定した光半導体モジュールを作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、光半導体モジュールおよびその組立方法に関し、詳しくは光通信システムや、光情報処理システムにおいて用いられる光半導体素子の実装に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１の構成を模式的に示す概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施例１における構成と光のフィールドとの関係を示す模式図、図２（ｂ）は光のフィールドを示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２の構成を模式的に示す概略構成図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施例１における構成と光のフィールドとの関係を示す模式図、図４（ｂ）は光のフィールドを示すグラフである。
【図５】本発明の実施例３による光結合損失の変化を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例４による光結合損失の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０１，２０１  半導体レーザ
１０２，２０２  第一のレンズ
１０３，２０３  第二のレンズ
１０４，２０４  半導体光変調器
１０５，２０５  サブマウント
１０６，２０６  レンズホルダ
１１０，２１２  半導体レーザ出射端での光のフィールド
１１１  レンズによって倍率変換された半導体レーザの光のフィールド
１１２，２１０  半導体光変調器入射端での光のフィールド
２１１  レンズによって倍率変換された半導体光変調器の光のフィールド
【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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