(57)【要約】【課題】装置の大型化を招くことなく、発光素子からの前方出射光の出力を、温度や反射戻り光によらずに検出することが可能で、前方出射光の出力を精度よく制御することが可能な前方光モニタ構造を有する光送信モジュールを提供する。【解決手段】発光素子１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板３と、基板３の、発光素子１からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子１よりも前方に受光部５ａが位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の出力から出射光の出力をモニタする受光素子５とを備えた構成とする。  受光素子５を、基板３に形成された収納凹部４に収納する。  受光素子を、基板の下面側に配設する。【選択図】図３
2007311572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する発光素子と、
前記発光素子からの前方への出射光を通過させるレンズ部と、
前記発光素子および前記レンズ部がその上面に配設される基板と、
前記基板の、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、前記発光素子から出射した、前記レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、前記主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、前記発光素子からの漏れ光と前記主たる出射光の出力の関係から、前記主たる出射光の出力をモニタするために、前記発光素子からの漏れ光を受光して漏れ光の出力を検出する受光素子と
を具備することを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
前記受光素子が、前記基板に形成された収納凹部に配設されていることを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項３】
前記受光素子が前記基板の下面側に配設されており、かつ、前記受光素子の前記受光部が、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に位置するように配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記基板には、前記基板の上面側から、前記受光素子の前記受光部に漏れ光を到達させるための開口部が配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光送信モジュール。
【請求項５】
前記発光素子からの前記出射光の進行方向とは逆側に出射される後方出射光の反射光が前記受光素子に入射することを抑制するための抑制構造を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光送信モジュール。
【請求項６】
前記抑制構造が、
(ａ)前記基板の端面のうち、前記出射光の進行方向とは逆側の端面を、前記出射光の進行方向についてみた場合に、前記発光素子の前記後方出射光の出射位置と同じかまたは前記出射光の進行方向の前方に位置させた構造、
(ｂ)前記発光素子からの光を吸収する光吸収部材を、前記発光素子の後方に配設した構造、
(ｃ)前記発光素子として、前方出射光に対する後方出射光の出力比が小さくなるように作られた発光素子を用い、後方への出射光量を減らす構造
の少なくとも１つの構造であることを特徴とする請求項５に記載の光送信モジュール。
【請求項７】
前記レンズ部が、前記発光素子からの出射光が、前記レンズ部を経て入射するグレーテッド・インデックス型光ファイバを備えたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光送信モジュール。
【請求項８】
前記発光素子が半導体レーザであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、レーザ光などを送信するための光送信モジュールに関し、詳しくは、発光素子からの漏れ光をモニタして、出射光の強さを検出することが可能な光送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザからの出射光の出力を制御する方法として、半導体レーザの後方出射端面から出射されたレーザ光（後方レーザ光）の一部を、半導体レーザの後方に配設した受光素子により受光して、後方レーザ光の出力から、前方レーザ光の出力をモニタし、このモニタ用の受光素子の検出結果に基づいて、半導体レーザの前方レーザ光の出力が一定となるようにフィードバック制御を行う方法が用いられてきた。
【０００３】
しかし、この方法の場合、後方レーザ光の出力から前方レーザ光の出力をモニタし、フィードバック制御を行う方法であることから、後方レーザ光の出力と前方レーザ光の出力の関係が発光素子の温度により変化してしまうため、高精度の出力制御を行うにも限界があり、また、後方にモニタ用の受光素子などを配設することが必要で、光軸方向の寸法が増大し、小型化が妨げられるというような問題点があった。
なお、本願明細書においては、「検出」とは、後方レーザ光や漏れ光などを受光素子に入射させて、その出力を直接測定することをいい、「モニタ」とは、主たる出射光などの直接測定できない光の出力を、後方レーザ光や漏れ光などの検出結果から間接的に測定することをいうものとする。
【０００４】
そこで、このような問題点を解消した光ピックアップ装置として、前方レーザ光の出力を検出する方式により、半導体レーザの出力のフィードバック制御を正確に行うことができるようにした光ピックアップ装置（図１１参照）が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
この光ピックアップ装置においては、図１１に示すように、光源ユニットのパッケージ内に、モニタ用受光素子１２５が形成された基板面１１１を備えた半導体基板１１０が内蔵されている。また、半導体基板１１０の基板面１１１にはサブマウント１２４を介して半導体レーザ１０２が載置されており、モニタ用受光素子１２５は半導体レーザ１０２の前方出射端面１０２ｆの前方位置に配置されている。そして、この前方出射端面１０２ｆから出射された前方レーザ光Ｌｆの一部Ｌｆ１はモニタ用受光素子１２５に直接に入射するように構成されている。
【０００６】
そして、この光ピックアップ装置においては、モニタ用受光素子１２５により前方レーザ光Ｌｆの一部が直接検出されるため、前方レーザ光出力を目的とする出力に正確に合わせる制御を行うことが可能になるばかりでなく、光の一部をモニタ用受光素子１２５に導くために反射板などの光学素子を追加する必要がなく、構成を簡略化できるとされている。
【０００７】
ところで、例えば、レーザ光などの光を光ファイバに送信するために用いられる光送信モジュールにおいても、送信に使用する半導体レーザの前方レーザ光出力を、温度や反射戻り光によらずに、目的とする出力に正確に合わせることができるように制御することは重要であり、前方レーザ光の一部を直接検出する前方光モニタ構造の採用が望ましい。
【０００８】
しかし、光送信モジュールでは、通常、半導体レーザ前方直近に、光ファイバやレンズ部など光学部品が配設されていたり、生産性の高いパッシブ実装を行うためのＶ溝などが形成されていたりするため、半導体レーザ前方に受光素子を配設することは容易ではない。
【０００９】
また、上述の特許文献１の光ピックアップ装置においては、基板面に形成された受光素子には、ノイズとなる後方レーザ光出力の反射光の受光を防止するための機構がないため、この後方レーザ光出力の反射光を受光した場合には、出力制御の精度が低下するという問題点がある。
【特許文献１】特開２０００−２１０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明は、上記課題を解決するものであり、装置の大型化を招くことなく、発光素子からの前方出射光の出力を、温度や反射戻り光によらずに精度よくモニタすることが可能で、前方出射光の出力を制御して、目的とする出力に正確に合わせることが可能な前方光モニタ構造を有する光送信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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本願発明の光送信モジュールは、
光を出射する発光素子と、
前記発光素子からの前方への出射光を通過させるレンズ部と、
前記発光素子および前記レンズ部がその上面に配設される基板と、
前記基板の、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、前記発光素子から出射した、前記レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、前記主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、前記発光素子からの漏れ光と前記主たる出射光の出力の関係から、前記主たる出射光の出力をモニタするために、前記発光素子からの漏れ光を受光して漏れ光の出力を検出する受光素子と
を具備することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２の光送信モジュールは、請求項１の発明の構成において、前記受光素子が、前記基板に形成された収納凹部に配設されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３の光送信モジュールは、請求項１また２の発明の構成において、前記受光素子が前記基板の下面側に配設されており、かつ、前記受光素子の前記受光部が、前記発光素子からの出射光の進行方向に向かって、前記発光素子よりも前方に位置するように配設されていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４の光送信モジュールは、請求項３の発明の構成において、前記基板には、前記基板の上面側から、前記受光素子の前記受光部に漏れ光を到達させるための開口部が配設されていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５の光送信モジュールは、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、前記発光素子からの前記出射光の進行方向とは逆側に出射される後方出射光の反射光が前記受光素子に入射することを抑制するための抑制構造を備えていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項６の光送信モジュールは、請求項５の発明の構成において、前記抑制構造が、
(ａ)前記基板の端面のうち、前記出射光の進行方向とは逆側の端面を、前記出射光の進行方向についてみた場合に、前記発光素子の前記後方出射光の出射位置と同じかまたは前記出射光の進行方向の前方に位置させた構造、
(ｂ)前記発光素子からの光を吸収する光吸収部材を、前記発光素子の後方に配設した構造、
(ｃ)前記発光素子として、前方出射光に対する後方出射光の出力比が小さくなるように作られた発光素子を用い、後方への出射光量を減らす構造
の少なくとも１つの構造であることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項７の光送信モジュールは、請求項１〜６のいずれかの発明の構成において、前記レンズ部が、前記発光素子からの出射光が、前記レンズ部を経て入射するグレーテッド・インデックス型光ファイバを備えたものであることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項８の光送信モジュールは、請求項１〜７のいずれかの発明の構成において、前記発光素子が半導体レーザであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明（請求項１）の光送信モジュールは、発光素子と、発光素子からの出射光を通過させるレンズ部と、発光素子およびレンズ部がその上面に配設される基板と、基板の、発光素子からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設され、発光素子からの漏れ光と主たる出射光の出力の関係から、主たる出射光の出力をモニタするために、発光素子からの漏れ光を受光して漏れ光の出力を検出する受光素子とを備えているので、温度や反射戻り光によらずに、結合効率に寄与しない漏れ光から、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になる。
【００２０】
すなわち、本願発明によれば、受光素子が、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設されており、この受光素子により、発光素子からの漏れ光を受光してその出力をモニタし、その検出結果から、主たる出射光の出力を検出するようにしているので、結合効率に寄与しない漏れ光を、受光素子により受光して、温度や反射戻り光によらずに、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になり、その結果をフィードバックすることにより、前方出射光の出力を制御して、目的とする出力に正確に合わせることが可能になる。
なお、本願発明においては、結合効率に寄与しない前方漏れ光を受光するようにしているので、前方光モニタ構造を有し、高い結合効率と出力の安定性を両立することが可能な光送信モジュールを提供することが可能になる。
【００２１】
また、受光素子の受光部が、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設されているので、装置全体の厚みを薄くして小型化を図ることが可能になる。
なお、本願発明において、主たる出射光とは、発光素子からの前方出射光のうち、レンズ部に入射すべき、結合効率に寄与する光の主要部分を意味する概念であり、また、漏れ光とは、発光素子からの前方出射光のうち、レンズ部に入射せず、結合効率に事実上寄与しない光を意味する概念である。
【００２２】
また、請求項２の光送信モジュールのように、請求項１の発明の構成において、受光素子を、基板に形成された収納凹部に配設するようにした場合、受光素子が、発光素子からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設された構造を確実に実現することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることが可能になる。
【００２３】
また、受光素子が基板の収納凹部に収納されるため、装置全体の厚みを確実に薄くすることが可能になり、小型化を図ることができる。
【００２４】
なお、半導体レーザなどの発光素子が実装される基板の上面に受光素子を形成し、受光面を光軸と平行にするようにした場合、発光素子の前方出射光の結合効率への悪影響を抑えることができる。しかし、基板上にレンズ部などの光学部品やＶ溝が配設されている場合、受光面を形成するスペースを確保することが難しい。
これに対し、請求項２の発明のように、基板に収納凹部を設け、収納凹部に受光素子を配置するようにした場合、基板上に実装された発光素子やレンズ部などからなる光学系から、結合効率に寄与しない漏れ光を、例えば、基板を透過させて、あるいは、収納凹部の開口部を利用して受光素子により受光できるようにすること、さらには、受光面を光軸と平行になるように配設することが可能になり、小型で、温度や反射戻り光によらずに、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能な光送信モジュールを提供することが可能になる。
【００２５】
また、請求項３の光送信モジュールのように、請求項１また２の発明の構成において、受光素子を基板の下面側に配設するようにした場合も、「受光素子が、発光素子からの出射光の、進行方向に向かって、発光素子よりも前方に受光部が位置し、かつ、発光素子から出射した、レンズ部に入射すべき主たる出射光が透過する領域よりも低い位置に、主たる出射光の透過を妨げることのない態様で配設された構造」を確実に実現することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることが可能になる。
【００２６】
また、請求項４の光送信モジュールのように、請求項３の発明の構成において、基板に、その上面側から、受光素子の受光部に漏れ光を到達させるための開口部が配設されている場合、漏れ光をより確実に受光部に導くことが可能になり、前方出射光の出力をより確実にモニタすることが可能になる。なお、基板の構成材料と光の波長との関係によっては、開口部がなくても、基板を通して受光素子により、光の強さを検出することが可能であるが、開口部を設けた場合、発光素子からの前方出射光の出力をさらに精度よくモニタすることが可能になる。
【００２７】
また、基板が光を透過しない材料から構成されている場合にも、十分な受光が可能となるため、精度を低下させることなく基板の構成材料の選択範囲を広げることが可能になる。
また、発光素子からの後方出射光を検出する場合、一般的に、受光素子はサブマウントに実装・配線され、受光部（受光面）が発光素子（例えば半導体レーザ）の後方出射端面に向くように配置される。そのため、実装・配線は半導体レーザと別段取りとなり、製造工程が複雑になるが、請求項４の光送信モジュールの構成において、受光素子を、その受光面が基板の上面と平行になるように配置した場合、発光素子と同一の方向から実装・配線することが可能になり、製造工程を簡略化して、生産性を向上させることができる。
【００２８】
また、請求項５の光送信モジュールのように、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、発光素子からの出射光の進行方向とは逆側に出射される後方出射光の反射光が受光素子に入射することを抑制するための抑制構造を備えるようにした場合、ノイズとなる後方出射光の反射光の受光を防止して、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００２９】
また、請求項６の光送信モジュールのように、請求項５の発明の構成において、後方出射光の反射光が受光素子に入射することを抑制するための抑制構造として、上述の(ａ)基板の端面のうち、出射光の進行方向とは逆側の端面を、出射光の進行方向についてみた場合に、発光素子の後方出射光の出射位置と同じかまたは出射光の進行方向の前方に位置させた構造、(ｂ)発光素子からの光を吸収する光吸収部材を、発光素子の後方に配設した構造、(ｃ)発光素子として、前方出射光に対する後方出射光の出力比が小さくなるように作られた発光素子を用い、後方への出射光量を減らす構造のうちの、少なくとも１つの構造を採用することにより、ノイズとなる後方出射光の反射光の受光を効率よく防止して、発光素子からの前方出射光の出力を精度よくモニタすることが可能になり、前方光モニタによる光出力制御の安定化を図ることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００３０】
また、請求項７の光送信モジュールのように、請求項１〜６のいずれかの発明の構成において、レンズ部として、発光素子からの出射光が、レンズ部を経て入射するグレーテッド・インデックス型光ファイバを備えたものを用いることにより、発光素子からの出射光を集束させて、簡易な構成で低損失の光結合を実現することが可能になる。
【００３１】
また、請求項８の光送信モジュールのように、請求項１〜７のいずれかの発明の構成において、発光素子が半導体レーザである場合、ＬＥＤなどのその他の発光素子と比べて、指向性、高速応答性、波長の単一性、高効率の光結合などに優れた発光素子を備えた、信頼性の高い光送信モジュールを構成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は本願発明の一実施例（実施例１）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図、図２は側面図、図３は平面図である。
【００３４】
この実施例１の光送信モジュールは、図１〜３に示すように、発光素子１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板３と、基板３の裏面側の収納凹部４に、発光素子１からの出射光の進行方向に向かって、発光素子１よりも前方に受光部（受光面）５ａ（図３）が位置するように配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の強さから出射光の強さをモニタする受光素子５とを備えている。
この実施例１の光送信モジュールにおいては、発光素子１として、出射光の指向性や出力制御性などに優れ、かつ汎用性の高い半導体レーザが用いられている。
【００３５】
また、レンズ部２としては、半導体レーザ（発光素子）１に相対する端面側に位置する、凸レンズ状の形状を有するレンズ本体２ａと、半導体レーザ１から出射され、レンズ本体２ａを通過した前方出射光を入射させて集束する機能を果たす、コア部とクラッド部を有するグレーテッド・インデックス型光ファイバ２ｂを備えている。
【００３６】
さらに、受光素子５として、一般的な受光素子である、素子の両主面に電極が形成され（すなわち、一方の主面にｐｎ接合の一方の電極が配設され、他方の主面にｐｎ接合の他方の電極が配設され）、一方の電極が配設された面が、受光部５ａを備えた受光面である受光素子５（フォトダイオード）が用いられている。
【００３７】
基板３としては、半導体プロセスで製作されるシリコン基板（シリコンベンチ）が用いられている。シリコン基板３の表面には、発光素子である半導体レーザ１を実装するための電極６（図３）が配設され、また、レンズ部２を高精度実装するための、断面形状がＶ字状のＶ溝７（図１）がｚ方向に形成されている。
そして、レンズ部２はこのＶ溝７上に保持された状態で、レンズ押さえガラス２０によりシリコン基板３上に保持固定されている。
【００３８】
また、半導体レーザ（発光素子）１の実装部分とＶ溝７の間には、Ｖ溝加工用溝８（図２，図３）がｘ方向に形成されている。
【００３９】
また、シリコン基板３の裏面には受光素子５を埋め込むための収納溝９（図１，図２）がｚ方向に形成されており、この収納溝９が受光素子５を収納する収納凹部４として機能するように構成されている。
【００４０】
Ｖ溝加工用溝８と受光素子５を収納するための収納溝９（収納凹部４）の平面的にみて重なる（交差する）領域においては、Ｖ溝加工用溝８および／または収納溝９（収納凹部４）が、シリコン基板３の上面側から収納溝９（収納凹部４）にまで至る貫通孔（開口部）１０（図３）が形成されるようにＶ溝加工用溝８および／または収納溝９（収納凹部４）の深さが設計されている。
【００４１】
なお、Ｖ溝加工用溝８と収納溝９を同じ方向に形成することも可能であるが、その場合には、シリコン基板３が分割されてしまわないように、Ｖ溝加工用溝８と収納溝９の少なくとも一方の、上記貫通孔（開口部）１０を形成すべき領域のみを他の部分より深く形成することが必要になる。
【００４２】
なお、受光素子５をシリコン基板３の収納凹部４に埋め込むにあたっては、受光素子５の受光部５ａ（図３）が半導体レーザ１の前方出射端面より前方に位置し、かつ、受光部５ａおよび受光面側電極１１がシリコン基板３の上面側から開口部１０を経て見えるように、また、受光部５ａが配設された面（受光面）が半導体レーザ１から前方側に出射された前方出射光の光軸と平行になるように、受光素子５の配設位置および姿勢が調整されている。
【００４３】
また、受光素子５の受光面側電極１１（図３）への配線２１の接続はこの開口部１０から行うことができる。
さらに、受光素子５はパッケージ１２に接続されている。受光素子５のパッケージ１２への接続は、導電性接着剤や金スズ接合など、電気的にも接合される方法により行われる。また、シリコン基板３とパッケージ１２の間の接合は、接着剤や金スズ接合などを用いて行われる。
【００４４】
シリコン基板３と受光素子５の間を接合する場合、透光性の接着剤を使用することが望ましい。これは、光送信モジュールの製造工程において、受光素子５の受光面などの受光経路に誤って接着剤が付着してしまった場合にも、透光性を有する接着剤であれば、受光素子５で検出する半導体レーザ１からの漏れ光の光量を十分確保できるためである。
また、いずれの接合材も半導体レーザの熱を逃がすために熱伝導性の良いものを選択することが望ましい。
さらに、受光素子５を収納する収納凹部４と、パッケージ１２との間に形成される隙間は、熱伝導性の良好な材料で埋めることが望ましい。
【００４５】
また、この実施例１の光送信モジュールにおいては、後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えるために、シリコン基板３の端面のうち、出射光の進行方向とは逆側の端面３ａを、出射光の進行方向についてみた場合に、半導体レーザ１の後方出射光の出射位置（後方端面）１ａと同じ位置になるようにしている。
なお、シリコン基板３の、出射光の進行方向とは逆側の端面３ａを、出射光の進行方向についてみた場合に、半導体レーザ１の後方出射光の出射位置（後方端面）１ａよりも前側（進行方向側）に位置するようにした場合、より確実に後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えることができる。
【００４６】
上述のように構成されたこの実施例１の光送信モジュールにおいては、半導体レーザ１の前方端面から出射された前方出射光がレンズ部２で集光された後、または、直接に光ファイバに結合され送信に使用される。
【００４７】
また、上述のように構成されたこの実施例１の光送信モジュールにおいては、半導体レーザ１の、前方出射光の一部の、レンズ部２に結合せずに漏れた漏れ光が、受光面（受光部５ａ）が光軸に対して平行になるように配設された受光素子５により受光され、出射光の出力が前方光モニタ方式により精度よくモニタされる。その結果、半導体レーザ（発光素子）１の出力のフィードバック制御を正確に行うことができるようになる。
【００４８】
また、この光送信モジュールにおいては、送信に使用する前方出射光の一部をモニタする出力制御に加えて、後方レーザ光の反射光を抑えることができるように構成されているので、ノイズとなる後方出射光の反射光の受光を防止して、半導体レーザ１からの前方出射光の出力を精度よくモニタし、フィードバックすることにより、出力変動をより確実に低減することが可能になる。
【００４９】
また、シリコン基板３に形成した収納凹部４に受光素子５を埋設するようにしているので、受光素子５とシリコン基板３とを一体化することが可能になり、小型化を図ることができる。
【００５０】
また、この実施例１の光送信モジュールの構造の場合、例えば、発光素子である半導体レーザ１などの実装部品を作動させ、実装部品を最適位置に実装するアクティブアライメント実装に比べて生産性の高いパッシブ実装（実装部品を作動させることなく所定の位置に実装する実装方法）による実装を行うことが可能になるとともに、受光素子５の受光面側電極１１への配線２１の接続と、半導体レーザ実装用の電極６への配線２２の接続などを同一方向から行うことが可能になり、さらに生産性の向上を図ることが可能になる。また、受光素子５として、別途特別に製作した構成のもの（カスタム品）を用いることなく、市販品を使用しながら、前方出射光モニタ構造による特性向上を図ることが可能になる。
【００５１】
次に、この実施例１の構成を備えた光送信モジュールを試作して、その特性を調べた。
まず、ウエハから、シリコン基板３（長さ（Ｌ）：７９０μm，幅（Ｗ）：９００μm，高さ（Ｈ）：５００μm）を切り出す。
【００５２】
このシリコン基板３には、ウエハの段階で、半導体レーザ（発光素子）１の実装部３１（長さ：３００μm）（図３）と、レンズ部２が実装されるＶ溝７（長さ：２９０μm）と、実装部３１とＶ溝７の間に位置するＶ溝加工用溝８（長さ：２００μm，幅：９００μm，高さ：１５０μm）が形成されている。
なお、Ｖ溝７はエッチングにより形成され、Ｖ溝加工用溝８はダイシングにより  加工されている。
【００５３】
なお、上述の半導体レーザ１の実装部３１、Ｖ溝７、Ｖ溝加工用溝８などの各部の寸法も、上記シリコン基板３の寸法と方向の関係と同様に、長さは図１〜３におけるｚ方向の寸法、幅はｘ方向の寸法、高さはｙ方向の寸法である。
【００５４】
また、以下に述べる、受光素子５、受光素子５を埋め込むための収納溝９（収納凹部４）、開口部１０、半導体レーザ１、レンズ押さえガラス２０などの各部の寸法も、上記シリコン基板３の寸法と方向の関係と同様に、長さは図１〜３におけるｚ方向の寸法、幅はｘ方向の寸法、高さはｙ方向の寸法である。
【００５５】
それから、シリコン基板３の裏側に受光素子５（長さ：５６０μm，幅：５６０μm，高さ：３５０μm）を埋め込むための収納溝９（収納凹部４）をダイシングにより形成する。なお、受光素子５の収納溝９の形成はウエハ状態で実施してもよい。
【００５６】
収納溝９を形成する加工により、Ｖ溝７と受光素子５を収納する収納溝９が交差する部分には、開口部１０（長さ：２００μm，幅：６００μm）が形成される。
【００５７】
そして、このシリコン基板３に半導体レーザ１（長さ：３００μm，幅：３００μm，高さ：１５０μm）を実装する。
【００５８】
それから、受光素子５をパッケージ１２に固定し、その上から、シリコン基板３を、受光素子５の受光部５ａ（直径１００μm）が開口部１０に対応し、漏れ光を開口部１０を経て確実に受光できる位置関係となるように実装する。
【００５９】
なお、半導体レーザ（発光素子）１の実装用の電極６および受光素子５の受光面側電極１１はワイヤボンディングによりパッケージ１２に配線する。
それから、レンズ部２（長さ：３９５μm，直径：１４４μm）を半導体レーザとレンズ間距離が４０μm  になるようにＶ溝７上に載置し、レンズ押さえガラス（長さ：２５０μm，幅：６００μm，高さ：４５０μm）で固定する。
【００６０】
このようにして作製された光送信モジュールの全体の寸法は、長さ（Ｌ0)：７９０μm，幅（Ｗ0）：９００μm，高さ（Ｈ0）：９５０μmであり、シリコン基板の長さに受光素子とサブマウントが加わる従来の後方光モニタ構造のものに比べて長さを約半分にすることが可能になる。
【００６１】
なお、出力変動を評価するため、上述の光送信モジュールについて、トラッキングエラーを測定した。測定にあたっては、半導体レーザ１の出力を制御するために、受光素子５の受光電流が一定になるように半導体レーザ１の駆動電流を制御した。トラッキングエラーは、光出力とＭＰＤ受光電流の関係を各温度で測定したときの、一定ＭＰＤ受光電流における光出力の変動範囲に相当する。
【００６２】
上述のように、測定を０〜８５℃で行った結果、トラッキングエラーは、０．０２ｄＢｍであり、従来の後方光モニタ構造の光送信モジュールにおけるトラッキングエラー０．９１ｄＢｍ，０．１４ｄＢｍに比べトラッキングエラーが抑えられることが確認された。
【００６３】
なお、この実施例１においては、シリコン基板３の端面のうち、出射光の進行方向とは逆側の端面３ａを、出射光の進行方向についてみた場合に、半導体レーザ１の後方出射光の出射位置（後方端面）１ａと同じ位置になるようにして、後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えるようにしているが、後方レーザ光の反射光が受光素子５に入射することを抑えるための構成は、上記実施例１のものに限らず、例えば、半導体レーザ（発光素子）からの光を吸収する光吸収部材を半導体レーザの後方に配設した構造や、前後出射光の出力比を変えることが可能な半導体レーザを用い、後方への出射光量を減らす構造などを採用することも可能である。
【実施例２】
【００６４】
図４は、本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図、図５は側面図、図６は平面図である。
【００６５】
この実施例２の光送信モジュールは、上記実施例１の場合と同様に、図４〜６に示すように、発光素子１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板３と、基板３の裏面側の収納凹部４に、発光素子１からの出射光の進行方向に向かって、発光素子１よりも前方に受光部（受光面）５ａ（図３）が位置するように配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の強さから出射光の強さをモニタする受光素子５とを備えている。
【００６６】
そして、この実施例２の光送信モジュールにおいては、受光素子５として、受光面（図４では上面）とは逆側の面（図４では下面）にｐｎ両電極１１ａ，１１ｂを備え、受光面側に配線の必要のないタイプの受光素子（フォトダイオード）が用いられており、電極１１ａ，１１ｂが配設された面が下面を向く（パッケージ１２と接合する）ように、収納凹部４内に配設されている。なお、この受光素子５は、光（漏れ光）が受光素子５を構成する素子（半導体部）を透過し、下面にまで達し、下面側から受光による出力（起電力）が検出されるように構成されている。
【００６７】
その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であることから、重複を避けるため、上記実施例１の相当する部分の記載内容を援用し、説明を省略する。
なお、図４，５および６において、実施例１と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示す。
【００６８】
上述のように構成されたこの実施例２の光送信モジュールにおいては、受光素子５として、受光部５ａを備えた受光面とは逆側の面（裏面）にｐｎ両電極を備えた受光素子が用いられているため、開口部１０を経ての受光面（上面）に配線することが不要になり、製造工程を簡略化することが可能になる。
【００６９】
また、実施例２の光送信モジュールにおいては、受光面の裏側にｐｎ両電極を備えた受光素子５が用いられており、配線の接続態様の自由度を向上させることが可能になる。その結果、前方光モニタ方式の受光素子形成による送信光学設計上の制約を減らして、高い結合効率と安定性を有し、かつ、小型化が可能な光送信モジュールを提供することが可能になる。
なお、この実施例２の光送信モジュールにおいては、その他の点においても、上記実施例１の光送信モジュールの場合と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例３】
【００７０】
図７は、本願発明のさらに他の実施例（実施例３）にかかる光送信モジュールの要部構成を示す模式的に示す正面図、図８は側面図、図９は平面図である
【００７１】
上記実施例１および２の場合と同様に、この実施例３の光送信モジュールは、図７〜９に示すように、発光素子（半導体レーザ）１と、発光素子１からの出射光を通過させるレンズ部２と、発光素子１およびレンズ部２がその上面に配設される基板（シリコン基板）３と、基板３の下面側に配設され、受光部５ａが、発光素子（半導体レーザ）１からの出射光の進行方向に向かって、発光素子（半導体レーザ）１よりも前方に位置するように配設され、発光素子１からの漏れ光を受光し、該漏れ光の強さから出射光の強さをモニタする受光素子５とを備えている。
【００７２】
そして、この実施例３では、受光素子５として、素子の両主面に電極が形成され（すなわち、一方の主面にｐｎ接合の一方の電極が配設され、他方の主面にｐｎ接合の他方の電極が配設され）、一方の電極が配設された面が、受光部５ａを備えた受光面となっている受光素子５（フォトダイオード）が用いられている。
そして、この受光素子５は、平面面積がシリコン基板３より大きく（幅がシリコン基板３より長い）、かつ、受光面側に形成された受光面側電極１１は、図１０に示すように、受光部５ａから離れた位置にまで達するように、細長い形状とされている。
【００７３】
そして、この実施例３の光送信モジュールにおいては、図１０に示すように、発光素子（半導体レーザ）１，レンズ部２などが配設されたシリコン基板３を、受光素子５上に配設する。このとき、受光素子５の受光面側電極１１がシリコン基板３に覆われる領域の外側に露出するようにシリコン基板３を配置する。
その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であることから、重複を避けるため、上記実施例１の相当する部分の記載内容を援用し、説明を省略する。
なお、図７〜１０において、図１〜３と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。
【００７４】
この実施例３の光送信モジュールの構成においては、受光素子５の受光面側電極１１がシリコン基板３の外側に露出しているので、上記実施例１の場合とは異なり、開口部１０を経ることなく受光素子５の受光面側電極１１と配線２１の接続を行うことが可能であることから、ワイヤボンディングを容易に行うことができ、製造工程を効率化することができる。
【００７５】
なお、実施例３の光送信モジュールにおいては、受光素子５がシリコン基板３よりも平面面積が大きいことから、受光素子５上に直接シリコン基板３を実装するようにしているが、受光素子５のサイズが小さい場合は、実施例１および２の場合のように、シリコン基板３に収納凹部４を形成し、受光素子５を該収納凹部４に埋め込むように構成できることは言うまでもない。
【００７６】
この実施例３の光送信モジュールにおいては、その他の点においても、上記実施例１の光送信モジュールの場合に準じる作用効果を得ることができる。
【００７７】
なお、本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発光素子、レンズ部、基板、受光素子などの具体的な構成や、それらの配設態様などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
上述のように、本願発明によれば、前方光モニタ方式の受光素子形成による送信光学設計上の制約を受けることなく、反射戻り光によらずに、送信に使用する前方出射光の一部（漏れ光）を検出することが可能になり、その結果をフィードバックして、半導体レーザなどの発光素子の出力を精度よく制御することが可能になる。
したがって、本願発明は、大量かつ高速なデータ送信を行うことが必要な光送信の分野に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本願発明の一実施例（実施例１）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本願発明の実施例１にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す側面図である。
【図３】本願発明の実施例１にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す平面図である。
【図４】本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図である。
【図５】本願発明の実施例２にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す側面図である。
【図６】本願発明の実施例２にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す平面図である。
【図７】本願発明のさらに他の実施例（実施例３）にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す正面図である。
【図８】本願発明の実施例３にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す側面図である。
【図９】本願発明の実施例３にかかる光送信モジュールの要部構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】本願発明の実施例３にかかる光送信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図１１】本願発明が関連する、従来の光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１      発光素子（半導体レーザ）
１ａ    発光素子（半導体レーザ）の後方出射光の出射位置（後方端面）
２      レンズ部
２ａ    レンズ本体
２ｂ    グレーテッド・インデックス型光ファイバ
３      基板（シリコン基板）
３ａ    シリコン基板の、出射光の進行方向とは逆側の端面
４      収納凹部
５      受光素子
５ａ    受光部（受光面）
６      発光素子（半導体レーザ）を実装するための電極
７      Ｖ溝
８      Ｖ溝加工用溝
９      収納溝（収納凹部）
１０    開口部
１１    受光面側電極
１１ａ，１１ｂ    受光素子の電極（ｐｎ電極）
１２    パッケージ
２０    レンズ押さえガラス
２１    受光面側電極への配線
２２    半導体レーザ実装用の電極への配線
３１    実装部
Ｌ      シリコン基板の長さ
Ｗ      シリコン基板の幅
Ｈ      シリコン基板の高さ
Ｌ0     光送信モジュール全体の長さ
Ｗ0     光送信モジュール全体の幅
Ｈ0     光送信モジュール全体の高さ
【図１】
2007311572.tif 000003
【図２】
2007311572.tif 000004
【図３】
2007311572.tif 000005
【図４】
2007311572.tif 000006
【図５】
2007311572.tif 000007
【図６】
2007311572.tif 000008
【図７】
2007311572.tif 000009
【図８】
2007311572.tif 000010
【図９】
2007311572.tif 000011
【図１０】
2007311572.tif 000012
【図１１】
2007311572.tif 000013