(57)【要約】【課題】簡単な構成で戻り光の影響を排除した光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１Ａは、光を出射する面発光型半導体レーザ素子２と、面発光型半導体レーザ素子２等を実装したステム部４と、ステム部４を封止するキャップ７に被せられて、ステム部４に取り付けられるファイバ支持筐体８を備える。ファイバ支持筐体８は、光ファイバ９を支持するスリーブ８ａと、ステム部４に対する取付部８ｂと、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を集光する集光レンズ８ｃを備える。ファイバ支持筐体８は、フェルール９ｂから露出した光ファイバ９の端面９ｂが突き当てられるファイバ突き当て部８ｄがスリーブ８ａの先端に形成され、光ファイバ９の端面９ｂとの間空気層が形成されないように構成される。【選択図】        図１
2007121919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換して出射する発光素子と、
前記発光素子が実装される光素子実装基板と、
光ファイバに取り付けられたフェルールが着脱自在に挿入されるスリーブに、前記発光素子から出射された光を集光する集光レンズ及び前記光素子実装基板に対する取付部が一体に形成されるファイバ支持筐体を備え、
前記ファイバ支持筐体は、前記スリーブに挿入された前記フェルールの先端面に露出した前記光ファイバの端面が突き当てられるファイバ突き当て部を備えた
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記ファイバ支持筐体は、光硬化型接着剤を使用して前記光素子実装基板に接着固定されると共に、
前記ファイバ支持筐体は、前記発光素子から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有すると共に、前記光硬化型接着剤を硬化させる光の波長領域に対して所定の透過率を有した樹脂材料で一体成形される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記ファイバ突き当て部は、前記スリーブの先端で前記光ファイバの端面と対向する位置を凸状として、前記ファイバ支持筐体と一体に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記スリーブの先端に挿入されて固定される接触部材を備え、
前記接触部材は、前記光ファイバの端面と対向する位置を凸状として前記ファイバ突き当て部が形成されると共に、前記ファイバ突き当て部と対向した裏面が前記スリーブの先端に突き当てられる
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項５】
前記接触部材は、前記発光素子から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有し、かつ前記光ファイバの屈折率に応じた屈折率を有すると共に、前記ファイバ支持筐体より硬い材料で構成され、前記スリーブに挿入されて接着固定される
ことを特徴とする請求項４記載の光モジュール。
【請求項６】
前記接触部材は、前記発光素子から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有し、かつ前記光ファイバの屈折率に応じた屈折率を有すると共に、前記ファイバ支持筐体より軟らかく弾性を有した材料で構成され、前記スリーブに塗布あるいは接着固定される
ことを特徴とする請求項４記載の光モジュール。
【請求項７】
前記ファイバ支持筐体は、前記スリーブに挿入された前記接触部材の前記光ファイバとの突き当て位置に対向する位置を凸状として、前記接触部材と突き当てられる段差凸部が形成され、前記段差凸部の周囲に逃げ溝が形成される
ことを特徴とする請求項４記載の光モジュール。
【請求項８】
光透過部材が取り付けられた窓部を有し、前記光素子実装基板の上面を封止するキャップ部材を備え、前記ファイバ支持筐体は、前記キャップ部材を覆って前記光素子実装基板に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項９】
入射した光信号を電気信号に変換して出力する受光素子を備え、
前記キャップ部材は、前記発光素子から出射された光を透過すると共に、前記発光素子から出射された光の一部を反射して前記受光素子に入射させる向きで、前記光透過部材が取り付けられる
ことを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
【請求項１０】
光信号を送信する光モジュールと、
電気信号の処理を行う回路基板とを備えた光通信モジュールにおいて、
前記光モジュールは、
電気信号を光信号に変換して出射する発光素子と、
前記発光素子が実装される光素子実装基板と、
光ファイバに取り付けられたフェルールが着脱自在に挿入されるスリーブに、前記発光素子から出射された光を集光する集光レンズ及び前記光素子実装基板に対する取付部が一体に形成されるファイバ支持筐体を備え、
前記ファイバ支持筐体は、前記スリーブに挿入された前記フェルールの先端面に露出した前記光ファイバの端面が突き当てられるファイバ突き当て部を備えた
ことを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１１】
光信号を送受信する光通信モジュールと、
前記光通信モジュールが搭載される主基板とを備えた光通信装置において、
前記光通信モジュールは、
光信号を送信する光モジュールと、
電気信号の処理を行う回路基板とを備え、
前記光モジュールは、
電気信号を光信号に変換して出射する発光素子と、
前記発光素子が実装される光素子実装基板と、
光ファイバに取り付けられたフェルールが着脱自在に挿入されるスリーブに、前記発光素子から出射された光を集光する集光レンズ及び前記光素子実装基板に対する取付部が一体に形成されるファイバ支持筐体を備え、
前記ファイバ支持筐体は、前記スリーブに挿入された前記フェルールの先端面に露出した前記光ファイバの端面が突き当てられるファイバ突き当て部を備えた
ことを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を備えると共に、発光素子から出射された光が伝送される光ファイバが接続される光モジュール、この光モジュールを備えた光通信モジュール及び光通信装置に関する。詳しくは、光ファイバを支持するファイバ支持筐体と光ファイバの端面を接触させることで、簡単な構成で戻り光を排除できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
光送受信モジュールの規格であるＸＦＰ（10Gigabit Small Form Factor Pluggable）モジュール等では、電気信号を光信号に変換して出力する光モジュール等が実装されている。このような光モジュールでは、ＣＡＮパッケージを構成するステム部に、光ファイバを支持する部材が取り付けられている。
【０００３】
光ファイバが接続される光モジュールでは、光ファイバの端面等からの戻り光を抑制することが重要である。すなわち、強い戻り光が発光素子に入射すると、発光素子の動作が不安定になったり、モニタ用の受光素子に戻り光が入射すると、パワーの不規則な変動やモニタ光のばらつき等が生じ、安定した駆動が行えなくなる。
【０００４】
このため、従来は、光ファイバの端面を斜めに加工して、戻り光の経路を信号光と異ならせる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、光アイソレータを搭載する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。更に、反射抑制フィルタを搭載する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３０４６７２号公報
【特許文献２】特許第３６０６０２３号公報
【特許文献３】特開平１０−２９００５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の光モジュールでは、端面加工された特殊な光ファイバの使用を前提にした構成であったり、高額な部品の使用を前提とした構成であるのでコストが高いという問題がある。また、部品点数が増加することで、組立が複雑化し、やはりコスト増につながるという問題がある。従って、民生分野への適用が困難であった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で戻り光の影響を排除した光モジュール、光通信モジュール及び光通信装置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】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光モジュールは、電気信号を光信号に変換して出射する発光素子と、発光素子が実装される光素子実装基板と、光ファイバに取り付けられたフェルールが着脱自在に挿入されるスリーブに、発光素子から出射された光を集光する集光レンズ及び光素子実装基板に対する取付部が一体に形成されるファイバ支持筐体を備え、ファイバ支持筐体は、スリーブに挿入されたフェルールの先端面に露出した光ファイバの端面が突き当てられるファイバ突き当て部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の光モジュールでは、発光素子から出射された光は、ファイバ支持筐体の集光レンズに入射する。集光レンズに入射した光は、ファイバ支持筐体のスリーブに挿入された光ファイバの端面に集光され、光ファイバの端面に入射する。
【００１１】
光ファイバがファイバ支持筐体のスリーブに挿入されると、光ファイバの端面はファイバ突き当て部に当接する。これにより、光ファイバの端面に空気層が介在せず、光ファイバの端面での反射は大幅に減少して、発光素子の動作が安定する。
【００１２】
本発明に係る光通信モジュールは、光信号を送信する光モジュールと、電気信号の処理を行う回路基板とを備えた光通信モジュールにおいて、光モジュールは、電気信号を光信号に変換して出射する発光素子と、発光素子が実装される光素子実装基板と、光ファイバに取り付けられたフェルールが着脱自在に挿入されるスリーブに、発光素子から出射された光を集光する集光レンズ及び光素子実装基板に対する取付部が一体に形成されるファイバ支持筐体を備え、ファイバ支持筐体は、スリーブに挿入されたフェルールの先端面に露出した光ファイバの端面が突き当てられるファイバ突き当て部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の光通信モジュールでは、光モジュールで電気信号を光信号に変換して出力する。光モジュールでは、発光素子から出射された光は、ファイバ支持筐体の集光レンズに入射する。集光レンズに入射した光は、ファイバ支持筐体のスリーブに挿入された光ファイバの端面に集光され、光ファイバの端面に入射する。
【００１４】
光ファイバがファイバ支持筐体のスリーブに挿入されると、光ファイバの端面はファイバ突き当て部に当接する。これにより、光ファイバの端面に空気層が介在せず、光ファイバの端面での反射は大幅に減少して、発光素子の動作が安定する。
【００１５】
本発明に係る光通信装置は、光信号を送受信する光通信モジュールと、光通信モジュールが搭載される主基板とを備えた光通信装置において、光通信モジュールは、光信号を送信する光モジュールと、電気信号の処理を行う回路基板とを備え、光モジュールは、電気信号を光信号に変換して出射する発光素子と、発光素子が実装される光素子実装基板と、光ファイバに取り付けられたフェルールが着脱自在に挿入されるスリーブに、発光素子から出射された光を集光する集光レンズ及び光素子実装基板に対する取付部が一体に形成されるファイバ支持筐体を備え、ファイバ支持筐体は、スリーブに挿入されたフェルールの先端面に露出した光ファイバの端面が突き当てられるファイバ突き当て部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の光通信装置では、光通信モジュールにより光信号が送受信される。光通信モジュールでは、光モジュールで電気信号を光信号に変換して出力する。光モジュールでは、発光素子から出射された光は、ファイバ支持筐体の集光レンズに入射する。集光レンズに入射した光は、ファイバ支持筐体のスリーブに挿入された光ファイバの端面に集光され、光ファイバの端面に入射する。
【００１７】
光ファイバがファイバ支持筐体のスリーブに挿入されると、光ファイバの端面はファイバ突き当て部に当接する。これにより、光ファイバの端面に空気層が介在せず、光ファイバの端面での反射は大幅に減少して、発光素子の動作が安定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光モジュールによれば、ファイバ支持筐体で支持される光ファイバの端面に空気層が介在しないので、光ファイバの端面での反射が大幅に減少する。従って、発光素子等に対する戻り光が大幅に抑制され、簡単な構成で戻り光の影響を排除することができる。
【００１９】
また、構成が簡単で、光ファイバの端面の加工も不要で汎用の光ファイバを利用できるので、コストを低減することができる。
【００２０】
本発明の光通信モジュール及び光通信装置によれば、上述した光モジュールを備えることで、戻り光の影響を排除して、安定した光通信を行うことができる。そして、光モジュールが低コストで提供できることから、装置全体のコストを抑えることができ、民生分野への適用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の光モジュール、光通信モジュール及び光通信装置の実施の形態について説明する。
【００２２】
＜第１の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図１及び図２は第１の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図１は第１の実施の形態の光モジュール１Ａの全体構成を示す側断面図、図２は光モジュール１Ａの全体構成を示す一部破断斜視図である。
【００２３】
第１の実施の形態の光モジュール１Ａは、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical SubAssembly）と称され、面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３を備える。面発光型半導体レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）２は発光素子の一例で、入力された電気信号を光信号に変換する。面発光型半導体レーザ素子２は、図示しない基板と垂直方向に共振器が形成されて、素子の表面側から光を出射する。
【００２４】
モニタ用フォトダイオード３は受光素子の一例で、素子の表面側から光が入射され、入射された光信号を電気信号に変換して出力する。
【００２５】
面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３は、ステム部４にサブマウント基板４ａを介して実装される。ステム部４は光素子実装基板の一例で、金属系の材質で構成される。ステム部４は、円周方向にわたって突出したフランジ部４ｂが一体に形成される。また、ステム部４は複数本のリード５を備える。複数本のリードの中の所定のリードは、ステム部４に絶縁層５ａを介して支持され、ステム部４を貫通しており、信号伝送を行う。また、１本のリード５はステム部４と導通して接地される。
【００２６】
サブマウント基板４ａは、所定の高さを有して絶縁性の材質で構成される。サブマウント基板４ａは、ステム部４の上面に実装されると共に、ステム部４に対する上面に面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３が実装される。
【００２７】
光モジュール１Ａは、キャップ７とファイバ支持筐体８を備える。キャップ７はキャップ部材の一例で、端部に形成される窓部７ｂにレンズ７ａを備えた円筒形状で、ステム部４に被せられて、ステム部４の上面側を気密を保って封止する。
【００２８】
レンズ７ａは光透過部材の一例で、モニタ用フォトダイオード３に向けて傾斜しており、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を所定の透過率で透過すると共に、一部の光をモニタ用フォトダイオード３に向けて反射する。なお、レンズ７ａは、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長（本例では８５０ｎｍ）に対して、約６０％の透過率を有する。
【００２９】
光モジュール１Ａでは、面発光型半導体レーザ素子２及びモニタ用フォトダイオード３を所定の高さを有したサブマウント基板４ａの上面に実装することで、面発光型半導体レーザ素子２から出射され、キャップ７のレンズ７ａで反射した光がモニタ用フォトダイオード３に入射するように、レンズ７ａに対する面発光型半導体レーザ素子２及びモニタ用フォトダイオード３の高さが調整される。
【００３０】
これにより、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光の一部をモニタ用フォトダイオード３で受信して、面発光型半導体レーザ素子２の発光量のモニタリングが行われる。
【００３１】
図３はファイバ支持筐体８の一例を示す破断斜視図である。ファイバ支持筐体８は、光ファイバ９を支持するスリーブ８ａと、ステム部４に対する取付部８ｂと、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を集光する集光レンズ８ｃを備える。
【００３２】
ファイバ支持筐体８は、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有すると共に、ファイバ支持筐体８をステム部４に固定する光硬化型接着剤を硬化させる光の波長領域に対して所定の透過率を有した透明な樹脂系材料で構成され、スリーブ８ａと取付部８ｂと集光レンズ８ｃが一体に形成される。
【００３３】
なお、ファイバ支持筐体８は、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長（本例では８５０ｎｍ）に対して、約６０％〜８０％程度の透過率を有する。また、後述する紫外線硬化型の接着剤を硬化させる光（紫外線）の波長領域である波長３６５ｎｍの光に対しても、５０％以上の透過率を有する。
【００３４】
スリーブ８ａは、ファイバ支持筐体８の一端側に形成され、光ファイバ９のフェルール９ａが着脱自在に挿抜される円筒状の空間を有する。また、スリーブ８ａは、光ファイバ９の挿入方向先端側に、フェルール９ａの先端面に露出した光ファイバ９の端面９ｂが突き当てられるファイバ突き当て部８ｄを備える。
【００３５】
ファイバ突き当て部８ｄは、スリーブ８ａの先端で光ファイバ９の端面９ｂと対向する位置を凸状として、ファイバ支持筐体８と一体に形成される。また、ファイバ突き当て部８ｄは、集光レンズ８ｃと対向する位置に形成され、面発光型半導体レーザ素子２から出射され、集光レンズ８ｃで集光される光が、凸部の頂点付近を透過する。
【００３６】
ここで、ファイバ支持筐体８は、スリーブ８ａに挿入されたフェルール９ａの先端面に露出する光ファイバ９の端面９ｂがファイバ突き当て部８ｄに突き当てられるように、スリーブ８ａの長さ等が設定されている。
【００３７】
取付部８ｂは、ファイバ支持筐体８の他端側に形成され、ステム部４に取り付けられたキャップ部７に嵌る形状の空間を有する。
【００３８】
取付部８ｂは、内部中央に面発光型半導体レーザ素子２と対向して集光レンズ８ｃが形成される。集光レンズ８ｃは、スリーブ８ａに支持される光ファイバ９と同軸上に形成され、面発光型半導体レーザ素子２側に突出した凸レンズで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面９ｂに集光する。
【００３９】
そして、光モジュール１Ａでは、面発光型半導体レーザ素子２をサブマウント基板４ａの上面に実装することで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光が、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面に集光するように、焦点距離が調整される。
【００４０】
ここで、ファイバ支持筐体８の取付部８ｂの内径は、ステム部４に取り付けられたキャップ７の外径より若干大きく構成され、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の光軸に対して直交する方向に、ファイバ支持筐体８の位置を調整することが可能である。これにより、面発光型半導体レーザ素子２に対して、スリーブ８ａで支持される光ファイバ９の光軸合わせが可能な構成となっている。
【００４１】
ファイバ支持筐体８の具体例としては、スリーブ８ａの内径は、例えば約１．２５ｍｍである。また、取付部８ｂの内径は、ステム部４の内径で規定されるが、本例では、約５．２ｍｍである。
【００４２】
次に、ステム４にキャップ７とファイバ支持筐体８を実装する動作について説明する。面発光型半導体レーザ素子２等が実装されたステム部４にキャップ７が被せられ、フランジ部４ｂにレーザ溶接等で固定される。これにより、ステム部４の上面側が、キャップ７によって気密性を保って封止される。
【００４３】
次に、キャップ７が被せられたステム部４のフランジ部４ｂに、光硬化型接着剤として紫外線（ＵＶ）硬化型の接着剤を塗布し、ファイバ支持筐体８を被せる。そして、図示しないモニタ機器に接続された光ファイバをファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに挿入し、面発光型半導体レーザ素子２を発光させながら、ファイバ支持筐体８の位置を調整して、光パワーが最大となる位置を探す。
【００４４】
ファイバ支持筐体８のアライメントが終了すると、ファイバ支持筐体８に紫外線を照射して、接着剤を硬化させる。これにより、ファイバ支持筐体８は、ステム部４のフランジ部４ｂにキャップ７を介して接着固定される。
【００４５】
さて、ファイバ支持筐体８を、上述したように３００〜４００ｎｍの波長領域で光の吸収の少ない樹脂系材料で一体成形することにより、ステム部４等との接着固定において、紫外線硬化型の接着剤を使用することが可能となる。
【００４６】
紫外線硬化型の接着剤を使用できることで、熱硬化型接着剤による接着に比較して、低温かつ短時間での接着固定が可能となるため、レンズ位置ずれ等の実装精度の悪化を抑制できる。
【００４７】
特に、スリーブ８ａと取付部８ｂ等を一体成形したレンズ支持筐体８は、樹脂材料の量が多く、高温加熱による熱膨張の影響が大きくなることから、紫外線硬化型の接着剤を使用できることによる実装精度の向上の効果が大きい。
【００４８】
＜第１の実施の形態の光送信モジュールの動作例＞
次に、第１の実施の形態の光モジュール１Ａの動作例について説明する。光モジュール１Ａは、面発光型半導体レーザ素子２で電気信号を光信号に変換して、発光点Ｐ１から出射する。
【００４９】
面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓは、キャップ７のレンズ７ａを透過し、ファイバ支持筐体８の集光レンズ８ｃに入射する。集光レンズ８ｃに入射した信号光Ｓは、スリーブ８ａに挿入されて支持されている光ファイバ９の端面９ｂに向けて集光され、ファイバ突き当て部８ｄに突き当てられている光ファイバ９の端面９ｂから入射する。光ファイバ９に入射した信号光Ｓは、光ファイバ９を伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【００５０】
また、面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓの一部は、キャップ７のレンズ７ａで反射して、モニタ用フォトダイオード３に入射する。モニタ用フォトダイオード３に入射した光は電気信号に変換されて出力され、リード５を介して接続されている図示しない回路によって、面発光型半導体レーザ素子２の発光量のモニタリングが行われる。
【００５１】
ここで、光ファイバ９の端面９ｂは、ファイバ突き当て部８ｄに突き当てられているので、光ファイバ９の端面９ｂに空気層が介在しない。これにより、光ファイバ９の端面９ｂでの反射が大幅に減少し、面発光型半導体レーザ素子２やモニタ用フォトダイオード３に対する戻り光が大幅に抑制される。
【００５２】
従って、面発光型半導体レーザ素子２の動作が不安定になったり、損傷したりする等の不具合の発生を抑えることができる。また、モニタ光のばらつきにより、安定した駆動が行えなくなる等の不具合の発生を抑えることができる。
【００５３】
更に、ファイバ支持筐体８に凸状のファイバ突き当て部８ｄを構成するには、ファイバ支持筐体８を一体成形する金型の変更で対応でき、製作工程上での工数の増加等の負荷が少ないことから、コスト増や組立の複雑化を防ぐことができる。また、光ファイバ９の端面９ｂは平坦で良いので、特殊な端面加工が施されている光ファイバを用いる必要がない。
【００５４】
＜第２の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図４及び図５は第２の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図４は第２の実施の形態の光モジュール１Ｂの全体構成を示す側断面図、図５は光モジュール１Ｂの全体構成を示す一部破断斜視図である。なお、第２の実施の形態の光モジュールにおいて、第１の実施の形態の光モジュールと同じ構成の部品については、同じ番号を付して説明する。
【００５５】
第２の実施の形態の光モジュール１Ｂは、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同様に、ステム部４にサブマウント基板４ａを介して面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３が実装される。また、ステム部４のフランジ部４ｂに、キャップ７とファイバ支持筐体８が取り付けられる。
【００５６】
ファイバ支持筐体８は、光ファイバ９を支持するスリーブ８ａと、ステム部４に対する取付部８ｂと、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を集光する集光レンズ８ｃを備える。
【００５７】
ファイバ支持筐体８は、上述したように、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有すると共に、ファイバ支持筐体８をステム部４に固定する光硬化型接着剤を硬化させる光の波長領域に対して所定の透過率を有した透明な樹脂系材料で構成され、スリーブ８ａと取付部８ｂと集光レンズ８ｃが一体に形成される。
【００５８】
スリーブ８ａは、ファイバ支持筐体８の一端側に形成され、光ファイバ９のフェルール９ａが着脱自在に挿抜される円筒状の空間を有する。また、スリーブ８ａは、光ファイバ９の挿入方向先端側に接触部材１０が挿入され、接着剤１１で固定されている。
【００５９】
接触部材１０は、スリーブ８ａの内径に応じた直径を有する円板形状で、表面を球面加工することで、光ファイバ９の端面９ｂと対向する位置を凸状としてファイバ突き当て部１０ａが形成される。また、接触部材１０は、ファイバ突き当て部１０ａと対向した裏面は平面に形成される。
【００６０】
接触部材１０は、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有し、かつ光ファイバ９の屈折率に近い屈折率を有すると共に、ファイバ支持筐体８を形成する樹脂材料より硬い材料で構成される。このような条件を満たす材料として、本例では、接触部材１０はガラスで構成される。
【００６１】
接触部材１０は、上述したようにファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに挿入され、ファイバ突き当て部１０ａと対向した裏面が、接着剤１１を介してスリーブ８ａの先端に接着固定される。これにより、接触部材１０と、スリーブ８ａの先端との間には空気層が介在しない。
【００６２】
また、接触部材１０がファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに挿入されると、ファイバ突き当て部１０ａが集光レンズ８ｃと対向する位置となり、面発光型半導体レーザ素子２から出射され、集光レンズ８ｃで集光される光が、ファイバ突き当て部１０ａの凸部の頂点付近を透過する。
【００６３】
ここで、ファイバ支持筐体８は、スリーブ８ａに挿入されたフェルール９ａの先端面に露出する光ファイバ９の端面９ｂが、接触部材１０のファイバ突き当て部１０ａに突き当てられるように、スリーブ８ａの長さや接触部材１０の厚さ等が設定されている。
【００６４】
取付部８ｂは、ファイバ支持筐体８の他端側に形成され、ステム部４に取り付けられたキャップ部７に嵌る形状の空間を有する。
【００６５】
取付部８ｂは、内部中央に面発光型半導体レーザ素子２と対向して集光レンズ８ｃが形成される。集光レンズ８ｃは、スリーブ８ａに支持される光ファイバ９と同軸上に形成され、面発光型半導体レーザ素子２側に突出した凸レンズで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面９ｂに集光する。
【００６６】
そして、光モジュール１Ｂでも、面発光型半導体レーザ素子２をサブマウント基板４ａの上面に実装することで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光が、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面に集光するように、焦点距離が調整される。
【００６７】
ここで、ファイバ支持筐体８の取付部８ｂの内径は、ステム部４に取り付けられたキャップ７の外径より若干大きく構成され、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の光軸に対して直交する方向に、ファイバ支持筐体８の位置を調整することが可能である。これにより、面発光型半導体レーザ素子２に対して、スリーブ８ａで支持される光ファイバ９の光軸合わせが可能な構成となっている。
【００６８】
そして、ファイバ支持筐体８を、紫外線の波長である３００〜４００ｎｍの波長領域で光の吸収の少ない樹脂系材料で一体成形することにより、ステム部４等との接着固定において、紫外線硬化型の接着剤を使用することが可能となる。
【００６９】
紫外線硬化型の接着剤を使用できることで、熱硬化型接着剤による接着に比較して、低温かつ短時間での接着固定が可能となるため、レンズ位置ずれ等の実装精度の悪化を抑制できる。
【００７０】
なお、ファイバ支持筐体８の具体例としては、本例でも、スリーブ８ａの内径は、例えば約１．２５ｍｍである。また、取付部８ｂの内径は、ステム部４の内径で規定されるが、本例では、約５．２ｍｍである。
【００７１】
＜第２の実施の形態の光送信モジュールの動作例＞
次に、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂの動作例について説明する。光モジュール１Ｂは、面発光型半導体レーザ素子２で電気信号を光信号に変換して、発光点Ｐ１から出射する。
【００７２】
面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓは、キャップ７のレンズ７ａを透過し、ファイバ支持筐体８の集光レンズ８ｃに入射する。集光レンズ８ｃに入射した信号光Ｓは、スリーブ８ａに挿入されて支持されている光ファイバ９の端面９ｂに向けて集光され、接触部材１０のファイバ突き当て部１０ａに突き当てられている光ファイバ９の端面９ｂから入射する。光ファイバ９に入射した信号光Ｓは、光ファイバ９を伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【００７３】
また、面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓの一部は、キャップ７のレンズ７ａで反射して、モニタ用フォトダイオード３に入射する。モニタ用フォトダイオード３に入射した光は電気信号に変換されて出力され、リード５を介して接続されている図示しない回路によって、面発光型半導体レーザ素子２の発光量のモニタリングが行われる。
【００７４】
ここで、光ファイバ９の端面９ｂは、接触部材１０のファイバ突き当て部１０ａに突き当てられているので、光ファイバ９の端面９ｂに空気層が介在しない。また、接触部材１０は、ファイバ突き当て部１０ａと対向した裏面が、接着剤１１を介してスリーブ８ａの先端に接着固定されることで、接触部材１０とスリーブ８ａの先端との間にも空気層が介在しない。更に、接触部材１０は、光ファイバ９と屈折率が近い材料で構成されている。
【００７５】
これにより、光ファイバ９の端面９ｂでの反射が大幅に減少すると共に、接触部材１０の裏面での反射も抑制され、面発光型半導体レーザ素子２やモニタ用フォトダイオード３に対する戻り光が大幅に抑制される。
【００７６】
従って、面発光型半導体レーザ素子２の動作が不安定になったり、損傷したりする等の不具合の発生を抑えることができる。また、モニタ光のばらつきにより、安定した駆動が行えなくなる等の不具合の発生を抑えることができる。
【００７７】
更に、接触部材１０は、ファイバ支持筐体８を構成する樹脂材料に比較して硬いガラスで構成されているので、耐摩耗性が樹脂材料より高い。従って、光ファイバ９の着脱を繰り返しても、光ファイバ９が当接する接触部材１０の白濁やひび割れ等を抑制することができる。
【００７８】
また、光ファイバ９の端面９ｂは平坦で良いので、特殊な端面加工が施されている光ファイバを用いる必要がない。
【００７９】
＜第３の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図６及び図７は第３の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図６は第３の実施の形態の光モジュール１Ｃの全体構成を示す側断面図、図７は光モジュール１Ｃの全体構成を示す一部破断斜視図である。なお、第３の実施の形態の光モジュールにおいて、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の光モジュールと同じ構成の部品については、同じ番号を付して説明する。
【００８０】
第３の実施の形態の光モジュール１Ｃは、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同様に、ステム部４にサブマウント基板４ａを介して面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３が実装される。また、ステム部４のフランジ部４ｂに、キャップ７とファイバ支持筐体８が取り付けられる。
【００８１】
ファイバ支持筐体８は、光ファイバ９を支持するスリーブ８ａと、ステム部４に対する取付部８ｂと、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を集光する集光レンズ８ｃを備える。
【００８２】
ファイバ支持筐体８は、上述したように、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有すると共に、ファイバ支持筐体８をステム部４に固定する光硬化型接着剤を硬化させる光の波長領域に対して所定の透過率を有した透明な樹脂系材料で構成され、スリーブ８ａと取付部８ｂと集光レンズ８ｃが一体に形成される。
【００８３】
スリーブ８ａは、ファイバ支持筐体８の一端側に形成され、光ファイバ９のフェルール９ａが着脱自在に挿抜される円筒状の空間を有する。また、スリーブ８ａは、光ファイバ９の挿入方向先端側に接触部材１０が挿入され、接着剤１１で固定されている。
【００８４】
更に、スリーブ８ａは、接触部材１０が突き当てられる先端の中心付近を凸状として、接触部材１０の裏面が突き当てられる段差凸部８ｅが形成され、段差凸部８ｅの周囲に、接着剤１１に対する逃げ溝８ｆが形成される
接触部材１０は、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂで説明したように、スリーブ８ａの内径に応じた直径を有する円板形状で、表面を球面加工することで、光ファイバ９の端面９ｂと対向する位置を凸状としてファイバ突き当て部１０ａが形成される。また、接触部材１０は、ファイバ突き当て部１０ａと対向した裏面は平面に形成される。
【００８５】
接触部材１０は、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有し、かつ光ファイバ９の屈折率に近い屈折率を有すると共に、ファイバ支持筐体８を形成する樹脂材料より硬い材料で構成される。このような条件を満たす材料として、本例では、接触部材１０はガラスで構成される。
【００８６】
接触部材１０は、上述したようにファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに挿入され、ファイバ突き当て部１０ａと対向した裏面が、接着剤１１を介してスリーブ８ａの段差凸部８ｅに接着固定される。これにより、接触部材１０と、スリーブ８ａの先端との間には空気層が介在しない。
【００８７】
また、接触部材１０がファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに挿入されると、ファイバ突き当て部１０ａが集光レンズ８ｃと対向する位置となり、面発光型半導体レーザ素子２から出射され、集光レンズ８ｃで集光される光が、ファイバ突き当て部１０ａの凸部の頂点付近を透過する。
【００８８】
取付部８ｂは、ファイバ支持筐体８の他端側に形成され、ステム部４に取り付けられたキャップ部７に嵌る形状の空間を有する。
【００８９】
取付部８ｂは、内部中央に面発光型半導体レーザ素子２と対向して集光レンズ８ｃが形成される。集光レンズ８ｃは、スリーブ８ａに支持される光ファイバ９と同軸上に形成され、面発光型半導体レーザ素子２側に突出した凸レンズで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面９ｂに集光する。
【００９０】
そして、光モジュール１Ｃでも、面発光型半導体レーザ素子２をサブマウント基板４ａの上面に実装することで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光が、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面に集光するように、焦点距離が調整される。
【００９１】
ここで、ファイバ支持筐体８の取付部８ｂの内径は、ステム部４に取り付けられたキャップ７の外径より若干大きく構成され、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の光軸に対して直交する方向に、ファイバ支持筐体８の位置を調整することが可能である。これにより、面発光型半導体レーザ素子２に対して、スリーブ８ａで支持される光ファイバ９の光軸合わせが可能な構成となっている。
【００９２】
そして、ファイバ支持筐体８を、紫外線の波長である３００〜４００ｎｍの波長領域で光の吸収の少ない樹脂系材料で一体成形することにより、ステム部４等との接着固定において、紫外線硬化型の接着剤を使用することが可能となる。
【００９３】
紫外線硬化型の接着剤を使用できることで、熱硬化型接着剤による接着に比較して、低温かつ短時間での接着固定が可能となるため、レンズ位置ずれ等の実装精度の悪化を抑制できる。
【００９４】
なお、ファイバ支持筐体８の具体例としては、本例でも、スリーブ８ａの内径は、例えば約１．２５ｍｍである。また、段差凸部８ｅの直径は約０．７ｍｍである。更に、取付部８ｂの内径は、ステム部４の内径で規定されるが、本例では、約５．２ｍｍである。
【００９５】
次に、ファイバ支持筐体８に接触部材１０を実装する動作について説明する。例えば、接触部材１０の裏面に接着剤１１を塗布し、所定の向きでファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに挿入する。接触部材１０の裏面がスリーブ８ａの段差凸部８ｅに突き当たる位置まで接触部材１０をスリーブ８ａに挿入することで、接触部材１０はスリーブ８ａに接着剤１１で固定される。
【００９６】
ここで、接触部材１０を段差凸部８ｅに押し付ける際に、接着剤１１は逃げ溝８ｆに流れ、スリーブ８ａ内に流れ出ることが防止される。これにより、接着剤の塗布量のコントロール等が容易に行えるようになり、製作が容易になると共に、スリーブ８ａ内に接着剤１１がはみ出して、光ファイバ９のフェルール９ａの挿抜の妨げになることを防止できる。
【００９７】
＜第３の実施の形態の光送信モジュールの動作例＞
次に、第３の実施の形態の光モジュール１Ｃの動作例について説明する。光モジュール１Ｃは、面発光型半導体レーザ素子２で電気信号を光信号に変換して、発光点Ｐ１から出射する。
【００９８】
面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓは、キャップ７のレンズ７ａを透過し、ファイバ支持筐体８の集光レンズ８ｃに入射する。集光レンズ８ｃに入射した信号光Ｓは、スリーブ８ａに挿入されて支持されている光ファイバ９の端面９ｂに向けて集光され、接触部材１０のファイバ突き当て部１０ａに突き当てられている光ファイバ９の端面９ｂから入射する。光ファイバ９に入射した信号光Ｓは、光ファイバ９を伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【００９９】
また、面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓの一部は、キャップ７のレンズ７ａで反射して、モニタ用フォトダイオード３に入射する。モニタ用フォトダイオード３に入射した光は電気信号に変換されて出力され、リード５を介して接続されている図示しない回路によって、面発光型半導体レーザ素子２の発光量のモニタリングが行われる。
【０１００】
ここで、光ファイバ９の端面９ｂは、接触部材１０のファイバ突き当て部１０ａに突き当てられているので、光ファイバ９の端面９ｂに空気層が介在しない。また、接触部材１０は、ファイバ突き当て部１０ａと対向した裏面が、接着剤１１を介してスリーブ８ａの段差凸部８ｅに接着固定されることで、接触部材１０とスリーブ８ａの先端との間にも空気層が介在しない。更に、接触部材１０は、光ファイバ９と屈折率が近い材料で構成されている。
【０１０１】
これにより、光ファイバ９の端面９ｂでの反射が大幅に減少すると共に、接触部材１０の裏面での反射も抑制され、面発光型半導体レーザ素子２やモニタ用フォトダイオード３に対する戻り光が大幅に抑制される。
【０１０２】
従って、面発光型半導体レーザ素子２の動作が不安定になったり、損傷したりする等の不具合の発生を抑えることができる。また、モニタ光のばらつきにより、安定した駆動が行えなくなる等の不具合の発生を抑えることができる。
【０１０３】
更に、接触部材１０は、ファイバ支持筐体８を構成する樹脂材料に比較して硬いガラスで構成されているので、耐摩耗性が樹脂材料より高い。従って、光ファイバ９の着脱を繰り返しても、光ファイバ９が当接する接触部材１０の白濁やひび割れ等を抑制することができる。
【０１０４】
また、接触部材１０を固定する接着剤１１のスリーブ８ａ内へのはみ出しが防止されているので、光ファイバ９のフェルール９ａの挿抜が確実に行える。
【０１０５】
＜第４の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図８及び図９は第４の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図８は第４の実施の形態の光モジュール１Ｄの全体構成を示す側断面図、図９は光モジュール１Ｄの全体構成を示す一部破断斜視図である。なお、第４の実施の形態の光モジュールにおいて、第１の実施の形態の光モジュールと同じ構成の部品については、同じ番号を付して説明する。
【０１０６】
第４の実施の形態の光モジュール１Ｄは、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同様に、ステム部４にサブマウント基板４ａを介して面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３が実装される。また、ステム部４のフランジ部４ｂに、キャップ７とファイバ支持筐体８が取り付けられる。
【０１０７】
ファイバ支持筐体８は、光ファイバ９を支持するスリーブ８ａと、ステム部４に対する取付部８ｂと、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を集光する集光レンズ８ｃを備える。
【０１０８】
ファイバ支持筐体８は、上述したように、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有すると共に、ファイバ支持筐体８をステム部４に固定する光硬化型接着剤を硬化させる光の波長領域に対して所定の透過率を有した透明な樹脂系材料で構成され、スリーブ８ａと取付部８ｂと集光レンズ８ｃが一体に形成される。
【０１０９】
スリーブ８ａは、ファイバ支持筐体８の一端側に形成され、光ファイバ９のフェルール９ａが着脱自在に挿抜される円筒状の空間を有する。また、スリーブ８ａは、光ファイバ９の挿入方向先端側に接触部材１２が塗布あるいは接着固定されている。
【０１１０】
接触部材１２は、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有し、かつ光ファイバ９の屈折率に近い屈折率を有すると共に、ファイバ支持筐体８を形成する樹脂材料より軟らかく弾性を有した材料で構成される。このような条件を満たす材料として、本例では、接触部材１２はシリコン材で構成される。
【０１１１】
接触部材１２は、シリコン材をスリーブ８ａの先端に塗布することで、表面張力等の作用で、光ファイバ９の端面９ｂと対向する位置が凸状となってファイバ突き当て部１２ａが形成される。また、接触部材１２は、ファイバ突き当て部１２ａと対向した裏面は、スリーブ８ａの先端に密着し、接触部材１２と、スリーブ８ａの先端との間には空気層が介在しない。なお、所定の形状に硬化させたシリコン材を接着固定しても良い。
【０１１２】
ここで、ファイバ支持筐体８は、スリーブ８ａに挿入されたフェルール９ａの先端面に露出する光ファイバ９の端面９ｂが、接触部材１２のファイバ突き当て部１２ａに突き当てられるように、スリーブ８ａの長さや接触部材１２の塗布厚等が設定されている。
【０１１３】
取付部８ｂは、ファイバ支持筐体８の他端側に形成され、ステム部４に取り付けられたキャップ部７に嵌る形状の空間を有する。
【０１１４】
取付部８ｂは、内部中央に面発光型半導体レーザ素子２と対向して集光レンズ８ｃが形成される。集光レンズ８ｃは、スリーブ８ａに支持される光ファイバ９と同軸上に形成され、面発光型半導体レーザ素子２側に突出した凸レンズで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面９ｂに集光する。
【０１１５】
そして、光モジュール１Ｃでも、面発光型半導体レーザ素子２をサブマウント基板４ａの上面に実装することで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光が、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面に集光するように、焦点距離が調整される。
【０１１６】
ここで、ファイバ支持筐体８の取付部８ｂの内径は、ステム部４に取り付けられたキャップ７の外径より若干大きく構成され、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の光軸に対して直交する方向に、ファイバ支持筐体８の位置を調整することが可能である。これにより、面発光型半導体レーザ素子２に対して、スリーブ８ａで支持される光ファイバ９の光軸合わせが可能な構成となっている。
【０１１７】
そして、ファイバ支持筐体８を、紫外線の波長である３００〜４００ｎｍの波長領域で光の吸収の少ない樹脂系材料で一体成形することにより、ステム部４等との接着固定において、紫外線硬化型の接着剤を使用することが可能となる。
【０１１８】
紫外線硬化型の接着剤を使用できることで、熱硬化型接着剤による接着に比較して、低温かつ短時間での接着固定が可能となるため、レンズ位置ずれ等の実装精度の悪化を抑制できる。
【０１１９】
なお、ファイバ支持筐体８の具体例としては、本例でも、スリーブ８ａの内径は、例えば約１．２５ｍｍである。また、取付部８ｂの内径は、ステム部４の内径で規定されるが、本例では、約５．２ｍｍである。
【０１２０】
＜第４の実施の形態の光送信モジュールの動作例＞
次に、第４の実施の形態の光モジュール１Ｄの動作例について説明する。光モジュール１Ｄは、面発光型半導体レーザ素子２で電気信号を光信号に変換して、発光点Ｐ１から出射する。
【０１２１】
面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓは、キャップ７のレンズ７ａを透過し、ファイバ支持筐体８の集光レンズ８ｃに入射する。集光レンズ８ｃに入射した信号光Ｓは、スリーブ８ａに挿入されて支持されている光ファイバ９の端面９ｂに向けて集光され、接触部材１２のファイバ突き当て部１２ａに突き当てられている光ファイバ９の端面９ｂから入射する。光ファイバ９に入射した信号光Ｓは、光ファイバ９を伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【０１２２】
また、面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓの一部は、キャップ７のレンズ７ａで反射して、モニタ用フォトダイオード３に入射する。モニタ用フォトダイオード３に入射した光は電気信号に変換されて出力され、リード５を介して接続されている図示しない回路によって、面発光型半導体レーザ素子２の発光量のモニタリングが行われる。
【０１２３】
ここで、光ファイバ９の端面９ｂは、接触部材１２のファイバ突き当て部１２ａに突き当てられているので、光ファイバ９の端面９ｂに空気層が介在しない。また、接触部材１２は、ファイバ突き当て部１２ａと対向した裏面がスリーブ８ａの先端に密着していることで、接触部材１２とスリーブ８ａの先端との間にも空気層が介在しない。更に、接触部材１２は、光ファイバ９と屈折率が近い材料で構成されている。
【０１２４】
これにより、光ファイバ９の端面９ｂでの反射が大幅に減少すると共に、接触部材１２の裏面での反射も抑制され、面発光型半導体レーザ素子２やモニタ用フォトダイオード３に対する戻り光が大幅に抑制される。
【０１２５】
従って、面発光型半導体レーザ素子２の動作が不安定になったり、損傷したりする等の不具合の発生を抑えることができる。また、モニタ光のばらつきにより、安定した駆動が行えなくなる等の不具合の発生を抑えることができる。
【０１２６】
更に、接触部材１２は、ファイバ支持筐体８を構成する樹脂材料に比較して軟らかい材料で構成されているので、フェルール９ａを挿抜する際の衝撃が接触部材１２で吸収される。従って、スリーブ８ａの先端が保護されるので、光ファイバ９の着脱を繰り返しても、スリーブ８ａの先端の白濁やひび割れ等を抑制することができる。
【０１２７】
また、ファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに光ファイバ９のフェルール９ａを挿入したときに、フェルール９ａに押圧されて接触部材１２が押しつぶされるような寸法関係に構成すれば、光ファイバ９の端面９ｂと接触部材１２を確実に当接させることができる。
【０１２８】
更に、光ファイバ９の端面９ｂは平坦で良いので、特殊な端面加工が施されている光ファイバを用いる必要がない。
【０１２９】
＜第５の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図１０及び図１１は第５の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図１０は第５の実施の形態の光モジュール１Ｅの全体構成を示す側断面図、図１１は光モジュール１Ｅの全体構成を示す一部破断斜視図である。なお、第５の実施の形態の光モジュールにおいて、第１の実施の形態の光モジュール及び第４の実施の形態の光モジュールと同じ構成の部品については、同じ番号を付して説明する。
【０１３０】
第５の実施の形態の光モジュール１Ｅは、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同様に、ステム部４にサブマウント基板４ａを介して面発光型半導体レーザ素子２とモニタ用フォトダイオード３が実装される。また、ステム部４のフランジ部４ｂに、キャップ７とファイバ支持筐体８が取り付けられる。
【０１３１】
ファイバ支持筐体８は、光ファイバ９を支持するスリーブ８ａと、ステム部４に対する取付部８ｂと、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を集光する集光レンズ８ｃを備える。
【０１３２】
ファイバ支持筐体８は、上述したように、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有すると共に、ファイバ支持筐体８をステム部４に固定する光硬化型接着剤を硬化させる光の波長領域に対して所定の透過率を有した透明な樹脂系材料で構成され、スリーブ８ａと取付部８ｂと集光レンズ８ｃが一体に形成される。
【０１３３】
スリーブ８ａは、ファイバ支持筐体８の一端側に形成され、光ファイバ９のフェルール９ａが着脱自在に挿抜される円筒状の空間を有する。また、スリーブ８ａは、光ファイバ９の挿入方向先端側に接触部材１２が塗布あるいは接着固定されている。
【０１３４】
更に、スリーブ８ａは、接触部材１２が塗布あるいは接着固定される先端の中心付近を凸状として、接触部材１２が密着する段差凸部８ｅが形成され、段差凸部８ｅの周囲に、接触部材あるいは接着剤に対する逃げ溝８ｆが形成される
接触部材１２は、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の波長領域に対して所定の透過率を有し、かつ光ファイバ９の屈折率に近い屈折率を有すると共に、ファイバ支持筐体８を形成する樹脂材料より軟らかく弾性を有した材料で構成される。このような条件を満たす材料として、本例では、接触部材１２はシリコン材で構成される。
【０１３５】
接触部材１２は、シリコン材をスリーブ８ａの先端に塗布することで、表面張力等の作用で、光ファイバ９の端面９ｂと対向する位置が凸状となってファイバ突き当て部１２ａが形成される。また、接触部材１２は、ファイバ突き当て部１２ａと対向した裏面は、スリーブ８ａの先端に密着し、接触部材１２と、スリーブ８ａの先端との間には空気層が介在しない。なお、所定の形状に硬化させたシリコン材を接着固定しても良い。
【０１３６】
取付部８ｂは、ファイバ支持筐体８の他端側に形成され、ステム部４に取り付けられたキャップ部７に嵌る形状の空間を有する。
【０１３７】
取付部８ｂは、内部中央に面発光型半導体レーザ素子２と対向して集光レンズ８ｃが形成される。集光レンズ８ｃは、スリーブ８ａに支持される光ファイバ９と同軸上に形成され、面発光型半導体レーザ素子２側に突出した凸レンズで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光を、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面９ｂに集光する。
【０１３８】
そして、光モジュール１Ｃでも、面発光型半導体レーザ素子２をサブマウント基板４ａの上面に実装することで、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光が、スリーブ８ａで支持された光ファイバ９の端面に集光するように、焦点距離が調整される。
【０１３９】
ここで、ファイバ支持筐体８の取付部８ｂの内径は、ステム部４に取り付けられたキャップ７の外径より若干大きく構成され、面発光型半導体レーザ素子２から出射される光の光軸に対して直交する方向に、ファイバ支持筐体８の位置を調整することが可能である。これにより、面発光型半導体レーザ素子２に対して、スリーブ８ａで支持される光ファイバ９の光軸合わせが可能な構成となっている。
【０１４０】
そして、ファイバ支持筐体８を、紫外線の波長である３００〜４００ｎｍの波長領域で光の吸収の少ない樹脂系材料で一体成形することにより、ステム部４等との接着固定において、紫外線硬化型の接着剤を使用することが可能となる。
【０１４１】
紫外線硬化型の接着剤を使用できることで、熱硬化型接着剤による接着に比較して、低温かつ短時間での接着固定が可能となるため、レンズ位置ずれ等の実装精度の悪化を抑制できる。
【０１４２】
なお、ファイバ支持筐体８の具体例としては、本例でも、スリーブ８ａの内径は、例えば約１．２５ｍｍである。また、段差凸部８ｅの直径は約０．７ｍｍである。更に、取付部８ｂの内径は、ステム部４の内径で規定されるが、本例では、約５．２ｍｍである。
【０１４３】
次に、ファイバ支持筐体８に接触部材１２を実装する動作について説明する。ファイバ支持筐体８のスリーブ８ａに接触部材１２を構成するシリコン材を塗布すると、表面張力等の作用で、光ファイバ９の端面９ｂと対向する位置が凸状となってファイバ突き当て部１２ａが形成されて硬化する。また、接触部材１２は、ファイバ突き当て部１２ａと対向した裏面は、スリーブ８ａの段差凸部８ｅに密着する。
【０１４４】
ここで、接触部材１２を構成するシリコン材を塗布する際に、余分なシリコン材は逃げ溝８ｆに流れ、スリーブ８ａ内に流れ出ることが防止される。これにより、シリコン材の塗布量のコントロール等が容易に行えるようになり、製作が容易になると共に、スリーブ８ａ内にシリコン材がはみ出して、光ファイバ９のフェルール９ａの挿抜の妨げになることを防止できる。
【０１４５】
また、接着剤を使用して接触部材１２を固定する際も同様で、余分な接着剤は逃げ溝８ｆに流れ、スリーブ８ａ内に流れ出ることが防止される。
【０１４６】
＜第５の実施の形態の光送信モジュールの動作例＞
次に、第５の実施の形態の光モジュール１Ｅの動作例について説明する。光モジュール１Ｅは、面発光型半導体レーザ素子２で電気信号を光信号に変換して、発光点Ｐ１から出射する。
【０１４７】
面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓは、キャップ７のレンズ７ａを透過し、ファイバ支持筐体８の集光レンズ８ｃに入射する。集光レンズ８ｃに入射した信号光Ｓは、スリーブ８ａに挿入されて支持されている光ファイバ９の端面９ｂに向けて集光され、接触部材１２のファイバ突き当て部１２ａに突き当てられている光ファイバ９の端面９ｂから入射する。光ファイバ９に入射した信号光Ｓは、光ファイバ９を伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【０１４８】
また、面発光型半導体レーザ素子２から出射された信号光Ｓの一部は、キャップ７のレンズ７ａで反射して、モニタ用フォトダイオード３に入射する。モニタ用フォトダイオード３に入射した光は電気信号に変換されて出力され、リード５を介して接続されている図示しない回路によって、面発光型半導体レーザ素子２の発光量のモニタリングが行われる。
【０１４９】
ここで、光ファイバ９の端面９ｂは、接触部材１２のファイバ突き当て部１２ａに突き当てられているので、光ファイバ９の端面９ｂに空気層が介在しない。また、接触部材１２は、ファイバ突き当て部１２ａと対向した裏面がスリーブ８ａの段差凸部８ｅに密着していることで、接触部材１２とスリーブ８ａの先端との間にも空気層が介在しない。更に、接触部材１２は、光ファイバ９と屈折率が近い材料で構成されている。
【０１５０】
これにより、光ファイバ９の端面９ｂでの反射が大幅に減少すると共に、接触部材１２の裏面での反射も抑制され、面発光型半導体レーザ素子２やモニタ用フォトダイオード３に対する戻り光が大幅に抑制される。
【０１５１】
従って、面発光型半導体レーザ素子２の動作が不安定になったり、損傷したりする等の不具合の発生を抑えることができる。また、モニタ光のばらつきにより、安定した駆動が行えなくなる等の不具合の発生を抑えることができる。
【０１５２】
更に、接触部材１２は、ファイバ支持筐体８を構成する樹脂材料に比較して軟らかい材料で構成されているので、フェルール９ａを挿抜する際の衝撃が接触部材１２で吸収される。従って、スリーブ８ａの先端が保護されるので、光ファイバ９の着脱を繰り返しても、スリーブ８ａの先端の白濁やひび割れ等を抑制することができる。
【０１５３】
また、接触部材１２を塗布する際のシリコン材あるいは接触部材１２を固定する接着剤のスリーブ８ａ内へのはみ出しが防止されているので、光ファイバ９のフェルール９ａの挿抜が確実に行える。
【０１５４】
＜本実施の形態の光送受信モジュールの構成例＞
次に、上述した光モジュールを備えた光通信モジュールとしての光送受信モジュールについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態の光モジュール１Ａを備えた例で説明するが、他の実施の形態の光モジュールでも同様である。
【０１５５】
図１２は本実施の形態の光送受信モジュールの一例を示す構成図で、図１２（ａ）は光送受信モジュール２１Ａの平面断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す光送受信モジュール２１ＡのＡ−Ａ断面図である。
【０１５６】
本実施の形態の光送受信モジュール２１Ａは、光信号を送信する上述した光モジュール１Ａと、光信号を受信する光受信モジュール２３と、電気信号の処理を行う回路基板２４と、筐体２５を備える。
【０１５７】
光受信モジュール２３は、ＲＯＳＡ（Receiver Optical SubAssembly）と称され、例えば、フォトダイオード等がステム部２３ａに実装される。ステム部２３ａは、フォトダイオードと接続される複数本のリード２３ｂを備え、各リード２３ｂがステム部２３ａの後面から突出している。また、受信モジュール２３は、図示しない光ファイバを支持するスリーブと、集光レンズ等を有したファイバ支持筐体２３ｃがステム部２３ａに取り付けられる。
【０１５８】
回路基板２４は、リジット基板２６と、フレキシブル基板２７ａ〜２７ｃを備え、例えばリジット基板２６とフレキシブル基板２７ａ〜２７ｃが一体に構成されたフレックスリジット基板である。なお、回路基板２４としては、リジット基板２６にフレキシブル基板２７ａ〜２７ｃが半田付けで接続される構成でも良い。
【０１５９】
回路基板２４は、リジット基板２６の一端側に、光モジュール１Ａと光受信モジュール２３に対応して、第１のフレキシブル基板である２本のフレキシブル基板２７ａ，２７ｂを備える。また、リジット基板２６の他端側に、後述するホストボード等と接続される第２のフレキシブル基板であるフレキシブル基板２７ｃを備える。
【０１６０】
リジット基板２６は、光モジュール１Ａを動作させるための送信側回路部として、例えば、駆動回路であるレーザドライバＩＣ（Integrated Circuit）や、バイアス回路、ＡＰＣ回路等を構成する単数あるいは複数のＩＣチップ２６ａ等が搭載される。また、リジット基板２６は、光受信モジュール２３を動作させるための受信側回路部として、増幅回路であるＬＡ（Limiting Amplifier）−ＩＣや、受信光パワー検出回路等を構成する単数あるいは複数のＩＣチップ２６ｂが搭載される。なお、増幅回路としてＬＡ−ＩＣは一例で、ＬＡ−ＩＣが搭載されない構成でも良い。
【０１６１】
フレキシブル基板２７ａ〜２７ｃは、例えば、一方の面は信号配線層でマイクロストリップラインが形成され、他方の面は接地導体層でＧＮＤパターンが形成されることで、インピーダンスコントロールを行っている。そして、フレキシブル基板２７ａには、図１等で説明した光モジュール１Ａの各リード５が半田付けにより接続され、フレキシブル基板２７ｂには光受信モジュール２３のリード２３ｂが半田付けにより接続される。なお、インピーダンスコントロールラインは、ＧＮＤパターン等によらずに形成することも可能である。
【０１６２】
筐体２５は、光モジュール１Ａ、光受信モジュール２３及び回路基板２４が取り付けられる。筐体２５は、光モジュール１Ａのファイバ支持筐体８に対応してコネクタ部２５ａが形成されると共に、光受信モジュール２３のファイバ支持筐体２３ｃに対応してコネクタ部２５ｂが形成される。
【０１６３】
また、筐体２５は、内部に回路基板２４のリジット基板２６が固定され、筐体２５の他端側から外部接続用にフレキシブル基板２７ｃが露出する。ここで、光モジュール１Ａとリジット基板２６はフレキシブル基板２７ａで接続され、光受信モジュール２３とリジット基板２６はフレキシブル基板２７ｂで接続されているので、筐体２５に固定される光モジュール１Ａ及び光受信モジュール２３と、リジット基板２６の位置の誤差は、フレキシブル基板２７ａ，２７ｂの変形で吸収される。
【０１６４】
＜本実施の形態の光通信装置の構成例＞
次に、上述した光送受信モジュール２１Ａを備えた光通信装置としてのネットワークカードについて説明する。
【０１６５】
図１３は本実施の形態のネットワークカードの一例を示す斜視図である。本実施の形態のネットワークカード３１Ａは、図１２で説明した光送受信モジュール２１Ａと、ホストボード３２を備える。
【０１６６】
ホストボード３２は主基板の一例で、一端側に光送受信モジュール２１Ａが実装される。ホストボード３２は、一端にベゼル３２ａが取り付けられ、光送受信モジュール２１Ａのコネクタ部２５ａ，２５ｂがベゼル３２ａに露出するように実装される。
【０１６７】
また、ホストボード３２は、他端側に例えばＰＨＹ（Physical layer）用チップ３３と、ＭＡＣ（Media Access Control）用チップ３４等が実装される。なお、例えば、ＰＨＹ用チップをホストボードに搭載せずに光送受信モジュール２１Ａに搭載し、光送受信モジュール２１Ａが直接ＭＡＣ用チップ３４に接続される構成でも良い。更に、ホストボード３２は、一方の側端にＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ等のカードエッジコネクタ３５を備える。
【０１６８】
ネットワークカード３１Ａでは、ホストボード３２と光送受信モジュール２１Ａの電気的接続は、光送受信モジュール２１Ａに備えたフレキシブル基板２７ｃにより行われる。フレキシブル基板２７ｃは、例えば、ホストボード３２に形成された所定の電極パッドに半田付けによって接続される。なお、ホストボード３２にコネクタを備え、フレキシブル基板２７ｃをコネクタに接続する構成としても良い。
【０１６９】
ネットワークカード３１Ａは、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに搭載され、カードエッジコネクタ３５がパーソナルコンピュータ側のコネクタと接続される。
【０１７０】
さて、光送受信モジュール２１Ａは、上述したように、コネクタ部２５ａ，２５ｂをベゼル３２ａに露出させるが、コネクタ部２５ａ，２５ｂの端面を所定の位置に揃えるように実装すれば、外観性が向上する。但し、各部の寸法上の誤差により、光送受信モジュール２１Ａのホストボード３２上での位置に誤差が生じる。
【０１７１】
そこで、本実施の形態のネットワークカード３１Ａでは、ホストボード３２と光送受信モジュール２１Ａの電気的接続を、光送受信モジュール２１Ａに備えたフレキシブル基板２７ｃにより行うことで、光送受信モジュール２１Ａのホストボード３２上での位置の誤差を、フレキシブル基板２７ｃの変形で吸収する。
【０１７２】
これにより、ネットワークカード３１Ａでは、光送受信モジュール２１Ａを、コネクタ部２５ａ，２５ｂの端面が所定の位置に揃うように実装することができ、外観性が向上する。
【０１７３】
また、光送受信モジュール２１Ａにおいて、図１２（ａ）に示すように、光モジュール１Ａはフレキシブル基板２７ａでリジット基板２６と接続され、光受信モジュール２３はフレキシブル基板２７ｂでリジット基板２６に接続される。これにより、光ファイバのコネクタを挿抜する際の衝撃をフレキシブル基板２７ａ，２７ｂで吸収して、リジット基板２６に伝わらないようにすることができる。
【０１７４】
次に、本実施の形態のネットワークカード３１Ａの動作について説明する。ネットワークカード３１Ａは、光送受信モジュール２１Ａのコネクタ部２５ａ，２５ｂに本図では図示しない光ファイバが接続され、外部の情報通信機器等との間でデータの送受信が光信号によって行われる。
【０１７５】
まず、データを送信する動作について説明すると、ネットワークカード３１Ａは、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに接続されたカードエッジコネクタ３５を介して、送信されるデータが入力される。
【０１７６】
送信されるデータは、ＭＡＣ用チップ３４及びＰＨＹ用チップ３３等により処理が行われ、フレキシブル基板２７ｃを介して光送受信モジュール２１Ａの回路基板２４に入力される。
【０１７７】
光送受信モジュール２１Ａは、回路基板２４のリジット基板２６に実装されたレーザドライバＩＣ等のＩＣチップ２６ａ等により、送信されるデータの処理を行い、フレキシブル基板２７ａを介して光モジュール１Ａの面発光型半導体レーザ素子２に出力する。
【０１７８】
面発光型半導体レーザ素子２は、送信されるデータに応じた電気信号を光信号に変換して出射する。光モジュール１Ａの動作は上述した通りであり、戻り光の影響が排除されている。これにより、面発光型半導体レーザ素子２から出射された光信号は図示しない光ファイバを伝送され、外部の情報通信機器に対してデータの送信が行われる。
【０１７９】
データを受信する動作について説明すると、ネットワークカード３１Ａは、外部の情報通信機器から送信され、図示しない光ファイバを伝送された光信号が、光送受信モジュール２１Ａの光受信モジュール２３に入射する。
【０１８０】
光受信モジュール２３に入射した光信号は電気信号に変換され、フレキシブル基板２７ｂを介して回路基板２４に入力される。光送受信モジュール２１Ａは、回路基板２４のリジット基板２６に実装された増幅回路等のＩＣチップ２６ｂ等により受信したデータの処理を行い、フレキシブル基板２７ｃを介してホストボード３２に出力する。
【０１８１】
そして、受信したデータは、ＭＡＣ用チップ３４及びＰＨＹ用チップ３３等により処理が行われ、カードエッジコネクタ３５を介してパーソナルコンピュータ等に出力される。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明は、高速で光通信を行うネットワークカード等に実装される光モジュールに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】第１の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図３】ファイバ支持筐体の破断斜視図である。
【図４】第２の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図５】第２の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図６】第３の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図７】第３の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図８】第４の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図９】第４の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図１０】第５の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図１１】第５の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。
【図１２】本実施の形態の光送受信モジュールの一例を示す構成図である。
【図１３】本実施の形態のネットワークカードの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１Ａ〜１Ｅ・・・光モジュール、２・・・面発光型半導体レーザ素子、３・・・モニタ用フォトダイオード、４・・・ステム部、４ａ・・・サブマウント基板、５・・・リード、７・・・キャップ、７ａ・・・レンズ、８・・・ファイバ支持筐体、８ａ・・・スリーブ、８ｂ・・・取付部、８ｃ・・・集光レンズ、８ｄ・・・ファイバ突き当て部、８ｅ・・・段差凸部、８ｆ・・・逃げ溝、１０・・・接触部材、１０ａ・・・ファイバ突き当て部、１１・・・接着剤、１２・・・接触部材、１２ａ・・・ファイバ突き当て部、２１Ａ・・・光送受信モジュール、２３・・・光受信モジュール、２４・・・回路基板、２５・・・筐体、２６・・・リジット基板、２７ａ〜２７ｃ・・・フレキシブル基板、３１Ａ・・・ネットワークカード、３２・・・ホストボード
【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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【図７】
2007121919.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007121919.tif 000011
【図１０】
2007121919.tif 000012
【図１１】
2007121919.tif 000013
【図１２】
2007121919.tif 000014
【図１３】
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