(57)【要約】【課題】光素子を含む光素子パッケージを短時間で且つ容易に位置決めできる光モジュール用フォルダを提供する。【解決手段】光素子を内蔵した光素子パッケージを備えており光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールを構成するフォルダ１であって、光ファイバの端部に設けられたフェルールが挿入される挿入孔１１を有するスリーブ部１０と、光素子パッケージが固定される固定部２０と、スリーブ部１０と固定部２０との間に設けられたレンズ部３０と、を備えている。スリーブ部１０は、挿入孔１１における開口端面１２の反対側にある照準面１３を有し、照準面１３はレンズ部３０の光軸Ｌを示す照準部を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を内蔵した光素子パッケージを備えており前記光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールを構成するフォルダであって、
前記光ファイバの端部に設けられたフェルールが挿入される挿入孔を有するスリーブ部と、
前記光素子パッケージが固定される固定部と、
前記スリーブ部と前記固定部との間に設けられたレンズ部と、
を備え、
前記スリーブ部は前記挿入孔における開口端面の反対側にある照準面を有し、
前記照準面は前記レンズ部の光軸中心を示す照準部を有することを特徴とする、光モジュール用フォルダ。
【請求項２】
前記スリーブ部は前記フェルールが当接する当接面を有し、前記レンズ部の光軸に沿った方向の前記当接面の位置が前記開口端面と前記照準面との間であり、
前記当接面には前記照準面を底面とする凹部が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項３】
前記レンズ部の光軸に沿った方向から見た前記凹部の直径は、前記光ファイバの直径よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項４】
前記光素子は、前記光ファイバから出射された光が入射される領域又は前記光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、
前記レンズ部は、前記光入出力領域を物点としたときの像点であって所定波長に対応する第１像点を有し、
前記所定波長は、前記光ファイバから出射される光の波長又は前記光素子の内部で発生する光の波長であり、
前記第１像点は前記当接面を含む平面に重なることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項５】
前記光素子は、前記光ファイバから出射された光が入射される領域又は前記光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、
前記レンズ部は、前記光入出力領域を物点としたときの像点であって所定波長に対応する第１像点を有し、
前記所定波長は、前記光ファイバから出射される光の波長又は前記光素子の内部で発生する光の波長であり、
前記第１像点は、前記当接面から前記レンズ部の光軸に沿った方向に離間した平面に重なることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項６】
前記所定波長は８００ｎｍよりも長いことを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項７】
前記光素子は、前記光ファイバから出射された光が入射される領域又は前記光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、
前記照準面は、前記レンズ部の光軸を中心として前記照準面に結像される前記光入出力領域の像の輪郭と、前記像の占める面積の４倍の面積を有し前記レンズ部の光軸を中心とする領域の輪郭とにより囲まれた照準領域を有し、
前記照準部は、前記光入出力領域の像が含まれる範囲の輪郭を示す基準エッジを備え、
前記基準エッジは前記照準領域内に形成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項８】
前記光素子は、前記光ファイバから出射された光が入射される領域又は前記光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、
前記レンズ部は、前記光入出力領域を物点としたときの像点であって観察用波長に対応する第２像点を有し、
前記観察用波長は可視光の波長域に含まれる波長であり、
前記第２像点は前記照準面に重なることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項９】
前記観察用波長は６００ｎｍより短いことを特徴とする、請求項８に記載の光モジュール用フォルダ。
【請求項１０】
前記レンズ部は、前記スリーブ部及び前記固定部と一体成形されており、
前記レンズ部、前記スリーブ部及び前記固定部は、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、及びポリメタクリル酸メチルのうち少なくとも１つの材料により構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の光モジュール用フォルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子を内蔵した光素子パッケージを備えており光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールを構成するフォルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、データ通信の高速化・大容量化に伴い、光ファイバを用いた光ファイバ通信技術への需要が高まっている。発光素子や受光素子といった光素子と光ファイバとを相互に結合する光モジュールは、光通信機器に用いられる部品の一つである。このような光モジュールは、例えば光素子パッケージ及びフォルダによって構成される。光素子パッケージは、光素子を内蔵しており、しばしばＣＡＮパッケージと称される。フォルダは、光ファイバの端面を保持するフェルールが挿入されるスリーブ、光素子パッケージが固定される固定部、及び固定部とスリーブとの間に配置されたレンズを有する。光素子パッケージ内の光素子と、フェルールによって保持された光ファイバとは、レンズを介して光学的に結合される。
【０００３】
特許文献１には、上記のような構成を有するフォルダと光素子パッケージとを備える光モジュールが記載されている。図１５は、この光モジュールの構成を示す断面図である。図１５を参照すると、特許文献１に開示されている光モジュール１００は、フォルダ１１０と、光素子１０３を内蔵する光素子パッケージ１０２とを備えている。フォルダ１１０は、光ファイバ１０１を保持したフェルール１０４が挿入されるスリーブ１１２と、レンズ１１３と、光素子パッケージ１０２を固定する固定部１１４とを有している。
【０００４】
特許文献２には、光モジュールの製造方法が記載されている。この製造方法では、光ファイバと光素子との光軸を合わせる際、フォルダに仮配置した光素子を発光させる。そして、発光させた光素子をその光軸と直交する方向に振動させながら、光ファイバの端面から出射される光の強度を観察する。光強度の波形が線対称となる対称軸の位置において、フォルダに光素子パッケージを固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０７６９２号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された光モジュール１００において所望の光結合効率を得るためには、光素子１０３の位置をレンズ１１３の焦点に精度良く一致させることが望ましい。例えば、光ファイバ１０１がマルチモードファイバであるとき、レンズ１１３の光軸と直交する方向において、光素子１０３はレンズ１１３の焦点から１０μｍ程度の範囲内に位置決めされる必要がある。しかし、光素子１０３を光素子パッケージ１０２の内部に実装する工程において、このような位置精度でもって光素子１０３を実装することは容易ではなく、その実現のためには高価な精密実装装置や高精度に加工された部材を用いる必要がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載された光モジュールの製造方法では、光素子を発光させ、且つ光ファイバから出射される光の強度を検出するための装置が必要であり、また、光素子パッケージの最適な位置を確定するまでに長時間を要するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり、光素子を含む光素子パッケージを短時間で且つ容易に位置決めできる光モジュール用フォルダ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に、本発明による光モジュール用フォルダは、光素子を内蔵した光素子パッケージを備えており光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールを構成するフォルダであって、光ファイバの端部に設けられたフェルールが挿入される挿入孔を有するスリーブ部と、光素子パッケージが固定される固定部と、スリーブ部と固定部との間に設けられたレンズ部と、を備え、スリーブ部は挿入孔における開口端面の反対側にある照準面を有し、照準面はレンズ部の光軸を示す照準部を有する。
【００１０】
この光モジュール用フォルダは、スリーブ部と固定部との間に設けられたレンズ部を備えているので、光ファイバから出射された光を効率よく光素子に集光することができる。また、光素子から出射された光を効率よく光ファイバの端面に集光することができる。更に、この光モジュール用フォルダでは、スリーブ部が照準面を有する。照準面は、レンズ部の光軸を示す照準部を有するので、光素子パッケージの位置決めを行う際に、スリーブ部側から照準部を観察することによって照準面におけるレンズ部の光軸の位置を視覚的に確認できる。そして、照準面に映る光素子の像の位置をレンズ部の光軸位置を基準として調整することによって、光素子の位置を好適に調整することができる。従って、光素子を含む光素子パッケージを短時間で且つ容易に位置決めすることができる。
【００１１】
また、上記光モジュール用フォルダは、フェルールが当接する当接面をスリーブ部が有し、レンズ部の光軸に沿った方向の当接面の位置が開口端面と照準面との間であり、該当接面には照準面を底面とする凹部が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、レンズ部の光軸に沿った方向における光ファイバの端面の位置を所定の位置に精度良く且つ容易に設定することができる。また、当接面には照準面を底面とする凹部が形成されているので、光ファイバの端面において当接面に当接する部分を低減できる。従って、光ファイバの端面を破損等から保護することができる。また、この場合、レンズ部の光軸に沿った方向から見た凹部の直径が光ファイバの直径よりも大きいことがより好ましい。このような構成によれば、光ファイバの端面が当接面に当接しないので、光ファイバの端面をより効果的に保護することができる。
【００１２】
また、上記光モジュール用フォルダは、光素子が、光ファイバから出射された光が入射される領域又は光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、レンズ部が、光入出力領域を物点としたときの像点であって所定波長に対応する第１像点を有し、所定波長が、光ファイバから出射される光の波長又は光素子の内部で発生する光の波長であり、第１像点が当接面を含む平面に重なることが好ましい。このような構成によれば、当接面を含む平面と、当接面により位置決めされる光ファイバの端面とが互いに重なる。これ故、光ファイバの端面に第１像点を重ねることができるので、光ファイバから出射された光を効率よく光素子に集光することができる。また、光素子から出射された光を効率よく光ファイバの端面に集光することができる。なお、所定波長は８００ｎｍよりも長くてもよい。また、この光モジュール用フォルダでは、第１像点が当接面からレンズ部の光軸に沿った方向に離間した平面に重なっていてもよい。このような構成によれば、光結合効率を所望の値に調整することができる。また、レンズ部と光ファイバとの軸ずれに対する許容度を高めることができる。
【００１３】
また、上記光モジュール用フォルダは、光素子が、光ファイバから出射された光が入射される領域又は光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、照準面が、レンズ部の光軸を中心として照準面に結像される光入出力領域の像の輪郭と、像の占める面積の４倍の面積を有しレンズ部の光軸を中心とする領域の輪郭とにより囲まれた照準領域を有し、照準部が、光入出力領域の像が含まれる範囲の輪郭を示す基準エッジを備え、基準エッジが照準領域内に形成されていることが好ましい。このような構成によれば、基準エッジにより光入出力領域の像が含まれる範囲の輪郭が示されるので、照準面において光入出力領域の像をレンズ部の光軸位置に容易に近づけることができる。また、照準部の基準エッジが、光入出力領域の像の輪郭の外側に形成されているので、光ファイバの端面から出射された光又は光素子から出射された光が照準部により散乱されることを防止できる。更に、照準部の基準エッジが、光入出力領域の像の占める面積の４倍の面積を有する領域の輪郭の内側といった、光軸位置に比較的近い位置に形成されているので、光軸位置をより正確に認識でき、光軸位置に対する光入出力領域の像の位置ずれを精度良く検出することができる。
【００１４】
また、上記光モジュール用フォルダは、光素子が、光ファイバから出射された光が入射される領域又は光素子の内部で発生した光を出射する領域である光入出力領域を有し、レンズ部が、光入出力領域を物点としたときの像点であって観察用波長に対応する第２像点を有し、観察用波長が可視光の波長域に含まれる波長であり、第２像点が照準面に重なることが好ましい。このような構成によれば、照準面に光入出力領域の像を結像させて、光入出力領域の像を明確に観察することができる。なお、観察用波長は６００ｎｍより短くてもよい。
【００１５】
また、上記光モジュール用フォルダは、レンズ部が、スリーブ部及び固定部と一体成形されており、レンズ部、スリーブ部及び固定部は、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、及びポリメタクリル酸メチルのうち少なくとも１つの材料により構成されていることが好ましい。このような構成によれば、レンズ部とスリーブ部と固定部とが一体成形されているので、光ファイバの端面とレンズ部との相対的な位置関係を精度良く設定することができる。また、上記各材料はいずれも光透過性を有するので、この一体成形物が上記材料によって構成されていることにより、スリーブ部と光素子との光結合を好適に実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による光モジュール用フォルダによれば、光素子を含む光素子パッケージを短時間で且つ容易に位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るフォルダを備える光モジュールの構成を示す図である。
【図２】図２は、光素子の平面図である。
【図３】図３は、本発明に係る光モジュール用フォルダの一実施形態を示す図である。
【図４】図４は、照準部を示す図である。
【図５】図５は、フォルダにおける光路を示す図である。
【図６】図６は、フォルダにおける別の光路を示す図である。
【図７】図７は、一実施形態に係る光モジュールの製造方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、光モジュールの製造方法に含まれる主要な工程を示す図である。
【図９】図９は、光モジュールの製造方法に含まれる主要な工程を示す図である。
【図１０】図１０は、光モジュールの製造方法に含まれる主要な工程を示す図である。
【図１１】図１１は、カメラにより得られる画像の一例を模式的に示した図である。
【図１２】図１２は、光軸がレンズ部の中心軸と一致しない場合を示す図である。
【図１３】図１３は、照準部の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、照準部の別の変形例を示す図である。
【図１５】図１５は、従来の光モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る光モジュール用フォルダ（以下、単に「フォルダ」という。）の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るフォルダ１を含む光モジュール９０の断面を示す図である。光モジュール９０は、光素子４を内蔵した光素子パッケージ３を備えている。光素子パッケージ３は、光素子４を収容する空間を規定する容器３ａ、及び光素子４を含む複数の機能素子が実装されるベース３ｂを備えている。フォルダ１には、光ファイバ２ａの一端部と、該一端部に取り付けられたフェルール２ｂとが挿入される。フォルダ１は、光ファイバ２ａと光素子４とを相互に光結合する。なお、光ファイバ２ａは、例えばマルチモードファイバである。
【００２０】
光素子４としては、例えば発光素子であるレーザダイオード、又は受光素子であるフォトダイオードを用いることができる。本実施形態では、光素子４として、表面発光型の半導体レーザ素子４Ｌが用いられている。半導体レーザ素子４Ｌから出射される光の波長は、可視域より長く、例えば８５０ｎｍである。図２は、半導体レーザ素子４Ｌの平面図である。図２を参照すると、半導体レーザ素子４Ｌの主面４ａには、光素子４における光入出力領域としての出射領域４ｂが形成されている。出射領域４ｂは、半導体レーザ素子４Ｌの内部で発生した光を出射する領域である。出射領域４ｂの周囲には、電極４ｃが設けられている。電極４ｃは、例えば出射領域４ｂを囲むリング状を呈しており、このような電極４ｃの形状によって、出射領域４ｂの輪郭を容易に視認することができる。なお、電極４ｃには、ワイヤボンディングの為のパッド電極４ｄが電気的に接続されている。また、光素子４として例えばフォトダイオード等の受光素子を用いる場合、光入出力領域は、光ファイバ２ａから出射された光が入射される領域である。また、光素子４として例えば端面発光型のレーザダイオードを用いる場合、発光端面が光入出力領域に相当し、この光入出力領域は、発光端面に存在する突起などによって視認されることができる。
【００２１】
次に、図３を参照して、本実施形態に係るフォルダ１について詳細に説明する。図３は、フォルダ１の断面を示す図である。フォルダ１は、スリーブ部１０、固定部２０及びレンズ部３０を有する。レンズ部３０は、スリーブ部１０及び固定部２０と一体成形されている。レンズ部３０は、光軸Ｌを有する。光軸Ｌは、挿入孔１１の中心軸と一致している。レンズ部３０、スリーブ部１０及び固定部２０は、例えばポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の光透過性を有するプラスチック材料からなる。フォルダ１は、例えばこれらのようなプラスチック材料を射出成形して形成される。
【００２２】
固定部２０には、光素子パッケージ３（図１参照）が固定される。固定部２０は、固定面２１と、光軸Ｌに沿った方向に延びる収納孔２２とを有している。収納孔２２には、光素子パッケージ３の容器３ａが挿入される。固定面２１には、半導体レーザ素子４Ｌを含む複数の機能素子が実装されたベース３ｂの周縁部が当接する。そして、この当接部分において固定面２１とベース３ｂとが互いに接着されることによって、フォルダ１に光素子パッケージ３が固定される。
【００２３】
スリーブ部１０は、挿入孔１１、照準面１３、及び当接面１４を有している。挿入口１１は、光軸Ｌに沿った方向に延びている。スリーブ部１０は、挿入孔１１の一端側に開口端面１２を有しており、光ファイバ２ａの端部に設けられたフェルール２ｂ（図１を参照）は、該開口端面１２側から挿入口１１に挿入される。照準面１３及び当接面１４は、挿入孔１１における開口端面１２の反対側（すなわち他端側）において、光軸Ｌに垂直な平面に沿ってそれぞれ形成されている。照準面１３には、レンズ部３０の光軸Ｌを示す照準部（後述）が形成されている。レンズ部３０の光軸Ｌに沿った方向における当接面１４の位置は、開口端面１２と照準面１３との間にある。当接面１４には、照準面１３を底面とする凹部１５が形成されている。レンズ部３０の光軸Ｌに沿った方向から見た凹部１５の直径Ｄ２は、典型的な光ファイバ２ａの直径（例えば１２５μｍ）よりも大きいことが望ましく、例えば６００μｍである。なお、本実施形態では、照準面１３の直径は凹部１５の直径Ｄ２と略等しい。当接面１４の直径Ｄ３は、フェルール２ｂが挿入可能な大きさであると共に、凹部１５の直径Ｄ２よりも大きい。
【００２４】
ここで、図４を参照して、照準面１３に形成された照準部１６について詳細に説明する。図４は、照準部１６を示す図であり、図４の（ａ）部は照準面１３における照準部１６を含む領域を拡大した断面図であり、図４の（ｂ）部は照準部１６の平面図である。照準部１６は、図３に示されたレンズ部３０の光軸Ｌの中心位置を示しており、半導体レーザ素子４Ｌの位置決めに用いられる。すなわち、開口端面１２側から挿入口１１の内部を観察したときに、照準面１３に映し出される半導体レーザ素子４Ｌの出射領域４ｂの中心を、照準部１６が示す光軸Ｌの中心位置に近づけることによって、半導体レーザ素子４Ｌを位置決めすることができる。なお、照準面１３に映し出される出射領域４ｂの大きさは、出射領域４ｂの直径Ｄ１（図２参照）にレンズ部３０が有する倍率を乗じて得た寸法値と同程度となる。
【００２５】
照準部１６は、例えば直径が１０μｍ〜３０μｍ程度の円形といった平面形状を有する凹部や凸部、或いはクロスマークなどによって好適に実現される。なお、図４には、照準面１３に形成された平面円形状の凹部からなる照準部１６が例示されている。一実施例では、この照準部１６の直径Ｄ４は２０μｍであり、その深さ（照準面１３と凹部の底面１６ｂとの段差Ａ０）は１０μｍである。照準面１３は、輪郭１７ａと輪郭１７ｂとにより囲まれた照準領域１７を有する。輪郭１７ａは、光軸Ｌを中心として照準面１３に結像される出射領域４ｂの像の輪郭である。また、輪郭１７ｂは、出射領域４ｂの像の占める面積の４倍の面積を有し（すなわち出射領域４ｂの像の直径の２倍の直径を有し）光軸Ｌを中心とする領域の輪郭である。光軸Ｌの方向から見て、照準領域１７内には、照準部１６の基準エッジ１６ａが形成されている。基準エッジ１６ａは、出射領域４ｂの像が含まれる範囲の輪郭を示す形状であり、例えば本実施形態の基準エッジ１６ａは、光軸Ｌを中心とする円形状といった平面形状を有することによって、光軸Ｌの中心位置を直接的に示している。
【００２６】
半導体レーザ素子４Ｌ若しくは光ファイバ２ａから出射された光の散乱を避けるため、照準部１６（特に基準エッジ１６ａ）は輪郭１７ａよりも外側に形成されていることが望ましい。さらに、出射領域４ｂの像と光軸Ｌとを照準面１３において精度良く位置合わせするために、基準エッジ１６ａは輪郭１７ｂよりも内側に形成されていることが望ましい。そして、基準エッジ１６ａにより示される範囲の輪郭の大きさは、出射領域４ｂの直径Ｄ１に、レンズ部３０が有する倍率を乗じた大きさ（すなわち、照準面１３における出射領域４ｂの像の大きさ）に対して、係数１ないし２を乗じた大きさであることが望ましい。例えば、基準エッジ１６ａにより囲まれる範囲の輪郭の直径は、１０〜３０μｍである。
【００２７】
次に、図５及び図６を参照して、レンズ部３０について詳細に説明する。図５は、フォルダ１が有する、所定波長での光路を示す図である。ここで、所定波長とは、半導体レーザ素子４Ｌの内部で発生し、出射領域４ｂから出射される光の波長である。或いは、光素子４が受光素子である場合、所定波長とは、ファイバ２ａから出射され、該受光素子へ入射する光の波長である。所定波長は、可視域より長い波長（具体的には８００ｎｍよりも長い波長）として設定されることが好ましく、例えば、８５０ｎｍ、１３００ｎｍ、あるいは１５５０ｎｍである。
【００２８】
図５に示されるように、レンズ部３０は、出射領域４ｂを物点としたときの像点であって所定波長の光に対応する第１像点Ｆ１を有する。本実施形態の第１像点Ｆ１は、当接面１４を含む仮想平面１４ａと焦点深度の範囲内で重なっている。すなわち、半導体レーザ素子４Ｌの出射領域４ｂを対物側の焦点（すなわち物点）としたときに、虚像側の焦点（すなわち像点）である第１像点Ｆ１は、光ファイバ２ａの端面に一致する。なお、第１像点Ｆ１は、仮想平面１４ａからレンズ部３０の光軸Ｌに沿った方向（或いはフォルダ１の光軸方向）に離間した別の仮想平面に重なっていてもよい。
【００２９】
図６は、上述した所定波長よりも短い観察波長での光路を示す図である。ここで、観察波長とは、視覚によって観察可能な可視域に含まれる波長である。観察波長は６００ｎｍより短いことが好ましく、一実施例では５５５ｎｍである。レンズ部３０は、出射領域４ｂを物点としたときの像点であって観察波長の光に対応する第２像点Ｆ２を有する。本実施形態の第２像点Ｆ２は、照準面１３を含む仮想平面１４ｂと焦点深度の範囲内で重なっている。
【００３０】
ここで、所定波長が８５０ｎｍであり、観察波長が５５０ｎｍであり、フォルダ１がポリエーテルイミドからなる場合に、上述した第１像点Ｆ１及び第２像点Ｆ２を実現するためのレンズ部３０周辺の具体的な構造例を示す。なお、ポリエーテルイミドの屈折率は、波長５５０ｎｍの可視光線に対しては１．６７であり、波長８５０ｎｍの光に対しては、１．６４である。図５に示されるように、レンズ部３０は、所定の曲率半径を有するレンズ曲面部３１を有しており、レンズ曲面部３１の頂部付近における曲率半径は、例えば０．６８９ｍｍである。なお、レンズ曲面部３１は、収差を補正するために非球面とされることが望ましい。
【００３１】
また、図５に示されるように、レンズ部３０において、照準面１３と平行であり且つレンズ曲面部３１の頂部を含む仮想平面３２を想定すると、フォルダ１と光素子パッケージ３とを相互に固定したとき、仮想平面３２と出射領域４ｂとの間の光軸Ｌに沿った方向の距離Ａ１は、例えば２．２ｍｍである。また、仮想平面３２と照準面１３との間の光軸Ｌに沿った方向の距離Ａ２は、例えば３．１４６ｍｍである。また、照準面１３と当接面１４との間の光軸Ｌに沿った方向の距離Ａ３は、例えば０．１３７ｍｍである。なお、一般に透明樹脂の屈折率は、波長が短くなるほど大きくなる傾向がある。従って、所定波長と観察用波長とを離すために短波長の観察光を用いるときには、照準面１３と当接面１４との間の光軸Ｌに沿った方向の距離Ａ３を大きくするとよい。
【００３２】
次に、図７〜図１０を参照して、本実施形態に係るフォルダ１を用いて光モジュール９０を製造する方法について説明する。図７は、光モジュール９０の製造方法を示すフローチャートである。また、図８〜図１０は、光モジュール９０の製造方法における主要な工程を示す図である。この製造方法では、スリーブ部１０の開口端面１２側から照準面１３を観察して、光軸Ｌに対する出射領域４ｂの位置ずれの大きさを評価する。そして、位置ずれの大きさが適切な範囲に入るように、フォルダ１と光素子パッケージ３との位置関係を調整したのち、これらを相互に接着固定する。なお、図８〜図１０にはＸＹＺ座標系を設定し、以下の説明に用いる。以下の説明において、ＸＹＺ座標系のＺ軸方向は、レンズ部３０の光軸Ｌと平行である。
【００３３】
図８を参照すると、工程Ｓ１００では、上述したフォルダ１を準備する。工程Ｓ１０１では、光素子パッケージ３をＸＹステージ５１に固定する。ＸＹステージ５１は、光素子パッケージ３を支持する装置である。ＸＹステージ５１は、当接面１４を含む仮想平面１４ａと平行な平面内において、光素子パッケージ３をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させる。
【００３４】
工程Ｓ１０２では、フォルダ１と観察用治具５２とを接続する（焦点調整工程）。観察用治具５２は、カメラ５３（撮像装置）とチャック５４とを有している。観察用治具５２は、カメラ５３をフォルダ１に連結するための治具である。カメラ５３は、照準面１３に結像された出射領域４ｂの像と照準部１６とを観察するために用いられる。カメラ５３には、Ｆ値が小さく、且つ焦点深度の浅いレンズを用いるとよい。チャック５４は、カメラ５３を保持した状態でフォルダ１を掴むことによって、カメラ５３とフォルダ１とを相互に接続する。チャック５４は、チャック５４の所定の位置にフォルダ１を把持したときに、カメラ５３のフォーカスＦ３（撮像焦点）が照準面１３と重なるように構成されている。
【００３５】
なお、カメラ５３とチャック５４とは一体に構成されている必要はなく、個別に配置されてもよい。即ち、カメラ５３は、フォルダ１の照準面１３が観察できるように配置されていればよく、具体的にはカメラ５３のフォーカスＦ３が照準面１３に重なる位置に配置されていればよい。
【００３６】
図９を参照すると、工程Ｓ１０３では、Ｚ軸方向（面外方向）における半導体レーザ素子４Ｌの位置を調整する（面外調整工程）。この工程では、まず、カメラ５３を用いて照準面１３を観察する。カメラ５３のフォーカスＦ３は照準面１３に重なっているので、視野の中心には、照準面１３に設けられた照準部１６が明瞭に確認される。そして、フォルダ１を把持した観察用治具５２をＺ軸方向に移動させることによって、出射領域４ｂの像が照準面１３に結像されるように、照準面１３と半導体レーザ素子４Ｌとの相対距離を調整する。こうして、出射領域４ｂの像を照準面１３に結像させることにより、照準部１６と共に出射領域４ｂの像が明瞭に確認される。カメラ５３により照準部１６と出射領域４ｂの像とが明瞭に確認されたところで、Ｚ軸方向における半導体レーザ素子４Ｌの位置を調整する工程が終了する。
【００３７】
なお、上記工程Ｓ１０３において用いられる観察光は、観察用波長成分（例えば５５０ｎｍ）のみから成る単色光であることが望ましい。このような観察光を用いることで、より正確なＺ軸方向の調芯作業を実施できる。また、光ファイバ２ａと半導体レーザ素子４Ｌとの光結合効率を所望の値に調整するため、或いはレンズ部３０の光軸Ｌと光ファイバ２ａとの光軸ずれに対する許容度を高めるために、カメラ５３により照準部１６と出射領域４ｂの像とが明瞭に確認された後に、フォルダ１と光素子パッケージ３とのＺ軸方向の距離を所定の距離だけ変更してもよい。
【００３８】
図１０を参照すると、工程Ｓ１０４では、照準面１３と平行な平面（すなわちＸＹ平面）に沿った方向（面内方向）における半導体レーザ素子４Ｌの位置を調整する（面内調整工程）。ここで、図１１は、カメラ５３により得られる画像の一例を模式的に示した図である。カメラ５３により取得された画像において、照準部１６により示される光軸Ｌの位置と、出射領域４ｂの像の中心４ｄとがずれているときには、ＸＹステージ５１を調整して、出射領域４ｂの像の中心４ｄを光軸Ｌに近づける。図１１に示された画像の一例では、出射領域４ｂの像の中心４ｄは照準部１６により示される光軸Ｌからずれているものの、ＸＹステージ５１を調整することにより、中心４ｄを光軸Ｌに容易に近づけることができる。こうして、出射領域４ｂの像の中心４ｄが光軸Ｌにほぼ一致したところで、光素子パッケージ３の位置が適切に調整されたものとして、ＸＹ平面に沿った方向における半導体レーザ素子４Ｌの位置を調整する工程を終了する。
【００３９】
再び図１０を参照すると、工程Ｓ１０５では、光素子パッケージ３のベース３ｂをフォルダ１の固定部２０の固定面２１に接着固定する。以上の工程により、良好な光結合を得ることができる光モジュール９０が完成する。
【００４０】
本実施形態に係るフォルダ１は、挿入孔１１が形成されたスリーブ部１０を有している。これにより、光ファイバ２ａの端部に設けられたフェルール２ｂを挿入孔１１に挿入して、フォルダ１に光ファイバ２ａを接続することができる。また、フォルダ１は、光素子パッケージ３が固定される固定部２０を有している。これにより、半導体レーザ素子４Ｌが搭載された光素子パッケージ３をフォルダ１に固定することができる。また、スリーブ部１０と固定部２０との間にレンズ部３０が設けられているので、半導体レーザ素子４Ｌから出射された光を効率よく光ファイバ２ａの端面に集光することができる。
【００４１】
更に、本実施形態に係るフォルダ１では、スリーブ部１０が照準面１３を備えており、照準面１３は、レンズ部３０の光軸Ｌの中心位置を示す照準部１６を有する。これ故、照準面１３においてレンズ部３０の光軸Ｌの位置を視覚的に確認しながら、半導体レーザ素子４Ｌの出射領域４ｂの像の位置を光軸Ｌに近づけることによって、半導体レーザ素子４Ｌを位置決めすることができる。従って、本実施形態のフォルダ１によれば、半導体レーザ素子４Ｌを発光させることなく、半導体レーザ素子４Ｌを短時間で且つ容易に位置決めすることができ、光モジュール９０の製造コストを低減させることができる。
【００４２】
また、本実施形態に係るフォルダ１のスリーブ部１０は当接面１４を有しており、レンズ部３０の光軸Ｌに沿った方向における当接面１４の位置が、開口端面１２と照準面１３との間にある。従って、光軸Ｌに沿った方向における光ファイバ２ａの端面の位置を所定の位置に精度良く且つ容易に設定することができる。更に、当接面１４には照準面１３を底面とする凹部１５が形成されているので、光ファイバ２ａの端面のうち当接面１４に接触する部分を低減し、光ファイバ２ａの端面を破損等から保護することができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るフォルダ１の凹部１５の直径Ｄ２は、光ファイバ２ａの直径より大きい。従って、フェルール２ｂの端面が当接面１４と接触して位置決めされる一方で、光ファイバ２ａの端面は当接面１４に接触せず、光ファイバ２ａの端面を破損等からより効果的に保護することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係るフォルダ１のレンズ部３０は、所定波長に対応する第１像点Ｆ１を有している。そして、第１像点Ｆ１は、当接面１４を含む仮想平面１４ａに重なっている。この仮想平面１４ａには、光ファイバ２ａをスリーブ部１０に挿入したときに光ファイバ２ａの端面が重なるので、このような構成によって第１像点Ｆ１と光ファイバ２ａの端面とが互いに重なることとなる。従って、半導体レーザ素子４Ｌから出射された光を効率よく光ファイバ２ａの端面に集光することができる。なお、第１像点Ｆ１は、当接面１４からレンズ部３０の光軸Ｌに沿った方向（或いはフォルダ１の光軸方向）に離間した仮想平面に重なっていてもよい。このように構成することで、光結合効率を所望の値に調整することができ、また、レンズ部３０の光軸Ｌと光ファイバ２ａとの軸ずれに対する許容度を高めることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、照準部１６が基準エッジ１６ａを備えている。基準エッジ１６ａにより、半導体レーザ素子４Ｌの出射領域４ｂ（光入出力領域）の像が含まれる範囲の輪郭が示されるので、照準面１３において出射領域４ｂの像をレンズ部３０の光軸Ｌに容易に近づけることができる。また、本実施形態では、照準部１６（特に基準エッジ１６ａ）が、レンズ部３０の光軸Ｌを中心として照準面１３に結像される出射領域４ｂの像の輪郭１７ａの外側に形成されているので、半導体レーザ素子４Ｌから出射された光が照準部１６により散乱されることを防止できる。更に、基準エッジ１６ａが、出射領域４ｂの像の占める面積の４倍の面積を有する領域の輪郭１７ｂの内側といった、光軸Ｌに比較的近い位置に形成されているので、光軸Ｌの位置をより正確に認識でき、光軸Ｌに対する出射領域４ｂの像の位置ずれを精度良く検出することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、レンズ部３０が、観察用波長に対応する第２像点Ｆ２を有しており、第２像点Ｆ２は照準面１３に重なっている。これにより、照準面１３に出射領域４ｂの像を結像させて、出射領域４ｂの像を明確に観察することができる。
【００４７】
また、本実施形態に係るフォルダ１のレンズ部３０は、スリーブ部１０及び固定部２０と一体成形されているので、光ファイバ２ａの端面とレンズ部３０との相対的な位置関係を精度良く設定することができる。また、レンズ部３０、スリーブ部１０及び固定部２０は、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、及びポリメタクリル酸メチルといった光透過性の材料のうち少なくとも１つにより構成されているので、スリーブ部１０と半導体レーザ素子４Ｌとの光結合を好適に実現できる。
【００４８】
なお、これまでの説明では、光軸Ｌが、レンズ部３０の中心軸と一致する場合について例示をしたが、光軸Ｌは、必ずしもレンズ部３０の中心軸と一致している必要は無い。例えば、図１２に示されるように、出射領域４ｂ（光入出力領域）をレンズ部３０の中心軸線上から外れた位置に配置した場合、光軸Ｌはレンズ部３０の中心軸線に対して傾斜することとなる。このような場合においても、出射領域４ｂ（光入出力領域）を物点としたときに光ファイバ２ａの端面（フェルール２ｂの中心）に像点（第１像点Ｆ１）が重なるように、レンズ部３０の位置や形状を設計することができる。このような設計によれば、半導体レーザ素子４Ｌから発した光が光ファイバ２ａの端面に対して斜め方向から入射するので、光ファイバ２ａの端面から反射した光が半導体レーザ素子４Ｌに戻ることを防ぐことができ、半導体レーザ素子４Ｌの動作を安定させることができる。
【００４９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、照準部１６の形状は、レンズ部３０の光軸Ｌの中心位置を認識できるものであれば、どのような形状でもよい。図１３は、上記実施形態に係るフォルダ１が有する照準部１６の変形例を示す図である。図１３の（ａ）部は本変形例に係る照準部６０付近を拡大した側面図であり、図１３の（ｂ）部はその平面図である。図１３を参照すると、照準部６０は、レンズ部３０の光軸Ｌに対して３方向にそれぞれ伸びる突起部６１〜６３により構成されている。突起部６１〜６３は、光軸Ｌ側の一端に基準エッジ６１ａ〜６３ａを有しており、これらの基準エッジ６１ａ〜６３ａは、上記実施形態における基準エッジ１６ａと同様の機能を有する。なお、基準エッジ６１ａ〜６３ａは、輪郭１７ａと輪郭１７ｂとに囲まれた照準領域１７内に形成されていることが好ましい。また、本変形例のような照準部は、光軸Ｌに対して任意のＮ方向に延びるＮ個（但し、Ｎは２以上）の突起部によって構成されることができる。
【００５０】
図１４は、上記実施形態に係るフォルダ１が有する照準部１６の別の変形例を示す図である。図１４の（ａ）部は本変形例に係る照準部７０付近を拡大した側断面図であり、図１４の（ｂ）部はその平面図である。図１４を参照すると、照準部７０は、平面形状が円形であるリブ状の突起７１により構成されている。突起７１の内壁面は基準エッジ７１ａを構成しており、この基準エッジ７１ａは、上記実施形態における基準エッジ１６ａと同様の機能を有する。なお、基準エッジ７１ａは、輪郭１７ａと輪郭１７ｂとに囲まれた照準領域１７内に形成されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１…フォルダ、２ａ…光ファイバ、２ｂ…フェルール、３…光素子パッケージ、４…光素子、１０…スリーブ部、１１…挿入孔、１２…開口端面、１３…照準面、１６…照準部、２０…固定部、３０…レンズ部、９０…光モジュール、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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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