(57)【要約】【課題】光信号を生成する光通信用送信モジュールの製造コストを低減すること。【解決手段】レーザ光線２１を発する発光素子１２と、光アイソレータ１４と、レーザ光線２１の反射光２２を光アイソレータ１４の入射口２４に入射させる反射鏡２０とを備えている。光アイソレータ１４は、反射光２２を入射口２４から出射口２５に透過させ、出射口２５に入射した光が出射口２５から入射口２４に透過することを阻止する。このような光通信用送信モジュールは、光アイソレータ１４に対して発光素子１２を自由な向きに配置することができ、発光素子から発せられたレーザ光線が直接に光アイソレータに入射する他の光通信用送信モジュールに比較して、発光素子１２と光アイソレータ１４とが入れられる容器のサイズを小型化することができる。その結果、このような光通信用送信モジュールは、安価に作製されることができる。【選択図】図４
2012164924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを発する発光素子と、
入射口と出射口とを備える光アイソレータと、
前記レーザを反射することにより前記レーザの反射光を前記入射口に入射させる反射鏡とを具備し、
前記光アイソレータは、
前記反射光を前記入射口から前記出射口に透過させ、
前記出射口に入射した光が前記出射口から前記入射口に透過することを阻止する
光通信用送信モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
一体に形成された支持部材をさらに具備し、
前記支持部材は、前記発光素子に接合され、かつ、前記光アイソレータに接合される
光通信用送信モジュール。
【請求項３】
請求項２において、
前記反射鏡は、前記支持部材の表面に形成されている
光通信用送信モジュール。
【請求項４】
請求項２〜請求項３のいずれかにおいて、
前記支持部材は、ケイ素Ｓｉから形成されている
光通信用送信モジュール。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれかにおいて、
前記支持部材は、位置決めマークが形成され、
前記光アイソレータは、前記位置決めマークが示す位置に配置されている
光通信用送信モジュール。
【請求項６】
請求項２〜請求項４のいずれかにおいて、
前記支持部材は、凹部が形成され、
前記光アイソレータは、前記凹部に嵌るように配置されている
光通信用送信モジュール。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
前記レーザの強度を測定する受光素子
をさらに具備する光通信用送信モジュール。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記発光素子を温度調節する温度調節装置
をさらに具備する光通信用送信モジュール。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
前記光アイソレータを前記入射口から前記出射口に透過した透過光を収束させるレンズ
をさらに具備する光通信用送信モジュール。
【請求項１０】
一体に形成された支持部材を作製するステップと、
レーザを発する発光素子を前記支持部材に固定するステップと、
前記支持部材に反射鏡を形成するステップと、
入射口と出射口とを備える光アイソレータを前記支持部材に固定するステップとを具備し、
前記反射鏡は、前記レーザを反射することにより前記レーザの反射光を前記入射口に入射させ、
前記光アイソレータは、
前記反射光を前記入射口から前記出射口に透過させ、
前記出射口に入射した光が前記出射口から前記入射口に透過することを阻止する
光通信用送信モジュール製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記支持部材は、位置決めマークが形成され、
前記光アイソレータは、前記位置決めマークが示す位置に配置されるように、前記支持部材に固定される
光通信用送信モジュール製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用送信モジュールに関し、特に、光信号を生成する光通信用送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号を生成する光通信用送信モジュールが知られている。その光通信用送信モジュールは、光通信分野およびレーザ光線を用いた計測器などの装置に適用されている。
【０００３】
特開２００５−３３８７８２号公報には、光レセプタクルの結合効率を充分高めることができるとともに、低価格で製造工程を簡略化し、さらに、モジュール全体の短尺化に貢献できるレンズ付き光レセプタクルが開示されている。そのレンズ付き光レセプタクルは、棒状レンズと、該棒状レンズの先端部が一方の端部から挿入固定され、他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部を挿入し、該プラグフェルールの先端面と上記棒状レンズの先端面を当接させる円筒状のスリーブと、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズの後端部を把持した筒状のレンズホルダとを含んでなり、上記棒状レンズの後端面を上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように曲面加工したことを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３８７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、特開２００５−３３８７８２号公報に開示されるレンズ付きレセプタクルが適用された光通信用送信モジュールを示している。その光通信用送信モジュールは、レンズ付きレセプタクル１０１とＣＡＮパッケージ１０２とが組み合わされている。そのレンズ付きレセプタクル１０１は、スリーブ１０３と棒状レンズ１０４と光アイソレータ１０５とレンズホルダ１０６とスリーブケース１０７と光アイソレータホルダ１０８とを備えている。スリーブ１０３は、一方に棒状レンズ１０４が挿入され、他方から挿入される光コネクタ１０９をガイドする。光コネクタ１０９は、光ファイバ１１０を内部に備えている。レンズホルダ１０６とスリーブケース１０７と光アイソレータホルダ１０８とは、スリーブ１０３と棒状レンズ１０４と光アイソレータ１０５とが所定の位置関係に配置されるように、スリーブ１０３と棒状レンズ１０４と光アイソレータ１０５とを固定している。
【０００６】
ＣＡＮパッケージ１０２は、レーザ素子１１１と窓ガラス１１２とを備え、レーザ素子１１１を気密封止している。レーザ素子１１１は、外部機器に制御されることにより、レーザ光線を発する。そのレーザ光線は、レンズ付きレセプタクル１０１とＣＡＮパッケージ１０２とが組み合わされているときに、広がりながら、窓ガラス１１２を通って光アイソレータ１０５に入射し、大きな損失を受けることなく光アイソレータ１０５を透過する。光アイソレータ１０５を透過したレーザ光線は、広がりをもつが、棒状レンズ１０４によって、スリーブ１０３に挿入された光コネクタ１０９の中にある光ファイバ１１０の端面に集光され、光ファイバ１１０の中を進む。これにより、そのレーザ光線の強弱等の信号を光ファイバ１１０に入れることができ、光ファイバ１１０により離れた場所に信号を伝えることができる。
【０００７】
光ファイバ１１０からは、不要な戻り光が出てくることがある。この戻り光は、レーザ素子１１１に導入されると、僅かな光量であっても、出力変動やノイズなど光源の不安定化につながってしまう。レーザ素子１１１から出た光は、光コネクタやレンズなどの光学部品表面で僅かに反射して戻ってくる。レーザ素子１１１は、このような光によっても、出力変動やノイズなど光源の不安定化につながる。光アイソレータ１０５は、偏光素子およびファラデー効果を利用した回転子などの光学部品により構成され、一方向の光のみを透過し逆方向の光を遮る機能を有している。光アイソレータ１０５は、これらの戻り光がレーザ素子１１１に入射することを防ぎ、光源を安定化させる。すなわち、このような光通信用送信モジュールでは、レーザ素子１１１から光ファイバ１１０に至る光路のどこかに光アイソレータを配置することが望まれている。
【０００８】
このような光通信用送信モジュールでは、レーザ素子１１１から発せられた光がレンズ面の手前で広がっており、光アイソレータ１０５は、その広がった光を透過させる必要があるために、大きな面積が必要となる。光アイソレータ１０５のコストは、光が透過する部分の面積に大きく依存し、その面積が大きくなるほど増加する。安価に作製されることができる光通信用送信モジュールが望まれ、光アイソレータは、安価に作製されることが望まれている。
【０００９】
本発明の課題は、より安価に作製される光通信用送信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による光通信用送信モジュールは、レーザ（２１）を発する発光素子（１２）と、入射口（２４）と出射口（２５）とを備えている光アイソレータ（１４）と、レーザ（２１）を反射することによりレーザ（２１）の反射光（２２）を入射口（２４）に入射させる反射鏡（２０）とを備えている。光アイソレータ（１４）は、反射光（２２）を入射口（２４）から出射口（２５）に透過させ、出射口（２５）に入射した光が出射口（２５）から入射口（２４）に透過することを阻止する。このような光通信用送信モジュールは、光アイソレータ（１４）を発光素子（１２）の近傍に配置した場合でも、光アイソレータ（１４）に対して発光素子（１２）を自由な向きに配置することができる。このため、このような光通信用送信モジュールは、発光素子（１２）から発せられたレーザ（２１）が直接に光アイソレータ（１４）に入射する他の光通信用送信モジュールに比較して、発光素子（１２）と光アイソレータ（１４）とが配置される空間（１０）を形成する容器（１）のサイズを小型化することができる。
【００１２】
本発明による光通信用送信モジュール製造方法は、一体に形成された支持部材（１１）を作製するステップと、レーザ（２１）を発する発光素子（１２）を支持部材（１１）に固定するステップと、支持部材（１１）に反射鏡（２０）を形成するステップと、入射口（２４）と出射口（２５）とを備えている光アイソレータ（１４）を支持部材（１１）に固定するステップとを備えている。反射鏡（２０）は、レーザ（２１）を反射することによりレーザ（２１）の反射光（２２）が入射口（２４）に入射するように、形成される。光アイソレータ（１４）は、反射光（２２）が入射口（２４）から出射口（２５）に透過するように、かつ、出射口（２５）に入射した光が出射口（２５）から入射口（２４）に透過することを阻止するように、形成される。このような光通信用送信モジュール製造方法により生産される光通信用送信モジュールは、光アイソレータ（１４）に対して発光素子（１２）を自由な向きに配置することができる。このため、このような光通信用送信モジュールは、発光素子（１２）から発せられたレーザ（２１）が直接に光アイソレータ（１４）に入射する他の光通信用送信モジュールに比較して、発光素子（１２）と光アイソレータ（１４）とが配置される気密空間（１０）を形成する容器（１）のサイズを小型化することができる。このような光通信用送信モジュールは、さらに、一体に形成された支持部材（１１）に発光素子（１２）と反射鏡（２０）と光アイソレータ（１４）とが取り付けられることにより、反射鏡（２０）と光アイソレータ（１４）とを発光素子（１２）に対してより高精度に取り付けることができ、光アイソレータ（１４）をよりコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による光通信用送信モジュールは、光アイソレータに対して発光素子を自由な向きに配置することができる。このため、このような光通信用送信モジュールは、発光素子から発せられたレーザが直接に光アイソレータに入射する他の光通信用送信モジュールに比較して、その発光素子とその光アイソレータとが配置される気密空間を形成する容器のサイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、公知の光通信用送信モジュールを示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による光通信用送信モジュールを示す断面図である。
【図３】図３は、光通信用送信モジュール本体を示す平面図である。
【図４】図４は、光通信用送信モジュール本体を示す断面図である。
【図５】図５は、光通信用送信モジュール本体を示す斜視図である。
【図６】図６は、光通信用送信モジュールの第１の比較例を示す断面図である。
【図７】図７は、光通信用送信モジュールの第２の比較例を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明による光通信用送信モジュールの実施の他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して、本発明による光通信用送信モジュールの実施の形態を記載する。その光通信用送信モジュールは、図２に示されているように、ＣＡＮパッケージ１と光通信用送信モジュール本体２と複数の端子３とを備えている。ＣＡＮパッケージ１は、ステム５と平窓付キャップとを備えている。ステム５は、板状に形成されている。その平窓付キャップは、キャップ６と平窓ガラス７とを備えている。キャップ６は、ステンレス鋼に例示される金属から形成され、管状に形成されている。キャップ６は、キャップ６とステム５との間に隙間が形成されないように、その管の一端がステム５に接合されている。平窓ガラス７は、ガラスから形成され、板状に形成されている。平窓ガラス７は、キャップ６のステム５に接合されていないほうの端に配置されている。平窓ガラス７は、低融点ガラス８を介してキャップ６に固定されている。低融点ガラス８の融点は、平窓ガラス７を形成するガラスの融点より低い。低融点ガラス８は、さらに、キャップ６と平窓ガラス７との隙間を塞いでいる。すなわち、ＣＡＮパッケージ１は、ステム５とキャップ６と平窓ガラス７とで囲まれた気密空間１０を形成し、気密空間１０に所定の減圧雰囲気が生成されるように、その光通信用送信モジュールが配置される環境から気密空間１０を気密封止している。
【００１６】
光通信用送信モジュール本体２は、気密空間１０に配置されている。複数の端子３は、それぞれ、導体から形成され、ステム５のキャップ６に接合される面の裏側の面に配置されている。
【００１７】
図３は、光通信用送信モジュール本体２を示している。光通信用送信モジュール本体２は、ヒートシンク（Ｓｉベンチ）１１とレーザ素子１２と光アイソレータ１４とモニタフォトダイオード１５とを備えている。ヒートシンク１１は、シリコンＳｉから形成され、図４に示されているように、ステム取り付け面１６とレーザ素子取り付け面１７と光アイソレータ取り付け面１８とモニタフォトダイオード取り付け面１９とが形成されている。ステム取り付け面１６は、平坦に形成されている。ヒートシンク１１は、ステム５のキャップ６に接合される面にステム取り付け面１６が接合されることにより、ステム５に固定されている。レーザ素子取り付け面１７と光アイソレータ取り付け面１８とモニタフォトダイオード取り付け面１９とは、それぞれ平坦であり、互いに平行であり、ステム取り付け面１６の裏側に形成され、ステム取り付け面１６に平行である。光アイソレータ取り付け面１８は、ステム取り付け面１６と光アイソレータ取り付け面１８との距離がステム取り付け面１６とレーザ素子取り付け面１７との距離より長くなるように、形成されている。モニタフォトダイオード取り付け面１９は、ステム取り付け面１６とモニタフォトダイオード取り付け面１９との距離がステム取り付け面１６とレーザ素子取り付け面１７との距離より短くなるように、形成されている。
【００１８】
ヒートシンク１１は、さらに、反射鏡２０を備えている。反射鏡２０は、ヒートシンク１１に形成される反射鏡用平坦面にコーティングされる金の薄膜から形成されている。反射鏡２０は、レーザ素子取り付け面１７と光アイソレータ取り付け面１８との間に配置され、反射鏡２０の法線とレーザ素子取り付け面１７の法線とのなす角が４５度を示すように、形成されている。
【００１９】
レーザ素子１２は、複数の端子３のうちのいずれかに電気的に接続され、複数の端子３を介して入力される電気信号に基づいて、素子上部からレーザ光線２１を発する。レーザ光線２１は、直線偏光であり、所定の広がり角度で広がりながら進む。レーザ素子１２は、レーザ素子取り付け面１７に接合されることにより、レーザ光線２１が反射鏡２０に入射されるように、ヒートシンク１１に固定されている。レーザ光線２１の光軸は、レーザ素子取り付け面１７に平行であり、かつ、反射鏡２０とレーザ素子取り付け面１７との交線に垂直である。このため、レーザ光線２１が反射鏡２０で反射した反射光２２の光軸は、レーザ素子取り付け面１７の法線に平行である。
【００２０】
光アイソレータ１４は、図５に示されているように、マグネット２３と入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とファラデー回転子２６とを備えている。マグネット２３は、永久磁石から形成されている。入射側偏光子２４は、入射側偏光子２４を透過した透過光が直線偏光になるように、形成されている。出射側偏光子２５は、出射側偏光子２５を透過した透過光が直線偏光になるように、形成されている。ファラデー回転子２６は、飽和磁場が印加されているときに、ファラデー回転子２６に入射された光の偏光面に対して、ファラデー回転子２６を透過した光の偏光面が４５度だけ回転するように、厚さが設定されている。ファラデー回転子２６は、マグネット２３によりファラデー回転子２６に飽和磁場が印加されるように、マグネット２３に固定されている。入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とは、入射側偏光子２４と出射側偏光子２５との間にファラデー回転子２６が配置されるように、かつ、入射側偏光子２４を透過した光の偏光面と出射側偏光子２５を透過した光の偏光面とが４５度だけずれるように、マグネット２３に固定されている。
【００２１】
光アイソレータ１４は、接着剤を介してマグネット２３が光アイソレータ取り付け面１８に接着されることにより、反射光２２が入射側偏光子２４に入射されるように、かつ、反射光２２が入射側偏光子２４を全透過するように、ヒートシンク１１に固定されている。光アイソレータ１４は、反射光２２が入射側偏光子２４に入射されるときに、入射側偏光子２４とファラデー回転子２６と出射側偏光子２５とを透過した透過光２７が出射側偏光子２５から出射する。すなわち、入射側偏光子２４は、反射光２２が入射される入射口を形成し、出射側偏光子２５は、透過光２７が出射する出射口を形成している。
【００２２】
モニタフォトダイオード１５は、モニタフォトダイオード取り付け面１９に接合されることにより、ヒートシンク１１に固定されている。モニタフォトダイオード１５は、複数の端子３のうちのいずれかに電気的に接続されている。モニタフォトダイオード１５は、レーザ光線２１の強度を測定し、複数の端子３を介してその強度を示す電気信号を出力する。
【００２３】
本発明による光通信用送信モジュールは、光レセプタクルを介して光コネクタが平窓ガラス７に接続されることにより、利用される。本発明による光通信用送信モジュールは、複数の端子３を介して、所定の電気信号が入力されると、レーザ素子１２がレーザ光線２１を反射鏡２０に向けて発する。レーザ光線２１は、反射鏡２０を反射し、反射鏡２０を反射した反射光２２は、光アイソレータ１４の入射側偏光子２４に入射する。反射光２２は、入射側偏光子２４を透過し、入射側偏光子２４を透過した第１の偏光は、ファラデー回転子２６に入射する。その第１の偏光は、ファラデー回転子２６を透過し、ファラデー回転子２６を透過した第２の偏光は、出射側偏光子２５に入射する。このとき、その第２の偏光の偏光面とその第１の偏光の偏光面とは、４５度だけずれている。その第２の偏光は、出射側偏光子２５を透過し、出射側偏光子２５を透過した透過光２７は、広がりながら進み、平窓ガラス７を透過して、その光通信用送信モジュールから出射される。透過光２７は、平窓ガラス７を透過した後に、その光レセプタクルが備えるレンズ素子により集光され、その光コネクタが備える光ファイバに導波される。
【００２４】
本発明による光通信用送信モジュールは、戻り光が外部から平窓ガラス７に入射することがある。その戻り光としては、その光ファイバを伝達して本発明による光通信用送信モジュールに出射される不要光、透過光２７が光学部品の表面を反射した反射光とが例示される。その光学部品としては、その光コネクタやそのレンズ素子が例示される。その戻り光は、平窓ガラス７を透過して、光アイソレータ１４の出射側偏光子２５に入射される。その戻り光は、次いで、出射側偏光子２５を透過し、出射側偏光子２５を透過した第３の偏光は、ファラデー回転子２６に入射する。その第３の偏光は、ファラデー回転子２６を透過し、ファラデー回転子２６を透過した第４の偏光は、入射側偏光子２４に入射する。このとき、その第４の偏光の偏光面とその第３の偏光の偏光面とは、４５度だけずれている。その第４の偏光は、入射側偏光子２４を透過することが阻止され、レーザ素子１２に入射することが阻止される。
【００２５】
レーザ素子１２は、このような戻り光が入射されると、その戻り光の光量が僅かであっても、出力が変動し、不安定化する。本発明による光通信用送信モジュールは、光アイソレータ１４を備えることにより、このような戻り光がレーザ素子１２に入射されることを防止し、レーザ素子１２の出力変動を低減し、ノイズなどに例示される不安定化を防止することができ、レーザ素子１２にレーザ光線２１をより安定して発射させることができる。
【００２６】
モニタフォトダイオード１５は、レーザ光線２１の強度を測定し、複数の端子３を介してその強度を示す電気信号を出力する。このとき、本発明による光通信用送信モジュールを制御する制御装置は、レーザ光線２１が適切に発せられるように、その強度に基づいてレーザ素子１２をより適切に制御することができる。なお、光通信用送信モジュール本体２は、レーザ素子１２が十分に安定してレーザ光線２１を発することができるときに、レーザ光線２１の強度を測定することが不要であり、モニタフォトダイオード１５を省略することもできる。
【００２７】
光アイソレータ１４は、レーザ光線２１が広がりながら進むために、レーザ素子１２から光アイソレータ１４までの距離が長くなればなるほど、より大きくする必要がある。本発明による光通信用送信モジュールは、光アイソレータ１４が気密空間１０に配置されていることにより、光アイソレータが気密空間１０の外側に配置されている他の光通信用送信モジュールに比較して、その距離を比較的短くすることができる。このため、本発明による光通信用送信モジュールは、その距離が短い分だけ光アイソレータ１４を小さくすることができる。光アイソレータ１４は、一般的に、サイズが大きくなるほど、製造コストが増加する。このため、本発明による光通信用送信モジュールは、光アイソレータ１４の製造コストを低減することができ、光通信用送信モジュールの製造コストを低減することができる。
【００２８】
本発明による光通信用送信モジュールは、発光素子１２が発するレーザ光線２１を光アイソレータ１４に向けて反射する反射鏡２０を備えることにより、光通信用送信モジュール本体２の透過光２７の光軸の方向の差し渡し幅を比較的短くすることができる。このとき、本発明による光通信用送信モジュールは、気密空間１０のその光軸の方向の差し渡し幅を比較的に短くすることができ、キャップ６のその光軸の方向の差し渡し幅を比較的に短くすることができる。
【００２９】
本発明による光通信用送信モジュール製造方法の実施の形態は、本発明による光通信用送信モジュールを生産する方法である。ユーザは、半導体製造技術を用いた加工により、一体に形成されているヒートシンク１１を作製する。このとき、ヒートシンク１１は、ステム取り付け面１６とレーザ素子取り付け面１７と光アイソレータ取り付け面１８とモニタフォトダイオード取り付け面１９とが形成され、レーザ素子取り付け面１７と光アイソレータ取り付け面１８との間に反射鏡用平坦面が形成されている。ユーザは、その反射鏡用平坦面に金を薄膜コーティングすることにより、反射鏡２０を作製する。
【００３０】
レーザ素子取り付け面１７とモニタフォトダイオード取り付け面１９とは、ＴｉＰｔＡｕ電極とＡｕＳｎソルダーとがコーティングされている。ユーザは、さらに、レーザ素子１２と光アイソレータ１４とモニタフォトダイオード１５とをヒートシンク１１に取り付けることにより、光通信用送信モジュール本体２を作製する。このとき、レーザ素子１２は、レーザ素子１２の端子がそのＴｉＰｔＡｕ電極に電気的に接続されるように、ＡｕＳｎソルダーを介してレーザ素子取り付け面１７にマウントされる。モニタフォトダイオード１５は、モニタフォトダイオード１５の端子がそのＴｉＰｔＡｕ電極に電気的に接続されるように、ＡｕＳｎソルダーを介してモニタフォトダイオード取り付け面１９にマウントされる。
【００３１】
光アイソレータ取り付け面１８は、凹部が形成されている。光アイソレータ１４は、光アイソレータ１４のマグネット２３がその凹部に嵌るように、接着剤を介して光アイソレータ取り付け面１８にマウントされる。
【００３２】
ユーザは、複数の端子３を取り付けられているステム５を作製する。ユーザは、そのＴｉＰｔＡｕ電極を介してレーザ素子１２とモニタフォトダイオード１５との端子が複数の端子３に電気的に接続されるように、ステム５に光通信用送信モジュール本体２を取り付ける。ユーザは、ステンレス鋼板を絞り加工することにより、キャップ６を作製する。ユーザは、さらに、低融点ガラス８を介して平窓ガラス７をキャップ６に接合することにより、平窓付キャップを作製する。ユーザは、その平窓付キャップの内部の気密空間１０に所定の減圧雰囲気で光通信用送信モジュール本体２が気密封止されるように、抵抗溶接によりステム５にキャップ６を取り付けることにより、本発明による光通信用送信モジュールを作製する。
【００３３】
キャップ６は、絞り加工により形成されることにより、透過光２７の光軸の方向の差し渡し幅が長くなるほど、製造コストが増加する。本発明による光通信用送信モジュールは、光通信用送信モジュール本体２のその光軸の方向の差し渡し幅を比較的に短く形成されていることにより、キャップ６のその光軸の方向の長さを低減することができ、キャップ６の製造コストを低減することができる。このため、本発明による光通信用送信モジュールは、ＣＡＮパッケージ１の製造コストを低減することができる。
【００３４】
ヒートシンク１１は、ステム取り付け面１６からモニタフォトダイオード取り付け面１９までの距離が０．２ｍｍであるように、ステム取り付け面１６からレーザ素子取り付け面１７までの距離が０．３ｍｍであるように、ステム取り付け面１６から光アイソレータ取り付け面１８までの距離が０．５ｍｍであるように、作製されることができる。すなわち、ヒートシンク１１は、厚さが０．５ｍｍであるように、作製されることができる。
【００３５】
光アイソレータ１４の入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とは、厚さが０．２ｍｍ程度であるように、作製されることができる。ファラデー回転子２６は、厚さが０．４ｍｍ程度であるように、作製されることができる。マグネット２３は、長さが１ｍｍ程度であるように、作製されることができる。すなわち、光アイソレータ１４は、厚さが１ｍｍ程度であるように、作製されることができる。このとき、光通信用送信モジュール本体２は、ヒートシンク１１のステム取り付け面１６から光アイソレータ１４の平窓ガラス７に対向する面までの距離が１．５ｍｍ程度になるように、作製されることができる。このとき、ステム５は、問題はなく、作製されることができる。キャップ６は、気密空間１０のその光軸の方向の差し渡し幅が２ｍｍ以下になるように、作製されることができ、深さが２ｍｍ以上である気密空間を生成するための他のキャップに比較して、比較的安価に作製されることができる。
【００３６】
レーザ光線２１は、レーザ素子１２の素子厚が０．１ｍｍであるときに、大半が反射鏡２０で反射されて、入射側偏光子２４に入射する。このとき、レーザ光線２１は、レーザ素子取り付け面１７と平行に０．１ｍｍ進み、反射鏡２０で反射して９０度方向を変えられてさらに０．１ｍｍ進み、光アイソレータ１４に入射する。すなわち、レーザ素子１２から入射側偏光子２４までの光学的な距離は、０．２ｍｍとなる。
【００３７】
レーザ素子１２は、レーザ光線２１の広がり角度が半値全幅で２０度程度になるように、作製されることができる。その広がり角度は、レーザ光線２１のピーク強度に対して１／ｅ２となる領域を示している。入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とは、屈折率が０．２である材料から作製されることができるファラデー回転子２６は、屈折率が２．３７である材料から作製されることができる。このとき、レーザ光線２１の広がりは、レーザ光線２１が光アイソレータ１４を透過し終わる時点で、約φ０．３８ｍｍ程度となる。
【００３８】
レーザ素子１２は、実装精度が±０．０２ｍｍ程度であるように、ヒートシンク１１に容易に実装されることができる。光アイソレータ１４のマグネット２３は、光アイソレータ取り付け面１８の凹部にマグネット２３が嵌るようにマウントされることにより、実装精度が±０．０２ｍｍ程度であるように、ヒートシンク１１に実装されることができる。入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とは、実装精度が±０．０２ｍｍ程度であるように、マグネット２３に貼り付けられることができる。このとき、光アイソレータ１４は、レーザ光線２１の広がりがφ０．３８ｍｍであることから、入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とファラデー回転子２６とが約φ０．４ｍｍの光をカバーする必要があり、一辺を約０．４ｍｍ程度とすることができる。このサイズは、入射側偏光子２４と出射側偏光子２５とファラデー回転子２６とを大きなウェハから切り出す際に、実用上可能な最小レベルである。このため、光アイソレータ１４は、実用上最小コストで作製されることができる。
【００３９】
なお、光アイソレータ取り付け面１８は、その凹部に置換して、位置決めマークが形成されることもできる。このとき、光アイソレータ１４は、その位置決めマークが示す位置に配置されるように、ヒートシンク１１にマウントされる。光アイソレータ１４は、このようにヒートシンク１１にマウントされる場合でも、実装精度が±０．０２ｍｍ程度であるように、ヒートシンク１１に実装されることができ、より小さく作製されることができる。さらに、ヒートシンク１１は、光アイソレータ１４が十分に高精度にマウントされることができるときに、光アイソレータ取り付け面１８にその凹部またはその位置決めマークを形成することを省略することができる。
【００４０】
図６は、本発明による光通信用送信モジュールの第１の比較例を示している。その第１の比較例の光通信用送信モジュールは、ＣＡＮパッケージ２０１と複数の端子２０３とレーザ素子２１２と光アイソレータ２１４とを備えている。ＣＡＮパッケージ２０１は、ステム２０５とキャップ２０６と平窓ガラス２０７とを備えている。ステム２０５は、板状に形成されている。キャップ２０６は、ステンレス鋼に例示される金属から形成され、管状に形成されている。キャップ２０６は、キャップ２０６とステム２０５との間に隙間が形成されないように、その管の一端がステム２０５に接合されている。平窓ガラス２０７は、ガラスから形成され、板状に形成されている。平窓ガラス２０７は、キャップ２０６のステム２０５に接合されていないほうの端に配置され、キャップ２０６と平窓ガラス２０７との隙間が塞がれるように、キャップ２０６に接合されている。ＣＡＮパッケージ２０１は、ステム２０５とキャップ２０６と平窓ガラス２０７とで囲まれた気密空間２１０を形成し、気密空間２１０に所定の減圧雰囲気が生成されるように、その光通信用送信モジュールが配置される環境から気密空間２１０を気密封止している。複数の端子２０３は、それぞれ、導体から形成され、ステム２０５のキャップ２０６に接合される面の裏側の面に配置されている。
【００４１】
レーザ素子２１２は、複数の端子２０３のうちのいずれかに電気的に接続され、複数の端子２０３を介して入力される電気信号に基づいてレーザ光線２２１を発する。レーザ光線２２１は、所定の広がり角度で広がりながら進む。レーザ素子２１２は、気密空間２１０に配置され、レーザ光線２２１が平窓ガラス２０７に向かって発射されるように、ステム２０５に固定されている。光アイソレータ２１４は、既述の実施の形態における光アイソレータ１４と同様にして、形成されている。光アイソレータ２１４は、気密空間２１０に配置され、レーザ光線２２１が入射されるように、平窓ガラス２０７に固定されている。このとき、光アイソレータ２１４は、レーザ光線２２１が光アイソレータ１４を透過して平窓ガラス２０７に入射されるように、かつ、平窓ガラス２０７を透過して光アイソレータ２１４に入射した光が光アイソレータ２１４を透過することが阻止されるように、形成されている。
【００４２】
その第１の比較例の光通信用送信モジュールは、既述の実施の形態における光通信用送信モジュールと同様にして、外部から平窓ガラス２０７に入射する戻り光がレーザ素子２１２に導入されることを防止し、レーザ素子２１２の出力変動を低減し、ノイズなどに例示される不安定化を防止することができる。その第１の比較例の光通信用送信モジュールは、さらに、既述の実施の形態における光通信用送信モジュールと同様にして、レーザ素子２１２と光アイソレータ２１４とが気密空間２１０に配置されていることにより、レーザ素子２１２と光アイソレータ２１４との距離を比較的短くすることができる。このため、その第１の比較例の光通信用送信モジュールは、その分光アイソレータ２１４をより小さくすることができ、光アイソレータ２１４の製造コストを低減することができ、光通信用送信モジュールの製造コストを低減することができる。
【００４３】
その第１の比較例の光通信用送信モジュールは、レーザ素子２１２を支持する支持部材と光アイソレータ２１４を支持する支持部材とが一体でない。このため、その第１の比較例の光通信用送信モジュールは、それらの支持部材の寸法／位置公差・組立の精度により、レーザ素子２１２に対する光アイソレータ２１４の位置にずれが生じ、レーザ光線２２１のほとんどを光アイソレータ２１４に透過させようとすると、光アイソレータ２１４を大きくする必要がある。本発明による光通信用送信モジュールは、一体であるヒートシンク１１にレーザ素子１２と光アイソレータ１４とが接合されていることにより、その第１の比較例の光通信用送信モジュールと比較して、レーザ素子１２に対して光アイソレータ１４をより高精度に取り付けることができる。その結果、本発明による光通信用送信モジュールは、その第１の比較例の光通信用送信モジュールと比較して、光アイソレータ１４をより小さく作製されることができ、光アイソレータ１４の製造コストを低減することができ、光通信用送信モジュールの製造コストを低減することができる。
【００４４】
図７は、本発明による光通信用送信モジュールの第２の比較例を示している。その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、ＣＡＮパッケージ３０１と複数の端子３０３とサブマウント３１１とレーザ素子３１２と光アイソレータ３１４とを備えている。ＣＡＮパッケージ３０１は、ステム３０５とキャップ３０６と平窓ガラス３０７とを備えている。ステム３０５は、板状に形成されている。ステム３０５は、突起である素子実装部分３３０が形成されている。キャップ３０６は、ステンレス鋼に例示される金属から形成され、管状に形成されている。キャップ３０６は、キャップ３０６とステム３０５との間に隙間が形成されないように、その管の内部に素子実装部分３３０が配置されるように、その管の一端がステム３０５に接合されている。平窓ガラス３０７は、ガラスから形成され、板状に形成されている。平窓ガラス３０７は、キャップ３０６のステム３０５に接合されていないほうの端に配置され、キャップ３０６と平窓ガラス３０７との隙間が塞がれるように、低融点ガラス３０８を介して、キャップ３０６に接合されている。ＣＡＮパッケージ３０１は、ステム３０５とキャップ３０６と平窓ガラス３０７とで囲まれた気密空間３１０を形成し、気密空間３１０に所定の減圧雰囲気が生成されるように、その光通信用送信モジュールが配置される環境から気密空間３１０を気密封止している。複数の端子３０３は、それぞれ、導体から形成され、ステム３０５のキャップ３０６に接合される面の裏側の面に配置されている。
【００４５】
サブマウント３１１は、気密空間３１０に配置され、素子実装部分３３０に接合されることにより、ステム３０５に固定されている。レーザ素子３１２は、複数の端子３０３のうちのいずれかに電気的に接続され、複数の端子３０３を介して入力される電気信号に基づいてレーザ光線３２１を発する。レーザ光線３２１は、所定の広がり角度で広がりながら進む。レーザ素子３１２は、レーザ光線３２１が平窓ガラス３０７に向かって発射されるように、サブマウント３１１に固定されている。光アイソレータ３１４は、既述の実施の形態における光アイソレータ１４と同様にして、形成されている。すなわち、光アイソレータ３１４は、レーザ光線３２１が入射されるように、サブマウント３１１に固定されている。このとき、光アイソレータ３１４は、レーザ光線３２１が光アイソレータ３１４を透過した透過光３２７が平窓ガラス３０７に入射されるように、かつ、平窓ガラス３０７を透過して光アイソレータ３１４に入射した光が光アイソレータ３１４を透過することが阻止されるように、形成されている。
【００４６】
その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、既述の実施の形態における光通信用送信モジュールと同様にして、外部から平窓ガラス３０７に入射する戻り光がレーザ素子３１２に導入されることを防止し、レーザ素子３１２の出力変動を低減し、ノイズなどに例示される不安定化を防止することができる。その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、さらに、既述の実施の形態における光通信用送信モジュールと同様にして、レーザ素子３１２と光アイソレータ３１４とが気密空間３１０に配置されていることにより、レーザ素子３１２と光アイソレータ３１４との距離を比較的短くすることができる。このため、その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、その分光アイソレータ３１４をより小さくすることができ、光アイソレータ３１４の製造コストを低減することができ、光通信用送信モジュールの製造コストを低減することができる。
【００４７】
その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、レーザ素子３１２を支持する支持部材と光アイソレータ３１４を支持する支持部材とが一体である。このため、その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、本発明による光通信用送信モジュールと同様にして、レーザ素子３１２に対して光アイソレータ３１４を高精度に取り付けることができ、光アイソレータ３１４が小さく作製されることができる。
【００４８】
レーザ素子３１２は、一般的に、レーザ光線３２１の光軸の方向の差し渡し幅に比較して、レーザ光線３２１のその方向に垂直である方向の差し渡し幅が小さい。このため、サブマウント３１１の透過光３２７の光軸の方向の差し渡し幅は、既述の実施の形態における光通信用送信モジュール本体２の透過光２７の光軸の方向の差し渡し幅に比較して、大きい。すなわち、本発明による光通信用送信モジュールのキャップ６は、キャップ３０６に比較して、より短く作製されることができ、より安価に作製されることができる。その結果、本発明による光通信用送信モジュールは、その第２の比較例の光通信用送信モジュールに比較して、安価に作製されることができる。
【００４９】
その第２の比較例の光通信用送信モジュールは、レーザ素子３１２と光アイソレータ３１４とがステム３０５に十分に強固に固定される必要があるために、ステム３０５に素子実装部分３３０が形成される必要があり、素子実装部分３３０は、サブマウント３１１より大きく形成する必要がある。ステム３０５は、素子実装部分３３０と一体に形成されることが好ましく、このとき、突起が形成されていない他のステムに比較して、作製することが困難であり、製造コストが高い。本発明による光通信用送信モジュールのステム５は、突起が形成されていないことにより、ステム３０５に比較して、安価に作製されることができる。その結果、本発明による光通信用送信モジュールは、その第２の比較例の光通信用送信モジュールに比較して、安価に作製されることができる。
【００５０】
図８は、本発明による光通信用送信モジュールの実施の他の形態を示している。その光通信用送信モジュールは、ＣＡＮパッケージ４１と光通信用送信モジュール本体４２とペルチェ素子４９と複数の端子４３とを備えている。ＣＡＮパッケージ４１は、ステム４５とレンズ付キャップとを備えている。ステム４５は、板状に形成されている。そのレンズ付キャップは、キャップ４６とレンズ４７とを備えている。キャップ４６は、ステンレス鋼に例示される金属から形成され、管状に形成されている。キャップ４６は、キャップ４６とステム４５との間に隙間が形成されないように、その管の一端がステム４５に接合されている。レンズ４７は、ガラスから形成され、板状に形成されている。レンズ４７は、キャップ４６のステム４５に接合されていないほうの端に配置されている。レンズ４７は、キャップ４６とレンズ４７との隙間が塞がるように、キャップ４６に固定されている。すなわち、ＣＡＮパッケージ４１は、ステム４５とキャップ４６とレンズ４７とで囲まれた気密空間５０を形成し、気密空間５０に所定の減圧雰囲気が生成されるように、その光通信用送信モジュールが配置される環境から気密空間５０を気密封止している。
【００５１】
光通信用送信モジュール本体４２は、気密空間５０に配置されている。複数の端子４３は、それぞれ、導体から形成され、ステム４５のキャップ４６に接合される面の裏側の面に配置されている。
【００５２】
ペルチェ素子４９は、板状に形成されている。ペルチェ素子４９は、気密空間５０に配置され、ステム４５のキャップ４６に接合される面にＳｎＡｇＣｕ等のソルダーを用いて接合されることにより、ステム４５に固定されている。光通信用送信モジュール本体４２は、既述の実施の形態における光通信用送信モジュール本体２と同様にして形成されている。光通信用送信モジュール本体４２は、気密空間５０に配置され、ＳｎＡｇＣｕ等のソルダーを用いてペルチェ素子４９に接合されることにより、ステム４５に固定されている。ペルチェ素子４９は、さらに、複数の端子４３のうちのいずれかに電気的に接続され、複数の端子４３を介して入力される電気信号に基づいて光通信用送信モジュール本体４２を冷却する。このような光通信用送信モジュールを制御する制御装置は、光通信用送信モジュール本体４２が所定の温度になるように、ペルチェ素子４９を制御する。
【００５３】
波長制御性を高めたレーザ素子は、一般的に、温調する必要がある。このような光通信用送信モジュールは、レーザ素子３１２を温調することができ、レーザ素子３１２に波長制御性を高めたレーザ素子を適用することができる。
【００５４】
このような光通信用送信モジュールは、光通信用送信モジュール本体４２のサイズが小さいことにより、ペルチェ素子４９を備えた場合であっても、レーザ素子から発せられたレーザ光線が直接に光アイソレータに入射する他の光通信用送信モジュール本体が適用される場合に比較して、キャップ４６がより小さく作製されることができ、安価に作製されることができる。
【００５５】
なお、本発明による光通信用送信モジュールは、光通信分野と異なる分野で利用されることもできる。その分野としては、レーザ光線を用いた計測器などが例示される。
【符号の説明】
【００５６】
１  ：ＣＡＮパッケージ
２  ：光通信用送信モジュール本体
３  ：複数の端子
５  ：ステム
６  ：キャップ
７  ：平窓ガラス
８  ：低融点ガラス
１０：気密空間
１１：ヒートシンク
１２：レーザ素子
１４：光アイソレータ
１６：ステム取り付け面
１７：レーザ素子取り付け面
１８：光アイソレータ取り付け面
１９：モニタフォトダイオード取り付け面
２０：反射鏡
２１：レーザ光線
２２：反射光
２３：マグネット
２４：入射側偏光子
２５：出射側偏光子
２６：ファラデー回転子
２７：透過光
４１：ＣＡＮパッケージ
４２：光通信用送信モジュール本体
４３：複数の端子
４５：ステム
４６：キャップ
４７：レンズ
４９：ペルチェ素子
５０：気密空間
【図１】
2012164924.tif 000003
【図２】
2012164924.tif 000004
【図３】
2012164924.tif 000005
【図４】
2012164924.tif 000006
【図５】
2012164924.tif 000007
【図６】
2012164924.tif 000008
【図７】
2012164924.tif 000009
【図８】
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