(57)【要約】【課題】光電変換素子を内蔵するモジュール本体部のセラミック枠を用いた筺体から突出する光学窓付きの筒状部に、光コネクタ接続用のスリーブ部を取り付けて成る、光結合効率の劣化がない光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１は、光コネクタのフェルールをガイドするスリーブ部３が、光電変換素子を内蔵するモジュール本体部２のセラミック製の矩形枠６を用いた筺体から突出する筒状部９ａに、取り付けられて成り、筒状部９ａの根元に設けられた光学窓９ｂが中央からオフセットされた位置に設けられたものであって、筒状部９ａが、光学窓９ｂのオフセット方向側より、該オフセット方向側と反対側が肉厚となっている。【選択図】図１
2013041008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光コネクタのフェルールをガイドするスリーブ部が、光電変換素子を内蔵するモジュール本体部のセラミック枠を用いた筺体から突出する筒状部に、取り付けられて成り、前記筒状部の根元に設けられた光学窓が中央からオフセットされた位置に設けられた光モジュールであって、
前記筒状部は、前記光学窓のオフセット方向側より、前記オフセット方向側と反対側が肉厚であることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記筒状部の形状は、前記光学窓が中心にある円筒の前記オフセット方向側をＤカットした形状であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記筒状部の形状は、前記光学窓が偏心された位置に設けられた円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記筒状部の形状は、前記光学窓が偏心された位置に設けられた楕円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記筒状部の形状は、前記光学窓が偏心された位置に設けられた角筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を送信及び／又は受信する光通信用の光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信に用いられる光モジュールは、例えば、光コネクタのフェルールの挿入をガイドし後述のモジュール本体部に対して上記フェルールを整列させるスリーブ部と、電気信号を光信号に変換しスリーブ部に挿入される上記フェルール内の光ファイバへ送信するモジュール本体部と、を備える。
このモジュール本体部には、円筒状の金属製筺体を有するＣＡＮパッケージ型のものや、直方体状の筺体の両側からリードピン群が突出したバタフライパッケージ型のものが用いられる。
これらの形態についてのＷｉｇｇｌｅ耐性を改善するために様々な提案がなされてきている（例えば、特許文献１，２及び３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０９６９２号公報
【特許文献１】特開２００５−１５６９６９号公報
【特許文献１】特開２００５−１０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、上述のＣＡＮパッケージ型やバタフライパッケージ型の他に、セラミックパッケージ型というものが考えられている。
図６はセラミックパッケージ型の光モジュールの一例を示す図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は後述のリッドの斜視図である。
図６（Ａ）の光モジュール１００は、セラミック製の矩形枠１０１ａを筺体に用いたモジュール本体部１０１と、光コネクタが着脱可能に取り付けられるスリーブ部１０２とを備える。
【０００５】
光モジュール１００では、パッケージ本体部１０１内のＬＤ（レーザダイオード）１０１ｂから出射された信号光は、実装面と平行な方向に出射された後、反射ミラー１０１ｃにより直交する方向に曲げられる。次いで、信号光は、モジュール本体部１０１を気密封止するために上部に設けられたリッド１０１ｄの光学窓を通って、スリーブ部材１０２内のファイバスタブ１０２ａの端面に露出する光ファイバ端に入射され、光コネクタを経て外部に送信される。
また、光モジュール１００は、図６（Ｂ）に示すように、リッド１０１ｄに円筒部１０１ｅが設けられており、この円筒部１０１ｅにスリーブ部材１０２が取り付けられる。
【０００６】
図７は、図６の光モジュール１００の光データリンクの筺体への固定形態を説明する図である。
図７（Ａ）に示すように、光データリンクの筺体（以下、リンク筺体）２００には、上下に凹所２０１が設けられており、該凹所２０１に光モジュール１００のフランジ１０２ｂを挿入することで、光モジュール１００はリンク筺体２００に固定される。また、この固定状態において、光モジュール１００の底部の放熱板１０１ｇはリンク筺体２００内の放熱ブロック２０２に接触しており、ＬＤ１０１ｂからの熱は放熱板１０１ｇ及び放熱ブロック２０２を介してリンク筺体２００の外部へ放出されるようになっている。なお、光モジュール１００は、放熱ブロック２０２と確実に接触するよう、押さえバネ２０３により放熱ブロック２０２の方向へ付勢されている。
【０００７】
上述のような固定形態では、リンク筺体２００の凹所２０１を形成する壁と光モジュール１００のフランジ１０２ｂとの間に隙間を持たせるか、低圧入設計となる。そのため、光モジュール１００のスリーブ部材１０２はリンク筺体２００に対して完全に固定されない。
したがって、光コネクタが挿入される時や、Ｗｉｇｇｌｅ等の外部応力が加わった時に、図７（Ｂ）に示すように、光モジュール１００のフランジ１０２ｂを支点として、モジュール本体部１０１が変位するので、パッケージ本体部１０１と放熱ブロック２０２との間でこじりが発生する。これにより、薄肉である光モジュール１００の円筒部１０１ｅの根元Ｐ（図６（Ａ）参照）に応力が加わり、リッド１０１ｄの形状が変形し光軸ズレが発生し、光結合効率が劣化するという問題がある。
【０００８】
特許文献１〜３には、上述のような問題に対して、開示も示唆もされていない。
【０００９】
本発明は、上述のような実情を鑑み、光電変換素子を内蔵するモジュール本体部のセラミック枠を用いた筺体から突出する光学窓付きの筒状部に、光コネクタ接続用のスリーブ部を取り付けて成る、光結合効率の劣化がない光モジュールを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の光モジュールは、光コネクタのフェルールをガイドするスリーブ部が、光電変換素子を内蔵するモジュール本体部のセラミック枠を用いた筺体から突出する筒状部に、取り付けられて成り、筒状部の根元に設けられた光学窓が中央からオフセットされた位置に設けられたものであって、筒状部が、光学窓のオフセット方向側より、該オフセット方向側と反対側が肉厚であることを特徴とする。
【００１１】
筒状部の形状が、光学窓が中心にある円筒の上記オフセット方向側をＤカットした形状や、光学窓が偏心された位置に設けられた円筒形状、光学窓が偏心された位置に設けられた楕円筒形状、光学窓が偏心された位置に設けられた角筒形状であるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光モジュールによれば、スリーブ部が取り付けられるモジュール本体部の筒状部が、光学窓のオフセット方向側より該オフセット方向側と反対側の方が肉厚であるため、筒状部付近に外力が加わった際にも、モジュール本体部の筺体は変形しないので、光結合効率の劣化がない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の光モジュールの一例を説明する図である。
【図２】図１の光モジュールのリッドを説明する図である。
【図３】リッドの他の例を説明する図である。
【図４】リッドの別の例を説明する図である。
【図５】リッドの別の例を説明する図である。
【図６】本発明の課題を説明する図である。
【図７】本発明の課題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１（Ａ）は、本発明の光モジュールの一例の断面図、図１（Ｂ）は同部分断面斜視図、図２（Ｂ）は、図１の光モジュールのリッドの斜視図、図２（Ｂ）は同上面図である。図において、１は光モジュール、２はモジュール本体部、３はスリーブ部、４はスリーブ、５はジョイントスリーブ（Ｊスリーブ）、６は矩形枠、７はベース、８は金属リング、９はリッドである。
【００１５】
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、光モジュール１は、モジュール本体部２と、スリーブ部３とを備える。
モジュール本体部２の筺体は、セラミック製の矩形枠６の底部に、放熱性のよい金属から成るベース７が接続され、頂部に金属リング８を介してリッド９がシームシールにより接合されて成る。
モジュール本体部２の内部にはキャリア部材１０を介して半導体レーザ素子（ＬＤ：Laser Diode）１１が搭載され、また、ＬＤ１１の温度調節を行う電子冷却器１２の放熱板が、ベース７の面に平行に接するように搭載される。この他、集光レンズとしての非球面レンズ１３及び反射ミラー１４等の光学経路を形成する部品等が搭載される。
また、リッド９は、スリーブ部３が結合される筒状部９ａを有し、筒状部９ａの根元には光学窓９ｂが設けられており、該光学窓がガラス板９ｃで塞がれている。
スリーブ部３は、光ファイバケーブルに取り付けられた光コネクタのフェルールをガイドするもので、スリーブ４と、Ｊスリーブ５を有する。
【００１６】
スリーブ４は、上記光コネクタが着脱可能に嵌合される形状で、スタブホルダ４ａとスリーブシェル４ｂとから筒状の外形が構成されている。スタブホルダ４ａは、ファイバスタブ４ｃを保持固定しており、該ファイバスタブ４ｃの外周に嵌合するようにフェルール位置決めのための割スリーブ４ｄが配されている。スリーブシェル４ｂは、光コネクタのフェルールを割スリーブ４ｄ内にガイドすると共に割スリーブ４ｄを保護するものである。
【００１７】
Ｊスリーブ５は、その嵌合部５ａをリッド９の筒状部９ａに嵌合し、モジュール本体部２内のＬＤ１１とスリーブ部材３内のファイバスタブ４ｃとの光軸方向（Ｚ方向）の調心が行われた後、ＹＡＧレーザ溶接等により固定される。Ｊスリーブ５の接合部５ｂには、スリーブ部４のスタブホルダ４ａの下端面が接合され、ＸＹ方向の調心が行われた後、ＹＡＧレーザ溶接等により固定される。
【００１８】
上述の部材から構成された光モジュール１は、ＬＤ１１から出射された信号光は、実装面と平行な方向に出射された後、非球面レンズ１３を透過し、反射ミラー１４により反射され、出射方向と直交する方向に曲げられる。そして、信号光は、リッド９の光学窓９ｂを通って、スリーブ４内のファイバスタブ４ｃの端面に露出する光ファイバ端面に入射され、光コネクタを経て外部に送信される。信号光の出射側と反対の背面側からはモニタ光が取り出されモニタ用のフォトダイオード（図示省略）で受光される。
【００１９】
この光モジュール１では、リッド９の筒状部９ａの根元に設けられた光学窓９ｂが、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、リッド９の中央からオフセットされた位置に設けられている。これは、モジュール本体部２の下面と平行方向に出射された信号光を上面より取り出す構造を採用しつつ、高い光結合を得るために非球面レンズ１３を使用する設計では、ＬＤ１１の直近に非球面レンズ１３を配置し位置調整する必要があるため、反射ミラー１４を用いて信号光を上方に向けるまでの距離が長くなってしまい、リッド９の中央に光学窓９を設けられないからである。
【００２０】
リッド９は、上述のように光学窓９ｂがリッド９の中央からオフセットされていると共に、筒状部９の形状が、光学窓９ｂを中心とした従来のものより肉厚の円筒であって、その光学窓９ｂのオフセット方向側がＤカットされた形状となっている。言い換えれば、筒状部９は、光学窓９ｂのオフセット方向と反対方向側が、上記オフセット方向側に比べて肉厚となっている。
光モジュールが光データリンクに取り付けられた状態において、光コネクタが挿入される時や、Ｗｉｇｇｌｅ等の外部応力が加わった時には、筒状部９ａの上記オフセット方向と反対方向側に大きな力が加わるが、この大きな力が加わる部分を上述のように肉厚としているので、リッド９の変形を抑制し光結合効率の劣化を防ぐことができる。
【００２１】
また、リッド９の筒状部９ａの上記オフセット方向側をＤカットしたのは、すなわち、オフセット方向側を肉薄としたのは、シームシール時のローラー電極を当てるための平面部を確保するためである。
なお、Ｄカットの大きさは、リッド９の筒状部９ａとスリーブ部３のＪスリーブ５とを１２０°間隔で３方向よりＹＡＧレーザ溶接できるように、Ｄカットの辺が１２０°以下になる設計（Ｌ＜√３Ｒ、（辺の長さＬ、円筒直径Ｒ））が好ましい。
【００２２】
図３は、リッドの他の例を説明する図であり、図３（Ａ）は斜視図、図３（Ｂ）は上面図である。
図３のリッド１５は、スリーブ部が取り付けられる筒状部１５ａの根元に設けられた光学窓１５ｂが、図２のものと同様に、リッド１５の中央からオフセットされた位置に設けられている。
しかし、筒状部１５ａの形状が、図２のものと異なり、光学窓１５ｂのオフセット方向と反対方向側が肉厚となるように該光学窓１５ｂが偏心された円筒形状となっている。
【００２３】
このリッド１５においても、光コネクタが挿入される時や、Ｗｉｇｇｌｅ等の外部応力が加わった時に大きな力が加わる筒状部１５ａの上記オフセット方向と反対方向側を上述のように肉厚としているので、リッド１５の変形を抑制し光結合効率の劣化を防ぐことができる。
また、リッド１５の筒状部１５ａの上記オフセット方向側が肉薄であるため、シームシール時のローラー電極を当てるための平面部を確保できる。
このリッド１５では、図２のものに比べ、Ｄカット部分がないため、ＹＡＧレーザ溶接設計の自由度が向上する。
【００２４】
図４は、リッドの別の例を説明する図であり、図４（Ａ）は斜視図、図４（Ｂ）は上面図である。
図４のリッド１６は、スリーブ部材が取り付けられる筒状部１６ａの根元に設けられた光学窓１６ｂが、図２のものと同様に、リッド１６の中央からオフセットされた位置に設けられている。
しかし、筒状部１６ａの形状が、図２のものと異なり、光学窓１６ｂのオフセット方向と反対方向側が肉厚となるように該光学窓１６ｂが偏心された楕円筒形状となっている。
【００２５】
このリッド１６においても、光コネクタが挿入される時や、Ｗｉｇｇｌｅ等の外部応力が加わった時に大きな力が加わる筒状部１６ａの上記オフセット方向と反対方向側を上述のように肉厚としているので、リッド１６の変形を抑制し光結合効率の劣化を防ぐことができる。
また、リッド１６の筒状部１６ａの上記オフセット方向側が肉薄であるため、シームシール時のローラー電極を当てるための平面部を確保できる。
このリッド１６では、筒状部１６ａに取り付けられるスリーブ部のＪスリーブに設けられたアイソレータの最適化のための、Ｊスリーブ部の回転方向の位置合わせが不要となる。
【００２６】
なお、リッド１６を用いる光モジュールでは、図１のスリーブ部３のＪスリーブ５の嵌合部５ａに相当する部分の形状が、リッド１６の筒状部１６ａの楕円筒形状に合わせたものとなる。
【００２７】
図５は、リッドの別の例を説明する図であり、図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は上面図である。
図５のリッド１７は、スリーブ部材が取り付けられる筒状部１７ａの根元に設けられた光学窓１７ｂが、図２のものと同様に、リッド１７の中央からオフセットされた位置に設けられている。
しかし、筒状部１７ａの形状が、図２のものと異なり、光学窓１７ｂのオフセット方向と反対方向側が肉厚となるように該光学窓１７ｂが偏心された位置に設けられた角筒形状となっている。
【００２８】
このリッド１７においても、光コネクタが挿入される時や、Ｗｉｇｇｌｅ等の外部応力が加わった時に大きな力が加わる筒状部１７ａの上記オフセット方向と反対方向側を上述のように肉厚としているので、リッド１７の変形を抑制し光結合効率の劣化を防ぐことができる。
また、リッド１７の筒状部１７ａの上記オフセット方向側が肉薄であるため、シームシール時のローラー電極を当てるための平面部を確保できる。
このリッド１７では、筒状部１７ａに取り付けられるスリーブ部のＪスリーブに設けられたアイソレータの最適化のための、Ｊスリーブの回転方向の位置合わせが不要となるだけでなく、肉厚の部分を多く確保できるため、強度が高い。
【００２９】
なお、リッド１７を用いる光モジュールでは、図１のスリーブ部３のＪスリーブ５の嵌合部５ａに相当する部分の形状が、リッド１７の筒状部１７ａの角筒形状に合わせたものとなる。
【符号の説明】
【００３０】
１…光モジュール、２…モジュール本体部、３…スリーブ部、４…スリーブ、５…ジョイントスリーブ（Ｊスリーブ）、６…矩形枠、７…ベース、８…金属リング、９，１５，１６，１７…リッド、９ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ…筒状部、９ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ…光学窓、１１…ＬＤ、１３…非球面レンズ。
【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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