光モジュール
【課題】半導体レーザと光ファイバが直接光結合され半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂により埋めてある状態で、半導体レーザの出射光により透明樹脂を変質させて、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる光モジュールを提供する。
【解決手段】半導体レーザ１０と光ファイバ３０を直接光結合している光モジュールであり、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の間を透明樹脂２０により埋めて、半導体レーザ１０を駆動して半導体レーザ１０から出射光を発生するときに、出射光の照射条件を調整することにより、透明樹脂２０の半導体レーザ１０の光出射部近傍の屈折率を、透明樹脂２０の光出射部近傍以外の部分の屈折率よりも高めることで半導体レーザ１０の出射光を光ファイバ３０に導く光導波路２００が形成されている。
【解決手段】半導体レーザ１０と光ファイバ３０を直接光結合している光モジュールであり、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の間を透明樹脂２０により埋めて、半導体レーザ１０を駆動して半導体レーザ１０から出射光を発生するときに、出射光の照射条件を調整することにより、透明樹脂２０の半導体レーザ１０の光出射部近傍の屈折率を、透明樹脂２０の光出射部近傍以外の部分の屈折率よりも高めることで半導体レーザ１０の出射光を光ファイバ３０に導く光導波路２００が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。特に、半導体レーザと光ファイバが直接光結合され半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂により埋めてある状態で、半導体レーザの出射光により透明樹脂を部分的に変質させて、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザと光ファイバを用いた光モジュールが、例えば光信号伝送用に開発されている。光モジュールにおいて、半導体レーザから出力された出射光を光ファイバに光結合させる方法が従来からいろいろと提案されている。例えば、出射光をレンズ等の集光手段を用いて集光し、光ファイバに光結合させる方法や、半導体レーザの出射端面に光ファイバの端面を近接させる方法等が提案されている。
【０００３】
集光手段を用いた方法として、特許文献１では、半導体レーザアレイとレンズアレイとを金属ブロックに搭載してＬＤアセンブリを構成し、ＬＤアセンブリを側壁に窓を有するパッケージに収容封止し、側壁の外側に取着する光ファイバアレイとＬＤアセンブリとを光結合されてなる半導体レーザモジュールであって、パッケージの側壁の内側面に金属ブロックがレーザ溶接されてなる構成である半導体レーザモジュールが提案されている。
【特許文献１】特開平６−３０８３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような集光手段を用いた方法では、半導体レーザ、集光手段、光ファイバを同時にそれぞれの光軸に合わせる必要があるため、組み立てに時間とコストが要した。
【０００５】
そこで、本発明者は、半導体レーザが発生する光を光ファイバの端部に対してレンズを介さずに、半導体レーザと光ファイバを直接光結合して、半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂で埋めることを提案している。しかし、半導体レーザと光ファイバの間を単に透明樹脂で埋める構成であると、次のような現象が生じることがある。
【０００６】
本発明者は、半導体レーザの出力端での出射光出力が一定になるように半導体レーザを動作させた場合に、動作環境温度が−２０℃では出射光出力が時間の経過とともに増大していくことを見いだした。このように出射光出力が時間の経過とともに増大するのは、半導体レーザに供給する入力電流値と出射光の波長は一定であり、半導体レーザ自体の劣化ではないことから、半導体レーザと光ファイバの間に配置された透明樹脂が、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光結合状態の変化による可能性が高い。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、半導体レーザと光ファイバが直接光結合され半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂により埋めてある状態で、半導体レーザの出射光により透明樹脂を変質させて、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる光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】
【０００８】
上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。
本発明の第１の態様にかかる光モジュールは、半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力させた出射光の照射条件を調整することにより、前記透明樹脂の前記半導体レーザの光出射部近傍の第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路またはレンズを形成することを特徴とする。
【０００９】
これにより、半導体レーザから出力させた出射光の照射条件（例えば、雰囲気温度、波長、照射時間等）を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に変質させ、即ち、屈折率が高くなるように変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる光モジュールは、半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力された第１の出射光の照射条件、及び、前記光ファイバから出力された第２の出射光の照射条件を調整することにより、共有領域を有した前記半導体レーザの光出射部近傍と前記光ファイバの光出射部近傍とからなる前記透明樹脂の第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記第１の出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路を形成することを特徴とする。
【００１１】
これにより、半導体レーザ及び光モジュールから出力させた出射光の照射条件を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に短時間に変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路を形成することにより光結合効率を高めることができる。また、短時間で光導波路を形成することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様にかかる光モジュールは、本発明の第１または２の態様にかかる光モジュールにおいて、前記透明樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の態様にかかる光モジュールは、本発明の第１から３のいずれか１つの態様にかかる光モジュールにおいて、前記出射光の照射条件の調整は、少なくとも前記出射光の波長、雰囲気温度、及び前記出射光の照射時間を調整し、少なくとも酸素分子を含む雰囲気で、前記酸素を活性化させる波長領域を少なくとも含む波長領域の波長となるように、前記出射光の波長及び前記雰囲気温度を調整することを特徴とする。
【００１４】
これにより、例えば、シリコーン樹脂において、酸素が活性化（３重項状態から１重項状態になる）し、場合によってラジカル反応が起こり、メチル基等の低分子側鎖を切り、主鎖を重合化することにより、高密度化、光屈折率化を図ることができる。
【００１５】
従って、半導体レーザや光ファイバから出力させた出射光の照射条件を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる。
【００１６】
本発明の第５の態様にかかる光モジュールは、本発明の第４の態様にかかる光モジュールにおいて、前記出射光の波長及び前記雰囲気温度の調整は、前記雰囲気温度を室温よりも低温にして、前記酸素を活性化させる波長領域になるように前記出射光の波長を調整することを特徴とする。
【００１７】
ここで、室温は２５℃である。雰囲気温度を低くすると、半導体レーザや光ファイバから出力された出射光の波長は、短くなる。例えば、１．３μｍ帯のレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を、１．２６８７μｍ以下の波長を含んだ光が発生するような雰囲気温度（例えば、−４０℃のように室温よりも低い温度）で通電する。
【００１８】
本発明の第６の態様にかかる光モジュールは、本発明の第４の態様にかかる光モジュールにおいて、前記雰囲気温度は室温のままで、前記酸素を活性化させる波長領域の波長となる前記出射光を前記半導体レーザから発生させることを特徴とする。
【００１９】
例えば、雰囲気温度を室温の状態で、分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）により、１．２６８７μｍ以下の波長で通電する。
【００２０】
本発明の第７の態様にかかる光モジュールは、本発明の第４から６のいずれか１つの態様にかかる光モジュールにおいて、前記酸素を活性化させる波長領域は、１．２６８７μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、例えば、シリコーン樹脂において、酸素が活性化（３重項状態から１重項状態になる）し、場合によってラジカル反応が起こり、メチル基等の低分子側鎖を切り、主鎖を重合化することにより、高密度化、光屈折率化を図ることができる。
【００２２】
従って、半導体レーザや光ファイバから出力させた出射光の照射条件を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと同等なもので置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。
【００２４】
図１は、本発明を適用可能な光モジュールの好ましい実施形態を示す断面図である。図１に示す光モジュールは、一例として光送受信モジュールであり、図１の例では出力光信号Ｌ１を送信し、入力光信号Ｌ２を受信することができる。
【００２５】
図１に示す光モジュール１は、概略的には本体部２とフェルール部３を有している。まず、本体部２の構造について説明する。
【００２６】
図１に示す本体部２は、基板５と、半導体レーザ１０と、モニター用受光素子１１と、受光部１２と、透明樹脂２０と、光ファイバ３０などを有している。
【００２７】
基板５は、例えば金属リードフレーム材であり、基板５は絶縁性を有するベース部材６の上に配置されている。基板５の上には、発光部基板７と、受光した光信号処理部８が搭載されている。発光部基板７は例えばシリコン基板である。
【００２８】
発光部基板７の上には、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１が搭載されており、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１は、外部接続端子９を介して外部の回路に対して電気的に接続されている。
【００２９】
半導体レーザ１０は、例えばファブリペロー半導体レーザ（ＦＰＬＤ：Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、端面発光レーザ（Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）などのレーザダイオード（ＬＤ）チップを用いることができ、例えば１．３１０μｍの波長を有する出力光信号（上り信号）Ｌ１を出力する。モニター用受光素子１１は、半導体レーザ１０の発生する出力光信号Ｌ１の光出力をモニターする。ここで、モニター用受光素子１１は、例えばフォトダイオードである。
【００３０】
図１に示す受光部１２は、光ファイバ３０を通じて入力された入力光信号Ｌ２を受光する。ここで、受光部１２は、例えばフォトダイオードである。光ファイバ３０の途中には、ＷＤＭ（波長分割多重）フィルタ２１が配置されており、光ファイバ３０を通じて入射されてきた入力光信号Ｌ２は、ＷＤＭフィルタ２１により反射されて受光部１２に入る。ＷＤＭフィルタ２１は、出力光信号Ｌ１を通過させて、入力光信号Ｌ２を選択的に反射する機能を有する。入力光信号（下り信号）Ｌ２は、例えば１．５５０μｍあるいは１．４９０μｍの波長を有する。
図１に示す光ファイバ３０は、光モジュール１内において光導波路を形成している。
【００３１】
光ファイバ３０の光入射端部３１は、半導体レーザ１０の光出射部に対応して配置されている。光ファイバ３０は、コア３２とこのコア３２の周囲を覆うクラッド３３を有している。光ファイバ３０は、樹脂成形体１９のΩ型断面を有する溝部３４内に嵌め込まれており、光ファイバ３０の光入射端部３１は半導体レーザ１０の光出射部に対して高精度に位置決めして保持されている。
【００３２】
図１に示す透明樹脂２０としては、例えばシリコーン樹脂を用いることができる。このシリコーン樹脂は、シロキサン結合を骨格とした高分子有機化合物（ポリマー）の総称であり、無色・無臭で撥水性がある。以下、透明樹脂２０として、シリコーン樹脂を例に挙げて説明する。
【００３３】
図１に示すように、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１と光ファイバ３０の一部分と受光部１２は、透明樹脂２０により、封止して保護されている。透明樹脂２０にはさらに樹脂成形体１９が配置されている。本体部２のホルダ５０は、光ファイバ３０の途中の部分とフェルール部３を保持している。
【００３４】
次に、フェルール部３の構造について説明する。フェルール部３は、２つのフェルール４１，４２とスリーブ４３を有している。フェルール４１は、光ファイバ３０の他端部３６と、別の接続用の光ファイバ５５の端部３７を直接光接続している。
【００３５】
図１に示すように、光モジュール１は、発光部６０と、光ファイバ保持部６１と、出力端部６２の各領域に分けることができる。発光部６０は、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１を含む領域であり、光ファイバ保持部６２は、光ファイバ３０を透明樹脂２０で保持している領域である。出力端部６２は、ホルダ５０とフェルール部３を含む領域である。
【００３６】
図２は、図１に示した光モジュール１の回路の一例を示した図である。
図２は、光ファイバ３０と、半導体レーザ１０と、モニター用受光素子１１と、受光部１２と、入力光信号Ｌ２の光信号処理部８と、レーザダイオードドライバ回路７０を示している。
【００３７】
レーザダイオードドライバ回路７０は、半導体レーザ１０に駆動用の電流を供給して半導体レーザ１０を駆動する。駆動された半導体レーザ１０は、出力光信号Ｌ１を発生する。発生した出力光信号Ｌ１は、光ファイバ３０を通じて相手側に送られる。
【００３８】
また、半導体レーザ１０により発生された出力光信号Ｌ１は、モニター用受光素子１１により受光される。レーザダイオードドライバ回路７０は、モニター用受光素子１１によって受光された出力光信号Ｌ１の光信号出力をモニターすることにより、一定の光信号出力を有する出力光信号Ｌ１を出力する。
【００３９】
一方、受光側の入力光信号Ｌ２は、相手側から光ファイバ３０を通じて送られてきて、ＷＤＭフィルタ２１により反射されてバンドパスフィルタ７５を通った後に、受光部１２に入る。受光された入力光信号Ｌ２は、光信号処理部８により所定の処理が行われる。このバンドパスフィルタ７５は、１．４８０μｍ〜１．５００μｍのみの波長を有する入力光信号を通す。
【００４０】
図３は、図１の部分Ｘを示す模式的な図である。部分Ｘは、半導体レーザ１０、光ファイバ３０の光入射端部３１、及び透明樹脂２０の一部分を示している。半導体レーザ１０と光ファイバ３０との間は、透明樹脂２０により埋めてあり、半導体レーザ１０と光ファイバ３０は透明樹脂２０により封止されている。
【００４１】
図３において、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の光入射端部３１の距離Ｍは、例えば１５μｍである。また、半導体レーザ１０の出力光信号Ｌ１の光出力は、例えば１０ｍＷである。
【００４２】
図１に示す光モジュール１において、図３に示すように、半導体レーザ１０が駆動されて半導体レーザ１０から出射光である出力光信号Ｌ１を発生するときに、出射光の照射条件を調整することにより、透明樹脂２０の半導体レーザ１０の光出射部１００の近傍の第１部分１２０が変質して、Ｓｉの架橋密度が上がって硬くなる。
【００４３】
この第１部分１２０の樹脂密度の増加により、透明樹脂２０の光出射部近傍の第１部分１２０の屈折率を、透明樹脂２０の光出射部近傍１００以外の第２部分１３０の屈折率よりも高めて、半導体レーザ１０の出射光を光ファイバ３０の光入射端部３１に導く光導波路２００が形成されている。
【００４４】
例えば、出射光の照射条件の要素としては、少なくとも出射光の波長、雰囲気温度、及び出射光の照射時間が挙げられる。また、少なくとも酸素分子を含む雰囲気で、酸素を活性化させる波長領域を少なくとも含む波長領域の波長となるように、出射光の波長及び雰囲気温度を調整する。
【００４５】
これは、半導体レーザ１０からの出射光の波長が、酸素を１重項励起状態にする波長領域（１．２６８７μｍ以下の波長領域）であるとき、出射光のエネルギーにより雰囲気中の酸素が活性化し、即ち、３重項励起状態から１重項励起状態になり、メチル基を側鎖に有するメチルレジン系シリコーン樹脂と反応するためである。
【００４６】
即ち、シリコーン樹脂において、酸素が活性化（３重項状態から１重項状態になる）し、場合によってラジカル反応が起こり、メチル基等の低分子側鎖を切り、主鎖を重合化させるためである。
【００４７】
図４は、メチルレジン系シリコーン樹脂の変質メカニズムを説明するための図である。図４に示すように、酸素雰囲気において、メチル基を側鎖に有するメチルレジン系シリコーン樹脂（状態１）に、１．２６８７μｍ以下の波長領域を満足する波長の出射光を半導体レーザ１０から出力すると、メチル基である側鎖を切って１重項励起状態の酸素と結合し（状態２）、主鎖を重合化する（状態３）。
【００４８】
図１及び図３に示したように、半導体レーザ１０が、１．３１０μｍの波長を有する出力光信号Ｌ１を出力する場合は、雰囲気温度を室温よりも低温にすることにより、１．３１０μｍの波長から１．２６８７μｍ以下の波長に変化させ、変化した１．２６８７μｍ以下の波長を有する出力光信号Ｌ１により、透明樹脂２０の第１部分１２０を変質させ、樹脂密度を増加させる。
【００４９】
図５は、半導体レーザ１０の光出射部１００から出力される光信号Ｌ１のパワーが、時間が経過するのに伴って上昇していく例を示す図である。図５では、雰囲気温度（環境温度ともいう）が０℃、―２０℃、−４０℃の場合を示している。
【００５０】
図５に示すように、雰囲気温度が下がるほど、時間に対して、光信号Ｌ１のパワーが大きい結果となった。これは、雰囲気温度が０℃のとき、光信号Ｌ１の波長は１．２９０μｍ近傍となり、−２０℃のとき、光信号Ｌ１の波長は１．２８０μｍ近傍となり、−４０℃のとき、光信号Ｌ１の波長は１．２７０μｍ近傍となるためである。
【００５１】
半導体レーザ１０から出力される光信号Ｌ１の波長は、幅を持つため、雰囲気温度が０℃のとき、即ち、光信号Ｌ１の波長は１．２９０μｍ近傍であっても、酸素を活性化させる１．２６８７μｍ以下の波長も有している。しかし、その分布量は、雰囲気温度が−４０℃のときに比較して少ないため、透明樹脂２０の第１部分１２０の変質による樹脂密度の増加が小さい。そのため、雰囲気温度が下がるほど、時間に対して、光信号Ｌ１のパワーが大きくなった。
【００５２】
また、図５に示すように、雰囲気温度によって、時間に対して光信号Ｌ１のパワーの変化は、一定ではないことがわかる。このため、雰囲気温度によって、光結合効率が最適となる出射光の照射時間を、即ち、パワーが最大となる出射光の照射時間を調整し、これにより、透明樹脂２０の第１部分１２０の変質による樹脂密度を増加させる。
【００５３】
上述したように、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面が透明樹脂２０の光導波路２００を通じて直接光結合されて、半導体レーザ１０の出射光を光ファイバ３０の光入射端部３１へ導くための光導波路２００を形成することにより光結合効率を高めることができる。
【００５４】
即ち、透明樹脂２０の半導体レーザ１０の光出射部１００の近傍の第１部分１２０の樹脂密度を増加させることで、透明樹脂２０の光出射部近傍の第１部分１２０は、光信号Ｌ１により変質された透明樹脂２０の変質部と呼ぶことができるとともに、透明樹脂２０の光出射部近傍１００以外の第２部分１３０は透明樹脂２０の未変質部と呼ぶことができる。この変質部の光の屈折率は未変質部の光の屈折率に比べて高く、この変質部と未変質部との間には光の屈折率差があることから、透明樹脂２０は、この屈折率差を利用して半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間に光導波路２００を形成できる。
【００５５】
このように透明樹脂２０では、半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間の変質部の第１部分１２０が、それ以外の第２部分１３０に比べて高屈折率化が可能になるので、半導体レーザ１０から出力される出射光の照射条件を調整して出射光の波長を１．２６８７μｍ以下にすることで、変質部（第１部分１２０）と未変質部（第２部分１３０）との屈折率差が大きくなり、透明樹脂２０における光導波路を形成できる効果がある。
【００５６】
例えば、光モジュール１の置かれた雰囲気が室温よりも低温であれば、変質部（第１部分１２０）と未変質部（第２部分１３０）との屈折率差が大きくなり、透明樹脂２０における光導波路を形成できる効果がある。
【００５７】
また、半導体レーザ１０を駆動して、透明樹脂２０に対して半導体レーザ１０から出射光を発生するときに、出射光の波長を１．２６８７μｍ以下にすることで、透明樹脂２０が変質して、Ｓｉの架橋密度が上がって硬くなり光導波路効果が得られる。
【００５８】
また、本発明の光モジュールの透明樹脂は、シリコーン樹脂である。これにより透明樹脂は入手し易く、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の間を容易に確実に埋めて封止できる。
【００５９】
また、半導体レーザ１０のＬＤチップとして分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）を用いて、半導体レーザ１０からの出力される出射光の波長を１．２６８７μｍ以下の波長に特定する。これにより、雰囲気温度を室温の状態で、透明樹脂２０における光導波路を形成できる効果がある。
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
【００６０】
上述した図１及び図３に示す光モジュールの例では、半導体レーザ１０から出力した出射光により透明樹脂２０の第１部分１２０を変質させ、半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面との間に光導波路２００を形成しているが、図６に示すように、半導体レーザ１０からだけでなく、光ファイバ３０側からも、１．２６８７μｍ以下の波長となるような出射光を、光ファイバ３０のコア３２より出力することにより、光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間に光導波路２００を形成することもできる。
【００６１】
即ち、照射時間に対して、半導体レーザ１０側から出射光による透明樹脂２０の変質部２１０の境界を光ファイバ３０のコア３２の端面に連続的に近づけるとともに、光ファイバ３０側かから出射光による透明樹脂２０の変質部２２０の境界を半導体レーザ１０の光出射部１００に連続的に近づけることにより、半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面との間に光導波路２００となる、少なくとも変質部２１０と変質部２２０とを含む、変質した透明樹脂２０の第１部分１２０を短時間で形成することができる。
【００６２】
また、例えば、図１に示す光モジュールの例では、光信号の送信と受信が可能な光送受信モジュールであるが、これに限らず、光モジュールは光信号を送信できる光送信モジュールであってもよい。
【００６３】
また、図１に示すに示す光モジュール１は、出力光信号Ｌ１を発生して光ファイバ３０を通じて出力し、光ファイバ３０を通じて入力された入力光信号Ｌ２を受光できる。しかし、これに限らず、図７に示すように、半導体レーザ１０と光導波路としての光ファイバ３０Ａを備えており、半導体レーザ１０と光ファイバ３０を直接光結合していて、半導体レーザ１０と光ファイバ３０Ａの間が透明樹脂２０により埋めてあれば、本発明は適用できる。
また、透明樹脂２０の種類は、シリコーンに限らず、他の種類を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用可能な光モジュールの好ましい実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した光モジュール１の回路の一例を示した図である。
【図３】図１の部分Ｘを模式的に示す図である。
【図４】メチルレジン系シリコーン樹脂の変質メカニズムを説明するための図である。
【図５】半導体レーザ１０の光出射部１００から出力される光信号Ｌ１のパワーが、時間が経過するのに伴って上昇していく例を示す図である。
【図６】半導体レーザ１０及び光ファイバ３０から出射光を出力して、光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間に光導波路２００を形成する例を示す図である。
【図７】本発明を適用可能な光モジュールの好ましい別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 光モジュール
２ 本体部
３ フェルール部
１０ 半導体レーザ
２０ 透明樹脂
３０ 光ファイバ
１２０ 第１部分（透明樹脂の変質部）
１３０ 第２部分（透明樹脂の未変質部）
２００ 光導波路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。特に、半導体レーザと光ファイバが直接光結合され半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂により埋めてある状態で、半導体レーザの出射光により透明樹脂を部分的に変質させて、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザと光ファイバを用いた光モジュールが、例えば光信号伝送用に開発されている。光モジュールにおいて、半導体レーザから出力された出射光を光ファイバに光結合させる方法が従来からいろいろと提案されている。例えば、出射光をレンズ等の集光手段を用いて集光し、光ファイバに光結合させる方法や、半導体レーザの出射端面に光ファイバの端面を近接させる方法等が提案されている。
【０００３】
集光手段を用いた方法として、特許文献１では、半導体レーザアレイとレンズアレイとを金属ブロックに搭載してＬＤアセンブリを構成し、ＬＤアセンブリを側壁に窓を有するパッケージに収容封止し、側壁の外側に取着する光ファイバアレイとＬＤアセンブリとを光結合されてなる半導体レーザモジュールであって、パッケージの側壁の内側面に金属ブロックがレーザ溶接されてなる構成である半導体レーザモジュールが提案されている。
【特許文献１】特開平６−３０８３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような集光手段を用いた方法では、半導体レーザ、集光手段、光ファイバを同時にそれぞれの光軸に合わせる必要があるため、組み立てに時間とコストが要した。
【０００５】
そこで、本発明者は、半導体レーザが発生する光を光ファイバの端部に対してレンズを介さずに、半導体レーザと光ファイバを直接光結合して、半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂で埋めることを提案している。しかし、半導体レーザと光ファイバの間を単に透明樹脂で埋める構成であると、次のような現象が生じることがある。
【０００６】
本発明者は、半導体レーザの出力端での出射光出力が一定になるように半導体レーザを動作させた場合に、動作環境温度が−２０℃では出射光出力が時間の経過とともに増大していくことを見いだした。このように出射光出力が時間の経過とともに増大するのは、半導体レーザに供給する入力電流値と出射光の波長は一定であり、半導体レーザ自体の劣化ではないことから、半導体レーザと光ファイバの間に配置された透明樹脂が、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光結合状態の変化による可能性が高い。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、半導体レーザと光ファイバが直接光結合され半導体レーザと光ファイバとの間を透明樹脂により埋めてある状態で、半導体レーザの出射光により透明樹脂を変質させて、半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる光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】
【０００８】
上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。
本発明の第１の態様にかかる光モジュールは、半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力させた出射光の照射条件を調整することにより、前記透明樹脂の前記半導体レーザの光出射部近傍の第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路またはレンズを形成することを特徴とする。
【０００９】
これにより、半導体レーザから出力させた出射光の照射条件（例えば、雰囲気温度、波長、照射時間等）を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に変質させ、即ち、屈折率が高くなるように変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる光モジュールは、半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力された第１の出射光の照射条件、及び、前記光ファイバから出力された第２の出射光の照射条件を調整することにより、共有領域を有した前記半導体レーザの光出射部近傍と前記光ファイバの光出射部近傍とからなる前記透明樹脂の第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記第１の出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路を形成することを特徴とする。
【００１１】
これにより、半導体レーザ及び光モジュールから出力させた出射光の照射条件を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に短時間に変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路を形成することにより光結合効率を高めることができる。また、短時間で光導波路を形成することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様にかかる光モジュールは、本発明の第１または２の態様にかかる光モジュールにおいて、前記透明樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の態様にかかる光モジュールは、本発明の第１から３のいずれか１つの態様にかかる光モジュールにおいて、前記出射光の照射条件の調整は、少なくとも前記出射光の波長、雰囲気温度、及び前記出射光の照射時間を調整し、少なくとも酸素分子を含む雰囲気で、前記酸素を活性化させる波長領域を少なくとも含む波長領域の波長となるように、前記出射光の波長及び前記雰囲気温度を調整することを特徴とする。
【００１４】
これにより、例えば、シリコーン樹脂において、酸素が活性化（３重項状態から１重項状態になる）し、場合によってラジカル反応が起こり、メチル基等の低分子側鎖を切り、主鎖を重合化することにより、高密度化、光屈折率化を図ることができる。
【００１５】
従って、半導体レーザや光ファイバから出力させた出射光の照射条件を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる。
【００１６】
本発明の第５の態様にかかる光モジュールは、本発明の第４の態様にかかる光モジュールにおいて、前記出射光の波長及び前記雰囲気温度の調整は、前記雰囲気温度を室温よりも低温にして、前記酸素を活性化させる波長領域になるように前記出射光の波長を調整することを特徴とする。
【００１７】
ここで、室温は２５℃である。雰囲気温度を低くすると、半導体レーザや光ファイバから出力された出射光の波長は、短くなる。例えば、１．３μｍ帯のレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を、１．２６８７μｍ以下の波長を含んだ光が発生するような雰囲気温度（例えば、−４０℃のように室温よりも低い温度）で通電する。
【００１８】
本発明の第６の態様にかかる光モジュールは、本発明の第４の態様にかかる光モジュールにおいて、前記雰囲気温度は室温のままで、前記酸素を活性化させる波長領域の波長となる前記出射光を前記半導体レーザから発生させることを特徴とする。
【００１９】
例えば、雰囲気温度を室温の状態で、分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）により、１．２６８７μｍ以下の波長で通電する。
【００２０】
本発明の第７の態様にかかる光モジュールは、本発明の第４から６のいずれか１つの態様にかかる光モジュールにおいて、前記酸素を活性化させる波長領域は、１．２６８７μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、例えば、シリコーン樹脂において、酸素が活性化（３重項状態から１重項状態になる）し、場合によってラジカル反応が起こり、メチル基等の低分子側鎖を切り、主鎖を重合化することにより、高密度化、光屈折率化を図ることができる。
【００２２】
従って、半導体レーザや光ファイバから出力させた出射光の照射条件を調整して、光が照射されている透明樹脂の一部（半導体レーザの光出射部近傍の第１部分）を積極的に変質させ、この変質させた透明樹脂の一部が半導体レーザの出射光を光ファイバへ導くための光導波路またはレンズを形成することにより光結合効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと同等なもので置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。
【００２４】
図１は、本発明を適用可能な光モジュールの好ましい実施形態を示す断面図である。図１に示す光モジュールは、一例として光送受信モジュールであり、図１の例では出力光信号Ｌ１を送信し、入力光信号Ｌ２を受信することができる。
【００２５】
図１に示す光モジュール１は、概略的には本体部２とフェルール部３を有している。まず、本体部２の構造について説明する。
【００２６】
図１に示す本体部２は、基板５と、半導体レーザ１０と、モニター用受光素子１１と、受光部１２と、透明樹脂２０と、光ファイバ３０などを有している。
【００２７】
基板５は、例えば金属リードフレーム材であり、基板５は絶縁性を有するベース部材６の上に配置されている。基板５の上には、発光部基板７と、受光した光信号処理部８が搭載されている。発光部基板７は例えばシリコン基板である。
【００２８】
発光部基板７の上には、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１が搭載されており、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１は、外部接続端子９を介して外部の回路に対して電気的に接続されている。
【００２９】
半導体レーザ１０は、例えばファブリペロー半導体レーザ（ＦＰＬＤ：Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、端面発光レーザ（Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）などのレーザダイオード（ＬＤ）チップを用いることができ、例えば１．３１０μｍの波長を有する出力光信号（上り信号）Ｌ１を出力する。モニター用受光素子１１は、半導体レーザ１０の発生する出力光信号Ｌ１の光出力をモニターする。ここで、モニター用受光素子１１は、例えばフォトダイオードである。
【００３０】
図１に示す受光部１２は、光ファイバ３０を通じて入力された入力光信号Ｌ２を受光する。ここで、受光部１２は、例えばフォトダイオードである。光ファイバ３０の途中には、ＷＤＭ（波長分割多重）フィルタ２１が配置されており、光ファイバ３０を通じて入射されてきた入力光信号Ｌ２は、ＷＤＭフィルタ２１により反射されて受光部１２に入る。ＷＤＭフィルタ２１は、出力光信号Ｌ１を通過させて、入力光信号Ｌ２を選択的に反射する機能を有する。入力光信号（下り信号）Ｌ２は、例えば１．５５０μｍあるいは１．４９０μｍの波長を有する。
図１に示す光ファイバ３０は、光モジュール１内において光導波路を形成している。
【００３１】
光ファイバ３０の光入射端部３１は、半導体レーザ１０の光出射部に対応して配置されている。光ファイバ３０は、コア３２とこのコア３２の周囲を覆うクラッド３３を有している。光ファイバ３０は、樹脂成形体１９のΩ型断面を有する溝部３４内に嵌め込まれており、光ファイバ３０の光入射端部３１は半導体レーザ１０の光出射部に対して高精度に位置決めして保持されている。
【００３２】
図１に示す透明樹脂２０としては、例えばシリコーン樹脂を用いることができる。このシリコーン樹脂は、シロキサン結合を骨格とした高分子有機化合物（ポリマー）の総称であり、無色・無臭で撥水性がある。以下、透明樹脂２０として、シリコーン樹脂を例に挙げて説明する。
【００３３】
図１に示すように、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１と光ファイバ３０の一部分と受光部１２は、透明樹脂２０により、封止して保護されている。透明樹脂２０にはさらに樹脂成形体１９が配置されている。本体部２のホルダ５０は、光ファイバ３０の途中の部分とフェルール部３を保持している。
【００３４】
次に、フェルール部３の構造について説明する。フェルール部３は、２つのフェルール４１，４２とスリーブ４３を有している。フェルール４１は、光ファイバ３０の他端部３６と、別の接続用の光ファイバ５５の端部３７を直接光接続している。
【００３５】
図１に示すように、光モジュール１は、発光部６０と、光ファイバ保持部６１と、出力端部６２の各領域に分けることができる。発光部６０は、半導体レーザ１０とモニター用受光素子１１を含む領域であり、光ファイバ保持部６２は、光ファイバ３０を透明樹脂２０で保持している領域である。出力端部６２は、ホルダ５０とフェルール部３を含む領域である。
【００３６】
図２は、図１に示した光モジュール１の回路の一例を示した図である。
図２は、光ファイバ３０と、半導体レーザ１０と、モニター用受光素子１１と、受光部１２と、入力光信号Ｌ２の光信号処理部８と、レーザダイオードドライバ回路７０を示している。
【００３７】
レーザダイオードドライバ回路７０は、半導体レーザ１０に駆動用の電流を供給して半導体レーザ１０を駆動する。駆動された半導体レーザ１０は、出力光信号Ｌ１を発生する。発生した出力光信号Ｌ１は、光ファイバ３０を通じて相手側に送られる。
【００３８】
また、半導体レーザ１０により発生された出力光信号Ｌ１は、モニター用受光素子１１により受光される。レーザダイオードドライバ回路７０は、モニター用受光素子１１によって受光された出力光信号Ｌ１の光信号出力をモニターすることにより、一定の光信号出力を有する出力光信号Ｌ１を出力する。
【００３９】
一方、受光側の入力光信号Ｌ２は、相手側から光ファイバ３０を通じて送られてきて、ＷＤＭフィルタ２１により反射されてバンドパスフィルタ７５を通った後に、受光部１２に入る。受光された入力光信号Ｌ２は、光信号処理部８により所定の処理が行われる。このバンドパスフィルタ７５は、１．４８０μｍ〜１．５００μｍのみの波長を有する入力光信号を通す。
【００４０】
図３は、図１の部分Ｘを示す模式的な図である。部分Ｘは、半導体レーザ１０、光ファイバ３０の光入射端部３１、及び透明樹脂２０の一部分を示している。半導体レーザ１０と光ファイバ３０との間は、透明樹脂２０により埋めてあり、半導体レーザ１０と光ファイバ３０は透明樹脂２０により封止されている。
【００４１】
図３において、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の光入射端部３１の距離Ｍは、例えば１５μｍである。また、半導体レーザ１０の出力光信号Ｌ１の光出力は、例えば１０ｍＷである。
【００４２】
図１に示す光モジュール１において、図３に示すように、半導体レーザ１０が駆動されて半導体レーザ１０から出射光である出力光信号Ｌ１を発生するときに、出射光の照射条件を調整することにより、透明樹脂２０の半導体レーザ１０の光出射部１００の近傍の第１部分１２０が変質して、Ｓｉの架橋密度が上がって硬くなる。
【００４３】
この第１部分１２０の樹脂密度の増加により、透明樹脂２０の光出射部近傍の第１部分１２０の屈折率を、透明樹脂２０の光出射部近傍１００以外の第２部分１３０の屈折率よりも高めて、半導体レーザ１０の出射光を光ファイバ３０の光入射端部３１に導く光導波路２００が形成されている。
【００４４】
例えば、出射光の照射条件の要素としては、少なくとも出射光の波長、雰囲気温度、及び出射光の照射時間が挙げられる。また、少なくとも酸素分子を含む雰囲気で、酸素を活性化させる波長領域を少なくとも含む波長領域の波長となるように、出射光の波長及び雰囲気温度を調整する。
【００４５】
これは、半導体レーザ１０からの出射光の波長が、酸素を１重項励起状態にする波長領域（１．２６８７μｍ以下の波長領域）であるとき、出射光のエネルギーにより雰囲気中の酸素が活性化し、即ち、３重項励起状態から１重項励起状態になり、メチル基を側鎖に有するメチルレジン系シリコーン樹脂と反応するためである。
【００４６】
即ち、シリコーン樹脂において、酸素が活性化（３重項状態から１重項状態になる）し、場合によってラジカル反応が起こり、メチル基等の低分子側鎖を切り、主鎖を重合化させるためである。
【００４７】
図４は、メチルレジン系シリコーン樹脂の変質メカニズムを説明するための図である。図４に示すように、酸素雰囲気において、メチル基を側鎖に有するメチルレジン系シリコーン樹脂（状態１）に、１．２６８７μｍ以下の波長領域を満足する波長の出射光を半導体レーザ１０から出力すると、メチル基である側鎖を切って１重項励起状態の酸素と結合し（状態２）、主鎖を重合化する（状態３）。
【００４８】
図１及び図３に示したように、半導体レーザ１０が、１．３１０μｍの波長を有する出力光信号Ｌ１を出力する場合は、雰囲気温度を室温よりも低温にすることにより、１．３１０μｍの波長から１．２６８７μｍ以下の波長に変化させ、変化した１．２６８７μｍ以下の波長を有する出力光信号Ｌ１により、透明樹脂２０の第１部分１２０を変質させ、樹脂密度を増加させる。
【００４９】
図５は、半導体レーザ１０の光出射部１００から出力される光信号Ｌ１のパワーが、時間が経過するのに伴って上昇していく例を示す図である。図５では、雰囲気温度（環境温度ともいう）が０℃、―２０℃、−４０℃の場合を示している。
【００５０】
図５に示すように、雰囲気温度が下がるほど、時間に対して、光信号Ｌ１のパワーが大きい結果となった。これは、雰囲気温度が０℃のとき、光信号Ｌ１の波長は１．２９０μｍ近傍となり、−２０℃のとき、光信号Ｌ１の波長は１．２８０μｍ近傍となり、−４０℃のとき、光信号Ｌ１の波長は１．２７０μｍ近傍となるためである。
【００５１】
半導体レーザ１０から出力される光信号Ｌ１の波長は、幅を持つため、雰囲気温度が０℃のとき、即ち、光信号Ｌ１の波長は１．２９０μｍ近傍であっても、酸素を活性化させる１．２６８７μｍ以下の波長も有している。しかし、その分布量は、雰囲気温度が−４０℃のときに比較して少ないため、透明樹脂２０の第１部分１２０の変質による樹脂密度の増加が小さい。そのため、雰囲気温度が下がるほど、時間に対して、光信号Ｌ１のパワーが大きくなった。
【００５２】
また、図５に示すように、雰囲気温度によって、時間に対して光信号Ｌ１のパワーの変化は、一定ではないことがわかる。このため、雰囲気温度によって、光結合効率が最適となる出射光の照射時間を、即ち、パワーが最大となる出射光の照射時間を調整し、これにより、透明樹脂２０の第１部分１２０の変質による樹脂密度を増加させる。
【００５３】
上述したように、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面が透明樹脂２０の光導波路２００を通じて直接光結合されて、半導体レーザ１０の出射光を光ファイバ３０の光入射端部３１へ導くための光導波路２００を形成することにより光結合効率を高めることができる。
【００５４】
即ち、透明樹脂２０の半導体レーザ１０の光出射部１００の近傍の第１部分１２０の樹脂密度を増加させることで、透明樹脂２０の光出射部近傍の第１部分１２０は、光信号Ｌ１により変質された透明樹脂２０の変質部と呼ぶことができるとともに、透明樹脂２０の光出射部近傍１００以外の第２部分１３０は透明樹脂２０の未変質部と呼ぶことができる。この変質部の光の屈折率は未変質部の光の屈折率に比べて高く、この変質部と未変質部との間には光の屈折率差があることから、透明樹脂２０は、この屈折率差を利用して半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間に光導波路２００を形成できる。
【００５５】
このように透明樹脂２０では、半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間の変質部の第１部分１２０が、それ以外の第２部分１３０に比べて高屈折率化が可能になるので、半導体レーザ１０から出力される出射光の照射条件を調整して出射光の波長を１．２６８７μｍ以下にすることで、変質部（第１部分１２０）と未変質部（第２部分１３０）との屈折率差が大きくなり、透明樹脂２０における光導波路を形成できる効果がある。
【００５６】
例えば、光モジュール１の置かれた雰囲気が室温よりも低温であれば、変質部（第１部分１２０）と未変質部（第２部分１３０）との屈折率差が大きくなり、透明樹脂２０における光導波路を形成できる効果がある。
【００５７】
また、半導体レーザ１０を駆動して、透明樹脂２０に対して半導体レーザ１０から出射光を発生するときに、出射光の波長を１．２６８７μｍ以下にすることで、透明樹脂２０が変質して、Ｓｉの架橋密度が上がって硬くなり光導波路効果が得られる。
【００５８】
また、本発明の光モジュールの透明樹脂は、シリコーン樹脂である。これにより透明樹脂は入手し易く、半導体レーザ１０と光ファイバ３０の間を容易に確実に埋めて封止できる。
【００５９】
また、半導体レーザ１０のＬＤチップとして分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）を用いて、半導体レーザ１０からの出力される出射光の波長を１．２６８７μｍ以下の波長に特定する。これにより、雰囲気温度を室温の状態で、透明樹脂２０における光導波路を形成できる効果がある。
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
【００６０】
上述した図１及び図３に示す光モジュールの例では、半導体レーザ１０から出力した出射光により透明樹脂２０の第１部分１２０を変質させ、半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面との間に光導波路２００を形成しているが、図６に示すように、半導体レーザ１０からだけでなく、光ファイバ３０側からも、１．２６８７μｍ以下の波長となるような出射光を、光ファイバ３０のコア３２より出力することにより、光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間に光導波路２００を形成することもできる。
【００６１】
即ち、照射時間に対して、半導体レーザ１０側から出射光による透明樹脂２０の変質部２１０の境界を光ファイバ３０のコア３２の端面に連続的に近づけるとともに、光ファイバ３０側かから出射光による透明樹脂２０の変質部２２０の境界を半導体レーザ１０の光出射部１００に連続的に近づけることにより、半導体レーザ１０の光出射部１００と光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面との間に光導波路２００となる、少なくとも変質部２１０と変質部２２０とを含む、変質した透明樹脂２０の第１部分１２０を短時間で形成することができる。
【００６２】
また、例えば、図１に示す光モジュールの例では、光信号の送信と受信が可能な光送受信モジュールであるが、これに限らず、光モジュールは光信号を送信できる光送信モジュールであってもよい。
【００６３】
また、図１に示すに示す光モジュール１は、出力光信号Ｌ１を発生して光ファイバ３０を通じて出力し、光ファイバ３０を通じて入力された入力光信号Ｌ２を受光できる。しかし、これに限らず、図７に示すように、半導体レーザ１０と光導波路としての光ファイバ３０Ａを備えており、半導体レーザ１０と光ファイバ３０を直接光結合していて、半導体レーザ１０と光ファイバ３０Ａの間が透明樹脂２０により埋めてあれば、本発明は適用できる。
また、透明樹脂２０の種類は、シリコーンに限らず、他の種類を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用可能な光モジュールの好ましい実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した光モジュール１の回路の一例を示した図である。
【図３】図１の部分Ｘを模式的に示す図である。
【図４】メチルレジン系シリコーン樹脂の変質メカニズムを説明するための図である。
【図５】半導体レーザ１０の光出射部１００から出力される光信号Ｌ１のパワーが、時間が経過するのに伴って上昇していく例を示す図である。
【図６】半導体レーザ１０及び光ファイバ３０から出射光を出力して、光ファイバ３０の光入射端部３１のコア３２の端面の間に光導波路２００を形成する例を示す図である。
【図７】本発明を適用可能な光モジュールの好ましい別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 光モジュール
２ 本体部
３ フェルール部
１０ 半導体レーザ
２０ 透明樹脂
３０ 光ファイバ
１２０ 第１部分（透明樹脂の変質部）
１３０ 第２部分（透明樹脂の未変質部）
２００ 光導波路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、
前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力させた出射光の照射条件を調整することにより、前記透明樹脂の前記半導体レーザの光出射部近傍で、半導体レーザの光軸方向に伸びた第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路またはレンズを形成することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、
前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力された第１の出射光の照射条件、及び、前記光ファイバから出力された第２の出射光の照射条件を調整することにより、共有領域を有した前記半導体レーザの光出射部近傍と前記光ファイバの光出射部近傍とからなる前記透明樹脂の第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記第１の出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路を形成することを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
前記透明樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記出射光の照射条件の調整は、少なくとも前記出射光の波長、雰囲気温度、及び前記出射光の照射時間を調整し、少なくとも酸素分子を含む雰囲気で、前記酸素を活性化させる波長領域を少なくとも含む波長領域の波長となるように、前記出射光の波長及び前記雰囲気温度を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記出射光の波長及び前記雰囲気温度の調整は、前記雰囲気温度を室温よりも低温にして、前記酸素を活性化させる波長領域になるように前記出射光の波長を調整することを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記雰囲気温度は室温のままで、前記酸素を活性化させる波長領域の波長となる前記出射光を前記半導体レーザから発生させることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記酸素を活性化させる波長領域は、少なくとも１．２６８７μｍの波長を含んでいることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項１】
半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、
前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力させた出射光の照射条件を調整することにより、前記透明樹脂の前記半導体レーザの光出射部近傍で、半導体レーザの光軸方向に伸びた第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路またはレンズを形成することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
半導体レーザと光ファイバが直接光結合する光モジュールであって、
前記半導体レーザと前記光ファイバとの間を透明樹脂により埋めて、前記半導体レーザから出力された第１の出射光の照射条件、及び、前記光ファイバから出力された第２の出射光の照射条件を調整することにより、共有領域を有した前記半導体レーザの光出射部近傍と前記光ファイバの光出射部近傍とからなる前記透明樹脂の第１部分の屈折率を、前記第１部分を除いた前記透明樹脂の第２部分の屈折率より高くさせ、前記第１部分が、前記半導体レーザの前記第１の出射光を前記光ファイバに導くための、光導波路を形成することを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
前記透明樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記出射光の照射条件の調整は、少なくとも前記出射光の波長、雰囲気温度、及び前記出射光の照射時間を調整し、少なくとも酸素分子を含む雰囲気で、前記酸素を活性化させる波長領域を少なくとも含む波長領域の波長となるように、前記出射光の波長及び前記雰囲気温度を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記出射光の波長及び前記雰囲気温度の調整は、前記雰囲気温度を室温よりも低温にして、前記酸素を活性化させる波長領域になるように前記出射光の波長を調整することを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記雰囲気温度は室温のままで、前記酸素を活性化させる波長領域の波長となる前記出射光を前記半導体レーザから発生させることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記酸素を活性化させる波長領域は、少なくとも１．２６８７μｍの波長を含んでいることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−８０１４２（Ｐ２００９−８０１４２Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４８１８（Ｐ２００７−２４４８１８）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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