光装置およびその製造方法
【課題】スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることの可能な光装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】発光素子２０および受光素子３０がステム１０の支持基板１１の上面に実装されており、これら発光素子２０および受光素子３０がキャップ４０で封止されている。発光素子２０と光ファイバ（図示せず）とを光結合させるレンズレセプタクル５０の筒先部５３がキャップ４０に接合されている。筒先部５３の一部には、光透過率の大きな光透過構造５３Ａが設けられている。
【解決手段】発光素子２０および受光素子３０がステム１０の支持基板１１の上面に実装されており、これら発光素子２０および受光素子３０がキャップ４０で封止されている。発光素子２０と光ファイバ（図示せず）とを光結合させるレンズレセプタクル５０の筒先部５３がキャップ４０に接合されている。筒先部５３の一部には、光透過率の大きな光透過構造５３Ａが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して出力する光送信機能、または光信号を電気信号に変換して出力する光受信機能を有する光装置およびその製造方法に関する。
【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）では、電気信号を光信号に変換して出力する光送信装置や、光信号を電気信号に変換して出力する光受信装置などの光装置が実装されている。このような光装置では、例えば、発光素子または受光素子がステム（ヘッダ(header)）の上面に実装されると共にキャップで封止されており、さらに、発光素子または受光素子と光ファイバとを光結合させるレンズレセプタクル（バレル(barrel)）がキャップに接合されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７４７６９０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従前から、光装置では、レンズレセプタクルとキャップとの接合には、ＵＶ硬化樹脂が用いられている。しかし、レンズレセプタクルとキャップとの隙間は極めて狭く、ＵＶ硬化樹脂は、レンズレセプタクルの下端とキャップとの間の、ごく限られた隙間にしか入り込めなかった。そのため、レンズレセプタクルをキャップに仮固定し、レンズレセプタクルの位置合わせをした後で、レンズレセプタクルがぐらついてしまうという問題があった。そこで、特許文献１では、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませるために、毛細管現象を利用することが提案されている。
【０００５】
ところが、レンズレセプタクルは、種々の制約から、ＵＶ光を透過し難い材料によって構成されている。そのため、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませたとしても、隙間の奥深くにまで入り込んだＵＶ硬化樹脂を硬化させるのに、長時間を要してしまい、スループットが極めて悪くなってしまうという問題があった。また、仮固定に要する時間を短縮するために、レンズレセプタクルの下端の近傍に存在するＵＶ硬化樹脂だけを硬化させるようにした場合には、レンズレセプタクルのぐらつきを改善することができないという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることの可能な光装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の光装置は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えている。この光装置は、さらに、光素子の上方に光透過窓を有すると共に光素子を封止する封止部と、封止部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部とを備えている。封止部の周面と筒先部との間隙には、封止部の周面と筒先部とを互いに接着する接着部が設けられている。ここで、筒先部は一部に光透過構造を有しており、光透過構造は筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での透過率よりも大きな光透過率を有している。
【０００８】
本発明の第２の光装置は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えている。この光装置は、さらに、台座部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部とを備えている。台座部の周面と筒先部との間隙には、台座部の周面と筒先部とを互いに接着する接着部が設けられている。ここで、筒先部は一部に光透過構造を有しており、光透過構造は筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での透過率よりも大きな光透過率を有している。
【０００９】
本発明の第１の光装置および第２の光装置では、光結合部の筒先部一部に、光透過率の大きな光透過構造が設けられている。これにより、製造過程において、外部から光を、硬化前の接着部に向かって照射した場合には、硬化前の接着部のうち外部に露出している部分と、接着部のうち光透過構造に対応する部分とに、外部からの光を効率よく照射することができる。
【００１０】
本発明の第１の光装置の製造方法は、下記の第１中間部品を用意した上で、以下の３つの工程を行うものである。
（Ａ１）封止部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第１工程
（Ａ２）筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、封止部の周面と筒先部との間隙にＵＶ硬化樹脂が入り込むように封止部に嵌め込む第２工程
（Ａ３）ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することによりＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に筒先部を封止部の周面に接着する第３工程
【００１１】
上述の第１中間部品は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えており、さらに、光素子の上方に光透過窓を有すると共に光素子を封止する封止部を備えたものである。
【００１２】
本発明の第２の光装置の製造方法は、下記の第２中間部品を用意した上で、以下の３つの工程を行うものである。
（Ｂ１）台座部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第１工程
（Ｂ２）筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、台座部の周面と筒先部との間隙にＵＶ硬化樹脂が入り込むように台座部に嵌め込む第２工程
（Ｂ３）ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することによりＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に筒先部を台座部の周面に接着する第３工程
【００１３】
上述の第２中間部品は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えたものである。
【００１４】
本発明の第１の光装置の製造方法および第２の光装置の製造方法では、光結合部が、台座部の周面と筒先部との間隙または封止部の周面と筒先部との間隙にＵＶ硬化樹脂が入り込むように台座部または封止部に嵌め込まれる。これにより、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませることができる。ここで、本発明では、台座部または封止部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着することから、ＵＶ硬化樹脂の粘度は、毛細管現象を利用したときの粘度よりも高くなっている。従って、長時間、ＵＶ光を照射しなくても、ＵＶ硬化樹脂を広範囲に硬化させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の光装置および第２の光装置によれば、製造過程において、外部から光を、硬化前の接着部に向かって照射した場合に、硬化前の接着部のうち外部に露出している部分と、接着部のうち光透過構造に対応する部分とに、外部からの光を効率よく照射することができるようにした。これにより、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００１６】
本発明の第１の光装置の製造方法および第２の光装置の製造方法によれば、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませるようにした。これにより、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光送信装置の斜視図である。
【図２】図１の光送信装置の断面図である。
【図３】図１の光透過構造の一例を表す断面図である。
【図４】図１の光透過構造の第１変形例を表す断面図である。
【図５】図１の光透過構造の第２変形例を表す断面図である。
【図６】図１の光透過構造の第３変形例を表す断面図である。
【図７】図１の光透過構造の第４変形例を表す断面図である。
【図８】図１の光透過構造の第５変形例を表す断面図である。
【図９】図１の光透過構造の第６変形例を表す断面図である。
【図１０】図１の光透過構造の第７変形例を表す断面図である。
【図１１】図１の光送信装置の製造方法の一例について説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程について説明するための断面図である。
【図１３】図１の光送信装置の一変形例の断面図である。
【図１４】光受信装置の断面図である。
【図１５】図１４の光受信装置の一変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（光送信装置、図１〜図１２）
２．変形例
○キャップが設けられていない例（図１３）
○光受信装置（図１４、図１５）
【００１９】
＜実施の形態＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る光送信装置１の概略構成を斜視的に表したものである。図２は図１の光送信装置１の断面構成を表したものである。なお、図１，図２は、模式的に表したものであり、実際の寸法，形状とは異なっている。
【００２０】
本実施の形態の光送信装置１は、一般に、ＴＯＳＡ(Transmitter Optical SubAssembly)と称されるものであり、外部から入力された電気信号を光信号に変換して出力するものである。光送信装置１は、例えば、ステム１０、発光素子２０、受光素子３０、キャップ４０およびレンズレセプタクル５０を備えている。なお、ステム１０は、本発明の「台座部」の一具体例に相当する。また、発光素子２０は、本発明の「光素子」の一具体例に相当する。受光素子３０も、本発明の「光素子」の一具体例に相当する。キャップ４０は、本発明の「封止部」の一具体例に相当し、レンズレセプタクル５０は、本発明の「光結合部」の一具体例に相当する。
【００２１】
ステム１０は、レンズレセプタクル５０と共に、光送信装置１のパッケージを構成するものであり、例えば、発光素子２０を支持する支持基板１１と、支持基板１１の裏面に配置された外枠基板１２と、複数の接続端子１３とを有している。支持基板１１および外枠基板１２は、例えば、円板形状となっており、双方の中心軸（図示せず）が互いに重なり合うように配置されている。支持基板１１の側面（周面）１１Ａは、例えば、支持基板１１の法線方向に平行な面となっている。同様に、外枠基板１２の側面１２Ａ（周面）も、例えば、外枠基板１２の法線方向に平行な面となっている。側面１１Ａの幅は、例えば、側面１２Ａの幅よりも厚くなっており、キャップ４０またはレンズレセプタクル５０が支持基板１１に嵌合しやすいようになっている。外枠基板１２の直径は、支持基板１１の直径よりも大きくなっている。外枠基板１２の外縁は、外枠基板１２の中心軸を法線とする面内において外枠基板１２の中心軸から放射方向に張り出した環状のフランジ１２Ｂとなっている。フランジ１２Ｂは、製造過程においてキャップ４０またはレンズレセプタクル５０を支持基板１１に嵌合させるときの基準位置を規定する役割を有している。複数の接続端子１３は、支持基板１１および外枠基板１２を貫通しており、例えば、外枠基板１２側に長く突出しており、かつ支持基板１１側に短く突出している。複数の接続端子１３のうち外枠基板１２側に長く突出している部分が、例えば光通信用の基板などに嵌め込まれる部分に相当する。一方、複数の接続端子１３のうち支持基板１１側に短く突出している部分が、ワイヤ（図示せず）などを介して発光素子２０および受光素子３０と電気的に接続される部分に相当する。複数の接続端子１３は、支持基板１１および外枠基板１２に設けられた絶縁部材（図示せず）よって支持されている。複数の接続端子１３と、支持基板１１および外枠基板１２とは、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。さらに、個々の接続端子１３についても、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。
【００２２】
発光素子２０および受光素子３０は、支持基板１１の上面に実装されたものである。発光素子２０は、例えば、サブマウント２１上に配置された状態で、支持基板１１の上面に実装されている。発光素子２０は、電気信号を光信号に変換して出力するものであり、支持基板１１の法線と平行な方向に光を出力するようになっている。発光素子２０は、例えば、面発光型の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）であり、光軸が支持基板１１の法線と平行となるように配置されている。発光素子２０は、光軸が支持基板１１の中心軸（図示せず）と重なり合うように配置されていることが好ましい。受光素子３０は、発光素子２０から出力される光の出力をモニターする目的で設けられたものである。受光素子３０は、光信号を電気信号に変換して出力するものであり、支持基板１１の法線と平行な方向に成分を有する光を検出するようになっている。受光素子３０は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）であり、発光素子２０から出力された光のうち後述の光透過窓４２によって反射された光（反射光）が受光面（図示せず）に入射するように配置されている。なお、発光素子２０および受光素子３０は、別体で構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。
【００２３】
キャップ４０は、発光素子２０および受光素子３０を封止するものである。キャップ４０は、例えば、上端および下端に開口が設けられた筒部４１を有している。筒部４１の下端が、支持基板１１の側面１１Ａに接しており、筒部４１の内部空間に、発光素子２０および受光素子３０が位置している。キャップ４０は、筒部４１の上端側の開口を塞ぐようにして配置された光透過窓４２を有している。光透過窓４２は、例えば、図２に示したように、発光素子２０の上方に対応する位置に配置されており、発光素子２０から出力された光を透過する機能を有している。光透過窓４２は、さらに、発光素子２０から出力された光の一部を透過すると共に、発光素子２０から出力された光の一部を反射するハーフミラーとしての機能も有している。
【００２４】
レンズレセプタクル５０は、発光素子２０と光ファイバ（図示せず）とを光結合させるものである。レンズレセプタクル５０は、例えば、光ファイバを支持するスリーブ５１と、発光素子２０から出力された光を集光するレンズ５２と、キャップ４０の周面（筒部４１の側面４１Ａ）と所定の間隙を介して対向する環状の筒先部５３と、とを有している。スリーブ５１は、レンズレセプタクル５０の端部（上端）に形成されており、光ファイバの先端が着脱自在に挿抜される円筒状の空隙５１Ａを有している。レンズ５２は、光ファイバがスリーブ５１に支持されているときの、その光ファイバの光軸（図示せず）上に配置されている。レンズ５２は、発光素子２０側に突出した凸レンズであり、発光素子２０から出力された光をスリーブ５１に支持された光ファイバに端面に集光するようになっている。
【００２５】
なお、スリーブ５１に光ファイバを装着したときにレンズ５２の焦点距離に相当する箇所に光ファイバの端面が配置されるようにするためには、後述する位置合わせをレンズレセプタクル５０に対して行うことが必要となる。この位置合わせを行う前に、後述する仮固定をレンズレセプタクル５０に対して行うことが必要となる。本実施の形態では、筒先部５３が、この仮固定に適した構造（光透過構造）を有している。以下では、筒先部５３が有する光透過構造について詳細に説明する。
【００２６】
筒先部５３は、レンズレセプタクル５０の両端のうちスリーブ５１とは反対側の端部（下端）に形成されており、支持基板１１、発光素子２０および受光素子３０を収容可能な円筒状の空隙を有している。筒先部５３は、後述の光透過構造５３Ａが形成されていないとした場合に、例えば、ｎ回回転対称（ｎは、例えば２、３、４などの正の整数）の形状となっている。筒先部５３は、１または複数の光透過構造５３Ａを有している。光透過構造５３Ａは、当該筒先部５３の一部に形成されており、筒先部５３のうち当該光透過構造５３Ａ以外の部位での光透過率よりも大きな光透過率を有している。例えば、光透過構造５３Ａの透過率は、筒先部５３のうち当該光透過構造５３Ａ以外の部位での光透過率の１０倍以上となっている。なお、ここでの光透過率とは、ＵＶ光に対する透過率のことを指しており、筒先部５３および光透過構造５３Ａに対して横方向からＵＶ光を照射したときの透過率のことを指している。
【００２７】
光透過構造５３Ａは、例えば、図３、図４、図５、または図６に示したように、筒先部５３を貫通する貫通孔によって構成されている。このとき、貫通孔は、例えば、図３に示したように円柱形状となっている。貫通孔の内面は、例えば、図３に示したように横方向に平行となっていてもよいし、例えば、図４に示したようにテーパー形状となっていてもよいし、図５に示したように階段形状となっていてもよい。また、貫通孔の内面は、例えば、図６に示したようにテーパー形状であって、かつ階段形状となっていてもよい。
【００２８】
なお、光透過構造５３Ａは、上述したような貫通孔以外の構造となっていてもよい。光透過構造５３Ａは、例えば、図７、図８、図９、または図１０に示したように、当該筒先部５３の外周面に窪みが形成され、その窪みの底面に当該筒先部５３の一部が残った構造となっていてもよい。このとき、窪みの内面（側面）は、例えば、図７に示したように横方向に平行となっていてもよいし、例えば、図８に示したようにテーパー形状となっていてもよいし、図９に示したように階段形状となっていてもよい。また、窪みの内面（側面）は、例えば、図１０に示したようにテーパー形状であって、かつ階段形状となっていてもよい。
【００２９】
筒先部５３に複数の光透過構造５３Ａが形成されている場合は、筒先部５３に形成された複数の光透過構造５３Ａは、例えば、ｎ回回転対称（ｎは、例えば２、３、４などの正の整数）の位置に形成されている。例えば、筒先部５３に２つの光透過構造５３Ａが形成されている場合は、これら２つの光透過構造５３Ａは、支持基板１１の中心軸を挟んで互いに対向する位置に形成されている。
【００３０】
このような構成を有する光送信装置１は、例えば次のようにして製造することができる。図１１、図１２は、光送信装置１の製造過程を模式的に表したものである。まず、ステム１０、発光素子２０、受光素子３０、キャップ４０およびレンズレセプタクル５０を用意したのち、支持基板１１の上面に発光素子２０および受光素子３０を実装すると共に、発光素子２０および受光素子３０をキャップ４０で封止する。このようにして、まず、中間部品１００を作成する（図１１）。
【００３１】
次に、キャップ４０の周面（筒部４１の側面）にＵＶ硬化樹脂６０を付着する（図１１）。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０を、キャップ４０の周面を１周するように付着することが好ましい。また、ＵＶ硬化樹脂６０の材料としては、ＵＶ光だけでなく熱によっても硬化する材料であることが好ましい。
【００３２】
次に、レンズレセプタクル５０を、キャップ４０の周面と筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むようにキャップ４０に嵌め込む（図１１）。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３に押されて、筒先部５３の先端（レンズレセプタクル５０の下端）とキャップ４０または支持基板１１との間に形成される間隙に入り込む。そして、筒先部５３がフランジ１２Ｂの近傍にまで達する頃には、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３とキャップ４０または支持基板１１との間に形成される間隙の奥深くにまで入り込み、光透過構造５３Ａとの対向領域にまで入り込む。このとき、光透過構造５３Ａが貫通孔によって構成されている場合には、貫通孔の内部にＵＶ硬化樹脂６０が露出する。
【００３３】
次に、ＵＶ光発生装置７０を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対してＵＶ光Ｌを照射することによりＵＶ硬化樹脂６０を硬化させる。これにより、筒先部５３がキャップ４０または支持基板１１の周面に接着され、仮固定が完了する。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３のうち光透過率の高い部位である光透過構造５３Ａとの対向部分と、筒先部５３の近傍において外部に露出している部分との合計２箇所において、主に硬化する。
【００３４】
次に、スリーブ５１に光ファイバを装着したときにレンズ５２の焦点距離に相当する箇所に光ファイバの端面が配置されるようにするために、レンズレセプタクル５０の位置合わせを行う。続いて、発熱装置（図示せず）を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対して熱を加えることによりＵＶ硬化樹脂６０全体を硬化させる。これにより、筒先部５３がキャップ４０または支持基板１１の周面にしっかりと接着され、本固定が完了する。このようにして、本実施の形態の光送信装置１が製造される。
【００３５】
本実施の形態の光送信装置１では、外部から電気信号が入力されると、電気信号が発光素子２０において光信号に変換され、発光素子２０からレーザ光がレンズ５２に向かって出力される。出力されたレーザ光は、レンズ５２で集光されて、スリーブ５１に装着された光ファイバの端面に入射し、光ファイバ内を伝播していく。このようにして、光送信が行われる。
【００３６】
ところで、本実施の形態では、レンズレセプタクル５０の筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａが設けられている。これにより、製造過程において、外部から光を、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０に向かって照射した場合には、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち光透過構造５３Ａに対応する部分と、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち外部に露出している部分とに、外部からの光を効率よく照射することができる。その結果、素早く仮固定を終わらすことができるだけでなく、レンズレセプタクル５０のぐらつきを抑えることができる。このように、本実施の形態では、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、製造過程において、レンズレセプタクル５０が、キャップ４０の周面と筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むようにキャップ４０に嵌め込まれる。これにより、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂６０を隙間の奥深くにまで入り込ませることができる。ここで、本実施の形態では、キャップ４０の周面にＵＶ硬化樹脂６０を付着することから、ＵＶ硬化樹脂６０の粘度は、毛細管現象を利用したときの粘度よりも高くなっている。従って、長時間、ＵＶ光Ｌを照射しなくても、ＵＶ硬化樹脂６０を広範囲に硬化させることができるので、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００３８】
＜第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態では、光透過窓４２にハーフミラーの機能を持たせていた。しかし、ハーフミラーが不要な場合、例えば、発光素子２０から出力された光を直接、受光素子３０に入射させることができるようになっている場合には、ハーフミラーの機能をなくすることが可能である。また、種々の理由から、キャップ４０そのものが不要な場合には、例えば、図１３に示したように、キャップ４０を省略してもよい。ただし、そのようにした場合には、支持基板１１の側面１１Ａには、レンズレセプタクル５０の筒先部５３が嵌合することになる。
【００３９】
本変形例における光送信装置は、例えば次のようにして製造することができる。まず、ステム１０、発光素子２０、受光素子３０およびレンズレセプタクル５０を用意したのち、支持基板１１の上面に発光素子２０および受光素子３０を実装する。このようにして、まず、中間部品を作成する。
【００４０】
次に、支持基板１１の側面１１ＡにＵＶ硬化樹脂６０を付着する（図１１）。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０を、側面１１Ａを１周するように付着することが好ましい。また、ＵＶ硬化樹脂６０の材料としては、ＵＶ光だけでなく熱によっても硬化する材料であることが好ましい。
【００４１】
次に、レンズレセプタクル５０を、支持基板１１の側面１１Ａと筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むようにキャップ４０に嵌め込む。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３に押されて、筒先部５３の先端（レンズレセプタクル５０の下端）と支持基板１１との間に形成される間隙に入り込む。そして、筒先部５３がフランジ１２Ｂの近傍にまで達する頃には、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３と支持基板１１との間に形成される間隙の奥深くにまで入り込み、光透過構造５３Ａとの対向領域にまで入り込む。このとき、光透過構造５３Ａが貫通孔によって構成されている場合には、貫通孔の内部にＵＶ硬化樹脂６０が露出する。
【００４２】
次に、ＵＶ光発生装置７０を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対してＵＶ光Ｌを照射することによりＵＶ硬化樹脂６０を硬化させる。これにより、筒先部５３がキャップ４０または支持基板１１の周面に接着され、仮固定が完了する。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３のうち光透過率の高い部位である光透過構造５３Ａとの対向部分と、筒先部５３の近傍において外部に露出している部分との合計２箇所において、主に硬化する。
【００４３】
次に、スリーブ５１に光ファイバを装着したときにレンズ５２の焦点距離に相当する箇所に光ファイバの端面が配置されるようにするために、レンズレセプタクル５０の位置合わせを行う。続いて、発熱装置（図示せず）を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対して熱を加えることによりＵＶ硬化樹脂６０全体を硬化させる。これにより、筒先部５３が支持基板１１の周面にしっかりと接着され、本固定が完了する。このようにして、本変形例における光送信装置が製造される。
【００４４】
本変形例における光送信装置でも、レンズレセプタクル５０の筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａが設けられている。これにより、製造過程において、外部から光を、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０に向かって照射した場合には、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち光透過構造５３Ａに対応する部分と、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち外部に露出している部分とに、外部からの光を効率よく照射することができる。その結果、素早く仮固定を終わらすことができるだけでなく、レンズレセプタクル５０のぐらつきを抑えることができる。このように、本変形例でも、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００４５】
また、本変形例では、製造過程において、レンズレセプタクル５０が、支持基板１１の側面１１Ａと筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むように支持基板１１に嵌め込まれる。これにより、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂６０を隙間の奥深くにまで入り込ませることができる。ここで、本変形例では、支持基板１１の側面１１ＡにＵＶ硬化樹脂６０を付着することから、ＵＶ硬化樹脂６０の粘度は、毛細管現象を利用したときの粘度よりも高くなっている。従って、長時間、ＵＶ光Ｌを照射しなくても、ＵＶ硬化樹脂６０を広範囲に硬化させることができるので、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００４６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、本発明を光送信装置に対して適用した場合について説明したが、光受信装置、いわゆるＲＯＳＡ（Receiver Optical SubAssembly）に対してももちろん適用することが可能である。例えば、図１４に示したように、上記実施の形態の光送信装置１において、発光素子２０およびサブマウント２１をなくし、受光素子３０を支持基板１１の中心軸上に配置した光受信装置２において、筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａを設けるようにしてもよい。また、例えば、図１５に示したように、図１４に記載の光受信装置２において、キャップ４０を省略したものにおいて、筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａを設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…光送信装置、２…光受信装置、１０…ステム、１１…支持基板、１１Ａ，１２Ａ…側面、１２…外枠基板、１２Ｂ…フランジ、１３…接続端子、２０…発光素子、２１…サブマウント、３０…受光素子、４０…キャップ、４１…筒部、４２…光透過窓、５０…レンズレセプタクル、５１…スリーブ、５２…レンズ５２…筒先部、５３Ａ…光透過構造、６０…ＵＶ硬化樹脂、７０…ＵＶ光発生装置、１００…中間部品。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して出力する光送信機能、または光信号を電気信号に変換して出力する光受信機能を有する光装置およびその製造方法に関する。
【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）では、電気信号を光信号に変換して出力する光送信装置や、光信号を電気信号に変換して出力する光受信装置などの光装置が実装されている。このような光装置では、例えば、発光素子または受光素子がステム（ヘッダ(header)）の上面に実装されると共にキャップで封止されており、さらに、発光素子または受光素子と光ファイバとを光結合させるレンズレセプタクル（バレル(barrel)）がキャップに接合されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７４７６９０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従前から、光装置では、レンズレセプタクルとキャップとの接合には、ＵＶ硬化樹脂が用いられている。しかし、レンズレセプタクルとキャップとの隙間は極めて狭く、ＵＶ硬化樹脂は、レンズレセプタクルの下端とキャップとの間の、ごく限られた隙間にしか入り込めなかった。そのため、レンズレセプタクルをキャップに仮固定し、レンズレセプタクルの位置合わせをした後で、レンズレセプタクルがぐらついてしまうという問題があった。そこで、特許文献１では、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませるために、毛細管現象を利用することが提案されている。
【０００５】
ところが、レンズレセプタクルは、種々の制約から、ＵＶ光を透過し難い材料によって構成されている。そのため、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませたとしても、隙間の奥深くにまで入り込んだＵＶ硬化樹脂を硬化させるのに、長時間を要してしまい、スループットが極めて悪くなってしまうという問題があった。また、仮固定に要する時間を短縮するために、レンズレセプタクルの下端の近傍に存在するＵＶ硬化樹脂だけを硬化させるようにした場合には、レンズレセプタクルのぐらつきを改善することができないという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることの可能な光装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の光装置は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えている。この光装置は、さらに、光素子の上方に光透過窓を有すると共に光素子を封止する封止部と、封止部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部とを備えている。封止部の周面と筒先部との間隙には、封止部の周面と筒先部とを互いに接着する接着部が設けられている。ここで、筒先部は一部に光透過構造を有しており、光透過構造は筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での透過率よりも大きな光透過率を有している。
【０００８】
本発明の第２の光装置は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えている。この光装置は、さらに、台座部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部とを備えている。台座部の周面と筒先部との間隙には、台座部の周面と筒先部とを互いに接着する接着部が設けられている。ここで、筒先部は一部に光透過構造を有しており、光透過構造は筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での透過率よりも大きな光透過率を有している。
【０００９】
本発明の第１の光装置および第２の光装置では、光結合部の筒先部一部に、光透過率の大きな光透過構造が設けられている。これにより、製造過程において、外部から光を、硬化前の接着部に向かって照射した場合には、硬化前の接着部のうち外部に露出している部分と、接着部のうち光透過構造に対応する部分とに、外部からの光を効率よく照射することができる。
【００１０】
本発明の第１の光装置の製造方法は、下記の第１中間部品を用意した上で、以下の３つの工程を行うものである。
（Ａ１）封止部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第１工程
（Ａ２）筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、封止部の周面と筒先部との間隙にＵＶ硬化樹脂が入り込むように封止部に嵌め込む第２工程
（Ａ３）ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することによりＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に筒先部を封止部の周面に接着する第３工程
【００１１】
上述の第１中間部品は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えており、さらに、光素子の上方に光透過窓を有すると共に光素子を封止する封止部を備えたものである。
【００１２】
本発明の第２の光装置の製造方法は、下記の第２中間部品を用意した上で、以下の３つの工程を行うものである。
（Ｂ１）台座部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第１工程
（Ｂ２）筒先部を有すると共に光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、台座部の周面と筒先部との間隙にＵＶ硬化樹脂が入り込むように台座部に嵌め込む第２工程
（Ｂ３）ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することによりＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に筒先部を台座部の周面に接着する第３工程
【００１３】
上述の第２中間部品は、光素子を備えると共に、光素子を支持する支持基板と、光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部を備えたものである。
【００１４】
本発明の第１の光装置の製造方法および第２の光装置の製造方法では、光結合部が、台座部の周面と筒先部との間隙または封止部の周面と筒先部との間隙にＵＶ硬化樹脂が入り込むように台座部または封止部に嵌め込まれる。これにより、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませることができる。ここで、本発明では、台座部または封止部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着することから、ＵＶ硬化樹脂の粘度は、毛細管現象を利用したときの粘度よりも高くなっている。従って、長時間、ＵＶ光を照射しなくても、ＵＶ硬化樹脂を広範囲に硬化させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の光装置および第２の光装置によれば、製造過程において、外部から光を、硬化前の接着部に向かって照射した場合に、硬化前の接着部のうち外部に露出している部分と、接着部のうち光透過構造に対応する部分とに、外部からの光を効率よく照射することができるようにした。これにより、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００１６】
本発明の第１の光装置の製造方法および第２の光装置の製造方法によれば、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂を隙間の奥深くにまで入り込ませるようにした。これにより、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光送信装置の斜視図である。
【図２】図１の光送信装置の断面図である。
【図３】図１の光透過構造の一例を表す断面図である。
【図４】図１の光透過構造の第１変形例を表す断面図である。
【図５】図１の光透過構造の第２変形例を表す断面図である。
【図６】図１の光透過構造の第３変形例を表す断面図である。
【図７】図１の光透過構造の第４変形例を表す断面図である。
【図８】図１の光透過構造の第５変形例を表す断面図である。
【図９】図１の光透過構造の第６変形例を表す断面図である。
【図１０】図１の光透過構造の第７変形例を表す断面図である。
【図１１】図１の光送信装置の製造方法の一例について説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程について説明するための断面図である。
【図１３】図１の光送信装置の一変形例の断面図である。
【図１４】光受信装置の断面図である。
【図１５】図１４の光受信装置の一変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（光送信装置、図１〜図１２）
２．変形例
○キャップが設けられていない例（図１３）
○光受信装置（図１４、図１５）
【００１９】
＜実施の形態＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る光送信装置１の概略構成を斜視的に表したものである。図２は図１の光送信装置１の断面構成を表したものである。なお、図１，図２は、模式的に表したものであり、実際の寸法，形状とは異なっている。
【００２０】
本実施の形態の光送信装置１は、一般に、ＴＯＳＡ(Transmitter Optical SubAssembly)と称されるものであり、外部から入力された電気信号を光信号に変換して出力するものである。光送信装置１は、例えば、ステム１０、発光素子２０、受光素子３０、キャップ４０およびレンズレセプタクル５０を備えている。なお、ステム１０は、本発明の「台座部」の一具体例に相当する。また、発光素子２０は、本発明の「光素子」の一具体例に相当する。受光素子３０も、本発明の「光素子」の一具体例に相当する。キャップ４０は、本発明の「封止部」の一具体例に相当し、レンズレセプタクル５０は、本発明の「光結合部」の一具体例に相当する。
【００２１】
ステム１０は、レンズレセプタクル５０と共に、光送信装置１のパッケージを構成するものであり、例えば、発光素子２０を支持する支持基板１１と、支持基板１１の裏面に配置された外枠基板１２と、複数の接続端子１３とを有している。支持基板１１および外枠基板１２は、例えば、円板形状となっており、双方の中心軸（図示せず）が互いに重なり合うように配置されている。支持基板１１の側面（周面）１１Ａは、例えば、支持基板１１の法線方向に平行な面となっている。同様に、外枠基板１２の側面１２Ａ（周面）も、例えば、外枠基板１２の法線方向に平行な面となっている。側面１１Ａの幅は、例えば、側面１２Ａの幅よりも厚くなっており、キャップ４０またはレンズレセプタクル５０が支持基板１１に嵌合しやすいようになっている。外枠基板１２の直径は、支持基板１１の直径よりも大きくなっている。外枠基板１２の外縁は、外枠基板１２の中心軸を法線とする面内において外枠基板１２の中心軸から放射方向に張り出した環状のフランジ１２Ｂとなっている。フランジ１２Ｂは、製造過程においてキャップ４０またはレンズレセプタクル５０を支持基板１１に嵌合させるときの基準位置を規定する役割を有している。複数の接続端子１３は、支持基板１１および外枠基板１２を貫通しており、例えば、外枠基板１２側に長く突出しており、かつ支持基板１１側に短く突出している。複数の接続端子１３のうち外枠基板１２側に長く突出している部分が、例えば光通信用の基板などに嵌め込まれる部分に相当する。一方、複数の接続端子１３のうち支持基板１１側に短く突出している部分が、ワイヤ（図示せず）などを介して発光素子２０および受光素子３０と電気的に接続される部分に相当する。複数の接続端子１３は、支持基板１１および外枠基板１２に設けられた絶縁部材（図示せず）よって支持されている。複数の接続端子１３と、支持基板１１および外枠基板１２とは、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。さらに、個々の接続端子１３についても、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。
【００２２】
発光素子２０および受光素子３０は、支持基板１１の上面に実装されたものである。発光素子２０は、例えば、サブマウント２１上に配置された状態で、支持基板１１の上面に実装されている。発光素子２０は、電気信号を光信号に変換して出力するものであり、支持基板１１の法線と平行な方向に光を出力するようになっている。発光素子２０は、例えば、面発光型の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）であり、光軸が支持基板１１の法線と平行となるように配置されている。発光素子２０は、光軸が支持基板１１の中心軸（図示せず）と重なり合うように配置されていることが好ましい。受光素子３０は、発光素子２０から出力される光の出力をモニターする目的で設けられたものである。受光素子３０は、光信号を電気信号に変換して出力するものであり、支持基板１１の法線と平行な方向に成分を有する光を検出するようになっている。受光素子３０は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）であり、発光素子２０から出力された光のうち後述の光透過窓４２によって反射された光（反射光）が受光面（図示せず）に入射するように配置されている。なお、発光素子２０および受光素子３０は、別体で構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。
【００２３】
キャップ４０は、発光素子２０および受光素子３０を封止するものである。キャップ４０は、例えば、上端および下端に開口が設けられた筒部４１を有している。筒部４１の下端が、支持基板１１の側面１１Ａに接しており、筒部４１の内部空間に、発光素子２０および受光素子３０が位置している。キャップ４０は、筒部４１の上端側の開口を塞ぐようにして配置された光透過窓４２を有している。光透過窓４２は、例えば、図２に示したように、発光素子２０の上方に対応する位置に配置されており、発光素子２０から出力された光を透過する機能を有している。光透過窓４２は、さらに、発光素子２０から出力された光の一部を透過すると共に、発光素子２０から出力された光の一部を反射するハーフミラーとしての機能も有している。
【００２４】
レンズレセプタクル５０は、発光素子２０と光ファイバ（図示せず）とを光結合させるものである。レンズレセプタクル５０は、例えば、光ファイバを支持するスリーブ５１と、発光素子２０から出力された光を集光するレンズ５２と、キャップ４０の周面（筒部４１の側面４１Ａ）と所定の間隙を介して対向する環状の筒先部５３と、とを有している。スリーブ５１は、レンズレセプタクル５０の端部（上端）に形成されており、光ファイバの先端が着脱自在に挿抜される円筒状の空隙５１Ａを有している。レンズ５２は、光ファイバがスリーブ５１に支持されているときの、その光ファイバの光軸（図示せず）上に配置されている。レンズ５２は、発光素子２０側に突出した凸レンズであり、発光素子２０から出力された光をスリーブ５１に支持された光ファイバに端面に集光するようになっている。
【００２５】
なお、スリーブ５１に光ファイバを装着したときにレンズ５２の焦点距離に相当する箇所に光ファイバの端面が配置されるようにするためには、後述する位置合わせをレンズレセプタクル５０に対して行うことが必要となる。この位置合わせを行う前に、後述する仮固定をレンズレセプタクル５０に対して行うことが必要となる。本実施の形態では、筒先部５３が、この仮固定に適した構造（光透過構造）を有している。以下では、筒先部５３が有する光透過構造について詳細に説明する。
【００２６】
筒先部５３は、レンズレセプタクル５０の両端のうちスリーブ５１とは反対側の端部（下端）に形成されており、支持基板１１、発光素子２０および受光素子３０を収容可能な円筒状の空隙を有している。筒先部５３は、後述の光透過構造５３Ａが形成されていないとした場合に、例えば、ｎ回回転対称（ｎは、例えば２、３、４などの正の整数）の形状となっている。筒先部５３は、１または複数の光透過構造５３Ａを有している。光透過構造５３Ａは、当該筒先部５３の一部に形成されており、筒先部５３のうち当該光透過構造５３Ａ以外の部位での光透過率よりも大きな光透過率を有している。例えば、光透過構造５３Ａの透過率は、筒先部５３のうち当該光透過構造５３Ａ以外の部位での光透過率の１０倍以上となっている。なお、ここでの光透過率とは、ＵＶ光に対する透過率のことを指しており、筒先部５３および光透過構造５３Ａに対して横方向からＵＶ光を照射したときの透過率のことを指している。
【００２７】
光透過構造５３Ａは、例えば、図３、図４、図５、または図６に示したように、筒先部５３を貫通する貫通孔によって構成されている。このとき、貫通孔は、例えば、図３に示したように円柱形状となっている。貫通孔の内面は、例えば、図３に示したように横方向に平行となっていてもよいし、例えば、図４に示したようにテーパー形状となっていてもよいし、図５に示したように階段形状となっていてもよい。また、貫通孔の内面は、例えば、図６に示したようにテーパー形状であって、かつ階段形状となっていてもよい。
【００２８】
なお、光透過構造５３Ａは、上述したような貫通孔以外の構造となっていてもよい。光透過構造５３Ａは、例えば、図７、図８、図９、または図１０に示したように、当該筒先部５３の外周面に窪みが形成され、その窪みの底面に当該筒先部５３の一部が残った構造となっていてもよい。このとき、窪みの内面（側面）は、例えば、図７に示したように横方向に平行となっていてもよいし、例えば、図８に示したようにテーパー形状となっていてもよいし、図９に示したように階段形状となっていてもよい。また、窪みの内面（側面）は、例えば、図１０に示したようにテーパー形状であって、かつ階段形状となっていてもよい。
【００２９】
筒先部５３に複数の光透過構造５３Ａが形成されている場合は、筒先部５３に形成された複数の光透過構造５３Ａは、例えば、ｎ回回転対称（ｎは、例えば２、３、４などの正の整数）の位置に形成されている。例えば、筒先部５３に２つの光透過構造５３Ａが形成されている場合は、これら２つの光透過構造５３Ａは、支持基板１１の中心軸を挟んで互いに対向する位置に形成されている。
【００３０】
このような構成を有する光送信装置１は、例えば次のようにして製造することができる。図１１、図１２は、光送信装置１の製造過程を模式的に表したものである。まず、ステム１０、発光素子２０、受光素子３０、キャップ４０およびレンズレセプタクル５０を用意したのち、支持基板１１の上面に発光素子２０および受光素子３０を実装すると共に、発光素子２０および受光素子３０をキャップ４０で封止する。このようにして、まず、中間部品１００を作成する（図１１）。
【００３１】
次に、キャップ４０の周面（筒部４１の側面）にＵＶ硬化樹脂６０を付着する（図１１）。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０を、キャップ４０の周面を１周するように付着することが好ましい。また、ＵＶ硬化樹脂６０の材料としては、ＵＶ光だけでなく熱によっても硬化する材料であることが好ましい。
【００３２】
次に、レンズレセプタクル５０を、キャップ４０の周面と筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むようにキャップ４０に嵌め込む（図１１）。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３に押されて、筒先部５３の先端（レンズレセプタクル５０の下端）とキャップ４０または支持基板１１との間に形成される間隙に入り込む。そして、筒先部５３がフランジ１２Ｂの近傍にまで達する頃には、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３とキャップ４０または支持基板１１との間に形成される間隙の奥深くにまで入り込み、光透過構造５３Ａとの対向領域にまで入り込む。このとき、光透過構造５３Ａが貫通孔によって構成されている場合には、貫通孔の内部にＵＶ硬化樹脂６０が露出する。
【００３３】
次に、ＵＶ光発生装置７０を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対してＵＶ光Ｌを照射することによりＵＶ硬化樹脂６０を硬化させる。これにより、筒先部５３がキャップ４０または支持基板１１の周面に接着され、仮固定が完了する。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３のうち光透過率の高い部位である光透過構造５３Ａとの対向部分と、筒先部５３の近傍において外部に露出している部分との合計２箇所において、主に硬化する。
【００３４】
次に、スリーブ５１に光ファイバを装着したときにレンズ５２の焦点距離に相当する箇所に光ファイバの端面が配置されるようにするために、レンズレセプタクル５０の位置合わせを行う。続いて、発熱装置（図示せず）を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対して熱を加えることによりＵＶ硬化樹脂６０全体を硬化させる。これにより、筒先部５３がキャップ４０または支持基板１１の周面にしっかりと接着され、本固定が完了する。このようにして、本実施の形態の光送信装置１が製造される。
【００３５】
本実施の形態の光送信装置１では、外部から電気信号が入力されると、電気信号が発光素子２０において光信号に変換され、発光素子２０からレーザ光がレンズ５２に向かって出力される。出力されたレーザ光は、レンズ５２で集光されて、スリーブ５１に装着された光ファイバの端面に入射し、光ファイバ内を伝播していく。このようにして、光送信が行われる。
【００３６】
ところで、本実施の形態では、レンズレセプタクル５０の筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａが設けられている。これにより、製造過程において、外部から光を、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０に向かって照射した場合には、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち光透過構造５３Ａに対応する部分と、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち外部に露出している部分とに、外部からの光を効率よく照射することができる。その結果、素早く仮固定を終わらすことができるだけでなく、レンズレセプタクル５０のぐらつきを抑えることができる。このように、本実施の形態では、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、製造過程において、レンズレセプタクル５０が、キャップ４０の周面と筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むようにキャップ４０に嵌め込まれる。これにより、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂６０を隙間の奥深くにまで入り込ませることができる。ここで、本実施の形態では、キャップ４０の周面にＵＶ硬化樹脂６０を付着することから、ＵＶ硬化樹脂６０の粘度は、毛細管現象を利用したときの粘度よりも高くなっている。従って、長時間、ＵＶ光Ｌを照射しなくても、ＵＶ硬化樹脂６０を広範囲に硬化させることができるので、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００３８】
＜第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態では、光透過窓４２にハーフミラーの機能を持たせていた。しかし、ハーフミラーが不要な場合、例えば、発光素子２０から出力された光を直接、受光素子３０に入射させることができるようになっている場合には、ハーフミラーの機能をなくすることが可能である。また、種々の理由から、キャップ４０そのものが不要な場合には、例えば、図１３に示したように、キャップ４０を省略してもよい。ただし、そのようにした場合には、支持基板１１の側面１１Ａには、レンズレセプタクル５０の筒先部５３が嵌合することになる。
【００３９】
本変形例における光送信装置は、例えば次のようにして製造することができる。まず、ステム１０、発光素子２０、受光素子３０およびレンズレセプタクル５０を用意したのち、支持基板１１の上面に発光素子２０および受光素子３０を実装する。このようにして、まず、中間部品を作成する。
【００４０】
次に、支持基板１１の側面１１ＡにＵＶ硬化樹脂６０を付着する（図１１）。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０を、側面１１Ａを１周するように付着することが好ましい。また、ＵＶ硬化樹脂６０の材料としては、ＵＶ光だけでなく熱によっても硬化する材料であることが好ましい。
【００４１】
次に、レンズレセプタクル５０を、支持基板１１の側面１１Ａと筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むようにキャップ４０に嵌め込む。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３に押されて、筒先部５３の先端（レンズレセプタクル５０の下端）と支持基板１１との間に形成される間隙に入り込む。そして、筒先部５３がフランジ１２Ｂの近傍にまで達する頃には、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３と支持基板１１との間に形成される間隙の奥深くにまで入り込み、光透過構造５３Ａとの対向領域にまで入り込む。このとき、光透過構造５３Ａが貫通孔によって構成されている場合には、貫通孔の内部にＵＶ硬化樹脂６０が露出する。
【００４２】
次に、ＵＶ光発生装置７０を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対してＵＶ光Ｌを照射することによりＵＶ硬化樹脂６０を硬化させる。これにより、筒先部５３がキャップ４０または支持基板１１の周面に接着され、仮固定が完了する。このとき、ＵＶ硬化樹脂６０は、筒先部５３のうち光透過率の高い部位である光透過構造５３Ａとの対向部分と、筒先部５３の近傍において外部に露出している部分との合計２箇所において、主に硬化する。
【００４３】
次に、スリーブ５１に光ファイバを装着したときにレンズ５２の焦点距離に相当する箇所に光ファイバの端面が配置されるようにするために、レンズレセプタクル５０の位置合わせを行う。続いて、発熱装置（図示せず）を筒先部５３の近傍に設置し、ＵＶ硬化樹脂６０に対して熱を加えることによりＵＶ硬化樹脂６０全体を硬化させる。これにより、筒先部５３が支持基板１１の周面にしっかりと接着され、本固定が完了する。このようにして、本変形例における光送信装置が製造される。
【００４４】
本変形例における光送信装置でも、レンズレセプタクル５０の筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａが設けられている。これにより、製造過程において、外部から光を、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０に向かって照射した場合には、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち光透過構造５３Ａに対応する部分と、硬化前のＵＶ硬化樹脂６０のうち外部に露出している部分とに、外部からの光を効率よく照射することができる。その結果、素早く仮固定を終わらすことができるだけでなく、レンズレセプタクル５０のぐらつきを抑えることができる。このように、本変形例でも、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００４５】
また、本変形例では、製造過程において、レンズレセプタクル５０が、支持基板１１の側面１１Ａと筒先部５３との間隙にＵＶ硬化樹脂６０が入り込むように支持基板１１に嵌め込まれる。これにより、毛細管現象を利用しないで、ＵＶ硬化樹脂６０を隙間の奥深くにまで入り込ませることができる。ここで、本変形例では、支持基板１１の側面１１ＡにＵＶ硬化樹脂６０を付着することから、ＵＶ硬化樹脂６０の粘度は、毛細管現象を利用したときの粘度よりも高くなっている。従って、長時間、ＵＶ光Ｌを照射しなくても、ＵＶ硬化樹脂６０を広範囲に硬化させることができるので、スループットの悪化を最小限に抑えつつ、ぐらつきを抑えることができる。
【００４６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、本発明を光送信装置に対して適用した場合について説明したが、光受信装置、いわゆるＲＯＳＡ（Receiver Optical SubAssembly）に対してももちろん適用することが可能である。例えば、図１４に示したように、上記実施の形態の光送信装置１において、発光素子２０およびサブマウント２１をなくし、受光素子３０を支持基板１１の中心軸上に配置した光受信装置２において、筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａを設けるようにしてもよい。また、例えば、図１５に示したように、図１４に記載の光受信装置２において、キャップ４０を省略したものにおいて、筒先部５３の一部に、光透過率の大きな光透過構造５３Ａを設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…光送信装置、２…光受信装置、１０…ステム、１１…支持基板、１１Ａ，１２Ａ…側面、１２…外枠基板、１２Ｂ…フランジ、１３…接続端子、２０…発光素子、２１…サブマウント、３０…受光素子、４０…キャップ、４１…筒部、４２…光透過窓、５０…レンズレセプタクル、５１…スリーブ、５２…レンズ５２…筒先部、５３Ａ…光透過構造、６０…ＵＶ硬化樹脂、７０…ＵＶ光発生装置、１００…中間部品。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と、
前記光素子の上方に光透過窓を有すると共に前記光素子を封止する封止部と、
前記封止部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部と、
前記封止部の周面と前記筒先部との間隙に、前記封止部の周面と前記筒先部とを互いに接着する接着部と
を備え、
前記筒先部は、一部に光透過構造を有し、
前記光透過構造は、前記筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での光透過率よりも大きな光透過率を有している
光装置。
【請求項２】
前記光透過構造は、前記筒先部を貫通する１または複数の貫通孔によって構成されている
請求項１に記載の光装置。
【請求項３】
前記１または複数の貫通孔は、円柱形状となっている
請求項２に記載の光装置。
【請求項４】
前記１または複数の貫通孔の内面は、テーパー形状となっている
請求項２に記載の光装置。
【請求項５】
前記１または複数の貫通孔の内面は、階段形状となっている
請求項２に記載の光装置。
【請求項６】
前記光透過構造は、前記複数の貫通孔によって構成され、
前記複数の貫通孔は、回転対称の位置に形成されている
請求項２に記載の光装置。
【請求項７】
前記光透過構造は、前記筒先部の外周面に形成された１または複数の窪みによって構成されている
請求項１に記載の光装置。
【請求項８】
前記１または複数の窪みは、円柱形状となっている
請求項７に記載の光装置。
【請求項９】
前記１または複数の窪みの内面は、テーパー形状となっている
請求項７に記載の光装置。
【請求項１０】
前記１または複数の窪みの内面は、階段形状となっている
請求項７に記載の光装置。
【請求項１１】
前記光透過構造は、前記複数の窪みによって構成され、
前記複数の窪みは、回転対称の位置に形成されている
請求項７に記載の光装置。
【請求項１２】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と、
前記台座部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部と、
前記台座部の周面と前記筒先部との間隙に、前記台座部の周面と前記筒先部とを互いに接着する接着部と
を備え、
前記筒先部は、一部に光透過構造を有し、
前記光透過構造は、前記筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での光透過率よりも大きな光透過率を有している
光装置。
【請求項１３】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と、
前記光素子の上方に光透過窓を有すると共に前記光素子を封止する封止部と
を備えた中間部品を用意する第１工程と、
前記封止部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第２工程と、
筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、前記封止部の周面と前記筒先部との間隙に前記ＵＶ硬化樹脂が入り込むように前記封止部に嵌め込む第３工程と、
前記ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することにより前記ＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に前記筒先部を前記封止部の周面に接着する第４工程と
を含む光装置の製造方法。
【請求項１４】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と
を備えた中間部品を用意する第１工程と、
前記台座部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第２工程と、
筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、前記台座部の周面と前記筒先部との間隙に前記ＵＶ硬化樹脂が入り込むように前記台座部に嵌め込む第３工程と、
前記ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することにより前記ＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に前記筒先部を前記台座部の周面に接着する第４工程と
を含む光装置の製造方法。
【請求項１】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と、
前記光素子の上方に光透過窓を有すると共に前記光素子を封止する封止部と、
前記封止部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部と、
前記封止部の周面と前記筒先部との間隙に、前記封止部の周面と前記筒先部とを互いに接着する接着部と
を備え、
前記筒先部は、一部に光透過構造を有し、
前記光透過構造は、前記筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での光透過率よりも大きな光透過率を有している
光装置。
【請求項２】
前記光透過構造は、前記筒先部を貫通する１または複数の貫通孔によって構成されている
請求項１に記載の光装置。
【請求項３】
前記１または複数の貫通孔は、円柱形状となっている
請求項２に記載の光装置。
【請求項４】
前記１または複数の貫通孔の内面は、テーパー形状となっている
請求項２に記載の光装置。
【請求項５】
前記１または複数の貫通孔の内面は、階段形状となっている
請求項２に記載の光装置。
【請求項６】
前記光透過構造は、前記複数の貫通孔によって構成され、
前記複数の貫通孔は、回転対称の位置に形成されている
請求項２に記載の光装置。
【請求項７】
前記光透過構造は、前記筒先部の外周面に形成された１または複数の窪みによって構成されている
請求項１に記載の光装置。
【請求項８】
前記１または複数の窪みは、円柱形状となっている
請求項７に記載の光装置。
【請求項９】
前記１または複数の窪みの内面は、テーパー形状となっている
請求項７に記載の光装置。
【請求項１０】
前記１または複数の窪みの内面は、階段形状となっている
請求項７に記載の光装置。
【請求項１１】
前記光透過構造は、前記複数の窪みによって構成され、
前記複数の窪みは、回転対称の位置に形成されている
請求項７に記載の光装置。
【請求項１２】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と、
前記台座部の周面と所定の間隙を介して対向する筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部と、
前記台座部の周面と前記筒先部との間隙に、前記台座部の周面と前記筒先部とを互いに接着する接着部と
を備え、
前記筒先部は、一部に光透過構造を有し、
前記光透過構造は、前記筒先部のうち当該光透過構造以外の部位での光透過率よりも大きな光透過率を有している
光装置。
【請求項１３】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と、
前記光素子の上方に光透過窓を有すると共に前記光素子を封止する封止部と
を備えた中間部品を用意する第１工程と、
前記封止部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第２工程と、
筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、前記封止部の周面と前記筒先部との間隙に前記ＵＶ硬化樹脂が入り込むように前記封止部に嵌め込む第３工程と、
前記ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することにより前記ＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に前記筒先部を前記封止部の周面に接着する第４工程と
を含む光装置の製造方法。
【請求項１４】
光素子と、
前記光素子を支持する支持基板と、前記光素子と電気的に接続された接続端子とを有する台座部と
を備えた中間部品を用意する第１工程と、
前記台座部の周面にＵＶ硬化樹脂を付着する第２工程と、
筒先部を有すると共に前記光素子と光ファイバとを光結合させる光結合部を、前記台座部の周面と前記筒先部との間隙に前記ＵＶ硬化樹脂が入り込むように前記台座部に嵌め込む第３工程と、
前記ＵＶ硬化樹脂に対してＵＶ光を照射することにより前記ＵＶ硬化樹脂を硬化させると共に前記筒先部を前記台座部の周面に接着する第４工程と
を含む光装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−４４６００（Ｐ２０１１−４４６００Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９２１２１（Ｐ２００９−１９２１２１）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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