光插座及光模块的制作方法

1.本发明涉及光插座及光模块。


背景技术：

2.以往，在使用了光纤或光波导等光传输体的光通信中，使用具备光电转换元件的光模块。在光模块是发送用的光模块的情况下，光模块具有用于使从发光元件射出的包含通信信息的光入射至光传输体的端面的光插座。另一方面，在光模块是接收用的光模块的情况下，光模块具有用于使从光传输体射出的包含通信信息的光入射至受光元件的光插座。专利文献1、2公开了这样的光插座。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2013-24917号公报
6.专利文献2：日本特开2016-142899号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.在专利文献1、2中记载的那样的光插座中，通常，与光电转换元件(发光元件或受光元件)对置的透镜(光学面)是焦点深度较浅的圆对称的凸透镜面。
9.图1是表示使准直光从光插座的内部入射至上述的焦点深度较浅的圆对称的凸透镜面时的情形的图。在此，将凸透镜面的光轴与凸透镜面的交点设为原点，将凸透镜面的光轴设为z轴，将通过原点且与z轴垂直的轴设为x轴、将与z轴及x轴垂直的轴设为y轴。通过原点的xz平面处的凸透镜面的曲率、与通过原点的yz平面处的凸透镜面的曲率相同。如图1所示，入射至圆对称的凸透镜面的光会聚到z轴上的一点(焦点)。
10.在此，在将该凸透镜面用于发送用的光模块的光插座的入射面(与发光元件对置的光学面)的情况下，以图1所示的焦点的位置为中心，在光的耦合效率为允许范围的规定范围(z公差范围)内，配置发光元件。另一方面，在将该凸透镜面用于接收用的光模块的光插座的出射面(与受光元件对置的光学面)的情况下，以图1所示的焦点的位置为中心，在光的耦合效率为允许范围的规定范围(z公差范围)内，配置受光元件。
11.通常，上述的凸透镜面的z公差范围较窄，因此在对光模块进行组装时，对于光电转换元件的定位要求较高的精度。另外，即使将光电转换元件适当地定位并对光模块进行了组装，有时也会由于光模块的使用时的温度变化而导致凸透镜面的焦点位置在z轴方向上移动，有时光电转换元件的位置会从z公差范围偏离。
12.因此，本发明的目的在于，提供与光电转换元件对置的光学面的z公差范围较广的光插座、以及具有该光插座的光模块。
13.解决问题的方案
14.本发明的光插座配置于光电转换元件与光传输体之间，用于使所述光电转换元件
与所述光传输体的端面光学耦合，该光插座具有：第一光学面，使从所述光电转换元件射出的光入射，或使从所述光传输体的端面射出并通过了所述光插座的内部的光向所述光电转换元件射出；以及第二光学面，使由所述第一光学面入射的光向所述光传输体的端面射出，或使从所述光传输体的端面射出的光入射，所述第一光学面以如下方式构成，即，在将所述第一光学面的光轴与所述第一光学面的交点设为原点，将所述第一光学面的光轴设为z轴，将通过所述原点且与所述z轴垂直的轴设为x轴，将与所述z轴及所述x轴垂直的轴设为y轴时，在准直光从所述光插座的内部入射至所述第一光学面的情况下，形成在沿着所述x轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及在沿着所述y轴的方向观察时在比所述第一焦点更靠所述第一光学面侧的位置观察到的第二焦点。
15.本发明的光模块具有光电转换元件、以及本发明的光插座。
16.发明效果
17.根据本发明，可提供与光电转换元件对置的光学面的z公差范围较广的光插座、以及具有该光插座的光模块。因此，根据本发明，可提供易于组装且不易受到温度变化的影响的光模块。
附图说明
18.图1是表示使准直光入射至焦点深度较浅的圆对称的凸透镜面时的情形的图。
19.图2a、图2b是表示实施方式1的光模块及光插座的结构的图。
20.图3是表示由第一光学面形成的第一焦点及第二焦点的图。
21.图4a是表示实施方式1的光模块中的仿真的设定的图，图4b、图4c是表示实施方式1的光模块中的仿真结果的曲线图。
22.图5a～图5c是表示实施方式2的光模块及光插座的结构的图。
23.图6a是表示实施方式2的光模块中的仿真的设定的图，图6b、图6c是表示实施方式2的光模块中的仿真结果的曲线图。
具体实施方式
24.下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
25.[实施方式1]
[0026]
(光模块的结构)
[0027]
下面，参照附图对本发明的实施方式1的光模块进行详细说明。
[0028]
图2a、图2b是表示本发明的实施方式1的光模块100的结构的图。图2a是光模块100的俯视图，图2b是图2a所示的a-a线的剖面图。在图2a、图2b中以虚线表示光传输体160。
[0029]
如图2a、图2b所示，光模块100具有：包括发光元件122的基板安装型的光电转换装置120、以及光插座140。在本实施方式中，光模块100是发送用的光模块，将光传输体160耦合(下面，也称作连接)到光插座140来使用光模块100。
[0030]
光电转换装置120具有基板121和发光元件122。
[0031]
基板121对发光元件122进行支撑，并且相对于光插座140固定。基板121例如是玻璃复合基板、环氧玻璃基板、柔性基板等。在基板121上配置有发光元件122。
[0032]
发光元件122向光传输体160射出光。发光元件122例如是垂直腔面发射激光器
(vcsel)。对于发光元件122的数量，不特别地进行限定，根据光插座140的结构来选择。在本实施方式中，发光元件122的数量为一个。以使发光面123位于光插座140的第一光学面141的z公差范围内的方式配置发光元件122。
[0033]
光插座140配置于光电转换装置120的基板121上。光插座140在配置于光电转换元件(发光元件122)与光传输体160之间的状态下，使发光元件122的发光面123与光传输体160的端面162光学耦合。在本实施方式中，光插座140使一个发光元件122的发光面123与一根光传输体160的端面162光学耦合，但也可以是，光插座140使多个发光元件122的发光面123与多个光传输体160的端面162分别光学耦合。对于光插座140的结构，另外详细地进行说明。
[0034]
不特别地限定光传输体160的种类。光传输体160的种类的例子包括光纤或光波导。在本实施方式中，光传输体160是光纤。对于光传输体160的数量，不特别地进行限定，根据光插座140的结构来选择。光传输体160的数量可以是一个，也可以是多个。在本实施方式中，光传输体160的数量是一根。
[0035]
应予说明，上述中，示出了光模块是发送用的光模块的情况，但光模块也可以是接收用的光模块。在是接收用的光模块的情况下，光电转换元件不是发光元件而是受光元件，从光传输体160射出的光入射至受光元件。
[0036]
(光插座的结构)
[0037]
光插座140具有透光性，且具有：第一光学面141，使从发光元件122射出的光的至少一部分入射至光插座140；以及第二光学面142，使由第一光学面入射的光向光传输体160的端面射出。在本实施方式中，第一光学面141和第二光学面142的数量分别为一个。在本实施方式中，光插座140还具有：定位部144，用于对光传输体160进行定位；以及基板固定部145，决定第一光学面141与发光元件122的发光面123之间的沿着z轴的方向(发光元件122的光轴方向)上的距离，且用于将光插座140固定在基板121上。
[0038]
使用对于在光通信中使用的波长的光具有透光性的材料，来形成光插座140。这样的材料的例子包括：聚醚酰亚胺(pei)、环状烯烃树脂等透明的树脂。另外，例如通过注塑成型来制造光插座140。
[0039]
定位部144将光传输体160的端面162相对于光插座140进行定位。对于定位部144的结构，只要能够发挥上述功能即可，不特别地进行限定。在本实施方式中，定位部144是有底的圆筒形状。通过将光传输体160从定位部144的开口部插入，来将光传输体160的端部配置于定位部144的内空部。在定位部144的底部配置有第一凹部146。
[0040]
第一光学面141是使从发光元件122射出的光入射至光插座140的内部的光学面。第一光学面141形成于后述的基板固定部145的底部。在本实施方式中，第一光学面141是向发光元件122呈凸状的凸透镜面。参照图3对第一光学面141的形状的细节进行说明。
[0041]
图3是表示使准直光从光插座140的内部入射至第一光学面141时的情形的图。在此，将第一光学面141的光轴与第一光学面141的交点设为原点，将第一光学面141的光轴设为z轴，将通过原点且与z轴垂直的轴设为x轴，将与z轴及x轴垂直的轴设为y轴。通过原点的xz平面处的第一光学面141的曲率、比通过原点的yz平面处的第一光学面141的曲率大。即，第一光学面141是通过原点的xz平面处的曲率比通过原点的yz平面处的曲率大的凸透镜面。因此，如图3所示，入射至第一光学面141的光不会聚于z轴上的一点(焦点)。具体而言，
在准直光从光插座140的内部入射至第一光学面141的情况下形成以下焦点，即，沿着x轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及沿着y轴的方向观察时在比第一焦点更靠第一光学面141侧的位置观察到的第二焦点。第一焦点是因第一光学面141的沿着y轴方向的曲率而形成的，第二焦点是因第一光学面141的沿着x轴方向的曲率而形成的。即，以在准直光从光插座140的内部入射至第一光学面141的情况下，形成在沿着x轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及在沿着y轴的方向观察时在比第一焦点更靠第一光学面141侧的位置观察到的第二焦点的方式，构成第一光学面141。通过这样构成第一光学面141，能够加深第一光学面141的焦点深度，并扩大z公差范围(比较参照图3与图1)。
[0042]
应予说明，在本实施方式中，第一光学面141关于xz平面对称，并且，关于yz平面对称。因此，第一光学面141虽不是圆对称，但为二重对称。
[0043]
上述中，对第一光学面141是凸透镜面的例子进行了说明，但第一光学面141不限于此。对于第一光学面141，不特别地进行限制，只要能够形成上述的第一焦点及第二焦点即可，例如也可以是衍射透镜。
[0044]
在本实施方式中，从光的耦合效率、以及正确地发送信号的观点来看，优选第一焦点与第二焦点之间的距离在100μm以上且在180μm以下。与此相关的细节将在后面进行描述。
[0045]
对于第一光学面141的大小，不特别地限定，但优选为与发光元件122的发光面123的大小相同或比发光面123的大小更大。优选第一光学面141的中心轴ca1相对于发光元件122的发光面123垂直。优选第一光学面141的中心轴ca1与从发光元件122的发光面123射出的光的光轴oa重合。
[0046]
通过将第一光学面141配置于后述的基板固定部145的底部，能够使发光元件122的发光面123与第一光学面141间隔开，从而能够抑制发光元件122的发光面123和第一光学面141受到损伤的情况。发光元件122的发光面123以位于第一光学面141的z公差范围内的方式配置，优选为，发光元件122的发光面123以位于z公差范围内的中央附近的方式配置。
[0047]
定位部144的底部与光传输体160的包层接触。由此，光传输体160的端面162能够接收从发光元件122射出的光。
[0048]
第二光学面142是使从第一光学面141行进过来的光向光传输体160的端面162射出的光学面。在本实施方式中，第二光学面142以与光传输体160的端面162对置的方式配置于与第一光学面141相反的一侧。不特别地限定第二光学面142的形状。在本实施方式中，第二光学面142是平面。
[0049]
基板固定部145将光插座140相对于基板121进行固定。对于基板固定部145的结构，不特别地进行限定，只要能够发挥上述的功能即可。在本实施方式中，基板固定部145是有底的圆筒形状。
[0050]
应予说明，上述中，示出了光插座是发送用的光插座的情况，但光插座也可以是接收用的光插座。在是接收用的光插座的情况下，第二光学面142使来自光传输体的光入射，第一光学面141使光向受光元件射出。
[0051]
(仿真)
[0052]
下面，对以下三者之间的关系进行说明，该三者为，实施方式1的光模块100中的、第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离、发光元件122在沿着z轴的方向上的错位、以及发
光元件122与光传输体160之间的光耦合效率。
[0053]
图4a是表示光从发光元件122射出、光入射至第一光学面141、光到达光传输体160的情形的示意图。应予说明，图4a是用于进行说明的图，并不是表示实际尺寸比例的图。
[0054]
图4b是表示以下三者之间的关系的图，该三者为，第一焦点与第二焦点之间的距离(焦点间距离)、发光元件122从设计位置的移动量、以及发光元件122与光传输体160之间的光耦合效率的变化。如图4a所示，关于从设计位置的移动量，在发光元件122向第一光学面141接近的情况下设为负值，在发光元件122从第一光学面141离开的情况下设为正值。
[0055]
图4b是表示在第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离分别为0μm(焦点为一个的现有技术)、100μm(z＝100μm)、150μm(z＝150μm)、180μm(z＝180μm)的情况下，当如图4a所示使发光元件122与第一光学面141之间的距离变动时光耦合效率如何变动的曲线图。应予说明，在该曲线图中，针对各焦点间距离，将光耦合效率为最大值时记为0db。另外，设为，在处于设计位置时，发光元件122的发光面123与第一光学面141之间的距离为1.56mm。
[0056]
根据图4b可知，焦点间距离越短，则越容易受到发光元件122与第一光学面141之间的距离的变动的影响，在发光元件122与第一光学面141之间的距离变动时，与耦合效率的最大值之差较大。即，焦点间距离越短则z公差范围越窄。
[0057]
因此，一般来说，优选光插座满足如下规格。即，优选为，即使温度从0℃变化至70℃，发光元件122与第一光学面141之间的距离发生了最大程度即30μm的移动时，也能将耦合效率的变动幅度控制在-0.5db以内。
[0058]
在图4b中，就焦点间距离为0μm的现有的光插座而言，在移动量在30μm(曲线不是左右对称，但大致是自0μm的地点
±
15μm)的范围内时，与耦合效率的最大值之差未控制在-0.5db以内，不满足上述的规格。另一方面，就焦点间距离为100μm、150μm、180μm的本实施方式的光插座140而言，在上述的范围内，与耦合效率的最大值之差均被控制在-0.5db以内，因此满足上述规格。
[0059]
将上述情况在以下的表1中数值化并进行表示。具体而言，表1示出了第一焦点与第二焦点之间的距离(焦点间距离)、以及z公差范围(使得与耦合效率的最大值之差在-0.5db的范围内的、发光元件122在沿着z轴的方向上的可移动距离)。
[0060]
[表1]
[0061][0062]
如表1所示，在焦点间距离为100μm时，上述的曲线图的横向宽度的大小为30μm，位于能够满足上述规格的边界(参照图4b)。即，优选第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离在100μm以上。
[0063]
图4c也是表示以下三者之间的关系的图，该三者为，第一焦点与第二焦点之间的距离(焦点间距离)、发光元件122在沿着z轴的方向上的移动距离、以及发光元件122与光传输体160之间的光耦合效率。
[0064]
具体而言，图4c示出了在第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离分别为0μm(焦点为一个的现有技术)、100μm(z＝100μm)、150μm(z＝150μm)、180μm(z＝180μm)的情况下，当
使发光元件122与第一光学面141之间的距离变动时光耦合效率如何变动。应予说明，在该曲线图中，将假定从发光元件122射出的光全部入射至光传输体160时的、光的耦合效率(即，来自发光元件122的出射光量)设为0db。
[0065]
在此，作为对光插座要求的规格，从正确地发送信号的观点来看，优选将光耦合效率控制在-7db以内。在图4c中，在移动量在30μm(曲线不是左右对称，但大致是自0μm的地点
±
15μm)的范围内时，在焦点间距离为100μm、150μm、180μm的情况下，耦合效率均被控制在-7db以内，因此能够满足上述规格。其中，在焦点间距离为180μm时，处于能够满足上述规格的边界附近。以下的表2是将该情况数值化的表。根据图4c、表2可知，优选第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离在180μm以下。
[0066]
[表2]
[0067][0068]
(效果)
[0069]
如上所述，与现有的光插座相比，实施方式1的光插座140的z公差范围更广。因此，本实施方式的光模块100易于组装且不易受到温度变化的影响。例如，即使因温度变化引起体积变化或折射率变化等而导致第一光学面141的焦点的位置在沿着z轴的方向上错开，本实施方式的光模块100的耦合效率也不易变动。
[0070]
[实施方式2]
[0071]
(光模块的结构)
[0072]
下面，参照附图对本发明的实施方式2的光模块进行详细说明。
[0073]
图5a是示意性地表示实施方式2的光模块200的剖面的图。图5b是实施方式2的光插座240的俯视图，图5c是从底面侧观察的立体图。
[0074]
如图5a所示，光模块200具有：包括受光元件222的基板安装型的光电转换装置220、以及光插座240。在本实施方式中，光模块200是光接收用的光模块，将光传输体260通过套管耦合(下面，也称作连接)到光插座240，来使用光模块200。
[0075]
不特别地限定光传输体260的种类。光传输体160的种类的例子包括光纤、光波导等。在本实施方式中，光传输体260是光纤。光纤既可以是单模态方式，也可以是多模态方式。光传输体260的数量是一个或两个以上。在本实施方式中，光传输体260的数量是两个以上。
[0076]
光电转换装置220具有基板221和受光元件222。
[0077]
基板221对受光元件222进行支撑。基板221例如是玻璃复合基板、环氧玻璃基板、柔性基板等。在基板121上配置有受光元件222。
[0078]
受光元件222配置在基板221上，接收来自光插座240的光。受光元件222的数量是一个或两个以上。在本实施方式中，受光元件222的数量是两个以上。受光元件222以使受光面224位于光插座240的第一光学面241的z公差范围内的方式配置。
[0079]
光插座240配置在光电转换装置220的基板221上。光插座240在配置于光电转换装
置(受光元件222)与光传输体260之间的状态下，使光传输体260的端面225与受光元件222的受光面224光学耦合。对于光插座240的结构，另外详细地进行说明。
[0080]
应予说明，上述中，示出了光模块是接收用的光模块的情况，但光模块也可以是发送用的光模块。在是发送用的光模块的情况下，光电转换元件是发光元件，从发光元件射出的光入射至光传输体160。
[0081]
(光插座的结构)
[0082]
光插座240具有透光性，且具有：第二光学面242，使从光传输体260的端面265射出的光入射至光插座240；以及第一光学面241，使由第二光学面242入射的光向受光元件222的受光面224射出。在本实施方式中，第二光学面242和第一光学面241的数量分别为两个以上。应予说明，本实施方式的光插座240除了上述的结构以外，还具有反射面243。
[0083]
使用对于在光通信中使用的波长的光具有透光性的材料，来形成光插座240。这样的材料的例子包括：聚醚酰亚胺(pei)、环状烯烃树脂等透明的树脂。另外，例如通过注塑成型来制造光插座240。
[0084]
第二光学面242是使从光传输体260射出的光折射后向光插座240的内部入射的光学面。第二光学面242能使从光传输体260射出的光转换为准直光、会聚光、或漫射光。在本实施方式中，第二光学面242为了将从光传输体260射出的光变为准直光，以将该光束收窄的方式进行转换。被收窄后的光束如后述那样，在由反射面243全反射之后朝向第一光学面241。在本实施方式中，第二光学面242的形状是向光传输体260呈凸状的凸透镜面。另外，第二光学面242的俯视形状是圆形。
[0085]
反射面243是形成于光插座240的顶面侧的倾斜面，配置于第二光学面242与第一光学面241之间的光路上。反射面243使由第二光学面242入射的光(从光传输体260射出的光)向第一光学面241反射。反射面243既可以是平面，也可以是曲面。在本实施方式中，反射面243是平面。反射面243以随着从光插座240的底面向顶面靠近而逐渐接近光传输体260的方式倾斜。在本实施方式中，反射面243相对于由第二光学面242入射的光的光轴的倾斜角度为45
°
。由第二光学面242入射的光以比临界角大的入射角内部入射至反射面243。由此，反射面243以使入射的光相对于基板221的表面垂直的方式使入射的光全反射。
[0086]
第一光学面241是使由反射面243反射后的光向受光元件222的受光面224射出的光学面。在本实施方式中，第一光学面241以与受光元件222的受光面224对置的方式配置于光插座240的底面。第一光学面241是具有向受光元件222的受光面224呈凸状的形状的凸透镜面。在本实施方式中，第一光学面241的中心轴ca与受光元件222的受光面224的光轴oa重合。由此，能够使由第二光学面242入射并由反射面243反射后的光聚光，并效率良好地入射至受光元件222的受光面224。
[0087]
实施方式2的光插座240中的第一光学面241也具有与实施方式1的光插座140中的第一光学面141同样的特性。即，如图3所示，在准直光从光插座240的内部入射至第一光学面241的情况下形成以下焦点，即沿着x轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及沿着y轴的方向观察时在比第一焦点更靠第一光学面241侧的位置观察到的第二焦点。在此，xyz坐标系的定义与实施方式1相同。与实施方式1同样地，第一光学面241是通过原点的xz平面处的曲率比通过原点的yz平面处的曲率大的凸透镜面。第一焦点是基于第一光学面241的沿着y轴方向的曲率而形成的，第二焦点是基于第一光学面241的沿着x轴方向的曲率而形成的。
即，以在准直光从光插座240的内部入射至第一光学面241的情况下，形成在沿着x轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及在沿着y轴的方向观察时在比第一焦点更靠第一光学面241侧的位置观察到的第二焦点的方式，构成第一光学面241。通过这样构成第一光学面241，能够加深第一光学面241的焦点深度，并扩大z公差范围。
[0088]
应予说明，在本实施方式中，第一光学面241关于xz平面对称，并且，关于yz平面对称。因此，第一光学面241虽不是圆对称，但为二重对称。
[0089]
上述中，对第一光学面241是凸透镜面的例子进行了说明，但第一光学面241不限于此。对于第一光学面241，不特别地进行限制，只要能够形成上述的第一焦点及第二焦点即可，例如也可以是衍射透镜。
[0090]
在本实施方式中，从光的耦合效率、以及正确地发送信号的观点来看，优选第一焦点与第二焦点之间的距离超过0μm且在100μm以下，更优选超过0μm且在80μm以下，进一步优选超过0μm且在50μm以下。与此相关的细节将在后面进行描述。
[0091]
从光传输体260射出的光由第二光学面242入射至光插座240的内部。入射至光插座240内的光由反射面243内部反射后向第一光学面241行进。到达第一光学面241的光以向第一光学面241的受光面224聚光的方式射出。
[0092]
应予说明，上述中，示出了光插座是接收用的光插座的情况，但光插座也可以是发送用的光插座。在是发送用的光插座的情况下，第一光学面241使来自发光元件的光入射，第二光学面141使光向光传输体260射出。另外，反射面243使由第一光学面241入射的光(从发光元件射出的光)向第二光学面242反射。
[0093]
(仿真)
[0094]
下面，对以下三者之间的关系进行说明，该三者为，实施方式2的光模块200中的、第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离、受光元件222在沿着z轴方向的方向上的错位、以及光传输体260与受光元件222之间的光耦合效率。
[0095]
图6a是表示光从光传输体260射出、光向第二光学面242入射、光从第一光学面241射出、光到达受光元件222的情形的示意图。应予说明，
[0096]
图6a是用于进行说明的图，并不是表示实际尺寸比例的图。
[0097]
图6b是表示以下三者之间的关系的图，该三者为，第一焦点与第二焦点之间的距离(焦点间距离)、受光元件222从设计位置的移动量、以及光传输体260与受光元件222之间的光耦合效率的变化。如图6a所示，关于从设计位置的移动量，在受光元件222向第一光学面241接近的情况下设为负值，在受光元件222从第一光学面241离开的情况下设为正值。
[0098]
图6b是表示在第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离分别为0μm(现有技术)、100μm、150μm、180μm的情况下，当如图6a所示使受光元件222与第一光学面241之间的距离变动时光耦合效率如何变动的曲线图。应予说明，在该曲线图中，针对各焦点间距离，将光耦合效率为最大值时记为0db。另外，设为，在处于设计位置时，从第二光学面242至受光元件222的受光面224为止的沿着光路的距离为0.35mm。
[0099]
根据图6b可知，焦点间距离越短，则越容易受到受光元件222与第一光学面241之间的距离的变动的影响，在受光元件222与第一光学面241之间的距离变动时，与耦合效率的最大值之差较大。即，焦点间距离越短则z公差范围越窄。
[0100]
图6c也是表示以下三者之间的关系的图，该三者为，第一焦点与第二焦点之间的
距离(焦点间距离)、受光元件222在沿着z轴的方向上的移动距离、以及受光元件222与光传输体260之间的光耦合效率。
[0101]
具体而言，图6c示出了在第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离分别为0μm(焦点为一个的现有技术)、25μm(z＝25μm)、100μm(z＝100μm)的情况下，当使受光元件222与第一光学面241之间的距离变动时光耦合效率如何变动。应予说明，在该曲线图中，将假定从光传输体260射出的光全部入射至受光元件222时的光的耦合效率(即，来自光传输体260的出射光量)设为0db。
[0102]
在此，作为对光插座要求的规格，从正确地发送信号的观点来看，优选在移动量为30μm的范围内时，将耦合效率控制在-2db以内。在图6c中，在移动量为0μm的地点，在焦点间距离为25μm、50μm、100μm时，耦合效率均被控制在-2db以内，因此在该地点能够满足上述规格。其中，在焦点间距离为100μm时，处于能够满足上述规格的边界。以下的表3是将该情况数值化的表。根据图6c、表3可知，第一焦点与第二焦点之间的焦点间距离优选超过0μm且在100μm以下，更优选超过0μm且在80μm以下，进一步优选超过0μm且在50μm以下。
[0103]
[表3]
[0104][0105]
(效果)
[0106]
如上所述，与现有的光插座相比，实施方式2的光插座240的z公差范围更广。因此，本实施方式的光模块200易于组装且不易受到温度变化的影响。例如，即使在光模块200的组装时光插座240的位置在沿着z轴的方向上错开，本实施方式的光模块200的耦合效率也不易变动。
[0107]
工业实用性
[0108]
本发明的光插座及光模块例如在使用了光传输体的光通信中是有用的。
[0109]
附图标记说明
[0110]
100、200 光模块
[0111]
120、220 光电转换装置
[0112]
121、221 基板
[0113]
122 发光元件
[0114]
123 发光面
[0115]
125 端面
[0116]
140、240 光插座
[0117]
141、241 第一光学面
[0118]
243 反射面
[0119]
142、242 第二光学面
[0120]
144 定位部
[0121]
145 基板固定部
[0122]
146 第一凹部
[0123]
160、260 光传输体
[0124]
222 受光元件
[0125]
224 受光面

技术特征：
1.一种光插座，配置于光电转换元件与光传输体之间，用于使所述光电转换元件与所述光传输体的端面光学耦合，该光插座具有：第一光学面，使从所述光电转换元件射出的光入射，或使从所述光传输体的端面射出并通过了所述光插座的内部的光向所述光电转换元件射出；以及第二光学面，使由所述第一光学面入射的光向所述光传输体的端面射出，或使从所述光传输体的端面射出的光入射，所述第一光学面以如下方式构成，即，在将所述第一光学面的光轴与所述第一光学面的交点设为原点，将所述第一光学面的光轴设为z轴，将通过所述原点且与所述z轴垂直的轴设为x轴，将与所述z轴及所述x轴垂直的轴设为y轴时，在准直光从所述光插座的内部入射至所述第一光学面的情况下，形成在沿着所述x轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及在沿着所述y轴的方向观察时在比所述第一焦点更靠所述第一光学面侧的位置观察到的第二焦点。2.如权利要求1所述的光插座，其中，所述第一光学面是如下的凸透镜面，该凸透镜面在通过所述原点的xz平面处的曲率比该凸透镜面在通过所述原点的yz平面处的曲率大。3.如权利要求1或权利要求2所述的光插座，其中，所述第一焦点与所述第二焦点之间的距离在100μm以上且在180μm以下。4.如权利要求1或权利要求2所述的光插座，其中，还具有反射面，该反射面配置于所述第一光学面与所述第二光学面之间，所述第一焦点与所述第二焦点之间的距离超过0μm且在100μm以下。5.一种光模块，其具有：光电转换元件；以及权利要求1～4中的任意一项所述的光插座。

技术总结
本发明的光插座具有：第一光学面，使从光电转换元件射出的光入射，或使从光传输体的端面射出并通过了所述光插座的内部的光向所述光电转换元件射出；以及第二光学面，使由所述第一光学面入射的光向所述光传输体的端面射出，或使从所述光传输体的端面射出的光入射。所述第一光学面以如下方式构成，即，在将所述第一光学面的光轴与所述第一光学面的交点设为原点，将所述第一光学面的光轴设为Z轴，将通过所述原点且与所述Z轴垂直的轴设为X轴，将与所述Z轴及所述X轴垂直的轴设为Y轴时，在准直光从所述光插座的内部入射至所述第一光学面的情况下，形成在沿着所述X轴的方向观察时观察到的第一焦点、以及在沿着所述Y轴的方向观察时在比所述第一焦点更靠所述第一光学面侧的位置观察到的第二焦点。的位置观察到的第二焦点。的位置观察到的第二焦点。


技术研发人员：可儿裕善 奈良穗乃香
受保护的技术使用者：恩普乐股份有限公司
技术研发日：2020.12.28
技术公布日：2023/8/28