[发明专利]光耦合结构以及光收发模块

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术、光传输技术以及光信息记录技术中所使用的光模块，尤其涉及光模块中的将光半导体元件与光传输路进行光学地耦合的光耦合结构。

本申请基于2010年01月06日向日本国提出的特愿2010－001100号主张优先权，并将其内容援引至此。

背景技术

光模块具备搭载于基板的光半导体元件和被配置成光轴与基板平行的光传输路。

以往，在这种光模块中，为了使光半导体元件的发光受光部与光传输路的端部光学地耦合，通常使用图16所示那样的结构。在该结构中，通过对设置于光半导体元件101之上的集光透镜102与光路变换用反射镜（mirror）103组合来使光传输路104（尤其是其纤芯105）与光半导体元件101光学地连接（光耦合）。

在这样的结构中，集光透镜102的折射率、光路变换用反射镜103的反射率等需要被调整为希望的值。另外，为了进行光耦合而所需的部件个数也多。此外，需要精密地调整光半导体元件101、集光透镜102、光路变换用反射镜103以及光传输路104各自的位置关系。因此，部件的成本和组装所涉及的作业的成本高，成为成本提高的主要原因。

为了降低这样的光模块的制造成本，提供更低成本的光模块，例如，专利文献1提出了具备光安装基板的表面的引导槽和位于安装在该引导槽的光纤的光轴上的锥形面，在锥形面上形成了反射镜的光纤。

专利文献2提出一种光波导路与受光元件的耦合结构，该耦合结构具备：形成了V槽的基板，其中，该V槽具有在与光波导路的端部对置的位置倾斜地形成的反射面；折射率整合剂，其填充于光波导路的端部与反射面之间，具有与光波导路的纤芯大致相同的折射率；以及受光元件，其接收被反射面反射的出射光。

专利文献3中记载有能够在光收发模块中高精度且简略地进行光部件间的连接的光部件的接合方法。在该方法中，借助未硬化状态的透明树脂组成物压接将光轴配置成大致一致的光纤与发光受光元件，拉回光纤来使未硬化状态的透明树脂组成物（光硬化性、热硬化性或者热可塑性）延伸后，使延伸后的透明树脂组成物硬化。

专利文献4提出了将半导体激光器元件、监控光电二极管以及光纤封入透明树脂，半导体激光器元件的后方输出光在透明树脂与空气的界面反射并入射至监控光电二极管的半导体激光器装置。

专利文献1：日本国特开2003－167175号公报

专利文献2：日本国专利第2985791号公报

专利文献3：日本国特开平9－197196号公报

专利文献4：日本国特开2000－269584号公报

但是，对于专利文献1的光纤而言，需要准备用于成形引导槽以及锥形面的的金属模具，还需要形成锥形面的反射镜的工序。结果，存在制造成本提高这一问题。此外，在具有引导槽的光安装基板上，需要使光半导体元件朝下来进行倒装芯片安装，因此从光半导体元件到需要引线键合的IC之间（例如受光元件与放大器用IC之间）的线路长度长。结果，存在易附着噪声的问题。此外，倒装芯片键合后的光半导体元件难以进行安装后的外观检查，因此也存在难以发现其连接不良这一问题。

在专利文献2的光耦合结构中，在与非常细的光纤对置的位置形成具有锥形面的V槽，在该锥形面形成全反射镜，此外，需要在光波导路的端部与反射面之间填充折射率整合剂，因此制造工序数多。结果，存在制造成本提高这一问题。

专利文献3的光部件接合方法需要使光纤与发光受光元件的光轴配置成大致一致，因此仅能适用于两者的光轴为同轴的情况。因此，存在例如当两者的光轴相互垂直时等欲变换光路时，该方法不能适用这一问题。

专利文献4的半导体激光器装置以监控孔径角大的半导体激光器元件的后方输出光为目的，因此即使光耦合的效率低也可以利用。但是，当使光信号从孔径角小的光纤入射到受光元件，或者，从发光元件入射到光纤时，存在若耦合效率低，则难以确保光信号的传输的可靠性这一问题。另外，作为反射面的树脂界面的位置以及形状可以认为依赖于透明树脂的涂敷量、基板的阶差形状。因此，如在基板上形成阶差，则需要根据阶差的形状、大小来设计、制作树脂界面的位置以及形状，因此制造成本会提高。另外，反射面需要存在于与半导体激光器元件垂直的光轴和与监控光电二极管元件垂直的光轴交叉的交点。但是，按照树脂的界面恰好位于该交点的位置的方式形成树脂并不容易。

发明内容