[發明專利]光半導體組件及其組裝方法

有效

• 申請號: 200980140125.1
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN102177626A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 笠谷和生;都筑健;西澤壽樹;富田大司;三橋裕司
• 申請（專利權）人: 日本電信電話株式會社;NTT電子股份有限公司
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022;G02F1/015
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及光半導體組件及其組裝方法，該光半導體組件及其組裝方法能夠有效地校正固定透鏡時的錯位。

背景技術

在內置有多個光半導體元件的光半導體組件中，多個光元件借助透鏡光耦合，且各光元件需要以高效率進行耦合。另外，也期待光半導體組件的小型化。因此，在借助透鏡使兩個光半導體元件光耦合時，為了獲得高光耦合效率而采用焦距大致相同的兩個透鏡。這是因為，對于任何種類的元件來說，光半導體元件的光的模場直徑(mode?field?diameter)，即在光半導體元件內傳輸的光的能量分布的半峰全寬(FWHM)都是相同的2μm，所以在進行光半導體元件之間的光耦合時，通過采用焦距大致相同的兩個透鏡并將放大倍率設為大致1，從而能夠獲得損失少的光耦合。

但是，若為了使兩個光半導體元件之間光耦合而采用焦距大致相同的兩個透鏡，則耦合損失對透鏡從軸線錯位敏感地增大。另外，在例如為了固定透鏡、光軸校正用的光學零件而采用環氧樹脂等粘接劑的情況下，可能會導致透鏡位置的長期穩定性變差、光耦合效率隨著時間的流逝而發生大幅地變化、輸出光強度降低。另外，若為了固定透鏡、光軸校正用的光學零件而采用利用YAG激光焊接進行固定的固定方法，則雖然能夠確保長期穩定性，但會產生由于焊接時的軸向錯位而使光耦合效率變差、輸出光強度降低的問題。

在解決上述那樣的問題方面，由于第1透鏡的焦距和第2透鏡的焦距互不相同的光半導體組件能夠抑制由透鏡的軸向錯位引起的光耦合效率的下降，且能夠使光耦合效率穩定，因此很重要(參照專利文獻1：日本特開2007-115933)。

專利文獻1所示的光半導體組件采用焦距互不相同的兩個透鏡而使與光半導體元件相耦合的光的放大倍率變大。在采用焦距互不相同的兩個透鏡的情況下，在固定長焦距的透鏡時，由透鏡的在與光軸正交的方向上產生的軸向錯位引起的光耦合效率的惡化小于在采用焦距大致相同的透鏡的情況下由透鏡的錯位引起的光耦合效率的惡化，因此，通過采用專利文獻1中的方法，能夠提供一種能夠在固定透鏡時產生軸向錯位的情況下抑制輸出光強度的下降、且光耦合效率穩定的光半導體組件。

專利文獻1：日本特開2007-115933號公報

但是，即使采用上述的焦距不同的兩個透鏡也無法充分地校正固定透鏡時的錯位。

另外，為了使光收發兩用機(transceiver)的自現有規格(LFF、尺寸101.6mm×88.9mm)適用于小型化的規格(SFF、尺寸71mm×51mm)，要求使光半導體組件小型化。這時，若增加光半導體組件的構成零件，則會妨礙光半導體組件的小型化。

發明內容

為了解決問題，本發明的光半導體組件內置有：第1光元件；用于使自第1光元件出射的光形成為平行光線的第1透鏡；用于使平行光線會聚的第2透鏡；配置在第1透鏡和第2透鏡之間的第3透鏡；配置在利用第2透鏡會聚的光的會聚位置處的第2光元件，其特征在于，第3透鏡的焦距長于第1透鏡的焦距和第2透鏡的焦距中任一個透鏡的焦距。

另外，本發明的光半導體組件的結構的特征在于，在第1透鏡和第2透鏡的焦距相等的情況下，第3透鏡的焦距大于等于第1透鏡和第2透鏡的焦距的20倍且為300mm以下，在第1透鏡和第2透鏡的焦距不同的情況下，第3透鏡的焦距大于等于第1透鏡和第2透鏡中的焦距較長的透鏡的焦距的20倍且為300mm以下。

另外，本發明的光半導體組件的結構的特征在于，第1透鏡、第2透鏡和第3透鏡收納在金屬殼體內，利用YAG激光焊接將第1透鏡、第2透鏡和第3透鏡固定在用于搭載第1光半導體元件和第2光半導體元件的托架上。

另外，本發明的光半導體組件的結構的特征在于，在第1透鏡和第3透鏡之間具有隔離器(isolator)。

另外，本發明的光半導體組件的結構的特征在于，第1光元件為發光元件，第2光元件為光調制器。

另外，本發明的光半導體組件的結構的特征在于，第1光元件為可變波長激光器，在自第2光元件輸出的光所入射的位置上具有波長鎖定器。

另外，本發明的光半導體組件的組裝方法的特征在于，在將第1光元件和第2光元件固定在托架上后，調節第1透鏡、第2透鏡和第3透鏡的位置，以使利用第2透鏡會聚的光與第2光元件相耦合，然后在利用由YAG激光進行的焊接將第1透鏡和第2透鏡固定在托架上后，將長焦距的第3透鏡固定在托架上。