光模塊及光傳輸方法
【專利說明】光模塊及光傳輸方法
[0001]對相關申請的交叉引用
[0002]本發明以在2014年2月27日提出申請的第2014 — 37178號日本專利申請為基礎并主張其優先權，并且該原專利申請的公開內容通過引用而包含于本說明書中。
技術領域
[0003]本發明涉及光模塊及光傳輸方法。
【背景技術】
[0004]近年來隨著互聯網的通信量的增大，需要能夠在光存取系統中發送高速光信號的光模塊。所要求的高速光信號的傳輸速度例如約為lOGbps。
[0005]對于光模塊不僅要求信號發送的高速化，而且要求低成本化。因此，近來開始使用比過去使用的BOX型封裝體價格低廉的被稱為TO-CAN(Transistor Outlined CAN,同軸型罐)型的封裝體作為光模塊。以下將該封裝體稱為TO-CAN型封裝體。
[0006]在光模塊中，半導體激光器等會發熱。并且，光模塊受到環境溫度變化的影響。在光模塊中，用于將周圍部件的溫度維持為固定溫度的珀爾帖元件被配置在芯棒上，以便防止以上述因素為起因的半導體激光器的溫度變動下的特性變化。
[0007]在珀爾帖元件中，通常在溫度調整面和散熱面上溫度是不同的，因而在珀爾帖元件自身產生溫度分布。由于對應于溫度分布的珀爾帖元件的熱膨脹，半導體激光器的位置有時在光軸方向上發生變動。其結果是，半導體激光器與透鏡之間的距離發生變動，導致通過透鏡后的光的會聚點的位置在光軸方向上發生偏離。另外，TO-CAN型封裝體往往采用透鏡支承件，但是由于蓋的熱膨脹大于珀爾帖元件的熱膨脹，因而半導體激光器與透鏡之間的距離發生變動，導致光的會聚點的位置在光軸方向上發生偏移。
[0008]另外，由于芯棒的溫度分布與安裝在芯棒上的部件的線熱膨脹系數的不同，芯棒有時會隨著環境溫度的變動而彈性變形。芯棒的彈性變形有時使半導體激光器的位置在與光軸方向垂直的方向上發生變動。其結果是，導致光的會聚點的位置在與光軸方向垂直的方向上偏移。
[0009]在這樣的光模塊中，以溫度變動為原因，光的會聚點的位置從光纖的入射端起在光軸方向以及與光軸方向垂直的方向上發生偏移，導致與光纖的光耦合效率降低。如果光耦合效率降低，則產生來自光纖的光輸出變動的跟蹤誤差。
[0010]為了減小跟蹤誤差，公開了在珀爾帖元件上的半導體激光器出射部和透鏡之間還配置了其它透鏡的TO-CAN型封裝體(例如，參照專利文獻I)。該TO-CAN型封裝體通過在半導體激光器出射部和透鏡之間配置的透鏡使從半導體激光器出射部出射的激光光束成為準直光束，由此減小跟蹤誤差。
[0011]另外，公開了在透鏡和光纖之間設置了具有規定的折射率溫度變化特性的部件的光傳輸模塊(例如，參照專利文獻2)。在通過透鏡后的激光光束的會聚點與光纖的入射端處的光纖芯中心之間，由于半導體激光器與透鏡的熱膨脹系數的不同，在與透鏡的光軸垂直的方向上產生偏移。該光傳輸模塊使用該部件減小位置偏移。
[0012]【專利文獻】
[0013]【專利文獻I】日本特開2011- 108937號公報
[0014]【專利文獻2】日本特開2003- 248144號公報
[0015]在上述專利文獻I公開的TO-CAN型封裝體中需要追加的透鏡。由于透鏡的追加而導致成本的上升，此外還需要準確設置透鏡，以便生成準直光束。這不僅沒有滿足低成本化的要求，而且導致封裝體的大型化。另外，在專利文獻2公開的光傳輸模塊中，不能減小由于通過透鏡后的激光光束的會聚點在光軸方向上的位置偏移而引起的跟蹤誤差。
【發明內容】
[0016]本發明正是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種光模塊及光傳輸方法，能夠更簡便且靈活地抑制會聚點的位置偏移。
[0017]為了達到上述目的，本發明的光模塊具有光學元件、支承體和透過部件。光學元件使從出射點射出的光會聚于會聚點。支承體支承光學元件。透過部件以將被與熱膨脹對應地施加以光學元件的光軸為中心的不對稱的應力的方式被固定于支承體。透過部件被配置在光路上。
[0018]發明效果
[0019]根據本發明，透過部件進行變形，并且透過部件的光軸移動，以便抑制隨著起因于溫度變化的出射點相對于光學元件的位置偏移導致的會聚點的位置偏移。因此，能夠更簡便且靈活地抑制會聚點的位置偏移。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出本發明的實施方式I的光模塊的結構的圖。
[0021]圖2是示出圖1所示的光模塊中的透過部件的形狀的圖。
[0022]圖3是說明光模塊的溫度變化與會聚點的位置偏移之間的關系的圖，圖3的(A)示出溫度25 °C時的光模塊的狀態，圖3的⑶示出溫度75 °C時的光模塊的狀態。
[0023]圖4是示出被安裝在光模塊上的透過部件相對于光模塊的溫度變化的形狀變化的圖。
[0024]圖5是示出圖1所示的光模塊中的出射點及會聚點、與透鏡及透過部件的光軸之間的位置關系的圖。
[0025]圖6是示出圖1所示的光模塊中從透鏡的光軸方向觀察到的出射點、與透鏡及透過部件的光軸之間的位置關系的圖。
[0026]圖7是示出光模塊中的透過部件的形狀的一例的圖。
[0027]圖8是示出本發明的實施方式2的光模塊中的透過部件的形狀的圖。
[0028]圖9是示出本發明的實施方式2的光模塊的結構的圖。
[0029]圖10是示出圖9所示的光模塊中的出射點及會聚點、與透鏡及透過部件的光軸之間的位置關系的圖。
[0030]圖11是示出圖9所示的光模塊中的從透鏡的光軸方向觀察到的出射點、與透鏡及透過部件的光軸之間的位置關系的圖。
[0031]圖12是示出本發明的實施方式3的光模塊中的透過部件的形狀的圖。
[0032]圖13是示出本發明的實施方式4的光模塊中的透過部件的安裝方式的圖。
[0033]圖14是示出本發明的實施方式5的光模塊中的透過部件的安裝方式的圖。
[0034]圖15是示出本發明的實施方式6的光模塊的結構的圖。
[0035]標號說明
[0036]I半導體激光器；2透鏡；3、10透鏡支承件；4載體；5珀爾帖元件；5a上層；5b下層；6 芯棒；7、8、9 透過部件；11 光電二極管；100、200、300、400、500、600 光模塊；A2、A7、A8、A9光軸；7a、8a、9a周緣部分。
【具體實施方式】
[0037]下面，參照【附圖說明】本發明的實施方式。另外，本發明并不限于下述的實施方式及附圖。
[0038](實施方式I)
[0039]首先，參照圖1，以光傳輸用TO-CAN(Transistor Outlined CAN)型為例，對本發明的實施方式I的光模塊100進行說明。
[0040]光模塊100具有:半導體激光器1，其射出激光光束；雙凸形狀的透鏡(光學元件)2，其供激光光束入射；透鏡支承件(lens cap，支承體)3，其支承透鏡2 ;載體4，在該載體上安裝有半導體激光器I ;珀爾帖元件5，在該珀爾帖元件上搭載著載體4 ;芯棒6，通過載體4和珀爾帖元件5在該芯棒上搭載有半導體激光器I ;以及透過部件7，其被固定于透鏡支承件3，并配置在光路上。
[0041]半導體激光器I朝向透鏡2射出激光。半導體激光器I的位置是激光的出射點。從半導體激光器I射出的激光入射到透鏡2。
[0042]透鏡2使從半導體激光器I出射的激光會聚于會聚點。在對應會聚點的位置處配置有例如與光模塊100連接的光纖的輸入端等。
[0043]透鏡支承件3沿著從半導體激光器I射出的激光的光軸方向呈圓筒狀。透鏡支承件3的一端被固定于芯棒6。在另一端側,透鏡支承件3以使半導體激光器I位于內部的方式支承透鏡2。透鏡支承件3例如利用不銹鋼(SUS)或者SF20T等金屬部件形成。
[0044]載體4支承半導體激光器I。由于隨著半導體激光器I的發熱以及光模塊100的環境溫度的變動而形成的光模塊100的溫度變化，半導體激光器I的特性有時大幅變化