光模块及光传输方法
【专利说明】光模块及光传输方法
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本发明以在2014年2月27日提出申请的第2014 — 37178号日本专利申请为基础并主张其优先权，并且该原专利申请的公开内容通过引用而包含于本说明书中。
技术领域
[0003]本发明涉及光模块及光传输方法。
【背景技术】
[0004]近年来随着互联网的通信量的增大，需要能够在光存取系统中发送高速光信号的光模块。所要求的高速光信号的传输速度例如约为lOGbps。
[0005]对于光模块不仅要求信号发送的高速化，而且要求低成本化。因此，近来开始使用比过去使用的BOX型封装体价格低廉的被称为TO-CAN(Transistor Outlined CAN,同轴型罐)型的封装体作为光模块。以下将该封装体称为TO-CAN型封装体。
[0006]在光模块中，半导体激光器等会发热。并且，光模块受到环境温度变化的影响。在光模块中，用于将周围部件的温度维持为固定温度的珀尔帖元件被配置在芯棒上，以便防止以上述因素为起因的半导体激光器的温度变动下的特性变化。
[0007]在珀尔帖元件中，通常在温度调整面和散热面上温度是不同的，因而在珀尔帖元件自身产生温度分布。由于对应于温度分布的珀尔帖元件的热膨胀，半导体激光器的位置有时在光轴方向上发生变动。其结果是，半导体激光器与透镜之间的距离发生变动，导致通过透镜后的光的会聚点的位置在光轴方向上发生偏离。另外，TO-CAN型封装体往往采用透镜支承件，但是由于盖的热膨胀大于珀尔帖元件的热膨胀，因而半导体激光器与透镜之间的距离发生变动，导致光的会聚点的位置在光轴方向上发生偏移。
[0008]另外，由于芯棒的温度分布与安装在芯棒上的部件的线热膨胀系数的不同，芯棒有时会随着环境温度的变动而弹性变形。芯棒的弹性变形有时使半导体激光器的位置在与光轴方向垂直的方向上发生变动。其结果是，导致光的会聚点的位置在与光轴方向垂直的方向上偏移。
[0009]在这样的光模块中，以温度变动为原因，光的会聚点的位置从光纤的入射端起在光轴方向以及与光轴方向垂直的方向上发生偏移，导致与光纤的光耦合效率降低。如果光耦合效率降低，则产生来自光纤的光输出变动的跟踪误差。
[0010]为了减小跟踪误差，公开了在珀尔帖元件上的半导体激光器出射部和透镜之间还配置了其它透镜的TO-CAN型封装体(例如，参照专利文献I)。该TO-CAN型封装体通过在半导体激光器出射部和透镜之间配置的透镜使从半导体激光器出射部出射的激光光束成为准直光束，由此减小跟踪误差。
[0011]另外，公开了在透镜和光纤之间设置了具有规定的折射率温度变化特性的部件的光传输模块(例如，参照专利文献2)。在通过透镜后的激光光束的会聚点与光纤的入射端处的光纤芯中心之间，由于半导体激光器与透镜的热膨胀系数的不同，在与透镜的光轴垂直的方向上产生偏移。该光传输模块使用该部件减小位置偏移。
[0012]【专利文献】
[0013]【专利文献I】日本特开2011- 108937号公报
[0014]【专利文献2】日本特开2003- 248144号公报
[0015]在上述专利文献I公开的TO-CAN型封装体中需要追加的透镜。由于透镜的追加而导致成本的上升，此外还需要准确设置透镜，以便生成准直光束。这不仅没有满足低成本化的要求，而且导致封装体的大型化。另外，在专利文献2公开的光传输模块中，不能减小由于通过透镜后的激光光束的会聚点在光轴方向上的位置偏移而引起的跟踪误差。
【发明内容】
[0016]本发明正是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种光模块及光传输方法，能够更简便且灵活地抑制会聚点的位置偏移。
[0017]为了达到上述目的，本发明的光模块具有光学元件、支承体和透过部件。光学元件使从出射点射出的光会聚于会聚点。支承体支承光学元件。透过部件以将被与热膨胀对应地施加以光学元件的光轴为中心的不对称的应力的方式被固定于支承体。透过部件被配置在光路上。
[0018]发明效果
[0019]根据本发明，透过部件进行变形，并且透过部件的光轴移动，以便抑制随着起因于温度变化的出射点相对于光学元件的位置偏移导致的会聚点的位置偏移。因此，能够更简便且灵活地抑制会聚点的位置偏移。
【附图说明】
[0020]图1是示出本发明的实施方式I的光模块的结构的图。
[0021]图2是示出图1所示的光模块中的透过部件的形状的图。
[0022]图3是说明光模块的温度变化与会聚点的位置偏移之间的关系的图，图3的(A)示出温度25 °C时的光模块的状态，图3的⑶示出温度75 °C时的光模块的状态。
[0023]图4是示出被安装在光模块上的透过部件相对于光模块的温度变化的形状变化的图。
[0024]图5是示出图1所示的光模块中的出射点及会聚点、与透镜及透过部件的光轴之间的位置关系的图。
[0025]图6是示出图1所示的光模块中从透镜的光轴方向观察到的出射点、与透镜及透过部件的光轴之间的位置关系的图。
[0026]图7是示出光模块中的透过部件的形状的一例的图。
[0027]图8是示出本发明的实施方式2的光模块中的透过部件的形状的图。
[0028]图9是示出本发明的实施方式2的光模块的结构的图。
[0029]图10是示出图9所示的光模块中的出射点及会聚点、与透镜及透过部件的光轴之间的位置关系的图。
[0030]图11是示出图9所示的光模块中的从透镜的光轴方向观察到的出射点、与透镜及透过部件的光轴之间的位置关系的图。
[0031]图12是示出本发明的实施方式3的光模块中的透过部件的形状的图。
[0032]图13是示出本发明的实施方式4的光模块中的透过部件的安装方式的图。
[0033]图14是示出本发明的实施方式5的光模块中的透过部件的安装方式的图。
[0034]图15是示出本发明的实施方式6的光模块的结构的图。
[0035]标号说明
[0036]I半导体激光器；2透镜；3、10透镜支承件；4载体；5珀尔帖元件；5a上层；5b下层；6 芯棒；7、8、9 透过部件；11 光电二极管；100、200、300、400、500、600 光模块；A2、A7、A8、A9光轴；7a、8a、9a周缘部分。
【具体实施方式】
[0037]下面，参照【附图说明】本发明的实施方式。另外，本发明并不限于下述的实施方式及附图。
[0038](实施方式I)
[0039]首先，参照图1，以光传输用TO-CAN(Transistor Outlined CAN)型为例，对本发明的实施方式I的光模块100进行说明。
[0040]光模块100具有:半导体激光器1，其射出激光光束；双凸形状的透镜(光学元件)2，其供激光光束入射；透镜支承件(lens cap，支承体)3，其支承透镜2 ;载体4，在该载体上安装有半导体激光器I ;珀尔帖元件5，在该珀尔帖元件上搭载着载体4 ;芯棒6，通过载体4和珀尔帖元件5在该芯棒上搭载有半导体激光器I ;以及透过部件7，其被固定于透镜支承件3，并配置在光路上。
[0041]半导体激光器I朝向透镜2射出激光。半导体激光器I的位置是激光的出射点。从半导体激光器I射出的激光入射到透镜2。
[0042]透镜2使从半导体激光器I出射的激光会聚于会聚点。在对应会聚点的位置处配置有例如与光模块100连接的光纤的输入端等。
[0043]透镜支承件3沿着从半导体激光器I射出的激光的光轴方向呈圆筒状。透镜支承件3的一端被固定于芯棒6。在另一端侧,透镜支承件3以使半导体激光器I位于内部的方式支承透镜2。透镜支承件3例如利用不锈钢(SUS)或者SF20T等金属部件形成。
[0044]载体4支承半导体激光器I。由于随着半导体激光器I的发热以及光模块100的环境温度的变动而形成的光模块100的温度变化，半导体激光器I的特性有时大幅变化