本发明涉及用于将发光元件与光传输体的端面进行光学耦合的光插座和具备该光插座的光模块。
背景技术：
一直以来，在使用了光纤或光波导等光传输体的光通信中，使用具备面发射激光器(例如，VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)等发光元件的光模块。
这样的光模块中使用了称为光插座的光模块部件。该光插座通过将从发光元件射出的包含通信信息的光在光纤的端面耦合，用于经由光纤的光发送。
本申请人提出了一种光插座和具备该光插座的光模块，该光插座为了与基板安装型的光电转换装置对应，形成用于使从发光元件射出的出射光的一部分作为监视光而向检测元件侧反射的反射面，并且能够简便且适当地实现将发光元件的光在光纤的端面向沿着基板的方向取出的光发送(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-137507号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
上述的专利文献1中记载的光模块中，还期望防止来自检测元件的反射光返回到发光元件从而提高光学特性。
本发明的目的在于提供一种光插座和具备该光插座的光模块，该光插座在保持原来的光学特性的同时，防止由检测元件反射的反射光返回到发光元件从而进一步提高了光学特性。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的光插座配置于光电转换装置与光传输体之间，该光电转换装置在基板上安装有发光元件和检测元件，该检测元件检测用于对从所述发光元件发出的光进行监视的监视光，该光插座用于将所述发光元件与所述光传输体的端面进行光学耦合，其具备：第一面，其包括使从所述发光元件射出的光入射的第一光学面、和使所述监视光向所述检测元件射出的第三光学面；反射面，其使由所述第一光学面入射的光向沿着所述基板的方向反射；光分离部，其是配置在由所述反射面反射的光的光路上的、凹部的内表面的一部分，将由所述反射面反射的光分离为朝向所述第三光学面的所述监视光与朝向所述光传输体的端面的信号光；透射面，其是所述凹部的内表面的一部分，使由所述光分离部分离出的所述信号光经过所述凹部内的空间透射；第三面，其包括第二光学面，该第二光学面使透射过所述透射面的所述信号光向所述光传输体的端面射出；以及反射监视光回避单元，其配置于所述光分离部和所述检测元件之间的光路上，对到达所述检测元件的所述监视光在所述检测元件的检测面反射而形成的反射监视光以不使反射监视光返回所述发光元件的方式进行引导，所述光分离部具有：分割反射面，其以相对于所述第一面呈第二倾斜角的方式在规定的分割方向上以规定间隔分割配置，由所述反射面反射的从所述发光元件射出的光中的一部分的光向所述分割反射面入射，所述分割反射面使该入射的一部分的光作为所述监视光反射；以及分割透射面，其分割配置在未配置所述分割反射面的区域，由所述反射面反射的所述发光元件的光中的所述一部分的光以外的另一部分的光向所述分割透射面入射，所述分割透射面使该入射的另一部分的光透射并作为所述信号光而朝向所述第三面侧，所述反射监视光回避单元是使由所述反射面反射的从所述发光元件射出的光中的一部分的光入射，使该入射的一部分的光作为所述监视光反射，且使到达所述检测元件的所述监视光在所述检测元件的检测面反射而形成的反射监视光以不返回所述发光元件的方式对其进行引导的所述分割反射面，并且该反射监视光回避单元以使所述监视光的光轴相对于所述第一面倾斜的方式设定有所述第二倾斜角。
另外，本发明的光模块具有：光电转换装置，其在基板上安装有发光元件和检测元件，该检测元件检测用于对从所述发光元件发出的光进行监视的监视光；以及本发明的光插座。
发明效果
根据本发明，从发光元件射出并由检测元件的检测面反射的光不会返回到发光元件，所以能够进一步提高光模块的光学特性。另外，根据本发明，还能够简便且适当地实现将从发光元件射出的光在光传输体的端面向沿着基板的方向取出的、伴随监视的光发送。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的光模块的结构的剖面图。
图2是实施方式1的光插座的俯视图。
图3是实施方式1的光插座的仰视图。
图4是实施方式1中的光分离部的局部放大剖面图。
图5A是表示实施方式1中的光传输体的端面中的信号光的光点形状的图，图5B是表示光传输体的端面中的信号光的强度分布的图。
图6是表示反射监视光回避单元的一例的局部放大剖面图。
图7是表示反射监视光回避单元的另一例的局部放大剖面图。
图8是表示不使第三光学面的中心轴变化的情况下的分割反射面的倾斜角度的变化量与反射监视光的光量的变化量之间的关系的曲线图。
图9是表示实施方式1的变形例的光模块的结构的剖面图。
图10是实施方式1的变形例的光插座的俯视图。
图11是实施方式1的变形例的光插座的仰视图。
图12是实施方式1的变形例的光插座的右视图。
图13A、图13B是表示实施方式1的实施例中的光分离部的结构例1的图。
图14A、图14B是表示实施方式1的实施例中的光分离部的结构例2的图。
图15是表示本发明的实施方式2的光分离部的结构的图。
图16A、图16B是表示实施方式2的实施例中的光分离部的结构例1的图。
图17A、图17B是表示实施方式2的实施例中的光分离部的结构例2的图。
图18A、图18B是表示实施方式3中的光分离部的结构的图。
图19是表示实施方式3的变形例中的第三凹部的结构的图。
图20是表示实施方式4的光模块的结构的图。
图21A～图21C是表示示出实施方式4中的信号光的光路上的彼此不同的位置处的信号光的光点形状(剖面形状)的变化的模拟结果的图。
图22是表示实施方式4中的光纤的端面中的信号光的强度分布的图。
图23A是表示实施方式4的变形例1的光模块的结构的剖面图，图23B是右视图。
图24是表示实施方式4的变形例2的光模块的结构的图。
图25A～图25C是表示实施方式4的变形例2中的信号光的光路上的彼此不同的位置处的信号光的光点形状的变化的模拟的图。
图26A是表示实施方式4的变形例3的光模块的结构的剖面图，图26B是右视图。
图27是表示实施方式4的变形例4的光模块的结构的剖面图。
图28A～图28C是表示实施方式4的变形例4中的信号光的光路上的彼此不同的位置处的信号光的光点形状的变化的模拟的图。
图29A是表示实施方式4的变形例5的光模块的结构的剖面图，图29B是右视图。
图30A是表示光分离部的另一例的立体图，图30B是俯视图。
图31A是光分离部的局部放大剖面图，图31B是表示光分离部的光路的局部放大剖面图。
附图标记说明
1光模块
2光插座
3光电转换装置
4光传输体安装部
5光传输体
6半导体基板
7发光元件
8检测元件
9套管
10第一凹部
11第一光学面
12第二光学面
13第三光学面
14反射面
15第二凹部
16第三凹部
17、330光分离部
18、331分割反射面
19、332分割透射面
20台阶面
21透射面
29连接器
181反射面部
191透射面部
333分割台阶面
334端面
2a下端面
2b上端面
2c左端面
2d右端面
2e前端面
2f后端面
5a端面
La准直光(激光)
Lc信号光
M监视光
OA光轴(中心轴)
RM反射监视光
S1第一面
S2第二面
S3第三面
Sa、Sb平面
具体实施方式
以下，参照附带的附图，对本发明的光插座和具备该光插座的光模块进行说明。
[实施方式1]
图1是表示实施方式1的光模块1的结构的剖面图(相当于图2所示的A-A线的剖面图)。图2是光插座2的俯视图。图3是光插座2的仰视图。
如图1所示，实施方式1的光插座2(光插座主体)配置于光电转换装置3与光传输体5之间。
光电转换装置3是基板安装型的光电转换装置。光电转换装置3具有半导体基板(电路基板)6、发光元件7以及检测元件8。半导体基板(电路基板)6配置为与光插座2的下端面2a平行。在半导体基板(电路基板)6中的光插座2侧的面(上表面)配置有向与该面垂直的方向(上方)射出(发光)激光La的一个发光元件7。发光元件7例如是VCSEL(垂直共振器面发射激光器)。另外，在半导体基板6中的光插座2侧的面上的、相对于发光元件7的图1的右方位置配置有接受用于对从发光元件7射出的激光La的输出(例如，强度或光量)进行监视的监视光M的一个检测元件8。检测元件8例如是光电探测器。并且，虽然未图示，在半导体基板6中的光插座2侧的面上安装有：基于由检测元件8检测出的监视光M的强度或光量对从发光元件7射出(发光)的激光La的输出进行控制的控制电路等电子部件。电子部件通过布线与发光元件7和检测元件8电连接。例如，利用在半导体基板6和光插座2之间配置的粘接剂(例如，热固化性树脂或紫外线固化性树脂)等公知的固定单元，来将光电转换装置3安装于光插座2。
光传输体5例如是光纤、光波导等。在本实施方式中，光传输体5是光纤。另外，光传输体5既可以是单模的光纤，也可以是多模的光纤。光传输体5的端面5a侧的规定长度的部位与对该部位进行保持的圆筒状的套管9一起可自由装卸地安装于在光插座2中形成的筒状的光传输体安装部4内。在保持有光传输体5的套管9安装于光插座2的状态下，光传输体5的端面5a侧的部位(容纳于光传输体安装部4内的部位)配置为与半导体基板6平行。
光插座2在配置于光电转换装置3与光传输体5之间的状态下，将发光元件7与光传输体5的端面5a光学耦合。光插座2具有：第一面S1、反射面14、光分离部17、第三面S3、以及反射监视光回避单元。
如图1所示，光插座2的具有各种光学面的主要部分的外形形成为大致长方体状。即，如图1～图3所示，光插座2的主要部分由下端面2a、上端面2b、左端面2c、右端面2d、前端面2e以及后端面2f的各面构成大致外形。而且，上下的端面2a、2b配置为彼此平行，左右的端面2c、2d也配置为彼此平行。并且，上下的端面2a、2b与左右的端面2c、2d配置为彼此垂直。此外，上述的光传输体安装部4形成为从右端面2d向右方延伸。但是，不需要限定为这样的结构，例如，在对光插座2进行树脂成型的情况下，也可以在左右的端面2c、2d形成用于从模具脱模的拔模锥度。
如图1所示，在光插座2的下端面2a上形成有在下端面2a开口的剖面大致梯形的第一凹部10。而且，第一凹部10的底面是包括从发光元件7射出的激光La所入射的第一光学面11、和包括将朝向检测元件8的监视光M射出的第三光学面13的第一面S1。如图1所示，第一面S1形成为与下端面2a平行。如图1和图3所示，在第一面S1上的图1和图3的左端部附近形成有一个第一光学面11。如图1和图3所示，第一光学面11是俯视形状为圆形的、将凸面朝向发光元件7侧的球面或非球面的凸透镜面。此外，优选第一光学面11上的光轴(中心轴)OA(1)与从发光元件7射出的激光La(光束)的中心轴(中心光线)一致。另外，光轴OA(1)的轴向也可以与第一面S1垂直。
如图1所示，在光电转换装置3安装于光插座2的状态下，从发光元件7射出的激光La从下方入射至第一光学面11。而且，入射至第一光学面11的激光La成为准直光而在光插座2的内部前进。
另外，如图1和图2所示，光插座2的上端面2b是配置于第一面S1相反侧(图1的上方)的第二面S2。而且，在第二面S2中的相对于第一光学面11的激光La的前进方向侧的位置(图1的正上方位置)形成有反射面14，该反射面14配置为随着靠近上方而向右方倾斜(随着从光插座2的下端面2a靠近上端面2b而逐渐接近光传输体安装部4)，且与第一面S1呈规定的第一倾斜角。如图1所示，反射面14仅由在第二面S2上向下方形成的剖面大致梯形的第二凹部15的斜面构成。
如图1所示，从发光元件7射出并由第一光学面11入射的激光La从图1的下方以比临界角大的入射角从光插座2的内部侧向反射面14入射(内部入射)。而且，反射面14将激光La向图1的右方全反射。
此外，从设计和尺寸精度测定的简化的观点来看，反射面14的倾斜角优选为以第一面S1为基准(0°)、向图1的逆时针方向旋转45°后的角度。
并且，如图1和图2所示，相对于第二面S2中的反射面14从发光元件7射出并在反射面14反射的激光La的反射方向侧的位置(右方位置)，向下方配置有剖面大致梯形的第三凹部16。
第三凹部16的内表面中的面向反射面14的部位(倾斜的部位)是光分离部17。由反射面14反射的激光La从光插座2的内部侧入射至光分离部17。而且，光分离部17将该已入射的发光元件7的激光La分离为朝向第一面S1的监视光M、和朝向光传输体5的端面5a的信号光(应与光传输体5耦合的光)Lc。
如图1所示，在光插座2的右端面2d中的面向光传输体5的端面5a的位置形成有兼作第三面S3的一个第二光学面12。第二光学面12是与第一光学面11同样地俯视形状为圆形的、将凸面朝向光传输体5的端面5a侧的球面或非球面的凸透镜面。此外，优选第二光学面12上的光轴(中心轴)OA(2)与光传输体5的端面5a的中心轴一致。
如图1所示，从光分离部17分离出的信号光Lc从光插座2的内部侧入射至第二光学面12。而且，第二光学面12将已入射的信号光Lc会聚后向光传输体5的端面5a射出(聚光)。
这里，对光分离部17进行详细说明。图4是实施方式1中的光分离部17的局部放大剖面图。如图4所示，光分离部17具有分割反射面18、分割透射面19以及台阶面20。
具体而言，如图4所示，分割反射面18以随着靠近第二光学面12(第三面S3)侧(图4的右方)而向第一面S1侧(图4的下方)倾斜的方式(与第一面S1呈规定的第二倾斜角的方式)倾斜。另外，分割反射面18在作为规定的分割方向的分割反射面18的倾斜方向(第二倾斜角方向)上等间隔地排列。更具体地，分割反射面18具有在与所述倾斜方向和分割反射面18的法线方向正交的方向(图4的纸面垂直方向)上延伸的多个带状的反射面部181。各反射面部181整体位于以呈第二倾斜角的方式倾斜的相同倾斜平面上。此外，优选第二倾斜角为以第一面S1为基准(0°)，向图4的顺时针方向旋转45°后的角度。
如图4所示，分割透射面19配置于未配置分割反射面18的区域(主要是反射面部181间的间隙部)，并且配置为相对于反射面14在发光元件7的激光La反射方向上与反射面14面对。更具体而言，分割透射面19由沿着反射面部181的长度方向(图4的纸面垂直方向)延伸的多个带状的透射面部191构成，各透射面部191与在第一面S1侧位置相邻的反射面部181接连，并且配置为与相对于透射面部191的激光La的入射方向正交。此外，各透射面部191也可以配置为与第一面S1正交。
另外，如图4所示，台阶面20配置于透射面部191和与其在第二面S2侧位置相邻的反射面部181之间。另外，台阶面20配置为与相对于光分离部17的发光元件7的激光La的入射方向平行。
对于光分离部17，由反射面14反射的发光元件7的激光La中的、一部分的激光La在分割反射面18以比临界角大的入射角入射，该一部分的激光La以外的另一部分的激光La相对于分割透射面19垂直地入射。
而且，入射至分割反射面18的一部分的激光La由分割反射面18作为监视光M向第一面S1侧全反射。
另一方面，入射至分割透射面19的另一部分的激光La由分割透射面19作为信号光Lc向第二光学面12侧透射。这时，入射至分割透射面19的另一部分的激光La相对于分割透射面19垂直地透射，所以信号光Lc不产生折射。
另外，这时，台阶面20形成为与激光La的入射方向平行，所以激光La不向台阶面20入射。
如图1和图2所示，第三凹部16的内表面中的与光分离部17隔着第三凹部16内的空间(空气层)而相对的部位(右内侧面)是透射面21。由光分离部17分离出的信号光Lc经过第三凹部16内的空间而垂直地入射至透射面21。而且，透射面21使已入射的信号光Lc向第二光学面12垂直地透射。这时，由于信号光Lc垂直地透射透射面21，所以不会折射。
另外，如图1和图3所示，在第一面S1上的图1和图3的右端部附近位置形成有一个第三光学面13。如图1和图3所示，第三光学面13是与第一光学面11的同样地俯视形状为圆形的、将凸面朝向检测元件8侧的球面或非球面的凸透镜面。此外，第三光学面13上的光轴(中心轴)OA(3)的轴向也可以与第一面S1垂直。
如图1所示，由分割反射面18全反射的监视光M从光插座2的内部侧入射至第三光学面13。而且，第三光学面13使已内部入射的监视光M会聚后向检测元件8射出。
并且，在本实施方式中，在由分割反射面18反射的监视光M的光路、和由检测元件8的受光面反射并向发光元件7前进的反射监视光RM(所谓的返回光)的光路(光分离部17与检测元件8的受光面之间的光路)的中途，配置有将反射监视光RM向避开发光元件7的位置进行引导的反射监视光回避单元。图6是表示反射监视光回避单元的一例的局部放大剖面图。图7是表示反射监视光回避单元的另一例的局部放大剖面图。在本实施方式中，如图6所示，反射监视光回避单元是以使监视光M的光轴相对于第一面S1倾斜的方式设定了第二倾斜角的分割反射面18。另外，如图7所示，反射监视光回避单元是设定为中心轴与第一面S1的法线方向交叉的第三光学面13。对于变化的角度，优选设为使到达发光元件7部分的反射监视光RM的光量为0的角度。此外，反射监视光回避单元也可以是以使监视光M的光轴相对于第一面S1倾斜的方式设定了第二倾斜角的分割反射面18、和设定为中心轴与第一面S1的法线方向交叉的第三光学面13的组合。
根据以上的结构，在本实施方式的光模块1中，使由第一面S1入射的发光元件7的激光La由反射面14反射，通过由光分离部17的分割反射面18的反射和由光分离部17的分割透射面19的透射而分离为监视光M和信号光Lc。而且，对于监视光M，能够使其从第一面S1向检测元件8侧射出，对于信号光Lc，能够使其从第三面S3向光传输体5的端面5a侧射出。由此，能够简便地进行监视光M的获得、和光传输体5的端面5a中的信号光Lc向沿着半导体基板6的方向的取出。
另外，在本实施方式的光模块1中，以监视光M的光轴相对于检测元件8的检测面倾斜的方式形成有分割反射面18，所以由分割反射面18反射的监视光M倾斜地到达检测元件8的检测面。到达检测面的监视光M的一部分的光作为反射监视光RM向第三光学面13反射。这时，反射监视光RM的光轴相对于第三光学面13的中心轴倾斜。由此，反射监视光RM被引导至避开发光元件7的位置(参照表1和图8)。
表1
表1表示使分割反射面18的倾斜角度从第二倾斜角(45度)以每次0.5度地变化，并且使第三光学面13的中心轴OA(3)从第一面S1的法线方向以每次0.5度地变化的情况下的发光元件7的位置处的反射监视光RM的光量的值。反射监视光RM的光量表示将从发光元件7射出的激光La的光量设为100％的情况下的比例。另外，图6中，将使分割反射面18的倾斜角度顺时针地变化的情况设为加(+)，将使分割反射面18的倾斜角度逆时针地变化的情况设为减(-)。另外，图7中，将使第三光学面的中心轴OA(3)顺时针地变化的情况设为加(+)，将使第三光学面的中心轴OA(3)逆时针地变化的情况设为减(-)。图8表示表1的使第三光学面13的中心轴OA(3)与第一面S1的法线方向一致的变化角度＝0的状态下(图6的结构)的光量。图8中还将信号光Lc的光量(光量约50％)和监视光M的光量(光量约30％)一起进行表示。
图8是表示不使第三光学面的中心轴变化的情况下的分割反射面的倾斜角度的变化量与反射监视光的光量的变化量之间的关系的曲线图。如表1和图8所示，可知，在图6所示的结构的情况下，通过使分割反射面18变化+1.5度以上、或变化-2.0度以上，能够可靠地防止反射监视光RM向发光元件7返回。另外，可知，在在将图6和图7的结构组合在一起的情况下，能够在表1的光量为0的较宽的区域内可靠地防止反射监视光RM向发光元件7返回。在反射监视光回避单元的实际的设计中，根据表1进行选择来设定分割反射面18的角度变化量和第三光学面13的中心轴OA(3)的角度变化量即可。对于分割反射面18的倾斜角度的变化量和第三光学面13的中心轴OA(3)的倾斜角度的变化量，虽然基于其他的设定值，然而都能够以0.5度的变化防止反射监视光RM向发光元件7返回。通过利用反射监视光回避单元，不需要将构成部件等相对于半导体基板6倾斜地安装，并且不用调整各光学面11、12的高度方向(轴向)的焦点，能够使组装成本低廉化。另外，通过使反射监视光回避单元也同样地适应于后述的其他实施方式和实施例，能够与本实施方式的光模块1同样地发挥功能。具体而言，在其他实施方式和实施例的光模块1中，也能够防止来自检测元件8的反射光返回至发光元件7从而进一步提高光学特性。
图5A是表示实施方式1中的光传输体5的端面5a中的信号光的光点形状的图。如图5A所示，通过将分割透射面19分割地进行配置，能够使得与信号光Lc的前进方向正交的剖面的形状整体近似为圆形。此外，同图中的信号光Lc的剖面的形状为光传输体5的端面5a上的光点形状。同图中的X轴方向表示光传输体5的端面5a的径向上的反射面部181的长度方向，另外，同图中的Y轴方向表示光传输体5的端面5a的径向上的与反射面部181的长度方向正交的方向。另外，图5B表示在光传输体5的端面5a上假定的YZ平面上的信号光Lc的强度分布。同图中的Z轴向表示端面5a的面法线方向(换言之，信号光Lc的入射方向)。而且，通过能够得到这样的信号光Lc，即使产生光传输体5向径向的一定程度的错位，也能够防止光的耦合效率的显著降低。由此，光模块1中，能够适当地进行伴随监视的光发送。另外，通过确保这样的适当的光发送，能够缓和光传输体5相对于光插座2的位置精度。
并且，根据本实施方式的光模块1，分割反射面18配置于相同平面上。由此，在使用射出成型模具对光插座进行树脂成型的情况下的模具加工时，将分割透射面19和台阶面20的形状转印面通过使用了工具(刀具等)的在前后(图2中的上下)延伸的槽加工，嵌入至分割反射面18的形状转印面间即可。由此，能够简便、迅速且廉价地得到尺寸精度良好的模具。另外，在这样的情况下，通过将不可免的台阶面20形成为与光路平行，能够尽可能减少台阶面20对光学性能的影响。
另外，利用第一光学面11和第二光学面12，能够高效地进行发光元件7与光传输体5的端面5a的光学耦合，并且利用第三光学面13，能够使监视光M与检测元件8高效地耦合。
另外，本实施方式的光模块1形成为，第一光学面11将已入射的激光La转换为光束直径恒定的准直光(平行光)，所以在光插座2的内部能够仅对准直光进行处理。由此，即使在光插座2产生准直光La、Lc、M的前进方向上的尺寸误差，也能够适当地确保向光传输体5的端面5a和检测元件8的耦合光量(换言之，耦合效率)、以及向光传输体5和检测元件8的入射光的聚光点的位置。其结果，能够在保持光学性能的同时，缓和光插座2的尺寸精度而容易地制造光模块1。
此外，反射面14上和分割反射面18上根据需要也可以形成由光反射率较高的金属(例如，Al、Ag、Au)的薄膜等构成的反射膜。在希望优先削减部件数目的情况下，优选如上述那样采用仅利用全反射的结构。
另外，从设计的简化和光耦合效率的稳定性的提高的观点来看，优选各透射面部191在与长度方向正交的方向上彼此等宽地形成，并且在分割方向上以等间隔形成。
以下对本发明的其他实施方式、实施例等进行说明。
(变形例)
接着，参照图9～图12对本实施方式的变形例进行说明。图9是表示实施方式1的变形例的光模块1的结构的剖面图。图10是实施方式1的变形例的光插座2的俯视图。图11是实施方式1的变形例的光插座2的仰视图。图12是实施方式1的变形例的光插座2的右视图。
本变形例中的光模块1和光插座2为透镜阵列型。另外，本变形例中的光模块1和光插座2在具备图1～图5所示的光模块1和光插座2的要部结构的同时，还与伴随监视的光发送的多信道化对应。
对于本变形例的光电转换装置3中的发光元件7和检测元件8，沿着图9中的纸面垂直方向排列有多个(12个)。另外，沿着与发光元件7和检测元件8的排列方向相同的方向排列有与发光元件7和检测元件8相同数量的光传输体5。此外，在图9中，将各光传输体5在容纳于多芯总括型的连接器29内的状态下通过公知的安装方法安装于光插座2。
而且，与光电转换装置3和光传输体5的结构相应，光插座2以能够形成各发光元件7-各光传输体5间的光路以及各发光元件7-各检测元件8间的光路的方式，形成为图9的纸面垂直方向上的尺寸比基本结构大。具体而言，第一面S1～第三面S3、反射面14以及光分离部17以能够形成每个发光元件7的激光La的光路的方式，在图6的纸面垂直方向上形成为较大。另外，对于第一光学面11～第三光学面13，也在与发光元件7、光传输体5的端面5a以及检测元件8分别对应的位置，形成为数量分别与发光元件7、光传输体5以及检测元件8相同。
根据实施方式1的变形例的光模块，能够将每个发光元件7的激光La在光分离部17分离为每个发光元件7的信号光Lc和监视光M。另外，对于每个信号光Lc，能够得到图5A所示那样的光点形状，因此能够简便且适当地进行伴随监视的多信道的光发送。
(实施例1)
接着，作为本实施方式的实施例，对光分离部17的结构例1、2进行说明。
图13A、图13B是表示实施方式1的实施例中的光分离部17的结构例1的图。如图13A所示，在光分离部17的结构例1中，反射面部181的倾斜角度为相对于第一面S1向顺时针方向旋转约45°后的角度。另外，透射面部191形成为与第一面S1正交。并且，将反射面部181的与第一面S1正交的方向上的尺寸a和与透射面部191的相同方向上的尺寸b的比率a：b设定为1：1。
如图13B所示，在这样的情况下，对于彼此位置相邻的反射面部181和透射面部191的组，能够使光的反射率和透射率分别为50％。
图14A、图14B是表示实施方式1的实施例中的光分离部17的结构例2的图。如图14A所示，在光分离部17的结构例2中，与图13A同样地，反射面部181的倾斜角度设为相对于第一面S1向顺时针方向旋转约45°后的角度。另外，透射面部191形成为与第一面S1正交。并且，将反射面部181的与第一面S1正交的方向上的尺寸a和与透射面部191的相同方向上的尺寸b的比率a：b设定为1：3。
如图14B所示，在这样的情况下，对于彼此位置相邻的反射面部181和透射面部191的组，能够使光的反射率为25％、使透射率为75％。
[实施方式2]
参照图15～图17，以与实施方式1的差异为中心，对实施方式2的光插座和具备该光插座的光模块进行说明。图15是表示本发明的实施方式2的光分离部17的结构的图。图16A、图16B是表示实施方式2的实施例中的光分离部17的结构例1的图。图17A、图17B是表示实施方式2的实施例中的光分离部17的结构例2的图。
如图15所示，实施方式2中的分割反射面18在与第一面S1正交的方向(图15的纵向)上被分割。
另外，在实施方式2中，透射面部191与在第一面S1侧位置相邻的反射面部181接连，并且也与在第二面S2侧位置相邻的反射面部181接连。
其他结构和能够适用的变形例与实施方式1相同，因此省略细节。
根据实施方式2的光模块，通过使反射面部181与透射面部191接连，能够仅由在光学上需要的面构成光分离部17(能够除去实施方式1的台阶面20)。由此，在使用模具对光插座2进行树脂成型的情况下，能够减小光分离部17与模具的接触面积，确保良好的脱模性。另外，能够减小光分离部17的信号光Lc的透射方向上的尺寸。
(实施例2)
接着，作为实施方式2的实施例，对光分离部17的结构例1、2进行说明。
如图16A所示，在光分离部17的结构例1中，反射面部181的倾斜角度是相对于第一面S1向顺时针方向旋转约45°后的角度。另外，透射面部191形成为与第一面S1正交。并且，将反射面部181的与第一面S1正交的方向上的尺寸a和与透射面部191的相同方向上的尺寸b的比率a：b形成为1：1。
如图16B所示，在这样的情况下，对于彼此位置相邻的反射面部181和透射面部191的组，能够使光的反射率和透射率分别为50％。
如图17A所示，在光分离部17的结构例2中，与图16A同样地，反射面部181的倾斜角度是相对于第一面S1向顺时针方向旋转约45°旋转后的角度。另外，透射面部191形成为与第一面S1正交。并且，将反射面部181的与第一面S1正交的方向上的尺寸a和与透射面部191的相同方向上的尺寸b的比率a：b形成为1：3。
如图17B所示，在这样的情况下，对于彼此位置相邻的反射面部181和透射面部191的组，能够使光的反射率为25％、使透射率为75％。
[实施方式3]
接着，参照图18和图19，以与实施方式1的差异为中心，对本发明的实施方式3的光插座和具备该光插座的光模块进行说明。图18A、图18B是表示实施方式3中的光分离部17的结构图。图19是表示实施方式3的变形例中的第三凹部16的结构的图。
如图18A的纵剖面图和图18B的左视图所示，在本实施方式中，分割反射面18的分割方向为与分割反射面18的倾斜方向(第二倾斜角方向)和面法线方向正交的方向。
如图18所示，本实施方式中的分割反射面18具有在倾斜方向上延伸的多个反射面部181。
另外，分割透射面19具有配置为在与第一面S1正交的方向上延伸并且与信号光Lc的入射方向正交的多个透射面部191。
另外，在透射面部191和与该透射面部191位置相邻的反射面部181之间形成有与相对于光分离部17的发光元件7的激光La的入射方向平行的台阶面20。
此外，如图18所示，分割透射面19虽然形成于与分割反射面18的左端部相同的位置，但是如图19所示，分割透射面19也可以形成于与分割反射面18的右端部相同的位置。
其他结构和能够适用的变形例与实施方式1相同，因此省略细节。
根据实施方式3的光模块，能够将各反射面部181配置于相同倾斜平面上，并且能够将各透射面部191配置于相同垂直平面上，所以设计变得容易。另外，实施方式3的光模块形成为台阶面20与光路平行，所以能够尽可能减少台阶面20对光学性能的影响。
[实施方式4]
接着，参照图20～图29，以与实施方式1的差异为中心，对本发明的实施方式4的光插座2和具备该光插座的光模块1进行说明。图20是表示实施方式4的光模块1的结构的图。图22是表示实施方式4中的光传输体5的端面中的信号光的强度分布的图。
如图20所示，本实施方式中，第一光学面11使激光La会聚为准直光以外的会聚光并向反射面14前进来代替如实施方式1那样使激光La准直。
更具体地，在图20的结构中，第一光学面11将从发光元件7到达的激光La转换成随着靠近前进方向前方而光束直径渐增的会聚光。对于实施方式1的结构，也可以通过减弱第一光学面11的正的放大率等来实现这样的本实施方式的结构。
图21A～图21C是表示本实施方式的结构中的信号光Lc的光路上彼此不同的位置处的信号光Lc的光束点形状的模拟结果的图。具体而言，图21A表示在图20中透射面21的紧后方的光路上假设的平面Sa上的信号光Lc的光点形状。另外，图21B是表示在图20中在第二光学面12的紧前方的光路上假设的平面Sb上的信号光Lc的光点形状的图。并且，图21C是表示光传输体5的端面5a上的信号光Lc的光点形状的图。
如图21所示，在本实施方式中，对于在反映了分割透射面19而分割不久后(图21A)被明确地划分为长条状的信号光Lc的光点形状，以越向前方(光传输体5侧)前进长条间的间隔越窄的方式变形(图21B)，最终，在光传输体5的端面5a上成为无划分的完全单一的圆形光点(图21C)。这是由于在第一光学面11，激光La被转换为伴随前进而扩径的会聚光(非准直光)。
另外，通过采用这样的非准直光，根据本实施方式，如图22所示，能够将光传输体5的端面5a中的信号光Lc的强度分布设为随着从中心轴侧(最大强度侧)靠近周边侧而强度渐减的形状。这样的强度分布成为与由光分离部17分离前(也包括从发光元件7射出的时刻)的激光La的强度分布大致相似的形状。
根据这样的本实施方式的结构，与实施方式1相比，能够进一步提高耦合效率，另外，能够更有效地缓和伴随着光传输体5向径向的错位的、光的耦合效率的降低。并且，通过光强度的均匀化，能够缓和在弯折使用光传输体5的情况下的放射损失(弯曲损失)。由此，能够更适当地进行伴随监视的光发送。
另外，根据本实施方式，能够使信号光Lc伴随前进而扩径，因此即使在第二光学面12上产生异物的附着或损伤的形成的情况下，也能够降低第二光学面12上的异物/损伤相对于信号光Lc的光点的面积占有率。由此，能够有效地缓和第二光学面12上的异物/损伤对耦合效率的影响。
此外，本实施方式中包括以下所示的各种变形例。
(变形例1)
例如，如图23A的剖面图和图23B的右视图所示，在具有多个第一光学面11、多个第二光学面12以及多个第三光学面13的透镜阵列型的光模块1中，也可以适用与图20相同的非准直光。
此外，对于本变形例的具体的结构，除了第一光学面11的面形状以外与实施方式1的变形例(参照图9～图12)相同，所以省略说明。
根据本变形例，对于基于从多个发光元件7射出的各激光La的、多个光传输体5的每个的信号光Lc，能够分别呈图21所示那样的光点形状。由此，与实施方式1的变形例相比，能够更适当地进行伴随监视的多信道的光发送。
(变形例2)
图24是表示实施方式4的变形例2的光模块的结构的图。另外，如图24所示，在变形例2的光模块1中，也可以将从发光元件7射出并由第一光学面11入射的激光La设为随着靠近前进方向前方而光束直径渐减的会聚光(非准直光)。此外，对于将由第一光学面11入射的激光La设为随着靠近前进方向前方而光束直径渐减的会聚光，也可以通过在实施方式1中增强第一光学面11的正的放大率等来实现。
图25A～图25C是表示上述的变形例1、2中的信号光Lc的光路上彼此不同的位置处的信号光Lc的光束点形状的模拟结果的图。图25A是表示图24中在透射面21的紧后方的光路上假设的平面Sa上的光点形状的图，图25B是表示图24中在第二光学面12的紧前方的光路上假设的平面Sb上的光点形状的图，图25C是表示光传输体5的端面5a上的光点形状的图。
如图25A～图25C所示，在变形例1、2中，也与图21所示的实施方式1的光模块1同样地，能够使得在透射过分割透射面19不久后被划分为长条状的信号光Lc的光点形状最终在光传输体5的端面5a上成为完全单一的圆形光点。
如上所述，根据变形例1、2的光模块1，与图20的结构同样地，能够改善光传输体5的端面5a上的信号光Lc的强度分布，因此与实施方式1相比，能够更适当地进行伴随监视的光发送。
(变形例3)
图26A是表示实施方式4的变形例3的光模块的结构的剖面图，图26B是右视图。并且，变形例2所示的非准直光(随着前进而缩径的会聚光)也可以适用于图26A的剖面图和图26B的右视图所示那样的透镜阵列型的结构中。
根据本变形例，基于多个发光元件7的每个的激光La的、多个光传输体5的每个的信号光Lc能够分别呈图25所示那样的光点形状，因此与实施方式1的变形例相比，能够更适当地进行伴随监视的多信道的光发送。
(变形例4)
另外，在到达第二光学面12之前有效地会聚了第二变形例所示的非准直光，所以有时不需要为了向光传输体5的端面5a耦合而在第二光学面12上立刻会聚所述非准直光。在该情况下，不必对第二光学面12赋予较大的放大率，就能够使面形状简化(近于平面)。而且，基于这样的想法而得到的结构也是本变形例的结构。图27是表示实施方式4的变形例4的光模块的结构的剖面图。
即，如图27所示，在本变形例的结构中，在适用与变形例2相同的伴随前进而缩径的非准直光的基础上，将第三面S3形成为不具有第二光学面12的平面。
这里，图28A～图28C表示在这样的本变形例的结构中，信号光Lc的光路上的彼此不同的位置处的信号光Lc的光束点形状的模拟结果。具体而言，图28A是表示图27中在透射面21的紧后方的光路上假设的平面Sa上的光点形状的图，图28B是表示图27中在第三面S3的紧前方的光路上假设的平面Sb上的光点形状的图，图28C是表示光传输体5的端面5a上的光点形状的图。
如图28所示，本变形例也与图21同样地，能够使得在透射过分割透射面19不久后被划分为长条状的信号光Lc的光点形状最终在光传输体5的端面5a上成为完全单一的圆形光点。
根据本变形例，不需要第二光学面12，因此与实施方式1相比，能够更适当地进行伴随监视的光发送，并且能够通过形状的简化削减成本。
(变形例5)
图29A是表示实施方式4的变形例5的光模块的结构的剖面图，图29B是右视图。如图29A、图29B所示，实施方式4的变形例5的光模块1也可以设为变形例4所示的不设置第二光学面12的透镜阵列型的结构。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以在不损及本发明的特征的限度内进行种种变更。
例如，也可以代替第一光学面11的面形状或者除了面形状以外，通过发光元件7的激光La的射出角的调整等，来实现上述的各实施方式所示的准直光和非准直光。
(变形例6)
本变形例表示作为光分离部的其他结构的光分离部330。
图30和图31是表示光分离部330的结构的图。图30A是光分离部330的立体图，图30B是光分离部330的俯视图。图31A是与图4相同的光分离部330的局部放大剖面图，图31B是表示光分离部330的光路的局部放大剖面图。图31B中，为了表示光插座2内的光路而省略了光插座2的剖面的剖面线。
如图30和图31所示，光分离部330具有：多个分割反射面331、多个分割透射面332、多个分割台阶面333、以及多个端面334。分割反射面331、与分割透射面332和分割台阶面333以成为矩阵状的方式在第一方向和与第一方向正交的第二方向上交替配置。这里，“第一方向”是指后述的分割反射面331的倾斜方向(参照图30所示的箭头D1)。另外，“第二方向”是指沿着分割反射面331且与第一方向正交的方向(参照图30所示的箭头D2)。
分割反射面331是相对于由反射面14反射的光La的光轴倾斜的倾斜面。分割反射面331以随着从光插座2的顶面靠近底面而逐渐接近光传输体5的方式倾斜。在本实施方式中，分割反射面331相对于由反射面14反射的光La的光轴的倾斜角为45°。多个分割反射面331配置于相同平面上。另外，分割反射面331在第一方向和第二方向上以规定间隔配置。在第一方向上相邻的分割反射面331之间配置有分割透射面332和分割台阶面333。另一方面，在第二方向上相邻的分割反射面331之间配置有分割透射面332、分割台阶面333以及一对的端面334。不特别限定第一方向和第二方向上的分割反射面331间的间隔。在本实施方式中，第一方向和第二方向上的分割反射面331间的间隔相同。
分割透射面332形成于与分割反射面331不同的位置，是相对于由反射面14反射的光La的光轴的垂直面。分割透射面332也在第一方向和第二方向上以规定间隔配置。多个分割透射面332在第一方向上配置为彼此平行，在第二方向上配置于相同平面上。
分割台阶面333是与由反射面14反射的光La的光轴平行的面，将分割反射面331和分割透射面332连接。分割台阶面333也在第一方向和第二方向上以规定间隔配置。多个分割台阶面333在第一方向上配置为彼此平行，在第二方向上配置于相同平面上。
端面334是与由反射面14反射的光La的光轴平行的面，且是与分割透射面332和分割台阶面333垂直的面。端面334配置于分割透射面332和分割台阶面333的第二方向上的两端，将分割透射面332和分割台阶面333的两端与分割反射面331连接。多个端面334在第一方向上配置于相同平面上，在第二方向上配置为彼此平行。
在分割透射面332和分割台阶面333之间形成有棱线。在第一方向上相邻的多个棱线配置为彼此平行。另外，在第二方向上相邻的多个棱线配置在相同的直线上。在本实施方式中，分割透射面332和分割台阶面333所成的角度中的较小的角度是90°。另外，分割透射面332和分割反射面331所成的角度中的较小的角度是135°。另外，分割台阶面333和分割反射面331所成的角度中的较小的角度也是135°。即，分割透射面332和分割台阶面333形成为相同形状的长方形。
如图31B所示，由反射面14反射的光La以比临界角大的入射角内部入射至分割反射面331。分割反射面331将已入射的光La向第三面S3反射，生成监视光M。另一方面，分割透射面332使由反射面14反射的光La透射，生成朝向光传输体5的端面5a的信号光Lc。信号光Lc被射出至第三凹部16。这时，分割透射面332是相对于光La的垂直面，所以信号光Lc不折射。此外，分割台阶面333和端面334形成为与光La的入射方向平行，所以光La不入射至分割台阶面333和端面334。
对于由光分离部330生成的信号光Lc与监视光M的光量比，不特别地进行限定。信号光Lc和监视光M的光量比，与针对入射至光分离部330的激光La的分割透射面332和分割反射面331的面积比成比例。例如，将图31B所示的剖面的与分割透射面332平行的方向上的、分割透射面332的尺寸d1、与分割反射面331的尺寸d2的比率假定为1：1。在该情况下，在将入射至光分离部330的光设为100％的情况下，分别生成50％的信号光Lc和50％的监视光M。
若以这样在第一方向和第二方向这两个方向上交替的方式配置分割反射面331和分割透射面332，则虽然省略图示，但是在反映了分割透射面332而分割不久后，将信号光Lc的光点形状作为矩阵图案而在光点整体均匀地划分，由此，例如与划分为图21A所示那样的横格图案的情况相比，起到不易受到发光元件7的角度强度分布的影响的效果。
如上所述，本实施方式的光插座2将从发光元件7射出的激光La由反射面14沿着半导体基板6的表面反射，且通过由分割反射面331的反射和由分割透射面332的透射而分离为监视光M和信号光Lc。对于监视光M，使其从第二面S2向检测元件8射出，对于信号光Lc，使其不改变前进方向而从第三面S3向光传输体5的端面5a射出。由此，光插座2能够在获得对从发光元件7射出的激光La进行监视的监视光M的同时，将光传输体5的端面5a的信号光Lc的方向设为沿着半导体基板6的方向。另外，光插座2不易受到发光元件7的角度强度分布的影响。
本申请主张基于2014年3月18日提出的日本专利申请特愿2014-055592的优先权。该申请说明书和说明书附图中记载的内容全部引用于本申请说明书中。
工业实用性
本发明的光插座和光模块对使用了光传输体的光通信是有用的。