光通信用的透镜以及半导体模块制造技术

提供一种将半导体模块设置成紧凑的模块，通过进一步将有效NA抑制得小，能够抑制耦合效率的变动的光通信用的透镜以及使用该透镜的半导体模块。因为只在光耦合透镜CL的一面设置了衍射构造DS，所以衍射间距整体上变窄，在用光耦合透镜部CL聚光到光纤OF的端面的点上，因为周边部的光量相对于通过透镜的光轴附近的光量变低，所以发生点变粗，有效NA增大。由此，发生温度变化时的耦合效率的变动减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种将半导体模块设置成紧凑的模块，通过进一步将有效NA抑制得小，能够抑制耦合效率的变动的光通信用的透镜以及使用该透镜的半导体模块。因为只在光耦合透镜CL的一面设置了衍射构造DS，所以衍射间距整体上变窄，在用光耦合透镜部CL聚光到光纤OF的端面的点上，因为周边部的光量相对于通过透镜的光轴附近的光量变低，所以发生点变粗，有效NA增大。由此，发生温度变化时的耦合效率的变动减少。【专利说明】光通信用的透镜以及半导体模块
本专利技术涉及在光通信等中使用，例如将半导体激光器的激光与光纤进行耦合的光通信用的透镜以及半导体模块。
技术介绍
在光通信等中，要求半导体激光器或者受光元件和光纤进行高效率地耦合。因此，为了聚光来自半导体激光器的光束而使用光耦合透镜。但是，在以往的光耦合透镜中主要使用玻璃透镜，但具有非球面的玻璃透镜一般价格高，存在引起成本高的问题。因而，开发了高精度的非球面的成形容易并且可以大量生产的塑料制的光耦合透镜。可是，存在塑料和玻璃相比热膨胀系数大，另外塑料材质的折射率因温度而发生变化的问题。因此，如果使用塑料透镜，则当把半导体激光器和透镜间距离固定的情况下，因为与环境温度的变化相应地焦点距离即光纤方向的成像位置发生变化，所以耦合效率降低。对此，还考虑了使用让透镜在光轴方向移动的作动器，可是还存在因可动部的增大引起成本增加，以及如何供电的问题。对此，在专利文献I中公开了在塑料透镜的两面设置衍射构造的光通信用的半导体模块。根据专利文献I的技术，通过在塑料透镜的两面设置衍射构造，能够抑制衍射间距变得过小的现象，容易进行透镜的成形。另外，在专利文献2中，实现通过在塑料透镜的一面设置浮凸型的衍射构造，在抑制从透镜中心部到周边部的衍射效率的分布的同时，抑制由温度引起的焦点位置变动。专利文献1:日本特开平11-274646号公报专利文献2:国际公开第00/17691号小册子可是，在专利文献I的透镜中的I个问题是，在2面使用衍射构造的结果，各自的面的衍射形状的误差累积地具有影响，发生不需要的衍射光等，反而容易出现制造误差，是不理想的。另外专利文献2中的透镜的问题是，因为具有浮凸形状的衍射构造，所以衍射效率低，因此对光纤的耦合效率也变低，并且多发生不需要的衍射光，因为产生用针孔等遮挡不需要的光束的需求，所以在使用上不理想。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述这样的问题而提出的，其目的在于提供一种使半导体模块成为紧凑的模块，虽然是简单的结构，但通过将温度变化等的灵敏度抑制得小而能够抑制耦合效率的变动的光通信用的透镜以及使用该透镜的半导体模块。技术方案I所述的光通信用的透镜是对从半导体激光器射出的波长λ的光束进行聚光的光通信用的透镜，其特征在于:上述透镜是塑料制，上述透镜只在光学面的I个面形成抑制温度变化时的焦点位置变动的光程差赋予构造，上述光程差赋予构造包含以上述透镜的光轴为中心的多个环形带，利用通过上述透镜的光轴的面切断的上述环形带的剖面形状是闪耀型形状，通过上述透镜的光束的光瞳透过率分布满足条件式(I )，0.5≤T1/T0 ≤ 0.85 (I),其中，TO:上述透镜的光轴附近的透过率，Tl:上述透镜的周边的透过率。而且，所谓“光轴附近”是在将光轴设置为0，将透镜光学面外周设置为I时，优选在O~0.05的范围内，所谓“周边”优选是在0.95~I的范围内。本专利技术人专心研究的结果发现:通过使用闪耀型形状的光程差赋予构造能够提高衍射效率，另外通过只在光学面的I面设置光程差赋予构造，抑制耦合效率的变化。首先，如果闪耀型的衍射构造与在专利文献2的透镜所设置的浮凸形状的衍射构造相比，则具有不需要的衍射光少、并且能够确保更高的衍射效率的优点。即，在闪耀型形状的光程差赋予构造中，特别容易发生影子的影响、且容易通过控制环形带间的阶梯控制衍射效率。进而，例如在专利文献I中，为了扩大衍射间距在透镜的两面设置衍射构造。与此相对，本专利技术人大胆尝试了通过只在透镜的I面设置光程差赋予构造加细衍射间距。如果加细衍射间距，则如条件式(I)那样，特别是在透镜的周边部，由于与折射面的组合，光束的影子的影响增大。对该影响进行说明。参照图1，在此作为光程差赋予构造以将闪耀型形状的衍射构造形成于透镜为例子进行说明。图1 (a)是在半导体激光器侧设置了衍射构造的透镜的放大剖面图，图1 (b)是在半导体激光器侧设置了衍射构造的透镜的放大剖面图。在图1中，环形带状的衍射构造DS具有朝向未图示的光轴(在图1中下侧)的阶梯面ST、和连结相邻的阶梯面ST的光轴方向外侧端和内侧端的斜面CP。在此，通过斜面CP的光束以透镜的折射面的折射功率和衍射构造DS的衍射功率的和来发挥全部的功率用于聚光，而通过阶梯面ST的光束未被用于聚光，引起透过率的减少。把它称为影子的影响。然而，相对于在透镜的光轴附近因为光束与光轴平行地射出，所以由影子的影响引起的光量损失小而言，在镜头的周边部因为作为母体非球面的折射面倒塌，所以相对光轴倾斜的光束容易入射，另外，还加上因模具的起模斜度的影响引起的阶梯面ST的倾斜，如图1所示，影子的影响引起的光量损失增大。在此，在聚光点上，相对于通过透镜的光轴附近的光量，如果周边的光量变低，则发生点变粗，即有效NA (数值孔径)降低。如果能够降低有效NA，则能够减小在发生了温度变化时的耦合效率的变动。即，在衍射构造中在影子效应、衍射效率的分布下，通过特意使得具有在透镜中心部和周边部的分布，可以提供耦合效率的变动小的光通信用的透镜。另外，当只由影子效应不能降低周边部的效率的情况下，通过微调整各环形带间的阶梯来调整衍射效率，可以具有因影子效应而不足的量的中心部和周边部的分布。但是，如果T1/T0的值超过(I)式的下限，则NA的降低量过大，不理想。更理想的是满足0.6≤T1/T0 ≤ 0.85。技术方案2所述的光通信用的透镜在技术方案I所述的专利技术中，其特征在于:来自上述半导体激光器的光束入射侧的NA满足条件式(2)，0.35 ≤ NA ≤ 0.85 (2)。通过满足条件式(2)，能够在确保来自半导体激光器的获取光量的同时确保适宜的聚光点的直径。技术方案3所述的光通信用的透镜在技术方案I或者2所述的专利技术中，其特征在于:上述光程差赋予构造具有朝向上述透镜的光轴的阶梯。是因为在这种光程差赋予构造中，能够抑制温度变化时的焦点位置、且特别容易发生影子的影响的缘故。技术方案4所述的光通信用的透镜在技术方案I~3中的任意一项所述的专利技术中，其特征在于:上述光程差赋予构造将上述波长λ的大致整数倍的光程差赋予给通过的光束。由此在具有高的衍射效率的同时能够抑制因温度变化时的透镜折射率变化引起的焦点位置偏移。技术方案5所述的光通信用的透镜在技术方案4所述的专利技术中，其特征在于:上述光程差赋予构造在上述透镜的有效直径的全范围中，将上述波长λ的I倍的光程差赋予给通过的光束。通过赋予尽可能小的光程差，抑制光程差赋予构造的阶梯的高度，抑制成形误差等，由此能够提高光线透过率。技术方案6所述的光通信用的透镜在技术方案I~5中的任意一项所述的专利技术中，其特征在于:上述光程差赋予构造在上述透镜的光轴附近的中央区域赋予上述波长入的X倍的光程差，在上述透镜的中央区域的外侧的周围区域，将上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：三森满，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：
国别省市：