光发送模块、光收发模块及光模块的制作方法

1.本发明涉及光发送模块、光收发模块及光模块。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了一种与光模块相关的技术。该光模块具有：多个部件，它们包含至少1个发热体；以及温度调节器。温度调节器具有：板状的下基板；多个热电元件，它们与下基板的上表面隔开规定的距离而设置于不同的区域；以及多个上基板，它们设置于多个热电元件各自的上表面。温度调节器通过珀耳帖效应对在多个上基板各自的上表面设置的部件进行温度调节。
3.专利文献1：日本特开2019－140306号公报
4.例如在光发送模块或光收发模块这样的光模块中，有时针对第1光元件(例如半导体激光元件)及第2光元件(例如光调制元件)的温度控制各自独立地进行。在这样的情况下，将第1光元件搭载于第1温度控制元件(也称为温度调节元件或热电元件)上，将第2光元件搭载于第2温度控制元件上。而且，通过将这些温度控制元件配置于共通的基板上，从而对第1光元件及第2光元件的相对位置关系进行固定。
5.但是，在如上所述的情况下，由于将多个温度控制元件配置于共通的基板上，因此存在基板尺寸变长的倾向。如果基板尺寸变长，则由于安装各温度控制元件时、或光模块运转时等的温度变化，基板的翘曲容易变大。如果基板的翘曲变大，则各光元件的光轴相对地倾斜，光元件彼此的光耦合效率降低。另外，由于基板的翘曲而在各温度控制元件产生应力，有可能在各温度控制元件发生异常。


技术实现要素：

6.因此，本发明的目的在于，提供在将第1光元件及第2光元件的温度控制各自独立地进行的情况下，能够减小对温度控制元件进行搭载的基板的翘曲的光发送模块、光收发模块及光模块。
7.一个实施方式所涉及的光发送模块具有：半导体激光元件；光调制元件，其与半导体激光元件光耦合；温度调节器件，其具有基板、第1搭载部及第2搭载部，该基板具有主面及背面，该第1搭载部经由第1温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第1搭载部搭载半导体激光元件，该第2搭载部经由第2温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第2搭载部搭载光调制元件；封装件，其具有与基板的背面相对的底面，对半导体激光元件、光调制元件及温度调节器件进行收容；以及中间块，其配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，具有直接或间接地固接于基板的主面的背面。
8.一个实施方式所涉及的光收发模块具有：半导体激光元件；光调制元件，其与半导体激光元件光耦合；光接收元件，其与半导体激光元件光耦合；温度调节器件，其具有基板、第1搭载部及第2搭载部，该基板具有主面及背面，该第1搭载部经由第1温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第1搭载部搭载半导体激光元件，该第2搭载部经由第2温度控制元
件而设置于基板的主面上，在该第2搭载部搭载光调制元件；封装件，其具有与基板的背面相对的底面，对半导体激光元件、光调制元件、光接收元件及温度调节器件进行收容；以及中间块，其配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，具有直接或间接地固接于基板的主面的背面。
9.一个实施方式所涉及的光模块具有：第1光元件及第2光元件，它们彼此光耦合；温度调节器件，其具有基板、第1搭载部及第2搭载部，该基板具有主面及背面，该第1搭载部经由第1温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第1搭载部搭载第1光元件，该第2搭载部经由第2温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第2搭载部搭载第2光元件；封装件，其具有与基板的背面相对的底面，对第1光元件、第2光元件及温度调节器件进行收容；以及中间块，其配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，具有直接或间接地固接于基板的主面的背面。
10.发明的效果
11.根据本发明，能够提供在将第1光元件及第2光元件的温度控制各自独立地进行的情况下，能够减小对温度控制元件进行搭载的基板的翘曲的光发送模块、光收发模块及光模块。
附图说明
12.图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的光收发模块10的结构的切口斜视图。
13.图2是将光收发模块10所具有的各光学部件省略后的切口斜视图。
14.图3是图2所示的光收发模块10的局部俯视图。
15.图4是沿图3的iv－iv线的剖视图。
16.图5是表示温度调节器件40的俯视图。
17.图6是表示中间块50的背面50b的仰视图。
18.图7是表示光收发模块10的组装顺序的流程图。
19.图8是表示第3变形例所涉及的光收发模块10a的结构的切口斜视图。
20.图9是表示第3变形例所涉及的光收发模块10a的结构的俯视图。
具体实施方式
21.[本发明的实施方式的说明]
[0022]
首先，列举本发明的实施方式而进行说明。一个实施方式所涉及的光发送模块具有：半导体激光元件；光调制元件，其与半导体激光元件光耦合；温度调节器件，其具有基板、第1搭载部及第2搭载部，该基板具有主面及背面，该第1搭载部经由第1温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第1搭载部搭载半导体激光元件，该第2搭载部经由第2温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第2搭载部搭载光调制元件；封装件，其具有与基板的背面相对的底面，对半导体激光元件、光调制元件及温度调节器件进行收容；以及中间块，其配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，具有直接或间接地固接于基板的主面的背面。
[0023]
在该光发送模块中，从半导体激光元件输出的激光输入至光调制元件，光调制元件通过对激光进行调制而生成光信号。另外，第1温度控制元件通过对半导体激光元件的温
度进行控制而对激光的波长进行控制，第2温度控制元件通过将光调制元件的温度保持恒定而抑制光调制元件的特性的变动。由于将针对半导体激光元件及光调制元件的温度控制各自独立地进行，因此能够高精度地控制它们的温度。而且，在该光发送模块中，中间块配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，其背面直接或间接地固接于基板的主面。由此，中间块能阻止对第1温度控制元件及第2温度控制元件进行搭载的基板的翘曲(特别地，第1温度控制元件和第2温度控制元件之间的部分的翘曲)，因此能够减小基板的翘曲。因此，能够减小半导体激光元件的光轴和光调制元件的光轴的相对的倾斜，抑制它们的光耦合效率的降低。另外，能够减小由于基板的翘曲而在各温度控制元件产生的应力，提高各温度控制元件的可靠性。
[0024]
在上述的光发送模块中，可以是第1搭载部、中间块及第2搭载部的排列方向上的、基板的主面和中间块进行固接的固接区域的长度，大于或等于该方向上的基板的长度的10％而小于或等于50％。固接区域的长度大于或等于基板的长度的10％，由此中间块能够有效地阻止基板的翘曲。另外，固接区域的长度小于或等于基板的长度的50％，由此能够在基板的主面充分地确保对第1温度控制元件及第2温度控制元件进行配置的空间。
[0025]
在上述的光发送模块中，可以是与第1搭载部、中间块及第2搭载部的排列方向正交的方向上的、基板的主面和中间块进行固接的固接区域的宽度，大于或等于该方向上的基板的宽度的50％。固接区域的宽度大于或等于基板的宽度的50％，由此中间块能够有效地阻止基板的翘曲。
[0026]
在上述的光发送模块中，可以是在基板的主面上设置有第1金属膜，在中间块的背面上设置有第2金属膜，第1金属膜和第2金属膜经由金属接合材料而彼此固接。在该情况下，将中间块和基板牢固地固接，防止由基板的翘曲引起的中间块和基板之间的剥离，能够有效地阻止基板的翘曲。
[0027]
在上述的光发送模块中，可以是基板的主面和中间块的背面经由树脂而彼此固接。在该情况下，能够将中间块和基板简易地固接，能够将制造工艺容易化。
[0028]
在上述的光发送模块中，可以是在中间块的主面设置有标记，该标记用于使半导体激光元件及光调制元件和中间块对位。在该情况下，通过夹设中间块，从而能够将彼此的间隔加大的半导体激光元件及光调制元件的相对位置高精度地对准。
[0029]
在上述的光发送模块中，可以是温度调节器件在基板的主面上具有配线，该配线向第1温度控制元件及第2温度控制元件之中的至少一者供给控制信号，配线在与第1搭载部、中间块及第2搭载部的排列方向交叉的方向上，与基板的主面和中间块进行固接的固接区域并排而配置，中间块包含将配线覆盖的部分。在该情况下，能够增大中间块的面积，因此能够在中间块的主面之上充分地确保对分光器等光学部件进行配置的空间。
[0030]
可以是上述的光发送模块还具有：第1基座部件，其具有对半导体激光元件进行搭载的搭载面及朝向与搭载面相反方向的背面；以及第2基座部件，其具有对光调制元件进行搭载的搭载面及朝向与搭载面相反方向的背面，中间块具有朝向与背面相反方向的主面，第1基座部件的背面固定于第1搭载部，第2基座部件的背面固定于第2搭载部，第1基座部件的搭载面、中间块的主面及第2基座部件的搭载面彼此共面。在该情况下，能够高精度地进行高度方向(基板的主面的法线方向)上的半导体激光元件和光调制元件的光轴对准。
[0031]
一个实施方式所涉及的光收发模块具有：半导体激光元件；光调制元件，其与半导
体激光元件光耦合；光接收元件，其与半导体激光元件光耦合；温度调节器件，其具有基板、第1搭载部及第2搭载部，该基板具有主面及背面，该第1搭载部经由第1温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第1搭载部搭载半导体激光元件，该第2搭载部经由第2温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第2搭载部搭载光调制元件；封装件，其具有与基板的背面相对的底面，对半导体激光元件、光调制元件、光接收元件及温度调节器件进行收容；以及中间块，其配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，具有直接或间接地固接于基板的主面的背面。
[0032]
在该光收发模块中，从半导体激光元件输出的激光的一部分输入至光调制元件，光调制元件通过对激光进行调制而生成光信号。另外，从半导体激光元件输出的激光的剩余部输入至光接收元件，光接收元件利用该激光而进行接收到的光信号的解调。第1温度控制元件通过对半导体激光元件的温度进行控制而对激光的波长进行控制，第2温度控制元件通过将光调制元件的温度保持恒定而抑制光调制元件的特性的变动。由于将针对半导体激光元件及光调制元件的温度控制各自独立地进行，因此能够高精度地控制它们的温度。而且，在该光收发模块中，中间块配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，其背面直接或间接地固接于基板的主面。由此，由中间块阻止对第1温度控制元件及第2温度控制元件进行搭载的基板的翘曲(特别地，第1温度控制元件和第2温度控制元件之间的部分的翘曲)，因此能够减小基板的翘曲。因此，能够减小半导体激光元件的光轴和光调制元件的光轴的相对的倾斜，抑制它们的光耦合效率降低。另外，能够减小由于基板的翘曲而在各温度控制元件产生的应力，提高各温度控制元件的可靠性。
[0033]
在上述的光收发模块中，可以是中间块具有朝向与背面相反方向的主面，在中间块的主面上，配置有将来自半导体激光元件的输出光进行分支的光学部件，分支出的输出光之中的一者输入至光调制元件，另一者输入至光接收元件。在该情况下，能够使从半导体激光元件输出的激光的一部分输入至光调制元件，使从半导体激光元件输出的激光的剩余部输入至光接收元件。另外，通过将如上所述的光学部件配置于中间块的主面上，从而能够高效地利用中间块上的空间。
[0034]
在上述的光收发模块中，可以是中间块具有朝向与背面相反方向的主面，封装件具有搭载面，该搭载面与中间块的主面并排而设置，在该搭载面搭载光接收元件，在中间块的主面及封装件的搭载面设置有标记，该标记用于使中间块和封装件对位。在该情况下，能够将中间块相对于封装件的相对位置高精度地对准，进而能够使在封装件的搭载面上配置的光接收元件和半导体激光元件高精度地光耦合。
[0035]
一个实施方式所涉及的光模块具有：第1光元件及第2光元件，它们彼此光耦合；温度调节器件，其具有基板、第1搭载部及第2搭载部，该基板具有主面及背面，该第1搭载部经由第1温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第1搭载部搭载第1光元件，该第2搭载部经由第2温度控制元件而设置于基板的主面上，在该第2搭载部搭载第2光元件；封装件，其具有与基板的背面相对的底面，对第1光元件、第2光元件及温度调节器件进行收容；以及中间块，其配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，具有直接或间接地固接于基板的主面的背面。
[0036]
在该光模块中，第1温度控制元件对第1光元件的温度进行控制，第2温度控制元件对第2光元件的温度进行控制。由于将针对第1光元件及第2光元件的温度控制各自独立地
进行，因此能够高精度地控制它们的温度。而且，在该光模块中，中间块配置于第1温度控制元件和第2温度控制元件之间，其背面直接或间接地固接于基板的主面。由此，由中间块阻止对第1温度控制元件及第2温度控制元件进行搭载的基板的翘曲(特别地，第1温度控制元件和第2温度控制元件之间的部分的翘曲)，因此能够减小基板的翘曲。因此，能够减小第1光元件及第2光元件的各光轴的相对的倾斜，抑制它们的光耦合效率的降低。另外，能够减小由于基板的翘曲而在各温度控制元件产生的应力，提高各温度控制元件的可靠性。
[0037]
[本发明的实施方式的详细内容]
[0038]
以下，参照附图对本发明的光发送模块、光收发模块及光模块的具体例进行说明。此外，本发明不受这些例示限定，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。在下面的说明中，对在附图的说明中相同的要素标注相同的标号，省略重复的说明。
[0039]
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的光收发模块10的结构的切口斜视图。图2是将光收发模块10所具有的各光学部件省略后的切口斜视图。图3是图2所示的光收发模块10的局部俯视图。
[0040]
图4是沿图3的iv－iv线的剖视图。光收发模块10是本实施方式中的光模块的例子。如这些图所示，本实施方式的光收发模块10具有：半导体激光元件11；光调制元件12，其与半导体激光元件11光耦合；以及光接收元件13，其与半导体激光元件11光耦合。在此基础上，光收发模块10还具有透镜21、分光器22、反射镜23、24、25、偏振合成滤光器26、偏振分离滤光器27和透镜阵列28、29。并且，光收发模块10具有封装件30、光源用支承件31、光源用基座32、调制元件用支承件33、调制元件用基座34、接收元件用支承件35、温度调节器件40和中间块50。
[0041]
半导体激光元件11是本实施方式中的第1光元件的例子。半导体激光元件11例如是dfb激光器，从一端输出单一波长的连续波即激光la。另外，半导体激光元件11具有用于将输出波长设为可变的结构。在一个例子中，半导体激光元件11是inp类的半导体激光元件。半导体激光元件11搭载于光源用支承件31上，以激光la的光轴沿方向d1的方式配置。光源用支承件31是其平面形状为长方形的板状的部件，由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。在光源用支承件31的上表面设置有用于向半导体激光元件11供给驱动电流等的多个配线。
[0042]
透镜21配置于激光la的光轴上，与半导体激光元件11的一端光学地耦合。透镜21例如是凸透镜，将从半导体激光元件11输出的激光la平行化(准直化)。透镜21例如由玻璃或者硅构成。
[0043]
光源用基座32是本实施方式中的第1基座部件的例子。光源用基座32是其平面形状为长方形的板状的部件，由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。如图4所示，光源用基座32具有：平坦的搭载面32a，其搭载半导体激光元件11；以及背面32b，其朝向与搭载面32a的相反方向。光源用支承件31及透镜21搭载于光源用基座32的搭载面32a上。光源用支承件31例如通过焊料而固定于搭载面32a。透镜21例如通过树脂粘接剂而固定于搭载面32a。
[0044]
分光器22配置于激光la的光轴上，经由透镜21而与半导体激光元件11的一端光学地耦合。分光器22是将从半导体激光元件11输出的激光la分支为2个激光la1、la2的光学部
件。一个激光la1透过分光器22，沿方向d1笔直行进。另一个激光la2在分光器22处反射，沿与方向d1交叉(例如正交)的方向d2行进。分光器22例如由在玻璃块的表面形成的电介质多层膜构成。
[0045]
反射镜23相对于分光器22而配置于方向d2，与分光器22光学地耦合。反射镜23将在分光器22处反射出的激光la2再次反射。在反射镜23处反射出的激光la2再次沿方向d1行进。
[0046]
透镜阵列28包含沿方向d2排列的3个透镜。该3个透镜之中的中央的透镜相对于分光器22而配置于方向d1，与分光器22光学地耦合。该中央的透镜将透过了分光器22的激光la1朝向光调制元件12聚光。透镜阵列29包含沿方向d2排列的3个透镜。该3个透镜之中的中央的透镜相对于反射镜23而配置于方向d1，与反射镜23光学地耦合。该中央的透镜将在反射镜23中反射出的激光la2朝向光接收元件13聚光。透镜阵列28、29的各透镜例如由玻璃或者硅构成。
[0047]
光调制元件12是本实施方式中的第2光元件的例子。光调制元件12输入激光la1，在内部将激光la1分支，对分支后的各激光分别进行调制，由此生成2个信号光lb1、lb2。光调制元件12中的调制方式例如是相位偏移调制(psk：phase shift keying)。下面，关于四相位偏移调制(qpsk：quadrature phase shift keying)的情况进行说明。光调制元件12例如由inp类或硅(si)类的半导体构成，在内部包含用于对光强度进行调制的多个电场吸收(ea)型光调制器。光调制元件12搭载于用于高度调整的调制元件用支承件33上。调制元件用支承件33是其平面形状为长方形的板状的部件，由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。光调制元件12分别从隔着激光la1的输入端口而配置的一对输出端口分别将所生成的2个信号光lb1、lb2输出。从一对输出端口输出的信号光lb1、lb2沿方向d1向与激光la1的相反方向行进。一对输出端口与透镜阵列28的3个透镜之中的两端的透镜光学地耦合，信号光lb1、lb2由该两端的透镜进行平行化。反射镜25经由透镜阵列28而与光调制元件12的一对输出端口之中的一者光学地耦合。反射镜25将从该一个输出端口输出的信号光lb1朝向偏振合成滤光器26反射。此后的信号光lb1沿与方向d1交叉(例如正交)的方向d2行进。
[0048]
偏振合成滤光器26经由透镜阵列28而与光调制元件12的另一个光输出端口光学地耦合，接收平行化后的信号光lb1。另外，偏振合成滤光器26与反射镜25光学地耦合，接收在反射镜25处反射出的信号光lb2。此外，信号光lb1、lb2之中的一者直至到达偏振合成滤光器26为止，由在光调制元件12的内部或者外部设置的波长板(未图示)将其偏振方向旋转90
°
。而且，偏振合成滤光器26将信号光lb1进行反射，并且使信号光lb2透过，由此将信号光lb1和信号光lb2彼此合成，将合成后的发送信号光lb向光收发模块10的外部输出。偏振合成滤光器26例如由在玻璃块的表面形成的电介质多层膜构成。
[0049]
调制元件用基座34是本实施方式中的第2基座部件的例子。调制元件用基座34是其平面形状为长方形的板状的部件，由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。如图4所示，调制元件用基座34具有：平坦的搭载面34a，其搭载光调制元件12；以及背面34b，其朝向与搭载面34a的相反方向。调制元件用支承件33、反射镜25、偏振合成滤光器26及透镜阵列28搭载于调制元件用基座34的搭载面34a上，例如通过焊料或者树脂粘接剂而固定于搭载面34a。
[0050]
偏振分离滤光器27接收从光收发模块10的外部输入的接收信号光lc。在接收信号光lc中包含有偏振方向彼此不同的2个信号光lc1、lc2。偏振分离滤光器27将接收信号光lc分离为2个信号光lc1、lc2。偏振分离滤光器27例如由在玻璃块的表面形成的电介质多层膜构成。偏振分离滤光器27经由透镜阵列29的3个透镜之中的一端的透镜，与光接收元件13的一个输入端口光学地耦合。由偏振分离滤光器27分离出的一个信号光lc1由透镜阵列29的该一端的透镜聚光，并且输入至光接收元件13的一个输入端口。
[0051]
反射镜24相对于偏振分离滤光器27而配置于方向d2。反射镜24与偏振分离滤光器27光学地耦合，且经由透镜阵列29的3个透镜之中的另一端的透镜而与光接收元件13的另一个输入端口光学地耦合。由偏振分离滤光器27分离出的另一个信号光lc2在沿方向d2行进后，在反射镜24处反射，沿方向d1行进，由透镜阵列29的另一端的透镜聚光，并且输入至光接收元件13的另一个输入端口。
[0052]
光接收元件13是对从光收发模块10的外部输入的接收信号光lc进行解调而变换为电信号的半导体元件，搭载于接收元件用支承件35上。光接收元件13例如将inp类或si类的半导体作为主要的构成材料。接收元件用支承件35由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。本实施方式的接收信号光lc是通过psk方式调制后的信号光，光接收元件13是所谓的光90
°
混合元件。具体地说，光接收元件13具有2个信号光输入端口和1个本振光输入端口。这些光输入端口配置于光接收元件13的一个侧面，本振光输入端口位于2个信号光输入端口之间。一个信号光输入端口经由透镜阵列29而与偏振分离滤光器27光学地耦合，信号光lc1由透镜阵列29的透镜聚光，并且输入至该信号光输入端口。另一个信号光输入端口经由透镜阵列29而与反射镜24光学地耦合，信号光lc2由透镜阵列29的透镜聚光，并且输入至该信号光输入端口。本振光输入端口经由透镜阵列29而与反射镜23光学地耦合，激光la2由透镜阵列29的透镜聚光，并且作为本振光而输入至本振光输入端口。
[0053]
光接收元件13分别使信号光lc1及lc2与激光(本振光)la2发生干涉。由此，光接收元件13对在信号光lc1及lc2各自包含的信息进行解调。具体地说，光接收元件13包含多模干涉波导(mmi波导)和与该波导光耦合的光电二极管。mmi波导例如是在inp基板上形成的光波导。激光la2在从本振光输入端口输入至光接收元件13之后，分支为2个本振光。mmi波导使信号光lc1和从激光la2分支出的一个本振光光学地干涉，进行零差检波或外差检波。由此，mmi波导将信号光lc1所包含的信息分离而解调为与本振光的相位一致的相位成分和与本振光的相位相差90
°
的相位成分。即，光接收元件13关于信号光lc1而解调出两个独立的信息。同样地，mmi波导使信号光lc2和从激光la2分支出的另一个本振光光学地干涉，进行零差检波或外差检波。由此，mmi波导将信号光lc2所包含的信息分离而解调为与本振光的相位一致的相位成分和与本振光的相位相差90
°
的相位成分。即，光接收元件13关于信号光lc2也解调出两个独立的信息。由光接收元件13解调出的4个独立信息在进行信号处理后，导入至光收发模块10的外部。
[0054]
温度调节器件40是用于对半导体激光元件11及光调制元件12的各温度各自独立地控制的结构要素。如图4所示，温度调节器件40具有下基板41、2个上基板42、43和2个珀耳帖元件44、45。下基板41是具有主面41a及背面41b的板状的部件。下基板41的平面形状是将方向d1作为长度方向的长方形。方向d1上的下基板41的长度例如为15mm，方向d2上的下基
板41的宽度例如为5mm。下基板41由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。
[0055]
上基板42是本实施方式中的第1搭载部的例子。上基板42是板状的部件，其平面形状是将方向d1作为长度方向的长方形。方向d1上的上基板42的长度例如为5mm，方向d2上的上基板42的宽度例如为4mm。上基板42经由珀耳帖元件44而设置于下基板41的主面41a上，在该上基板42搭载半导体激光元件11。具体地说，上基板42将与方向d1及方向d2这两者交叉(例如正交)的方向d3作为厚度方向而设置于珀耳帖元件44上，在与珀耳帖元件44相反侧的上基板42的板面固定有光源用基座32的背面32b。在一个例子中，光源用基座32和上基板42经由金属接合材料而彼此接合。
[0056]
上基板43是本实施方式中的第2搭载部的例子。上基板43是板状的部件，其平面形状是将方向d1作为长度方向的长方形。方向d1上的上基板43的长度例如为6mm，方向d2上的上基板43的宽度例如为5mm。如上所述，在方向d1上，上基板43比上基板42长，在方向d2上，上基板43比上基板42长。上基板43经由珀耳帖元件45而设置于下基板41的主面41a上，在上基板43搭载光调制元件12。具体地说，上基板43将方向d3作为厚度方向而设置于珀耳帖元件45上，在与珀耳帖元件45相反侧的上基板43的板面固定有调制元件用基座34的背面34b。在一个例子中，调制元件用基座34和上基板43经由金属接合材料而彼此接合。上基板42和上基板43在方向d1上隔开间隔而排列。
[0057]
珀耳帖元件44是本实施方式中的第1温度控制元件的例子。珀耳帖元件45是本实施方式中的第2温度控制元件的例子。珀耳帖元件44、45在下基板41的主面41a上，沿方向d1彼此隔开间隔而排列。珀耳帖元件44、45通过从光收发模块10的外部供给的电力而进行驱动，在上基板42、43和下基板41之间进行热的移动。珀耳帖元件44、45的构成材料例如为bi－sb－te－se。
[0058]
中间块50是在珀耳帖元件44和珀耳帖元件45之间配置的厚板状的部件。换言之，在下基板41的主面41a上，珀耳帖元件44、中间块50、珀耳帖元件45沿方向d1依次排列。在图示例中，中间块50的平面形状是将方向d2作为长度方向的长方形。方向d2上的中间块50的长度例如为5mm，方向d1上的中间块50的宽度例如为4mm。如上所述，在方向d1上，中间块50比上基板42、43短，在方向d2上，中间块50的长度大于或等于上基板42、43的长度。中间块50由金属材料及电介质材料之中的至少1个构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。中间块50具有主面50a和朝向与主面50a相反方向的背面50b。主面50a和背面50b彼此平行。在图示例中，中间块50的背面50b相对于下基板41的主面41a而直接地固接。此外，中间块50的背面50b也可以经由其他部件而间接地固接于下基板41的主面41a。
[0059]
如图4所示，光源用基座32的搭载面32a、中间块50的主面50a和调制元件用基座34的搭载面34a在方向d1上依次排列，彼此共面。换言之，搭载面32a及34a以及主面50a彼此法线方向一致，以下基板41的主面41a为基准的高度彼此相等。如图1所示，在中间块50的主面50a上配置有分光器22。另外，在图示例中，搭载面32a和主面50a没有其他夹设物而彼此相邻，同样地，搭载面34a和主面50a没有其他夹设物而彼此相邻。
[0060]
图5是表示温度调节器件40的俯视图。如图5所示，在下基板41的主面41a上设置有金属图案48(第1金属膜)。金属图案48形成于主面41a中的珀耳帖元件44的安装区域和珀耳
帖元件45的安装区域之间，其平面形状例如是长方形或正方形。在金属图案48的平面形状是长方形或正方形的情况下，其中的一边沿方向d1，另一边沿方向d2。金属图案48是将金属材料通过蒸镀、镀敷等在主面41a成膜而成的。在一个例子中，金属图案48包含有在主面41a蒸镀的ni层和在ni层上镀敷形成的au层。
[0061]
图6是表示中间块50的背面50b的仰视图。如图6所示，在中间块50的背面50b上设置有金属图案51(第2金属膜)。金属图案51靠向方向d2上的背面50b的一端50ba而形成，其平面形状例如是长方形或正方形。在金属图案51的平面形状为长方形或正方形的情况下，其中的一边沿方向d1，另一边沿方向d2。金属图案51是将金属材料通过蒸镀、镀敷等在背面50b成膜而成的。在一个例子中，金属图案51包含有在背面50b蒸镀的ti层、在ti层上蒸镀的pt层和在pt层上镀敷形成的au层。而且，中间块50的金属图案51和下基板41的金属图案48经由金属接合材料而彼此接合，由此中间块50的背面50b固接于下基板41的主面41a。因此，主面41a之中的金属图案48所占的区域与下基板41和中间块50进行固接的固接区域一致。金属接合材料例如为suagcu类焊料。
[0062]
方向d1上的金属图案48(固接区域)的长度ea(参照图5)，例如大于或等于方向d1上的下基板41的长度eb的10％而小于或等于50％。另外，与方向d1正交的方向(例如方向d2)上的金属图案48(固接区域)的宽度wa例如大于或等于该方向上的下基板41的宽度wb的50％。
[0063]
再次参照图5。在下基板41的主面41a设置有：一对配线46a、46b，它们用于向珀耳帖元件44供给作为控制信号的驱动电流；以及一对配线47a、47b，它们用于向珀耳帖元件45供给作为控制信号的驱动电流。配线46a、46b中的与珀耳帖元件44相反侧的端部分别与键合焊盘46c、46d连接，配线47a、47b中的与珀耳帖元件45相反侧的端部分别与键合焊盘47c、47d连接。键合焊盘46c、46d、47c、47d相对于珀耳帖元件44而配置于方向d2，沿在方向d1延伸的主面41a的侧缘而依次排列。而且，将键合焊盘47c、47d和珀耳帖元件45相连的一对配线47a、47b沿主面41a的上述侧缘在方向d1延伸，经过金属图案48的旁边。即，配线47a、47b在方向d2上，与金属图案48(固接区域)并排而配置。
[0064]
如图6所示，中间块50的背面50b具有未设置金属图案51(换言之，露出了中间块50的背面50b)的区域a。区域a在方向d2上靠向背面50b的另一端50bb而设置，相对于金属图案51而排列于另一端50bb侧。在中间块50配置于下基板41的主面41a上的状态下，中间块50中的构成区域a的部分位于配线47a、47b上，将配线47a、47b覆盖。在区域a未设置金属图案51，因此即使在区域a与配线47a、47b接触的情况下，也能避免配线47a、47b彼此的短路。
[0065]
再次参照图1、图2及图3。封装件30对半导体激光元件11、光调制元件12、光接收元件13及温度调节器件40进行收容。封装件30具有底板36及壁部37。底板36是板状的部件，其平面形状为长方形。底板36例如主要由cuw或者科瓦铁镍钴合金(在铁中至少配比有镍及钴的合金)这样的金属材料构成。底板36的一个板面构成将封装件30的内部空间划分的平坦的底面36a。前述的温度调节器件40配置于底面36a上，下基板41的背面41b和底面36a彼此相对。
[0066]
壁部37设置于底板36的底面36a上，将半导体激光元件11、光调制元件12及温度调节器件40包围。壁部37呈沿底面36a的四边配置的矩形框状。即，壁部37包含：一对部分371、372，它们在方向d1上彼此相对，沿方向d2延伸；以及一对部分373，它们在方向d2上彼此相
对，沿方向d1延伸。在部分371形成有沿方向d1将部分371贯通的孔37b、37c。孔37b、37c沿方向d2排列，孔37b向封装件30的外部导出发送信号光lb，孔37c从封装件30的外部导入接收信号光lc。壁部37例如由电介质材料构成。电介质材料例如是陶瓷，在陶瓷中例如包含氮化铝及氧化铝之中的至少1个。
[0067]
另外，壁部37具有对光接收元件13、反射镜23、反射镜24、偏振分离滤光器27及透镜阵列29进行搭载的搭载面37a。搭载面37a从壁部37的部分373朝向封装件30的内部空间延伸出。搭载面37a朝向与光源用基座32的搭载面32a、中间块50的主面50a及调制元件用基座34的搭载面34a相同的方向，沿方向d1延伸，相对于搭载面32a、主面50a及搭载面34a在方向d2排列而配置。在一个例子中，搭载面37a与搭载面32a、主面50a及搭载面34a共面。
[0068]
封装件30还具有在壁部37上设置的矩形框状的部件38。部件38例如为科瓦铁镍钴合金这样的金属制，用于将未图示的盖部(外盖)固接于壁部37。
[0069]
如图2及图3所示，为了使中间块50和封装件30对位，在中间块50的主面50a中的与搭载面37a相对的边设置有一个或多个标记m1，在封装件30的搭载面37a中的与主面50a相对的边设置有与标记m1相对应的一个或多个标记m2。通过使标记m1的位置和标记m2的位置一致，从而封装件30内的中间块50的方向d1上的相对位置高精度地得到定位。标记m1、m2例如可以具有十字形状这样的各种形状。
[0070]
为了使中间块50和半导体激光元件11对位，在中间块50的主面50a中的与光源用基座32相对的边设置有一个或多个标记m3，在光源用基座32的搭载面32a中的与主面50a相对的边设置有与标记m3相对应的一个或多个标记m4。通过使标记m3的位置和标记m4的位置一致，从而方向d2上的中间块50和光源用基座32的相对位置，进而方向d2上的中间块50和半导体激光元件11的相对位置高精度地得到定位。另外，为了使中间块50和光调制元件12对位，在中间块50的主面50a中的与调制元件用基座34相对的边设置有一个或多个标记m5，在调制元件用基座34的搭载面34a中的与主面50a相对的边设置有与标记m5相对应的一个或多个标记m6。通过使标记m5的位置和标记m6的位置一致，从而方向d2上的中间块50和调制元件用基座34的相对位置、进而方向d2上的中间块50和光调制元件12的相对位置高精度地得到定位。标记m3、m4、m5、m6例如可以具有十字形状这样的各种形状。
[0071]
对具有以上的结构的本实施方式的光收发模块10的组装顺序进行说明。图7是表示光收发模块10的组装顺序的流程图。如图7所示，首先，作为工序s1，准备具有上述的结构的封装件30。接下来，作为工序s2，将在接收元件用支承件35上搭载有光接收元件13的受光元件组件安装于封装件30的搭载面37a上。接下来，作为工序s3，将温度调节器件40固定于封装件30的底面36a上。接下来，作为工序s4，在下基板41的主面41a固接中间块50。接下来，作为工序s5，将在调制元件用基座34上搭载有调制元件用支承件33及光调制元件12的调制元件组件固定于温度调节器件40的上基板43上。接下来，作为工序s6，将在光源用基座32上搭载有光源用支承件31及半导体激光元件11的波长可变光源组件固定于温度调节器件40的上基板42上。此外，工序s5及s6的顺序可以彼此调换。接下来，作为工序s7，将分光器22、反射镜23、24、25、偏振合成滤光器26及偏振分离滤光器27分别安装于规定位置。然后，将透镜21及透镜阵列28、29分别安装于规定位置。最后，将封装件30的盖部(外盖)盖上而将封装件30的内部空间气密地密封。经过以上的工序，制作出本实施方式的光收发模块10。
[0072]
对通过以上说明的本实施方式的光收发模块10得到的效果进行说明。如上所述，
在该光收发模块10中，从半导体激光元件11输出的激光la的一部分(激光la1)输入至光调制元件12，光调制元件12通过对激光la进行调制而生成信号光lb1、lb2。另外，从半导体激光元件11输出的激光la的剩余部(激光la2)输入至光接收元件13，光接收元件13利用激光la2(本振光)而进行接收信号光lc的解调。珀耳帖元件44通过对半导体激光元件11的温度进行控制而对激光la的波长进行控制，珀耳帖元件45通过将光调制元件12的温度保持恒定而抑制光调制元件12的特性的变动。如上所述，珀耳帖元件44、45各自独立地进行针对半导体激光元件11及光调制元件12的温度控制，因此能够高精度地控制它们的温度。而且，在该光收发模块10中，中间块50配置于珀耳帖元件44和珀耳帖元件45之间，其背面50b直接或间接地固接于下基板41的主面41a。由此，中间块50阻止由于搭载珀耳帖元件44、45的下基板41的温度变动而引起的翘曲(特别地，珀耳帖元件44和珀耳帖元件45之间的部分的翘曲)，因此能够减小下基板41的翘曲。因此，能够减小由温度变动引起的半导体激光元件11的光轴和光调制元件12的光轴的相对的倾斜，抑制它们的光耦合效率的变动。另外，能够减小由于下基板41的翘曲而在珀耳帖元件44、45产生的应力，提高珀耳帖元件44、45的可靠性。
[0073]
如本实施方式那样，方向d1上的金属图案48(固接区域)的长度ea可以大于或等于该方向上的下基板41的长度eb的10％而小于或等于50％。金属图案48(固接区域)的长度ea大于或等于下基板41的长度eb的10％，由此中间块50能够有效地阻止下基板41的翘曲。另外，金属图案48(固接区域)的长度ea小于或等于下基板41的长度eb的50％，由此能够在下基板41的主面41a中充分地确保对珀耳帖元件44、45进行配置的空间。
[0074]
如本实施方式那样，可以是在下基板41的主面41a上设置有金属图案48，在中间块50的背面50b上设置有金属图案51，金属图案48和金属图案51经由焊料等金属接合材料而彼此固接。在该情况下，将中间块50和下基板41牢固地固接，能够防止由下基板41的翘曲引起的中间块50和下基板41之间的剥离，有效地阻止下基板41的翘曲。
[0075]
如本实施方式那样，与方向d1正交的方向(例如方向d2)上的金属图案48(固接区域)的宽度wa可以大于或等于该方向上的下基板41的宽度wb的50％。金属图案48(固接区域)的宽度wa大于或等于下基板41的宽度wb的50％，由此中间块50能够有效地阻止下基板41的翘曲。
[0076]
如本实施方式那样，可以在中间块50的主面50a设置用于使半导体激光元件11及光调制元件12和中间块50对位的标记m3、m5。在该情况下，能够将通过夹设中间块50而彼此的间隔加大的半导体激光元件11及光调制元件12的相对位置高精度地对准。
[0077]
如本实施方式那样，可以在中间块50的主面50a及封装件30的搭载面37a设置用于使中间块50和封装件30对位的标记m1、m2。在该情况下，能够将中间块50相对于封装件30的相对位置高精度地对准，进而能够使在封装件30的搭载面37a上配置的光接收元件13和半导体激光元件11高精度地光耦合。
[0078]
如本实施方式那样，可以是温度调节器件40在下基板41的主面41a上具有向珀耳帖元件44、45之中的至少一者供给控制信号的配线47a、47b，配线47a、47b在方向d2上与金属图案48(固接区域)并排而配置，中间块50包含将配线47a、47b覆盖的部分。在该情况下，能够增大中间块50的面积，因此能够在中间块50的主面50a之上充分地确保对分光器22等光学部件进行配置的空间。
[0079]
如本实施方式那样，可以是光源用基座32的搭载面32a、中间块50的主面50a及调
制元件用基座34的搭载面34a彼此共面。在该情况下，能够高精度地进行高度方向(下基板41的主面41a的法线方向)上的半导体激光元件11和光调制元件12的光轴对准。另外，在本实施方式中下基板41在珀耳帖元件44、45中彼此共通，因此能够减小上基板42、43间的高度的波动，进而能够减小搭载面32a、34a间的高度的波动。因此，能够减小半导体激光元件11和光调制元件12的耦合效率的波动。
[0080]
如本实施方式那样，可以是在中间块50的主面50a上配置有对从半导体激光元件11输出的激光la进行分支的光学部件(分光器22)，将分支出的激光la之中的一个激光la1输入至光调制元件12，将另一个激光la2输入至光接收元件13。通过将如上所述的光学部件配置于中间块50的主面50a上，从而能够高效地利用中间块50上的空间。此外，也可以在中间块50的主面50a上，取代分光器22，或者与分光器22一起配置其他光学部件。
[0081]
(第1变形例)
[0082]
上述实施方式的光收发模块10的结构之中的除了光接收元件13、分光器22、反射镜23、24、25、偏振分离滤光器27及透镜阵列29以外的结构能够利用为光发送模块。如上所述的光发送模块，除了与光接收元件13有关的部分以外，也能够实现与上述实施方式的光收发模块10相同的效果。
[0083]
(第2变形例)
[0084]
在上述实施方式中下基板41的主面41a和中间块50的背面50b使用焊料等金属接合材料而固接，但主面41a及背面50b的固接方法并不限定于金属接合材料，例如主面41a和背面50b也可以经由树脂而彼此固接。在该情况下，能够将中间块50和下基板41简易地固接，能够将制造工艺容易化。
[0085]
(第3变形例)
[0086]
图8及图9是表示上述实施方式的第3变形例所涉及的光收发模块10a的结构的图。图8是光收发模块10a的切口斜视图，图9是光收发模块10a的俯视图。此外，在这些图中，省略了透镜21、分光器22、反射镜23、24、25、偏振合成滤光器26、偏振分离滤光器27及透镜阵列28、29的图示。
[0087]
本变形例和上述实施方式的差异点是标记m1、m2、m3、m4、m5、m6的形状。在本变形例中，标记m1、m2、m3、m4、m5、m6不是十字形状，而是呈在与中间块50的主面50a的各边交叉的方向延伸的直线状。如上所述的形状也能够实现与上述实施方式相同的效果。
[0088]
本发明所涉及的光发送模块、光收发模块及光模块并不限定于上述的实施方式，能够进行其他各种变形。例如，在本发明所涉及的光模块中，作为第1光元件而例示出半导体激光元件11，作为第2光元件而例示出光调制元件12，但作为这些光元件能够应用其他各种光元件。
[0089]
标号的说明
[0090]
10、10a
…
光收发模块
[0091]
11
…
半导体激光元件
[0092]
12
…
光调制元件
[0093]
13
…
光接收元件
[0094]
21
…
透镜
[0095]
22
…
分光器
[0096]
23、24、25
…
镜
[0097]
26
…
偏振合成滤光器
[0098]
27
…
偏振分离滤光器
[0099]
28、29
…
透镜阵列
[0100]
30
…
封装件
[0101]
31
…
光源用支承件
[0102]
32
…
光源用基座
[0103]
32a
…
搭载面
[0104]
32b
…
背面
[0105]
33
…
调制元件用支承件
[0106]
34
…
调制元件用基座
[0107]
34a
…
搭载面
[0108]
34b
…
背面
[0109]
35
…
接收元件用支承件
[0110]
36
…
底板
[0111]
36a
…
底面
[0112]
37
…
壁部
[0113]
37a
…
搭载面
[0114]
37b、37c
…
孔
[0115]
38
…
部件
[0116]
40
…
温度调节器件
[0117]
41
…
下基板(基板)
[0118]
41a
…
主面
[0119]
41b
…
背面
[0120]
42
…
上基板(第1搭载部)
[0121]
43
…
上基板(第2搭载部)
[0122]
44
…
珀耳帖元件(第1温度控制元件)
[0123]
45
…
珀耳帖元件(第2温度控制元件)
[0124]
46a、46b、47a、47b
…
配线
[0125]
46c、46d、47c、47d
…
键合焊盘
[0126]
48
…
金属图案(第1金属膜)
[0127]
50
…
中间块
[0128]
50a
…
主面
[0129]
50b
…
背面
[0130]
50ba
…
一端
[0131]
50bb
…
另一端
[0132]
51
…
金属图案(第2金属膜)
[0133]
371、372、373
…
部分
[0134]
a
…
区域
[0135]
d1、d2、d3
…
方向
[0136]
la、la1、la2
…
激光
[0137]
lb
…
发送信号光
[0138]
lb1、lb2
…
信号光
[0139]
lc
…
接收信号光
[0140]
lc1、lc2
…
信号光
[0141]
m1、m2、m3、m4、m5、m6
…
标记