光收发器的制作方法

本发明涉及使用于构筑光通信网的光收发器，尤其涉及适合于小型化及大容量化的光收发器构造。

背景技术：

1、例如专利文献1公开了各内置有一个以往的光信号发送模块(光发送模块)和光信号接收模块(光接收模块)而成的光收发器。专利文献1公开的光收发器被称为所谓的sfp(smallform－factor pluggable)收发器，其作为小型且能够带电插拔的光收发器而广泛使用于电气通信和数据传输。

2、作为sfp收发器的双芯光连接器，常见的是光纤的芯间间距例如设定为6.25mm的lc型光连接器。lc型光连接器内组装的光发送模块和光接收模块采用了具有比上述芯间间距小的最大宽度(例如6mm以下)的模块。这些模块通常在壳体内以并列配置方式搭载固定。以下，本说明书中，有时作为将光发送模块和光接收模块总称的概念而使用了“光收发模块”的用语，但这并非限定性地意味着对光发送和光接收共用的狭义的“光收发模块”。

3、在此，针对通信容量大的sfp收发器用光收发模块，需要编入消耗电力大的发送电路和接收放大器。并且，优选使用作为to－can型封装(金属罐封装)而构成的光收发模块，该to－can型封装使元件安装用的基板兼做金属散热板，且具有防尘性和耐冲击性优异的金属密封构造。to－can型封装根据密封用金属盖的外径φ，而具有to－9(φ＝9mm)、to－56(φ＝5.6mm)、to－38(φ＝3.8mm)等各种尺寸，例如to－56型的光收发模块广泛使用于sfp收发器用。

4、近年来随着光通信需要的增加，对一个光收发器所要求的通信容量也向着40～200gbps增加。为了应对该情况，开发出了发送部和接收部各4ch的qsfp(quad smallform－factor pluggable)收发器。由于带lc型光连接器的光纤的基础设施是根据sfp收发器普及的，所以以使qsfp收发器将其继承为目的，发展潮流为，采用与sfp收发器同样的使用to－can型封装的lc型光连接器。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2013－182276号公报

8、专利文献2：日本特开2017－156448号公报

9、专利文献3：日本特开2020－98249号公报

技术实现思路

1、qsfp用光发送模块需要波长不同的四种类型的光发送元件和用于波长复用化的合波滤波器，同样地，光接收模块需要用于对被复用化的四波长进行分波的滤波器和四个光接收元件。均需要准备在封装内集成有比sfp方式更多的零件的专用模块，针对用于组装至尺寸因规格被限制的lc型光连接器内的小型化，具有技术性障碍高的难点。

2、于是，不仅具有使用lc型光连接器的方法，而且还具有如专利文献2(图2、3、4)、专利文献3(图3a～8)所述那样的、使用例如将八根等多根光纤排列为直线状而成的mpo型光连接器的方法。mpo型光连接器中，根据需要的通道数量，作为光发送侧而使用了集成多个垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser：vcsel)而成的vcsel阵列，作为光接收侧而使用了集成多个光电二极管(photo diode：pd)而成的pd阵列，并没有采用波长复用方式。因此具有如下优点：不需要如使用lc型光连接器的情况那样的用于合波和分波的滤波器。但是，用于使光学半导体元件阵列与多个光纤阵列直接光耦合的复杂的光学系统(例如，使光路以直角弯折的反射镜等)成为必须。因此，事实上不可能如上述的作为to－can型封装构成的光收发模块那样地，将光学半导体元件以及周边驱动电路与该光学系统一同紧凑地气密封固。该结果为，具有因源于尘埃和湿度等使用环境的外界干扰而产生动作不良和寿命降低等容易损害可靠性的缺点。

3、另外，作为上述各构成中均共同的课题，由于多通道的光收发系统被一体化至一个模块，所以在作为光收发器整体来看的情况下，具有制造效益与通道数量成比例降低且故障概率也成比例增加的问题。即，在组装至光收发器内的多个收发通道中只要一个的性能发生不良或者只要一个发生故障的情况下，作为光收发器整体都变得不能使用。并且，不得不整体更换多通道对应的光发送模块或接收模块而无法修复，在制造及维护的两个方面无法避免成本上涨。

4、本发明的课题为，提供一种光收发器，其能够继承对lc型连接器等使用的金属密封型光模块的构造，同时能够在主壳体内更紧凑地组装多个光模块，而且通过简洁的构造能够容易谋求多通道化收发，并且可靠性优异。

5、为了解决上述课题，本发明的光收发器的特征为，具有：各自具有模块主体和光输入输出部的两个以上的光模块；和主壳体，模块主体具有：金属基板；安装于该金属基板的第一主表面的光学半导体元件以及该光学半导体元件的驱动电路部；构成驱动电路部的电气式的输入输出部的高频端子部，其一端与驱动电路部导通，并且另一端侧贯穿金属基板并从该金属基板的第二主表面延伸出；覆盖驱动电路部且与金属基板的第一主表面接合的金属盖；和在与向金属基板结合的结合侧相反的相反侧设于金属盖的端面并形成光学半导体元件的光输入输出部的通光部，光输入输出部的一端与通光部光耦合，另一端侧在从通光部离开的朝向上延伸，且具有比金属盖的直径小的直径，在主壳体上，以使金属基板的主表面的法线方向彼此平行的方式组装有多个光模块，主壳体在法线方向上的第一侧的端部形成有成为与光输入输出部连接的连接侧的光连接开口部，并且与光连接开口部不同地形成有成为与高频端子部连接的连接侧的高频连接开口部。并且，多个光模块中的彼此相邻配置的规定的一对光模块的一方作为第一光模块，另一方作为第二光模块，在主壳体形成有保持第一光模块的第一保持部、和保持第二光模块的第二保持部，第二保持部以使第二光模块的模块主体与第一光模块的模块主体相比位于第一侧的方式保持第二光模块，并且第二保持部以第二光模块的模块主体的外周缘进入如下区域内的位置关系保持第二光模块，该区域是，在向与法线方向正交的假想平面的投影中位于第一光模块的模块主体的外周缘与第一光模块的光输入输出部的外周缘之间的区域。

6、在主壳体上作为光模块而能够以混合形式组装有光发送模块和光接收模块。另外，能够使多个光发送模块和多个光接收模块以混合形式组装至主壳体。

7、此外，满足上述本发明构造的第一光模块和第二光模块可以在一个主壳体内组装有多对。该情况下，构成某一对的第一光模块和第二光模块中的一方可以兼用于其他对的第一光模块或第二光模块。

8、发明效果

9、本发明的光收发器中，作为光模块而使用了如下金属密封型构造的模块：其将光学半导体元件以及该光学半导体元件的驱动电路部安装于金属基板的第一主表面上，并由金属盖将该第一主表面侧密封，因此提高了对于光学半导体元件以及驱动电路部的防尘性以及耐冲击性。这种光模块在主壳体内组装有多个。并且，将规定的一对光模块的一方作为第一光模块，将另一方作为第二光模块，在主壳体形成有保持第一光模块的第一保持部和保持第二光模块的第二保持部，第二保持部以使第二光模块的模块主体与第一光模块的模块主体相比位于第一侧的方式保持第二光模块，并且第二保持部以第二光模块的模块主体的外周缘进入如下区域内的位置关系保持第二光模块，该区域是，在向与法线方向正交的假想平面的投影中位于第一光模块的模块主体的外周缘与第一光模块的光输入输出部的外周缘之间的区域。该结果为，在这一对中，能够更加缩短第一光模块与第二光模块的光输入输出部的端子间距离。即，能够继承对lc型连接器等使用的金属密封型光模块的构造，同时能够在主壳体内更紧凑地组装多个光模块。

10、尤其，在采用了以使多个光发送模块和多个光接收模块混合的形式组装于主壳体的构成的情况下，能够容易谋求通过简洁的构成进行多通道化收发，并且能够实现其紧凑化和可靠性提高的双方。