光缆模块和使用该光缆模块的设备制造技术

本发明专利技术提供光缆模块和使用该光缆模块的设备。光缆模块构成为，在其出射侧端部大致具有光波导（１０）、受光元件（１１）和支承基板（１４）。光波导（１０）的端部和受光元件（１１）的相对位置关系被固定。光波导（１０）的端面不垂直于光轴（Ｘ轴），而是相对于光轴倾斜地切断来形成光路转换镜（１０Ｄ）。在将通过芯部（１０Ａ）的光轴截面中心的光（图中实线所示）由光路转换镜（１０Ｄ）反射后到达受光面的位置设为光轴反射位置的情况下，在光缆模块（１）中，受光元件（１１）的中心与光轴反射位置错开配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用了光波导的光缆模块，特别涉及使用了具有高柔软 性的光波导的光缆模块。
技术介绍
近年来，能够高速进行大容量的数据通信的光通信网正在扩大。今 后，预想该光通信网从在设备之间搭载向在设备内搭载发展。而且，为 了作为光布线来实现印刷布线基板，期待能够实现阵列化的光波导。光波导由折射率大的芯和与该芯的周围连接设置的折射率小的包层 形成，使入射到芯的光信号一边在该芯和包层之间的边界反复进行全反 射， 一边进行传输。其中，特别是近年来，寻求用光波导来实现在弯曲的显示器和更小 型、薄型的民用设备上搭载的柔性的(与电气布线同样)光布线。但是，现有的光波导由例如用于FTTH的光耦合器等玻璃或半导体构成，没有柔 性，所以，不适于这种用途。即，优选薄膜状的光波导。特别地，本申请人通过在光波导的芯和包层的材料中使用比以往更 柔软的材料，开发出了图12所示的具有高弯曲性的光波导。认为如果使 用这种具有高弯曲性的光导光波导，则也能够利用光波导进行设备内的 基板间的数据传送。在将这种具有柔软性的薄膜光波导用作光缆的情况下，必须与光电 转换元件(受发光元件)对齐位置，进行光耦合。受发光元件是将电信 号转换成光信号发送，并接收光信号而将其转换成电信号的元件。并且， 通常使用如下结构将光波导与光电转换元件耦合时，倾斜地切断光波 导的端部，在该光波导的端面形成光路转换镜。在具有这种光路转换镜 的光波导中，在芯部传递来的信号光通过光路转换镜转换行进方向，入射到受光元件。专利文献l:日本国公开专利公报"日本特开2005-78027号公报(2005 年3月24日公开)"专利文献2:日本国公开专利公报"日本特开平11-153719号公报 (1999年6月8日公开)"在将图12所示的具有高弯曲性的光波导用于设备内的基板间的数据 传送的情况下，运用该高柔软性，估计作为例如便携电话的铰链部等多 次产生屈伸的(光波导的形状频繁产生变化)部位的柔性布线使用。但是，在上述光波导中，光传送介质(即芯部)内部的光波状态根 据该光波导的弯曲状态而变化。而且，由于该光波状态变化，产生光路 转换损失的变化、光点尺寸不匹配损失的变化。g卩，在现有的光波导中， 具有由于该光波导的变形而产生很大的损失差的问题。下面具体说明该 问题。首先，入射到光波导的芯部的信号光作为与芯部的光轴大致平行的 光而入射，但是，实际不是仅入射与芯部的光轴平行的信号光。即，如 图13所示，在光波导内传递的信号光相对于芯部的光轴具有某种程度的 角度分布。而且，相对于芯部的光轴不平行的光一边受到芯部和包层的 边界面的反射， 一边在芯部内传播。此时，如果在光波导中光路没有弯 曲而维持直线状的光路，则出射侧的信号光的角度分布与入射侧大致相 同。艮P，在光波导没有弯曲的情况下(参照图14 (a))，受光面上的信 号光的光强度分布如图14 (b)所示。在此时的光强度分布中，信号光的 角度分布小，峰值光量的值变大。另外，在图14中，e表示信号光和光轴所成的角度，ec表示波导临界角(芯部和包层的界面的临界角)，ec表示反射镜临界角(光路转换镜的临界角)。另一方面，如图15所示，在光波导中光路产生弯曲的情况下，由于 该弯曲部位的反射，信号光相对于其光轴的角度发生变化。这导致出射 侧的信号光的角度分布的变化。具体而言，在光波导产生弯曲的情况下， 在光波导中传递的信号通过该弯曲部位，从而使其弯曲方向的角度分布扩宽。另外，这里的弯曲方向是指在与光波导的光轴垂直的截面中，与 包含弯曲的光轴的面平行的方向。这样，由于光波导的出射侧的信号光的角度分布发生变化，由光路 转换镜所取出的信号光的比例发生变化。即，在倾斜地切断光波导的端 部而形成的光路转换镜中，关于以小于临界角度的角度入射到该切断端 面的光，产生透过该光路转换镜的光。而且，当出射侧的信号光的角度 分布发生变化时，理所当然地，向光路转换镜入射的光的角度分布也变 化，透过该光路转换镜的信号光的比例发生变化。具体而言，当信号光 的角度分布扩宽时，透过光路转换镜的信号光的比例增加。即，在光路 转换镜产生的光路转换损失增大。艮P，在光波导弯曲的情况下(参照图14 (c) 、 (e))，受光面上 的信号光的光强度分布如图14 (d) 、 (f)所示。在这些情况下的光强度 分布中，信号光的角度分布大，峰值光量的值变小。并且，由于信号光 的角度分布变大，光路转换镜所产生的光路转换损失增大(在图14 (b)、 (d) 、 (f)中，斜线阴影部分表示光路转换镜所产生的光路转换损失区 域)。进而，在光波导的弯曲部分接近输出端的情况下(参照图14 (c)、(d) )，除了信号光的角度分布的扩宽以外，还产生峰值位置的偏移， 但是，在光波导的弯曲部分远离输出端某一定距离的情况下(参照图14(e) 、 (f))，仅产生信号光的角度分布的扩宽。并且，如果出射侧的信号光的角度分布扩宽，则来自光波导的出射 信号光的投影到受光面上的出射光轮廓变化，其结果，受光元件产生光 点尺寸不匹配损失。这样，伴随光波导的形状变化而产生的信号光的光路转换损失和光 点尺寸不匹配损失，导致由受光元件检测到的信号光的光量变动。在所 检测到的信号光的光量变动大的情况下，为了扩宽受光部的动态范围， 需要设置增益调整等的功能。其结果，在使用上述光波导的设备中，产 生尺寸、成本以及功耗的增大。这在以便携电话为首的民用设备中，在 将光波导用于基板间的数据传送的情况下，是很大的弊端。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，实现能够抑制伴 随光波导的形状变化而产生的、信号光的光量变动的光缆模块。为了达成上述目的，本专利技术的光缆模块具有光波导，其具有芯部 和通过在上述芯部的光轴周围包围芯部而成的包层，并且，在所述光波 导的至少一个端部形成有光路转换镜，该光路转换镜通过端面上的光反射来转换信号光的光路；以及受光元件，其与上述光波导的端部之间的相对位置关系被固定，该光缆模块的特征在于，上述受光元件的中心与 第1位置错开配置，该第1位置是通过芯部的光轴截面中心的光被光路 转换镜反射而到达受光面的位置。在上述光波导弯曲的情况下，在该光波导中行进的信号光的角度分 布扩宽，由上述光路转换镜切取信号光的区域比较大。因此，对光波导 没有弯曲时的受光轮廓和弯曲时的受光轮廓进行比较时，弯曲时的受光 轮廓变宽，但是，弯曲时的受光轮廓也不在由光路转换镜切取区域的一 侧扩宽。因此，在以往那样使受光元件的中心与光轴反射中心一致的状态下， 扩宽受光元件的受光面而使其包含光波导弯曲时的受光轮廓时，受光元 件扩宽到由光路转换镜切取信号光的区域。这成为阻碍光缆模块小型化 的要因和降低受光元件的响应速度的要因。与此相对，根据上述结构，受光元件的中心与第1位置(光轴反射 位置)错开配置，该第1位置是通过芯部的光轴截面中心的光被光路转 换镜反射而到达受光面的位置。由此，受光元件减少到尽可能不包含由 光路转换镜切取信号光的区域，针对光波导没有弯曲时的受光轮廓和光 波导弯曲时的受光轮廓，能够在不产生光点尺寸不匹配损失的情况下进 行受光。并且，为了达成上述目的，本专利技术的另一光缆模块具有光波导， 其具有芯部和通过在上述芯部的光轴周围包围芯部而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光缆模块，该光缆模块具有：　光波导，其具有芯部和通过在上述芯部的光轴周围包围芯部而成的包层，并且，在所述光波导的至少一个端部形成有光路转换镜，该光路转换镜通过端面上的光反射来转换信号光的光路；以及　受光元件，其与上述光波导的端部之间的相对位置关系被固定，　该光缆模块的特征在于，　上述受光元件的中心与第１位置错开配置，该第１位置是通过芯部的光轴截面中心的光被光路转换镜反射而到达受光面的位置。

【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：滨名建太郎，榎并显，安田成留，细川速美，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]