半导体受光模块转让专利

申请号 : CN201710953120.7

文献号 : CN107946376B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 见上洋平

申请人 : 三菱电机株式会社

摘要 :

提供一种半导体受光模块,该半导体受光模块被改良为即使在规格模块长不同的情况下也能够尽量不进行设计变更。半导体受光模块(10)具有:芯柱(12);罩部(14),其覆盖于芯柱(12);保持部(16),其与罩部(14)叠放;以及管座(18),其插入于保持部(16)。保持部(16)具有将罩部(14)的透镜(35)覆盖的主体部。在保持部(16)的主体部设置有从罩部(14)的相反侧贯通主体部到达透镜(35)的开口(16a)。固定螺钉(20)插入至设置于保持部(16)的螺纹孔(16b),固定螺钉(20)的螺钉主体部(20a)的螺钉前端与管座(18)的侧面抵接。

权利要求 :

1.一种半导体受光模块,其特征在于,具有:芯柱,其具有表面;

半导体受光元件,其设置于所述芯柱的所述表面;

带透镜罩部,其在所述芯柱的所述表面包覆所述半导体受光元件;

保持部,其具有将所述带透镜罩部的透镜覆盖的主体部,在该保持部设置有从所述带透镜罩部的相反侧贯通所述主体部而到达所述透镜的开口;以及管座,其具有用于使光纤的端面露出的前端部,所述前端部插入于所述保持部的所述开口,所述保持部还具有固定单元,该固定单元具有如下功能,即,将所述管座固定于所述保持部,以及,解除所述固定,通过所述管座的在所述光纤的光轴方向上的移动而调节所述透镜的中心与所述光纤的端面在所述光纤的光轴上的距离。

2.一种半导体受光模块,其特征在于,具有:芯柱,其具有表面;

半导体受光元件,其设置于所述芯柱的所述表面;

带透镜罩部,其在所述芯柱的所述表面包覆所述半导体受光元件;

保持部,其具有将所述带透镜罩部的透镜覆盖的主体部,在该保持部设置有从所述带透镜罩部的相反侧贯通所述主体部而到达所述透镜的开口;以及管座,其具有用于使光纤的端面露出的前端部,所述前端部插入于所述保持部的所述开口,所述保持部还具有固定单元,该固定单元具有如下功能,即,将所述管座固定于所述保持部,以及,解除所述固定而调节所述前端部插入至所述开口的深度,所述半导体受光元件是雪崩光电二极管,

所述半导体受光元件具有:中央倍增部,其对入射至受光部的中央的光进行倍增;以及周围倍增部,其设置于所述中央倍增部的周围,所述中央倍增部及所述周围倍增部的倍增率彼此不同。

3.根据权利要求2所述的半导体受光模块,其中,所述中央倍增部的倍增率比所述周围倍增部的倍增率高。

4.根据权利要求2所述的半导体受光模块,其中,所述中央倍增部的倍增率比所述周围倍增部的倍增率低。

5.根据权利要求4所述的半导体受光模块,其中,在所述周围倍增部的更外侧还具有倍增率比所述周围倍增部低的端部倍增部。

6.一种半导体受光模块,其特征在于,具有:芯柱,其具有表面;

半导体受光元件,其设置于所述芯柱的所述表面;

带透镜罩部,其在所述芯柱的所述表面包覆所述半导体受光元件;

保持部,其具有将所述带透镜罩部的透镜覆盖的主体部,在该保持部设置有从所述带透镜罩部的相反侧贯通所述主体部而到达所述透镜的开口;以及管座,其具有用于使光纤的端面露出的前端部,所述前端部插入于所述保持部的所述开口,所述保持部还具有固定单元,该固定单元具有如下功能,即,将所述管座固定于所述保持部,以及,解除所述固定而调节所述前端部插入至所述开口的深度,所述半导体受光模块还具有遮光掩模,该遮光掩模在与经过所述光纤的中心及所述透镜的中心的光轴平行地观察所述透镜的表面的俯视图中,将所述透镜的外周包覆且使所述透镜的中央露出。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体受光模块,其特征在于,在所述保持部设置有从所述主体部的侧面到达所述开口的螺纹孔,所述固定单元包含固定螺钉,该固定螺钉安装于所述螺纹孔,螺钉前端与所述管座的侧面抵接。

说明书 :

半导体受光模块

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体受光模块。

背景技术

[0002] 当前,例如,如日本特开平3-059607号公报所公开,已知对半导体受光模块的光轴进行调整的技术。在该公报中,作为半导体受光元件而使用雪崩光电二极管。下面,有时将雪崩光电二极管简称为“APD”。
[0003] 通常,半导体受光模块是将APD等半导体受光元件、透镜、及管座(receptacle)组装而成的。从内置于管座的光纤经由透镜向半导体受光元件的受光面传递光信号。
[0004] APD具有使光电流倍增的功能。然而,在APD受光面内倍增率是不恒定的。具体地说,在APD受光面的中心和外周倍增率不同,在APD受光面内存在倍增率的分布。与此相关,上述日本特开平3-059607号公报公开了用于适当地进行与APD受光面平行的方向即面方向上的光轴的调整的方法。
[0005] 专利文献1:日本特开平3-059607号公报
[0006] 半导体受光元件和透镜以所谓的CAN封装件等的形态被封装化,作为半导体受光封装件提供。通过将这样的半导体受光封装件与管座连接,从而提供半导体受光模块。在使用半导体受光模块时,相对于管座可装卸地连接光连接器。
[0007] 作为半导体受光模块的构造上的规格之一,存在模块长。模块长定义为半导体受光封装件的芯柱(stem)底面与管座前端之间的长度,或半导体受光封装件的芯柱底面与管座的固定用凸缘之间的长度。该模块长与半导体受光模块的安装空间及固定构造相关。当前,是先决定半导体受光模块的模块长,配合该模块长而设计内部构造的规格即透镜的焦距及APD芯片-透镜间距离。因此,在规格模块长不同的情况下,需要对透镜及APD芯片-透镜间距离的设计进行变更。

发明内容

[0008] 本发明就是为了解决上述课题而提出的,其目的在于,提供一种半导体受光模块,该半导体受光模块被改良为即使在规格模块长不同的情况下也能够尽量不进行设计变更。
[0009] 本发明涉及的半导体受光模块,其特征在于,具有:
[0010] 芯柱,其具有表面;
[0011] 半导体受光元件,其设置于所述芯柱的所述表面;
[0012] 带透镜罩部,其在所述芯柱的所述表面包覆所述半导体受光元件;
[0013] 保持部,其具有将所述带透镜罩部的透镜覆盖的主体部,在该保持部设置有从所述带透镜罩部的相反侧贯通所述主体部而到达所述透镜的开口;以及
[0014] 管座,其具有用于使光纤的端面露出的前端部,所述前端部插入于所述保持部的所述开口,
[0015] 所述保持部还具有固定单元,该固定单元具有如下功能,即,将所述管座固定于所述保持部,以及,解除所述固定,通过所述管座的在所述光纤的光轴方向上的移动而调节所述透镜的中心与所述光纤的端面在所述光纤的光轴上的距离。
[0016] 发明的效果
[0017] 根据本发明,将管座设为可在光轴方向上移动的可动式,因此即使在半导体受光模块的组装后也能调节模块长。

附图说明

[0018] 图1是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块的结构的图。
[0019] 图2是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块的结构的图。
[0020] 图3是用于对本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块的内部结构进行说明的图。
[0021] 图4是本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的俯视图。
[0022] 图5是本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的剖视图。
[0023] 图6是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布的曲线图。
[0024] 图7是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布与受光面上的光束尺寸的关系的曲线图。
[0025] 图8是本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的俯视图。
[0026] 图9是本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的剖视图。
[0027] 图10是表示本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布的曲线图。
[0028] 图11是表示本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布与受光面上的光束尺寸的关系的曲线图。
[0029] 图12是本发明的实施方式3涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的俯视图。
[0030] 图13是本发明的实施方式3涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的剖视图。
[0031] 图14是表示本发明的实施方式3涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布的曲线图。
[0032] 图15是用于对本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块的内部结构进行说明的图。
[0033] 图16是从透镜侧观察本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块的图。
[0034] 图17是表示本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布的曲线图。
[0035] 图18是表示本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块具有的半导体受光元件的光轴方向上的感光度分布与受光面上的光束尺寸的关系的曲线图。
[0036] 图19是表示本发明的实施方式1的变形例涉及的半导体受光模块的结构的图。
[0037] 标号的说明
[0038] 10、210、410半导体受光模块,12芯柱,12a表面,14罩部,16、116保持部,16a开口,16b螺纹孔,17固定用凸缘,18管座,18a前端部,20固定螺钉,20a螺钉主体部,30 CAN封装件,32雪崩光电二极管(APD),32a、232a、332a受光部,32a1、232a1、332a1中央倍增部,32a2、
232a2、332a2周围倍增部,332a3端部倍增部,33辅助安装件(submount),34前置放大器,35透镜,40光纤,117夹紧部,130窗层,130a窗层中央部,130b窗层周围部,130c窗层端部,131p电极,133、233、333倍增层,133a、233a、333a倍增层中央部,133b、233b、333b倍增层周围部,
333c倍增层端部,134吸收层,136半导体基板,435遮光掩模

具体实施方式

[0039] 实施方式1.
[0040] 图1及图2是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块10的结构的图。半导体受光模块10具有:芯柱12;罩部14,其覆盖于芯柱12;保持部16,其与罩部14叠放;以及管座18,其插入于保持部16。在管座18的侧周面设置有固定用凸缘17。能够将从芯柱12的底面至管座18的端部为止的长度A和从芯柱12的底面至固定用凸缘17的位置为止的长度B分别定作半导体受光模块10的模块长的规格。
[0041] 图2是在从与固定螺钉20的插入方向垂直的方向即图1的箭头S方向观察半导体受光模块10的情况下,沿与管座18的中心轴平行的平面将保持部16切断的剖面图。保持部16具有将罩部14的透镜35覆盖的主体部。在保持部16的主体部设置有从罩部14的相反侧贯通主体部到达透镜35的开口16a。固定螺钉20插入至在保持部16设置的螺纹孔16b,固定螺钉20的螺钉主体部20a的螺钉前端与管座18的侧面抵接。
[0042] 图3是用于对本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块10的内部结构进行说明的图。芯柱12具有表面12a。在表面12a安装有辅助安装件33及前置放大器34。在辅助安装件33之上安装有本实施方式中的半导体受光元件即雪崩光电二极管32。下面有时将雪崩光电二极管32略称为APD 32。罩部14在芯柱12的表面12a将APD 32、辅助安装件33、及前置放大器34等封装件内部件包覆。罩部14内被封装,由此提供所谓的CAN封装件。罩部14是筒状,具有圆筒状的侧面部及将侧面部的端部封堵的盖部。在盖部设置有透镜35。就透镜35而言,作为一个例子,能够使用折射率1.5,直径1.5mm的球面透镜。此外,将芯柱12、在芯柱12的表面
12a之上安装的部件、罩部14、透镜35组装而得到的是CAN封装件30。CAN封装件30有时独立于保持部16及管座18而被作为单独部件提供。
[0043] 管座18是筒状且呈棒状,在其内部形成有细长的空间。在管座18的内部收容有光纤40。在管座18的两端中的一端设置有前端部18a。管座18内的光纤40的端面从前端部18a露出。前端部18a插入于保持部16的开口16a。此外,在实施方式1中如图3所示,简化了管座18的图示,但就实用化的周知的管座而言,通常,在管座的内部设置有对准套筒,在该对准套筒内配置有光纤内置插针(stub)。在实施方式1中也能够使用上述的周知的管座。此外,就光纤40而言,作为一例子,是单模光纤。
[0044] 通过将管座18在轴向上移动,从而光轴上的透镜35的中心与光纤40的端面之间的距离Z变化。如果距离Z变化,则能够使聚光于APD 32的受光部32a之上的光束的尺寸变化。通过上述方式,能够调节光纤40的位置,进行光轴方向上的調芯。
[0045] 保持部16具有固定螺钉20。固定螺钉20具有下述功能,即,将管座18固定于保持部16,以及,在旋松了螺钉时,解除管座18的固定而对前端部18a插入至开口16a的深度进行调节。固定螺钉20并非仅仅是进行单纯的固定,而是以前端部18a在某种程度的范围内插入至开口16a的任意深度的状态,对管座18进行固定。在保持部16设置有从主体部的侧面到达开口16a的螺纹孔16b。固定螺钉20安装于螺纹孔16b,固定螺钉20的螺钉主体部20a的螺钉前端与管座18的侧面抵接。通过旋紧固定螺钉20,能够简单地对管座18进行固定。另外,如果旋松固定螺钉20,则管座18的固定被解除,因此能够将管座18在轴向上移动,能够实现模块长的再调整。
[0046] 将管座18设为可动式,因此即使在半导体受光模块10的组装后也能够调节模块长。即,能够在将前端部18a插入至开口16a的适当深度的状态下,将管座18固定于保持部16,因此提供了使管座18可在轴向上移动的半导体受光模块10。由此,能够将半导体受光模块10的全长调节为不同的长度。如果对前端部18a的位置进行调节,则也能够使聚光于受光部32a之上的光束的尺寸变化,因此即使在半导体受光模块10的组装后也能够进行针对受光部32a的垂直方向的调芯。即,在构造上,管座18插入于内径尺寸大于或等于管座18的外形的开口16a,未紧密地嵌合,而是存在少许间隙。管座18能够在开口16a内进退。如果旋紧固定螺钉20,则螺钉前端与管座18侧面接触,管座18侧面被推压至保持部16的开口16a的内表面,从而固定管座18。
[0047] 图4是本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块10具有的APD 32的俯视图。APD 32是面入射型,具有受光部32a。APD 32具有窗层130、p电极131、受光部32a。p电极131设置于窗层130之上,具有圆环部及与该圆环连接的棒状部。虽未图示,但棒状部的前端与导线连接。如使用图5的剖面图在后面叙述的那样,与窗层130相比在图5纸面里侧设置有多个半导体层。受光部32a是由该窗层130及多个半导体层构成的层叠体中的、从p电极131的圆环部露出的部分。
[0048] 图5是本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块10具有的APD 32的剖视图。在半导体基板136之上层叠有吸收层134、倍增层133、窗层130以及p电极131。此外,虽省略了图示,但在半导体基板136的下侧即背面侧设置有n电极,该n电极通过软钎焊等固定于辅助安装件33。
[0049] 参照图4及图5对受光部32a的形状进行说明,首先,在俯视观察APD 32的情况下,受光部32a的直径φA1是40μm。入射至受光部32a的中心的光入射至位于窗层130的下方的倍增层133。受光部32a区分为中央倍增部32a1和周围倍增部32a2。在俯视观察APD 32的情况下,中央倍增部32a1的直径φA2是20μm。中央倍增部32a1的外侧是周围倍增部32a2,周围倍增部32a2是圆环状。在对APD 32施加了反向电压时,中央倍增部32a1的倍增率比周围倍增部32a2的倍增率高,成为周围倍增部32a2的倍增率的1.2倍。
[0050] 关于使受光部32a的面内具有倍增率分布的方法,使用已经周知的技术即可,因此省略详细说明,但也可以使用例如下面的2种方法。
[0051] 作为第一个方法,存在对受光部32a内的倍增层133的载流子浓度进行控制的方法。倍增层133具有构成中央倍增部32a1的倍增层中央部133a和构成周围倍增部32a2的倍增层周围部133b。通过使倍增层中央部133a和倍增层周围部133b的载流子浓度彼此不同,从而能够实现如实施方式1那样的倍增率分布。
[0052] 作为第二个方法,还存在对窗层130的金属离子扩散浓度进行控制的方法。在制作窗层130时,通常是通过扩散而注入金属离子。通过在受光部32a内对扩散深度进行控制,从而能够使倍增率具有面内分布。即,窗层130具有构成中央倍增部32a1的窗层中央部130a和构成周围倍增部32a2的窗层周围部130b。通过在窗层中央部130a和窗层周围部130b之间形成扩散深度的差,从而能够使倍增率具有面内分布。此外,实际上,尽管作为均等的倍增率的面内分布进行了设计,有时由于扩散炉内的温度波动而制造出具有倍增率分布的APD。因此,也可以在安装至产品前预先测定倍增率分布,选择具有与实施方式1的APD 32同样的倍增率分布的APD而使用。
[0053] 图6是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块10具有的APD 32的光轴方向上的APD感光度分布的曲线图。对APD 32施加大于或等于穿通(reach-through)电压而小于击穿(breakdown)电压的反向电压。在该状态下,使光纤40接近至透镜35的跟前。如果一边将APD 32的中心与入射至APD 32的光束的中心进行对准,一边将光纤40从透镜35远离,则光轴方向的APD感光度分布成为如图6所示。图6的虚线是均等的受光部32a整体具有均等的倍增率的APD 32的APD感光度分布,与该情况进行比较,实施方式1的APD感光度分布的中央点A处的感光度峰变窄。
[0054] 图7是表示本发明的实施方式1涉及的半导体受光模块10具有的APD 32的光轴方向上的APD感光度分布与受光部32a上的光束尺寸的关系的曲线图。透镜35的中心与光纤40的端面在光轴上的距离Z为大致4.4mm时,光束尺寸成为极小。如果从距离Z=4.4mm开始增加或减少,则光束尺寸分别变大。在这里,就实施方式1涉及的APD 32而言,由于受光部32a的中央部的倍增率变高,因此如图7所示,在向APD 32的入射光的光束尺寸缩小的APD感光度分布中央部,APD感光度具有狭窄的峰。与虚线所示的具有均等的倍增率分布的APD的情况相比,APD感光度分布中央部的峰宽度变窄,因此能够稳定地将管座18向光轴方向进行调芯,以得到成为APD感光度分布中央附近的距离Z。其结果,具有抑制模块组装后的模块长波动的效果。
[0055] 根据上面进行了说明的实施方式1,管座18成为可在光轴方向上移动的可动式,通过卸下固定螺钉20,将可动部在光轴方向上移动,与此同时,对APD 32的感光度进行监视,从而能够在半导体受光模块10的组装后改变模块长。其结果,能够调节至任意的APD 32的感光度及模块长。
[0056] 另外,APD 32具有将入射至受光部的中央的光倍增的中央倍增部32a1和设置于中央倍增部32a1的周围的周围倍增部32a2。中央倍增部32a1及周围倍增部32a2的倍增率彼此不同。如图5所示,中央倍增部32a1及周围倍增部32a2是通过对APD 32具有的倍增层133的构造进行设计,从而使倍增层133内划分为不同的倍增率。如实施方式1所示,在中央倍增部32a1具有比周围倍增部32a2高的倍增率的情况下,如图6的实线所示,与面内倍增率均等的情况相比,光轴方向的APD感光度分布变为具有更窄的峰。其结果,具有下述优点,即,能够将可得到APD感光度最大值的模块长的范围限制得窄,能够抑制模块长大幅波动。
[0057] 在这里,使用图19对变形例涉及的半导体受光模块210进行说明。将管座18固定于保持部16的固定单元不仅限定于在实施方式1中例示的固定螺钉20。例如,也可以取代固定螺钉20,使用以在保持部16设置各种周知的夹紧机构的方式变形后的保持部116。该变形例涉及的保持部116构成为,将管座18侧设为夹紧部117,通过固定螺钉20及未图示的螺母对夹紧部117进行紧固而固定。由此,也可以在将前端部18a插入至开口16a的任意的深度后,通过夹紧部117对管座18进行紧固而固定。具体地说,夹紧部117也可以通过例如在支柱夹紧机构或通常用于配管接头那样的环夹紧机构而夹紧管座18。作为夹紧部117处的紧固方法的例子,也可以使用下述方法,即,通过螺栓及螺母进行紧固固定的方法,在螺栓头部安装折叠式杆而与螺母一起进行紧固固定的方法,使用可通过快速释放杆的开闭简单地进行紧固固定及其解除的所谓的快速释放夹具等的方法。
[0058] 此外,APD 32的构造不限定于平面型APD。台面型APD也能够使受光部32a内的倍增率具有分布,因此也可以将APD 32置换为台面型APD。
[0059] 此外,在实施方式1中,使用的是在受光部内产生了倍增率分布的APD 32,但取而代之,也可以进行如下变形,即,使用在图6中作为对比例示出的那样的面内倍增率均等的半导体受光元件。在该变形例的情况下,与实施方式1相比,还能够将模块长的调整幅度增大。
[0060] 实施方式2.
[0061] 实施方式2涉及的半导体受光模块除了将APD 32置换为APD 232这一点之外,具有与实施方式1涉及的半导体受光模块10同样的构造。实施方式2涉及的APD 232除了将受光部32a置换为受光部232a这一点之外,具有与实施方式1涉及的APD 32同样的构造。因此,在下面的说明中,对与实施方式1相同或相当的结构标注相同的标号进行说明,且以与实施方式1的不同点为中心进行说明,将共通事项的说明简略化或省略。
[0062] 图8是本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的APD 232的俯视图。与实施方式1相反,在实施方式2中,中央倍增部232a1的倍增率比周围倍增部232a2的倍增率低。即,在对APD 232施加了反向电压的状态下,周围倍增部232a2的倍增率比中央倍增部232a1的倍增率高,成为中央倍增部232a1的倍增率的1.2倍。图9是本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的APD 232的剖视图。倍增层233与实施方式1的倍增层133不同,将载流子浓度调整为使倍增层周边部233b的倍增率比倍增层中央部233a的倍增率高。此外,作为制作方法的一个例子,能够通过将在实施方式1中调整的载流子浓度的大小反转,从而得到实施方式2的APD 232具有的倍增率分布。另外,也可以进行在实施方式1中说明的向窗层
130的扩散深度的控制,通过在窗层中央部130a与窗层周围部130b之间形成扩散深度的差,从而周围倍增部232a2的倍增率比中央倍增部232a1的倍增率高,成为中央倍增部232a1的倍增率的1.2倍。
[0063] 图10是表示本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的APD 232的光轴方向上的APD感光度分布的曲线图。对APD 232施加大于或等于穿通电压而小于击穿电压的反向电压,使光纤40接近至透镜35的跟前,然后一边将受光部232a的中心与入射光束的中心进行对准,一边使光纤40不断远离。于是,光轴方向的APD感光度分布成为如图10所示。图10中的虚线是对比例,是在受光部232a的面内具有均等的倍增率的APD的感光度分布。如果对虚线与实线进行比较,则就实线所示的实施方式2涉及的APD 232而言,APD感光度分布的两端具有感光度峰。如实施方式2所示,在周围倍增部232a2具有比中央倍增部232a1高的倍增率的情况,与在受光部232a的面内倍增率均等的情况不同,光轴方向的APD感光度分布变为具有2个最大值。在将管座18在光轴方向上进行了移动的情况下,在将模块长变短时,得到两个最大值中的一个,在将模块长变长时,得到两个最大值中的另一个。由此,提供了能够对感光度相等的两档模块长进行切换的半导体受光模块。
[0064] 图11是表示本发明的实施方式2涉及的半导体受光模块具有的APD 232的光轴方向上的APD感光度分布与受光部232a上的光束尺寸的关系的曲线图。如图11所示,越向APD感光度分布两端部移动,向APD 232的入射光的光束尺寸越宽。APD感光度分布整体向上方成为凸形状,在该凸起的两肩B、C存在APD感光度的最大值。与具有均等的倍增率分布的APD相比,在APD感光度分布的两肩B、C即图10、图11中的点PB及点PC具有峰。因此,能够調芯至点PB或点PC,与没有上述峰的虚线的情况相比,具有抑制模块长的波动的效果。
[0065] 即,能够通过将管座18插入至极限后使该管座18远离,从而调芯至点PB,能够通过使管座尽量远离后渐渐地插入,从而调芯至点PC。因此,能够对两个模块长进行选择。另外,两个感光度峰的峰宽度均窄,因此容易将距离Z决定为特定的长度,能够正确且简单地进行模块长的调节。另外,由于是在受光部232a之上光束扩展的状态下进行调芯,因此得到稳定的光过输入耐性(Light input tolerance)。
[0066] 实施方式3.
[0067] 实施方式3涉及的半导体受光模块除了将APD 32置换为APD 332这一点之外,具有与实施方式1涉及的半导体受光模块10同样的构造。实施方式3涉及的APD 332除了将受光部232a置换为受光部332a这一点之外,具有与实施方式2涉及的APD 232同样的构造。因此,在下面的说明中,对与实施方式1、2相同或相当的结构标注相同的标号进行说明,且以与实施方式1、2的不同点为中心进行说明,将共通事项的说明简略化或省略。
[0068] 图12是本发明的实施方式3涉及的半导体受光模块具有的APD 332的俯视图。APD 332与实施方式2涉及的APD 232同样地,具有中央倍增部332a1及周围倍增部332a2。然而,APD 332在周围倍增部332a2的更外侧具有倍增率比周围倍增部332a2低的端部倍增部
332a3,这一点与实施方式2不同。
[0069] 在图12所示的APD 332的俯视图中,受光部332a的直径φC1是40μm。从受光部332a的中心算起半径φC3=5μm的区域是中央倍增部332a1。在该中央倍增部332a1的外侧的外周半径φC2=15μm的圆环区域是周围倍增部332a2。该周围倍增部332a2的更外侧的圆环区域是端部倍增部332a3。在对APD 332施加了反向电压的状态下,周围倍增部332a2的倍增率比中央倍增部332a1及端部倍增部332a3的倍增率高,成为中央倍增部332a1及端部倍增部332a3的倍增率的1.2倍。
[0070] 图13是本发明的实施方式3涉及的半导体受光模块具有的APD 332的俯视图。除了将倍增层233置换为倍增层333这一点之外,与实施方式2的APD 232具有同样的构造。倍增层333具有:构成中央倍增部332a1的倍增层中央部333a;构成周围倍增部332a2的倍增层周围部333b;以及构成端部倍增部332a3的倍增层端部333c。通过对倍增层中央部333a、倍增层周围部333b、及倍增层端部333c的载流子浓度进行调整,从而能够得到在实施方式3涉及的APD 332应实现的上述倍增率分布。具体地说,通过改变在载流子注入时使用的掩模图案,能够实现上述倍增率分布。另外,也可以通过在窗层130的窗层中央部130a、窗层周围部130b、及窗层端部130c彼此间形成扩散深度的差,从而得到所希望的倍增率分布。
[0071] 图14是表示本发明的实施方式3涉及的半导体受光模块具有的APD 332的光轴方向上的APD感光度分布的曲线图。对APD 332施加大于或等于穿通电压而小于击穿电压的反向电压,使光纤40接近透镜35,然后一边将受光部332a的中心与入射光束的中心进行对准,一边使光纤40从透镜35逐渐远离。于是,光轴方向的APD感光度分布成为如图13所示。虚线是为了进行比较示出的,是实施方式2涉及的APD 232具有的APD感光度分布。与虚线相比,在通过实线表示的实施方式3中,在点PD、点PE形成有感光度峰,该点PD、点PE是与作为感光度峰的点PB、点PC偏离的位置。通过对圆环区域的位置、宽度及圆环区域的倍增率进行控制,从而能够在图13及图14所示的APD感光度分布中的、中央点A与点PB之间的任意位置和中央点A与点PC之间的任意位置,分别形成一个感光度峰。通过对受光部332a具有的圆环状的周围倍增部332a2的位置、大小及倍增率进行控制,从而能够如图14所示在所希望的位置形成感光度峰。另外,与实施方式2同样地,半导体受光模块的模块长能够以两档进行切换。如上面说明的那样,在还设置有倍增率比周围倍增部332a2低的端部倍增部332a3的情况下,与不设置端部倍增部332a3的情况相比,两个感光度最大值即点PD、点PE具有更大的值,并且点PD与PE的间隔比点PB与点PC的间隔窄。如上所述,能够通过设置端部倍增部332a3,从而对感光度最大值的大小及两个感光度最大值的间隔进行控制。
[0072] 实施方式4.
[0073] 实施方式4涉及的半导体受光模块410除了在透镜35设置有遮光掩模435这一点之外,具有与实施方式2涉及的半导体受光模块10同样的构造。因此,在下面的说明中,对与实施方式2相同或相当的结构标注相同的标号进行说明,且以与实施方式2的不同点为中心进行说明,将共通事项的说明简略化或省略。
[0074] 图15是用于对本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块410的内部结构进行说明的图。在透镜35设置有遮光掩模435。图16是从透镜侧观察本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块410的图。即,图16图示出的是与经过光纤40的中心及透镜35的中心的光轴平行地观察透镜35的表面的俯视图。在图16的俯视图中,遮光掩模435将透镜35的外周包覆且使透镜35的中央露出。在实施方式4中,遮光掩模435将距透镜35的中心大于或等于0.4mm的外侧的区域包覆。就遮光掩模435而言,作为一个例子,也可以通过铬涂覆等形成。作为遮光掩模435的材料,只要是相对于由光纤40传递的光信号的波长,光透过率低的材料即可。另外,在实施方式4中作为透镜35使用球面透镜,因此反射光扩散,就返回光而言,认为其影响小。
[0075] 图17是表示本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块410具有的APD 32的光轴方向上的APD感光度分布的曲线图。图18是表示本发明的实施方式4涉及的半导体受光模块410具有的APD 32的光轴方向上的APD感光度分布与受光部32a上的光束尺寸的关系的曲线图。如果使光纤40从透镜35逐渐远离,则透镜35表面处的光束径变大。最终,如果光束直径成为比遮光掩模435的开口区域大的尺寸,则光难以通过。如图18所示,如果距离Z超过约
4.7mm,则光束的一部分照在遮光掩模435处。将以光束的一部分照在遮光掩模435处的程度增大距离Z而使光纤40远离的这一侧的区域,在图18中图示为遮光区域。在该遮光区域能够更加大幅降低APD感光度,因此能够使APD感光度分布的两个峰形成大小差。即,在图17、18所示的范围处的最大值成为只有点PB1一个。
[0076] 对实施方式4的效果进行说明。首先,如果沿管座18的轴向调节前端部18a的位置,则能够调节距离Z。由此,能够使聚光于受光部32a之上的光束的尺寸变化。在这里,如果增加距离Z而使光纤40从透镜35逐渐远离,则最终透镜35的表面处的光束直径变大为照在遮光掩模435处的程度。其结果,在光纤40从透镜35远离了一定距离以上的这一侧,与没有遮光掩模435的情况相比,APD感光度更加大幅减小。在一边监视APD感光度一边调节管座18的位置的情况下,能够正确地区分光纤40相对于透镜35是近还是远。因此,能够正确地进行向光轴方向的调芯。即,在实施方式4中,如图17所示,成为光轴方向的APD感光度分布具有大小不同的两个感光度最大值即点PB1及点PC1。在将模块长变短侧得到大的最大值即点PB1,在将模块长变长侧得到小的最大值即点PC1。因此,在一边测量APD感光度一边进行模块长的调节时,易于把握模块长的调节方向。
[0077] 此外,就遮光掩模435而言,除了在透镜35的表面涂覆遮光材料的方法以外,例如也可以通过在透镜35与光纤40之间配置环状的遮光部件,从而遮挡光束的一部分,由此实现同样的遮光功能。
[0078] 此外,实施方式4涉及的遮光掩模435不限定于实施方式2涉及的半导体受光模块,也可以应用于实施方式1涉及的半导体受光模块10或实施方式3涉及的半导体受光模块。