JP2005208175A - Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance - Google Patents

Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance Download PDF

Info

Publication number
JP2005208175A
JP2005208175A JP2004012437A JP2004012437A JP2005208175A JP 2005208175 A JP2005208175 A JP 2005208175A JP 2004012437 A JP2004012437 A JP 2004012437A JP 2004012437 A JP2004012437 A JP 2004012437A JP 2005208175 A JP2005208175 A JP 2005208175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
base material
optical component
region
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004012437A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Fujii
永一 藤井
Tomoko Koyama
智子 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2004012437A priority Critical patent/JP2005208175A/en
Publication of JP2005208175A publication Critical patent/JP2005208175A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical component which can be easily manufactured and whose cost can be reduced, and to provide a manufacturing method of the optical component. <P>SOLUTION: The optical component (10) has a function of connecting an optical path (30) to a plurality of optical elements (20). The optical component (10) comprises a light transmission base material (11) and a diffraction optical element (12) which is formed between one side surface of the base material for each of the optical elements (20) to be located thereon and the other side surface for the optical path to be located thereon and inside the base material and has a function of guiding light emitted from the optical path into the base material to either of a plurality of the optical elements or guiding light emitted from the optical element into the base material to the optical path. Therein, the position on one side surface of the base material for each of the optical elements to be located is set to be either of rotation symmetrical positions nearly around the connection point (34). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光通信に用いられ、発光素子又は受光素子と光通路(光ファイバ等)との相互間を光学的に接続する機能を担う光部品とその好適な製造方法に関する。   The present invention relates to an optical component that is used in optical communication and has a function of optically connecting a light emitting element or a light receiving element and an optical path (such as an optical fiber), and a preferred manufacturing method thereof.

光通信システムにおいては、電気信号を光信号に変換する発光素子と光信号を電気信号に変換する受光素子相互間を光ファイバ等の光通路で接続する構成が基本となる。このような発光素子や受光素子などの光素子と光通路との相互間を光学的に接続するために、各種の光部品(コネクタ等)が用いられている。   An optical communication system basically has a configuration in which a light emitting element that converts an electrical signal into an optical signal and a light receiving element that converts an optical signal into an electrical signal are connected by an optical path such as an optical fiber. Various optical components (connectors and the like) are used to optically connect the optical path such as the light emitting element and the light receiving element with the optical path.

回折光学素子等の光分岐手段を用いて、例えば光通路から出射する光信号を複数の方向に分岐するように構成することにより、複数の光素子と光通路との相互間を接続する光接続構造が実現される。例えば、光学ガラス等の基材中に回折光学素子を形成してなる光部品を光通路と各光素子との間に介在させることにより、上記の光接続構造を実現することができる。光学ガラス等の基材中に回折光学素子を形成する方法は、例えば、特開2000−56112号公報(特許文献1)に記載されている。当該文献では、光学ガラス等の基材中に所定のレーザ光を照射して当該照射部分を改質し、屈折率の三次元的な分布を生じさせることにより、当該屈折率の分布からなる回折光学素子を形成する方法が開示されている。   Using optical branching means such as a diffractive optical element, for example, an optical connection that connects between a plurality of optical elements and an optical path by, for example, configuring the optical signal emitted from the optical path to branch in a plurality of directions A structure is realized. For example, the optical connection structure described above can be realized by interposing an optical component formed by forming a diffractive optical element in a base material such as optical glass between the optical path and each optical element. A method of forming a diffractive optical element in a substrate such as optical glass is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-56112 (Patent Document 1). In this document, a predetermined laser beam is irradiated into a substrate such as optical glass to modify the irradiated portion, thereby generating a three-dimensional distribution of the refractive index, thereby diffracting the refractive index distribution. A method of forming an optical element is disclosed.

特開2000−56112号公報JP 2000-56112 A

上記のような光分岐機能を担う回折光学素子を実現するには、比較的に複雑な回折パターンを設計する必要がある。かかる回折パターンは、光素子の数が多くなり、光信号の分岐数が増えるほど複雑になる傾向がある。このような複雑な回折パターンの設計はそれほど容易ではなく、コストの削減が難しくなる。また、上述した技術により基材中へ回折光学素子を形成する場合には、レーザ光の照射条件などの形成条件を比較的に精密にコントロールする必要があるため、回折光学素子のパターンが複雑になるほど製造が容易ではなくなり、かかる点もコスト削減の妨げとなる。   In order to realize the diffractive optical element having the light branching function as described above, it is necessary to design a relatively complicated diffraction pattern. Such a diffraction pattern tends to become more complex as the number of optical elements increases and the number of branches of the optical signal increases. Such a complicated diffraction pattern design is not so easy, and it is difficult to reduce the cost. In addition, when forming a diffractive optical element in a substrate by the above-described technique, it is necessary to control the formation conditions such as laser light irradiation conditions relatively accurately, so that the pattern of the diffractive optical element is complicated. Indeed, the manufacture is not easy, and this also hinders cost reduction.

そこで、本発明は、製造が容易であり低コスト化が可能な光部品とその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical component that can be easily manufactured and reduced in cost, and a method for manufacturing the optical component.

第1の態様の本発明は、光通路と複数の光素子とを接続する機能を担う光部品であって、光透過性の基材と、上記基材の上記光素子のそれぞれが配置されるべき一方面と上記光通路が配置されるべき他方面との間であって当該基材の内部に形成され、上記光通路から上記基材内に出射する光を複数の上記光素子のいずれかに導き、或いは上記光素子から上記基材内に出射する光を上記光通路へ導く機能を担う回折光学素子と、を含み、上記基材の一方面において上記光素子のそれぞれを配置すべき位置が上記光通路の接続点を略中心とした回転対称位置のいずれかに設定される光部品である。   The first aspect of the present invention is an optical component having a function of connecting an optical path and a plurality of optical elements, each having a light-transmitting base material and the optical elements of the base material disposed thereon. A light that is formed between the one surface and the other surface on which the light path is to be disposed and is formed inside the base material, and is emitted from the light path into the base material is one of the plurality of optical elements. Or a diffractive optical element having a function of guiding light emitted from the optical element into the base material to the optical path, and each of the optical elements should be disposed on one surface of the base material. Is an optical component set at one of rotationally symmetric positions about the connection point of the optical path.

各光素子が配置されるべき位置が所定位置を中心とした回転対称位置、換言すれば対称性の高い位置に設定されることにより、回折光学素子の回折パターンが比較的に単純化され、設計や製造が容易となる。したがって、製造が容易であり低コスト化が可能な光部品が得られる。   The position where each optical element should be placed is set to a rotationally symmetric position around a predetermined position, in other words, a highly symmetric position, so that the diffraction pattern of the diffractive optical element is relatively simplified and designed. And easy to manufacture. Therefore, an optical component that is easy to manufacture and can be manufactured at a low cost is obtained.

上記基材は上記光素子のそれぞれが配置されるべき位置に対応する第1の凹部を有することが好ましい。   The substrate preferably has a first recess corresponding to a position where each of the optical elements is to be disposed.

これにより、光素子を実装する際の位置決めが容易となる。   This facilitates positioning when mounting the optical element.

上記基材は上記光通路が配置されるべき位置に対応する第2の凹部を有することが好ましい。   It is preferable that the base material has a second recess corresponding to a position where the light path is to be disposed.

これにより、光部品自身によって光ファイバ等の光通路を支持することが可能となり、光通路を支持するための部材(ソケット等)を別途組み合わせる必要がないため都合がよい。   This makes it possible to support an optical path such as an optical fiber by the optical component itself, which is convenient because it is not necessary to separately combine a member (socket or the like) for supporting the optical path.

また、上記回折光学素子は、上記基材内の所定領域に屈折率の三次元的な分布を与えることにより形成されていることが好ましい。   The diffractive optical element is preferably formed by giving a three-dimensional refractive index distribution to a predetermined region in the substrate.

これにより、基材の内部に配置された回折光学素子を得ることが容易になる。   Thereby, it becomes easy to obtain the diffractive optical element disposed inside the substrate.

第2の態様の本発明は、上記の本発明にかかる光部品と、当該光部品の所定位置に配置される複数の光素子と、を含んで構成される光モジュールである。これにより、製造が容易であり低コスト化が可能な光モジュールが得られる。   The second aspect of the present invention is an optical module including the optical component according to the present invention described above and a plurality of optical elements arranged at predetermined positions of the optical component. As a result, an optical module that is easy to manufacture and can be reduced in cost can be obtained.

第3の態様の本発明は、上記の本発明にかかる光モジュールを備え、更に光素子を駆動する駆動回路やその他の要素を適宜含んで構成される光通信装置(光トランシーバ)である。このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやいわゆるPDA(携帯型情報端末装置)など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。なお、本明細書において「光通信装置」とは、信号光の送信にかかる構成(発光素子等)と信号光の受信にかかる構成(受光素子等)の両方を含む装置のみならず、送信にかかる構成のみを備える装置(いわゆる光送信モジュール)や受信にかかる構成のみを備える装置(いわゆる光受信モジュール)を含む。   The third aspect of the present invention is an optical communication apparatus (optical transceiver) including the optical module according to the present invention as described above and further including a drive circuit for driving an optical element and other elements as appropriate. Such an optical communication device according to the present invention is used for various electronic devices that perform information communication with an external device or the like using light as a transmission medium, such as a personal computer or a so-called PDA (portable information terminal device). It is possible. In this specification, the term “optical communication device” refers not only to a device that includes both a configuration related to transmission of signal light (such as a light emitting element) and a configuration related to reception of signal light (such as a light receiving element). It includes an apparatus having only such a configuration (so-called optical transmission module) and an apparatus having only a configuration relating to reception (so-called optical reception module).

第4の態様の本発明は、上述した光部品、光モジュール又は光通信装置を備える電子機器である。ここで「電子機器」とは、電子回路等を用いて一定の機能を実現する機器一般をいい、その構成には特に限定がないが、例えば、パーソナルコンピュータ、PDA(携帯型情報端末)、電子手帳など各種機器が挙げられる。   The fourth aspect of the present invention is an electronic apparatus including the above-described optical component, optical module, or optical communication device. Here, “electronic device” refers to a device in general that realizes a certain function using an electronic circuit or the like, and its configuration is not particularly limited. For example, a personal computer, a PDA (portable information terminal), an electronic device, etc. Various devices such as notebooks are listed.

第5の態様の本発明は、上記第1の態様にかかる光部品の好適な製造方法である。具体的には、本発明は、複数の光素子が配置されるべき一方面と上記光通路が配置されるべき他方面とを有する光透過性の基材と、当該基材の内部に設けられて上記光通路から上記基材内に出射する光を複数の上記光素子のいずれかに導き、或いは上記光素子から上記基材内に出射する光を上記光通路へ導く機能を担う回折光学素子と、を備える光部品の製造方法であって、上記光素子のそれぞれが配置されるべき位置が、上記基材の一方面側であって上記光通路の接続点を略中心とした回転対称位置のいずれかとなるように、上記回折光学素子のパターンを設定(設計)する第1工程と、上記基材の内部に、レーザ光をその焦点を上記パターンに対応して走査しながら照射し、当該レーザ光が照射された領域を変質させることにより上記回折光学素子を形成する第2工程と、を含む、光部品の製造方法である。   The fifth aspect of the present invention is a preferred method for manufacturing an optical component according to the first aspect. Specifically, the present invention is provided in a light transmissive substrate having one surface on which a plurality of optical elements are to be disposed and the other surface on which the light path is disposed, and the substrate. A diffractive optical element having a function of guiding light emitted from the optical path into the base material to any of the plurality of optical elements, or guiding light emitted from the optical element into the base material to the optical path. A position where each of the optical elements is to be arranged is on one side of the base material and a rotationally symmetric position about the connection point of the optical path The first step of setting (designing) the pattern of the diffractive optical element so as to be any one of the above, and irradiating the inside of the substrate with laser light while scanning the focal point corresponding to the pattern, By altering the area irradiated with laser light, Comprising a second step of forming an optical element, and a method for manufacturing an optical component.

各光素子が配置されるべき位置が所定位置を中心とした回転対称位置、換言すれば対称性の高い位置に設定されることにより、回折光学素子の回折パターンが比較的に単純化され、設計や製造が容易となる。したがって、光部品の製造が容易となり、製造コストの削減が可能になる。   The position where each optical element should be placed is set to a rotationally symmetric position around a predetermined position, in other words, a highly symmetric position, so that the diffraction pattern of the diffractive optical element is relatively simplified and designed. And easy to manufacture. Therefore, it becomes easy to manufacture the optical component, and the manufacturing cost can be reduced.

上記第2工程は、上記レーザ光が照射された領域とそれ以外の領域との屈折率に差を生じさせることにより上記回折光学素子を形成することが好ましい。   In the second step, it is preferable that the diffractive optical element is formed by causing a difference in refractive index between the region irradiated with the laser light and the other region.

これにより、比較的に容易に回折光学素子を形成し得る。   Thereby, a diffractive optical element can be formed relatively easily.

上記第2工程における上記レーザ光としては、パルスレーザ光を採用することが好ましい。   As the laser beam in the second step, it is preferable to employ a pulsed laser beam.

パルスレーザ光を用いることにより、基材のレーザ光を照射すべき領域以外の部位への不要なエネルギー付与を最小限に抑えることが可能となる。   By using pulsed laser light, it is possible to minimize unnecessary energy application to parts other than the region of the base material to be irradiated with the laser light.

上記基材としては種々の材料を採用することが可能であるが、基材がガラスからなる場合には、上述したパルスレーザ光として、そのパルス幅がフェムト秒オーダ(例えば、数十〜数百フェムト秒)であるフェムト秒レーザ光を用いることが好ましい。   Various materials can be used as the base material, but when the base material is made of glass, the pulse width of the above-described pulse laser beam is in the femtosecond order (for example, several tens to several hundreds). It is preferable to use a femtosecond laser beam that is femtosecond).

フェムト秒レーザ光を用いることにより、ガラスからなる基材の所望位置に局所的に変質させて屈折率変化を生じさせることができる。これにより、回折光学素子のパターンが微細かつ複雑な場合などにおいても、高精度にパターン(屈折率分布)を形成することが可能となる。   By using femtosecond laser light, it is possible to locally change the desired position of the substrate made of glass to cause a change in refractive index. This makes it possible to form a pattern (refractive index distribution) with high accuracy even when the pattern of the diffractive optical element is fine and complicated.

また、基材の一方面の上記光素子のそれぞれが配置されるべき位置に第1の凹部を形成する第3工程を更に含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable to further include a third step of forming a first recess at a position where each of the optical elements on the one surface of the substrate is to be disposed.

これにより、第1の凹部を形成した段階で光素子の位置精度を確保することが可能となるので、光部品に対して光素子を実装する際のアライメントを極めて簡略化し、場合によっては省略することが可能となる。   This makes it possible to ensure the positional accuracy of the optical element at the stage where the first recess is formed, thus greatly simplifying the alignment when mounting the optical element on the optical component, and omitting it in some cases. It becomes possible.

上記第3工程は、上記基材の上記第1の凹部が形成されるべき領域にレーザ光を照射して当該領域を変質させるレーザ光照射工程と、上記レーザ光の照射により変質した領域(変質領域)をエッチングして除去するエッチング工程と、を含むことが好ましい。   The third step includes a laser beam irradiation step of irradiating a region where the first concave portion of the substrate is to be formed with a laser beam to alter the region, and a region altered by the laser beam irradiation (degeneration). And an etching step of removing the region by etching.

これにより、第1の凹部をより精度良く形成することが可能となる。また、回折光学素子の形成におけるレーザ光照射工程と、第3工程におけるレーザ光照射工程とは、同一の装置等によって並行し、或いは連続して行うことが可能となるので、プロセスの簡略化の点からも都合がよい。   As a result, the first recess can be formed with higher accuracy. Further, the laser light irradiation step in the formation of the diffractive optical element and the laser light irradiation step in the third step can be performed in parallel or continuously by the same apparatus or the like, so that the process can be simplified. Convenient from the point of view.

また、上記第3工程におけるレーザ光照射工程を上記第2工程よりも先に行うことがより好ましい。   Moreover, it is more preferable to perform the laser beam irradiation step in the third step before the second step.

第1の凹部を形成するための変質領域にかかるレーザ光の照射が先に行われることにより、回折光学素子を構成する屈折率分布のパターンが影響を受けることがないので、より精密な屈折率分布を形成する場合に都合がよい。   Since the irradiation of the laser beam to the altered region for forming the first recess is performed first, the refractive index distribution pattern constituting the diffractive optical element is not affected, so that a more precise refractive index This is convenient when forming a distribution.

また、上記基材の他方面側の上記光通路が配置されるべき位置に第2の凹部を形成する第4工程を更に含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable to further include a fourth step of forming a second recess at a position where the optical path on the other surface side of the base material is to be disposed.

これにより、光部品自身によって光ファイバ等の光通路を支持することが可能な構成を得る。光通路を支持するための部材(ソケット等)を別途組み合わせる必要がないため都合がよい。また、第2の凹部を形成した段階で光通路の位置精度を確保することが可能となるので、光部品に対して光通路を接続する際のアライメントを極めて簡略化し、場合によっては省略することが可能となる。   Thereby, the structure which can support optical paths, such as an optical fiber, with optical components itself is obtained. This is convenient because it is not necessary to separately combine a member (socket or the like) for supporting the light path. Moreover, since it becomes possible to ensure the positional accuracy of the optical path at the stage where the second recess is formed, the alignment when connecting the optical path to the optical component is greatly simplified and may be omitted in some cases. Is possible.

上記第4工程は、上記基材の上記第2の凹部が形成されるべき領域にレーザ光を照射して当該領域を変質させるレーザ光照射工程と、上記レーザ光の照射により変質した領域(変質領域)をエッチングして除去するエッチング工程と、を含むことが好ましい。   The fourth step includes a laser beam irradiation step of irradiating a region where the second concave portion of the base material is to be formed with a laser beam to alter the region, and a region altered by the laser beam irradiation (degeneration). And an etching step of removing the region by etching.

これにより、第2の凹部をより精度良く形成することが可能となる。また、回折光学素子の形成におけるレーザ光照射工程と、第4工程におけるレーザ光照射工程とは、同一の装置等によって並行し、或いは連続して行うことが可能となるので、プロセスの簡略化の点からも都合がよい。   As a result, the second recess can be formed with higher accuracy. Further, the laser light irradiation step in the formation of the diffractive optical element and the laser light irradiation step in the fourth step can be performed in parallel or continuously by the same apparatus or the like, so that the process can be simplified. Convenient from the point of view.

また、上記第4工程におけるレーザ光照射工程を上記第2工程よりも先に行うことが好ましい。   Moreover, it is preferable to perform the laser beam irradiation step in the fourth step before the second step.

第2の凹部を形成するための変質領域にかかるレーザ光の照射が先に行われることにより、回折光学素子を構成する屈折率分布が影響を受けることがないので、より精密な屈折率分布を形成する場合に都合がよい。   Since the refractive index distribution constituting the diffractive optical element is not affected by the irradiation of the laser beam applied to the altered region for forming the second concave portion first, a more precise refractive index distribution can be obtained. Convenient for forming.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、一実施形態の光部品及びこれを含んで構成される光モジュールの構成を説明する図である。図1(A)は本実施形態の光モジュールの断面図を示し、図1(B)は光モジュールの平面図(上面図)を示している。なお図1(A)は、図1(B)に示すa−a線方向の断面を示している。   FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an optical component according to an embodiment and an optical module including the optical component. FIG. 1A shows a cross-sectional view of the optical module of the present embodiment, and FIG. 1B shows a plan view (top view) of the optical module. Note that FIG. 1A illustrates a cross section in the direction of the aa line illustrated in FIG.

図1に示す光モジュールは、透光性の基材11からなる光部品10と、当該基材11の一方面側に配置される複数の光素子20とを含んで構成される。ここで光素子20には、VCSEL(面発光レーザ)等の発光素子と、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子とが含まれる。   The optical module shown in FIG. 1 includes an optical component 10 composed of a translucent base material 11 and a plurality of optical elements 20 arranged on one surface side of the base material 11. Here, the optical element 20 includes a light emitting element such as a VCSEL (surface emitting laser) and a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor.

光部品10は、光ファイバ等の光通路30と複数の光素子20のそれぞれとの間を光学的に接続する機能を担うものであり、その内部に回折光学素子12を含む。光部品10を構成する基材11としては、光素子20により発光又は受光される光信号の波長に対して略透明であり、かつ所望の機械的強度が得られるものであれば各種の材料を用いることが可能である。このような材料としては、例えばガラス、アクリル樹脂等の高分子材料、水晶などの異方性材料などが挙げられる。本実施形態では、光学ガラスからなる基材11を用いて光部品10を構成する。   The optical component 10 has a function of optically connecting between an optical path 30 such as an optical fiber and each of the plurality of optical elements 20, and includes a diffractive optical element 12 therein. As the base material 11 constituting the optical component 10, various materials can be used as long as they are substantially transparent with respect to the wavelength of an optical signal emitted or received by the optical element 20 and can obtain a desired mechanical strength. It is possible to use. Examples of such a material include polymer materials such as glass and acrylic resin, and anisotropic materials such as quartz. In this embodiment, the optical component 10 is comprised using the base material 11 which consists of optical glass.

また、基材11は、光素子20のそれぞれが配置されるべき位置に対応する第1の凹部14と、光通路30が配置されるべき位置に対応する第2の凹部16とを有する。図示のように、各光素子20は各第1の凹部14に埋め込むようにして配置されている。また、光通路30はその端部を第2の凹部16に埋め込むようにして配置され、かつ接着材等の固定材32によって基材11に固定されている。   In addition, the substrate 11 includes a first recess 14 corresponding to a position where each of the optical elements 20 should be disposed, and a second recess 16 corresponding to a position where the optical path 30 should be disposed. As illustrated, each optical element 20 is arranged so as to be embedded in each first recess 14. The optical path 30 is disposed so that the end portion is embedded in the second recess 16 and is fixed to the base material 11 by a fixing material 32 such as an adhesive.

回折光学素子12は、基材11の内部であって光素子20のそれぞれが配置されるべき面と光通路30が配置されるべき面との間に形成されており、光通路30から基材11内へ出射する光信号を複数の光素子20のいずれかに導き、或いは光素子20から基材11内へ出射する光信号を光通路30へ導く機能を担う。この回折光学素子12は、基材11内の所定領域に屈折率の三次元的な分布を与えることによって形成されており、光信号に対する集光機能、分岐機能、波長分岐機能などを有する。このような回折光学素子12の形成方法については後述する。   The diffractive optical element 12 is formed inside the base material 11 between a surface on which each of the optical elements 20 is to be disposed and a surface on which the optical path 30 is to be disposed. The optical signal emitted into the optical element 11 is guided to one of the optical elements 20, or the optical signal emitted from the optical element 20 into the substrate 11 is guided to the optical path 30. The diffractive optical element 12 is formed by giving a three-dimensional distribution of refractive index to a predetermined region in the substrate 11 and has a light collecting function, a branching function, a wavelength branching function, and the like for an optical signal. A method for forming such a diffractive optical element 12 will be described later.

図1(B)に示すように、本実施形態の光部品10は、基材11の一方面において光素子20のそれぞれを配置すべき位置が、光通路30の接続点34を略中心とした回転対称位置のいずれかに設定されている。図1(B)では、接続点34を略中心とした6回回転(60°ずつの回転)に対応する6回対称の各位置に各光素子20を配置した場合の例が示されている。図示の例では、便宜上、光信号を出射する光素子(発光素子)20を「V」、光信号を受光して電気信号に変換する光素子(受光素子)20を「P」と示している。このような回転対称位置、別言すれば対称性の高い位置に各光素子20の配置を設定することにより、回折光学素子12のパターン設計が容易となる。   As shown in FIG. 1B, in the optical component 10 of the present embodiment, the position where each of the optical elements 20 should be arranged on one surface of the base material 11 is centered on the connection point 34 of the optical path 30. It is set to one of rotationally symmetric positions. FIG. 1B shows an example in which each optical element 20 is arranged at each of six-fold symmetrical positions corresponding to six-fold rotation (rotation by 60 °) about the connection point 34. . In the illustrated example, for convenience, an optical element (light emitting element) 20 that emits an optical signal is indicated as “V”, and an optical element (light receiving element) 20 that receives an optical signal and converts it into an electrical signal is indicated as “P”. . The pattern design of the diffractive optical element 12 is facilitated by setting the arrangement of the optical elements 20 at such rotationally symmetric positions, in other words, positions with high symmetry.

本実施形態の光部品及び光モジュールはこのような構成を有しており、次にこれらの好適な製造方法の一例について説明する。   The optical component and the optical module of the present embodiment have such a configuration, and an example of a suitable manufacturing method will be described next.

図2及び図3は、光部品及び光モジュールの製造方法を説明する工程図である。   2 and 3 are process diagrams illustrating an optical component and an optical module manufacturing method.

まず、光素子20のそれぞれが配置されるべき位置が基材11の一方面側であって光通路30の接続点34を略中心とした回転対称位置のいずれかとなるように、回折光学素子12のパターンを設定する。ここで、本例における回折光学素子12のパターンとは、基材11の内部における屈折率の三次元的な分布をいう。   First, the diffractive optical element 12 is arranged so that the position where each of the optical elements 20 is to be arranged is one of the surfaces of the substrate 11 and a rotationally symmetric position about the connection point 34 of the optical path 30. Set the pattern. Here, the pattern of the diffractive optical element 12 in this example refers to a three-dimensional distribution of refractive index inside the substrate 11.

次に、図2(A)に示すように、基材11の第1の凹部14が形成されるべき領域にレーザ光Lを照射することにより当該領域を変質させて変質領域50を形成する。また、図2(B)に示すように、基材11の第2の凹部16が形成されるべき領域にレーザ光Lを照射することにより当該領域を変質させて変質領域52を形成する。   Next, as shown in FIG. 2A, the region 11 in which the first recess 14 of the base material 11 is to be formed is irradiated with the laser light L to alter the region, thereby forming the altered region 50. Further, as shown in FIG. 2B, the region where the second concave portion 16 of the base material 11 is to be formed is irradiated with the laser light L to alter the region, thereby forming the altered region 52.

ここで「変質領域」とは、例えば密度、屈折率、機械的強度その他の物理的特性が周囲とは異なる状態となった領域をいい、微小なクラックが生じるものも含まれる。このように、光照射による変質領域を設けることにより、当該領域とそれ以外とでエッチング速度の差を生じ、この変質領域を後にエッチングすることによって各凹部の形成を行うことができる。なお、このような加工技術は、例えば特開平9−309744号公報などの文献にも開示されている。   Here, the “altered region” refers to a region where the density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings, and includes those in which minute cracks are generated. Thus, by providing a modified region by light irradiation, a difference in etching rate occurs between the region and the other region, and each recessed portion can be formed by etching the modified region later. Such a processing technique is also disclosed in documents such as JP-A-9-309744.

上記のような変質領域50、52を基材11に形成し得る限り、レーザ光Lとしては種々のものを採用し得る。更には、レーザ光以外にも、例えば電子ビーム照射など基材11の所望位置に局所的にエネルギーを与えることが可能であれば如何なる手段も採用し得る。   As long as the altered regions 50 and 52 as described above can be formed on the substrate 11, various laser beams L can be adopted. Further, in addition to the laser light, any means can be employed as long as it can locally give energy to a desired position of the substrate 11 such as electron beam irradiation.

本実施形態ではガラスからなる基材11を採用しているので、この場合に好適なレーザ光としてフェムト秒レーザ光を用いる。ここでフェムト秒レーザ光とは、パルスレーザ光であってそのパルス幅がフェムト秒オーダ(例えば、数十〜数百フェムト秒)であるものをいう。例えば、波長800nm、パルス幅100fs(フェムト秒)、繰り返し周波数1kHzのフェムト秒レーザ光が好適に用いられる。   In this embodiment, since the substrate 11 made of glass is employed, femtosecond laser light is used as a suitable laser light in this case. Here, femtosecond laser light refers to pulsed laser light having a pulse width on the order of femtoseconds (for example, several tens to several hundreds femtoseconds). For example, femtosecond laser light having a wavelength of 800 nm, a pulse width of 100 fs (femtosecond), and a repetition frequency of 1 kHz is preferably used.

フェムト秒レーザ光を照射した場合に、その集光点近傍ではエネルギー密度が極めて高くなり、瞬時に大きなエネルギーを局所的に注入することができる。フェムト秒レーザ光の照射された部分では、当該レーザ光と基材11を構成する物質との様々な非線形相互作用(例えば、多光子吸収や多光子イオン化等)により種々の微視的構造変化が誘起される。誘起される構造変化はレーザ光の強度によって異なり、(a)活性イオン(希土類、遷移金属等)の酸化還元による着色、(b)欠陥の生成と高密度化による屈折率変化、(c)溶融とレーザ衝撃波によるボイド形成、(d)オプティカルブレークダウンによる微小なクラック(マイクロクラック)の形成、などが含まれる。多くの場合、誘起される構造変化は複合的なものであり一定の空間分布をもつ。これらの構造変化のうち、第1の凹部14を形成するための変質領域50及び第2の凹部16を形成するための変質領域52としては、上記(d)のマイクロクラックを主として利用するとよい。このマイクロクラックは、集光点近傍に応力歪みが生じる現象(ブレークダウン)によって誘起される。フェムト秒レーザ光を用いた場合には、パルス幅が電子とフォノンのカップリング時間(10-12秒オーダ)よりも短いため、レーザ光のエネルギーが材料の熱拡散速度に比べて十分に早く照射部分に集中して注入され、プラズマが発生する。このプラズマが拡散するときに生じる衝撃波によりクラックが誘起される。したがって、第1の凹部14を形成する際のレーザ光Lの照射条件(強度、パルス幅、モード、波長等)は、基材11に主としてマイクロクラックが生じるように適宜設定される。これにより、極めて高い位置精度で変質領域50、52を形成可能となる。 When femtosecond laser light is irradiated, the energy density is extremely high in the vicinity of the condensing point, and large energy can be injected locally instantaneously. In the portion irradiated with the femtosecond laser light, various microscopic structural changes are caused by various nonlinear interactions (for example, multiphoton absorption, multiphoton ionization, etc.) between the laser light and the substance constituting the substrate 11. Induced. The induced structural change depends on the intensity of the laser beam, and (a) coloring by oxidation-reduction of active ions (rare earth, transition metal, etc.), (b) refractive index change by generation and densification of defects, (c) melting And void formation by laser shock waves, and (d) formation of micro cracks by optical breakdown. In many cases, the induced structural changes are complex and have a certain spatial distribution. Of these structural changes, the microcracks (d) are preferably used mainly as the altered region 50 for forming the first recess 14 and the altered region 52 for forming the second recess 16. This microcrack is induced by a phenomenon (breakdown) in which stress distortion occurs in the vicinity of the focal point. When femtosecond laser light is used, the pulse width is shorter than the coupling time between electrons and phonons (on the order of 10-12 seconds), so the energy of the laser light is irradiated sufficiently faster than the thermal diffusion rate of the material. The plasma is generated by being injected in a concentrated manner. Cracks are induced by shock waves generated when the plasma diffuses. Therefore, the irradiation conditions (intensity, pulse width, mode, wavelength, etc.) of the laser beam L when forming the first recess 14 are appropriately set so that microcracks are mainly generated in the substrate 11. As a result, the altered regions 50 and 52 can be formed with extremely high positional accuracy.

次に、図2(C)に示すように、基材11の内部にレーザ光Lの焦点を設定して当該焦点を回折光学素子12のパターン(屈折率分布)に対応して走査しながらレーザ光Lを照射する。本工程においてもレーザ光Lとしてフェムト秒レーザ光を用いる。本工程では、レーザ光Lの照射された領域に、主として屈折率変化からなる変質領域が生じるようにレーザ光Lの照射条件が設定される。これにより、基材11内のレーザ光Lが照射された領域(変質領域)とそれ以外の領域との屈折率に差を生じ、基材11内に回折光学素子12が形成される。   Next, as shown in FIG. 2C, the laser beam L is focused inside the substrate 11, and the laser is scanned while scanning the focal point corresponding to the pattern (refractive index distribution) of the diffractive optical element 12. Irradiate light L. Also in this step, femtosecond laser light is used as the laser light L. In this step, the irradiation condition of the laser beam L is set so that an altered region mainly composed of a refractive index change is generated in the region irradiated with the laser beam L. As a result, a difference occurs in the refractive index between the region (modified region) irradiated with the laser light L in the substrate 11 and the other region, and the diffractive optical element 12 is formed in the substrate 11.

なお、図2(A)〜図2(C)の各工程は、相互に順番を入れ替えることが可能である。本例のような順番で行った場合には、各変質領域50、52の形成にかかるレーザ光の照射により回折光学素子12を構成する屈折率分布のパターンが影響を受けることがないので、より精密な屈折率分布を形成する場合には都合がよい。   Note that the steps in FIGS. 2A to 2C can be interchanged in order. When performed in the order as in this example, the refractive index distribution pattern constituting the diffractive optical element 12 is not affected by the irradiation of the laser light for forming the altered regions 50 and 52. This is convenient when a precise refractive index profile is formed.

次に、図3(A)に示すように、レーザ光Lの照射により変質した領域をエッチングにより除去する。これにより、変質領域50に対応して基材11の一方面側に第1の凹部14が形成され、変質領域52に対応して基材11の他方面側に第2の凹部16が形成される。本例では、ガラスからなる基材11を採用しているので、各変質領域50、52の除去はガラスエッチングに適した溶剤(例えば、フッ酸溶液等)が用いられる。フッ素化合物ガスを用いたドライエッチングを採用してもよい。   Next, as shown in FIG. 3A, the region altered by the irradiation of the laser beam L is removed by etching. As a result, the first concave portion 14 is formed on one surface side of the base material 11 corresponding to the altered region 50, and the second concave portion 16 is formed on the other surface side of the base material 11 corresponding to the altered region 52. The In this example, since the base material 11 made of glass is employed, a solvent (for example, a hydrofluoric acid solution) suitable for glass etching is used to remove the altered regions 50 and 52. Dry etching using a fluorine compound gas may be employed.

以上の工程を経て、本実施形態にかかる光部品10が完成する。この光部品10に対して、図3(B)に示すように各光素子20を実装することにより、本実施形態にかかる光モジュールが完成する。更に、図3(C)に示すように、第2の凹部16に光通路30を挿入し、所定位置に固定材32を形成することにより、光通路30が光モジュールに固定される。   Through the above steps, the optical component 10 according to this embodiment is completed. By mounting each optical element 20 on the optical component 10 as shown in FIG. 3B, the optical module according to the present embodiment is completed. Further, as shown in FIG. 3C, the optical path 30 is fixed to the optical module by inserting the optical path 30 into the second recess 16 and forming a fixing member 32 at a predetermined position.

図4は、各光素子20の実装状態の一例を説明する図である。図4では、光素子20として面発光レーザを採用する場合の構成例が示されている。本例の光素子(面発光レーザ)20は、幾何学的中心に発光層21の発光領域の中心が略一致している。光素子20の側面には絶縁膜22が設けられている。発光層21の上面には、略全面に電極23が形成されている。この電極23は、例えば図示のように基材11の一方面上に形成される配線膜25と接触するように配置される。また発光層の下面には、その縁に沿って円周状に電極24が形成されている。この電極24は、例えば図示のように基材11の一方面上から第1の凹部14の内部に渡って形成される配線膜26と接触するように配置される。そして、各配線膜25、26を介して光素子20と駆動回路等(図示せず)とが電気的に接続される。発光層21からの発光は電極24に遮られていない中央の開口から基材11の内部に向けて出射される。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the mounting state of each optical element 20. FIG. 4 shows a configuration example when a surface emitting laser is adopted as the optical element 20. In the optical element (surface emitting laser) 20 of this example, the center of the light emitting region of the light emitting layer 21 substantially coincides with the geometric center. An insulating film 22 is provided on the side surface of the optical element 20. An electrode 23 is formed on substantially the entire surface of the light emitting layer 21. For example, the electrode 23 is disposed so as to be in contact with a wiring film 25 formed on one surface of the substrate 11 as illustrated. On the lower surface of the light emitting layer, an electrode 24 is formed circumferentially along the edge. For example, the electrode 24 is disposed so as to be in contact with a wiring film 26 formed from one surface of the substrate 11 to the inside of the first recess 14 as shown in the drawing. The optical element 20 is electrically connected to the drive circuit (not shown) via the wiring films 25 and 26. Light emitted from the light emitting layer 21 is emitted toward the inside of the base material 11 through a central opening not blocked by the electrode 24.

図4に示すような構造を採用する場合における光素子20の実装方法としては、各光素子20を個別に機械的方法によって各第1の凹部14に装着してもよいが、米国特許第5,904,545号に開示されているような方法を用いることも好適である。かかる文献では、所定の液体中に光素子を混入し、当該液体中に基材11を配置した後に液体を流動させることにより、光素子を凹部に効率よく実装する方法が記載されている。   As a mounting method of the optical element 20 in the case where the structure shown in FIG. 4 is adopted, each optical element 20 may be individually attached to each first recess 14 by a mechanical method. It is also preferable to use a method as disclosed in US Pat. Such a document describes a method of efficiently mounting an optical element in a recess by mixing an optical element in a predetermined liquid and allowing the liquid to flow after disposing the substrate 11 in the liquid.

なお、光素子20に対する配線の設置方法は上記の例に限定されるものではなく、他の方法(例えば、ワイヤボンディング等)を採用することもできる。また、光素子20が受光素子の場合には受光面が基材11の内部に向くようにして配置される。また、発光素子と受光素子でその形状や大きさを変えることも好適である。これにより、発光素子と受光素子との区別が容易になる。また、上記した液体を用いる光素子の実装方法を採用する場合には各素子の実装がより容易になる。   In addition, the installation method of the wiring with respect to the optical element 20 is not limited to said example, Other methods (for example, wire bonding etc.) can also be employ | adopted. When the optical element 20 is a light receiving element, the light receiving surface is arranged so as to face the inside of the substrate 11. It is also preferable to change the shape and size of the light emitting element and the light receiving element. This facilitates the distinction between the light emitting element and the light receiving element. In addition, when the above-described optical element mounting method using a liquid is employed, each element can be mounted more easily.

このように、本実施形態では、各光素子20が配置されるべき位置が光通路30の接続点34を略中心とした回転対称位置、換言すれば対称性の高い位置に設定されることにより、回折光学素子12の回折パターンが比較的に単純化され、設計や製造が容易となる。   Thus, in the present embodiment, the position where each optical element 20 should be arranged is set to a rotationally symmetric position about the connection point 34 of the optical path 30, in other words, a highly symmetric position. The diffraction pattern of the diffractive optical element 12 is relatively simplified, and design and manufacture are facilitated.

また、本実施形態にかかる光部品10は、回折光学素子12と、各光素子20を実装するための凹部(実装孔)と、光通路30を挿入するための凹部(ソケット部)とが一体となった構造であるため、部品点数が削減される。また、構造の一体化により光損失を低減することが可能となる。更に、各凹部を形成する段階で光素子や光通路の位置精度が確保されるので、光素子等の実装時におけるアライメントが非常に容易となる。   In the optical component 10 according to the present embodiment, the diffractive optical element 12, a recess (mounting hole) for mounting each optical element 20, and a recess (socket part) for inserting the optical path 30 are integrated. Since this is the structure, the number of parts is reduced. Further, the optical loss can be reduced by the integration of the structure. Furthermore, since the positional accuracy of the optical element and the optical path is ensured at the stage of forming each recess, alignment at the time of mounting the optical element or the like becomes very easy.

本実施形態にかかる光部品又はこれを含む光モジュールは、光通信装置(光トランシーバ)に用いて好適である。このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやいわゆるPDA(携帯型情報端末装置)など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。   The optical component according to the present embodiment or an optical module including the optical component is suitable for use in an optical communication device (optical transceiver). Such an optical communication device according to the present invention is used for various electronic devices that perform information communication with an external device or the like using light as a transmission medium, such as a personal computer or a so-called PDA (portable information terminal device). It is possible.

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。   In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.

例えば、上述した実施形態では、光通路の接続点を略中心とした6回回転(60°ずつの回転)に対応する6回対称の各位置に各光素子を配置した場合を例にして説明していたが、各光素子の配置はこれに限定されるものではなく、他に種々の例が考えられる。   For example, in the above-described embodiment, an example is described in which each optical element is arranged at each of six-fold symmetrical positions corresponding to six-fold rotation (rotation by 60 °) about the connection point of the optical path. However, the arrangement of the optical elements is not limited to this, and various other examples are conceivable.

図5は、光素子の配置の他の例について説明する図である。図5(A)に示す例では、接続点を略中心とした4回回転(90°ずつの回転)に対応する4回対称の各位置に受光素子としての各光素子20が配置されている。また本例では、発光素子としての光素子20は接続点と対向する位置に配置されている。図5(B)に示す例では、接続点を略中心とした8回回転(45°ずつの回転)に対応する8回対称の各位置に各光素子20が配置されている。また本例では受光素子としての光素子20が接続点と対向する位置に配置されている。なお図5(B)に示す例は、発光素子としての光素子20を4回対称の各位置に配置すると共に、これらの配置から45°ずらして、受光素子としての光素子20を4回対称の各位置に配置したと捉えることもできる。   FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the arrangement of optical elements. In the example shown in FIG. 5 (A), each optical element 20 as a light receiving element is arranged at each of four-fold symmetrical positions corresponding to four-fold rotation (rotation by 90 °) about the connection point. . Moreover, in this example, the optical element 20 as a light emitting element is arrange | positioned in the position facing a connection point. In the example shown in FIG. 5B, each optical element 20 is arranged at each of eight-fold symmetrical positions corresponding to eight-fold rotation (rotation by 45 °) about the connection point. In this example, the optical element 20 as a light receiving element is disposed at a position facing the connection point. In the example shown in FIG. 5B, the optical element 20 as the light emitting element is arranged at each of the four-fold symmetry positions, and is shifted by 45 ° from these arrangements so that the optical element 20 as the light receiving element is four-fold symmetry. It can also be understood that it is arranged at each position.

また、上述した実施形態では、第1の凹部14及び第2の凹部16を形成する工程はレーザ照射とエッチングとの組み合わせにより行っていたが、ドリル等の切削工具を用いた機械的方法や、フォトリソグラフィ法とエッチング法の組み合わせによる方法など、他の方法によって行ってもよい。また、基材11を高分子材料などによって構成する場合には、射出成形法などの手法によって、第1の凹部14及び第2の凹部16を有する基材11を一体成形してもよい。   In the above-described embodiment, the step of forming the first recess 14 and the second recess 16 is performed by a combination of laser irradiation and etching, but a mechanical method using a cutting tool such as a drill, You may perform by other methods, such as the method by the combination of the photolithographic method and an etching method. When the base material 11 is made of a polymer material or the like, the base material 11 having the first concave portion 14 and the second concave portion 16 may be integrally formed by a technique such as an injection molding method.

また、上述した実施形態では、基材11としてガラスを採用するとともに当該ガラスに対する変質領域の形成に好適なレーザ光としてフェムト秒レーザを採用していたが、基材11として他の材料を採用する場合には、当該他の材料に対応してレーザ光の種類を変更することも好適である。例えば、アクリル樹脂等の高分子材料からなる基材を採用する場合には、レーザ光としてアルゴンレーザを採用することによっても、基材に変質領域を生じさせて回折光学素子や各凹部を形成することが可能である。   In the above-described embodiment, glass is used as the base material 11 and a femtosecond laser is used as a laser beam suitable for forming an altered region on the glass. However, other materials are used as the base material 11. In that case, it is also preferable to change the type of the laser beam corresponding to the other material. For example, when a base material made of a polymer material such as an acrylic resin is employed, a diffractive optical element and each concave portion are formed by generating an altered region in the base material even by employing an argon laser as the laser light. It is possible.

また、光部品は必ずしも光素子20を実装するための第1の凹部を有していなくてもよく、図6に示す構成例のように基材11の一方面上に直接的に各光素子20を配置してもよい。   In addition, the optical component does not necessarily have the first recess for mounting the optical element 20, and each optical element is directly formed on one surface of the substrate 11 as in the configuration example shown in FIG. 20 may be arranged.

同様に、光部品は必ずしも光通路30を挿入するための第2の凹部を有していなくてもよい。例えば、図7に示す構成例のように基材11の他方面側にソケット36を配置し、当該ソケット36に光通路30を挿入するように構成してもよく、図8に示す構成例のように基材11の他方面側に光導波路38を配置するように構成してもよい。   Similarly, the optical component does not necessarily have to have the second recess for inserting the optical path 30. For example, a socket 36 may be arranged on the other surface side of the base material 11 as shown in the configuration example shown in FIG. 7, and the optical path 30 may be inserted into the socket 36. In the configuration example shown in FIG. In this way, the optical waveguide 38 may be arranged on the other surface side of the substrate 11.

また、発光素子と受光素子とを一対にし、これら一対の光素子を回転対称位置に配置してもよい。更には、発光及び受光の両機能を兼ね備える光素子を用いてもよい。   Alternatively, the light emitting element and the light receiving element may be paired, and the pair of optical elements may be disposed at rotationally symmetric positions. Furthermore, an optical element having both functions of light emission and light reception may be used.

また、上述した実施形態では、基材中に屈折率変化を生じさせることによって回折光学素子を形成していたが、光信号に対して所望の位相差を与えられるのであれば他の手法を採用してもよい。例えば、基材中にマイクロクラックを生じさせる等、何らかの方法で基材中の所望位置を変質させることによって回折光学素子を実現可能である。基材中の所望位置にマイクロクラックを生じさせる場合であれば、マイクロクラックの周期的な配列によって回折光学素子を実現し得る。   In the above-described embodiment, the diffractive optical element is formed by causing a change in the refractive index in the base material. However, if a desired phase difference is given to the optical signal, another method is adopted. May be. For example, a diffractive optical element can be realized by altering a desired position in the base material by some method, for example, generating a microcrack in the base material. If microcracks are generated at desired positions in the substrate, a diffractive optical element can be realized by a periodic arrangement of microcracks.

また、上述した実施形態の製造方法では、一の光部品及び光モジュールに着目して説明を行っていたが、本実施形態にかかる製造方法は多数の光部品等を一括して形成する場合にも適用可能である。この場合には、上述した製造方法を母基材の複数箇所で並行して行い、最後に各光部品或いは光モジュールごとに分割(切断)すればよい。これにより、量産効果による低コスト化を図ることが可能になる。   Further, in the manufacturing method of the above-described embodiment, the description has been given focusing on one optical component and an optical module. However, the manufacturing method according to the present embodiment is used when a large number of optical components and the like are formed in a lump. Is also applicable. In this case, the above-described manufacturing method may be performed in parallel at a plurality of locations on the base material, and finally divided (cut) for each optical component or optical module. This makes it possible to reduce the cost due to the mass production effect.

一実施形態の光部品及びこれを含んで構成される光モジュールの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the optical component of one Embodiment, and the optical module comprised including this. 光部品及び光モジュールの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of an optical component and an optical module. 光部品及び光モジュールの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of an optical component and an optical module. 各光素子の実装状態の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the mounting state of each optical element. 光素子の配置の他の例について説明する図である。It is a figure explaining the other example of arrangement | positioning of an optical element. 光部品の構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of an optical component. 光部品の構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of an optical component. 光部品の構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of an optical component.

符号の説明Explanation of symbols

10…光部品、 11…基材、 12…回折光学素子、 14…第1の凹部、 16…第2の凹部、 20…光素子、 30…光通路、 50、52…変質領域   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical component, 11 ... Base material, 12 ... Diffractive optical element, 14 ... 1st recessed part, 16 ... 2nd recessed part, 20 ... Optical element, 30 ... Optical path, 50, 52 ... Alteration area | region

Claims (17)

光通路と複数の光素子とを接続する機能を担う光部品であって、
光透過性の基材と、
前記基材の前記光素子のそれぞれが配置されるべき一方面と前記光通路が配置されるべき他方面との間であって当該基材の内部に形成され、前記光通路から前記基材内に出射する光を複数の前記光素子のいずれかに導き、或いは前記光素子から前記基材内に出射する光を前記光通路へ導く機能を担う回折光学素子と、を含み、
前記基材の一方面において前記光素子のそれぞれを配置すべき位置が前記光通路の接続点を略中心とした回転対称位置のいずれかに設定される、光部品。
An optical component responsible for connecting an optical path and a plurality of optical elements,
A light transmissive substrate;
Each of the optical elements of the substrate is formed between the one surface on which the optical element is to be disposed and the other surface on which the light path is to be disposed, and is formed inside the substrate. A diffractive optical element having a function of guiding light emitted to one of a plurality of the optical elements, or guiding light emitted from the optical elements into the base material to the optical path,
An optical component in which a position where each of the optical elements is to be arranged on one surface of the base material is set to one of rotationally symmetric positions about a connection point of the optical path.
前記基材は前記光素子のそれぞれが配置されるべき位置に対応する第1の凹部を有する、請求項1に記載の光部品。   The optical component according to claim 1, wherein the base member has a first concave portion corresponding to a position where each of the optical elements is to be disposed. 前記基材は前記光通路が配置されるべき位置に対応する第2の凹部を有する、請求項1に記載の光部品。   The optical component according to claim 1, wherein the base has a second recess corresponding to a position where the optical path is to be disposed. 前記回折光学素子は、前記基材内の所定領域に屈折率の三次元的な分布を与えることにより形成されている、請求項1に記載の光部品。   The optical component according to claim 1, wherein the diffractive optical element is formed by giving a three-dimensional distribution of refractive index to a predetermined region in the base material. 請求項1乃至4の何れかに記載の光部品と、当該光部品の所定位置に配置される複数の光素子と、を含む光モジュール。   An optical module comprising the optical component according to claim 1 and a plurality of optical elements arranged at predetermined positions of the optical component. 請求項5に記載の光モジュールを備える光通信装置。   An optical communication apparatus comprising the optical module according to claim 5. 請求項6に記載の光通信装置を備える電子機器。   An electronic apparatus comprising the optical communication device according to claim 6. 複数の光素子が配置されるべき一方面と前記光通路が配置されるべき他方面とを有する光透過性の基材と、当該基材の内部に設けられて前記光通路から前記基材内に出射する光を複数の前記光素子のいずれかに導き、或いは前記光素子から前記基材内に出射する光を前記光通路へ導く機能を担う回折光学素子と、を備える光部品の製造方法であって、
前記光素子のそれぞれが配置されるべき位置が、前記基材の一方面側であって前記光通路の接続点を略中心とした回転対称位置のいずれかとなるように、前記回折光学素子のパターンを設定する第1工程と、
前記基材の内部に、レーザ光をその焦点を前記パターンに対応して走査しながら照射し、当該レーザ光が照射された領域を変質させることにより前記回折光学素子を形成する第2工程と、
を含む、光部品の製造方法。
A light-transmitting base material having one surface on which a plurality of optical elements are to be disposed and the other surface on which the light path is to be disposed; and provided in the base material from the light path into the base material A diffractive optical element having a function of guiding light emitted to one of the plurality of optical elements, or guiding light emitted from the optical elements into the base material to the optical path, Because
The pattern of the diffractive optical element is such that the position where each of the optical elements is to be arranged is one of the rotationally symmetrical positions about the connection point of the optical path on one side of the substrate. A first step of setting
A second step of forming the diffractive optical element by irradiating the inside of the base material with laser light while scanning the focal point corresponding to the pattern, and changing the region irradiated with the laser light; and
A method for manufacturing an optical component, comprising:
前記第2工程は、前記レーザ光が照射された領域とそれ以外の領域との屈折率に差を生じさせることにより前記回折光学素子を形成する、請求項8に記載の光部品の製造方法。   9. The method of manufacturing an optical component according to claim 8, wherein the second step forms the diffractive optical element by causing a difference in refractive index between a region irradiated with the laser light and a region other than the region irradiated with the laser light. 前記第2工程における前記レーザ光をパルスレーザ光とする、請求項9に記載の光部品の製造方法。   The method for manufacturing an optical component according to claim 9, wherein the laser beam in the second step is a pulsed laser beam. 前記基材がガラスからなり、
前記パルスレーザ光をフェムト秒レーザ光とする、請求項10に記載の光部品の製造方法。
The substrate is made of glass;
The method of manufacturing an optical component according to claim 10, wherein the pulse laser beam is a femtosecond laser beam.
前記基材の一方面の前記光素子のそれぞれが配置されるべき位置に第1の凹部を形成する第3工程を更に含む、請求項8に記載の光部品の製造方法。   The method for manufacturing an optical component according to claim 8, further comprising a third step of forming a first recess at a position where each of the optical elements on one surface of the base material is to be disposed. 前記第3工程は、
前記基材の前記第1の凹部が形成されるべき領域にレーザ光を照射して当該領域を変質させるレーザ光照射工程と、
前記レーザ光の照射により変質した領域をエッチングして除去するエッチング工程と、
を含む、請求項12に記載の光部品の製造方法。
The third step includes
A laser beam irradiation step of irradiating a laser beam to a region where the first concave portion of the base material is to be formed to alter the region;
An etching step of etching and removing the region altered by the irradiation of the laser beam;
The manufacturing method of the optical component of Claim 12 containing these.
前記第3工程におけるレーザ光照射工程を前記第2工程よりも先に行う、請求項13に記載の光部品の製造方法。   The method for manufacturing an optical component according to claim 13, wherein the laser light irradiation step in the third step is performed prior to the second step. 前記基材の他方面側の前記光通路が配置されるべき位置に第2の凹部を形成する第4工程を更に含む、請求項8に記載の光部品の製造方法。   The method of manufacturing an optical component according to claim 8, further comprising a fourth step of forming a second recess at a position where the optical path on the other surface side of the base material is to be disposed. 前記第4工程は、
前記基材の前記第2の凹部が形成されるべき領域にレーザ光を照射して当該領域を変質させるレーザ光照射工程と、
前記レーザ光の照射により変質した領域をエッチングして除去するエッチング工程と、
を含む、請求項15に記載の光部品の製造方法。
The fourth step includes
A laser beam irradiation step of irradiating a laser beam to a region where the second concave portion of the base material is to be formed to alter the region;
An etching step of etching and removing the region altered by the irradiation of the laser beam;
The manufacturing method of the optical component of Claim 15 containing this.
前記第4工程におけるレーザ光照射工程を前記第2工程よりも先に行う、請求項16に記載の光部品の製造方法。

The method for manufacturing an optical component according to claim 16, wherein the laser light irradiation step in the fourth step is performed prior to the second step.

JP2004012437A 2004-01-20 2004-01-20 Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance Pending JP2005208175A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004012437A JP2005208175A (en) 2004-01-20 2004-01-20 Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004012437A JP2005208175A (en) 2004-01-20 2004-01-20 Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005208175A true JP2005208175A (en) 2005-08-04

Family

ID=34898807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004012437A Pending JP2005208175A (en) 2004-01-20 2004-01-20 Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005208175A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2463226A (en) * 2008-07-22 2010-03-10 Conjunct Ltd Optical sub-assembly
US8541319B2 (en) 2010-07-26 2013-09-24 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8591753B2 (en) 2010-07-26 2013-11-26 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8673167B2 (en) 2010-07-26 2014-03-18 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8685269B2 (en) 2010-07-26 2014-04-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8741777B2 (en) 2010-07-26 2014-06-03 Hamamatsu Photonics K.K. Substrate processing method
US8802544B2 (en) 2010-07-26 2014-08-12 Hamamatsu Photonics K.K. Method for manufacturing chip including a functional device formed on a substrate
US8828873B2 (en) 2010-07-26 2014-09-09 Hamamatsu Photonics K.K. Method for manufacturing semiconductor device
US8828260B2 (en) 2010-07-26 2014-09-09 Hamamatsu Photonics K.K. Substrate processing method
US8841213B2 (en) 2010-07-26 2014-09-23 Hamamatsu Photonics K.K. Method for manufacturing interposer
US8945416B2 (en) 2010-07-26 2015-02-03 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8961806B2 (en) 2010-07-26 2015-02-24 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US9108269B2 (en) 2010-07-26 2015-08-18 Hamamatsu Photonics K. K. Method for manufacturing light-absorbing substrate and method for manufacturing mold for making same
JP2020160364A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社フジクラ Waveguide substrate, optical input-output device and method for manufacturing waveguide substrate

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2463226A (en) * 2008-07-22 2010-03-10 Conjunct Ltd Optical sub-assembly
GB2463226B (en) * 2008-07-22 2011-01-12 Conjunct Ltd Optical sub-assembly
US8541319B2 (en) 2010-07-26 2013-09-24 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8591753B2 (en) 2010-07-26 2013-11-26 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8673167B2 (en) 2010-07-26 2014-03-18 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8685269B2 (en) 2010-07-26 2014-04-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8741777B2 (en) 2010-07-26 2014-06-03 Hamamatsu Photonics K.K. Substrate processing method
US8802544B2 (en) 2010-07-26 2014-08-12 Hamamatsu Photonics K.K. Method for manufacturing chip including a functional device formed on a substrate
US8828873B2 (en) 2010-07-26 2014-09-09 Hamamatsu Photonics K.K. Method for manufacturing semiconductor device
US8828260B2 (en) 2010-07-26 2014-09-09 Hamamatsu Photonics K.K. Substrate processing method
US8841213B2 (en) 2010-07-26 2014-09-23 Hamamatsu Photonics K.K. Method for manufacturing interposer
US8945416B2 (en) 2010-07-26 2015-02-03 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US8961806B2 (en) 2010-07-26 2015-02-24 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
US9108269B2 (en) 2010-07-26 2015-08-18 Hamamatsu Photonics K. K. Method for manufacturing light-absorbing substrate and method for manufacturing mold for making same
JP2020160364A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社フジクラ Waveguide substrate, optical input-output device and method for manufacturing waveguide substrate
JP7300865B2 (en) 2019-03-27 2023-06-30 株式会社フジクラ Waveguide substrate, optical input/output device, and method for manufacturing waveguide substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8270784B2 (en) Waveguide device
EP1522882B1 (en) Optical waveguide having mirror surface formed by laser beam machining
JP2005208175A (en) Optical component and manufacturing method thereof, optical module, optical communication apparatus, and electronic appliance
JP5431145B2 (en) Optoelectronic device and printed circuit board device having optical waveguide
JP5822873B2 (en) Laser processing method, cutting method, and method for dividing structure having multilayer substrate
CN103025474B (en) Laser processing method
JP2009072829A (en) Apparatus and method for cutting substrate using ultrashort pulsed laser beam
JP2004272014A (en) Manufacturing method of optical communication module, optical communication module, and electronic apparatus
KR20150128802A (en) Method and device for providing through-openings in a substrate and a substrate produced in said manner
KR20020088296A (en) Method and Apparatus for cutting non-metal substrate using a laser beam
JP3526224B2 (en) Processing method and optical component
JP2016126039A (en) Manufacturing method of optical waveguide device and laser processing device
JP2007021514A (en) Scribe forming method, and substrate with division projected line
JP2010102107A (en) Optical waveguide and method of manufacturing the same
US20010050271A1 (en) Method of processing and optical components
WO2018128100A1 (en) Mode field conversion device, mode field conversion component, and method for producing mode field conversion device
JP4155160B2 (en) Manufacturing method of opto-electric hybrid board
JP5320191B2 (en) Optical connector and manufacturing method thereof
JP2005134451A (en) Optic/electric mixed mounting substrate
JP2005266119A (en) Manufacturing method of photoelectric wiring board
JP2001221933A (en) Optical fiber and its manufacturing method
JP2007240793A (en) Optical path conversion device and method for manufacturing optical transmission device, and manufacturing tool therefor
JP2005164801A (en) Optical waveguide film and its manufacturing method
JP2008275770A (en) Optical path conversion body, optical path conversion structure, composite optical transmission substrate, and optical module
JP2005128407A (en) Optical waveguide module