CN103620893A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光模块，使来自同一个基板上的多个光学元件的泄漏光等不会影响到相邻的光学元件等，可以大幅度地降低串扰杂讯。光模块包括：基板(1)的第1沟槽(1a)内的内部波导(16)；镜部(15)；光学元件(12a、12b)。基板(1)的多条第1沟槽(1a)以相互独立的状态大致平行地形成，相邻的第1沟槽(1a-1、1a-2)从基板(1)端面起的长度(L1、L2)彼此不同。光学元件(12a、12b)以与分别形成在长度不同的第1沟槽(1a-1、1a-2)的先端部的镜部(15)相对置的方式安装在基板(1)的表面。

Description

光模块

技术领域

本发明涉及一种具备光学元件的光模块(optical module)。

背景技术

以往，具备内部波导(internal waveguide)、光路变换用镜部、光学元件、外部波导的光模块已为公知。内部波导被设置在形成于基板表面的沟槽内。光路变换用镜部形成在该沟槽的先端部。此外，光学元件以与该镜部相对置的方式安装在基板表面上。光学元件通过镜部向内部波导的芯部(core)发送光信号，或通过镜部从内部波导的芯部接收光信号。外部波导具有与内部波导的芯部光学耦合的芯部。

对于这种光模块，为了进一步实现双向传输或传输容量的增大，需要采用多个光模块。为此，具备多个光模块的设备会大型化。因此，期望实现一种小型且高度低、并且能进行双向或多通道的传输的光模块。

为了实现这样的光模块，可以考虑使多个光学元件彼此接近地安装在基板表面上。此时，需要配合这些多个光学元件的间隔，以比较窄的间距形成内部波导和镜部。

因此，以往技术提出了一种光模块，如专利文献1所记载的光模块，在基板上形成从基板的端面起的长度各不相同的多条光传输路径，光学元件彼此接近地配置在各光传输路径的终端，各光学元件是发光元件或受光元件中的任何一种元件。但在该光模块中，完全没有考虑到如何应对串扰杂讯(cross-talk noise)。

当多个光学元件相互接近，而且，以使内部波导的间距和镜部的间距分别窄小的方式形成这些内部波导和镜部时，来自光学元件的泄漏光、来自镜部或内部波导的杂散光进入相邻的光学元件的镜部或内部波导之中，从而产生串扰杂讯。这样的串扰杂讯成为传输错误的原因。因此，希望尽可能地降低串扰杂讯。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2003-294964号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光模块，该光模块结构小型且高度低，能使来自同一基板上的多个光学元件的泄漏光等不容易影响到相邻的光学元件等，能大幅度地降低串扰杂讯。

本发明的光模块包括：在其表面形成有多条第1沟槽的基板；分别设置于所述多条第1沟槽内并具有芯部的内部波导；分别形成在所述多条第1沟槽的先端部的光路变换用的镜部；以与所述镜部相对置的方式被安装在所述基板的所述表面，通过所述镜部向所述内部波导的芯部发出光信号，或者通过所述镜部接收来自所述内部波导的芯部的光信号的光学元件；其中，所述基板的所述多条第1沟槽被以相互独立的状态大致平行地形成，相邻的所述第1沟槽从所述基板的端面起的长度彼此不同，所述光学元件以与分别形成在长度不同的所述第1沟槽的先端部的所述镜部相对置的方式，被分别安装在所述基板的所述表面。

还可以采用以下结构，所述多个光学元件包含发光元件和受光元件；所述发光元件以与形成在长度比与所述受光元件光学耦合的所述内部波导短的所述内部波导的先端部的镜部相对置的方式，被安装在所述基板的所述表面。

可以采用以下结构，还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，其中，在所述基板的所述表面形成与所述内部波导的所述第1沟槽连续的第2沟槽，所述内部波导的光轴和所述外部波导的光轴，通过将所述外部波导嵌入并固定在所述第2沟槽而被设定为一致。

可以采用以下结构，在相邻的所述第2沟槽之间，以不与所述相邻的第1沟槽之间的隔断壁部分断开的方式，形成隔断壁部分。

可以采用以下结构，还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，其中，所述外部波导为多通道的光纤。

可以采用以下结构，还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，其中，所述外部波导为多通道的膜状的柔性波导，即柔性波导膜。

可以采用以下结构，在所述各光学元件之间的基板的表面形成与所述内部波导的包层部相同材料的凸形层。

可以采用以下结构，还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，在所述基板的所述表面，与所述多条第1沟槽连续地形成多条第2沟槽，其中，所述第2沟槽比所述第1沟槽深且剖面呈大致V字形状，所述外部波导具备光纤，所述光纤具有被设置在所述第2沟槽内的光纤包层部和作为该外部波导的所述芯部的光纤芯部。

可以采用以下结构，还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，在所述基板的所述表面，比所述多条第1沟槽深的多条第2沟槽与相应的第1沟槽连续地形成，所述外部波导具备光纤，所述光纤具有被设置在所述第2沟槽内的光纤包层部和作为该外部波导的所述芯部的光纤芯部，所述第2沟槽具有以规定的宽度而形成的底面和分别与所述底面的宽度方向的两端连接用来支承所述光纤包层部的外周的倾斜面。

可以采用以下结构，所述内部波导的所述芯部，在所述光学元件为发光元件时，具有所述芯部的宽度从所述镜部起朝向与所述光纤的所述光纤芯部的连接端部逐渐变窄的斜面。

可以采用以下结构，所述内部波导的所述芯部，在所述光学元件为受光元件时，具有所述芯部的宽度从与所述光纤的所述光纤芯部的连接端部起朝向所述镜部逐渐变窄的斜面。

可以采用以下结构，所述内部波导的所述芯部的宽度比所述第1沟槽的上端的宽度窄。

可以采用以下结构，所述第1沟槽的剖面形状呈大致梯形，所述第1沟槽的底面的宽度比所述内部波导的所述芯部的宽度宽。

可以采用以下结构，在所述基板的所述表面，与所述第2沟槽连续地形成比所述第2沟槽深的第3沟槽，所述第3沟槽与所述光纤的覆盖部粘接。

可以采用以下结构，所述基板被设置于尺寸比所述基板大的其它基板，所述光纤的覆盖部被固定于所述其它基板。

可以采用以下结构，所述基板被设置于尺寸比所述基板大的其它基板，覆盖体被固定在所述光纤的覆盖部的外周，所述覆盖体被固定于所述其它基板。

根据本发明，相邻的第1沟槽的长度彼此不同，光学元件以与分别形成在这些长度的第1沟槽的先端部的镜部相对置的方式，被分别安装在基板的表面。因此，在长度方向上有彼此不同的位置关系、例如彼此不同的相邻的光学元件之间可以相隔较大的距离。

因此，由于来自光学元件的泄漏光或来自镜部、内部波导的反射杂散光不容易进入相邻的光学元件的镜部或内部波导，所以，不容易产生串扰杂讯。此外，由于内部波导被设置在多条以相互独立的状态大致平行地形成的多条第1沟槽内，因此，通过相邻的第1沟槽的隔断壁部分，内部波导彼此也不相互干扰。

这样，多个光学元件以在宽度方向上相互接近的状态被安装在基板上，内部波导和镜部可以配合光学元件的间隔以窄间距形成。据此，可以实现小型且高度低，并且双向或多通道的传输。此外，通过使相邻的光学元件之间相隔较大的距离以及防止相邻的内部波导之间的干扰，能够大幅度地降低串扰杂讯。

附图说明

图1是单通道的光模块的概略侧视图。

图2(a)是图1的发光侧的光模块的第1基板的侧视剖面图，图2(b)是沿图2(a)的I-I线的剖面图，图2(c)是沿图2(a)的II-II线的剖面图。

图3(a)是图2的第1基板的立体图，图3(b)是形成有内部波导的图2的第1基板的立体图。

图4(a)是安装了发光元件的第1基板的立体图，图4(b)是插入了光纤的第1基板的立体图。

图5(a)是固定了压块的第1基板的立体图，图5(b)是光纤的立体图。

图6(a)是本发明第1实施例所涉及的多通道的光模块的俯视图，图6(b)是第1沟槽和内部波导的放大俯视图。

图7(a)是沿图6(a)的III-III线的放大剖面图，图7(b)是沿图6(a)的IV-IV线的放大剖面图。

图8是本发明第1实施例的变形例，是第2沟槽之间的隔断壁部分与第1沟槽之间的隔断壁部分不断开地形成的基板的俯视图。

图9是本发明第1实施例的其它变形例，图9(a)是基板的俯视图，图9(b)是沿图9(a)的V-V线的放大剖面图。

图10是本发明第2实施例所涉及的光模块的概略侧视图。

图11是图10的发光侧的光模块的第1基板的示意图，图11(a)是侧视剖面图，图11(b)是沿图11(a)的I-I线的剖面图，图11(c)是沿图11(a)的II-II线的剖面图。

图12(a)是图10的第1基板的立体图，图12(b)是形成有内部波导的图10的第1基板的立体图。

图13(a)是安装了发光元件的图10的第1基板的立体图，图13(b)是插入了光纤的图10的第1基板的立体图。

图14(a)是固定了压块的图10的第1基板的立体图，图14(b)是图10的光纤的立体图。

图15是表示图10的第1沟槽的底面和内部波导的芯部的关系的主视剖面图。

图16是本发明第2实施例的第1变形例的第1基板的示意图，图16(a)是第1基板的立体图，图16(b)是第1基板的主视剖面图。

图17是本发明第2实施例的第2变形例的第1基板的主视剖面图。

图18是本发明第2实施例的第3变形例的第1基板的示意图，图18(a)是第1基板的立体图，图18(b)是第1基板的侧视剖面图。

图19是本发明第2实施例所涉及的发光元件侧的内部波导的芯部的变形例的示意图，图19(a)是芯部的俯视图，图19(b)是图19(a)的芯部的主视剖面图，图19(c)是芯部的其它变形例的俯视图，图19(d)是芯部的另一变形例的俯视图。

图20是本发明第2实施例所涉及的受光元件侧的内部波导的芯部的变形例的示意图，图20(a)是芯部的俯视图，图20(b)是图20(a)的芯部的主视剖面图，图20(c)是芯部的其它变形例的俯视图，图20(d)是芯部的另一变形例的俯视图。

图21是本发明第2实施例所涉及的在第2基板粘接固定了光纤的覆盖部的第1例的侧视剖面图。

图22是本发明第2实施例所涉及的在第2基板粘接固定了光纤的覆盖部的第2例的侧视剖面图。

图23是本发明第2实施例所涉及的多通道的光模块的第1基板的示意图，图23(a)是第1基板的立体图，图23(b)是第1基板的主视剖面图。

图24是作为本发明第2实施例的变形例的第1基板的示意图，是在基板表面整体形成了氧化膜层的第1基板的剖面图。

图25是作为本发明第2实施例的其它变形例的第1基板的示意图，是通过仅在遮蔽部的表面局部去除形成在基板表面的氧化膜层从而形成了去除部分的第1基板的剖面图。

图26是本发明第2实施例的另一变形例的第1基板的示意图，是在遮蔽部配置了光吸收体的第1基板的剖面图。

图27(a)是本发明第2实施例所涉及的第2沟槽的其它变形例的剖面图，图27(b)是本发明第2实施例所涉及的第2沟槽的另一变形例的剖面图。

图28是本发明第2实施例所涉及的光模块的其它变形例，图28(a)是在第2基板的上面配置了连接器的光模块的剖面图，图28(b)是在第2基板的上面配置了电端子的光模块的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

(第1实施例)

图1至图5示出1条内部波导16形成在第1基板1、3的1条第1沟槽1a内的单通道的光模块。首先，通过该图1至图5说明单通道光模块的概要，然后，利用图6至图9对包含该单通道光模块的结构的本发明第1实施例所涉及的多通道光模块进行详细说明。

在此，图1是单通道的光模块的概略侧视图。图2(a)至(c)是图1的发光侧的光模块的第1基板1的示意图，图2(a)是第1基板1的侧视剖面图，图2(b)是沿图2(a)的I-I线的剖面图，图2(c)是沿图2(a)的II-II线的剖面图。图3(a)至(b)是第1基板1的示意图，图3(a)是第1基板1的立体图，图3(b)是形成了内部波导16的第1基板1的立体图。图4(a)至(b)是第1基板1的示意图，图4(a)是安装了发光元件12a的第1基板1的立体图，图4(b)是插入了光纤2的第1基板1的立体图。图5(a)是固定了压块24的第1基板1的立体图，图5(b)是光纤2的立体图。

在图1中，光模块包括：发光侧的第1基板(底座基板)1；受光侧的第1基板(底座基板)3；将该第1基板1、3光学耦合的光纤2。另外，在以下的说明中，称图1的上下方向(箭头Y的方向)为上下方向(高度方向)，与图纸垂直的方向为左右方向(宽度方向)，图1的左侧为前方，右侧为后方。

第1基板1、3需要散热性和刚性以避免安装时的热影响或使用环境的应力影响。另外，由于在光传输的情况下，需要从发光元件12a到受光元件12b的规定比例以上的光耦合效率，所以，需要高精度地安装发光元件12a和受光元件12b或尽量抑制使用过程中的位置变化。因此，在该单通道光模块中采用硅(Si)基板作为第1基板1、3。

尤其是，如果第1基板1、3为硅基板，则利用硅的晶体方位可以在表面进行高精度的蚀刻沟槽加工。例如，利用该沟槽可以形成后述的高精度的镜部15或内部波导16。此外，硅基板的蚀刻面具有出色的平滑性。

第1基板1、3分别设置在尺寸比该第1基板1、3大的第2基板(中转基板)6的表面(上面)。在各第2基板6的背面(下面)分别安装用于与其它的电路装置电连接的连接器7。

在第1基板1的表面(上面)，将电信号转换为光信号的发光元件12a以发光面向下通过凸块12c(参照图2)被倒装式芯片安装(flip-chip mounted)。此外，在第2基板6的表面，安装用于将电信号发送到该发光元件12a的IC基板(信号处理部)4a。

在该单通道光模块中，作为发光元件12a采用作为半导体激光器的面发光激光器(VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser))。该发光元件12a也可以是LED等。

IC基板4a是用于驱动上述VCSEL的驱动IC，被配置在发光元件12a的附近。并且，发光元件12a和IC基板4a与在第1基板1的表面形成的金属电路(铜或金溅射的图案电路)以及金线连接。

在第1基板1的表面，如图3(a)所示，沿前后方向连续形成大致梯形的第1沟槽(波导形成用沟槽)1a和比第1沟槽1a深且呈大致V字形状的第2沟槽1b。

在第1沟槽1a的先端部，在发光元件12a的正下方位置形成用于使光路弯曲90度的光路变换用的镜部15。

在第1基板1的第1沟槽1a内，如图3(b)所示，设置与第1基板1的发光元件12a光学耦合的内部波导16。该内部波导16从镜部15沿第2沟槽1b的方向延伸，内部波导16的端面与第1沟槽1a的后端部1d为同一面或略微向镜部15侧后退。

内部波导16由传输光的折射率高且剖面呈大致正方形状的芯部17和折射率比该芯部17低的包层部18构成。如图2(c)所示，芯部17的左右两面被包层部18覆盖。此外，虽然未图示，但芯部17的上面也被包层部18薄薄地覆盖。

如图4(a)所示，在设置了内部波导16的第1基板1的表面的规定位置安装发光元件12a。在该发光元件12a与芯部17之间的空间，如图2(a)所示，填充有粘接性的光学透明树脂(底部填充材料、under-fill material)13。

在此，对该发光侧的光模块的制造方法进行说明。另外，发光侧的光模块和受光侧的光模块可以分别制造，由于他们的制造方法相同，作为代表对发光侧的光模块的制造方法进行说明。

利用硅片(硅基板)，同时形成多个底座基板1，最终切割硅片将图3所示的底座基板1一个个地分离。作为硅片，为了进行下一个工序的蚀刻，准备选定了晶体方位的硅片。

其次，在硅片上形成第1沟槽(波导形成用沟槽)1a以及镜部15形成用的45°倾斜面。这些可通过利用了硅结晶的蚀刻速度的差异的各向异性蚀刻来形成。为了形成45°倾斜面，调整蚀刻掩膜形状和蚀刻剂浓度及组成来形成。除了各向异性蚀刻以外，作为形成第1沟槽1a的方法，还有反应性离子蚀刻等干式蚀刻的形成方法。

在同时形成第1沟槽1a和45°倾斜面时，第1沟槽1a的剖面形状大致呈梯形，第1沟槽1a的沟槽宽度变大。第1沟槽1a，如果不碰到在下个工序形成的发光元件12a用的焊垫(bonding pad)则没有问题，因此可以这样做。

此外，第2沟槽1b可以通过上述的各向异性蚀刻来形成，但第2沟槽1b可以在形成第1沟槽1a的同时形成，或者，也可以与第1沟槽1a分别形成。

另外，在硅片上形成用于安装发光元件12a的布线图案(未图示)。布线可以通过在硅片上蒸镀金，将金图案化来进行。此时，在45°倾斜面也同时蒸镀金，形成镜部15。另外，虽然取决于所使用的波长，有时也可以不在45°倾斜面蒸镀金而使45°倾斜面直接作为镜部15，但是，例如，在使用近红外线光源的情况下，如果在45°倾斜面蒸镀金，反射率上升，光耦合效率提高。另外，作为金以外的布线材料，从后续工序的焊接安装的简便性和连接可靠性的观点出发，也可以在底座基板上形成钛、镍、金、铝或铬、镍、金等多层结构。形成多层结构时的厚度，可以分别为例如0.5μm、1μm、0.2μm。

其次，如图3(a)、(b)所示，在第1沟槽1a内形成内部波导16。首先，将芯材料涂布到第1基板1上，用平坦的模具使芯材料平坦地敷在第1基板1上。之后，使用掩膜只对芯部照射紫外线使芯部固化，将除了芯部以外的不需要的部分显影去除。然后，在形成了芯部的第1沟槽1a涂布折射率比芯材料低的包层材料，与芯材料相同在第1基板1上使包层材料平坦。在平坦的状态下，用掩膜进行遮蔽以便紫外线照射到第1沟槽1a部分，使包层材料固化。掩膜被调整成只使覆盖芯部外周部的区域固化，并被设计成不会使包层材料覆盖到光学元件12a的安装部分的电路。

然后，如图4(a)、(b)所示，将发光元件12a安装到硅片。通过柱形凸起焊接(studbump bonding)在发光元件12a形成凸块，将硅片、发光元件12a加热到200℃进行超声波接合。

另外，虽然省略了图示，安装了发光元件12a之后，在发光元件12a和第1基板1之间填充底部填充材料，进行发光元件12a和第1基板1之间的接合强度的加固。此外，作为底部填充材料，还具有可使光学元件和内部波导之间不存在空气层，提高光耦合效率的效果。另外，为了提高环境适应性，也可以用具有弹性的密封材料将整体密封。

然后，如图1所示，在第2基板6的表面(上面)安装已经安装了发光元件12a的第1基板1，并安装IC基板4a，进一步，在第2基板6的下面安装连接器7。

如上所述，该第1实施例中，在安装于第2基板6上面的第1基板1的上面安装发光元件12a，并在第2基板6的上面安装IC基板4a，在其下面安装连接器7。

据此，在第2基板6的上面安装第1基板1之前，容易分别检查第1基板6的IC基板4a和第1基板1的发光元件12a。

此外，即使发光元件12a和IC基板4a的其中之一有瑕疵，因为只是第2基板6或第1基板1的一方有瑕疵，所以，基板整体不会因此变成报废。

并且，不是在安装了IC基板4a的第2基板6上，而是在第1基板1上安装发光元件12a，形成镜部15和内部波导16。据此，来自IC基板4a的热影响不容易影响发光元件12a，使发光特性变得稳定。

返回到图1，对受光侧的第1基板3进行说明。该受光侧的第1基板3的基本结构与发光侧的第1基板1的结构相同。但是，在受光侧的第1基板3的表面(上面)，将光信号转换为电信号的受光元件12b以发光面向下通过凸块12c被倒装式芯片安装这一点，受光侧的第1基板3与发光侧的第1基板1不同。此外，在受光侧的第2基板6的表面，安装从该受光元件12b接收电信号的IC基板(信号处理部)4b这一点，也与发光侧的第2基板6不同。作为该受光元件12b，采用PD(Photo Diode)，IC基板4b是进行电流／电压转换的TIA(Trans-impedance Amplifier，跨阻放大器)等元件。

发光侧的第1基板1、受光侧的第1基板3以及IC基板4a、4b分别由安装在第2基板6的表面的屏蔽罩(shield case)8屏蔽。光纤2贯通屏蔽罩8的贯通孔8a。

其次，对光纤(外部波导)2的结构进行说明。光纤2，如图1及图5所示，在内部具有可使发光侧的第1基板1的内部波导16的芯部17和受光侧的第1基板3的内部波导16的芯部17光学耦合的光纤芯部21。并且，光纤2是还包含包围该光纤芯部21的外周的光纤包层部22和覆盖该光纤包层部22的外周的覆盖部23的线型光纤。该光纤芯部21、光纤包层部22和覆盖部23，被同心状地配置，这种结构的光纤2具有圆形剖面。

根据上述结构，光纤2作为在第1基板1的外部传输光的外部波导而发挥其功能。

如图1所示，光纤2贯通屏蔽罩8的贯通孔8a。而且，在第1基板1的第2沟槽1b的跟前附近覆盖部23被剥离，露出光纤包层部22。

如图2(a)、(c)及图4(b)所示，光纤2的光纤包层部22被设置在第1基板1的第2沟槽1b中。通过与第1沟槽1a的交界部分的上升倾斜部10d(参照图2(a))，光纤包层部22被定位。此时，在第1基板1的内部波导16的芯部17的光轴与光纤2的光纤芯部21的光轴一致的定位状态下实现光学耦合。

第1基板1的内部波导16的芯部17的端面与光纤2的光纤芯部21的端面之间的间隙在0至200μm的范围。适宜的范围取决于2个芯部17、21的大小，但一般来说，间隙以在0至60μm为宜。

在第1基板1的表面的位置，如图2(a)及图5所示，在光纤2的光纤包层部22的上部配置有压块24。在该压块24和第2沟槽1b之间的空间填充有粘合剂14。

这样，光纤2的光纤包层部22的先端侧的部位处于被压块24按压第2沟槽1b中的状态。该先端侧的部位通过粘接剂14与压块24一起被粘接固定在第1基板1。

在如上构成的光模块中，由芯部17和包层部18构成的内部波导16被设置在第1基板1的第1沟槽1a。此外，设置在第1基板1的第2沟槽1b内的光纤2的光纤芯部21与内部波导16的芯部17光学连接。然后，光学元件在作为发光元件12a的发光侧的第1基板1，通过镜部15向内部波导16的芯部17射出光信号，并且，光学元件在作为受光元件12b的受光侧的第1基板3，通过镜部15接收来自内部波导16的芯部17的光信号。

如此，由于内部波导16位于光纤2的光纤芯部21的先端和镜部15之间，所以从发光元件12a射出的光束不会扩散，而从光纤2的光纤芯部21射出的光束也不会扩散。因此，光纤2的光纤芯部21的先端和镜部15之间的光信号的传输损失几乎没有，从而能提高光耦合效率。

而且，与后述的第2实施例的光模块相同，如果使第1沟槽1a的底面宽度比内部波导16的芯部17宽，则如图15所示，在使芯部17成形时，在将内部波导16的芯部17进行图案化(光固化)之际，底面的无用的反射消失。因此，在这种情况下，可以得到高精度的芯部形状。

下面，参照图6和图7，对本发明第1实施例所涉及的多通道光模块进行说明。

图6(a)是第1基板1的俯视图，图6(b)是第1基板1的第1沟槽1a-1、1a-2和内部波导16-1、16-2的放大俯视图。另外，在图6(b)中，为了容易看出包层部18的范围，在包层部18施加了影线。图7(a)是沿图6(a)的III-III线的放大剖面图，图7(b)是沿图6(a)的IV-IV线的放大剖面图。

图6至图7所示的本发明第1实施例所涉及的多通道光模块，包含2个上述图1至图5所示的单通道光模块。具体内容如下。

在第1基板1的表面，多条(图6至7所示的例子为2条)呈大致梯形的第1沟槽1a-1、1a-2以分别独立的状态(即，彼此分离或被隔开的状态)形成，即，多条相邻的第1沟槽1a-1、1a-2之间以被隔断壁部分1e隔开的状态大致平行地形成。

而且，相邻的第1沟槽1a-1、1a-2从第1基板1的端面(图6至7所示的例子为第1沟槽1a的后端部1d)起的长度L1、L2彼此不同。在各第1沟槽1a-1、1a-2内，与上述同样，分别设置内部波导16-1、16-2。

光学元件(发光元件12a和受光元件12b)以与分别形成在该长度不同的第1沟槽1a-1、1a-2的先端部的镜部15相对置的方式，分别安装在第1基板1的表面上。在第1实施例中，配置在具有长度L1的较长的内部波导16-1的端部的镜部15和受光元件12b相对置，配置在具有比长度L1短的长度L2的较短的内部波导16-2的端部的镜部15和发光元件12a相对置。另外，也可以仅将发光元件12a配置成与形成在各内部波导16-1、16-2的先端部的镜部15相对置，或仅将受光元件12b配置成与形成在各内部波导16-1、16-2的先端部的镜部15相对置。此外，第1沟槽1a-1、1a-2并不仅限于形成2条，也可以形成3条以上。此时，3条相邻的第1沟槽的长度可以彼此不同，也可以是第1条和第3条的第1沟槽的长度相等。具有4条以上的第1沟槽的情况也一样，不相邻的第1沟槽彼此的长度可以相等。

在第1基板1的表面形成2条第2沟槽1b-1、1b-2。在此，第2沟槽只要不与光纤的底面接触，即可以是大致梯形，也可以是大致V形形状。该相邻的第2沟槽1b-1、1b-2之间被隔断壁部分1f隔开。隔断壁部分1f在第2沟槽1b-1、1b-2的底部和第1沟槽1a-1、1a-2的底部的倾斜部分1h，与第1沟槽1a-1、1a-2之间的隔断壁部分1e隔开。

如图6(a)所示，光纤(外部波导)2具有能与各内部波导16-1、16-2的芯部17光学耦合的2条平行的光纤芯部21(多通道)，各光纤芯部21的外周分别被光纤包层部22包围。另外，代替光纤2，也可以使用多通道膜状的柔性波导，即柔性波导膜(外部波导)。

然后，通过将各光纤包层部22、22分别嵌入并固定在第2沟槽1b-1、1b-2，内部波导16-1、16-2的各芯部17的光轴与光纤2的各光纤芯部21的光轴被设定成一致。

在如上所述的光模块的结构中，第1基板1的相邻的第1沟槽1a-1、1a-2的长度L1、L2彼此不同。光学元件(发光元件12a和受光元件12b)以分别与不同的长度L1、L2的第1沟槽1a-1、1a-2的先端部的镜部15相对置的方式安装在第1基板1的表面。由此，可以使沿长度方向彼此位于不同位置的相邻的光学元件(发光元件12a和受光元件12b)之间相隔较大的距离(间隔)S(参照图6(a))。

因此，来自光学元件尤其是发光元件12a的泄漏光或来自镜部15或内部波导16-2的反射杂散光不容易进入相邻的光学元件尤其是受光元件12b的镜部15或内部波导16-1。据此，即使以狭窄的间距形成光路，也难以产生串扰杂讯。

此外，由于内部波导16-1、16-2被设置在以彼此独立的状态相互大致平行地形成的多条(本实施例为2条)第1沟槽1a-1、1a-2内，通过相邻的第1沟槽1a-1、1a-2的隔断壁部分1e，内部波导16-1、16-2之间不会相互干扰。

如此，在第1基板1，多个光学元件(发光元件12a和受光元件12b)在第1基板1的宽度方向彼此接近地被安装，此外，内部波导16-1、16-2配合光学元件(发光元件12a和受光元件12b)的间隔，以狭窄的间距被形成，并且，这些内部波导16-1、16-2的端部的镜部15以狭窄的间距而形成。据此，能够实现小型且高度低并且双向或多通道的传输。

进一步，相邻的光学元件(发光元件12a和受光元件12b)之间相隔较大的距离S，并且，相邻的内部波导16-1、16-2之间的干扰通过隔断壁部分1e得以防止，因此可以大幅度地降低串扰杂讯。

另外，如图6(a)所示，在作为光学元件包含发光元件12a和受光元件12b双方的情况下，发光元件12a以与内部波导16-2的镜部15相对置的方式安装在第1基板1的表面，其中，内部波导16-2的长度L2比受光元件12b光学耦合的具有长度L1的较长尺寸的内部波导16-1短。

这样，发光元件12a被配置在比受光元件12b更靠近第1基板1的端面(在本实施例为第1沟槽1a的后端部1d)一侧。据此，由于发光元件12a一侧的镜部15的朝向关系，发光元件12a一侧的镜部15的反射杂散光不容易影响到受光元件12b一侧。因此，即使在第1基板1安装发光元件12a和受光元件12b双方，也可以大幅度地降低串扰杂讯。

此外，在第1基板1的表面，还形成与内部波导16-1、16-2的第1沟槽1a-1、1a-2相连的第2沟槽1b-1、1b-2。并且，通过将光纤2的各光纤包层部22分别嵌入并固定在该第2沟槽1b-1、1b-2，内部波导16-1、16-2的各芯部17的光轴与光纤2的各光纤芯部21的光轴变成一致。因此，通过在第1基板1形成第1沟槽1a-1、1a-2和嵌合光纤2的各光纤包层部22的第2沟槽1b-1、1b-2，内部波导16-1、16-2与光纤2光学耦合变得容易。其结果，可以低成本制造高精度的光模块。

并且，在外部波导为多通道的光纤2的情况下，通过使内部波导16-1、16-2的间距与成品光纤2的间距相匹配，光学组装变得更加容易，从而能够以低成本制造光模块。

此外，在外部波导为多通道的柔性波导膜的情况下，通过使内部波导16-1、16-2的间距与成品柔性波导膜的间距相匹配，光学组装变得更加容易，从而能够以低成本制造光模块。

另外，作为本发明第1实施例的变形例，如图8所示，相邻的第2沟槽1b-1、1b-2之间的隔断壁部分1g以不与相邻的第1沟槽1a-1、1a-2之间的隔断壁部分1e断开的方式而形成。第2沟槽1b-1和第2沟槽1b-2在相互独立的状态下形成，由此隔断壁部分1g被形成在相邻的第2沟槽1b-1、1b-2之间。据此，由于在内部波导16-1、16-2与光纤2的光学耦合部分没有泄漏光干扰相邻的波导，因此，能够降低串扰杂讯。

此外，图9(a)和图9(b)示出了本发明第1实施例的其它变形例。图9(a)是该其它变形例的基板1的俯视图，图9(b)是沿图9(a)的V-V线的放大剖面图。在发光元件12a和受光元件12b之间的第1基板1的表面，形成包含与内部波导16的包层部18的材料相同的材料的凸形层26。

这种结构，通过在发光元件12a和受光元件12b之间的第1基板1的表面形成包含与包层部18的材料相同的材料的凸形层26，可以捕获发光元件12a和受光元件12b之间的泄漏光。因此，可以进一步降低串扰杂讯。此外，凸形层26也可以作为填充到发光元件12a和受光元件12b与第1基板1的表面之间的光学透明树脂13的底部填充材料的流动止住件加以利用。该凸形层26的材料虽然并不限于与包层部18是相同材料，但如果是相同材料，则可以在形成包层部18的过程中可以同时形成。

另外，作为凸形层26的材料，如果取代包层部18的材料而使用可吸收光的吸收体，则由于可以吸收发光元件12a和受光元件12b之间的泄漏光，因此可以进一步降低串扰杂讯。在此，作为吸收体，有着色树脂，例如不透明的丙烯树脂或环氧树脂。

如上所述，第1实施例所涉及的光模块包括：在表面形成有多条第1沟槽的基板；被分别设置于所述多条第1沟槽内并具有芯部的内部波导；被分别形成在所述多条第1沟槽的先端部，用于光路变换的镜部；以与所述镜部相对置的方式被安装在所述基板的所述表面的光学元件，通过所述镜部向所述内部波导的芯部发出光信号，或者，通过所述镜部接收来自所述内部波导的芯部的光信号；其中，所述基板的所述多条第1沟槽以相互独立的状态大致平行地形成，相邻的所述第1沟槽从所述基板的端面起的长度彼此不同；所述光学元件以与分别形成在长度不同的所述第1沟槽的先端部的所述镜部相对置的方式，被分别安装在所述基板的所述表面。

根据此结构，通过使相邻的第1沟槽的长度不同，将光学元件以与不同长度的第1沟槽的先端部的镜部分别相对置的方式分别安装在基板的表面，在长度方向彼此处于不同的位置，例如彼此不同的相邻的光学元件之间可以相隔较大的距离。

因此，由于来自光学元件的泄漏光或来自镜部、内部波导的反射杂散光不容易进入相邻的光学元件的镜部或内部波导，因此，即使以窄间隔形成光路，也不容易产生串扰杂讯。此外，由于内部波导被设置在多条以相互独立的状态大致平行地形成的第1沟槽内，因此通过相邻的第1沟槽的隔断壁部分，内部波导彼此也不相互干扰。

这样，通过将多个光学元件以在基板的宽度方向上相互接近地的状态安装在基板上，并配合光学元件的间隔，以内部波导的间距以及镜部的间距较窄的方式形成内部波导以及镜部，从而实现小型且高度低，并且双向或多通道的传输。而且，通过使相邻的光学元件之间相隔较大的距离以及防止相邻的内部波导之间的干扰，能够大幅度地降低串扰杂讯。

可以采用以下结构，所述多个光学元件包含发光元件和受光元件；所述发光元件以与形成在长度比与所述受光元件光学耦合的所述内部波导短的所述内部波导的先端部的镜部相对置的方式，被安装在所述基板的所述表面。

根据此结构，通过将发光元件配置在比受光元件更靠近基板的端面一侧，由于发光元件侧的镜部的朝向关系，发光元件侧的镜部的反射杂散光不容易影响到受光元件侧。因此，即使在基板安装发光元件和受光元件双方，也能够大幅度地降低串扰杂讯。

可以采用以下结构，光模块还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，其中，在所述基板的所述表面形成与所述内部波导的所述第1沟槽连续的第2沟槽，所述内部波导的光轴和所述外部波导的光轴通过将所述外部波导嵌入并固定在所述第2沟槽而被设定为一致。

根据此结构，通过在基板上形成第1沟槽和使外部波导嵌合的第2沟槽，使内部波导和外部波导的光学耦合变得容易，从而可以以低成本制造高精度的光模块。

可以采用以下结构，在相邻的所述第2沟槽之间，以不与所述相邻的第1沟槽之间的隔断壁部分断开的方式，形成隔断壁部分。

根据此结构，因为在内部波导和外部波导的光学耦合部分，没有泄漏光干扰相邻的波导，所以，可以进一步降低串扰杂讯。

可以采用以下结构，光模块还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，其中，所述外部波导为多通道的光纤。

根据此结构，通过使内部波导的间隙与成品光纤的间隙相匹配，光学组装变得容易，从而可以低成本制造光模块。

可以采用以下结构，光模块还包括：具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部的外部波导，其中，所述外部波导为多通道的柔性波导膜。

根据此结构，通过使内部波导的间隙与成品的柔性波导膜的间隙相匹配，光学组装变得容易，从而可以低成本制造光模块。

可以采用以下结构，在所述各光学元件之间的基板的表面，形成包含与所述内部波导的包层部材料相同的材料的凸形层。

根据此结构，通过在光学元件之间的基板的表面形成包含与折射率较高的包层部的材料相同的材料的凸形层，因为可以捕获光学元件之间的泄漏光，所以，可以进一步降低串扰杂讯。而且，凸形层也可以作为填充到光学元件和基板表面之间的底部填充材料的流动止住而加以利用。

所述凸形层可以是吸收光的吸收体的结构。

根据此结构，通过将吸收体形成在各光学元件之间的基板的表面上，由于可以吸收光学元件之间的泄漏光，所以，能够进一步降低串扰杂讯。

可以采用以下结构，在所述基板的所述表面，与所述多条第1沟槽连续地形成多条第2沟槽，其中，所述第2沟槽比所述第1沟槽深且剖面呈大致V字形状，所述外部波导具备光纤，所述光纤具有被设置在所述第2沟槽内的光纤包层部和作为该外部波导的所述芯部的光纤芯部。

根据此结构，在基板的表面，与多条第1沟槽连续地形成比第1沟槽深且剖面呈大致V字形的多条第2沟槽，使设置在基板的第2沟槽内的光纤的光纤芯部与内部波导的芯部光学连接。并且，当光学元件为发光元件时通过镜部向内部波导的芯部射出光信号，当光学元件为受光元件时通过镜部接收来自内部波导的芯部的光信号。这样，由于光纤的光纤芯部的先端和镜部之间存在内部波导，所以从发光元件射出的光束以及从光纤的光纤芯部射出的光束都不会扩散。因此，几乎没有光纤的光纤芯部的先端和镜部之间的光信号的传输损失，从而光耦合效率得到提高。

(第2实施例)

上述第1实施例中，示出了在基板的表面形成供作为外部波导而发挥功能的光纤2嵌入的呈V字形剖面形状的第2沟槽的例子，但是，本发明并不仅限定于此，也可以如以下第2实施例所示，采用具备梯形剖面形状的第2沟槽，即具有规定宽度的底面及具有该底面两端的两个倾斜面的形状的第2沟槽的结构。

在此，为了对本发明第2实施例所涉及的多通道光模块(参照图23(a)和图23(b))所包含的各通道的光模块的结构进行详细地说明，首先，作为被简化的结构，以图10至22所示的单通道光模块为例进行说明。

另外，作为第2实施例在图10至14所示的单通道光模块的结构，在具有梯形剖面形状的第2沟槽1b这一点与作为第1实施例在图1至5所示的具有V字形剖面形状的第2沟槽1b的光模块的结构不同，而在其它方面是共同的，因此对共同的部分省略其说明。

如图10至14所示，第2实施例所涉及的光模块中，在第1基板1的表面(上面)，如图12(a)所示，沿前后方向连续形成剖面形状为大致梯形的第1沟槽(波导形成用沟槽)1a和比第1沟槽1a深且呈大致梯形的第2沟槽1b。

如图11(b)和图12(a)、(b)所示，第2沟槽1b具有以规定的宽度而形成的底面10f和与后述的光纤2的光纤包层部22的外周接触用来支承该光纤2的两个倾斜面10e。这些倾斜面10e分别与底面10f的宽度方向的两端连接，并分别从该两端起以彼此之间的距离越向上方逐渐增大的方式，向斜上方向延伸到第1基板1的表面(即，上面)。通过使光纤2的光纤包层部22的外周与这些倾斜面10e接触，可以进行光纤包层部22的中心对准。

另外，形成底面10f使其在倾斜面10e与光纤2的光纤包层部22的外周相互接触时，与该光纤包层部22的外周为非接触。

第2实施例的光模块与第1实施例的光模块相同，也在第1基板1的第1沟槽1a设置由芯部17和包层部18构成的内部波导16。此外，设置在第1基板1的第2沟槽1b内的光纤2的光纤芯部21与内部波导16的芯部17光学连接。然后，光学元件在作为发光元件12a的发光侧的第1基板1，通过镜部15向内部波导16的芯部17射出光信号，并且光学元件在作为受光元件12b的受光侧的第1基板3，通过镜部15接收来自内部波导16的芯部17的光信号。

这样，由于内部波导16位于光纤2的光纤芯部21的先端和镜部15之间，因此从发光元件12a射出的光束不会扩散，而且，从光纤2的光纤芯部21射出的光束也不会扩散。由于光纤2的光纤芯部21的先端和镜部15之间的光信号的传输损失几乎没有，从而可以提高光耦合效率。

另外，如图15所示，如果使第1沟槽1a的底面的宽度比内部波导16的芯部17宽，则在芯部17成形时，在将内部波导16的芯部17进行图案化(光固化)之际，底面的无用的反射消失。因此，在这种情况下，可以得到高精度的芯部形状。

在图10至图15所示的第2实施例的内部波导16中，作为第1基板1的波导形成用沟槽的第1沟槽1a剖面呈大致梯形，芯部17的剖面呈大致正方形，芯部17的左右两面被包层部18覆盖。

然而，内部波导16不仅限于这种类型。例如，也可以如图16(a)和图16(b)所示的内部波导16那样，第1基板1的第1沟槽1a可以被形成比第2沟槽1b浅且剖面形状呈大致V字形状，芯部17可以被形成适应第1沟槽1a的剖面呈大致5角形形状，芯部17的左右两面可以被包层部18覆盖。例如，芯部17可以形成剖面呈大致5角形形状，具有上面、一对平行的侧面以及V字形的下面。

另外，如图17所示的内部波导16那样，当在第1基板1的表面以及第1沟槽1a内的表面都形成用于绝缘的硅氧化膜40的情况下，该硅氧化膜40作为折射率比芯部17低的包层部18发挥其功能。因此，也可以通过在形成有作为包层部18而发挥其功能的硅氧化膜40的第1沟槽1a内的整体填充芯部用树脂，形成剖面呈大致倒三角形状的芯部17。

在图17所示的内部波导16，由于芯部17占据了第1沟槽1a内的整体，所以来自发光元件12a的光束在芯部17向宽度方向扩散，光束中的一部分可能不能到达光纤2的光纤芯部21。

因此，如图16(b)所示，通过使芯部17的宽度W1与光纤芯部21的宽度W2为实质上相同的宽度，可以使光束几乎全部到达光纤2的光纤芯部21，其结果，能提高光耦合效率。另外，芯部17的宽度W1未必一定与光纤芯部21的宽度W2具有大致相同的宽度，也可以比第1沟槽1a的上端的宽度W3窄。这些特点，如图11(c)所示，在芯部17的剖面呈大致正方形时也同样。

在光学元件为发光元件12a的发光侧的第1基板1，内部波导16的芯部17如图19(a)和图19(b)所示，可以形成斜面状，以使该芯部17的宽度W(两个侧面17a之间的距离)从镜部15朝着与光纤2的光纤芯部21的连接端部直线性地逐渐地变窄。另外，两个侧面17a也可以形成如图19(c)所示的由倾斜角度不同的多个平面阶段性地构成的斜面状，或者，如图19(d)所示的由曲面构成的斜面状。

另一方面，在光学元件为受光元件12b的受光侧的第1基板3中，如图20(a)和图20(b)所示，内部波导16的芯部17可以形成斜面状，以使该芯部17的宽度W(两个侧面17a之间的距离)从与光纤2的光纤芯部21的连接端部朝着镜部15直线性地逐渐地变窄。另外，两个侧面17a也可以形成如图20(c)所示的由倾斜角度不同的多个平面阶段性地构成的斜面状，或者，如图20(d)所示由曲面构成的斜面状。

如果这样，当光学元件为发光元件12a时，通过使内部波导16的芯部17前端变细(即，随着朝向前方而变细的形状)，从发光元件12a射出的光束被汇聚。另外，当光学元件为受光元件12b时，通过使内部波导16的芯部17后端变细(即，随着朝向后方变细的形状)，从光纤2的光纤芯部21射出的光束被汇聚。因此，在任何情况下都能提高光耦合效率。

如图18(a)和图18(b)所示，在第1基板1的表面(上面)，形成与第2沟槽1b连续的比第2沟槽1b深且剖面形状为大致梯形的第3沟槽1c。在第3沟槽1c中可以设置光纤2的覆盖部23。

具体而言，该第2实施例的第3沟槽1c具有以规定的宽度而形成的底面10h、与光纤2的覆盖部23的外周接触用来支承该光纤2的两个倾斜面10g。这些第3沟槽的倾斜面10g分别与底面10h的宽度方向的两端连接，并分别从该两端起以彼此之间的距离越向上方逐渐增大的方式向斜上方向延伸到第1基板1的表面。另外，形成第3沟槽1c的底面10h及倾斜面10g，使其与光纤2的覆盖部23的外周为非接触。

如此，不仅可以将光纤2的包层部22设置于第1基板1的第2沟槽1b，还可以将光纤2的覆盖部23设置于第1基板1的第3沟槽1e。因此，能够防止来自光纤2的应力集中在光纤包层部22与覆盖部23的边界部分。

与光纤包层部22同样，如果用粘接剂将覆盖部23粘接固定于第3沟槽1c，则光纤2的固定强度得以提高。另外，即使从光模块外部有弯曲力或拉伸力作用于光纤2，也由于不会影响与内部波导16的光耦合部，因此光耦合效率不会降低。

另外，在覆盖部23没有被粘接固定于第3沟槽1c的情况下，如图21所示，通过堆积在第2基板6的表面(即，赋予向上方的突出)的粘接剂20，可以将光纤2的覆盖部23固定于第2基板6。

根据此结构，由于可以将光纤2的覆盖部23设置并固定于第2基板6，光纤2的固定强度得以提高。另外，即使从光模块外部有弯曲力或拉伸力作用于光纤2，也由于不会影响与内部波导16的光耦合部，因此光耦合效率不会降低。并且，如果结合采用将光纤2的覆盖部23设置并固定于第1基板1的第3沟槽1c的结构，则固定强度会得到进一步提高。

如图22所示，在将光纤2的覆盖部23嵌入管状的覆盖体25时，可以将光纤2的覆盖部23和覆盖体25用粘接剂20固定在第2基板6。另外，覆盖体25只要是能够覆盖覆盖部23的外周，并不限于一定要让覆盖部23嵌入。

另外，也可以将覆盖体25粘接在第1基板1的第3沟槽1c一部分(未图示)。

覆盖部23例如是用UV固化性树脂形成的厚度为5至100μm左右的层，覆盖体25例如由PVC、尼龙或者热塑性聚酯橡胶(例如，Hytrel(注册商标))形成。覆盖体25的外径例如在为单芯光纤时，在900微米左右。

根据此结构，覆盖体25可以被设置于第2基板6，并与光纤2的覆盖部23一起被固定在第2基板6。因此，光纤2的固定强度得以提高。另外，即使从光模块外部有弯曲力或拉伸力作用于光纤2，也因为不会影响与内部波导16的光耦合部，所以光耦合效率不会降低。进一步，如果结合采用将光纤2的覆盖部23设置并固定在第1基板1的第3沟槽1c的结构，则固定强度会得到进一步提高。此外，通过覆盖体25的厚度可以抑制因光纤2的自重引起的弯曲，外力很难作用到光纤2和基板1之间的粘接部分。据此，在光纤2和内部波导16之间的光耦合部难以产生应力，光耦合效率不易降低。另外，即使只将覆盖体25用粘合剂20固定在第2基板6，也可以达到相同的作用效果。

在上述第2实施例的光模块中，当镜部15的倾斜角度为45度时，光耦合效率变成良好。

另外，如果第1基板1是用硅(硅)制造的，第1沟槽1a和第2沟槽1b可利用硅的各向异性蚀刻来形成。据此，利用硅的晶体取向性的沟槽加工成为可能，在第1沟槽1a能形成高精度的镜形状，在第2沟槽1b能降低光纤2的设置的位置偏移。

此外，作为内部波导16的材料可以使用感光性树脂。据此，与通过反复离子掺杂或沉积法形成的无机内部波导相比，较为廉价且容易形成。

此外，可以在包含第1沟槽1a的内部在内的第1基板1的表面形成硅氧化膜，使内部波导16的芯部17的折射率大于硅氧化膜的折射率。据此，通过将作为内部波导16的芯部17的材料填充到第1沟槽1a，能够容易形成内部波导16。

在图23(a)和图23(b)所示的本发明第2实施例所涉及的多通道光模块中，第1沟槽1a和第2沟槽1b分别被形成多条，多条第1沟槽1a相互平行地配置，另外，多条第2沟槽1b也相互平行地配置。

具体而言，图23(a)和图23(b)所示的光模块，在第1基板1的表面，如图23(a)所示，剖面形状呈大致梯形的多条第1沟槽(波导形成用沟槽)1a以彼此通过第1基板1的材料而被分离的状态平行地配置。这些多条第1沟槽1a的长度与第1实施例同样，被设定成相邻的第1沟槽1a的长度彼此不同。

此外，在第1基板1的表面，从各第1沟槽1a的端部起沿前后方向连续地形成比第1沟槽1a深且剖面形状为大致梯形的多条第2沟槽1b。

如图23(a)所示，在各第1沟槽1a的先端部形成有光路变换用镜部15。如图23(b)所示，在各第1沟槽1a的内部设有与各第1沟槽1a相对应的发光元件12a光学耦合的内部波导16。

内部波导16由传播光的折射率高且剖面呈大致正方形状的芯部17和折射率比该芯部17低的包层部18构成。如图23(b)所示，芯部17的左右两面(两侧面)被包层部18覆盖。另外，在芯部17的上面被包层部18薄薄地覆盖。

另外，图23(a)和图23(b)所示的各第2沟槽1b，具有以规定的宽度形成的底面10f和与光纤2的光纤包层部22的外周接触用来支承该光纤2的两个倾斜面10e。这些倾斜面10e分别与底面10f的宽度方向的两端连接，并分别从该两端起以彼此之间的距离越向上方逐渐增大的方式，向斜上方向延伸到第1基板1的表面(即，上面)。通过使光纤2的光纤包层部22的外周与这些倾斜面10e接触，可以进行光纤包层部22的中心对准。

另外，形成底面10f，使在倾斜面10e与光纤2的光纤包层部22的外周接触时，底面10f与该光纤包层部22的外周非接触。

图23(a)和图23(b)所示的结构中，由于多条第1沟槽1a以彼此通过第1基板1的材料而被分离的状态加以配置，因此可以抑制通过各第1沟槽1a的光信号向邻接的第1沟槽1a的泄漏(串扰)。

另外，如图23(b)所示，相邻的内部波导16的芯部17的间隔P，在本发明中没有特别的限定，可以任意设定。例如，考虑到现有的光纤阵列的光纤以250μm间隔配置的情况较多，可以将芯部17的间隔P设定在250μm左右。

关于第2沟槽1b的大小，在本发明中也没有特别的限定。考虑到最广泛使用的细径的光纤的外径为125μm，可以将第2沟槽1b的大小设定成与包层部22的外径为125μm左右的光纤相对应的大小。另外，为了抑制串扰，如图23所示，第2沟槽1b也最好与邻接的第2沟槽1b隔开。

此外，作为本发明第2实施例的其它变形例，如图24所示的光模块，在配置了多条第1沟槽1a的结构时，在基板1的表面整体(即，第1沟槽1a的表面和隔断壁部分1f的表面的整体)形成氧化膜层34。作为遮蔽部发挥功能的隔断壁部分1f是在基板1的第1沟槽1a之间向上突出的部分。隔断壁部分1f进行遮蔽使第1沟槽1a之间的镜部15的反射光的散射成分a不至于泄漏。

氧化膜层34能使光信号反射不向第1沟槽1a的外面泄漏，还能抑制镜部15的反射光的散射成分a的泄漏。根据此结构，由于氧化膜层34成为反射光信号的反射层，因此能进一步抑制光信号的泄漏(串扰)。由红外线等构成的光信号，严格来说，具有一边衰减一边透过硅等构成的基板1的性质，如上所述，通过由氧化膜层34反射光信号，可以提高串扰的抑制效果。

另外，在图24中，为了容易识别光的路径，将具有发光部12a的光学元件11和基板1之间的间隙夸张地放大图示，而在实际上该间隙是很微小的，不会发生大的串扰。以下，对于图25至26也是同样。

此外，作为本发明第2实施例的其它变形例，如图25所示的光模块，在图24所示的基板1的表面形成氧化膜层34的结构时，通过部分去除向上突出的隔断壁部分1f的表面的氧化膜层34，形成去除部分32。根据该结构，当产生了在具有发光部12a的光学元件11和包层部18之间多重反射的泄漏光d时，第1基板1可以从氧化膜层34的去除部分32吸收该泄漏光d。

此外，作为本发明第2实施例的其它变形例，如图26所示的光模块，在第1基板1的向上突出的隔断壁部分1f的表面，配置沿该部分隔断面1f的光吸收体35。作为光吸收体35，例如使用不透光的丙烯或环氧树脂。根据该结构，当产生了在具有发光部12a的光学元件11和包层部18之间多重反射的泄漏光d时，可以通过光吸收体35吸收该泄漏光d从而遮断光的泄漏。

另外，图24至26所示的光学元件11，是各发光元件12a彼此分开的，但是，也可以一并搭载发光元件12a和受光元件12b。

另外，在上述的第2实施例中，第1基板的第2沟槽的底面被形成为平面状，但并不限定于该形状，可以适当地变更。例如，如图27(a)所示，也可以是第1基板100的第2沟槽100b的底面100f呈弯曲状，并且，从该弯曲状的底面100f的宽度方向的两端起分别朝斜上方侧形成倾斜面100e。

另外，在上述的第2实施例中，第1基板的第2沟槽的底面和倾斜面彼此直接连接，但是，但并不限定于该方式，可以适当地变更。例如，如图27(b)所示，倾斜面200e和底面200f可以通过连接部200i间接地连接。

具体而言，第1基板200的第2沟槽200b具备从该底面200f的宽度方向的两端分别垂直向上延伸的连接部200i，倾斜面200e被分别从各连接部200i起朝斜上方侧而形成。另外，关于第3沟槽，与上述第2沟槽同样，可以是底面呈弯曲状，或者是底面和倾斜面通过连接部间接地连接，并可以适当地变更。

并且，在上述的第2实施例中，连接器7被安装于第2基板6的背面(下面)，但并不限定于该方式，例如，如图28(a)所示，也可以将连接器107配置于第2基板6的表面(上面)，并可以适当地变更。

另外，也可以在第2基板6的表面配置电端子207以代替连接器7。例如，在与第2基板6的端部接脱自如地嵌合的其它的连接器207a，设置与该电端子207连接的电端子207b，让上述其它的连接器207a与第2基板6嵌合。也可以通过此结构，使电端子207与其它的连接器207a的电端子207b连接。

如上所述，本发明第2实施例所涉及的光模块包括，在其表面连续地形成有多条第1沟槽和比所述多条第1沟槽深且剖面呈大致V字形状的多条第2沟槽的基板；设置在该基板的第1沟槽内的内部波导；设置在第1沟槽的先端部的用于光路变换的镜部；以与所述镜部相对置的方式被安装在所述基板的所述表面，通过所述镜部向所述内部波导的芯部发出光信号、或者通过所述镜部接收来自所述内部波导的芯部的光信号的光学元件；设置在第2沟槽内的具有包层部以及与内部波导的芯部光学连接的光纤芯部的作为外部波导的光纤，其中，所述第2沟槽具有以规定的宽度形成的底面和分别与所述底面的宽度方向的两端连接用来支承所述光纤包层部的外周的倾斜面。

根据此结构，在基板的第1沟槽内设置具有芯部的内部波导，在基板的第2沟槽内设置的光纤的光纤芯部与内部波导的芯部光学连接。而且，当光学元件为发光元件时通过镜部向内部波导的芯部射出光信号，当光学元件为受光元件时通过镜部接收来自内部波导的芯部的光信号。

这样，由于内部波导处于光纤的光纤芯部的先端和镜部之间存，所以从发光元件射出的光束以及从光纤的光纤芯部射出的光束都不会扩散。因此，在任何的方向几乎没有光纤的光纤芯部的先端和镜部之间的光信号的传输损失，从而光耦合效率得到提高。

例如，当光学元件的发光面是位于基板一侧的倒装式芯片安装时，最好将光纤接近光学元件的正下方。然而，根据光纤外径尺寸的不同，有时难以将光纤接近光学元件的下方而配置。另外，如果使基板的沟槽较深则光纤和光学元件之间的距离变长。即使在这样的情况下，如上所述，因为存在内部波导，所以光纤的光纤芯部的先端和镜部之间的光信号的传输损失几乎不存在，从而能够提高光耦合效率。

另外，由于第2沟槽具有底面的结构，因此无需如剖面V字形状那样使沟槽加深增长倾斜面。因此，例如，在通过蚀刻形成第2沟槽时，与上述剖面为V字形状相比，容易在短时间内形成。

此外，还可以是以下结构，所述内部波导的所述芯部在所述光学元件为发光元件时，具有所述芯部的宽度从所述镜部起朝向与所述光纤的所述光纤芯部的连接端部逐渐变窄的斜面。

根据此结构，在光学元件为发光元件时，通过使内部波导的芯部先端变窄，从发光元件射出的光束可以收束。因此，能进一步提高光耦合效率。

还可以是以下结构，所述内部波导的所述芯部，在所述光学元件为受光元件时，具有所述芯部的宽度从与所述光纤的所述光纤芯部的连接端部起朝向所述镜部逐渐变窄的斜面。

根据此结构，在光学元件为受光元件时，通过使内部波导的芯部后端变窄，从光纤的光纤芯部射出的光束可以收束。因此，能进一步提高光耦合效率。

还可以是以下结构，所述内部波导的所述芯部的宽度比所述第1沟槽的上端的宽度窄。

内部波导的芯部的宽度与第1沟槽的上端的宽度相同时，有可能导致来自光学元件的光束在芯部沿宽度方向扩散，光束的一部分不能到达光纤的光纤芯部。因此，通过使芯部的宽度比第1沟槽上端的宽度窄，优选与光纤芯部的宽度大致相同宽度，光束几乎全部都能到达光纤的光纤芯部，从而可以提高光耦合效率。

还可以是以下结构，所述第1沟槽的剖面形状呈大致梯形，所述第1沟槽的底面的宽度比所述内部波导的所述芯部的宽度宽。

根据此结构，芯部成形时，在将内部波导的芯部图案化(光固化)之际，由于在底面的不需要的反射没有了，因此可以获得高精度的芯形状。

还可以是以下结构，在所述基板的所述表面，与所述第2沟槽连续地形成比所述第2沟槽深的第3沟槽，所述第3沟槽与所述光纤的覆盖部粘接。

根据据此结构，由于光纤的覆盖部可以设置在第1基板的第3沟槽，因此能够防止来自光纤的应力集中到与包层部的覆盖部的边界部分。

另外，由于第3沟槽具有底面，因此无需如剖面V字形状那样使沟槽加深增长倾斜面，例如，在通过蚀刻形成第3沟槽时，与上述剖面为V字形状相比，容易在短时间内形成。

还可以是以下结构，所述基板被设置在尺寸比所述基板大的其它基板上，所述光纤的覆盖部被固定于所述其它基板。

根据此结构，由于可以将光纤的覆盖部固定在其它基板上，因此可以提高光纤的固定强度。此外，即使从光模块外部有作用于光纤的弯曲力或扩张力，也由于不影响与内部波导的光耦合部，因此不会降低光耦合效率。

还可以是以下结构，所述基板被设置在尺寸比所述基板大的其它基板上，覆盖体被固定在所述光纤的覆盖部的外周，所述覆盖体被固定于所述其它基板。

根据此结构，由于可以将覆盖部固定在其它基板上，因此能提高光纤的固定强度。此外，即使从光模块外部有作用于光纤的弯曲力或扩张力，也由于不影响与内部波导的光耦合部，所以不会降低光耦合效率。另外，用覆盖体的厚度可以抑制因光纤的自重引起的弯曲，能够抑制在光纤的粘接部施加外力。据此，因为在与内部波导的光耦合部不容易产生应力，所以光耦合效率不容易降低。

还可以是以下结构，多条所述第1沟槽彼此分离地被配置于所述基板。

根据此结构，因为多条第1沟槽1a以彼此分离的状态加以配置，所以可以控制通过每条第1沟槽1a的光信号泄漏而影响到通过相邻的第1沟槽1a的光信号的现象、即所谓的串扰的发生。由此，可以提高每条第1沟槽1a中的光耦合效率。

产业上的可利用性

本发明适用于具备光学元件的光模块。

符号的说明

1 第1基板

1a、1a-1、1a-2 第1沟槽

1b、1b-1、1b-2 第2沟槽

1c 第3沟槽

1e、1f、1g 隔断壁部分

2 光纤(外部波导)

6 第2基板(其它基板)

10e、100e 第2沟槽的倾斜面

10`100f 第2沟槽的底面

12a 发光元件(光学元件)

12b 受光元件(光学元件)

13 光学透明树脂

15 镜部

16-1、16-2 内部波导

17 芯部

18 包层部

21 光纤芯部

22 光纤包层部

23 覆盖部

25 覆盖体

W1至W3 宽度

26凸形层 (吸收体)

L1、L2 长度

Claims (16)

1.一种光模块，其特征在于包括：

基板，在其表面形成有多条第1沟槽；

内部波导，被分别设置于所述多条第1沟槽内并具有芯部；

镜部，被分别形成在所述多条第1沟槽的先端部，用于光路变换；

光学元件，以与所述镜部相对置的方式被安装在所述基板的所述表面，通过所述镜部向所述内部波导的芯部发出光信号，或者，通过所述镜部接收来自所述内部波导的芯部的光信号，其中，

所述基板的所述多条第1沟槽以相互独立的状态大致平行地形成，相邻的所述第1沟槽从所述基板的端面起的长度彼此不同，

所述光学元件，以与分别形成在长度不同的所述第1沟槽的先端部的所述镜部相对置的方式被分别安装在所述基板的所述表面。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：

所述多个光学元件包含发光元件和受光元件；

所述发光元件，以与形成在长度比与所述受光元件光学耦合的所述内部波导短的所述内部波导的先端部的镜部相对置的方式，被安装在所述基板的所述表面。

3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于还包括：

外部波导，具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部，其中，

在所述基板的所述表面，形成与所述内部波导的所述第1沟槽连续的第2沟槽，

所述内部波导的光轴和所述外部波导的光轴，通过将所述外部波导嵌入并固定在所述第2沟槽而被设定为一致。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于：

在相邻的所述第2沟槽之间，以不与所述相邻的第1沟槽之间的隔断壁部分断开的方式形成隔断壁部分。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光模块，其特征在于还包括：

外部波导，具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部，其中，

所述外部波导为多通道的光纤。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的光模块，其特征在于还包括：

外部波导，具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部，其中，

所述外部波导为多通道的柔性波导膜。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光模块，其特征在于：

在所述各光学元件之间的基板的表面，形成与所述内部波导的包层部相同材料的凸形层。

8.权利要求1所述的光模块，其特征在于还包括：

外部波导，具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部，其中，

在所述基板的所述表面，与所述多条第1沟槽连续地形成多条第2沟槽，其中，所述第2沟槽比所述第1沟槽深且剖面呈大致V字形状，

所述外部波导具备光纤，所述光纤具有被设置在所述第2沟槽内的光纤包层部和作为该外部波导的所述芯部的光纤芯部。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于还包括：

外部波导，具有与所述内部波导的所述芯部光学耦合的芯部，其中，

在所述基板的所述表面，比所述多条第1沟槽深的多条第2沟槽被与相应的第1沟槽连续地形成，

所述外部波导具备光纤，所述光纤具有被设置在所述第2沟槽内的光纤包层部和作为该外部波导的所述芯部的光纤芯部，

所述第2沟槽具备以规定的宽度而形成的底面和分别与所述底面的宽度方向的两端连接用来支承所述光纤包层部的外周的倾斜面。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于：

所述内部波导的所述芯部，在所述光学元件为发光元件时，具有所述芯部的宽度从所述镜部起朝向与所述光纤的所述光纤芯部的连接端部逐渐变窄的斜面。

11.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于：

所述内部波导的所述芯部，在所述光学元件为受光元件时，具有所述芯部的宽度从与所述光纤的所述光纤芯部的连接端部起朝向所述镜部逐渐变窄的斜面。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的光模块，其特征在于：

所述内部波导的所述芯部的宽度比所述第1沟槽的上端的宽度窄。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的光模块，其特征在于：

所述第1沟槽的剖面形状呈大致梯形，所述第1沟槽的底面的宽度比所述内部波导的所述芯部的宽度宽。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的光模块，其特征在于：

在所述基板的所述表面，与所述第2沟槽连续地形成比所述第2沟槽深的第3沟槽，

所述第3沟槽与所述光纤的覆盖部粘接。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的光模块，其特征在于：

所述基板被设置于尺寸比所述基板大的其它基板，所述光纤的覆盖部被固定于所述其它基板。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的光模块，其特征在于：

所述基板被设置于尺寸比所述基板大的其它基板，覆盖体被固定在所述光纤的覆盖部的外周，所述覆盖体被固定于所述其它基板。

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