JP2001188147A - Optical device and its manufacturing method - Google Patents

Optical device and its manufacturing method

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JP2001188147A
JP2001188147A JP2000358561A JP2000358561A JP2001188147A JP 2001188147 A JP2001188147 A JP 2001188147A JP 2000358561 A JP2000358561 A JP 2000358561A JP 2000358561 A JP2000358561 A JP 2000358561A JP 2001188147 A JP2001188147 A JP 2001188147A
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JP
Japan
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optical
optical fiber
substrate
light
light receiving
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Application number
JP2000358561A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Uno
智昭 宇野
Jun Otani
順 雄谷
Motoji Toumon
元二 東門
Masahiro Mitsuta
昌弘 光田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized device which has small loss and high reliability at a low price. SOLUTION: This optical device has a substrate 1, at least one 1st groove 3 which is formed in the substrate 1, an optical fiber 2 which is arranged in the 1st groove 3, and at least one 2nd groove 4 which obliquely crosses the optical fiber 2, and is equipped with an optical member which is inserted into the 2nd groove 4 and has a surface reflecting or diffracting at least part of light propagated in the optical fiber 2. A photodetecting element is arranged where the light reflected or diffracted by the optical member is received.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ伝送路
に接続して、光信号を受信あるいは送受信することので
きる光デバイスおよびその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device capable of receiving or transmitting and receiving an optical signal by connecting to an optical fiber transmission line and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長分割多重(WDM: Wavelength Divisi
on Multiplexing)によれば、光伝送システムの伝送容
量を増加することができる。また、それだけではなく、
双方向伝送や、異種信号の同時伝送を可能にすることも
できる。このように波長分割多重は、光伝送システムに
おけるサービス要求に対して柔軟に応えることができる
ものであり、中継伝送系、加入者系、および構内伝送系
等のさまざまの光伝送システムヘの適用が可能である。
2. Description of the Related Art Wavelength division multiplexing (WDM)
on Multiplexing), it is possible to increase the transmission capacity of the optical transmission system. Not only that,
Two-way transmission and simultaneous transmission of different types of signals can also be made possible. As described above, wavelength division multiplexing can flexibly respond to service requests in optical transmission systems, and is applicable to various optical transmission systems such as relay transmission systems, subscriber systems, and local transmission systems. It is possible.

【0003】近年、特に、センター局から多チャンネル
の映像情報やデータを一般家庭まで光ファイバを用いて
伝送する光加入者系システムが提案され、検討されてい
る。これらのシステムでは、一般家庭の加入者端末にお
いて、波長多重される異種の光信号を同時に受信するた
めの複数の受光装置と、家庭からセンターに向けたリク
エストやデータをおくるための発光装置とが必要とな
る。例えば、この種の目的に用いられる装置が、参考文
献(I. Ikushima et al.,"High-performance compact o
ptical WDM transceiver module for passive double s
tar subscriber systems," Journal of Lightwave Tech
nology, vol.13, No.3, March 1995.)に開示されてい
る。
In recent years, in particular, an optical subscriber system for transmitting multi-channel video information and data from a center station to ordinary households using optical fibers has been proposed and studied. In these systems, in a general home subscriber terminal, a plurality of light receiving devices for simultaneously receiving different types of wavelength-multiplexed optical signals and a light emitting device for sending a request or data from the home to the center are provided. Required. For example, a device used for this type of purpose is described in a reference (I. Ikushima et al., "High-performance compact o
ptical WDM transceiver module for passive double s
tar subscriber systems, "Journal of Lightwave Tech
nology, vol. 13, No. 3, March 1995.).

【0004】図30は、双方向信号伝送に適用可能な受
光用光デバイスの従来例を示している。この装置は、特
開平6−331837号公報に開示されている。
FIG. 30 shows a conventional example of a light receiving optical device applicable to bidirectional signal transmission. This device is disclosed in JP-A-6-331837.

【0005】この装置では、図30に示されるように、
第1光ファイバ2012と第2光ファイバ2014とが
間隙(数μm程度)を介して直列的に結合されている。
第1光ファイバ2012の一端は、光軸に対して斜めに
カットされ、その部分には光信号の一部を反射させ残り
を透過させる半透過・半反射面2011が形成されてい
る。同様に、第2光ファイバ2014の一端も、光軸に
対して斜めにカットされ、その部分には、光信号の一部
を反射させ残りを透過させる半透過・半反射面2013
が形成されている。
In this device, as shown in FIG.
The first optical fiber 2012 and the second optical fiber 2014 are connected in series via a gap (about several μm).
One end of the first optical fiber 2012 is cut obliquely with respect to the optical axis, and a semi-transmissive / semi-reflective surface 2011 for reflecting a part of the optical signal and transmitting the rest is formed in that part. Similarly, one end of the second optical fiber 2014 is also cut obliquely with respect to the optical axis, and a semi-transmissive / semi-reflective surface 2013 that reflects a part of the optical signal and transmits the rest is provided in that part.
Are formed.

【0006】第2光ファイバの半透過・半反射面201
3が第1光ファイバ2012の半透過・半反射面201
1と対向するように、かつ各々の光軸が一直線状になる
ように、第1及び第2光ファイバ2012及び2014
が配置される。
The semi-transmissive / semi-reflective surface 201 of the second optical fiber
3 is a semi-transmissive / semi-reflective surface 201 of the first optical fiber 2012
1 and the first and second optical fibers 2012 and 2014 so that they face each other and their optical axes are linear.
Is arranged.

【0007】図中右から伝搬してきた光信号は、第1光
ファイバ2012の半透過・半反射面2011によって
反射され、光ファイバ2012から外部に出射される。
その光信号の経路上に第1フォトダイオード2015が
配置され、この光信号を受光して電気信号を生成する。
[0007] The optical signal propagating from the right side in the figure is reflected by the semi-transmissive / semi-reflective surface 2011 of the first optical fiber 2012 and is emitted from the optical fiber 2012 to the outside.
A first photodiode 2015 is arranged on the path of the optical signal, and receives the optical signal to generate an electric signal.

【0008】図中左から伝搬してきた光信号は、第2光
ファイバ2014の半透過・半反射面2013によって
反射されて、第2光ファイバ2014から外部に出射さ
れる。その光信号の経路上には第2フォトダイオード2
016が配置され、この光信号を受光して電気信号を生
成する。
[0008] The optical signal propagating from the left side in the figure is reflected by the semi-transmissive / semi-reflective surface 2013 of the second optical fiber 2014 and emitted from the second optical fiber 2014 to the outside. A second photodiode 2 is provided on the optical signal path.
016 is arranged to receive the optical signal and generate an electric signal.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この従来の光デバイス
では、斜めにカットされた光ファイバの端面に直接に半
透過・半反射面を形成している。このために、(1)光
ファイバの端面が平滑になるように特殊なカットをする
か、斜めにカットを行った後に研磨加工を施す必要があ
る。また、(2)光ファイバの端面に半透過・半反射面
を形成するために、光ファイバの端面上に薄膜を堆積す
る必要がある。真空蒸着装置等の薄膜堆積装置内に光フ
ァイバを挿入し、その端面に薄膜を堆積する工程は製造
のスループットを低下させる。
In this conventional optical device, a semi-transmissive / semi-reflective surface is formed directly on an end face of an optical fiber cut obliquely. For this purpose, (1) it is necessary to make a special cut so that the end face of the optical fiber becomes smooth, or to perform a polishing process after performing an oblique cut. (2) In order to form a semi-transmissive / semi-reflective surface on the end face of the optical fiber, it is necessary to deposit a thin film on the end face of the optical fiber. The process of inserting an optical fiber into a thin film deposition device such as a vacuum deposition device and depositing a thin film on the end face lowers the production throughput.

【0010】また、2本の異なる光ファイバを別々に斜
めカットした後光軸を揃えるように配置するため、
(3)光軸を高精度に調整する必要があるとともに、
(4)光軸ずれによって、2本の光ファイバ間の光の伝
搬損失が増大しやすく、また、装置間で伝送損失の大き
さにばらつきがある。また、(5)2本の光ファイバの
光軸が揃った状態では、光ファイバ間隙が数μm程度で
あっても、光ファイバと空気との間に屈折率差があるた
め、信号光が間隙で屈折し、伝送損失が極めて大きくな
るおそれがある。
In addition, since two different optical fibers are separately obliquely cut and then arranged so that the optical axes are aligned,
(3) It is necessary to adjust the optical axis with high accuracy,
(4) The optical axis shift tends to increase the propagation loss of light between the two optical fibers, and the transmission loss varies between the devices. (5) In the state where the optical axes of the two optical fibers are aligned, even if the gap between the optical fibers is about several μm, there is a difference in the refractive index between the optical fiber and the air. And the transmission loss may be extremely large.

【0011】本発明は上記した問題点に鑑み、小型化、
集積化、軽量化をはかると共に、生産性を向上させて低
コストな光デバイスを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a reduced size.
An object of the present invention is to provide a low-cost optical device by improving integration and weight while improving productivity.

【0012】本発明の他の目的は、光ファイバ伝送路に
接続して、光信号を受信あるいは送信する双方向の光デ
バイス及びその製造方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a bidirectional optical device which receives or transmits an optical signal by connecting to an optical fiber transmission line, and a method of manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の光デバイスは、
基板と、該基板に形成された少なくとも一つの第1溝
と、該第1溝内に配置された光ファイバと、該光ファイ
バを斜めに横切る少なくとも一つの第2溝とを備えた光
デバイスであって、更に、該第2溝内に挿入され、該光
ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回
折する面を有する光学部材を備えている。
The optical device of the present invention comprises:
An optical device comprising: a substrate; at least one first groove formed in the substrate; an optical fiber disposed in the first groove; and at least one second groove obliquely crossing the optical fiber. And an optical member that is inserted into the second groove and has a surface that reflects or diffracts at least a part of light propagating through the optical fiber.

【0014】好ましい実施形態では、前記第2溝内にお
いて、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間
には、該光ファイバのコア部の屈折率nfにほぼ等しい
屈折率nrを持つ材料が埋められている。
[0014] In a preferred embodiment, in the second groove, the material having at least the between the optical member and the optical fiber is substantially equal refractive index n r of the refractive index n f of a core portion of the optical fiber Is buried.

【0015】好ましい実施形態では、前記屈折率nr
前記屈折率nfとの間には、0.9≦(nr/nf)≦
1.1の関係がある。
In a preferred embodiment, between the refractive index n r and the refractive index n f , 0.9 ≦ (n r / n f ) ≦
1.1.

【0016】好ましい実施形態では、前記屈折率nr
持つ材料は樹脂から形成されている。
In a preferred embodiment, the material having the refractive index nr is formed of a resin.

【0017】好ましい実施形態では、前記屈折率nr
持つ材料は紫外線硬化樹脂から形成されている。
In a preferred embodiment, the material having the refractive index nr is formed of an ultraviolet curable resin.

【0018】ある実施形態では、前記第2溝の内壁には
微細な凹凸が存在する。
In one embodiment, fine irregularities are present on the inner wall of the second groove.

【0019】ある実施形態では、前記光学部材は、選択
された範囲の波長を有する光を選択的に反射する。
In one embodiment, the optical member selectively reflects light having a wavelength in a selected range.

【0020】ある実施形態では、前記光学部材は、選択
された範囲の波長を有する光を選択的に透過する。
In one embodiment, the optical member selectively transmits light having a wavelength in a selected range.

【0021】好ましい実施形態では、前記光学部材は、
屈折率nbを持つ材料から形成されたベースと、該ベー
ス上に形成された誘電体多層膜とを備えており、該屈折
率n bと前記屈折率nfとの間には、0.9≦(nb
f)≦1.1の関係がある。
In a preferred embodiment, the optical member includes:
Refractive index nbA base formed of a material having
A dielectric multilayer film formed on the
Rate n bAnd the refractive index nfAnd 0.9 ≦ (nb/
nf) ≦ 1.1.

【0022】ある実施形態では、前記光学部材の前記面
は回折格子を有する。
In one embodiment, the surface of the optical member has a diffraction grating.

【0023】ある実施形態では、前記基板は前記光ファ
イバを伝搬する信号光に対して透明な材料から形成され
ている。
In one embodiment, the substrate is made of a material transparent to signal light propagating through the optical fiber.

【0024】ある実施形態では、前記基板はガラスから
形成されている。
[0024] In one embodiment, the substrate is formed of glass.

【0025】ある実施形態では、前記基板はセラミック
から形成されている。
In one embodiment, the substrate is formed from a ceramic.

【0026】ある実施形態では、前記基板は半導体から
形成されている。
In one embodiment, the substrate is formed from a semiconductor.

【0027】好ましい実施形態では、前記光学部材の前
記面の法線は、前記光ファイバの光軸と平行ではない。
In a preferred embodiment, a normal to the surface of the optical member is not parallel to an optical axis of the optical fiber.

【0028】好ましい実施形態では、前記第2溝は、前
記基板の上面に対して傾斜している。
In a preferred embodiment, the second groove is inclined with respect to the upper surface of the substrate.

【0029】ある実施形態では、前記光学部材によって
反射または回折された光を受け取る少なくとも1つの光
学素子を、前記基板上に備えている。
In one embodiment, at least one optical element for receiving light reflected or diffracted by the optical member is provided on the substrate.

【0030】ある実施形態では、前記光学部材を透過し
た光を受け取る少なくとも1つの第2光学素子を、前記
基板上に更に備えている。
In one embodiment, at least one second optical element for receiving light transmitted through the optical member is further provided on the substrate.

【0031】ある実施形態では、前記基板は、上面と底
面とを有しており、該基板の該底面に配置され、前記光
学部材により反射または回折された光を受け取る第1受
光素子と、該基板の該上面に配置され、該光学部材によ
り反射または回折された光を受け取る第2受光素子とを
更に備えている。
In one embodiment, the substrate has a top surface and a bottom surface, and a first light receiving element disposed on the bottom surface of the substrate for receiving light reflected or diffracted by the optical member; A second light receiving element disposed on the upper surface of the substrate and receiving light reflected or diffracted by the optical member.

【0032】ある実施形態では、前記基板は、上面と、
反射器の取り付けられた底面とを有しており、該基板の
該上面に配置され、前記光学部材により反射または回折
された光を受け取る第1受光素子と、該基板の該上面に
配置され、該光学部材により反射または回折された光
を、該反射器を介して受け取る第2受光素子とを更に備
えている。
In one embodiment, the substrate includes an upper surface,
A first light receiving element that has a bottom surface with a reflector attached thereto, is disposed on the upper surface of the substrate, and receives light reflected or diffracted by the optical member, and is disposed on the upper surface of the substrate; A second light receiving element that receives the light reflected or diffracted by the optical member via the reflector.

【0033】前記基板は、上面と底面と複数の側面とを
有しており、該基板の該複数の側面の一つに配置され、
前記光学部材により反射または回折された光を受け取る
第1受光素子と、該基板の該複数の側面の他の一つに配
置され、該光学部材により反射または回折された光を受
け取る第2受光素子とを更に備えている。
The substrate has a top surface, a bottom surface, and a plurality of side surfaces, and is disposed on one of the plurality of side surfaces of the substrate.
A first light receiving element for receiving light reflected or diffracted by the optical member, and a second light receiving element disposed on another one of the plurality of side surfaces of the substrate and receiving light reflected or diffracted by the optical member And further provided.

【0034】ある実施形態では、前記光学素子は、受け
取った光に応じた電気信号を生成する受光素子である。
[0034] In one embodiment, the optical element is a light receiving element that generates an electric signal according to the received light.

【0035】好ましい実施形態では、前記受光素子は、
前記基板上に固定されている。
In a preferred embodiment, the light receiving element is
It is fixed on the substrate.

【0036】好ましい実施形態では、前記受光素子の受
光面と前記基板との間には、前記光ファイバのコア部の
屈折率nfにほぼ等しい屈折率npを持つ材料が埋められ
ている。
[0036] In a preferred embodiment, between the substrate and the light-receiving surface of the light receiving element, the material having a refractive index substantially equal to n p the refractive index n f of a core portion of the optical fiber is filled.

【0037】ある実施形態では、前記受光素子の受光面
には低反射率膜が形成されている。
In one embodiment, a low reflectance film is formed on the light receiving surface of the light receiving element.

【0038】ある実施形態では、前記第2溝の数は複数
であり、該複数の第2溝のそれぞれに、異なるフィルタ
特性を持つ光学部材が挿入されている。
In one embodiment, the number of the second grooves is plural, and optical members having different filter characteristics are inserted into each of the plural second grooves.

【0039】ある実施形態では、前記第1溝の数は複数
であり、前記第2溝の数は単数であり、該単一の第2溝
が該複数の第1溝を横切っている。
In one embodiment, the number of the first grooves is plural and the number of the second grooves is singular, and the single second groove crosses the plurality of first grooves.

【0040】ある実施形態では、前記第1溝の数は複数
であり、該複数の第1溝は、ほぼ平行となるように前記
基板上に配列されている。
In one embodiment, the number of the first grooves is plural, and the plurality of first grooves are arranged on the substrate so as to be substantially parallel.

【0041】ある実施形態では、前記基板上には、前記
第1溝に交差する方向に沿って第3溝が形成されてお
り、該第3溝内には他の光ファイバが設けられており、
前記光学部材から反射又は回折された光が該他の光ファ
イバに結合される。
In one embodiment, a third groove is formed on the substrate along a direction intersecting the first groove, and another optical fiber is provided in the third groove. ,
Light reflected or diffracted from the optical member is coupled to the other optical fiber.

【0042】ある実施形態では、前記光ファイバの端部
に半導体レーザから出射されたレーザ光が結合される。
In one embodiment, laser light emitted from a semiconductor laser is coupled to the end of the optical fiber.

【0043】ある実施形態では、前記基板は該上面に凹
部を有しており、該基板の該凹部に配置された半導体レ
ーザを備えており、前記光ファイバの端部はレンズ状に
加工されており、該半導体レーザの出射光が該光ファイ
バに光学的に結合する。
In one embodiment, the substrate has a concave portion on the upper surface and includes a semiconductor laser disposed in the concave portion of the substrate, and an end of the optical fiber is processed into a lens shape. The light emitted from the semiconductor laser is optically coupled to the optical fiber.

【0044】ある実施形態では、前記光ファイバの端部
は、前記レンズ状部分の位置を前記半導体レーザ素子に
対して相対的に移動させることのできる可動部を有して
おり、前記半導体レーザの出射光が該光ファイバに光学
的に結合される状態で該可動部が固定されている。
In one embodiment, the end of the optical fiber has a movable portion capable of moving the position of the lens-shaped portion relative to the semiconductor laser element, and The movable portion is fixed in a state where the emitted light is optically coupled to the optical fiber.

【0045】ある実施形態では、前記基板は該上面に凹
部を有しており、該基板の該凹部に配置された半導体レ
ーザと、該半導体レーザの出射光を該光ファイバに光学
的に結合するレンズとを備えている。
In one embodiment, the substrate has a concave portion on the upper surface, and a semiconductor laser disposed in the concave portion of the substrate and optically coupling outgoing light of the semiconductor laser to the optical fiber. Lens.

【0046】ある実施形態では、前記半導体レーザと前
記レンズとを支持する支持部材が前記基板の凹部に配置
されている。
In one embodiment, a support member for supporting the semiconductor laser and the lens is arranged in a concave portion of the substrate.

【0047】ある実施形態では、前記支持部材上に配置
された前記半導体レーザは、検査により選別された後
に、前記基板の凹部に配置される。
In one embodiment, the semiconductor laser placed on the supporting member is placed in a concave portion of the substrate after being sorted by inspection.

【0048】ある実施形態では、前記半導体レーザから
のレーザ光の一部を受け取る受光素子を前記基板上に備
えている。
In one embodiment, a light receiving element for receiving a part of the laser light from the semiconductor laser is provided on the substrate.

【0049】ある実施形態では、前記光ファイバは、該
光ファイバを伝搬する信号光の波長帯域においてシング
ルモードファイバとして機能する第1部分と、該信号光
の波長帯域においてマルチモードファイバとして機能す
る第2部分と、該第1部分及び該第2部分を接続する接
続部分とを有しており、該第1部から該第2部分に向か
って該接続部のコア径がゆるやかに連続して変化してい
る。
In one embodiment, the optical fiber has a first portion functioning as a single mode fiber in the wavelength band of the signal light propagating through the optical fiber, and a second portion functioning as a multimode fiber in the wavelength band of the signal light. And a connecting portion connecting the first portion and the second portion, and a core diameter of the connecting portion gradually changes from the first portion toward the second portion. are doing.

【0050】ある実施形態では、前記光ファイバのう
ち、前記マルチモードファイバとして機能する第2部分
のコア径は、シングルモードファイバの一部を加熱処理
することによって増加されたものである。
In one embodiment, the core diameter of the second portion of the optical fiber that functions as the multi-mode fiber is increased by heating a part of the single-mode fiber.

【0051】ある実施形態では、前記第3溝内の前記他
の光ファイバは、マルチモードファイバから形成されて
おり、前記光学部材から反射又は回折された光を該他の
光フアイバを介して受け取る受光素子を更に備えてい
る。
In one embodiment, the other optical fiber in the third groove is formed of a multi-mode fiber, and receives light reflected or diffracted from the optical member via the other optical fiber. A light receiving element is further provided.

【0052】ある実施形態では、前記基板には電気配線
パターンが形成されており、前記受光素子は、該電気配
線パターンに接続されている。
In one embodiment, an electric wiring pattern is formed on the substrate, and the light receiving element is connected to the electric wiring pattern.

【0053】ある実施形態では、前記受光素子の信号処
理を行うための半導体電気素子が、前記電気配線パター
ンに接続されている。
In one embodiment, a semiconductor electric element for performing signal processing of the light receiving element is connected to the electric wiring pattern.

【0054】ある実施形態では、前記光ファイバの一端
には、他の光ファイバに接続するための光コネクタが取
り付けられている。
In one embodiment, an optical connector for connecting to another optical fiber is attached to one end of the optical fiber.

【0055】ある実施形態では、前記基板の上面を覆う
ように形成された保護膜を更に備えている。
In one embodiment, the semiconductor device further comprises a protective film formed so as to cover the upper surface of the substrate.

【0056】ある実施形態では、前記基板は、前記光フ
ァイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための
複数の端子とを有する箇体内に収容されている。
In one embodiment, the substrate is housed in a housing having an outlet for the optical fiber and a plurality of terminals for electrically connecting to the outside.

【0057】ある実施形態では、前記半導体レーザは前
記支持部材上に第1の半田材料によって接続され、該支
持部材は該第1の半田材料の融点よりも高い融点を持つ
第2の半田材料によって前記基板上に接続されている。
In one embodiment, the semiconductor laser is connected to the support member by a first solder material, and the support member is connected by a second solder material having a melting point higher than the melting point of the first solder material. It is connected on the substrate.

【0058】ある実施形態では、前記基板は、前記光フ
ァイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための
複数の端子とを有する箇体内に収容されており、該基板
は前記第2の半田材料の融点よりも低い融点を持つ第3
の半田材料によって該箇体の底部に接続されている。
In one embodiment, the substrate is housed in a housing having an outlet for the optical fiber and a plurality of terminals for electrically connecting to the outside, and the substrate is mounted on the second substrate. Third with a melting point lower than the melting point of the solder material
Is connected to the bottom of the box.

【0059】本発明の他の光デバイスは、基板と、該基
板に形成された少なくとも一つの第1溝と、該第1溝内
に配置され、双方向に信号光を伝搬する光ファイバと、
該光ファイバを斜めに横切る少なくとも一つの第2溝と
を備えた光デバイスであって、更に、該第2溝内に挿入
され、該光ファイバを伝搬する双方向信号光の少なくと
も一部を反射または回折する面を有する光学部材と、該
双方向信号光のうち、該光学部材によって反射または回
折された光をそれぞれ受け取る2つの受光素子と、を備
えている。
Another optical device of the present invention comprises: a substrate; at least one first groove formed in the substrate; an optical fiber disposed in the first groove, for transmitting signal light bidirectionally;
An optical device having at least one second groove obliquely crossing the optical fiber, further comprising at least a part of a bidirectional signal light inserted in the second groove and propagating through the optical fiber. Alternatively, the optical device includes an optical member having a diffracting surface, and two light receiving elements that respectively receive light reflected or diffracted by the optical member out of the bidirectional signal light.

【0060】ある実施形態では、前記光ファイバを横切
る第3溝と、該第3溝内に挿入され、該光ファイバを伝
搬する不要な波長成分の光を反射除去する面を有する第
2の光学部材と、を更に備えている。
In one embodiment, a second groove having a third groove traversing the optical fiber and having a surface inserted in the third groove for reflecting and removing light of an unnecessary wavelength component propagating through the optical fiber. And a member.

【0061】ある実施形態では、前記第2溝は前記光フ
ァイバの光軸に対して垂直である。
In one embodiment, the second groove is perpendicular to the optical axis of the optical fiber.

【0062】ある実施形態では、前記第3溝中に挿入さ
れた前記第2の光学部材による反射光が前記2つの受光
素子に混入しないように、前記第2溝及び該第3溝は前
記光ファイバの光軸に対して異なる角度に形成されてい
る。
In one embodiment, the second groove and the third groove are provided so that the reflected light from the second optical member inserted into the third groove does not enter the two light receiving elements. They are formed at different angles with respect to the optical axis of the fiber.

【0063】好ましい実施形態では、前記第2溝内にお
いて、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間
には、該光ファイバのコア部の屈折率nfにほぼ等しい
屈折率nrを持つ材料が埋められている。
In a preferred embodiment, a material having a refractive index n r substantially equal to the refractive index n f of the core of the optical fiber is provided at least between the optical member and the optical fiber in the second groove. Is buried.

【0064】好ましい実施形態では、前記屈折率nr
前記屈折率nfとの間には、0.9≦(nr/nf)≦
1.1の関係がある。
In a preferred embodiment, between the refractive index n r and the refractive index n f , 0.9 ≦ (n r / n f ) ≦
1.1.

【0065】ある実施形態では、前記屈折率nrを持つ
材料は樹脂から形成されている。
In one embodiment, the material having the refractive index n r is formed of a resin.

【0066】ある実施形態では、前記屈折率nrを持つ
材料は紫外線硬化樹脂から形成されている。
In one embodiment, the material having the refractive index n r is formed of an ultraviolet curing resin.

【0067】ある実施形態では、前記第2溝の内壁には
微細な凹凸が存在する。
In one embodiment, fine irregularities exist on the inner wall of the second groove.

【0068】ある実施形態では、前記光学部材は、選択
された範囲の波長を有する光を選択的に反射する。
In one embodiment, the optical member selectively reflects light having a wavelength in a selected range.

【0069】ある実施形態では、前記光学部材は、選択
された範囲の波長を有する光を選択的に透過する。
In one embodiment, the optical member selectively transmits light having a wavelength in a selected range.

【0070】ある実施形態では、前記光学部材は、屈折
率nbを持つ材料から形成されたベースと、該ベース上
に形成された誘電体多層膜とを備えており、該屈折率n
bと前記屈折率nfとの間には、0.9≦(nb/nf)≦
1.1の関係がある。
In one embodiment, the optical member includes a base formed of a material having a refractive index n b , and a dielectric multilayer film formed on the base, wherein the refractive index n b
0.9 ≦ (n b / n f ) ≦ b between b and the refractive index n f.
1.1.

【0071】ある実施形態では、前記光学部材の前記面
は回折格子を有する。
In one embodiment, the surface of the optical member has a diffraction grating.

【0072】ある実施形態では、前記基板は前記光ファ
イバを伝搬する信号光に対して透明な材料から形成され
ている。
In one embodiment, the substrate is formed of a material transparent to signal light propagating through the optical fiber.

【0073】ある実施形態では、前記基板はガラス材料
から形成されている。
[0073] In one embodiment, the substrate is formed of a glass material.

【0074】ある実施形態では、前記基板はプラスティ
ック材料から形成されている。
In one embodiment, the substrate is formed from a plastic material.

【0075】ある実施形態では、前記双方向信号光は、
相互に異なる波長を有しており、前記光学部材は、透明
でかつ光ファイバの屈折率とほぼ同じ屈折率を有するベ
ースと、該ベースの2つの主面上に形成された2つの反
射コートとを有しており、該2つの反射コートは、それ
ぞれ、異なる反射特性を示す。
In one embodiment, the bidirectional signal light is:
The optical member has a wavelength different from each other, and the optical member includes a base that is transparent and has a refractive index substantially equal to the refractive index of the optical fiber, and two reflection coats formed on two main surfaces of the base. , And the two reflection coats respectively show different reflection characteristics.

【0076】ある実施形態では、前記反射コートは、金
属薄膜から形成されている。
In one embodiment, the reflection coat is formed from a metal thin film.

【0077】ある実施形態では、前記2つの反射コート
が、それぞれ、多層薄膜構造を有している。
In one embodiment, each of the two reflection coats has a multilayer thin film structure.

【0078】ある実施形態では、前記2つの受光素子の
それぞれは、カン状箇体にシーリングして実装されてお
り、該カン状箇体と陥合するように前記基板には2つの
凹部が形成されている。
In one embodiment, each of the two light receiving elements is mounted in a sealed manner on a can-shaped member, and two recesses are formed in the substrate so as to be fitted with the can-shaped member. Have been.

【0079】ある実施形態では、前記2つの受光素子
は、前記基板に形成された電気配線パターンに接続され
ている。
In one embodiment, the two light receiving elements are connected to an electric wiring pattern formed on the substrate.

【0080】ある実施形態では、前記電気配線パターン
は、前記2つの受光素子の少なくとも1つから出力され
る電気信号を検出して信号処理する電気集積回路素子に
接続されている。
In one embodiment, the electric wiring pattern is connected to an electric integrated circuit element that detects an electric signal output from at least one of the two light receiving elements and performs signal processing.

【0081】ある実施形態では、前記光ファイバは、該
光ファイバを伝搬する信号光の波長帯域においてシング
ルモードファイバとして機能する第1部分と、該信号光
の波長帯域においてマルチモードファイバとして機能す
る第2部分と、該第1部分及び該第2部分を接続する接
続部分とを有しており、該第1部から該第2部分に向か
って該接続部のコア径がゆるやかに連続して変化してい
る。
In one embodiment, the optical fiber has a first portion functioning as a single mode fiber in a wavelength band of the signal light propagating through the optical fiber, and a second portion functioning as a multimode fiber in the wavelength band of the signal light. And a connecting portion connecting the first portion and the second portion, and a core diameter of the connecting portion gradually changes from the first portion toward the second portion. are doing.

【0082】ある実施形態では、前記基板は、前記光フ
ァイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための
複数の端子とを有する箇体内に収容されている。
In one embodiment, the substrate is housed in a housing having an outlet for the optical fiber and a plurality of terminals for electrically connecting to the outside.

【0083】ある実施形態では、前記光ファイバ内を双
方向に伝搬する光の波長は、1.3μm帯及び/又は
1.5μm帯に属し、前記第2の光学部材によって除去
される不要な光の波長は0.98μm帯又は1.48μ
m帯に属する。
In one embodiment, the wavelength of the light propagating in the optical fiber in both directions belongs to the 1.3 μm band and / or the 1.5 μm band, and unnecessary light removed by the second optical member. Wavelength is 0.98 μm band or 1.48 μm
It belongs to the m band.

【0084】本発明の光デバイスの製造方法は、基板の
上面に第1溝を形成する工程と、光ファイバの一部を該
第1溝内に埋込み固定する工程と、該光ファイバを斜め
に横切る第2溝を形成する工程と、該第2溝内に該光フ
ァイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折
する面を有する光学部材を挿入し固定する工程と、を包
含する。
According to the method of manufacturing an optical device of the present invention, a step of forming a first groove in an upper surface of a substrate, a step of embedding and fixing a part of an optical fiber in the first groove, Forming a second groove that traverses, and inserting and fixing an optical member having a surface that reflects or diffracts at least a portion of light propagating through the optical fiber into the second groove.

【0085】好ましい実施形態では、前記第2溝内に前
記光学部材を挿入し固定する工程は、該第2溝内におい
て、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間
に、該光ファイバのコア部の屈折率nfにほぼ等しい屈
折率nrを持つ材料を埋め込む工程を包含する。
In a preferred embodiment, the step of inserting and fixing the optical member in the second groove includes the step of inserting the core of the optical fiber into the second groove at least between the optical member and the optical fiber. Embedding a material having a refractive index n r approximately equal to the refractive index n f of the part.

【0086】好ましい実施形態では、前記屈折率nr
前記屈折率nfとの間には、0.9≦(nr/nf)≦
1.1の関係がある。
In a preferred embodiment, between the refractive index n r and the refractive index n f , 0.9 ≦ (n r / n f ) ≦
1.1.

【0087】ある実施形態では、前記基板上に少なくと
も一つの受光素子を配置する工程を更に包含する。
In one embodiment, the method further includes the step of arranging at least one light receiving element on the substrate.

【0088】ある実施形態では、前記基板上に少なくと
も一つの受光素子を配置する工程を更に包含する。
In one embodiment, the method further includes the step of arranging at least one light receiving element on the substrate.

【0089】ある実施形態では、前記基板上に少なくと
も一つの発光素子を配置する工程を更に包含する。
In one embodiment, the method further includes the step of arranging at least one light emitting element on the substrate.

【0090】本発明の他の光デバイスの製造方法は、基
板の上面に複数の第1溝を形成する工程と、光ファイバ
の一部を該複数の第1溝内の各々に埋込み固定する工程
と、該複数の光ファイバを斜めに横切る第2溝を形成す
る工程と、該第2溝内に該光ファイバを伝搬する光の少
なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材
を挿入し固定する工程と、を包含する。
In another method of manufacturing an optical device according to the present invention, a step of forming a plurality of first grooves on an upper surface of a substrate and a step of embedding and fixing a part of an optical fiber in each of the plurality of first grooves. Forming a second groove obliquely crossing the plurality of optical fibers, and inserting an optical member having a surface that reflects or diffracts at least a part of light propagating through the optical fiber into the second groove. Fixing.

【0091】好ましい実施形態では、前記光学部材の前
記面の法線方向と前記光ファイバの光軸方向との為す角
度、5度以上40度以下である。
In a preferred embodiment, the angle between the normal direction of the surface of the optical member and the direction of the optical axis of the optical fiber is not less than 5 degrees and not more than 40 degrees.

【0092】本発明の光デバイスは、基板と、該基板に
形成された少なくとも一つの第1溝と、該第1溝内に配
置された光ファイバと、該光ファイバを斜めに横切る該
基板の端面と、を備えた光デバイスであって、更に、該
光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する
材料によって、該基板の該端面上に貼り付けられた、該
光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または
回折する面を有する光学部材と、該基板上に配置された
受光素子であって、該光ファイバ内を伝搬する光の一部
のうち該光学部材によって反射された光を受け取る受光
素子と、を備えている。
An optical device according to the present invention comprises a substrate, at least one first groove formed in the substrate, an optical fiber disposed in the first groove, and a substrate formed by obliquely crossing the optical fiber. And an end face, further comprising: a material having a refractive index substantially the same as the refractive index of the core portion of the optical fiber; An optical member having a surface that reflects or diffracts at least a part of the light that is reflected, and a light receiving element that is disposed on the substrate, and is reflected by the optical member among a part of the light that propagates in the optical fiber. A light receiving element for receiving the light.

【0093】ある実施形態では、前記受光素子は、前記
基板の前記第1溝が形成されている面上に配置されてい
る。
[0093] In one embodiment, the light receiving element is arranged on a surface of the substrate on which the first groove is formed.

【0094】ある実施形態では、前記受光素子は、前記
基板の前記第1溝が形成されている面の反対側の面上に
配置されている。
[0094] In one embodiment, the light receiving element is arranged on a surface of the substrate opposite to a surface on which the first groove is formed.

【0095】ある実施形態では、前記光ファイバを横切
る第3溝と、該第3溝内に挿入され、特定の波長領域の
光を反射する第2の光学部材とを備え、該第2の光学部
材は、該光ファイバ内を伝搬する該特定の波長領域の光
が前記受光素子に入射しないようにする。
In one embodiment, the optical system includes a third groove traversing the optical fiber, and a second optical member inserted in the third groove and reflecting light in a specific wavelength range. The member prevents light of the specific wavelength region propagating in the optical fiber from being incident on the light receiving element.

【0096】ある実施形態では、前記光ファイバのコア
部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する樹脂材料によって
前記基板の上面に貼り付けられた、特定の波長領域の光
を反射する光学部材を備えており、前記受光素子は、該
光学部材の上に配置されている。
In one embodiment, there is provided an optical member for reflecting light in a specific wavelength region, which is attached to the upper surface of the substrate with a resin material having a refractive index substantially equal to the refractive index of the core of the optical fiber. And the light receiving element is disposed on the optical member.

【0097】ある実施形態では、前記受光素子の受光面
には、誘電体多層膜構造を有するフィルタが形成されて
いる。
In one embodiment, a filter having a dielectric multilayer structure is formed on the light receiving surface of the light receiving element.

【0098】ある実施形態では、前記光ファイバは、光
ファイバ光伝送路に接続される。
[0098] In one embodiment, the optical fiber is connected to an optical fiber optical transmission line.

【0099】ある実施形態では、前記光ファイバには、
光ファイバ伝送路に接続するためのフエルール部が形成
されている。
In one embodiment, the optical fiber includes:
A ferrule for connecting to an optical fiber transmission line is formed.

【0100】本発明の他の光デバイスの製造方法は、基
板上に第1溝を形成する工程と、光ファイバを該第1の
溝内に固定する工程と、該光ファイバを斜めに切断し、
該光ファイバの光軸に対して傾斜した端面を該基板上に
形成する工程と、該光ファイバを伝搬する光の少なくと
も一部を反射または回折する面を有する光学部材を、該
光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する
材料によって該傾斜端面に貼り付ける工程と、該光学部
材によって反射又は回折された光を受け取る受光素子を
該基板上に配置する工程と、を包含する。
According to another method of manufacturing an optical device of the present invention, there are provided a step of forming a first groove on a substrate, a step of fixing an optical fiber in the first groove, and a step of cutting the optical fiber obliquely. ,
Forming an end surface inclined with respect to the optical axis of the optical fiber on the substrate; and forming an optical member having a surface that reflects or diffracts at least a portion of light propagating through the optical fiber by using a core of the optical fiber. A step of attaching to the inclined end surface with a material having a refractive index substantially the same as the refractive index of the portion, and a step of disposing a light receiving element for receiving light reflected or diffracted by the optical member on the substrate.

【0101】このように、本発明の光デバイスでは、光
ファイバを基板の溝に埋め込み、その光ファイバを伝搬
する光を反射もしくは回折させる光学部材を埋め込むこ
とにより、任意の方向に信号光を取り出すことを可能に
している。
As described above, in the optical device of the present invention, the signal light is extracted in an arbitrary direction by embedding the optical fiber in the groove of the substrate and embedding the optical member for reflecting or diffracting the light propagating through the optical fiber. That makes it possible.

【0102】また、任意の方向に取り出される前記光
を、基板の上方に配置した半導体受光素子に屈折率整合
する樹脂を用いることにより不要な反射点を生じずに特
にこの光ファイバがマルチモード光ファイバである時に
はその接続は一層容易となる。
Also, by using a resin that matches the refractive index of the semiconductor light-receiving element disposed above the substrate with the light extracted in an arbitrary direction, unnecessary reflection points do not occur, and this optical fiber can be used as a multimode light. The connection becomes even easier when it is a fiber.

【0103】光学部材は誘電体と金属の多層膜構造を有
する層を光ファイバの屈折率とほぼ同程度の樹脂材料で
基体の両面を埋め込むことにより、あるいは、ある種の
光学部材の主面とは異なる面のみ光ファイバの屈折率と
ほぼ同程度の樹脂材料で埋め込むことによりフィルタ特
性を改良する。
The optical member may be formed by embedding a layer having a multilayer structure of a dielectric and a metal with a resin material having substantially the same refractive index as that of an optical fiber on both surfaces of the base, or may be provided with a main surface of a certain optical member. The filter characteristics are improved by embedding a resin material having substantially the same refractive index as that of the optical fiber only on different surfaces.

【0104】回折により取り出される光は、半導体受光
素子配列に結合され、あるいは他の光ファイバを用いて
外部に取り出され、複数の異なる波長の光信号の中から
所望の波長のみを分波して取り出すことが容易にでき
る。
The light extracted by diffraction is coupled to the semiconductor light receiving element array, or extracted outside using another optical fiber, and only a desired wavelength is demultiplexed from a plurality of optical signals of different wavelengths. It can be easily taken out.

【0105】光ファイバがシングルモードファイバに接
続されるマルチモード光ファイバでその接続部のコア径
がゆるやかに連続して変化するあるいは、光ファイバが
シングルモードファイバと光ファイバを熱処理してマル
チモードファイバとする時には、モード径の拡大したマ
ルチモードファイバに光を結合することにより高効率で
シングルモードファイバに光を結合できる。
In the multi-mode optical fiber in which the optical fiber is connected to the single-mode fiber, the core diameter of the connecting portion changes gradually and continuously, or the optical fiber is subjected to a heat treatment of the single-mode fiber and the optical fiber to obtain the multi-mode fiber. In this case, the light can be coupled to the single-mode fiber with high efficiency by coupling the light to the multi-mode fiber having the enlarged mode diameter.

【0106】半導体レーザを基板の凹に配置し、光ファ
イバにレンズ機能を有するものを用いれば容易に光ファ
イバに光を結合できる。埋めこまれた光ファイバの一部
に可動部を有するときには半導体レーザを基板に接続し
た後光ファイバの可動部を調整してさらに光の光ファイ
バヘの結合の度合いを高めることができる。
When a semiconductor laser is arranged in a concave portion of a substrate and an optical fiber having a lens function is used, light can be easily coupled to the optical fiber. When a part of the embedded optical fiber has a movable part, the degree of coupling of light to the optical fiber can be further increased by adjusting the movable part of the optical fiber after connecting the semiconductor laser to the substrate.

【0107】半導体レーザとレンズを異なる基板上に配
置し光ファイバを埋め込む基板に配置するときには、あ
らかじめ半導体レーザの特性を検査により選別した後用
いることができるために光デバイスの歩留まりを向上で
きる。半導体レーザとレンズの結像スポットを前記のマ
ルチモードファイバと同程度にしておくことにより、数
μm程度の緩い精度で半導体レーザの光を光ファイバに
結合することができる。
When the semiconductor laser and the lens are arranged on different substrates and the optical fiber is arranged on the substrate in which the optical fiber is embedded, the characteristics of the semiconductor laser can be selected in advance by inspection before use, so that the yield of optical devices can be improved. By setting the imaging spot between the semiconductor laser and the lens to be approximately the same as that of the multimode fiber, light from the semiconductor laser can be coupled to the optical fiber with a loose accuracy of about several μm.

【0108】基板からマルチモードファイバにより光を
取り出すときには、全ての光を半導体受光装置に取り込
むことで品質劣化を生じることなくアナログ信号の受光
を可能にする。
When light is extracted from the substrate by a multi-mode fiber, all the light is taken into the semiconductor light receiving device, thereby enabling reception of analog signals without deterioration in quality.

【0109】基板の表面には、半導体受発光素子と接続
するための電気配線パターンを形成でき、特に高周波信
号の場合は外部と接続する電気回路に対してインピーダ
ンス整合することができる。また半導体受発光素子の他
に電気信号処理をおこなうための電気素子を一体に形成
すれば電気的な整合が良好となると共に小型化が可能に
なる。
On the surface of the substrate, an electric wiring pattern for connecting to a semiconductor light emitting / receiving element can be formed. Particularly, in the case of a high frequency signal, impedance matching can be performed with an electric circuit connected to the outside. In addition, if an electric element for performing electric signal processing is integrally formed in addition to the semiconductor light receiving and emitting element, the electrical matching becomes good and the size can be reduced.

【0110】基板に埋めこまれる光ファイバから異なる
反射基体により異なる波長の信号を別々に取り出すよう
に配列配置すれば、波長多重伝送される光信号を一枚の
基板上で選別して取り出すことができる。
By arranging so that signals of different wavelengths are separately extracted from the optical fibers embedded in the substrate by different reflection substrates, it is possible to selectively extract the optical signals transmitted by wavelength multiplexing on a single substrate. it can.

【0111】基板上に複数の光ファイバを配列して配置
すれば、一枚の基板上で複数の光ファイバで独立に光信
号を並列伝送する系に用いることができる。
If a plurality of optical fibers are arranged and arranged on a substrate, it can be used for a system in which optical signals are independently transmitted in parallel by a plurality of optical fibers on one substrate.

【0112】基板上への素子形成が終了した後基板表面
を樹脂材料で覆うことにより基板表面上に配置される半
導体素子を、外部からの水分や雰囲気から保護すること
ができる。この基板は直接光ファイバ取り出し口と電気
接続端子を有する箇体に収容できる。
By covering the surface of the substrate with a resin material after the formation of the device on the substrate is completed, the semiconductor device disposed on the surface of the substrate can be protected from external moisture and atmosphere. This substrate can be directly accommodated in a body having an optical fiber outlet and an electrical connection terminal.

【0113】また半導体レーザと基板間の第1半田材
料、基板と基板間の第2半田材料、基板と前記箇体間を
接続する第三半田材料を、第1半田材料の融点が第2半
田材料より高く、第2半田材料の融点が第三の半田材料
より高くすることにより、それぞれの半田接続時に素子
が動かないようにし、信頼性を確保できる。
A first solder material between the semiconductor laser and the substrate, a second solder material between the substrate and the substrate, a third solder material for connecting the substrate and the member, and a second solder material having a melting point of the first solder material of the second solder. By setting the melting point of the second solder material higher than that of the third solder material, the element is prevented from moving at the time of each solder connection, and reliability can be secured.

【0114】[0114]

【発明の実施の形態】本発明による光デバイスは、基板
の第1溝内に配置された光ファイバと、この光ファイバ
を斜めに横切る少なくとも一つの第2溝とを備えた光デ
バイスであって、第2溝内に挿入され、光ファイバを伝
搬する光の少なくとも一部を反射または回折する光学部
材を備えている。この光学部材の働きによって、光ファ
イバを伝搬する光をインライン配置された受光素子等で
受け取ることが可能となる。その結果、第2溝及びその
中の光学部材を透過した光を利用したり、光ファイバの
端部から他の光信号を光ファイバ内に導入することがで
きる。この結果、光ファイバと受光素子や発光素子とを
多様な配置関係で一体化したコンパクトな光伝送端末を
提供するすることが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical device according to the present invention comprises an optical fiber disposed in a first groove of a substrate and at least one second groove obliquely crossing the optical fiber. And an optical member inserted into the second groove and reflecting or diffracting at least a part of the light propagating through the optical fiber. By the function of the optical member, light propagating through the optical fiber can be received by a light receiving element or the like arranged in-line. As a result, light transmitted through the second groove and the optical member therein can be used, and another optical signal can be introduced into the optical fiber from the end of the optical fiber. As a result, it is possible to provide a compact optical transmission terminal in which the optical fiber and the light receiving element and the light emitting element are integrated in various arrangement relationships.

【0115】特に、第2溝内において光学部材と光ファ
イバとの間を、光ファイバのコア部の屈折率にほぼ等し
い屈折率を持つ材料で埋めた場合、第2溝の内壁に微細
な凹凸があったとしても、光ファイバを伝搬する光は、
第2溝の内壁によって、不必要な散乱・屈折の影響を受
けないで済む。このことは、第2溝の形成を極めて容易
にするものであり、例えば、第2溝の内壁を研磨によっ
て平滑化する必要が無くなる。
In particular, when the space between the optical member and the optical fiber in the second groove is filled with a material having a refractive index substantially equal to the refractive index of the core of the optical fiber, minute irregularities are formed on the inner wall of the second groove. Even if there is, the light propagating through the optical fiber,
By the inner wall of the second groove, unnecessary influence of scattering and refraction can be avoided. This makes the formation of the second groove extremely easy, for example, eliminating the need to smooth the inner wall of the second groove by polishing.

【0116】また、本発明によれば、基板の第1溝内に
光ファイバを配置した後に第2溝を形成するため、特別
な光軸アライメント工程が不要となり、製造工程が極め
て簡単化される。
Further, according to the present invention, since the second groove is formed after the optical fiber is disposed in the first groove of the substrate, a special optical axis alignment step is not required, and the manufacturing process is extremely simplified. .

【0117】以下、図面を参照ながら、本発明の実施例
を詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0118】(実施例1)まず、図1A及び図1Bを参
照しながら、本発明による光デバイスの第1の実施例を
説明する。図1Aは、本実施例の光デバイス(受光モジ
ュール)の第1の実施例の最上部のみを示す斜視図であ
り、図1Bは、光デバイスの光ファイバに沿って切り取
った断面図である。
(Embodiment 1) First, a first embodiment of an optical device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A is a perspective view showing only the uppermost part of the first embodiment of the optical device (light receiving module) of the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the optical fiber of the optical device.

【0119】この光デバイスは、深さが130μm程度
のV溝(第1溝)3が平坦な上面に形成されたガラス基
板(厚さ2mm、縦×横=5mm×3mm)1を用いて
構成されている。V溝3内には、外径125μmの光フ
ァイバ2が配置されており、この光ファイバ3を(その
光軸に対して)斜めに横切るように、平行溝(第2溝)
4がガラス基板1の上面に形成されている。この平行溝
4によって、光ファイバ2には斜めにスリットが形成さ
れ、それによって空間的に離れた2つの部分に分離され
ている。本実施例では、平行溝4の内壁に立てた法線が
光軸に対して30度の角度を形成するように平行溝4を
形成している。
This optical device is constructed by using a glass substrate (thickness 2 mm, length × width = 5 mm × 3 mm) 1 having a V groove (first groove) 3 having a depth of about 130 μm formed on a flat upper surface. Have been. An optical fiber 2 having an outer diameter of 125 μm is arranged in the V-groove 3, and a parallel groove (second groove) crosses the optical fiber 3 obliquely (with respect to its optical axis).
4 is formed on the upper surface of the glass substrate 1. The parallel groove 4 forms an oblique slit in the optical fiber 2, thereby separating the optical fiber 2 into two spatially separated portions. In the present embodiment, the parallel groove 4 is formed such that the normal set on the inner wall of the parallel groove 4 forms an angle of 30 degrees with the optical axis.

【0120】V溝3のサイズは、光ファイバ2を安定に
保持できるように設計される。V溝3の深さは、光ファ
イバ2を完全に内部に含み得るものであることが好まし
いが、光ファイバ2の最上部が基板1の上面よりも僅か
に上に位置しても大きな問題はない。また、V溝3に代
えて、光軸に垂直な面における断面が矩形形状やU字型
形状を有する溝を採用しても良い。
The size of the V-groove 3 is designed so that the optical fiber 2 can be stably held. The depth of the V-groove 3 is preferably such that the optical fiber 2 can be completely contained therein. However, even if the uppermost part of the optical fiber 2 is located slightly higher than the upper surface of the substrate 1, there is a big problem. Absent. Instead of the V-shaped groove 3, a groove having a rectangular or U-shaped cross section in a plane perpendicular to the optical axis may be employed.

【0121】平行溝4は、その溝幅(溝内壁の間隔ある
いは分離された2つの光ファイバの間隔)が約100μ
m程度またはそれ以下の溝であることが好ましい。本発
明では、この平行溝4の中に光学部材が挿入されてい
る。本実施例の場合、1.55μm帯の光を選択的に反
射するフィルタ特性を有する光反射基体(厚さ80μ
m)5が平行溝4内に挿入されている。この光反射基体
5は、ベースとなる石英基板と、その少なくとも一方の
主面上にシリコン酸化膜とチタン酸化膜とを交互に積層
した誘電体多層膜(フィルタ膜)とを備えており、それ
によって特定波長範囲内の光に対して高い反射率を示す
フィルタ特性が提供される。光反射基体5は、平行溝4
内に完全に収納される必要はなく、基板1の上面より上
に光反射基体5の一部が突出してもいてもよく、光ファ
イバ2を伝搬してくる信号光を受光できるように配置さ
れていればよい。
The parallel groove 4 has a groove width (a distance between inner walls of the groove or a distance between two separated optical fibers) of about 100 μm.
The groove is preferably about m or less. In the present invention, an optical member is inserted into the parallel groove 4. In the case of this embodiment, a light reflecting substrate (with a thickness of 80 μm) having a filter characteristic of selectively reflecting light in the 1.55 μm band
m) 5 is inserted in the parallel groove 4. The light reflecting substrate 5 includes a quartz substrate serving as a base, and a dielectric multilayer film (filter film) in which a silicon oxide film and a titanium oxide film are alternately laminated on at least one main surface thereof. This provides a filter characteristic that exhibits a high reflectance for light within a specific wavelength range. The light reflecting substrate 5 is provided with the parallel grooves 4
It is not necessary to completely house the light reflecting base 5 in the optical fiber 2, and a part of the light reflecting base 5 may protrude above the upper surface of the substrate 1, and is arranged so as to be able to receive the signal light propagating through the optical fiber 2. It should just be.

【0122】平行溝4内において光反射基体5を安定に
固着するため、紫外線硬化樹脂7が使用されている。こ
の樹脂は、少なくとも硬化後において、信号光の波長
(本実施例では、1.55μm帯)の光に対して実質的
に透明となるように選択される。
In order to stably fix the light reflecting substrate 5 in the parallel groove 4, an ultraviolet curable resin 7 is used. This resin is selected so as to be substantially transparent to light having a wavelength of a signal light (1.55 μm band in this embodiment) at least after curing.

【0123】図2は、平行溝4及び基体5の近傍をより
詳細に示す断面図である。平行溝4の内壁、より正確に
は、平行溝4を介して相互に対向する光ファイバ2の端
面は、光ファイバ2の光軸を斜めに横切っている。この
ため、平行溝4の内部に光ファイバのコア部の屈折率n
fと異なる屈折率の材料が存在すると、光ファイバ2を
伝搬する光は、平行溝4において屈折する。それによっ
て、平行溝4における伝搬ロスが生じるおそれがある。
また、ダイシング加工などの平行溝を形成する工程によ
って、平行溝4の内壁は、損傷(機械的/化学的損傷)
を受けやすく、平行溝4の内壁には微細な凹凸が形成さ
れることが多い。
FIG. 2 is a sectional view showing the vicinity of the parallel groove 4 and the base 5 in more detail. The inner wall of the parallel groove 4, more precisely, the end faces of the optical fibers 2 that face each other via the parallel groove 4 obliquely cross the optical axis of the optical fiber 2. Therefore, the refractive index n of the core of the optical fiber is provided inside the parallel groove 4.
When a material having a refractive index different from f exists, light propagating through the optical fiber 2 is refracted in the parallel groove 4. Thereby, a propagation loss in the parallel groove 4 may occur.
Further, the inner wall of the parallel groove 4 is damaged (mechanical / chemical damage) by a process of forming the parallel groove such as dicing.
And the inner wall of the parallel groove 4 is often formed with fine irregularities.

【0124】これらの場合であっても、光ファイバ2の
コア部の屈折率nfとほぼ等しい屈折率nrを持つ材料
で、平行溝4の内壁と光反射基体5との間が埋められて
いると、光ファイバ2を伝搬する光は、微細な凹凸を感
じることなく、しかも、光軸を変化させずにまっすぐ、
平行溝4を越えて光ファイバ間を伝わって行く。実験に
よれば、屈折率nrと屈折率nfとの間には、0.9≦
(nr/nf)≦1.1の関係があることが好ましいこと
がわかっている。以下、特に断らない限り、本願明細書
にて言及する樹脂は、何れも、上記不等式を満足するよ
うな屈折率を有するものである。
Even in these cases, the space between the inner wall of the parallel groove 4 and the light reflecting substrate 5 is filled with a material having a refractive index n r substantially equal to the refractive index n f of the core of the optical fiber 2. In this case, the light propagating through the optical fiber 2 is straight, without feeling fine irregularities, and without changing the optical axis.
The light travels between the optical fibers beyond the parallel groove 4. According to experiments, between the refractive index n r and the refractive index n f , 0.9 ≦
It has been found that it is preferable to have a relationship of (n r / n f ) ≦ 1.1. Hereinafter, unless otherwise specified, all resins mentioned in the present specification have a refractive index satisfying the above inequality.

【0125】図1A及び図1Bを再び参照する。基板1
の上面には、光反射基体5によって反射された1.55
μm帯の信号光を検出するためのInGaAs半導体受
光素子6が配置されている。半導体受光素子6と外部回
路との間で相互接続を行うための電極8が、基板1の上
面に形成されている。
Referring back to FIG. 1A and FIG. 1B. Substrate 1
1.55 reflected by the light reflecting substrate 5
An InGaAs semiconductor light receiving element 6 for detecting signal light in the μm band is arranged. An electrode 8 for making interconnection between the semiconductor light receiving element 6 and an external circuit is formed on the upper surface of the substrate 1.

【0126】図中の矢印9は、光ファイバ2の他端から
伝送される波長1.55μm帯の光信号の進路を示して
いる。この光信号の波長から大きくシフトした波長を持
つ光は、光反射基体5によってほとんど反射されないた
め、光反射基体5を透過し、半導体受光素子6の受光部
に届かない。
An arrow 9 in the figure indicates a path of an optical signal of a wavelength band of 1.55 μm transmitted from the other end of the optical fiber 2. Light having a wavelength greatly shifted from the wavelength of the optical signal is hardly reflected by the light reflecting base 5, so that it passes through the light reflecting base 5 and does not reach the light receiving portion of the semiconductor light receiving element 6.

【0127】図3は、フィルタ膜の形成された光反射基
体5の代わりに、回折格子の形成された基体を光学部材
として平行溝4内に挿入した例を示している。この回折
格子によって、光ファイバ2を伝搬する光は回折され、
複数の回折光が形成される。このうち、最も強度の高い
次数の回折光を受け取ることができる位置に受光素子の
受光部を配置する。異なる波長を持つ複数の信号光が光
ファイバを伝搬してくる場合、それらの波長に応じて回
折角度が異なる。このため、各信号光に対応して、異な
る位置に受光部(例えば、フォトダイオードPD1、P
D2、PD3)を配置すれば、各信号光を別個に検出す
ることができる。受光素子の小型化のためには、これら
複数の受光部を一つの半導体基板に設けることが好まし
い。
FIG. 3 shows an example in which a substrate on which a diffraction grating is formed is inserted into the parallel groove 4 as an optical member instead of the light reflecting substrate 5 on which a filter film is formed. The light propagating through the optical fiber 2 is diffracted by this diffraction grating,
A plurality of diffracted lights are formed. Among these, the light receiving section of the light receiving element is arranged at a position where the highest order diffracted light can be received. When a plurality of signal lights having different wavelengths propagate through an optical fiber, the diffraction angles differ according to the wavelengths. For this reason, the light receiving units (for example, the photodiodes PD1 and PD
D2, PD3), each signal light can be detected separately. In order to reduce the size of the light receiving element, it is preferable to provide the plurality of light receiving sections on one semiconductor substrate.

【0128】次に、図4Aから図4Cを参照しながら、
基体5によって反射された信号光の進行経路について説
明する。
Next, referring to FIGS. 4A to 4C,
The traveling path of the signal light reflected by the base 5 will be described.

【0129】図4Aに示されるように、本実施例では光
ファイバと受光素子との間には樹脂が設けられる。屈折
率nrが光ファイバのコア部の屈折率nfとほぼ等しくな
る樹脂が選択される。この樹脂は、少なくとも信号光の
経路を埋めるように設けられている。もし、樹脂が信号
光の経路を埋めていない場合、信号光の屈折や散乱が生
じるため、受光素子は効率よく信号光を受け取ることが
できない。また、そのような場合、光ファイバは円柱状
構造を有しているため、レンズ効果によって信号光の経
路が複雑になる。
As shown in FIG. 4A, in this embodiment, a resin is provided between the optical fiber and the light receiving element. Resin having a refractive index n r is substantially equal to the refractive index n f of a core portion of the optical fiber is selected. This resin is provided so as to fill at least the path of the signal light. If the resin does not fill the path of the signal light, refraction or scattering of the signal light occurs, so that the light receiving element cannot receive the signal light efficiently. In such a case, since the optical fiber has a columnar structure, the path of the signal light is complicated by the lens effect.

【0130】本実施例のように、屈折率nrが光ファイ
バのコア部の屈折率nfにほぼ等しくなる樹脂が挿入さ
れることによって、図4Bに示されるように、信号光は
真っ直ぐに受光素子の受光部に入射することができる。
図4Cは、樹脂の有無によって、信号光の進路がどのよ
うに変化するかを模式的に示している。屈折や散乱が生
じると、受光部上での信号光のスポットサイズが大きく
なり、受光素子による検出感度や応答速度が低下するこ
となる。実験によれば、屈折率nrと屈折率nfとの間に
は、0.9≦(nr/nf)≦1.1の関係があることが
好ましいことがわかっている。なお、同様の屈折率を持
つ限り、樹脂以外の材料を用いても良い。
[0130] As in this embodiment, by substantially equal resin is inserted to the refractive index n f of a core part of the refractive index n r is the optical fiber, as shown in FIG. 4B, the signal light is straight The light can enter the light receiving portion of the light receiving element.
FIG. 4C schematically shows how the course of the signal light changes depending on the presence or absence of the resin. When refraction or scattering occurs, the spot size of the signal light on the light receiving unit increases, and the detection sensitivity and response speed of the light receiving element decrease. According to an experiment, it is preferable that a relationship of 0.9 ≦ (n r / n f ) ≦ 1.1 is preferable between the refractive index n r and the refractive index n f . Note that a material other than the resin may be used as long as the material has the same refractive index.

【0131】このように本実施例の配置によれば、光反
射基体5によって選択的に反射された信号光は、基板1
中を透過しない。このため、基板1は必ずしも信号光に
対して透明である必要はない。ガラス基板1以外に、セ
ラミック基板や半導体基板を用いても良い。半導体基板
を用いた場合、受光素子に接続される回路を同一半導体
基板上に前もって形成しておくことも可能である。
As described above, according to the arrangement of the present embodiment, the signal light selectively reflected by the light reflecting base 5 is applied to the substrate 1.
Does not penetrate inside. Therefore, the substrate 1 does not necessarily need to be transparent to the signal light. In addition to the glass substrate 1, a ceramic substrate or a semiconductor substrate may be used. When a semiconductor substrate is used, a circuit connected to the light receiving element can be formed on the same semiconductor substrate in advance.

【0132】以下に、図1A及び図1Bに示す光デバイ
スの動作を説明する。
The operation of the optical device shown in FIGS. 1A and 1B will be described below.

【0133】光ファイバ2を通して伝送されてきた光信
号(例えば、1.55μm帯のレーザ光)は、光ファイ
バ2の光軸に対して斜めに形成された平行溝4中の光反
射基体5によって斜めに反射される。より詳細には、平
行溝4の内壁に立てた法線(正確には、「光反射基体5
の主面に立てた法線」)と光ファイバ2の光軸との作る
角度が約30度の場合、反射光と光ファイバ2の光軸と
の作る角度が約60度となるように信号光は反射され
る。他方、1.55μm帯に属さない光、例えば、1.
55μmから0.2μm程度以上ずれた波長を持つ光が
光ファイバ2を伝送されてきた場合、その光のほとんど
は、光反射基体5によって反射されることなく、それを
透過することになる。
An optical signal transmitted through the optical fiber 2 (for example, a laser beam in a 1.55 μm band) is reflected by a light reflecting substrate 5 in a parallel groove 4 formed obliquely to the optical axis of the optical fiber 2. It is reflected obliquely. More specifically, a normal line (e.g., “light reflecting substrate 5
When the angle between the optical axis of the optical fiber 2 and the normal formed on the main surface of the optical fiber 2 is about 30 degrees, the signal is formed so that the angle between the reflected light and the optical axis of the optical fiber 2 is about 60 degrees. Light is reflected. On the other hand, light that does not belong to the 1.55 μm band, for example, 1.
When light having a wavelength shifted from 55 μm by about 0.2 μm or more is transmitted through the optical fiber 2, most of the light is transmitted without being reflected by the light reflecting substrate 5.

【0134】本実施例の場合、図1Aからわかるよう
に、上記法線と光ファイバの光軸の両方を含む平面が、
基板1の上面に対して垂直となるように平行溝4の向き
が設定されている。
In the case of this embodiment, as can be seen from FIG. 1A, a plane including both the normal and the optical axis of the optical fiber is:
The direction of the parallel groove 4 is set so as to be perpendicular to the upper surface of the substrate 1.

【0135】このような配置によって、所望の波長範囲
内の光信号がガラス基板1の上面から基板外側に選択的
に取り出される。取り出された光信号を受け取れる位置
に光信号検出用の半導体受光素子6が配置される。
By such an arrangement, an optical signal within a desired wavelength range is selectively extracted from the upper surface of the glass substrate 1 to the outside of the substrate. A semiconductor light receiving element 6 for detecting an optical signal is arranged at a position where the extracted optical signal can be received.

【0136】この半導体受光素子6によって、1.55
μm帯の光信号は電気信号に変換され、電極8から外部
に取り出される。樹脂7は半導体受光素子6の電極を電
極8に圧着固定すると同時に、屈折率が光ファイバ2か
ら取り出される光信号に対して屈折や散乱を生じないよ
うに選ばれたものである。
By the semiconductor light receiving element 6, 1.55
The optical signal in the μm band is converted into an electric signal, and is extracted from the electrode 8 to the outside. The resin 7 is selected so that the electrode of the semiconductor light receiving element 6 is pressed and fixed to the electrode 8 and at the same time, the refractive index does not cause refraction or scattering of an optical signal extracted from the optical fiber 2.

【0137】半導体受光素子6の表面には半導体層表面
(受光面)で光信号の反射を生じないように、あらかじ
め低反射率コートが施されている。このため、光ファイ
バ2を伝搬する波長1.55μmの光信号のほとんどが
半導体受光素子6の受光部に取り込まれる。
The surface of the semiconductor light receiving element 6 is preliminarily coated with a low reflectance so as not to reflect an optical signal on the surface of the semiconductor layer (light receiving surface). Therefore, most of the optical signal having a wavelength of 1.55 μm propagating in the optical fiber 2 is taken into the light receiving section of the semiconductor light receiving element 6.

【0138】ここで用いる半導体受光素子6は波長1.
55μmの光信号に対して透明なInP半導体結晶基板
が使われるので、光信号の入射方向は結晶成長側もしく
は結晶基板側のいずれでも良い。
The semiconductor light receiving element 6 used here has a wavelength of 1.
Since an InP semiconductor crystal substrate transparent to an optical signal of 55 μm is used, the incident direction of the optical signal may be on either the crystal growth side or the crystal substrate side.

【0139】この受光用光デバイスによれば、光ファイ
バ2の光信号出射点と半導体受光素子の受光部との距離
を短く(約60〜300μm程度)、しかも、再現性良
く一定の値に設定できる。このため、光信号出射点から
光が空間的に拡がって半導体受光素子の受光部以外の領
域に到達することが抑制される。その結果、光ファイバ
2を伝搬する波長1.55μmの光信号の90%以上が
半導体受光素子6に取り込まれ、高い受光効率が容易に
達成される。しかも、従来の受光用半導体装置の様に光
ファイバの光出射端面やレンズ端面や半導体受光素子端
面等の複数の瑞面間での光信号の多重反射効果による信
号劣化等の問題が無い。このため、高い信号品質を必要
とするアナログ光信号伝送系の受光用としても用いるこ
とができる。また、全ての構成要素が、ガラス基板1に
対して固定されているので、外部からの振動や外部の温
度変化に伴う位置ずれで特性が変化するといった問題が
無く、長時間の信頼性にも優れている。
According to this light receiving optical device, the distance between the light signal emitting point of the optical fiber 2 and the light receiving portion of the semiconductor light receiving element is short (about 60 to 300 μm) and set to a constant value with good reproducibility. it can. For this reason, it is suppressed that the light spreads spatially from the optical signal emission point and reaches a region other than the light receiving portion of the semiconductor light receiving element. As a result, 90% or more of the optical signal having a wavelength of 1.55 μm propagating in the optical fiber 2 is taken into the semiconductor light receiving element 6, and high light receiving efficiency is easily achieved. Moreover, unlike the conventional light receiving semiconductor device, there is no problem such as signal deterioration due to the multiple reflection effect of the optical signal between a plurality of flat surfaces such as the light emitting end surface of the optical fiber, the lens end surface, and the semiconductor light receiving element end surface. Therefore, it can also be used for light reception in an analog optical signal transmission system requiring high signal quality. In addition, since all the components are fixed to the glass substrate 1, there is no problem in that the characteristics change due to displacement due to external vibration or external temperature change, and long-term reliability is also improved. Are better.

【0140】次に、上記受光用光デバイスの製造方法を
説明する。
Next, a method for manufacturing the optical device for receiving light will be described.

【0141】まず、機械的な切削によってガラス基板1
の上面にV溝3を形成する。次に、例えば真空蒸着法に
よって、ガラス基板1の表面上に導電性薄膜を堆積した
後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によっ
て、その導電性薄膜を所望の電極パターンに加工し、そ
れによってパターニングされた導電性薄膜から電極8を
形成する。この時、上記工程によって、電極8を形成す
ると同時に、平行溝4を形成するべき位置と受光素子を
配置するべき位置とを表示する「位置合わせ用マーク」
をガラス基板1上に形成することが好ましい。
First, the glass substrate 1 was mechanically cut.
V-groove 3 is formed on the upper surface of the substrate. Next, after depositing a conductive thin film on the surface of the glass substrate 1 by, for example, a vacuum deposition method, the conductive thin film was processed into a desired electrode pattern by a photolithography step and an etching step, and thereby patterned. The electrode 8 is formed from a conductive thin film. At this time, at the same time when the electrodes 8 are formed by the above-described steps, a “positioning mark” indicating a position where the parallel groove 4 is to be formed and a position where the light receiving element is to be disposed
Is preferably formed on the glass substrate 1.

【0142】次に、光ファイバ2を樹脂材料を用いてV
溝3中に埋め込む。
Next, the optical fiber 2 is made of V
It is embedded in the groove 3.

【0143】樹脂を硬化した後に、ガラス基板1上にお
いて前述の位置合わせ用マークが示す位置に平行溝4を
形成する。平行溝4の形成は、ワイヤソウやダイシング
ソウと呼ばれる切断装置によって容易に行うことができ
る。
After the resin is cured, a parallel groove 4 is formed on the glass substrate 1 at the position indicated by the alignment mark. The formation of the parallel grooves 4 can be easily performed by a cutting device called a wire saw or a dicing saw.

【0144】次に、光反射基体5を平行溝4内に樹脂と
共に挿入し、その樹脂を硬化する。この時、樹脂の屈折
率を光ファイバ2のコア部の屈折率と同程度に設定する
ことが好ましい。樹脂の屈折率を光ファイバ2のコア部
の屈折率と同程度に設定することによって、平行溝4の
内壁(切断面)の荒れによる過剰な光損失(光信号の散
乱)を抑制できる。樹脂としては、紫外線硬化樹脂が好
ましい。硬化のための加熱工程を行う必要がないからで
ある。
Next, the light reflecting substrate 5 is inserted into the parallel groove 4 together with the resin, and the resin is cured. At this time, it is preferable to set the refractive index of the resin to approximately the same as the refractive index of the core of the optical fiber 2. By setting the refractive index of the resin to be substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber 2, excessive light loss (scattering of an optical signal) due to roughness of the inner wall (cut surface) of the parallel groove 4 can be suppressed. As the resin, an ultraviolet curable resin is preferable. This is because there is no need to perform a heating step for curing.

【0145】次に、樹脂7を用いて、半導体受光素子6
をガラス基板1上の位置合わせ用マークで示す位置に固
定する。位置合わせは、ガラス基板1上の位置合わせ用
マークと半導体受光素子6とをガラス基板1の上方から
観察しながら、両者の位置を整合させることによりよっ
て実現する。この位置合わせには、あらかじめ、半導体
受光素子6の側にも受光部の位置を示すマークが形成し
ておく方法を用いればさらに精度良く、互いの位置合わ
せを行うことができる。
Next, using the resin 7, the semiconductor light receiving element 6
Is fixed at the position indicated by the alignment mark on the glass substrate 1. The alignment is realized by observing the alignment mark on the glass substrate 1 and the semiconductor light receiving element 6 from above the glass substrate 1 and aligning the positions thereof. For this positioning, if a method is used in which a mark indicating the position of the light receiving section is also formed on the semiconductor light receiving element 6 side in advance, the mutual positioning can be performed with higher accuracy.

【0146】前述した半導体受光素子6の結晶基板側か
ら光信号を入射する場合には、実装時の表面側となるI
nGaAs結晶成長層側に受光部の位置を示すマークを
形成することになる。このため、例えば半導体受光素子
6の電極形成時に、同時に、位置合わせ用マークを形成
できるため、半導体受光素子6の製造の一部が容易とな
る。樹脂材料として紫外線光を外部から照射することに
より硬化するものを用いれば、長時間の硬化時間を必要
とせずに所定の位置に半導体受光素子を固定することが
できる。
When an optical signal is incident from the crystal substrate side of the semiconductor light receiving element 6 described above, I
A mark indicating the position of the light receiving section is formed on the nGaAs crystal growth layer side. For this reason, for example, when the electrodes of the semiconductor light receiving element 6 are formed, the alignment marks can be formed at the same time, and a part of the manufacture of the semiconductor light receiving element 6 is facilitated. When a resin material that is cured by irradiating ultraviolet light from the outside is used as the resin material, the semiconductor light receiving element can be fixed at a predetermined position without requiring a long curing time.

【0147】この受光用装置を製造する際、光ファイバ
からの光信号を検出しながら各部品の位置を3次元的に
調整する必要がない。このため、シリコン集積回路装置
製造分野における実装技術に用いられるような、2次元
的な調整を行う実装装置を用いて製造することができ
る。このため、短時間での大量の製造に適しており、低
価格が期待できる。
When manufacturing this light receiving device, it is not necessary to adjust the position of each component three-dimensionally while detecting the optical signal from the optical fiber. For this reason, it can be manufactured using a mounting device that performs two-dimensional adjustment, such as is used for mounting technology in the field of silicon integrated circuit device manufacturing. Therefore, it is suitable for mass production in a short time, and low price can be expected.

【0148】(実施例2)次に、図5を参照しながら、
本発明による受光用装置の第2の実施例を説明する。図
5は、波長λ1=1.55μmの信号光と波長λ2=
1.31μmの光信号を受光する受光用光テバイスの断
面図である。なお、以下において、前述の実施例に関し
て説明した部分と同一の部分には同一の参照番号を附
し、その部分の詳細な説明は省略する場合がある。
(Embodiment 2) Next, referring to FIG.
A second embodiment of the light receiving device according to the present invention will be described. FIG. 5 shows that the signal light having the wavelength λ1 = 1.55 μm and the wavelength λ2 =
It is sectional drawing of the light receiving optical device which receives a 1.31 micrometer optical signal. In the following, the same reference numerals are given to the same portions as those described with respect to the above-described embodiment, and detailed description of those portions may be omitted.

【0149】図5に示されるように、2つの平行溝(溝
幅:約100μm)が、光ファイバ2の光軸に対して所
定の角度をなして、ガラス基板1中に形成されている。
本実施例では、光軸に対して各平行溝のなす角度は等し
いが、相互に異なっていも良い。
As shown in FIG. 5, two parallel grooves (groove width: about 100 μm) are formed in the glass substrate 1 at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical fiber 2.
In this embodiment, the angles formed by the parallel grooves with respect to the optical axis are equal, but may be different from each other.

【0150】光ファイバ2は、実施例1について説明し
たように、ガラス基板1の上面に形成された溝内に樹脂
で固定されている。
The optical fiber 2 is fixed with resin in the groove formed on the upper surface of the glass substrate 1 as described in the first embodiment.

【0151】上記2つの平行溝内には、それぞれ、異な
る種類の光反射基体11、12が挿入されている。光反
射基体(厚さ:80μm)11は、波長λ1=1.55
μmの信号光を99%以上反射するフィルタ特性を有
し、光反射基体(厚さ:80μm)12は、波長λ2=
1.31μmの信号光を99%以上反射するフィルタ特
性を有する。なお、光反射基体11は、波長λ2=1.
31μmの信号光を約95%以上透過する。
Light reflecting substrates 11 and 12 of different types are inserted into the two parallel grooves, respectively. The light reflecting substrate (thickness: 80 μm) 11 has a wavelength λ1 = 1.55.
It has a filter characteristic of reflecting 99% or more of the signal light of μm, and the light reflecting substrate (thickness: 80 μm) 12
It has a filter characteristic of reflecting 99% or more of 1.31 μm signal light. The light reflecting substrate 11 has a wavelength λ2 = 1.
About 95% or more of the signal light of 31 μm is transmitted.

【0152】ガラス基板1上には、光反射基体11によ
って反射された波長λ1=1.55μmの信号光を受け
取るようにInGaAs半導体受光素子13が配置され
ている。また、光反射基体12によって反射された波長
λ2=1.31μmの信号光を受け取るように、ガラス
基板1上にInGaAs半導体受光素子14が配置され
ている。なお、矢印15、16、17は、光ファイバ2
の一端から伝送される信号光の進路を示している。
On the glass substrate 1, an InGaAs semiconductor light receiving element 13 is arranged so as to receive the signal light having a wavelength λ1 = 1.55 μm reflected by the light reflecting substrate 11. Further, an InGaAs semiconductor light receiving element 14 is arranged on the glass substrate 1 so as to receive the signal light having the wavelength λ2 = 1.31 μm reflected by the light reflecting base 12. Arrows 15, 16, and 17 indicate optical fiber 2
Shows the path of the signal light transmitted from one end of the signal light.

【0153】本実施例の光デバイスの動作は、以下の通
りである。
The operation of the optical device according to the present embodiment is as follows.

【0154】光ファイバ2を通して伝送される光は、ま
ず、光信号の進路15の位置では、少なくとも波長λ1
=1.55μmの信号光と波長λ2=1.31μmの信
号光とを含んでいる。光反射基体11は、波長1.55
μmの光信号のみを選択的に反射して、その反射光を半
導体受光素子13に与える(進路16)。半導体受光素
子13は、受け取った光信号に応答して、電気信号を生
成する。
The light transmitted through the optical fiber 2 first has at least the wavelength λ1 at the position of the optical signal path 15.
= 1.55 μm and signal light of wavelength λ2 = 1.31 μm. The light reflecting substrate 11 has a wavelength of 1.55
Only the optical signal of μm is selectively reflected, and the reflected light is given to the semiconductor light receiving element 13 (path 16). The semiconductor light receiving element 13 generates an electric signal in response to the received optical signal.

【0155】一方、波長1.31μmの光信号は、光反
射基体11を透過し、光反射基体12によって選択的に
反射される。反射光は半導体受光素子14に与えられ、
半導体受光素子14は受け取った光信号に応答して電気
信号を生成する。
On the other hand, an optical signal having a wavelength of 1.31 μm passes through the light reflecting base 11 and is selectively reflected by the light reflecting base 12. The reflected light is given to the semiconductor light receiving element 14,
The semiconductor light receiving element 14 generates an electric signal in response to the received optical signal.

【0156】樹脂7は受光素子13、14の電極を電極
8に圧着固定すると同時に、屈折率が光ファイバ2から
取り出される光信号に対して反射を生じないように選ば
れたものである。
The resin 7 is selected so that the electrodes of the light receiving elements 13 and 14 are fixed to the electrode 8 by pressure bonding, and at the same time, the refractive index does not reflect the optical signal taken out of the optical fiber 2.

【0157】半導体受光素子13、14の表面には半導
体層表面で光信号の反射を生じないようにあらかじめ低
反射率コートが施されており、光ファイバ2を伝搬する
波長1.55μmの光信号が半導体受光素子13で取り
込まれ、波長1.31μmの光信号が半導体受光素子1
4に取り込まれる。
The surfaces of the semiconductor light receiving elements 13 and 14 are coated in advance with a low reflectivity so as not to reflect optical signals on the surface of the semiconductor layer. Is received by the semiconductor light receiving element 13 and an optical signal having a wavelength of 1.31 μm is
4

【0158】この受光用装置によれば、光ファイバ2の
光信号出射点と半導体受光素子の受光部との距離を短く
(約60〜300μm程度)、しかも、再現性良く一定
の値に設定できる。このため、光信号出射点から光が空
間的に拡がって半導体受光素子の受光部以外の領域に到
達することが抑制される。その結果、光ファイバ2を伝
搬する波長1.55μmの光信号の90%以上が半導体
受光素子13に取り込まれ、波長1.31μmの光信号
の80%以上が半導体受光素子14に取り込まれ、高い
受光効率が容易に達成される。しかも、従来の受光用半
導体装置の様に光ファイバの光出射端面やレンズ端面や
半導体受光素子端面等の複数の端面間での光信号の多重
反射効果による信号劣化等の問題が無い。このため、高
い信号品質を必要とするアナログ光信号伝送系の受光用
としても用いることができる。また、全ての構成要素
が、ガラス基板1に対して固定されているので、外部か
らの振動や外部の温度変化に伴う位置ずれで特性が変化
するといった問題が無く、長時間の信頼性にも優れてい
る。半導体受光素子13、14は、同一の半導体基板上
に形成された2つの半導体受光素子であってもよい。
According to this light receiving device, the distance between the light signal emitting point of the optical fiber 2 and the light receiving portion of the semiconductor light receiving element can be made short (about 60 to 300 μm) and set to a constant value with good reproducibility. . For this reason, it is suppressed that the light spreads spatially from the optical signal emission point and reaches a region other than the light receiving portion of the semiconductor light receiving element. As a result, 90% or more of the 1.55 μm wavelength optical signal propagating through the optical fiber 2 is captured by the semiconductor light receiving element 13, and 80% or more of the 1.31 μm wavelength optical signal is captured by the semiconductor light receiving element 14, which is high. Light receiving efficiency is easily achieved. Moreover, unlike the conventional light receiving semiconductor device, there is no problem such as signal deterioration due to the multiple reflection effect of the optical signal between a plurality of end surfaces such as the light emitting end surface of the optical fiber, the lens end surface, and the semiconductor light receiving element end surface. Therefore, it can also be used for light reception in an analog optical signal transmission system requiring high signal quality. In addition, since all the components are fixed to the glass substrate 1, there is no problem in that the characteristics change due to displacement due to external vibration or external temperature change, and long-term reliability is also improved. Are better. The semiconductor light receiving elements 13 and 14 may be two semiconductor light receiving elements formed on the same semiconductor substrate.

【0159】次に、図6を参照しながら、平行溝を通過
する光信号の損失を説明する。図6は、シングルモード
ファイバに設けた間隙によって生じる光損失の計算結果
と実験結果とを示している。間隙内に、屈折率nの物質
が存在するとする。図6中の実線は、波長1.31μm
の光信号の損失を示し、破線は波長1.55μmの光信
号の損失を示す。間隙の屈折率n=1.0の場合と、n
=1.5の場合に対応して2群の曲線が示されている。
Next, the loss of the optical signal passing through the parallel groove will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a calculation result and an experimental result of the optical loss caused by the gap provided in the single mode fiber. It is assumed that a substance having a refractive index n exists in the gap. The solid line in FIG. 6 indicates a wavelength of 1.31 μm.
, And the dashed line indicates the loss of an optical signal having a wavelength of 1.55 μm. When the refractive index of the gap is n = 1.0, n
Two groups of curves are shown corresponding to the case of = 1.5.

【0160】本実施例で用いられる樹脂の屈折率は1.
5程度である。図6から、屈折率n=1.5の場合、幅
100μmの間隙に対して1dB程度のわずかな結合損
失しか生じないことがわかる。この結合損失は、ファイ
バ間の間隙を小さくすることによって低減され、また、
光ファイバのコア経を大きくすることによっても低減さ
れ得る。
The refractive index of the resin used in this embodiment is 1.
It is about 5. From FIG. 6, it can be seen that when the refractive index n = 1.5, only a slight coupling loss of about 1 dB occurs in a gap having a width of 100 μm. This coupling loss is reduced by reducing the gap between the fibers, and
It can also be reduced by increasing the core diameter of the optical fiber.

【0161】この受光用装置を製造する際、光ファイバ
からの光信号を検出しながら各部品の位置を3次元的に
調整する必要がない。このため、シリコン集積回路装置
製造分野における実装技術に用いられるような、2次元
的な調整を行う実装装置を用いて製造することができ
る。このため、短時間での大量の製造に適しており、低
価格が期待できる。
When manufacturing this light receiving device, there is no need to adjust the position of each component three-dimensionally while detecting the optical signal from the optical fiber. For this reason, it can be manufactured using a mounting device that performs two-dimensional adjustment, such as is used for mounting technology in the field of silicon integrated circuit device manufacturing. Therefore, it is suitable for mass production in a short time, and low price can be expected.

【0162】なお、本実施例の受光用装置を波長の異な
る3種類以上の光信号を検出することができるように改
良しても良い。
It is to be noted that the light receiving device of this embodiment may be modified so that three or more types of optical signals having different wavelengths can be detected.

【0163】(実施例3)次に、図7Aから図7B及び
図8を参照しながら、本発明による装置の第3の実施例
を説明する。
(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7A to 7B and FIG.

【0164】本実施例の装置は、図5に示されるような
2波長の光信号を受光する受光用装置と電気増幅器とを
ハイブリッドに一つの基板上に集積化したものである。
図7Aは、その装置の回路の一部を示す等価回路、図7
Bは、装置の模式的斜視図、図7Cはその平面図であ
る。
The device of this embodiment is a device in which a light receiving device for receiving optical signals of two wavelengths as shown in FIG. 5 and an electric amplifier are integrated on a single substrate in a hybrid manner.
FIG. 7A is an equivalent circuit showing a part of the circuit of the device, FIG.
B is a schematic perspective view of the device, and FIG. 7C is a plan view thereof.

【0165】図7Bに示されるように、基板1には、図
5の受光素子13及び14が形成されており、これらの
受光素子13及び14は、実施例2で説明したように、
溝(不図示)内に埋め込まれた光ファイバ2を伝搬する
光のうち選択された波長帯域の信号光をそれぞれ検出す
る。
As shown in FIG. 7B, the light receiving elements 13 and 14 of FIG. 5 are formed on the substrate 1, and these light receiving elements 13 and 14 are, as described in the second embodiment,
The signal light in the selected wavelength band is detected from the light propagating through the optical fiber 2 embedded in the groove (not shown).

【0166】受光素子は、図7Aにおいて、フォトダイ
オードの記号で表現されている。受光素子が信号光を受
け取ると、フォトダイオードと抵抗との間の部分の電位
が変化する。電気増幅器は、その電位変化を増幅して出
力する。
The light receiving element is represented by a photodiode symbol in FIG. 7A. When the light receiving element receives the signal light, the potential at the portion between the photodiode and the resistor changes. The electric amplifier amplifies the potential change and outputs it.

【0167】図7Bを参照する。第1の電気増幅器21
は、第1の受光素子13に電気的に接続され、第2の電
気増幅器22は、第2の受光素子14に電気的に接続さ
れている。
Referring to FIG. 7B. First electrical amplifier 21
Are electrically connected to the first light receiving element 13, and the second electric amplifier 22 is electrically connected to the second light receiving element 14.

【0168】第1の受光素子13は第1の抵抗器23を
介して電気配線パターン25に接続され、第2の受光素
子14は第2の抵抗器24を介して電気配線パターン2
5に接続されている。
The first light receiving element 13 is connected to an electric wiring pattern 25 via a first resistor 23, and the second light receiving element 14 is connected to an electric wiring pattern 2 via a second resistor 24.
5 is connected.

【0169】光ファイバ2によって伝送される光信号の
うち波長1.55μmの光信号は、第1の受光素子13
で電気信号に変換されてから第1電気増幅器21に入力
され増幅された後、図7Bにおいて不図示の電極パター
ンによって取り出される。また、波長1.31μmの光
信号は第1の受光素子13で検出されずに第2の受光素
子14で電気信号に変換されてから、第2の電気増幅器
22に入力され、増幅される。その増幅された信号は、
図7Bにおいて不図示の電極パターンによって取り出さ
れる。
The optical signal having a wavelength of 1.55 μm among the optical signals transmitted by the optical fiber 2 is supplied to the first light receiving element 13.
After being converted into an electric signal by the first electric amplifier 21, the electric signal is input to the first electric amplifier 21 and amplified, and then extracted by an electrode pattern not shown in FIG. 7B. The optical signal having a wavelength of 1.31 μm is not detected by the first light receiving element 13, is converted into an electric signal by the second light receiving element 14, is input to the second electric amplifier 22, and is amplified. The amplified signal is
It is extracted by an electrode pattern not shown in FIG. 7B.

【0170】図7Bの装置は、以下に示すようにして製
造される。
The device shown in FIG. 7B is manufactured as described below.

【0171】まず、電極配線パターン25がガラス基板
1上に形成される。電極配線パターン25は、電極材料
からなる導電性薄膜をガラス基板1上に蒸着する工程の
後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を行う
ことによって形成される。これらの工程によって、電極
配線パターン25を形成するとともに、導電性薄膜から
種々の「位置合わせ用マーク」を形成することができ
る。図7Cの斜線部は、電極配線パターンの一例を示し
ている。
First, the electrode wiring pattern 25 is formed on the glass substrate 1. The electrode wiring pattern 25 is formed by performing a photolithography step and an etching step after a step of depositing a conductive thin film made of an electrode material on the glass substrate 1. Through these steps, various “alignment marks” can be formed from the conductive thin film while forming the electrode wiring pattern 25. 7C shows an example of an electrode wiring pattern.

【0172】次に、V溝が形成されるべき位置を示す
「位置合わせ用マーク」に基づいて、ガラス基板1の所
定の位置にV溝を形成した後、V溝内に光ファイバ2を
埋めこみ、樹脂によって光ファイバ2を固定する。その
後、不図示の平行溝が形成されるべき位置を示す「位置
合わせ用マーク」に基づいて、ガラス基板1に2つの平
行溝を形成した後、光反射基体11及び12を平行溝中
に樹脂で固定する。その後、受光素子13及び14の端
子電極が電極パターン25の一部に接続されるように配
置し、樹脂によってガラス基板1上に固定する。
Next, a V-groove is formed at a predetermined position on the glass substrate 1 based on a “positioning mark” indicating a position where the V-groove is to be formed, and then the optical fiber 2 is embedded in the V-groove. Then, the optical fiber 2 is fixed with resin. Then, after forming two parallel grooves on the glass substrate 1 based on a “positioning mark” indicating a position where a parallel groove (not shown) is to be formed, the light reflecting bases 11 and 12 are placed in the parallel grooves with resin. Fix with. After that, the terminal electrodes of the light receiving elements 13 and 14 are arranged so as to be connected to a part of the electrode pattern 25, and are fixed on the glass substrate 1 with a resin.

【0173】図8は、図7Bに示す装置をパッケージ内
に実装した状態の構成を示す図である。図8では、図7
Bの受光用装置を参照符号37で表している。受光用装
置37は、パッケージ31の底部に導電性樹脂によって
固定される。その後,パッケージ31を突き抜ける各電
気接続端子33の一端と、受光用装置37上の電極配線
パターンとを、アルミからなる電気接続ワイヤ35によ
って接続する。光ファイバ取り出し口32を介して、パ
ッケージ31内の受光用装置37から外部へ延びる光フ
ァイバの他端は、光コネクタ36に接続される。受光用
装置37の表面を保護用樹脂によって覆い、パッケージ
31の内部に外部から浸入する水分やガス等から受光素
子を保護する。次に、光ファイバ取り出し部に樹脂を充
填することによって、気密処理を施した後、パッケージ
31にその蓋部を取付ける。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration in a state where the device shown in FIG. 7B is mounted in a package. In FIG. 8, FIG.
The light receiving device B is denoted by reference numeral 37. The light receiving device 37 is fixed to the bottom of the package 31 with a conductive resin. Thereafter, one end of each electric connection terminal 33 penetrating through the package 31 and an electrode wiring pattern on the light receiving device 37 are connected by an electric connection wire 35 made of aluminum. The other end of the optical fiber extending from the light receiving device 37 in the package 31 to the outside via the optical fiber outlet 32 is connected to the optical connector 36. The surface of the light receiving device 37 is covered with a protective resin, and the light receiving element is protected from moisture, gas, and the like that enter the package 31 from the outside. Next, after filling the optical fiber take-out portion with a resin to perform an airtight process, the lid portion is attached to the package 31.

【0174】この装置の製造に際しては、図8の紙面に
垂直な方向に各部品を高精度に位置決めする必要が無
く、紙面に平行な面内での位置決めをすればよい。従っ
て、半導体集積回路の実装分野で使用される通常の実装
装置を用いて容易に作製することができる。なお、全て
の構成部品はパッケージ31に固着されているので、機
械的な振動に対して、高い信頼性を有する。
In manufacturing this device, it is not necessary to precisely position each component in a direction perpendicular to the plane of FIG. 8, and it is sufficient to perform positioning in a plane parallel to the plane of FIG. Therefore, it can be easily manufactured using a normal mounting device used in the field of mounting semiconductor integrated circuits. Since all the components are fixed to the package 31, they have high reliability against mechanical vibration.

【0175】(実施例4)次に、図9A及び図9Bを参
照しながら本発明による光デバイスの第4の実施例を説
明する。図9Aは本実施例の平面図、図9Bはその断面
図である。本実施例では、凹部の形成されたセラミック
基板41上に複数の受光素子に加えて、複数の半導体レ
ーザ素子が配置されている。従って、コンパクトな構成
でありながら、信号光の送受信が可能である。
(Embodiment 4) Next, a fourth embodiment of the optical device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A is a plan view of this embodiment, and FIG. 9B is a sectional view thereof. In this embodiment, a plurality of semiconductor laser elements are arranged on a ceramic substrate 41 having a concave portion, in addition to a plurality of light receiving elements. Therefore, it is possible to transmit and receive signal light while having a compact configuration.

【0176】以下、この光デバイスの構成を詳細に説明
する。
Hereinafter, the configuration of the optical device will be described in detail.

【0177】セラミック基板41の上面は、半導体レー
ザ素子が配置される第1の領域と、受光素子が形成され
る第2の領域に分けられる。第1の領域は、セラミック
基板41に形成された凹部43の底面に対応する。図9
Bに示されるように、第1の領域と第2の領域の間には
ステップがあり、第1の領域の高さは、第2の領域の高
さよりも、例えば、約60〜70μm程度、低く形成さ
れている。このように凹部を基板の上面に形成している
理由は、この凹部に半導体レーザ素子等の発光素子を搭
載するためである。発光素子の発光部の位置を光ファイ
バの光軸に整合させるため、凹部底面の相対的な高さが
調整される。
The upper surface of the ceramic substrate 41 is divided into a first area where the semiconductor laser device is arranged and a second area where the light receiving element is formed. The first region corresponds to the bottom surface of the concave portion 43 formed in the ceramic substrate 41. FIG.
As shown in B, there is a step between the first area and the second area, and the height of the first area is, for example, about 60 to 70 μm higher than the height of the second area, It is formed low. The reason why the recess is formed on the upper surface of the substrate is that a light emitting element such as a semiconductor laser element is mounted in the recess. In order to align the position of the light emitting portion of the light emitting element with the optical axis of the optical fiber, the relative height of the bottom surface of the concave portion is adjusted.

【0178】セラミック基板41の上面の第2の領域に
は、3本の溝が形成され、各溝には光ファイバ48が埋
め込まれている。3本の光ファイバ48を斜めに横切る
ように、一つの平行溝が形成されている。この平行溝内
には、波長1.55μmの光を反射し、波長1.31μ
m光を透過する一枚の光反射基体41が挿入されてい
る。これらの構成は、基本的には前述の実施例と同様の
構成を有しており、詳細な説明は省略する。
In the second region on the upper surface of the ceramic substrate 41, three grooves are formed, and an optical fiber 48 is embedded in each groove. One parallel groove is formed so as to obliquely cross the three optical fibers 48. In this parallel groove, light having a wavelength of 1.55 μm is reflected and a wavelength of 1.31 μm is reflected.
One light reflecting base 41 that transmits m light is inserted. These configurations have basically the same configuration as the above-described embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0179】波長1.31μmのレーザ光を出射する半
導体レーザアレー44がセラミック基板41の上面の第
1の領域上に配置されている。本実施例では、同一の半
導体基板に形成された半導体レーザアレー44を用いて
いるが、その代わりに、異なる種類の半導体レーザ素子
を3つ、別個にセラミック基板41上に配列しても良
い。
A semiconductor laser array 44 for emitting laser light having a wavelength of 1.31 μm is arranged on the first region on the upper surface of the ceramic substrate 41. In this embodiment, the semiconductor laser array 44 formed on the same semiconductor substrate is used. Alternatively, three different types of semiconductor laser elements may be separately arranged on the ceramic substrate 41.

【0180】セラミック基板41の上面の第2の領域上
には、3つの半導体受光素子45が並列的に配列されて
いる。半導体受光素子45は、それぞれ、対応する光フ
ァイバ48の真上に配置され、樹脂によって固定されて
いる。半導体受光素子45は、反射基体41によって反
射された波長1.55μmの光信号を受け取る。
On the second region on the upper surface of the ceramic substrate 41, three semiconductor light receiving elements 45 are arranged in parallel. Each of the semiconductor light receiving elements 45 is disposed directly above the corresponding optical fiber 48, and is fixed by resin. The semiconductor light receiving element 45 receives an optical signal having a wavelength of 1.55 μm reflected by the reflection base 41.

【0181】なお、セラミック基板41の上面の第1の
領域上には、レーザ素子用電極47が形成されており、
第2の領域上には受光素子用電極46が形成されてい
る。
A laser element electrode 47 is formed on the first region on the upper surface of the ceramic substrate 41.
The light receiving element electrode 46 is formed on the second area.

【0182】光ファイバ48の各々の先端部には、光フ
ァイバ48の先端部を一定の曲率を持つように研磨加工
することによってレンズ49が形成されている。このレ
ンズ49によって、半導体レーザアレー44から出射さ
れた信号光が対応する光ファイバ48に効率良く入射さ
れる。
At each end of the optical fiber 48, a lens 49 is formed by polishing the end of the optical fiber 48 so as to have a constant curvature. By this lens 49, the signal light emitted from the semiconductor laser array 44 is efficiently incident on the corresponding optical fiber 48.

【0183】以下に、上記光デバイスの製造方法を説明
する。
Hereinafter, a method for manufacturing the optical device will be described.

【0184】まず、セラミック基板41の一部に凹部を
形成した後に、前述した電極配線パターンの形成方法と
同様の方法で、受光素子用電極46とレーザ素子用電極
47とを基板41上に形成する。レーザ素子用電極47
は、基板41の凹部に底面に形成する。
First, after a concave portion is formed in a part of the ceramic substrate 41, the light receiving element electrode 46 and the laser element electrode 47 are formed on the substrate 41 by the same method as the above-described electrode wiring pattern forming method. I do. Laser element electrode 47
Is formed on the bottom surface in the concave portion of the substrate 41.

【0185】その後、前述の方法で3本のV溝をセラミ
ック基板41に形成した後、各V溝内に光ファイバを埋
め込み樹脂で固定する。このあと、3本の光ファイバを
横切るように一つの平行溝を形成する。その平行溝内に
一枚の光反射基体42を挿入し樹脂で固定する。
Then, after three V-grooves are formed in the ceramic substrate 41 by the above-described method, an optical fiber is fixed in each V-groove with a resin. Thereafter, one parallel groove is formed so as to cross the three optical fibers. One light reflecting substrate 42 is inserted into the parallel groove and fixed with resin.

【0186】この後、半導体受光素子45及び半導体レ
ーザアレー44を、樹脂もしくは半田材料を用いて、セ
ラミック基板41上の所定の位置に搭載する。このと
き、半導体受光素子45及び半導体レーザアレー44の
位置は、それぞれ、すでに形成された電極46および4
7に対して調整される。
Thereafter, the semiconductor light receiving element 45 and the semiconductor laser array 44 are mounted at predetermined positions on the ceramic substrate 41 using a resin or a solder material. At this time, the positions of the semiconductor light receiving element 45 and the semiconductor laser array 44 are respectively set to the electrodes 46 and 4 already formed.
Adjusted to 7.

【0187】光ファイバ48の先端に形成したレンズ4
9が、半導体レーザ素子アレー44の対応するレーザ光
出射部に相対するように、半導体レーザ素子アレー44
は配置される。このため、アレー状のレーザ光を一度に
各光ファイバアレーに結合することができる。また、レ
ンズ49の凹部への突出距離を長くすれば、光ファイバ
の凹部へ露出する部分が長くなるため、光ファイバ48
の持つ弾性によって、レンズ49の位置を半導体レーザ
素子アレー44の発光領域に対して調整することが容易
になる。このため、光ファイバ49の可動部を動かすこ
とによって、半導体レーザからの出射光がレンズ49に
よって光ファイバ48に光学的に結合する度合を調整す
ることができる。このような調整の後に、可動部を固定
すれば、光の結合効率を最適化することができ、より大
きな光出力を得ることができる。
The lens 4 formed at the tip of the optical fiber 48
9 so as to face the corresponding laser beam emitting portion of the semiconductor laser element array 44.
Is arranged. For this reason, the arrayed laser light can be coupled to each optical fiber array at a time. Further, if the projection distance of the lens 49 to the concave portion is increased, the portion of the optical fiber exposed to the concave portion becomes longer.
Due to the elasticity of the lens, the position of the lens 49 can be easily adjusted with respect to the light emitting area of the semiconductor laser element array 44. Therefore, by moving the movable portion of the optical fiber 49, the degree at which light emitted from the semiconductor laser is optically coupled to the optical fiber 48 by the lens 49 can be adjusted. If the movable part is fixed after such adjustment, the light coupling efficiency can be optimized, and a larger light output can be obtained.

【0188】このような光デバイスによれば、複数の光
ファイバからなる光ファイバアレイによって並列伝送さ
れる波長1.55μm光信号をそれぞれ別々に半導体受
光素子アレーで受光できると同時に、波長1.31μm
の光信号を送出することができる。これにより、一つの
装置で複数の双方向光信号伝送が可能となる。また同一
基板上に、発光および受光素子配列の各々の信号処理を
行う前述したような電気回路を設けておけば、より容易
に小型化、経済化された光デバイスが得られる。
According to such an optical device, 1.55 μm wavelength optical signals transmitted in parallel by an optical fiber array composed of a plurality of optical fibers can be separately received by the semiconductor light receiving element array, and at the same time, the wavelength is 1.31 μm.
Can be transmitted. As a result, a plurality of bidirectional optical signal transmissions can be performed by one device. In addition, if the above-described electric circuit for performing signal processing for each of the light emitting and light receiving element arrangements is provided on the same substrate, a more compact and economical optical device can be obtained more easily.

【0189】(実施例5)次に、図10A及び図10B
を参照しながら本発明の第5の実施例を説明する。図1
0Aは本実施例の平面図、図10Bはその断面図であ
る。本実施例では、凹部の形成されたガラス基板51上
に受光素子及び半導体レーザ素子が配置されている。
(Embodiment 5) Next, FIGS. 10A and 10B
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
0A is a plan view of this embodiment, and FIG. 10B is a sectional view thereof. In this embodiment, a light receiving element and a semiconductor laser element are arranged on a glass substrate 51 having a concave portion.

【0190】以下、構成の詳細を説明する。Hereinafter, the details of the configuration will be described.

【0191】ガラス基板51の上面は、半導体レーザ素
子が配置される第1の領域と、受光素子が形成される第
2の領域に分けられる。第1の領域は、ガラス基板51
に形成された凹部54の底面に対応する。図10Bに示
されるように、第1の領域と第2の領域の間にはステッ
プがあり、第1の領域の高さは、第2の領域の高さより
も、約60〜70μm程度、低く形成されている。
The upper surface of the glass substrate 51 is divided into a first area where the semiconductor laser device is arranged and a second area where the light receiving element is formed. The first region is a glass substrate 51
Corresponds to the bottom surface of the concave portion 54 formed at the bottom. As shown in FIG. 10B, there is a step between the first region and the second region, and the height of the first region is lower by about 60 to 70 μm than the height of the second region. Is formed.

【0192】ガラス基板51の上面の第2の領域には、
1本の溝が形成され、その溝には、先端部にマルチモー
ドファイバ53に変化している光ファイバ52が埋め込
まれている。シングルモードファイバ52のコア径は1
0μmであり、マルチモードファイバ53のコア径は5
0μmのである。両ファイバの接続部では、コア径が1
0μmから50μmにゆるやかに連続して変化してい
る。このような構造は、光ファイバの両端に引っ張りな
がら接続部を熱処理することによって得られる。
In the second region on the upper surface of the glass substrate 51,
One groove is formed, and an optical fiber 52 that is changed to a multimode fiber 53 is embedded in the groove at the tip. The core diameter of the single mode fiber 52 is 1
0 μm, and the core diameter of the multimode fiber 53 is 5 μm.
0 μm. At the connection between the two fibers, the core diameter is 1
It changes slowly and continuously from 0 μm to 50 μm. Such a structure can be obtained by heat-treating the connection while pulling the optical fiber at both ends.

【0193】光ファイバ52を斜めに横切るように、一
つの平行溝(不図示)が形成されている。この平行溝内
には、波長1.55μmの光を反射し、波長1.31μ
m光を透過する一枚の反射基体(不図示)が挿入されて
いる。
One parallel groove (not shown) is formed so as to obliquely cross the optical fiber 52. In this parallel groove, light having a wavelength of 1.55 μm is reflected and a wavelength of 1.31 μm is reflected.
One reflection base (not shown) that transmits m light is inserted.

【0194】波長1.31μmのレーザ光を出射する半
導体レーザ素子56が基板51の上面の第1の領域上に
配置されている。ガラス基板51の上面の第2の領域上
には、半導体受光素子(不図示)が配列され、反射基体
によって反射された波長1.55μmの光信号を受け取
る。
A semiconductor laser element 56 for emitting a laser beam having a wavelength of 1.31 μm is arranged on the first region on the upper surface of the substrate 51. Semiconductor light-receiving elements (not shown) are arranged on the second region on the upper surface of the glass substrate 51, and receive an optical signal having a wavelength of 1.55 μm reflected by the reflective base.

【0195】なお、ガラス基板51の上面の第1の領域
上には、レーザ素子用電極58が形成されている。
Note that a laser element electrode 58 is formed on the first region on the upper surface of the glass substrate 51.

【0196】半導体レーザ素子56は融点230度の半
田材料を用いてあらかじめセラミック基板55上にレン
ズ57と共に配置され、電極58から電流を通電するこ
とによって、その特性を検査し、特性が良いものだけが
選ばれる。特性不良の半導体レーザ素子56は、この段
階で除去されるので、不必要に光ファイバと接続する必
要がなく、経済性が図れる。
The semiconductor laser element 56 is disposed in advance together with the lens 57 on the ceramic substrate 55 using a solder material having a melting point of 230 ° C. By applying a current from the electrode 58, its characteristics are inspected. Is selected. Since the semiconductor laser element 56 having poor characteristics is removed at this stage, it is not necessary to unnecessarily connect the optical fiber to the optical fiber, thereby realizing economical efficiency.

【0197】半導体レーザ素子56が配置されたセラミ
ック基板55は、ガラス基板51上の凹部54に融点1
80度の半田材料を用いて接続される。半導体レーザ素
子56から出射されたレーザ光はレンズ57によって約
50μmのスポットサイズに拡大される。このため、マ
ルチモード光ファイバ53との結合に際して、数μmの
位置精度で高い結合効率を得ることができる。マルチモ
ードファイバ53に結合したレーザ光はコア系が緩やか
に連続して変化してシングルモードファイバ52に接続
されるので散乱等の光損失を生じることなくほぼ完全に
光パワーが伝送される。光ファイバ結合系の緩い実装精
度も本光デバイスの経済化に大きな貢献度合いをもつ。
The ceramic substrate 55 on which the semiconductor laser element 56 is disposed has a melting point of 1
The connection is made using an 80 degree solder material. The laser beam emitted from the semiconductor laser element 56 is enlarged by the lens 57 to a spot size of about 50 μm. Therefore, when coupling with the multi-mode optical fiber 53, high coupling efficiency can be obtained with a positional accuracy of several μm. Since the core of the laser light coupled to the multi-mode fiber 53 changes gradually and continuously and is connected to the single-mode fiber 52, the optical power is transmitted almost completely without light loss such as scattering. The loose mounting accuracy of the optical fiber coupling system also greatly contributes to economicalization of the optical device.

【0198】(実施例6)次に、図11A及び図11B
を参照しながら、本発明の第6の実施例を説明する。図
11A及び図11Bにおいて、61はガラス基板、62
はシングルモードファイバ、63はマルチモードファイ
バ、64は波長1.31μmの光信号に対して50%の
反射率を有する反射基体、65は半導体受光装置、66
は波長1.31μmの信号光を透過し波長1.55μm
の信号光を反射する反射基体である。
(Embodiment 6) Next, FIGS. 11A and 11B
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11A and 11B, 61 is a glass substrate, 62
Is a single mode fiber, 63 is a multimode fiber, 64 is a reflecting substrate having a reflectance of 50% for an optical signal having a wavelength of 1.31 μm, 65 is a semiconductor light receiving device, 66 is a semiconductor light receiving device.
Transmits signal light having a wavelength of 1.31 μm and has a wavelength of 1.55 μm.
This is a reflecting substrate that reflects the signal light of the above.

【0199】シングルモードの光ファイバ62から伝送
される波長1.55μmの信号光は反射基体66で反射
されてマルチモードファイバ63に取り込まれる。マル
チモードファイバ63の他端に半導体受光素子を接続
し、すべてのマルチ化したモードの光パワーを受光する
ことによりマルチモードの使用においても高品質のアナ
ログ信号を受光することができる。マルチ化したマルチ
モードファイバ中のモードの光パワーを全て受光しない
場合には、モーダル雑音が発生するために良好にアナロ
グ信号を受信することができない。またシングルモード
の光ファイバ62から伝送される波長1.31μmの信
号光は反射基体64により反射されて半導体受光素子6
5により受光される。
The signal light having a wavelength of 1.55 μm transmitted from the single mode optical fiber 62 is reflected by the reflection base 66 and taken into the multimode fiber 63. By connecting a semiconductor light receiving element to the other end of the multimode fiber 63 and receiving the optical power of all the multi-modes, a high-quality analog signal can be received even in the multi-mode use. If all the optical powers of the modes in the multi-mode multi-mode fiber are not received, analog signals cannot be satisfactorily received due to generation of modal noise. The signal light having a wavelength of 1.31 μm transmitted from the single-mode optical fiber 62 is reflected by the reflecting base 64 to form the semiconductor light receiving element 6.
5 is received.

【0200】(実施例7)次に、図12A及び図12B
を参照しながら本発明の第7の実施例を説明する。図1
2Aは受光発光用装置の斜視図、図12Bはその断面図
である。
(Embodiment 7) Next, FIGS. 12A and 12B
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
2A is a perspective view of the light receiving and emitting device, and FIG. 12B is a sectional view thereof.

【0201】図12A及び図12Bにおいて、71はガ
ラス基板、72はシングルモードファイバ、73は波長
1.31μmの信号光を透過し波長1.55μmの信号
光を反射する反射基体波長、74は波長1.31μmの
光信号に対して50%の反射率を有する反射基体、75
は波長1.55μmの信号光を受光する半導体受光装
置、76は波長1.31μmの信号光を受光する半導体
受光装置、77は基板の外部で光ファイバ72に接続さ
れる波長1.31μmの半導体レーザ、78はファイバ
端部を所定の曲率を持つよう加工したレンズである。
12A and 12B, 71 is a glass substrate, 72 is a single mode fiber, 73 is a reflecting substrate wavelength that transmits signal light having a wavelength of 1.31 μm and reflects signal light having a wavelength of 1.55 μm, and 74 is a wavelength. A reflective substrate having a reflectivity of 50% for an optical signal of 1.31 μm, 75
Is a semiconductor light receiving device for receiving a signal light having a wavelength of 1.55 μm, 76 is a semiconductor light receiving device for receiving a signal light having a wavelength of 1.31 μm, and 77 is a semiconductor having a wavelength of 1.31 μm connected to an optical fiber 72 outside the substrate. The laser 78 is a lens whose fiber end is processed to have a predetermined curvature.

【0202】波長1.55μmの信号光は反射基体73
で反射されて半導体受光装置75に取り込まれる。波長
1.31μmの信号光は反射基体74により反射されて
半導体受光素子76により受光される。また半導体レー
ザ77から出射するレーザ光はレンズ状ファイバ78に
結合されて光反射基体74で50%の光が透過し双方向
に光信号を伝送することができる。半導体レーザ素子7
7は、ガラス基板71とは別個の同様の基板上に形成さ
れればよくまた別個の箇体に収容されるものでもよい。
The signal light having a wavelength of 1.55 μm is
And is taken into the semiconductor light receiving device 75. The signal light having the wavelength of 1.31 μm is reflected by the reflection base 74 and received by the semiconductor light receiving element 76. Further, the laser light emitted from the semiconductor laser 77 is coupled to the lens-like fiber 78, and 50% of the light is transmitted through the light reflecting base 74, so that an optical signal can be transmitted bidirectionally. Semiconductor laser device 7
7 may be formed on a similar substrate separate from the glass substrate 71 or may be housed in a separate body.

【0203】(実施例8)次に、図13を参照しなが
ら、本発明の第8の実施例を説明する。
(Eighth Embodiment) Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0204】図13において、81はシリコン半導体基
板、82はシングルモード光ファイバ、83は波長1.
55μmの信号光を受光する半導体受光素子、84は波
長1.31μmの信号光を受光する半導体発光素子、8
5は波長1.31μmの半導体レーザである。図13で
は、不図示の光反射基体が光ファイバ82を斜めに横切
るように配置されている。それらの光反射基体を介し
て、光ファイバ82と受光素子83、84及び発光素子
85が結合される。ここで、は発光素子85は、面発光
型レーザであり、受光素子83及び84とともにシリコ
ン基板81の上面に配置されている。
In FIG. 13, reference numeral 81 denotes a silicon semiconductor substrate; 82, a single mode optical fiber;
A semiconductor light receiving element for receiving a signal light of 55 μm; a semiconductor light emitting element for receiving a signal light of 1.31 μm wavelength;
Reference numeral 5 denotes a semiconductor laser having a wavelength of 1.31 μm. In FIG. 13, a light reflecting substrate (not shown) is disposed so as to cross the optical fiber 82 obliquely. The optical fiber 82 is coupled to the light receiving elements 83 and 84 and the light emitting element 85 via the light reflecting base. Here, the light emitting element 85 is a surface emitting laser, and is arranged on the upper surface of the silicon substrate 81 together with the light receiving elements 83 and 84.

【0205】この光デバイスは、通常の半導体集積回路
を組み立てるのと同様の実装方法で作製することが可能
で、組立が容易であるために経済化が図れると共に、小
型化が図れるしかも信頼性に優れたものである。
This optical device can be manufactured by the same mounting method as that for assembling a normal semiconductor integrated circuit, and is easy to assemble, so that economy can be achieved, and miniaturization and reliability can be achieved. It is excellent.

【0206】以上の実施例では、波長1.55μmおよ
び波長1.31μmの光デバイスを中心に説明したが、
他の波長の組み合わせを用いたものでも良い。また実施
例で示した構成材料等に制限を加えるものではないこと
は言うまでもない。
In the above embodiments, the optical devices having the wavelengths of 1.55 μm and 1.31 μm have been mainly described.
Other wavelength combinations may be used. It goes without saying that the constituent materials and the like shown in the embodiments are not limited.

【0207】(実施例9)以下、図14を参照しながら
本発明の第9の実施例を説明する。図14は、本実施例
の平面図である。
Embodiment 9 Hereinafter, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a plan view of the present embodiment.

【0208】上面及び底面が平坦で、側面が上面に垂直
なガラス基板101の上面に、断面が第1溝(深さ30
0μm)103が形成されている。ガラス基板101
は、1.55μm波長の光に対して実質的に透明な材料
から形成されている。この溝103内には、UV樹脂か
ら形成された透明な皮膜で覆われたシングルモード光フ
ァイバ(直径200μm)102が樹脂によって固定さ
れている。
The top surface and the bottom surface are flat and the side surface is perpendicular to the upper surface.
0 μm) 103 is formed. Glass substrate 101
Is formed of a material substantially transparent to light having a wavelength of 1.55 μm. In this groove 103, a single-mode optical fiber (diameter 200 μm) 102 covered with a transparent film formed of a UV resin is fixed by a resin.

【0209】第2溝(溝幅約100μm)104が、光
ファイバ102の光軸に対して所定の角度(60度)を
なし、かつ、基板101の上面に垂直になるように、ガ
ラス基板101中に形成されている。第2溝104内に
は、フィルタ特性を有する光反射基体(厚さ約80μ
m)105が挿入され、樹脂108によって固定されて
いる。樹脂108は、1.55μm光に対して透明のエ
ポキシ系材料から形成されており、その屈折率は光ファ
イバの屈折率にほぼ等しい。光反射基体105は、波長
1.55μmの信号光のみを選択的に10%の割合で反
射するように設計されている。このような光反射基体1
05は、例えば、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とを石
英基板上に交互に積層することによって得られる。図
中、波長が1.55μmの双方向に光ファイバ中を伝搬
する光信号は、それぞれ、参照番号100、100’で
示されている。
The glass substrate 101 is formed so that the second groove (groove width: about 100 μm) 104 forms a predetermined angle (60 degrees) with the optical axis of the optical fiber 102 and is perpendicular to the upper surface of the substrate 101. Formed inside. In the second groove 104, a light reflecting substrate having a filter characteristic (having a thickness of about 80 μm) is provided.
m) 105 is inserted and fixed by the resin 108. The resin 108 is formed of an epoxy-based material transparent to 1.55 μm light, and has a refractive index substantially equal to the refractive index of the optical fiber. The light reflecting base 105 is designed to selectively reflect only signal light having a wavelength of 1.55 μm at a rate of 10%. Such a light reflecting substrate 1
05 is obtained, for example, by alternately stacking a silicon oxide film and a titanium oxide film on a quartz substrate. In the figure, optical signals propagating in a bidirectional optical fiber having a wavelength of 1.55 μm are indicated by reference numerals 100 and 100 ′, respectively.

【0210】光ファイバ102の光軸に平行な基板10
1の側面のうち、一方の側面に第1のInGaAs半導
体受光素子106が取り付けられ、他方の側面に第2の
InGaAs半導体受光素子107が取り付けられてい
る。
The substrate 10 parallel to the optical axis of the optical fiber 102
The first InGaAs semiconductor light receiving element 106 is mounted on one side of the one side, and the second InGaAs semiconductor light receiving element 107 is mounted on the other side.

【0211】図中左から伝搬してきた光信号100の一
部は、反射基体105によって反射され、第1の反射光
109として第1の半導体受光素子106に入射する。
光信号100の残りは、反射基体105を透過して、光
ファイバ102を右方向に伝搬して行く。他方、図中右
側から伝搬してきた光信号100’の一部は反射基体1
05により反射され、第2の反射光110として第2の
半導体受光素子107に入射する。光信号100’の残
りは、反射基体105を透過して、光ファイバ102を
左方向に伝搬して行く。
A part of the optical signal 100 propagating from the left in the figure is reflected by the reflecting base 105 and enters the first semiconductor light receiving element 106 as the first reflected light 109.
The rest of the optical signal 100 passes through the reflective substrate 105 and propagates right through the optical fiber 102. On the other hand, a part of the optical signal 100 ′ propagating from the right side in FIG.
05, and is incident on the second semiconductor light receiving element 107 as the second reflected light 110. The rest of the optical signal 100 ′ passes through the reflective substrate 105 and propagates through the optical fiber 102 to the left.

【0212】本装置は、光ファイバの伝送路中に挿入さ
れており、光信号100、100’が、光ファイバ10
2を通して双方向に伝送される。
This device is inserted into the transmission line of an optical fiber, and optical signals 100 and 100 ′ are
2 is transmitted in both directions.

【0213】半導体受光素子106及び107の表面に
は半導体層表面で光信号の反射を生じないようにあらか
じめ低反射率コートが施されており、光ファイバ102
を伝搬する波長1.55μmの光信号の一部が半導体受
光素子106及び107に取り込まれる。ここで用いる
半導体受光素子106及び107は、波長1.55μm
の光信号に対して透明なInP半導体結晶基板が使われ
るので、光信号の入射方向は結晶成長層側もしくは結晶
基板側のいずれでも良い。
The surfaces of the semiconductor light receiving elements 106 and 107 are previously coated with a low reflectivity coating so as not to reflect optical signals on the surface of the semiconductor layer.
Are transmitted to the semiconductor light receiving elements 106 and 107. The semiconductor light receiving elements 106 and 107 used here have a wavelength of 1.55 μm.
Since an InP semiconductor crystal substrate transparent to the optical signal is used, the incident direction of the optical signal may be on either the crystal growth layer side or the crystal substrate side.

【0214】この受光用装置によれば、光ファイバ部の
伝送損失が2.0dB程度と小さくすることができる。
また、光ファイバ102からの光信号出射点と半導体受
光素子の受光部との距離を一定に、しかも数ミリ以内程
度に近く設定できるので、光信号が空間的に拡がって半
導体受光素子の受光部以外に到達して受光効率を下げる
ことがない。このため,光ファイバ102を伝搬する波
長1.55μmの光信号のうち反射基体105で反射さ
れる成分(反射光109)の80%以上が半導体受光素
子106に取り込まれ高い効率が容易に得られる。同様
に、光ファイバ102を伝搬する波長1.55μmの光
信号のうち第1基体105で反射する成分(反射光11
0)の80%以上が半導体受光素子107に取り込まれ
高い効率が得られる。
According to this light receiving device, the transmission loss of the optical fiber can be reduced to about 2.0 dB.
Further, since the distance between the light signal emitting point from the optical fiber 102 and the light receiving portion of the semiconductor light receiving element can be set to be constant and close to within several millimeters, the optical signal is spatially spread and the light receiving portion of the semiconductor light receiving element And light receiving efficiency is not reduced. For this reason, 80% or more of the component (reflected light 109) reflected by the reflective substrate 105 in the optical signal having a wavelength of 1.55 μm propagating through the optical fiber 102 is taken into the semiconductor light receiving element 106, and high efficiency can be easily obtained. . Similarly, a component (reflected light 11) of the 1.55 μm wavelength optical signal propagating through the optical fiber 102 reflected by the first base 105.
80% or more of 0) is taken into the semiconductor light receiving element 107 and high efficiency is obtained.

【0215】しかも、従来の受光用光デバイスのように
光ファイバの光出射端面やレンズ端面や半導体受光素子
端面等の複数の端面間での光信号の多重反射効果による
信号劣化等の問題が無く、高い信号品質を必要とするア
ナログ光信号伝送系の受光用としても用いることができ
る。また全ての構成要素が、ガラス基板101に対して
固定されているので、外部からの振動や外部の温度変化
に伴う位置ずれで特性が変化するといった問題が無く長
時間の信頼性にも優れている。
Further, unlike the conventional light receiving optical device, there is no problem such as signal deterioration due to the multiple reflection effect of an optical signal between a plurality of end surfaces such as a light emitting end surface, a lens end surface, and a semiconductor light receiving element end surface of an optical fiber. It can also be used for light reception in an analog optical signal transmission system requiring high signal quality. In addition, since all components are fixed to the glass substrate 101, there is no problem that characteristics change due to external vibration or positional deviation due to external temperature change, and excellent long-term reliability is achieved. I have.

【0216】(実施例10)次に、図15を参照しなが
ら、本発明の第10の実施例を説明する。
Embodiment 10 Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0217】なお、以下の説明において、既説明と同一
の箇所には同一の番号を附し、説明を省略する。
In the following description, the same portions as those already described are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0218】図15に示されるように、1.55μm波
長の光に対して透明なプラスチック材料からなる基板2
01の上面に、前記実施例と同様に、深さが200μm
で断面が矩形形状の第1溝203が形成されている。こ
の第1溝203の中に、ナイロン樹脂からなるコーティ
ング皮膜を有するシングルモード光ファイバ(直径90
0μm径)202が埋め込まれている。
As shown in FIG. 15, a substrate 2 made of a plastic material transparent to light having a wavelength of 1.55 μm.
01, the depth is 200 μm, as in the previous embodiment.
Thus, a first groove 203 having a rectangular cross section is formed. In this first groove 203, a single mode optical fiber (having a diameter of 90) having a coating film made of a nylon resin is used.
(Diameter of 0 μm) 202 is embedded.

【0219】第2溝204は、基板201の基板の主面
に対して傾斜するようにして、基板201中に形成され
ている。本実施例では、基体205を光ファイバの光軸
に対して60度傾斜させている。第2溝204の断面は
概略矩形で溝幅が50μmである。第2溝204内に
は、厚さ30μmの石英基板上に金(Au)薄膜を50
0オングストロームの厚みで形成した半透過・半反射特
性を有する光反射基体205がエポキシ樹脂とともに埋
め込まれている。
[0219] The second groove 204 is formed in the substrate 201 so as to be inclined with respect to the main surface of the substrate. In this embodiment, the base 205 is inclined by 60 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber. The cross section of the second groove 204 is substantially rectangular and the groove width is 50 μm. In the second groove 204, a gold (Au) thin film is formed on a quartz substrate having a thickness of 30 μm.
A light reflecting substrate 205 having a thickness of 0 angstroms and having semi-transmission / semi-reflection characteristics is embedded together with an epoxy resin.

【0220】透明基板201の上面には、受光径300
μmのInGaAs半導体受光素子206が表面実装技
術によって搭載されている。透明基板201の底面に
は、受光径300μmのInGaAs半導体受光素子2
07が、カンパッケージに封入された状態で、配置され
ている。
On the upper surface of the transparent substrate 201, a light receiving diameter of 300
A μm InGaAs semiconductor light receiving element 206 is mounted by surface mounting technology. An InGaAs semiconductor light receiving element 2 having a light receiving diameter of 300 μm is provided on the bottom surface of the transparent substrate 201.
07 is arranged in a state of being enclosed in a can package.

【0221】光信号100の一部は、基体205により
反射し、反射光208として、半導体受光素子206に
入射する。光信号100’の一部は、基体205により
反射して、反射光209として半導体受光素子207に
入射する。
A part of the optical signal 100 is reflected by the base 205 and enters the semiconductor light receiving element 206 as reflected light 208. Part of the optical signal 100 ′ is reflected by the base 205 and enters the semiconductor light receiving element 207 as reflected light 209.

【0222】本装置は、光ファイバの伝送路中に挿入さ
れ、光信号100、100’が、光ファイバ202を通
して双方向に伝送される。
This device is inserted into a transmission line of an optical fiber, and optical signals 100 and 100 ′ are transmitted bidirectionally through an optical fiber 202.

【0223】第2溝204に埋め込んだ樹脂は、その屈
折率が光ファイバ202から取り出される光信号に対し
て屈折や反射を生じないように選ばれたものである。半
導体受光素子206の表面には半導体層表面で光信号の
反射を生じないようにあらかじめ低反射率コートが施さ
れており、光ファイバ202を伝搬する波長1.55μ
mの光信号の一部が半導体受光素子206に取り込まれ
る。ここで用いる半導体受光素子207は波長1.55
μmの光信号に対して透明InP半導体結晶基板が使わ
れるので光信号の入射方向は結晶成長層側もしくは結晶
基板側のいずれでも良い。本実施例でも、前述の実施例
9により得られる効果と同様の効果が得られる。
The resin embedded in the second groove 204 is selected such that its refractive index does not cause refraction or reflection of an optical signal extracted from the optical fiber 202. The surface of the semiconductor light receiving element 206 is previously coated with a low reflectivity coating so as not to reflect optical signals on the surface of the semiconductor layer, and has a wavelength of 1.55 μm that propagates through the optical fiber 202.
A part of the optical signal m is taken into the semiconductor light receiving element 206. The semiconductor light receiving element 207 used here has a wavelength of 1.55.
Since a transparent InP semiconductor crystal substrate is used for an optical signal of μm, the incident direction of the optical signal may be on either the crystal growth layer side or the crystal substrate side. Also in this embodiment, the same effects as those obtained by the above-described ninth embodiment can be obtained.

【0224】(実施例11)次に、図16を参照しなが
ら、本発明の第11実施例を用いて説明する。なお、以
下の説明において、既説明と同一の箇所には同一の番号
を附し、説明を省略する。
Embodiment 11 Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same portions as those already described are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0225】図16に示されるように、1.55μm波
長の光に対して実質的に透明なガラス基板301上に、
深さが200μmで断面が矩形形状の第1溝303が形
成されている。第1溝303内には、125μm径のシ
ングルモード光ファイバ302が埋め込まれている。
As shown in FIG. 16, on a glass substrate 301 substantially transparent to light having a wavelength of 1.55 μm,
A first groove 303 having a depth of 200 μm and a rectangular cross section is formed. A single mode optical fiber 302 having a diameter of 125 μm is embedded in the first groove 303.

【0226】ガラス基板301の上面に、その上面に対
して斜めに第2溝304が形成されている。第2溝30
4は、断面が概略矩形形状で溝幅が20μmである。ポ
リイミドフィルム上にシリコン酸化膜とチタン酸化膜を
交互に積層した1.55μm光を10%の割合で反射す
るフィルタ特性を有する厚さ10μmの光反射基体30
5が第2溝304内に挿入されている。
On the upper surface of the glass substrate 301, a second groove 304 is formed obliquely with respect to the upper surface. Second groove 30
No. 4 has a substantially rectangular cross section and a groove width of 20 μm. A 10 μm thick light reflecting substrate 30 having a filter characteristic of reflecting 1.55 μm light at a rate of 10% in which silicon oxide films and titanium oxide films are alternately laminated on a polyimide film.
5 is inserted into the second groove 304.

【0227】ガラス基板301上には、受光径300μ
mのInGaAs半導体受光素子306及び307が表
面実装技術によって固定されている。
A glass substrate 301 has a light receiving diameter of 300 μm.
m InGaAs semiconductor light receiving elements 306 and 307 are fixed by surface mounting technology.

【0228】ガラス基板301の底面には、金(Au)
薄膜からなる反射器308が形成されている。光信号1
00の一部は、基体305によって反射した後、反射器
308により更に反射され、反射光309として半導体
受光素子306に入射する。光信号100’の一部は、
基体305により反射され、反射光310として半導体
受光素子307に入射する。
On the bottom surface of the glass substrate 301, gold (Au)
A reflector 308 made of a thin film is formed. Optical signal 1
A part of 00 is reflected by the base 305, further reflected by the reflector 308, and enters the semiconductor light receiving element 306 as reflected light 309. Part of the optical signal 100 ′
The light is reflected by the base 305 and enters the semiconductor light receiving element 307 as reflected light 310.

【0229】この受光用光デバイスによれば、基体30
5上の反射光310が形成される点と半導体受光素子3
07の受光部との距離を一定でしかも100〜300μ
m程度に短く設定できるので、光信号が空間的に拡がっ
て半導体受光素子307の受光部以外に到達して受光効
率を下げることがない。また、基体305からの反射光
309の90%以上が半導体受光素子307に取り込ま
れ、高い光−電流変換効率が容易に得られる。しかも、
従来の光デバイスで問題であった光ファイバの光出射端
面やレンズ端面や半導体受光素子端面等の複数の光学素
子端面間での光信号の多重反射効果による信号劣化等の
問題が無く、高い信号品質を必要とするアナログ光信号
伝送系の受光用としても用いることができる。また全て
の構成要素が、ガラス基板301に対して固定されてい
るので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置ず
れで特性が変化するといった問題が無く長時間の信頼性
にも優れている。配列した半導体受光素子306、30
7は同一の半導体基板上に形成された半導体受光素子で
も良い。
According to this light receiving optical device, the base 30
5 where the reflected light 310 is formed and the semiconductor light receiving element 3
07 with a constant distance from the light receiving section and 100 to 300 μm
Since it can be set to be as short as about m, the optical signal does not spread spatially and reaches other than the light receiving portion of the semiconductor light receiving element 307, and the light receiving efficiency does not decrease. Further, 90% or more of the reflected light 309 from the base 305 is taken into the semiconductor light receiving element 307, and high light-current conversion efficiency can be easily obtained. Moreover,
High signal without problems such as signal degradation due to the multiple reflection effect of optical signals between a plurality of optical element end faces such as a light emitting end face, a lens end face, and a semiconductor light receiving element end face of an optical fiber, which was a problem in conventional optical devices. It can also be used for light reception in analog optical signal transmission systems requiring quality. In addition, since all the components are fixed to the glass substrate 301, there is no problem that the characteristics change due to external vibrations or positional shifts due to external temperature changes, and excellent long-term reliability is achieved. I have. Semiconductor light receiving elements 306 and 30 arranged
Reference numeral 7 may be a semiconductor light receiving element formed on the same semiconductor substrate.

【0230】次に、図17を参照しながら、光ファイバ
302を横切って形成される第1溝303を通過する波
長1.55μmの光信号の損失について説明する。図1
7は、光通信に通常用いられる種類のシングルモードフ
ァイバ(コア半径ω=5μm)の間隙による光損失の計
算結果と実験結果とを示している。
Next, the loss of an optical signal having a wavelength of 1.55 μm passing through the first groove 303 formed across the optical fiber 302 will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 7 shows a calculation result and an experimental result of light loss due to a gap of a single-mode fiber (core radius ω = 5 μm) of a type normally used for optical communication.

【0231】本実施例で用いられる光ファイバの屈折率
(n=1.5)とほぼ同程度の屈折率を持つ樹脂で間隙
が充填されている場合には、20μmの間隙に対して
0.2dB程度のわずかな結合損失しか生じない。この
結合損失は、一つめにはファイバ間の間隙を小さくする
ことで、二つめには光ファイバのコア経を大きくするこ
とで減らすことができる。図17には、コア半径ω=1
0、ω=15μmの場合の計算結果も示されている。間
隙が同じ大きさの場合であっても、コア半径ωが大きく
なると、光損失が大幅に低減されることが分かる。
In the case where the gap is filled with a resin having a refractive index substantially equal to the refractive index (n = 1.5) of the optical fiber used in this embodiment, the gap is 0.2 μm for the gap of 20 μm. Only a small coupling loss of about 2 dB occurs. This coupling loss can be reduced firstly by reducing the gap between the fibers and secondly by increasing the core diameter of the optical fiber. FIG. 17 shows that the core radius ω = 1
Calculation results for 0 and ω = 15 μm are also shown. It can be seen that even when the gaps have the same size, when the core radius ω increases, the optical loss is greatly reduced.

【0232】図18A及び図18Bは、それぞれ、通常
の光ファイバ401及び部分的にコア径が拡大された光
ファイバ404を示している。
FIGS. 18A and 18B show a normal optical fiber 401 and an optical fiber 404 with a partially enlarged core diameter, respectively.

【0233】図18Aに示されるように、通常の光ファ
イバ401は、一定の径を持つコア402がクラッド4
03で覆われた構成を有している。これに対して、光フ
ァイバ404のコア402は、他の部分より径の大きく
なった部分405を横切るように第2溝を形成すれば、
第2溝の間隙による信号伝送損失を低減することができ
る。
As shown in FIG. 18A, a normal optical fiber 401 has a
03. On the other hand, if the second groove is formed so that the core 402 of the optical fiber 404 crosses the portion 405 having a larger diameter than the other portions,
Signal transmission loss due to the gap of the second groove can be reduced.

【0234】この受光用光デバイスを製造する場合にお
いて、各構成部分の組立工程時に、光ファイバからの光
信号を検出しながら各部品の位置を調整する必要がな
い。このため、このような受光用装置は、シリコン集積
回路の実装技術分野で用いられる実装装置を用いて製造
することができるので、短時間での大量の製造に適して
おり低価格が期待できる。なお、さらに異なる波長の光
信号に対しても同様の方法を用いて製造することができ
るのは説明を要しない。
In the case of manufacturing this light receiving optical device, it is not necessary to adjust the position of each component while detecting the optical signal from the optical fiber at the time of assembling each component. For this reason, such a light receiving device can be manufactured using a mounting device used in the field of silicon integrated circuit mounting technology, so that it is suitable for mass production in a short time and a low price can be expected. It should be noted that it is not necessary to explain that optical signals having different wavelengths can be manufactured using the same method.

【0235】(実施例12)次に、図19を参照しなが
ら、本発明の第12の実施例を説明する。
Embodiment 12 Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0236】本実施例の装置は、図14の装置と類似の
構成を有しており、同一の箇所には同一の番号を付し、
説明を省略する。
The device of this embodiment has a similar configuration to the device of FIG. 14, and the same portions are denoted by the same reference numerals.
Description is omitted.

【0237】図19の装置において特徴的な点は、ガラ
ス基板101の主面に幅20μmで断面が概略矩形形状
の第3溝601が形成されており、その中に、1.48
μmの光を選択的に反射する第2反射基体602が挿入
されている点にある。
A characteristic feature of the apparatus shown in FIG. 19 is that a third groove 601 having a width of 20 μm and a substantially rectangular cross section is formed on the main surface of the glass substrate 101, and 1.48 is formed therein.
The point is that a second reflective base 602 that selectively reflects light of μm is inserted.

【0238】このような構成を採用したことによって、
波長が1.3μm、1.48μm及び1.55μmの光
を含む双方向信号600が、図中左から光ファイバ10
2を伝搬してきた場合、第2反射基体602により波長
1.48μmの光が選択的に反射され、反射光603と
して、図中左方向へ伝搬される。双方向信号600’
は、波長が1.3μm及び1.55μmの信号光を含
む。
By adopting such a configuration,
A bidirectional signal 600 including light having wavelengths of 1.3 μm, 1.48 μm and 1.55 μm is transmitted from an optical fiber 10 from the left in the figure.
2, the light having a wavelength of 1.48 μm is selectively reflected by the second reflecting base 602 and propagated as reflected light 603 in the left direction in the figure. Bidirectional signal 600 '
Includes signal light having wavelengths of 1.3 μm and 1.55 μm.

【0239】このような装置は、好ましくは、希土類元
素であるエルビウムが添加(ドープ)された光ファイバ
増幅器(EDFA:Erubium Doped Fiber Amplifier)
に接続して用いられる。光ファイバ増幅器の励起(ポン
ピング)には、波長1.48μmの励起光が用いられ
る。第2基体602は、この励起光が受光素子106に
入射するのを防止するため、受光素子106の出力に含
まれる雑音成分を低減する。これにより、受光素子10
6、107は、1.55μm波長の光信号成分のみが検
出することができる。
[0239] Such an apparatus is preferably an optical fiber amplifier (EDFA: Erubium Doped Fiber Amplifier) doped (doped) with erbium as a rare earth element.
Used to connect to. Pumping light having a wavelength of 1.48 μm is used for pumping the optical fiber amplifier. The second base 602 reduces noise components included in the output of the light receiving element 106 in order to prevent the excitation light from entering the light receiving element 106. Thereby, the light receiving element 10
6, 107 can detect only the optical signal component of the 1.55 μm wavelength.

【0240】この装置では、受光素子106は光ファイ
バ増幅器の出力モニタのため用いられ、受光素子107
は、外部から光ファイバ増幅器に反射して戻ってくる反
射光モニタのために用いられる。
In this apparatus, the light receiving element 106 is used for monitoring the output of the optical fiber amplifier.
Is used for a reflected light monitor that is reflected from the outside and returns to the optical fiber amplifier.

【0241】本実施例でも、第2の基体602と第3溝
の側壁との間には、光ファイバの屈折率とほぼ等しい屈
折率を持ち樹脂が充填されている。このため、信号光の
屈折や散乱反射が抑制されため、伝送損失はほとんとほ
増加しない。励起光をフィルタリングするための光学部
材が、ガラス基板101に一体化されているため、機械
的な振動に対して高い信頼性を有する装置が提供され
る。
Also in this embodiment, the space between the second base 602 and the side wall of the third groove is filled with a resin having a refractive index substantially equal to the refractive index of the optical fiber. For this reason, since refraction and scattering reflection of the signal light are suppressed, the transmission loss hardly increases. Since the optical member for filtering the excitation light is integrated with the glass substrate 101, a device having high reliability against mechanical vibration is provided.

【0242】(実施例13)次に、図20を参照しなが
ら、本発明の第13の実施例を説明する。
(Thirteenth Embodiment) Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0243】本実施例では、図16の実施例(実施例1
1)の光デバイスを、電気増幅器と共に基板上に集積化
している。
In the present embodiment, the embodiment shown in FIG.
The optical device of 1) is integrated on a substrate together with an electric amplifier.

【0244】前述のように、ガラス基板301の溝内に
光ファイバ701および701’の一部が埋め込まれて
いる。電気配線パターン703がガラス基板301上に
あらかじめ形成され、その電気配線パターン703に接
続されるように、受光素子306及び307と、プリア
ンプ回路を有する電気集積回路素子702とがガラス基
板301上に形成されている。
As described above, some of the optical fibers 701 and 701 ′ are embedded in the grooves of the glass substrate 301. An electric wiring pattern 703 is formed on the glass substrate 301 in advance, and light receiving elements 306 and 307 and an electric integrated circuit element 702 having a preamplifier circuit are formed on the glass substrate 301 so as to be connected to the electric wiring pattern 703. Have been.

【0245】ガラス基板301は、パッケージ705の
底部に導電性樹脂によって固定される。その後、パッケ
ージ705を突き抜ける各電気接続端了704の一端
と、ガラス基板301上の電極配線パターン703と
を、アルミからなる電気接続ワイヤ703によって接続
する。光ファイバ701は、光ファイバ取り出し口を介
してパッケージ705内から外部へ延びる。次に、光フ
ァイバ取り出し部に樹脂を充填することによって、気密
処理を施した後、パッケージ705にその蓋部を取付け
る。
The glass substrate 301 is fixed to the bottom of the package 705 with a conductive resin. Thereafter, one end of each electrical connection terminal 704 penetrating the package 705 and the electrode wiring pattern 703 on the glass substrate 301 are connected by an electrical connection wire 703 made of aluminum. The optical fiber 701 extends from inside the package 705 to the outside via the optical fiber outlet. Next, a resin is filled in the optical fiber take-out portion to perform an airtight process, and then the lid portion is attached to the package 705.

【0246】この装置の製造に際しては、図20の紙面
に垂直な方向に各部品を高精度に位置決めする必要が無
く、紙面に平行な面内での位置決めをすればよい。従っ
て、半導体集積回路の実装分野で使用される通常の実装
装置を用いて容易に作製することができる。なお、全て
の構成部品はパッケージ705に固着されているので、
機械的な振動に対して、高い信頼性を有する。
In the manufacture of this device, it is not necessary to precisely position each component in a direction perpendicular to the plane of the paper of FIG. 20, and it is sufficient to perform positioning in a plane parallel to the plane of the paper. Therefore, it can be easily manufactured using a normal mounting device used in the field of mounting semiconductor integrated circuits. Since all the components are fixed to the package 705,
High reliability against mechanical vibration.

【0247】このように本発明によれば、光ファイバを
用いて双方向光伝送システムに用いる光デバイスの小型
化、集積化、軽量化をはかると共に、生産性を向上させ
て低コスト化を達成することができる顕著な効果があ
り、産業上大きな意義を有する。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size, integration, and weight of an optical device used in a bidirectional optical transmission system by using an optical fiber, and to improve productivity and reduce cost. There is a remarkable effect that can be of great industrial significance.

【0248】(実施例14)以下、図21及び図22を
参照しながら、本発明の第14の実施例を説明する。
本実施例では、幅150μm、深さ150μmの断面矩
形形状を有する第1溝1103がガラス基板1101の
上面に形成されている。光ファイバ1102の一方の端
部が第1溝1103内に埋め込まれ、透明のエポキシ系
樹脂材料によって固定されている。ガラス基板1101
には、ダイシングソーによる切断によって傾斜した端面
1104が形成されている。本実施例では、端面110
4の法線方向は、光ファイバ1103の光軸と30度の
角度を為すように形成されている。後述する理由から、
この角度は5度から40度の範囲内に設定される。
Embodiment 14 Hereinafter, a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, a first groove 1103 having a rectangular cross section with a width of 150 μm and a depth of 150 μm is formed on the upper surface of the glass substrate 1101. One end of the optical fiber 1102 is embedded in the first groove 1103 and fixed by a transparent epoxy resin material. Glass substrate 1101
Is formed with an inclined end surface 1104 by cutting with a dicing saw. In this embodiment, the end face 110
The normal direction of 4 is formed so as to form an angle of 30 degrees with the optical axis of the optical fiber 1103. For reasons described below,
This angle is set in the range of 5 to 40 degrees.

【0249】傾斜端面1104上には反射器1105が
樹脂によって貼り付けられ、固定されている。反射器1
105は、石英基板上にチタン(Ti)と金(Au)を
積層することによって形成されている。ガラス基板11
01の上面には、InGaAs半導体受光素子1106
が設けられている。1.3ミクロンの光信号1107
は、反射器1105によって反射され、反射光1108
として半導体受光素子に入射する。
On the inclined end face 1104, a reflector 1105 is stuck and fixed with resin. Reflector 1
105 is formed by laminating titanium (Ti) and gold (Au) on a quartz substrate. Glass substrate 11
01, an InGaAs semiconductor light receiving element 1106
Is provided. 1.3 micron optical signal 1107
Is reflected by the reflector 1105 and the reflected light 1108
Incident on the semiconductor light receiving element.

【0250】本実施例でも、樹脂の屈折率は光ファイバ
1102の屈折率と同程度に設定されている。このた
め、端面1104の切断による物理的な荒れ(微細な凹
凸)は、光学的には存在しない状態に等しくなるので、
光信号の散乱は生じない。光信号の反射方向に配置され
た半導体受光素子1106により光信号は効率的に電気
信号に変換される。
Also in this embodiment, the refractive index of the resin is set to be substantially equal to the refractive index of the optical fiber 1102. For this reason, the physical roughness (fine irregularities) due to the cutting of the end face 1104 is equivalent to a state that does not exist optically.
No light signal scattering occurs. The light signal is efficiently converted into an electric signal by the semiconductor light receiving element 1106 arranged in the reflection direction of the light signal.

【0251】この受光用光デバイスによれば、光ファイ
バ1102の光信号出射点と半導体受光素子1106の
受光部との距離を一定に、しかも60から300ミクロ
ン程度に短く設定できる。このため、光信号が空間的に
拡がって半導体受光素子の受光部以外に到達して受光効
率を下げることがなく、光ファイバ1102を伝搬する
波長1.3ミクロンの光信号の90%以上が半導体受光
素子1106に取り込まれる。その結果、高い受光効率
が容易に得られる。
According to this light receiving optical device, the distance between the optical signal emitting point of the optical fiber 1102 and the light receiving portion of the semiconductor light receiving element 1106 can be set to be constant and as short as about 60 to 300 microns. For this reason, the optical signal does not spread spatially and reaches other than the light receiving portion of the semiconductor light receiving element to reduce the light receiving efficiency, and 90% or more of the 1.3 μm wavelength optical signal propagating through the optical fiber 1102 is the semiconductor. The light is captured by the light receiving element 1106. As a result, high light receiving efficiency can be easily obtained.

【0252】次に、図22は、リターンロスの端面傾斜
角度依存性を示す。図22のグラフの横軸は、反射器1
105の法線と光ファイバ1102の光軸とがなす角度
を示し、縦軸は、光ファイバ1102の入射側から見た
りターンロス(光学的な反射率)を示している。
Next, FIG. 22 shows the dependence of the return loss on the inclination angle of the end face. The horizontal axis of the graph in FIG.
The angle between the normal line 105 and the optical axis of the optical fiber 1102 is shown, and the vertical axis shows the turn loss (optical reflectance) as seen from the incident side of the optical fiber 1102.

【0253】角度が5度以下の場合、反射器1105の
表面からの反射戻り光が光ファイバ1102に帰還され
る。また角度が40度以上(45度以上の時は構成上考
慮しない)の場合、半導体受光素子1106表面からの
反射戻り光が光ファイバ1102に帰還される。
When the angle is equal to or less than 5 degrees, the return light reflected from the surface of the reflector 1105 is returned to the optical fiber 1102. When the angle is 40 degrees or more (when the angle is 45 degrees or more, the configuration is not considered), the reflected light returned from the surface of the semiconductor light receiving element 1106 is fed back to the optical fiber 1102.

【0254】反射戻り光が大きい場合には、外部の光コ
ネクタの反射端面との間で多重反射が引き起こされ、受
光信号の品質を劣化させる。しかしながら、本発明では
角度を5度から40度の範囲に設定するので、図22か
ら明らかなように、光ファイバの光出射端面や従来の受
光素子で用いられているレンズの端面や半導体受光素子
端面等の複数の光学的な端面間での多重反射による信号
劣化等の問題が無く、高い信号品質を必要とするアナロ
グ光信号伝送系の受光用としても用いることができる。
When the reflected return light is large, multiple reflections are caused between the reflected light and the reflection end face of the external optical connector, thereby deteriorating the quality of the received light signal. However, in the present invention, since the angle is set in the range of 5 degrees to 40 degrees, as is apparent from FIG. 22, the light emitting end face of the optical fiber, the end face of the lens used in the conventional light receiving element, and the semiconductor light receiving element There is no problem such as signal deterioration due to multiple reflections between a plurality of optical end surfaces such as end surfaces, and it can also be used for light reception in an analog optical signal transmission system requiring high signal quality.

【0255】また、本発明の形態においては、レンズ等
の光学部品を用いていないので小型であると同時に、全
ての構成要素がガラス基板1101に対して固定されて
いるので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置
ずれで特性が変化するといった問題が無く長時間の信頼
性にも優れている。
Further, in the embodiment of the present invention, since the optical parts such as lenses are not used, the apparatus is small, and at the same time, since all the constituent elements are fixed to the glass substrate 1101, external vibration and There is no problem that the characteristics change due to a positional shift due to an external temperature change, and the device has excellent long-term reliability.

【0256】次に、図23Aから図23Dを参照しなが
ら、受光用装置の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the light receiving device will be described with reference to FIGS. 23A to 23D.

【0257】まず、図23Aに示すように、断面矩形形
状を有する第1の溝1103を機械的な切削によってガ
ラス基板1101の上面に形成する。ガラス基板110
1の上面には、あらかじめ電極材料を真空蒸着し、続く
フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によって所
望の電極パターンを形成しておく。これらの工程で、同
時に、端面1104が形成される位置及び受光素子が配
置される位置を表示する「位置合わせ用マーク(不図
示)」をガラス基板l101の上面に形成する。
First, as shown in FIG. 23A, a first groove 1103 having a rectangular cross section is formed on the upper surface of a glass substrate 1101 by mechanical cutting. Glass substrate 110
An electrode material is vacuum-deposited on the upper surface of 1 in advance, and a desired electrode pattern is formed by a subsequent photolithography step and etching step. In these steps, at the same time, a “positioning mark (not shown)” indicating the position where the end face 1104 is formed and the position where the light receiving element is arranged is formed on the upper surface of the glass substrate 1101.

【0258】次に、図23Bに示すように、光ファイバ
1102を樹脂材料とともに第1の溝1103中に埋め
込む。この後、樹脂を硬化する。
Next, as shown in FIG. 23B, the optical fiber 1102 is buried in the first groove 1103 together with the resin material. Thereafter, the resin is cured.

【0259】次に、ガラス基板1101の上記「位置合
わせマーク」によって示される部分、すなわち図23B
において破線で示される部分を、ワイヤソウやダイシン
グソウと呼ばれる切断装置を用いて切断する。こうし
て、図23Cに示すように、光ファイバ1102の光軸
に対して所定の角度で基板端面1104を形成する。
Next, the portion of the glass substrate 1101 indicated by the above “alignment mark”, that is, FIG.
Is cut using a cutting device called a wire saw or a dicing saw. Thus, as shown in FIG. 23C, the substrate end face 1104 is formed at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical fiber 1102.

【0260】次に、図23Dに示すように、基板端面1
104に樹脂を介して光反射基体1105を貼り付け、
固定する。また、樹脂を用いて、半導体受光素子110
6を、位置合わせマークが示す所定の位置に配置する。
樹脂材料として紫外線光を外部から照射することにより
硬化するものを用いれば、長時間の硬化時間を必要とせ
ずに所定の位置に半導体受光素子を固定することができ
る。
Next, as shown in FIG.
A light reflecting base 1105 is attached to the base 104 via a resin,
Fix it. Also, using a resin, the semiconductor light receiving element 110
6 is arranged at a predetermined position indicated by the alignment mark.
When a resin material that is cured by irradiating ultraviolet light from the outside is used as the resin material, the semiconductor light receiving element can be fixed at a predetermined position without requiring a long curing time.

【0261】この受光用装置は、光ファイバからの光信
号を検出しながら位置を調整する必要がなく、既存のシ
リコン集積回路の実装手段に用いられる類の全て2次元
的な実装手段を用いて製造することができるので、短時
間での大量の製造に適しており低価格が期待できる。
This light receiving device does not need to adjust the position while detecting the optical signal from the optical fiber, and uses all the two-dimensional mounting means used for the existing silicon integrated circuit mounting means. Since it can be manufactured, it is suitable for mass production in a short time, and a low price can be expected.

【0262】(実施例15)次に、図24を参照しなが
ら、本発明の第15の実施例を説明する。
Embodiment 15 Next, a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0263】光信号波長に対して透明のガラス基板14
01、光ファイバ1402、ガラス基板1401中に形
成された幅150μm、深さ150μmの断面矩形形状
を有する第1の溝1403で透明のエポキシ系樹脂材料
により光ファイバ1402の一部が埋め込まれて固定さ
れている。
Glass substrate 14 transparent to optical signal wavelength
01, a part of the optical fiber 1402 is embedded and fixed with a transparent epoxy resin material in the first groove 1403 having a width of 150 μm and a depth of 150 μm and having a rectangular cross section formed in the optical fiber 1402 and the glass substrate 1401. Have been.

【0264】1404は基板端面、1405は反射器、
1406は半導体受光素子、1407は1.3μm光信
号、1408は反射光であり、図21の実施例と同様の
ものである。光信号1407は光ファイバ1402中を
伝搬した後基板端面1404上に貼り付け固定された反
射器1405により上方に反射して光ファイバ1402
の外部に取り出され、透明ガラス基板1401の中を通
って基板の主面上に配置された半導体受光素子1406
の受光部に到達して電気信号に変換される。この受光用
装置においても、実施例14について説明したような優
れた特性が得られる。
1404 is an end face of the substrate, 1405 is a reflector,
1406 is a semiconductor light receiving element, 1407 is a 1.3 μm optical signal, and 1408 is reflected light, which is the same as that of the embodiment of FIG. After the optical signal 1407 propagates through the optical fiber 1402, it is reflected upward by a reflector 1405 affixed and fixed on the end face 1404 of the substrate, and is reflected upward.
And a semiconductor light receiving element 1406 disposed on the main surface of the substrate through the transparent glass substrate 1401
And is converted into an electric signal. Also in this light receiving device, excellent characteristics as described in the fourteenth embodiment can be obtained.

【0265】(実施例16)次に、図25、図26A及
び図26Bを参照しながら、本発明の第16の実施例を
説明する。図25において、1501はシリコン基板、
1502は光ファイバ、1503は幅140μmの第一
の溝、1504は基板端面、1505は反射器、150
6は第三の溝である幅20μmのスリットで基板150
1の主面内に於いて光ファイバの光軸に対して所定の角
度を為す。1507はポリイミドフィルム上の誘電体多
層膜からなる波長1.3μm光を透過し波長1.55μ
m光を反射するフィルタ、1508はInGaAs半導体受光
素子、1509は光ファイバと概略同程度の屈折率のエ
ポキシ系樹脂、1510は波長1.3μmと1.55μ
mの光信号、1511は1.3μmの反射光である。
Embodiment 16 Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 25, 26A and 26B. In FIG. 25, 1501 is a silicon substrate,
1502 is an optical fiber, 1503 is a first groove having a width of 140 μm, 1504 is a substrate end face, 1505 is a reflector, 150
Reference numeral 6 denotes a slit having a width of 20 μm as a third groove.
At a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical fiber within the main surface of the optical fiber. Reference numeral 1507 transmits light having a wavelength of 1.3 μm formed of a dielectric multilayer film on a polyimide film and transmits light having a wavelength of 1.55 μm.
m, a filter that reflects light, 1508, an InGaAs semiconductor light receiving element, 1509, an epoxy resin having a refractive index substantially equal to that of the optical fiber, 1510, 1.3 μm and 1.55 μ wavelength.
An optical signal of m, 1511 is a 1.3 μm reflected light.

【0266】本光デバイスの構成では、2波長の信号光
の内から選択的に一方の波長の信号を受光することがで
きる。波長数や選択される波長の種類は、フィルタ15
07を適当に選ぶことにより選択することができること
は言うまでもない。
In the configuration of the present optical device, a signal of one wavelength can be selectively received from signal light of two wavelengths. The number of wavelengths and the type of wavelength to be selected are determined by the filter 15
Needless to say, the selection can be made by appropriately selecting 07.

【0267】次に、本光デバイスの受光部の詳細につい
て、図26A及び26Bを参照しながら説明する。
Next, details of the light receiving section of the optical device will be described with reference to FIGS. 26A and 26B.

【0268】図26において、1601は基板、160
2は半導体受光素子、1603は半導体受光素子160
2の受光部、1604は半導体受光素子1602の電
極、1605はあらかじめ基板1601の主面上にもう
けられた金(Au)材料からなる突起部を有する基板電
極、1606はエポキシ樹脂である。
In FIG. 26, reference numeral 1601 denotes a substrate;
2 is a semiconductor light receiving element, 1603 is a semiconductor light receiving element 160
Reference numeral 1604 denotes an electrode of the semiconductor light receiving element 1602, reference numeral 1605 denotes a substrate electrode having a projection made of a gold (Au) material previously formed on the main surface of the substrate 1601, and reference numeral 1606 denotes an epoxy resin.

【0269】図26Aは、樹脂固定前の半導体受光素子
1602と基板電極1605の位置関係を示している。
図26Bは、半導体受光素子1602と基板1601の
間にエポキシ樹脂1606で接着固定されている様子を
示しており、電極1604と基板電極1605とが電気
的に良好な接続が得られる。
FIG. 26A shows the positional relationship between the semiconductor light receiving element 1602 and the substrate electrode 1605 before the resin is fixed.
FIG. 26B shows a state in which the semiconductor light receiving element 1602 and the substrate 1601 are bonded and fixed with an epoxy resin 1606, and an excellent connection between the electrode 1604 and the substrate electrode 1605 is obtained.

【0270】(実施例17)次に、図27を参照しなが
ら、第17の実施例を説明する。
(Embodiment 17) Next, a seventeenth embodiment will be described with reference to FIG.

【0271】図27に於いて1701は厚さ40μmの
石英基板上に誘電体多層膜を積層した波長1.55μm
光を透過し波長1.3μm光を反射するフィルタであ
る。なお既説明と同一の箇所には同一の番号を付し説明
を省略する。フィルタ1701は半導体受光素子150
8を基板1501に樹脂1509に固定する前に、その
間に同じ樹脂を用いて基板1501上に接着固定され、
反射光1511は半導体受光素子1508の受光部に到
達する前にこのフィルタ1701を通過するように設置
されている。これにより発明の実施の形態で説明したと
同様な波長選択性のある受光特性が得られる。半導体受
光素子の受光部に直接フィルタが形成されている場合に
も同様の効果が得られる。
In FIG. 27, reference numeral 1701 denotes a wavelength of 1.55 μm obtained by laminating a dielectric multilayer film on a quartz substrate having a thickness of 40 μm.
This filter transmits light and reflects light having a wavelength of 1.3 μm. Note that the same reference numerals are given to the same portions as those already described, and the description will be omitted. The filter 1701 is a semiconductor light receiving element 150
8 is fixed to the substrate 1501 by using the same resin before being fixed to the resin 1509,
The reflected light 1511 is installed so as to pass through the filter 1701 before reaching the light receiving portion of the semiconductor light receiving element 1508. Thereby, a light receiving characteristic having wavelength selectivity similar to that described in the embodiment of the present invention can be obtained. The same effect can be obtained when a filter is formed directly on the light receiving portion of the semiconductor light receiving element.

【0272】(実施例18)次に、図28を参照しなが
ら、本発明の第18の実施例を説明する。図28に於い
て、1801は基板、1802はファイバコネクタの構
成部品であるフェルール、1803はフェルール中の光
ファイバ、1804は第二の溝であるスリット、180
5は反射器、1806は第一の溝、1807は半導体受
光素子、1808は光信号、1809は反射光である。
フェルール1802は基板1801上に固定されてお
り、後に形成されるファイバコネクタを介して外部の光
伝送路に接続される。あらかじめフェルール1802を
接続しておくことにより容易にファイバコネクタが形成
できる利点がある。また光デバイスの製造工程に於い
て、長尺の光ファイバをひきずることが無く、その扱い
が容易となる利点がある。光ファイバの他方の端につい
て説明を省略したが、同様のフェルールを設けておけば
両側に光コネクタが容易に形成され、外部の光ファイバ
伝送路との接続が容易となる。
Embodiment 18 Next, an eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 28, reference numeral 1801 denotes a substrate; 1802, a ferrule which is a component of a fiber connector; 1803, an optical fiber in the ferrule; 1804, a slit as a second groove;
5 is a reflector, 1806 is a first groove, 1807 is a semiconductor light receiving element, 1808 is an optical signal, and 1809 is reflected light.
The ferrule 1802 is fixed on the substrate 1801, and is connected to an external optical transmission line via a fiber connector formed later. There is an advantage that a fiber connector can be easily formed by connecting the ferrule 1802 in advance. Also, there is an advantage that the long optical fiber is not dragged in the manufacturing process of the optical device, and the handling is easy. Although the description of the other end of the optical fiber is omitted, if similar ferrules are provided, optical connectors are easily formed on both sides, and connection with an external optical fiber transmission line is facilitated.

【0273】次に図29Aから図29Eを参照しながら
本実施例の製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIGS. 29A to 29E.

【0274】図29Aに示されるように、基板1801
の上面に複数の第1溝1806を平行に形成する。この
後、図29Bに示されるように、フェルール1802の
ついた複数の光ファイバ1803を、それぞれ、対応す
る第1溝1806中に樹脂材料を用いて埋め込み固定す
る。次に、図29Cに示されるように、光ファイバ18
01を横切るように、基板1801の上面に対して斜め
に(所定の角度で)第2溝1804を形成する。
As shown in FIG. 29A, the substrate 1801
A plurality of first grooves 1806 are formed in parallel on the upper surface of. Thereafter, as shown in FIG. 29B, a plurality of optical fibers 1803 with ferrules 1802 are respectively embedded and fixed in the corresponding first grooves 1806 using a resin material. Next, as shown in FIG.
The second groove 1804 is formed obliquely (at a predetermined angle) with respect to the upper surface of the substrate 1801 so as to cross the first groove 1.

【0275】次に、図29Dに示されるように、一枚の
反射基体1805を樹脂材料とともに第1溝1804内
に挿入し固定した後、各半導体受光素子1807を基板
1801上に配置する。この後、図29Eに示されるよ
うに、各光デバイスをそれぞれのユニットに分割する。
Next, as shown in FIG. 29D, after one reflection base 1805 is inserted and fixed in the first groove 1804 together with the resin material, each semiconductor light receiving element 1807 is placed on the substrate 1801. Thereafter, as shown in FIG. 29E, each optical device is divided into respective units.

【0276】このように製造方法は、第1溝1806お
よび第2溝1804を形成する工程が、複数の光デバイ
スに関して一度に処理されるため、量産化に適してい
る。
As described above, the manufacturing method is suitable for mass production because the step of forming the first groove 1806 and the second groove 1804 is processed at once for a plurality of optical devices.

【0277】(実施例19)図31A及び図31Bを参
照しながら、本発明の第19実施例を説明する。
(Embodiment 19) A nineteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 31A and 31B.

【0278】本実施例では、受光素子等と一体化された
第1基板1901が、上面に段差の形成された第2基板
1902の上に搭載され、一個の光ファイバモジュール
を構成している。第1基板1901には第1溝1903
が形成され、その中に光ファイバ1904が樹脂で固定
されている。また、第2溝1905およびその中に挿入
された光反射基体1906が光ファイバ1904を斜め
に横切っている。前述の実施例と同様に、第2溝190
5の中では光反射基体1906を樹脂が包み込んでお
り、第1基板1901の上面にあって光反射基体190
6によって反射された光を受け取れる位置には、受光素
子1907が樹脂によって固定されている。これらの樹
脂の屈折率は、光ファイバのコア部の屈折率とほぼ等し
い。
In this embodiment, a first substrate 1901 integrated with a light receiving element and the like is mounted on a second substrate 1902 having a step formed on the upper surface to constitute one optical fiber module. A first groove 1903 is formed in the first substrate 1901.
Is formed, and an optical fiber 1904 is fixed therein with a resin. Further, the second groove 1905 and the light reflecting base 1906 inserted therein traverse the optical fiber 1904 diagonally. As in the previous embodiment, the second groove 190
5, the resin is wrapped around the light reflecting substrate 1906, and is located on the upper surface of the first substrate 1901.
The light receiving element 1907 is fixed at a position where the light reflected by the light receiving portion 6 can be received. The refractive index of these resins is substantially equal to the refractive index of the core of the optical fiber.

【0279】第1基板1901と第2基板1902と
は、例えばシルバーペーストのような接着剤1910に
よって図31Bに示すように固着される。第2基板19
02は、厚い部分と薄い部分とから構成されており、厚
い部分の上部には、光ファイバ1904の先端部を支持
・固定するためのV溝1908が形成されている。第2
基板1902は、例えばシリコン基板の上面の選択され
た領域を部分的にエッチングすることによって形成され
得る。
The first substrate 1901 and the second substrate 1902 are fixed to each other by an adhesive 1910 such as a silver paste as shown in FIG. 31B. Second substrate 19
Numeral 02 is composed of a thick portion and a thin portion, and a V-groove 1908 for supporting and fixing the tip of the optical fiber 1904 is formed on the upper portion of the thick portion. Second
Substrate 1902 can be formed, for example, by partially etching a selected region of a top surface of a silicon substrate.

【0280】第2基板1902上に半導体レーザ素子1
909が実装された後、半導体レーザ素子1909が所
定の特性を示す良品か否かを判断するためのスクリーニ
ング試験が行われる。一般に、半導体レーザ素子190
9の信頼性歩留りはl00%でないため、上記スクリー
ニング試験によって、半導体レーザ素子1909の不良
品が排除される。スクリーニング試験は、受光素子19
07や光ファイバ1904が固定された第1基板190
1を第2基板1902上に搭載する前に行われ得る。
[0280] The semiconductor laser device 1
After the mounting of the semiconductor laser device 909, a screening test is performed to determine whether the semiconductor laser device 1909 is a non-defective product having predetermined characteristics. Generally, the semiconductor laser element 190
Since the reliability yield of No. 9 is not 100%, defective products of the semiconductor laser element 1909 are excluded by the above screening test. In the screening test, the light receiving element 19
07 and the first substrate 190 to which the optical fiber 1904 is fixed.
1 may be performed before mounting on the second substrate 1902.

【0281】第2基板1902に設けた段差の高さは、
第1基板1901の厚さに応じて調整される。第1基板
1901の厚さが、例えば350μmで、第1基板19
01に形成された第1溝1903の深さ(光ファイバ1
904のコア径に対応する)が70μmの場合、第2基
板1902の段差高さは、270〜290μm程度に設
定される。そうして、図31Bに示すように、光ファイ
バの光軸の位置と半導体レーザ素子の発光位置とを整合
させることができる。基板1901、1902には、前
述の実施例について述べたように、電極配線パターン
(不図示)が形成されていている。
The height of the step provided on the second substrate 1902 is
It is adjusted according to the thickness of the first substrate 1901. The thickness of the first substrate 1901 is, for example, 350 μm,
01 of the first groove 1903 (optical fiber 1
(Corresponding to a core diameter of 904) is 70 μm, the step height of the second substrate 1902 is set to about 270 to 290 μm. Thus, as shown in FIG. 31B, the position of the optical axis of the optical fiber and the light emitting position of the semiconductor laser element can be matched. The electrode wiring patterns (not shown) are formed on the substrates 1901 and 1902 as described in the above embodiment.

【0282】このような光ファイバモジュールによれ
ば、半導体レーザ素子1909からの信号光を光ファイ
バ1904に効率的に入射させ、しかも、光ファイバ1
904を伝搬してきた信号光をインライン配置された受
光素子1907で効率的に受け取ることができる。本実
施例によれば、一般家庭の加入者端末を小型化・低価格
化することができる。
According to such an optical fiber module, the signal light from the semiconductor laser element 1909 is efficiently incident on the optical fiber 1904, and the optical fiber
The signal light propagating through the signal line 904 can be efficiently received by the light receiving elements 1907 arranged in-line. According to the present embodiment, it is possible to reduce the size and cost of the subscriber terminal of a general household.

【0283】[0283]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は低損失
化、小型化、低価格化、高信頼性化が可能な光デバイス
とその製造方法を提供するものであり、中継伝送系、加
入者系、構内伝送系等のさまざまな光ファイバ通信シス
テムの構築に向けて大きく貢献するものであり産業上大
きな意義を有するものである。
As described above, the present invention provides an optical device capable of reducing loss, miniaturization, cost reduction, and high reliability, and a method of manufacturing the same. It greatly contributes to the construction of various optical fiber communication systems, such as mobile communication systems and private transmission systems, and has great industrial significance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】本発明の光デバイスの第1実施例の斜視図FIG. 1A is a perspective view of a first embodiment of the optical device of the present invention.

【図1B】本発明の光デバイスの第1実施例の光ファイ
バに沿った断面図
FIG. 1B is a sectional view along an optical fiber of a first embodiment of the optical device of the present invention.

【図2】反射基体及びその周辺を詳細を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of a reflective base and its periphery.

【図3】他の反射基体及びその周辺を詳細を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of another reflection base and its surroundings.

【図4A】光ファイバ及び受光素子の横断面図FIG. 4A is a cross-sectional view of an optical fiber and a light receiving element.

【図4B】光ファイバ及び受光素子の縦断面図FIG. 4B is a longitudinal sectional view of an optical fiber and a light receiving element.

【図4C】信号光の屈折を示す縦断面図FIG. 4C is a longitudinal sectional view showing refraction of signal light.

【図5】本発明の光デバイスの第2実施例の光ファイバ
に沿った断面図
FIG. 5 is a sectional view along an optical fiber of a second embodiment of the optical device of the present invention.

【図6】ファイバ間の結合損失の間隔依存性を示す説明
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the interval dependence of coupling loss between fibers.

【図7A】本発明の光デバイスの第3実施例の回路図FIG. 7A is a circuit diagram of a third embodiment of the optical device of the present invention.

【図7B】本発明の第3実施例の斜視図FIG. 7B is a perspective view of a third embodiment of the present invention.

【図7C】本発明の第3実施例の平面図FIG. 7C is a plan view of a third embodiment of the present invention.

【図8】パッケージされた本発明の第3実施例の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention packaged.

【図9A】本発明の光デバイスの第4実施例の平面図FIG. 9A is a plan view of a fourth embodiment of the optical device of the present invention.

【図9B】本発明の第4実施例の光ファイバに沿った断
面図
FIG. 9B is a sectional view along an optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10A】本発明の光デバイスの第5実施例の平面図FIG. 10A is a plan view of a fifth embodiment of the optical device of the present invention.

【図10B】本発明の第5実施例の光ファイバに沿った
断面図
FIG. 10B is a sectional view along an optical fiber according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11A】本発明の光デバイスの第6実施例の斜視図FIG. 11A is a perspective view of a sixth embodiment of the optical device of the present invention.

【図11B】本発明の第6実施例の断面図FIG. 11B is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図12A】本発明の光デバイスの第7実施例の斜視図FIG. 12A is a perspective view of a seventh embodiment of the optical device of the present invention.

【図12B】本発明の第7実施例の断面図FIG. 12B is a sectional view of a seventh embodiment of the present invention.

【図13】本発明の光デバイスの第8実施例の斜視図FIG. 13 is a perspective view of an optical device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の光デバイスの第9実施例の平面図FIG. 14 is a plan view of a ninth embodiment of the optical device of the present invention.

【図15】本発明の光デバイスの第10実施例の断面図FIG. 15 is a sectional view of an optical device according to a tenth embodiment of the present invention;

【図16】本発明の光デバイスの第11実施例の断面図FIG. 16 is a sectional view of an optical device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図17】異なるコア径を持つ光ファイバにおける光結
合損失特性を示すグラフを示す図
FIG. 17 is a graph showing optical coupling loss characteristics in optical fibers having different core diameters.

【図18A】通常の光ファイバの断面模式図FIG. 18A is a schematic sectional view of a normal optical fiber.

【図18B】部分的にコア径を拡大した光ファイバの断
面模式図
FIG. 18B is a schematic cross-sectional view of an optical fiber having a partially enlarged core diameter.

【図19】本発明の光デバイスの第12実施例の平面図FIG. 19 is a plan view of a twelfth embodiment of the optical device according to the present invention.

【図20】本発明の光デバイスの第13実施例の構成図FIG. 20 is a configuration diagram of a thirteenth embodiment of the optical device according to the present invention.

【図21】本発明の光デバイスの第14実施例の断面図FIG. 21 is a sectional view of an optical device according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第14実施例におけるリターンロス
の角度依存性を示すグラフを示す図
FIG. 22 is a graph showing the angle dependence of return loss in a fourteenth embodiment of the present invention.

【図23A】第14実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 23A is a perspective view showing a manufacturing method according to a fourteenth embodiment.

【図23B】第14実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 23B is a perspective view showing the manufacturing method of the fourteenth embodiment.

【図23C】第14実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 23C is a perspective view showing the manufacturing method of the fourteenth embodiment.

【図23D】第14実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 23D is a perspective view showing the manufacturing method of the fourteenth embodiment.

【図24】本発明の光デバイスの第15実施例の断面図FIG. 24 is a sectional view of a fifteenth embodiment of the optical device according to the present invention;

【図25】本発明の光デバイスの第16実施例の断面図FIG. 25 is a sectional view of a sixteenth embodiment of the optical device according to the present invention;

【図26A】第16実施例の構成図FIG. 26A is a configuration diagram of a sixteenth embodiment.

【図26B】第16実施例の構成図FIG. 26B is a configuration diagram of a sixteenth embodiment.

【図27】本発明の光デバイスの第17実施例の断面図FIG. 27 is a sectional view of an optical device according to a seventeenth embodiment of the present invention;

【図28】本発明の光デバイスの第18実施例の断面図FIG. 28 is a sectional view of an eighteenth embodiment of the optical device according to the present invention.

【図29A】第18実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 29A is a perspective view showing the manufacturing method of the eighteenth embodiment.

【図29B】第18実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 29B is a perspective view showing the manufacturing method of the eighteenth embodiment.

【図29C】第18実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 29C is a perspective view showing the manufacturing method of the eighteenth embodiment.

【図29D】第18実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 29D is a perspective view showing the manufacturing method of the eighteenth embodiment.

【図29E】第18実施例の製造方法を示す斜視図FIG. 29E is a perspective view showing the manufacturing method of the eighteenth embodiment.

【図30】従来の光デバイスを示す模式図FIG. 30 is a schematic view showing a conventional optical device.

【図31A】本発明の光デバイスの第19実施例の斜視
FIG. 31A is a perspective view of a nineteenth embodiment of the optical device of the present invention.

【図31B】本発明の光デバイスの第19実施例の断面
FIG. 31B is a sectional view of a nineteenth embodiment of the optical device according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東門 元二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 光田 昌弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Motoji Higashimon 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上面を有する基板と、 前記基板の前記上面に形成された少なくとも一つの第1
溝と、 前記第1溝内に配置された光ファイバと、 前記光ファイバを斜めに横切り、かつ、前記基板の前記
上面に対して傾斜している少なくとも一つの第2溝とを
備えた光デバイスであって、更に、 前記第2溝内に挿入され、前記光ファイバを伝搬する光
の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学
部材と、 前記基板の前記上面に配置され、前記光学部材によって
反射または回折された光を受け取る少なくとも一つの第
1光学素子とを備えており、 前記第1光学素子の活性な面は、前記基板の前記上面に
対向しており、 前記第2溝内において、少なくとも前記光学部材と前記
光ファイバとの間には、前記光ファイバのコア部の屈折
率nfにほぼ等しい屈折率nrを持つ材料が埋められてお
り、 前記光学部材の前記面の法線方向と前記光ファイバの光
軸方向との為す角度が、5度以上40度以下である、光
デバイス。
A substrate having an upper surface; and at least one first substrate formed on the upper surface of the substrate.
An optical device comprising: a groove; an optical fiber disposed in the first groove; and at least one second groove obliquely traversing the optical fiber and being inclined with respect to the upper surface of the substrate. An optical member that is inserted into the second groove and has a surface that reflects or diffracts at least a part of light propagating through the optical fiber; and an optical member that is disposed on the upper surface of the substrate, At least one first optical element for receiving light reflected or diffracted by the first optical element, wherein an active surface of the first optical element faces the upper surface of the substrate; , is at least between the optical member and the optical fiber, and the material are filled with a refractive index substantially equal to n r of the refractive index n f of a core portion of the optical fiber, the law of the surface of the optical member Line direction and The angle formed between the optical axis direction of the serial optical fiber is less than or equal to 40 degrees 5 degrees, the optical device.
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