JP2002267890A - Optical device - Google Patents

Optical device

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JP2002267890A
JP2002267890A JP2001067096A JP2001067096A JP2002267890A JP 2002267890 A JP2002267890 A JP 2002267890A JP 2001067096 A JP2001067096 A JP 2001067096A JP 2001067096 A JP2001067096 A JP 2001067096A JP 2002267890 A JP2002267890 A JP 2002267890A
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groove
optical
optical fiber
substrate
optical device
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JP2001067096A
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Japanese (ja)
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Isao Yoneda
勳生 米田
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device which can optically couple an optical fiber to other optical components efficiently and without adjustment. SOLUTION: An optical device 61 fixes an optical semiconductor device 76 on a substrate upper surface on the basis of a mark which is not illustrated. An optical fiber 75 is placed in a V-groove 63. A rectangular groove 62 is formed at the tip part of the V-groove 63 so as to be orthogonal in a longitudinal direction, and the lower part of the slope of a small V-groove 64 in a left- hand vertical wall surface is cut off in the Figure. Since an optical fiber 75 is positioned by pushing the tip part on the vertical wall surface at the left side, the positional relationship between the optical fiber 75 and an optical semiconductor device 76 is accurately set. Since the slope of small V-groove 64 is present, light advancing downward from the optical semiconductor device 76 is coupled to the optical fiber 75 without being kicked on the way, and coupling efficiency is increased.

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等の光部
品を光学的に結合するための光デバイスに係わり、特に
V溝を使用して光ファイバと他の光部品を光学的に結合
するために使用されるV溝基板やこれを使用した光モジ
ュール等の光デバイスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device for optically coupling an optical component such as an optical fiber, and more particularly to an optical device for optically coupling an optical fiber to another optical component by using a V-groove. The present invention relates to an optical device such as a V-groove substrate and an optical module using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】インターネット等の通信網の高速化に伴
って光ファイバを使用した光デバイスの開発が活発化し
ている。これと共に、光ファイバを光の送信用あるいは
受信用の他の装置と光学的に高精度に結合する必要性が
高まっている。この種の光デバイスには、光ファイバを
位置的に固定するためにV溝が一般的に使用されてい
る。
2. Description of the Related Art Development of optical devices using optical fibers has been active with the speeding up of communication networks such as the Internet. At the same time, there is an increasing need to optically couple an optical fiber with another device for transmitting or receiving light with high precision. In such an optical device, a V-groove is generally used to fix an optical fiber in position.

【0003】図6はV溝を使用した従来の光デバイスに
光ファイバを取り付ける様子を表わしたものである。特
開平11−258446号公報に示された光デバイス1
1は、V溝基板12と平板状の押さえ板13の間にシー
ス14から引き出された光ファイバの芯線15を挟み込
むように固定するようになっている。この提案ではV溝
基板12のV溝16は基板材料の<100>方向に沿う
ように形成している。これにより、V溝基板12と押さ
え板13の間で固定することにより光ファイバの軸方向
と直交する方向に光ファイバの芯線15を精度よく固定
することができる。
FIG. 6 shows how an optical fiber is attached to a conventional optical device using a V-groove. Optical device 1 disclosed in JP-A-11-258446
Numeral 1 fixes the core wire 15 of the optical fiber drawn out of the sheath 14 between the V-groove substrate 12 and the flat holding plate 13. In this proposal, the V-groove 16 of the V-groove substrate 12 is formed along the <100> direction of the substrate material. Thus, by fixing between the V-groove substrate 12 and the holding plate 13, the core wire 15 of the optical fiber can be accurately fixed in the direction orthogonal to the axial direction of the optical fiber.

【0004】しかしながら、この提案では光ファイバの
芯線15の軸方向の位置決めを、V溝基板12に加工さ
れた段差部17とシース14の端部を突き当てることで
行っている。このため、光ファイバの芯線15の先端部
分とこの図に示していない発光素子あるいは受光素子等
の光部品との間隔を高精度に位置決めすることは困難で
ある。光ファイバの位置決めがその軸方向に十分な精度
で行われないと、光ファイバとこれに対向して配置され
た他の光部品が接触する事態が発生し、光部品を破壊す
るおそれがある。また、表示部と光部品とが位置的に離
れすぎると光学的なロスが発生する等の問題がある。
However, in this proposal, the positioning of the optical fiber core wire 15 in the axial direction is performed by abutting the stepped portion 17 formed on the V-groove substrate 12 and the end of the sheath 14. For this reason, it is difficult to accurately determine the distance between the tip of the core wire 15 of the optical fiber and an optical component such as a light emitting element or a light receiving element not shown in the figure. If the positioning of the optical fiber is not performed with sufficient accuracy in the axial direction, a situation may occur in which the optical fiber comes into contact with another optical component disposed opposite thereto, and the optical component may be destroyed. Further, if the display unit and the optical component are too far apart in position, there is a problem that optical loss occurs.

【0005】図7はこのような位置決めの問題を解決す
る光デバイスを示したものである。特許第298474
7号に開示されたこの提案では、V溝基板21の図で右
半分の部分に設けられたV溝22に図示しない光ファイ
バの芯線を載置して軸方向と直交する方向(図で上下方
向)に位置決めを行うことにしている。また、これらの
光ファイバの軸方向の位置は、V溝22の端部に設けら
れた斜面からなる傾斜部23の所定の位置に図示しない
マークを付けて、これに対して位置決めを行うようにし
ている。更に、光ファイバの芯線の端部と対向配置され
る他の光部品24については、V溝基板21の表面に配
置した位置合わせ用マーカ25、26に合わせることに
よって位置決めを行う。
FIG. 7 shows an optical device for solving such a positioning problem. Patent No. 298474
In this proposal disclosed in No. 7, a core line of an optical fiber (not shown) is placed in a V-groove 22 provided in a right half portion of the V-groove substrate 21 in a direction perpendicular to the axial direction (up and down in the figure). Direction). The positions of these optical fibers in the axial direction are determined by marking a predetermined position of an inclined portion 23 having an inclined surface provided at the end of the V-groove 22 with a mark (not shown) so as to position the optical fiber. ing. Further, with respect to the other optical component 24 arranged to face the end of the core of the optical fiber, the positioning is performed by aligning with the alignment markers 25 and 26 arranged on the surface of the V-groove substrate 21.

【0006】ところで、図7に示したようなV溝22は
シリコンの結晶方位を利用してウエットエッチングで形
成している。したがって、図7にも示したようにファイ
バの先端が位置する箇所には傾斜部23が形成されるこ
とになる。このためファイバの先端はこの傾斜部で軸方
向に移動自在であり、マーカで記した位置に位置決めを
行うといった作業が必要となる。しかしながらこのよう
な位置合わせ作業では、両部品の間隔を十分高精度に設
定することができない。そこで、端面発光型の発光素子
あるいは端面入射型の受光素子と光ファイバが光学的に
結合する場合には、これらの光部品をV溝基板とは別の
基板に実装することが提案されている。
The V-shaped groove 22 shown in FIG. 7 is formed by wet etching utilizing the crystal orientation of silicon. Therefore, as shown in FIG. 7, the inclined portion 23 is formed at the position where the tip of the fiber is located. For this reason, the tip of the fiber can be freely moved in the axial direction at this inclined portion, and it is necessary to perform an operation of positioning the fiber at the position marked by the marker. However, in such an alignment work, the interval between both parts cannot be set with sufficiently high accuracy. Therefore, when an optical fiber is optically coupled to an edge emitting type light emitting element or an edge incident type light receiving element, it is proposed to mount these optical components on a substrate different from the V-groove substrate. .

【0007】図8はこの提案による光デバイスの要部を
表わしたものである。光デバイスのパッケージのべース
31には、光ファイバ32をV溝33に固定したV溝基
板34と、パッケージのべース31にV溝基板34と所
定の間隔をおいて配置されたキャリア35が配置されて
いる。キャリア35における光ファイバ32の端面と対
向する部位には光素子36の受光領域37が配置されて
いる。この図8に示した提案ではパッケージのべース3
1上におけるキャリア35の位置を動かすことで、光フ
ァイバ32の端面と光素子の受光領域37との間隔を調
整することができる。
FIG. 8 shows a main part of an optical device according to this proposal. A V-groove substrate 34 in which an optical fiber 32 is fixed in a V-groove 33 is provided on a base 31 of an optical device package, and a carrier is provided on the base 31 of the package at a predetermined distance from the V-groove substrate 34. 35 are arranged. The light receiving area 37 of the optical element 36 is disposed at a portion of the carrier 35 facing the end face of the optical fiber 32. In the proposal shown in FIG.
By moving the position of the carrier 35 on 1, the distance between the end face of the optical fiber 32 and the light receiving area 37 of the optical element can be adjusted.

【0008】しかしながら、この提案による光デバイス
によればV溝基板34とキャリア35という2種類の基
板を使用する。したがって、その製造および調整のため
の工程が複雑化する。したがって、低コストな光モジュ
ール等の光デバイスに適用し辛いという問題がある。そ
こでV溝の端部にV溝の長さ方向と直角に凹部を形成
し、これを用いて光ファイバの端面の位置決めを行うこ
とが提案されている。
However, according to the optical device according to this proposal, two types of substrates, that is, a V-groove substrate 34 and a carrier 35 are used. Therefore, the steps for its manufacture and adjustment are complicated. Therefore, there is a problem that it is difficult to apply to an optical device such as a low-cost optical module. Therefore, it has been proposed to form a concave portion at the end of the V-groove at a right angle to the longitudinal direction of the V-groove, and to use this to position the end face of the optical fiber.

【0009】図9はこの提案の原理を示したものであ
る。この提案では、この断面図に示すようにV溝基板4
1の光ファイバ42を載置するV溝43の先端部に、V
溝43の長手方向と直交する方向に凹溝44を形成する
ようにしている。凹溝44における光ファイバ42の先
端部と対向する壁面の高さは、V溝43に載置された光
ファイバ42の下端部の高さよりもわずかに高くなって
いる。凹溝44は、図示しないダイシング用のブレード
で加工されるので、その壁面はV溝43と異なり垂直と
なっている。したがって、光ファイバ42の先端をこの
部分に突き当てることで位置決めを正確に行うことがで
きる。
FIG. 9 shows the principle of this proposal. In this proposal, as shown in this cross-sectional view, the V-groove substrate 4
At the tip of the V-groove 43 on which the first optical fiber 42 is placed, V
The concave groove 44 is formed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the groove 43. The height of the wall face of the concave groove 44 facing the tip of the optical fiber 42 is slightly higher than the height of the lower end of the optical fiber 42 placed in the V groove 43. Since the concave groove 44 is processed by a dicing blade (not shown), its wall surface is vertical unlike the V groove 43. Therefore, positioning can be performed accurately by abutting the tip of the optical fiber 42 against this portion.

【0010】また、この提案で形成されている凹溝44
は、特開平8−292345号公報に開示された凹溝と
同様に、光ファイバの芯線を固定する接着剤の余った分
を流し込んで、接着剤が光ファイバの端面のコアの部分
に到達するのを防止し、光結合の効率を低下させないと
いう効果を有している。
Further, the groove 44 formed by this proposal is used.
As in the case of the groove disclosed in JP-A-8-292345, excess adhesive for fixing the core of the optical fiber is poured, and the adhesive reaches the core of the end face of the optical fiber. And the effect of preventing the efficiency of optical coupling from being reduced.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
9に示した提案では、凹溝44の壁に光ファイバ42の
コアのすぐ下の部分が突き当てられている。したがっ
て、この突き当てられた壁の部分の上端部分に連なるV
溝43の上部45が、この図で示していない他の光部品
と光ファイバ42の光結合の効率を下げるという問題が
あった。すなわち、この光部品がたとえばレーザダイオ
ードであるとすると、これから放出された光のうちの下
向きに広がった光はV溝の上部45のシリコン基板に蹴
られてしまい、光ファイバ42に入射することができな
い。
However, in the proposal shown in FIG. 9, the portion immediately below the core of the optical fiber 42 is abutted against the wall of the concave groove 44. Therefore, V connected to the upper end portion of the abutted wall portion
There is a problem that the upper portion 45 of the groove 43 lowers the efficiency of optical coupling between the optical fiber 42 and other optical components not shown in this figure. That is, if this optical component is, for example, a laser diode, of the light emitted from it, the light that spreads downward is kicked by the silicon substrate on the upper portion 45 of the V-groove, and enters the optical fiber 42. Can not.

【0012】もちろん、V溝の上部45を光ファイバ4
2の下端部よりも高くしておかないと光ファイバ42の
先端の位置決めを行うことができず、光部品と接触する
ことでレーザダイオード等の光部品を破壊する危険性が
ある。
Of course, the upper part 45 of the V-groove is
If the height is not higher than the lower end of the optical fiber 2, the tip of the optical fiber 42 cannot be positioned, and there is a risk that the optical component such as a laser diode may be broken by contact with the optical component.

【0013】そこで本発明の目的は、光ファイバと他の
光部品を効率よくかつ無調整で光学的に結合させること
のできる光デバイスを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical device that can efficiently and optically couple an optical fiber and other optical components without any adjustment.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、(イ)光ファイバと光学的に結合する光部品をその
上面の所定位置に配置する基板と、(ロ)この基板の光
部品と対向する位置に光ファイバを載置するために特定
の方向に沿って1または複数本形成したV溝と、(ハ)
V溝と1対1に対応づけてV溝の端部と光部品の中間位
置における基板の上面に形成された小V溝と、(ニ)基
板の前記した特定の方向と直交するように形成され、前
記した特定の方向に沿って基板を切断したときの切断面
がV溝の光部品側の端部および小V溝の光ファイバ側の
端部を含み、かつ矩形形状となった矩形溝とを光デバイ
スに具備させる。
According to the first aspect of the present invention, there are provided (a) a substrate on which an optical component optically coupled to an optical fiber is arranged at a predetermined position on the upper surface thereof, and (b) an optical component of the substrate. (C) one or more V-grooves formed along a specific direction for mounting an optical fiber at a position facing
A small V-groove formed on the upper surface of the substrate at an intermediate position between the end of the V-groove and the optical component in one-to-one correspondence with the V-groove; (d) formed so as to be orthogonal to the specific direction of the substrate. And the cut surface when the substrate is cut along the above-described specific direction includes the end of the V-groove on the optical component side and the end of the small V-groove on the optical fiber side, and has a rectangular shape. Are provided in the optical device.

【0015】すなわち請求項1記載の発明では、V溝と
光部品の間に小V溝を配置して、かつV溝の光部品側の
端部および小V溝の光ファイバ側の端部を含み、かつ矩
形形状となった矩形溝を基板に設ける。V溝に載置する
光ファイバの先端を矩形溝の垂直な壁の部分に突き当て
るようにすることで、この光ファイバの位置決めを行う
ことができる。しかも小V溝が光部品側に配置されてい
るので、光部品から基板の方向に向かう光あるいはこの
逆に基板の上面よりも下の位置から光部品の方向に進む
光が進路を妨げられる割合が従来に比して少なくなり、
光学的な結合を良好に行うことができるようになる。
That is, in the first aspect of the present invention, the small V-groove is disposed between the V-groove and the optical component, and the end of the V-groove on the optical component side and the end of the small V-groove on the optical fiber side are arranged. A rectangular groove having a rectangular shape is provided on the substrate. By positioning the tip of the optical fiber placed in the V-groove against the vertical wall of the rectangular groove, the optical fiber can be positioned. In addition, since the small V-groove is arranged on the optical component side, the ratio of light that travels from the optical component toward the substrate or vice versa from the position below the upper surface of the substrate toward the optical component is obstructed. Is smaller than before,
Good optical coupling can be achieved.

【0016】請求項2記載の発明では、(イ)光ファイ
バと光学的に結合する光部品をその上面の所定位置に配
置する基板と、(ロ)この基板の光部品と対向する位置
に光ファイバを載置するために特定の方向に沿って1ま
たは複数本形成したV溝と、(ハ)基板の前記した特定
の方向と直交するように形成され、この特定の方向に沿
って基板を切断したときの切断面がV溝の光部品側の末
端を除いてその近傍を含んでおり、かつ矩形形状となっ
た矩形溝とを光デバイスに具備させる。
According to the second aspect of the present invention, (a) a substrate on which an optical component to be optically coupled to an optical fiber is disposed at a predetermined position on the upper surface thereof; One or more V-grooves formed along a specific direction for mounting a fiber, and (c) a V-groove formed so as to be orthogonal to the above-described specific direction of the substrate. The optical device is provided with a rectangular groove having a rectangular shape, in which the cut surface when cut includes the vicinity thereof except for the end of the V groove on the optical component side.

【0017】この請求項2記載の発明では、請求項1記
載の発明と異なりV溝の他に小V溝を設けていない。こ
の代わりに矩形溝はV溝の光部品側の末端を残す形で設
けられている。したがって、矩形溝の垂直な壁の部分に
光ファイバの先端を突き当てることで請求項1記載の発
明と同様にその長さ方向の位置決めを行うことができる
と共に、V溝の光部品側の末端の部分を小V溝と同様に
光部品と光ファイバの間の光の基板表面による蹴られの
防止に役立てることができる。
In the second aspect of the present invention, unlike the first aspect, no small V-groove is provided in addition to the V-groove. Instead, the rectangular groove is provided so as to leave the end on the optical component side of the V groove. Therefore, by abutting the tip of the optical fiber against the vertical wall of the rectangular groove, positioning in the length direction can be performed in the same manner as in the first aspect of the present invention, and the end of the V groove on the optical component side. Can be used to prevent the light between the optical component and the optical fiber from being kicked by the substrate surface in the same manner as the small V-groove.

【0018】請求項3記載の発明では、請求項1または
請求項2記載の光デバイスで、V溝はウエットエッチン
グにより形成され、その端部におけるV溝の長さ方向に
対して所定の傾斜角となった傾斜面が配置されており、
この傾斜面となった箇所の少なくとも一部がダイシング
用のブレードで切断され矩形溝が形成されていることを
特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the optical device according to the first or second aspect, the V-groove is formed by wet etching and has a predetermined inclination angle with respect to the length direction of the V-groove at an end thereof. The inclined surface that has become
At least a part of the inclined surface is cut by a dicing blade to form a rectangular groove.

【0019】すなわち請求項3記載の発明では、V溝は
ウエットエッチングにより形成される結果としてその長
さ方向に対して所定の傾斜角となった傾斜面が配置され
ることを示している。この部分をそのままにすると光フ
ァイバの先端の位置決めが困難なので、請求項3記載の
発明ではこの少なくとも一部をダイシング用のブレード
で切断して矩形溝を形成し、この垂直な壁の部分に光フ
ァイバの先端を突き当てることで無調整で位置決めを可
能にしている。なお、矩形溝を形成する手法は他の手法
であってもよい。V溝の形成もウエットエッチングに限
られるものではない。
That is, according to the third aspect of the present invention, the V-groove is formed by wet etching, and as a result, an inclined surface having a predetermined inclination angle with respect to its length direction is arranged. If this portion is left as it is, it is difficult to position the tip of the optical fiber. Therefore, in the invention according to the third aspect, a rectangular groove is formed by cutting at least a part of the optical fiber with a dicing blade, and light is applied to the vertical wall portion. Positioning is possible without adjustment by abutting the tip of the fiber. Note that the method of forming the rectangular groove may be another method. The formation of the V-groove is not limited to wet etching.

【0020】請求項4記載の発明では、請求項1記載の
光デバイスで、小V溝はウエットエッチングにより形成
され、その端部と矩形溝の間に、小V溝の長さ方向に対
して所定の傾斜角となった傾斜面が配置されていること
を特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical device according to the first aspect, the small V-groove is formed by wet etching, and between the end portion and the rectangular groove in the longitudinal direction of the small V-groove. It is characterized in that an inclined surface having a predetermined inclination angle is arranged.

【0021】すなわち請求項4記載の発明では、小V溝
がウエットエッチングにより形成されることを特徴とし
ている。これにより小V溝の長さ方向に対して所定の傾
斜角となった傾斜面が形成される。この傾斜面を利用す
ることで光の到達する角度範囲が広がり、光部品と光フ
ァイバの光学的な結合を良好にすることができるように
なる。
That is, the invention according to claim 4 is characterized in that the small V-groove is formed by wet etching. Thereby, an inclined surface having a predetermined inclination angle with respect to the length direction of the small V groove is formed. By using this inclined surface, the angle range in which light reaches can be widened, and the optical coupling between the optical component and the optical fiber can be improved.

【0022】請求項5記載の発明では、請求項3記載の
光デバイスで、傾斜面と矩形溝の壁面の交叉する箇所の
高さはV溝に載置される光ファイバの下端部よりも高い
ことを特徴としている。
According to the fifth aspect of the present invention, in the optical device according to the third aspect, the height of the intersection of the inclined surface and the wall surface of the rectangular groove is higher than the lower end of the optical fiber placed in the V-groove. It is characterized by:

【0023】すなわち請求項5記載の発明では、傾斜面
と矩形溝の壁面の交叉する箇所の高さをV溝に載置され
る光ファイバの下端部よりも高くすることで、光ファイ
バの先端がこの壁面に突き当たるようにしている。
That is, according to the fifth aspect of the present invention, the height of the intersection of the inclined surface and the wall surface of the rectangular groove is made higher than the lower end of the optical fiber placed in the V-groove, so that the tip of the optical fiber is formed. Butts against this wall.

【0024】請求項6記載の発明では、請求項1または
請求項2記載の光デバイスで、V溝よりも矩形溝が深い
ことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the optical device according to the first or second aspect, the rectangular groove is deeper than the V groove.

【0025】すなわち請求項6記載の発明では、V溝よ
りも矩形溝が深いことで、光ファイバをV溝に接着剤で
固定するような場合に光ファイバの先端部に流れてくる
接着剤を矩形溝でより効果的に収容し、接着剤による光
学的な結合の損失を防止することができる。
In other words, according to the sixth aspect of the present invention, since the rectangular groove is deeper than the V-groove, the adhesive flowing to the tip of the optical fiber when the optical fiber is fixed to the V-groove with the adhesive can be prevented. The rectangular groove can be more effectively accommodated, and the loss of optical coupling due to the adhesive can be prevented.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0027】[0027]

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0028】図1は本発明の一実施例におけるV溝基板
としての光デバイスの外観を表わしたものである。この
光デバイス61は、平板状のシリコン基板であり、その
ほぼ中央部分を横切るように一本の矩形溝62が開けら
れている。図でその右側の部分の上面には、矩形溝62
と直交する方向に一定間隔に4チャネル分のV溝63が
刻まれている。これらのV溝63には図示しない光ファ
イバの芯線が載置されるようになっている。矩形溝62
の左側には、これと接し、かつそれぞれのV溝63と対
向する位置に小V溝64が刻まれている。更に、それぞ
れの小V溝64に対応する位置でV溝63の延長線上に
は電極パターン65が形成されている。
FIG. 1 shows the appearance of an optical device as a V-groove substrate in one embodiment of the present invention. This optical device 61 is a flat silicon substrate, and one rectangular groove 62 is formed so as to cross the substantially central portion thereof. A rectangular groove 62 is provided on the upper surface of the right side of the drawing.
V-grooves 63 for four channels are formed at regular intervals in a direction perpendicular to the vertical direction. A core wire of an optical fiber (not shown) is placed in these V grooves 63. Rectangular groove 62
A small V-groove 64 is engraved on the left side of each of the V-grooves at a position in contact with the V-groove 63 and facing each V-groove 63. Further, an electrode pattern 65 is formed at a position corresponding to each small V-groove 64 on an extension of the V-groove 63.

【0029】図2は、図1に示した本実施例の光デバイ
スをA−A方向に切断した断面を表わしたものである。
光デバイス61のV溝63および小V溝64は共にシリ
コンの結晶方位を利用してウエットエッチングで形成し
ている。このためV溝63の先端部は図7で説明したよ
うに傾斜面となっているが、この下の部分をダイシング
用のブレードで切り落として、矩形溝62を形成してい
る。
FIG. 2 shows a cross section of the optical device of this embodiment shown in FIG.
Both the V-groove 63 and the small V-groove 64 of the optical device 61 are formed by wet etching utilizing the crystal orientation of silicon. For this reason, the tip of the V-groove 63 has an inclined surface as described with reference to FIG. 7, and the lower portion is cut off by a dicing blade to form a rectangular groove 62.

【0030】図3はこの切り落とし部分周辺を拡大して
示したものである。V溝63の形成時に生じた傾斜面7
1および小V溝64のV溝63側の部分が、破線72で
示すようにダイシングで切除される。ダイシングはブレ
ードを用いて機械的にシリコン基板を加工するので、そ
の断面は矩形となる。
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the cut-off portion. Inclined surface 7 generated when V-shaped groove 63 is formed
The portions of the 1 and small V-grooves 64 on the V-groove 63 side are cut off by dicing as indicated by broken lines 72. Since dicing mechanically processes a silicon substrate using a blade, its cross section is rectangular.

【0031】図4は、本実施例の光デバイスに光ファイ
バおよび光部品としての光半導体素子が搭載された状態
を表わしたものである。光ファイバ75はV溝63に載
置され、このときその先端を小V溝64の下端部に連な
る矩形溝62の垂直な壁の部分に突き当て、この状態で
図示しない接着剤で位置を固定される。これにより、光
ファイバ75はその軸方向と直交する方向だけでなく、
軸方向についても無調整で正確な位置決めが行われる。
FIG. 4 shows a state in which an optical fiber and an optical semiconductor element as an optical component are mounted on the optical device of this embodiment. The optical fiber 75 is placed in the V-groove 63, and at this time, its tip abuts against the vertical wall of the rectangular groove 62 connected to the lower end of the small V-groove 64, and in this state, the position is fixed with an adhesive (not shown). Is done. Thereby, the optical fiber 75 is not only in the direction orthogonal to its axial direction,
Accurate positioning is performed without adjustment in the axial direction.

【0032】本実施例では光ファイバ75をV溝63に
固定するために半田を使用している。両者の間で半田付
けを可能にするために、V溝63の両側に位置するシリ
コン基板の上面部分に金属膜を形成している。V溝63
自体には金属膜を形成していない。これは、光ファイバ
75をV溝63上で位置の調整等の際に滑らせるときに
金属膜が存在するとこれが削られてその部分が傷つくと
共に、金属くずが発生するという不都合があるからであ
る。
In this embodiment, solder is used to fix the optical fiber 75 in the V-shaped groove 63. In order to enable soldering between the two, a metal film is formed on the upper surface of the silicon substrate located on both sides of the V-shaped groove 63. V groove 63
No metal film is formed on itself. This is because if the metal film is present when the optical fiber 75 is slid on the V-groove 63 when adjusting the position or the like, there is a disadvantage that the metal film is cut off, the portion is damaged, and metal chips are generated. .

【0033】なお、本実施例と異なり光ファイバ75を
V溝63に固定するために接着剤を使用することも可能
である。この場合、V溝63から光ファイバ75の先端
方向に移動していく接着剤は矩形溝62の部分に落とし
込まれる。したがって、光ファイバ75の先端に接着剤
が付着することはなく、これによる光学的なロスを回避
することができる。
Unlike the present embodiment, an adhesive can be used to fix the optical fiber 75 to the V-shaped groove 63. In this case, the adhesive moving from the V groove 63 toward the tip of the optical fiber 75 is dropped into the rectangular groove 62. Therefore, the adhesive does not adhere to the tip of the optical fiber 75, and optical loss due to this can be avoided.

【0034】図4に示すように、電極パターン65の上
には、光半導体素子76が図示しないマーカによって位
置決めされた状態で固着される。したがって、光ファイ
バ75の位置決めと合わせて、光半導体素子76と光フ
ァイバ75の位置関係は正確に定まることになる。しか
も光半導体素子76と光ファイバ75の間には小V溝6
4が形成されている。したがって、光半導体素子76か
ら出射した光のうち下向きに出射された光成分は、傾斜
面の存在によって従来よりも下側に向いた光成分までも
シリコン基板の表面で蹴られることなく光ファイバ75
に到達する。これにより、光結合が効率的に行われるこ
とになる。
As shown in FIG. 4, an optical semiconductor element 76 is fixed on the electrode pattern 65 while being positioned by a marker (not shown). Therefore, the positional relationship between the optical semiconductor element 76 and the optical fiber 75 is accurately determined along with the positioning of the optical fiber 75. Moreover, a small V groove 6 is provided between the optical semiconductor element 76 and the optical fiber 75.
4 are formed. Therefore, the light component emitted downward from the light emitted from the optical semiconductor element 76 can be prevented from being kicked on the surface of the silicon substrate by the presence of the inclined surface, even to the light component directed downward than before.
To reach. Thereby, the optical coupling is performed efficiently.

【0035】光ファイバ75の先端と光半導体素子76
の間隔の設定は、小V溝64と矩形溝62の位置関係に
よって自由に設定することができる。したがって、光フ
ァイバ75を矩形溝62の垂直な壁の部分に突き当てる
という単純な作業を行っても、位置関係を事前に正しく
設定しておけば、ファイバ端面が光半導体素子76と接
触するという事態を確実に防止することができる。しか
も、矩形溝62の位置を任意に選ぶことによって光ファ
イバ75の先端と光半導体素子76の結合距離を自由に
決めることができる。
The tip of the optical fiber 75 and the optical semiconductor element 76
Can be set freely according to the positional relationship between the small V-groove 64 and the rectangular groove 62. Therefore, even if a simple operation of abutting the optical fiber 75 against the vertical wall portion of the rectangular groove 62 is performed, if the positional relationship is properly set in advance, the fiber end face will contact the optical semiconductor element 76. The situation can be reliably prevented. In addition, by arbitrarily selecting the position of the rectangular groove 62, the coupling distance between the tip of the optical fiber 75 and the optical semiconductor element 76 can be freely determined.

【0036】次に図1に示した本実施例の光デバイスの
製造方法の概要を説明する。まず、シリコンの<100
>結晶方向を利用して、KOH(水酸化カリウム)等に
よる異方性エッチングでシリコン基板上にV溝63と小
V溝64を同時に形成する。このように結晶方位を利用
することで生産性に優れた光デバイスを作成することが
できる。
Next, an outline of a method for manufacturing the optical device of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described. First, the silicon <100
> V-groove 63 and small V-groove 64 are simultaneously formed on a silicon substrate by anisotropic etching using KOH (potassium hydroxide) or the like utilizing the crystal direction. By utilizing the crystal orientation in this way, an optical device having excellent productivity can be manufactured.

【0037】V溝63と小V溝64を形成したら、次
に、これらV溝63と小V溝64のそれぞれ一部を含め
て同時に切断するように、これらの溝の方向と直角方向
にダイシング等の手法で矩形溝62を形成する。矩形溝
62の形成までのすべての工程は、図示しない1枚のウ
エハ上で複数の光デバイスについて一括して処理を行う
ことができる。したがって、本実施例の光デバイスの製
造コストを十分低く抑えることが可能である。
After the V-groove 63 and the small V-groove 64 are formed, dicing is performed in a direction perpendicular to the direction of these V-grooves 63 and 64 so that the V-grooves 63 and the small V-grooves 64 are partially cut simultaneously. The rectangular groove 62 is formed by such a method. All the processes up to the formation of the rectangular groove 62 can be performed collectively for a plurality of optical devices on one wafer (not shown). Therefore, it is possible to keep the manufacturing cost of the optical device of this embodiment sufficiently low.

【0038】発明の変形可能性 Deformability of the invention

【0039】以上説明した実施例では、V溝63の他に
小V溝64を設けたが、V溝63だけを形成し、その傾
斜面の一部を削除して矩形溝における光ファイバの載置
側と反対側に傾斜面を残すようにすることも可能であ
る。
In the embodiment described above, the small V-groove 64 is provided in addition to the V-groove 63. However, only the V-groove 63 is formed, and a part of the inclined surface is deleted to mount the optical fiber in the rectangular groove. It is also possible to leave an inclined surface on the side opposite to the installation side.

【0040】図5は実施例の図3に対応して光デバイス
の切り落とし部分周辺を拡大して示したものである。図
3と同一部分には同一の符号を付している。この変形例
では、V溝63の形成時に生じる傾斜面71の上部を、
破線72Aで示したダイシングによる切除領域から外す
ことで、位置決め用の垂直な面を形成している。
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the cut-off portion of the optical device corresponding to FIG. 3 of the embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. In this modification, the upper part of the inclined surface 71 generated at the time of forming the V groove 63 is
A vertical surface for positioning is formed by removing from the region cut by dicing indicated by the broken line 72A.

【0041】なお、実施例および変形例では光ファイバ
と対向配置される光部品側のシリコン基板に傾斜面を配
置することにしたが、光部品と光ファイバの光学的な結
合が十分である場合には必ずしもこの傾斜面が配置され
る必要はない。また、実施例では光部品として光半導体
素子を使用したが、これに限るものではない。もちろ
ん、光部品は光ファイバに光を送出する部品だけに限定
されるものではなく、光ファイバから出力される光を受
光する部品であってもよい。また、実施例では光ファイ
バを4本載置する4チャネル用の光デバイスについて説
明したが、1チャネル以上であればよいことは当然であ
り、チャネル数が実施例に限定されるものではない。
In the embodiments and the modified examples, the inclined surface is arranged on the silicon substrate on the optical component side facing the optical fiber. However, when the optical coupling between the optical component and the optical fiber is sufficient. Does not necessarily have to be provided with this inclined surface. Further, although the optical semiconductor element is used as the optical component in the embodiment, the invention is not limited to this. Of course, the optical component is not limited to a component that sends light to the optical fiber, but may be a component that receives light output from the optical fiber. Further, in the embodiment, the optical device for four channels in which four optical fibers are mounted has been described, but it is needless to say that the number of channels is one or more, and the number of channels is not limited to the embodiment.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように請求項1または請求
項4記載の発明によれば、V溝と光部品の間に小V溝を
配置して、かつV溝の光部品側の端部および小V溝の光
ファイバ側の端部を含み、かつ矩形形状となった矩形溝
を基板に設けるようにしたので、V溝に載置する光ファ
イバの先端を矩形溝の垂直な壁の部分に突き当てるよう
にすることで、この光ファイバの位置決めを無調整で正
確に行うことができる。しかも小V溝を光部品側に設け
たので、周囲の光学的なノイズの影響を最小限にして光
部品と光ファイバの光学的な結合を良好にすることがで
きる。
As described above, according to the first or fourth aspect of the present invention, the small V-groove is arranged between the V-groove and the optical component, and the end of the V-groove on the optical component side. And the rectangular groove including the end of the small V-groove on the optical fiber side and having a rectangular shape is provided on the substrate. The positioning of the optical fiber can be performed accurately without any adjustment. In addition, since the small V-groove is provided on the optical component side, the influence of surrounding optical noise can be minimized, and the optical coupling between the optical component and the optical fiber can be improved.

【0043】また請求項2記載の発明によれば、V溝の
端部を残す形で矩形溝を設けることで小V溝を省略した
ので、光デバイスの構造を簡略化しつつ光学的な結合を
良好にすることができる。しかも光ファイバの先端を矩
形溝の垂直な壁の部分に突き当てるようにすることで、
この光ファイバの位置決めを無調整で正確に行うことが
できる。
According to the second aspect of the present invention, since the small V-groove is omitted by providing the rectangular groove so as to leave the end of the V-groove, optical coupling can be performed while simplifying the structure of the optical device. Can be good. In addition, by abutting the tip of the optical fiber against the vertical wall of the rectangular groove,
The positioning of the optical fiber can be performed accurately without any adjustment.

【0044】更に請求項5記載の発明によれば、傾斜面
と矩形溝の壁面の交叉する箇所の高さをV溝に載置され
る光ファイバの下端部よりも高くすることで、光ファイ
バの先端をこの壁面に突き当てて位置決めを簡略化する
ことができる。また、光ファイバが光部品の方向に移動
できる位置を制限できるので、光ファイバが光部品と接
触してこれを破壊するおそれがなくなる。
According to the fifth aspect of the present invention, the height of the intersection of the inclined surface and the wall surface of the rectangular groove is made higher than the lower end of the optical fiber placed in the V-groove. The tip of this can be abutted against this wall surface to simplify positioning. Further, since the position where the optical fiber can move in the direction of the optical component can be restricted, there is no possibility that the optical fiber comes into contact with the optical component and breaks it.

【0045】また請求項6記載の発明によれば、請求項
1または請求項2記載の光デバイスで、V溝よりも矩形
溝が深いので、光ファイバをV溝に接着剤で固定するよ
うな場合に光ファイバの先端部に流れてくる接着剤を矩
形溝でより効果的に収容し、接着剤による光学的な結合
の損失を防止することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the optical device according to the first or second aspect, since the rectangular groove is deeper than the V-groove, the optical fiber is fixed to the V-groove with an adhesive. In this case, the adhesive flowing into the tip of the optical fiber can be more effectively accommodated in the rectangular groove, and loss of optical coupling due to the adhesive can be prevented.

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

【図1】本発明の一実施例におけるV溝基板としての光
デバイスの外観を表わした斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an optical device as a V-groove substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した本実施例の光デバイスをA−A方
向に切断した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical device of the present embodiment shown in FIG.

【図3】本実施例の光デバイスの切り落とし部分周辺を
拡大して示した断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of a cut-off portion of the optical device according to the present embodiment.

【図4】本実施例の光デバイスに光ファイバおよび光部
品としての光半導体素子が搭載された状態を表わした断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which an optical fiber and an optical semiconductor element as an optical component are mounted on the optical device of the present embodiment.

【図5】本発明の変形例で光デバイスの切り落とし部分
周辺を拡大して示した断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a cut-off portion of an optical device according to a modification of the present invention.

【図6】V溝を使用した従来の光デバイスの要部を示し
た斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a main part of a conventional optical device using a V-groove.

【図7】従来提案されたマーカによって位置決めを行う
光デバイスの要部斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a main part of an optical device that performs positioning using a conventionally proposed marker.

【図8】従来の他の提案による光デバイスの要部斜視図
である。
FIG. 8 is a perspective view of a main part of an optical device according to another conventional proposal.

【図9】従来の更に他の提案による光デバイスの要部断
面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a main part of an optical device according to still another conventional proposal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

61 光デバイス 62 矩形溝 63 V溝 64 小V溝 71 傾斜面 72、72A 破線(矩形切断領域) 75 光ファイバ 76 光半導体素子(光部品) Reference Signs List 61 optical device 62 rectangular groove 63 V groove 64 small V groove 71 inclined surface 72, 72A broken line (rectangular cut area) 75 optical fiber 76 optical semiconductor element (optical component)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバと光学的に結合する光部品を
その上面の所定位置に配置する基板と、 この基板の前記光部品と対向する位置に前記光ファイバ
を載置するために特定の方向に沿って1または複数本形
成したV溝と、 V溝と1対1に対応づけて前記V溝の端部と前記光部品
の中間位置における前記基板の上面に形成された小V溝
と、 前記基板の前記特定の方向と直交するように形成され、
前記特定の方向に沿って前記基板を切断したときの切断
面が前記V溝の前記光部品側の端部および前記小V溝の
前記光ファイバ側の端部を含み、かつ矩形形状となった
矩形溝とを具備することを特徴とする光デバイス。
1. A substrate on which an optical component optically coupled to an optical fiber is disposed at a predetermined position on an upper surface thereof, and a specific direction for mounting the optical fiber at a position of the substrate facing the optical component. One or a plurality of V-grooves formed along; a small V-groove formed on the upper surface of the substrate at an intermediate position between the end of the V-groove and the optical component in one-to-one correspondence with the V-groove; Formed so as to be orthogonal to the specific direction of the substrate,
A cut surface when the substrate is cut along the specific direction includes an end on the optical component side of the V-groove and an end on the optical fiber side of the small V-groove, and has a rectangular shape. An optical device comprising: a rectangular groove.
【請求項2】 光ファイバと光学的に結合する光部品を
その上面の所定位置に配置する基板と、 この基板の前記光部品と対向する位置に前記光ファイバ
を載置するために特定の方向に沿って1または複数本形
成したV溝と、 前記基板の前記特定の方向と直交するように形成され、
この特定の方向に沿って前記基板を切断したときの切断
面が前記V溝の前記光部品側の末端を除いてその近傍を
含んでおり、かつ矩形形状となった矩形溝とを具備する
ことを特徴とする光デバイス。
2. A substrate on which an optical component optically coupled to an optical fiber is disposed at a predetermined position on an upper surface thereof, and a specific direction for mounting the optical fiber on a position of the substrate facing the optical component. One or more V-grooves formed along, and are formed to be orthogonal to the specific direction of the substrate,
The cut surface when the substrate is cut along this specific direction includes a rectangular groove including a vicinity thereof except for an end of the V groove on the optical component side and having a rectangular shape. An optical device characterized by the above.
【請求項3】 前記V溝はウエットエッチングにより形
成され、その端部におけるV溝の長さ方向に対して所定
の傾斜角となった傾斜面が配置されており、この傾斜面
となった箇所の少なくとも一部がダイシング用のブレー
ドで切断され矩形溝が形成されていることを特徴とする
請求項1または請求項2記載の光デバイス。
3. The V-groove is formed by wet etching, and an inclined surface having a predetermined inclination angle with respect to the length direction of the V-groove at an end thereof is disposed. 3. The optical device according to claim 1, wherein at least a part of the optical device is cut by a dicing blade to form a rectangular groove.
【請求項4】 前記小V溝はウエットエッチングにより
形成され、その端部と矩形溝の間に、小V溝の長さ方向
に対して所定の傾斜角となった傾斜面が配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の光デバイス。
4. The small V-groove is formed by wet etching, and an inclined surface having a predetermined inclination angle with respect to the length direction of the small V-groove is arranged between the end and the rectangular groove. The optical device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記傾斜面と矩形溝の壁面の交叉する箇
所の高さは前記V溝に載置される光ファイバの下端部よ
りも高いことを特徴とする請求項3記載の光デバイス。
5. The optical device according to claim 3, wherein the height of the intersection of the inclined surface and the wall surface of the rectangular groove is higher than the lower end of the optical fiber placed in the V groove.
【請求項6】 前記V溝よりも前記矩形溝が深いことを
特徴とする請求項1または請求項2記載の光デバイス。
6. The optical device according to claim 1, wherein the rectangular groove is deeper than the V groove.
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