JP2002296458A - 光素子実装基板および光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長多重用受信モジュール用基板に利用で
き、温度制御が不要で小型化・薄型化が図れ、部品実装
や部品作製の容易な光素子実装基板を提供する。 【解決手段】 透明基板５の一方の主面に設けられた光
入出力部と、透明基板５の両方の主面に光学フィルタ１
を介して光信号を授受する光素子２が複数個、透明基板
５を透過した光信号を交互に反射して順次授受するとと
もにその内の１個が光入出力部との間で透明基板５を透
過した光信号を授受するように実装されて成る光伝送／
処理部とを具備する光素子実装基板である。光素子２を
平面実装できるとともに実装密度を高めて小型化・薄型
化でき、温度制御も不要で部品実装や部品作製も容易で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理等に利用される、波長分配機能を有する光素子実装基
板およびこれを用いた光モジュールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、光通信の分野において、インター
ネット等の普及に伴う通信容量の増大に対応できる通信
方式として波長多重方式（ＷＤＭ）が注目されている。
その中でもCoarse−ＷＤＭ（ＣＷＤＭ）は、幹線系で用
いられている高度なDense−ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）を安価
にメトロ・アクセス系で利用できる方式として注目され
始めている。ＣＷＤＭ方式では、その設備・端末は安価
で小型であることが求められ、波長間隔20ｎｍ程度の数
チャンネルを信号処理回路に対する温度制御をせずに処
理・伝送する必要がある。このような波長多重方式で
は、同一回線上を伝搬してきた複数の光信号の波長を個
々に分配して光電気変換する機能が重要である。

【０００３】現在の幹線系ＤＷＤＭ方式では波長分配と
それぞれの波長の光電気変換が光ファイバで接続された
別モジュールで行なわれており、このような構成はＣＷ
ＤＭ方式で用いるには大型で高価過ぎる構成である。安
価で小型な構成を実現するには、波長分配機能と光電気
変換機能とを兼ね備えた単一のモジュールを実現する必
要がある。このような単一のモジュールにより例えば波
長多重用受信モジュールを実現するためには、波長分配
機能と光電気変換機能とを単一の基板上にどのように配
置するかが重要である。

【０００４】現在、波長分配機能を有するデバイスとし
ては、薄膜フィルタを始めとする光学フィルタ・ファイ
バ（導波路型）グレーティング・導波路アレイグレーテ
ィング（ＡＷＧ）等があり、光電気変換機能を有するデ
バイスとしては、受光素子であれば面受光型フォトダイ
オード・導波路型フォトダイオード等があり、これらを
適切に単一の基板上に配置する必要がある。

【０００５】従来の波長多重用受信モジュール用基板と
しては、例えば図７（ａ）に上面図で、同図（ｂ）に断
面図で示す例が考えられる。これは、1.31／1.55μｍ双
方向モジュール用基板等で用いられている、薄膜フィル
タ11や薄膜ミラー14を基板15上に切削加工した溝に挿入
して配置する方式である。フォトダイオード（ＰＤ）12
はＰＤキャリア13上に実装され、そのＰＤキャリア13が
基板15上に切削加工された溝に搭載されている。薄膜フ
ィルタ11・薄膜ミラー14およびフォトダイオード12は、
コア部16およびクラッド部17から構成された光導波路で
それぞれ光接続されている。

【０００６】この構成では、薄膜フィルタ11や薄膜ミラ
ー14等の薄膜状のデバイスを基板15上の切削溝に立てて
実装する必要がある。また、フォトダイオード12は基板
15上の配線とワイヤボンディング等で導通をとる必要が
あり、ＰＤキャリア13はフォトダイオード12を実装する
側面およびその面に隣接する上面の両方に電極18を形成
する必要がある。

【０００７】また、従来の波長多重用受信モジュール用
基板の他の例として、図８（ａ）に上面図で、同図
（ｂ）に断面図で示す例が考えられる。この例では、薄
膜フィルタ21を裏面に光学的反射面としての鏡部24を形
成したフィルタキャリア26に実装し、このフィルタキャ
リア26が基板25上に切削加工された溝に搭載されてい
る。フォトダイオード22は前述の例と同様にＰＤキャリ
ア23を用いて搭載されている。なお、28はＰＤキャリア
23のフォトダイオード22を実装する側面およびその面に
隣接する上面の両方に形成された電極である。

【０００８】また、従来の波長多重用受信モジュール用
基板の他の例として、ＡＷＧを利用した例を図９（ａ）
に上面図で、同図（ｂ）に断面図で示す。この例では、
ＡＷＧの作製された基板33に導波路型フォトダイオード
32が搭載されている。なお、30はＡＷＧを構成する光導
波路のコア部、31はそのクラッド部であり、34は光ファ
イバの保持ブロックである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した例では、薄膜フィルタ11や薄膜ミラー14等の薄膜
状デバイスを基板15上に切削加工した溝に立てて実装し
なければならず、それらの実装が困難であるという問題
点があった。また、ＰＤキャリア13の上面と側面とに電
極18が必要であるために、ウエハプロセスによるＰＤキ
ャリア13の作製が困難である等、実装および部品作製工
程上で問題点があった。

【００１０】また、図８に示した例では、図７に示した
例と同様のＰＤキャリア23を用いているために、同様に
実装および部品作製工程上で問題点があった。

【００１１】さらに、図９に示した例では、ＡＷＧを用
いているために光信号に対する波長分配特性についての
温度依存性が大きく、モジュールに対する温度制御無し
での安定した動作が困難であり、安価で小型な構成を実
現するには不適当であるという問題点があった。

【００１２】本発明は上記のような従来技術における問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、波長多
重用受信または送信モジュール用基板として利用でき、
温度制御を特に必要とせず、小型化・薄型化が図れ、部
品実装や部品作製の容易な光素子実装基板を提供するこ
とにある。

【００１３】また本発明の目的は、このような波長多重
用受信または送信モジュール用基板として利用できる本
発明の光素子実装基板を具備した、簡便な工程で作製で
き、小型化・薄型化が可能な、光通信や光情報処理に使
用される光モジュールを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光素子実装基板
は、透明基板の一方の主面に設けられた光信号を入出力
するための光入出力部と、前記透明基板の両方の主面に
光学フィルタを介して前記光信号を授受する光素子が複
数個、前記透明基板を透過した前記光信号を交互に反射
して順次授受するとともにその内の１個が前記光入出力
部との間で前記透明基板を透過した前記光信号を授受す
るように実装されて成る光伝送／処理部とを具備するこ
とを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の光素子実装基板は、上記構
成において、前記光伝送／処理部が、前記光素子間およ
び／または前記光素子と前記光入出力部との間で前記透
明基板を介して前記光信号を交互に反射して順次授受す
るための光反射部を有することを特徴とするものであ
る。

【００１６】さらに、本発明の光素子実装基板は、上記
構成において、前記光入出力部および前記光素子が前記
透明基板の一方の主面に、前記光反射部が他方の主面に
配置されていることを特徴とするものである。

【００１７】さらに、本発明の光素子実装基板は、上記
構成において、前記光入出力部および前記光反射部が前
記透明基板の一方の主面に、前記光素子が他方の主面に
配置されていることを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明の光素子実装基板は、上記各
構成において、前記透明基板に代えて透明層を用いると
ともに、基板の主面上に前記透明層が前記光入出力部を
前記基板と反対側の主面に位置させて積層されているこ
とを特徴とするものである。

【００１９】また、本発明の光素子実装基板は、上記各
構成において、前記光学フィルタにレンズ部を付加した
ことを特徴とするものである。

【００２０】また、本発明の光素子実装基板は、上記各
構成において、前記光反射部が集光性であることを特徴
とするものである。

【００２１】さらに、本発明の光素子実装基板は、上記
各構成において、前記光入出力部の外側に、前記光信号
の光路を前記透明基板または前記透明層の主面に平行な
方向と前記光入出力部に向かう方向との間で変更させる
光路変更部材を配設したことを特徴とするものである。

【００２２】本発明の光モジュールは、上記各構成のい
ずれかの光素子実装基板と、この光素子実装基板に実装
され、前記光伝送／処理部とともに光電子回路を構成す
る電子素子とを具備することを特徴とするものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の光素子実装基板によれ
ば、透明基板の一方の主面に設けられた光信号を入出力
するための光入出力部と、透明基板の両方の主面に光学
フィルタを介して光信号を授受する光素子が複数個、透
明基板を透過した光信号を交互に反射して順次授受する
とともにその内の１個が光入出力部との間で透明基板を
透過した光信号を授受するように実装されて成る光伝送
／処理部とを具備することから、光信号は光伝送／処理
部において透明基板の内部を伝搬するため、基板上の面
積のほとんどを光素子の実装や電子素子の実装ならびに
これら素子に対する電気配線等に使用することができ、
素子実装密度を高めて基板の小型化を図ることができ
る。また、基板上に実装された光素子に対して光信号が
透明基板の内部から入射しまたは出射するため、光素子
として面受光型フォトダイオードや面発光型レーザダイ
オードを用い、別体のキャリアを用いずに基板上に容易
に平面実装することができる。また、光伝送／処理部に
おいては、光信号が透明基板の上面と下面との間を往復
するように光路が配置されるため、光素子であるフォト
ダイオードやレーザダイオード等を近接して配置するこ
とができ、素子実装密度を高めて基板の小型化を図るこ
とができる。さらに、この光伝送／処理部においては、
複数個の光素子が光学フィルタを介して光信号を授受す
ることによって波長分配を行なっており、ＡＷＧのよう
にその波長分配特性を維持するために温度制御する必要
がない。

【００２４】また、本発明の光素子実装基板によれば、
光伝送／処理部が、光素子間および／または光素子と光
入出力部との間で透明基板を介して光信号を交互に反射
して順次授受するための光反射部を有するものとしたと
きには、光反射部によって光路を変更することによっ
て、光素子および光学フィルタを実装する透明基板の主
面を任意の側に選択することができるものとなる。

【００２５】さらに、本発明の光素子実装基板によれ
ば、光入出力部および光素子が透明基板の一方の主面
に、光反射部が他方の主面に配置されているものとした
ときには、光素子およびその他の部材を実装する主面を
片側のみに選定することができ、素子実装工程を簡略化
することができるものとなる。

【００２６】さらに、本発明の光素子実装基板によれ
ば、光入出力部および光反射部が透明基板の一方の主面
に、光素子が他方の主面に配置されているものとしたと
きには、透明基板の片側の主面のみに光電気回路で接続
される素子だけを配置することができ、基板面積の小型
化を図ることができるものとなる。

【００２７】また、本発明の光素子実装基板によれば、
透明基板に代えて透明層を用いるとともに、基板の主面
上に透明層が光入出力部を基板と反対側の主面に位置さ
せて積層されているものとしたときには、透明基板の厚
みを制御するのに比べて透明層の膜厚を制御するのが容
易であるため、高い位置精度を必要とする小受光径フォ
トダイオード等の小型光素子の実装に有利となり、小型
化・低背化を図ることができるものとなる。

【００２８】また、本発明の光素子実装基板によれば、
光学フィルタに近接してレンズを配置し、あるいは光学
フィルタをレンズ形状として光学フィルタにレンズ部を
付加したとき、ならびに光反射部が集光性であるときに
は、光素子として高速動作する小受光径の面受光型フォ
トダイオードや小発光径の面発光レーザダイオードを用
いた場合にも、いずれも光伝送／処理部において高効率
で光信号を結合させることができる。

【００２９】さらに、本発明の光素子実装基板によれ
ば、光入出力部の外側に、光信号の光路を透明基板また
は透明層の主面に平行な方向と光入出力部に向かう方向
との間で変更させる光路変更部材、例えば所定の光学的
反射面を備えた鏡ブロック等を配設したときには、この
光路変更部材を介して光入出力部に光信号を入射または
出射するための光ファイバやレンズや光導波路等を光素
子実装基板上に平面実装技術だけで実装することがで
き、小型化・低背化に有利なものとなる。

【００３０】本発明の光モジュールによれば、上記のよ
うな本発明の光素子実装基板と、この光素子実装基板に
実装され、光伝送／処理部とともに光電子回路を構成す
る電子素子とを具備することから、簡便な工程で作製で
き、小型化・薄型化が可能なものとなる。簡便な工程で
作製でき、光素子および電子素子の実装が容易で、小型
化・薄型化が可能な光モジュールとなる。

【００３１】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明
する。

【００３２】図１（ａ）は本発明の光素子実装基板の実
施の形態の一例を示す断面図であり、図１（ｂ）はその
上面図である。また、図１（ｃ）は透明基板５上に光フ
ァイバを保持するための保持ブロック６および光路変更
部材としての鏡ブロック７の底面図であり、図１（ｄ）
はそれらの断面図である。なお、図１（ｂ）において
は、図１（ａ）に示す保持ブロック６および鏡ブロック
７を除き、それらを破線で示した状態の上面図を示して
いる。

【００３３】図１の例は波長多重受信モジュール用実装
基板の形態である。光信号は透明基板５上に配置された
保持ブロック６に固定された、同図中に破線で示した光
ファイバおよびレンズを介して透明基板５の表面に略平
行な光軸で入射し、光路変更部材である鏡ブロック７に
よってその光路（光軸）が光入出力部へ向かって変更さ
れ、一方の主面である表面に配置された光入出力部から
透明基板５の内部へと導かれる。

【００３４】透明基板５表面に形成された無反射（Ａ
Ｒ）コート層３を通過して光入出力部から透明基板５の
内部に導かれた光信号は、図１（ａ）中に矢印で示すよ
うに、透明基板５の他方の主面である裏面に形成された
光反射部としての鏡部４と表面にある光学フィルタとし
ての薄膜フィルタ部１の間を、交互に反射されてそれら
の間を往復するように進む。薄膜フィルタ部１はそれぞ
れ異なる波長のバンドパス波長特性を有しており、その
透過波長帯域に一致する光が薄膜フィルタ部１を介して
実装された光素子であるフォトダイオード２に入射す
る。これにより、光信号は光伝送／信号部において光素
子と光反射部との間で交互に反射して透明基板５中を伝
送しながら、光素子に順次授受され、例えばフォトダイ
オード２により順次受信され、かつ次のフォトダイオー
ド２に向かって順次反射されて、所定の信号処理が行な
われる。

【００３５】薄膜フィルタ部１は、別体で作製して透明
基板５の主面に平面実装してもよいし、透明基板５上に
直接成膜して形成してもよいし、フォトダイオード２に
直接成膜して形成した後に透明基板５の主面に平面実装
してもよい。このような薄膜フィルタ部１によれば、透
明基板５の主面と略平行な面の層が多層に積層された層
構造により、その材料と厚みとの組み合わせを種々変え
ることによって所望の特性の光学フィルタを容易に作製
することができる。なお、光学フィルタとしては、この
他にもグレーティングやフォトニック結晶を利用した光
学フィルタ等を用いてもよい。

【００３６】フォトダイオード２・保持ブロック６・鏡
ブロック７は、いずれもウエハプロセスによって作製で
き、透明基板５の主面に平面実装技術で実装が可能であ
る。保持ブロック６および鏡ブロック７は、例えばＳｉ
ウエハを異方性ウェットエッチングで加工して作製する
とよい。このとき、鏡ブロック７の鏡（光学的反射面）
の角度は、Ｓｉウエハの結晶方位角を適切に選択するこ
とによって調整すればよい。

【００３７】次に、この光素子実装基板の作製工程を説
明する。図２（１）〜（７）は、それぞれ本発明の光素
子実装基板の作製工程の一例を示す工程毎の要部断面図
である。

【００３８】まず、図２（１）に示すように、透明基板
５の表面にＡＲコート層３を形成する。透明基板５とし
ては使用する光信号の波長帯において透明な材料であれ
ば基本的に何でもよいが、低屈折率の材料であるほどＡ
Ｒコート層３の形成・利用が容易であり、実装される光
素子としてのフォトダイオード２の動作速度も速くな
る。そのような材料としては、例えばＳｉＯ₂やＭｇＦ₂
等がある。ＡＲコート層３の材料としては、ＴｉＯ₂・
ＳｉＯ₂・ＭｇＦ₂等を用いることができる。

【００３９】次に、図２（２）〜（４）に示すように、
フォトレジスト８によって電極９のパターンを形成し
（図２（２））、電極９の電極材料を成膜後（図２
（３））、リフトオフ法により電極９を形成する（図２
（４））。電極９の構成材料としては、十分な電極密着
強度が得られることから、Ｔｉ/Ｐｔ/ＡｕやＴｉ/Ａｕ
やＣｒ/Ａｕ等を用いるとよい。

【００４０】次に、図２（５）に示すように透明基板５
の裏面に光反射部としての鏡部４を形成し、図２（６）
に示すように保持ブロック６に設置したレンズ等の部材
が透明基板５に接触しないようにするための溝を形成
し、図２（７）に示すように光学フィルタとしての薄膜
フィルタ部１を実装または透明基板５に直接成膜して形
成し、図２（８）に示すようにこれら薄膜フィルタ部１
上に光素子としてフォトダイオード２を実装する。

【００４１】次に、本発明の光素子実装基板の実施の形
態の他の例を、図３（ａ）および（ｂ）にそれぞれ断面
図で示す。これらの図において、図１および図２と同様
の箇所には同じ符号を付してある。

【００４２】図３（ａ）に示す例では、薄膜フィルタ部
１とフォトダイオード２とが透明基板５の裏面に実装さ
れており、これら薄膜フィルタ部１と相対する透明基板
５の表面には光反射部である鏡部４が形成されている。
また、表面には光入出力部が配置され、その外側には光
路変更部材である鏡ブロック７が配設されている。また
鏡ブロック７に対向させて光ファイバ（長方形の破線で
示す）およびレンズ（円形の破線で示す）を保持する保
持ブロック６が配設されている。この例によれば、図１
に示す例と比較して、透明基板５の両面にフォトダイオ
ード２の実装と保持ブロック６および鏡ブロック７の実
装が行なわれるため、低背化の点で不利であるが、保持
ブロック６と鏡ブロック７に占められていた透明基板５
上の面積を減らすことができ、全体として小型化を図れ
るという利点がある。

【００４３】図３（ｂ）に示す例では、外部との光信号
の入出力について光ファイバを使用しない場合の構成例
を示す。この例では、図１の例と同様に薄膜フィルタ部
１およびフォトダイオード２を透明基板５の表面に配置
するとともに、図３（ａ）における保持ブロック６と鏡
ブロック７とを一体化したものを６として示すように配
置しており、その分小型化することができる。なお、こ
の６において円形の破線で示すものは図３（ａ）と同様
にレンズである。

【００４４】次に、本発明の光素子実装基板の実施の形
態のさらに他の例を、図４（ａ）および（ｂ）にそれぞ
れ断面図で示す。なお、図４においても図１〜図３と同
様の箇所には同じ符号を付してある。

【００４５】図４（ａ）および（ｂ）に示す例では、以
上の透明基板５に代えて透明層５ａを用いるとともに、
この透明層５ａを、光入出力部を基板５ｂと反対側の透
明層５ａの主面に位置させて基板５ｂの主面上に積層し
て、光素子実装基板を構成している。

【００４６】図４（ａ）に示す例では、光信号は保持ブ
ロック６に固定された光ファイバ（長方形の破線で示
す）およびレンズ（円形の破線で示す）を介して透明層
５ａの表面に略平行な光軸で入射し、鏡ブロック７によ
って光路が光入出力部へと変更されて透明層５ａの内部
へと導かれる。透明層５ａ表面のＡＲコート層３を通過
し、光入出力部を介して透明層５ａの内部に導かれた光
信号は、同図中に矢印で示すように、透明層５ａ裏面に
ある鏡部４と表面にある薄膜フィルタ部１との間を、交
互に反射されて往復するように進む。薄膜フィルタ部１
はそれぞれ異なる波長のバンドパス波長特性を有してお
り、透過波長帯域に一致する光信号がフォトダイオード
２に入射して順次受信される。

【００４７】このような透明層５ａを利用する例によれ
ば、透明基板５を利用する図１に示す例と比べて、透明
層５ａが透明基板５ｂに比べて厚くできない（通常は約
100μｍ以下である）という点で不利であるが、透明基
板５の厚みに比べて透明層５ａの厚みの制御は容易であ
り、所望の光学特性を有する透明層５ａを得やすいとい
う利点がある。例えば、高速動作フォトダイオードのよ
うに光素子の大きさおよび受光径が小さい場合は、フォ
トダイオード２の間隔を狭くして配置することができ、
かつ高い位置精度が実現できるため、この例の形態が適
している。

【００４８】なお、この場合の基板５ｂについては、別
に透明である必要はなく、透明層５ａを積層して光電子
回路を構成することができるものであれば、種々の材料
・構成の基板を使用することができる。

【００４９】図４（ｂ）に示す例では、光信号は保持ブ
ロック６に固定された光ファイバ（長方形の破線で示
す）およびレンズ（円形の破線で示す）を介して透明層
５ａの表面に略平行な光軸で入射し、鏡ブロック７によ
って光路が光入出力部へと変更されて透明層５ａの内部
へと導かれる。透明層５ａの上面のＡＲコート層３を通
過し、光入出力部を介して透明層５ａの内部に導かれた
光信号は、同図中に矢印で示すように、透明層５ａの表
面にある鏡部４とそれに対向して透明層５ａの裏面側に
埋め込まれたフォトダイオード２上の薄膜フィルタ部１
との間を、交互に反射されて往復するように進む。薄膜
フィルタ部１はそれぞれ異なる波長のバンドパス波長特
性を有しており、透過波長帯域に一致する光信号がフォ
トダイオード２に入射して順次受信される。

【００５０】この図４（ｂ）に示す例の形態は、図４
（ａ）に示す例の形態に比べて、透明層５ａによって実
装した光素子が保護されるという利点と、基板５ｂによ
り光素子の放熱が促進されるという利点があり、例えば
フォトダイオード２の代わりに発熱の大きな面発光型レ
ーザダイオード等を使用する場合には特に有利である。

【００５１】次に、本発明の光素子実装基板の実施の形
態のさらに他の例を、図５（ａ）および（ｂ）にそれぞ
れ断面図で示す。なお、図５においても図１〜図４と同
様の箇所には同じ符号を付してある。

【００５２】図５（ａ）に示す例では、薄膜フィルタ部
１とＡＲコート層３との間にレンズ部10ａが形成されて
おり、これによって光素子にレンズ部が付与されてい
る。このようなレンズ部10ａには、透明基板５やＡＲコ
ート層３を加工して形成したマイクロレンズやフレネル
レンズ等が適している。このようなレンズ部10ａは、薄
膜フィルタ部１とフォトダイオード２との間に形成して
もよい。また、光学フィルタの形状をレンズ状とするこ
とによって光学フィルタにレンズ部を付与するようにし
てもよい。

【００５３】また、図５（ｂ）に示す例では、光反射部
である鏡部４を集光性鏡部10ｂに置き換えている。この
ような集光性鏡部10ｂには、透明基板５や鏡部４を加工
して形成したマイクロミラーやフレネルミラー等が適し
ている。

【００５４】図５（ａ）および（ｂ）に示すように、光
伝送／処理部においてレンズ部10ａまたは集光性鏡部10
ｂによって光信号がフォトダイオード２に向かって集光
されるようにすることにより、図１に示す例の形態と比
較すると、フォトダイオード２の受光面での光ビーム径
を絞って小さくすることができ、受光径の小さな高速動
作フォトダイオードへの結合効率を高くすることができ
る。

【００５５】そして、以上のような本発明の光素子実装
基板と、この基板上に実装されたレーザダイオード駆動
用ＩＣドライバやフォトダイオードプリアンプ等の電子
素子とを具備する本発明の光モジュールによれば、モジ
ュールの小型化・薄型化が可能で、波長分配特性に対す
る温度制御を必要とせず、かつ光素子や電子素子等の実
装が容易な光モジュールとなる。

【００５６】なお、このような本発明の光モジュール
は、波長多重通信用の光受信モジュール・送信モジュー
ルまたは送受信モジュール等がある。

【００５７】

【実施例】次に、本発明の光素子実装基板および光モジ
ュールについて具体例を説明する。

【００５８】図６に、透明基板または透明層の主面に配
置された複数個の光素子の間隔Ｄ_pと透明基板または透
明層の厚みＤ_sとの比が、光路変更部材の鏡面の傾斜角
θ_mに対してどのように変化するかを線図で示す。図６
において、横軸は鏡面傾斜角θ _m（単位：°）を、縦軸
はＤ_pとＤ_sとの比Ｄ_p／Ｄ_sを表わし、直線はθ_mの変化
に対するＤ_p／Ｄ_sの変化の様子を示している。なお、外
部の屈折率ｎ₀＝1.0（空気）、透明基板または透明層の
屈折率ｎ_s＝1.45（石英）としている。

【００５９】図６に示す結果に基づき、図１に示す例の
作製例として、フォトダイオード２の配置間隔Ｄ_pを250
μｍ、透明基板５を石英としてその厚みＤ_sを500μｍ
（Ｄ_p/Ｄ_s＝0.5）とし、鏡ブロック７をＳｉで作製して
鏡面傾斜角をθ_m＝34.7゜として作製した。透明基板５
の厚みを±10μｍの精度で作製したとき、Ｄ_pは±５μ
ｍの誤差となる。保持ブロック６は（１００）面のＳｉ
ウエハをＫＯＨ水溶液でエッチングして作製した。鏡面
傾斜角θ_mを34.7゜とした鏡ブロック７は、基板面が
（１００）面に対して20゜傾いたＳｉウエハをＫＯＨ水
溶液でエッチングして作製した。鏡面傾斜角θ_mを±0.5
゜の精度で作製したとき、Ｄ_p/Ｄ_sは±0.0247となり、
Ｄ_pは±12.35μｍの誤差となる。したがって、この結果
より、通常の受光径を有するフォトダイオードに対して
十分対応できる精度であることが確認できた。

【００６０】次に、図４（ａ）に示す例の作製例とし
て、フォトダイオード２の間隔をＤ_p＝25μｍ、透明層
５ａをシロキサンポリマ（石英と同屈折率）として厚み
をＤ_s＝50μｍ（Ｄ_p/Ｄ_s＝0.5）、鏡ブロック７をＳｉ
で作製してミラー傾斜角をθ_m＝34.7゜として作製を行
なった。透明層厚を±１μｍで作製したとき、Ｄ_pは±
0.5μｍの誤差となる。鏡面傾斜角θ_mを±0.5゜で作製
したとき、Ｄ_p/Ｄ_sは±0.0247となり、Ｄ_pは±1.235μ
ｍの誤差となる。したがって、この結果より、受光径の
小さな高速応答フォトダイオードに対して十分対応でき
る精度であることが確認できた。

【００６１】次に、図４（ｂ）に示す例の作製例とし
て、フォトダイオード２の間隔Ｄ_pを25μｍ、透明層５
ａをシロキサンポリマ（石英と同屈折率）として鏡部４
と薄膜フィルタ部１の間隔Ｄ_sを25μｍ（Ｄ_p/Ｄ_s＝1.
0）とし、鏡ブロック７をＳｉで作製して鏡面傾斜角θ_m
を24.7゜として作製を行なった。透明層５ａの厚みを±
0.5μｍの精度で作製したとき、Ｄ_pは±0.5μｍの誤差
となる。鏡面傾斜角θ_mを34.7゜とした鏡ブロック７
は、基板面が（１００）面に対して30゜傾いたＳｉウエ
ハをＫＯＨ水溶液でエッチングして作製した。鏡面傾斜
角θ_mを±0.5゜の精度で作製したとき、Ｄ_p/Ｄ_sは±0.0
256となり、Ｄ_pは±0.64μｍの誤差となる。したがっ
て、この結果より、受光径の小さな高速応答フォトダイ
オードに対して十分対応できる精度であることが確認で
きた。

【００６２】なお、本発明は以上の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更が可能である。

【００６３】例えば、以上の実施の形態の例では、光伝
送／処理部において複数個の光素子が配列された内の配
列の端部に位置する１個が光入出力部との間で光信号を
授受するように実装されている場合を示したが、他の１
個、例えば配列の中央部に位置する光素子が光入出力部
との間で光信号を授受し、その光素子から周囲の光素子
に光信号を順次授受させるように配置してもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明の光素子実装基板によれば、透明
基板の一方の主面に設けられた光信号を入出力するため
の光入出力部と、透明基板の両方の主面に光学フィルタ
を介して光信号を授受する光素子が複数個、透明基板を
透過した光信号を交互に反射して順次授受するとともに
その内の１個が光入出力部との間で透明基板を透過した
光信号を授受するように実装されて成る光伝送／処理部
とを具備することから、光信号は光伝送／処理部におい
て透明基板の内部を伝搬するため、基板上の面積のほと
んどを光素子の実装や電子素子の実装ならびにこれら素
子に対する電気配線等に使用することができ、素子実装
密度を高めて基板の小型化を図ることができる。また、
基板上に実装された光素子に対して光信号が透明基板の
内部から入射しまたは出射するため、光素子として面受
光型フォトダイオードや面発光型レーザダイオードを用
い、基板上に容易に平面実装することができる。また、
光伝送／処理部においては、光信号が透明基板の上面と
下面との間を往復するように光路が配置されるため、光
素子を近接して配置することができ、素子実装密度を高
めて基板の小型化を図ることができる。さらに、この光
伝送／処理部においては、複数個の光素子が光学フィル
タを介して光信号を授受することによって波長分配を行
なっており、その波長分配特性を維持するために温度制
御する必要もない。

【００６５】また、本発明の光素子実装基板によれば、
光伝送／処理部が、光素子間および／または光素子と光
入出力部との間で透明基板を介して光信号を交互に反射
して順次授受するための光反射部を有するものとしたと
きには、光反射部によって光路を変更することによっ
て、光素子および光学フィルタを実装する透明基板の主
面を任意に選択することができるものとなる。

【００６６】さらに、本発明の光素子実装基板によれ
ば、光入出力部および光素子が透明基板の一方の主面
に、光反射部が他方の主面に配置されているものとした
ときには、光素子およびその他の部材を実装する主面を
片側のみに選定することができ、素子実装工程を簡略化
することができるものとなる。

【００６７】さらに、本発明の光素子実装基板によれ
ば、光入出力部および光反射部が透明基板の一方の主面
に、光素子が他方の主面に配置されているものとしたと
きには、透明基板の片側の主面のみに光電気回路で接続
される素子だけを配置することができ、基板面積の小型
化を図ることができるものとなる。

【００６８】また、本発明の光素子実装基板によれば、
透明基板に代えて透明層を用いるとともに、基板の主面
上に透明層が光入出力部を基板と反対側の主面に位置さ
せて積層されているものとしたときには、透明基板の厚
みを制御するのに比べて透明層の膜厚を制御するのが容
易であるため、高い位置精度を必要とする小受光径フォ
トダイオード等の小型光素子の実装に有利となり、小型
化・低背化を図ることができるものとなる。

【００６９】また、本発明の光素子実装基板によれば、
光学フィルタにレンズ部を付加したとき、ならびに光反
射部が集光性であるときには、光素子として高速動作す
る小受光径の面受光型フォトダイオードや小発光径の面
発光レーザダイオードを用いた場合にも、いずれも光伝
送／処理部において高効率で光信号を結合させることが
できる。

【００７０】さらに、本発明の光素子実装基板によれ
ば、光入出力部の外側に、光信号の光路を透明基板また
は透明層の主面に平行な方向と光入出力部に向かう方向
との間で変更させる光路変更部材を配設したときには、
この光路変更部材を介して光入出力部に光信号を入射ま
たは出射するための光ファイバやレンズや光導波路等を
光素子実装基板上に平面実装技術だけで実装することが
でき、小型化・低背化に有利なものとなる。

【００７１】本発明の光モジュールによれば、上記のよ
うな本発明の光素子実装基板と、この光素子実装基板に
実装され、光伝送／処理部とともに光電子回路を構成す
る電子素子とを具備することから、簡便な工程で作製で
き、小型化・薄型化が可能なものとなる。簡便な工程で
作製でき、光素子および電子素子の実装が容易で、小型
化・薄型化が可能な光モジュールとなる。

【００７２】以上により、本発明によれば、波長多重用
受信または送信モジュール用基板として利用でき、温度
制御を特に必要とせず、小型化・薄型化が図れ、部品実
装や部品作製の容易な光素子実装基板を提供することが
でき、このような波長多重用受信または送信モジュール
用基板として好適な本発明の光素子実装基板を具備し
た、簡便な工程で作製でき、小型化・薄型化が可能な、
光通信や光情報処理に使用される光モジュールを提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光素
子実装基板の実施の形態の例を示す断面図および上面図
であり、（ｃ）および（ｄ）は，それぞれ保持ブロック
６および鏡ブロック７の下面図および断面図である。

【図２】（１）〜（８）は、それぞれ本発明の光素子実
装基板の作製工程の例を示す工程毎の要部断面図であ
る。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光素
子実装基板の実施の形態の他の例を示す断面図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光素
子実装基板の実施の形態のさらに他の例を示す断面図で
ある。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光素
子実装基板の実施の形態のさらに他の例を示す断面図で
ある。

【図６】本発明の光素子実装基板の実施例における、光
素子の配置間隔Ｄ_pと透明基板または透明層の厚みＤ_sと
の比の、光路変更部材の鏡面傾斜角θ_mの変化に対する
変化の様子を示す線図である。

【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の光素子
実装基板の例を示す上面図および断面図である。

【図８】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の光素子
実装基板の例を示す上面図および断面図である。

【図９】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の光素子
実装基板の例を示す上面図および断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・薄膜フィルタ部（光学フィルタ） ２・・・・・フォトダイオード（光素子） ４・・・・・鏡部（光反射部） ５・・・・・透明基板 ５ａ・・・・透明層 ７・・・・・鏡ブロック（光路変更部材）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の一方の主面に設けられた光信
   号を入出力するための光入出力部と、前記透明基板の両
   方の主面に光学フィルタを介して前記光信号を授受する
   光素子が複数個、前記透明基板を透過した前記光信号を
   交互に反射して順次授受するとともにその内の１個が前
   記光入出力部との間で前記透明基板を透過した前記光信
   号を授受するように実装されて成る光伝送／処理部とを
   具備することを特徴とする光素子実装基板。
2. 【請求項２】 前記光伝送／処理部が、前記光素子間お
   よび／または前記光素子と前記光入出力部との間で前記
   透明基板を介して前記光信号を交互に反射して順次授受
   するための光反射部を有することを特徴とする請求項１
   記載の光素子実装基板。
3. 【請求項３】 前記光入出力部および前記光素子が前記
   透明基板の一方の主面に、前記光反射部が他方の主面に
   配置されていることを特徴とする請求項２記載の光素子
   実装基板。
4. 【請求項４】 前記光入出力部および前記光反射部が前
   記透明基板の一方の主面に、前記光素子が他方の主面に
   配置されていることを特徴とする請求項２記載の光素子
   実装基板。
5. 【請求項５】 前記透明基板に代えて透明層を用いると
   ともに、基板の主面上に前記透明層が前記光入出力部を
   前記基板と反対側の主面に位置させて積層されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の光素子実装基板。
6. 【請求項６】 前記光学フィルタにレンズ部を付加した
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記
   載の光素子実装基板。
7. 【請求項７】 前記光反射部が集光性であることを特徴
   とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の光素子
   実装基板。
8. 【請求項８】 前記光入出力部の外側に、前記光信号の
   光路を前記透明基板または前記透明層の主面に平行な方
   向と前記光入出力部に向かう方向との間で変更させる光
   路変更部材を配設したことを特徴とする請求項１乃至請
   求項７のいずれかに記載の光素子実装基板。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
   の光素子実装基板と、該光素子実装基板に実装され、前
   記光伝送／処理部とともに光電子回路を構成する電子素
   子とを具備することを特徴とする光モジュール。