JP2003255192A

JP2003255192A - 双方向光モジュール

Info

Publication number: JP2003255192A
Application number: JP2002052364A
Authority: JP
Inventors: Yuji Masuda; 雄治増田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】必要最小限の部品点数で結合効率がよく、小
型でしかもアライメントが簡易であり、電気的及び光学
的クロストークの小さい双方向光モジュールを提供する
こと。【解決手段】基板１上に、下面に複数の光ファイバ５
と、脚部７を４つ備えたファイバ保持基板２を配設する
とともに、ファイバ保持基板２に設置した各光ファイバ
体６の光入射端６ａに対向させた反射鏡を面発光素子３
上部に配置し、モニタ用受光素子４、受信用受光素子５
は基板上に、ファイバ保持基板２上に形成した光素子搭
載溝２２ないに設置された光分岐器８，９にて光結合さ
せて成る双方向光モジュールとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板上に光ファイ
バ及び発光素子や受光素子等の光素子を配置して、これ
ら光部品を精度よく光学的に結合させることが可能な、
光通信分野で好適に使用される双方向光モジュールに関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＣＡＴＶや公衆通信の分野におい
て、光ファイバを利用した光通信の実用化が行われてい
る。データ量の増大に伴い、波長１．３１μｍ帯及び
１．５５μｍ帯などの長波長光の信号を用い、１本の光
ファイバを使用して信号を双方向に送り、同時に信号を
送受信できる通信方式（双方向通信方式）が検討されて
いる。この通信方式の利点は光ファイバが１本で済むこ
とである。また、この通信システムに使用される双方向
光モジュールには、空間光学系タイプ、導波路分岐タイ
プ、光ファイバ加工タイプなどがある。

【０００３】例えば、図８に示す空間光学系タイプの双
方向光モジュールＪ１は、光パッケージ５０に、光信号
の入出力用の光ファイバ５６と、光信号を分岐させるた
めの光分波器５８と、受信用受光素子５５と、発光素子
５３と及びモニタ用受光素子５４を備えてなるものであ
り、さらに光ファイバ５６，受信用受光素子５５，発光
素子５３のそれぞれの直前にレンズ６１が設けられてい
る。なお、図中６２は光ファイバホルダ、６３はレンズ
ホルダ、５１はキャンパッケージ型受光モジュール、５
２はキャンパッケージ型発光モジュール、５４はモニタ
ー用受光素子、５７は光分波器ホルダである。

【０００４】上記構成の双方向光モジュールＪ１によれ
ば、発光素子５３から出射した光信号５９は光分波器５
８を通過して光ファイバ５６へ入射され、光ファイバ５
６側から導入された光信号６０は光分波器５８で反射さ
れ受光素子５５で受光される。

【０００５】また、図９に示す導波路分岐タイプの双方
向光モジュールＪ２は、光パッケージ６５内にＹ分岐光
導波路６６が形成された基板６７と、その基板６７上に
光信号を送受信するための発光素子７３，受信用受光素
子７５と、光信号を分岐するための光分波器７８と、光
ファイバ７６とを備えてなるものである。なお、図中７
０は光分波器搭載用溝、７１は発光素子搭載用電極、７
４はそれぞれボンディングワイヤ、７２は受光素子駆動
用電極、７９はリード端子である。

【０００６】上記構成の双方向光モジュールＪ２によれ
ば、発光素子７３から出射された光信号は、まず直前の
光導波路を通って、光分波器７８を通過して光導波路６
６を通り光ファイバ７６へ入射される。一方、光ファイ
バ７６側から導入された光信号は光導波路６６に入射さ
れ、光分波器７８にて反射され受光素子７５で受光され
る。

【０００７】また、図１０に示す光ファイバ加工タイプ
の双方向光モジュールＪ３は、光パッケージ８０内に、
支持基板８１と、光信号を入出力させるための光ファイ
バ８６と、光信号を分岐させるための光分波器８８と、
受光素子８５と、発光素子８３とを備えてなるものであ
り、支持基板８１には光ファイバ搭載用溝８７、及び光
分波器搭載用斜め溝８９が備えられている。

【０００８】上記双方向光モジュールＪ３によれば、発
光素子８３から出射された光信号λ１は光ファイバ８６
に入射され、支持基板８１に形成された光分波器搭載用
斜め溝８９に挿入された光分波器８８を通過して光ファ
イバ８６から出射される。一方、光ファイバ８６側より
導入された光信号λ２は光分波器８８で反射され受光素
子８５で受光される。

【０００９】これらは主に加入者系と呼ばれる領域での
実用化が目標とされており、高結合効率化、小型化、低
価格化等の要求がされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示すような双方向光モジュールＪ１では、実装方法とし
て半導体レーザ等の発光素子５３を発光させて、結合用
のレンズ６１や伝送用の光ファイバ５６の位置決めを行
ない、最大結合効率が得られる位置で、レンズ６１や光
ファイバ５６をＹＡＧ溶接等の接合方法を用いて固定す
る。いわゆるアクティブアライメントと称する方法を利
用してきた。この実装方法の特徴は、高結合効率と高信
頼性が得られることであるが、反面、組み立て作業が煩
雑となるという問題点があった。特に、特定波長の光の
みを透過させる目的で、波長フィルター等の光学素子５
８を挿入する場合は、さらに調芯箇所が多くなるため、
工程がいっそう複雑になり、組み立て時間も長く、光モ
ジュールが大型化し、その結果コストも多大となる。

【００１１】また、図９に示すような双方向光モジュー
ルＪ２では、導波路基板６７上に発光素子７３、受光素
子７５を実装する場合、送信側から受信側へ電気信号が
基板を伝わってしまう、いわゆる電気的クロストークを
抑制することが困難であった。通常、送信側では発光素
子７３を駆動するために数１０ｍＡの電流を流して電気
信号を送るのに対し、受信側では受光素子７４にμＡオ
ーダー以下の小さな電流の電気信号を受信する。このた
め、電気的クロストークを防ぐためには、基板を流れる
電気信号の電流を数１０ｎＡオーダーに抑える必要があ
る。

【００１２】そして、光ファイバ７６から光導波路６６
に入射した受信信号光は光分波器７８を通過して、再び
光導波路６６に入射することになるが、この時、光導波
路間には集光効果が考慮されておらず出射した光は発散
するため、この時の光導波路６６への結合効率は低く、
大きな結合損失が生じる。そのため、できる限り、光導
波路間の間隔を狭くしなければならず、光分波器７８の
厚みに近づけるように溝加工を行う必要があった。ま
た、搭載溝の溝幅が光分波器７８の厚みに近いため、光
分波器７８の挿入が困難であった。

【００１３】さらに、図１０に示すような従来の双方向
光モジュールＪ３では、斜め溝８９に挿入した光分波器
８８にて反射した信号光λ２を光ファイバ８６の上方に
配置した受光素子８５にて受信するため、光ファイバ８
６を定位置に埋め込み、発光素子８３と調心して結合さ
せ、かつ受光素子８５を光ファイバ８６の上を跨いで配
置して十分な感度を得ることは難しく、しかも光分波器
８８で反射した信号光λ２以外の光ファイバ８６から漏
れ出る光を受光してしまうという光学的クロストークの
問題があった。加えて、光ファイバ８６から出射した送
信信号光λ１は光分波器８８を通過して、再び光ファイ
バ８６に入射することになるが、この時、光ファイバ間
には集光効果が考慮されておらず出射した光は発散する
ため、光ファイバ８６への結合効率は低く、大きな結合
損失が生じる。そのため、できる限り、光ファイバ間の
間隔を狭くすることが必要で、光分波器８８の厚みに近
づけるように斜め溝８９の加工を工夫する必要があっ
た。また、斜め溝８９を加工するために基板を傾けた
り、ダイシングブレードを斜めにするなどの工夫をする
必要があった。光分波器８８の厚みに近づけるように溝
加工を行う必要があった。また、斜め溝８９の溝幅が光
分波器８８の厚みに近いため、光分波器８８の挿入が困
難であった。

【００１４】そこで本発明では、必要最小限の部品点数
で結合効率がよく、小型でしかもアライメントが簡易で
あり、電気的及び光学的クロストークの小さい双方向光
モジュールを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明の双方向光モジュールは、基板上に、下面
に光ファイバ体を保持し且つ脚部を備えたファイバ保持
基板と、前記光ファイバ体の一端部に光結合させる発信
用の面発光素子と、該面発光素子の出射光を監視するモ
ニタ用受光素子と、外部からの入射光を受信する受信用
受光素子とを配設し、前記ファイバ保持基板に形成した
反射面により前記面発光素子からの出射光を前記光ファ
イバ体の一端部に入射させた後に他端部から外部へ出射
させるとともに、前記光ファイバ体の他端部へ入射され
た外部からの入射光を前記受信用受光素子で受信するよ
うに成した双方向光モジュールであって、前記光ファイ
バ体は、前記面発光素子からの出射光を入射させる第１
光ファイバと、外部に光を出射させ且つ外部からの光を
入射させる第２光ファイバとが、光分岐手段を介して光
接続されるように成し、且つ該光分岐手段から分岐され
た光を前記モニタ用受光素子及び前記受信用受光素子で
受光するように成したことを特徴とする。

【００１６】また、前記第１光ファイバは、前記面発光
素子からの出射光が入射される第１シングルモード光フ
ァイバ、第１グレーテッドインデックスマルチモード光
ファイバ、及び第１コアレス光ファイバが順次接続され
て成り、かつ前記第２光ファイバは、前記光分岐手段に
光接続される第２コアレス光ファイバ、第２グレーテッ
ドインデックスマルチモード光ファイバ、及び第２シン
グルモード光ファイバが順次接続されて成ることを特徴
とする。

【００１７】また、前記光分岐手段は光出力分岐器及び
波長分波器から成り、前記光出力分岐器からの分岐光を
モニタ用受光素子で受光し、前記波長分波器からの分岐
光を前記受信用受光素子で受光するように成したことを
特徴とする。

【００１８】また、前記ファイバ保持基板は単結晶シリ
コンから成るとともに、該基板の主面は（１００）面を
［１１０］方向に７．７°〜１１．７°の範囲で傾斜さ
せた面、またはその面と等価な面であることを特徴とす
る請求項１に記載の双方向光モジュール。

【００１９】また、前記面発光素子、前記モニタ用受光
素子、及び前記受信用受光素子は、前記基板上に形成さ
れた電気配線上に配設されているとともに、前記ファイ
バ保持基板の脚部と前記基板との間に前記電気配線と同
一材料の設置用パッドが形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の双方向光モジュール。

【００２０】また、前記面発光素子の出射光が入射され
る第１シングルモード光ファイバの先端部が球面状に形
成されていることを特徴とする請求項２に記載の双方向
光モジュール。

【００２１】さらに、前記ファイバ保持基板の下面に設
けた前記光ファイバを配設するための溝、及び前記ファ
イバ保持基板の脚部が異方性エッチングにより形成され
たことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る双方向光モジ
ュールの実施形態を模式的に図示した図面に基づき詳細
に説明する。

【００２３】まず、本発明の双方向光モジュールの全体
構成について説明する。図１及び図２に示すように、本
発明の光モジュールＭ１は、基板１上に、下面に光ファ
イバ体６（第１光ファイバ６Ａ，光分岐手段、第２光フ
ァイバ６Ｂ）と、脚部７を４つ備えたファイバ保持基板
２を配設するとともに、ファイバ保持基板２に反射面２
ａを面発光素子３の発光点の上部に形成している。

【００２４】ここで、光ファイバ体６は、面発光素子３
からの出射光を入射させる第１光ファイバ６Ａと、外部
に光を出射させ且つ外部からの光を入射させる第２光フ
ァイバ６Ｂとを、光分岐手段（光分波器８、９）を介し
て光接続されるように成し、この光分岐手段からの分岐
光をモニタ用受光素子４及び受信用受光素子５で受光す
るように成している。

【００２５】第１光ファイバ６Ａは、面発光素子３から
の出射光が入射される第１シングルモード光ファイバ、
第１グレーテッドインデックスマルチモード光ファイ
バ、及び第１コアレス光ファイバが順次縦列に接続され
て成る。また、第２光ファイバ６Ｂは、光分波手段に光
接続される第２コアレス光ファイバ、第２グレーテッド
インデックスマルチモード光ファイバ、及び第２シング
ルモード光ファイバが順次縦列に接続されて成る。

【００２６】ここで、グレーテッドインデックスマルチ
モード光ファイバは、光ファイバの中心軸から徐々に屈
折率が下がる軸対称の屈折率分布を持つ光ファイバであ
る。ほとんどのグレーテッドインデックスマルチモード
光ファイバはほぼ２乗の屈折率分布を持ちレンズ効果を
有するため、好適な屈折率分布のグレーテッドインデッ
クスマルチモード光ファイバを好適な長さで用いれば結
合光学系を構成することができる。

【００２７】グレーテッドインデックスマルチモード光
ファイバ端面に点光源がある場合に、コリメート光にす
る条件は、グレーテッドインデックスマルチモード光フ
ァイバの長さが四分の一周期になる長さ（光線の挙動の
周期に対応させてピッチ（Ｐ）で表すとＰ＝０．２５）
であるが、実際に結合効率が最も高いのは、端面が対向
するグレーテッドインデックスマルチモード光ファイバ
からのビームウェストの位置が一致するときである。

【００２８】Ｐ＝０．２５におけるビームウェストの位
置は、グレーテッドインデックスマルチモード光ファイ
バの出射端面に位置することになり、グレーテッドイン
デックスマルチモード光ファイバ間に光学素子を挿入す
る場合は、ビームウェストの位置は一致しない。そのた
め、グレーテッドインデックスマルチモード光ファイバ
の出射端面から離れた位置にビームウェストを形成する
ためには、四分の一周期になる長さよりも長く（Ｐ＞
０．２５）なる条件が必要になる。

【００２９】そこで、コアレス光ファイバの長さは、２
つのグレーテッドインデックスマルチモード光ファイバ
によるビームスポットが中央で一致するように調整して
から、コアレス光ファイバを接続することによって予め
焦点距離を厳密に調整することができ、もともと一本の
光ファイバであるので、これを分断した場合であって
も、光ファイバ間の軸ズレを防止することができる。

【００３０】以上のことから、シングルモード光ファイ
バ同士を対向させた場合よりも結合効率が良く、また、
光分波器８、９を搭載するための溝２１を斜めに加工す
る必要がなくなり、加工が容易になると同時に、この溝
への光分波器８、９の挿入も容易になる。

【００３１】また、光ファイバ体６の光入射端が球面状
に形成されており、この光入射端が前記ファイバ保持基
板２上に形成した反射面２ａに対面している。さらに、
面発光素子３が基板１上に形成された電気配線１１上に
配設されているとともに、ファイバ保持基板２の脚部７
と基板１との間に電気配線１１と同一材料の設置用パッ
ド（１３、１５）が形成されている。

【００３２】また、図４に示すように、脚部７の高さは
ファイバ保持基板２上に形成した台形溝２１に配設した
光ファイバ体６の表面高さより高くするようにしてい
る。

【００３３】次に、図３に示す基板１の主面における配
線の様子について詳しく説明する。基板１の主面上には
面発光素子３を駆動するための電気配線１１とモニタ用
受光素子４および受信用受光素子５を駆動するための電
気配線１２、及びファイバ保持基板２の設置用パッド１
３を同一材料で形成する。さらに、Ａｕ−Ｓｎ合金等の
はんだ１４をこれらパターン上に形成する。

【００３４】ここで、基板１の材質はセラミックス、ガ
ラス等のように絶縁性を有し、且つはんだ１４の溶融温
度に耐性があれば良い。また、電気配線１１、１２及び
設置用パッド１３については単層、多層どちらでもかま
わないが、表層がＡｕ等の耐腐食性に優れた材料である
ことが望ましい。

【００３５】基板１の中央部に形成したはんだ１４上に
は、図２に示すように、面発光素子３とモニタ用受光素
子４および受信用受光素子５を設置し、ボンディングワ
イヤ（不図示）にて電気配線１１、１２との電気的接続
を行う。

【００３６】ファイバ保持基板２は、図５、及び図６
（ａ−１），（ａ−２）に示すように、まず（１００）
面を［１１０］方向に７．７°〜１１．７°（最適には
９．７°）傾斜させた面、またはその面と等価な面を表
面とするシリコン単結晶から成る基板（またはウエハ
Ｗ）２上に、ＫＯＨ等アルカリ溶液に耐性のあるエッチ
ングマスク膜を形成した後、長手方向を［１１０］方向
またはその方向と等価な方向とする長方形のパターンを
形成し、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ溶液に浸漬させ異方
性エッチングにより光ファイバ設置用溝２１を形成す
る。

【００３７】そして、光ファイバ設置用溝２１を形成し
た後に、エッチングマスクを除去し、再度全面にエッチ
ングマスクを形成する。次に、図６（ｂ−１），（ｂ−
２）に示すように、光ファイバ設置用溝２１を形成した
基板２と脚部７を形成するシリコン基板とをウエハボン
ディング技術を用いて貼り付ける。貼り付ける面は、前
記光ファイバ設置用溝２１が存在する側の表面と脚部７
を形成する側の表面である。

【００３８】次に、図６（ｃ−１），（ｃ−２）に示す
ように、ＫＯＨ等のアルカリ水溶液に浸漬させ異方性エ
ッチングし、光ファイバ設置用溝２１を露出させ、脚部
７の表面に電気配線１１と同一の材料から成る設置用パ
ッド１５を形成する。

【００３９】また、同時に台形溝２１の斜面にも電気配
線１１と同一の材料から成る反射鏡３１を形成する。

【００４０】次に、図７（ａ−１），（ａ−２）に示す
ように、第１シングルモード光ファイバ、第１グレーテ
ッドインデックスマルチモード光ファイバ、コアレス光
ファイバ、第２グレーテッドインデックスマルチモード
光ファイバ、及び第２シングルモード光ファイバが順次
接続され、かつ第１シングルモード光ファイバの先端が
球状加工されてなる光ファイバ体６を、その先端がファ
イバ保持基板２に形成した反射面２ａに対向するように
設置する。

【００４１】次に、図７（ｂ−１），（ｂ−２）に示す
ように、コアレス光ファイバを２つに分割するととも
に、ファイバ保持基板２上に光学素子設置用溝２２を形
成する。

【００４２】最後に、図７（ｃ−１），（ｃ−２）に示
すように、前記光学設置用溝２２に波長分波器８、光出
力分岐器９を挿入する。

【００４３】以上のように、まず基板１上に光ファイバ
体６を設置する台形溝２１をシリコンの異方性エッチン
グを用いて形成し、次に、脚部７の高さと同じ厚みのシ
リコン基板を貼り付け、最後に、貼り付けたシリコン基
板を異方性エッチングにより光ファイバ体６を設置する
台形溝２１が全部露出するまでエッチングして所望のフ
ァイバ保持基板２を作製することができる。

【００４４】光ファイバ体６は、その先端を球状に加工
が施されており、ファイバ保持基板２に設置するときに
光ファイバ体６の球状加工された端面はファイバ保持基
板２上に形成した反射面２ａに対向するように設置す
る。

【００４５】最後に、光モジュールとして組み立て工程
として、最初に基板１上に面発光素子３及びモニタ用受
光素子４および受信用受光素子５を配設し、各素子を駆
動用電極１１、１２とワイヤボンディングにより電気的
接続を行い、次に光ファイバ体６及び波長分波器８、光
出力分岐器９を設置したファイバ保持基板２を設置す
る。

【００４６】かくして、本発明の双方向光モジュールに
よれば、図４に示すように、脚部７の高さはファイバ保
持基板２上に形成した台形溝２１に配設した光ファイバ
体６の表面高さより高くしていることにより、ファイバ
保持基板２を基板１上に実装した際に、基板１に配設し
た面発光素子３の電気配線１１と光ファイバ体６とを非
接触にすることができる。これにより、光ファイバ体６
の光軸ずれを極力防止することにより、面発光素子３と
光ファイバ体６の入射端との優れた光結合を実現するこ
とができる。

【００４７】また、ファイバ保持基板２の脚部７の先端
を平面にし、さらに、この脚部７と基板１との間に電気
配線１１と同一材料の設置用パッドを介在させたことに
より、これを実装する基板１への接着面積を広くするこ
とができ、ファイバ保持基板２を安定してかつ堅固（接
着強度良好に）に基板に配設することができ、これによ
っても、面発光素子３と光ファイバ体６との優れた光結
合を実現させることができる。

【００４８】また、ファイバ保持基板２に基板１面に対
して４５°の反射鏡２３を形成することにより、基板１
に対して垂直に出射された光を光ファイバ体６の光入射
端より９０°の方向へ転換させることが可能になり、ま
た光ファイバ体６の光入射端を球状に形成することによ
り、高効率な光結合をすることが可能となり、小型で低
背な光モジュールを提供できる。

【００４９】さらに、ファイバ保持基板２の光ファイバ
体６を配設する台形溝２１及び脚部７を異方性エッチン
グにより形成することにより、精度良くかつ迅速・簡便
に作製を行うことが可能となる。そして、脚部７の形成
は、光ファイバ体６を設置する台形溝２１を（１００）
面を［１１０］方向に７．７°〜１１．７°傾斜させた
面（最適には９．７４°）、またはその面と等価面な面
を表面とするシリコン基板２上に形成し、前記台形溝２
１を形成した面にウエハボンディング技術を用いてシリ
コン基板を貼りつけることにより、脚部７の高さを均一
にすることが可能となる。また、これらの作製はウエハ
プロセスの工程で行うことができ生産性が良好となる、

【００５０】

【実施例】次に、本発明をより具体化した双方向光モジ
ュールについて説明する。

【００５１】基板１の作製には単結晶のシリコン基板を
熱酸化し、表面に酸化膜による絶縁層を設け表面上に、
電気配線１１、１２及び設置用パッド１３を上層／下層
の順でＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉにて形成した。

【００５２】また、電気配線１１、１２上の面発光素子
３実装部、モニタ用受光素子４実装部、受信用受光素子
５実装部及び設置用パッド１３上にはＡｕ−Ｓｎ合金は
んだ１４を形成した。

【００５３】次に、ファイバ保持基板２の作製には、
（１００）面を［１１０］方向に９．７°傾斜させた面
を表面とするシリコン基板上にＫＯＨ水溶液に耐性のあ
るエッチングマスク膜としてシリコン窒化膜を形成した
後、長手方向を＜１１０＞方向とする長方形のパターン
をアレイ状に形成し、４８重量％のＫＯＨ水溶液に浸漬
させ異方性エッチングにより光ファイバ設置用溝２１を
形成した。

【００５４】光ファイバ設置用溝２１を形成した後に前
記エッチングマスクを除去し、再度全面にシリコン窒化
膜によるエッチングマスクを形成した。次に上述の前記
光ファイバ設置用溝２１を形成するのと同様に（１０
０）面を［１１０］方向に９．７°傾斜させた面を表面
とするシリコン基板にエッチングマスクを脚部７の形状
になるようにエッチングパターンを形成した後、光ファ
イバ設置用溝２１を形成したシリコン基板２と前記脚部
７を形成するシリコン基板とをウエハボンディング技術
を用いて貼り付けた。

【００５５】貼り付ける面は前記光ファイバ設置用溝２
１が有る表面と前記脚部７を形成する側の表面とした。
次に、４８重量％のＫＯＨ水溶液に浸漬させ異方性エッ
チングを行い光ファイバ設置用溝２１を露出させた。次
に、脚部７表面に設置用パッド１５を形成した。次に、
先端に集光機能を有する用に球状加工した第１シングル
モード光ファイバ（長さ４．６ｍｍ）と、その反対の端
部に第１グレーテッドインデックスマルチモード光ファ
イバ（長さ０．７８ｍｍ）、さらにその端部にコアレス
光ファイバ（長さ１．６ｍｍ）、その端部に第２グレー
テッドインデックスマルチモード光ファイバ（長さ０．
７８ｍｍ）、さらにその端部に第２シングルモード光フ
ァイバ（長さ１ｍ）が順番に接続された光ファイバ体６
を搭載した。光ファイバ体６の先端はファイバ保持基板
２に設置するときにファイバ保持基板２上に形成された
反射鏡３１に対向するように設置した。

【００５６】次に、コアレス光ファイバを２つに分断す
るとともに、光学素子設置用溝２２を形成した。すなわ
ち、光ファイバ体６を光ファイバ６Ａ、６Ｂにし、分断
された第１コアレス光ファイバと第２コアレス光ファイ
バの端面が、光学素子設置用溝２２をはさんで互いに対
向した状態になるように、光学素子設置用溝２２をダイ
シング等で形成した。そして、この光学素子設置用溝２
２に、光波長分波器８及び光出力分岐器９を光学用接着
剤を用い固定した。

【００５７】次に、光モジュールとしての作製の手順と
して、最初に、基板１上のはんだ１４上に面発光素子
３、モニタ用受光素子５及び受信用受光素子６を設置
し、ボンディングワイヤ４１にて電気的接続を行った。

【００５８】最後に、光ファイバ体６を設置したファイ
バ保持基板２を基板１上に形成したファイバ保持基板用
設置パッド１３とファイバ保持基板２に形成した脚部７
表面の設置用パッド１５をファイバ保持基板設置用パッ
ド１３上に形成したはんだ１４を介して設置した。

【００５９】かくして、光ファイバ体６の光軸ずれを極
力防止し、面発光素子３と光ファイバ体６の入射端との
優れた光結合を実現し、小型で低背な双方向光モジュー
ルを生産性良好に提供できた。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の双方向光
モジュールによれば、脚部を備えたファイバ保持基板に
形成した反射面により、基板上に設置した面発光素子か
らの出射光を９０°方向転換し効率よく光結合すること
ができ、各光ファイバ途中に光分岐器を設置し、出射光
の一部を面発光素子の出射光をモニタするようにモニタ
用受光素子を配置したので、基板に光ファイバを搭載す
るためには必要最低限のスペースになる。これにより、
基板上に新たな電気配線を形成するスペースを確保する
ことができ、設計の自由度の大きい双方向光モジュール
を提供できる。

【００６１】また特に、請求項２の双方向光モジュール
によれば、第１光ファイバを構成する各光ファイバは、
面発光素子からの出射光が入射される第１シングルモー
ド光ファイバ、第１グレーテッドインデックスマルチモ
ード光ファイバ、及び第１コアレス光ファイバが順次接
続されて成り、かつ第２光ファイバを構成する各光ファ
イバは、光分岐手段に光接続される第２コアレス光ファ
イバ、第２グレーテッドインデックスマルチモード光フ
ァイバ、及び第２シングルモード光ファイバが順次接続
されて成るので、面発光素子からの光を損失なく外部へ
伝送させることができる。

【００６２】また、請求項３の双方向光モジュールによ
れば、小型で低背化が実現した優れた双方向光モジュー
ルを提供できる。

【００６３】また、請求項５の双方向光モジュールによ
れば、面発光素子、モニタ用受光素子及び受信用受光素
子は基板上に形成された電気配線上に配設されていると
ともに、ファイバ保持基板の脚部と基板との間に電気配
線と同一材料の設置用パッドが形成されているので、フ
ァイバ保持基板を堅固（接着強度良好に）に基板に配設
することができる。

【００６４】さらに、請求項７に記載の双方向光モジュ
ールによれば、ファイバ保持基板の下面に設けた光ファ
イバを配設するための溝、及びファイバ保持基板の脚部
が異方性エッチングにより形成されるので、ファイバ保
持基板を精度良くかつ迅速・簡便に作製を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る双方向光モジュールを模式的に説
明する斜視図である。

【図２】本発明に係る双方向光モジュールを模式的に説
明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側面図である。

【図３】本発明に係る双方向光モジュールに用いられる
基板の主面の様子を模式的に説明する図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【図４】本発明に係る双方向光モジュールに用いられる
ファイバ保持基板を下面側からみた様子を模式的に説明
する図であり、（ａ）は平面図、（ｃ）は正面図であ
る。

【図５】本発明に係る双方向光モジュールに使用される
ウエハの斜視図である。

【図６】本発明に係る双方向光モジュールに用いられる
ファイバ保持基板の製造工程を模式的に示した断面図で
あり、（ａ−１）〜（ｃ−１）は側面図、（ａ−２）〜
（ｃ−２）は正面図である。

【図７】本発明に係る双方向光モジュールに用いられる
ファイバ保持基板の製造工程を模式的に示した断面図で
あり、（ａ−１）〜（ｃ−１）は側面図、（ａ−２）〜
（ｃ−２）は正面図である。

【図８】双方向光モジュールの従来例を示す断面図であ
る。

【図９】双方向光モジュールの他の従来例を示す平面図
である。

【図１０】双方向光モジュールのさらに他の従来例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１：基板２：ファイバ保持基板３：面発光素子４：モニタ用受光素子５：受信用受光素子６：光ファイバ６Ａ：第１光ファイバ６Ｂ：第２光ファイバ６ａ：先端に集光機能を有する第１シングルモード光フ
ァイバ６ｂ：第１グレーテッドインデックスマルチモード光フ
ァイバ６ｃ：第１コアレス光ファイバ６ｄ：第２コアレス光ファイバ６ｅ：第２グレーテッドインデックスマルチモード光フ
ァイバ６ｆ：第２シングルモード光ファイバ７：脚部８：光波長分波器（光分岐手段）９：光出力分岐器（光分岐手段）１１：電気配線１２：電気配線１３：ファイバ保持基板設置用パッド１４：はんだ１５：設置用パッド２１：光ファイバ設置用溝２２：光学素子設置用溝Ｍ１：双方向光モジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、下面に光ファイバ体を保持し
且つ脚部を備えたファイバ保持基板と、面発光素子と、
該面発光素子の出射光を監視するモニタ用受光素子と、
外部からの入射光を受信する受信用受光素子とを配設
し、前記ファイバ保持基板に形成した反射面により前記
面発光素子からの出射光を前記光ファイバ体の一端部に
入射させた後に他端部から外部へ出射させるとともに、
前記光ファイバ体の他端部へ入射された外部からの入射
光を前記受信用受光素子で受信するように成した双方向
光モジュールであって、前記光ファイバ体は、前記面発
光素子からの出射光を入射させる第１光ファイバと、外
部に光を出射させ且つ外部からの光を入射させる第２光
ファイバとを、光分岐手段を介して光接続されるように
成し、且つ該光分岐手段からの分岐光を前記モニタ用受
光素子及び前記受信用受光素子で受光するようにしたこ
とを特徴とする双方向光モジュール。
【請求項２】前記第１光ファイバは、前記面発光素子
からの出射光が入射される第１シングルモード光ファイ
バ、第１グレーテッドインデックスマルチモード光ファ
イバ、及び第１コアレス光ファイバが順次接続されて成
り、かつ前記第２光ファイバは、前記光分岐手段に光接
続される第２コアレス光ファイバ、第２グレーテッドイ
ンデックスマルチモード光ファイバ、及び第２シングル
モード光ファイバが順次接続されて成ることを特徴とす
る双方向光モジュール。
【請求項３】前記光分岐手段は光出力分岐器及び波長
分波器から成り、前記光出力分岐器からの分岐光をモニ
タ用受光素子で受光し、前記波長分波器からの分岐光を
前記受信用受光素子で受光するように成したことを特徴
とする双方向光モジュール。
【請求項４】前記ファイバ保持基板は単結晶シリコン
から成るとともに、該基板の主面は（１００）面を［１
１０］方向に７．７°〜１１．７°の範囲で傾斜させた
面、またはその面と等価な面であることを特徴とする請
求項１に記載の双方向光モジュール。
【請求項５】前記面発光素子、前記モニタ用受光素
子、及び前記受信用受光素子は、前記基板上に形成され
た電気配線上に配設されているとともに、前記ファイバ
保持基板の脚部と前記基板との間に前記電気配線と同一
材料の設置用パッドが形成されていることを特徴とする
請求項１に記載の双方向光モジュール。
【請求項６】前記面発光素子の出射光が入射される第
１シングルモード光ファイバの先端部が球面状に形成さ
れていることを特徴とする請求項２に記載の双方向光モ
ジュール。
【請求項７】前記ファイバ保持基板の下面に設けた前
記光ファイバを配設するための溝、及び前記ファイバ保
持基板の脚部が異方性エッチングにより形成されたこと
を特徴とする請求項１に記載の双方向光モジュール。