JP2003302545A - Optical transmission module - Google Patents

Optical transmission module

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JP2003302545A
JP2003302545A JP2002108674A JP2002108674A JP2003302545A JP 2003302545 A JP2003302545 A JP 2003302545A JP 2002108674 A JP2002108674 A JP 2002108674A JP 2002108674 A JP2002108674 A JP 2002108674A JP 2003302545 A JP2003302545 A JP 2003302545A
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JP
Japan
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optical
optical fiber
core
transmission module
optical waveguide
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Application number
JP2002108674A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Matsushima
直樹 松嶋
Kazutami Kawamoto
和民 川本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To expand positional deviation tolerance between the optical waveguide and the optical fiber of an optical transmission module, in other words, to prevent optical coupling efficiency of the module from being degraded even if the optical fiber is deviated from the mounting position. <P>SOLUTION: The optical transmission module is provided with an optical waveguide having a core and a clad layer, an optical fiber, and a substrate on which the optical waveguide and the optical fiber are mounted, in the manner aligned so that the optical fiber and the core are optically coupled. In this module, the core thickness at its end on the optical fiber side is made thinner than the core thickness in other areas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、主として光伝送シ
ステムあるいは光交換システム(両者を光通信システム
と呼ぶ)に使用される光伝送モジュールに係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission module mainly used in an optical transmission system or an optical switching system (both of which are called an optical communication system).

【0002】[0002]

【従来の技術】光伝送モジュールの低価格化を阻害する
要因の一つとして光学部品の搭載工程がある。
2. Description of the Related Art An optical component mounting process is one of the factors that hinder the cost reduction of optical transmission modules.

【0003】半導体レーザ等の発光素子を光導波路を介
して光ファイバに送受信する光伝送モジュールの場合、
光導波路と光ファイバとの光の結合効率を確保するため
に、半導体レーザを実際に発光させ光結合効率が最大と
なる位置に光ファイバを調芯し固定する、いわゆるアク
ティブ調芯方式が採られる。
In the case of an optical transmission module that transmits and receives a light emitting element such as a semiconductor laser to an optical fiber through an optical waveguide,
In order to secure the light coupling efficiency between the optical waveguide and the optical fiber, a so-called active centering method is adopted in which the semiconductor laser is actually emitted and the optical fiber is aligned and fixed at a position where the optical coupling efficiency is maximized. .

【0004】しかしながら、本方式はその工程に長時間
を要するため、組立コスト低減の足枷となっていた。
However, since this method requires a long time for the process, it has been a stumbling block for reducing the assembly cost.

【0005】上記課題を解決し、組立工程の短縮を実現
するための検討は各種行われており、例えば、特開平7
−168038号公報のように、シリコン基板上に異方
性エッチングにより位置精度の高いV溝を形成しこのV溝
上に光ファイバを搭載することで、アクティブ調芯なし
に光ファイバを搭載し工程時間を短縮する方法が考案さ
れている。
Various studies have been conducted to solve the above problems and to shorten the assembly process.
As disclosed in Japanese Patent No. 168038, a V groove having high positional accuracy is formed on a silicon substrate by anisotropic etching, and an optical fiber is mounted on the V groove, so that the optical fiber is mounted without active alignment. Have been devised to shorten the.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図9は従来技術の模式
図を示したものであるが、このような形態を用いた場
合、光導波路と光ファイバとの結合効率はV溝や光導波
路の位置精度、光ファイバの搭載精度、及び光ファイバ
の寸法精度で決まる。
FIG. 9 shows a schematic diagram of the prior art. When such a configuration is used, the coupling efficiency between the optical waveguide and the optical fiber is V-groove or optical waveguide. It is determined by the position accuracy, the mounting accuracy of the optical fiber, and the dimensional accuracy of the optical fiber.

【0007】図10に、断面が6.5μm角、コア/クラ
ッド屈折率差0.45%の光導波路とモード半径が4.7μm
の光ファイバとの位置ずれ量対結合効率の相関を表した
グラフを示す。光導波路と光ファイバとのギャップは20
μmとしている。
FIG. 10 shows an optical waveguide having a section of 6.5 μm square, a core / clad refractive index difference of 0.45% and a mode radius of 4.7 μm.
7 is a graph showing the correlation between the amount of positional deviation with respect to the optical fiber and the coupling efficiency. The gap between the optical waveguide and the optical fiber is 20
μm.

【0008】光ファイバのコアと光導波路コアの位置ば
らつきが±3μmとすると、位置ずれによる最大結合効
率低下は本図から2.2dBと見積もられる。モジュールの
作製性を容易化するためには、この結合効率低下を低減
する必要があり、その手段として光ファイバの搭載精度
を向上させる方法があるが、これには多くの技術課題が
あり、また高精度化を達成できたとしても工程時間の増
大を招く可能性がある。
If the positional variation between the core of the optical fiber and the core of the optical waveguide is ± 3 μm, the maximum coupling efficiency decrease due to the positional deviation is estimated to be 2.2 dB from this figure. In order to facilitate the manufacturability of the module, it is necessary to reduce this decrease in coupling efficiency, and there is a method of improving the mounting accuracy of the optical fiber as a means for that, but there are many technical problems, and Even if the high precision can be achieved, the process time may be increased.

【0009】また、図9のように光ファイバ先端がV溝
から突き出る構造を取った場合、モジュール作製後に光
ファイバ端部が温度変化等により移動する可能性があ
り、位置ずれトレランスが小さいと、この光ファイバの
変動によりトラッキングエラー等の不良が発生する恐れ
がある。
Further, in the case where the tip of the optical fiber is projected from the V groove as shown in FIG. 9, there is a possibility that the end of the optical fiber moves due to temperature change after the module is manufactured, and if the positional deviation tolerance is small, This fluctuation of the optical fiber may cause a defect such as a tracking error.

【0010】本発明の目的は、光導波路と光ファイバと
の位置ずれトレランスを拡大すること、つまり、光ファ
イバの搭載位置がずれても光伝送モジュールの光結合効
率を低下させないことにある。
An object of the present invention is to increase the positional deviation tolerance between the optical waveguide and the optical fiber, that is, not to reduce the optical coupling efficiency of the optical transmission module even if the mounting position of the optical fiber is deviated.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願は、上記課題を解決
可能な次の手段を含むものである。
The present application includes the following means capable of solving the above problems.

【0012】光伝送モジュールの構造としては、高分子
有機膜からなるコアとクラッド層を備えた光導波路と、
光ファイバと、該光導波路と該光ファイバを搭載する基
板とを備え、該光ファイバと該コアとが光結合するよう
に調芯して搭載されている光伝送モジュールにおいて、
該コアとして光ファイバ側の端部の厚みが他の領域の厚
みよりも薄くなっているものがある。
The structure of the optical transmission module includes an optical waveguide having a core made of a polymer organic film and a clad layer,
An optical transmission module comprising an optical fiber, an optical waveguide, and a substrate on which the optical fiber is mounted, and the optical transmission module mounted so that the optical fiber and the core are aligned so as to be optically coupled to each other,
In some of the cores, the thickness of the end portion on the optical fiber side is smaller than the thickness of other regions.

【0013】このように、光ファイバ側のコアの端部の
膜厚を薄くすることで光導波路のモード径が拡大するこ
とになるので、光導波路と光ファイバとの位置ずれトレ
ランスを拡大することができている。つまり、光ファイ
バの搭載位置がずれた場合でも光伝送モジュールの光結
合効率を低下させないようにすることができる。
As described above, since the mode diameter of the optical waveguide is expanded by reducing the film thickness of the end portion of the core on the optical fiber side, it is possible to expand the positional deviation tolerance between the optical waveguide and the optical fiber. Is made. That is, it is possible to prevent the optical coupling efficiency of the optical transmission module from being lowered even when the mounting position of the optical fiber is displaced.

【0014】なお、このコア材としては、フッ素化ポリ
イミド、シリコーン樹脂、ならびにこれらを主成分とす
る部材のいずれかであることが好ましい。
The core material is preferably one of fluorinated polyimide, silicone resin, and a member containing these as the main components.

【0015】また、端部を徐々に薄くなるようにするこ
とにより、不要なコアとグラッド層との不要な反射を防
止することができるので、光導波路の光伝送効率を向上
させることができるので、好ましい。
Further, by gradually thinning the end portion, it is possible to prevent unnecessary reflection between the core and the glad layer, so that the optical transmission efficiency of the optical waveguide can be improved. ,preferable.

【0016】また、上述の課題を解決できる光伝送モジ
ュールを製造する方法としては、コアとクラッド層を備
えた光導波路と、光ファイバと、該光導波路と該光ファ
イバを搭載する基板とを備え、該光ファイバと該コアと
が光結合するように調芯して搭載されている光伝送モジ
ュールの製造方法において、該基板上に傾斜を設け、該
傾斜にコア材を形成し、該傾斜の途中でコア材を切断す
ることによりコアを形成する方法がある。
A method of manufacturing an optical transmission module which can solve the above-mentioned problems includes an optical waveguide having a core and a clad layer, an optical fiber, and a substrate on which the optical waveguide and the optical fiber are mounted. In a method of manufacturing an optical transmission module in which the optical fiber and the core are aligned and mounted so as to optically couple with each other, an inclination is provided on the substrate, a core material is formed on the inclination, and There is a method of forming a core by cutting the core material on the way.

【0017】また、光伝送モジュールを製造する方法と
しては、コアとクラッド層を備えた光導波路と、光ファ
イバと、該光導波路と該光ファイバを搭載するシリコン
基板とを備え、該光ファイバと該コアとが光結合するよ
うに調芯して搭載されている光伝送モジュールの製造方
法において、該シリコン基板上に傾斜を設け、該傾斜に
コア材を形成し、該傾斜の途中でシリコンの異方性エッ
チングにより溝を形成する方法がある。
As a method of manufacturing an optical transmission module, an optical waveguide having a core and a clad layer, an optical fiber, and a silicon substrate on which the optical waveguide and the optical fiber are mounted are provided. In a method for manufacturing an optical transmission module that is mounted so that the core and the core are optically aligned, an inclination is provided on the silicon substrate, a core material is formed on the inclination, and silicon is formed in the middle of the inclination. There is a method of forming a groove by anisotropic etching.

【0018】これらの製造方法におけるコア材の形成
は、ワニスをスピン塗布することによりなすことが好ま
しい。
The core material in these manufacturing methods is preferably formed by spin coating a varnish.

【0019】また、コア材として、フッ素化ポリイミ
ド、シリコーン樹脂、ならびにこれらを主成分とする部
材のいずれかを用いるようにすることが好ましい。
Further, as the core material, it is preferable to use one of fluorinated polyimide, silicone resin, and a member containing these as main components.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】まず、本発明の原理を図5に示す
模式図を用いて以下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the present invention will be described below with reference to the schematic diagram shown in FIG.

【0021】光導波路のコアの厚みを細くするとある程
度までは光の閉じ込めが強くなり、モード径が小さくな
る。さらに厚みを細めると、図に示すように光はコアか
ら漏れ出しモード径は広がる。この光導波路端部の厚み
の変動による光ビームのモード径の変化の様子をBPM(B
eam Propagation Method)シミュレーションにより計
算した結果を図6に示す。(a)は光導波路の形状で、
200μmで厚みを6.5μmから2.5μmに薄くした構造と
なっている。また(b)は(a)の構造を持つ光導波路
のモードの広がり状態を示すシミュレーション結果であ
る。さらに、(c)はシミュレーション結果から得た光
導波路端部膜厚とモード径の相関を表すグラフである。
これらのから分かるように、光導波路はその幅を調整す
ることで、モード形状をコントロールすることができ
る。
When the thickness of the core of the optical waveguide is made thin, the light confinement becomes strong to some extent, and the mode diameter becomes small. When the thickness is further reduced, light leaks from the core and the mode diameter widens, as shown in the figure. The change in the mode diameter of the light beam due to the change in the thickness of the end of the optical waveguide
FIG. 6 shows the result calculated by the eam Propagation Method) simulation. (A) is the shape of the optical waveguide,
It has a structure in which the thickness is reduced from 6.5 μm to 2.5 μm at 200 μm. Further, (b) is a simulation result showing a mode spread state of the optical waveguide having the structure of (a). Further, (c) is a graph showing the correlation between the thickness of the optical waveguide end portion and the mode diameter obtained from the simulation result.
As can be seen from these, the mode shape can be controlled by adjusting the width of the optical waveguide.

【0022】ここで、光導波路と光ファイバとの光ビー
ムの結合効率の計算方法を説明する。まず、光ビームは
ガウシアンビームであると仮定し、0次のガウシアンビ
ーム同士の結合を考える。光導波と光ファイバのビーム
ウエスト(ガウシアンビーム波面の曲率半径が無限大に
なる箇所=各端部)におけるビームスポット径(ガウシ
アンビームの振幅が中心値の1/eとなる半径)をそれ
ぞれW1、W2、両ビームウエスト間の距離をZ、光軸
垂直方向ずれ量をX、伝搬する光ビームの波長をλとす
ると、結合効率ηは以下の式で表される。
Here, a method of calculating the coupling efficiency of the light beam between the optical waveguide and the optical fiber will be described. First, it is assumed that the light beam is a Gaussian beam, and the coupling of 0th-order Gaussian beams is considered. The beam spot diameters (radius where the amplitude of the Gaussian beam is 1 / e of the center value) at the beam waists of the optical waveguide and the optical fiber (where the radius of curvature of the Gaussian beam wavefront becomes infinite = each end) are W1, respectively. The coupling efficiency η is expressed by the following equation, where W2, Z is the distance between the beam waists, X is the amount of vertical deviation in the optical axis, and λ is the wavelength of the propagating light beam.

【0023】[0023]

【数1】 [Equation 1]

【0024】ここで、κはWhere κ is

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】である。上記式によれば、(1)W1=W
2、(2)これらの値ができる限り大きいとき、結合効
率並びに光軸ずれに対する許容量(トレランス)が向上
することが分かる。
[0026] According to the above equation, (1) W1 = W
2, (2) It can be seen that when these values are as large as possible, the coupling efficiency and the tolerance for the optical axis shift are improved.

【0027】従来の光導波路のモード径、すなわち入射
系のビームスポット径W1は、3.8μmと光ファイバに
比べて小さい値であるため、W1=W2とはならず結合
効率・位置ずれトレランスともに最適とは言えない。
Since the mode diameter of the conventional optical waveguide, that is, the beam spot diameter W1 of the incident system is 3.8 μm, which is a smaller value than that of the optical fiber, W1 = W2 does not hold and the coupling efficiency and the positional deviation tolerance are optimal. It can not be said.

【0028】そこで、光導波路の端部の膜厚を薄くし、
光導波路を伝搬する光ビームのモード径を大きくするこ
とにより、光結合特性を改善することができる。例え
ば、W1=W2となるようにすれば、図7に示すように
光結合効率は最大値を得ることができる。これにより、
3μmの位置ずれが生じた場合でも、従来技術において
約2μm位置ずれを起こした場合と同等の結合効率を得
ることができる。さらにモード径を拡大することができ
れば、位置ずれトレランスを拡大することができる。
Therefore, the thickness of the end portion of the optical waveguide is reduced,
The optical coupling characteristics can be improved by increasing the mode diameter of the light beam propagating through the optical waveguide. For example, if W1 = W2 is set, the maximum optical coupling efficiency can be obtained as shown in FIG. This allows
Even if the displacement of 3 μm occurs, it is possible to obtain the same coupling efficiency as in the case of the displacement of about 2 μm in the conventional technique. Further, if the mode diameter can be increased, the positional deviation tolerance can be increased.

【0029】次に、図5に示されるような形状の光導波
路を形成する手段を考える。薄膜プロセスを用いる場
合、膜厚方向に対して徐々にその厚みを変動させるとい
う技術は一般には非常に難しく、また煩雑なプロセスが
必要とされる。本発明では、光導波路にワニス状態でス
ピンコーティングし、その後熱硬化することで所望の特
性を有するものにするポリマ系材料を用いることで製造
工程を煩雑にすることなしに上記形状を実現することが
できる。基板表面上に溝を形成し、その上にワニスをス
ピンコーティングすると、基板表面上の溝の縁近傍のワ
ニスは基板表面の他の部分に比べて膜厚が薄くなる。こ
の現象は、ワニスの固形分濃度が小さくなるほど顕著に
なる。図8にワニスの固形分濃度と溝端部の膜厚との相
関を表すグラフを示す。基板表面を6.5μmに一定にし
ても、固形分濃度によって溝端部の膜厚低下の程度が変
動することが分かる。この現象は、ワニスの流動性に起
因しており、凹凸のある基板上に塗膜するとワニスが平
坦化しようとする作用を利用している。また、溝端部の
膜厚低下は塗布膜の膜厚が小さいほど、また溝が深いほ
どその程度が著しくなる。 [第1例]次に、図1を用いて本発明の第1の実施の形態
を説明する。
Next, a means for forming an optical waveguide having a shape as shown in FIG. 5 will be considered. In the case of using a thin film process, a technique of gradually changing the thickness in the film thickness direction is generally very difficult, and a complicated process is required. In the present invention, the above-mentioned shape is realized without complicating the manufacturing process by using a polymer material that spin-coats an optical waveguide in a varnish state and then heat-cures it so that it has desired properties. You can When a groove is formed on the surface of the substrate and varnish is spin-coated on the groove, the varnish near the edge of the groove on the surface of the substrate has a smaller film thickness than other portions on the surface of the substrate. This phenomenon becomes more remarkable as the solid content concentration of the varnish decreases. FIG. 8 shows a graph showing the correlation between the solid content concentration of the varnish and the film thickness at the groove end. It can be seen that even if the substrate surface is kept constant at 6.5 μm, the degree of decrease in film thickness at the groove edge varies depending on the solid content concentration. This phenomenon is caused by the fluidity of the varnish, and utilizes the effect that the varnish tends to flatten when coated on a substrate with irregularities. Further, the decrease in the film thickness at the groove end becomes more remarkable as the film thickness of the coating film becomes smaller and the groove becomes deeper. [First Example] Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0030】図1において、(a)は本発明による光伝
送モジュールの光導波路と光ファイバとの光結合部分を
拡大した俯瞰図である。また、(b)は、光軸上の基板
表面に垂直な断面図である。なお、図では省略している
が、光導波路の先には半導体レーザ等の光素子が存在
し、光ビームの送信または受信を行う。一方、光ファイ
バの先は局へと繋がっており、光信号が伝送される。
In FIG. 1, (a) is an enlarged overhead view of the optical coupling portion between the optical waveguide and the optical fiber of the optical transmission module according to the present invention. Further, (b) is a sectional view perpendicular to the substrate surface on the optical axis. Although not shown in the figure, an optical element such as a semiconductor laser exists at the end of the optical waveguide to transmit or receive a light beam. On the other hand, the end of the optical fiber is connected to the station, and an optical signal is transmitted.

【0031】まず、図3を用いて、図1に示す本発明の
第1の実施の形態の製造工程を説明する。
First, the manufacturing process of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0032】基板11には、表面の結晶方位(100)の
シリコン基板を用いている。基板11に要求される仕様
としては、第一に基板表面上に高い寸法精度の溝が形成
可能なことが挙げられる。この点でシリコン基板は非常
に有利で、異方性エッチングを用いることにより、非常
に寸法精度の高いV形状の溝を形成することができる。
その他要求される内容としては、表面が平坦・平滑であ
ること、光の導波特性に影響を及ぼさない(構造を採る
ことができる)こと、素子単位に切り出すことが容易な
こと等が挙げられ、これら条件を満たすならば、シリコ
ンウェハ以外の部材を用いても構わない。
As the substrate 11, a silicon substrate having a surface crystal orientation (100) is used. The specifications required for the substrate 11 are firstly that a groove with high dimensional accuracy can be formed on the surface of the substrate. In this respect, the silicon substrate is very advantageous, and by using anisotropic etching, it is possible to form a V-shaped groove with very high dimensional accuracy.
Other requirements include that the surface is flat and smooth, that it does not affect the waveguiding characteristics of light (a structure can be adopted), and that it is easy to cut out into individual elements. However, a member other than a silicon wafer may be used as long as these conditions are satisfied.

【0033】このシリコン基板11表面にV溝41を形
成する(a)。エッチング方法としては、エッチング液
に水酸化カリウム水溶液を用い通常のフォトリソ工程に
よる公知の技術を用いた。V溝41は、本実施例では2
段構造とした。一段面の浅い溝411は光ファイバを搭
載する箇所で、光ファイバのコアが光導波路のコアと同
じ高さになるような寸法とする。ニ段目の深いV溝41
2は、光導波路のコア端部の膜厚を制御するために設け
られた溝で、本実施例ではV溝412の深さを200μm
とした。
A V groove 41 is formed on the surface of the silicon substrate 11 (a). As an etching method, a known technique using a normal photolithography process using an aqueous potassium hydroxide solution as an etching solution was used. The V groove 41 is 2 in this embodiment.
It has a stepped structure. The shallow groove 411 on the one-step surface is a portion where the optical fiber is mounted, and is dimensioned such that the core of the optical fiber is at the same height as the core of the optical waveguide. Second deep V groove 41
Reference numeral 2 denotes a groove provided for controlling the film thickness at the core end portion of the optical waveguide. In this embodiment, the V groove 412 has a depth of 200 μm.
And

【0034】V溝を形成した後に、シリコン基板上に公
知の技術を用いて熱酸化膜を形成する。次に、この基板
11の表面に、下部クラッド層12としての絶縁薄膜を
形成する(b)。本実施例では、下部クラッド層12と
してフッ素化ポリイミドを用いた。まず、基板表面に固
形分濃度25%のワニス状のポリイミド前駆体を滴下し、
基板をスピン回転させることによりワニスを基板表面全
体に均一に塗膜する。その後基板を熱処理し、ワニスを
イミド化させる。下部クラッド層12については、V溝
端部の膜厚が薄くなると光ビームの伝搬方向が基板表面
に対して水平でなくなる程度が顕著になる可能性がある
ので固形分濃度の高いワニスを用いて過度に膜厚が薄く
なることを防いでいる。
After forming the V groove, a thermal oxide film is formed on the silicon substrate by using a known technique. Next, an insulating thin film as the lower clad layer 12 is formed on the surface of the substrate 11 (b). In this example, fluorinated polyimide was used as the lower cladding layer 12. First, a varnish-shaped polyimide precursor having a solid content concentration of 25% was dropped on the substrate surface,
By spin-rotating the substrate, the varnish is uniformly coated on the entire surface of the substrate. Then, the substrate is heat-treated to imidize the varnish. As for the lower clad layer 12, when the thickness of the V-groove end portion becomes thin, there is a possibility that the propagation direction of the light beam is not horizontal with respect to the substrate surface. It prevents the film thickness from becoming thin.

【0035】次に、コア層13としての絶縁薄膜を基板
上に形成する(c)。本実施例では、クラッド層に対し
て、屈折率差が0.45%となるフッ素化ポリイミドを用い
た。固形分濃度は7.5%とした。塗膜方法は下部クラッ
ド層12と同一で、ワニス状態のポリイミド前駆体をス
ピン塗布し、熱硬化させる。コア層14はV溝端部の膜
厚を積極的に薄くするために、固形分濃度の低い部材を
用いる。
Next, an insulating thin film as the core layer 13 is formed on the substrate (c). In this example, fluorinated polyimide having a refractive index difference of 0.45% was used for the cladding layer. The solid content concentration was 7.5%. The coating method is the same as that of the lower clad layer 12, and a varnished polyimide precursor is spin-coated and thermally cured. For the core layer 14, a member having a low solid content concentration is used in order to positively reduce the thickness of the V groove end portion.

【0036】しかる後に、公知の微細加工技術を用いて
コア層13のパターニングを行う(d)。次に、基板上
層に上部クラッド層14を形成する(e)。部材・成膜
方法ともに下部クラッド層12のそれらと同一のものを
用いた。さらに、シリコン基板11上のV溝41が形成
された部分に成膜されたポリマを公知の加工技術により
取り去る(f)。その後、V溝41と光導波路との端面
にダイシング溝15を形成する(g)。
Thereafter, the core layer 13 is patterned by using a known fine processing technique (d). Next, the upper clad layer 14 is formed on the upper layer of the substrate (e). The same member and film forming method as those of the lower clad layer 12 were used. Further, the polymer formed on the portion of the silicon substrate 11 where the V groove 41 is formed is removed by a known processing technique (f). Then, the dicing groove 15 is formed on the end faces of the V groove 41 and the optical waveguide (g).

【0037】最後に、基板11をチップ単位に切断すれ
ばモジュール基板は完成する。なお、必要に応じて上記
工程のいずれかに配線形成工程・はんだ形成工程を挿入
するのは言うまでもない。
Finally, the module substrate is completed by cutting the substrate 11 into chips. Needless to say, the wiring forming step and the solder forming step are inserted in any of the above steps, if necessary.

【0038】以上の製造工程により製造された光伝送モ
ジュールは、光導波路の光ファイバとの結合部分におい
てモード径が拡大され、最大結合効率が向上し光ファイ
バの位置ずれによる位置ずれトレランスが拡大される。
これにより、光ファイバの搭載精度が緩和され、また、
モジュール作製後の光フファイバの微小な動きによるト
ラッキングエラーを抑制することができる。 [第2例]次に、本発明の第2の実施の形態を図2を用い
て説明する。
In the optical transmission module manufactured by the above manufacturing process, the mode diameter is enlarged in the coupling portion with the optical fiber of the optical waveguide, the maximum coupling efficiency is improved, and the positional deviation tolerance due to the positional deviation of the optical fiber is expanded. It
This eases the mounting accuracy of the optical fiber, and
It is possible to suppress a tracking error due to a minute movement of the optical fiber after the module is manufactured. [Second Example] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0039】本発明の特徴は、光ファイバをアクティブ
調芯としている点である。先に述べたように、アクティ
ブ調芯は組立コスト低減を阻害する要因ではあるが、各
種制約によって第1例のように光ファイバをV溝に搭載
する形態を採ることができない場合がある。その際には
アクティブ調芯方式を用いるが、本発明はアクティブ調
芯方式の光伝送モジュールにも有効である。
The feature of the present invention is that the optical fiber is used as the active alignment. As described above, the active alignment is a factor that hinders the reduction of the assembly cost, but there are cases where the optical fiber cannot be mounted in the V groove as in the first example due to various restrictions. At that time, an active alignment system is used, but the present invention is also effective for an active alignment optical transmission module.

【0040】第2の実施例の製造工程を図4を用いて説
明する。
The manufacturing process of the second embodiment will be described with reference to FIG.

【0041】本図のモジュールの作製方法に関しては、
第1例の上部クラッド形成工程(e)までは同一であ
る。第1例との違いは、導波路のV溝が近接する端部を
ダイシングにより完全に切断する(f)という点であ
る。これによりファイバを搭載するV溝は存在しなくな
るが、光導波路の端部についてはその膜厚が薄くなり、
モード径は拡大される。この光導波路に対してアクティ
ブ調芯を行うと、通常の光導波路に比べモード径が大き
いために、調芯工程が大幅に容易になりよって工程時間
を短縮することができる。
Regarding the method of manufacturing the module shown in FIG.
It is the same up to the upper clad forming step (e) of the first example. The difference from the first example is that the end portion where the V groove of the waveguide is close is completely cut by dicing (f). As a result, the V groove for mounting the fiber does not exist, but the film thickness becomes thin at the end of the optical waveguide.
The mode diameter is enlarged. When active alignment is performed on this optical waveguide, since the mode diameter is larger than that of a normal optical waveguide, the alignment process is greatly facilitated and the process time can be shortened.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の光伝送モジュールによれば、光
導波路と光ファイバとの位置ずれトレランスを拡大する
ことができるため、光ファイバの搭載精度を緩和するこ
とができる。
According to the optical transmission module of the present invention, the positional deviation tolerance between the optical waveguide and the optical fiber can be increased, so that the mounting accuracy of the optical fiber can be relaxed.

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

【図1】本発明に係る光伝送モジュールの第1の実施の
形態例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical transmission module according to the present invention.

【図2】本発明に係る光伝送モジュールの第2の実施の
形態例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the optical transmission module according to the present invention.

【図3】本発明に係る光伝送モジュールの第1の実施の
形態の製造工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the optical transmission module according to the present invention.

【図4】本発明に係る光伝送モジュールの第2の実施の
形態の製造工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the optical transmission module according to the present invention.

【図5】本発明に係る光伝送モジュールを示す模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view showing an optical transmission module according to the present invention.

【図6】光導波路の光の伝搬形態のシミュレーション結
果を表す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation result of a light propagation mode of an optical waveguide.

【図7】ワニス固形分濃度と溝端部の膜厚との相関を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a correlation between a varnish solid content concentration and a film thickness at a groove end portion.

【図8】光導波路のモード径による光ファイバとの光結
合効率の変動を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a change in optical coupling efficiency with an optical fiber depending on a mode diameter of an optical waveguide.

【図9】従来技術による光伝送モジュールの形態を表す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a form of a conventional optical transmission module.

【図10】従来技術による光導波路と光ファイバとの光
結合特性を示す図である。。
FIG. 10 is a diagram showing an optical coupling characteristic between an optical waveguide and an optical fiber according to a conventional technique. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光導波路(コア)、2…クラッド、3…光ファイ
バ、4…光ビーム、11…基板(シリコン基板)、12
…下部クラッド層、13…コア層、14…上部クラッド
層、15…ダイシング溝、21…下部クラッド、22…
上部クラッド、41…V溝(V溝)、411…光ファイ
バ搭載用V溝(浅いV溝)、412…光導波路コア膜厚
制御用V溝(深いV溝)
1 ... Optical waveguide (core), 2 ... Clad, 3 ... Optical fiber, 4 ... Light beam, 11 ... Substrate (silicon substrate), 12
... lower clad layer, 13 ... core layer, 14 ... upper clad layer, 15 ... dicing groove, 21 ... lower clad, 22 ...
Upper clad, 41 ... V groove (V groove), 411 ... Optical fiber mounting V groove (shallow V groove), 412 ... Optical waveguide core film thickness control V groove (deep V groove)

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コアとクラッド層を備えた光導波路と、 光ファイバと、 該光導波路と該光ファイバを搭載する基板とを備え、 該光ファイバと該コアとが光結合するように調芯して搭
載されている光伝送モジュールにおいて、 該コアの該光ファイバ側の端部の厚みが、他の領域のコ
アの厚みよりも薄くなっていることを特徴とする光伝送
モジュール。
1. An optical waveguide including a core and a clad layer, an optical fiber, and a substrate on which the optical waveguide and the optical fiber are mounted. The optical fiber and the core are aligned so as to perform optical coupling. In the optical transmission module thus mounted, the thickness of the end portion of the core on the optical fiber side is thinner than the thickness of the core in other regions.
【請求項2】請求項1において、 前記端部は徐々に薄くなっていることを特徴とする光伝
送モジュール。
2. The optical transmission module according to claim 1, wherein the end portion is gradually thinned.
【請求項3】コアとクラッド層を備えた光導波路と、 光ファイバと、 該光導波路と該光ファイバを搭載する基板とを備え、 該光ファイバと該コアとが光結合するように調芯して搭
載されている光伝送モジュールの製造方法において、 該基板上に傾斜を設け、 該傾斜にコア材を形成し、 該傾斜の途中でコア材を切断することによりコアを形成
することを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
3. An optical waveguide including a core and a clad layer, an optical fiber, and a substrate on which the optical waveguide and the optical fiber are mounted, and the optical fiber and the core are aligned so as to perform optical coupling. In the method for manufacturing an optical transmission module that is mounted on the substrate, an inclination is provided on the substrate, a core material is formed on the inclination, and the core is formed by cutting the core material in the middle of the inclination. And a method for manufacturing an optical transmission module.
【請求項4】コアとクラッド層を備えた光導波路と、 光ファイバと、 該光導波路と該光ファイバを搭載するシリコン基板とを
備え、 該光ファイバと該コアとが光結合するように調芯して搭
載されている光伝送モジュールの製造方法において、 該シリコン基板上に傾斜を設け、 該傾斜にコア材を形成し、 該傾斜の途中でシリコンの異方性エッチングにより溝を
形成することを特徴とする光伝送モジュールの製造方
法。
4. An optical waveguide having a core and a clad layer, an optical fiber, and a silicon substrate on which the optical waveguide and the optical fiber are mounted, and the optical fiber and the core are adjusted so as to be optically coupled. In a method of manufacturing an optical transmission module mounted as a core, an inclination is provided on the silicon substrate, a core material is formed on the inclination, and a groove is formed by anisotropic etching of silicon in the middle of the inclination. And a method for manufacturing an optical transmission module.
【請求項5】請求項3又は4において、 前記コア材の形成は、ワニスをスピン塗布することによ
りなすことを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
5. The method of manufacturing an optical transmission module according to claim 3, wherein the core material is formed by spin coating a varnish.
【請求項6】請求項3から5のいずれかにおいて、 前記コア材に、フッ素化ポリイミド、シリコーン樹脂、
ならびにこれらを主成分とする部材のいずれかを用いる
ことを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
6. The core material according to claim 3, wherein the core material is fluorinated polyimide, silicone resin,
And a method of manufacturing an optical transmission module, characterized in that any one of the members containing these as main components is used.
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