【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光計測や光情報通信分野で用いられる基板型光導波路部品に関し、特に複数の基板型光導波路部品を必要最小限の空間に集約でき、基板型光導波路部品を電気回路基板に実装する際、必要となる実装面積及び体積の省スペース化が可能な基板型光導波路部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板型光導波路部品（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＰＬＣ又は平面型光導波回路とも言う。）は、高分子材料や石英ガラス、ないしはチタン（Ｔｉ）拡散ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等からなるコアと、このコアの周囲にコアよりも屈折率の低い領域をもつ光導波路を、平面状ないしは複数の層からなる平面状に配置してなる。平面状に光導波路を配置するためにシリコン（Ｓｉ）や石英系ガラスの基板が多く用いられるが、これら以外に金属材料やシリコン以外の半導体材料、セラミックや多成分ガラス、樹脂などの基板が用いられることもある。この光導波路に更にヒータや櫛型電極等の電気回路を装荷することにより、光導波路を構成する材料の熱光学効果や電気光学効果を利用して、光の分岐、合波、波長分離・合成等のフィルタ機能を付与することが可能であり、光スイッチや可変光減衰器、可変光フィルタ、あるいは光変調器等として光情報通信分野で広く利用されている。
電気を用いて動作するＰＬＣ型デバイスとしては、光導波路となる高分子材料や石英ガラス等の屈折率が温度変化によって変化する性質（熱光学効果）を利用して、基板上にヒータと電極を設け、外部電源から電流の供給を制御して、光の分岐、合波、切り換え、可変光減衰、可変光フィルタリング等を行うものが数多く提案され、利用されている（特許文献１〜６参照。）。例えば、高分子材料からなる基板にＹ分岐を有するコアが形成され、このＹ分岐部の両側に薄膜ヒータなどが設けられたＰＬＣが挙げられる（特許文献１参照）。これは光スイッチとして利用されている。
また、高分子材料は大きな熱光学効果を有しており、この大きな熱光学効果を利用し、コアを伝搬する光の一部を放射モードに結合させるようにした可変光減衰器なども提案されている（特許文献２参照。）。
【０００３】
また、石英ガラス基板にコアが形成されたＰＬＣとしては、コアの経路がマッハツェンダ型干渉計回路となるように形成されたものが挙げられる（特許文献２，３参照。）。このＰＬＣは、複数のコアが並んで配置され、これらコアが結合された光分岐部及び光結合部を有し、この光分岐部と光結合部間のコア（以下、遅延アーム部と言う。）に、ヒータから構成された光位相シフタが設けられたものである。ヒータにより遅延アーム部の複数のコアに温度差をつくり遅延アーム部を伝搬する光に位相差を生じさせることによって、光結合部にて光が干渉して光強度が変化するようになっている。ヒータの発熱量を調整することによって、光の出力パワー比を調整でき、光スイッチや可変光減衰器として利用できる。
【０００４】
前述したＰＬＣを複数個用いたデバイスとしては、２入力２出力（２×２）型光スイッチとして利用できるＰＬＣがＮ個配置され、この入力側が分波器（ＤＭＵＸ：Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）に接続され、また出力側が合波器（ＭＵＸ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）に接続された光アドドロップモジュール（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｏｄｕｌｅ）が挙げられる（特許文献５参照。）。
また、前記コアの経路がマッハツェンダ型干渉計回路となるように形成されたＰＬＣをマトリクス状に配列し、Ｎ入力Ｎ出力（Ｎ×Ｎ）型光スイッチとしたもの等が挙げられる（特許文献６参照。）。
【０００５】
また上記の他、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の電界の印加により屈折率が変化する性質（電気光学効果）を持つ材料を用いて、櫛型電極に交流電圧を印加して表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を発生させて光導波路中を伝搬する光の一部を放射モードや近接する光導波路を伝搬するモードに結合させる可変光フィルタ等も提案されている（特許文献７）。
【０００６】
通常、電気を用いて動作するＰＬＣ型デバイスには、光の分岐、合波、切り換え等を行うためにヒータ等の屈折率調整手段が設けられており、外部電源からの電流の供給を必要とする。このため、前記した複数のＰＬＣから構成されたデバイスでは、ＰＬＣは複数集積した状態で制御用の電気回路基板に実装され、ＰＬＣに設けられた電極と電気回路基板とが導線，ワイヤボンディング，ジャンパーリード等により接続されている。
この複数のＰＬＣを集積した状態で実装する方法としては、ＰＬＣの基板面が重ならないように、同一面内に配列した状態で電気回路基板に実装する方法と、ＰＬＣを積層する方法がある。
ＰＬＣを同一面内に配列し、基板面が重なっていない状態で電気回路基板に実装する場合、ＰＬＣの面の面積とＰＬＣの個数に比例して、必要となる実装面積が大きくなり、例えば複数のＰＬＣを限られた空間に集約して実装することが難しい。
また、ＰＬＣを積層する場合、図６に示されたように、ＰＬＣ１１に設けられた電極１４に導線１９を半田付けしたり、ワイヤボンディングできるように、各ＰＬＣ１１間に間隔を設けて導電１９が引き出せるようにする必要がある。このため、複数のＰＬＣ１１を電気回路基板に実装するためには、積層方向に十分な空間を確保する必要があり、複数のＰＬＣ１１を限られた空間に集約して実装することが難しい。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２４１７８１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４１７７４号公報
【特許文献３】
特公平７−４３４８４号公報
【特許文献４】
特許第２６５９２９３号公報
【特許文献５】
特開２０００−３２１４５０号公報
【特許文献６】
特許第３１５８３７２号公報
【特許文献７】
特許第２８８２３９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した事情に鑑みなされたものである。すなわち複数の基板型光導波路部品を接触した状態で積層しても各基板型光導波路部品に導線を接続でき、これにより基板型光導波路部品を電気回路基板に実装する際、必要となる実装面積及び体積の省スペース化が可能な基板型光導波路部品及び基板型光導波路部品積層体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、コアとコアの周囲にコアよりも屈折率の低い領域とを平面状に配置した基板型光導波路部品であって、基板の一方の表面に１以上の電極が設けられ、他方の面には基板の一部が切り取られて切除部が形成されたことを特徴とする基板型光導波路部品である。
請求項２記載の発明は、前記切除部が傾斜面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の基板型光導波路部品である。
請求項３記載の発明は、前記電極の一端が基板の同一の側端部に延び、かつ前記電極の一端が切除部側に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板型光導波路部品である。
請求項４記載の発明は、前記切除部に絶縁性材料が被覆されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板型光導波路部品である。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板型光導波路部品が複数積層され、その切除部が積層方向に対して整合するように配置されたことを特徴とする基板型光導波路部品積層体である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の基板型光導波路部品の一例を示す概略図である。この基板型光導波路部品（以下、ＰＬＣ又は平面型光導波路とも言う。）１は、平板状の基板２と、基板２の一方の面２１上に形成された電気回路から構成される。
前記基板２は、基材２４と、この基材２４上に形成されたコア３と、このコア３の周囲に配置され、コア３よりも屈折率の低いクラッド３１から構成される。
前記基材２４としては、シリコン（Ｓｉ）や石英ガラスの平板が好ましく用いられるが、これら以外に金属材料やシリコン以外の半導体材料、セラミックや多成分ガラス、樹脂などの基板等も適用できる。
前記コア３と前記クラッド３１の少なくとも一方は、石英ガラス，特開２０００−２４１７８１号公報に記載された高分子材料，ＳｉＮ等から構成されており、温度変化によって屈折率が変化する性質（熱光学効果）や非線形光学効果をもっているものや、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等のような電界の印加によって屈折率が変化するような性質（電気光学効果）を持つ材料から構成されたものなどが適用できる。
【００１１】
また、基板２の他方の面２３には、基板２の一部が切り取られて形成された切除部６が設けられている。図１に示されたＰＬＣ１では、切除部６が傾斜面７をなしている。この傾斜面７は、側端部２２の長手方向にわたって設けられている。
この切除部６が設けられた基板２は、断面が矩形状の平板２の他方の面２３の一部を研磨、切断等の加工を行う方法や、基板２の他方の面２３に切除部６が設けられた形状の整形用枠型を用いて基板２となる材料を成形加工する方法等により得られる。
【００１２】
前記電気回路は、電極４と屈折率調整手段５とから構成される。電極４は、その一端４１が基板２の側端部２２側に位置し、その他端４２がコア３の近傍に設けられた複数の屈折率調整手段５に接続されている。
図１に示されたＰＬＣ１では、各電極４の一端４１が基板２の同一の側端部２２に達している。また、この電極４の一端４１が位置する側端部２２は、基板２の他方の主面２３に設けられた切除部６が位置する側にある。このため、基板２の面２１，２３に垂直な断面において、基板２は、側端部２２を突端とした略くさび形であり、電極４の少なくとも一端４１と傾斜面７をなす切除部６とが対向した位置にある。
【００１３】
前記屈折率調整手段５は、コア３又はクラッド３１を構成する材料に応じて適宜決定される。例えば、コア３又はクラッド３１が熱光学効果を有する場合、屈折率調整手段５としては、ヒータ等の温度を調整する手段が挙げられる。また、コア３又はクラッド３１が電気光学効果を有する場合、屈折率調整手段５としては、コイル等の電界を発生させる手段が挙げられる。図１では、一例として、コア３及びクラッド３１の少なくとも一方が前述した熱光学効果を有するものであり、屈折率調整手段５としてヒータ（以下、ヒータにも符号５を付して説明する。）を用いたＰＬＣ１を例示している。
前記ヒータ５は、ニッケル，アルミニウム，クロム，金，ニクロム等の金属薄膜から構成されている。外部の電源（図示省略）から電極４を介して電流が供給されることによってヒータ５が発熱し、コア３の一部の温度を調整できるようになっている。
このＰＬＣ１は、コア３の一部を加熱することによって、このコア３の屈折率を調整できるようになっている。これにより伝搬する光に位相差を生じさせて、コアが結合された光結合部にて光が干渉して光強度が変化するようになっている。このようにこのＰＬＣ１は、光の出力パワー比を調整でき、光スイッチや可変光減衰器として利用できるものである。
【００１４】
図２は、前記したＰＬＣ１を積層したＰＬＣ積層体８の一例を示す概略図であり、図３は、図２中、Ａ矢視図である。ＰＬＣ１を積層方向に透視したとき各基板２の傾斜面７が整合するように配置され、かつ各基板２の面２１，２３同士が接触した状態で複数のＰＬＣ１が積層されている。
この複数のＰＬＣ１を固定する方法としては、樹脂等による接着固定や、治具等で支持し機械的に把持する方法等が挙げられる。
【００１５】
図２及び図３に示されたように、隣接するＰＬＣ１のうち下方に位置するＰＬＣ１の電極４は、上方に位置するＰＬＣ１の切除部６に位置することになる。切除部６は、電極４に対向する部分から基板２の側端部２２にわたって設けられており、この上方に位置するＰＬＣ１の切除部６の空間を利用して、電極４に導線９を半田付けしたり、ワイヤボンディングすることができる。
【００１６】
このように本実施形態のＰＬＣ１は、切除部６が積層方向に対して整合するように配置され、基板２の面２１，２３同士を接触させて複数のＰＬＣ１を積層してＰＬＣ１を必要最小限の空間に集約した状態で、各電極４に導線９等を接続できる。このため、ＰＬＣ１を電気回路基板に実装する際、必要となる実装面積の省スペース化が可能となる。
【００１７】
更に、各電極４の一端４１が基板２の同一の側端部２２にあるため、前述したように複数のＰＬＣ１を積層し、各電極４に導線９を接続したとき、導線９を１つの側端部２２側に集約でき、導線９の取り回しが容易に行える。
また、傾斜面７は基板２に容易に形成することができるため、傾斜面７が設けられたＰＬＣ１は成形加工性に優れ、安価に得ることができる。
【００１８】
また、本実施形態のＰＬＣ積層体８は、前述したように本実施形態のＰＬＣ１の各基板２の切除部６が積層方向に対して整合するように配置され、かつ各基板２の面２１，２３同士が接触した状態で、ＰＬＣ１が複数積層されたものである。このため、複数のＰＬＣ１が必要最小限の空間に集約でき、かつ各ＰＬＣ１に設けられた電極４に導線９等を接続できる。これにより、ＰＬＣ積層体８を電気回路基板に実装する際、必要となる実装面積の省スペース化が可能となる。
【００１９】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
図４は、切除部の他の例を示す概略図である。切除部６がなす面２３は、傾斜面７に限定されず、図４（ａ）に示されたように基板２の面２１，２３を含む断面において、基板２内面に向かって湾曲した曲面７１や、図４（ｂ）の基板２の側端部２２に向かって階段状に基板２の厚さが薄くなるように形成されたもの７２、また、図４（ｃ）の基板２の側端部２２からみたＰＬＣ１の側面図のように、電極４に対向する部分から基板２の側端部２２にわたって設けられた条溝７３等が挙げられる。
【００２０】
更に、基板２の他方の面２３のうち切除部６がなす面に絶縁性材料が被覆されていても構わない。これにより、例えば基板２の少なくとも他方の面２３側がＳｉなどの導電性材料から構成されていても、前述したように複数のＰＬＣ１を積層し、各電極４に導線９を接続したとき、導線９と基板２の他方の面２３が電気的に接触することを防止できる。
【００２１】
また、電極４の一端４１は基板２の側端部２２に接していなくとも、側端部２２近傍に位置していればよく、本実施形態と同様に基板２の面２１，２３同士が接触した状態で複数のＰＬＣ１を積層したとき、各電極４に導線９等が容易に接続できる。
更に、本実施形態のＰＬＣ１は、コア３の経路パターンやコア３の屈折率を制御するための手段などに限定されず、前述した作用効果が得られる。
【００２２】
また、複数のＰＬＣ１を積層する際、図５に示されたように、ＰＬＣ１間の接触面となる基板２の面２１，２３上に介在物１０を設けても構わない。前記介在物１０としては、断熱性材料や伝熱性材料等が挙げられる。断熱性材料を用いることによって、ヒータ５の熱を効率良くコア３及びクラッド３１に伝えてデバイスの動作電力を小さくすることができる。前記断熱性材料としては、断熱性に優れた樹脂、ゴム、発泡樹脂、多孔質セラミックス等が挙げられる。
また、伝熱性材料等の適度に伝熱性を持つ材料を用いることによって、放熱効果を上げ、デバイスの動作速度を高速化することができる。前記伝熱性材料としては、伝熱性に優れた金属材料、セラミック材料、油脂、樹脂などが挙げられ、これらを２つ以上併用しても構わない。
更に電気光学効果を利用する場合には、電力の印加による発熱の影響を最小限に抑制するために、伝熱性の高い材料を用いることが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板型光導波路部品によれば、切除部が積層方向に対して整合するように配置され、基板の面同士が接触した状態で複数の基板型光導波路部品を積層した場合、隣接する基板型光導波路部品のうち下方に位置する基板型光導波路部品の電極は、上方に位置する基板型光導波路部品の切除部に位置することとなる。このように、電極の上方には切除部の空間があるため、この電極に導線等を接続でき、かつ基板の面同士が接触した状態で複数の基板型光導波路部品が積層され、基板型光導波路部品を必要最小限の空間に集約できる。このため、基板型光導波路部品を電気回路基板に実装する際、必要となる実装面積及び体積の省スペース化が可能となる。
【００２４】
また、本発明の基板型光導波路部品積層体は、前記本発明の基板型光導波路部品を各基板の傾斜面が互いに対向し、かつ各基板の面同士が接触した状態で積層されたものであり、複数の基板型光導波路部品が必要最小限の空間に集約されており、かつ各基板型光導波路部品の面に形成された電極に導線等を接続できる。このため、基板型光導波路部品積層体を電気回路基板に実装する際、必要となる実装面積及び体積の省スペース化が可能となる
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の基板型光導波路部品の一例を示す概略図である。
【図２】本実施形態の基板型光導波路部品積層体の一例を示す概略図である。
【図３】図２中、Ａ矢視図である。
【図４】切除部の他の例を示す概略図である。
【図５】本実施形態の基板型光導波路部品積層体の他の一例を示す概略図である。
【図６】従来の基板型光導波路部品を積層した状態の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１‥‥基板型光導波路部品、２‥‥基板、２１‥‥基板の一方の面、２２‥‥基板の側端部、２３‥‥基板の他方の面、３‥‥コア、４‥‥電極、６‥‥切除部、７‥‥傾斜面、８‥‥基板型光導波路部品積層体、４１‥‥電極の一端[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate-type optical waveguide component used in the field of optical measurement and optical information communication, and in particular, a plurality of substrate-type optical waveguide components can be integrated into a minimum necessary space, and the substrate-type optical waveguide component is mounted on an electric circuit board. The present invention relates to a substrate-type optical waveguide component capable of saving a required mounting area and space when performing the operation.
[0002]
[Prior art]
A planar optical waveguide component (PLC: Planar Lightwave Circuit, hereinafter also referred to as PLC or planar optical waveguide circuit) is made of a polymer material, quartz glass, titanium (Ti) -diffused lithium niobate (LiNbO 3 ), or the like. An optical waveguide having a core and a region having a lower refractive index than the core around the core is arranged in a planar shape or a planar shape including a plurality of layers. Substrates of silicon (Si) or quartz glass are often used for arranging optical waveguides in a plane, but other than these, substrates of metal materials, semiconductor materials other than silicon, ceramics, multi-component glass, and resins are also used. Sometimes it is done. By further loading an electric circuit such as a heater or a comb-shaped electrode on the optical waveguide, light is branched, multiplexed, and wavelength-separated / combined by utilizing a thermo-optic effect or an electro-optic effect of a material constituting the optical waveguide. And the like, and are widely used in the field of optical information communication as optical switches, variable optical attenuators, variable optical filters, optical modulators, and the like.
As a PLC-type device that operates using electricity, a heater and an electrode are provided on a substrate by utilizing the property (thermo-optic effect) that the refractive index of a polymer material or quartz glass that becomes an optical waveguide changes with temperature. Numerous devices have been proposed and used to control the supply of current from an external power supply to perform light branching, multiplexing, switching, variable optical attenuation, variable optical filtering, and the like (see Patent Documents 1 to 6). ). For example, there is a PLC in which a core having a Y branch is formed on a substrate made of a polymer material, and a thin film heater or the like is provided on both sides of the Y branch (see Patent Document 1). This is used as an optical switch.
In addition, polymer materials have a large thermo-optic effect, and a variable optical attenuator that uses this large thermo-optic effect to couple a part of the light propagating through the core into a radiation mode has been proposed. (See Patent Document 2).
[0003]
Examples of a PLC in which a core is formed on a quartz glass substrate include a PLC in which a path of the core is formed as a Mach-Zehnder interferometer circuit (see Patent Documents 2 and 3). This PLC has a plurality of cores arranged side by side, and has an optical branching portion and an optical coupling portion in which the cores are coupled, and a core between the optical branching portion and the optical coupling portion (hereinafter, referred to as a delay arm portion). ) Is provided with an optical phase shifter composed of a heater. By generating a temperature difference between the plurality of cores of the delay arm by the heater and causing a phase difference in the light propagating through the delay arm, the light is interfered at the optical coupling unit and the light intensity is changed. . By adjusting the amount of heat generated by the heater, the output power ratio of light can be adjusted, and it can be used as an optical switch or a variable optical attenuator.
[0004]
As a device using a plurality of the above-described PLCs, N PLCs that can be used as a two-input two-output (2 × 2) optical switch are arranged, and the input side is connected to a duplexer (DMUX: Demultiplexer). An optical add / drop module (OADM: Optical Add / Drop Module) whose output side is connected to a multiplexer (MUX: Multiplexer) is cited (see Patent Document 5).
Further, there is an N-input / N-output (N × N) type optical switch in which PLCs formed such that the path of the core is a Mach-Zehnder interferometer circuit are arranged in a matrix (Patent Document 6). reference.).
[0005]
In addition, in addition to the above, using a material such as lithium niobate (LiNbO 3 ) having a property of changing the refractive index by applying an electric field (electro-optic effect), applying an AC voltage to the comb-shaped electrode and applying a surface acoustic wave ( A variable optical filter that generates a surface acoustic wave (SAW) and couples a part of light propagating in an optical waveguide to a radiation mode or a mode propagating in an adjacent optical waveguide has also been proposed (Patent Document 7).
[0006]
Normally, a PLC-type device that operates using electricity is provided with a refractive index adjusting unit such as a heater to perform branching, multiplexing, switching, and the like of light, and requires supply of a current from an external power supply. I do. For this reason, in a device composed of a plurality of PLCs, the plurality of PLCs are mounted on a control electric circuit board in an integrated state, and the electrodes provided on the PLC and the electric circuit board are connected by wires, wire bonding, and jumpers. They are connected by leads and the like.
As a method of mounting the plurality of PLCs in an integrated state, there are a method of mounting the PLCs on an electric circuit board in a state of being arranged in the same plane so that the substrate surfaces do not overlap, and a method of stacking the PLCs.
When the PLCs are arranged on the same plane and mounted on the electric circuit board in a state where the board surfaces do not overlap, the required mounting area increases in proportion to the area of the PLC surface and the number of PLCs. Is difficult to implement in a limited space.
In the case of stacking the PLCs, as shown in FIG. 6, the conductors 19 are provided with an interval between the PLCs 11 so that the conductors 19 can be soldered to the electrodes 14 provided on the PLCs 11 or wire-bonded. You need to be able to pull it out. For this reason, in order to mount the plurality of PLCs 11 on the electric circuit board, it is necessary to secure a sufficient space in the stacking direction, and it is difficult to collectively mount the plurality of PLCs 11 in a limited space.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-241781 [Patent Document 2]
JP 2000-241774 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 7-43484 [Patent Document 4]
Japanese Patent No. 2659293 [Patent Document 5]
JP 2000-32450 A [Patent Document 6]
Japanese Patent No. 3158372 [Patent Document 7]
Japanese Patent No. 2882399
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention has been made in view of the above circumstances. In other words, even when a plurality of board-type optical waveguide components are stacked in contact with each other, a conductive wire can be connected to each board-type optical waveguide component, and thus the mounting area required when mounting the board-type optical waveguide component on an electric circuit board It is another object of the present invention to provide a substrate-type optical waveguide component and a substrate-type optical waveguide component laminate capable of saving space and space.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a substrate-type optical waveguide component in which a core and a region having a lower refractive index than the core are arranged in a plane around the core, wherein one or more electrodes are provided on one surface of the substrate. The substrate type optical waveguide component is characterized in that a part of the substrate is cut off on the other surface to form a cutout.
The invention according to claim 2 is the substrate-type optical waveguide component according to claim 1, wherein the cutout portion has an inclined surface.
3. The substrate according to claim 1, wherein one end of the electrode extends to the same side end of the substrate, and one end of the electrode is provided on the cutout side. Optical waveguide component.
The invention according to claim 4 is the substrate type optical waveguide component according to any one of claims 1 to 3, wherein the cutout portion is coated with an insulating material.
A fifth aspect of the present invention is characterized in that a plurality of the substrate-type optical waveguide components according to any one of the first to fourth aspects are stacked, and the cutout portions are arranged so as to be aligned in the stacking direction. It is a board-type optical waveguide component laminate.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the substrate type optical waveguide component of the present embodiment. The substrate-type optical waveguide component (hereinafter, also referred to as a PLC or a planar-type optical waveguide) 1 includes a flat substrate 2 and an electric circuit formed on one surface 21 of the substrate 2.
The substrate 2 includes a base material 24, a core 3 formed on the base material 24, and a clad 31 disposed around the core 3 and having a lower refractive index than the core 3.
As the base material 24, a flat plate of silicon (Si) or quartz glass is preferably used, but other than these, a metal material, a semiconductor material other than silicon, a substrate of ceramic, multi-component glass, resin, or the like can also be applied.
At least one of the core 3 and the clad 31 is made of quartz glass, a polymer material described in JP-A-2000-241781, SiN, or the like. Effect) or a material having a nonlinear optical effect, or a material such as lithium niobate (LiNbO 3 ) having a property (electro-optical effect) such that the refractive index changes when an electric field is applied. it can.
[0011]
The other surface 23 of the substrate 2 is provided with a cutout 6 formed by cutting a part of the substrate 2. In the PLC 1 shown in FIG. 1, the cutout 6 forms an inclined surface 7. This inclined surface 7 is provided over the longitudinal direction of the side end 22.
The substrate 2 provided with the cutout 6 can be formed by polishing or cutting a part of the other surface 23 of the flat plate 2 having a rectangular cross section, or by cutting the cutout 6 on the other surface 23 of the substrate 2. Is obtained by, for example, a method of forming and processing a material to be the substrate 2 using a shaping frame having a shape provided with a pattern.
[0012]
The electric circuit includes an electrode 4 and a refractive index adjusting unit 5. One end 41 of the electrode 4 is located on the side end portion 22 side of the substrate 2, and the other end 42 is connected to a plurality of refractive index adjusting means 5 provided near the core 3.
In the PLC 1 shown in FIG. 1, one end 41 of each electrode 4 reaches the same side end 22 of the substrate 2. The side end 22 where the one end 41 of the electrode 4 is located is on the side where the cutout 6 provided on the other main surface 23 of the substrate 2 is located. For this reason, in a cross section perpendicular to the surfaces 21 and 23 of the substrate 2, the substrate 2 is substantially wedge-shaped with the side end 22 as a protruding end, and at least one end 41 of the electrode 4 and the cutout 6 forming the inclined surface 7. Are located opposite to each other.
[0013]
The refractive index adjusting means 5 is appropriately determined according to the material constituting the core 3 or the clad 31. For example, when the core 3 or the clad 31 has a thermo-optic effect, the refractive index adjusting unit 5 includes a unit for adjusting the temperature such as a heater. When the core 3 or the clad 31 has an electro-optic effect, the refractive index adjusting means 5 includes a means for generating an electric field such as a coil. In FIG. 1, as an example, at least one of the core 3 and the clad 31 has the above-described thermo-optic effect, and a heater is used as the refractive index adjusting means 5 (hereinafter, the heater is also denoted by reference numeral 5). Is illustrated using the PLC 1.
The heater 5 is made of a metal thin film of nickel, aluminum, chromium, gold, nichrome, or the like. When a current is supplied from an external power supply (not shown) via the electrode 4, the heater 5 generates heat and the temperature of a part of the core 3 can be adjusted.
The PLC 1 can adjust the refractive index of the core 3 by heating a part of the core 3. As a result, a phase difference is generated in the propagating light, and the light interferes at the optical coupling portion where the core is coupled, so that the light intensity changes. As described above, the PLC 1 can adjust the output power ratio of light, and can be used as an optical switch or a variable optical attenuator.
[0014]
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the PLC laminated body 8 in which the above-described PLCs 1 are laminated, and FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. The plurality of PLCs 1 are stacked such that the inclined surfaces 7 of the respective substrates 2 are aligned when the PLC 1 is seen through in the stacking direction, and the surfaces 21 and 23 of the respective substrates 2 are in contact with each other.
Examples of a method of fixing the plurality of PLCs 1 include a method of bonding and fixing with a resin or the like, and a method of mechanically holding and supporting with a jig or the like.
[0015]
As shown in FIGS. 2 and 3, the electrode 4 of the lower PLC 1 among the adjacent PLCs 1 is located at the cutout 6 of the upper PLC 1. The cutout 6 is provided from the portion facing the electrode 4 to the side end 22 of the substrate 2, and the lead wire 9 is soldered to the electrode 4 by utilizing the space of the cutout 6 of the PLC 1 located above the cutout 6. Or wire bonding.
[0016]
As described above, the PLC 1 of the present embodiment is arranged such that the cutout portions 6 are aligned in the stacking direction, and the surfaces 21 and 23 of the substrate 2 are brought into contact with each other to stack a plurality of PLCs 1 to minimize the PLC 1. The conductors 9 and the like can be connected to the respective electrodes 4 in a state where the electrodes 9 are integrated in the space. For this reason, when mounting the PLC 1 on the electric circuit board, the required mounting area can be saved.
[0017]
Furthermore, since one end 41 of each electrode 4 is located at the same side end 22 of the substrate 2, as described above, a plurality of PLCs 1 are stacked, and when the conductor 9 is connected to each electrode 4, the conductor 9 is connected to one side. It can be collected on the end 22 side, and the routing of the conductive wire 9 can be easily performed.
Further, since the inclined surface 7 can be easily formed on the substrate 2, the PLC 1 provided with the inclined surface 7 is excellent in molding workability and can be obtained at low cost.
[0018]
Further, as described above, the PLC laminated body 8 of the present embodiment is arranged so that the cutout portions 6 of the respective substrates 2 of the PLC 1 of the present embodiment are aligned in the laminating direction, and the surfaces 21 and A plurality of PLCs 1 are stacked in a state in which the PLCs 23 are in contact with each other. For this reason, the plurality of PLCs 1 can be integrated in a minimum necessary space, and the conductors 9 and the like can be connected to the electrodes 4 provided in each PLC 1. Thereby, when mounting the PLC laminated body 8 on an electric circuit board, the required mounting area can be saved.
[0019]
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing another example of the resection. The surface 23 formed by the cutout 6 is not limited to the inclined surface 7, and has a curved surface 71 curved toward the inner surface of the substrate 2 in a cross section including the surfaces 21 and 23 of the substrate 2 as shown in FIG. 4B, the thickness of the substrate 2 is reduced in a stepwise manner toward the side end 22 of the substrate 2 in FIG. 4B, and the side end of the substrate 2 in FIG. As shown in the side view of the PLC 1 viewed from the portion 22, a groove 73 or the like provided from the portion facing the electrode 4 to the side end portion 22 of the substrate 2 is exemplified.
[0020]
Further, the surface of the other surface 23 of the substrate 2 formed by the cutout 6 may be coated with an insulating material. Thereby, even if at least the other surface 23 side of the substrate 2 is made of a conductive material such as Si, as described above, when the plurality of PLCs 1 are stacked and the conductors 9 are connected to the respective electrodes 4, the conductors 9 And the other surface 23 of the substrate 2 can be prevented from making electrical contact.
[0021]
The one end 41 of the electrode 4 does not need to be in contact with the side end 22 of the substrate 2 as long as it is located in the vicinity of the side end 22, and the surfaces 21 and 23 of the substrate 2 are in contact with each other as in the present embodiment. When a plurality of PLCs 1 are stacked in this state, the conductors 9 and the like can be easily connected to each electrode 4.
Further, the PLC 1 of the present embodiment is not limited to the path pattern of the core 3 or the means for controlling the refractive index of the core 3, and the above-described effects can be obtained.
[0022]
When a plurality of PLCs 1 are stacked, the inclusions 10 may be provided on the surfaces 21 and 23 of the substrate 2 which are the contact surfaces between the PLCs 1 as shown in FIG. Examples of the inclusions 10 include a heat insulating material and a heat conductive material. By using a heat insulating material, the heat of the heater 5 can be efficiently transmitted to the core 3 and the clad 31, and the operating power of the device can be reduced. Examples of the heat insulating material include resin, rubber, foamed resin, and porous ceramics having excellent heat insulating properties.
In addition, by using a material having an appropriate heat conductivity such as a heat conductive material, a heat radiation effect can be improved and the operation speed of the device can be increased. Examples of the heat conductive material include metal materials, ceramic materials, fats and oils, and resins having excellent heat conductivity, and two or more of them may be used in combination.
Further, when utilizing the electro-optic effect, it is preferable to use a material having high heat conductivity in order to minimize the influence of heat generation due to application of electric power.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the substrate-type optical waveguide component of the present invention, a plurality of substrate-type optical waveguide components are arranged in a state in which the cutout portions are aligned with each other in the stacking direction, and the surfaces of the substrates are in contact with each other. In the case of lamination, the electrode of the lower substrate-type optical waveguide component among the adjacent substrate-type optical waveguide components is located at the cutout portion of the upper substrate-type optical waveguide component. As described above, since there is a space for the cutout above the electrode, a conductor or the like can be connected to this electrode, and a plurality of substrate-type optical waveguide components are stacked while the surfaces of the substrates are in contact with each other. Wave components can be concentrated in the minimum necessary space. For this reason, when mounting the substrate type optical waveguide component on the electric circuit board, it is possible to save the required mounting area and volume.
[0024]
Further, the substrate type optical waveguide component laminate of the present invention is obtained by laminating the substrate type optical waveguide component of the present invention in a state where the inclined surfaces of the substrates face each other and the surfaces of the substrates are in contact with each other. In addition, a plurality of substrate-type optical waveguide components are integrated in a minimum necessary space, and a conductor or the like can be connected to an electrode formed on a surface of each substrate-type optical waveguide component. For this reason, when mounting the substrate-type optical waveguide component laminate on the electric circuit board, it is possible to reduce the required mounting area and volume. [Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a substrate-type optical waveguide component of the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a substrate-type optical waveguide component laminate of the present embodiment.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic view showing another example of a resection part.
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the substrate type optical waveguide component laminate of the present embodiment.
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a state in which conventional substrate-type optical waveguide components are stacked.
[Explanation of symbols]
1 substrate optical waveguide component, 2 substrate, one surface of 21 substrate, side edge of 22 substrate, other surface of 23 substrate, 3 core, 4 electrode , 6 ° cutout, 7 ° inclined surface, 8 ° substrate type optical waveguide component laminate, 41 ° one end of electrode
