JP2005202025A - 光学部品の接続方法および光インターコネクションシステムおよび光配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 発光デバイスと光ファイバまたは光導波路との接続を容易にかつ高精度に（高い位置精度で）接続することの可能な光学部品の接続方法を提供する。
【解決手段】 発光デバイス１が設けられている発光基板２上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、光ファイバ７をガイドするためのガイド基板４にアライメント用受光デバイス３が設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント用受光デバイス３にて受光し、その受光光量に基づいて発光基板２とガイド基板４との位置調整を行なって、発光デバイス１と光ファイバ７との接続を行なう。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学部品の接続方法および光インターコネクションシステムおよび光配線モジュールに関する。

最近、光学デバイスと光ファイバを接続する光インターコネクション技術が注目されている。電気に比べ、光は高速かつ大量のデータ転送を行うことが可能である。しかし、電気が簡単に接続できることに対し、光は高精度な接続が要求される。このため光学デバイスと光ファイバとの間には高精度な実装が要求される。

この要求に対し、現在において大半はアクティブアライメントという技術を用いて対応している。つまり、例えば光学デバイスから発光した光を光ファイバに入射し、光ファイバ出射端でモニタし、その出力が最大になるように光学デバイスと光ファイバを相対的に移動し、出力が最大になるところで光学デバイスと光ファイバを固定するという手法である。しかし、この方法は性能的には問題がないが、調整に大変時間がかかり、特に複数の光ファイバを接続しようとすると、効率が悪く、コスト増の原因ともなっている。

このため、Ｖ溝などを利用したパッシブアライメントによって調整時間を短縮するという手法が検討されてきている。例えば特許文献１には、図６に示すように、光学デバイスと光ファイバとの間にレンズを設け、Ｖ溝により固定することにより実装時間を短縮しようとする手法が示されている。しかし、この例では、レンズが非常に小さく、レンズの取り扱いも非常に困難であり、配置させること自体容易ではない。

また、特許文献２には、図７に示すように、アライメントマークを設け、そのアライメントマークを合わせることでパッシブアライメントする方法が示されている。しかし、この例の場合、厳密にアライメントマークを発光点から正確な位置に合わせることはできず、高精度な実装としては不十分である。
特開平１１−２９５５６１号公報 特開２００２−３１７４７号公報

本発明は、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路との接続を容易にかつ高精度に（高い位置精度で）接続することの可能な光学部品の接続方法および光インターコネクションシステムおよび光配線モジュールを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、光ファイバをガイドするためのガイド基板にアライメント用受光デバイスが設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板とガイド基板との位置調整を行なって、発光デバイスと光ファイバとの接続を行なうことを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光学部品の接続方法において、前記アライメント用発光デバイスは、発光デバイスよりも小さく、発光デバイスのまわりに配置されていることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の光学部品の接続方法において、前記アライメント用受光デバイスは、受光領域が複数個に分割されていることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、データ用の光導波路と、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光を受光するアライメント信号光検出専用の光導波路とが、光導波路基板に設けられ、また、アライメント信号光検出専用の光導波路からのアライメント信号光を受光するアライメント用受光デバイスが所定の基板に設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント信号光検出専用の光導波路を介してアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板と光導波路基板との位置調整を行なって、発光デバイスとデータ用の光導波路とを接続することを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、データ用の光導波路よりも短く、アライメント信号光検出専用の光導波路の近傍にアライメント用受光デバイスが設置されていることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項４または請求項５記載の光学部品の接続方法において、アライメント用受光デバイスは、発光基板上に、または、発光基板と異なる基板であっても発光基板と少なくとも同一面方向に設置されることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、請求項４または請求項５記載の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、複数に分割されていることを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光インターコネクションシステムである。

また、請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光配線モジュールである。

請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、光ファイバをガイドするためのガイド基板にアライメント用受光デバイスが設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板とガイド基板との位置調整を行なって、発光デバイスと光ファイバとの接続を行なうようにしており、従来技術におけるアライメントマークの代わりに、アライメント用発光デバイスとアライメント用受光デバイスを設け、発光点そのものをアライメントマークとして扱うことができるので、アライメントマークを使用する場合よりも位置的な精度を上げることができて、発光デバイスと光ファイバとの高精度な接続が可能になる。特に、請求項１乃至請求項３の発明では、アライメント用発光デバイスのアライメント信号光を受光するアライメント用受光デバイスが、光ファイバをガイドするためのガイド基板に設けられているので、光ファイバを通さずにアライメントが可能であって、これにより、発光デバイスと光ファイバとの高精度な接続（高い位置精度での接続）が可能になる。

特に、請求項２記載の発明では、請求項１記載の光学部品の接続方法において、前記アライメント用発光デバイスは、発光デバイスよりも小さく、発光デバイスのまわりに配置されているので、発光点の中心精度がより良くなり、必要に応じたアライメント点が自由に選択できる。

また、請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の光学部品の接続方法において、前記アライメント用受光デバイスは、受光領域が複数個に分割されているので、差分信号による調整と、光学中心の正確な軸合わせができる。

また、請求項４乃至請求項７記載の発明によれば、発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、データ用の光導波路と、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光を受光するアライメント信号光検出専用の光導波路とが、光導波路基板に設けられ、また、アライメント信号光検出専用の光導波路からのアライメント信号光を受光するアライメント用受光デバイスが所定の基板に設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント信号光検出専用の光導波路を介してアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板と光導波路基板との位置調整を行なって、発光デバイスとデータ用の光導波路とを接続するようにしており、従来技術におけるアライメントマークの代わりに、アライメント用発光デバイスとアライメント用受光デバイスを設け、発光点そのものをアライメントマークとして扱うことができるので、アライメントマークを使用する場合よりも位置的な精度を上げることができて、発光デバイスと光ファイバとの高精度な接続が可能になる。特に、データ用の光導波路を通さずにアライメントが可能であって、これにより、発光デバイスとデータ用の光導波路との高精度な接続が可能になる。

特に、請求項５記載の発明では、請求項４記載の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、データ用の光導波路よりも短く、アライメント信号光検出専用の光導波路の近傍にアライメント用受光デバイスが設置されているので、高感度，高精度なアライメントが可能になり、高精度な接続が可能になる。

また、請求項６記載の発明では、請求項４または請求項５記載の光学部品の接続方法において、アライメント用受光デバイスは、発光基板上に、または、発光基板と異なる基板であっても発光基板と少なくとも同一面方向に設置されるので、実装が楽になり、高精度な接続が可能になる。

また、請求項７記載の発明では、請求項４または請求項５記載の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、複数に分割されているので、差分信号による調整と、光学中心の正確な軸合わせができる。

また、請求項８記載の発明によれば、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光インターコネクションシステムであるので、高精度な光インターコネクションシステムを提供できる。

また、請求項９記載の発明によれば、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光配線モジュールであるので、高精度な光配線モジュールを提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

（第１の形態）
本発明の第１の形態は、発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、光ファイバをガイドするためのガイド基板にアライメント用受光デバイスが設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板とガイド基板との位置調整を行なって、発光デバイスと光ファイバとの接続を行なうことを特徴としている。

この第１の形態では、従来技術におけるアライメントマークの代わりに、アライメント用発光デバイスとアライメント用受光デバイスを設け、発光点そのものをアライメントマークとして扱うことができるので、アライメントマークを使用する場合よりも位置的な精度を上げることができて、発光デバイスと光ファイバとの高精度な接続が可能になる。特に、アライメント用発光デバイスのアライメント信号光を受光するアライメント受光デバイスが、光ファイバをガイドするためのガイド基板に設けられているので、光ファイバを通さずにアライメントが可能であって、これにより、発光デバイスと光ファイバとの高精度な接続（高い位置精度での接続）が可能になる。

（第２の形態）
本発明の第２の形態は、第１の形態の光学部品の接続方法において、前記アライメント用発光デバイスは、発光デバイスよりも小さく、発光デバイスのまわりに配置されていることを特徴としている。

この第２の形態では、アライメント用発光デバイスは、発光デバイスよりも小さく、発光デバイスのまわりに配置されているので、発光点の中心精度がより良くなり、必要に応じたアライメント点が自由に選択できる。

（第３の形態）
本発明の第３の形態は、第１の形態の光学部品の接続方法において、前記アライメント用受光デバイスは、受光領域が複数個に分割されていることを特徴としている。

この第３の形態では、アライメント用受光デバイスは、受光領域が複数個に分割されているので、差分信号による調整と、光学中心の正確な軸合わせができる。

（第４の形態）
本発明の第４の形態は、発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、データ用の光導波路と、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光を受光するアライメント信号光検出専用の光導波路とが、光導波路基板に設けられ、また、アライメント信号光検出専用の光導波路からのアライメント信号光を受光するアライメント用受光デバイスが所定の基板に設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント信号光検出専用の光導波路を介してアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板と光導波路基板との位置調整を行なって、発光デバイスとデータ用の光導波路とを接続することを特徴としている。

この第４の形態では、従来技術におけるアライメントマークの代わりに、アライメント用発光デバイスとアライメント用受光デバイスを設け、発光点そのものをアライメントマークとして扱うことができるので、アライメントマークを使用する場合よりも位置的な精度を上げることができて、発光デバイスと光ファイバとの高精度な接続が可能になる。特に、データ用の光導波路を通さずにアライメントが可能であって、これにより、発光デバイスとデータ用の光導波路との高精度な接続が可能になる。

（第５の形態）
本発明の第５の形態は、第４の形態の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、データ用の光導波路よりも短く、アライメント信号光検出専用の光導波路の近傍にアライメント用受光デバイスが設置されていることを特徴としている。

この第５の形態では、アライメント信号光検出専用の光導波路は、データ用の光導波路よりも短く、アライメント信号光検出専用の光導波路の近傍にアライメント用受光デバイスが設置されているので、高感度，高精度なアライメントが可能になり、高精度な接続が可能になる。

（第６の形態）
本発明の第６の形態は、第４または第５の形態の光学部品の接続方法において、アライメント用受光デバイスは、発光基板上に、または、発光基板と異なる基板であっても発光基板と少なくとも同一面方向に設置されることを特徴としている。

この第６の形態では、アライメント用受光デバイスは、発光基板上に、または、発光基板と異なる基板であっても発光基板と少なくとも同一面方向に設置されるので、実装が楽になり、高精度な接続が可能になる。

（第７の形態）
本発明の第７の形態は、第４または第５の形態の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、複数に分割されていることを特徴としている。

この第７の形態では、アライメント信号光検出専用の光導波路は、複数に分割されているので、差分信号による調整と、光学中心の正確な軸合わせができる。

（第８の形態）
本発明の第８の形態は、第１乃至第７のいずれかの形態の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光インターコネクションシステムである。

この第８の形態では、第１乃至第７のいずれかの形態の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光インターコネクションシステムであるので、高精度な光インターコネクションシステムを提供できる。

（第９の形態）
本発明の第９の形態は、第１乃至第７のいずれかの形態の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光配線モジュールである。

この第９の形態では、第１乃至第７のいずれかの形態の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光配線モジュールであるので、高精度な光配線モジュールを提供できる。

図１（ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施例１を説明するための図である。なお、この実施例１では、発光デバイスとして面発光レーザを使用し、受光デバイスとしてフォトダイオードを使用するものとして説明する。

図１（ａ），（ｂ）は発光デバイスとしての面発光レーザ（１）が設けられている発光基板（２）を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。また、図１（ｃ），（ｄ）は光ファイバをガイドするためのガイド基板（４）を示す図であり、ガイド基板（４）には、アライメント信号光を受光するためのアライメント用受光デバイスとしてのフォトダイオード（３）が設けられ、また、光ファイバをガイドするためのガイド孔（５）が設けられている。なお、図１（ｃ）は平面図、図１（ｄ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ’線における断面図である。また、図１（ｅ）は発光基板（２）とガイド基板（４）との位置調整を行なった状態で、ガイド基板（４）のガイド孔（５）に光ファイバコア（７）を差し込む状態を示す図である。

図１（ａ）乃至（ｅ）を参照して、より詳細に説明すると、発光基板（２）上に作られた面発光レーザ（１）に対向するように、ガイド基板（４）上には、ガイド孔（５）とフォトダイオード（３）とが作られている。ここで、面発光レーザ（１），ガイド孔（５），フォトダイオード（３）は、半導体プロセスを使用して作られているため、その位置はほぼ理想に近い状態に作られている。また図示していないが、ガイド孔（５）は、光ファイバコア（７）との接続時に、ガイド孔（５）の光学中心と光ファイバコア（７）の光学中心とが高精度に接続できる形状になっている。

このようにデバイス等が精度良く作られた発光基板（２）とガイド基板（４）は、面発光レーザ（１）のうちの両端のアライメント用発光デバイスとして機能する面発光レーザ（１）から発したアライメント信号光がフォトダイオード（３）で受光され、その受光光量に基づいてフィードバックがかけられ、位置調整が行なわれる。

光ファイバの接続のプロセスをより具体的に説明する。図１（ｃ）に示すように、２つのフォトダイオード（３）は、４分割されたフォトダイオード（３ａ）と、２分割されたフォトダイオード（３ｂ）とからなっている。

この場合、まず、４分割フォトダイオード（３ａ）によって４分割された各フォトダイオードの光量がそれぞれ等しくなるように各基板（２），（４）を相対的に動かす。４分割された各フォトダイオードの光量が等しくなったときに、そこに対向している面発光レーザ（１）の光学中心と４分割フォトダイオード（３ａ）の中心とが一致したことになる。次に、２分割フォトダイオード（３ｂ）によって２分割された各フォトダイオードの光量がそれぞれ等しくなるように、４分割フォトダイオード（３ａ）の光学中心を中心として各基板（２），（４）を相対的に回転させる。２分割された各フォトダイオードの光量が等しくなったときに、フォトダイオード（３）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したことになる。すなわち、面発光レーザ（１）の光学中心とガイド孔（５）の中心とが一致したことになり、最終的には、ガイド孔（５）に差し込まれる光ファイバコア（７）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したことになる。そして、最後に、光学的に透明な接着剤（６）によって、基板（２），（４）を硬化固定する。

このようにすることにより、一度に複数の高精度な接続が可能となる。

なお、上記の例では、４分割フォトダイオードを用いて、その光学中心を中心として基板（２），（４）を相対的に回転させたが、基板（２），（４）の回転方向があらかじめ調整されている場合には、分割線が互いに９０度異なる２分割フォトダイオードを使用し、基板（２），（４）を相対的に平行移動しても良い。

また、上記の例では、長方形のライン状に並んだ面発光レーザと光ファイバとの接続について説明したが、ウエハ状態で同様な基板の調整，固定を行い、その後、必要な形状に切断することもできる。

図２（ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施例２を説明するための図である。なお、この実施例２でも、発光デバイスとして面発光レーザを使用し、受光デバイスとしてフォトダイオードを使用するものとして説明する。

図２（ａ），（ｂ）は発光デバイスとしての面発光レーザ（１），アライメント用発光デバイスとしてのアライメント用面発光レーザ（１ａ）が設けられている発光基板（２）を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。また、図２（ｃ），（ｄ）は光ファイバをガイドするためのガイド基板（４）を示す図であり、ガイド基板（４）には、アライメント用面発光レーザ（１ａ）からのアライメント信号光を受光するためのアライメント用受光デバイスとしてのフォトダイオード（３）が設けられ、また、光ファイバをガイドするためのガイド孔（５）が設けられている。なお、図２（ｃ）は平面図、図２（ｄ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ’線における断面図である。また、図２（ｅ）は発光基板（２）とガイド基板（４）との位置調整を行なった状態で、ガイド基板（４）のガイド孔（５）に光ファイバコア（７）を差し込む状態を示す図である。

図２（ａ）乃至（ｅ）を参照して、より詳細に説明すると、発光基板（２）上に作られた面発光レーザ（１）に対向するように、ガイド基板（４）上には、ガイド孔（５）とフォトダイオード（３）とが作られている。なお、面発光レーザ基板（２）上には、アライメント用面発光レーザ（１ａ）も同時に作られている。ここで、アライメント用面発光レーザ（１ａ）は、面発光レーザ（１）のまわりに配置され、そのサイズは面発光レーザ（１）よりも小さい。面発光レーザ（１），アライメント用面発光レーザ（１ａ），ファイバガイド孔（５），フォトダイオード（３）は、半導体プロセスを使用して作られているため、その位置はほぼ理想に近い状態に作られている。また、図示していないが、ガイド孔（５）は、光ファイバコア（７）との接続時に、ガイド孔（５）の光学中心と光ファイバコア（７）の光学中心とが高精度に接続できる形状になっている。

このようにデバイス等が精度良く作られた発光基板（２）とガイド基板（４）は、アライメント用面発光レーザ（１ａ）から発したアライメント信号光がフォトダイオード（３）で受光され、その受光光量に基づいてフィードバックがかけられ、位置調整が行なわれる。

光ファイバの接続のプロセスをより具体的に説明する。図２（ｃ）に示すように、フォトダイオード（３）は、２分割されたフォトダイオード（３ｃ）と、それとは分割方向が９０度異なる２分割されたフォトダイオード（３ｄ）とからなっている。

この場合、まず、任意に選んだ複数の２分割フォトダイオード（３ｄ）によって基板の回転方向を検知し、各フォトダイオードの値がそれぞれ等しくなるように各基板（２），（４）を相対的に回転させる。２分割フォトダイオード（３ｄ）の各フォトダイオードの光量が等しくなったときに、そこに対向している発光基板（２）とガイド基板（４）の回転方向と面内の一方向が一致したことになる。次に、他の任意に選んだ２分割フォトダイオード（３ｃ）の２分割された各フォトダイオードの光量が等しくなるように、各基板（２），（４）を相対的に移動させる。２分割フォトダイオード（３ｃ）の各フォトダイオードの光量が等しくなったときに、フォトダイオード（３）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心が一致したことになる。すなわち、面発光レーザ（１）の光学中心とガイド孔（５）の中心が一致したことになり、最終的には、ガイド孔（５）に差し込まれる光ファイバコア（７）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したことになる。そして、最後に、光学的に透明な接着剤（６）によって、基板（２），（４）を硬化固定する。

このようにすることにより、一度に複数の高精度な接続が可能となる。

なお、上記の例では、２分割フォトダイオード（３ｃ），（３ｄ）を用いたが、（３ｃ），（３ｄ）として４分割フォトダイオードを使用し、基板を平行移動，回転移動しても良い。

また、上記の例では、長方形のライン状に並んだ面発光レーザと光ファイバとの接続について説明したが、ウエハ状態で同様な基板の調整，固定を行い、その後必要な形状に切断することもできる。

図３（ａ），（ｂ）は本発明の実施例３を説明するための図である。図３（ａ），（ｂ）は面発光レーザと光導波路との接続を表す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。なお、図中の２点鎖線（符号Ｒで示す）は光の光軸方向を表している。また、この実施例３でも、発光デバイスとして面発光レーザを使用し、受光デバイスとしてフォトダイオードを使用するものとして説明する。

図３（ａ），（ｂ）を参照すると、発光基板（２）はベース（１５）上に設置され、また、そのベース（１５）には、フォトダイオード（３）が、面方向が面発光レーザ（１）の発光面とは垂直になるようにフォトダイオードベース（１３）を介して設置されている。また、光導波路基板（１０）は、端部が４５度に切断あるいは研磨されて、例えば水平方向の光を垂直方向にするように加工されており、データ用の光導波路（１２）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致するような位置に、面発光レーザ（１）に覆いかぶさるように設置されている。また、光導波路基板（１０）には、導波路クラッド部（１４）、データ用の光導波路（１２）、アライメント用の光導波路（１１）が設置されており、アライメント用の光導波路（１１）を介して面発光レーザ（１）からのアライメント信号光をフォトダイオード（３）にガイドできるようになっている。なお、面発光レーザ（１），データ用の光導波路（１２），アライメント用の光導波路（１１）は、半導体プロセスを使用して作られているため、その位置はほぼ理想に近い状態に作られている。また、フォトダイオード（３）の表面積は、アライメント用の光導波路（１１）の断面積よりも十分大きく作られている。

このようにデバイス等が精度良く作られたベース（１５）上の発光基板（２）と光導波路基板（１０）は、面発光レーザ（１）から発したアライメント信号光がアライメント用の光導波路（１１）を介してフォトダイオード（３）で受光され、その受光光量に基づいてフィードバックがかけられ、位置調整が行なわれる。

光導波路との接続のプロセスをより具体的に説明する。図３（ａ），（ｂ）の例では、アライメント用の光導波路（１１）の断面積を面発光レーザ（１）の実行発光面積とほぼ同じ面積にしてあり、アライメント用の光導波路（１１）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したときに光量が最大になるようにしてある。また、面発光レーザ（１）から出た光は、アライメント用の光導波路（１１）の４５度反射面（１１ａ）で反射されて、アライメント用光導波路（１１）を通って９０度曲がった側面に出てフォトダイオード（３）に入射するようになっている。

この場合、まず、２つあるアライメント用の光導波路（１１）のうちの片方のアライメント用の光導波路（１１）に注目し、ベース（１５）と光導波路基板（１０）を相対的に動かし、フォトダイオード（３）への入射光量が最大になるように調整する。このときフォトダイオード（３）の表面積はアライメント用の光導波路（１１）の断面積よりも十分大きくしてあり、調整時にアライメント用の光導波路（１１）の断面端がフォトダイオード（３）からはみ出ることはない。フォトダイオード（３）の光量が最大になったときに、そこに対向している面発光レーザ（１）の光学中心とフォトダイオード（３）の中心とが一致したことになる。次に、もう一方のアライメント用の光導波路（１１）を介してフォトダイオード（３）の入射光量が最大になるように、前述したアライメント用の光導波路（１１）に対向している面発光レーザ（１）の光学中心を中心として、ベース（１５）と光導波路基板（１０）を回転移動する。フォトダイオード（３）の光量が最大になったときに、面発光レーザ（１）の光学中心とフォトダイオード（３）の中心とが一致したことになる。すなわち、面発光レーザ（１）の光学中心とアライメント用の光導波路（１１）の光学中心の中心が一致したことになり、最終的には、面発光レーザ（１）の光学中心とデータ用の光導波路（１２）の光学中心とが一致したことになる。そして、最後に、図示していないが、光学的に透明な接着剤によってベース（１５）と光導波路基板（１０）を硬化固定する。

このようにすることにより、一度に複数の高精度な接続が可能となる。

図４（ａ），（ｂ）は本発明の実施例４を説明するための図である。図４（ａ），（ｂ）は面発光レーザと光導波路との接続を表す図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。なお、図中の２点鎖線（符号Ｒで示す）は光の光軸方向を表している。また、この実施例４でも、発光デバイスとして面発光レーザを使用し、受光デバイスとしてフォトダイオードを使用するものとして説明する。

図４（ａ），（ｂ）を参照すると、発光基板（２）はベース（１５）上に設置され、また、そのベース（１５）にはフォトダイオード（３）が、面方向が面発光レーザ（１）の発光面と同一になるように設置されている。また、光導波路基板（１０）は、端部が４５度に切断あるいは研磨されて、例えば水平方向の光を垂直方向にするように加工され、データ用の光導波路（１２）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致するような位置に、面発光レーザ（１）に覆いかぶさるように設置されている。さらに同時に、光導波路基板（１０）の側面端部も同様に４５度に加工されており、アライメント用の光導波路（１１）の光学中心とフォトダイオード（３）の光学中心とが一致するような位置に、フォトダイオード（３）に覆いかぶさるように設置されている。また、光導波路基板（１０）には、導波路クラッド部（１４）、データ用の光導波路（１２）、アライメント用の光導波路（１１）が設置されており、アライメント用の光導波路（１１）を介して面発光レーザ（１）からのアライメント信号光をフォトダイオード（３）にガイドできるようになっている。なお、面発光レーザ（１），データ用の光導波路（１２），アライメント用の光導波路（１１），フォトダイオード（３）は、半導体プロセスを使用して作られているため、その位置はほぼ理想に近い状態に作られている。また、フォトダイオード（３）の表面積は、アライメント用の光導波路（１１）の断面積よりも十分大きく作られている。

このようにデバイス等が精度良く作られたベース（１５）上の発光基板（２）と光導波路基板（１０）は、面発光レーザ（１）から発したアライメント信号光がアライメント用の光導波路（１１）を介してフォトダイオード（３）で受光され、その受光光量に基づいてフィードバックがかけられ、位置調整が行なわれる。

光導波路との接続のプロセスをより具体的に説明する。図４（ａ），（ｂ）の例では、アライメント用の光導波路（１１）の断面積を面発光レーザ（１）の実行発光面積とほぼ同じ面積にしてあり、アライメント用の光導波路（１１）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したときに光量が最大になるようにしてある。また、面発光レーザ（１）から出た光は、アライメント用の光導波路（１１）の４５度反射面（１１ａ）で反射されて、アライメント用光導波路（１１）を通って、９０度曲がった側面に向かい、さらにアライメント用の光導波路（１１）の４５度反射面（１１ａ）で反射されて、アライメント用光導波路（１１）を通ってフォトダイオード（３）に入射するようになっている。

この場合、まず、２つあるアライメント用の光導波路（１１）のうちの片方のアライメント用の光導波路（１１）に注目し、ベース（１５）と光導波路基板（１０）を相対的に動かし、フォトダイオード（３）への入射光量が最大になるように調整する。このときフォトダイオード（３）の表面積はアライメント用の光導波路（１１）の断面積よりも十分大きくしてあり、調整時にアライメント用の光導波路（１１）の断面端がフォトダイオード（３）からはみ出ることはない。フォトダイオード（３）の光量が最大になったときに、そこに対向している面発光レーザ（１）の光学中心とフォトダイオード（３）の中心とが一致したことになる。次に、もう一方のアライメント用の光導波路（１１）を介してフォトダイオード（３）の入射光量が最大になるように、前述したアライメント用の光導波路（１１）と対向している面発光レーザ（１）の光学中心を中心として、ベース（１５）と光導波路基板（１０）を回転移動する。フォトダイオード（３）の光量が最大になったときに、面発光レーザ（１）の光学中心とフォトダイオード（３）の中心とが一致したことになる。すなわち、面発光レーザ（１）の光学中心とアライメント用の光導波路（１１）の光学中心の中心が一致したことになり、最終的には、面発光レーザ（１）の光学中心とデータ用の光導波路（１２）の光学中心とが一致したことになる。そして、最後に、図示していないが、光学的に透明な接着剤によってベース（１５）と光導波路基板（１０）を硬化固定する。

このようにすることにより、一度に複数の高精度な接続が可能となる。

図５（ａ），（ｂ）は本発明の実施例５を説明するための図である。図５（ａ），（ｂ）は面発光レーザと光導波路との接続を表す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）をＣ方向から見た側面図である。また、この実施例５でも、発光デバイスとして面発光レーザを使用し、受光デバイスとしてフォトダイオードを使用するものとして説明する。

図５（ａ），（ｂ）を参照すると、発光基板（２）はベース（１５）上に設置され、また、そのベース（１５）には、フォトダイオード（３）が、面方向が面発光レーザ（１）の発光面と垂直になるようにフォトダイオードベース（１３）を介して設置されている。また、光導波路基板（１０）は、端部が４５度に切断あるいは研磨されて、例えば水平方向の光を垂直方向にするように加工されており、データ用の光導波路（１２）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致するような位置に、面発光レーザ（１）に覆いかぶさるように設置されている。また、光導波路基板（１０）には、導波路クラッド部（１４），データ用の光導波路（１２）、アライメント用の光導波路（１１）が設置されており、アライメント用の光導波路（１１）を介して面発光レーザ（１）からのアライメント信号光を４分割フォトダイオード（３ｃ）および２分割フォトダイオード（３ｄ）にガイドできるようになっている。ここで、実施例５では、アライメント用の光導波路（１１）は、４分割フォトダイオード（３ｃ）に対応させて光導波路が４分割された４分割アライメント用光導波路（１１ｃ）と、２分割フォトダイオード（３ｄ）に対応させて光導波路が２分割された２分割アライメント用光導波路（１１ｄ）とからなっている。なお、面発光レーザ（１），データ用の光導波路（１２），アライメント用の光導波路（１１ｃ），（１１ｄ），フォトダイオード（３ｃ），（３ｄ）は半導体プロセスを使用して作られているため、その位置はほぼ理想に近い状態に作られている。また、フォトダイオード（３ｃ），（３ｄ）の分割された各々の表面積はアライメント用の光導波路（１１ｃ），（１１ｄ）の断面積よりも十分大きく作られている。

このようにデバイス等が精度良く作られたベース（１５）上の発光基板（２）と光導波路基板（１０）は、面発光レーザ（１）から発したアライメント信号光がアライメント用光導波路（１１ｃ），（１１ｄ）を介してフォトダイオード（３ｃ），（３ｄ）で受光され、その受光光量に基づいてフィードバックがかけられ、位置調整が行なわれる。

光導波路との接続のプロセスをより具体的に説明する。図５（ａ），（ｂ）の例では、まず、４分割アライメント用光導波路（１１ｃ）によって４分割された光を４分割フォトダイオード（３ｃ）の４分割された各ダイオードに入射させるとき、４分割フォトダイオード（３ｃ）の４分割された各ダイオードの光量がそれぞれ等しくなるように各基板（２），（１０）を相対的に動かす。４分割された各ダイオードの光量が等しくなったときに、対向している４分割アライメント用光導波路（１１ｃ）と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したことになる。次に、２分割アライメント用光導波路（１１ｄ）によって２分割された光を２分割フォトダイオード（３ｄ）の２分割された各ダイオードに入射させるとき、２分割フォトダイオード（３ｄ）の２分割された各ダイオードの光量がそれぞれ等しくなるように、４分割アライメント用光導波路（１１ｃ）に対向している面発光レーザ（１）の光学中心を中心として各基板（２），（１０）を相対的に回転させる。２分割された各ダイオードの光量が等しくなったときに、２分割アライメント用光導波路（１１ｄ）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したことになる。すなわち、面発光レーザ（１）の光学中心とアライメント用光導波路（１１）の中心とが一致したことになり、最終的には、データ用の光導波路（１２）の光学中心と面発光レーザ（１）の光学中心とが一致したことになる。最後に図示していないが光学的に透明な接着剤（６）によって各基板（２），（１０）を硬化固定する。

このようにすることにより、一度に複数の高精度な接続が可能となる。

上記実施例ではフォトダイオードの面を面発光レーザの面に対して垂直としたが、図４（ａ），（ｂ）示した構造であれば、水平でも良い。

以上、本発明について説明したが、各実施例中のフォトダイオードやアライメント用光導波路の分割数は特に４分割や２分割だけではなく、必要に応じ、３分割や５分割以上でも良いことはいうまでもない。

以上述べてきたように、本発明により、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路との高精度な接続が短時間で可能となる。

本発明の実施例１を説明するための図である。 本発明の実施例２を説明するための図である。 本発明の実施例３を説明するための図である。 本発明の実施例４を説明するための図である。 本発明の実施例５を説明するための図である。 従来技術を説明するための図である。 従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１ 面発光レーザ
１ａ アライメント用面発光レーザ
２ 発光基板
３ フォトダイオード
３ａ ４分割フォトダイオード
３ｂ ２分割フォトダイオード
３ｃ ４分割フォトダイオード
３ｄ ２分割フォトダイオード
４ ガイド基板
５ ガイド孔
６ 透明な接着剤
７ 光ファイバコア
８ 光ファイバクラッド
１０ 光導波路基板
１０ａ 導波路基板４５度面
１１ アライメント用光導波路
１１ａ アライメント用の光導波路の４５度反射面
１１ｃ ４分割アライメント用光導波路
１１ｄ ２分割アライメント用光導波路
１２ データ用の光導波路
１２ａ データ用光導波路４５度反射面
１３ フォトダイオードベース
１４ 導波路クラッド部
１５ ベース

Claims (9)

1. 発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、光ファイバをガイドするためのガイド基板にアライメント用受光デバイスが設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板とガイド基板との位置調整を行なって、発光デバイスと光ファイバとの接続を行なうことを特徴とする光学部品の接続方法。
2. 請求項１記載の光学部品の接続方法において、前記アライメント用発光デバイスは、発光デバイスよりも小さく、発光デバイスのまわりに配置されていることを特徴とする光学部品の接続方法。
3. 請求項１記載の光学部品の接続方法において、前記アライメント用受光デバイスは、受光領域が複数個に分割されていることを特徴とする光学部品の接続方法。
4. 発光デバイスが設けられている発光基板上にアライメント用発光デバイスが設けられ、また、データ用の光導波路と、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光を受光するアライメント信号光検出専用の光導波路とが、光導波路基板に設けられ、また、アライメント信号光検出専用の光導波路からのアライメント信号光を受光するアライメント用受光デバイスが所定の基板に設けられており、アライメント用発光デバイスからのアライメント信号光をアライメント信号光検出専用の光導波路を介してアライメント用受光デバイスにて受光し、その受光光量に基づいて発光基板と光導波路基板との位置調整を行なって、発光デバイスとデータ用の光導波路とを接続することを特徴とする光学部品の接続方法。
5. 請求項４記載の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、データ用の光導波路よりも短く、アライメント信号光検出専用の光導波路の近傍にアライメント用受光デバイスが設置されていることを特徴とする光学部品の接続方法。
6. 請求項４または請求項５記載の光学部品の接続方法において、アライメント用受光デバイスは、発光基板上に、または、発光基板と異なる基板であっても発光基板と少なくとも同一面方向に設置されることを特徴とする光学部品の接続方法。
7. 請求項４または請求項５記載の光学部品の接続方法において、アライメント信号光検出専用の光導波路は、複数に分割されていることを特徴とする光学部品の接続方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光インターコネクションシステム。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光学部品の接続方法を使用して、発光デバイスと光ファイバまたは光導波路とを接続して構築された光配線モジュール。

Images