JP2006091684A - Optical waveguide structure and optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信や光情報処理に用いる光モジュールに関し、特に面型光素子と光ファイバとの間の光結合を行う光導波路構造体を有する光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module used for optical communication and optical information processing, and more particularly to an optical module having an optical waveguide structure that performs optical coupling between a planar optical element and an optical fiber.
面型光素子の一例である面発光型レーザは、端面発光型レーザと比較して、アレイ状配置による高集積化が可能である。そのため近年では、面発光型レーザは大容量伝送や高集積化が必要とされる光通信技術ならびに光情報処理技術のキー部品として用いられている。 A surface-emitting laser, which is an example of a surface-type optical element, can be highly integrated by an array arrangement as compared with an edge-emitting laser. Therefore, in recent years, surface emitting lasers have been used as key components in optical communication technology and optical information processing technology that require large-capacity transmission and high integration.
図24に面発光型レーザを使用した光モジュールの従来例を示す。図のように光モジュール6は、基板1、面型光素子2、およびコア3A、クラッド3Bよりなる光ファイバ3により構成される。この図24の光モジュール6は、面型光素子2が実装された基板1に対して、光ファイバ3が垂直に配置されている。
FIG. 24 shows a conventional example of an optical module using a surface emitting laser. As shown in the figure, the
前記光モジュール6の薄型化を実現するためには、光ファイバ3を基板1に対して平行に配置することが望ましく、そのためには、面型光素子2から出射された光を略90度曲げ、光ファイバ3へ入射させる部品が新たに必要となる。
In order to reduce the thickness of the
上記のように、面型光素子から出射された光を略90度曲げるためには、図25のように、傾斜ミラーを光の経路内に配置し、前記傾斜ミラーにより反射された光を利用することが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3などを参照。)。
また、他の従来技術として、アレイ状の光ファイバを略90度折り曲げ、面型光素子と光ファイバとを結合することも知られている(例えば、特許文献4、5を参照。)。
As another conventional technique, it is also known to bend an arrayed optical fiber by approximately 90 degrees to couple a planar optical element and the optical fiber (see, for example, Patent Documents 4 and 5).
光の経路内に傾斜ミラーを配置した図25の従来例では、面型光素子2から出射された光をレンズ4で集束し、傾斜ミラー5を経て光ファイバ3へ導いている。このとき、前記出射光を光ファイバ3まで正確に導くためには、前記レンズ4の屈折率、傾斜ミラー5の端面5a,5cにおける屈折率、および傾斜面5bの反射率等が、所望の値に調整されている必要がある。また、面型光素子2、光ファイバ3、レンズ4および傾斜ミラー5の各々の位置関係を精密に合わせこむ必要もある。
In the conventional example of FIG. 25 in which an inclined mirror is disposed in the light path, the light emitted from the surface
具体的には、導波路の開口寸法が縦横各50μmの光モジュールにおいて、光の結合損失の増加を防ぐために、±5μm以内の位置精度(位置合わせ時のズレ許容範囲)が要求される。 Specifically, in an optical module having a waveguide opening dimension of 50 μm in length and breadth, position accuracy within a range of ± 5 μm (allowable misalignment range) is required to prevent an increase in optical coupling loss.
特許文献1から3においては、発光素子と光ファイバとの光結合に傾斜ミラーを用いた光モジュールが開示されており、前記光モジュールにおける光の結合損失の増加を防ぐためには、上述したように傾斜ミラーを高精度に加工する加工技術、更には前記発光素子から発せれる出射光の光軸と傾斜ミラーの反射点位置およびアレイ状光導波路のコア部の精密な位置合わせ技術が必要となるという問題がある。
また、特許文献4においては、アレイ状の光ファイバを略90度折り曲げた光モジュールを開示しているが、前記アレイ状光ファイバを高い寸法精度を維持した状態で曲げる、或いは固定するという高精度な加工技術が必要となる。 Further, Patent Document 4 discloses an optical module in which an arrayed optical fiber is bent by approximately 90 degrees. However, the arrayed optical fiber is bent or fixed while maintaining high dimensional accuracy. Processing technology is required.
特許文献5に開示された技術では、平面基板上に高分子フレキシブル光導波路を作製した後に基板より剥離し、曲面状の基体の溝に沿わせて埋設固定しているが、この埋設固定工程において、ズレ、或いはねじれが発生する可能性が高く、前述した±5μm以内の位置精度を確保することは困難である。
In the technique disclosed in
本発明においては、光導波路構造体を構成するクラッド表裏面の溝にコア部を形成することで光導波路のアレイ化を図り、光モジュールを形成する際に必要とされる高い位置合わせ精度を確保するとともに、良好な組み立て性を有する光モジュールを提供することを目的とする。 In the present invention, the core portion is formed in the grooves on the front and back surfaces of the clad constituting the optical waveguide structure so that the optical waveguide is arrayed, and high alignment accuracy required when forming the optical module is ensured. In addition, an object of the present invention is to provide an optical module having good assemblability.
これらの問題点を解消するために、本発明によれば、一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光導波路構造体であって、光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドと、前記第1のクラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料からなり、少なくとも前記溝に埋設されるコアと、少なくとも前記コアの表出面を含む面を覆い、前記第1のクラッドと一体化された状態で前記第1のクラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第2のクラッドおよび第3のクラッドとを有する光導波路構造体を用いることにより、光モジュールを形成する際に必要とされる高い位置合わせ精度を確保する。 In order to solve these problems, according to the present invention, there is provided an optical waveguide structure that emits a plurality of incident light incident from one surface from the other surface while changing the traveling direction. A first clad provided with grooves on both front and back along the traveling direction; a transparent material having a refractive index higher than the refractive index of the first clad; and at least a core embedded in the groove; An optical light covering a surface including the exposed surface of the core and having a second cladding and a third cladding respectively provided on the front and back surfaces of the first cladding in a state of being integrated with the first cladding. By using the waveguide structure, high alignment accuracy required when forming the optical module is ensured.
また本発明によれば、一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光導波路構造体であって、光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドと、前記第1のクラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料からなり、少なくとも前記溝に埋設されるコアと、少なくとも前記コアの表出面を含む面を覆い、前記第1のクラッドと一体化された状態で前記第1のクラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第2のクラッドおよび第3のクラッドとを有する光導波路構造体と、面型発光素子と、光伝送媒体とにより、構成が簡素で且つ簡単に組み立て可能な光モジュールを実現する。 Further, according to the present invention, there is provided an optical waveguide structure that emits a plurality of incident light incident from one surface from the other surface while changing the traveling direction, and grooves are formed on both front and back surfaces along the traveling direction of the light. A first clad provided with a transparent material having a refractive index higher than that of the first cladding, at least a core embedded in the groove, and at least a surface including the exposed surface of the core An optical waveguide structure having a second clad and a third clad provided on the front and back surfaces of the first clad in a state of being covered and integrated with the first clad, and a surface light emitting device And an optical transmission medium realize an optical module with a simple configuration and easy assembly.
本発明は、一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光導波路構造体において、光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドを設け、前記溝にコアを埋設させた構成としたことにより、光モジュールを形成する際に必要とされる高い位置合わせ精度を確保するとともに、良好な組み立て性を有することが可能となる。 The present invention provides an optical waveguide structure in which a plurality of incident light incident from one surface is emitted from the other surface by changing the traveling direction, and grooves are provided on both front and back surfaces along the traveling direction of light. 1 is provided, and the core is embedded in the groove, thereby ensuring high alignment accuracy required when forming the optical module and having good assemblability. Become.
(第1の実施形態) (First embodiment)
図1に、本発明における光モジュールの一例を示す。なお図は、前記光モジュールを側面から見たものである。図1において、11は基板、12はアレイ状面型光素子、13はアレイ状光ファイバ、13Aは光ファイバのコア、13Bは光ファイバのクラッド、15は光導波路構造体、16は第1のクラッド部、17はコア部、18は第2のクラッド部、そして19は第3のクラッド部である。 FIG. 1 shows an example of an optical module according to the present invention. The figure is a side view of the optical module. In FIG. 1, 11 is a substrate, 12 is an array-shaped optical element, 13 is an array-shaped optical fiber, 13A is an optical fiber core, 13B is an optical fiber cladding, 15 is an optical waveguide structure, and 16 is a first optical fiber structure. A cladding part, 17 is a core part, 18 is a second cladding part, and 19 is a third cladding part.
前記光導波路構造体15は、前記アレイ状面型光素子12と前記アレイ状光ファイバ13の間に配置され、アレイ状面型光素子12から出射された光を、所望の角度、例えば図1の例では略90度に曲げ、且つアレイ状光ファイバ13へ導く機能を有する。よって、本発明における光導波路構造体15は、アレイ状光ファイバ13を基板1に対して平行に配置することが可能であり、光モジュールの薄型化を可能にする。
The
図2から図7に、前記光導波路構造体15の具体的な構成を示す。図2、図4、および図6は、前記光導波路構造体15を側面から見たものである。また、図3、図5、および図7は、前記光導波路構造体15を正面から見たものである。
2 to 7 show a specific configuration of the
図2および図3に示すように、光導波路構造体15は、第1のクラッド部16、第2のクラッド部18、および第3のクラッド部19により構成される。第1のクラッド部16は、第一の端面16Aと第二の端面16Bを有する。前記両端面16Aおよび16Bは互いに略直角な位置関係にあり、且つ第一の曲面16Cおよび第二の曲面16Eの端部がその周縁の一部に含まれる形態になっている。
前記両曲面16Cおよび16Eには、コア部を形成するための溝16Dが作製されている。第2のクラッド部18は、第一の端面18A及び第二の端面18Bを有する。前記両端面18Aおよび18Bは、第1のクラッド部と同様に互いに略直角な位置関係にあり、且つ第一の曲面18Cおよび第二の曲面18Eの端部をその周縁の一部に含んでいる。そして第3のクラッド部19も、第2のクラッド部と同様の関係を有する第一の端面19A、第二の端面19B、第一の曲面19Cおよび第二の曲面19Eによって構成されている。図2および図3においては、図示の便宜上、第1のクラッド部16、第2のクラッド部18、および第3のクラッド部19をそれぞれ分離させた状態で示したが、光導波路構造体15が作製された後は、第1のクラッド部の曲面16Cおよび16Eは、それぞれ第2のクラッド部の曲面18Eおよび第3のクラッド部の曲面19Cで覆われている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4および図5は、本発明における光導波路構造体15のコア部を説明する図である。コア部17は、第1のクラッド部16における溝16D内に形成される。前記コア部17には、第1のクラッド部16と比較して高屈折率である透明材料を使用し、該透明材料を図3の溝16Dに充填することでコア部17を形成する。
4 and 5 are views for explaining the core portion of the
図6および図7は、本発明における光導波路構造体15が完成した状態を示す。図のように、コア部17を形成した第1のクラッド部16に、第2のクラッド部18および第3のクラッド部19とを貼り合わせ、光導波路構造体15を完成させる。
6 and 7 show a state where the
なお、本発明の光導波路構造体におけるクラッド部或いはコア部(具体的には第1のクラッド部16、第2のクラッド部18、第3のクラッド部19およびコア部17)の形成材料としては、プラスチック、ガラス、石英などの透明固体材料が使用可能であり、成形性の観点からはプラスチックや低融点ガラスを用いることがより好ましい。
In addition, as a forming material of the clad part or the core part (specifically, the first
第1のクラッド部16、第2のクラッド部18、第3のクラッド部19は、射出成形法により作製される。また、射出成形法以外にも、例えばプレス成形、機械切削、レーザアブレーション、サンドブラスト、或いはプラズマ加工などを組み合わせて作製することが可能である。
The first
また、第1のクラッド部に形成する溝16Dは、例えば図3においてその断面形状を矩形状としているが、必ずしもその形状に限るものではなく、例えば台形状、逆台形状、溝の底部が曲面となった矩形状、或いは半円状であってもかまわない。
(第2の実施形態)
図8及び図9は、光導波路構造体15にレンズを一体化した例であり、図8はその側面、図9はその正面を示すものである。図に示すように、レンズ20は、光導波路構造体15の端面に一体化された状態で形成されている。そのため、本発明における光導波路構造体15は、従来技術で問題であったレンズの光軸とミラーの反射点との位置関係の調整が不要となり、所望の位置合わせ精度を確保することが可能となるというメリットを有する。
(第3の実施形態)
図10から図13に、コア部の横断面積が光伝播方向に沿って次第に変化する(テーパ構造を有する)光導波路構造体の一例を示す。図10および図12はテーパ構造のコア部をもつ光導波路構造体の側面、図11および図13は正面をそれぞれ示す。図10および図11に示すコア部21は、光入射側開口21A側から光出射側開口21B側へ近づくにつれてコア部21の断面積が大きくなる構造を有しており、図12および13に示すコア部21は、光入射側開口21A側から光出射側開口21B側へ近づくにつれてコア部21の断面積が小さくなる構造を有している。
Further, the
(Second Embodiment)
8 and 9 show examples in which a lens is integrated with the
(Third embodiment)
FIGS. 10 to 13 show an example of an optical waveguide structure in which the cross-sectional area of the core portion gradually changes along the light propagation direction (having a tapered structure). 10 and 12 show a side surface of an optical waveguide structure having a core portion with a tapered structure, and FIGS. 11 and 13 show a front surface, respectively. The
このようないわゆるテーパ構造のコア部をもつ光導波路構造体は、光の結合損失を低減させる機能を有するため、面型光素子の発光面積と光ファイバ等の光伝送媒体のコア径(開口部寸法)とが一致しない光モジュールに使用することが効果的である。
(第4の実施形態)
図14から図16に、面型光素子アレイ、プラスチックファイバアレイ、および光導波路構造体からなる光モジュールを示す。図14は光モジュールの要部上面図であり、図15及び図16は、それぞれ光導波路構造体23の側面及び正面を示す。
Such an optical waveguide structure having a so-called tapered structure core portion has a function of reducing the coupling loss of light. Therefore, the light emitting area of the surface optical element and the core diameter of the optical transmission medium such as an optical fiber (opening portion) It is effective to use for an optical module whose dimensions do not match.
(Fourth embodiment)
FIGS. 14 to 16 show an optical module including a planar optical element array, a plastic fiber array, and an optical waveguide structure. FIG. 14 is a top view of a principal part of the optical module, and FIGS. 15 and 16 show a side surface and a front surface of the
図14から図16において、22は250μmピッチで配設された面型光素子からなるアレイ状面型光素子、23は光導波路構造体、25Aから25Dはコア部、27A乃至27Dは500μmピッチで配設されたアレイ、そして27はアレイ状プラスチックファイバをそれぞれ示している。また、24は第1のクラッド部、25はコア部、26は第2のクラッド部、28は第3のクラッド部をそれぞれ示している。図14に示すように、アレイ化された面型光素子のピッチと光伝送媒体のピッチとが異なる場合でも、このような光導波路構造体23を用いることにより、アレイ状面型光素子22とアレイ状プラスチックファイバ27とを、光の結合損失の増加を抑えた状態で光結合することが可能となる。
(第5の実施形態)
図17は,本発明における光導波路構造体を用いて作製した光モジュールの内部側面を示す。図17において、40は光導波路構造体、41はプリント基板、42はプリント基板上に配設された面型レーザやフォトダイオードなどのアレイ状面型光素子、43は第1のクラッド部、43Aは光の進行方向を直角方向に曲げる為に第1のクラッド部43に形成された曲面、43Bはレンズ、43Cは第1のクラッド部の一端に形成されて面型光素子を覆う空間、44はコア部、45は第2のクラッド部、49は第3のクラッド部、46は光ファイバリボン、および47はMT(mechanically transferable)型光コネクタをそれぞれ示している。尚、図示していないが、曲面43Aには光の進行方向に沿う複数条の溝が形成され、その溝内にはコア部が形成されている。
14 to 16,
(Fifth embodiment)
FIG. 17 shows an inner side surface of an optical module manufactured using the optical waveguide structure according to the present invention. In FIG. 17, 40 is an optical waveguide structure, 41 is a printed circuit board, 42 is an arrayed surface optical element such as a surface laser or photodiode disposed on the printed circuit board, 43 is a first cladding part, 43A. Is a curved surface formed in the first
図18は、図17において破線で囲んだ部分を拡大したものである。図18において、第1のクラッド部43のアレイ状面型光素子42に対向する部分にレンズ43Bが形成される。アレイ状面型光素子42がレーザである場合、前記アレイ状面型光素子42から出射した光は、レンズ43Bで集束され、そして第1のクラッド部43の溝に埋め込まれたコア部44に入射する構造になっている。
FIG. 18 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line in FIG. In FIG. 18, a
図19は,図17において説明した光モジュールの上面を示す。図19において、第1のクラッド部43は、位置合わせピン48Aによってプリント基板41に実装される。この際、プリント基板41上に実装されたアレイ状面型光素子42と、第1のクラッド部43と一体形成されたレンズ43Bが正確に対向するように位置決めされている。また、第1のクラッド部43には、位置合わせピン48Bによって光ファイバリボン46が取り付けられた二次元アレイ状MT型光コネクタ47が実装される。この際、第1のクラッド部43内に形成されたコア部44と光ファイバリボン46が正確に対向するように位置決めされている。
FIG. 19 shows the top surface of the optical module described in FIG. In FIG. 19, the first clad
図20に,本発明における光導導波路構造体を示す。図において、43Dはプリント基板41への実装する際に使用する位置合わせピン48Aを挿通させるための位置合わせピン孔であり、また、43Eは光ファイバリボン46が取り付けられた二次元アレイ状MT型光コネクタ47の実装する際に使用する位置合わせピン48Bを挿通させるための位置合わせピン孔である。43Fは第2のクラッド部45を挿入する挿入孔である。43Aは、第3のクラッド部49が覆う曲面である。第1のクラッド部43の曲面43Aおよび挿入孔43Fの上面43Gには、複数の溝(図示せず)が形成されており、これら複数の溝に液状紫外線硬化樹脂を充填することによりコア部44(図示せず)が形成される。
図のように、第一のクラッド部43に形成された挿入孔43Fに、第2のクラッド部45が挿入され、第一のクラッド部43の曲面43Aを第3のクラッド部49が覆うことにより、本発明における光導導波路構造体を完成させる。
FIG. 20 shows an optical waveguide structure according to the present invention. In the figure, 43D is an alignment pin hole for inserting an
As shown in the figure, the
図21から図23は、それぞれ第1のクラッド部43の内部側面、下面、正面を示す。図21および図22において、第1のクラッド部43の下面には、レンズ43Bがコア部44と対向する個所に形成されている。また、第1のクラッド部43の下面には空間43Cが形成されており、この空間43Cを囲う壁43Iは、第1のクラッド部43をプリント基板41(図示せず)に実装した際に、外部のゴミがアレイ状面型光素子42(図示せず)の上に混入することを防止する機能を有する。壁43Iには、第1のクラッド部43をプリント基板41(図示せず)へ実装する際に使用する位置合わせピン48Aを挿通させるための位置合わせピン孔43Dが形成されている。
21 to 23 show the inner side surface, the lower surface, and the front surface of the
図23において、第1のクラッド部43の正面には第2のクラッド部45を挿入する挿入孔43Fが形成されている。また,挿入孔43Fの周辺に光ファイバリボン46(図示せず)が取り付けられた二次元アレイ状MT型光コネクタ47(図示せず)を実装する際に使用する位置合わせピン48B(図示せず)を挿通させるための位置合わせピン孔43Eが形成されている。挿入孔43Fの上面側の曲面43Gには、コア部44を埋設する溝43Hが形成されている。また、第1のクラッド部43において、曲面43Aにも同様にコア部44を埋設する溝43Hが形成されている。
In FIG. 23, an
前記第1のクラッド部43は、屈折率が1.50である溶融した熱可塑性樹脂(例えばポリオレフィン系樹脂)を射出成形することにより作製される。第1のクラッド部43に形成するコア部44の開口寸法は縦横各50μmであり、位置合わせピン孔43Dおよび43Eの直径は700μmである。前記第2のクラッド部45は、屈折率が1.50である溶融した熱可塑性樹脂(例えばポリオレフィン系樹脂)を射出成形することにより作製される。第3のクラッド部49は、前記第1および第2のクラッド部と同様に屈折率が1.50である熱可塑性樹脂(例えばポリオレフィン系樹脂)により形成されるが、その形状はフィルム状で良い。コア部44には、屈折率が1.55である液状紫外線硬化樹脂(例えばエポキシ系樹脂)が使用される。
The first clad
次に、コア部44の作製手順について説明する。まず、第1のクラッド部43における溝43Hに前記液状紫外線硬化樹脂(例えばエポキシ系樹脂)を充填する。続いて第1のクラッド部43に第2のクラッド部45を挿入する。このとき溝43Hに充填された液状紫外線硬化樹脂は溝43Hを完全に埋め、溝43Hに入り切れずに溢れた液状紫外線硬化樹脂は第2のクラッド部45に沿って薄く延ばされる。延ばされた液状紫外線硬化樹脂は、第1のクラッド部43と第2のクラッド部45とを接着する働きをする。また、同様に、液状紫外線硬化樹脂は第3のクラッド部49に沿って薄く延ばされ、第1のクラッド部43と第3のクラッド部49とを接着する働きをする。最後に紫外線を照射し、液状紫外線硬化樹脂を硬化させることでコア部44が形成され、また同時に,第1のクラッド部43、第2のクラッド部45および第3のクラッド部49が接着され,光導波路構造体40が完成する。
Next, the manufacturing procedure of the
このようにして作製された光導波路構造体には位置合わせピン孔が設けられており、アレイ状面型光素子42が搭載された基板41に、位置合わせピン48Aを用いて固定される。また、光導波路構造体の正面には光ファイバリボン46が取り付けられたアレイ状MT型光コネクタ47が位置合わせピン48Bを用いて固定され、本発明による光モジュールが完成する。
The optical waveguide structure manufactured in this manner is provided with alignment pin holes, and is fixed to the
以上述べてきたように、本発明による光導波路構造体は、第1のクラッド部の両曲面にコア部を形成することにより、光導波路のズレ、屈曲、或いはねじれを発生させることなくアレイ化を図り、光モジュールを形成する際に必要とされる高い位置合わせ精度を確保することが可能となる。 As described above, the optical waveguide structure according to the present invention can be formed into an array without generating a shift, a bend, or a twist of the optical waveguide by forming core portions on both curved surfaces of the first cladding portion. Therefore, it is possible to ensure high alignment accuracy required when forming the optical module.
また、本発明による光導波路構造体は、光出射面と光入射面とが略直角を成しているため、アレイ状面型光素子が実装された基板に対してアレイ状光ファイバを平行に配置することが可能となり、光モジュールの薄型化が実現できる。 In the optical waveguide structure according to the present invention, since the light exit surface and the light incident surface are substantially perpendicular to each other, the array optical fiber is parallel to the substrate on which the array surface optical element is mounted. Therefore, the optical module can be thinned.
また、本発明による光導波路構造体は、アレイ状面型光素子およびアレイ状光ファイバを実装するための位置合わせピン孔があらかじめ形成されているため、光モジュールを形成する際に必要とされる高い位置合わせ精度を確保することが可能となる。 The optical waveguide structure according to the present invention is required when forming an optical module because an alignment pin hole for mounting the array-shaped surface optical element and the array-shaped optical fiber is formed in advance. High alignment accuracy can be ensured.
また、本発明による光導波路構造体にはレンズが一体形成されているため、従来例のようなレンズと傾斜ミラーの組み合わせが不要となり、面倒な光軸合わせを行わずに済む。 Further, since the lens is integrally formed in the optical waveguide structure according to the present invention, the combination of the lens and the tilting mirror as in the conventional example is not necessary, and troublesome optical axis alignment is not required.
そしてさらに、本発明による光導波路構造体は、射出成形やプレス形成などの型成形による作製、或いは、機械切削、レーザアブレーション、サンドブラスト、プラズマ加工などの技術を組み合わせて作製することが可能であるため、その作製は容易である。なかでも特に、型成形を実施して作製した場合の生産性は良好である。
(付記1)一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光導波路構造体であって、光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドと、前記第1のクラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料からなり、少なくとも前記溝に埋設されるコアと、少なくとも前記コアの表出面を含む面を覆い、前記第1のクラッドと一体化された状態で前記第1のクラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第2のクラッドおよび第3のクラッドとを有する
ことを特徴とする光導波路構造体。
(付記2)前記一方の面における前記複数のコアの配置間隔が、前記他方の面における前記複数のコアの配置間隔と異なる
ことを特徴とする付記1記載の光導波路構造体。
(付記3)前記一方の面におけるコアの断面積と、前記他方の面におけるコアの断面積とが異なる
ことを特徴とする付記1記載の光導波路構造体。
(付記4)前記コアがテーパ構造を有する
ことを特徴とする付記3記載の光導波路構造体。
(付記5)前記コアの断面が矩形状である
ことを特徴とする付記1記載の光導波路構造体。
(付記6)前記第1のクラッドの一方の端面にレンズを設けた
ことを特徴とする付記1記載の光導波路構造体。
(付記7)前記レンズは、前記第1のクラッドにおける一方の面、或いは他方の面の少なくともいずれか一方において一体形成されている
ことを特徴とする付記6記載の光導波路構造体。
(付記8)基板上に設けた発光型素子と、光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドと、前記第1のクラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料からなり、少なくとも前記溝に埋設されるコアと、少なくとも前記コアの表出面を含む面を覆い、前記第1のクラッドと一体化された状態で前記第1のクラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第2のクラッドおよび第3のクラッドとを有し、一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光導波路構造体の一方の面に発光型素子を実装した基板が配置され、前記光導波路構造体の他方の面に光ファイバが接続され、前記発光型素子と前記光ファイバとが前記光導波路構造体を介して光接続される
ことを特徴とする光モジュール。
(付記9)前記光導波路構造体には、前記発光型素子の発光面と前記光導波路構造体との位置合わせ機構、或いは前記光導波路構造体と光ファイバとの位置合わせ機構が形成されている
ことを特徴とする付記8記載の光モジュール。
(付記10)前記光導波路構造体は、前記発光型素子を密閉する凹状の空間を有し、前記凹状の空間の内面には前記発光型素子からの出射光を受ける位置にレンズが形成されている
ことを特徴とする付記8記載の光モジュール。
Furthermore, the optical waveguide structure according to the present invention can be manufactured by molding such as injection molding or press forming, or by combining techniques such as mechanical cutting, laser ablation, sand blasting, and plasma processing. Its production is easy. In particular, the productivity in the case of producing by performing mold forming is good.
(Appendix 1) An optical waveguide structure for emitting a plurality of incident light incident from one surface from the other surface while changing the traveling direction, and grooves are provided on both the front and back surfaces along the traveling direction of the light. The first clad, and a transparent material having a refractive index higher than that of the first clad, covering at least the core embedded in the groove, and at least the surface including the exposed surface of the core, An optical waveguide structure comprising a second clad and a third clad respectively provided on the front and back surfaces of the first clad in a state of being integrated with the first clad.
(Supplementary note 2) The optical waveguide structure according to
(Supplementary note 3) The optical waveguide structure according to
(Supplementary note 4) The optical waveguide structure according to
(Supplementary note 5) The optical waveguide structure according to
(Supplementary note 6) The optical waveguide structure according to
(Supplementary note 7) The optical waveguide structure according to
(Additional remark 8) It has a refractive index higher than the refractive index of the light emitting element provided on the board | substrate, the 1st clad | groove in which the groove | channel was provided in the front and back both surfaces along the advancing direction of light It is made of a transparent material, covers at least the core embedded in the groove, and covers at least the surface including the exposed surface of the core, and is integrated with the first cladding on the front and back surfaces of the first cladding, respectively. One surface of an optical waveguide structure having a second clad and a third clad provided, and emitting a plurality of incident light incident from one surface from the other surface while changing the traveling direction A substrate on which a light emitting element is mounted is disposed, an optical fiber is connected to the other surface of the optical waveguide structure, and the light emitting element and the optical fiber are optically connected via the optical waveguide structure. Optical module featuring
(Appendix 9) The optical waveguide structure is formed with an alignment mechanism between the light emitting surface of the light emitting element and the optical waveguide structure, or an alignment mechanism between the optical waveguide structure and the optical fiber. The optical module according to appendix 8, wherein:
(Additional remark 10) The said optical waveguide structure has the concave space which seals the said light emitting element, and the lens is formed in the inner surface of the said concave space in the position which receives the emitted light from the said light emitting element. The optical module according to appendix 8, wherein:
1 基板
2 アレイ状面型光素子
3 アレイ状光ファイバ
3A 光ファイバのコア
4 レンズ
5 傾斜ミラー
5a 傾斜ミラーの端面
5b 傾斜ミラーの反射面
5c 傾斜ミラーの端面
6 光モジュール
11 基板
12 アレイ状面型光素子
13 アレイ状光ファイバ
13A 光ファイバのコア
13B 光ファイバのクラッド
15 光導波路構造体
16 第一のクラッド部
16A 第一のクラッド部の端辺
16B 第一のクラッド部の端辺
16C 第一のクラッド部の曲面
16D 溝
16E 第一のクラッド部の曲面
17 コア部
18 第二のクラッド部
18A 第二のクラッド部の端辺
18B 第二のクラッド部の端辺
18C 第二のクラッド部の曲面
18E 第二のクラッド部の曲面
19 第三のクラッド部
19A 第三のクラッド部の端辺
19B 第三のクラッド部の端辺
19C 第三のクラッド部の曲面
19E 第三のクラッド部の曲面
20 レンズ
21 コア部
21A 光入射側開口
21B 光出射側開口
22 アレイ状面型光素子
23 光導波路構造体
24 第一のクラッド部
25 コア部
25A コア部
25B コア部
25C コア部
25D コア部
26 第二のクラッド部
27 アレイ状プラスチックファイバ
27A プラスチックファイバ
27B プラスチックファイバ
27C プラスチックファイバ
27D プラスチックファイバ
28 第三のクラッド部
40 光導波路構造体
41 プリント基板
42 面型光素子
43 第1のクラッド部
43A 光の進行方向を緩徐に直角方向に曲げる為の曲面
43B レンズ
43C 第1のクラッド部の裏面に形成されて面型光素子を覆う空間
43D 位置合わせピン孔
43E 位置合わせピン孔
43F 第2のクラッド部45が挿入される挿入孔
43G 挿入孔43Fの上面
43H コア部を埋設する溝
43I 空間43Cの周囲に位置する壁
44 コア部
45 第2のクラッド部
46 光ファイバリボン
47 MT型光コネクタ
48A 位置合わせピン
48B 位置合わせピン
49 第3のクラッド部
DESCRIPTION OF
3A Optical Fiber Core 4
13A Optical fiber core 13B Optical fiber clad 15 Optical waveguide structure 16 First clad part 16A First clad part end 16B First clad part end 16C First clad part curved face 16D Groove 16E Curved surface 17 of the first cladding portion 18 Core portion 18 Second cladding portion 18A End side 18B of the second cladding portion End side 18C of the second cladding portion Curved surface 18E of the second cladding portion Curved surface of the second cladding portion 19 Third clad part 19A Third clad part edge 19B Third clad part edge 19C Third clad part curved face 19E Third clad part curved face 20 Lens 21 Core part 21A Light incident side opening 21B Light Emission Side Opening 22 Array Surface Type Optical Element 23 Optical Waveguide Structure 24 First Cladding Portion 25 Core Portion 25A Core Portion 25B Core Portion 25C Core Portion 25 D core portion 26 second clad portion 27 arrayed plastic fiber 27A plastic fiber 27B plastic fiber 27C plastic fiber 27D plastic fiber 28 third clad portion 40 optical waveguide structure 41 printed circuit board 42 surface optical element 43 first clad Part 43A Curved surface 43B for slowly bending the light traveling direction in a right-angle direction Lens 43C Space 43D formed on the back surface of the first cladding part to cover the surface optical element Positioning pin hole 43E Positioning pin hole 43F Second Insertion hole 43G into which the clad part 45 is inserted The upper surface 43H of the insertion hole 43F The groove 44I for embedding the core part 43I Wall 44 positioned around the space 43C Core part 45 Second clad part 46 Optical fiber ribbon 47 MT type optical connector 48A Alignment pin 48B Alignment Pin 49 third cladding portion
Claims (5)
光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドと、
前記第1のクラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料からなり、少なくとも前記溝に埋設されるコアと、
少なくとも前記コアの表出面を含む面を覆い、前記第1のクラッドと一体化された状態で前記第1のクラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第2のクラッドおよび第3のクラッドとを有する
ことを特徴とする光導波路構造体。 An optical waveguide structure that emits a plurality of incident light incident from one surface and changing the traveling direction from the other surface,
A first clad provided with grooves on both the front and back sides along the light traveling direction;
A core made of a transparent material having a refractive index higher than that of the first clad, and at least embedded in the groove;
Covering at least the surface including the exposed surface of the core, and having a second cladding and a third cladding respectively provided on the front and back surfaces of the first cladding in a state of being integrated with the first cladding An optical waveguide structure characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載の光導波路構造体。 The optical waveguide structure according to claim 1, wherein an arrangement interval of the plurality of cores on the one surface is different from an arrangement interval of the plurality of cores on the other surface.
ことを特徴とする付記1記載の光導波路構造体。 The optical waveguide structure according to appendix 1, wherein a cross-sectional area of the core on the one surface is different from a cross-sectional area of the core on the other surface.
光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第1のクラッドと、前記第1のクラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料からなり、少なくとも前記溝に埋設されるコアと、少なくとも前記コアの表出面を含む面を覆い、前記第1のクラッドと一体化された状態で前記第1のクラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第2のクラッドおよび第3のクラッドとを有し、一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光導波路構造体の一方の面に発光型素子を実装した基板が配置され、
前記光導波路構造体の他方の面に光ファイバが接続され、
前記発光型素子と前記光ファイバとが前記光導波路構造体を介して光接続される
ことを特徴とする光モジュール。 A light emitting element provided on a substrate;
A first clad provided with grooves on both the front and back surfaces along the light traveling direction; a core made of a transparent material having a refractive index higher than the refractive index of the first clad; and at least a core embedded in the groove; Covering at least the surface including the exposed surface of the core, and a second cladding and a third cladding respectively provided on the front and back surfaces of the first cladding in a state of being integrated with the first cladding. A substrate having a light-emitting element mounted on one surface of an optical waveguide structure that emits a plurality of incident light incident from one surface and changing the traveling direction from the other surface;
An optical fiber is connected to the other surface of the optical waveguide structure,
An optical module, wherein the light emitting element and the optical fiber are optically connected via the optical waveguide structure.
ことを特徴とする請求項4記載の光モジュール。 The optical waveguide structure is provided with an alignment mechanism between the light emitting surface of the light emitting element and the optical waveguide structure or an alignment mechanism between the optical waveguide structure and an optical fiber. The optical module according to claim 4.
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