JP2006351718A - Optical element and optical module using it - Google Patents
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Description
本発明は、光素子、光素子モジュール、及び光モジュールに関し、特に情報通信に用いる光素子、光素子モジュール、及び光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical element, an optical element module, and an optical module, and more particularly to an optical element, an optical element module, and an optical module used for information communication.
近年の電子機器の情報容量の増大に伴い、高周波信号を用いた高速大容量のデータ伝送が行われている。こうした高速大容量の信号を伝送する場合、従来の電気配線では損失が大きい。そのため、近い将来、電気信号の高速伝送は限界に到達するといわれている。こうした電気信号の限界を解決する手段として、光通信、光情報伝達技術の開発、実用化が期待されている。光を使った情報伝達の手段の例として、高速信号が減衰するまえの半導体素子直近で、半導体素子より発する電気信号を低損失な光信号に変換し、低損失な伝送線路を用いて信号を送受信する光インターコネクト技術がある。光インターコネクトの構成の代表的な例として、LSIより発生した電気信号を光素子の一つである光発光素子により光信号に変換し、その光信号を伝送線路内に入射、伝播させ、伝送線路のもう片端に実装した光素子の一つである光受光素子を用いて電気信号に戻し、他のLSIとの送受信を行うものである。 With the recent increase in information capacity of electronic devices, high-speed and large-capacity data transmission using high-frequency signals is performed. When transmitting such a high-speed and large-capacity signal, the conventional electric wiring has a large loss. Therefore, it is said that high-speed transmission of electrical signals will reach its limit in the near future. As means for solving such limitations of electric signals, development and practical application of optical communication and optical information transmission technologies are expected. As an example of means for transmitting information using light, an electrical signal emitted from a semiconductor element is converted into a low-loss optical signal in the immediate vicinity of the semiconductor element before the high-speed signal is attenuated, and the signal is transmitted using a low-loss transmission line. There are optical interconnect technologies for transmitting and receiving. As a typical example of the configuration of an optical interconnect, an electrical signal generated from an LSI is converted into an optical signal by a light emitting element which is one of the optical elements, and the optical signal is incident and propagated in the transmission line. The light receiving element which is one of the optical elements mounted on the other end of the optical signal is used to return to an electrical signal and transmit / receive to / from another LSI.
関連する従来技術として、特開平11−248953号(特許文献1)に、光素子との結合効率を向上させるためのマイクロレンズ付き光導波路が開示されている。この発明の構成は、埋め込み型の光導波路と集光用のマイクロレンズとよりなる。埋め込み型の光導波路は、光導波用のコア、コアを取り囲むクラッド、及びコアへの光入出射用の端面からなる。集光用のマイクロレンズは、当該光導波路のクラッド表面に設けられている。光導波路端面が45°の楔型に加工されていることで光の進行方向を変更させる構造となっている。進行方向の変化した光が導波路表面に形成されたマイクロレンズで集光されることにより、光素子と光導波路との結合効率を高めることが可能であると開示されている。 As a related prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-224953 (Patent Document 1) discloses an optical waveguide with a microlens for improving the coupling efficiency with an optical element. The configuration of the present invention includes an embedded optical waveguide and a condensing microlens. The embedded optical waveguide includes an optical waveguide core, a clad surrounding the core, and an end surface for light entering and exiting the core. The condensing microlens is provided on the cladding surface of the optical waveguide. Since the end face of the optical waveguide is processed into a 45 ° wedge shape, the light traveling direction is changed. It is disclosed that the coupling efficiency between the optical element and the optical waveguide can be increased by collecting the light whose traveling direction has been changed by the microlens formed on the surface of the waveguide.
ただし、特許文献1に開示されている従来技術は、伝送線路の狭ピッチ化への対応が困難であると考えられる。すなわち、光発光素子より発信される光信号は一定の広がり角を持っている。そのため、光発光素子より発光した光を特許文献1のマイクロレンズで受ける際には、光発光素子の発光部位の面積よりも大きいサイズのマイクロレンズが必要となる。従って、すべての発光光を受けるためには光発光素子とマイクロレンズの距離が大きくなるに従い、より大きいマイクロレンズが必要となる。よって、導波路のコア間ピッチがマイクロレンズサイズにより制限されることとなる。以上のように特許文献1に開示される発明は光結合効率の向上と狭ピッチ化がトレードオフの関係となっており、多チャンネルの信号を狭ピッチで構成する必要があるモジュールに対しては適用が困難であると考えられる。
However, it is considered that the conventional technique disclosed in
従って、本発明の目的は、狭ピッチの光素子と狭ピッチの光導波路とを高効率かつ高密度で光結合させることが可能な光素子、光素子モジュール及び光モジュールを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element, an optical element module, and an optical module capable of optically coupling a narrow pitch optical element and a narrow pitch optical waveguide with high efficiency and high density.
また、本発明の他の目的は、光素子に入出射する光信号を、損失の大きい媒質に入出射させることなく伝送することが可能な光素子、光素子モジュール及び光モジュールを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an optical element, an optical element module, and an optical module capable of transmitting an optical signal entering and exiting the optical element without entering and exiting a medium with a large loss. is there.
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the best mode for carrying out the invention. These numbers and symbols are added in parentheses in order to clarify the correspondence between the description of the claims and the best mode for carrying out the invention. However, these numbers and symbols should not be used for interpreting the technical scope of the invention described in the claims.
上記課題を解決するために、本発明の光素子は、光素子本体(1)と、第1コア部(2)と、第1クラッド部(2b)とを具備する。光素子本体(1)は、光を発光する光発光部(42)を有する。第1コア部(2)は、第1屈折率を有し、光発光部(42)に接して設けられ、光を導波する。第1クラッド部(2b)は、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、第1コア部(2a)を囲むように設けられている。 In order to solve the above problems, an optical element of the present invention includes an optical element body (1), a first core part (2), and a first cladding part (2b). The optical element body (1) has a light emitting section (42) that emits light. The first core part (2) has a first refractive index, is provided in contact with the light emitting part (42), and guides light. The first cladding part (2b) has a second refractive index different from the first refractive index, and is provided so as to surround the first core part (2a).
上記の光素子において、第1コア部(2a)が光発光部(42)と接する第1領域の面積は、光発光部(42)が光を発光する第2領域の面積と同等以上であり、且つ、第1領域は第2領域を包含している。 In the above optical element, the area of the first region where the first core portion (2a) contacts the light emitting portion (42) is equal to or greater than the area of the second region where the light emitting portion (42) emits light. The first region includes the second region.
上記の光素子において、光素子本体(1)は、複数の光発光部(42)を有する。複数の光発光部(42)に対応して、複数のコア(2a)が設けられている。 In the above optical element, the optical element body (1) has a plurality of light emitting portions (42). A plurality of cores (2a) are provided corresponding to the plurality of light emitting units (42).
上記課題を解決するために、本発明の光素子は、光素子本体(2)と、第1コア部(12a)と、第1クラッド部(12b)とを具備する。光素子本体(2)は、光を受光する光受光部(44)を有する。第1コア部(12a)は、第1屈折率を有し、光受光部(44)に接して設けられ、光を導波する。第1クラッド部(12b)は、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、第1コア部(12a)を囲むように設けられている。 In order to solve the above problems, an optical element of the present invention includes an optical element body (2), a first core part (12a), and a first cladding part (12b). The optical element body (2) has a light receiving part (44) for receiving light. The first core portion (12a) has a first refractive index, is provided in contact with the light receiving portion (44), and guides light. The first cladding part (12b) has a second refractive index different from the first refractive index, and is provided so as to surround the first core part (12a).
上記の光素子において、光受光部(44)が光を受光する第4領域の面積は、第1コア部(12a)が光受光部(44)と接する第3領域の面積と同等以上であり、且つ、第4領域は第3領域を包含している。 In the above optical element, the area of the fourth region where the light receiving portion (44) receives light is equal to or greater than the area of the third region where the first core portion (12a) contacts the light receiving portion (44). And the 4th field includes the 3rd field.
上記の光素子において、光素子本体(2)は、複数の光受光部(44)を有する。複数の光受光部(44)に対応して、複数のコア(12a)が設けられている。 In the above optical element, the optical element body (2) has a plurality of light receiving portions (44). A plurality of cores (12a) are provided corresponding to the plurality of light receiving portions (44).
上記の光素子において、第1コア部(2a)は、光素子本体(1/2)の表面に対して垂直方向に延びている。 In the above optical element, the first core portion (2a) extends in a direction perpendicular to the surface of the optical element body (1/2).
上記の光素子において、第1コア部(2a)は、柱形状である。 In the above optical element, the first core portion (2a) has a column shape.
上記の光素子において、第1クラッド部(2b)は、柱形状である。 In the above optical element, the first cladding portion (2b) has a column shape.
上記の光素子において、第1コア部(2a)における光が導波する軸に垂直な断面積が、光が導波する方向に沿って単調減少している。 In the above optical element, the cross-sectional area perpendicular to the axis in which light is guided in the first core portion (2a) monotonously decreases along the direction in which light is guided.
上記の光素子において、第1コア部(2a/12a)及び第1クラッド部(2b/12b)は、合成樹脂で形成されている。 In the above optical element, the first core part (2a / 12a) and the first cladding part (2b / 12b) are made of synthetic resin.
上記の光素子において、合成樹脂は、感光性の合成樹脂である。 In the above optical element, the synthetic resin is a photosensitive synthetic resin.
上記の光素子において、第1コア部(2a/12a)の合成樹脂は、光の波長に対して透過率が90%以上である。 In the above optical element, the synthetic resin of the first core portion (2a / 12a) has a transmittance of 90% or more with respect to the wavelength of light.
上記の光素子において、第1屈折率は、第2屈折率に比較して、1.0%以上大きい。 In the above optical element, the first refractive index is 1.0% or more larger than the second refractive index.
上記の光素子において、光の波長が1000nm以下である。 In the above optical element, the wavelength of light is 1000 nm or less.
上記課題を解決するために、本発明の光素子モジュールは、基板(5)と、基板(5)の一方の面に設けられた上記各項のいずれか一項に記載の光素子(10/20)とを具備する。 In order to solve the above problems, an optical element module according to the present invention includes a substrate (5) and the optical element (10/10) according to any one of the above items provided on one surface of the substrate (5). 20).
上記の光素子モジュールにおいて、光素子(10/20)における光の進行する方向が、基板(5)に対して垂直である。 In the above optical element module, the light traveling direction in the optical element (10/20) is perpendicular to the substrate (5).
上記の光素子モジュールにおいて、基板(5)の他方の面に設けられた光導波路(3)を更に具備する。光導波路(3)は、第3屈折率を有し、光を導波する第2コア部(3a)と、第3屈折率とは異なる第4屈折率を有し、第2コア部(3a)を囲むように設けられた第2クラッド部(3b)とを備える。基板(5)を挟んで光素子(10/20)と反対側の位置に、光路変換ミラー(4/14)を有する光導波路(3)の端部が設けられている。光素子(10/20)における光の進行する方向が、基板(5)に向う方向である。第1コア部(2a/12a)と第1クラッド部(2b/12b)との先端は基板(5)に接している。 The optical element module further includes an optical waveguide (3) provided on the other surface of the substrate (5). The optical waveguide (3) has a third refractive index, has a second core part (3a) for guiding light, and has a fourth refractive index different from the third refractive index, and the second core part (3a). And a second clad portion (3b) provided so as to surround. An end portion of the optical waveguide (3) having the optical path conversion mirror (4/14) is provided at a position opposite to the optical element (10/20) across the substrate (5). The direction in which light travels in the optical element (10/20) is the direction toward the substrate (5). The tips of the first core part (2a / 12a) and the first cladding part (2b / 12b) are in contact with the substrate (5).
上記の光素子モジュールにおいて、基板(5)の他方の面に設けられた光導波路(3)を更に具備する。光導波路(3)は、第3屈折率を有し、光を導波する第2コア部(3a)と、第3屈折率とは異なる第4屈折率を有し、第2コア部(3a)を囲むように設けられた第2クラッド部(3b)とを備える。基板(5)を挟んで光素子(10/20)と反対側の位置に、光路変換ミラー(4/14)を有する光導波路(3)の端部が設けられている。光素子(10/20)における光の進行する方向が、基板(5)に向う方向である。第1コア部(2a/12a)と第1クラッド部(2b/12b)との先端は光導波路(3)の端部に接している。 The optical element module further includes an optical waveguide (3) provided on the other surface of the substrate (5). The optical waveguide (3) has a third refractive index, has a second core part (3a) for guiding light, and has a fourth refractive index different from the third refractive index, and the second core part (3a). And a second clad portion (3b) provided so as to surround. An end portion of the optical waveguide (3) having the optical path conversion mirror (4/14) is provided at a position opposite to the optical element (10/20) across the substrate (5). The direction in which light travels in the optical element (10/20) is the direction toward the substrate (5). The tips of the first core part (2a / 12a) and the first cladding part (2b / 12b) are in contact with the end part of the optical waveguide (3).
上記の光素子モジュールにおいて、第2クラッド部(3b)は、凹部(75)を備えている。凹部(75)は、他の伝送路に関わる部品の凸部と嵌合することで、光導波路(3)と他の伝送路との位置合わせを行う。 In the above optical element module, the second cladding part (3b) includes a recess (75). The concave portion (75) is aligned with a convex portion of a component related to another transmission path, thereby aligning the optical waveguide (3) with the other transmission path.
上記課題を解決するために、本発明の光モジュールのは、マザーボード(7)と、マザーボード(7)に搭載され、上記各項のいずれか一項に記載の光素子モジュール(28)とを具備する。 In order to solve the above problems, an optical module of the present invention comprises a mother board (7) and the optical element module (28) according to any one of the above items, which is mounted on the mother board (7). To do.
上記課題を解決するために、本発明の光素子の製造方法は、(a)光の受光及び発光のいずれか一方を行う光変換部(46)を有する光素子本体(47)を形成する工程と、(b)光変換部(46)上に第1コア部(50/57)を、光素子本体(47)の光変換部(46)上を除く所定の領域に、第1クラッド部(48’/60)を形成する工程とを具備する。第1コア部(50/57)は、第1屈折率を有し、光変換部(46)に接して設けられ、光を導波する。第1クラッド部(48/60’)は、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、第1コア部(50/57)を囲むように形成される。 In order to solve the above problems, the method for manufacturing an optical element of the present invention includes (a) a step of forming an optical element body (47) having a light conversion part (46) that performs either one of light reception and light emission. And (b) the first core portion (50/57) on the light conversion portion (46) and the first cladding portion (50/57) in a predetermined region excluding the light conversion portion (46) of the optical element body (47). 48 ′ / 60). The first core part (50/57) has a first refractive index, is provided in contact with the light conversion part (46), and guides light. The first cladding part (48/60 ') has a second refractive index different from the first refractive index, and is formed so as to surround the first core part (50/57).
上記の光素子の製造方法において、(b)工程は、(b1)光素子本体(47)上に感光性を有する合成樹脂(48)を塗布する工程と、(b2)光変換部(46)上の合成樹脂(48)を感光する工程と、(b3)合成樹脂(48)を熱処理する工程とを具備する。 In the method for manufacturing an optical element, the step (b) includes (b1) a step of applying a photosensitive synthetic resin (48) on the optical element body (47), and (b2) a light conversion section (46). A step of exposing the upper synthetic resin (48); and (b3) a step of heat-treating the synthetic resin (48).
上記の光素子の製造方法において、(b)工程は、(b4)光素子本体(47)上に第1枠(55)を設置する工程と、(b5)第1穴(56)に第1合成樹脂を挿入する工程と、(b6)光素子本体(47)と第1合成樹脂を含む第1枠(55)とを熱処理して、第1コア部(57)を形成する工程と、(b7)光素子本体(47)上の第1枠(55)を第2枠(58)に取り替える工程と、(b8)第2穴(59)に第2合成樹脂を挿入する工程と、(b9)光素子本体(47)と第2合成樹脂を含む第2枠(58)とを熱処理して、第1クラッド部(60)を形成する工程とを具備する。ここで、第1枠(55)は、円筒状の第1穴(56)を有し、第1穴(56)は、光変換部(46)上の空間を囲む。第2枠(58)は、円筒状の第2穴(59)を有し、第2穴(59)は、光変換部(46)上の空間を囲み、第1穴(55)よりも大きい。 In the method for manufacturing an optical element, the step (b) includes (b4) a step of placing the first frame (55) on the optical element body (47), and (b5) a first in the first hole (56). (B6) a step of heat-treating the optical element body (47) and the first frame (55) containing the first synthetic resin to form the first core portion (57); b7) replacing the first frame (55) on the optical element body (47) with the second frame (58); (b8) inserting the second synthetic resin into the second hole (59); ) Heat-treating the optical element body (47) and the second frame (58) containing the second synthetic resin to form the first cladding part (60). Here, the first frame (55) has a cylindrical first hole (56), and the first hole (56) surrounds the space on the light conversion unit (46). The second frame (58) has a cylindrical second hole (59), and the second hole (59) surrounds the space on the light conversion unit (46) and is larger than the first hole (55). .
上記の光素子の製造方法において、(b)工程は、印加する温度が100℃以上350℃以下である。 In the method for manufacturing an optical element, in the step (b), the temperature to be applied is 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
本発明によれば、多チャンネルの光素子(光発光素子、光受光素子)より受発信される信号を低損失で導波路と結合させることが可能となる。本発明では単列に限ることなく複数列の導波路形成が可能であり、狭ピッチ光素子と狭ピッチ光導波路との高効率高密度光結合が可能となる。多チャンネルの高密度光素子を用いたモジュール形成が可能となる。 According to the present invention, it is possible to couple a signal received and transmitted from a multi-channel optical element (light emitting element, light receiving element) with a waveguide with low loss. In the present invention, a plurality of rows of waveguides can be formed without being limited to a single row, and high-efficiency high-density optical coupling between a narrow-pitch optical element and a narrow-pitch optical waveguide is possible. Module formation using multi-channel high-density optical elements is possible.
以下、本発明の光素子、光素子モジュール及び光モジュールの実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。ここで、光素子は、光発光素子、光受光素子である。 Embodiments of an optical element, an optical element module, and an optical module according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, the optical element is a light emitting element or a light receiving element.
(第1の実施の形態)
本発明の光素子、光素子モジュール及び光モジュールの第1の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本発明の光素子及び光素子モジュールを含む光モジュールの第1の実施の形態の構成について説明する。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A first embodiment of an optical element, an optical element module, and an optical module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of the first embodiment of the optical module including the optical element and the optical element module of the present invention will be described.
図1〜図4は、本発明の光モジュールの第1の実施の形態の構成を示す概略図である。図1は、当該光モジュールの発光側の概略側面図、図2はその概略平面図を示す。一方、図3は、当該光モジュールの受光側の概略側面図、図4はその概略平面図を示す。光モジュール38は、マザーボード7と光素子モジュール28とを具備する。
1 to 4 are schematic views showing the configuration of the first embodiment of the optical module of the present invention. FIG. 1 is a schematic side view of the light emitting side of the optical module, and FIG. 2 is a schematic plan view thereof. On the other hand, FIG. 3 is a schematic side view of the light receiving side of the optical module, and FIG. 4 is a schematic plan view thereof. The
図1及び図2を参照して、光素子モジュール28は、発光側として、光発光素子10とドライバIC6とインタポーザ基板5と光導波路3とを備える。
1 and 2, the
光導波路3は、インタポーザ基板5の一方の面に設けられている。光導波路3は、複数の導波路コア3aと導波路クラッド3bとを有する。導波路コア3aは、第3屈折率を有し、光を導波する。インタポーザ基板5の一方の面に平行な方向に、互いに平行に延びている。導波路クラッド3bは、第3屈折率とは異なる第4屈折率を有し、導波路コア3aを囲むように設けられている。第3屈折率は、第4屈折率よりも0.5%以上大きく、より好ましくは1.0%以上大きい。これ以下の屈折率差にした場合、光の閉じ込めが不完全となる。そのため、導波路コア3a間を狭ピッチにした際にクロストークノイズが問題となる場合が多くなる。
The
光発光素子10は、インタポーザ基板5上の他方の面に設けられている。光発光素子本体1と結合導波路2とを含む。光発光素子本体1は、光を発する発光部42を有する。光発光素子本体1は、半田接続−インタボーザ基板5の配線21−半田接続−マザーボード7の配線31を介して、光発光素子10を駆動する電源(図示されず)へ接続されている。光発光素子10は、例えば、図2で示されるように、1行×3列の形で並んでいる。
The
結合導波路2は、導波路コア2aと導波路クラッド2bとを有する。導波路コア2aは、第1屈折率を有し、発光部42に接して設けられ、光を導波する。導波路クラッド2bは、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、導波路コア2aを囲むように設けられている。導波路コア2aは、光発光素子10の発光部42側の表面から垂直方向に、その光軸と発光部42の光軸とを一致させた状態で、柱状に形成されている。第1屈折率は、第2屈折率よりも0.5%以上大きく、より好ましくは1.0%以上大きい。これ以下の屈折率差にした場合、光の閉じ込めが不完全となる。そのため、導波路コア間を狭ピッチにした際にクロストークノイズが問題となる場合が多くなる。
The coupled
光発光素子10より発せられた光がインタポーザ基板5を透過する位置における光導波路3が、45°ミラー加工され、光路変換ミラー4が形成されている。光発光素子10より発せられた光は、光路変換ミラー4に入射し、光路変換されて導波路コア3aを進む。
The
ドライバIC6は、インタポーザ基板5の他方の面に設けられている。ドライバIC6は、その電極パッド−半田接続−インタポーザ基板5内の配線22−半田接続−光発光素子10の電極パッドを介して、光発光素子10と接続している。ドライバIC6は、光発光素子10を駆動する。
The
インタポーザ基板5は、光発光素子10より発せれる光の透過率が90%以上の材料で形成されている。具体例としてはポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ガラス基板等が考えられる。ただし、以上述べた材料に限定されるものではない。高効率光結合を達成するためには、光発光素子10の発光部42と光路変換ミラー4(光路変換面)との距離は、可能な限り小さいことが望ましい。したがって、インタポーザ基板5を透過した光を当該光導波路3端の光路変換ミラー4で結合させる構成においては、インタポーザ基板5は薄いほうが望ましい。
The
マザーボード7は、LSI8を含む電子回路、及び、光素子モジュール28とを搭載している。その電子回路、例えば、LSI8は、その電極パッド−半田接続−マザーボード7の配線32−半田接続−インタポーザ基板5の電極パッドを介して、光素子モジュール28と接続されている。
The mother board 7 is mounted with an electronic circuit including the
次に、図3及び図4を参照して、光素子モジュール28は、受光側として、光受光素子20とレシーバIC16とインタポーザ基板5と光導波路3とを備える。
Next, referring to FIG. 3 and FIG. 4, the
光受光素子20は、インタポーザ基板5上の他方の面に設けられている。光受光素子本体11と結合導波路12とを含む。光受光素子本体11は、光を受ける受光部44を有する。光受光素子本体11は、その電極パッド−半田接続−インタボーザ基板5の配線24−半田接続−マザーボード7の配線33を介して、光受光素子20を駆動する電源(図示されず)へ接続されている。光発光素子20は、光発光素子10に対応して、例えば、図4で示されるように、1行×3列の形で並んでいる。
The
結合導波路12は、導波路コア12aと導波路クラッド12bとを有する。導波路コア12aは、第1屈折率を有し、受光部44に接して設けられ、光を導波する。導波路クラッド12bは、第2屈折率を有し、導波路コア12aを囲むように設けられている。導波路コア12aは、光受光素子20の受光部44側の表面から垂直方向に、その光軸と受光部44の光軸とを一致させた状態で、柱状に形成されている。
The
光導波路3は、光路変換ミラー4と反対側の光導波路3端に、別の45°ミラー加工が施され、光路変換ミラー14が形成されている。光発光素子10より発せられ導波路コア3aを進む光は、光路変換ミラー14により光路変換されて、インタポーザ基板5を透過して光受光素子20へ入射する。その他については、発光側での説明のとおりである。
The
レシーバIC16は、インタポーザ基板5の他方の表面に設けられている。レシーバIC16は、その電極パッド−半田接続−インタポーザ基板5内の配線25−半田接続−光受光素子20の電極パッドを介して、光受光素子20と接続している。レシーバIC16は、光受光素子20を駆動する。
The
インタポーザ基板5は、高効率光結合を達成するためには、光受光素子20の光発受光部44と光路変換ミラー14(光路変換面)との距離は、可能な限り小さいことが望ましい。したがって、インタポーザ基板5は薄いほうが望ましい。
In order for the
マザーボード7は、LSI18を含む電子回路、及び、光素子モジュール28とを搭載している。その電子回路、例えば、LSI18は、その電極パッド−半田接続−マザーボード7の配線34−半田接続−インタポーザ基板7の電極パッドを介して、光素子モジュール28と接続されている。
The mother board 7 is mounted with an electronic circuit including the
図5は、図1における光発光素子10付近を示す概略断面図である。
光発光素子10の導波路コア2aは、その光軸と発光部42の光軸とを一致させた状態で、光路変換ミラー4に向って柱状に延びている。ここで、発光部42における光を出力する領域の面積S1と、導波路コア2aにおける光軸に垂直な領域の断面積S2との関係は、S2≧S1とすることが好ましい。そして、発光部42における光を出力する領域は、導波路コア2aにおける光軸に垂直な領域に包含されるようにすることが好ましい。このようにすることで、発光部42から出力された光を、漏れなく導波路コア2aに出力することができる。加えて、導波路コア2aにおける光軸に垂直な領域の断面積S2と、導波路コア3aにおける光軸に垂直な領域の断面積S3との関係は、S3≧S2とすることが好ましい。このようにすることで、導波路コア2aから出力された光を、漏れなく導波路コア3aに入力することができる。
本実施の形態では、例えば、上記各領域の形状を円形とする。その場合、発光部42の直径D1と、導波路コア2aの直径D2との関係は、D2≧D1となる。また、導波路コア3aの直径D3と導波路コア2aの直径D2との関係は、D3≧D2となる。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing the vicinity of the
The
In the present embodiment, for example, the shape of each of the above regions is circular. In that case, the relationship between the diameter D1 of the
図6は、図5における結合導波路2の形状の例を示す概略断面図である。(a)の例では、導波路コア2aの光軸に垂直な断面積が場所に依らず一定(例示:直径D2で一定)の例を示す。(b)の例では、導波路コア2aの光軸に垂直な断面積が、発光部42側で大きく(例示:直径D2)、光路変換ミラー4側で小さく(例示:直径D2a)なっている例を示す。すなわち、絵結合導波路2の光進行方向に沿って断面積が小さくなるテーパーを持った構造である。(b)の構造では、発光部42の側で断面積を大きくすることで、導波路コア2aが漏れなく光を受けることができる。それと共に、導波路コア3aの側で断面積を小さくするので、導波路コア3aが導波路コア2aの光を漏れなく受けることができる。また、導波路コア3aの断面積を小さくすることができる。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the shape of the coupled
図7は、図3における光受光素子20付近を示す概略断面図である。
光受光素子20の導波路コア12aは、その光軸と受光部44の光軸とを一致させた状態で、光路変換ミラー14に向って柱状に延びている。ここで、受光部44における光を受ける領域の面積S4と、導波路コア12aにおける光軸に垂直な領域の断面積S5との関係は、S4≧S5とすることが好ましい。そして、受光部44における光を受ける領域は、導波路コア12aにおける光軸に垂直な領域を包含するようにすることが好ましい。このようにすることで、導波路コア12aを通る光を、漏れなく受光部44で受光することができる。加えて、導波路コア12aにおける光軸に垂直な領域の断面積S5と、導波路コア3aにおける光軸に垂直な領域の断面積S3との関係は、S5≧S3とすることが好ましい。このようにすることで、導波路コア3aから出力された光を、漏れなく導波路コア12aに入力することができる。
本実施の形態では、例えば、上記各領域の形状を円形とする。その場合、受光部44の直径D4と、導波路コア12aの直径D5との関係は、D4≧D5となる。また、導波路コア3aの直径D3と導波路コア12aの直径D5との関係は、D5≧D3となる。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing the vicinity of the
The
In the present embodiment, for example, the shape of each of the above regions is circular. In that case, the relationship between the diameter D4 of the
図8は、図7における結合導波路12の形状の例を示す概略断面図である。(a)の例では、導波路コア12aの光軸に垂直な断面積が場所に依らず一定(例示:直径D5で一定)の例を示す。(b)の例では、導波路コア12aの光軸に垂直な断面積が、受光部44側で小さく(例示:直径D5a)、光路変換ミラー14側で大きく(例示:直径D5)なっている例を示す。すなわち、絵結合導波路12の光進行方向に沿って断面積が小さくなるテーパーを持った構造である。(b)の構造では、受光部44の側で断面積を小さくすることで、受光部44が漏れなく光を受けることができる。それと共に、導波路コア3aの側で断面積を大きくすることで、導波路コア3aの光を漏れなく受けることができる。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the shape of the coupled
次に、本発明の光モジュールの第1の実施の形態の動作について説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the optical module of the present invention will be described.
LSI8は、電気信号をドライバIC6へ伝送する。ドライバIC6は、その電気信号に基づいて、光発光素子10を駆動する。光発光素子10は、その電気信号を電気光変換してレーザ光の光信号にする。光発光素子10は、発光部42よりその光信号を導波路コア2aへ出力する。その光信号は、光路変換ミラー4により光軸変換されて、導波路コア3aの内部を低損失で伝送される。導波路コア3aの内部を伝送された光信号は、光路変換ミラー14により再度光軸変換されて導波路コア12aに入射する。光受光素子20は、その光信号を電気信号に光電気変換する。レシーバIC16は、その電気信号を他のLSI18の入力ポートに入力する。このような動作により、マザーボード7上のLSI8と他のLSI18とが送受信を行うことができる。
The
次に、本発明の光素子の製造方法の第1の実施の形態について、図9〜図12を用いて説明する。図9〜図12は、本発明の光発光素子の製造方法の第1の実施の形態の工程を示す概略図である。 Next, a first embodiment of the method for manufacturing an optical element of the present invention will be described with reference to FIGS. 9-12 is schematic which shows the process of 1st Embodiment of the manufacturing method of the light emitting element of this invention.
光発光素子の製造方法において、初めに、ポリマーの光導波路(以下「ポリマー導波路」という)での吸収が少ないレーザ発信波長を有するガリウム砒素系半導体素子を形成する(図9)。例えば、図に示す光発光素子ウェハー45には、光発光素子本体47が12個形成されている。光発光素子本体47は、光を発する発光部46を3×5個有する。光発光素子本体47は、発信波長1000nm以下の表面発光タイプである。ここで表面発光タイプの光発光素子本体47とは、光発光素子本体47の電極(半田接続用:図示されず)が形成された面が、発光面(発光部46側の面)と同一である素子を示す。
In the method for manufacturing a light-emitting device, first, a gallium arsenide-based semiconductor device having a laser transmission wavelength with little absorption in a polymer optical waveguide (hereinafter referred to as “polymer waveguide”) is formed (FIG. 9). For example, twelve light emitting
次に、光発光素子本体47の発光面側(発光部46側)にポリマー導波路の母材を塗布して、ポリマー母材層48を形成する(図10)。続いて、ポリマー母材層48が形成された光発光素子本体47上に、光発光素子本体47の発光部46がガラスマスク49の開口部に重なるよう位置あわせし、UV光を照射する(図11(a):断面図、図11(b):平面図)。当該ポリマー母材層48は感光性を有しているので、UV光照射された箇所は感光する。その後、光発光素子本体47を熱処理する。熱処理温度は、350℃以下である。温度が低いので、熱処理による光発光素子本体47への悪影響を抑制できる。この工程により、導波路コア50及び導波路クラッド48’が形成される。導波路コア50及び導波路クラッド48’が結合導波路を形成する。その際、UV光照射されて熱硬化された箇所(導波路コア50)はUV照射されずに熱硬化された箇所(導波路クラッド48’)と比較して屈折率が高くなる。それにより、当該高屈折率部位のみを光信号が伝播することが可能となる。次に、得られた光発光素子本体47の電極パッド52に半田ボール51を搭載する。半田ボール51は、インタポーザ基板との電気接続部(半田接続)に用いられる(図12)。このようにして、光発光素子本体47と結合導波路(48’+50)とを有する光発光素子10が製造される。
Next, the base material of the polymer waveguide is applied to the light emitting surface side (
上記の光素子は、ポリマー導波路を用いている。ポリマー導波路は、従来の石英ファイバーからなる導波路と比較し非常に低温(例示:100℃以上350℃以下)で導波路形成が可能である。このような材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂のような合成樹脂がある。そのため、本発明のような光素子上に直接光素子を形成する場合、光素子に熱による悪影響を与えることが無く好適である。 The above optical element uses a polymer waveguide. The polymer waveguide can be formed at a very low temperature (for example, 100 ° C. or more and 350 ° C. or less) compared to a waveguide made of a conventional quartz fiber. Examples of such materials include synthetic resins such as acrylic resins and epoxy resins. Therefore, when the optical element is directly formed on the optical element as in the present invention, it is preferable that the optical element is not adversely affected by heat.
なお、図12に示す光発光素子本体47は、複数の発光部46を有しているが、図1の各光発光素子本体1は発光部42は一つである。したがって、図1の光発光素子本体1に対応させるために発光部が一つとなるように、光発光素子本体47を分割して用いる。
The light emitting
なお、光発光素子本体47、導波路コア50、及び導波路クラッド48’は、図1、図5における光発光素子本体1に格納された半導体素子、導波路コア2a、及び導波路クラッド2bに相当する。
The light emitting element
本実施の形態(図9〜図12)においては、光発光素子本体47上にポリマーの結合導波路を形成することで、光発光素子を製造する場合の例について説明している。しかし、光受光素子においても、上記と同様のプロセスにより光受光素子本体11上に結合導波路12を製造することが可能である。また、その他のプロセスで作製したものであっても同様の構造であれば本発明の光モジュールに用いることが可能である。
In the present embodiment (FIGS. 9 to 12), an example in which a light emitting element is manufactured by forming a polymer coupling waveguide on the light emitting
次に、本発明の光素子モジュールの製造方法の第1の実施の形態について、図1及び図3を参照して説明する。 Next, a first embodiment of a method for manufacturing an optical element module according to the present invention will be described with reference to FIGS.
上述の図9〜図12の説明のようにして得られた光発光素子10について、その半田ボール(51)をインタポーザ基板5上の所定の位置の電極パッドに半田接続する。またインタポーザ基板5の裏面に、光導波路3を貼り付ける。光導波路3は、一方の端部が光発光素子10より光信号が出射される位置になるように貼り付けられる。光導波路3は、その端部を45°に楔形加工(ミラー加工)されていて、光路変換ミラー4を有している。光導波路3は、他方の端部を45°に楔形加工(ミラー加工)されていて、光路変換ミラー14を有している。そして、光路変換された光が、光受光素子本体11上に形成された結合導波路12に入射される位置に光受光素子20を半田接続する。更に、インタポーザ基板5上の所定の位置の電極パッドに、ドライバIC6、及びレシーバIC16を半田接続する。これにより、図1〜図4に示す光素子モジュール28が製造される。
With respect to the light-emitting
次に、本発明の光モジュールの製造方法の第1の実施の形態について、図1〜図4を参照して説明する。 Next, a first embodiment of the optical module manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.
上述の説明のようにして得られた光発光素子モジュール28下部の電極パッドと、マザーボード7上の電極パッドとを半田接続する。またマザーボード7上に、LSI8及びLSI18を半田接続する。その他必要な回路構成要素を接続する。これにより、図1〜図4に示す光モジュール38が製造される。
The electrode pad under the light emitting
本実施の形態において、当該ポリマー母材層48は感光性を有し、UV光照射により屈折率が変化するものを用いている。ただし、光導波路(結合導波路)の母材層が感光性を有することは必須の要素ではない。例えば、光発光素子本体(1)上に形成する柱状の導波路コア(2a)に相当する凹凸を有する型等を用いて熱成型する方法など、別の方法でも良い。
In the present embodiment, the polymer
一方、光導波路(結合導波路)の形成に用いる材料は、そのプロセス温度が350℃以下であることが望ましい。これ以上の温度を必要とする場合、半導体素子(光発光素子本体1)とポリマー導波路(結合導波路2)との間の熱膨張係数の差のため、常温付近において結合導波路2と光発光素子本体1との界面に大きな内部応力を発生することとなり、光発光素子の実装信頼性を損なうこととなる。
On the other hand, the material used to form the optical waveguide (coupled waveguide) desirably has a process temperature of 350 ° C. or lower. When a temperature higher than this is required, the
本発明においては、光素子の受発光部に垂直方向に光素子の光軸と光導波路の光軸を一致させた状態で、光素子上に接した柱状の光導波路が形成されている。これにより、光導波路形成と同時に光素子との位置あわせを完了することが可能となる。加えて、光素子に入出射する光信号を、損失の大きい媒質に入出射させることなく伝送することができる。 In the present invention, the columnar optical waveguide in contact with the optical element is formed in a state where the optical axis of the optical element and the optical axis of the optical waveguide coincide with each other in the direction perpendicular to the light receiving and emitting part of the optical element. This makes it possible to complete the alignment with the optical element simultaneously with the formation of the optical waveguide. In addition, an optical signal that enters and exits the optical element can be transmitted without entering and exiting a medium with a large loss.
本発明においては、当該光発光素子上に形成される発光部側の導波路コアの断面積は、発光部の断面積と同等か大きい構成とし、光発光素子の発光部を包含するように形成されている。一方、当該光受光素子上に形成される受光部側の導波路コアの断面積は、受光部の断面積と同等か小さい構成とし、光受光素子の受光部が導波路コアの断面積を包含するように形成されている。これにより、光発光素子から出力された光信号は漏れなく確実に光受光素子へ到達することができる。 In the present invention, the cross-sectional area of the waveguide core on the light-emitting part side formed on the light-emitting element is configured to be equal to or larger than the cross-sectional area of the light-emitting part, and is formed so as to include the light-emitting part of the light-emitting element. Has been. On the other hand, the cross-sectional area of the waveguide core on the light-receiving part side formed on the light-receiving element is configured to be equal to or smaller than the cross-sectional area of the light-receiving part, and the light-receiving part of the light-receiving element includes the cross-sectional area of the waveguide core It is formed to do. As a result, the optical signal output from the light emitting element can reliably reach the light receiving element without leakage.
本発明において、光発光素子側の導波路コアの断面積については発光部側における断面積と同等か、光導波路の光進行方向に沿って断面積が小さくなるテーパーを持った構造としている。一方、光受光素子側の導波路コアの断面積については受光部側における断面積と同等か、あるいは光導波路の光進行方向に沿って断面積が小さくなるテーパーを持った構造としている。これにより、光素子と光導波路との光結合にマージンを増加させることができる。そして、狭ピッチでの光結合を容易にすることができる。 In the present invention, the cross-sectional area of the waveguide core on the light-emitting element side is equal to the cross-sectional area on the light-emitting portion side or has a taper that decreases in cross-sectional area along the light traveling direction of the optical waveguide. On the other hand, the cross-sectional area of the waveguide core on the light receiving element side is the same as the cross-sectional area on the light receiving part side, or has a taper with a smaller cross-sectional area along the light traveling direction of the optical waveguide. Thereby, a margin can be increased in the optical coupling between the optical element and the optical waveguide. Then, optical coupling at a narrow pitch can be facilitated.
本発明において、光素子ウェハー上に感光性のポリマー母材層を形成し、光素子の光軸中心の位置をUV光で露光して、導波路コアを形成している。これにより、複雑な位置合わせを必要とせず、容易且つ的確に、高効率な光結合素子を一括作製することが可能となる。それにより、光素子の光軸と光導波路の光軸を一致させた状態で、光素子上に接した柱状の光導波路を形成することができる。 In the present invention, a photosensitive polymer base material layer is formed on an optical element wafer, and the position of the optical axis center of the optical element is exposed with UV light to form a waveguide core. Accordingly, it is possible to easily and accurately manufacture a highly efficient optical coupling element in a lump without requiring complicated alignment. Thereby, a columnar optical waveguide in contact with the optical element can be formed in a state where the optical axis of the optical element is coincident with the optical axis of the optical waveguide.
また、上記の当該光素子上に形成される柱状の光導波路は単列の直線に限るものではなく、複数列であっても同様に形成することが可能である。光導波路を複数形成した構造においては当該光導波路の発光面からの光導波路長は均一であるものとする。光導波路長が均一であることにより、その他伝送線路との光結合を信号の遅延ばらつきなく行うことができ、また実装を容易にすることができる。 Further, the columnar optical waveguide formed on the optical element is not limited to a single line, and can be formed in a similar manner even in a plurality of lines. In a structure in which a plurality of optical waveguides are formed, the optical waveguide length from the light emitting surface of the optical waveguide is assumed to be uniform. Since the optical waveguide length is uniform, optical coupling with other transmission lines can be performed without variations in signal delay, and mounting can be facilitated.
(第2の実施の形態)
本発明の光素子、光素子モジュール及び光モジュールの第2の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本発明の光素子及び光素子モジュールを含む光モジュールの第2の実施の形態の構成について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the optical element, the optical element module, and the optical module of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of a second embodiment of an optical module including the optical element and the optical element module of the present invention will be described.
図13〜図14は、本発明の光モジュールの第2の実施の形態の構成を示す概略側面図である。光モジュール38aは、マザーボード7と光素子モジュール28aとを具備する。
FIGS. 13-14 is a schematic side view which shows the structure of 2nd Embodiment of the optical module of this invention. The
第1の実施の形態では、光発光素子本体1上の結合導波路2の高さと半田接続部(半田ボール)の高さとが概ね等しく(図1)、光受光素子本体11上の結合導波路12の高さと半田接続部(半田ボール)の高さとが概ね等しい(図3)場合の例を示した。しかし、本実施の形態では、当該光発光素子本体1の発光面からの結合導波路2’の高さが半田接続部の高さよりも高く(図13)、当該光受光素子本体11の受光面からの結合導波路12’の高さが半田接続部の高さよりも高い(図14)場合の例について説明する。
In the first embodiment, the height of the
図13を参照して、光発光素子10aは、光発光素子本体1及び結合導波路2’を有する。結合導波路2’は、インタポーザ基板5を突き抜けている。その高さは、第1の実施の形態の結合導波路2と比較して、インターポーザ基板5の厚み分だけ高い。そして、結合導波路2’は、光導波路3と直接接触(結合)している。これにより、第1の実施の形態と比較して、インタポーザ基板5が厚くても、高効率で光結合させることができる。光発光素子10aは、例えば、図2で示されるように、1行×3列の形で並んでいる。
Referring to FIG. 13, the
図5〜図6に示す導波路コア2aの形状は、本実施の形態の導波路コア2a’についても同様に適用可能である。この場合、より高効率で光結合させることができる。光発光素子10aの他の構成は第1の実施の形態(図1、図2)と同様である。
The shape of the
図14を参照して、光受光素子20aは、光受光素子本体11及び結合導波路12’を有する。結合導波路12’は、インタポーザ基板5を突き抜けている。その高さは、第1の実施の形態の結合導波路12と比較して、インターポーザ基板5の厚み分だけ高い。そして、結合導波路12’は、光導波路3と直接接触(結合)している。これにより、第1の実施の形態と比較して、インタポーザ基板5が厚くても、高効率で光結合させることができる。光受光素子20aは、光発光素子10aに対応して、例えば、図4で示されるように、1行×3列の形で並んでいる。
Referring to FIG. 14, the
図7〜図8に示す導波路コア12aの形状は、本実施の形態の導波路コア12a’についても同様に適用可能である。この場合、より高効率で光結合させることができる。光発光素子20aの他の構成は第1の実施の形態(図3、図4)と同様である。
The shape of the
インターポーザ基板5は、光発光素子10aの結合導波路2’及び光受光素子20aの結合導波路12’の位置に、それらが入る貫通穴が開口している。インターポーザ基板5の他の構成は第1の実施の形態(図1〜図4)と同様である。
The
光モジュール38におけるその他の構成は、第1の実施の形態(図1〜図4)と同様であるので、その説明を省略する。
Since the other structure in the
本実施の形態では、光発光素子10aの発光部42から光路変換ミラー4までの光の広がりを抑えることが可能となる。同様に、光路変換ミラー14から光受光素子20aの受光部44までの光の広がりを抑えることが可能となる。すなわち、インタポーザ基板5が厚い場合でも高効率な光結合が可能となる。光発光素子10aは正の広がり角を持っており、インタポーザ基板5の厚みに相当する距離で光の広がりを抑え光の漏れを抑えられることは、高効率な光結合を得るうえで非常に効果的である。光路変換ミラー14のコアを大きくする方法を採用することで広がった光を結合することも可能である。
In the present embodiment, it is possible to suppress the spread of light from the
次に、本発明の光モジュールの第2の実施の形態の動作については、第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。 Next, since the operation of the second embodiment of the optical module of the present invention is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
次に、本発明の光素子の製造方法の第2の実施の形態について、図15〜図17を用いて説明する。図15〜図17は、本発明の光発光素子の製造方法の第2の実施の形態の工程を示す斜視図である。 Next, a second embodiment of the optical element manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 15-17 is a perspective view which shows the process of 2nd Embodiment of the manufacturing method of the light emitting element of this invention.
図15は、当該工程に係る導波路コアの製造工程を示している。光発光素子の製造方法において、まず、図9で説明した光発光素子本体47を準備する。次に、光発光素子本体47の発光面側(発光部46側)に第1成形型55を載せる。第1成形型55は、複数の柱状の空孔56を有する。複数の柱状の空孔56の位置は、複数の発光部46の位置に対応している。光発光素子本体47上に第1成形型55を載せる際、複数の発光部46の各々と、複数の柱状の空孔56の対応するものとが重なるように位置を合わせる。続いて、導波路コアの母材を第1成形型55の空孔56へ流し込む。その後、当該母材を流し込んだ第1成形型55と光発光素子本体47とをキュアオーブンに投入し、母材を硬化させて導波路コア57を形成する。硬化により導波路コア57は弱冠収縮するので、第1成形型55より容易に剥離することができる。
FIG. 15 shows a manufacturing process of the waveguide core according to this process. In the method for manufacturing a light emitting element, first, the light emitting
図16は、当該工程に係る導波路クラッドの製造工程を示している。図15の工程に続いて、光発光素子本体47上に第2成形型58を載せる。第2成形型58は、複数の柱状の空孔59を有する。複数の柱状の空孔59の位置は、複数の発光部46の位置に対応し、導波路コア57を内包する大きさを有する。光発光素子本体47上に第2成形型58を載せる際、複数の発光部46の各々と、複数の柱状の空孔59の対応するものとが重なるように(導波路コア57の光軸を内包するように)位置を合わせる。次に、導波路クラッドの母材を第2成形型58の空孔59へ流し込む。その後、当該母材を流し込んだ第2成形型58と光発光素子本体47とをキュアオーブンに投入し、母材を硬化させて導波路クラッド60を形成する。硬化により導波路クラッド60は弱冠収縮するので、第2成形型58より容易に剥離することができる。この様子を示したのが図17である。図17は、当該工程に係る結合導波路を示している。この後、得られた光発光素子本体47の電極パッド(図示されず)に半田ボール51を搭載して、光発光素子が製造される。
FIG. 16 shows a waveguide clad manufacturing process according to this process. Following the step of FIG. 15, the
なお、光発光素子本体47、導波路コア57、及び導波路クラッド60は、図13における光発光素子本体1に格納された半導体素子、導波路コア2a’、及び導波路クラッド2b’に相当する。
The light emitting
本実施の形態(図15〜図17)においては、光発光素子本体47上に結合導波路を形成することで、光素子を製造する場合の例について説明している。光受光素子においても、上記と同様のプロセスにより光受光素子本体11上に結合導波路12’を製造することが可能である。また、その他のプロセスで作製したものであっても同様の構造であれば本発明の光モジュールに用いることが可能である。
In the present embodiment (FIGS. 15 to 17), an example in which an optical element is manufactured by forming a coupling waveguide on the light emitting
次に、本発明の光素子モジュールの製造方法の第2の実施の形態については、インタポーザ基板5に貫通穴が設けられている他は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。なお、インタポーザ基板5の貫通穴は、光発光素子10aの結合導波路2’の位置、及び、光受光素子20aの結合導波路12’の位置に設けられている。貫通穴を設ける方法としては、レーザ加工、ドリル、及びエッチングのような方法が例示される。
Next, the second embodiment of the method for manufacturing an optical element module according to the present invention is the same as the first embodiment except that the
次に、本発明の光モジュールの製造方法の第2の実施の形態については、図13及び図14の光モジュールを用いる他は、第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。 Next, the second embodiment of the optical module manufacturing method of the present invention is the same as the first embodiment except that the optical module shown in FIGS. .
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることが得きる。加えて、インターポーザ基板5を介さずに光発光素子10aと光導波路3とを直接接続することができるので、発光部からの光の広がりを抑えて高効率な光結合が可能となる。
Also in this embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment. In addition, since the
(第3の実施の形態)
本発明の光素子、光素子モジュール及び光モジュールの第3の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本発明の光素子及び光素子モジュールを含む光モジュールの第3の実施の形態の構成について説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the optical element, the optical element module, and the optical module of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of the third embodiment of the optical module including the optical element and the optical element module of the present invention will be described.
図18は、本発明の光モジュールの第3の実施の形態における光素子モジュールの構成を示す概略側面図である。光モジュールの光素子モジュール28’は、インタポーザ基板5’と光発光素子65を備える。
FIG. 18 is a schematic side view showing the configuration of the optical element module according to the third embodiment of the optical module of the present invention. The
第3の実施の形態では、裏面発光型の光発光素子から発光した光を光路変換なく光結合させる際の光モジュールの例を示す。ここで裏面発光型の光発光素子とは、光発光素子を駆動するための電極が形成されている面と、発光部の形成されている面とが互いに反対側である光発行素子と定義する。 In the third embodiment, an example of an optical module when optically coupling light emitted from a backside light emitting element without optical path conversion is shown. Here, the back-emitting light emitting element is defined as a light emitting element in which the surface on which an electrode for driving the light emitting element is formed and the surface on which the light emitting part is formed are opposite to each other. .
図18を参照すると、本実施の形態では、一つの光発光素子64が複数並列にまとめられた形で光発光素子65を形成している。光発光素子65は、成形封止体66で封止されている。成形封止体66は、その両端においてピン68でインタポーザ基板5’に固定されている。
Referring to FIG. 18, in the present embodiment, the
光発光素子64は、光発光素子64の電極接続(半田ボール)の面とは反対側の面において、その面の垂直方向に結合導波路62を有する。結合導波路62は、導波路コア62aと導波路クラッド62bとを含む。結合導波路62は、導波路コア62aの光軸を発光部63の光軸と一致させた状態で、柱状に形成されている。光発光素子64の他については、第1の実施の形態の光発光素子1と同様である。
The
光導波路3’は、複数の導波路コア3a’とその全体を囲む導波路クラッド3b’とその端部のコネクタ69とを備える。コネクタ69は、ピン68を挿入可能な穴69aを備える。
The
図19は、本発明の光モジュールの第3の実施の形態における光素子の構成を示す概略図である。(a)は平面図、(b)は断面図をそれぞれ示す。成形封止体66には光発光素子64がアレイ状に配列されている。成形封止体66の両端には円柱状の穴67が形成されている。当該穴67にピン68を差し込むことで、インタポーザ基板5’における成形封止体66の位置決めが可能である。そして、そのピン68が他の部品の穴に入ることで、当該他の部品と成形封止体66との位置決めが可能である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of the optical element in the third embodiment of the optical module of the present invention. (A) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view. The
光発光素子65の光発光素子本体47において、発光部46上には結合導波路62(導波路コア62a、導波路クラッド62b)が設けられている。発光部46のある面と反対側の面には光発光素子65を駆動する電源を供給するための電気接続部(電極パッド52と半田ボール51)が設けられている。
In the light emitting element
穴67の位置は、例えば、穴67の中心間を結ぶ線上に、光発光素子64の導波路コア62aの中心が一致するように形成されている。別の部品、例えば光導波路3’は、穴69aの中心間を結ぶ線上に導波路コア3a’が並ぶように位置合わせせされている。穴67と穴69aとは、サイズ、穴間距離などのディメンジョンが一致している。そのため、その穴69aにピン68を差し込むことで、光導波路3’の導波路コア3a’と光発光素子65の結合導波路62の導波路コア62aとを適切な位置関係に位置決めすることができる。それにより、光発光素子65より出射される光信号が高効率で光導波路3’と光結合し、伝送できる。
The positions of the
図5〜図6に示す導波路コア2aの形状は、本実施の形態の導波路コア62aについても同様に適用可能である。この場合、より高効率で光結合させることができる。
The shape of the
インターポーザ基板5’は、光発光素子として光発光素子65を、光導波路として光導波路3’をそれぞれ用いている他は、第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
The
なお、上記説明では、発光側のみ記載しているが、受光側についても同様である。 In the above description, only the light emitting side is described, but the same applies to the light receiving side.
光モジュール及び光発光素子モジュールは、インターポーザ基板5’を用いている他は、第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
Since the optical module and the light emitting element module are the same as those in the first embodiment except that the
次に、本発明の光モジュールの第3の実施の形態の動作について説明する。
LSI8の電気信号は、LSI8の出力ポートよりドライバーIC6に伝送され、光発光素子65を駆動する。光発光素子65は、電気信号を電気光変換してレーザ光の光信号にする。光発光素子65は、発光部63より光信号を導波路コア62aへ出力する。その光信号は、導波路コア62内を伝播し光発光素子65上に形成された導波路コア62aの端部に到達する。その光信号は、成形封止体66の両端に形成された位置決め用の穴67によって位置合わせされたコネクタ69を通過し、他の導波路コア3a’に入射する。他の導波路コア3a’に入射した光信号は導波路3a’の他の端部に設けられたコネクタ69を通過し、光受光素子(図示されず)上に形成された導波路コア(図示されず)に入射される。光受光素子(図示されず)は、レーザの光信号を電気信号に光電気変換し、レシーバIC16を駆動する。そして、他のLSI18の入力ポートに入射することで他のLSI18との送受信を行うことができる。
Next, the operation of the third embodiment of the optical module of the present invention will be described.
The electrical signal of the
本発明の光素子の製造方法の第3の実施の形態については、光発光素子本体47の電極パッド52が反対の面に設けられていることほかは、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。ただし、追加の工程として、得られた光発光素子を合成樹脂などで成形、封止すること、成形封止体の所定の位置に位置決め用の穴を穴開け加工をすること、光発光素子の電極パッドに半田ボールを搭載することを行う。
The third embodiment of the optical element manufacturing method of the present invention is the same as the first embodiment except that the
次に、本発明の光素子モジュールの製造方法の第3の実施の形態については、図18及び図19のようにインタポーザ基板5’を用い、光発光素子として光発光素子65を、光導波路として光導波路3’を用いる他は、第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
Next, in the third embodiment of the method for manufacturing an optical element module of the present invention, an
次に、本発明の光モジュールの製造方法の第3の実施の形態については、上記の光素子モジュールを用いる他は、第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。 Next, the third embodiment of the method for manufacturing an optical module of the present invention is the same as the first embodiment except that the above-described optical element module is used.
本実施の形態では、図18に示すように、導波路コア62aがインタポーザ基板5’に対して垂直な方向へ延びるように、光発光素子64がインタポーザ基板5’に取り付けられている。しかし、導波路コア62aがインタポーザ基板5’に対して水平な方向へ延びるように、光発光素子64がインタポーザ基板5’に取り付けられていても良い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 18, the
本発明においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、光発光素子上の光導波路は複数列で形成されており、多数の光信号を一括して伝送することができる。 Also in the present invention, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, the optical waveguides on the light emitting element are formed in a plurality of rows, and a large number of optical signals can be transmitted at once.
(第4の実施の形態)
本発明の光素子、光素子モジュール及び光モジュールの第4の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本発明の光素子及び光素子モジュールを含む光モジュールの第4の実施の形態の構成について説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of an optical element, an optical element module, and an optical module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of a fourth embodiment of an optical module including the optical element and the optical element module of the present invention will be described.
図20〜図21は、本発明の光モジュールの第4の実施の形態の構成を示す概略図である。図20は、当該光モジュールの発光側の概略側面図、図21はその概略平面図を示す。光モジュール38bは、マザーボード7と光素子モジュール28bとを具備する。
20 to 21 are schematic views showing the configuration of the fourth embodiment of the optical module of the present invention. FIG. 20 is a schematic side view of the light emitting side of the optical module, and FIG. 21 is a schematic plan view thereof. The
第2の実施の形態では、光発光素子10aは、一層の導波路コア2aと光結合している(図13、図14)場合の例を示した。本実施の形態では、複数の光発光素子10aから発せられた複数の光が、多層の導波路コア3aを形成した多チャンネルの光導波路3と光結合し、他端に形成されたコネクタ72を介し他のボードに搭載されている複数の光受光素子20との間で送受信する場合の光モジュール38bの例を示す(図20、図21)。
In the second embodiment, the example in which the
光発光素子70は、複数の光発光素子10aを備える。一つ一つの光発光素子10aは、第2の実施の形態の光発光素子10aと同じである。すなわち、光発光素子10aは、光発光素子本体1及び結合導波路2’を有する。結合導波路2’は、インタポーザ基板5を突き抜けている。その高さは、第1の実施の形態の結合導波路2と比較して、インターポーザ基板5の厚み分だけ高い。そして、結合導波路2’は、光導波路3と直接結合している。これにより、第1の実施の形態と比較して、インタポーザ基板5が厚くても、高効率で光結合させることができる。ただし、光発光素子10aは、本実施の形態では、2行×6列の形で並んでいる。光発光素子10aは、列ごとに設けられたドライバIC6により駆動される。光発光素子10aの他は第2の実施の形態(図1、図2)と同様である。
The
図5〜図6に示す導波路コア2aの形状は、本実施の形態の導波路コア2a’についても同様に適用可能である。この場合、より高効率で光結合させることができる。
The shape of the
光導波路3は、導波路コア3aが6列に並んだ層が2段になっている。すなわち、光導波路3は、複数(2行×6列)の導波路コア3aを有する。その端部は、45°ミラー加工が施され、各導波路コア3aは、複数の光発光素子10aのうちの対応するものから発せられた光信号を伝送する。光導波路3の他は第2の実施の形態(図1、図2)と同様である。
The
本実施の形態における光導波路3は導波路コア3aを多段に形成している。そのため、導波路コア3aを一段としている場合(第1、2の実施の形態)と比較して、多チャンネルの信号をより高密度に光結合することが可能である。
The
光発光素子10aより発せられた光を受光して光路変換する側の光導波路3の端部は、光導波路クラッド3bの下部に基板73が設けられている。光導波路3のこの部分の強度を高くするためである。この部分の導波路クラッド3b及び基板73は、他のボード(図示されず)に取り付けられたコネクタ72に差し込まれる。
A
光モジュール38bにおける他の構成は、その他の構成は、第2の実施の形態(図13)と同様であるので、その説明を省略する。
Since other configurations in the
図22は、光導波路3とコネクタ72との接続の様子を示す正面図である。(a)はコネクタのみの様子、(b)はコネクタ72と光導波路3とが接続した様子をそれぞれ示している。(a)を参照して、コネクタ72は、ハウジング78、結合穴74、突起部75、ピン穴76を有する。結合穴74は、光導波路3を挿入する穴である。突起部75は、光導波路3のV溝79(後述)に嵌り、光導波路3の位置合わせに用いる。ピン穴76は、ハウジング78を他のボード(図示されず)に固定するピン用の円柱状の穴である。
(b)を参照して、光導波路3(導波路クラッド3b及び基板73)における導波路コア3aを挟んだ両側に、V溝79が形成されている。このV溝79は、導波路コア3aとの距離、溝の深さが正確に位置合わせされている。それにより、光導波路3が結合穴74に挿入されるとき、コネクタ72の突起部75がV溝79に嵌ることにより、コネクタ72と光導波路3との位置合わせを容易に行うことができる。そして、光導波路3をコネクタ72に樹脂封止することで、光導波路3をコネクタ72のハウジング78内に高精度に固定することができる。このコネクタ72のピン穴76にピン77を挿すことで、高精度に並べられた石英ファイバー(図示されず)と光導波路3とを正確に位置合わせすることができる。
FIG. 22 is a front view showing a state of connection between the
Referring to (b), V-
次に、本発明の光モジュールの第4の実施の形態の動作については、多チャンネルの光信号を伝送する他は、第2の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。 Next, the operation of the fourth embodiment of the optical module of the present invention is the same as that of the second embodiment except that a multi-channel optical signal is transmitted.
次に、本発明の光素子の製造方法の第4の実施の形態については、第2の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。 Next, since the fourth embodiment of the optical element manufacturing method of the present invention is the same as the second embodiment, the description thereof is omitted.
次に、本発明の光導波路3の製造方法の実施の形態について説明する。図23〜図24は、本発明の光導波路の製造方法の実施の形態の工程を示す断面図である。ここでは、光導波路としてフィルム導波路を作製する工程について述べる。
Next, an embodiment of a method for manufacturing the
図23を参照して、まず、平坦性がありかつUV光の透過可能な基材81を準備する(図23(a))。次に、UV光照射で基材81との密着強度の低下する接着層82を、基材81上に形成する(図23(b))。続いて、その接着層82の上にUV光の透過しない保護層83を形成する(図23(c))。その保護層83の上にポリマー導波路のクラッド層84b、コア層84a、クラッド層84bの3層を塗布、露光、キュアを繰り返すことにより形成し、光導波路84とする(図23(d))。得られた光導波路84について、所定の位置にV溝を形成する。V溝は、例えば、V溝形状を有するブレードを用いたダイシングソーによる加工で形成することができる。
Referring to FIG. 23, first, a
上記保護層83の役割は光導波路84作製の露光時に照射するUV光により、接着層82の密着強度が低下し、剥離してしまうことを防ぐ役割をしている。接着層82にはUV光により接着層82中に含まれる発泡剤が発泡し、ガスを発生させることにより密着を低下させる機構を有するものを使用してもよい。このような機構を有する接着層82を用いることにより、UV光照射することで局所的な基材81の剥離が可能となり、また低応力で光導波路3を基材81から剥離することが可能となる。以上のような方法を取ることにより、フィルム導波路作製時に不具合なくポリマー導波路の支持体を取り外すことができる。また、UV光透過しない基材上に光導波路を形成し、熱、あるいは溶剤によりポリマー導波路を剥離し、フィルム化する方法も考えられるが、局所的に硬質基材を残したい場合等には不向きである。
The role of the
図24を参照して、V溝形成後、基材81の側より導波路パターンの両端を残し、切り溝85を形成する(図24(a))。続いて、基材81の側より、マスク86を介してUV光を照射する(図24(b))。これにより、フィルム化したい部分のみにUV光が照射される。接着層82に含まれる発泡剤より窒素が発生することにより基材81と接着層82との界面に空気層ができ、基材81の一部である基材87を容易に剥離することができる(図24(c))。これにより、光導波路の底部88が露出する。得られたフィルム導波路の端に形成されたV溝加工を用いてコネクタかんごう部分の突起に位置あわせし、石英ファイバーとの光結合をすることができる。
Referring to FIG. 24, after forming the V-groove, both ends of the waveguide pattern are left from the
上記に示す支持用の基材である透明の基材81の材質については、平坦性がありUV光が透過することが可能であれば、特にガラスのような無機材料に限定されるものではない。ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのような有機フィルム材料でも同様にして加工することが可能である。要求される耐熱条件、重量、光透過性、用途などに応じて使い分けることができる。
The material of the
なお、上記と同様のフィルム化プロセスをポリマー導波路の両面で行うことで、導波路をはさむ構造で支持用の基材を残すこともできる。石英ファイバーとの結合を行う際には、支持基材として線膨張係数が低いものを用いてはさむことで、熱サイクル印加時の光軸ずれを低減させることが可能である。多層の光導波路を形成する場合等には光軸ずれの影響はよりシビアに現れるため、前記の方法を取ることが効果的である。 By performing the same film formation process as described above on both sides of the polymer waveguide, it is possible to leave a supporting base material with a structure sandwiching the waveguide. When bonding with the quartz fiber, it is possible to reduce the optical axis shift at the time of thermal cycle application by sandwiching a support base material having a low linear expansion coefficient. In the case of forming a multi-layered optical waveguide, etc., the influence of the optical axis shift appears more severely, so it is effective to adopt the above method.
以上のようにして形成したフィルム導波路の片端をダイシングソーを用いて45°に楔形加工(ミラー加工)を行った。このダイシング加工については導波路の基材を除去する前に行っても後に行ってもよいが加工の精度を向上させるためには基材ありの状態で加工することが望ましい。 One end of the film waveguide formed as described above was subjected to wedge processing (mirror processing) at 45 ° using a dicing saw. The dicing process may be performed before or after removing the base material of the waveguide. However, in order to improve processing accuracy, it is desirable to perform the processing with the base material.
次に、本発明の光素子モジュールの製造方法の第4の実施の形態については、光導波路3は複数列×複数行の光発光素子及びそれに対応する光導波路3を用いている他は、第2の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, regarding the fourth embodiment of the method for manufacturing an optical element module of the present invention, the
本発明においても、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、光素子上に形成した光導波路あるいは光素子面上に、柱状あるいはV溝形状等の加工を有しているので、ピン等を用いた他の光線路との結合が容易に可能となる。 Also in the present invention, the same effect as in the second embodiment can be obtained. In addition, since the optical waveguide formed on the optical element or the optical element surface has a columnar or V-groove processing, it can be easily coupled with other optical lines using pins or the like. Become.
本発明における各実施の形態については、互いに矛盾が発生しない限り、併せて実施しても良い。 Each embodiment in the present invention may be implemented together as long as no contradiction occurs.
1 光発光素子本体
2、2’、12、12’ 結合導波路
2a、12a、2a’、12a’ 導波路コア
2b、12b、2b’、12b’ 導波路クラッド
3、3’ 光導波路
3a、3a 導波路コア
3b、3b 導波路クラッド
4、14 光路変換ミラー
5、5’ インタポーザ基板
6 ドライバIC
7 マザーボード
8、18 LSI
10、10a 光発光素子
11 光受光素子本体
16 レシーバIC
20、20a 光受光素子
21、22、23、24、25、26 配線
28、28a、28b 光素子モジュール
31、32、33、34 配線
38、38a、38b 光モジュール
42 発光部
44 受光部
45 光発光素子ウェハー
46 発光部
47 光発光素子本体
48 ポリマー母材層
48’ 導波路クラッド
49 ガラスマスク
50 導波路コア
51 半田ボール
52 電極パッド
55 第1成形型
56 空孔
57 導波路コア
58 第2成形型
59 空孔
60 導波路クラッド
61 光発光素子本体
62 結合導波路
62a 導波路コア
62b 導波路クラッド
63 発光部
64、65 光発光素子
66 成形封止体
67 穴
68 ピン
69 コネクタ69
69a 穴
72 コネクタ
73 基板
74 結合穴
75 突起部
76 ピン穴
77 ピン
78 ハウジング
79 V溝
81 基材
82 接着層
83 保護層
84 光導波路
84a コア層
84b クラッド層
86 マスク
DESCRIPTION OF
7
10, 10a
20, 20a
Claims (25)
第1屈折率を有し、前記光発光部に接して設けられ、前記光を導波する第1コア部と、
前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、前記第1コア部を囲むように設けられている第1クラッド部と
を具備する
光素子。 An optical element body having a light emitting portion for emitting light;
A first core portion having a first refractive index, provided in contact with the light emitting portion, and guiding the light;
An optical element comprising: a first clad portion having a second refractive index different from the first refractive index and provided so as to surround the first core portion.
前記第1コア部が前記光発光部と接する第1領域の面積は、前記光発光部が前記光を発光する第2領域の面積と同等以上であり、且つ、前記第1領域は前記第2領域を包含している
光素子。 The optical element according to claim 1,
The area of the first region where the first core portion is in contact with the light emitting portion is equal to or greater than the area of the second region where the light emitting portion emits the light, and the first region is the second region. An optical element that encompasses a region.
前記光素子本体は、複数の前記光発光部を有し、
前記複数の光発光部に対応して、複数の前記第1コアが設けられている
光素子。 The optical element according to claim 1 or 2,
The optical element body has a plurality of the light emitting portions,
An optical element provided with a plurality of the first cores corresponding to the plurality of light emitting units.
第1屈折率を有し、前記光受光部に接して設けられ、前記光を導波する第1コア部と、
前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、前記第1コア部を囲むように設けられている第1クラッド部と
を具備する
光素子。 An optical element body having a light receiving portion for receiving light;
A first core portion having a first refractive index, provided in contact with the light receiving portion, and guiding the light;
An optical element comprising: a first clad portion having a second refractive index different from the first refractive index and provided so as to surround the first core portion.
前記光受光部が前記光を受光する第4領域の面積は、前記第1コア部が前記光受光部と接する第3領域の面積と同等以上であり、且つ、前記第4領域は前記第3領域を包含している
光素子。 The optical element according to claim 4,
The area of the fourth region where the light receiving portion receives the light is equal to or greater than the area of the third region where the first core portion is in contact with the light receiving portion, and the fourth region is the third region. An optical element that encompasses a region.
前記光素子本体は、複数の前記光受光部を有し、
前記複数の光受光部に対応して、複数の前記第1コアが設けられている
光素子。 The optical element according to claim 4 or 5,
The optical element body has a plurality of the light receiving parts,
An optical element provided with a plurality of the first cores corresponding to the plurality of light receiving portions.
前記第1コア部は、前記光素子本体の表面に対して垂直方向に延びている
光素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 6,
The first core portion extends in a direction perpendicular to the surface of the optical element body.
前記第1コア部は、柱形状である
光素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 7,
The first core part is a columnar optical element.
前記第1クラッド部は、柱形状である
光素子。 The optical element according to claim 8, wherein
The first cladding portion is a columnar optical device.
前記第1コア部における前記光が導波する軸に垂直な断面積が、前記光が導波する方向に沿って単調減少している
光素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 9,
An optical element in which a cross-sectional area perpendicular to an axis along which the light is guided in the first core portion monotonously decreases along a direction in which the light is guided.
前記第1コア部及び前記第1クラッド部は、合成樹脂で形成されている
光素子。 The optical device according to any one of claims 1 to 10,
The first core portion and the first cladding portion are optical elements formed of synthetic resin.
前記合成樹脂は、感光性の合成樹脂である
光素子。 The optical element according to claim 11,
The synthetic resin is a photosensitive synthetic resin.
前記第1コア部の前記合成樹脂は、前記光の波長に対して透過率が90%以上である
光素子。 The optical element according to claim 11 or 12,
The synthetic resin of the first core portion is an optical element having a transmittance of 90% or more with respect to the wavelength of the light.
前記第1屈折率は、前記第2屈折率に比較して、1.0%以上大きい
光素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 13,
The optical element in which the first refractive index is 1.0% or more larger than the second refractive index.
前記光の波長が1000nm以下である
光素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 14,
The optical element whose wavelength of the said light is 1000 nm or less.
前記基板の一方の面に設けられた請求項1乃至15のいずれか一項に記載の光素子と
を具備する
光素子モジュール。 A substrate,
An optical element module comprising: the optical element according to claim 1 provided on one surface of the substrate.
前記光素子における前記光の進行する方向が、前記基板に対して垂直である
光素子モジュール。 The optical element module according to claim 16, wherein
The optical element module, wherein a direction in which the light travels in the optical element is perpendicular to the substrate.
前記基板の他方の面に設けられた光導波路を更に具備し、
前記光導波路は、
第3屈折率を有し、前記光を導波する第2コア部と、
前記第3屈折率とは異なる第4屈折率を有し、前記第2コア部を囲むように設けられた第2クラッド部と
を備え、
前記基板を挟んで前記光素子と反対側の位置に、光路変換ミラーを有する前記光導波路の端部が設けられ、
前記光素子における前記光の進行する方向が、前記基板に向う方向であり、
前記第1コア部と前記第1クラッド部との先端は前記基板に接している
光素子モジュール。 The optical element module according to claim 17, wherein
Further comprising an optical waveguide provided on the other surface of the substrate;
The optical waveguide is
A second core portion having a third refractive index and guiding the light;
A second clad part having a fourth refractive index different from the third refractive index and provided so as to surround the second core part,
An end of the optical waveguide having an optical path conversion mirror is provided at a position opposite to the optical element across the substrate,
A direction in which the light travels in the optical element is a direction toward the substrate;
The optical element module in which the tips of the first core part and the first cladding part are in contact with the substrate.
前記基板の他方の面に設けられた光導波路を更に具備し、
前記光導波路は、
第3屈折率を有し、前記光を導波する第2コア部と、
前記第3屈折率とは異なる第4屈折率を有し、前記第2コア部を囲むように設けられた第2クラッド部と
を備え、
前記基板を挟んで前記光素子と反対側の位置に、光路変換ミラーを有する前記光導波路の端部が設けられ、
前記光素子における前記光の進行する方向が、前記基板に向う方向であり、
前記第1コア部と前記第1クラッド部との先端は前記光導波路の前記端部に接している
光素子モジュール。 The optical element module according to claim 17, wherein
Further comprising an optical waveguide provided on the other surface of the substrate;
The optical waveguide is
A second core portion having a third refractive index and guiding the light;
A second clad part having a fourth refractive index different from the third refractive index and provided so as to surround the second core part,
An end of the optical waveguide having an optical path conversion mirror is provided at a position opposite to the optical element across the substrate,
A direction in which the light travels in the optical element is a direction toward the substrate;
An optical element module, wherein tips of the first core part and the first cladding part are in contact with the end part of the optical waveguide.
前記第2クラッド部は、凹部を備え、
前記凹部は、他の伝送路に関わる部品の凸部と嵌合することで、前記光導波路と前記他の伝送路との位置合わせを行う
光素子モジュール。 The optical element module according to claim 18 or 19,
The second cladding portion includes a recess,
An optical element module that aligns the optical waveguide with the other transmission line by fitting the concave part with a convex part of a component related to the other transmission line.
前記マザーボードに搭載され、請求項16乃至20のいずれか一項に記載の光素子モジュールと
を具備する
光モジュール。 With the motherboard,
21. An optical module comprising the optical element module according to any one of claims 16 to 20 mounted on the mother board.
(b)前記光変換部上に第1コア部を、前記光素子本体の前記光変換部上を除く所定の領域に、第1クラッド部を形成する工程と
を具備し、
前記第1コア部は、第1屈折率を有し、前記光変換部に接して設けられ、前記光を導波し、
前記第1クラッド部は、前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有し、前記第1コア部を囲むように形成される
光素子の製造方法。 (A) a step of forming an optical element body having a light conversion portion that performs either one of light reception and light emission;
(B) forming a first core part on the light conversion part, and forming a first cladding part in a predetermined region excluding the light conversion part of the optical element body,
The first core portion has a first refractive index, is provided in contact with the light conversion portion, and guides the light.
The method of manufacturing an optical element, wherein the first cladding part has a second refractive index different from the first refractive index and is formed so as to surround the first core part.
前記(b)工程は、
(b1)前記光素子本体上に感光性を有する合成樹脂を塗布する工程と、
(b2)前記光変換部上の前記合成樹脂を感光する工程と、
(b3)前記合成樹脂を熱処理する工程と
を具備する
光素子の製造方法。 In the manufacturing method of the optical element of Claim 22,
The step (b)
(B1) applying a photosensitive synthetic resin on the optical element body;
(B2) exposing the synthetic resin on the light conversion unit;
(B3) A step of heat-treating the synthetic resin.
前記(b)工程は、
(b4)前記光素子本体上に第1枠を設置する工程と、
ここで、前記第1枠は、円筒状の第1穴を有し、前記第1穴は、前記光変換部上の空間を囲み、
(b5)前記第1穴に第1合成樹脂を挿入する工程と、
(b6)前記光素子本体と前記第1合成樹脂を含む前記第1枠とを熱処理して、前記第1コア部を形成する工程と、
(b7)前記光素子本体上の前記第1枠を第2枠に取り替える工程と、
ここで、前記第2枠は、円筒状の第2穴を有し、前記第2穴は、前記光変換部上の空間を囲み、前記第1穴よりも大きく、
(b8)前記第2穴に第2合成樹脂を挿入する工程と、
(b9)前記光素子本体と前記第2合成樹脂を含む前記第2枠とを熱処理して、前記第1クラッド部を形成する工程と
を具備する
光素子の製造方法。 In the manufacturing method of the optical element of Claim 22,
The step (b)
(B4) installing a first frame on the optical element body;
Here, the first frame has a cylindrical first hole, and the first hole surrounds a space on the light conversion unit,
(B5) inserting a first synthetic resin into the first hole;
(B6) heat-treating the optical element body and the first frame containing the first synthetic resin to form the first core portion;
(B7) replacing the first frame on the optical element body with a second frame;
Here, the second frame has a cylindrical second hole, the second hole surrounds a space on the light conversion unit, and is larger than the first hole,
(B8) inserting a second synthetic resin into the second hole;
(B9) A step of heat-treating the optical element body and the second frame containing the second synthetic resin to form the first cladding part.
前記(b)工程は、印加する温度が100℃以上350℃以下である
光素子の製造方法。 In the manufacturing method of the optical element according to any one of claims 22 to 24,
The said (b) process is a manufacturing method of the optical element whose temperature to apply is 100 degreeC or more and 350 degrees C or less.
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