JP2007333951A - 光導波路基板、光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光部品（光導波路素子）をアセンブリ化して光モジュールとする場合に、各光部品の精密な位置調整（調芯）を容易に実現できるようにする。
【解決手段】光モジュールを、２つの素子搭載用開口部７，８を有する光導波路基板１と、２つの素子搭載用開口部７，８のそれぞれに搭載された２つの光導波路素子９，１０とを備え、光導波路基板１を、一方の光導波路素子９のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の光導波路素子１０のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば光通信で用いられる複数の光部品（例えば光波伝送用部品）をアセンブリ化して光モジュールを構成する場合に用いて好適の光導波路基板、光モジュール及びその製造方法に関する。

近年、光モジュールの量産化、低コスト化の要求に適するとして、ＳｉプラットフォームやＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit；平面光波回路)プラットフォーム上に光部品をハイブリッド集積する実装技術（光集積技術）が注目されている。
特に、ＰＬＣプラットフォーム（光導波路基板）を実装基板として用いる実装技術（平面実装技術）は、表面に導波路を形成した共通基板上に光部品を搭載するため、光モジュールの小型化、アセンブリ工程の簡略化に適していると言われている。

また、プラットフォーム上に光部品を搭載する場合、実際の光結合効率をモニタしながら、光部品の位置を調整するアクティブアライメント技術を用いて、調芯作業を行なうのが一般的である。
なお、特許文献１には、ファイバと光素子をＳｉプラットフォーム上でパッシブにアライメントする手法が開示されている。この特許文献１では、異方性エッチングで形成した高精度の溝に部材をはめ込んで合わせることが開示されている。しかしながら、この特許文献１に開示された技術は、アクティブアライメント技術を想定したものではない。
特開２００４−３１００６６号公報

ところで、複数の光部品をアセンブリ化することによって光モジュールを構成する場合、プラットフォーム上に搭載される各光部品について、それぞれ調芯作業を行なうことが必要になる。
このため、アクティブアライメント技術を用いて、複数の光部品をプラットフォーム上に搭載する場合、調芯作業に大変な手間と時間がかかってしまうことになる。この場合、平面実装型であり、アライメント自由度が小さいことが逆に制約となり、複数の光部品を精密に調芯するのが難しくなっている。

特に、例えば図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、両端の入出力ポートを接続するように導波路１０１を有するプラットフォーム（プラットフォーム基板）１００を、複数の部品搭載用溝１０２を備えるものとし、これらの部品搭載用溝１０２のそれぞれに複数の光部品（光回路部品，光導波路素子）１０３を搭載して光モジュール（例えばＰＬＣモジュール）とする場合には、アクティブアライメント技術を用いて複数の光部品１０３の位置を精密に調整するのは困難である。

つまり、アクティブアライメント技術を用いる場合、入力ポートから入射させた光を出力側でモニタする必要がある。
しかしながら、例えば図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、プラットフォーム１００が複数の部品搭載用溝１０２を有する場合、入射させた光は部品搭載用溝１０２で放射されてしまうことになる。例えば図５（Ｃ），（Ｄ）に示すように、１つの光部品１０３を１つの部品搭載用溝１０２に搭載する場合には、他の部品搭載用溝１０２で光が放射されてしまうことになる。このため、アクティブアライメント技術を用いて、各光部品の位置の調整を順次行なって搭載していくのは困難である。

このように、入射させた光は部品搭載用溝で放射されてしまうため、アクティブアライメント技術を用いて光部品の位置を精密に調整するのは困難である。
一方、まず、全ての部品搭載用溝に光部品を配置して、入力ポートから出力ポートまでの光の経路を確保した上で、アクティブアライメント技術を用いて、各光部品の位置を調整することが考えられる。

しかしながら、アクティブアライメントを行なうための光路が確保されるように、全ての部品搭載用溝に精密に光部品を配置するのは困難である。
このように、光部品の位置を精密に調整するのが困難であるため、アクティブアライメント技術を用いて調芯作業を行なうことを前提とすると、光損失が小さく、高い光結合効率を有する光モジュールを実現するのが難しい。

このため、汎用プリント基板上に電子部品を搭載して電子モジュール（例えばハイブリッドＩＣ）を製造する場合のように、予め汎用プラットフォームを作製しておき、この汎用プラットフォーム上に光部品を搭載して光モジュールを製造するという製造方法を実現するのも難しい。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、複数の光部品（光導波路素子）をアセンブリ化して光モジュールとする場合に、各光部品の精密な位置調整（調芯）を容易に実現できるようにした、光導波路基板、光モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。

このため、本発明の光モジュールは、２つの素子搭載用開口部を有する光導波路基板と、２つの素子搭載用開口部のそれぞれに搭載された２つの光導波路素子とを備え、光導波路基板は、一方の光導波路素子のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の光導波路素子のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えることを特徴としている。

本発明の光導波路基板は、信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、コリメート光を導くスラブ光導波路と、スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路と、２つの素子搭載用開口部と、一方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えることを特徴としている。

本発明の光モジュールの製造方法は、２つの素子搭載用開口部を有し、一方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備える光導波路基板を用意し、一方の素子搭載用開口部に一の光導波路素子を挿入し、一のアライメントポートを用いて、一の光導波路素子のアライメントを行ない、他方の素子搭載用開口部に他の光導波路素子を挿入し、他のアライメントポートを用いて、他の光導波路素子のアライメントを行なうことを特徴としている。

したがって、本発明の光導波路基板、光モジュール及びその製造方法によれば、複数の光部品（光導波路素子）をアセンブリ化して光モジュールとする場合に、各光部品の精密な位置調整（調芯）を容易に実現できるという利点がある。このため、コストパフォーマンスの高い実装方法を実現できることになる。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる光導波路基板、光モジュール及びその製造方法について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態にかかる光導波路基板、光モジュール及びその製造方法について、図１，図２を参照しながら説明する。

本実施形態にかかる光導波路基板は、例えばＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit；平面光波回路)プラットフォーム（光導波路プラットフォーム）であり、複数（ここでは２つ）の光部品（光導波路素子）が光導波路を介して接続されるようにアセンブリ化して、例えば光スイッチなどの光モジュール（光集積回路；多チャンネル光モジュール）を製造する場合に用いるものである。

例えば図１に示すように、本光導波路基板（スラブ光導波路基板）１は、信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路２と、複数の入力チャネル光導波路２を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズ（コリメートレンズアレイ）３と、コリメート光を導くスラブ光導波路（共通光導波路）４と、スラブ光導波路４を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズ（集光レンズアレイ）５と、複数の集光レンズ５によって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路６とを備える。つまり、入力チャネル光導波路２，コリメートレンズ３，共通光導波路４，集光レンズ５，出力チャネル光導波路６が同一基板上に形成されている。

特に、本光導波路基板１は、例えば図１に示すように、光導波路素子（光部品；ここではコリメート光の伝搬方向を切り換える光偏向素子）９，１０を搭載するために用いられる２つの素子搭載用開口部（部品搭載溝）７，８を備える。
なお、入力側の素子搭載用開口部を第１素子搭載用開口部７と呼び、出力側の素子搭載用開口部を第２素子搭載用開口部８と呼ぶこととする。また、入力側の光導波路素子を第１光導波路素子９と呼び、出力側の光導波路素子を第２光導波路素子１０と呼ぶこととする。

ここでは、第１素子搭載用開口部７は、基板１の第１側面１Ａにのみ開放された溝部として形成されている。また、第２素子搭載用開口部８は、基板１の第２側面１Ｂにのみ開放された溝部として形成されている。なお、素子搭載用開口部７，８は、上側のみ開放された穴部として形成されていても良い。
このように、２つの素子搭載用開口部７，８を互い違いに設けることで、素子搭載用開口部７，８の側方までスラブ光導波路４が延びるようにしている。つまり、基板１の第２側面１Ｂと第１素子搭載用開口部７との間、及び、基板１の第１側面１Ａと第２素子搭載用開口部８との間にそれぞれ光導波路４Ａ，４Ｂが形成されている。

そして、本光導波路基板１には、その両側（最外部）に、これらの光導波路４Ａ，４Ｂのそれぞれに連なるように、アライメント用に入力チャネル光導波路２Ａ，２Ｂ、コリメートレンズ３Ａ，３Ｂ、集光レンズ５Ａ，５Ｂ、出力チャネル光導波路６Ａ，６Ｂが設けられており、これらにより、２つのアライメントポートが形成される。つまり、本光導波路基板１には、第１素子搭載用開口部７（即ち、素子搭載用開口部７に搭載される光導波路素子９）のみをアライメント光が通過するように形成された第１アライメントポートと、第２素子搭載用開口部８（即ち、素子搭載用開口部８に搭載される光導波路素子１０）のみをアライメント光が通過するように形成された第２アライメントポートとが設けられている。

なお、アライメント用出力チャネル光導波路６Ａ，６Ｂには光ファイバ（図示せず）を介してパワーモニタ（図示せず）が接続されており、アライメント光のパワーをモニタできるようになっている。
このように構成される光導波路基板１は、例えば、以下のようにして作製される。
つまり、例えばベース基板上に、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を順に積層させて光導波路を形成する。次に、例えばエッチングによって、光導波路素子９，１０を搭載するための２つの素子搭載用開口部７，８を形成する。このようにして、２つの素子搭載用開口部７，８を備える光導波路基板１が作製される。

次に、本実施形態にかかる光モジュールの製造方法について説明する。
ここでは、上述の光導波路基板を用いた光モジュール（例えば光スイッチ）の製造方法について、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）を参照しながら説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８を有し、一方の素子搭載用開口部７のみをアライメント光が通過するように形成された第１アライメントポートと、他方の素子搭載用開口部８のみをアライメント光が通過するように形成された第２アライメントポートとを備える光導波路基板１を用意する。

次に、図２（Ｂ）に示すように、光導波路基板１に形成されている第１素子搭載用開口部７に第１光導波路素子（ここでは光偏向素子）９を、アクティブアライメントを行なって搭載する。
つまり、図２（Ｂ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８のうちの一方（ここでは入力側の第１素子搭載用開口部７）に、第１光導波路素子（光導波路部品）９を平行な状態で挿入する。ここでは、予め、第１光導波路素子９を光導波路基板１に対して平行な状態にした上で、第１素子搭載用開口部７に第１光導波路素子９を挿入する。

その後、第１アライメントポート（ここでは、アライメント用の入力チャネル光導波路２Ｂ，コリメートレンズ３Ｂ，スラブ光導波路４，光導波路４Ｂ，集光レンズ５Ｂ，出力チャネル光導波路６Ｂからなる）を用いて、第１光導波路素子９のアクティブアライメントを行なって、第１光導波路素子９の位置（ここでは高さ位置）を精密に調整する。つまり、第１光導波路素子９、及び、基板１の第１側面１Ａと他方の素子搭載用開口部（ここでは出力側の第２素子搭載用開口部８）との間に形成された光導波路４Ｂを通過したアライメント光を用いて、第１光導波路素子９のアクティブアライメントを行なって、第１光導波路素子９の位置（ここでは高さ位置）を精密に調整する。

ここでは、第１素子搭載用開口部７（即ち、第１素子搭載用開口部７に搭載される第１光導波路素子９）だけを通過する第１アライメントポートを用いて、第１光導波路素子９のアライメントを、第２光導波路素子１０のアライメントとは独立して行なう。
このようにして、第１光導波路素子９のアクティブアライメントを行なった後、第１光導波路素子９を第１素子搭載用開口部７内に固定する。

その後、図２（Ｃ）に示すように、光導波路基板１に形成されている第２素子搭載用開口部８に第２光導波路素子（ここでは光偏向素子）１０を、アクティブアライメントを行なって搭載する。
つまり、図２（Ｃ）に示すように、他方の素子搭載用開口部（ここでは、出力側の第２素子搭載用開口部８）に、第２光導波路素子（光導波路部品）１０を平行な状態で挿入する。ここでは、予め、第２光導波路素子１０を光導波路基板１に対して平行な状態にした上で、第２素子搭載用開口部８に第２光導波路素子１０を挿入する。

その後、第２アライメントポート（ここでは、アライメント用の入力チャネル光導波路２Ａ，コリメートレンズ３Ａ，スラブ光導波路４，光導波路４Ａ，集光レンズ５Ａ，出力チャネル光導波路６Ａからなる）を用いて、上記の第１光導波路素子９のアライメントとは独立して第２光導波路素子１０のアクティブアライメントを行なって、第２光導波路素子１０の位置（高さ位置）を精密に調整する。つまり、基板１の第２側面１Ｂと第１素子搭載用開口部７との間に形成された光導波路４Ａ、及び、この第２光導波路素子１０を通過したアライメント光を用いて、上記の第１光導波路素子９のアライメントとは独立して第２光導波路素子１０のアクティブアライメントを行なって、第２光導波路素子１０の位置（高さ位置）を精密に調整する。

ここでは、第２素子搭載用開口部８（即ち、第２素子搭載用開口部８に搭載される第２光導波路素子１０）だけを通過する第２アライメントポートを用いて、第２光導波路素子１０のアライメントを、第１光導波路素子９のアライメントとは独立して行なう。
このようにして、第２光導波路素子１０のアクティブアライメントを行なった後、第２光導波路素子１０を第２素子搭載用開口部８内に固定する。

これにより、図２（Ｄ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８にそれぞれ光導波路素子９，１０を搭載した光モジュール（例えば光スイッチ）が製造される。
なお、上述のように、アライメントポートを用いてアクティブアライメントを行なって、２つの光導波路素子９，１０をそれぞれ素子搭載用開口部７，８に挿入した後、これらを固定する前に、光スイッチを構成する各チャンネルを用いて、精密なアライメントを行なって、これらの光導波路素子９，１０の位置の微調整を行なうようにしても良い。

このようにして製造される光モジュール（例えば光スイッチ）は、図２（Ｄ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８を有する光導波路基板１と、２つの素子搭載用開口部７，８のそれぞれに搭載された２つの光導波路素子（光部品；ここでは光偏向素子）９，１０とを備え、光導波路基板１は、第１光導波路素子９のみをアライメント光が通過するように形成された第１アライメントポートと、第２光導波路素子１０のみをアライメント光が通過するように形成された第２アライメントポートとを備えるものとなる。

特に、第１アライメントポートは、光導波路基板１の第１側面１Ａと第２素子搭載用開口部８との間に光導波路４Ｂを備えるものとなる。また、第２アライメントポートは、光導波路基板１の第２側面１Ｂと第１素子搭載用開口部７との間に光導波路４Ａを備えるものとなる。
本実施形態では、スラブ光導波路基板（スラブ光導波路部品）１に形成された２つの素子搭載用開口部７，８のそれぞれに、入力側光偏向素子（ここでは複数の光偏向素子からなる入力側光偏向素子アレイ）９と、出力側光偏向素子（ここでは複数の光偏向素子からなる出力側光偏向素子アレイ）１０とを実装することで、光スイッチが構成される。

そして、これらの入力側光偏向素子アレイ９及び出力側光偏向素子アレイ１０を構成する各入力側光偏向素子及び各出力側光偏向素子を用いて、一の入力チャネル光導波路２から入力された光信号の経路を切り換えて一の出力チャネル光導波路６へ出力しうるようになっている。
したがって、本実施形態にかかる光導波路基板、光モジュール及びその製造方法によれば、複数の光導波路素子（光部品）９，１０を高精度に位置決めして搭載する必要のある光モジュールにおいて、各光導波路素子９，１０の精密な位置調整（調芯）を簡便かつ容易に実現できるという利点がある。このため、コストパフォーマンスの高い実装方法を実現できることになる。

特に、本実施形態では、２つの光導波路素子９，１０をそれぞれ独立にアライメントできるように、一方の素子搭載用開口部７，８（即ち、素子搭載用開口部７，８に搭載される光導波路素子９，１０）だけを通過するアライメント用の経路（ポート；チャンネル；光路）が確保されているため、この光路を用いてアライメントを行なう場合のアライメント光の結合効率が良好なものとなり（一方の素子搭載用開口部だけを通過するため、本来のパスと同等もしくはそれ以上になる）、より厳密なアライメントが可能となる。

また、素子搭載用開口部７，８を互い違いに設けるだけで良く、最終製品の形態としては素子搭載用開口部の形成エリアがずれるだけであるため、大きな設計変更を必要としないという利点もある。
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

以下、実施例１によって本発明を、更に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例１によって限定されるものではない。
本実施例１では、光路の途中に２つの素子搭載用開口部（部品搭載溝）を設けた光導波路プラットフォーム基板（平面光導波路回路基板）を作製し、素子搭載用開口部に何も入れない場合のこれらの開口部を通過した光ビームの挿入損失、一方の素子搭載用開口部に光導波路素子（光部品）を挿入し、アクティブアライメントを行なった上で固定した場合の１つの光導波路素子を通過した光ビームの挿入損失、さらに、他方の素子搭載用開口部に光導波路素子（光部品）を挿入し、独立にアクティブアライメントを行なった上で固定した場合の２つの光導波路素子を通過した光ビームの挿入損失を評価することによって、本発明による効果を確認した。

［光導波路プラットフォーム基板の構成及び製造方法］
光導波路プラットフォーム基板は、以下のようにして作製した。
まず、石英ガラス基板上の全面に、新日鐵化学社製の透明エポキシ樹脂Ｖ２５９を用いてポリマ光導波路を形成した。ポリマ光導波路は、下部クラッド層を屈折率１．５５、厚さ２０μｍとし、コア層は屈折率１．５７、厚さ１０μｍとし、上部クラッド層は屈折率１．５５、厚さ２０μｍとした。

そして、ドライエッチングによって、光回路の構成部材を作り込んだ。つまり、光の入射側から順に、入力チャネル光導波路、平面コリメートレンズ、第１の素子搭載用開口部、スラブ光導波路、第２の素子搭載用開口部、集光レンズ、出力チャネル光導波路を形成した。
ここでは、素子搭載用開口部は、ポリマ光導波路をドライエッチングによって凹状に掘り込んで、互い違いに形成した。また、レンズとスラブ光導波路はその周囲の不要部分（ポリマ光導波路）を除去して削りだしで形成した。チャネル光導波路は、長さ５ｍｍ、コア断面１０×１０μｍとした。レンズは、長さ２ｍｍ、幅１ｍｍとし、６個設けてレンズアレイとした。素子搭載用開口部は、長さ３ｍｍ、幅６ｍｍとし、２つ設けた。スラブ光導波路は長さ１０ｍｍ、幅８ｍｍとした。

［評価方法］
入力チャネル光導波路にバットジョイント法で接続したマルチモードファイバから波長１．３１μｍ／３ｍＷの光ビームを入射させ、出力チャネル光導波路に接続したマルチモードファイバで結合した光のパワーを測定して、評価を行なった。
まず、２つの素子搭載用開口部には何も入れない状態で、出射された光のパワーを測定し、挿入損失を計算したところ、１つの素子搭載用開口部を通る経路（２つのアライメントポート）で約３０ｄＢ、２つの素子搭載用開口部を通る経路（２つのアライメントポート間に設けられた各チャンネル）で約６０ｄＢであった。大部分のパワーは素子搭載用開口部で放射されて失われたと考えられる。

次に、光導波路素子として、２つのポリマ光導波路部品（光導波路素子，光部品）を作製した。ポリマ光導波路部品は、その外形を長さ２．９５０ｍｍ、幅６ｍｍとし、石英ガラス基板上に形成した光導波路プラットフォームと同じ層構成のスラブ光導波路を備えるものとした。
そして、第１の素子搭載用開口部に、上述のようにして作製した第１の光導波路素子をはめ込んだ。つまり、まず、実装ステージ上で、第１の光導波路素子の導波路面を下に向けて（即ち、上側にベース基板がくるようにして）光導波路プラットフォームの導波路面に押し当てて、両者の平行出しを行なった。このようにして得られた平行度を保ちつつ、第１の光導波路素子を第１の素子搭載用開口部にはめ込み、光を入射させながら調芯作業（アクティブアライメント；ここでは高さ調整）を行なった。この調芯作業には第２の素子搭載用開口部を通過しない経路（第１アライメントポート）を用いた。また、光導波路プラットフォームと第１の光導波路素子との間の隙間には屈折率を整合させるためにＮＴＴ−ＡＴ社製の透明ＵＶエポキシ樹脂を滴下した。

調芯完了後、第２の素子搭載用開口部を通過しない経路（第１アライメントポート）を用い、出射された光のパワーを測定し、挿入損失を計算したところ、６．５ｄＢであった。
その後、紫外線を照射して透明ＵＶエポキシ樹脂を硬化させて、第１の光導波路素子を固定した。

続いて、第２の素子搭載用開口部に、上述のようにして作製した第２の光導波路素子をはめ込んだ。つまり、上述と同様に、実装ステージ上で、第２の光導波路素子の導波路面を下に向けて（即ち、上側にベース基板がくるようにして）光導波路プラットフォームの導波路面に押し当てて、両者の平行出しを行なった。このようにして得られた平行度を保ちつつ、第２の光導波路素子を第２の素子搭載用開口部にはめ込み、光を入射させながら調芯作業（アクティブアライメント；ここでは高さ調整）を行なった。この調芯作業には第１の素子搭載用開口部を通過しない経路（第２アライメントポート）を用いた。また、光導波路プラットフォームと第２の光導波路素子との間の隙間には屈折率を整合させるためにＮＴＴ−ＡＴ社製の透明ＵＶエポキシ樹脂を滴下した。

調芯完了後、第１の素子搭載用開口部を通過しない経路（第２アライメントポート）を用い、出射された光のパワーを測定し、挿入損失を計算したところ、６．７ｄＢであった。
その後、紫外線を照射して透明ＵＶエポキシ樹脂を硬化させて、第２の光導波路素子を固定した。

そして、２つの光導波路素子を通過する経路（２つのアライメントポート間に設けられた各チャンネル）を用い、出射された光のパワーを測定し、挿入損失を計算したところ、いずれも７．５〜７．８ｄＢという良好な値が得られた。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態にかかる光導波路基板、光モジュール及びその製造方法について、図３，図４を参照しながら説明する。

本実施形態にかかる光導波路基板、光モジュール及びその製造方法は、上述の第１実施形態のものに対し、光導波路素子（光導波路部品；ここでは光偏向素子）に、その導波路内をアライメント光が伝搬するようにアライメント光の一部を反射するミラーが設けられており、このミラーを利用して、光導波路素子のアライメント（平行度調整）を二方向で行なう（即ち、高さ調整と傾き調整を行なう）ようにしている点が異なる。

本実施形態では、図３に示すように、光導波路素子９，１０は、その導波路に介装されるように、一方の端面９Ａ，１０Ａ側に、他方の端面９Ｂ，１０Ｂ側へ向けて光を反射させうるミラー１１を備える。なお、図３では、上述の第１実施形態（図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
ここでは、光導波路素子９，１０は、一方の端面９Ａ，１０Ａ側にアライメントに使用する領域を有し、このアライメント領域に、光路に対して４５度傾いたスリットを形成し、これに例えば樹脂を充填することで、光ビームを２分割するビームスプリッタ（ハーフミラー）を形成している。

そして、第１光導波路素子９は、図３に示すように、一方の端面９Ａが基板１の第１側面１Ａ側になるように、第１素子搭載用開口部７に挿入される。つまり、ミラー１１が第１アライメントポート（アライメント用の入力チャネル光導波路２Ｂ，コリメートレンズ３Ｂ，スラブ光導波路４，光導波路４Ｂ，集光レンズ５Ｂ，出力チャネル光導波路６Ｂからなる）上にくるように、第１光導波路素子９は第１素子搭載用開口部７に挿入される。

これにより、基板１の第１側面１Ａ側に位置する第１アライメントポートに入射されたアライメント光の一部（ここでは半分）は、第１光導波路素子９に形成されたミラー１１で反射され、９０度曲げられて、基板１の第２側面１Ｂ側へ向けて第１光導波路素子９の導波路内を伝搬し、光導波路基板１の光導波路４Ａを通じて基板１の側方へ出力されることになる。なお、光導波路基板１の側方には、例えばニアフィールドカメラが設けられており、アライメント光のパワーをモニタできるようになっている。

なお、アライメント光の残り（ここでは半分）は、アライメント用のスラブ光導波路４，光導波路４Ｂ，集光レンズ５Ｂを介して、アライメント用出力チャネル光導波路６Ｂから出力されることになる。なお、アライメント用出力チャネル光導波路６Ｂには光ファイバ（図示せず）を介してパワーモニタ（図示せず）が接続されており、アライメント光のパワーをモニタできるようになっている。

同様に、第２光導波路素子１０は、図３に示すように、一方の端面１０Ａが基板１の第２側面１Ｂ側になるように、第２素子搭載用開口部８に挿入される。つまり、ミラー１１が第２アライメントポート（アライメント用の入力チャネル光導波路２Ａ，コリメートレンズ３Ａ，スラブ光導波路４，光導波路４Ａ，集光レンズ５Ａ，出力チャネル光導波路６Ａからなる）上にくるように、第２光導波路素子１０は第２素子搭載用開口部８に挿入される。

これにより、基板１の第２側面１Ｂ側に位置する第２アライメントポートに入射されたアライメント光の一部（ここでは半分）が、第２光導波路素子１０に形成されたミラー１１で反射され、９０度曲げられて、基板１の第１側面１Ａ側へ向けて第２光導波路素子１０の導波路内を伝搬し、光導波路基板１の光導波路４Ｂを通じて基板１の側方へ出力されることになる。なお、光導波路基板１の側方には、例えばニアフィールドカメラが設けられており、アライメント光のパワーをモニタできるようになっている。

なお、アライメント光の残り（ここでは半分）は、アライメント用の集光レンズ５Ａを介して、アライメント用出力チャネル光導波路６Ａから出力されることになる。なお、アライメント用出力チャネル光導波路６Ａには光ファイバ（図示せず）を介してパワーモニタ（図示せず）が接続されており、アライメント光のパワーをモニタできるようになっている。

そして、本実施形態では、基板１の側方へ出力されるアライメント光（ミラー１１によって９０度曲げられて進行する光ビーム）のパワー（出力）と、アライメント用出力チャネル光導波路６Ａ，６Ｂから出力されるアライメント光（基板１の入力側から出力側へ向けて直進する光ビーム）のパワー（出力）とが、両方とも最大になるようにアライメントを行なうようにしている。これにより、より高精度のアライメントが可能となる。

なお、その他の構成は、上述の第１実施形態のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
次に、本実施形態にかかる光モジュールの製造方法について説明する。
ここでは、上述の光導波路基板を用いた光モジュール（例えば光スイッチ）の製造方法について、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）を参照しながら説明する。

まず、図４（Ａ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８を有し、一方の素子搭載用開口部７のみをアライメント光が通過するように形成された第１アライメントポートと、他方の素子搭載用開口部８のみをアライメント光が通過するように形成された第２アライメントポートとを備える光導波路基板１を用意する。
次に、図４（Ｂ）に示すように、光導波路基板１に形成されている第１素子搭載用開口部７に、ミラー１１を備える第１光導波路素子（ここでは光偏向素子）９を、アクティブアライメントを行なって搭載する。

つまり、図４（Ｂ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８のうちの一方（ここでは入力側の第１素子搭載用開口部７）に、ミラー１１を備える第１光導波路素子（光導波路部品）９を、一方の端面９Ａが基板１の第１側面１Ａ側になるように、第１素子搭載用開口部７に挿入する。つまり、ミラー１１が第１アライメントポート（アライメント用の入力チャネル光導波路２Ｂ，コリメートレンズ３Ｂ，スラブ光導波路４，光導波路４Ｂ，集光レンズ５Ｂ，出力チャネル光導波路６Ｂからなる）上にくるように、第１光導波路素子９を第１素子搭載用開口部７に挿入する。

なお、上述の第１実施形態の場合と同様に、予め、第１光導波路素子９を光導波路基板１に対して平行な状態にした上で、第１素子搭載用開口部７に第１光導波路素子９を挿入するのが好ましい。
その後、第１アライメントポートを用いて、第１光導波路素子９の高さ方向のアクティブアライメントを行なって、第１光導波路素子９の高さを精密に位置調整する。つまり、第１光導波路素子９、及び、基板１の第１側面１Ａと他方の素子搭載用開口部（ここでは出力側の第２素子搭載用開口部８）との間に形成された光導波路４Ｂを通過したアライメント光を用いて、第１光導波路素子９の高さ方向のアクティブアライメントを行なって、第１光導波路素子９の高さを精密に位置調整する。

ここでは、第１素子搭載用開口部７（即ち、第１素子搭載用開口部７に搭載される第１光導波路素子９）だけを通過する第１アライメントポートを用いて、第１光導波路素子９のアライメントを、第２光導波路素子１０のアライメントとは独立して行なう。
これと同時に、第１光導波路素子９に形成されたミラー１１によって反射され、第１光導波路素子９の導波路内を伝搬し、光導波路基板１の側方へ出力されたアライメント光を用いて、第１光導波路素子９の傾き方向のアクティブアライメントを行なって、第１光導波路素子９の傾きを精密に位置調整する。つまり、第１光導波路素子９に形成されたミラー１１によって反射され、第１光導波路素子９、及び、基板１の第２側面１Ｂと一方の素子搭載用開口部（ここでは入力側の第１素子搭載用開口部７）との間に形成された光導波路４Ａを通過したアライメント光を用いて、第１光導波路素子９の傾き方向のアクティブアライメントを行なって、第１光導波路素子９の傾きを精密に位置調整する。

このようにして、第１光導波路素子９のアクティブアライメントを行なった後、第１光導波路素子９を第１素子搭載用開口部７内に固定する。
その後、図４（Ｃ）に示すように、光導波路基板１に形成されている第２素子搭載用開口部８に、ミラー１１を備える第２光導波路素子（ここでは光偏向素子）１０を、アクティブアライメントを行なって搭載する。

つまり、図４（Ｃ）に示すように、他方の素子搭載用開口部（ここでは、出力側の第２素子搭載用開口部８）に、ミラー１１を備える第２光導波路素子（光導波路部品）１０を、一方の端面１０Ａが基板１の第２側面１Ｂ側になるように、第２素子搭載用開口部８に挿入する。つまり、ミラー１１が第２アライメントポート（アライメント用の入力チャネル光導波路２Ａ，コリメートレンズ３Ａ，スラブ光導波路４，光導波路４Ａ，集光レンズ５Ａ，出力チャネル光導波路６Ａからなる）上にくるように、第２光導波路素子１０を第２素子搭載用開口部８に挿入する。

なお、上述の第１実施形態の場合と同様に、予め、第２光導波路素子１０を光導波路基板１に対して平行な状態にした上で、第２素子搭載用開口部８に第２光導波路素子１０を挿入するのが好ましい。
その後、第２アライメントポートを用いて、上記の第１光導波路素子９のアライメントとは独立して第２光導波路素子１０の高さ方向のアクティブアライメントを行なって、第２光導波路素子１０の高さを精密に位置調整する。つまり、基板１の第２側面１Ｂと第１素子搭載用開口部７との間に形成された光導波路４Ａ、及び、この第２光導波路素子１０を通過したアライメント光を用いて、上記の第１光導波路素子９のアライメントとは独立して第２光導波路素子１０の高さ方向のアクティブアライメントを行なって、第２光導波路素子１０の高さを精密に位置調整する。

ここでは、第２素子搭載用開口部８（即ち、第２素子搭載用開口部８に搭載される第２光導波路素子１０）だけを通過する第２アライメントポートを用いて、第２光導波路素子１０のアライメントを、第１光導波路素子９のアライメントとは独立して行なう。
これと同時に、第２光導波路素子１０に形成されたミラー１１によって反射され、第２光導波路素子１０の導波路内を伝搬し、光導波路基板１の側方へ出力されたアライメント光を用いて、第２光導波路素子１０の傾き方向のアクティブアライメントを行なって、第２光導波路素子１０の傾きを精密に位置調整する。つまり、第２光導波路素子１０に形成されたミラー１１によって反射され、第２光導波路素子１０、及び、基板１の第１側面１Ａと一方の素子搭載用開口部（ここでは出力側の第２素子搭載用開口部８）との間に形成された光導波路４Ｂを通過したアライメント光を用いて、第２光導波路素子１０の傾き方向のアクティブアライメントを行なって、第２光導波路素子１０の傾きを精密に位置調整する。

このようにして、第２光導波路素子１０のアクティブアライメントを行なった後、第２光導波路素子１０を第２素子搭載用開口部８内に固定する。
これにより、図４（Ｄ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８にそれぞれ光導波路素子９，１０を搭載した光モジュール（例えば光スイッチ）が製造される。
なお、上述のように、アライメントポートを用いてアクティブアライメントを行なって、２つの光導波路素子９，１０をそれぞれ素子搭載用開口部７，８に挿入した後、これらを固定する前に、光スイッチを構成する各チャンネルを用いて、精密なアライメントを行なって、これらの光導波路素子９，１０の位置の微調整を行なうようにしても良い。

このようにして製造される光モジュール（例えば光スイッチ）は、図４（Ｄ）に示すように、２つの素子搭載用開口部７，８を有する光導波路基板１と、２つの素子搭載用開口部７，８のそれぞれに搭載され、ミラー１１を備える２つの光導波路素子（光部品；ここでは光偏向素子）９，１０とを備え、光導波路基板１は、第１光導波路素子９のみをアライメント光が通過するように形成された第１アライメントポートと、第２光導波路素子１０のみをアライメント光が通過するように形成された第２アライメントポートとを備えるものとなる。

特に、第１アライメントポートは、光導波路基板１の第１側面１Ａと第２素子搭載用開口部８との間に光導波路４Ｂを備えるものとなる。また、第２アライメントポートは、光導波路基板１の第２側面１Ｂと第１素子搭載用開口部７との間に光導波路４Ａを備えるものとなる。
本実施形態では、スラブ光導波路基板（スラブ光導波路部品）１に形成された２つの素子搭載用開口部７，８のそれぞれに、入力側光偏向素子（ここでは複数の光偏向素子からなる入力側光偏向素子アレイ）９と、出力側光偏向素子（ここでは複数の光偏向素子からなる出力側光偏向素子アレイ）１０とを実装することで、光スイッチが構成される。

そして、これらの入力側光偏向素子アレイ９及び出力側光偏向素子アレイ１０を構成する各入力側光偏向素子及び各出力側光偏向素子を用いて、一の入力チャネル光導波路２から入力された光信号の経路を切り換えて一の出力チャネル光導波路６へ出力しうるようになっている。
したがって、本実施形態にかかる光導波路基板、光モジュール及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態のものと同様の作用、効果がある。

特に、本実施形態では、光導波路素子９，１０の傾き調整も行なうため、上述の第１実施形態のものと比べ、より高精度な調芯が可能となるという利点がある。
特に、本実施形態のものによれば、上述の第１実施形態のものに対し、光導波路素子９，１０にミラー１１を形成することは必要となるものの、光導波路基板（プラットフォーム）１の形状・設計には変更を加えずに、より精密なアライメントが可能となる。

上述の第１実施形態の実施例１と同様にして、光導波路プラットフォーム及び光導波路素子を製造し、評価を行なった。
但し、本実施例２では、上述のようにして作製した光導波路素子のアライメント用ビームが通過する位置に、深さ５０μｍ、幅５０μｍ、長さ１０００μｍのスリットを、例えばエッチングによって、ビームに対して４５度傾くように形成し、このスリットに屈折率１．３３の樹脂を充填して、簡易ビームスプリッタ（ハーフミラー）を形成した。

そして、素子搭載用開口部に、上述のようにして作製した光導波路素子をはめ込んだ。つまり、まず、実装ステージ上で、光導波路素子の導波路面を下に向けて光導波路プラットフォームの導波路面に押し当てて、両者の平行出しを行なった。このようにして得られた平行度を保ちつつ、光導波路素子を素子搭載用開口部にはめ込み、光を入射させながら調芯作業（アクティブアライメント；ここでは高さ及び傾き調整）を行なった。

なお、ここでは、上述の第１実施形態の実施例１と同様に平行出しを行なっているが、本実施例２では、傾き調整も行なえるため、平行出しは必須ではない。但し、平行出しを行なって、大まかな傾き調整を行なった上で、後述の傾き調整（微調整）を行なうのが現実的である。
特に、本実施例２では、簡易ビームスプリッタで得られた２本のビームを使って調芯作業を行なった。つまり、簡易ビームスプリッタを通過して直進し、上述の第１実施形態の実施例１と同様に、出力用チャネル導波路から出力された光のパワー（出力）をモニタすることによって、高さ調整を行なった。一方、簡易ビームスプリッタによって直角に曲げられ、光導波路素子から光導波路プラットフォームの光導波路に結合させ、その外側で、ニアフィールドカメラで観察して強度の積分値から、光のパワー（出力）をモニタすることによって、傾き調整を行なった。ここでは、２つの出力が共に最大となるように高さ及び傾きの調整を行なって最適化した。

なお、ここでは、ニアフィールドカメラを用いているが、これに限られるものではなく、例えば、基板側面又はその近傍にレンズを設け、パワーモニタでアライメント光のパワーをモニタするようにしても良い。
このようにして２つの光導波路素子を固定した後、２つの光導波路素子を通過する経路（２つのアライメントポート間に設けられた各チャンネル）を用い、出射された光のパワーを測定し、挿入損失を計算したところ、いずれも７．０〜７．４ｄＢという良好な値が得られた。
［その他］
また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。

以上の第１実施形態及び第２実施形態に関し、更に、以下の付記を開示する。
（付記１）
２つの素子搭載用開口部を有する光導波路基板と、
前記２つの素子搭載用開口部のそれぞれに搭載された２つの光導波路素子とを備え、
前記光導波路基板は、一方の光導波路素子のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の光導波路素子のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えることを特徴とする、光モジュール。

（付記２）
前記光導波路素子は、その導波路内をアライメント光が伝搬するようにアライメント光の一部を反射するミラーを備えることを特徴とする、付記１記載の光モジュール。
（付記３）
前記光導波路基板が、
信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
コリメート光を導くスラブ光導波路と、
前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路とを備えることを特徴とする、付記１又は２記載の光モジュール。

（付記４）
前記光導波路素子は、コリメート光の伝搬方向を切り換える光偏向素子であることを特徴とする、付記３記載の光モジュール。
（付記５）
信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
コリメート光を導くスラブ光導波路と、
前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路と、
２つの素子搭載用開口部と、
一方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、
他方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えることを特徴とする、光導波路基板。

（付記６）
２つの素子搭載用開口部を有し、一方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備える光導波路基板を用意し、
前記一方の素子搭載用開口部に一の光導波路素子を挿入し、
前記一のアライメントポートを用いて、前記一の光導波路素子のアライメントを行ない、
前記他方の素子搭載用開口部に他の光導波路素子を挿入し、
前記他のアライメントポートを用いて、前記他の光導波路素子のアライメントを行なうことを特徴とする、光モジュールの製造方法。

（付記７）
前記光導波路素子は、前記素子搭載用開口部に平行な状態で挿入することを特徴とする、付記６記載の光モジュールの製造方法。
（付記８）
前記一の光導波路素子として、その導波路内をアライメント光が伝搬するようにアライメント光の一部を反射するミラーを備える光導波路素子を、前記一方の素子搭載用開口部に挿入し、
前記一のアライメントポートを用いて、前記一の光導波路素子の高さ調整を行なうとともに、前記ミラーによって反射され、その導波路内を伝搬し、前記光導波路基板の側方へ出力されたアライメント光を用いて、前記一の光導波路素子の傾き調整を行ない、
前記他の光導波路素子として、その導波路内をアライメント光が伝搬するようにアライメント光の一部を反射するミラーを備える光導波路素子を、前記他方の素子搭載用開口部に挿入し、
前記他のアライメントポートを用いて、前記他の光導波路素子の高さ調整を行なうとともに、前記ミラーによって反射され、その導波路内を伝搬し、前記光導波路基板の側方へ出力されたアライメント光を用いて、前記他の光導波路素子の傾き調整を行なうことを特徴とする、付記６又は７記載の光モジュールの製造方法。

本発明の第１実施形態にかかる光モジュール及び光導波路基板の構成を示す模式的平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１実施形態にかかる光モジュールの製造方法を説明するための模式的平面図である。 本発明の第２実施形態にかかる光モジュール及び光導波路基板の構成を示す模式的平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第２実施形態にかかる光モジュールの製造方法を説明するための模式的平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、従来の光モジュールの製造方法の課題を説明するための模式図であって、（Ａ），（Ｃ）はその平面図であり、（Ｂ），（Ｄ）はその断面図である。

符号の説明

１ 光導波路基板（スラブ光導波路基板）
１Ａ 基板の第１側面
１Ｂ 基板の第２側面
２ 入力チャネル光導波路
２Ａ，２Ｂ アライメント用入力チャネル光導波路
３ コリメートレンズ
３Ａ，３Ｂ アライメント用コリメートレンズ
４ スラブ光導波路
４Ａ，４Ｂ 光導波路
５ 集光レンズ
５Ａ，５Ｂ アライメント用集光レンズ
６ 出力チャネル光導波路
６Ａ，６Ｂ アライメント用出力チャネル光導波路
７ 第１素子搭載用開口部（部品搭載溝）
８ 第２素子搭載用開口部（部品搭載溝）
９ 第１光導波路素子（光部品；光偏向素子）
１０ 第２光導波路素子（光部品；光偏向素子）
９Ａ，１０Ａ 光導波路素子の一方の端面
９Ｂ，１０Ｂ 光導波路素子の他方の端面
１１ ミラー

Claims (5)

1. ２つの素子搭載用開口部を有する光導波路基板と、
   前記２つの素子搭載用開口部のそれぞれに搭載された２つの光導波路素子とを備え、
   前記光導波路基板は、一方の光導波路素子のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の光導波路素子のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えることを特徴とする、光モジュール。
2. 前記光導波路素子は、その導波路内をアライメント光が伝搬するようにアライメント光の一部を反射するミラーを備えることを特徴とする、請求項１記載の光モジュール。
3. 前記光導波路基板が、
   信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
   前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
   コリメート光を導くスラブ光導波路と、
   前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
   前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路とを備えることを特徴とする、請求項１又は２記載の光モジュール。
4. 信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
   前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
   コリメート光を導くスラブ光導波路と、
   前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
   前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路と、
   ２つの素子搭載用開口部と、
   一方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、
   他方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備えることを特徴とする、光導波路基板。
5. ２つの素子搭載用開口部を有し、一方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された一のアライメントポートと、他方の素子搭載用開口部のみをアライメント光が通過するように形成された他のアライメントポートとを備える光導波路基板を用意し、
   前記一方の素子搭載用開口部に一の光導波路素子を挿入し、
   前記一のアライメントポートを用いて、前記一の光導波路素子のアライメントを行ない、
   前記他方の素子搭載用開口部に他の光導波路素子を挿入し、
   前記他のアライメントポートを用いて、前記他の光導波路素子のアライメントを行なうことを特徴とする、光モジュールの製造方法。

Images