JP2008134662A - Planar optical circuit component and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面光回路部品及びその作製方法に関し、より詳細には、光通信などの分野に適用され、光導波回路基板や基板付光部品を保持基板に接着固定してなる平面光回路部品及びその作製方法に関する。 The present invention relates to a planar optical circuit component and a method of manufacturing the planar optical circuit component. More specifically, the present invention is applied to the field of optical communication and the like, and is a planar optical circuit component formed by bonding and fixing an optical waveguide circuit substrate or an optical component with a substrate to a holding substrate. And a manufacturing method thereof.
平面基板上に高い屈折率を有するコアと、このコアを取り囲む低い屈折率を有するクラッドとからなる光導波路、または基板上に固定された受光素子・発光素子などの基板付光部品は、光ファイバと接続させたり、あるいは光部品間で結合させたりすることによって、実用的で高機能な光デバイスを実現することが可能である。このような実用的で高機能な光デバイスとして、低損失かつ機械的強度に優れ、高い信頼性を有する光デバイスを作製するためには、光部品を安定的に把持する固定構造が必要となる。 An optical waveguide comprising a core having a high refractive index on a flat substrate and a clad having a low refractive index surrounding the core, or an optical component with a substrate such as a light receiving element / light emitting element fixed on the substrate is an optical fiber. It is possible to realize a practical and highly functional optical device by connecting to each other or coupling between optical components. As such a practical and highly functional optical device, in order to produce an optical device with low loss, excellent mechanical strength, and high reliability, a fixing structure that stably holds optical components is required. .
従来、光導波路の固定方法として、光導波路を保持基板(ホルダー)に接着固定する方法が用いられている。 Conventionally, as a method for fixing the optical waveguide, a method of bonding and fixing the optical waveguide to a holding substrate (holder) has been used.
図9は、従来の光導波路の固定方法を説明するための図で、図中符号401は光導波回路基板、414は接着剤、450は桶状の下部ホルダー、450aはスペーサ部、451は上部ホルダーを示している。
FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional method for fixing an optical waveguide. In FIG. 9,
この従来の光導波路の固定方法は、所定の機能を有する光回路部と光入出力導波路部とを備えた光導波回路基板401を、下部ホルダー450及び上部ホルダー451に固定するに際し、光回路部を下部ホルダー450及び上部ホルダー451に対して非接触状態に置くとともに、光入出力導波路部の一部を接着剤414により下部ホルダー450及び上部ホルダー451に固定している。このような従来の光導波路の固定方法では、光回路部に応力を掛けること無く光導波回路基板401を固定できるため、低損失で高い機械強度を有する光回路部品を実現することが可能である(例えば、特許文献1参照)。
This conventional optical waveguide fixing method is an optical circuit for fixing an optical
しかしながら、上述した従来の光導波路の固定方法では、光導波回路基板と保持基板とを固定する固定剤(接着剤)の厚さが不均一であり、光導波回路基板が傾いたり、あるいは光導波回路基板と保持基板との間に固定剤がほとんど介在しない部分が存在し、温度サイクルなどの信頼性試験において、両者が剥離するなどの問題があった。 However, in the conventional optical waveguide fixing method described above, the thickness of the fixing agent (adhesive) for fixing the optical waveguide circuit substrate and the holding substrate is not uniform, and the optical waveguide circuit substrate is tilted or optically guided. There is a portion where the fixing agent hardly intervenes between the circuit board and the holding substrate, and there has been a problem that both of them are peeled off in a reliability test such as a temperature cycle.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光導波回路基板や、受光素子又は発光素子などを備えた基板付光部品を、接着剤を介して保持基板に固定することによって、光導波回路基板や基板付光部品を精度良く保持基板に固定して高い信頼性を有する平面光回路部品及びその作製方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to hold an optical waveguide circuit board, an optical component with a substrate including a light receiving element or a light emitting element, and the like through an adhesive. An object of the present invention is to provide a planar optical circuit component having high reliability by fixing an optical waveguide circuit substrate or an optical component with a substrate to a holding substrate with high accuracy by fixing the substrate to the substrate, and a manufacturing method thereof.
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、平面基板上に、高い屈折率を有するコアと、該コアを囲むように形成された低い屈折率を有するクラッドとを備えた光導波回路基板と、該光導波回路基板を固定する保持基板とから構成される平面光回路部品において、前記光導波回路基板は、前記平面基板と前記コア及び前記クラッドとの熱膨張係数の差によって反りを有し、前記保持基板は、前記光導波回路基板との接触面となる基準面と、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面とを備え、前記基準面は、前記保持基板上の2箇所に又は三角形の頂点となる3箇所に配置され、前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記光導波回路基板との間隙に設けられた接着剤により、前記光導波回路基板と前記保持基板とが接着固定されていることを特徴とする。 The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 is directed to a flat substrate, a core having a high refractive index, and a low formed so as to surround the core. In a planar optical circuit component comprising an optical waveguide circuit substrate having a clad having a refractive index and a holding substrate for fixing the optical waveguide circuit substrate, the optical waveguide circuit substrate includes the planar substrate, the core, The holding substrate has a warp due to a difference in thermal expansion coefficient with the clad, and the holding substrate is divided into a reference surface serving as a contact surface with the optical waveguide circuit substrate, and a plurality of steps separated by at least two steps of different depths The reference surface is disposed at two locations on the holding substrate or at three locations that are the vertices of a triangle, the step surface having a shallow depth with respect to the reference surface, and the step surface Set in the gap with the optical waveguide circuit board The resulting adhesive, and the holding substrate and the optical waveguide circuit board is characterized in that it is bonded and fixed.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記保持基板の深い段差面に設けられた台座上に、熱伝導材料が設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a heat conductive material is provided on a pedestal provided on a deep stepped surface of the holding substrate.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記光導波回路基板の前記コアに対向した位置に配置される受光素子又は発光素子と、該受光素子又は発光素子を保持する固定基板とを有する基板付光部品を、前記保持基板上に設けたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the light receiving element or the light emitting element disposed at a position facing the core of the optical waveguide circuit substrate, and the light receiving element or the light emitting element. An optical component with a substrate having a fixed substrate for holding an element is provided on the holding substrate.
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記基板付光部品を搭載する部分の前記保持基板が、前記基板付光部品との接触面となる基準面と、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面とを備え、前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記基板付光部品との間隙に設けられた接着剤により、前記基板付光部品と前記保持基板とが接着固定されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the third aspect, the holding substrate of the portion on which the optical component with substrate is mounted has a reference surface that is a contact surface with the optical component with substrate, A plurality of stepped surfaces separated by steps having different depths of two or more steps, and provided in a gap between the stepped surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical component with substrate. The optical component with substrate and the holding substrate are bonded and fixed by an adhesive.
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記保持基板の側壁に、前記基準面及び前記接着面を設けたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the reference surface and the adhesive surface are provided on a side wall of the holding substrate.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、前記前記基準面に対して深さの深い段差面を構成する凹部を、前記接着剤の逃げ溝としたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the recess that forms a stepped surface having a deep depth with respect to the reference surface is formed as a relief groove for the adhesive. It is characterized by that.
また、請求項7に記載の発明は、平面基板上に、高い屈折率を有するコアと、該コアを囲むように形成された低い屈折率を有するクラッドとを備えた光導波回路基板と、該光導波回路基板を固定する保持基板とから構成される平面光回路部品の作製方法において、前記光導波回路基板は、前記平面基板と前記コア及び前記クラッドとの熱膨張係数の差によって反りを有し、前記保持基板上の2箇所に又は三角形の頂点となる3箇所に、前記光導波回路基板との接触面となる基準面を形成するとともに、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面を有する段差部を形成し、前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記光導波回路基板との間隙に接着剤を充填して、前記光導波回路基板と前記保持基板とを接着固定することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide circuit board comprising: a core having a high refractive index on a flat substrate; and a clad having a low refractive index formed so as to surround the core; In a method of manufacturing a planar optical circuit component including a holding substrate that fixes an optical waveguide circuit substrate, the optical waveguide circuit substrate has a warp due to a difference in thermal expansion coefficient between the planar substrate, the core, and the cladding. In addition, a reference surface serving as a contact surface with the optical waveguide circuit substrate is formed at two locations on the holding substrate or at three apexes of a triangle, and is separated by at least two steps having different depths. Forming a stepped portion having an adhesive surface, which is a plurality of stepped surfaces, filling the gap between the stepped surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical waveguide circuit substrate, Circuit board and said holding board The characterized by adhesively fixed.
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記保持基板の深い段差面に台座を形成し、該台座上に熱伝導材料を設けることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein a pedestal is formed on a deep stepped surface of the holding substrate, and a heat conductive material is provided on the pedestal.
また、請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載の発明において、前記該光導波回路基板の前記コアに対向した位置に配置される受光素子又は発光素子と、該受光素子又は発光素子を保持する固定基板とを有する基板付光部品を、前記保持基板上に形成することを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the invention according to claim 7 or 8, wherein the light receiving element or light emitting element disposed at a position facing the core of the optical waveguide circuit substrate, and the light receiving element or An optical component with a substrate having a fixed substrate for holding a light emitting element is formed on the holding substrate.
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、前記基板付光部品を搭載する前記保持基板に、前記基板付光部品との接触面となる基準面を形成するとともに、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面を形成し、前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記基板付光部品との間隙に接着剤を充填して、前記基板付光部品と前記保持基板を接着固定することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect, a reference surface serving as a contact surface with the optical component with substrate is formed on the holding substrate on which the optical component with substrate is mounted. Forming a bonding surface which is a plurality of step surfaces separated by at least two steps of different depths, and bonding to a gap between the step surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical component with substrate An agent is filled, and the optical component with substrate and the holding substrate are bonded and fixed.
また、請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の発明において、前記保持基板の側壁に、前記基準面及び前記接着面を形成することを特徴とする。 The invention described in claim 11 is characterized in that, in the invention described in claim 10, the reference surface and the adhesive surface are formed on a side wall of the holding substrate.
また、請求項12に記載の発明は、請求項7乃至11のいずれかに記載の発明において、前記基準面に対して深さの深い段差面を構成する凹部を、前記接着剤の逃げ溝とすることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the seventh to eleventh aspects, a recess that forms a stepped surface having a deep depth with respect to the reference surface is defined as a relief groove of the adhesive. It is characterized by doing.
このような構成により、光導波回路基板や基板付光部品を保持基板に設けられた複数の深さの異なる段差面である接着面の内、最上面を基準面として接するように固定することによって、光導波回路基板や基板付光部品を精度良く固定することが可能となる。さらに、基準面と接着面との段差が接着剤の厚さとして確保されるので、接着剤の硬化時の収縮率と硬化後の硬性を考慮して所望の段差に設定することによって、高い信頼性を有する平面光回路部品を提供することができる。 With such a configuration, the optical waveguide circuit board and the optical component with the board are fixed so that the uppermost surface is in contact with the reference surface of the plurality of stepped surfaces having different depths provided on the holding substrate. It becomes possible to fix the optical waveguide circuit board and the substrate-mounted optical component with high accuracy. Furthermore, since the step between the reference surface and the adhesive surface is ensured as the thickness of the adhesive, high reliability can be achieved by setting the desired step in consideration of the shrinkage rate during curing of the adhesive and the hardness after curing. It is possible to provide a planar optical circuit component having characteristics.
以上説明したように本発明によれば、保持基板は、光導波回路基板との接触面を有する基準面と、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面とを備え、基準部に対して深さの浅い段差面と光導波回路基板との間隙に設けられ接着剤により、光導波回路基板と保持基板とを接着固定したので、保持基板が深さの異なる段差によって区切られて複数の基準面、接着面および逃げ溝を有することによって、光導波回路基板を精度良く保持し、かつ高い信頼性を有するという効果がある。 As described above, according to the present invention, the holding substrate is a reference surface having a contact surface with the optical waveguide circuit substrate, and a plurality of step surfaces separated by at least two steps of different depths. Since the optical waveguide circuit board and the holding substrate are bonded and fixed by an adhesive provided in a gap between the stepped surface having a shallow depth with respect to the reference portion and the optical waveguide circuit board, the holding substrate has a depth. By having a plurality of reference surfaces, adhesive surfaces, and relief grooves separated by different steps, the optical waveguide circuit board can be held with high accuracy and high reliability can be obtained.
また、光導波回路基板のコアに対向した位置に配置される受光素子又は発光素子と、受光素子又は発光素子を保持する固定基板とを有する基板付光部品を、光導波回路基板と同様な固定手段で保持基板に設けたので、光導波回路基板のコアの光軸と、基板付光部品の受光素子の中心を20μm以下の精度で合わせることが可能となった。 Further, an optical component with a substrate having a light receiving element or a light emitting element disposed at a position facing the core of the optical waveguide circuit board and a fixed substrate for holding the light receiving element or the light emitting element is fixed in the same manner as the optical waveguide circuit board. Since it is provided on the holding substrate by means, it becomes possible to align the optical axis of the core of the optical waveguide circuit substrate with the center of the light receiving element of the optical component with substrate with an accuracy of 20 μm or less.
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
図1乃至図3は、本発明に係る平面光回路部品の実施例1を説明するための構成図で、図1は各要素部品の固定前の構成図、図2は各要素部品の固定後の構成図、図3がその断面図である。図中符号101は光導波回路基板、102はコア、103はクラッド、104は平面基板、114は接着剤、120は保持基板、121は基準面、122は接着面、123は接着剤の逃げ溝を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Example 1]
FIGS. 1 to 3 are configuration diagrams for explaining a first embodiment of a planar optical circuit component according to the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram before fixing each component component, and FIG. 2 is a diagram after fixing each component component. FIG. 3 is a sectional view thereof. In the figure, 101 is an optical waveguide circuit board, 102 is a core, 103 is a clad, 104 is a flat board, 114 is an adhesive, 120 is a holding board, 121 is a reference plane, 122 is an adhesive face, and 123 is a relief groove for the adhesive. Is shown.
本発明の平面光回路部品は、石英系の光導波回路基板101と保持基板120とから構成されていて、光導波回路基板101は、平面基板104上に、高い屈折率を有するコア102と、このコア102の周りを囲むように形成された低い屈折率を有するクラッド103とを備えている。
The planar optical circuit component of the present invention includes a quartz-based optical
また、保持基板120は、複数の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面122を有するとともに、両端部に、接着面122より一段高く、光導波回路基板101との接触面となる基準面121が設けられている。
The
光導波回路基板101は、保持基板120の基準面121となる最上面に密着するようにして固定されている。この固定方法は、まず、保持基板120の基準面121から見て比較的浅い位置にある段差面である接着面122に適量の接着剤114を塗布しておき、次に、光導波回路基板101と基準面121が密着するように位置決めし、接着剤を硬化させることによって、光導波回路基板101と保持基板120とを固定している。
The optical
本実施例1では、粘性が高い弾性接着剤などを充填した場合であっても、光導波回路基板101を保持基板120に密着する際の抑える位置、抑える圧力によって、接着剤層の厚みが変化することなく、光導波回路基板101を安定に固定するため、深い段差面を構成する凹部分を余分な接着剤が逃げる逃げ溝123としている。
In the first embodiment, even when an elastic adhesive or the like having high viscosity is filled, the thickness of the adhesive layer changes depending on the position and pressure to be suppressed when the optical
また、光導波回路基板101を保持基板120の基準面121に接するように抑え込むことによって、塗布された接着剤114は、光導波回路基板101と保持基板120との接着面122との間に所望の接着層を形成する。ここで、基準面121の面積(幅)を比較的小さくすることによって、基準面121上に残る接着剤114をできるだけ少なくし、光導波回路基板101を安定的に保持基板120上に固定することができる。
Further, by holding the optical
本実施例1では、基準面121の幅d1を1mmとしたが、10mm以下であれば、本実施例1と同様の効果があることを確認している。また、接着剤114の逃げ溝123を複数形成することによって、接着層をセグメント化できるため、小さな抑え圧力で光導波回路基板101を保持基板120の基準面121に密着することが可能となり、かつ接着剤114の硬化時の接着層の変化が小さいため、光導波回路基板101を所望の高さに固定することが可能である。
In the first embodiment, the width d1 of the
光導波回路基板101を保持基板120に固定する接着層の厚みは、薄すぎると十分な接着力が得られず、また厚すぎると硬化時の収縮幅が大きくなり、光導波回路基板101に応力を与えることになるため、適切な接着層厚に制御する必要がある。ここで、接着剤114の収縮率を考慮して、接着層を制御することによって、接着剤114が収縮した際に、光導波回路基板101と保持基板120を密着させる効果がある。
If the thickness of the adhesive layer for fixing the optical
本実施例1では、収縮率が数%の接着剤を使用したため、基準面121と接着面122の段差d2は、図3に示すように、0.03mmに設定した。また、逃げ溝123の段差d3は、0.5mmとした。一般的に、接着剤の収縮率は数%程度であるため、基準面121と接着面122の段差を0.1mm以下に設定することが望ましい。
In Example 1, since an adhesive having a shrinkage rate of several percent was used, the step d2 between the
本実施例1において、保持基板120は、アルミニウム板を機械加工によって切削して作製し、弾性接着剤で固定することによって、光導波回路基板101を保持基板120に対して0.01mm以下の高さ精度で固定できることが確認できた。さらに、温度サイクル(−40℃〜75℃で、100サイクル)試験後も剥離などの劣化は無いことを確認した。
In the first embodiment, the holding
本実施例1では、保持基板120の材料として、アルミニウムを用いたが、他の金属またはプラスチック,セラミックなどの非金属であっても同様の効果を奏する。また、段差を有する面を形成する手段として、機械加工を用いたが、成形加工によっても精度良く作製することが可能である。
In the first embodiment, aluminum is used as the material of the holding
[実施例2]
図4及び図5は、本発明に係る平面光回路部品の実施例2を説明するための構成図で、図4は各要素部品の固定前の構成図、図5は各要素部品の固定後の平面光回路部品を温調装置に取付けた図である。図中符号201は光導波回路基板、202はコア、203はクラッド、204は平面基板(シリコン基板)、205はスラブ導波路、206はアレイ導波路、213は熱伝導性剤、214は接着剤、220は保持基板、221は基準面、222は接着面、223は接着剤の逃げ溝、224は台座、231は放熱板、232はペルチェ素子を示している。
[Example 2]
4 and 5 are configuration diagrams for explaining a second embodiment of the planar optical circuit component according to the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram before fixing each component component, and FIG. 5 is a diagram after fixing each component component. It is the figure which attached the planar optical circuit component of this to the temperature control apparatus. In the figure, 201 is an optical waveguide circuit substrate, 202 is a core, 203 is a clad, 204 is a flat substrate (silicon substrate), 205 is a slab waveguide, 206 is an arrayed waveguide, 213 is a thermally conductive agent, and 214 is an adhesive. , 220 is a holding substrate, 221 is a reference surface, 222 is an adhesive surface, 223 is an adhesive relief groove, 224 is a base, 231 is a heat sink, and 232 is a Peltier element.
本実施例2の平面光回路部品は、光導波回路基板201と保持基板220とから構成されていて、光導波回路基板201は、平面基板204上に、高い屈折率を有する石英系ガラスから成るコア202と、このコア202の周りを囲むように形成された低い屈折率を有するクラッド203とを備えている。
The planar optical circuit component of Example 2 is composed of an optical
一般的にこのような複合材料から成る光導波回路基板201は、シリコン基板204と光導波路を形成するガラスとの熱膨張係数の差によって、僅かな曲率の反りを有する。光導波回路基板201の反りは基板全体で一定の曲率を有しておらず、場所によって曲率が異なっている。そのため、大きな1つの面あるいは4点で光導波回路基板201を支持した場合、ガタついて、安定的に固定することが困難である。そこで、本実施例2の保持基板220は、基準面221として3つの突起状の基準面を設け、光導波回路基板201を安定的に支持できるように構成されている。
In general, the optical
光導波回路基板201には、機能回路として、2つのスラブ導波路205とその間をつなぐ複数のアレイ導波路206とから成るアレイ導波路格子が形成されている。このアレイ導波路格子は、このアレイ導波路205を伝搬する光の光路差を高精度に制御することによって、入射した光を波長毎に分波したり、あるいは合波したりすることが可能な機能回路である。従って、アレイ導波路格子は、環境温度の変化によって分波波長特性が変化しないようにペルチェ素子232などを用いて温調する必要がある。
The optical
また、光導波回路基板201を保持基板220に固定する際に応力が掛からないように固定する必要がある。従って、光導波回路基板201を保持基板220上に固定する際に、アレイ導波路206の直下に台座224を設け、つまり、深い段差面に台座224を設け、その台座224に熱伝導性剤213を塗布することによって、保持基板220と光導波回路基板201の熱的な接続を実現した。
Further, it is necessary to fix the optical
台座224の高さは、保持基板220の基準面221および光導波回路基板201の反り量を考慮して、光導波回路基板201と台座224の間隙が0.1mmとなるように作製した。また、この台座224は、塗布した熱伝導性剤213の量が多い場合に、余分な熱伝導性剤213が逃げ溝223に流れるように、逃げ溝223で囲むように一段高くしている。この逃げ溝223は、接着剤または熱伝導性剤で完全に充填されないため、光導波回路基板201全面を接着剤または熱伝導性剤で固定したものと比べると基板への応力を小さくする効果がある。
The height of the
光導波回路基板201と保持基板220は、台座224および接着面222にそれぞれ熱伝導性剤および接着剤を塗布した後、光導波回路基板201と保持基板220に設けられた3つの突起状の基準面とが密着するように固定した。本実施例2の平面光回路部品の有効性を確認するため、放熱板231上に固定されたペルチェ素子232上に作製した保持基板220の裏面が接するように固定して、環境温度に対する分波波長特性を評価した。
The optical
その結果、環境温度20〜60度において、ペルチェ素子232を駆動することによって、光導波回路基板201の温度変化は、0.1度以下に保持できることを確認した。また、光導波回路基板201を保持基板220へ接着固定した際の特性劣化も無いことを確認している。なお、本実施例2で用いた突起状の基準面のサイズは、幅1mm,長さ2mm,高さ0.03mmとした。
As a result, it was confirmed that the temperature change of the optical
[実施例3]
図6乃至図8は、本発明に係る平面光回路部品の実施例3を説明するための構造図で、図6は各要素部品の固定前の構造図、図7は各要素部品の固定後の上面図、図8は各要素部品の固定後の側面図である。
[Example 3]
FIGS. 6 to 8 are structural views for explaining a third embodiment of the planar optical circuit component according to the present invention. FIG. 6 is a structural diagram before fixing each component component, and FIG. 7 is a diagram after fixing each component component. FIG. 8 is a side view of the component parts after fixing.
図中符号301は光導波回路基板、302はコア、303はクラッド、304は平面基板、314は接着剤、320は保持基板、321は第1の基準面、322は第1の接着面、323は第1の接着剤の逃げ溝、324は第2の基準面、325は第2の接着面、326は第2の接着剤の逃げ溝、330は基板付光部品、331は受光素子、332は受光素子の固定基板、341は第3の基準面、342は第3の接着面、343は第3の接着剤の逃げ溝、344は第4の基準面、345は第4の接着面、346は第4の接着剤の逃げ溝、347は第5の基準面、348は第5の接着面、349は第5の接着剤の逃げ溝を示している。
In the figure,
本実施例3に係る平面光回路部品は、石英系の光導波回路基板301と、固定基板332に固定された受光素子331から成る基板付光部品330と、保持基板320とから構成されている。光導波回路基板301は、平面基板304上に、高い屈折率を有するコア302と、このコア302の周りを囲むように形成された低い屈折率を有するクラッド303とを備えている。
The planar optical circuit component according to the third embodiment includes a quartz-based optical
保持基板320は、光導波回路基板301または基板付光部品330の底面および側面と接する部分に複数の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面を有している。第1と第2の基準面321,324および第3と第4の基準面341,344は、光導波回路基板301のコア302の光軸が、基板付光部品330の受光素子331の中心に一致するように、それぞれのy,z方向の相対高さを高精度に制御して作製した。
The holding
光導波回路基板301のx方向の位置は、第2の基準面324を形成する段差の側面を基準にし、基板付光部品330は、第5の基準面347を用いて支持している。光導波回路基板301および基板付光部品330と保持基板320は、それぞれの接着面322,324,342,344,348に塗布した接着剤314を介して固定している。余分に塗布された接着剤314は、逃げ溝323,326,343,346に流れ込むことによって、光導波回路基板301および基板付光部品330を所望の位置で固定することが可能となった。
The position of the optical
本実施例3の平面光回路部品によって、光導波回路基板301のコア302の光軸と、基板付光部品330の受光素子331の中心を20μm以下の精度で合わせることが可能となった。また、各基準面と接着面との段差を0.03mmとして接着層の厚さを制御した。作製した平面光回路部品は、温度サイクル試験においても特性劣化が無いことを確認した。
The planar optical circuit component of the third embodiment makes it possible to match the optical axis of the
101,201,301 光導波回路基板
102,202,302 コア
103,203,303 クラッド
104,204,304 平面基板
114,214,314 接着剤
120,220,320 保持基板
121,221 基準面
122,222 接着面
123,223 接着剤の逃げ溝
205 スラブ導波路
206 アレイ導波路
213 熱伝導性剤
224 台座
231 放熱板
232 ペルチェ素子
321 第1の基準面
322 第1の接着面
323 第1の接着剤の逃げ溝
324 第2の基準面
325 第2の接着面
326 第2の接着剤の逃げ溝
330 基板付光部品
331 受光素子
332 受光素子の固定基板
341 第3の基準面
342 第3の接着面
343 第3の接着剤の逃げ溝
344 第4の基準面
345 第4の接着面
346 第4の接着剤の逃げ溝
347 第5の基準面
348 第5の接着面
349 第5の接着剤の逃げ溝
401 光導波回路基板
414 接着剤
450 桶状の下部ホルダー
450a スペーサ部
451 上部ホルダー
101, 201, 301 Optical
Claims (12)
前記光導波回路基板は、前記平面基板と前記コア及び前記クラッドとの熱膨張係数の差によって反りを有し、
前記保持基板は、前記光導波回路基板との接触面となる基準面と、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面とを備え、
前記基準面は、前記保持基板上の2箇所に又は三角形の頂点となる3箇所に配置され、
前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記光導波回路基板との間隙に設けられた接着剤により、前記光導波回路基板と前記保持基板とが接着固定されていることを特徴とする平面光回路部品。 An optical waveguide circuit board comprising a core having a high refractive index on a flat substrate, a clad having a low refractive index formed so as to surround the core, and a holding substrate for fixing the optical waveguide circuit board In the configured planar optical circuit component,
The optical waveguide circuit substrate has a warp due to a difference in thermal expansion coefficient between the planar substrate and the core and the clad,
The holding substrate includes a reference surface serving as a contact surface with the optical waveguide circuit substrate, and an adhesive surface that is a plurality of step surfaces separated by steps having different depths of at least two steps.
The reference planes are arranged at two locations on the holding substrate or at three locations that are the vertices of a triangle,
The optical waveguide circuit substrate and the holding substrate are bonded and fixed by an adhesive provided in a gap between the step surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical waveguide circuit substrate. Planar optical circuit components.
前記基板付光部品との接触面となる基準面と、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面とを備え、
前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記基板付光部品との間隙に設けられた接着剤により、前記基板付光部品と前記保持基板とが接着固定されていることを特徴とする請求項3に記載の平面光回路部品。 The holding substrate of the portion on which the optical component with substrate is mounted is
A reference surface serving as a contact surface with the optical component with substrate, and an adhesive surface that is a plurality of step surfaces separated by steps having different depths of at least two steps or more,
The optical component with substrate and the holding substrate are bonded and fixed by an adhesive provided in a gap between the step surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical component with substrate. The planar optical circuit component according to claim 3.
前記光導波回路基板は、前記平面基板と前記コア及び前記クラッドとの熱膨張係数の差によって反りを有し、
前記保持基板上の2箇所に又は三角形の頂点となる3箇所に、前記光導波回路基板との接触面となる基準面を形成するとともに、少なくとも2段以上の深さの異なる段差によって区切られた複数の段差面である接着面を有する段差部を形成し、
前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記光導波回路基板との間隙に接着剤を充填して、前記光導波回路基板と前記保持基板とを接着固定することを特徴とする平面光回路部品の作製方法。 An optical waveguide circuit board comprising a core having a high refractive index on a flat substrate, a clad having a low refractive index formed so as to surround the core, and a holding substrate for fixing the optical waveguide circuit board In a method for producing a configured planar optical circuit component,
The optical waveguide circuit substrate has a warp due to a difference in thermal expansion coefficient between the planar substrate and the core and the clad,
A reference plane serving as a contact surface with the optical waveguide circuit substrate is formed at two locations on the holding substrate or at three apexes of a triangle, and is separated by at least two steps of different depths. Forming a stepped portion having an adhesive surface which is a plurality of stepped surfaces;
Planar light characterized in that an adhesive is filled in a gap between the stepped surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical waveguide circuit substrate, and the optical waveguide circuit substrate and the holding substrate are bonded and fixed. Circuit component manufacturing method.
前記基準面に対して深さの浅い段差面と前記基板付光部品との間隙に接着剤を充填して、前記基板付光部品と前記保持基板を接着固定することを特徴とする請求項9に記載の平面光回路部品の作製方法。 The holding substrate on which the optical component with substrate is mounted has a reference surface that is a contact surface with the optical component with substrate, and a plurality of step surfaces separated by at least two steps of different depths. Form a bonding surface,
The adhesive between the optical component with substrate and the holding substrate is bonded and fixed by filling an adhesive into a gap between the step surface having a shallow depth with respect to the reference surface and the optical component with substrate. 2. A method for producing a planar optical circuit component according to 1.
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