JP2008170777A - 光送受信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光素子と、受光素子と、光ファイバを主体とした光導波路とが光学的に結合されてなる光送受信装置において、発光素子と受光素子とが、光導波路のコアと同等の屈折率を持つコア材料からなる被覆部コアで素子全体を被覆され、該被覆部コアの外面が光導波路のクラッドと同等の屈折率を持つクラッド材料からなる被覆部クラッドで被覆され、被覆部コアと光導波路のコアとが光学的に結合された光送受信装置。
【選択図】図2
Description
特許文献1には、図1に示すように、プリント基板5に対し垂直方向に出射する向きにVCSEL4を実装し、続いて、光路を直角に変換するミラー6を設けた光導波路1を準備し、これをプリント基板5に実装されたVCSEL4に対して光軸を合わせ固定する方式が開示されている。なお、図1中の符号2はIC、3は光出射部である。光路の直角変換は、光導波路に切削加工やレーザ加工により45°ミラーを形成するなどして達成している。また、ポリマー製の光導波路の断面形状は、製法の都合上、四角形をしている。
特許文献2には、発光デバイスから出射した光を導波路出射端で出力を受光デバイスでモニタし、その出力が最大になるように発光デバイス、受光デバイス、導波路を相対的に移動し、固定する手法が開示されている。
特許文献3には、光ファイバと受発光素子を高分子導波路でつなぐ構造が開示されている。また、コア材料よりも屈折率の低い材料(クラッド材料に相当する)で光ファイバ端面及び受発光素子全体を覆っている構造が示されている。
特許文献4には、光ファイバと受発光素子を高分子導波路でつなぐ構造が開示されている。また、コア材料よりも屈折率の低い材料(クラッド材料に相当する)で光ファイバ端面及び受発光素子全体を覆っている構造が示されている。
特許文献5には、複数の受発光素子をディスペンサで塗布した光導波路で結合する構造が開示されている。作製した光導波路はコア・クラッド構造を有する。光導波路のコア径は、発光部径より大きい。
特許文献6には、ディスペンサにより粘性材料を塗布し、光導波路を形成することが開示されている。作製した光導波路は、コア・クラッド構造を有する。
特許文献1に開示された方法では、45°ミラーの形成に多くの時間とコストがかかり、問題となっている。また、45°ミラー面での拡散や、光路長の延長により、VCSELと光導波路の結合効率が劣化する問題がある。また、VCSELと光導波路の光軸合わせにも多くの時間とコストがかかるという問題もある。また、光導波路の断面形状は四角形であるため、光導波路を屈曲させて用いる場合、屈曲させる方向によって、導波損失が変化してしまう。そのため、受光素子で受光できる光の強度が変動し、安定した伝送ができないという問題がある。好ましい導波路の断面形状は、真円であるが、低コストで真円形状のポリマー製の光導波路を作製する方法は知られていない。
特許文献2に開示された方法は、光路調整に大変時間がかり、特に複数の導波路を接続しようとすると効率が悪く、コスト増の原因となっている。
特許文献3に開示された方法は、受発光部近傍のみをコア・クラッド材料で覆うだけでは光の漏れが多く、高い光結合効率を実現するのが困難である。光ファイバ端と受発光素子全体を高分子光導波路コア材料で覆うという記載はない。
特許文献4に開示された方法では、受発光部近傍のみをコア・クラッド材料で覆うだけでは光の漏れが多く、高い光結合効率を実現するのが困難である。光ファイバ端と受発光素子全体を高分子光導波路コア材料で覆うという記載はない。
特許文献5には、光導波路材料で発光素子全体を覆うという記載はない。
特許文献6には、受発光素子との結合については記載がない。
なお、VCSEL以外の発光素子や受光素子と光導波路の結合に関しても、同様の見解である。
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、低コストで高品質な光送受信装置の提供を目的とする。
発光素子と受光素子とが、光導波路のコアと同等の屈折率を持つコア材料からなる被覆部コアで素子全体を被覆され、各素子を被覆した被覆部コアと光導波路のコアとが光学的に結合されたことを特徴とする光送受信装置を提供する。
発光素子と受光素子とが、光導波路のコアと同等の屈折率を持つコア材料からなる被覆部コアで素子全体を被覆され、該被覆部コアの外面が光導波路のクラッドと同等の屈折率を持つクラッド材料からなる被覆部クラッドで被覆され、被覆部コアと光導波路のコアとが光学的に結合されたことを特徴とする光送受信装置を提供する。
また、受発光素子に結合するボンディングワイヤも被覆することで、ボンディングワイヤの十分な保護が達成できる。
また、本発明の光送受信装置は、光ファイバを主体とする光導波路のコアと等しい屈折率を持つ被覆部コアで発光素子及び受光素子の全体を被覆し、この被覆部コアと光導波路のコアとを光学的に結合させたので、これら受発光素子の基板への実装強度を高めることができる。
また、ミラーを用いずに受発光素子と光導波路とを結合させることができるので、より小型化、薄型化を図ることができる。
図2は、本発明の光送受信装置の一実施形態を示す図であり、図2中、符号10は光送受信装置、11は面発光レーザ(VCSEL)やLEDなどの発光素子、12はPDなどの受光素子、13は光ファイバ(光導波路)、14はサブマウント基板、15は被覆部コア、16は上部クラッド、17は下部クラッドである。
まず、特許文献5については、FIG.5との比較が重要であろう。FIG.5において符号39は素子40の一部分であり、接続している光導波路のコア材料71は接続界面で多少広くなって図示されてはいるものの、符号39で示す部分よりもかなり狭い径であることは明らかである。よって、本実施形態の図3で示したように「素子全体をコア材料およびクラッド材料ですっぽり覆う」という構成は、特許文献5のFIG.5に図示された例示と明らかな差異がある。
特許文献6については、その製法においてきわめて類似しているだけであり、発光素子、受光素子と光ファイバを、ディスペンサ描画高分子光導波路で結合する構造についての記載はない。
特許文献3及び特許文献4には、光ファイバと受発光素子を高分子導波路で結合する構造が示されている。しかし、高分子導波路のコア材料は、光ファイバ部および発光素子発光部および受発光部の近傍に位置するだけの構造であり、本提案の「素子全体およびファイバ端面をコア材料ですっぽり覆う」という構成とは明かな差異がある。
本実施形態の光送受信装置10を製造する場合、まず、発光素子11及び受光素子12をそれぞれサブマウント基板14の側面に実装し、次いでこれらのサブマウント基板14の底面をプリント基板の所定位置に固定する。この固定の際、発光素子11及び受光素子12とプリント基板との電気的接続を行う。
この上部クラッド16を形成することによって、図2に示す本実施形態の光送受信装置10が得られる。
Claims (7)
- 発光素子と、受光素子と、光ファイバを主体とした光導波路とが光学的に結合されてなる光送受信装置において、
発光素子と受光素子とが、光導波路のコアと同等の屈折率を持つコア材料からなる被覆部コアで素子全体を被覆され、各素子を被覆した被覆部コアと光導波路のコアとが光学的に結合されたことを特徴とする光送受信装置。 - 発光素子と、受光素子と、光ファイバを主体とした光導波路とが光学的に結合されてなる光送受信装置において、
発光素子と受光素子とが、光導波路のコアと同等の屈折率を持つコア材料からなる被覆部コアで素子全体を被覆され、該被覆部コアの外面が光導波路のクラッドと同等の屈折率を持つクラッド材料からなる被覆部クラッドで被覆され、被覆部コアと光導波路のコアとが光学的に結合されたことを特徴とする光送受信装置。 - 発光素子と受光素子とに結合するボンディングワイヤが、被覆部コアにより素子とともに被覆されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の光送受信装置。
- コア材料がエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる群から選択される1種の樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光送受信装置。
- 光ファイバがポリマークラッド石英ガラスファイバであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光送受信装置。
- 発光素子及び受光素子を搭載したサブマウントが基板に実装され、発光素子の光放射方向及び受光素子の光受光方向を基板面と平行な向きとしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光送受信装置。
- 発光素子が面発光レーザであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光送受信装置。
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