JP2009251033A - 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置 - Google Patents

光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009251033A
JP2009251033A JP2008095297A JP2008095297A JP2009251033A JP 2009251033 A JP2009251033 A JP 2009251033A JP 2008095297 A JP2008095297 A JP 2008095297A JP 2008095297 A JP2008095297 A JP 2008095297A JP 2009251033 A JP2009251033 A JP 2009251033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical waveguide
layer
light propagation
propagation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008095297A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009251033A5 (ja
Inventor
Kazuhisa Yamamoto
Takakatsu Yamamoto
Kenji Yanagisawa
Hideki Yonekura
和尚 山本
貴功 山本
賢司 柳沢
秀樹 米倉
Original Assignee
Shinko Electric Ind Co Ltd
新光電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Ind Co Ltd, 新光電気工業株式会社 filed Critical Shinko Electric Ind Co Ltd
Priority to JP2008095297A priority Critical patent/JP2009251033A/ja
Publication of JP2009251033A publication Critical patent/JP2009251033A/ja
Publication of JP2009251033A5 publication Critical patent/JP2009251033A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections ; Transmitting or receiving optical signals between chips, wafers or boards; Optical backplane assemblies
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device

Abstract

【課題】光導波路を構成する材料を選ばず、簡易な工程で光伝搬方向変換部を形成することができる光導波路の製造方法、光導波路、及び、光送受信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された、光が伝搬する層であるコア層と、前記コア層を覆うように前記第1のクラッド層上に形成された第2のクラッド層と、前記コア層を伝搬する前記光の伝搬方向を変換する光伝搬方向変換部とを有する光導波路の製造方法であって、前記第1のクラッド層及び前記コア層を貫通する凹部を形成する凹部形成工程と、前記光伝搬方向変換部の光伝搬方向変換面が、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように、前記凹部に前記光伝搬方向変換部を挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする
【選択図】図10

Description

本発明は、光を伝搬可能な光導波路の製造方法、光導波路、及び、光送受信装置に関する。
近年、集積回路の内部構造の高密度配線化により、CPU等の動作速度(動作クロック)が高速化している。しかし、電気伝送方式における信号伝達速度はほぼ限界に達しつつあり、CPU等の処理速度のボトルネックとなっている。又、CPU等の動作速度(動作クロック)の高速化にともない、高密度配線によるクロストークノイズやEMI(Electromagnetic Interference)ノイズの発生が問題となっており、これらのノイズを防止するための対策が不可欠である。
これらの問題に対する対策方法として、光導波路を用いた光インターコネクション方式(光配線方式)が注目されている。光インターコネクション方式は、電気伝送方式と比較して遥かに広帯域な伝送を行うことが可能であり、処理速度の高速化に対応できるとともに、小型かつ低消費電力の光部品を使用した信号伝送システムを構築できる。又、クロストークノイズやEMI(Electromagnetic Interference)ノイズの発生を抑制することができる。
図1は従来の光導波路100を有する光送受信装置200を例示する断面図である。図1を参照するに、光送受信装置200は、光導波路100と、発光部201aを有する発光素子201と、受光部202aを有する受光素子202とから構成されている。光導波路100は、支持基板101と、コア層102と、クラッド層103と、溝104及び105と、金属層106及び107とを有する。θは45°である。
光導波路100において、支持基板101上には、コア層102及びクラッド層103が形成されている。クラッド層103は第1クラッド層103a及び第2クラッド層103bから構成されている。コア層102及びクラッド層103にはコア層102及びクラッド層103を貫通する溝104及び105が形成されている。
溝104の45°傾斜部には金属層106が、溝105の45°傾斜部には金属層107が形成されている。光導波路100の溝104の上部には、発光部201aを有する発光素子201が配置されており、溝105の上部には、受光部202aを有する受光素子202が配置されている。
光送受信装置200において、発光素子201の発光部201aから出射された光は、光導波路100に入射し、図1の矢印のように金属層106により伝搬方向を略90°変換されてコア層102に入射する。コア層102の屈折率は、クラッド層103の屈折率よりも高く設定されているため、コア層102に入射した光は、クラッド層103へは透過せずにコア層102内部を伝搬する。
コア層102内部を伝搬した光は金属層107に達し、金属層107により伝搬方向を略90°変換されて受光素子202の受光部202aに入射する。このように、溝104及び105の45°傾斜部に形成されている金属層106及び107は、光の伝搬方向を変換する光伝搬方向変換部として機能する。
図1に示す光導波路100は、支持基板101上にコア層102及びクラッド層103を形成し、コア層102及びクラッド層103にコア層102及びクラッド層103を貫通する45°傾斜部を有する溝104及び105を形成し、更に、溝104及び105の45°傾斜部に金属層106及び107を形成することにより製造される。
45°傾斜部を有する溝104及び105はダイシング、金型転写等により形成することができる。又、溝104及び105を形成する他の方法として、開口部の大きさ又は密度が光導波路100の長手方向に漸次増加、減少するマスクパターンを一部に備えたフォトマスクを用いてフォトレジストをパターニングしドライエッチングする方法や、コア層102を形成する際のフォトマスクをコア層102を構成する材料面より500μm以上離して露光することで硬化光の回折量をコントロールする方法等が提案されている。
又、光導波路の他の例としては、光導波路100における45°傾斜部を有する溝104及び105と金属層106及び107の代わりに、ミラー面を持つミラー部材を用いる構成が提案されている。このような光導波路は、光導波路の製造工程中で、光導波路となる液状材料にミラー面を持つミラー部材を埋め込んだ後に液状材料を硬化することにより製造される。
特開平6−265738号公報 特開2001−272565号公報 特開2002−131586号公報 特開2007−183467号公報 特開2007−183468号公報
しかしながら、従来の光導波路100の製造方法では、45°傾斜部を有する溝104及び105を形成した後に、45°傾斜部にスパッタ法や無電解めっき法等により金属層106及び107を形成する工程が必要であり、製造工程が複雑化するという問題があった。
これは、45°傾斜部に金属層106及び107を形成する工程では、部分的に金属層106及び107が形成されるようなマスクを用いる必要がり、微細な溝104及び105の45°傾斜部とマスクとの位置合わせが困難なためである。又、金属層106及び107は、光導波路100に一つ一つ形成しなければならないためである。
又、光導波路100における45°傾斜部を有する溝104及び105と金属層106及び107の代わりに、ミラー面を持つミラー部材を用いる構成では、光導波路の材料として用いることができるのは液状材料に限定され、フィルム状材料を用いることができないという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、光導波路を構成する材料を選ばず、簡易な工程で光伝搬方向変換部を形成することができる光導波路の製造方法、光導波路、及び、光送受信装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、第1の発明は、第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された、光が伝搬する層であるコア層と、前記コア層を覆うように前記第1のクラッド層上に形成された第2のクラッド層と、前記コア層を伝搬する前記光の伝搬方向を変換する光伝搬方向変換部とを有する光導波路の製造方法であって、前記第1のクラッド層及び前記コア層を貫通する凹部を形成する凹部形成工程と、前記光伝搬方向変換部の光伝搬方向変換面が、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように、前記凹部に前記光伝搬方向変換部を挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする。
第2の発明は、第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された、光が伝搬する層であるコア層と、前記コア層を覆うように前記第1のクラッド層上に形成された第2のクラッド層と、前記コア層を伝搬する前記光の伝搬方向を変換する光伝搬方向変換部とを有する光導波路であって、前記光伝搬方向変換部は、前記コア層を貫通するとともに、前記光伝搬方向変換部の光伝搬方向変換面が、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように配置されていることを特徴とする。
第3の発明は、2つの前記光伝搬方向変換部を有する請求項6乃至9の何れか一項記載の光導波路と、発光素子と、受光素子と、基板とを有する光送受信装置であって、前記光導波路は前記基板上に形成されており、前記発光素子は前記光導波路上に、一方の前記光伝搬方向変換部に対して光を照射可能に配置され、前記受光素子は前記光導波路上に、他方の前記光伝搬方向変換部で伝搬方向を変換された前記光を受光可能に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、光導波路を構成する材料を選ばず、簡易な工程で光伝搬方向変換部を形成することができる光導波路の製造方法、光導波路、及び、光送受信装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
〈第1の実施の形態〉
図2は本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10を有する光送受信装置20を例示する断面図である。図3は本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10を例示する平面図である。図2及び図3を参照するに、光送受信装置20は、光導波路10と、発光部21aを有する発光素子21と、受光部22aを有する受光素子22とから構成されている。
光導波路10は、支持基板11と、コア層12と、クラッド層13と、光伝搬方向変換部14及び15と、封止部16及び17とを有する。クラッド層13は第1クラッド層13a及び第2クラッド層13bからなる。
12cはコア層12の下面を、13cは第2クラッド層13bの上面を、14a及び15aは光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面を、16a及び17aは封止部16及び17の上面を、Dはコア層12の奥行きを、Dは光伝搬方向変換部14及び15の奥行きを示している。
光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aは、入射する光の方向を変換できるように、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように配置されている。所定の基準面は、例えば、光の伝搬方向に平行なコア層12の下面12cであり、所定の傾斜角は、コア層12の下面12cと光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aとのなす角度θであり、θは、例えば、45°である。
光導波路10において、支持基板11上には、コア層12及びクラッド層13が形成されている。コア層12及びクラッド層13は、例えば、液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料、又は、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料から構成されている。
光伝搬方向変換部14及び15は、コア層12及び第2クラッド層13bを貫通するように設けられている。光伝搬方向変換部14及び15は、例えば、SUS、Al、CuとZnとの合金である真鍮等からなる金属製のブロック(金属片)であり、光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aは、例えば、物理的又は化学的ラッピング加工等が施された平滑面であり、光を反射する機能を有する。
光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aに、更にスパッタ法やめっき法等により、例えば、Al、Au等の金属層が形成されていても構わない。光伝搬方向変換部14及び15の奥行きDは、コア層12の奥行きDより長ければ、どのような寸法でも構わない。
光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aに、予め金属層を形成する工程は、従来の光導波路100における45°傾斜部に金属層106及び107を形成する工程とは異なり、マスクとの位置合わせが不要であり、又、光伝搬方向変換部14及び15となる複数の金属ブロックに同時に金属層を形成することができ、加工時間が少なくて済むため、従来の方法のような問題点は発生しない。なお、光伝搬方向変換部14及び15となる複数の金属ブロックの光伝搬方向変換面14a及び15a以外の面に、金属層が形成されても問題はない。
なお、図2の例では、光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aとコア層12の下面12cとのなす角度θは45°であるが、θは必ずしも45°にする必要はなく、θは、光導波路10と発光素子21及び受光素子22との間で良好な光結合性が得られるような任意の角度に設定することができる。左右のθを異なる角度に設定しても構わない。
光伝搬方向変換部14及び15は封止部16及び17により封止されている。封止部16及び17の上面16a及び17aと、第2クラッド層13bの上面13cとは、略面一とされている。封止部16及び17は、コア層12と同等な屈折率を有する接着剤から構成されている。封止部16及び17は、光伝搬方向変換部14及び15が設けられている部分の機械的強度を向上するとともに、コア層12と発光素子21及び受光素子22との間の光接続性を向上することを目的として設けられている。
第2クラッド層13bの上面13cの、光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aの上部に対応する位置には、発光素子21の発光部21a及び受光素子22の受光部22aが配置されている。発光素子21は、光伝搬方向変換部14の光伝搬方向変換面14aに対して光を照射可能に配置され、受光素子22は光伝搬方向変換部15の光伝搬方向変換面15aで伝搬方向を変換された光を受光可能に配置されている。発光素子21としては、例えば、半導体レーザ等を、受光素子22としては、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。
光送受信装置20において、発光素子21の発光部21aから出射された光は、光導波路10の封止部16に入射し、図2の矢印のように光伝搬方向変換部14の光伝搬方向変換面14aにより伝搬方向を略90°変換されてコア層12に入射する。コア層12の屈折率は、クラッド層13の屈折率よりも高く設定されているため、コア層12に入射した光は、クラッド層13へは透過せずにコア層12内部を伝搬する。
コア層12内部を伝搬した光は封止部17を経由して光伝搬方向変換部15に達し、光伝搬方向変換部15の光伝搬方向変換面15aにより伝搬方向を略90°変換されて受光素子22の受光部22aに入射する。このように、光伝搬方向変換部14及び15は、光の伝搬方向を変換する機能を有する。
続いて、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造方法について説明する。図4〜図10は、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図である。図4〜図10において、図2及び図3と同一部品については、同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。
始めに、図4に示す工程では、支持基板11を用意し、支持基板11上に第1クラッド層13aを形成する。支持基板11としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板等を用いることができる。又、電気回路が形成された基板を支持基板11とし、その上に直接第1クラッド層13aを形成しても良い。
第1クラッド層13aは、例えば、液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料を、支持基板11上に塗布した後、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより形成することができる。又、第1クラッド層13aは、例えば、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料を、支持基板11上にラミネートした後、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより形成しても構わない。第1クラッド層13aの厚さは、例えば、10μm〜60μmとすることができる。
次いで、図5に示す工程では、第1クラッド層13a上にコア層12aを形成する。コア層12aは、パターニングされてコア層12となる層である。コア層12aは、例えば、液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料を、第1クラッド層13a上に塗布することにより形成することができる。又、コア層12aは、例えば、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料を、第1クラッド層13a上にラミネートすることにより形成しても構わない。
但し、コア層12aの屈折率は、クラッド層13の屈折率よりも高く設定する必要があるため、コア層12aを構成する上記ポリマー材料には、例えば、Ge等の屈折率制御用添加剤が含まれている。コア層12aの厚さは、例えば、30μm〜80μmとすることができる。
次いで、図6に示す工程では、コア層12aをパターニングしてコア層12を形成する。例えば、コア層12aとしてネガ型感光材料を使用した場合には、コア層12として残したい部分のみを露出するようにコア層12aをフォトマスク(図示せず)で覆い、露光及び現像し、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより、コア層12を形成することができる。
次いで、図7に示す工程では、コア層12を覆うように、第1クラッド層13a上に第2クラッド層13bを形成する。第2クラッド層13bは、図4に示す工程において第1クラッド層13aに用いたポリマー材料と同一のポリマー材料を第1クラッド層13a上に塗布又はラミネートし、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより形成することができる。コア層12及びクラッド層13の合計の厚さは、例えば、50μm〜200μmとすることができる。
次いで、図8に示す工程では、例えば、レーザ加工、ダイシング加工等の方法により、図7に示す構造体に、コア層12及び第2クラッド層13bを貫通するように、例えば、平面視長方形状の縦溝である凹部18及び19を形成する。次いで、図9に示す工程では、凹部18及び19に、光伝搬方向変換部14及び15を、それぞれの光伝搬方向変換面14a及び15aが対向するように挿入する。なお、凹部18及び19と光伝搬方向変換部14及び15との寸法関係は、光伝搬方向変換部14及び15を圧入しなくても凹部18及び19に挿入できる程度に、凹部18及び19の方が、若干大きくなっている。
光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aは、例えば、物理的又は化学的ラッピング加工等が施された平滑面であり、光を反射する機能を有する。光伝搬方向変換部14及び15としては、良好に光を反射する金属であれば、どのような材料を用いても構わない。又、光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aに、更にスパッタ法やめっき法等により、例えば、Al、Au等の金属層を形成してから挿入しても構わない。なお、予め良好に光を反射する平滑面を有する金属片であれば、特定の処理を施す必要はない。
次いで、図10に示す工程では、凹部18及び19に挿入された光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aの上部に、封止部16及び17の上面16a及び17aと、第2クラッド層13bの上面13cとが略面一となるように、封止剤を塗布し、封止部16及び17を形成する。
封止部16及び17としては、例えば、紫外線硬化タイプの光路結合用接着剤等を用いることができる。光路結合用接着剤は、±0.005程度の高い精度で屈折率を制御することが可能であるため、コア層12と同等な屈折率になるように制御された光路結合用接着剤を用いる。
なお、封止部16及び17として紫外線硬化タイプの光路結合用接着剤を用いた場合には、光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aの上部に光路結合用接着剤を塗布した後に、紫外線を照射して光路結合用接着剤を硬化させることにより封止部16及び17を形成する。封止部16及び17の材料として、光路結合用接着剤を用いることにより、光伝搬方向変換部14及び15が設けられている部分の機械的強度を向上するとともに、コア層12と発光素子21及び受光素子22との間の光接続性を向上することができる。このようにして、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10が製造される。
本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10によれば、支持基板11上にコア層12及びクラッド層13を形成した後に、コア層12及び第2クラッド層13bを貫通するように加工が容易な縦溝である凹部18及び19を形成し、凹部18及び19に光伝搬方向変換部14及び15を挿入することにより光伝搬方向変換部を設けるため、光導波路10を構成するコア層12及びクラッド層13が液状材料であるか、フィルム状材料であるかに関わらず、光伝搬方向変換部を設けることができる。
又、複雑な形状の溝を形成する工程や、コア層12及びクラッド層13に傾斜部を設けた後に、傾斜部に金属層を形成する工程等が不要であるため、簡易な工程で光伝搬方向変換部14及び15を形成することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10によれば、コア層12及び第2クラッド層13bを貫通するように加工が容易な縦溝である凹部18及び19を形成し、凹部18及び19に光伝搬方向変換部14及び15を挿入することにより光伝搬方向変換部を設けるため、光伝搬方向変換部14及び15の光伝搬方向変換面14a及び15aの方向を、発光素子21の発光部21a及び受光素子22の受光部22aの方向に向けることが容易であり、電気回路が形成された基板上に光導波路10を容易に形成して光送受信装置20を製造することができる。
〈第2の実施の形態〉
図11は本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30を有する光送受信装置40を例示する断面図である。図12は本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30を例示する平面図である。図11及び図12を参照するに、光送受信装置30は、光導波路30と、複数の発光部41aを有する発光素子アレイ41と、複数の受光部42aを有する受光素子アレイ42とから構成されている。
光導波路30は、支持基板31と、複数のコア層32と、クラッド層33と、光伝搬方向変換部34及び35と、封止部36及び37とを有する。クラッド層33は第1クラッド層33a及び第2クラッド層33bからなる。
32cはコア層32の下面を、33cは第2クラッド層33bの上面を、34a及び35aは光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面を、36a及び37aは封止部36及び37の上面を、Dはコア層32の奥行きを、Dは複数のコア層32全体の奥行きを、Dは光伝搬方向変換部34及び35の奥行きを示している。
光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aは、入射する光の方向を変換できるように、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように配置されている。所定の基準面は、例えば、光の伝搬方向に平行なコア層32の下面32cであり、所定の傾斜角は、コア層32の下面32cと光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aとのなす角度θであり、θは、例えば、45°である。
光導波路30において、支持基板31上には、複数のコア層32及びクラッド層33が形成されている。複数のコア層32及びクラッド層33は、例えば、液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料、又は、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料から構成されている。
光伝搬方向変換部34及び35は、複数のコア層32及び第2クラッド層33bを貫通するように設けられている。光伝搬方向変換部34及び35は、例えば、SUS、Al、CuとZnとの合金である真鍮等からなる金属製のブロック(金属片)であり、光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aは、例えば、物理的又は化学的ラッピング加工等が施された平滑面であり、光を反射する機能を有する。
光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aに、更にスパッタ法やめっき法等により、例えば、Al、Au等の金属層が形成されていても構わない。光伝搬方向変換部34及び35の奥行きDは、複数のコア層32全体の奥行きDより長ければ、どのような寸法でも構わない。
なお、図11の例では、光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aとコア層32の下面32cとのなす角度θは45°であるが、θは必ずしも45°にする必要はなく、θは、光導波路30と発光素子アレイ41及び受光素子アレイ42との間で良好な光結合性が得られるような任意の角度に設定することができる。左右のθを異なる角度に設定しても構わない。
光伝搬方向変換部34及び35は封止部36及び37により封止されている。封止部36及び37の上面36a及び37aと、第2クラッド層33bの上面33cとは、略面一とされている。封止部36及び37は、複数のコア層32と同等な屈折率を有する接着剤から構成されている。封止部36及び37は、光伝搬方向変換部34及び35が設けられている部分の機械的強度を向上するとともに、複数のコア層32と発光素子アレイ41及び受光素子アレイ42との間の光接続性を向上することを目的として設けられている。
第2クラッド層33bの上面33cの、光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aの上部に対応する位置には、発光素子アレイ41の複数の発光部41a及び受光素子アレイ42の複数の受光部42aが配置されている。発光素子アレイ41は、光伝搬方向変換部34の光伝搬方向変換面34aに対して光を照射可能に配置され、受光素子アレイ42は光伝搬方向変換部35の光伝搬方向変換面35aで伝搬方向を変換された光を受光可能に配置されている。発光素子アレイ41としては、例えば、半導体レーザアレイ等を、受光素子アレイ42としては、例えば、フォトダイオードアレイ等を用いることができる。
光送受信装置40において、発光素子アレイ41の複数の発光部41aから同時に又は別々に出射された光は、光導波路30の封止部36に入射し、図11の矢印のように光伝搬方向変換部34の光伝搬方向変換面34aにより伝搬方向を略90°変換されて対応するコア層32に入射する。コア層32の屈折率は、クラッド層33の屈折率よりも高く設定されているため、コア層32に入射した光は、クラッド層33へは透過せずにコア層32内部を伝搬する。
コア層32内部を伝搬した光は封止部37を経由して光伝搬方向変換部35に達し、光伝搬方向変換部35の光伝搬方向変換面35aにより伝搬方向を略90°変換されて受光素子アレイ42の対応する受光部42aに入射する。このように、光伝搬方向変換部34及び35は、光の伝搬方向を変換する機能を有する。
このようにして、複数のコア層32、発光素子アレイ41の複数の発光部41a及び受光素子アレイ42の複数の受光部42aを有する複数チャンネルに対応した光導波路30を有する光送受信装置40を実現することができる。なお、図11及び図12では、コア層32、発光素子アレイ41の発光部41a及び受光素子アレイ42の受光部42aをそれぞれ10個有する10チャンネルに対応した光導波路30を有する光送受信装置40を例示したが、チャンネル数は10以外でも構わない。
続いて、本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30の製造方法について説明する。ただし、本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30の製造方法は、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造方法とほぼ同様であるため、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造方法の説明に用いた図を参照しながら、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造方法と異なる部分を中心に説明する。
始めに、本発明の第1の実施の形態の図4及び図5に対応する工程の後、図6に対応する工程において、第1クラッド層33a上に形成された複数のコア層32aをパターニングして複数のコア層32を形成する。次いで、図7に対応する工程の後、図8に対応する工程において、例えば、レーザ加工、ダイシング加工等の方法により、図7に対応する構造体に、複数のコア層32及び第2クラッド層33bを貫通するように、例えば、平面視長方形状の縦溝である2つの凹部を形成する。
次いで、図9に対応する工程において、2つの凹部に光伝搬方向変換部34及び35を、それぞれの光伝搬方向変換面34a及び35aが対向するように挿入する。なお、2つの凹部と光伝搬方向変換部34及び35との寸法関係は、光伝搬方向変換部34及び35を圧入しなくても2つの凹部に挿入できる程度に、2つの凹部の方が、若干大きくなっている。
次いで、図10に対応する工程において、2つの凹部に挿入された光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aの上部に、封止部36及び37の上面36a及び37aと、第2クラッド層33bの上面33cとが略面一となるように、封止剤を塗布し、封止部36及び37を形成する。このようにして、本発明の第2の実施の形態に係る複数のコア層32有する複数チャンネルに対応した光導波路30が製造される。
本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30によれば、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10と同様に、支持基板31上に複数のコア層32及びクラッド層33を形成した後に、複数のコア層32及び第2クラッド層33bを貫通するように加工が容易な縦溝である2つの凹部を形成し、2つの凹部に光伝搬方向変換部34及び35を挿入することにより光伝搬方向変換部を設けるため、光導波路30を構成する複数のコア層32及びクラッド層33が液状材料であるか、フィルム状材料であるかに関わらず、光伝搬方向変換部を設けることができる。
又、複雑な形状の溝を形成する工程や、複数のコア層32及びクラッド層33に傾斜部を設けた後に、傾斜部に金属層を形成する工程等が不要であるため、簡易な工程で光伝搬方向変換部34及び35を形成することができる。
本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30によれば、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10と同様に、複数のコア層32及び第2クラッド層33bを貫通するように加工が容易な縦溝である2つの凹部を形成し、2つの凹部に光伝搬方向変換部34及び35を挿入することにより光伝搬方向変換部を設けるため、光伝搬方向変換部34及び35の光伝搬方向変換面34a及び35aの方向を、発光素子アレイ41の複数の発光部41a及び受光素子アレイ42の複数の受光部42aの方向に向けることが容易であり、電気回路が形成された基板上に光導波路30を容易に形成して光送受信装置40を製造することができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本発明の第1の実施の形態及び第2の実施の形態において、2つの光伝搬方向変換部を有する光導波路を例示したが、発光素子から出射された光の伝搬方向を変換する1つの光伝搬方向変換部を有する光導波路や、入射された光の伝搬方向を受光素子の方向に変換する1つの光伝搬方向変換部を有する光導波路等にも本発明を適用することができる。
従来の光導波路100を有する光送受信装置200を例示する断面図である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10を有する光送受信装置20を例示する断面図である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10を例示する平面図である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その1)である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その2)である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その3)である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その4)である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その5)である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その6)である。 本発明の第1の実施の形態に係る光導波路10の製造工程を例示する図(その7)である。 本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30を有する光送受信装置40を例示する断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る光導波路30を例示する平面図である。
符号の説明
10,30,100 光導波路
11,31,101 支持基板
12,12a,32,102 コア層
12c,32c コア層12,32の下面
13,33,103 クラッド層
13a,33a,103a 第1クラッド層
13b,33b,103b 第2クラッド層
13c,33c 第2クラッド層13b,33bの上面
14,15,34,35 光伝搬方向変換部
14a,15a,34a,35a 光伝搬方向変換部14,15,34,35の光伝搬方向変換面
16,17,36,37 封止部
16a,17a,36a,37a 封止部16,17,36,37の上面
18,19 凹部
20,40,200 光送受信装置
21,201 発光素子
21a,41a,201a 発光部
22,202 受光素子
22a,42a,202a 受光部
41 発光素子アレイ
42 受光素子アレイ
106,107 金属層
θ 角度
,D,D,D 奥行き

Claims (10)

  1. 第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された、光が伝搬する層であるコア層と、前記コア層を覆うように前記第1のクラッド層上に形成された第2のクラッド層と、前記コア層を伝搬する前記光の伝搬方向を変換する光伝搬方向変換部とを有する光導波路の製造方法であって、
    前記第1のクラッド層及び前記コア層を貫通する凹部を形成する凹部形成工程と、
    前記光伝搬方向変換部の光伝搬方向変換面が、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように、前記凹部に前記光伝搬方向変換部を挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
  2. 更に、前記光伝搬方向変換部を封止する封止工程を有することを特徴とする請求項1記載の光導波路の製造方法。
  3. 前記封止工程は、前記光伝搬方向変換部上に、前記コア層の屈折率と同等の屈折率を有する封止剤を塗布し、硬化する工程であることを特徴とする請求項2記載の光導波路の製造方法。
  4. 前記光伝搬方向変換部は、金属片からなり、前記光伝搬方向変換面は、前記金属片を構成する一つの平面であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項記載の光導波路の製造方法。
  5. 前記光伝搬方向変換面上に、金属層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載の光導波路の製造方法。
  6. 第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された、光が伝搬する層であるコア層と、前記コア層を覆うように前記第1のクラッド層上に形成された第2のクラッド層と、前記コア層を伝搬する前記光の伝搬方向を変換する光伝搬方向変換部とを有する光導波路であって、
    前記光伝搬方向変換部は、前記コア層を貫通するとともに、前記光伝搬方向変換部の光伝搬方向変換面が、所定の基準面に対して所定の傾斜角をなすように配置されていることを特徴とする光導波路。
  7. 更に、前記光伝搬方向変換部を封止する封止部を有することを特徴とする請求項6記載の光導波路。
  8. 前記封止部は、前記コア層の屈折率と同等の屈折率を有する封止剤から構成されていることを特徴とする請求項7記載の光導波路。
  9. 前記コア層は、前記第1のクラッド層上に複数個並設され、前記第2のクラッド層は、複数個の前記コア層を覆うように形成されていることを特徴とする請求項6乃至8の何れか一項記載の光導波路。
  10. 2つの前記光伝搬方向変換部を有する請求項6乃至9の何れか一項記載の光導波路と、発光素子と、受光素子と、基板とを有する光送受信装置であって、
    前記光導波路は前記基板上に形成されており、前記発光素子は前記光導波路上に、一方の前記光伝搬方向変換部に対して光を照射可能に配置され、前記受光素子は前記光導波路上に、他方の前記光伝搬方向変換部で伝搬方向を変換された前記光を受光可能に配置されていることを特徴とする光送受信装置。
JP2008095297A 2008-04-01 2008-04-01 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置 Pending JP2009251033A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008095297A JP2009251033A (ja) 2008-04-01 2008-04-01 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008095297A JP2009251033A (ja) 2008-04-01 2008-04-01 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置
US12/410,576 US7796851B2 (en) 2008-04-01 2009-03-25 Manufacturing method of optical waveguide, optical waveguide and optical reception/transmission apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009251033A true JP2009251033A (ja) 2009-10-29
JP2009251033A5 JP2009251033A5 (ja) 2011-02-17

Family

ID=41117359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008095297A Pending JP2009251033A (ja) 2008-04-01 2008-04-01 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7796851B2 (ja)
JP (1) JP2009251033A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209509A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Kyocera Corp 光伝送基板および光モジュール
JP2012150223A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Hitachi Cable Ltd 光電変換モジュール
JP2012163648A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Hitachi Cable Ltd 光モジュール

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5089643B2 (ja) * 2009-04-30 2012-12-05 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Maschines Corporation 光接続要素の製造方法、光伝送基板、光接続部品、接続方法および光伝送システム
JP5225211B2 (ja) * 2009-06-12 2013-07-03 新光電気工業株式会社 光導波路及びその製造方法並びに光導波路搭載基板
US8582935B2 (en) 2011-02-11 2013-11-12 AMI Research & Development, LLC Correction wedge for leaky solar array
US9806425B2 (en) 2011-02-11 2017-10-31 AMI Research & Development, LLC High performance low profile antennas
US9246230B2 (en) 2011-02-11 2016-01-26 AMI Research & Development, LLC High performance low profile antennas
US9164231B2 (en) * 2011-08-08 2015-10-20 Oracle International Corporation Ultra-compact photodetector on an optical waveguide
US9557480B2 (en) 2013-11-06 2017-01-31 R.A. Miller Industries, Inc. Graphene coupled MIM rectifier especially for use in monolithic broadband infrared energy collector
WO2014078356A1 (en) 2012-11-13 2014-05-22 AMI Research & Development, LLC Wideband light energy waveguide and detector
CN106249361B (zh) * 2015-06-05 2019-06-28 胡迪群 嵌入式光纤模块
US9709746B2 (en) * 2015-11-17 2017-07-18 International Business Machines Corporation Micro-filter structures for wavelength division multiplexing in polymer waveguides
US10168494B2 (en) 2016-11-30 2019-01-01 International Business Machines Corporation Off-axis micro-mirror arrays for optical coupling in polymer waveguides
DE102018103452A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-22 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zur Implementierung und Anbindung strukturintegrierter Lichtwellenleiter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073256A1 (fr) * 2001-02-28 2002-09-19 Nec Corporation Circuit optique et son procede de production, circuit optique en reseau, et dispositif a circuit optique l'utilisant
JP2003050328A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Toppan Printing Co Ltd 光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板
JP2004264382A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 光導波路基板及びその製造方法、光電気複合実装配線基板及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3079401B2 (ja) 1993-03-17 2000-08-21 日本電信電話株式会社 光導波路端部ミラーの形成方法
JP4211188B2 (ja) 2000-03-27 2009-01-21 ソニー株式会社 光導波路の形成方法および光送受信装置の製造方法
JP3902394B2 (ja) 2000-10-23 2007-04-04 日本電気株式会社 光通信モジュール及び光通信装置
CA2484349A1 (en) * 2002-05-09 2003-11-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical device
JP2005062557A (ja) * 2003-08-15 2005-03-10 Canon Inc 光素子装置、それを用いた二次元光導波路素子及び光電融合配線基板
US7316512B2 (en) * 2004-07-30 2008-01-08 General Electric Company Interconnect device
JP2006098702A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Ngk Insulators Ltd 光デバイス
JP4447428B2 (ja) * 2004-10-19 2010-04-07 新光電気工業株式会社 光導波路の製造方法
JP2007183467A (ja) 2006-01-10 2007-07-19 Hitachi Cable Ltd ミラー付光導波路及びその製造方法
JP2007183468A (ja) 2006-01-10 2007-07-19 Hitachi Cable Ltd ミラー付光導波路の製造方法
KR100770853B1 (ko) * 2006-02-09 2007-10-26 삼성전자주식회사 광 모듈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073256A1 (fr) * 2001-02-28 2002-09-19 Nec Corporation Circuit optique et son procede de production, circuit optique en reseau, et dispositif a circuit optique l'utilisant
JP2003050328A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Toppan Printing Co Ltd 光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板
JP2004264382A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 光導波路基板及びその製造方法、光電気複合実装配線基板及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209509A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Kyocera Corp 光伝送基板および光モジュール
JP2012150223A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Hitachi Cable Ltd 光電変換モジュール
JP2012163648A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Hitachi Cable Ltd 光モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US7796851B2 (en) 2010-09-14
US20090245725A1 (en) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009251033A (ja) 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置
JP4796615B2 (ja) 光電気混載基板およびその製造方法
JP4754613B2 (ja) 光電気混載基板およびその製造方法
JP2005275405A (ja) 光回路板部品を接続する光学的構造及び方法
JP2009175418A (ja) 光電気混載基板及びその製造方法
US9151910B2 (en) Optical module and method for manufacturing optical module
JP4690870B2 (ja) 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム
US8923669B2 (en) Optical waveguide and method of manufacturing the same, and optical waveguide device
JP5014855B2 (ja) 光電気集積配線基板およびその製造方法並びに光電気集積配線システム
US20100142904A1 (en) Optical waveguide, optical waveguide mounting substrate, and light transmitting and receiving device
JP2010107558A (ja) 光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュール
JP2009198804A (ja) 光モジュール及び光導波路
JP2012027388A (ja) 光センサモジュール
US8737794B2 (en) Two-layer optical waveguide and method of manufacturing the same
JP2009251034A (ja) 光導波路の製造方法、光導波路及び光送受信装置
JP2006330697A (ja) 光結合構造並びに光伝送機能内蔵基板およびその製造方法
JP4211188B2 (ja) 光導波路の形成方法および光送受信装置の製造方法
JP2005099521A (ja) 光伝送装置
JP2008158388A (ja) 光電気回路基板、光モジュールおよび光電気回路システム
JP2006178282A (ja) 光導波路樹脂フィルムおよびそれを用いた光配線部材
JP2005128319A (ja) 光機能素子およびその製造方法
JP2005338704A (ja) 光結合機能付配線基板及びその製造方法と光結合システム
JP6730801B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP2008134492A (ja) 光伝送システムおよびそれを具備する光モジュール
JP2005078022A (ja) 光導波モジュールおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120124

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120522