JP2011095599A

JP2011095599A - 光結合構造

Info

Publication number: JP2011095599A
Application number: JP2009250752A
Authority: JP
Inventors: Keigo Oshima; 啓吾大島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】発光素子と受光素子、または、光素子と光接続端子との間を低損失で光結合する。
【解決手段】ベース層１４と、該ベース層１４の上面の一端縁に配設固定された、発光素子１２を実装した第一のサブマウント１３と、前記ベース層１４の上面の他端縁に配設固定された、受光素子１５を実装した第二のサブマウント１６と、前記ベース層１４の上面に順次積層された下クラッド層２３と、コア層２４と中クラッド層２５とからなるコア形成層２６と、上クラッド層２７とから構成される光導波路２８とを備える。発光素子１２と受光素子１５とをコア層２５を介して光結合し、発光素子１２を実装したパッドと電気接続した導体層２０を第一のサブマウント１３の表面に露出させるとともに、受光素子１５を実装したパッドと電気接続した導体層を第二のサブマウント１６の表面に露出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信等に用いられる光結合構造に関するものである。

図１２には、従来の光結合構造の一例が示されている（特許文献１、参照。）。同図に示すように、基板１上には、光素子等の光部品２が搭載され、封止樹脂３により封止されている。また、光部品２の搭載位置に対応させて形成した調芯孔４には、光伝送路である光ファイバ５が挿入され、光部品２と光結合する構成と成している。なお、調芯孔４は、基板１の表面側に形成したＶ溝部６と、基板１上に設ける押さえ板７に形成した溝部８とにより形成されている。また、調芯孔４を挟む両側には、ガイド孔９が形成され、該ガイド孔９には、ガイドピン１０が挿入されている。

特開２０００−２１４３５２号公報

図１２に示した光結合構造において、調芯孔４の大きさは、光ファイバ５を挿入したときにガタが生じないように光ファイバ５の外径に合わせて形成されている。なお、調芯孔４の大きさを、多少の余裕を持って光ファイバ５の外径よりも大きめに形成すると、光ファイバ５と光部品２との光結合損失の増加の要因となってしまうために望ましくない。そのため、光ファイバ５を調芯孔４に挿入する作業は、高度な精度が要求されて難しく、時間もかかっていた。また、調芯孔４に挿入した光ファイバ５の先端面と光部品２との距離を正確に設定することも難しかった。また、前記光結合構造における光ファイバ５の先端側は、調芯孔４に樹脂のみで固定されているので、固定強度が小さかった。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、光伝送路と光素子とが簡単な構造で、低損失に光結合しており、光結合状態における機械的強度も良好な光結合構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の光結合構造は、ベース層と、該ベース層の上面の一端縁に配設固定された、発光素子を実装した第一のサブマウントと、前記ベース層の上面の他端縁に配設固定された、受光素子を実装した第二のサブマウントと、前記ベース層の上面に順次積層された下クラッド層と、コア層と中クラッド層とからなるコア形成層と、上クラッド層とから構成される光導波路とを備え、前記発光素子と前記受光素子とを前記コア層を介して光結合し、前記発光素子を実装したパッドと電気接続した導体層を前記第一のサブマウントの表面に露出させるとともに、前記受光素子を実装するパッドと電気接続した導体層を前記第二のサブマウントの表面に露出させたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の光結合構造は、ベース層と、該ベース層の上面の一端縁に配設固定された、光素子を実装したサブマウントと、前記ベース層の上面の他端縁に配設固定された光接続端子と、前記ベース層の上面に順次積層された下クラッド層と、コア層と中クラッド層とからなるコア形成層と、上クラッド層とから構成される光導波路とを備え、前記光素子と前記光接続端子とを前記コア層を介して光結合し、前記光素子を実装したパッドと電気接続した電気導体層を前記サブマウントの表面に露出させたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明の光結合構造は、サブマウントには、光導波路の伸長方向と直交する方向に、複数の光素子が一列配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明の光結合構造は、光結合構造の一端または両端に、その端部を挿入固定する固定部材が設けられていることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明の光結合構造は、サブマウントの高さよりも光導波路を薄く形成するとともに、固定部材にサブマウントの高さ寸法と同じ深さの、両側面に開口を有する溝を形成し、該溝の底面の一方の開口した側面縁に該溝の深さ寸法よりも低い立設壁を設け、該立設壁と当接させて前記サブマウントおよびその近傍の光導波路を前記溝に、電気導体層を上面にして挿入固定し、該近傍の光導波路と前記溝の内壁面とを接着剤を介して固定したことを特徴とする。

また、請求項６に係る発明の光結合構造は、溝の底面には、挿入されたサブマウントおよびその近傍の光導波路を吸着して固定する吸着孔が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項１に係る光結合構造は、ベース層の上面一端縁に、発光素子を実装した第一のサブマウントを配設固定し、ベース層の上面他端縁に、受光素子を実装した第二のサブマウントを配設固定する。なお、発光素子の発光面と受光素子の受光面とは、互いに間隔を介して対向配置する。また、本発明の請求項２に係る光結合構造は、ベース層の上面一端縁に、発光素子あるいは受光素子のいずれか一方の光素子を実装したサブマウントを配設固定し、ベース層の上面他端に光接続端子を接続する。なお、光素子の発光面あるいは受光面は、光接続端子に向けて配設する。

そして、請求項１に係る光結合構造では、サブマウント間のベース層の上面に、請求項２に係る光結合構造ではサブマウントと光接続端子間のベース層の上面に、下クラッド層と、コア層および中クラッド層とから構成されるコア形成層と、上クラッド層とを順に積層した光導波路を形成し、光素子とコア層とを光結合する。これにより、コア層を介して、光素子同士、あるいは、光素子と光接続端子とが光接続した、光結合構造が一体に形成される。この結果、光結合した光素子とコア層とが一体に形成されるので、調芯のための両者の位置調整が不必要となり、両者の間で発生する光結合損失を最低限に抑えることができる。また、本発明の光結合構造は一体構造として形成されるため、光素子と光ファイバ等を調芯して光結合させた後に接着剤で固定する従来の光結合構造とは異なり、光結合部における機械的強度も良好である。

また、光素子と光接続端子部とを光接続した請求項２に係る光結合構造においては、光接続端子を介して外部の光通信装置と精度よく、かつ、容易に光接続することができる。

また、本発明の請求項３に係る光結合構造では光導波路の伸長方向と直交する方向に、複数の光素子を一列配置することにより、複数の光信号を同時に送受することができる伝送路を備えた光結合構造を一体に構築できる。

また、本発明の請求項４に係る光結合構造は、本発明の請求項１乃至３に係る光結合構造を構成するサブマウントおよびその近傍の光導波路を挿入して固定する固定部材を設けたことにより、外部の衝撃から光結合構造の端部を保護することができ、機械的信頼性を高めることができる。

また、本発明の請求項５に係る光結合構造は、サブマウントの高さよりも光導波路を薄く形成する。また、固定部材にサブマウントの高さ寸法と同じ深さの、両側面に開口を有する溝を形成するとともに、一方の開口側面縁に溝の深さよりも短い寸法の立設壁を設け、その溝にサブマウントとその近傍の光導波路を挿入固定する。そのため、溝の上面からサブマウントが突出せず、かつ、接着剤もはみ出さないので、光結合構造を電気回路基板に密着した状態で載置でき、電気回路基板に電気接続することができる。

また、本発明の請求項６に係る光結合構造は、固定部材に、光結合構造の端部領域を吸着して仮固定するための吸着孔を設けることにより、本発明の請求項１乃至３に係る光結合構造を固定部材に装着する作業をより一層容易にすることができる。

図１（ａ）は、第１実施例の光結合構造を説明するための模式的な斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａの断面図である。図２（ａ）乃至（ｅ）は、第１実施例の光結合構造を形成する際に用いられるサブマウント群の形成方法を説明するための斜視図である。図３（ａ）は、ベース層の形成方法を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、ベース層の上面にサブマウント群を載置する状態を示す斜視図であり、図３（ｃ）は、ベース層にサブマウント群を固定した状態の断面図である。図４（ａ）は、下クラッド層の形成方法を示す斜視図であり、図４（ａ）´は、ベース層の上面に下クラッド層を形成した状態の断面図である。図４（ｂ）は、コア形成層の形成方法を示す斜視図である。図４（ｂ）´は、下クラッド層の上面にコア形成層を形成した状態の断面図である。図４（ｃ）は、上クラッド層の形成方法を示す斜視図であり、図４（ｃ）´は、コア形成層の上面に上クラッド層を形成した状態の断面図である。図５（ａ）は、ポジティブＵＶ型樹脂を用いてコア層および中クラッド層を形成するため、上クラッド層の上面にマスクを載置する状態の斜視図であり、図５（ｂ）は、マスクおよび上クラッド層を介してポジティブＵＶ型樹脂に向けて紫外線を照射している状態の斜視図である。図６（ａ）は、ネガティブＵＶ型樹脂を用いてコア層および中クラッド層を形成するため、上クラッド層の上面にマスクを載置する状態の斜視図であり、図６（ｂ）は、マスクおよび上クラッド層を介してネガティブＵＶ型樹脂に向けて紫外線を照射している状態の斜視図である。図７（ａ）は、一体に形成された複数の第１実施例の光結合構造をダイシングして分離している状態の斜視図である。図７（ｂ）は、切り離された第１実施例の光結合構造を示す斜視図である。図８（ａ）は、第１実施例の光結合構造を、固定部材へ挿入位置決めする方法を示す斜視図である。図８（ｂ）は、第１実施例の光結合構造の端部と固定部材とを接着剤で固定した後の、図８（ａ）におけるｂ方から見た第２実施例の光結合構造の斜視図である。図８（ｃ）は、第１実施例の光結合構造の端部と固定部材とを接着剤で固定した後の、図８（ａ）におけるｃ方から見た第２実施例の光結合構造の斜視図である。図９（ａ）は、第２実施例の光結合構造を電気回路基板に電気接続する方法を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、第２実施例の光結合構造を電気回路基板に電気接続した状態を示す斜視図である。図１０（ａ）は、第１実施例の光結合構造を固定部材へ挿入位置決めする際に、吸着孔を用いた方法を示す斜視図である。図１０（ｂ）は、第３実施例の光結合構造を図１０（ａ）におけるｂ方向から見た組み立て斜視図であり、図１０（ｃ）は、第３実施例の光結合構造を図１０（ａ）におけるｃ方向から見た組み立て斜視である。図１１（ａ）は、光導波路の一端側に発光素子が、光導波路の他端側に光接続端子が設けられた、第４実施例の光結合構造を説明するための、光導波路の伸長方向の断面図である。図１１（ｂ）は、光導波路の一端側に受光素子が、光導波路の他端側に光接続端子が設けられた、第５実施例の光結合構造を説明するための、光導波路の伸長方向の断面図である。従来の光結合構造を示す斜視説明図である。

以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）には、第１実施例の光結合構造１１の外観が、模式的な斜視図により示されている。同図に示すように、発光素子１２（図示せず）を実装したサブマウント１３がベース層１４の上面の一端縁に配設固定され、受光素子１５（図示せず）を実装したサブマウント１６がベース層１４の上面の他端縁に配設固定され、発光素子１２の発光面１７（図示せず）と受光素子１５の受光面１８（図示せず）とが互いに間隔を介して対向配置されている。

なお、図２（ｅ）に示すように、サブマウント１３には、発光素子１２を表面実装する際に使用したパッド３０および３１と電気接続した、半円筒形状に切断されたスルーホール１９が形成されており、サブマウント１３は、スルーホール１９の内壁導体層２０を上面に露出した状態で配置固定されている。また、同様に、サブマウント１６には、受光素子１５を表面実装する際に使用したパッド（図示せず）と電気接続した、半円筒形状に切断されたスルーホール２１が形成されており、サブマウント１６は、スルーホール２１の内壁導体層２２を上面に露出した状態で配置固定されている。

図１（ａ）に示すように、サブマウント１３および１６の間のベース層１４の上面には、下クラッド層２３と、後述するコア層２４および中クラッド層２５とからなるコア形成層２６と、上クラッド層２７とが順に積層された光導波路２８が形成されている。なお、光導波路２８の厚みは、サブマウント１３および１６の高さよりも薄く形成される。図１（ｂ）に、光導波路２８の伸長方向と直交する方向における光結合構造１１の断面図を示す。コア形成層２６は、発光素子１２と受光素子１５との間で光信号を送受するための伝送路として機能するコア層２４と、コア層２４の両側に隣接して形成された中クラッド層２５とからなる。なお、コア層２４の伸長方向の端面はそれぞれ、発光素子１２の発光面１７、受光素子１５の受光面１８と光結合する。

下クラッド層２３および上クラッド層２７は、硬化後に紫外線を照射しても屈折率が変化しないポリマー材料を用いて形成される。また、コア形成層２６は、硬化後の紫外線の照射量によって屈折率が変化する感光性ポリマー材料を用いて形成される。従って、紫外線が照射された領域と、照射されない領域との間では屈折率に差が生じ、それに応じてコア層２４と中クラッド層２５とが形成される。コア層２４は、下クラッド層２３、中クラッド層２５および上クラッド層２７よりも屈折率が大きく形成される。従って、コア層２４は、コア層２４よりも屈折率が低い、下クラッド層２３、上クラッド層２７および中クラッド層２５によって周囲を囲まれる。このため、コア層２４を伝送する光信号は、コア層２４と、下クラッド層２３、上クラッド層２７および中クラッド層２５との界面で全反射をして、コア層２４の内部を伝搬する。

以下に、本実施例の光結合構造の形成方法について、図２（ａ）乃至（ｅ）を用いて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、基板２９上に、発光素子１２をマトリックス状に実装する。なお、基板２９の上面には、発光素子１２の端子と半田付けするパッド３０の他に、発光素子１２の端子とワイヤーボンディングするためのパッド３１が設けられる。なお、パッド３０および３１のそれぞれは、基板２９に形成されたスルーホール１９（図示せず）の内壁導体層２０（図示せず）と電気接続している。

次に、図２（ｂ）に示すように基板２９の表面に透明樹脂３２をモールドし、発光素子１２を封止する。次に、図２（ｃ）に示すように、ダイシングブレード３３により、基板２９および封止樹脂３２を切断して切り離すとともに、スルーホール１９を半円筒形状に切断する。この結果、図２（ｄ）および（ｅ）に示すように、発光素子１２を実装したサブマウント１３が一列配列した状態のサブマウント群３４が形成される。また、スルーホール１９を半円筒形状に切断することにより、内壁導体層２０が露出する。なお、図２（ｅ）は、図２（ｄ）の拡大図である。

同様の工程により、発光素子１２の代わりに受光素子１５を一列配列したサブマウント群３５（図示せず）が形成される。

次に、図３（ａ）に示すように、対向する底面表面の両端縁に段部３６を設けた型枠３７内にポリマー材料を流し込んだ後、重合させてベース層１４ａを形成する。なお、後述するように、段部３６は、マスク３８の両端縁に取り付けられた支持部４０（図５参照）、マスク３９の両端縁に取り付けられた支持部４１（図６参照）を係止するために設けられる。そして、図３（ｂ）に示すように、ベース層１４ａの上面の一端縁にサブマウント群３４を、ベース層５ａの上面の他端縁にサブマウント群３５を、段部３６に隣接させて、接着剤で固定する。サブマウント群３４および３５は、図３（ｃ）に示すように、発光素子１２の発光面１７と受光素子１５の受光面１８とを対向させるとともに、半円筒形状に切断されたスルーホール１９，２１の内壁導体層２０，２２を上面側に露出するように固定される。なお、図３（ａ）、（ｂ）および、後述する図４乃至図７においては、内壁導体層２０，２２の図示は省略している。

次に、図４（ａ）および（ａ）’に示すように、型枠３７内にポリマー材料を流し込んだ後、光重合もしくは熱硬化させて、ベース層１４ａの上面に下クラッド層２３ａを形成する。次に、図４（ｂ）および（ｂ）’に示すように、型枠３７内に感光性ポリマー材料を流し込んだ後、光重合と熱硬化により、コア形成層２６ａを形成する。

コア形成層２６ａを形成した後、図４（ｃ）および（ｃ）’に示すように、型枠３７内にポリマー材料を流し込み、光重合もしくは熱硬化させて、コア形成層２６ａの上面に上クラッド層２７ａを形成する。これにより、下クラッド層２３ａと、コア形成層２６ａと、上クラッド層２７ａとが順に積層され光導波路層２８ａが形成される。

コア形成層２６ａを形成するための感光性ポリマー材料として、ポジティブＵＶ型樹脂あるいはネガティブＵＶ型樹脂が用いられる。ポジティブＵＶ型樹脂では紫外線が照射された領域の屈折率が増加し、ネガティブＵＶ型樹脂では紫外線が照射された領域の屈折率が低下する。このため、ポジティブＵＶ型樹脂あるいはネガティブＵＶ型樹脂のいずれを使用するかにより、紫外線の照射に際しての照射量と照射領域とを変更するための異なるマスクが用いられる。

図５（ａ）に示すように、ポジティブＵＶ型樹脂を用いる場合は、コア形成層２６ａのうちのコア層２４ａを形成する領域に紫外線を照射するために、スリット状の光透過部４２を並列配置したマスク３８が用いられる。マスク３８の対向する両端縁に取り付けられた支持部４０を段部３６の上面に係止してマスク３８を枠体３８に嵌め、マスク３８を上クラッド層２７ａの上面に載置する。このとき、光透過部４２は、コア形成層２６ａのうちのコア層２４ａを形成する領域上面を覆う上クラッド層２７ａの領域上面と密着するように位置合わせされる。

この後、光透過部４２および上クラッド層２７ａを介して、コア形成層２６ａのうちのコア層２４ａを形成する領域に紫外線を照射すると、紫外線が照射された領域の屈折率が増加してコア層２４ａが形成される。一方、マスク３８のうち光透過部４２が形成されていない領域を介してはコア形成層２６ａに紫外線が照射されないため、この領域に対応するコア形成層２６ａの屈折率は変化しない。この結果、屈折率が高いコア層２４ａと、コア層２４ａよりも屈折率が低い中クラッド層２５ａが同時に一体形成される。なお、コア形成層２６ａは、コア層２４ａの一端側面が発光素子１２の発光面１７と光結合すように、ベース層１４ａからの高さと、ベース層１４ａの伸長方向と直交する幅方向の位置とが、決められる。また、コア形成層２６ａは、コア層２４ａの他端側面が受光素子１５の受光面１８と光結合するように、ベース層１４ａからの高さと、ベース層１４ａの伸長方向と直交する幅方向の位置とが、決められる。

図６（ａ）に示すようにネガティブＵＶ型樹脂を用いる場合は、コア形成層２６ａのうちのコア層２４ａを形成する領域に紫外線が照射されないように、紫外線を遮断する細い平板状の光遮断部４３が複数並列配置されたマスク３９が用いられる。マスク３９の対向する両端縁に取り付けられた支持部４１を段部３６の上面に係止してマスク３９を枠体３８に嵌め、マスク３９を上クラッド層２７ａの上面に載置する。このとき、光遮断部４３は、コア形成層２６ａのうちのコア層２４ａを形成する領域上面を覆う上クラッド層２７ａの領域上面と密着するように位置合わせされる。

この後、マスク３９のうち光遮断部４３が形成されていない領域および上クラッド層２７ａを介して、コア形成層２６ａのうちの中クラッド層２５ａを形成する領域に紫外線を照射すると、紫外線が照射された領域の屈折率が低下して中クラッド層２５ａが形成される。一方、マスク３９のうち光遮断部４３が形成された領域を介してはコア形成層２６ａに紫外線が照射されないため、この領域に対応するコア形成層２６ａの屈折率は変化しない。この結果、屈折率が高いコア層２４ａと、コア層２４ａよりも屈折率が低い中クラッド層２５ａが同時に一体形成される。なお、コア形成層２６ａは、コア層２４ａの一端側面が発光素子１２の発光面１７と光結合すように、ベース層１４ａからの高さと、ベース層１４ａの伸長方向と直交する幅方向の位置とが、決められる。また、コア形成層２６ａは、コア層２４ａの他端側面が受光素子１５の受光面１８と光結合するように、ベース層１４ａからの高さと、ベース層１４ａの伸長方向と直交する幅方向の位置とが、決められる。

なお、下クラッド層２３ａ、コア形成層２６ａおよび内部のコア層２４ａや中クラッド層２５ａ、上クラッド層２７ａの形成材料や形成の仕方は上記方法に限られず様々であり、適宜の方法を用いて形成することができる。

紫外線による露光によってコア層２４ａと中クラッド層２５ａを形成した後、図７（ａ）に示すように、ダイシングブレード３３を用いてサブマウント群３４，３５と、光導波路２８ａと、ベース層１４ａを共に切断して切り離すと、図７（ｂ）に示すように、光結合構造１１が形成される。

次に、第２実施例の光結合構造について、図８（ａ）乃至（ｃ）に基づいて説明する。第２実施例の光結合構造４４は、図８（ａ）に示すように、第１実施例の光結合構造１１の少なくとも一端に、光結合構造１１のサブマウント１３およびその近傍、あるいは、光結合構造１１のサブマウント１６およびその近傍を挿入して固定する固定部材４５を設けたことを特徴としている。

固定部材４５には、光結合構造１１の伸長方向と直交する方向の幅に合わせた溝４６が形成される。溝４６の深さは、光結合構造１１のサブマウント１３、１６の高さと同じ寸法に形成される。このため、光結合構造１１を固定部材４５に固定した際に、内壁導体層２０，２２が形成されたサブマウント１３、１６の上面が、固定部材４５の上面から突出しない。また、溝４６の一方の開口側面縁には、立設壁４７が設けられる。なお、立設壁４７の高さは、内壁導体層２０，２２が溝４６の開口側面から露出するように、溝４６の深さ寸法よりも短く形成される。光結合構造１１の一端を、ベース層１４が溝４６の底面と対向するように挿入するとともに、サブマウント１３，１６の端面を立設壁４７に当接させて位置決めする。

次に、図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、上クラッド層２７の表面領域と固定部材４５との間に接着剤を塗布して固定する。なお、光導波路２８の厚みは、サブマウント１３および１６の高さよりも薄く形成されるため、固定部材４５の上面からは、表面領域Ａに塗布した接着剤ははみ出さない。図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印ｂ方向から見た斜視図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）の矢印ｃ方向から見た斜視図である。

図９（ａ）および（ｂ）に、第２実施例の光結合構造４４を電気回路基板４８に電気接続する方法を示す。図９（ａ）のように、内壁導体層２０と、内壁導体層２０を電気接続させるための電気回路基板４８に設けられた電極パッド４９とを対向させて、光結合構造４４を電気回路基板４８上に載置する。なお、溝４６の上面からは、サブマウント１３および１６は突出せず、また、接着剤もはみ出さないため、光結合構造４４と電気回路基板４８とは、密着した状態で載置される。次に、溝４６の開口側面を介して、露出した内壁導体層２０と電極パッド４９とを、半田もしくは導電性接着剤５０を用いて電気的に接続する。これにより、図９（ｂ）に示すように、光結合構造４４が電気回路基板４８上に固定されるとともに、電気的に接続される。なお、電気回路基板４８には、図９（ａ）および（ｂ）のように、例えばチップ抵抗などの受動部品５１、例えばＩＣなどの能動部品５２が実装されている。

次に、第３実施例の光結合構造について、図１０（ａ）および（ｃ）に基づいて説明する。第３実施例の光結合構造が第２実施例の光結合構造と異なる特徴的なことは、図１０（ａ）に示すように、固定部材５３に形成された溝５４の底面５５に、第１実施例の光結合構造１１の端部領域を吸着して仮固定するための吸着孔５６を設けたことである。この吸着孔５６により、第３実施例の光結合構造１１が吸着されて仮固定される。この状態で、図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、枠Ａの部位に接着剤が塗布するので、光結合構造１１と固定部材５３とを容易に固定することができる。

なお、本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、前記各実施例では、ベース層１４の両端側に、光素子（発光素子１２または受光素子１５）を実装したサブマウント１３，１６を配置固定した。しかしながら、これに限られず、図１１（ａ）に示す第４実施例のように、ベース層１４の一端側に、発光素子１２を実装したサブマウント１３を設け、ベース層１４の他端側に、光接続端子としての光コネクタ５７を配設固定してもよい。また、図１１（ｂ）に示す第５実施例のように、ベース層１４の一端側に、受光素子１５を実装したサブマウント１６を設け、ベース層１４の他端側に光コネクタ５７を配設固定してもよい。

なお、これらの例においても、発光素子１２の発光面１７は光コネクタ５７側に向けて配設され、発光素子１２の発光面１７は、コア層２４の伸長方向の一端側面と光結合する。また、受光素子１５の受光面１８は光コネクタ５７側に向けて配設され、受光素子１５の受光面１８は、コア層２４の伸長方向の一端側面と光結合する。なお、コア層２４の伸長方向の他端側は光コネクタ５７に光接続される。また、サブマウント１３または１６と光コネクタ５７との間のベース層１４の上面には、下クラッド層２３と、コア層２４と中クラッド層２５とからなるコア形成層２６と、上クラッド層２７とが順に積層された光導波路２８が形成される。また、光導波路２８の厚みは、サブマウント１３，１６、光コネクタ５７の高さよりも薄く形成される。また、発光素子１２、受光素子１５を実装したパッド（図示せず）と電気接続した電気導体層は、サブマウント１３，１８の表面に露出させる。

さらに、前記第１実施例の光結合構造１１や、第４実施例や第５実施例の光結合構造は、複数の光導波路２８を、光導波路２８の長手方向に直交する方向にアレイ状に設け、光伝送路を複数形成した構造に形成してもよい。具体的には、図７（ａ）に示すようにダイシングブレード３３によって光結合構造１１を切り離すことなく、複数の光導波路２８がアレイ状に配列された状態のものを用いて、光結合構造を形成してもよい。

なお、複数の光素子をアレイ状に配列する場合は、光結合構造の一端側に発光素子１２を配列し、他端側に受光素子１５を配列する。また、発光素子１２と受光素子１５とを交互に配列し、対向する発光素子１２と受光素子１５とが光結合するように形成してもよい。また、光コネクタ５７を接続する場合は、一端側に光コネクタ５７をまとめて配列してもよいし、光素子と光コネクタ５７とを交互に配列してもよく、光素子や光接続端子部の配列順等は、適宜設定されるものである。

さらに、サブマウント１３，１６の詳細構造は、上述した実施例に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。

本発明の光結合構造は、簡単な構成で、発光素子と受光素子を光導波路を介して低損失で光結合できる。また、発光素子や受光素子の光素子を、光導波路および光接続端子を介して外部の光部品と低損失で接続できる。また、光結合構造の強度も良好である。このため、光通信装置に組み込んで使用することができる。

１２発光素子
１３，１６サブマウント
１４ベース層
１５受光素子
１７発光面
１８受光面
２３下クラッド層
２４コア部
２５中クラッド層
２６コア形成層
２７上クラッド層
２８光導波路
４５，５３固定部材
５６吸着孔

Claims

ベース層と、該ベース層の上面の一端縁に配設固定された、発光素子を実装した第一のサブマウントと、前記ベース層の上面の他端縁に配設固定された、受光素子を実装した第二のサブマウントと、前記ベース層の上面に順次積層された下クラッド層と、コア層と中クラッド層とからなるコア形成層と、上クラッド層とから構成される光導波路とを備え、前記発光素子と前記受光素子とを前記コア層を介して光結合し、前記発光素子を実装したパッドと電気接続した導体層を前記第一のサブマウントの表面に露出させるとともに、前記受光素子を実装するパッドと電気接続した導体層を前記第二のサブマウントの表面に露出させたことを特徴とする光結合構造。
ベース層と、該ベース層の上面の一端縁に配設固定された、光素子を実装したサブマウントと、前記ベース層の上面の他端縁に配設固定された光接続端子と、前記ベース層の上面に順次積層された下クラッド層と、コア層と中クラッド層とからなるコア形成層と、上クラッド層とから構成される光導波路とを備え、前記光素子と前記光接続端子とを前記コア層を介して光結合し、前記光素子を実装したパッドと電気接続した電気導体層を前記サブマウントの表面に露出させたことを特徴とする光結合構造。
サブマウントには、光導波路の伸長方向と直交する方向に、複数の光素子が一列配置されていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の光結合構造。
光結合構造の一端または両端に、その端部を挿入固定する固定部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の光結合構造。
サブマウントの高さよりも光導波路を薄く形成するとともに、固定部材にサブマウントの高さ寸法と同じ深さの、両側面に開口を有する溝を形成し、該溝の底面の一方の開口した側面縁に該溝の深さ寸法よりも低い立設壁を設け、該立設壁と当接させて前記サブマウントおよびその近傍の光導波路を前記溝に、電気導体層を上面にして挿入固定し、該近傍の光導波路と前記溝の内壁面とを接着剤を介して固定したことを特徴とする請求項４記載の光結合構造。
溝の底面には、挿入されたサブマウントおよびその近傍の光導波路を吸着して固定する吸着孔が設けられていることを特徴とする請求項５記載の光結合構造。