JP2012215876A - Optical coupling circuit and optical module for signal transmission/reception using the same - Google Patents

Optical coupling circuit and optical module for signal transmission/reception using the same Download PDF

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健一郎 屋敷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module for signal transmission/reception having a small loss by obtaining an optical coupling circuit for optical interconnection replacing electric transmission with the small number of components at low cost.SOLUTION: An optical coupling circuit 11 constituting a part of an optical interconnection circuit includes: a waveguide 12 which guides an optical signal inputted onto a board 10 from one end thereof to the other end; a 45° multiple reflection mirror 14 which is disposed so as to face the other end of the waveguide 12 and guides, in transmission/reception, the optical signal in a direction different from that to an installation surface of the waveguide 12; and signal transmission means 15, 25, and so on which transmit and receive the optical signal via the 45° multiple reflection mirror 14 to relay the transmission/reception of the signal to/from the outside. The waveguide 12 is provided with an optical lens part 12c for suppressing the spread of the optical signal within the 45° multiple reflection mirror 14, and the optical lens part 12c is integrated with the waveguide. The optical module for signal transmission/reception is equipped with the optical coupling circuit.

Description

本発明は、光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールに係り、特に、サーバ,ルータ,又はHPCに適用する光インターコネクション用モジュールに用いられる光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical coupling circuit and an optical module for signal transmission / reception using the optical coupling circuit, and more particularly to an optical coupling circuit used for an optical interconnection module applied to a server, router, or HPC, and for signal transmission / reception using the optical coupling circuit. The present invention relates to an optical module.

(最近の動向)
10〔Gbps 〕以上のインターコネクションの高速化において、電気伝送の限界が見えはじめている。特に、筐体間の伝送距離を確保するための電気伝送では、波形整形回路を付加するなどに起因して消費電力の増大が問題になっている。そのため、昨今にあっては、光インターコネクションを用いて波形整形回路を不要とすることで消費電力を低減することが提案されている。
(Recent trends)
In the speeding up of interconnections of 10 [Gbps] or more, the limit of electric transmission is beginning to appear. In particular, in electrical transmission for securing a transmission distance between housings, an increase in power consumption is a problem due to the addition of a waveform shaping circuit. Therefore, in recent years, it has been proposed to reduce power consumption by eliminating the need for a waveform shaping circuit using optical interconnection.

一方、インターコネクション用として光インターコネクションを用いる場合には、電気信号を光信号に、又光信号を電気信号に変換する光モジュールが必要である。
このような光モジュールの例として、非特許文献1や非特許文献2にはマルチチャンネルの光トランシーバが報告されている。
On the other hand, when an optical interconnection is used for interconnection, an optical module that converts an electrical signal into an optical signal and an optical signal into an electrical signal is required.
As an example of such an optical module, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 report multi-channel optical transceivers.

非特許文献1の図1や非特許文献2の図7および図9に示されるように、光モジュールは、光駆動回路(LDD,TIA)と光素子(VCSEL,PD)、レンズ、電気配線、光配線、ミラー、及びコネクタから構成される。このような光モジュールでは、光素子としては面発光レーザ素子(面発光型半導体レーザ:VCSEL)が用いられる。   As shown in FIG. 1 of Non-Patent Document 1 and FIGS. 7 and 9 of Non-Patent Document 2, an optical module includes an optical drive circuit (LDD, TIA), an optical element (VCSEL, PD), a lens, electrical wiring, It consists of optical wiring, mirrors, and connectors. In such an optical module, a surface emitting laser element (surface emitting semiconductor laser: VCSEL) is used as the optical element.

この面発光レーザ(VCSEL)は端面発光レーザに比べて動作電流が小さく、これを駆動するICの消費電力を抑制できるメリットがある。この面発光レーザにおいては、レーザ光はVCSELチップに対して垂直方向に出射される。
このため、非特許文献1のようにポリマー導波路を光信号線路に用いる場合や、非特許文献2のようにマルチモード光ファイバ(MMF)と結合し且つモジュールが実装されるボードとボードの間隔が狭い場合には、反射端面が45度に設定された45度ミラーとレンズとを介することで、光素子と導波路の間の光結合を行なっている。
This surface-emitting laser (VCSEL) has a merit that the operating current is smaller than that of the edge-emitting laser, and the power consumption of the IC that drives the laser can be suppressed. In this surface emitting laser, the laser light is emitted in a direction perpendicular to the VCSEL chip.
Therefore, when a polymer waveguide is used for an optical signal line as in Non-Patent Document 1, or between a board on which a module is mounted and coupled with a multimode optical fiber (MMF) as in Non-Patent Document 2. Is narrow, the optical coupling between the optical element and the waveguide is performed through a 45-degree mirror and a lens whose reflection end face is set to 45 degrees.

この45度ミラーは作製しやすく光路を変換できるが、自由空間において45度ミラーだけでは光が広がってしまう。従って高効率の光結合を実現するためにレンズと一緒に用いられる。   This 45 degree mirror is easy to manufacture and can change the optical path, but light spreads in free space only with the 45 degree mirror. Therefore, it is used together with a lens to realize highly efficient optical coupling.

これに対して、45度ミラーとレンズの組み合わせを用いずに光路を変換するものとしては特許文献1の図14や図17に示される光路変換部品がある。
この特許文献1に開示された構造では、光は導波路により閉じ込められたまま45度ミラーにより光路が変換できるために、光は広がることなく光路変換をすることが可能となる。
更に、電気信号を光信号に変換して光導波路に送り込む光電変換部材として面発光レーザが知られている(特許文献2)。
On the other hand, there is an optical path conversion component shown in FIG. 14 or FIG. 17 of Patent Document 1 for converting an optical path without using a combination of a 45 degree mirror and a lens.
In the structure disclosed in Patent Document 1, since the light path can be converted by a 45-degree mirror while the light is confined by the waveguide, the light path can be changed without spreading.
Furthermore, a surface emitting laser is known as a photoelectric conversion member that converts an electrical signal into an optical signal and sends it to an optical waveguide (Patent Document 2).

特開2007-334343JP2007-334343 特開2009-141119JP2009-141119

OFC/NFOEC2008 予稿集 OThS4OFC / NFOEC2008 Proceedings OThS4 ECTC2008 予稿集 1838 ページECTC2008 Proceedings 1838 page

ここで、電気伝送を代替するような光インタ−コネクションには、従来より低コスト化が求められる。しかしながら、この光インタ−コネクションについては、光モジュールの部品コスト及びアセンブリコストが高いため、高性能コンピューティングシステム(HPC:High Performance Computing systems)や高級ルータなどの高価な装置にしか導入が進んでいなかった。   Here, cost reduction is required for an optical interconnection that replaces electric transmission. However, since the optical module component cost and assembly cost are high, this optical interconnection has been introduced only in expensive devices such as high-performance computing systems (HPCs) and high-end routers. There wasn't.

又、非特許文献1や非特許文献2のようにレンズとミラーを使う光モジュールには、低コスト化に向けて部品点数の削減が求められている。
更に、レンズを用いない特許文献1のような構造では、部品点数を減らせる可能性はあるものの部材の作製ばらつきを考慮すると、光路変換部品と導波路の間の光軸調整が難しいという課題があり、これがため、低コストの画像処理などを利用しての実装を適用することができないという問題があった。
また、特許文献2では、光電変換部材にかかる技術内容の開示にとどめられており、その応用回路については開示がない。
In addition, optical modules using lenses and mirrors as in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 are required to reduce the number of components for cost reduction.
Furthermore, in the structure as in Patent Document 1 that does not use a lens, there is a possibility that the number of parts can be reduced, but considering the manufacturing variation of members, it is difficult to adjust the optical axis between the optical path conversion component and the waveguide. For this reason, there is a problem that it is impossible to apply the implementation using low-cost image processing or the like.
Moreover, in patent document 2, it is only disclosure of the technical content concerning a photoelectric conversion member, and there is no disclosure about the application circuit.

(発明の目的)
本発明は、かかる関連技術の有する不都合を改善し、特に部品点数が少なく且つ安価に入手し得る生産性良好な光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することを、その目的とする。
(Object of invention)
It is an object of the present invention to provide an optical coupling circuit that improves the disadvantages of the related technology and has a low productivity and can be obtained at low cost, and an optical module for signal transmission and reception using the same. And

上記目的を達成するため、本発明にかかる光結合回路は、基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する45度多重反射ミラーと、この45度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記45度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記45度多重反射ミラー側に、当該45度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化するという構成を採っている。
In order to achieve the above object, an optical coupling circuit according to the present invention includes a waveguide disposed on a substrate and guiding an optical signal input / output at one end toward the other end, and the waveguide. A 45-degree multi-reflection mirror disposed opposite the other end of the waveguide and guiding transmission / reception of optical signals in a direction different from the installation surface of the waveguide, and the 45-degree multi-reflection mirror through the 45-degree multi-reflection mirror A signal transmission means for linking and transmitting optical signals to and from the waveguide and relaying signal transmission and reception to the outside;
The other end of the waveguide is disposed so as to correspond to at least one of a plurality of optical signal transmission multiple layers provided in the 45-degree multiple reflection mirror, and
An optical lens portion for suppressing the spread of the optical signal is provided on the 45 ° multiple reflection mirror side of the waveguide so as to oppose the light input / output surface of the 45 ° multiple reflection mirror, and the optical lens portion is disposed on the waveguide. It is configured to be integrated with.

又、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備え、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとしては電気信号を光信号に変換する面発光レーザを含むものを採用し、又受信側光アセンブリとしてはホトダイオード含むものを採用した。
In order to achieve the above object, an optical module for signal transmission / reception according to the present invention is transmitted to a transmission signal processing unit that is provided on the same board and transmits an externally input electric signal to the transmission signal processing unit. With an optical interconnection circuit for
The optical interconnection circuit includes a transmission-side optical assembly coupled to the transmission signal processing unit, a reception-side optical assembly coupled to the transmission signal processing unit, and a polymer waveguide that interconnects the optical assemblies. And consisting of
As the transmission side optical assembly, one including a surface emitting laser for converting an electric signal into an optical signal is adopted, and as the reception side optical assembly, one including a photodiode is adopted.

更に、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備え、
前記光式インターコネクション回路を、前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光連結回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光連結回路とにより構成した。
更に、前記送信側光アセンブリとしては電気信号を光信号に変換する面発光レーザを含むものを採用し、又受信側光アセンブリとしてはホトダイオード含むものを採用した。
Furthermore, in order to achieve the above object, the signal transmission / reception optical module according to the present invention is equipped with an electrical signal for transmission input to a plurality of transmission signal processing units equipped on one board on the other board. Provided with an optical interconnection circuit for transmission to a plurality of outgoing signal processing units to be transmitted to the outside,
The optical interconnection circuit includes a plurality of transmission-side optical assemblies that convert a plurality of electrical signals output from the transmission signal processing units into optical signals, and the optical signals are captured via a plurality of polymer waveguides. An optical signal relay means for transmitting to the other board side, and an optical signal transmitted through the optical signal relay means is taken in through a plurality of polymer waveguides and converted into an electrical signal to each of the transmission signal processing sections. A plurality of receiving side optical assemblies for transmission,
The optical signal relay means includes a plurality of relay optical fibers for optical coupling installed between the one and the other boards, the plurality of relay optical fibers, and the plurality of waveguides on the one board. And the other relay optical coupling circuit that optically couples the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the other board.
Further, the transmitter side optical assembly includes a surface emitting laser that converts an electrical signal into an optical signal, and the receiver side optical assembly includes a photodiode.

また、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、同一ボード上に装備された伝送信号処理部に外部入力される電気信号を、外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項4に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている45度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部を装備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical module for signal transmission / reception according to the present invention includes a transmission signal processing unit that transmits an electrical signal externally input to a transmission signal processing unit mounted on the same board. In a signal transmission / reception module equipped with an optical interconnection circuit for transmission to
The optical interconnection circuit includes a transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) coupled to the transmission signal processing unit and a reception side optical assembly (the other optical coupling circuit) coupled to the transmission signal processing unit. And a polymer waveguide for interconnecting the optical assemblies,
The board is equipped with the optical coupling circuit according to claim 4 as the transmitting side optical assembly, and the board includes a signal transmission means provided in the optical coupler together with a 45-degree multiple reflection mirror provided in the signal transmission means. Equipped with an optical / electrical linking socket fixed on top.

本発明は上述したように構成されているので、これによると、電気伝送を代替するような光インタ−コネクションとして、複数の導入送信信号の変換及び伝送に際しては光信号用の複数の導波路と45度多重反射ミラーと信号変換素子を45度多重反射ミラーに装備すると共に各導波路の45度多重反射ミラー側にレンズ部を装備するという構成を採用したので、これにより部品点数が大幅に少なくなり、更に低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となるという優れた光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することができる。   Since the present invention is configured as described above, according to this, as an optical interconnection that substitutes for electrical transmission, a plurality of waveguides for optical signals are used for conversion and transmission of a plurality of introduced transmission signals. Since the 45 degree multiple reflection mirror and the signal conversion element are installed in the 45 degree multiple reflection mirror and the lens part is provided on the 45 degree multiple reflection mirror side of each waveguide, this greatly reduces the number of parts. Thus, it is possible to provide an excellent optical coupling circuit that can be configured and mounted with low-cost components and an optical module for signal transmission / reception using the optical coupling circuit.

本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第1実施形態を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a first embodiment of an optical module for signal transmission / reception including an optical coupling circuit according to the present invention. 図1に開示した光モジュールに含まれる送信側光アセンブリ(第1の光結合回路)の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of transmission side optical assembly (1st optical coupling circuit) contained in the optical module disclosed in FIG. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)示す図で、図3(A)は平面図、図3(B)は正面図である。FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a front view showing a transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. 2. 図1に開示した第1の光結合回路の一部を示す導波路と45度多重反射ミラーとの配置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship between the waveguide which shows a part of 1st optical coupling circuit disclosed in FIG. 1, and a 45 degree | times multiple reflection mirror. 図1に開示した光モジュールに含まれる受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of receiving side optical assembly (other optical coupling circuit) contained in the optical module disclosed in FIG. 図5に開示した受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)示す図で、図6(A)は平面図、図6(B)は正面図である。FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a front view illustrating a reception-side optical assembly (the other optical coupling circuit) disclosed in FIG. 5. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている光レンズ部の他の例を示す図で、図7(A)は斜視図、図7(B)は平面図、図7(C)は正面図である。FIG. 7A is a perspective view, and FIG. 7B is a plan view, illustrating another example of an optical lens unit provided in the transmission-side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. FIG. 7C is a front view. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図8(A)は斜視図、図8(B)は平面図、図8(C)は正面図である。FIG. 8A is a perspective view, and FIG. 8B is a plan view showing still another example of the optical lens unit provided in the transmission-side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. FIG. 8C is a front view. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図9(A)は斜視図、図9(B)は平面図、図9(C)は正面図である。FIG. 9A is a perspective view and FIG. 9B is a plan view showing still another example of the optical lens unit provided in the transmission-side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. FIG. 9 (C) is a front view. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図10(A)は斜視図、図10(B)は平面図、図10(C)は正面図である。FIG. 10A is a perspective view and FIG. 10B is a plan view showing still another example of an optical lens unit provided in the transmission-side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. FIG. 10C is a front view. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている45度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the internal propagation | transmission of the 45-degree multiple reflection mirror with which the transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. 2 is equipped, and an optical signal. 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている45度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す他の説明図である。FIG. 5 is another explanatory diagram showing a state of internal propagation of a 45-degree multiple reflection mirror and an optical signal provided in the transmission-side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. 2; 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている45度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す更に他の説明図である。FIG. 10 is still another explanatory view showing a state of internal propagation of a 45-degree multiple reflection mirror and an optical signal provided in the transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. 2; 図2に開示した送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)に装備されている45度多重反射ミラーにおける面発光レーザの出射面入射角φに対する光出射角θの広がりとの関係の計算結果を示す線図である。The calculation result of the relationship between the spread of the light exit angle θ with respect to the exit surface incident angle φ of the surface emitting laser in the 45 ° multiple reflection mirror equipped in the transmitting side optical assembly (one optical coupling circuit) disclosed in FIG. FIG. 面発光レーザ(VCSEL)の遠視野像を示す線図である。It is a diagram which shows the far field image of a surface emitting laser (VCSEL). 本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第2実施形態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows 2nd Embodiment of the optical module for signal transmission / reception including the optical coupling circuit concerning this invention. 図16に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第3の光結合回路(送信側段付光結合回路)の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the 3rd optical coupling circuit (transmission side stepped optical coupling circuit) which comprises a part of optical module for signal transmission / reception disclosed in FIG. 図16に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第4の光結合回路(MMFアレイ連結用送信側光結合回路)の一例を示す概略斜視図である。FIG. 17 is a schematic perspective view showing an example of a fourth optical coupling circuit (transmission side optical coupling circuit for MMF array coupling) constituting a part of the signal transmission / reception optical module disclosed in FIG. 16. 図16に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第5の光結合回路(MMFアレイ連結用送信側光結合回路)の一例を示す概略斜視図である。FIG. 17 is a schematic perspective view illustrating an example of a fifth optical coupling circuit (a transmission side optical coupling circuit for MMF array coupling) that constitutes a part of the signal transmission / reception optical module disclosed in FIG. 16. 図16に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第6の光結合回路(受信側段付光結合回路)の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the 6th optical coupling circuit (receiving side stepped optical coupling circuit) which comprises a part of optical module for signal transmission / reception disclosed in FIG. 本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第3実施形態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows 3rd Embodiment of the optical module for signal transmission / reception including the optical coupling circuit concerning this invention. 図21に開示された信号送受信用光モジュールの一部を構成する二層構造の送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)を示す図で、図22(A)はその一部を示す平面図、図22(B)は図22(A)の正面図である。FIG. 22A is a diagram showing a two-layer transmission-side optical assembly (one optical coupling circuit) that constitutes a part of the signal transmission / reception optical module disclosed in FIG. 21, and FIG. 22A is a plan view showing a part thereof; FIG. 22 (B) is a front view of FIG. 22 (A). 図21に開示された信号送受信用光モジュールの一部を構成する二層構造の受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)を示す図で、図23(A)はその一部を示す平面図、図23(B)は図23(A)の正面図である。FIG. 23A is a diagram showing a reception-side optical assembly (the other optical coupling circuit) having a two-layer structure that constitutes a part of the signal transmission / reception optical module disclosed in FIG. 21, and FIG. FIG. 23B is a front view of FIG. 本発明の第4実施形態を示す概略平面図概略平面図である。It is a schematic plan view which shows 4th Embodiment of this invention, It is a schematic plan view. 図24に開示した一方の光結合回路部分の送信側光変換部を示す概略断面図である。FIG. 25 is a schematic cross-sectional view illustrating a transmission-side optical conversion unit of one optical coupling circuit portion disclosed in FIG. 24. 図24に開示した一方の光結合回路部分の送信側光結合部を示す概略断面図である。FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing a transmission side optical coupling portion of one optical coupling circuit portion disclosed in FIG. 24. 図24に開示した送信側光変換部の要部を構成する光電気統合ソケット部分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the opto-electric integrated socket part which comprises the principal part of the transmission side optical conversion part disclosed in FIG. 図27に開示した光電気統合ソケット部で用いる異方性導電シート(45度多重反射ミラー)の製造方法の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the manufacturing method of the anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) used with the photoelectric integration socket part disclosed in FIG. 図24に開示した他方の光結合回路部分の受信側光変換部を示す概略断面図である。FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing a receiving side optical conversion unit of the other optical coupling circuit portion disclosed in FIG. 24. 図24に開示した他方の光結合回路部分の受信側光結合部を示す概略断面図である。FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing a receiving side optical coupling portion of the other optical coupling circuit portion disclosed in FIG. 24.

〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を図1乃至図15に基づいて説明する。
図1に、本発明にかかる光結合回路11,12を組み込んだ信号送受信用の光モジュール1を示す。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an optical module 1 for signal transmission and reception incorporating optical coupling circuits 11 and 12 according to the present invention.

<光モジュール>
この図1において、光モジュール1は、外部入力される信号を取り込んで伝送信号として信号処理する伝送信号処理部2と、この伝送信号処理部2からの出力信号を光信号に変換する一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)11と、この一方の光結合回路11から出力される光信号を予め設置されている導波路(ポリマー導波路)12を介して取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)13と、この他方の光結合回路13で変換された電気信号を外部に向けて発信するための信号処理を行う発信信号処理部3とを備えている。
<Optical module>
In FIG. 1, an optical module 1 includes a transmission signal processing unit 2 that takes in an externally input signal and processes the signal as a transmission signal, and one light that converts an output signal from the transmission signal processing unit 2 into an optical signal. The other of the coupling circuit (transmission-side optical assembly) 11 and the other optical signal output from the one optical coupling circuit 11 is taken in through a pre-installed waveguide (polymer waveguide) 12 and converted into an electrical signal. An optical coupling circuit (reception side optical assembly) 13 and a transmission signal processing unit 3 that performs signal processing for transmitting an electrical signal converted by the other optical coupling circuit 13 to the outside are provided.

ここで、上記一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)11と、この一方の光結合回路11から出力される光信号を取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)13と、この一方と他方の各光結合回路を連結する導波路(ポリマー導波路)12とにより、光信号伝送路(光式インターコネクション回路)1Aが構成されている。又、符号10は、上記各構成部材を保持する基板を示す。   Here, the one optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 11 and the other optical coupling circuit (receiving-side optical assembly) that takes an optical signal output from the one optical coupling circuit 11 and converts it into an electrical signal. 13 and a waveguide (polymer waveguide) 12 that connects the one and the other optical coupling circuits together constitute an optical signal transmission path (optical interconnection circuit) 1A. Reference numeral 10 denotes a substrate that holds the above-described constituent members.

<送信側光アセンブリ11>
送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)11は、図2乃至図3に示すように、受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)13に向けて送り出される光信号を案内する導波路12(12,12,12)と、この各導波路12〜12の他方の端部(図2の右端部)に対向して配設され当該各導波路12〜12に向けて光信号の伝搬を案内する45度多重反射ミラー14と、この45度多重反射ミラー14を介して前記各導波路12〜12に対して伝送信号処理部2から入力される電気信号を光信号に変換して送り込む信号伝達手段15とを備えている。
<Transmission-side optical assembly 11>
As shown in FIGS. 2 to 3, the transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) 11 is a waveguide 12 (guides an optical signal sent toward the reception side optical assembly (the other optical coupling circuit) 13. 12 1, 12 2, and 12 3), towards this respective waveguides 12 1 to 12 3 of the other end (right end) to face disposed in the respective waveguides 12 1 to 12 3 in FIG. 2 45-degree multiple reflection mirror 14 for guiding the propagation of the optical signal, and the electrical signal input from the transmission signal processing unit 2 to the waveguides 12 1 to 12 3 via the 45-degree multiple reflection mirror 14 And a signal transmission means 15 for converting into an optical signal and sending it in.

ここで、各導波路12〜12の全体を指標する場合は、符号12をもって導波路とする。また、この各導波路12〜12およびこれに関連する構成部材(例えば後述する面発光レーザ16,16,16等)については、本第1実施形態ではそれぞれ三個の場合を例示しているが、4個以上であってもよい。他の実施形態においても同様である。 Here, when the whole of each of the waveguides 12 1 to 12 3 is indicated, the reference numeral 12 is used as the waveguide. In addition, for each of the waveguides 12 1 to 12 3 and related members (for example, surface emitting lasers 16 1 , 16 2 , and 16 3 to be described later), there are three cases in the first embodiment. Although illustrated, four or more may be sufficient. The same applies to other embodiments.

次に、上記導波路12については、コア層12aが屈折率の異なる透明部材からなるクラッド部12bに取り囲まれて導波路12が特定され当該クラッド部12bと一体的に形成されている。他の導波路12,12についても同様である。
そして、この各導波路(コア層12a)12,12,12とクラッド部12bと後述するレンズ部12cとにより導波路アレイ12が構成されている。
Next, the waveguide 12 1, the core layer 12a is formed surrounded by the cladding portion 12b and the waveguide 12 integral with 1 the cladding portion 12b is specified of different transparent member having a refractive index. The same applies to the other waveguides 12 2 and 12 3 .
Each of the waveguides (core layer 12a) 12 1 , 12 2 , 12 3 , a clad portion 12b, and a lens portion 12c described later constitute a waveguide array 12.

前述した各導波路12〜12の各他端部(図2の右端部)には、45度多重反射ミラー14との対向面部分に、当該45度多重反射ミラー14から送り出される(後述する受信側光アセンブリでは、送り込まれる)光信号の拡散を抑制する光レンズ部12cが、それぞれ設置されている。そして、この各光レンズ部12c,12c,12cは、前述した各導波路12〜12にそれぞれ一体化されて構成されている。 The other end portions (the right end portion in FIG. 2) of each of the waveguides 12 1 to 12 3 are sent out from the 45 ° multiple reflection mirror 14 to the surface facing the 45 ° multiple reflection mirror 14 (described later). In the receiving-side optical assembly, optical lens portions 12c that suppress diffusion of optical signals that are sent in are respectively installed. Each of the optical lens portions 12c, 12c, 12c is configured to be integrated with each of the waveguides 12 1 to 12 3 described above.

ここで、45度多重反射ミラー14は、本第1実施形態にあっては、四角柱状に形成され、その断面内には45度方向に反射ミラー膜14bがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜14b相互間には透明部材からなる誘電体が充填された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層14a,14a,…が形成されている。   Here, in the first embodiment, the 45-degree multiple reflection mirror 14 is formed in a quadrangular prism shape, and a plurality of reflection mirror films 14b are provided in the cross section in the 45-degree direction at substantially equal intervals. A plurality of optical signal transmission multiple layers 14a, 14a,... Are formed between the reflecting mirror films 14b by being filled with a dielectric made of a transparent member.

そして、前述した各導波路12〜12は、その光レンズ部12c部分が、上記45度多重反射ミラー14が備えている複数の光信号伝送多重層14a,14a,…の内の少なくとも一つの層に対応させて、配設されている。この場合、導波路12と45度多重反射ミラー14とは、図3(b)に示すように、3つの光信号伝送多重層14aに対応させて配設されている。他の各導波路12,12の場合も同様である。 Each of the waveguides 12 1 to 12 3 described above has at least one of the optical signal transmission multiple layers 14a, 14a,... Corresponding to two layers are arranged. In this case, waveguide 12 1 and 45 degrees multiple reflection mirror 14, as shown in FIG. 3 (b), are arranged in correspondence with the three optical signal transmission multiplex layer 14a. The same applies to the other waveguides 12 2 and 12 3 .

これにより、各導波路12〜12と上述した45度多重反射ミラー14との間における光信号の拡散が有効に抑制され、光信号の伝搬途上における感度低下が有効に抑制されている。 Thereby, the diffusion of the optical signal between each of the waveguides 12 1 to 12 3 and the 45-degree multiple reflection mirror 14 described above is effectively suppressed, and the decrease in sensitivity during the propagation of the optical signal is effectively suppressed.

図4に、導波路12と45度多重反射ミラー14との対応位置関係を示す。導波路12,12についても同様である。この図4に示す三次元座標は、以後の説明において成される座標位置関係に全て適用されるものとする。 Figure 4 shows a corresponding positional relation between the waveguide 12 1 and 45 degrees multiple reflection mirror 14. The same applies to the waveguides 12 2 and 12 3 . The three-dimensional coordinates shown in FIG. 4 are all applied to the coordinate positional relationship formed in the following description.

前述した信号伝達手段15は、図2乃至図3に示すように、45度多重反射ミラー14の前記各導波路12〜12に対して光学的に導通した面の反対側の端面(図1では上端面)に設置された面発光レーザ16,16,16と、この各面発光レーザ16〜16に対して駆動用の電気信号を個別に送り込む電気配線回路17,17,17とを含んで構成されている。 As shown in FIGS. 2 to 3, the signal transmission means 15 described above has an end face on the opposite side of the face that is optically connected to the waveguides 12 1 to 12 3 of the 45-degree multiple reflection mirror 14 (see FIG. 2). the surface emitting laser 16 1 installed to 1 in the upper end face), 16 2, 16 3 and an electrical wiring circuit 17 1 for sending the electric signal for driving to this surface-emitting laser 161-164 3 individually, 17 2 and 17 3 .

ここで、符号18は複数の面発光レーザ16,16,16を備えた面発光レーザアレイを示す。この面発光レーザアレイ18は、図2,図3に示すように、上述した複数の面発光レーザ16〜16と、当該各面発光レーザ16〜16を保持すると共に予め設定された装備位置を特定するレーザ保持部材18Aと、このレーザ保持部材18Aに装備された前記各面発光レーザ16〜16に対応して個別に設置された複数のレーザ用電極18a,18a,……と、前記各電気配線回路17,17,17の端部に個別に対応して設置された複数のバンプ用通電電極18b,18b,……と、この各電極18a,18bの相互間を個別に接続する電極接続回路18c,18c,……とを、それぞれ備えて構成されている。 Here, reference numeral 18 denotes a surface emitting laser array provided with a plurality of surface emitting lasers 16 1 , 16 2 , 16 3 . The surface emitting laser array 18, as shown in FIG. 2, FIG. 3, a plurality of surface emitting lasers 16 1 to 16 3 as described above, is set in advance and holds the surface-emission laser diodes 161-164 3 A laser holding member 18A for specifying an installation position, and a plurality of laser electrodes 18a, 18a,... Individually installed corresponding to the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 provided on the laser holding member 18A. And a plurality of bump energizing electrodes 18b, 18b,... Installed individually corresponding to the ends of the electric wiring circuits 17 1 , 17 2 , 17 3 , and the electrodes 18 a, 18 b. Are individually provided with electrode connection circuits 18c, 18c,.

符号20a,20a,……は、対応する各電気配線回路17〜17とバンプ用通電電極18b,18b,……とを個別に接続するバンプ(球状接続端子)を示す。
ここで、このバンプ(球状接続端子)20aは、本実施形態では、電気信号の伝達に直接寄与しない箇所にも、組立バランス上、図2,図3に示すように複数装備されている。符号18e,18e,……は、バンプ用通電電極18bと同等に形成されたバンプ装備用の他の電極を示す。
Reference numerals 20a, 20a,... Indicate bumps (spherical connection terminals) that individually connect the corresponding electric wiring circuits 17 1 to 17 3 and the bump energizing electrodes 18b, 18b,.
Here, in the present embodiment, a plurality of bumps (spherical connection terminals) 20a are also provided at locations that do not directly contribute to the transmission of electrical signals as shown in FIGS. Reference numerals 18e, 18e,... Denote other electrodes for bump equipment that are formed in the same manner as the bump energizing electrodes 18b.

これにより、前述した各面発光レーザ16〜16に対しては、上記各電気配線回路17〜17から前述した駆動信号が、対応する上記各電極18a,18bおよび電極接続回路18cを介して個別に送り込まれ、各別に印加されるようになっている。 Thereby, for each of the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 described above, the drive signals described above from the respective electric wiring circuits 17 1 to 17 3 cause the corresponding electrodes 18 a and 18 b and the electrode connection circuit 18 c to pass through. And are applied individually.

このため、各電気配線回路17〜17を介して前述した伝送信号処理部2から送り込まれる所定の電気信号(レーザ用駆動信号)は、面発光レーザ16〜16を駆動すると共にこれによってレーザ駆動信号に含まれる所定の電気信号が光信号に変換され、45度多重反射ミラー14を介して各光レンズ部12cで個別に集光されて対応する各導波路12〜12へ確実に伝送されるようになっている。 For this reason, the predetermined electric signal (laser drive signal) sent from the transmission signal processing unit 2 through the electric wiring circuits 17 1 to 17 3 drives the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 and Thus, a predetermined electric signal included in the laser drive signal is converted into an optical signal, and is individually condensed by each optical lens unit 12c via the 45-degree multiple reflection mirror 14, and is respectively collected to the corresponding waveguides 12 1 to 12 3 . It is surely transmitted.

次に、上述した一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)11の各構成要素について詳述する。   Next, each component of the above-described one optical coupling circuit (transmission side optical assembly) 11 will be described in detail.

(45度多重反射ミラー)
まず、前述した45度多重反射ミラー14は、交互に積層された光信号伝送多重層(誘電体層)14a,14a,……と、反射ミラー膜(金属薄膜)14b,14b,……とからなる。
この45度多重反射ミラー14は、誘電体層14aと金属薄膜14bの多層構造を作製した後、ダイシングにより作製される。
(45 degree multiple reflection mirror)
First, the 45-degree multiple reflection mirror 14 described above includes optical signal transmission multiple layers (dielectric layers) 14a, 14a,... And reflection mirror films (metal thin films) 14b, 14b,. Become.
The 45-degree multiple reflection mirror 14 is fabricated by dicing after a multilayer structure of a dielectric layer 14a and a metal thin film 14b is fabricated.

光信号伝送多重層(誘電体層)14aの形成に際しては、まず、Siやガラスなどの基板上にスパッタ,CVD,PCVD,又はスピンコートなどで製膜する方法があり、或いは、プリフォーム法を用いた熱延伸などの製膜方法がある。一方、反射ミラー膜を成す金属薄膜14bの製膜方法には、スパッタ,真空蒸着,E-gun ,又はメッキなどによる手法が用いられる。   In forming the optical signal transmission multi-layer (dielectric layer) 14a, first, there is a method of forming a film on a substrate such as Si or glass by sputtering, CVD, PCVD, spin coating or the like, or a preform method is used. There are film forming methods such as thermal stretching used. On the other hand, as a method for forming the metal thin film 14b forming the reflection mirror film, a technique such as sputtering, vacuum deposition, E-gun, or plating is used.

光信号伝送多重層(誘電体層)14aの素材である誘電体としては、SiOx,SiOxNy,SiNx,ポリマー,BCBなどがある。一方、反射ミラー膜(金属薄膜)14bの素材である薄膜としては、Ti,Pt,Au,Ni ,Cu,Ag,Snなど、及びこれらの組み合わせにより構成される。これらの素材については、使用する光の波長帯や材料との密着性を考慮して選択される。   Examples of the dielectric that is the material of the optical signal transmission multi-layer (dielectric layer) 14a include SiOx, SiOxNy, SiNx, polymer, and BCB. On the other hand, the thin film which is the material of the reflective mirror film (metal thin film) 14b is composed of Ti, Pt, Au, Ni, Cu, Ag, Sn, etc., and combinations thereof. These materials are selected in consideration of the wavelength band of light to be used and the adhesion with the material.

上記誘電体層14aおよび金属薄膜14bの多層構造の形成に際しては、製膜の場合、誘電体と金属薄膜を交互に基板上に形成すればよい。プリフォームを用いた方法であれば誘電体のシートを作製した後に金属薄膜を形成し、金属面同士を張り合わせるなどの方法を採用してもよい。   When forming the multilayer structure of the dielectric layer 14a and the metal thin film 14b, in the case of film formation, the dielectric and the metal thin film may be alternately formed on the substrate. In the case of a method using a preform, a method of forming a metal thin film after forming a dielectric sheet and bonding the metal surfaces together may be employed.

(導波路について)
導波路(ポリマー導波路)12〜12部分は、まず、当該各導波路12〜12を構成する素材部分であるコア層12aをフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成し、その後に、各導波路12〜12の周囲を構成するクラッド層12bで埋め込まれることで形成される。
この場合、上記各光レンズ部12cは、本第1実施形態では半円柱状に形成されている。この各光レンズ部12cは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより各導波路12〜12に端部を円弧に加工することで得られる。
(About waveguide)
In the waveguide (polymer waveguide) 12 1 to 12 3 portion, first, the core layer 12a which is a material portion constituting each of the waveguides 12 1 to 12 3 is formed by photolithography and dry etching, and then It is formed by being embedded with a clad layer 12b that constitutes the periphery of the waveguides 12 1 to 12 3 .
In this case, each of the optical lens portions 12c is formed in a semi-cylindrical shape in the first embodiment. Each of the optical lens portions 12c is obtained by processing the end portions of the waveguides 12 1 to 12 3 into arcs by photolithography and dry etching.

ドライエッチング用のマスクとしては、まず金属薄膜を形成し、レジストマスクで金属薄膜をエッチング加工し、このパターニングされた金属薄膜をマスクにしてドライエッチングを行なうようにしてもよい。又、この場合の金属薄膜は、ポリイミドの加工の目的のほかに、電気部品を実装する際の電気の配線パターンや光部品を実装するためのマーカーとして用いることも可能である。また、感光性のポリイミドなどを用いて、導波路パターンや円柱状レンズを直接形成してもよい。   As a mask for dry etching, first, a metal thin film may be formed, the metal thin film may be etched using a resist mask, and dry etching may be performed using the patterned metal thin film as a mask. In addition, the metal thin film in this case can be used as a marker for mounting an electrical wiring pattern or an optical component when mounting an electrical component, in addition to the purpose of processing polyimide. Alternatively, a waveguide pattern or a cylindrical lens may be directly formed using photosensitive polyimide or the like.

(送信側光アセンブリの構築)
又、送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)11の製造工程では、導波路12〜12に対して45度多重反射ミラーを併設装備した後に、面発光レーザ(VCSEL)16〜16を搭載する。
(Construction of transmitting side optical assembly)
Further, in the manufacturing process of the transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) 11, a surface-emitting laser (VCSEL) 16 1 to 16 is provided after a 45 ° multiple reflection mirror is additionally provided for the waveguides 12 1 to 12 3 . 3 is installed.

従って、導波路12〜12のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、45度多重反射ミラー14の表面の位置(即ち、Y軸方向)の制御を行うことで、面発光レーザ16〜16の搭載のZ軸方向の位置が一意的に決まる。この面発光レーザ16〜16の搭載位置は、45度多重反射ミラー14のY軸方向情報(導波路表面と45度多重反射ミラー表面位置の差分)とZ軸方向の情報(導波路表面に形成したマーカ等に対する、45度多重反射ミラーの導波路側のエッジ位置の差分)をもとに算出され、高精度な実装が可能となる。 Accordingly, the surface emitting laser is controlled by controlling the position of the surface of the 45-degree multiple reflection mirror 14 (that is, in the Y-axis direction) with reference to the difference information from the surface position of the core positions of the waveguides 12 1 to 12 3. The positions of 16 1 to 16 3 in the Z-axis direction are uniquely determined. The mounting positions of the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 are information on the Y-axis direction of the 45-degree multiple reflection mirror 14 (difference between the waveguide surface and 45-degree multiple reflection mirror surface position) and information on the Z-axis direction (waveguide surface). The difference between the edge positions on the waveguide side of the 45-degree multi-reflection mirror with respect to the marker or the like formed in (5) is calculated, and high-accuracy mounting is possible.

この場合、面発光レーザ(VCSEL)16〜16と導波路12〜12との間で高効率の結合を実現するには開口数NA(Numerical Aerture )を調整する必要がある。光のスポットサイズが小さくても導波路12〜12の内部に入った光のコア/クラッドの反射角が全反射角よりも小さいと、コア層内の光がクラッド層側に抜けてしまい光が伝播しないためである。 In this case, in order to realize highly efficient coupling between the surface emitting lasers (VCSEL) 16 1 to 16 3 and the waveguides 12 1 to 12 3 , it is necessary to adjust the numerical aperture NA (Numerical Aerture). Even if the spot size of the light is small, if the reflection angle of the core / cladding of the light entering the waveguides 12 1 to 12 3 is smaller than the total reflection angle, the light in the core layer escapes to the cladding layer side. This is because light does not propagate.

導波路12〜12のX軸方向に関しては半円柱状レンズでNAを調整することができる。又、導波路12〜12のY軸方向にはNAの調整機構はないので、導波路12〜12のNAをレーザ光の放射角に対して大きくとる必要がある。そのため、例えば屈折率1.5付近のポリマー導波路では、コア層とクラッド層の間の屈折率差は2〔%〕以上とするとよい。 With respect to the X-axis direction of the waveguides 12 1 to 12 3 , the NA can be adjusted with a semi-cylindrical lens. Further, the Y-axis direction of the waveguide 12 1 to 12 3 because there is no adjustment mechanism NA, it is necessary to increase the NA of the waveguide 12 1 to 12 3 to the radiation angle of the laser light. Therefore, for example, in a polymer waveguide having a refractive index of about 1.5, the refractive index difference between the core layer and the cladding layer is preferably 2% or more.

<受信側光アセンブリ13>
次に、受信側光アセンブリである他方の光結合回路13を、図5乃至図6に基づいて説明する。
<Receiving side optical assembly 13>
Next, the other optical coupling circuit 13 which is a receiving side optical assembly will be described with reference to FIGS.

この他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)13は、本第1実施形態では、前述した一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)11と同一の基板10上に設置され、前述したように、当該一方の光結合回路11から導波路2(12〜12)を介して送り込まれる光信号Bを電気信号Aに変換して出力する。そして、この変換された電気信号Aは、前述した発信信号処理部3を介して外部へ発信されるようになっている。 In the first embodiment, the other optical coupling circuit (reception-side optical assembly) 13 is installed on the same substrate 10 as the above-described one optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 11, and as described above. The optical signal B sent from the one optical coupling circuit 11 via the waveguide 2 (12 1 to 12 3 ) is converted into an electric signal A and output. The converted electric signal A is transmitted to the outside via the transmission signal processing unit 3 described above.

この受信側光アセンブリである他方の光結合回路13は、図5乃至図6に示すように、上記一方の光結合回路11にあって、前述した複数の面発光レーザ16〜16に代えて光電変換素子であるホトダイオード26〜26を装備した点に特徴を有する。符号28a,28a,……は、ホトダイオード26〜26に対応して装備された複数の光電変換素子用電極を示す。 As shown in FIGS. 5 to 6, the other optical coupling circuit 13 which is the receiving side optical assembly is in the one optical coupling circuit 11 and is replaced with the plurality of surface emitting lasers 16 1 to 16 3 described above. characterized in that equipped with photodiodes 26 1 to 26 3 is a photoelectric conversion element Te. Reference numerals 28a, 28a,... Denote a plurality of photoelectric conversion element electrodes provided corresponding to the photodiodes 26 1 to 26 3 .

即ち、この他方の光結合回路13は、図5乃至図6に示すように、前述した一方の光結合回路11から送り込まれる光信号を案内する導波路(コア層12a)12,12,12と、この各導波路12〜12の他方の端部(図5の右端部)に対向して配設され当該各導波路12〜12とは異なった方向への光信号を案内する45度多重反射ミラー14と、この45度多重反射ミラー14を介して前記各導波路12〜12からの光信号にかかる信号を外部に対して送り出す中継機能を備えた信号伝達手段25とを備えている。 That is, as shown in FIGS. 5 to 6, the other optical coupling circuit 13 includes waveguides (core layers 12a) 12 1 , 12 2 , 12 for guiding the optical signals sent from the one optical coupling circuit 11 described above. 12 3, the optical signal to the respective waveguides 12 1 to 12 3 at the other end direction different from the facing arranged in the respective waveguide 12 1 to 12 3 (right end in FIG. 5) 45 degree multi-reflection mirror 14 for guiding the light, and signal transmission provided with a relay function for sending out the signal concerning the optical signal from each of the waveguides 12 1 to 12 3 to the outside through the 45 degree multi-reflection mirror 14 Means 25.

この内、信号伝達手段25は、図5乃至図6に示すように、45度多重反射ミラー14の前記各導波路12〜12と光学的に導通した面の反対側の端面(図5では上端面)に設置された光電変換素子としてのホトダイオード26,26,26と、この各ホトダイオード26〜26から出力される電気信号を外部へ個別に送り出す電気配線回路17,17,17とを含むで構成されている。 Among these, as shown in FIGS. 5 to 6, the signal transmission means 25 is an end face on the opposite side of the surface optically connected to the waveguides 12 1 to 12 3 of the 45-degree multiple reflection mirror 14 (FIG. 5). , Photodiodes 26 1 , 26 2 , and 26 3 as photoelectric conversion elements installed on the upper end surface), and electric wiring circuits 17 1 that individually send electric signals output from the photodiodes 26 1 to 26 3 to the outside. 17 2 and 17 3 .

ここで、符号28は前述した面発光レーザアレイ18に代えて装備されたホトダイオードアレイを示す。このホトダイオードアレイ28は、図6(b)に示すように、上述した複数のホトダイオード26〜26と、当該各ホトダイオード26〜26を保持すると共に予め設定された装備位置を特定するダイオード保持部材28Aと、このダイオード保持部材28Aに対応して個別に設置された複数のホトダイオード用電極28a,28a,……と、前記各電気配線回路17,17,17の端部に個別に対応して設置された複数のバンプ用通電電極18b,18b,……と、この各電極18a,18bの相互間を個別に接続する電極接続回路18c,18c,……とを、それぞれ備えて構成されている。 Here, reference numeral 28 denotes a photodiode array provided in place of the surface emitting laser array 18 described above. The photodiode array 28 is, as shown in FIG. 6 (b), a plurality of photodiodes 26 1 to 26 3 as described above, to identify the preset equipped position holds the respective photodiodes 26 1 to 26 3 diodes A holding member 28A, a plurality of photodiode electrodes 28a, 28a,... Individually installed corresponding to the diode holding member 28A, and individually at the ends of the electric wiring circuits 17 1 , 17 2 , 17 3 And a plurality of energizing electrodes for bumps 18b, 18b,... Installed corresponding to each of the electrodes, and electrode connection circuits 18c, 18c,... For individually connecting the electrodes 18a, 18b. It is configured.

又、符号28e,28e,……は、バンプ用通電電極28bと同等に形成されたバンプ装備用の他の電極を示す。
その他の構成は、前述した一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)11と同一となっている。
Reference numerals 28e, 28e,... Denote other electrodes for bump equipment formed in the same manner as the bump energizing electrode 28b.
Other configurations are the same as those of the one optical coupling circuit (transmission side optical assembly) 11 described above.

これにより、前述した各ホトダイオード26〜26にて光電変換された電気信号は、上述したように各電気配線回路17〜17を介して前述した発信信号処理部3へ送られ当該発信信号処理部3から外部へ発信されるようになっている。 As a result, the electrical signals photoelectrically converted by the photodiodes 26 1 to 26 3 described above are sent to the transmission signal processing unit 3 described above via the electrical wiring circuits 17 1 to 17 3 as described above. It is transmitted from the signal processing unit 3 to the outside.

(受信側光アセンブリの構築)
受信側光アセンブリ13の製造工程では各導波路12〜12に対して45度多重反射ミラー14を併設装備した後に対応する各ホトダイオード26〜26を搭載する順番になる。従って、各導波路12〜12のコア層12aの表面からの位置情報を参考に45度多重反射ミラー14の表面の位置(即ち、Y軸方向)の制御を行うことで、各ホトダイオード26〜26の搭載のZ軸方向位置が一意的に決まる。
(Construction of receiving side optical assembly)
The manufacturing process of the receiving-side optical assembly 13 becomes in the order of mounting the respective photodiodes 26 1 to 26 3 corresponding to the after-site equipped with a 45-degree multiple reflection mirror 14 with respect to each waveguide 12 1 to 12 3 in. Accordingly, by controlling the position of the surface of the 45 ° multiple reflection mirror 14 (ie, in the Y-axis direction) with reference to the position information from the surface of the core layer 12a of each of the waveguides 12 1 to 12 3 , each photodiode 26 is controlled. 1 ~ 26 3 Z-axis direction position of the mounting of uniquely determined.

各ホトダイオード26〜26の搭載位置は、45度多重反射ミラー14のY方向情報(導波路の表面と45度多重反射ミラーの表面位置の差分)とZ方向情報(導波路表面に形成したマーカ等に対する、45度多重反射ミラーの導波路側のエッジ位置の差分)をもとに算出され高精度な実装が可能となる。 Mounting position of the photodiode 26 1-26 3 was formed on 45 ° Y-direction information (difference in surface position of the surface and 45 ° multiple reflection mirrors of the waveguide) of the multiple reflection mirror 14 and Z-direction information (waveguide surface It is calculated based on the difference in edge position on the waveguide side of the 45-degree multiple reflection mirror with respect to the marker or the like, and enables high-precision mounting.

導波路12〜12と各ホトダイオード26〜26の間の高効率結合を実現するには、X軸方向には半円柱状レンズ12Cがあるので集光が可能である。導波路12〜12のY軸方向には集光の機能がないので、各ホトダイオード26〜26の吸収層の直径に比べて導波路12〜12のY方向のコア層の厚みが薄く、各ホトダイオード26〜26の吸収層の直径に比べて45度多重反射ミラーに薄く閉じ込められていることが望ましい。 In order to realize high-efficiency coupling between the waveguides 12 1 to 12 3 and the photodiodes 26 1 to 26 3 , the semi-cylindrical lens 12 </ b> C is provided in the X-axis direction so that light can be collected. Since the Y-axis direction of the waveguide 12 1 to 12 3 no function of the condenser, each photodiode 26 1-26 3 compared to the diameter of the absorbing layer waveguide 12 1 to 12 3 in the Y direction of the core layer small thickness, it is desirable that the thin trapped 45 ° multiple reflection mirror than the diameter of each photodiode 26 1-26 3 absorbent layers.

<光レンズ部12cの他の例>
ここで、前述した光レンズ部12cの他の例について説明する。
円柱状レンズ部の構造は上記図4のような構造のものに限定されるものではない。下記に示す図7乃至図10のような構成も、有効に使用することができる。
<Another example of the optical lens unit 12c>
Here, another example of the optical lens unit 12c described above will be described.
The structure of the cylindrical lens portion is not limited to the structure shown in FIG. 7 to 10 shown below can also be used effectively.

(拡張レンズ型(1))
図7にこれを示す。
この図7に示す拡張レンズ型の光レンズ部12Pは、半円柱状レンズを基本構成とすると共に、前述した導波路12を構成するコア層の端部を含み且つ前述した45度多重反射ミラー14(図11乃至図13参照)の光信号伝送多重層14a,14aの入力端面に沿ってT字状に広げられ且つ両側に位置するクラッド層を覆う状態に設定されている。この光レンズ部12Pは、前述したコア層と同一の素材で一体的に構成されている。
(Extended lens type (1))
This is shown in FIG.
Light lens unit 12P of the extension lens mold shown in FIG. 7, the semi-cylindrical lens with a basic configuration, 45 ° multiple reflection mirror described above and includes an end portion of the core layer constituting the waveguide 12 1 described above 14 (see FIG. 11 to FIG. 13) is set in a state of spreading in a T shape along the input end faces of the optical signal transmission multiple layers 14a and 14a and covering the clad layers located on both sides. The optical lens portion 12P is integrally formed of the same material as the core layer described above.

ここで、図7(A)は拡張レンズ型の光レンズ部12Pを前記45度多重反射ミラー14側の端部に配置した導波路12の光レンズ部部分を示す斜視図、図7(B)は平面図、図7(C)は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図4における光レンズ部12Cの場合と同一となっている。 Here, FIG. 7 (A) is a perspective view of an optical lens portion of the waveguide 12 1 of arranging the optical lens portion 12P of the extension lens mold to the end of the 45-degree multi-reflection mirror 14 side, FIG. 7 (B ) Is a plan view, and FIG. 7C is a front view. Other configurations are the same as those of the optical lens unit 12C in FIG. 4 described above.

この図7の場合、導波路12は導波路がポリマー内部でとぎれた構造となっている。一方、円柱レンズ部12PのY軸方向には、コア層とクラッド層の構造を維持しており光は閉じ込められている。このため、レンズ径を大きくすることでX方向に広がった光を集光できる。 In this case of FIG. 7, the waveguide 12 1 has a structure in which the waveguide is interrupted within the polymer. On the other hand, in the Y-axis direction of the cylindrical lens portion 12P, the structure of the core layer and the cladding layer is maintained and light is confined. For this reason, the light spread in the X direction can be collected by increasing the lens diameter.

このため、この図7の場合、導波路12と45度多重反射ミラー14との相互間における光信号の授受に際しては、拡散を更に有効に抑制することができ、相互間での光信号の授受を効率よく実行することが可能となる。
他の導波路12,12についても同様の光レンズ部12Pが設けられ同様に機能するようになっている。
Therefore, in the case of FIG. 7, upon reception of optical signals between one another of the waveguide 12 1 and 45 degrees multiple reflection mirror 14 can be further effectively suppress the diffusion of light signals between one another Transfers can be performed efficiently.
The other optical waveguides 12 2 and 12 3 are also provided with the same optical lens portion 12P and function similarly.

(拡張レンズ型(2))
図8にこれを示す。
この図8に示す拡張レンズ型の光レンズ部12Qは、上記拡張レンズ型(1)と同一の形状に形成されている。一方、この光レンズ部12Qは、その素材を前述したコア層を取り巻く周囲のクラッド層12bと同一の素材で形成した点に特徴を有する。
(Extended lens type (2))
This is shown in FIG.
The extended lens type optical lens portion 12Q shown in FIG. 8 is formed in the same shape as the extended lens type (1). On the other hand, the optical lens portion 12Q is characterized in that the material is formed of the same material as the surrounding cladding layer 12b surrounding the core layer described above.

ここで、図8(A)は拡張レンズ型の光レンズ部12Qを先端部に配置した導波路12の光レンズ部12Q部分を示す斜視図、図8(B)は平面図、図8(C)は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図4における光レンズ部12cの場合と同一となっている。 Here, FIG. 8 (A) is a perspective view of an optical lens portion 12Q portion of the waveguide 12 1 of arranging the optical lens portion 12Q of the extended lens mold to the tip, and FIG. 8 (B) is a plan view, FIG. 8 ( C) shows front views respectively. Other configurations are the same as those of the optical lens portion 12c in FIG.

この図8の例でも、導波路12がポリマー内部でとぎれた構造となっている。円柱レンズ部12Q側ではそのY軸方向にコア層とクラッド層の構造はない。このため、レンズ部12QではY軸方向の光の閉じ込めが無いのでレンズ部12QでY軸方向には光がレンズの厚み分広がる。一方、コア層がないことにより、コア層を形成後に感光性のポリイミドで埋め込むことが可能となり、かかる点において導波路12の作製プロセスが簡易化され、生産性を高めることができる。 Also in the example of FIG. 8, the waveguide 12 1 is in the broken structure inside the polymer. There is no structure of the core layer and the cladding layer in the Y-axis direction on the cylindrical lens portion 12Q side. For this reason, since there is no light confinement in the Y-axis direction in the lens portion 12Q, the light spreads in the Y-axis direction by the thickness of the lens in the lens portion 12Q. On the other hand, by the absence of the core layer, it is possible to embed a photosensitive polyimide after forming the core layer, the waveguide 12 1 of production process in such a point is simplified, productivity can be enhanced.

他の導波路12,12についても同様の光レンズ部12Qが設けられ同様に機能するようになっている。
このようにしても、前述した図7に示す光レンズ部12Pの場合とほぼ同様の作用効果を安価に得ることができる。
The other optical waveguides 12 2 and 12 3 are also provided with the same optical lens portion 12Q and function in the same manner.
Even if it does in this way, the effect similar to the case of the optical lens part 12P shown in FIG. 7 mentioned above can be obtained cheaply.

(フレネルレンズ型)
図9にこれを示す。
この図9に示すフレネルレンズ型の光レンズ部12Fは、図7に開示した上記拡張レンズ型(1)におけるレンズ部分を、フレネルレンズ型のレンズ部分とした点に特徴を有する。一方、この光レンズ部12Fは、その素材を前述したコア層12aと同一の素材で形成した点に特徴を有する。
(Fresnel lens type)
This is shown in FIG.
The Fresnel lens type optical lens portion 12F shown in FIG. 9 is characterized in that the lens portion of the extended lens type (1) disclosed in FIG. 7 is a Fresnel lens type lens portion. On the other hand, the optical lens portion 12F is characterized in that the material is formed of the same material as the core layer 12a described above.

ここで、図9(A)はフレネルレンズ型の光レンズ部12Fを先端部に配置した導波路12の光レンズ部12F部分を示す斜視図、図9(B)は平面図、図9(C)は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図4における光レンズ部12Cの場合と同一となっている。 Here, FIG. 9 (A) is a perspective view of an optical lens portion 12F portion of the waveguide 12 1 of arranging the optical lens portion 12F of the Fresnel lens type at the tip, and FIG. 9 (B) is a plan view, FIG. 9 ( C) shows front views respectively. Other configurations are the same as those of the optical lens unit 12C in FIG. 4 described above.

この図9では、導波路12がポリマー内部でとぎれた構造となっている。ただし、円柱レンズ部12FのY軸方向にはコア層とクラッド層の構造を維持しており光は閉じ込められている。そして、レンズ径を大きくすることでX軸方向に広がった光を集光できると同時に、フレネルレンズを用いることでレンズ周辺部と45度多重反射ミラー14との間の自由空間での光路長を減らし、自由空間で光がY軸方向に広がるのを有効に抑制することができる。 In FIG. 9, the waveguide 12 1 is in the broken structure inside the polymer. However, the structure of the core layer and the cladding layer is maintained in the Y-axis direction of the cylindrical lens portion 12F, and light is confined. Then, by increasing the lens diameter, it is possible to collect light spreading in the X-axis direction, and at the same time, by using a Fresnel lens, the optical path length in the free space between the lens periphery and the 45 ° multiple reflection mirror 14 can be increased. It is possible to effectively reduce the spread of light in the Y-axis direction in free space.

他の導波路12,12についても同様の光レンズ部12Fが設けられ同様に機能するようになっている。
このようにしても、前述した図7に示す光レンズ部12Pの場合と同様の作用効果を得ることができる。
The other optical waveguides 12 2 and 12 3 are also provided with the same optical lens portion 12F and function in the same manner.
Even if it does in this way, the effect similar to the case of the optical lens part 12P shown in FIG. 7 mentioned above can be acquired.

(二重レンズ型)
図10にこれを示す。
この二重レンズ型光レンズ部12Wは、図9に開示したフレネルレンズ型のレンズ部12Fのレンズ面に対向して、図10に示すように半円柱状レンズ部12Gを設けた点に特徴を有する。この半円柱状レンズ部12Gは、前述した導波路12の周囲の部材であるクラッド層12bとは異なった屈折率の透明素材によって構成されている。
(Double lens type)
This is shown in FIG.
This double lens type optical lens portion 12W is characterized in that a semi-cylindrical lens portion 12G is provided as shown in FIG. 10 so as to face the lens surface of the Fresnel lens type lens portion 12F disclosed in FIG. Have. The semi-cylindrical lens portions 12G is composed of a transparent material different refractive index than the clad layer 12b is a member around the waveguide 12 1 described above.

ここで、図10(A)はフレネルレンズ型の光レンズ部12Fを先端部に配置した導波路12の光レンズ部12F部分を示す斜視図、図10(B)は平面図、図10(C)は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図4における光レンズ部12Cの場合と同一となっている。 Here, FIG. 10 (A) is a perspective view of an optical lens portion 12F portion of the waveguide 12 1 of arranging the optical lens portion 12F of the Fresnel lens type at the tip, and FIG. 10 (B) is a plan view, FIG. 10 ( C) shows front views respectively. Other configurations are the same as those of the optical lens unit 12C in FIG. 4 described above.

図10では半円柱状レンズ部12Gをポリマー内部に含む構成になっている。これにより、多重反射ミラーと接する部分を直線の端面で構成できる。このため、前述した45度多重反射ミラー14と半円柱状レンズ部12Gのレンズ面との間をコア層12aと同じ透明樹脂で埋めることもでき、結露等にも強くなりモジュールの信頼性を高めることができる。   In FIG. 10, a semi-cylindrical lens portion 12G is included in the polymer. Thereby, the part which touches a multiple reflection mirror can be comprised by a linear end surface. Therefore, the gap between the 45-degree multiple reflection mirror 14 and the lens surface of the semi-cylindrical lens portion 12G can be filled with the same transparent resin as the core layer 12a, which is resistant to condensation and increases the reliability of the module. be able to.

このように、半円柱状レンズについては、図7乃至図9の単一レンズ系に限らず図10のように複数のレンズを組み合わせてもよい。これにより、設計自由度を高めることができる。又、図10のような半円柱状レンズ部12Gであれば、45度多重反射ミラー14の内部の誘電体層にも形成することは可能である。しかし、その場合には、45度多重反射ミラー14を導波路に配置する際に45度多重反射ミラー14もX軸方向の位置も正確に制御する必要が生じるが、特に不都合はない。   As described above, the semi-cylindrical lens is not limited to the single lens system shown in FIGS. 7 to 9, and a plurality of lenses may be combined as shown in FIG. Thereby, a design freedom can be raised. Further, the semi-cylindrical lens portion 12G as shown in FIG. 10 can also be formed on the dielectric layer inside the 45-degree multiple reflection mirror. However, in that case, when the 45-degree multiple reflection mirror 14 is arranged in the waveguide, it is necessary to accurately control the positions of the 45-degree multiple reflection mirror 14 and the X-axis direction, but there is no particular inconvenience.

即ち、この二重レンズ型光レンズ部12Wは、半円柱状レンズ部12Gの凸部が前述したフレネルレンズ型のレンズ部12Fのレンズ面に対向して設置されているので、前述した45度多重反射ミラー14の側面(光授受面)を平坦な端面とすることができる。このため、45度多重反射ミラー14と導波路12とをレンズ部12Wを介して密着させて連結装備することができ、かかる点において光信号の拡散を更に有効に阻止して効率のよい光信号の授受が可能となるという利点を得るもことができる。
他の導波路12,12についても、同様の二重レンズ型光レンズ部12Wが設けられ同様に機能するようになっている。
That is, in the double lens type optical lens portion 12W, the convex portion of the semi-cylindrical lens portion 12G is disposed so as to face the lens surface of the Fresnel lens type lens portion 12F. The side surface (light transmission / reception surface) of the reflection mirror 14 can be a flat end surface. Therefore, 45 degrees and the multiple reflection mirror 14 and the waveguide 12 1 is brought into close contact via the lens portion 12W can be linked equipped with, the diffusion of the optical signal further effectively prevented in this respect good efficiency light An advantage that signals can be exchanged can also be obtained.
The other waveguides 12 2 and 12 3 are also provided with the same double lens type optical lens portion 12W and function in the same manner.

<全体の動作>
次に、上記第1実施形態における全体的な動作について説明する。
まず、図1において、外部から所定の送信信号が設定入力されると、伝送信号処理部2がこれを取り込んで信号処理し伝送信号として出力する。この伝送信号処理部2から出力された伝送信号は、光信号伝送路1Aで光信号に変換されて発信信号処理部3に向けて伝送され再び電気信号に変換されて当該発信信号処理部3へ送り込まれる。
<Overall operation>
Next, the overall operation in the first embodiment will be described.
First, in FIG. 1, when a predetermined transmission signal is set and inputted from the outside, the transmission signal processing unit 2 takes it in, processes it, and outputs it as a transmission signal. The transmission signal output from the transmission signal processing unit 2 is converted into an optical signal through the optical signal transmission path 1A, transmitted to the transmission signal processing unit 3, and converted into an electrical signal again to the transmission signal processing unit 3. It is sent.

この場合、光信号伝送路1Aでは、まず、その一端部に装備された一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)11が伝送信号処理部2からの電気信号を光信号に変換する。具体的には、電気配線回路17,17,17を介して伝送信号処理部2から送り込まれる電気信号(レーザ駆動信号)は、信号伝達手段15の一部を成す面発光レーザアレイ18に装備された面発光レーザ16〜16によって、個別に光信号に変換され、送信側の45度多重反射ミラー14を介して対応する導波路12,12,12へ送り込まれ、この導波路12〜12を介して一端部に装備された他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)13へ送られる。 In this case, in the optical signal transmission path 1A, first, one optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 11 provided at one end thereof converts the electrical signal from the transmission signal processing unit 2 into an optical signal. Specifically, an electrical signal (laser drive signal) sent from the transmission signal processing unit 2 via the electrical wiring circuits 17 1 , 17 2 , 17 3 is a surface emitting laser array 18 that forms part of the signal transmission means 15. Are individually converted into optical signals by the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 mounted on the optical fiber and sent to the corresponding waveguides 12 1 , 12 2 , and 12 3 through the 45-degree multiple reflection mirror 14 on the transmission side, Via the waveguides 12 1 to 12 3 , the light is sent to the other optical coupling circuit (receiving optical assembly) 13 provided at one end.

ここで、面発光レーザ16〜16のレーザ発光部から出力された光は、Z軸方向に関して、45度多重反射ミラー14におけるミラーとミラーの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、導波路12〜12に送り込まれる。 Here, the light output from the laser emitting units of the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 is confined between the mirrors in the 45-degree multiple reflection mirror 14 in the Z-axis direction, and is prevented from spreading spatially. As it is, it is fed into the waveguides 12 1 to 12 3 .

このため、光信号伝送路1Aでは、その前段側で、各電気配線回路17〜17を介して前述した伝送信号処理部2から送り込まれる所定の電気信号(レーザ用駆動信号)は、面発光レーザ16〜16を駆動すると共にこれによってレーザ駆動信号に含まれる所定の電気信号が光信号に変換され、45度多重反射ミラー14を介して各光レンズ部12cで個別に集光されて対応する各導波路12〜12へ確実に伝送される。 For this reason, in the optical signal transmission line 1A, the predetermined electrical signal (laser drive signal) sent from the transmission signal processing unit 2 described above via the electrical wiring circuits 17 1 to 17 3 is the front side of the optical signal transmission path 1A. The light-emitting lasers 16 1 to 16 3 are driven and a predetermined electric signal included in the laser drive signal is converted into an optical signal by this, and is individually condensed by each optical lens unit 12 c via the 45 ° multiple reflection mirror 14. Thus, the signal is reliably transmitted to the corresponding waveguides 12 1 to 12 3 .

次に、導波路12〜12を介して伝送された光信号は、受信側の信号伝達手段25の一部を成すホトダイオードアレイ28に装備されたホトダイオード(光電変換素子)26〜26で個別に光電変化され、受信側の45度多重反射ミラー14及び電気配線回路17,17,17を介して個別に前述した発信信号処理部3へ送り込まれる。 Next, the optical signals transmitted through the waveguides 12 1 to 12 3 are converted into photodiodes (photoelectric conversion elements) 26 1 to 26 3 provided in the photodiode array 28 that forms part of the signal transmission means 25 on the reception side. Are individually photoelectrically changed and sent to the transmission signal processing unit 3 individually through the 45 ° multiple reflection mirror 14 and the electric wiring circuits 17 1 , 17 2 , and 17 3 on the receiving side.

この場合、導波路12〜12を介して送り込まれた光信号は、45度多重反射ミラー14におけるミラーとミラーの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたままホトダイオード(光電変換素子)26〜26に到達し、このホトダイオード26〜26でよって個別に電気信号に変換されて前述したように発信信号処理部3へ送り込まれる。 In this case, the optical signal sent through the waveguides 12 1 to 12 3 is confined between the mirrors in the 45-degree multiple reflection mirror 14, and the photodiode (photoelectric conversion) is prevented from spreading spatially. elements) reached 26 1-26 3, the photodiode 26 1-26 3 a thus converted into individual electrical signals fed to the transmitting signal processing section 3 as described above.

(45度多重反射ミラーの作用)
ここで、上述した45度多重反射ミラー14内における光信号の伝搬状態を、図11乃至図15に基づいて説明する。
(Operation of 45 degree multiple reflection mirror)
Here, the propagation state of the optical signal in the 45-degree multiple reflection mirror 14 will be described with reference to FIGS.

まず、45度多重反射ミラー14内の光線追跡の例を図11乃至図13に示す。
この内、図11に示すように、多重反射ミラー出射側において光線の軌道は、軌道Aと軌道Bの大きく二つに分類される。
通常の面発光レーザ(VCSEL)の空気に対する放射全角は35度以下であり、片側では17.5度以下になる。例えば屈折率1.54の媒体の中では片側11.2度以下となる。
First, an example of ray tracing in the 45-degree multiple reflection mirror 14 is shown in FIGS.
Among these, as shown in FIG. 11, the trajectory of the light beam on the exit side of the multiple reflection mirror is roughly classified into two, trajectory A and trajectory B.
A general surface emitting laser (VCSEL) has a total radiation angle of 35 degrees or less with respect to the air and 17.5 degrees or less on one side. For example, in a medium having a refractive index of 1.54, the angle is 11.2 degrees or less on one side.

又、図11に示すように、多重反射の軌跡によっては、出射面に対する入射角φが異なる。即ち、軌道Aの場合、入射角φは11.2度以下になる。一方、軌道Bの場合は「90−11.2=78.8度」以上になる。
一方、図12に示すように、出射面の外側の領域が空気であれば、軌道Aの場合は空気と誘電体の屈折率差分の透過率をもって出射する。軌道Bの場合も出射面x点) で一度全反射し、再度金属ミラーで反射したのち空気と誘電体の屈折率差分の透過率をもって出射する。
As shown in FIG. 11, the incident angle φ with respect to the exit surface varies depending on the locus of multiple reflection. That is, in the case of the orbit A, the incident angle φ is 11.2 degrees or less. On the other hand, in the case of the trajectory B, it becomes “90-11.2 = 78.8 degrees” or more.
On the other hand, as shown in FIG. 12, if the region outside the emission surface is air, in the case of the orbit A, the light is emitted with the transmittance of the refractive index difference between the air and the dielectric. Also in the case of the orbit B, the light is totally reflected once at the exit surface x point), reflected again by the metal mirror, and then emitted with the transmittance of the difference in refractive index between the air and the dielectric.

また、図13に示すように、出射面の外側の領域の屈折率が誘電体に近い屈折率であれば軌道Aの場合はそのまま出射する。一方、軌道Bの場合には出射面で深い角度のまま出射し迷光となる。   As shown in FIG. 13, if the refractive index of the region outside the exit surface is close to that of the dielectric, the track A emits as it is. On the other hand, in the case of the trajectory B, the light exits at a deep angle on the exit surface and becomes stray light.

図14は、ミラー間隔5〔μm〕の45度多重反射ミラー14を用いた場合の上述の出射面入射角φとレーザ出射角θ(全体の広がり角度)の関係を示す計算結果である。
また、図12における軌道Bのように、出射面での入射角が大きくなるのは、レーザ光の放射角が広い場合であって、レーザ光の放射角がプラス側のみで生じた場合である。
FIG. 14 is a calculation result showing the relationship between the above-described exit surface incident angle φ and laser exit angle θ (overall spread angle) when a 45 ° multiple reflection mirror 14 with a mirror interval of 5 [μm] is used.
In addition, as shown in the trajectory B in FIG. 12, the incident angle at the exit surface is large when the laser beam radiation angle is wide and the laser beam radiation angle is generated only on the plus side. .

放射角の比較的広い図15のような面発光レーザ(VCSEL)の遠視野像を仮定し、図13のように45度多重反射ミラー14の出射面の外側領域の屈折率が誘電体に近いとして、軌道Bのように出射面で深い角度のまま出射し迷光となる比率を計算したところ、5〔%〕以下であった。
このことから、45度多重反射ミラー14が面発光レーザ16〜16のような光源に対して光路変換として効率の高いものであるになっていることがわかった。
Assuming a far-field image of a surface emitting laser (VCSEL) having a relatively wide radiation angle as shown in FIG. 15, the refractive index in the outer region of the exit surface of the 45-degree multiple reflection mirror 14 is close to a dielectric as shown in FIG. As a result, the ratio of stray light that exits at a deep angle on the exit surface as in the trajectory B was calculated to be 5% or less.
From this, it was found that the 45-degree multiple reflection mirror 14 is highly efficient as an optical path conversion for the light sources such as the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 .

一方、図2乃至図3の場合、X軸方向に関して光は閉じ込められていないのでレーザ光出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱レンズ12cを介して有効に集光される。   On the other hand, in the case of FIGS. 2 to 3, since the light is not confined in the X-axis direction, it spreads from the laser light emitting point to the waveguide entrance, but is effectively condensed through the semi-cylindrical lens 12c.

実装上の観点から45度多重反射ミラー14は周期的な構造を有しているので、部材の精度としてY軸方向に対して金属層(ミラー面)がずれていても周期構造の周期分のずれしか位置ずれを生じない。又、多重反射ミラーはX軸方向に対し同じ形を有するので、ずれても問題を生じない。
即ち、45度多重反射ミラー14は積層構造になっているため、ミラー位置が平行にずれてもミラー間隔分しかずれの影響を生じない。このため、部品の作製精度がゆるく、光レンズなどにくらべて低コストに作製が可能である。
From the viewpoint of mounting, the 45-degree multiple reflection mirror 14 has a periodic structure. Therefore, even if the metal layer (mirror surface) is displaced with respect to the Y-axis direction as the accuracy of the member, the period of the periodic structure Only displacement will cause misalignment. Moreover, since the multiple reflection mirror has the same shape with respect to the X-axis direction, no problem occurs even if it is displaced.
That is, since the 45-degree multiple reflection mirror 14 has a laminated structure, even if the mirror position shifts in parallel, the influence of the shift is caused only by the mirror interval. For this reason, the manufacturing accuracy of parts is loose, and it can be manufactured at a lower cost than an optical lens.

更に、45度多重反射ミラー14の配置位置は、ビジュアルアライメントを用いて部材のエッジや部材に予め形成したマーカを参照し、Z軸方向およびX軸方向の制御が可能である。また、導波路12〜12表面の高さを参照面として、同じ側にある45度多重反射ミラー14の表面(即ち、Y軸方向)の位置制御をすることもできる。高さの固定には、半田や銀ペーストを用いることができる。
加熱してどろどろに融けた状態から硬化するまで高さを保持することで高さの制御が可能である。導波路12〜12を形成する基板10が透明であれば光硬化樹脂を用いてもよい。
Furthermore, the arrangement position of the 45-degree multiple reflection mirror 14 can be controlled in the Z-axis direction and the X-axis direction by referring to the edge of the member or a marker previously formed on the member using visual alignment. Further, the position of the surface of the 45 ° multiple reflection mirror 14 on the same side (that is, the Y-axis direction) can be controlled using the height of the surfaces of the waveguides 12 1 to 12 3 as a reference plane. Solder or silver paste can be used to fix the height.
It is possible to control the height by holding the height from heating to melting until it hardens. If the substrate 10 on which the waveguides 12 1 to 12 3 are formed is transparent, a photo-curing resin may be used.

又、本第1実施形態にあっては、導波路12〜12にモノリシックに付された半円柱状レンズ12cはフォトリソグラフィーで作製できるため、量産に向いており低コストに作製できる。又、半円柱状レンズを装備することで光の放射角が変換される。これにより、導波路12〜12もしくは45度多重反射ミラー14に形成された半円柱状レンズ12cは光軸と垂直な面内の1軸に関して放射角を変換する。 In the first embodiment, since the semi-cylindrical lens 12c monolithically attached to the waveguides 12 1 to 12 3 can be manufactured by photolithography, it is suitable for mass production and can be manufactured at low cost. Moreover, the radiation angle of light is converted by installing a semi-cylindrical lens. Thereby, the semi-cylindrical lens 12c formed in the waveguides 12 1 to 12 3 or the 45 ° multiple reflection mirror 14 converts the radiation angle with respect to one axis in a plane perpendicular to the optical axis.

更に、垂直なもう一つの軸の放射角を変換するために、図10に示すもう一つの半円柱状レンズ12Gを用いると、これにより2軸方向に関して放射角を変換することができ、ポリマー導波路よりもNA(開口数)が小さい導波路に対しても結合が可能となる。又、45度多重反射ミラーおよびこれに隣接して配置する半円柱状ミラーも1方向に関して均一な構造になっているため作製が容易であり、実装においても制御が簡単になるため、低コストの実装が可能になる。   Furthermore, if another semi-cylindrical lens 12G shown in FIG. 10 is used to convert the radiation angle of the other vertical axis, the radiation angle can be converted with respect to the biaxial direction. Coupling is possible even to a waveguide having a smaller NA (numerical aperture) than the waveguide. In addition, the 45-degree multi-reflection mirror and the semi-cylindrical mirror arranged adjacent to the mirror are easy to manufacture because they have a uniform structure in one direction, and the control in mounting is also simple. Implementation becomes possible.

又、横方向の光閉じ込めが光軸に垂直な2軸のうち1軸方向に強い面発光レーザ(VCSEL)16〜16を用い、導波路12〜12に形成した半円柱状レンズ12cを用いることで光閉じ込めが強くなり放射角が大きくなる軸の放射角を変換する。 Also, semi-cylindrical lenses formed in the waveguides 12 1 to 12 3 using surface emitting lasers (VCSEL) 16 1 to 16 3 whose lateral light confinement is strong in one of the two axes perpendicular to the optical axis. By using 12c, the radiation angle of the axis where the light confinement becomes strong and the radiation angle becomes large is converted.

例えば、面発光レーザ(VCSEL)16〜16は横方向の光閉じ込めを強くすることでモード体積が小さくなる。これにより面発光レーザ16〜16の緩和振動周波数が大きくなり、高速化が可能になる。
更に、本実施形態では45度多重反射ミラー14の形状が直方体としたことにより、光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係を、どちらか一方の情報から予想できる。
For example, the surface emitting lasers (VCSEL) 16 1 to 16 3 have a small mode volume by increasing the optical confinement in the lateral direction. As a result, the relaxation oscillation frequency of the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 is increased, and the speed can be increased.
Furthermore, in this embodiment, since the shape of the 45-degree multiple reflection mirror 14 is a rectangular parallelepiped, the relationship between the light exit position and the incident position after the optical path conversion can be predicted from either one of the information.

又、本第1実施形態における光結合回路を用いると、面発光レーザ16〜16を用いて信号伝送速度の高速化を図ることができる。本第1実施形態で、面発光レーザ16〜16を用い、その特性を有効に利用して、放射角の大きい軸をX方向,放射角の小さい軸をZ方向にそれぞれ配置すると、45度多重反射ミラー14内に別にレンズを必要とすることなく導波路12〜12に対して高効率な光結合が可能になる。 In addition, when the optical coupling circuit in the first embodiment is used, the signal transmission speed can be increased using the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 . In the first embodiment, when the surface emitting lasers 16 1 to 16 3 are used and their characteristics are effectively used, an axis having a large radiation angle is arranged in the X direction and an axis having a small radiation angle is arranged in the Z direction. High-efficiency optical coupling to the waveguides 12 1 to 12 3 is possible without requiring a separate lens in the multiple reflection mirror 14.

<実施形態の効果>
本第1実施形態にあっては、上述したように構成され機能するので、これによると、電気信号の伝送を代替するような光インタ−コネクションとして、複数の導入送信信号の変換及び伝送に際しては光信号用の複数の導波路12〜12と45度多重反射ミラー14と信号変換素子(面発光レーザ)16〜16(又はホトダイオード26〜26)を45度多重反射ミラー14に装備すると共に各導波路12〜12の45度多重反射ミラー14側にレンズ部12cを装備するという構成を採用したので、これにより、各導波路12〜12の端部に形成したレンズ部12cと45度多重反射ミラー14とにより垂直な面内の2軸方向に対して光閉じ込めが行われ、光が空間に広がるのを確実に抑制することが可能となり、これにより信号伝送に際しての感度低下を有効に抑制することができ、更に部品点数が大幅に少なくなり、低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となり、これがため装置全体を安価に得ることができるという生産性良好な優れた光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することができる。
<Effect of embodiment>
In the first embodiment, since it is configured and functions as described above, according to this, as an optical interconnection that substitutes for the transmission of electrical signals, when converting and transmitting a plurality of introduced transmission signals, A plurality of waveguides 12 1 to 12 3 for optical signals, a 45 ° multiple reflection mirror 14, and signal conversion elements (surface emitting lasers) 16 1 to 16 3 (or photodiodes 26 1 to 26 3 ) are 45 ° multiple reflection mirrors 14. Having adopted a structure that is equipped with the waveguide 12 1 to 12 3 of 45 ° multiple reflection mirror 14 side to the lens portion 12c as well as equipped with, thereby forming the end portion of each of the waveguides 12 1 to 12 3 The confined lens portion 12c and the 45 ° multiple reflection mirror 14 allow light confinement in the biaxial direction in the vertical plane to reliably suppress the light from spreading into the space. As a result, it is possible to effectively suppress a decrease in sensitivity during signal transmission, and further, the number of parts is greatly reduced, and a configuration and mounting in which low-cost parts are combined can be realized. It is possible to provide an excellent optical coupling circuit with good productivity and a signal transmission / reception optical module using the same.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態を図16乃至図20に基づいて説明する。
この第2の実施形態では、図16に示すように、筐体内で若しくは筐体相互間をつなぐ光信号伝送路を備えた送受信用光モジュールにかかるものである。
ここで、前述した第1実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, as shown in FIG. 16, the transmission / reception optical module is provided with an optical signal transmission path within the casing or between the casings.
Here, the same reference numerals are used for the same constituent members as those of the first embodiment described above.

この図16乃至図20に示す送受信用光モジュールは、一方の基板(ボード)10Aに装備された二つの伝送信号処理部2A,2Bに入力される送信用の電気信号を、他方の基板(ボード)10Bに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部3A,3Bに伝送するための光信号伝送路(光式インターコネクション回路)30Aを備えている。   The transmission / reception optical module shown in FIGS. 16 to 20 transmits electrical signals for transmission input to the two transmission signal processing units 2A and 2B provided on one board (board) 10A to the other board (board). The optical signal transmission path (optical interconnection circuit) 30A for transmission to a plurality of outgoing signal processing units 3A and 3B that are installed in 10B and transmit to the outside.

この内、光式インターコネクション回路30Aは、前述した各伝送信号処理部2A,2Bから出力される複数の電気信号を二つのグループに分けて光信号に変換する二つの送信側光アセンブリ3A,3Bと、前記光信号を複数のポリマー導波路12,12,12……を介して取り込み前記他方の基板(ボード)10B側へ伝送する光信号中継手段99Aと、この光信号中継手段99Aを介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路12,12,12……を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部3A,3Bに伝送する複数の受信側光アセンブリ13A,13Bとを備えている。 Among these, the optical interconnection circuit 30A includes two transmission side optical assemblies 3A and 3B that divide a plurality of electrical signals output from the transmission signal processing units 2A and 2B described above into two groups and convert them into optical signals. And optical signal relay means 99A that takes in the optical signals via a plurality of polymer waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ... And transmits them to the other substrate (board) 10B side, and this optical signal relay means 99A. Is received through a plurality of polymer waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ... And converted into an electrical signal and transmitted to each of the outgoing signal processing units 3A and 3B. Side light assemblies 13A and 13B are provided.

ここで、上記光信号中継手段99Aは、上記一方と他方の各基板10A,10Bの相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバー(MMFアレイ)100と、この複数本の中継光ファイバー(MMFアレイ)100と前記一方の基板10A上の前記複数の導波路12,12,12……とを光結合する一方の中継用光結合回路(第4の光結合回路)32と、前記複数本の中継光ファイバー(MMFアレイ)100と前記他方の基板10B上の前記複数の導波路12,12,12……とを光結合する他方の中継用光結合回路(第5の光結合回路)33とにより構成されている。 Here, the optical signal relay means 99A includes a plurality of optical fiber coupling optical fibers (MMF arrays) 100 installed between the one and the other substrates 10A and 10B, and the plurality of relay optical fibers. (MMF array) 100 and one of the plurality of waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ... On the one substrate 10A are optically coupled to one relay optical coupling circuit (fourth optical coupling circuit) 32; , The other relay optical coupling circuit (fifth optical coupling circuit (MMF array) 100) and the plurality of waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ... On the other substrate 10B. The optical coupling circuit 33).

以下、これを更に詳述する。
まず、図16において、符号30は本第2実施形態における信号送受信用の光モジュールを示す。この光モジュール30では、本発明にかかる第1乃至第8の各光結合回路11A,11B,31,32,33,34,13A,13Bが、内部伝送用の一方の基板10Aと他方の基板10Bとに分けられて、それぞれ装備されている。
This will be described in detail below.
First, in FIG. 16, reference numeral 30 denotes an optical module for signal transmission / reception in the second embodiment. In this optical module 30, the first to eighth optical coupling circuits 11A, 11B, 31, 32, 33, 34, 13A, and 13B according to the present invention include one board 10A for internal transmission and the other board 10B. It is divided into and each equipped.

上記一方の基板10Aには、更に、図1の左端部上に設置され前述した第1実施形態における伝送信号処理部2と同等に機能する二つの伝送信号処理部2A,2Bが、同一面上に設けられている。   The one substrate 10A further includes two transmission signal processing units 2A and 2B that are installed on the left end of FIG. 1 and function in the same manner as the transmission signal processing unit 2 in the first embodiment described above. Is provided.

この内、一方の伝送信号処理部2Aには、当該伝送信号処理部2Aから出力される複数の電気信号を電気配線(電気配線回路)17,17,17……(図2参照)を介して取り込むと共に複数の光信号B1にそれぞれ変換し出力する一方の送信側光アセンブリとしての第1の光結合回路11A(図1における一方の光結合回路11に同じ)が併設されている。ここで、符号12,12,12……(図2参照)は、第1の光結合回路11Aから出力される複数の光信号をそれぞれ個別に案内する導波路を示す。 Among these, one of the transmission signal processing units 2A receives a plurality of electrical signals output from the transmission signal processing unit 2A as electrical wirings (electrical wiring circuits) 17 1 , 17 2 , 17 3 (see FIG. 2). A first optical coupling circuit 11A (same as one optical coupling circuit 11 in FIG. 1) is also provided as one transmission side optical assembly that takes in through the optical signal and converts the optical signals into a plurality of optical signals B1 and outputs them. Here, reference numerals 12 1 , 12 2 , 12 3 (see FIG. 2) denote waveguides that individually guide a plurality of optical signals output from the first optical coupling circuit 11A.

同様に、上述した他方の伝送信号処理部2Bには、当該伝送信号処理部2Bから出力される複数の電気信号を前記第1の光結合回路11Aの電気配線(17,17,17……)とは別に装備された電気配線(電気配線回路)17,17,17……を介して取り込むと共に、複数の光信号B2にそれぞれ変換し出力する他方の送信側光アセンブリとしての第2の光結合回路11B(図1における一方の光結合回路11に同じ)が併設されている。 Similarly, in the other transmission signal processing unit 2B described above, a plurality of electrical signals output from the transmission signal processing unit 2B are connected to the electrical wiring (17 1 , 17 2 , 17 3 of the first optical coupling circuit 11A). ..)) And the other transmission side optical assembly that takes in via the electrical wiring (electrical wiring circuit) 17 1 , 17 2 , 17 3. The second optical coupling circuit 11B (same as one optical coupling circuit 11 in FIG. 1) is also provided.

第2の光結合回路11Bから出力される複数の光信号も、前述した第1の光結合回路11Aにかかる導波路(12,12,12…)とは別に設置された導波路12,12,12…(図2参照)により、それぞれ他方の基板10Bへ伝送されるようになっている。 The plurality of optical signals output from the second optical coupling circuit 11B are also waveguides 12 installed separately from the waveguides (12 1 , 12 2 , 12 3 ...) Related to the first optical coupling circuit 11A described above. 1 , 12 2 , 12 3 (see FIG. 2), the signals are transmitted to the other substrate 10B.

上記一方の基板10Aの前述した第1,第2の各光結合回路11A,11Bから別々の導波路12,12,12…(同一符号を使用)を介して送られてくる光信号B1,B2を上下二層構造の状態の導波路(例えば12,12)を介して取り込む前述した第4の光結合回路32が設置されている。そして、この第4の光結合回路32による上下二層構造を維持しつつ前記各一の光信号(例えば12,12)を他方の基板10B側に送り込むMMF(マルチモードファイバ)アレイ100が、上記一方と他方の基板10A,10B相互間に設置されている。 Optical signals sent from the first and second optical coupling circuits 11A, 11B on the one substrate 10A through separate waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ... (Using the same reference numerals) The above-described fourth optical coupling circuit 32 that takes in B1 and B2 via a waveguide (for example, 12 1 , 12 1 ) having a two-layer structure is provided. An MMF (multi-mode fiber) array 100 for sending each one optical signal (for example, 12 1 , 12 1 ) to the other substrate 10B side while maintaining the upper and lower two-layer structure by the fourth optical coupling circuit 32 is provided. The one substrate 10A and the other substrate 10B are disposed between the other substrates.

ここで、前述した第1の光結合回路(一方の送信側アセンブリ)11Aと第4の光結合回路32との間に、第1の光結合回路11Aから送り出される光信号B1にかかる導波路(12,12,12…)を、前記第4の光結合回路31の入力側領域で前述した第1の光結合回路11Bから送り出される光信号B2にかかる導波路12,12,12…の上に重ねて配置し二層構造の導波路を形成するための上層導波路用光結合回路(第3の光結合回路)31が装備されている。 Here, between the first optical coupling circuit (one transmission side assembly) 11A and the fourth optical coupling circuit 32 described above, a waveguide (for the optical signal B1 sent from the first optical coupling circuit 11A ( 12 1 , 12 2 , 12 3 ...) To the optical waveguides B 1 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , 12 2 , The upper-layer waveguide optical coupling circuit (third optical coupling circuit) 31 for forming a waveguide having a two-layer structure by being stacked on 12 3 .

これにより、前述した第4の光結合回路32では、第1,第2の各光結合回路11A,11Bから別々の導波路12,12,12…を介して送られてくる光信号B1,B2を、上下二層構造の状態の導波路(例えば12,12)を介して円滑に取り込むことができるようになっている。 As a result, in the above-described fourth optical coupling circuit 32, the optical signals transmitted from the first and second optical coupling circuits 11A, 11B via the separate waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 . B1 and B2 can be smoothly taken in through a waveguide (for example, 12 1 , 12 1 ) having a two-layer structure.

上記光信号B1,B2の内の他の各光信号についても、対応する例えば上下二層構造の導波路12,12、12,12、……を介して且つ同様に別に設定された第4の光結合回路32に取り込まれ(光信号B1については第3の光結合回路31を介して)、上下二層構造を維持されて、MMF(マルチモードファイバ)アレイ100を介して、それぞれ他方の基板10B側に送り出されるようになっている。 The other optical signals of the optical signals B1 and B2 are also set separately through the corresponding upper and lower two-layered waveguides 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ,. The fourth optical coupling circuit 32 captures the optical signal B1 (via the third optical coupling circuit 31), maintains the upper and lower two-layer structure, and passes through the MMF (multimode fiber) array 100. Each is sent to the other substrate 10B side.

又、MMF(マルチモードファイバ)アレイ100は、前述した導波路12,12、12,12、12,12、……に対応して二本一組で構成された複数のMMF回線100aを備えている(図16,図18参照)。 In addition, the MMF (multimode fiber) array 100 includes a plurality of pairs formed in pairs corresponding to the waveguides 12 1 , 12 1 , 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ,. An MMF line 100a is provided (see FIGS. 16 and 18).

(第3の光結合回路31/上層導波路用光結合回路)
上述した上層導波路用光結合回路(第3の光結合回路)31は、前述したように、一方の基板10A上の図16における前記第1の光結合回路11Aから送り出される光信号B1を対象としたものであり、上下二層構造の導波路(例えば12,12)の上層部に配置するためのものであり、図17にその一例を示す。
(Third optical coupling circuit 31 / upper layer waveguide optical coupling circuit)
The upper-layer waveguide optical coupling circuit (third optical coupling circuit) 31 described above targets the optical signal B1 sent from the first optical coupling circuit 11A in FIG. 16 on one substrate 10A as described above. FIG. 17 shows an example of the arrangement in the upper layer portion of a waveguide (for example, 12 1 , 12 1 ) having an upper and lower two-layer structure.

この図17に示す上層導波路用光結合回路(第3の光結合回路)31は、第1の光結合回路11A側から送り出される光信号B1を取り込む入力側導波路(例えば12)と、この入力側導波路12の伝送方向先の端部に対向して個別に配設され当該導波路入力側導波路12とは異なった方向(図17では斜め上方)への光信号の伝送(送信)を案内する45度多重反射ミラー14と、この45度多重反射ミラー14を介して前記下段の導波路12との間で光信号を連係して取り込んで上段側から外部に対して当該光信号B1を中継し送り出す信号伝達手段35とを備えている。 An upper-layer waveguide optical coupling circuit (third optical coupling circuit) 31 shown in FIG. 17 includes an input-side waveguide (for example, 12 1 ) that takes in the optical signal B1 sent from the first optical coupling circuit 11A side, The optical signal is transmitted in a direction different from that of the waveguide input side waveguide 12 1 (inclined upward in FIG. 17) which is individually arranged facing the end of the input side waveguide 12 1 in the transmission direction. 45 ° multiple reflection mirror 14 for guiding the (transmission) with respect to the outside from the upper side is taken in conjunction with optical signals between the 45 degrees through the multiple reflection mirror 14 of the waveguide 12 1 of the lower Signal transmission means 35 for relaying and sending out the optical signal B1.

ここで、前記入力側導波路12の伝送方向先の端部は、前記45度多重反射ミラー14が備えている複数の光信号伝送多重層14aの内の一つ以上の層(入力側端面)に対応させて配設されている。又、この入力側導波路12と前記45度多重反射ミラー14の前記光信号伝送多重層14aとの間には、前記光信号の拡散を抑制する光レンズ部が設けられている。 Here, the end portion of the transmission direction destination of the input waveguide 12 1, one or more layers (input side end face of the plurality of optical signal transmission multiplex layer 14a in which the 45 ° multiple reflection mirror 14 is provided with ). Moreover, between the optical signal transmission multiplex layer 14a of the input waveguide 12 1 and the 45 ° multiple reflection mirror 14, suppressing lens unit diffusion of the optical signal is provided.

この光レンズ部としては、前述した図10に開示した二重レンズ型光レンズ部12Wと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部12Waが装備されている。そして、この二重レンズ型光レンズ部12Waと前記入力側導波路12とは一体化されている。 As this optical lens part, a double lens type optical lens part 12Wa formed in the same manner as the double lens type optical lens part 12W disclosed in FIG. 10 is equipped. Then, it is integrated and the input waveguide 12 1 and the double lens type lens unit 12Wa.

更に、この二重レンズ型光レンズ部12Waから送り出される光信号B1を前記45度多重反射ミラー14を介して取り込む前述した信号伝達手段35として、本第2実施形態では、図10に開示した二重レンズ型光レンズ部12Wと同様に形成され且つ前後位置を180度回転させた状態の二重レンズ型光レンズ部12Wbが装備されている。   Further, as the signal transmission means 35 that takes in the optical signal B1 sent out from the double lens type optical lens portion 12Wa through the 45 degree multiple reflection mirror 14, the second embodiment disclosed in FIG. A double lens type optical lens unit 12Wb is provided which is formed in the same manner as the double lens type optical lens unit 12W and whose front and rear positions are rotated 180 degrees.

換言すると、この図17に示す上層配置光結合回路(第3の光結合回路)31は、前記第1の光結合回路11A側の下段の入力側導波路(例えば12)を前述した45度多重反射ミラー14を介して上段の出力側導波路12に光結合させるように構成したもので、下段の入力側導波路12の前記45度多重反射ミラー14側には、レンズ部として前述した図10に開示した二重レンズ型光レンズ部12Wと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部12Waが装備されている。 In other words, the upper-layer-arranged optical coupling circuit (third optical coupling circuit) 31 shown in FIG. 17 includes the lower input side waveguide (for example, 12 1 ) on the first optical coupling circuit 11A side as described above at 45 degrees. through the multiple reflection mirror 14 which was configured to be optically coupled to the output waveguide 12 1 of the upper, in the 45 ° multiple reflection mirror 14 side of the lower input waveguide 12 1, above the lens unit The double lens type optical lens part 12W formed in the same manner as the double lens type optical lens part 12W disclosed in FIG. 10 is provided.

又、前記45度多重反射ミラー14側の光伝送出力側に配置された上段の出力側導波路12には、上述したように、その45度多重反射ミラー14の光出力端面に対向して上記二重レンズ型光レンズ部12Waと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部12Wbが、前述したように図17における上記二重レンズ型光レンズ部12Waを180度回転させた状態に(図17中の左右を逆にして設定した状態)で配設されている。図17の図中、矢印は光信号B1の伝搬経路の例を示す。 Further, the output side waveguide 12 1 of the deployed upper optical transmission output side of the 45-degree multi-reflection mirror 14 side, as described above, opposite to the light output end face of the 45-degree multiple reflection mirror 14 As described above, the double lens type optical lens unit 12Wb formed in the same manner as the double lens type optical lens unit 12Wa rotates the double lens type optical lens unit 12Wa in FIG. 17 is set in a state where the left and right in FIG. 17 are reversed. In the drawing of FIG. 17, arrows indicate examples of propagation paths of the optical signal B1.

この場合、X方向の光は導波路12に形成された二重レンズ型光レンズ部12Waにより閉じ込められ(拡散が有効に抑制され)、Y方向の光は45度多重反射ミラー14の多重層14a,14b,の間に閉じ込められる。このため、45度多重反射ミラー14のZ方向の厚みTを、上下二重層の各導波路12,12の間隔Sにあわせることで異なる段(下層)の導波路12から異なる段(上層)の導波路12への光結合が可能となる。 In this case, the light in the X direction is confined by a double lens type lens unit 12Wa formed in the waveguide 12 1 (diffusion is effectively suppressed), multiple layers of Y-direction of the light 45 degrees multiple reflection mirror 14 14a and 14b. For this reason, by adjusting the thickness T in the Z direction of the 45-degree multi-reflection mirror 14 to the interval S between the waveguides 12 1 and 12 1 of the upper and lower double layers, different steps from the waveguides 12 1 of different steps (lower layers) ( optical coupling to the waveguide 12 1 of the upper layer) becomes possible.

ここで、この図17で使用される45度多重反射ミラー14は、それ以前に開示したもとは異なり、Z方向に入射し出射位置を変えて同じくZ方向に出射するものである。先述の45度多重反射ミラーを二つ重ねた状態の高さを備えたものとなっている。   Here, the 45-degree multiple reflection mirror 14 used in FIG. 17 is different from the one previously disclosed, and is incident in the Z direction and changed in the emission position, and is also emitted in the Z direction. It has a height in a state where two of the above-mentioned 45 degree multiple reflection mirrors are stacked.

これにより、伝搬中の光信号B1は、その拡散が二重レンズ型光レンズ部12Wa,12Wb及び45度多重反射ミラー14によって効果的に抑制され、感度低下をきたすことなく、下段の入力側導波路12から上段の出力側導波路12へZ方向への伝送方向を維持して伝送させることが可能となっている。 As a result, the propagation of the optical signal B1 during propagation is effectively suppressed by the double lens type optical lens portions 12Wa and 12Wb and the 45 ° multiple reflection mirror 14, and the lower input side guiding is performed without causing a decrease in sensitivity. from waveguides 12 1 to the output side waveguide 12 1 of the upper while maintaining the transmission direction in the Z-direction it is possible to transmit.

他の下段の導波路12,12,……(図16参照)についても、同様にそれぞれ対応して装備された他の二重レンズ型光レンズ部12Wa,12Wb及び他の45度多重反射ミラー14によって、上段の導波路12,12,……にそれぞれ連結されるようになっている。 Similarly for the other lower waveguides 12 2 , 12 3 ,... (See FIG. 16), the other double-lens type optical lens portions 12Wa, 12Wb and other 45 ° multiple reflections respectively provided correspondingly. The mirror 14 is connected to the upper waveguides 12 2 , 12 3 ,.

ここで、この各上段の導波路12,12,12,……(光信号B1用)は、前述したように、第2の光結合回路11B側から送り出される光信号B2用の下段の導波路12,12,12,……と、それぞれ二層構造を構成し、前述した段付構造の第4の光結合回路32に光結合されている。 Here, the upper waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ,... (For the optical signal B1) are, as described above, the lower stage for the optical signal B2 sent out from the second optical coupling circuit 11B side. The waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ,... Have a two-layer structure, and are optically coupled to the fourth optical coupling circuit 32 having the stepped structure described above.

(第4の光結合回路32/段付構造の光結合回路)
次に、第4の光結合回路(段付構造の光結合回路)32を、図18に基づいてについて説明する。
この図18に示す第4の光結合回路32は、前述した光信号B1,B2を上下二層構造の導波路(例えば12,12)を介して取り込むと共に、MMF(マルチモードファイバ)アレイ100を介して前述した他方の基板10B側に送り込む光信号中継伝送機能を備えている。
(Fourth optical coupling circuit 32 / optical coupling circuit with stepped structure)
Next, the fourth optical coupling circuit (stepped structure optical coupling circuit) 32 will be described with reference to FIG.
The fourth optical coupling circuit 32 shown in FIG. 18 takes in the above-described optical signals B1 and B2 through waveguides (for example, 12 1 and 12 1 ) having an upper and lower two-layer structure, and an MMF (multimode fiber) array. An optical signal relay transmission function for sending the signal to the other substrate 10B described above via 100 is provided.

この第4の光結合回路32は、前述したように、一方の基板10A上の図16における右端部に装備され、前述した第1,第2の各光結合回路(送信側光アセンブリ)11A,11Bから送り出される光信号B1,B2の双方を対象としたものであり、上下二層構造の導波路(例えば12,12)に対応して設置されている。この場合、上下二層構造にしたのは、前述したMMF(マルチモードファイバ)アレイ100との間に装備されるコネクタの集約度を高めるためである。 As described above, the fourth optical coupling circuit 32 is mounted on the right end of FIG. 16 on one substrate 10A, and the first and second optical coupling circuits (transmission side optical assemblies) 11A, This is intended for both the optical signals B1 and B2 sent out from 11B, and is installed corresponding to the waveguides (for example, 12 1 and 12 1 ) having an upper and lower two-layer structure. In this case, the reason why the upper and lower two-layer structure is used is to increase the degree of aggregation of the connectors provided between the MMF (multimode fiber) array 100 described above.

この図18に示す第4の光結合回路32は、前述した第1,第2の各光結合回路11A,11B側から送り出される光信号B1,B2を取り込む導波路(例えば12,12)と、この導波路12,12の各他方の端部に対向して個別に配設され当該導波路12とは異なった方向(斜め上方)への光信号の伝送(送信)を案内する45度多重反射ミラー14,14と、この45度多重反射ミラー14,14の上段面から光信号を外部に対して送り出す信号伝達手段32Aとを含んで構成されている。 The fourth optical coupling circuit 32 shown in FIG. 18 is a waveguide (for example, 12 1 , 12 1 ) that takes in the optical signals B1 and B2 sent from the first and second optical coupling circuits 11A and 11B. And optical signal transmission (transmission) in a direction (diagonally upward) different from that of the waveguide 12 1, which is individually arranged to face the other end of the waveguides 12 1 , 12 1. 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14 and signal transmission means 32A for sending an optical signal from the upper surface of the 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14 to the outside.

ここで、上記二層構造の前記各導波路12,12は、下層に位置する導波路12が前方(45度多重反射ミラー14側/図18内の右方向)に突設され、上層に位置する導波路12が後方(図18内の左方向)に後退した形態をもって配置され、これにより、二層構造の導波路12,12の端部が段付構造となっている。そして、この段付構造部分に、前記上層に位置する導波路12用の45度多重反射ミラー14が設置され、下段の突設された部分の先端面に対向して、下層に位置する導波路12用の前記45度多重反射ミラー14が設置されている。 Here, each of the waveguides 12 1, 12 1 of the two-layer structure, the waveguide 12 1 located in the lower layer is projected forward (45 degrees to the right direction of the multiple reflection mirror 14 side / Figure 18), waveguide 12 1 located in the upper layer are arranged with a form retracted rearward (leftward in FIG. 18), thereby, the end of the waveguide 12 1, 12 1 of the two-layer structure is a stepped structure Yes. The guide of this stepped structure portion, the 45-degree multi-reflection mirror 14 of the waveguide 12 for 1 positioned in the upper layer is installed so as to face the distal end surface of the lower projecting portion, located below the 45-degree multi-reflection mirror 14 of the waveguide 12 for 1 is installed.

又、この各導波路12,12には、前記45度多重反射ミラー14,14の側面(光入力面)である前記光信号伝送多重層に端面に対向して、前記光信号の拡散を抑制する光レンズ部12cが、それぞれ装備されている。この光レンズ部12cとしては、前述した図4に開示した半円柱状レンズ部が使用され前記各導波路12,12に一体化されている。 The waveguides 12 1 and 12 1 each have a diffusion of the optical signal facing the optical signal transmission multiple layer, which is a side surface (light input surface) of the 45 ° multiple reflection mirrors 14 and 14, facing the end surface. The optical lens part 12c which suppresses each is equipped. As the optical lens portion 12c, the semi-cylindrical lens portion disclosed in FIG. 4 described above is used and integrated with the waveguides 12 1 and 12 1 .

前述した信号伝達手段32Aは、上記各半円柱状レンズ部12cから送り出される光信号B1,B2を前記45度多重反射ミラー14,14を介して別々に取り込んで、前述した他方の基板10B側に送出する機能を備えている。   The above-described signal transmission means 32A separately takes in the optical signals B1 and B2 sent out from the respective semi-cylindrical lens portions 12c through the 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14 to the other substrate 10B side described above. It has a function to send out.

この信号伝達手段32Aは、本第2実施形態では、図18に示すように前記各45度多重反射ミラー14,14の上面に沿って配置された半円柱状レンズ体31A,31Bと、この半円柱状レンズ体32A,32Bを介して上方に向けて送り出される光信号B1,B2を前述したMMF(マルチモードファイバ)回線100aの一端部に向けて図18内の右方向に反射送出する45度反射ミラー32Cと、この45度反射ミラー32Cと前記MMF(マルチモードファイバ)回線100aとを連結する光コネクタ部32Dとを備えている。   In the second embodiment, the signal transmission means 32A includes semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B arranged along the upper surfaces of the 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14, respectively, as shown in FIG. The optical signals B1 and B2 sent upward through the cylindrical lens bodies 32A and 32B are reflected and sent in the right direction in FIG. 18 toward one end of the MMF (multimode fiber) line 100a. A reflection mirror 32C and an optical connector portion 32D for connecting the 45-degree reflection mirror 32C and the MMF (multimode fiber) line 100a are provided.

即ち、上記信号伝達手段32Aは、前記各45度多重反射ミラー14から外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する45度反射ミラー32Cと、この45度反射ミラー32Cに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する中継光ファイバ(MMF回線100a)を一部とするMMF(マルチモードファイバ)アレイ100と、前記MMF回線100aの開口端部と前記45度反射ミラーとの間に配置された二個の集光レンズ32Da,32Dbを備えたMMF用光コネクタ部31Dとを含んで構成されている。   That is, the signal transmission means 32A is engaged with a 45 degree reflection mirror 32C that reflects and transmits an optical signal transmitted and received from each 45 degree multiple reflection mirror 14 to the outside, and the 45 degree reflection mirror 32C. The MMF (multi-mode fiber) array 100 including a part of a relay optical fiber (MMF line 100a) that relays the optical signal transmitted and received externally, the open end of the MMF line 100a, and the 45 degree reflection. And an MMF optical connector portion 31D including two condenser lenses 32Da and 32Db disposed between the mirrors.

これにより、一方の基板10Aにおける第1,第2の各光結合回路(送信側光アセンブリ)11A,11Bから送り出される光信号B1,B2は、第4の光結合回路32からMMF回線100aを介して他方の基板10B側へ伝送されるようになっている。   As a result, the optical signals B1 and B2 sent out from the first and second optical coupling circuits (transmission-side optical assemblies) 11A and 11B on one substrate 10A are transmitted from the fourth optical coupling circuit 32 via the MMF line 100a. Is transmitted to the other substrate 10B side.

(他方の基板10B側との連係)
図18に示すように、第1,第2の各光結合回路(送信側光アセンブリ)11A,11Bから出力される光信号B1,B2は、それぞれ二段に形成されたポリマー導波路12(例えば12,12)を通して一つのコンパクトな光コネクタ部32Dで束ねられてMMFアレイ100の一部であるMMF回線100aに送り込まれる。
(Linkage with the other substrate 10B side)
As shown in FIG. 18, the optical signals B1 and B2 output from the first and second optical coupling circuits (transmission-side optical assemblies) 11A and 11B are polymer waveguides 12 (for example, formed in two stages, respectively) 12 1 , 12 1 ) are bundled by one compact optical connector portion 32D and sent to the MMF line 100a which is a part of the MMF array 100.

そして、他方の基板10B側では、MMF回線100aを介して送られてくる光信号B1,B2を光コネクタ部33Dを介して取り込み、同じく二段に形成された対応するポリマー導波路12,12(例えば12,12)を通して第7,第8の各光結合回路(送信側光アセンブリ)13A,13Bに伝送される。
他のポリマー導波路12,12、12,12、……(図16参照)についても同様である。
On the other substrate 10B side, the optical signals B1 and B2 sent via the MMF line 100a are taken in via the optical connector portion 33D, and the corresponding polymer waveguides 12 and 12 (formed in two stages) are also formed. For example, the signals are transmitted to the seventh and eighth optical coupling circuits (transmission side optical assemblies) 13A and 13B through 12 1 and 12 1 ).
The same applies to the other polymer waveguides 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ,... (See FIG. 16).

ここで、コンパクトな光コネクタ部33Dを実現するには、前述したように、導波路を二段以上の多段にすることが必要となる。この場合、光コネクタ部33Dの光路はマトリックス状に形成され、そしてマトリックス状に配置されたMMFアレイ100と光結合される。   Here, in order to realize the compact optical connector portion 33D, as described above, it is necessary to make the waveguide into multistages of two or more stages. In this case, the optical path of the optical connector 33D is formed in a matrix and is optically coupled to the MMF array 100 arranged in the matrix.

図16の構成(光モジュール)における一方の基板10A側では、光信号B1,B2が通過する各光結合回路と各段に対する導波路12の結合、又異なる段の導波路12から異なる段の導波路12への結合回路、そして、多段の導波路からMMFアレイ100への結合回路が必要となり、そのため、上述したように、第1乃至第4の各光結合回路11A,11B,31,32が各導波路12(12,12,12……)を個別に光結合するため構成部材として装備されている。 On one substrate 10A side in the configuration (optical module) of FIG. 16, the optical coupling circuits through which the optical signals B1 and B2 pass and the coupling of the waveguides 12 to the respective stages, and the guiding of the different stages from the different waveguides 12 are performed. A coupling circuit to the waveguide 12 and a coupling circuit from the multi-stage waveguide to the MMF array 100 are required. Therefore, as described above, the first to fourth optical coupling circuits 11A, 11B, 31, and 32 are provided. Each of the waveguides 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 ...) Is equipped as a component for individually optically coupling.

ここで、異なる段の導波路12(12,12,12,……)から他の異なる段の導波路12(12,12,12,……)への光結合は、図17に示す第3の光結合回路31で実現される。又、二層の導波路12,12、12,12、12,12……からMMF回線100aへの光結合は、図18に示す第4の光結合回路32で対応することができる。 Here, the optical coupling from the waveguides 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 ,...) Of different stages to the waveguides 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 ,. This is realized by the third optical coupling circuit 31 shown in FIG. Further, the optical coupling from the two-layer waveguides 12 1 , 12 1 , 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ... To the MMF line 100a corresponds to the fourth optical coupling circuit 32 shown in FIG. be able to.

そして、MMFアレイ100への光結合では、コネクタ数を削減するために、マトリックス状にMMFが配列した光コネクタ部32Dを想定している。導波路12,12、12,12、12,12……は、前述したように階段状に加工し、二種類の45度多重反射ミラー14,14を配置し、この各45度多重反射ミラー14,14の上面には、前述したように半円柱状レンズ体31A,31Bを配置した。 In the optical coupling to the MMF array 100, an optical connector portion 32D in which MMFs are arranged in a matrix is assumed in order to reduce the number of connectors. The waveguides 12 1 , 12 1 , 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ... Are processed into a staircase shape as described above, and two types of 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14 are arranged. As described above, the semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B are arranged on the upper surfaces of the 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14, respectively.

これにより、多層のポリマー導波路12,12、12,12、12,12……のピッチPをMMF回線100aのピッチPFのように広くなるように変換できる。そして、各導波路12,12、12,12、12,12……に装備した半円柱状レンズ部12cと、部品として配置した半円柱状レンズ体31A,31Bとにより平行光が形成され、光コネクタ部32Dとの光結合が容易となる。 Thereby, the pitch P of the multilayer polymer waveguides 12 1 , 12 1 , 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ... Can be converted so as to be as wide as the pitch PF of the MMF line 100a. And each of the waveguides 12 1 , 12 1 , 12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3, ... Is parallel to the semi-cylindrical lens portion 12c and the semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B arranged as parts. Light is formed, and optical coupling with the optical connector portion 32D is facilitated.

又、本第2実施形態では、半円柱状レンズ体31A,31Bは光素子と同じように配置することを想定したが、この半円柱状レンズ体31A,31Bの厚み精度が高ければ、先に45度多重反射ミラー14,14に当該半円柱状レンズ体31A,31Bを張り合わせておいてもよい。
図18に示す階段状の導波路12,12を形成するには、1段目導波路形成後に金属マスクを予め形成してから2段目の導波路を形成し、2段目の金属マスクを形成したのちに一括で2段の導波路に対してドライエッチングを施せばよい。
In the second embodiment, it is assumed that the semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B are arranged in the same manner as the optical element. However, if the thickness accuracy of the semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B is high, the semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B first. The semi-cylindrical lens bodies 31A and 31B may be bonded to the 45-degree multiple reflection mirrors 14 and 14, respectively.
In order to form the stepped waveguides 12 1 and 12 2 shown in FIG. 18, a metal mask is formed in advance after forming the first-stage waveguide, and then the second-stage waveguide is formed. After the mask is formed, dry etching may be performed on the two-stage waveguide at once.

(他方の基板10B側の構成)
図16に示すように、前記他方の基板10B上には、前記一方の基板10Aから送られてくる光信号B1,B2を電気信号に有効に変換するため、前述した第1乃至第4の各光結合回路11A,11B,31,32とほぼ同等に形成された第5乃至第8の各光結合回路33,34,13A,13Bが、前述したMMF回線100aを挟んで、前述した第1乃至第4の各光結合回路11A,11B,31,32に対してそれぞれ対称の位置に設置されている。
(Configuration on the other substrate 10B side)
As shown in FIG. 16, on the other substrate 10B, in order to effectively convert the optical signals B1 and B2 sent from the one substrate 10A into electric signals, the first to fourth elements described above are used. The fifth to eighth optical coupling circuits 33, 34, 13A, and 13B, which are formed substantially the same as the optical coupling circuits 11A, 11B, 31, and 32, have the above-described first to the above-mentioned first through the MMF lines 100a. The fourth optical coupling circuits 11A, 11B, 31, and 32 are installed at symmetrical positions.

即ち、図16において、MMF回線100aを介して一方の基板10A側から送り込まれる光信号B1,B2は、第4の光信号結合回路32と同等に形成された段付構造の光結合回路である第5の光信号結合回路33にて二層構造の各導波路12,12(12,12、12,12……)に送り込まれ、他方の基板10B側に取り込まれる。この第5の光信号結合回路33を図19に示す。 That is, in FIG. 16, the optical signals B1 and B2 sent from the one substrate 10A side through the MMF line 100a are stepped structure optical coupling circuits formed in the same manner as the fourth optical signal coupling circuit 32. The fifth optical signal coupling circuit 33 is sent to each of the waveguides 12 1 , 12 1 (12 2 , 12 2 , 12 3 , 12 3 ...) Having a two-layer structure and is taken into the other substrate 10B side. The fifth optical signal coupling circuit 33 is shown in FIG.

この図19に示すように、第5の光信号結合回路33は、前述した第4の光信号結合回路32と全く同一に構成され、前記第4の光信号結合回路32とは逆向きに設置されMMF回線100aに連結されている。矢印は光信号B1,B2の反射伝搬方向を示す。   As shown in FIG. 19, the fifth optical signal coupling circuit 33 is configured in exactly the same way as the above-described fourth optical signal coupling circuit 32, and is installed in the opposite direction to the fourth optical signal coupling circuit 32. Are connected to the MMF line 100a. The arrows indicate the reflected propagation directions of the optical signals B1 and B2.

この第5の光信号結合回路33から送り出される光信号B1,B2の内、光信号B1を案内する二層構造の上層に位置する導波路12(12,12……)部分は、後述する図20に開示した第6の光信号結合回路34によって下層に設置された光信号B1用の導波路12(12,12……)部分に光結合される。 Of the optical signals B1 and B2 sent out from the fifth optical signal coupling circuit 33, the waveguide 12 1 (12 2 , 12 3 ...) Portion located in the upper layer of the two-layer structure for guiding the optical signal B1 is: The optical signal B1 waveguide 12 1 (12 2 , 12 3 ...) Disposed in the lower layer is optically coupled by a sixth optical signal coupling circuit 34 disclosed in FIG.

ここで、この第6の光信号結合回路34は、図20に示すように前述した第3の光信号結合回路31と全く同一に形成されており、この他方の基板10B側では逆向きに設置され(矢印B1参照)、これによって上述したように下層に設置された光信号B1用の導波路12(12,12……)部分に光結合される。
図20中、矢印はB1は光信号B1の伝搬方向を示す。
Here, the sixth optical signal coupling circuit 34 is formed exactly the same as the third optical signal coupling circuit 31 described above as shown in FIG. 20, and is installed in the opposite direction on the other substrate 10B side. As a result, the optical signal B1 is optically coupled to the optical signal B1 waveguide 12 1 (12 2 , 12 3 ...) Disposed in the lower layer as described above.
In FIG. 20, arrow B1 indicates the propagation direction of the optical signal B1.

そして、光信号B1は、この第6の光信号結合回路34および下層に位置する光信号B1用の導波路12(12,12……)を介して受信側アセンブリである光信号B1用の第7の結合回路(一方の受信側結合回路)13Aへ送り込まれる。 Then, the optical signal B1 is an optical signal B1 which is a reception side assembly via the sixth optical signal coupling circuit 34 and the optical signal B1 waveguide 12 1 (12 2 , 12 3 ...) Located in the lower layer. Is sent to a seventh coupling circuit (one receiving side coupling circuit) 13A.

この受信側アセンブリである一方の受信側結合回路13Aは、前述した第1実施形態における受信側アセンブリ(他方の光結合回路)13と全く同一に形成され、同一に機能するようになっている。   One receiving side coupling circuit 13A, which is this receiving side assembly, is formed in exactly the same manner as the receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 13 in the first embodiment described above and functions in the same manner.

これにより、前記一方の受信側アセンブリ(第7の光結合回路)13Aに伝送されてきた光信号B1は、当該第7の光結合回路13Aで電気信号に変換されて外部向けの信号処理を行う発信信号処理部3Aへ送り込まれ、所定の信号送信処理に付される。   As a result, the optical signal B1 transmitted to the one receiving-side assembly (seventh optical coupling circuit) 13A is converted into an electrical signal by the seventh optical coupling circuit 13A and subjected to external signal processing. The signal is sent to the transmission signal processing unit 3A and subjected to a predetermined signal transmission process.

一方、図19に示す上記第5の光信号結合回路(段付構造の光結合回路)33から取り込まれた光信号B1,B2の内の光信号B2を案内する二層構造の下層に位置する導波路12(12,12……)部分はそのまま延設されて他方の受信側アセンブリである光信号B2用の第8の光信号結合回路13Bへ送り込まれる。 On the other hand, it is located in the lower layer of the two-layer structure that guides the optical signal B2 among the optical signals B1 and B2 taken from the fifth optical signal coupling circuit (stepped structure optical coupling circuit) 33 shown in FIG. The portion of the waveguide 12 1 (12 2 , 12 3 ...) Is extended as it is and sent to the eighth optical signal coupling circuit 13B for the optical signal B2, which is the other receiving side assembly.

この光信号B2用の第8の光信号結合回路13Bは、前述した第1実施形態における受信側アセンブリ(他方の光結合回路)13と全く同一に形成され、同一に機能するようになっている。即ち、この場合の光信号B1用とB2用の各他方の結合回路13A,13Bは、それぞれ全く同一に形成されたものが装備されている。   The eighth optical signal coupling circuit 13B for the optical signal B2 is formed exactly the same as the receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 13 in the first embodiment described above and functions in the same manner. . In other words, the other coupling circuits 13A and 13B for the optical signals B1 and B2 in this case are equipped with identically formed circuits.

これにより、前記受信側アセンブリ(他方の光結合回路)13Bに伝送されてきた光信号B2は、当該受信側アセンブリ(他方の光結合回路)13Bで電気信号に変換され、外部に向けて発信するための信号処理を行う発信信号処理部3Bへ送り込まれて所定の信号処理に付される。
その他の構成及びその機能は前述した第1実施形態のものと同一となっている。
As a result, the optical signal B2 transmitted to the receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 13B is converted into an electrical signal by the receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 13B, and is transmitted to the outside. The signal is sent to the transmission signal processing unit 3B that performs signal processing to be subjected to predetermined signal processing.
Other configurations and functions thereof are the same as those of the first embodiment described above.

このようにしても、前述した第1実施形態と同一の作用効果を得ることができるほか、更に、各光結合回路における光結合に際しても、光信号の拡散が各レンズ部および45度多重反射ミラー14,14の機能により有効に抑制され、これによって信号授受に際してのインターコネクションの高速化が可能となり、信号伝送距離が長い回路であってもインターコネクションの高速化が可能となり、これがため、スループットの高い光インターコネクションを実現でき、効率のよい光送受信用の光モジュールを得ることができる。   Even in this case, the same operational effects as those of the first embodiment described above can be obtained. Further, in the optical coupling in each optical coupling circuit, the optical signal is diffused by each lens unit and the 45-degree multiple reflection mirror. 14 and 14, which effectively suppresses the interconnection speed for signal transmission / reception, and enables the interconnection speed even for a circuit having a long signal transmission distance. High optical interconnection can be realized, and an efficient optical module for optical transmission / reception can be obtained.

ここで、上記第2の実施形態では、光信号B1用と光信号B2用の二つの送信側アセンブリ(一方の光結合回路)11A,11Bを装備した場合を例示したが、この送信側アセンブリ(一方の光結合回路)11A,11Bに代えて導波路12,12,12,……との結合数の多い単一の光結合回路(一方と他方の光結合回路11A,11Bの各光回路を合計してなる光回路を有する)を使用すると共に、当該光結合回路の各光回路を光信号B1用と光信号B2用に二分して使い分けるように構成してもよい。又、受信側アセンブリ(他方の光結合回路)13A,13Bについても同様である。 Here, in the second embodiment, the case where the two transmission side assemblies (one optical coupling circuit) 11A and 11B for the optical signal B1 and the optical signal B2 are provided is illustrated, but this transmission side assembly ( A single optical coupling circuit (one optical coupling circuit 11A, 11B) having a large number of couplings with the waveguides 12 1 , 12 2 , 12 3 ,. It is also possible to use an optical circuit having a total of optical circuits) and to divide and use each optical circuit of the optical coupling circuit separately for the optical signal B1 and the optical signal B2. The same applies to the reception side assemblies (the other optical coupling circuits) 13A and 13B.

〔第3の実施形態〕
次に、第3の実施形態を、図21乃至図23に基づいて説明する。
ここで、前述した第2実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
Here, the same reference numerals are used for the same components as those of the second embodiment described above.

この第3実施形態は、前述した第2実施形態において、光信号B1用と光信号B2用の二つの送信側アセンブリ(送信側光結合回路である第1,第2の光結合回路)11A,11Bに代えて二層構造の一つの送信側アセンブリ(一方の光結合回路)41を、又、光信号B1用と光信号B2用の二つの受信側アセンブリ(他方の光結合回路)13A,13Bに代えて二層構造の一つの受信側アセンブリ(他方の光結合回路)43を、それぞれ装備した点に特徴を有する。   In the third embodiment, in the second embodiment described above, two transmission-side assemblies (first and second optical coupling circuits which are transmission-side optical coupling circuits) 11A for the optical signal B1 and the optical signal B2 are provided. Instead of 11B, a single transmission side assembly (one optical coupling circuit) 41 having a two-layer structure, and two reception side assemblies (the other optical coupling circuits) 13A and 13B for the optical signal B1 and the optical signal B2 are used. Instead, one receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 43 having a two-layer structure is provided.

即ち、この第3の実施形態における信号送受信用光モジュール40は、一方の基板(ボード)10Aに装備された二個の伝送信号処理部2A,2Bに入力される送信用の電気信号を、他方の基板(ボード)10Bに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部3A,3Bに伝送するための光信号伝送路(光式インターコネクション回路)40Aを備えている。
ここで、上記二個の伝送信号処理部2A,2Bについては、(光モジュール全体の小型化を意図して)図21に示すように他方の伝送信号処理部2Bを後述する導波路73,83上に展開し積層した場合を例示にしたが、一方の伝送信号処理部2A上に積層するように構成してもよい。外部に向けて発信する発信信号処理部3A,3Bについても同様である。又、この伝送信号処理部2A,2Bについては、図21に示すように図示面上90度回転した位置に設置し、これによって光モジュール全体の小型化を図ると共に、送信信号の入出力に際しての操作性を高めた構造としたが、前述した第2実施例の場合と同様に(導波路73,83に沿って)直線状に配置してもよい。発信信号処理部3A,3Bについても同様である。符号2a,2b,3a,3bは、それぞれ送信用の電気信号を送信側アセンブリ41又は受信側アセンブリ43に送り込むための帯状配線群を示す。
That is, the signal transmission / reception optical module 40 according to the third embodiment is configured to transmit electrical signals for transmission input to the two transmission signal processing units 2A and 2B provided on one board (board) 10A. Optical signal transmission path (optical interconnection circuit) 40A for transmission to a plurality of transmission signal processing units 3A and 3B that are mounted on the board (board) 10B and transmit to the outside.
Here, with respect to the two transmission signal processing units 2A and 2B, as shown in FIG. 21, the other transmission signal processing units 2B are waveguides 73 and 83 (to be described later), as shown in FIG. Although the case where it is spread and stacked on top is illustrated, it may be configured to be stacked on one transmission signal processing unit 2A. The same applies to the transmission signal processing units 3A and 3B that transmit to the outside. The transmission signal processing units 2A and 2B are installed at positions rotated 90 degrees on the illustrated surface as shown in FIG. 21, thereby reducing the overall size of the optical module and at the time of input / output of transmission signals. Although the structure has improved operability, it may be arranged in a straight line (along the waveguides 73 and 83) as in the case of the second embodiment described above. The same applies to the transmission signal processing units 3A and 3B. Reference numerals 2 a, 2 b, 3 a, and 3 b denote band-like wiring groups for sending transmission electrical signals to the transmission side assembly 41 or the reception side assembly 43, respectively.

前述した光信号伝送路(光式インターコネクション回路)40Aは、前記二個の伝送信号処理部2A,2Bから出力される複数の電気信号を二つのグループの光信号B1,B2に分けて変換出力する二層構造の送信側光アセンブリ41と、前記光信号B1,B2を複数のポリマー導波路73,73,73,……、83,83,83,……、を介して個別に取り込み前述した他方の基板(ボード)10B側へ伝送する光信号中継手段99Bと、この光信号中継手段99Bを介して伝送されて来る光信号B1,B2を複数のポリマー導波路73,73,73,……、83,83,83,……、を介して個別に取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部3A,3Bに伝送する二層構造の受信側光アセンブリ43とを備えて構成されている。
ここで、光信号B1は二層構造のポリマー導波路73,78の内の上層部分のポリマー導波路73,73,73,……を伝搬するものとし、光信号B1は二層構造のポリマー導波路73,78の内の下層部分のポリマー導波路83,83,83,……を伝搬するものとする(図22(B),図23(B)参照)。
The optical signal transmission path (optical interconnection circuit) 40A described above divides a plurality of electrical signals output from the two transmission signal processing units 2A and 2B into two groups of optical signals B1 and B2 for conversion and output. And the optical signals B1 and B2 through a plurality of polymer waveguides 73 1 , 73 2 , 73 3 ,..., 83 1 , 83 2 , 83 3 ,. The optical signal relay means 99B that individually captures and transmits the optical signal to the other substrate (board) 10B, and the optical signals B1 and B2 transmitted through the optical signal relay means 99B are a plurality of polymer waveguides 73 1. , 73 2 , 73 3 ,..., 83 1 , 83 2 , 83 3 ,... Are individually captured and converted into electric signals and transmitted to the respective outgoing signal processing units 3A and 3B. Receiver side light It is constituted by a assembly 43.
Here, the optical signal B1 propagates through the polymer waveguides 73 1 , 73 2 , 73 3 ,... In the upper layer portion of the polymer waveguides 73 and 78 having a two-layer structure, and the optical signal B1 has a two-layer structure. Are propagated through the polymer waveguides 83 1 , 83 2 , 83 3 ,... In the lower layer portion of the polymer waveguides 73 and 78 (see FIGS. 22B and 23B).

上記光信号中継手段99Bは、前述した一方と他方の各基板10A,10Bのド相互間に設置された光結合用の複数の中継光ファイバー(MMF回線100aを含むMMF100)と、この中継光ファイバーと前記基板10A上の前記光信号B1,B2に対応したポリマー導波路73,73,73,……、83,83,83,……、とを光結合する一方の中継用光結合回路(第4の光結合回路)32と、前記複数の中継光ファイバー(MMF回線100aを含むMMF100)と前記他方の基板10B上の前記光信号B1,B2に対応したポリマー導波路73,73,73,……、83,83,83,……、とを光結合する他方の中継用光結合回路(第5の光結合回路)33とにより構成されている。 The optical signal relay means 99B includes a plurality of optical coupling optical fibers (MMF 100 including the MMF line 100a) installed between the one and the other substrates 10A and 10B described above, One of the relay lights for optically coupling the polymer waveguides 73 1 , 73 2 , 73 3 ,..., 83 1 , 83 2 , 83 3 ,... Corresponding to the optical signals B 1 and B 2 on the substrate 10 A. Polymer waveguides 73 1 and 73 corresponding to the optical signals B1 and B2 on the coupling circuit (fourth optical coupling circuit) 32, the plurality of relay optical fibers (MMF 100 including the MMF line 100a) and the other substrate 10B. 2, 73 3, ..., 83 1, 83 2, 83 3, ..., is constituted by the other relay optical coupling circuit (fifth optical coupling circuit) 33 for the city optically coupling .

ここで、送信側アセンブリ(一方の光結合回路)41の構成内容を図22に示す。
この図22において、送信側アセンブリ(一方の光結合回路)41は、予め上下二層に設置された導波路73,83に対応して、共通に装備された45度多重反射ミラー44を備えている。
Here, FIG. 22 shows a configuration content of the transmission side assembly (one optical coupling circuit) 41.
In FIG. 22, a transmission side assembly (one optical coupling circuit) 41 includes a 45-degree multiple reflection mirror 44 that is provided in common corresponding to the waveguides 73 1 and 83 1 that are previously installed in two upper and lower layers. I have.

この45度多重反射ミラー44の上面には面発光レーザ(VCSEL)35,45が配置され、この面発光レーザ35,45から変換出力された光信号B1,B2が、それぞれ45度多重反射ミラー44の側面から光信号B1,B2として前述した導波路73,83に向けて送り出されるように構成されている。他の導波路73,83、73,83、73,83、……(図21参照)についても同様である。 Surface emitting lasers (VCSEL) 35 and 45 are arranged on the upper surface of the 45 degree multiple reflection mirror 44, and optical signals B1 and B2 converted and output from the surface emitting lasers 35 and 45 are respectively 45 degree multiple reflection mirror 44. The optical signals B1 and B2 are sent out from the side surfaces of the optical waveguides toward the waveguides 73 1 and 83 1 described above. The same applies to the other waveguides 73 2 , 83 2 , 73 2 , 83 2 , 73 3 , 83 3 ,... (See FIG. 21).

ここで、この第3実施形態では、最初から上下二層に設置された導波路(例えば73,83)を対象としていることから、前述した第2実施形態に装備されている第3の光結合回路31および34(図16参照)は不要となっており、装備されていない(図21参照)。 Here, in the third embodiment, since the waveguides (for example, 73 1 and 83 1 ) installed in the upper and lower two layers are targeted from the beginning, the third embodiment equipped in the second embodiment described above is used. The optical coupling circuits 31 and 34 (see FIG. 16) are unnecessary and are not equipped (see FIG. 21).

図22において、符号201は面発光レーザ35,45を装備した面発光レーザアレイ本体を示す。又、符号35a,45aはそれぞれ面発光レーザ35,45に電気的に接続されたドーナツ形状の電極を示す。   In FIG. 22, reference numeral 201 denotes a surface emitting laser array body equipped with surface emitting lasers 35 and 45. Reference numerals 35a and 45a denote donut-shaped electrodes electrically connected to the surface emitting lasers 35 and 45, respectively.

又、この各ドーナツ形状の電極35a,45aには、前述した伝送信号処理部2A,2B(図21参照)から出力される伝送信号である電気信号(レーザ駆動信号)を取り込む信号導入電極34a,44aおよび当該取り込んだ電気信号を面発光レーザ35,45側のドーナツ形状の電極35a,45aに案内する信号案内回線34b,44bが上記面発光レーザアレイ本体201に設けられている。符号202は面発光レーザアレイ本体201を保持するレーザアレイ本体支持部を示す。   The donut-shaped electrodes 35a and 45a have signal introduction electrodes 34a for taking in electrical signals (laser drive signals) that are transmission signals output from the transmission signal processing units 2A and 2B (see FIG. 21). The surface emitting laser array main body 201 is provided with signal guide lines 34b and 44b for guiding 44a and the captured electric signal to the doughnut-shaped electrodes 35a and 45a on the surface emitting lasers 35 and 45 side. Reference numeral 202 denotes a laser array body support portion that holds the surface emitting laser array body 201.

この各面発光レーザ35,45は、電気信号に駆動されて前述した伝送信号を含む光信号B1,B2を変換出力する。そして、この各面発光レーザ35,45で変換出力された光信号B1,B2は、前述した第2実施形態の場合と同様に構成された二層の導波路73,83(73,83、73,83……),第4の光結合回路32,およびMMF回線100aを介して順次光結合され、他方の基板10B側に伝送される。 Each of the surface emitting lasers 35 and 45 is driven by an electric signal to convert and output the optical signals B1 and B2 including the transmission signal described above. The optical signals B1 and B2 converted and output by the surface emitting lasers 35 and 45 are two-layer waveguides 73 1 and 83 1 (73 2 , 73) configured in the same manner as in the second embodiment described above. 83 2 , 73 3 , 83 3 ...), The fourth optical coupling circuit 32, and the MMF line 100 a are sequentially optically coupled and transmitted to the other substrate 10 B side.

そして、この他方の基板10B側では、MMF回線100aを介して送られてくる光信号B1,B2を、前述した第2実施形態の場合と同様に第5の光結合回路73(図21参照)を介して取り込み、予め設置された二層の導波路73,83(73,83、73,83……)を介して下記に示す二層構造の他方の光結合回路(受信側アセンブリ)43で光電変換され、外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部3A,3Bに各別に送り込まれる。 On the other substrate 10B side, the optical signals B1 and B2 sent via the MMF line 100a are sent to the fifth optical coupling circuit 73 (see FIG. 21) as in the case of the second embodiment described above. The other optical coupling circuit having a two-layer structure shown below through two-layer waveguides 73 1 , 83 1 (73 2 , 83 2 , 73 3 , 83 3 ...) Received assembly) 43 is photoelectrically converted and sent separately to transmission signal processing units 3A and 3B that perform signal processing for external transmission.

ここで、この第3実施形態では、前述した第2実施形態において装備されている光信号B1用と光信号B2用の二つの受信側アセンブリ(他方の光結合回路である第7,第8の光結合回路)13A,13Bに代えて、上述したように、二層構造の一つの受信側アセンブリ(他方の光結合回路)43が装備されている。
この受信側アセンブリ(他方の光結合回路)43の構成内容を図23に示す。
Here, in the third embodiment, the two receiving side assemblies for the optical signal B1 and the optical signal B2 installed in the second embodiment described above (the seventh and eighth optical coupling circuits are the other optical coupling circuits). Instead of the optical coupling circuit) 13A and 13B, as described above, one receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 43 having a two-layer structure is provided.
FIG. 23 shows the configuration of the receiving side assembly (the other optical coupling circuit) 43.

この図23において、受信側アセンブリ(他方の光結合回路)43は、予め設定された上下二層の導波路(例えば73,83)に対して45度多重反射ミラー44が共通に1個装備され、この45度多重反射ミラー44の側面から予め上下二層に設置された導波路73,83を介して入射される光信号(受信光信号)B1,B2を45度多重反射ミラー44を介して取り込む共に上面に配設したホトダイオード(PD)55,65によって光電変換し、これを外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部3A,3B(図21参照)に、各別に送り込むようになっている。 In FIG. 23, the receiving-side assembly (the other optical coupling circuit) 43 has one 45-degree multiple reflection mirror 44 in common with respect to a preset upper and lower two-layer waveguide (for example, 73 1 , 83 1 ). The optical signals (received optical signals) B1 and B2 incident on the 45-degree multi-reflection mirror 44 through the waveguides 73 1 and 83 1 previously installed in the upper and lower two layers from the side surface of the 45-degree multi-reflection mirror 44 44 is photoelectrically converted by photodiodes (PD) 55 and 65 disposed on the upper surface, and sent to transmission signal processing units 3A and 3B (see FIG. 21) for performing signal processing for external transmission. It is like that.

そして、この第3実施形態では、上記他方の基板10B側でも、最初から上下二層に設置された導波路(例えば73,83)を介して光信号B1,B2を伝送するように構成されているため、前述したように第2実施形態で装備された第6の光結合回路34は不要となっており、装備されていない。 Then, in the third embodiment, even in the other substrate 10B side, configured to transmit optical signals B1, B2 through the installed waveguide from the beginning bilevel (e.g. 73 1, 83 1) Therefore, as described above, the sixth optical coupling circuit 34 provided in the second embodiment is unnecessary and is not provided.

ここで、符号301は、ホトダイオード(PD)55,65を装備したホトダイオードアレイを示す。又、符号55a,65aは電極配線54b,64bを介してそれぞれホトダイオード(PD)に電気的に接続された信号出力電極を示す。   Here, reference numeral 301 denotes a photodiode array equipped with photodiodes (PD) 55 and 65. Reference numerals 55a and 65a denote signal output electrodes electrically connected to the photodiode (PD) through the electrode wirings 54b and 64b, respectively.

この各信号出力電極55a,65aを介して、前記ホトダイオード(PD)55,65にて光電変換された受信信号(電気信号)が、図示しない配線を介して外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部3A,3Bに向けて送り出されるようになっている。その他の構成は前述した第2実施形態と同一となっている。   A transmission signal in which the received signal (electrical signal) photoelectrically converted by the photodiode (PD) 55, 65 through the signal output electrodes 55a, 65a is subjected to signal processing for external transmission through a wiring (not shown). It is sent out toward the processing units 3A and 3B. Other configurations are the same as those of the second embodiment described above.

このようにしても、前述した第2実施形態と同等の作用効果を得ることができるほか、二層以上の導波路の積層構造も可能なので、スループットの高い光インターコネクションを実現することができるという利点がある。   Even if it does in this way, since the same operation effect as a 2nd embodiment mentioned above can be obtained, since the laminated structure of two or more waveguides is also possible, it can realize optical interconnection with high throughput. There are advantages.

又、上記二層になっている導波路(例えば73,83)については、図22,図23に示すように、その間隔Sがそのまま光素子である面発光レーザ35,45やホトダイオード(PD)55,65の設定間隔Sになるので、実装に際しては導波路のY軸方向の位置制御が必要となる。 Further, as shown in FIGS. 22 and 23, the two-layered waveguides (for example, 73 1 and 83 1 ), as shown in FIG. 22 and FIG. Since the set interval S of (PD) 55 and 65 is set, it is necessary to control the position of the waveguide in the Y-axis direction during mounting.

また、二層以上の場合には、半円柱状レンズの曲率を下段になるほど小さくする必要がある。この場合には図10のレンズ構成であれば設計自由度が高く、導波路の位置ごとに半円柱状レンズ部の曲率を変えることができる。ここで、導波路に対して面発光レーザ35,45やホトダイオード(PD)55,65の光素子に対する電極35a,45a,55a,65aは金バンプなどを用いて実装できる。   In the case of two or more layers, it is necessary to decrease the curvature of the semi-cylindrical lens as it goes down. In this case, the lens configuration in FIG. 10 provides a high degree of freedom in design, and the curvature of the semi-cylindrical lens portion can be changed for each position of the waveguide. Here, the electrodes 35a, 45a, 55a and 65a for the optical elements of the surface emitting lasers 35 and 45 and the photodiodes (PD) 55 and 65 can be mounted on the waveguide using gold bumps or the like.

〔その他の効果〕
前述した上記各実施形態にあって、上記各光結合回路は、交互に積層された誘電体層と金属薄膜からなる45度多重反射ミラー14と、導波路および当該導波路にモノリシックに形成された半円柱状レンズとを備えて構成されているので、部品点数が少なくなり、更に低コストの部品を組み合わせた構成および低コストの実装で、面発光レーザと導波路の光結合、ホトダイオードと導波路の光結合が可能となり、その結果、低コストの光結合回路を提供することができる。
[Other effects]
In each of the above-described embodiments, each of the optical coupling circuits is formed monolithically in the waveguide and the waveguide, the 45-degree multiple reflection mirror 14 made of alternately stacked dielectric layers and metal thin films. Since it is configured with a semi-cylindrical lens, the number of parts is reduced, and the optical coupling of a surface emitting laser and a waveguide, a photodiode and a waveguide with a combination of low-cost parts and low-cost mounting. As a result, a low-cost optical coupling circuit can be provided.

また、上記第2実施形態で開示したように、ポリマー導波路とMMF回線との光結合が可能となり、かかる点においても光インターコネクションが複数の筐体(又は基板)に別れていても低コストの伝搬損失の少ない光結合回路を提供することができる。
更に、45度多重反射ミラー14に対して、横方向の光閉じ込めが光軸に垂直な2軸の内の1軸方向に強い面発光レーザ(VCSEL)を用いることにより可能となるので、低コストで高速動作可能な光送信モジュール(光モジュール)を提供することができる。
Further, as disclosed in the second embodiment, the optical coupling between the polymer waveguide and the MMF line is possible, and in this respect, even if the optical interconnection is divided into a plurality of cases (or substrates), the cost is low. It is possible to provide an optical coupling circuit with less propagation loss.
Further, since the optical confinement in the lateral direction is made possible by using a surface emitting laser (VCSEL) strong in one of the two axes perpendicular to the optical axis, the low-cost multi-reflection mirror 14 can be manufactured at low cost. An optical transmission module (optical module) capable of high-speed operation can be provided.

そして又、上記第2実施形態で開示したように、高さの異なる導波路に対しての光結合も、45度多重反射ミラー14を介して有効に成し得るように構成したので、高効率の光結合を可能とすることができた。   In addition, as disclosed in the second embodiment, since the optical coupling to the waveguides having different heights can be effectively performed via the 45-degree multiple reflection mirror 14, high efficiency is achieved. It was possible to enable optical coupling.

又、45度多重反射ミラー14において光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係をどちらか一方の情報から予想できることから、画像処理及び実装する導波路に対する高さ検知を、組み合わせて実装することが可能となる。その結果、実装は全自動化され、低コストな実装が可能となる。
<実施例>
Further, since the relationship between the emission position and the incident position of the light after the optical path conversion in the 45-degree multiple reflection mirror 14 can be predicted from either information, the image processing and the height detection for the mounted waveguide are mounted in combination. It becomes possible. As a result, mounting is fully automated, and low-cost mounting is possible.
<Example>

本発明にかかる光結合回路の具体的な実施例を説明する。
ここで、送信側光アセンブリである第1の光結合回路11は、図1乃至図3に示すように、面発光レーザ(VCSEL)アレイ18と、この面発光レーザ(VCSEL)アレイ18につながる電気伝送路17(17,17,17,……)と、45度多重反射ミラー14およびポリマー導波路12(12,12,12,……)との組合せからなる。
Specific examples of the optical coupling circuit according to the present invention will be described.
Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the first optical coupling circuit 11 which is a transmission side optical assembly includes a surface emitting laser (VCSEL) array 18 and an electric connected to the surface emitting laser (VCSEL) array 18. The transmission path 17 (17 1 , 17 2 , 17 3 ,...), A 45-degree multiple reflection mirror 14 and a polymer waveguide 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 ,...) Are combined.

ポリマー導波路12はSi基板上にアレイ状に作製し、アレイ間隔250〔μm〕、アレイ数12〔ch〕、コアサイズ30〔μm〕画とし、コアの屈折率は1.54、コアとクラッドの屈折率差は2〔%〕とした。コア上部のクラッド層の厚みは70〔μm〕、コア下部のクラッド層の厚みは100〔μm〕とした。   The polymer waveguide 12 is fabricated in an array on a Si substrate, the array interval is 250 [μm], the number of arrays is 12 [ch], the core size is 30 [μm], the refractive index of the core is 1.54, the core and the cladding The refractive index difference was 2%. The thickness of the cladding layer above the core was 70 [μm], and the thickness of the cladding layer below the core was 100 [μm].

Si基板には、予めTiAu薄膜を形成し、45度多重反射ミラーが配置される位置以外のTiAu膜は、ポリマー導波路形成前にフォトリソグラフィーとウェットエッチングにより取り除いた。   A TiAu thin film was previously formed on the Si substrate, and the TiAu film other than the position where the 45 ° multiple reflection mirror was arranged was removed by photolithography and wet etching before forming the polymer waveguide.

最表面に0.1〔μm〕厚のTi薄膜と、0.5〔μm〕厚のAu薄膜を形成し、フォトリソグラフィーにより実装用のマーカーと、半円柱状レンズ12cおよび電気配線のパターン(電気伝送路)17を形成し、電気配線部の抵抗を低減するためにCuメッキを施し、これをマスクとしてドライエッチングを行い、基板面のAu膜に到達するまでエッチングし、これによって半円柱状レンズを形成した。   A 0.1 [μm] -thick Ti thin film and a 0.5 [μm] -thick Au thin film are formed on the outermost surface, and a mounting marker, a semi-cylindrical lens 12c and an electric wiring pattern (electricity) are formed by photolithography. (Transmission path) 17 is formed, Cu plating is applied to reduce the resistance of the electrical wiring portion, dry etching is performed using this as a mask, etching is performed until the Au film on the substrate surface is reached, and thereby a semi-cylindrical lens Formed.

前述した45度多重反射ミラー14は、ガラス基板上にTiとSiOを交互にスパッタで積層した後、ダイシングで形成した。Tiの厚みは0.1〔μm〕でSiOの厚みを4.9〔μm〕とし、100周期形成したのち、ダイシングで45度に切り出し、金属層が45度に形成された直方体(サイズ200〔μm〕×500〔μm〕×3500〔μm〕)の45度多重反射ミラー14を作製し、裏面のTiAuを形成した。 The 45-degree multiple reflection mirror 14 described above was formed by dicing after alternately laminating Ti and SiO 2 on a glass substrate. The thickness of Ti is 0.1 [μm], the thickness of SiO 2 is 4.9 [μm], and after 100 periods are formed, it is cut out at 45 degrees by dicing and the metal layer is formed at 45 degrees (size 200) [Μm] × 500 [μm] × 3500 [μm]) 45 degree multiple reflection mirror 14 was fabricated, and TiAu on the back surface was formed.

又、Si基板上にAuSnボールを配置し、加熱してAuSnを溶かした。
マウントヘッドで予め導波路表面の高さを検出した後、45度多重反射ミラー14はエッジを検出して平行出しを行い、マウントヘッドに真空吸着した。その後、45度多重反射ミラー14をSi基板上に配置し、実装用マーカーに対し、X方向およびZ方向の位置を制御し、同時に高さ制御を行い、冷却によりAuSnを固化し、45度多重反射ミラー14の表面を導波路表面よりも30〔μm〕高い位置に、円柱レンズ端から10〔μm〕離れた位置に固定した。
Also, AuSn balls were placed on the Si substrate and heated to melt AuSn.
After the height of the waveguide surface was detected in advance by the mount head, the 45-degree multiple reflection mirror 14 detected the edge, performed parallelism, and vacuum-adsorbed the mount head. Thereafter, the 45 ° multiple reflection mirror 14 is placed on the Si substrate, the position in the X direction and the Z direction is controlled with respect to the mounting marker, the height is controlled at the same time, and AuSn is solidified by cooling, and the 45 ° multiplexing is performed. The surface of the reflection mirror 14 was fixed at a position 30 [μm] higher than the waveguide surface and at a position 10 [μm] away from the end of the cylindrical lens.

面発光レーザアレイ100には放射全角35度で12ch(250〔μm〕ピッチ)を用いた。波長は0.85〔μm〕である。60〔μm〕の金バンプで実装用マーカーを参照して熱圧着した。
これにより、面発光レーザ(VCSEL)と45度多重反射ミラー表面の距離は30〔μm〕以下に抑えられた。
The surface emitting laser array 100 uses 12 ch (250 [μm] pitch) with a full angle of emission of 35 degrees. The wavelength is 0.85 [μm]. With reference to the mounting marker, thermocompression bonding was performed with a gold bump of 60 [μm].
As a result, the distance between the surface emitting laser (VCSEL) and the 45-degree multiple reflection mirror surface was suppressed to 30 [μm] or less.

面発光レーザ(VCSEL)から出力された光は、Z軸方向に関して、45度多重反射ミラーにおけるミラー膜とミラー膜の間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、導波路12まで到達する。   The light output from the surface emitting laser (VCSEL) is confined between the mirror films in the 45-degree multiple reflection mirror in the Z-axis direction, and is spatially suppressed to the waveguide 12 while being suppressed from spreading. To reach.

一方、X軸方向に関して光は閉じ込められていないので、面発光レーザの出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱状レンズを介して有効に集光される。
これにより、面発光レーザ(VCSEL)と導波路の間は全チャンネルにおいて1〔dB〕以下の結合損失を低コストで実現できた。
On the other hand, since light is not confined in the X-axis direction, it spreads from the exit point of the surface emitting laser to the waveguide entrance, but is effectively condensed through the semi-cylindrical lens.
As a result, a coupling loss of 1 [dB] or less between all the channels between the surface emitting laser (VCSEL) and the waveguide can be realized at low cost.

ここでは、送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)11についての実装技術を示したが、実装方法については受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)13でも同様である。 又、ホトダイオード(PD)アレイの吸収層直径を50〔μm〕とすることで高効率のホトダイオード(PD)と導波路の結合が得られ、12〔ch〕で10〔Gbps〕のハイスループット動作が低コストで実現できることを確認することが出来た。   Here, the mounting technique for the transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) 11 is shown, but the mounting method is the same for the reception side optical assembly (the other optical coupling circuit) 13. Also, by setting the absorption layer diameter of the photodiode (PD) array to 50 [μm], high-efficiency photodiode (PD) and waveguide coupling can be obtained, and high throughput operation of 10 [Gbps] can be achieved with 12 [ch]. It was confirmed that it could be realized at low cost.

〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態を図24乃至図30に基づいて説明する。
ここで前述した第1実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Here, the same reference numerals are used for the same constituent members as those of the first embodiment described above.

最初に本第4実施形態における技術内容の要点を説明し、その後に具体的な内容を詳述する。
まず、本第4実施形態において、光モジュールとしての信号送受信用モジュール400は、同一ボード10上に装備され伝送信号処理部2に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部3に伝送するための光式インターコネクション回路400Aを備えている。
First, the main points of the technical contents in the fourth embodiment will be described, and then the specific contents will be described in detail.
First, in the fourth embodiment, a signal transmission / reception module 400 as an optical module is provided on the same board 10 and transmits an electric signal input to the transmission signal processing unit 2 to the outside. 3 is provided with an optical interconnection circuit 400A for transmission to the network.

この光式インターコネクション回路400Aは、本第4実施形態にあっては、前記伝送信号処理部2に連結された一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)411と、前記発信信号処理部3に連結された他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)413と、前記各光アセンブリ411,413を相互に連結するポリマー導波路12とにより構成されている。この一方と他方の光結合回路411,413については、その詳細を後述する。   In the fourth embodiment, the optical interconnection circuit 400A includes one optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 411 connected to the transmission signal processing unit 2, and the transmission signal processing unit 3. The other optical coupling circuit (reception-side optical assembly) 413 connected to each other and the polymer waveguide 12 that connects the optical assemblies 411 and 413 to each other are configured. The details of the one and the other optical coupling circuits 411 and 413 will be described later.

更に、この一方と他方の光結合回路411,413が備えている信号伝達手段を、当該信号伝達手段に併設されている45度多重反射ミラー14と共に前記ボード10上に固定する光・電気連係ソケット部96を備えている。   Further, an optical / electrical connection socket for fixing the signal transmission means included in the one and the other optical coupling circuits 411 and 413 to the board 10 together with the 45-degree multiple reflection mirror 14 provided in the signal transmission means. A portion 96 is provided.

そして、この光・電気連係ソケット部96は、前記45度多重反射ミラー14と光結合器回路411(又は413)とを同時に前記同一ボード10に押し当てて固定するロック機構96と、前記光結合回路411が備えている電気配線基板91を介して当該光結合回路411(又は413)の前記ボード10上の位置を決める位置決めピン96Bとを含んで構成されている。   The optical / electrical connection socket unit 96 includes a lock mechanism 96 that presses and fixes the 45-degree multi-reflection mirror 14 and the optical coupler circuit 411 (or 413) to the same board 10 at the same time, and the optical coupling. It includes a positioning pin 96B that determines the position of the optical coupling circuit 411 (or 413) on the board 10 through an electric wiring board 91 provided in the circuit 411.

以下、これ更に詳述する。
本第4実施形態における信号送受信用の光モジュール(光インターコネクション用モジュール)400は、図24に示すように、外部入力される信号を取り込んで伝送信号として信号処理する伝送信号処理部2と、この伝送信号処理部2からの出力信号を光信号に変換する一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)411と、この一方の光結合回路411から出力される光信号を予め設置されている導波路(ポリマー導波路)12を介して取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)413と、この他方の光結合回路413で変換された電気信号を外部に向けて発信するための処理を行う発信信号処理部3とを備えている。
This will be described in further detail below.
As shown in FIG. 24, the optical module for signal transmission / reception (optical interconnection module) 400 in the fourth embodiment includes a transmission signal processing unit 2 that takes in an externally input signal and processes it as a transmission signal, One optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 411 that converts an output signal from the transmission signal processing unit 2 into an optical signal, and an optical signal output from the one optical coupling circuit 411 are installed in advance. The other optical coupling circuit (receiving-side optical assembly) 413 that takes in through the waveguide (polymer waveguide) 12 and converts it into an electrical signal, and transmits the electrical signal converted by the other optical coupling circuit 413 to the outside And a transmission signal processing unit 3 that performs processing for the purpose.

ここで、伝送信号処理部2と一方の光結合回路411とにより、送信側光モジュール401が構成されている。又、発信信号処理部3と他方の光結合回路413とにより、受信側光モジュール403が構成されている。   Here, the transmission signal processing unit 2 and one optical coupling circuit 411 constitute a transmission-side optical module 401. The transmission signal processing unit 3 and the other optical coupling circuit 413 constitute a reception side optical module 403.

又、送信側光モジュール401の一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)411は、電気信号を光信号に変換する送信側光変換部411Aと、変換された光信号を前述した光導波路(ポリマー導波路)12を介して前記受信側光モジュール403へ送り出す送信側光結合部411Bとにより構成されている。   Also, one optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 411 of the transmission-side optical module 401 includes a transmission-side optical conversion unit 411A that converts an electrical signal into an optical signal, and the optical waveguide (polymer) that converts the converted optical signal into the above-described optical waveguide. And a transmission-side optical coupling unit 411B that sends out to the reception-side optical module 403 via the waveguide 12).

また、受信側光モジュール403の他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)413は、送信側光モジュール401側から送り込まれる光信号を収束して受信し受信側光変換部413A側に向けて送りだす受信側光結合部413Bと、この受信側光結合部413Bから送り込まれる光信号を電気信号に変換して発信信号処理部3へ送り出す受信側光変換部413Aとにより構成されている。   The other optical coupling circuit (reception-side optical assembly) 413 of the reception-side optical module 403 converges and receives the optical signal sent from the transmission-side optical module 401 and sends it toward the reception-side optical conversion unit 413A. The receiving-side optical coupling unit 413B and a receiving-side optical conversion unit 413A that converts an optical signal sent from the receiving-side optical coupling unit 413B into an electrical signal and sends the electrical signal to the transmission signal processing unit 3 are configured.

ここで、上記送信側光モジュール401の一方の光結合回路(送信側光アセンブリ)411と、受信側光モジュール403の他方の光結合回路(受信側光アセンブリ)413と、この両者を連結する光導波路(ポリマー導波路)12とのより光式インターコネクション回路400Aが構成されている。   Here, one optical coupling circuit (transmission-side optical assembly) 411 of the transmission-side optical module 401, the other optical coupling circuit (reception-side optical assembly) 413 of the reception-side optical module 403, and an optical waveguide that connects both of them. An optical interconnection circuit 400 </ b> A is constituted by the waveguide (polymer waveguide) 12.

又、送信側光モジュール401と受信側光モジュール403とは、ボード10上の光導波路12を介して接続されているが、光コネクタを介してボード10上の光導波路とMMFや導波路シートを接続することで、送信側および受信側の光モジュール間にMMFや導波路シートを接続してもよい。   The transmission side optical module 401 and the reception side optical module 403 are connected via the optical waveguide 12 on the board 10, and the optical waveguide on the board 10 and the MMF or waveguide sheet are connected via the optical connector. By connecting, an MMF or a waveguide sheet may be connected between the optical modules on the transmission side and the reception side.

<送信側光結合回路411>
次に、図25乃至図26に基づいて送信側光結合回路411を構成する送信側光変換部411Aと送信側光結合部411Bについて説明する。
図25は送信側光結合回路411の断面図である。又、図26は送信側光結合部411Bの説明図である。
<Transmission side optical coupling circuit 411>
Next, the transmission side optical conversion unit 411A and the transmission side optical coupling unit 411B constituting the transmission side optical coupling circuit 411 will be described with reference to FIGS.
FIG. 25 is a cross-sectional view of the transmission side optical coupling circuit 411. FIG. 26 is an explanatory diagram of the transmission side optical coupler 411B.

図25において、送信側光変換部411Aは、電気配線基板91上に伝送信号処理部2からの信号を受けるドライバIC92と、電気信号を光信号に変換して送り込む面発光レーザを備えた光変調デバイスアレイ(以下、光変調デバイという)93と、光変調デバイス93からの光信号を前記電気配線基板91の裏側に伝播する光スルーホール94と、送信側光結合回路411の全体をボード10に固定するために電気配線基板91に設けられた勘合穴91Aと、前記ドライバIC92と光変調デバイス93とを覆い且つドライバIC92の放熱を兼ねる放熱カバー95とを含んで構成されている。   In FIG. 25, the transmission side optical conversion unit 411A is an optical modulation provided with a driver IC 92 that receives a signal from the transmission signal processing unit 2 on an electric wiring board 91, and a surface emitting laser that converts the electric signal into an optical signal and sends it. A device array (hereinafter referred to as an optical modulation device) 93, an optical through hole 94 for propagating an optical signal from the optical modulation device 93 to the back side of the electrical wiring board 91, and the entire transmission side optical coupling circuit 411 are mounted on the board 10. A fitting hole 91A provided in the electric wiring board 91 for fixing, and a heat radiation cover 95 that covers the driver IC 92 and the light modulation device 93 and also serves as heat radiation of the driver IC 92 are configured.

この場合、光変調デバイス93と光スルーホール94はバットジョイント構成となっている。また、この光変調デバイス93としては、光スルーホール94に高効率に結合する上で面発光レーザが望ましい。光路を90度に変換する構造を光変調デバイス93自体に付加すれば端面発光レーザでもよい。CW光源と外部変調器の組み合わせでもよい。
また、光スルーホール94については、コアとクラッドから構成される光導波路である。この光スルーホール94はクラッドがなくコアの周りを金属の反射膜で覆った構成でもよい。この場合、コアは材料が充填されていない中空でもよい。
In this case, the light modulation device 93 and the light through hole 94 have a butt joint configuration. The light modulation device 93 is preferably a surface emitting laser in order to couple with the optical through hole 94 with high efficiency. If a structure that converts the optical path to 90 degrees is added to the light modulation device 93 itself, an edge emitting laser may be used. A combination of a CW light source and an external modulator may be used.
The optical through hole 94 is an optical waveguide composed of a core and a clad. The optical through hole 94 may have a configuration in which there is no clad and the core is covered with a metal reflection film. In this case, the core may be hollow without being filled with material.

送信側光結合部411Bは、図26に示すように光信号を案内する導波路12(12,12,12,12)の他方の端部(図25,図26の各左端部)に対向して配設され且つ当該各導波路12〜12に向けて光信号の伝搬を案内する45度多重反射ミラー14と、この45度多重反射ミラー14の図25における右側面に対向して装備された前記各光導波路12〜12の対向面(光入射用端面)に形成されたレンズ部12cとを含んで構成されている。 As shown in FIG. 26, the transmission-side optical coupling unit 411B is provided at the other end of each of the waveguides 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 , 12 4 ) for guiding an optical signal (the left ends of FIGS. 25 and 26). ) And a 45 ° multiple reflection mirror 14 that guides the propagation of the optical signal toward each of the waveguides 12 1 to 12 4 , and the right side surface of the 45 ° multiple reflection mirror 14 in FIG. And a lens portion 12c formed on an opposing surface (light incident end surface) of each of the optical waveguides 12 1 to 12 4 that are mounted to face each other.

ここで、この図26に示すボード10上の三次元座標は、以後の説明において成される座標位置関係に全て適用されるものとする。
又、各光導波路12〜12の全体を指標する場合は、符号12をもって光導波路とする。本第4実施形態では光導波路については4本使用した場合を例示しているが、本数は問わない。他の実施形態においても同様である。
Here, it is assumed that the three-dimensional coordinates on the board 10 shown in FIG. 26 are all applied to the coordinate positional relationship formed in the following description.
Further, when the whole of each of the optical waveguides 12 1 to 12 4 is indicated, the reference numeral 12 is used as the optical waveguide. In the fourth embodiment, the case where four optical waveguides are used is illustrated, but the number is not limited. The same applies to other embodiments.

次に、上記光導波路12については、コア層12aが屈折率の異なる透明部材からなるクラッド部12bに取り囲まれて導波路12が特定され当該クラッド部12bと一体的に形成されている。他の導波路についても同様である。
そして、この各導波路と後述するレンズ部12cとにより導波路アレイ12が構成されている。
Next, the optical waveguide 12 1, the core layer 12a is formed surrounded by the cladding portion 12b and the waveguide 12 integral with 1 the cladding portion 12b is specified of different transparent member having a refractive index. The same applies to other waveguides.
And each waveguide and the lens part 12c mentioned later comprise the waveguide array 12. FIG.

各導波路12〜12の各他端部(図26の右端部)には、45度多重反射ミラー14との対向面部分に、当該45度多重反射ミラー14から送り出される(後述する受信側光モジュール1B側では「送り込まれる」)光信号の拡散を抑制する前述した光レンズ部12cが、それぞれ設置されている。そして、この各光レンズ部12cは、前述した各光導波路12〜12に、それぞれ一体化されて構成されている。 Each other end of each of the waveguides 12 1 to 12 4 (the right end in FIG. 26) is sent out from the 45 ° multiple reflection mirror 14 to a portion facing the 45 ° multiple reflection mirror 14 (reception described later). Each of the optical lens portions 12c described above that suppresses the diffusion of the optical signal is installed on the side optical module 1B side. Each optical lens portion 12c is integrated with each of the optical waveguides 12 1 to 12 4 described above.

送信側光変換部411Aが備えている光変調デバイス93の複数の面発光レーザに対応して設けられた前記光スルーホール94は、上述したように、45度多重反射ミラー14の前記各導波路12〜12と光学的に導通した面の反対側の端面(図26では上端面)に設置される。
そして、前述した光スルーホール94と各導波路12〜12は、上記45度多重反射ミラー14が備えている複数の光信号伝送多重層(金属薄膜に挟まれた層) の内の少なくとも一つの層に対応させて、配設されている。
As described above, the optical through hole 94 provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers of the light modulation device 93 provided in the transmission side light conversion unit 411A is the waveguide of the 45-degree multiple reflection mirror 14. It is installed on the end surface (upper surface in FIG. 26) opposite to the surface optically conductive with 12 1 to 12 3 .
The optical through hole 94 and the waveguides 12 1 to 12 4 described above are at least of a plurality of optical signal transmission multiple layers (layers sandwiched between metal thin films) included in the 45-degree multiple reflection mirror 14. It is arranged corresponding to one layer.

光スルーホール94からの光信号は、上述した45度多重反射ミラー14のミラーの間に光を閉じ込める効果と導波路端のレンズ12cにより、その拡散が有効に抑制される。 本第4実施形態では光導波路12の端面に半円柱状レンズ12cがあるのでX軸方向(対向面に沿った方向)に広がった光は集光が可能である。Y軸方向には集光の機能がない。しかし、本第4実施形態では45度多重反射ミラー14のおかげでY軸方向には光は広がらない。その結果、光信号の伝搬途上における損失が有効に抑制されている。   The diffusion of the optical signal from the optical through hole 94 is effectively suppressed by the effect of confining the light between the mirrors of the 45-degree multiple reflection mirror 14 and the lens 12c at the end of the waveguide. In the fourth embodiment, since there is a semi-cylindrical lens 12c on the end face of the optical waveguide 12, light spreading in the X-axis direction (direction along the facing surface) can be condensed. There is no condensing function in the Y-axis direction. However, in the fourth embodiment, light does not spread in the Y-axis direction thanks to the 45-degree multiple reflection mirror 14. As a result, the loss during the propagation of the optical signal is effectively suppressed.

<光・電気連係ソケット部>
この光・電気連係ソケット部96は、上述した送信側光結合回路411に組み込まれ、当該送信側光結合回路411をボード10上に固定するためのソケットとしての役割を備えている。図27にこれを示す。
<Optical / electrical connection socket>
The optical / electrical connection socket unit 96 is incorporated in the above-described transmission-side optical coupling circuit 411 and has a role as a socket for fixing the transmission-side optical coupling circuit 411 on the board 10. This is shown in FIG.

この図27は、図25の矢印IVーIVに沿った一部省略した概略断面図である。
この場合、光・電気連係ソケット部96は、マザーボード(若しくはドーターボード)10上に配置された弾性を有する45度多重反射ミラー14を内側に配して且つ送信側光結合回路411全体をボード10に押し当てて固定するロック機構96Aと、送信側光結合回路411全体の位置を決めるピン96Bを含んで構成されている。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view, with parts omitted, taken along arrows IV-IV in FIG.
In this case, the optical / electrical connection socket unit 96 includes an elastic 45-degree multiple reflection mirror 14 disposed on the mother board (or daughter board) 10 on the inner side, and the transmission side optical coupling circuit 411 as a whole. The lock mechanism 96A is pressed against and fixed, and the pin 96B that determines the position of the entire transmission side optical coupling circuit 411 is configured.

ここで、45度多重反射ミラー(異方導電性シート)14は、本第4実施形態にあっては、直方体の異方性導電シートとしても機能する。
その断面内には45度方向に金属からなる反射ミラー膜14bがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜14b相互間には光信号に対して透明かつ絶縁性で弾性のあるゴムまたは樹脂が重点された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層14aが形成されている。
Here, in the fourth embodiment, the 45-degree multiple reflection mirror (anisotropic conductive sheet) 14 also functions as a rectangular parallelepiped anisotropic conductive sheet.
In the cross section, a plurality of reflective mirror films 14b made of metal are provided at substantially equal intervals in the direction of 45 degrees, and between these reflective mirror films 14b, a rubber or resin that is transparent, insulative and elastic to optical signals. Is incorporated into a state in which a plurality of optical signal transmission layers 14a are emphasized, thereby forming a plurality of optical signal transmission multiple layers 14a.

一方、異方導電性シート14内で反射ミラー膜14aはボード表面と送信側光変換部411Aの裏面をつなぐ電気配線を兼ねる。そして、電気配線を兼ねるため、反射ミラーは図26や図27に示すようにボード10に水平な面内で電気的に分離されるように、縞状に形成される。   On the other hand, in the anisotropic conductive sheet 14, the reflective mirror film 14a also serves as an electrical wiring that connects the front surface of the board and the back surface of the transmission side light conversion unit 411A. In order to also serve as electrical wiring, the reflection mirror is formed in a striped pattern so as to be electrically separated in a plane parallel to the board 10 as shown in FIGS.

送信側光変換部411Aの裏面には、等間隔に配置されたBGA電極98が露出している。この送信側光変換部411Aの内部で、光変調デバイス93が備えている面発光レーザアレイは、電気配線基板91上でドライバIC92と接続されており、ドライバIC92に対する電源線や信号線が電気配線基板91の裏面側のBGA電極98に接続している。ボード10上にもBGA電極98と同じ配置で電極98aが形成されており、これにより異方性導電シート14を介して送信側光結合回路411とボード10上の電極とが接続される。   BGA electrodes 98 arranged at equal intervals are exposed on the back surface of the transmission-side light conversion unit 411A. Inside the transmission-side light conversion unit 411A, the surface emitting laser array included in the light modulation device 93 is connected to the driver IC 92 on the electric wiring board 91, and the power supply line and the signal line for the driver IC 92 are electrically wired. It is connected to the BGA electrode 98 on the back side of the substrate 91. An electrode 98 a is also formed on the board 10 in the same arrangement as the BGA electrode 98, whereby the transmission side optical coupling circuit 411 and the electrode on the board 10 are connected via the anisotropic conductive sheet 14.

ここで、光スルーホール94の間隔とBGA電極98の間隔は異なってもよいが、そろえることが望ましい。これにより異方性導電シート14の構造が簡単化される。
送信側光結合回路411を配置する位置を固定するために、前述したようにボード10上に位置決めピン96Bを配置する。光スルーホール94の位置に対して勘合穴91aのある位置の相対情報をもとに、ボード10上にピン96Bを配置すればよい。
Here, the interval between the optical through holes 94 and the interval between the BGA electrodes 98 may be different, but it is desirable to align them. Thereby, the structure of the anisotropic conductive sheet 14 is simplified.
In order to fix the position where the transmission side optical coupling circuit 411 is disposed, the positioning pins 96B are disposed on the board 10 as described above. The pins 96B may be arranged on the board 10 based on the relative information of the position where the fitting hole 91a is located with respect to the position of the optical through hole 94.

位置決めピン96Bの位置は送信側光結合回路411の勘合穴91aと光スルーホール94の位置関係から決定される。位置あわせにおいて、BGA電極98やボード10上の電極のサイズは直径が0.4〔mm〕程度と大きく、光スルーホール94や光導波路12のコアサイズは数10〔μm〕と小さいからである。   The position of the positioning pin 96B is determined from the positional relationship between the fitting hole 91a of the transmission side optical coupling circuit 411 and the optical through hole 94. In alignment, the BGA electrode 98 and the electrode on the board 10 have a large diameter of about 0.4 [mm], and the core size of the optical through hole 94 and the optical waveguide 12 is as small as several tens [μm]. .

逆に言えば、電気接続の余裕度は高い。例えば、異方性導電シート14の厚みばらつきや導波路コア中心の高さが変化すると、送信側光結合回路411のBGA電極98と対応するボード10上の電極98aの位置関係が変化する。しかしBGA電極98やボード10上の電極98aのサイズは直径が0.4〔mm〕程度と大きいので、異方性導電シートの厚みが±0.2〔mm〕程度のばらつきがあっても、導電性を十分確保できる。   Conversely, the margin of electrical connection is high. For example, when the thickness variation of the anisotropic conductive sheet 14 or the height of the center of the waveguide core changes, the positional relationship between the BGA electrode 98 of the transmission side optical coupling circuit 411 and the electrode 98a on the board 10 changes. However, since the size of the BGA electrode 98 and the electrode 98a on the board 10 is as large as about 0.4 [mm], even if the thickness of the anisotropic conductive sheet varies about ± 0.2 [mm] Sufficient conductivity can be secured.

送信側光結合回路411を上から押さえつけるロック機構96Aの下部には、異方性導電シート14の厚みよりも薄いスペーサ96aが配置されることが望ましい。これにより、送信側光結合回路411の底面はこれに当たって止まるため、これ以上に異方性導電シート14がつぶれて壊れることはない。   It is desirable that a spacer 96a thinner than the thickness of the anisotropic conductive sheet 14 is disposed below the lock mechanism 96A that presses the transmission side optical coupling circuit 411 from above. As a result, the bottom surface of the transmission side optical coupling circuit 411 stops at this point, so that the anisotropic conductive sheet 14 is not further crushed and broken.

ここで、上述した光・電気連係ソケット部96を含む送信側光結合回路(一方の光結合回路)401の各構成要素について詳述する。   Here, each component of the transmission side optical coupling circuit (one optical coupling circuit) 401 including the optical / electrical connection socket unit 96 described above will be described in detail.

(異方性導電シート)
前述した45度多重反射ミラー(兼異方性導電シート)14は、前述した第1実施形態の場合と同様に、交互に積層された光信号伝送多重層(透明で絶縁性および弾性のある樹脂またはゴム)14aと、反射ミラー膜(金属薄膜)14bとからなる。
(Anisotropic conductive sheet)
The 45-degree multi-reflection mirror (also an anisotropic conductive sheet) 14 described above is an optical signal transmission multi-layer (transparent, insulating and elastic resin) that is alternately laminated, as in the first embodiment. (Or rubber) 14a and reflecting mirror film (metal thin film) 14b.

図28を用いてこの異方性導電シートの製造手順を説明する。
異方性導電シート14は、透明で絶縁性および弾性のある樹脂またはゴムからなる信号伝送多重層と金属薄膜の多層構造を作製した後、ダイシングにより作製される。
まず、図28(a)のように信号伝送多重層14aを形成する。Siやガラスなどの基板上にスパッタ,CVD,PCVD,インクジェット印刷, 又はスピンコートなどで製膜することができる。
The manufacturing procedure of this anisotropic conductive sheet will be described with reference to FIG.
The anisotropic conductive sheet 14 is produced by dicing after producing a multilayer structure of a signal transmission multi-layer made of a transparent, insulating and elastic resin or rubber and a metal thin film.
First, the signal transmission multiple layer 14a is formed as shown in FIG. A film can be formed on a substrate such as Si or glass by sputtering, CVD, PCVD, ink jet printing, or spin coating.

次に、図28(b)のように反射ミラー膜を成す金属薄膜14bを、金属マスク35を用いて縞状に製膜する。製膜方法には、スパッタ,真空蒸着,E-gun ,インクジェット印刷, 又はメッキなどによる手法が用いられる。
金属マスクは金属板に部分的に穴を開けた構造になっており、これをゴムの表面に押し当てて製膜することで、金属薄膜を縞状に形成することができる。
Next, as shown in FIG. 28B, the metal thin film 14 b forming the reflection mirror film is formed in a striped pattern using the metal mask 35. As a film forming method, a method such as sputtering, vacuum deposition, E-gun, ink jet printing, or plating is used.
The metal mask has a structure in which a hole is partially formed in a metal plate, and the metal thin film can be formed in a stripe shape by forming a film by pressing it against the surface of rubber.

続いて、図28(c)のようにスピンコートでゴム層を塗布し、硬化させたのち、金属マスクを用いて金属薄膜を形成することを繰り返すことで:多層構造を形成する。
最後に点線でしめすように45度に長方体形状で切り出すことで図28(d)のように異方性導電シートを作製することができる。
ここでは、金属マスクを使用したが縞状パターンの形成にはフォトリソグラフィーとリフトオフプロセスなどを用いて形成してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 28C, a rubber layer is applied by spin coating and cured, and then a metal thin film is formed using a metal mask: a multilayer structure is formed.
Finally, an anisotropic conductive sheet can be produced as shown in FIG. 28 (d) by cutting out in a rectangular parallelepiped shape at 45 degrees as shown by a dotted line.
Although a metal mask is used here, the stripe pattern may be formed using photolithography and a lift-off process.

光信号伝送多重層14aの素材としては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル- ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ガラス・エポキシ樹脂、アラミド・フィルム、液晶ポリマなどある。   As the material of the optical signal transmission multi-layer 14a, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, polysulfide rubber, polyether rubber , Polyethylene naphthalate, polyethersulfone, cycloolefin polymer, polyimide, glass / epoxy resin, aramid film, liquid crystal polymer.

一方、反射ミラー膜(金属薄膜)14bの素材である薄膜としては、Ti,Pt,Au,Ni
,Cu,Ag,Snなど、及びこれらの組み合わせにより構成される。これらの素材については、使用する光の波長帯や材料との密着性を考慮して選択される。
信号伝送多重層の形成には、プリフォーム法を用いた熱延伸などの製膜方法がある。その場合、弾性のある樹脂のシートを作製した後に金属薄膜を印刷し、シート同士を張り合わせるなどの方法を採用してもよい。
On the other hand, as a thin film which is a material of the reflective mirror film (metal thin film) 14b, Ti, Pt, Au, Ni
, Cu, Ag, Sn, etc., and combinations thereof. These materials are selected in consideration of the wavelength band of light to be used and the adhesion with the material.
For forming the signal transmission multilayer, there is a film forming method such as thermal stretching using a preform method. In that case, after producing a sheet of elastic resin, a method of printing a metal thin film and bonding the sheets together may be employed.

金属薄膜は、光を通す領域では厚みは0.1〔μm〕以上で0.3〔μm 〕以下の範囲にあることが望ましい。薄くなると反射率が下がり、厚くなるとその厚みで信号伝送多重層に入る前に光を反射してしまうためである。電気を通す領域では10〔μm 〕以上であることが望ましい。薄すぎると接触抵抗や導通時の抵抗が大きくなるためである。   The metal thin film preferably has a thickness in the range of 0.1 [μm] to 0.3 [μm] in the region where light passes. This is because when the thickness is reduced, the reflectance is lowered, and when the thickness is increased, the thickness reflects the light before entering the signal transmission multiple layer. It is desirable that it is 10 [μm] or more in the region where electricity is conducted. This is because if it is too thin, contact resistance and resistance during conduction increase.

(光導波路について)
導波路(ポリマー導波路)12〜12部分は、まず下地となるクラッド層12bを導波路を形成する領域のみにフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成し、当該各導波路12〜12を構成する素材部分であるコア層12aを同様に形成し、その後に、各導波路12〜12の周囲を構成するクラッド層12bで埋め込むようにフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成される。
(About optical waveguide)
In the waveguide (polymer waveguide) 12 1 to 12 4 portions, first, a cladding layer 12b serving as a base is formed only in a region where the waveguide is formed by photolithography and dry etching, and each of the waveguides 12 1 to 12 4 is formed. The core layer 12a, which is a constituent material portion, is formed in the same manner, and then formed by photolithography and dry etching so as to be embedded in the cladding layer 12b that forms the periphery of each of the waveguides 12 1 to 12 4 .

この場合、上記各光レンズ部12cは、本第4実施形態では半円柱状に形成されている。この各光レンズ部12cは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより各導波路12〜12に端部を円弧に加工することで得られる。 In this case, each of the optical lens portions 12c is formed in a semi-cylindrical shape in the fourth embodiment. Each optical lens portion 12c is obtained by processing by photolithography and dry etching to the waveguides 12 1 to 12 4 to end in an arc.

ドライエッチング用のマスクとしては、まず金属薄膜を形成し、レジストマスクで金属薄膜をエッチング加工し、このパターニングされた金属薄膜をマスクにしてドライエッチングを行なうようにしてもよい。又、この場合の金属薄膜は、ポリイミドの加工の目的のほかに、電気部品を実装する際の電気の配線パターンや光部品を実装するためのマーカーとして用いることも可能である。また、感光性のポリイミドなどを用いて、導波路パターンや円柱状レンズを直接形成してもよい。   As a mask for dry etching, first, a metal thin film may be formed, the metal thin film may be etched using a resist mask, and dry etching may be performed using the patterned metal thin film as a mask. In addition, the metal thin film in this case can be used as a marker for mounting an electrical wiring pattern or an optical component when mounting an electrical component, in addition to the purpose of processing polyimide. Alternatively, a waveguide pattern or a cylindrical lens may be directly formed using photosensitive polyimide or the like.

(送信側の光・電気連係ソケット部の構築)
前述した光・電気連係ソケット部96の製造工程では、光導波路12〜12に対して、本第4実施形態ににかかる異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14と、モジュール位置合わせ用のピン96Bを搭載する。
(Construction of optical / electrical connection socket on transmission side)
In the manufacturing process of the optical and electrical linkage socket 96 described above, with respect to the optical waveguide 12 1 to 12 4, the anisotropic conductive sheet (45 ° multiple reflection mirror) 14 according to the fourth embodiment, the module positions A matching pin 96B is mounted.

異方性導電シート14と位置合わせ用のピン96Bの配置位置は、ボード10上の光導波路12と光スルーホール94との位置関係、送信側光結合回路411のBGA電極98aと対応するボード10上の電極の位置関係を決める上でパラメータとなる。異方性導電シート14と位置合わせ用のピン96Bのどちらを先に搭載してもよいが、ハンドリングしやすいものを後から搭載することが望ましい。   The positions of the anisotropic conductive sheet 14 and the alignment pins 96B are as follows: the positional relationship between the optical waveguide 12 and the optical through hole 94 on the board 10 and the board 10 corresponding to the BGA electrode 98a of the transmission side optical coupling circuit 411. This is a parameter in determining the positional relationship of the upper electrode. Either the anisotropic conductive sheet 14 or the alignment pin 96B may be mounted first, but it is desirable to mount the one that is easy to handle later.

位置決めピン96Bを先に搭載する場合には次のようになる。
位置決めピン96Bは光導波路12のX軸方向の位置情報を元に搭載する。位置決めピン96Bを搭載すると光スルーホール94のX−Y平面上の位置が決定する。
異方性導電シート14の高さ情報と導波路12〜12のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、異方性導電シート14の(即ち、Z軸方向)の制御を行うことで、光スルーホール94と光導波路12の結合を最大化できる。
When the positioning pin 96B is mounted first, the operation is as follows.
The positioning pin 96B is mounted based on position information of the optical waveguide 12 in the X-axis direction. When the positioning pin 96B is mounted, the position of the optical through hole 94 on the XY plane is determined.
Performing differential information from the surface position of the core position of the height and the waveguide 12 1 to 12 4 of the anisotropic conductive sheet 14 as a reference, the anisotropic conductive sheet 14 (i.e., Z-axis direction) control Thus, the coupling between the optical through hole 94 and the optical waveguide 12 can be maximized.

異方性導電シート14を先に搭載する場合には次のようになる。
異方性導電シート14は光導波路のX軸方向の位置情報を元に搭載する。異方性導電シート14を搭載すると、異方性導電シート14の高さ情報と導波路12〜12のコア位置の表面位置からの差分情報から、光スルーホール94のX−Z平面上の位置がきまる。この情報をもとに位置決めピン96Bの(即ち、X軸およびZ軸方向)の制御を行うことで、光導波路12と光スルーホール94の結合を最大化できる。
When the anisotropic conductive sheet 14 is mounted first, the following is performed.
The anisotropic conductive sheet 14 is mounted based on position information of the optical waveguide in the X-axis direction. When mounting the anisotropic conductive sheet 14, the difference information from the surface position of the core position of the height and the waveguide 12 1 to 12 4 of the anisotropic conductive sheet 14, on the X-Z plane of the optical through-hole 94 The position is determined. By controlling the positioning pin 96B (that is, in the X-axis and Z-axis directions) based on this information, the coupling between the optical waveguide 12 and the optical through hole 94 can be maximized.

面発光レーザ(VCSEL)を含む光変調デバイス93と導波路12〜12との間で高効率の結合を実現するには、光スルーホール94や光導波路12の開口数NA(Numerical Aperture )を調整する必要がある。
光のスポットサイズが小さくても光スルーホール94や導波路12〜12の内部に入った光のコア/クラッドの反射角が全反射角よりも小さいと、コア層内の光がクラッド層側に抜けてしまい、光が伝播しないためである。
In order to realize high-efficiency coupling between the light modulation device 93 including a surface emitting laser (VCSEL) and the waveguides 12 1 to 12 3 , the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the optical through hole 94 and the optical waveguide 12 is achieved. Need to be adjusted.
Even if the spot size of the light is small, if the reflection angle of the core / cladding light entering the optical through-hole 94 or the waveguides 12 1 to 12 3 is smaller than the total reflection angle, the light in the core layer is reflected in the cladding layer. This is because the light does not propagate to the side.

導波路12〜12のX軸方向に関しては半円柱状レンズでNAを調整することができるが、導波路12〜12のY軸方向にはNAの調整機構はない。その場合は、コアの屈折率をクラッドの屈折率を大きくとる必要がある。
これにより、光スルーホール94や導波路12〜12のNAをレーザ光の放射角に対して大きくことができる。例えば屈折率1.5付近のポリマー導波路では、コア層とクラッド層の間の屈折率差は2〔%〕以上とするとよい。又、光スルーホールが導波路と同じようにコアとクラッドから構成される場合も光スルーホールのコアとクラッドの屈折率差を2〔%〕以上とすることが望ましい。
With respect to the X-axis direction of the waveguides 12 1 to 12 3 , the NA can be adjusted with a semi-cylindrical lens, but there is no NA adjustment mechanism in the Y-axis direction of the waveguides 12 1 to 12 3 . In that case, it is necessary to increase the refractive index of the core and the refractive index of the cladding.
Thereby, the NA of the optical through hole 94 and the waveguides 12 1 to 12 3 can be increased with respect to the radiation angle of the laser light. For example, in a polymer waveguide having a refractive index of about 1.5, the refractive index difference between the core layer and the clad layer is preferably 2% or more. Further, when the optical through hole is composed of a core and a clad like the waveguide, it is desirable that the difference in refractive index between the core and the clad of the optical through hole is 2% or more.

<受信側光結合回路413>
次に、図29乃至図30に基づいて受信側光結合回路413について説明する。
受信側光結合回路413は、前述したように受信側光変換部413Aと受信側光結合部413Bとにより構成されている。
<Reception Side Optical Coupling Circuit 413>
Next, the receiving side optical coupling circuit 413 will be described with reference to FIGS.
As described above, the reception-side optical coupling circuit 413 includes the reception-side optical conversion unit 413A and the reception-side optical coupling unit 413B.

図29に受信側光結合回路413の断面図を示す。又、図30には、受信側光結合部413Bの説明図を示す。   FIG. 29 is a cross-sectional view of the receiving side optical coupling circuit 413. FIG. 30 is an explanatory diagram of the receiving side optical coupling unit 413B.

まず、図29において、受信側光結合回路413の受信側光変換部413Aは、電気配線基板101上に、光電変換素子としてのホトダイオードアレイ(以下、ホトダイオードという)26と、この各ホトダイオード26から出力される電流信号を増幅して外部へ送り出すレシーバIC(トランスインピーダンスアンプ)102と、ホトダイオード26の光を導く光スルーホール104、光アセンブリ固定用の勘合穴105、レシーバIC102とホトダイオード26を覆い且つトランスインピーダンスアンプの放熱を兼ねる放熱カバー105とを備えている。   First, in FIG. 29, the receiving side optical conversion unit 413A of the receiving side optical coupling circuit 413 has a photodiode array (hereinafter referred to as a photodiode) 26 as a photoelectric conversion element on the electrical wiring substrate 101, and outputs from the respective photodiodes 26. Receiver IC (transimpedance amplifier) 102 that amplifies the current signal to be sent to the outside, optical through hole 104 that guides the light of the photodiode 26, fitting hole 105 for fixing the optical assembly, covers the receiver IC 102 and the photodiode 26, and A heat radiation cover 105 that also serves as heat radiation of the impedance amplifier is provided.

この内、ホトダイオード26は、電気配線基板101上でレシーバIC(トランスインピーダンスアンプ)102と接続されており、レシーバIC102に対する電源線や信号線が電気配線基板101の裏面側に等間隔に配置されたBGA電極108として露出している。   Among these, the photodiode 26 is connected to a receiver IC (transimpedance amplifier) 102 on the electric wiring board 101, and power supply lines and signal lines for the receiver IC 102 are arranged at equal intervals on the back surface side of the electric wiring board 101. The BGA electrode 108 is exposed.

光スルーホール104はコアとクラッドから構成される光導波路である。光スルーホール104はコアの周りを金属の反射膜で覆った構成でもよい。この場合、コアは材料が充填されていない中空でもよい。ホトダイオード26と光スルーホール104とはバットジョイント構成となっている。   The optical through hole 104 is an optical waveguide composed of a core and a clad. The optical through hole 104 may have a configuration in which a core is covered with a metal reflection film. In this case, the core may be hollow without being filled with material. The photodiode 26 and the optical through hole 104 have a butt joint configuration.

受信側光結合部413Bは、光導波路12(12〜12)を介して送り込まれる光信号を、受信側光変換部413Aの光スルーホール104に結合する。この光スルーホール104を通った光信号はホトダイオード26と結合し、電流信号に変換して出力される。そして、この変換された電流信号はレシーバIC102で電圧信号に変換され、前述した発信信号処理部3を介して外部へ出力されるようになっている。 The reception side optical coupling unit 413B couples the optical signal sent through the optical waveguide 12 (12 1 to 12 3 ) to the optical through hole 104 of the reception side optical conversion unit 413A. The optical signal passing through the optical through hole 104 is combined with the photodiode 26, converted into a current signal, and output. The converted current signal is converted into a voltage signal by the receiver IC 102 and output to the outside via the transmission signal processing unit 3 described above.

この受信側光結合部413Bは、図29乃至図30に示すように、光信号を案内する光導波路12(12,12,12,12)の他方の端部(図29の右端部)に対向して配設され当該各導波路12〜12とは異なった方向への光信号を案内する45度多重反射ミラー14と、光導波路12(12,12,12,12)の前記他方の端部(図29の右端部)に設けられたレンズ部12cとのより構成されている。 As shown in FIGS. 29 to 30, the receiving-side optical coupling unit 413B is configured such that the other end (right end in FIG. 29) of the optical waveguide 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 , 12 4 ) that guides an optical signal. 45 degrees multiple reflection mirror 14 disposed opposite to the waveguides 12 1 to 12 4 to guide the optical signal in a different direction, and the optical waveguide 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 , 12 4 ) and the lens portion 12c provided at the other end portion (the right end portion in FIG. 29).

この内、45度多重反射ミラー14は、前記各光導波路12〜12からの光信号を、上述したように受信側光変換部413Aの光スルーホール104に結合する。
本第4実施形態では、光導波路12の端面に半円柱状のレンズ12cがあるのでX軸方向に広がった光は集光が可能である。光導波路12〜12のY軸方向には集光の機能がない。しかし、本第4実施形態では45度多重反射ミラー14のおかげでY軸方向には光は広がらない。その結果、光信号の伝搬途上における損失が有効に抑制されている。
Among them, the 45-degree multi-reflection mirror 14, the optical signals from the optical waveguide 12 1 to 12 4, coupled to the optical through-hole 104 of the receiving-side optical conversion unit 413A as described above.
In the fourth embodiment, since there is a semi-cylindrical lens 12c on the end face of the optical waveguide 12, the light spread in the X-axis direction can be condensed. There is no condensing function in the Y-axis direction of the optical waveguides 12 1 to 12 3 . However, in the fourth embodiment, light does not spread in the Y-axis direction thanks to the 45-degree multiple reflection mirror 14. As a result, the loss during the propagation of the optical signal is effectively suppressed.

<受信側の光・電気連係ソケット部>
この受信側の光・電気連係ソケット部は、前述した送信側の光・電気連係ソケット部96と同等に形成され、上述した受信側光変換部413Aに組み込まれて、受信側光結合回路413の全体をボード10上に固定するためのソケットとしての役割を備えている。
<Optical / electrical connection socket on the receiving side>
The reception-side optical / electrical connection socket unit is formed in the same manner as the transmission-side optical / electrical connection socket unit 96 described above, and is incorporated in the reception-side optical conversion unit 413A. It serves as a socket for fixing the whole on the board 10.

図29を用いて、この受信側の光・電気連係ソケット部について説明する。
この場合、光電気統合ソケットは、マザーボード(もしくはドーターボード)10上に配置された弾性を有する異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14を内側に配して且つ受信側光結合回路413全体ををボード10に押し当てて固定するロック機構(図示せず/送信側のロック機構に同じ)と、受信側光結合回路413全体の位置を決めるピン107とを含んで構成されている。
The receiving-side optical / electrical connection socket section will be described with reference to FIG.
In this case, the opto-electric integrated socket is provided with an elastic anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) 14 disposed on the mother board (or daughter board) 10 on the inner side and the receiving side optical coupling circuit 413. A lock mechanism (not shown / same as the lock mechanism on the transmission side) that fixes the entire body against the board 10 and a pin 107 that determines the position of the entire reception-side optical coupling circuit 413 are configured.

異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14は、その断面内に、45度方向に金属からなる反射ミラー膜14bがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜14b相互間には光信号に対して透明かつ絶縁性で弾性のあるゴム又は樹脂が重点された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層が形成されている。一方、異方導電性シート内で反射ミラー膜はボード表面と光アセンブリ裏面をつなぐ電気配線を兼ねる。   The anisotropic conductive sheet (45-degree multiple reflection mirror) 14 has a plurality of reflection mirror films 14b made of metal in the direction of 45 degrees in the cross section at substantially equal intervals, and light is reflected between the reflection mirror films 14b. A rubber or resin that is transparent, insulative, and elastic with respect to the signal is incorporated in a focused state, thereby forming a plurality of optical signal transmission multiple layers. On the other hand, in the anisotropic conductive sheet, the reflection mirror film also serves as electrical wiring that connects the front surface of the board and the back surface of the optical assembly.

受信側光変換部413Aの裏面には、等間隔に配置されたBGA電極108が露出している。又、受信側光変換部413Aの内部にあって、ホトダイオードアレイ26は、電気配線基板101上でレシーバIC102と接続されており、レシーバIC102に対する電源線や信号線が電気配線基板101の裏面側のBGA電極108に接続している。
ボード10上にもBGA電極108と同じ配置で電極108aが形成されており、これにより、異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14を介して送信側光変換部413Aとボード10上の電極とが接続される。
BGA electrodes 108 arranged at equal intervals are exposed on the back surface of the reception-side light conversion unit 413A. In addition, the photodiode array 26 is connected to the receiver IC 102 on the electric wiring board 101 inside the receiving side optical conversion unit 413A, and the power supply line and the signal line for the receiver IC 102 are on the back side of the electric wiring board 101. It is connected to the BGA electrode 108.
An electrode 108 a is also formed on the board 10 in the same arrangement as the BGA electrode 108, so that the transmission side light conversion unit 413 A and the board 10 are placed on the board 10 via the anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) 14. The electrode is connected.

前述した送信側と同じく、受信側光結合回路413全体を配置する位置を固定するために、ボード10上に、位置決めピン107を配置する。光スルーホール104位置に対して勘合穴のある位置の相対情報をもとに、ボード10上に位置決めピン107を配置すればよい。
又、この受信側光結合回路413の製造工程でも、送信側と同じく、光導波路12〜12に対して本実施形態にかかる異方性導電シート14と、モジュール位置合わせ用の位置決めピン107を搭載する。
As with the transmission side described above, positioning pins 107 are arranged on the board 10 in order to fix the position where the entire reception-side optical coupling circuit 413 is arranged. The positioning pin 107 may be disposed on the board 10 based on the relative information of the position where the fitting hole is located with respect to the position of the optical through hole 104.
Also in the manufacturing process of the reception side optical coupling circuit 413, the anisotropic conductive sheet 14 according to the present embodiment and the positioning pins 107 for module alignment with respect to the optical waveguides 12 1 to 12 4 are the same as the transmission side. Is installed.

異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14と位置決めピン107の配置位置は、ボード10上の光導波路12と光スルーホール104の位置、送信側光変換部413AのBGA電極108と対応するボード10上の電極の位置を決める上でパラメータとなる。どちらを先に搭載してもよい。   The arrangement positions of the anisotropic conductive sheet (45-degree multiple reflection mirror) 14 and the positioning pins 107 correspond to the positions of the optical waveguide 12 and the optical through hole 104 on the board 10 and the BGA electrode 108 of the transmission side light conversion unit 413A. This is a parameter for determining the position of the electrode on the board 10. Either may be installed first.

位置決めピン107を先に搭載する場合には次のようになる。
この場合、位置決めピン107は光導波路12のX軸方向の位置情報を元に搭載する。そして、位置決めピン107を搭載すると光スルーホール104のX−Y平面上の位置が決定する。
When the positioning pin 107 is mounted first, the operation is as follows.
In this case, the positioning pin 107 is mounted based on the position information of the optical waveguide 12 in the X-axis direction. When the positioning pin 107 is mounted, the position of the optical through hole 104 on the XY plane is determined.

異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14の高さ情報と導波路12〜12のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、異方性導電シート14の(即ち、Z 軸方向)の制御を行うことで、光スルーホール104と光導波路の結合を最大化できる。 Difference information from the surface position of the core position of the anisotropic conductive sheet (45 ° multiple reflection mirror) 14 of the height and the waveguide 12 1 to 12 4 as a reference, the anisotropic conductive sheet 14 (i.e., Z By controlling in the axial direction, the coupling between the optical through hole 104 and the optical waveguide can be maximized.

異方性導電シート14を先に搭載する場合には次のようになる。異方性導電シート14は光導波路12のX軸方向の位置情報を元に搭載する。異方性導電シート14を搭載すると異方性導電シート14の高さ情報と光導波路12〜12のコア位置の表面位置からの差分情報から、光スルーホール104のX−Y平面上の位置がきまる。この情報をもとに位置決めピン107(即ち、X−Y軸方向)の制御を行うことで光導波路12と光スルーホール104の結合を最大化できる。 When the anisotropic conductive sheet 14 is mounted first, the following is performed. The anisotropic conductive sheet 14 is mounted based on position information of the optical waveguide 12 in the X-axis direction. When the anisotropic conductive sheet 14 is mounted, the difference between the height information of the anisotropic conductive sheet 14 and the surface positions of the core positions of the optical waveguides 12 1 to 12 3 is calculated on the XY plane of the optical through hole 104. The position is determined. By controlling the positioning pin 107 (that is, in the XY axis direction) based on this information, the coupling between the optical waveguide 12 and the optical through hole 104 can be maximized.

導波路12〜12と各ホトダイオード26の間の高効率結合を実現するには、各ホトダイオード26の吸収層の直径に比べて導波路12〜12のY方向のコア層の厚みが薄く、各ホトダイオード26の吸収層の直径に比べて45度多重反射ミラーに薄く閉じ込められていることが望ましい。 Waveguide 12 1 to 12 4 and for high efficiency coupling between each photodiode 26, the thickness of the absorbent layer than the diameter waveguide 12 1 to 12 4 in the Y direction of the core layer of the photodiode 26 It is desirable that it is thin and is confined thinly in the 45 ° multiple reflection mirror as compared with the diameter of the absorption layer of each photodiode 26.

<全体の動作>
次に、上記第4実施形態における全体的な動作について説明する。
まず、図25において、外部から所定の送信信号が設定入力されると、伝送信号処理部2がこれを取り込んで信号処理し伝送信号として出力する。
<Overall operation>
Next, the overall operation in the fourth embodiment will be described.
First, in FIG. 25, when a predetermined transmission signal is set and inputted from the outside, the transmission signal processing unit 2 takes it in, processes the signal, and outputs it as a transmission signal.

この伝送信号処理部2から出力された伝送信号は、送信側光変換部411Aで電気信号から光信号に変換され、45度多重反射ミラー14を含む送信側光結合部411Bおよび光導波路12を介して伝播し、受信側光結合回路413で再び電気信号に変換されて前述した発信信号処理部3へ送り込まれる。   The transmission signal output from the transmission signal processing unit 2 is converted from an electrical signal to an optical signal by the transmission side optical conversion unit 411A, and passes through the transmission side optical coupling unit 411B including the 45-degree multiple reflection mirror 14 and the optical waveguide 12. The signal is converted again into an electric signal by the receiving side optical coupling circuit 413 and sent to the transmission signal processing unit 3 described above.

ここで、送信側光変換部411A内では、面発光レーザ(VCSEL)を含む光変調デバイス93から出力された光は光スルーホール94を通って送信側光結合部411B側の45度多重反射ミラー14に届く。45度多重反射ミラー14においてミラー14bとミラー14bの間に閉じ込められ、Y軸方向に関して空間的に広がるのを抑制されたまま、光導波路12〜12に送り込まれる。
光信号はX軸方向に広がるが、光導波路12に形成された各光レンズ部12cで個別に集光されて対応する各導波路12〜12へ確実に伝送される。
Here, in the transmission side light conversion unit 411A, the light output from the light modulation device 93 including the surface emitting laser (VCSEL) passes through the optical through hole 94 and is a 45 degree multiple reflection mirror on the transmission side optical coupling unit 411B side. 14 In 45-degree multi-reflecting mirror 14 is confined between the mirror 14b and the mirror 14b, while being suppressed from spreading in a space with respect to the Y-axis direction, are fed into the optical waveguide 12 1 to 12 4.
The optical signal spreads in the X-axis direction, but is individually collected by each optical lens portion 12 c formed in the optical waveguide 12 and reliably transmitted to the corresponding waveguides 12 1 to 12 3 .

次に、導波路12〜12を介して伝送された光信号は、受信側光結合部413Bを介して受信側光変換部413Aへ送り込まれ、当該受信側光変換部413Aの一部を成す光スルーホール104を通って、ホトダイオード(光電変換素子)26で個別に光電変換され(即ち、受信側の45度多重反射ミラー14及び電気配線回路を介して個別に電気信号に変換されて)、前述した発信信号処理部3へ送り込まれる。 Next, the optical signal transmitted through the waveguides 12 1 to 12 3 is sent to the reception side optical conversion unit 413A via the reception side optical coupling unit 413B, and a part of the reception side optical conversion unit 413A is transmitted. Through the optical through hole 104 formed, it is individually photoelectrically converted by a photodiode (photoelectric conversion element) 26 (that is, individually converted into an electric signal via the 45 ° multiple reflection mirror 14 and the electric wiring circuit on the receiving side). The signal is sent to the transmission signal processing unit 3 described above.

この場合、光導波路12〜12を介して送り込まれた光信号は、光導波路12の出力端でX軸方向に関して集光され、45度多重反射ミラー14におけるミラー14bとミラー14bの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたままホトダイオード(光電変換素子)26に到達し、このホトダイオード26によって個別に電気信号に変換されて前述したように発信信号処理部3へ送り込まれる。 In this case, the optical signals sent through the optical waveguides 12 1 to 12 4 are collected at the output end of the optical waveguide 12 with respect to the X-axis direction, and between the mirror 14 b and the mirror 14 b in the 45 ° multiple reflection mirror 14. It reaches the photodiode (photoelectric conversion element) 26 while being confined and suppressed from being spatially spread, and is individually converted into an electric signal by the photodiode 26 and sent to the transmission signal processing unit 3 as described above.

ここで、前述した送信側光変換部411A内では、ドライバIC92を配置したが、ドライバIC92は伝送信号処理部2と共にボード10上に配置してもよい。同じく、受信側光変換部413A内では、内部にレシーバIC102を配置したが、レシーバIC102は発信信号処理部3と共にボード10上に配置してもよい。   Here, the driver IC 92 is disposed in the transmission side optical conversion unit 411A described above, but the driver IC 92 may be disposed on the board 10 together with the transmission signal processing unit 2. Similarly, the receiver IC 102 is disposed inside the reception-side light conversion unit 413A, but the receiver IC 102 may be disposed on the board 10 together with the transmission signal processing unit 3.

即ち、ドライバIC92からの電気信号が異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14を介して光変調デバイス93に伝播され、電気光変換が行われる。
又、光導波路12〜12を介して送り込まれた光信号は前述したように異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14を介してホトダイオード26へ送り込まれ、このホトダイオード26で光電気変換されてレシーバIC102伝播される。
That is, an electric signal from the driver IC 92 is propagated to the light modulation device 93 through the anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) 14 to perform electro-optical conversion.
Further, the optical signal sent through the optical waveguides 12 1 to 12 4 is sent to the photodiode 26 through the anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) 14 as described above. It is converted and propagated to the receiver IC 102.

一般に、光モジュール400の寿命は光IC(ドライバIC92、レシーバIC102)よりも光素子(光変調デバイス93、ホトダイオード26)の寿命で決まってしまうので、交換部品である光モジュール400から光ICを取り除くことで、光モジュール400の交換コストを削減することができる。   In general, the lifetime of the optical module 400 is determined by the lifetime of the optical element (the light modulation device 93 and the photodiode 26) rather than the optical IC (the driver IC 92 and the receiver IC 102). Therefore, the optical IC is removed from the optical module 400 which is a replacement part. Thus, the replacement cost of the optical module 400 can be reduced.

ここで、前述した45度多重反射ミラー14については、その作用は前述した第1実施形態における45度多重反射ミラー14と同一である。   Here, the operation of the 45-degree multiple reflection mirror 14 described above is the same as that of the 45-degree multiple reflection mirror 14 in the first embodiment described above.

更に、45度多重反射ミラー14の配置位置は、ビジュアルアライメントを用いて部材のエッジや縞状の金属薄膜位置を参照し、Z軸方向およびX軸方向の制御が可能である。 この場合、固定には、接着剤を用いることができる。接着剤にも厚みがあるので接着固定する場所にはボード側もしくは異方性導電シート側に接着剤を流しいれる溝があることが望ましい。これにより接着固定後、接着材が溝部分で縮小することで部材の高さをボード面に対して部材厚みと一致させることができる。   Furthermore, the arrangement position of the 45-degree multiple reflection mirror 14 can be controlled in the Z-axis direction and the X-axis direction by referring to the edge of the member or the striped metal thin film position using visual alignment. In this case, an adhesive can be used for fixing. Since the adhesive also has a thickness, it is desirable that a groove for allowing the adhesive to flow is provided on the board side or the anisotropic conductive sheet side in a place where the adhesive is fixed. Thereby, after the adhesive fixing, the height of the member can be matched with the member thickness with respect to the board surface by reducing the adhesive material at the groove portion.

又、本第4実施形態にあっては、光導波路12〜12にモノリシックに付された半円柱状レンズ12cはフォトリソグラフィーで作製できるため、量産に向いており、低コストに作製できる。又、半円柱状レンズを装備することで光の放射角が変換される。これにより、導波路12〜12もしくは45度多重反射ミラー14に形成された半円柱状レンズ12cは光軸と垂直な面内の1軸に関して放射角を変換する。 In the fourth embodiment, since the semi-cylindrical lens 12c monolithically attached to the optical waveguides 12 1 to 12 4 can be manufactured by photolithography, it is suitable for mass production and can be manufactured at low cost. Moreover, the radiation angle of light is converted by installing a semi-cylindrical lens. Thus, waveguides 12 1 to 12 4 or 45 ° multiple reflection mirror 14 semicylindrical lens 12c formed converts the radiation angle with respect to one axis of the plane perpendicular to the optical axis.

更に、本第4実施形態では45度多重反射ミラー14の形状が直方体としたことにより、光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係をどちらか一方の情報から予想できる。   Furthermore, in the fourth embodiment, since the 45-degree multi-reflection mirror 14 has a rectangular parallelepiped shape, the relationship between the light exit position and the incident position after the optical path conversion can be predicted from either information.

<第4実施形態の効果>
本第4実施形態にあっては、上述したように構成され機能するので、これによると、前述した第1実施形態の場合と同一の作用効果を有するほか、更に、45度多重反射ミラー14は異方導電性シート兼ねるので部品点数が大幅に少なくなり、低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となり、これがため交換コストも含めて装置全体を安価に得ることができるという生産性良好な優れた光結合回路及びこれを用いた信号送信用および受信用光モジュールを提供することができる。
<Effects of Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, since it is configured and functions as described above, according to this, in addition to having the same operational effects as in the case of the first embodiment described above, the 45-degree multiple reflection mirror 14 is Since it also serves as an anisotropic conductive sheet, the number of parts is greatly reduced, and it is possible to construct and mount low-cost parts together, which makes it possible to obtain the entire device at a low cost including replacement costs. An excellent optical coupling circuit and an optical module for signal transmission and reception using the same can be provided.

具体的には、上記第4実施形態では、45度多重反射ミラー(異方性導電性シート)14は、送信側光変換部411Aおよび受信側光変換部413Aに対して光信号をやり取りするための光回路の一部であると同時に、ボード10と送信側光結合部411Bおよび受信側光結合部413Bとの間の電気伝送を行うことができ、一石二鳥であるため低コストな光モジュールを提供することができる。   Specifically, in the fourth embodiment, the 45-degree multiple reflection mirror (anisotropic conductive sheet) 14 exchanges optical signals with the transmission side light conversion unit 411A and the reception side light conversion unit 413A. As well as being a part of the optical circuit, it is possible to perform electrical transmission between the board 10 and the transmitting side optical coupling unit 411B and the receiving side optical coupling unit 413B. can do.

更に、45度多重反射ミラー(異方性導電性シート)14は弾性を有する異方性導電シートである。金属薄膜14bはシート14aに対して45度の角度をもって配置されているため、シートの弾性を高く保持することができる。これにより光モジュール基板に反りがある場合にもシートの伸縮量が大きくとれるので、トレランスの高い電気接触を確保できる。   Further, the 45 ° multiple reflection mirror (anisotropic conductive sheet) 14 is an anisotropic conductive sheet having elasticity. Since the metal thin film 14b is disposed at an angle of 45 degrees with respect to the sheet 14a, the elasticity of the sheet can be kept high. Thereby, even when the optical module substrate is warped, the amount of expansion and contraction of the sheet can be increased, so that electrical contact with high tolerance can be secured.

また、以下の二つの構造とその効果により面発光レーザからホトダイオードまでの間で量産性に優れ、低コストで高い結合効率を実現できる。
第1の構造として45度多重反射ミラー14は光スルーホールと光導波路との間に配置される。通常の45度ミラーに比べて多重反射ミラーの間に光を閉じ込めることができるために、ボード10に対して直交方向に光が広がることを防ぐことができる。
In addition, the following two structures and the effects thereof are excellent in mass productivity between the surface emitting laser and the photodiode, and high coupling efficiency can be realized at low cost.
As a first structure, the 45 ° multiple reflection mirror 14 is disposed between the optical through hole and the optical waveguide. Since light can be confined between the multiple reflection mirrors as compared with a normal 45 degree mirror, it is possible to prevent the light from spreading in a direction orthogonal to the board 10.

第2の構造は光導波路12に一体形成されたレンズ構造である。光導波路はマザーボードもしくはドーターボード上に量産性に優れるフォトリソグラフィー技術で作製することができる。同じくフォトリソグラフィー技術を用いてボードと平行な面内に作製したレンズ部を装備するという構成を採用したので、ボードに対して水平方向の光の広がりも抑制できる。   The second structure is a lens structure integrally formed with the optical waveguide 12. The optical waveguide can be manufactured on a mother board or a daughter board by a photolithography technique excellent in mass productivity. Similarly, since a configuration is employed in which a lens unit manufactured in a plane parallel to the board using photolithography technology is employed, the spread of light in the horizontal direction with respect to the board can also be suppressed.

光スルーホールのボードに対する位置の調整は必要だが、予めボード10に位置あわせ用のピンを配置して、ピンに対して光モジュール用の勘合穴を合わせることで、光モジュール400の交換が可能となる。   Although it is necessary to adjust the position of the optical through hole with respect to the board, it is possible to replace the optical module 400 by previously arranging an alignment pin on the board 10 and aligning the fitting hole for the optical module with the pin. Become.

光スルーホールの位置は光導波路の高さと45度多重反射ミラーの配置で決まり、これにあわせて固定用のピンと勘合穴を配置することで高効率な結合が実現できる。
以上により、結合効率を劣化させることなく量産に適した製造方法で部品点数を削減が可能となり、安価なソケット構造が実現できた。
その結果、導入コストと交換コストを削減かのうな光インターコネクションを提供することができる。
<実施例>
The position of the optical through hole is determined by the height of the optical waveguide and the arrangement of the 45-degree multiple reflection mirror, and a highly efficient coupling can be realized by arranging a fixing pin and a fitting hole in accordance with this.
As described above, the number of parts can be reduced by a manufacturing method suitable for mass production without deteriorating the coupling efficiency, and an inexpensive socket structure can be realized.
As a result, it is possible to provide an optical interconnection that can reduce the introduction cost and the exchange cost.
<Example>

ここで、上述した第4実施形態にかかる実施例を説明する。
具体的には、上記第4実施形態において開示した送信側光結合回路411を構成する送信側光変換部411Aと送信側光結合部411Bの具体例を説明する。
Here, the Example concerning 4th Embodiment mentioned above is described.
Specifically, a specific example of the transmission side optical conversion unit 411A and the transmission side optical coupling unit 411B constituting the transmission side optical coupling circuit 411 disclosed in the fourth embodiment will be described.

送信側光変換部411Aは、電気配線基板91上の面発光レーザを備えた光変調デバイス93と、ドライバIC92と、電気配線基板91に形成された光スルーホール94と、勘合穴91Aとから成る。電気配線基板91上で光変調デバイス93とドライバIC92が接続されており、ドライバIC92からの信号線や電源線、制御線、GND線が電気配線基板91の裏面側のBGA電極と接続されている。   The transmission-side light conversion unit 411A includes an optical modulation device 93 including a surface emitting laser on the electric wiring board 91, a driver IC 92, an optical through hole 94 formed in the electric wiring board 91, and a fitting hole 91A. . The light modulation device 93 and the driver IC 92 are connected on the electric wiring board 91, and the signal line, the power supply line, the control line, and the GND line from the driver IC 92 are connected to the BGA electrode on the back side of the electric wiring board 91. .

電気配線基板91のサイズは9〔mm〕×9〔mm〕であり、BGAは1〔mm〕ピッチで形成されている。直径1〔mm〕±5〔μm〕の勘合穴91Aが光スルーホール94との距離誤差±5〔μm〕で形成される。
光スルーホール94は直径30〔μm〕の金属の円形配管からなる。直径50〔μm〕の金属の埋め込みビア内部にドリルで再度直径30〔μm〕の穴をあけて形成される。
The size of the electric wiring board 91 is 9 [mm] × 9 [mm], and the BGA is formed at a pitch of 1 [mm]. A fitting hole 91A having a diameter of 1 [mm] ± 5 [μm] is formed with a distance error of ± 5 [μm] from the optical through hole 94.
The optical through hole 94 is made of a metal circular pipe having a diameter of 30 [μm]. A hole with a diameter of 30 [μm] is formed again by drilling in a metal embedded via with a diameter of 50 [μm].

また、送信側光結合部411Bは、前記光スルーホール94と、異方性導電シートを兼ねる45度多重反射ミラー14と、ポリマー導波路12(12,12,12,……)の各光入力端に形成されたレンズ部12cとの組合せからなる。 The transmission-side optical coupling portion 411B includes the optical through hole 94, the 45-degree multiple reflection mirror 14 also serving as an anisotropic conductive sheet, and the polymer waveguide 12 (12 1 , 12 2 , 12 3 ,...). It consists of a combination with a lens portion 12c formed at each light input end.

ここで、本実施例では、ポリマー導波路12はボード10上にアレイ状に作製し、アレイ間隔1000〔μm〕、アレイ数12〔ch〕、コアサイズ30〔μm〕とし、コアの屈折率は1.54、コアとクラッドの屈折率差は2〔%〕とした。コア上部のクラッド層の厚みは70〔μm〕、コア下部のクラッド層の厚みは100〔μm〕とした。
ボード10に別途形成した実装用マーカーを参考にポリマー導波路12は予め電気配線の形成されたボード10上にレンズ部12cと一緒に一括形成した。
屈折率のことなる二種類の感光性のポリイミドを光導波路のコア材料とクラッド材料に用いて、フォトリソグラフィーにより導波路と半円柱状レンズを形成した。
Here, in this embodiment, the polymer waveguides 12 are formed in an array on the board 10, and the array interval is 1000 [μm], the number of arrays is 12 [ch], the core size is 30 [μm], and the refractive index of the core is The refractive index difference between the core and the clad was 1.54 and 2 [%]. The thickness of the cladding layer above the core was 70 [μm], and the thickness of the cladding layer below the core was 100 [μm].
With reference to a mounting marker separately formed on the board 10, the polymer waveguide 12 was formed together with the lens portion 12c on the board 10 on which electrical wiring was previously formed.
A waveguide and a semi-cylindrical lens were formed by photolithography using two types of photosensitive polyimides having different refractive indexes as a core material and a cladding material of an optical waveguide.

前述した異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14は、シリコンゴムシート上に金属マスクを用いたPtのスパッタ形成、シリコンゴムのスプレー製膜をくりかえした後、ダイシングで形成した。Ptの厚みは0.1〔μm〕でシリコンゴムの厚みを4.9〔μm〕とし、100周期形成したのち、Pt厚みは10〔μm〕、シリコンゴム厚みは50〔μm〕で15周期形成し、ダイシングで45度に切り出し、金属層が45度に形成された直方体(サイズ200〔μm〕×9000〔μm〕×9000〔μm〕)の45度多重反射ミラー14を作製した。Pt厚の薄い側を45度多重反射ミラーとして用いる。
実装用マーカーを参考にボードに直径1〔mm〕の穴を開けてモジュール固定用のピンと光アセンブリのロック機構を半田固定した。ピンと光アセンブリのロック機構はモールドを使って樹脂で作製した。
The anisotropic conductive sheet (45-degree multiple reflection mirror) 14 described above was formed by dicing after repeating the sputter formation of Pt using a metal mask on the silicon rubber sheet and the silicon rubber spray film formation. The Pt thickness is 0.1 [μm] and the silicon rubber thickness is 4.9 [μm]. After 100 cycles are formed, the Pt thickness is 10 [μm] and the silicon rubber thickness is 50 [μm] and 15 cycles are formed. Then, a 45 ° multiple reflection mirror 14 of a rectangular parallelepiped (size 200 [μm] × 9000 [μm] × 9000 [μm]) in which the metal layer was formed at 45 degrees was cut by dicing. The thin Pt side is used as a 45 ° multiple reflection mirror.
With reference to the mounting marker, a hole having a diameter of 1 mm was formed in the board, and the module fixing pin and the locking mechanism of the optical assembly were fixed by soldering. The pin and optical assembly locking mechanism was made of resin using a mold.

レーザ測長で導波路表面の高さと異方導電シート厚みを検出した後、異方性導電シート14はエッジを検出して平行出しを行い、マウントヘッドに真空吸着した。その後、異方性導電シート14をボードに配置し、モジュール固定ピンに対し、X方向およびZ方向の位置を制御し、接着固定した。   After detecting the height of the waveguide surface and the thickness of the anisotropic conductive sheet by laser length measurement, the anisotropic conductive sheet 14 detected the edge, parallelized, and vacuum-adsorbed to the mount head. Thereafter, the anisotropic conductive sheet 14 was placed on the board, and the positions in the X direction and the Z direction were controlled and fixed to the module fixing pins.

異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14の周りに送信側光結合回路411を上から押さえつけるロック機構95の下部には異方性導電シート14の厚みよりも薄いスペーサが配置されており、送信側光変換部411Aの底面はこれに当たって止まるため、これ以上に異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14がつぶれることはない。   A spacer thinner than the thickness of the anisotropic conductive sheet 14 is disposed below the lock mechanism 95 that presses the transmission side optical coupling circuit 411 around the anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) 14. Since the bottom surface of the transmission-side light conversion unit 411A stops at this point, the anisotropic conductive sheet (45-degree multiple reflection mirror) 14 is not further crushed.

光モジュール400は勘合穴91Aにピン96Bを差し込む形でボード10に配置されX−Z方向を固定され、ボード10上のロック機構95でY軸方向を固定される。この際、光アセンブリの電気配線基板91の底面のBGAの電極端子とボード10上の電極が異方性導電シート(45度多重反射ミラー)14の金属を介して接続される。   The optical module 400 is arranged on the board 10 by inserting a pin 96B into the fitting hole 91A and fixed in the XZ direction, and the Y axis direction is fixed by a lock mechanism 95 on the board 10. At this time, the electrode terminal of the BGA on the bottom surface of the electric wiring board 91 of the optical assembly and the electrode on the board 10 are connected via the metal of the anisotropic conductive sheet (45 degree multiple reflection mirror) 14.

光変調デバイス93の面発光レーザ(VCSEL)から出力された光は、光スルーホール94を通って、異方性導電シートに形成された45度ミラーに到達する。45度多重反射ミラー14にY軸方向に関して、ミラー膜とミラー膜の間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、光導波路12まで到達する。
一方、X軸方向に関して光は閉じ込められていないので、面発光レーザの出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱状レンズを介して有効に集光される。
これにより、面発光レーザ(VCSEL)と導波路の間は全チャンネルにおいて1〔dB〕以下の結合損失を低コストで実現できた。
The light output from the surface emitting laser (VCSEL) of the light modulation device 93 passes through the light through hole 94 and reaches the 45 degree mirror formed on the anisotropic conductive sheet. The 45-degree multi-reflection mirror 14 is confined between the mirror film and the mirror film in the Y-axis direction, and reaches the optical waveguide 12 while being prevented from spreading spatially.
On the other hand, since light is not confined in the X-axis direction, it spreads from the exit point of the surface emitting laser to the waveguide entrance, but is effectively condensed through the semi-cylindrical lens.
As a result, a coupling loss of 1 [dB] or less between all the channels between the surface emitting laser (VCSEL) and the waveguide can be realized at low cost.

ここでは、送信側光結合回路(送信側光アセンブリ/一方の光結合回路)411についての実装技術を示したが、実装方法については受信側光結合回路(受信側光アセンブリ/他方の光結合回路)413でも同様である。
又、ホトダイオード(PD)アレイの吸収層直径を50〔μm〕とすることで高効率のホトダイオード(PD)と導波路の結合が得られ、12〔ch〕で10〔Gbps〕のハイスループット動作が低コストで実現できることを確認することが出来た。
Here, the mounting technique for the transmission-side optical coupling circuit (transmission-side optical assembly / one optical coupling circuit) 411 has been described. However, the mounting method is described with respect to the reception-side optical coupling circuit (reception-side optical assembly / other optical coupling circuit). ) 413 is the same.
Also, by setting the absorption layer diameter of the photodiode (PD) array to 50 [μm], high-efficiency photodiode (PD) and waveguide coupling can be obtained, and high throughput operation of 10 [Gbps] can be achieved with 12 [ch]. It was confirmed that it could be realized at low cost.

上述した各実施形態については、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下の付記のようになる。尚、この付記については、本発明の権利範囲を必ずしもこれに限定するものではない。
〔付記1〕(図2乃至図6参照)
基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する45度多重反射ミラーと、この45度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記45度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記45度多重反射ミラー側に、当該45度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化したことを特徴とする光結合回路。
About each embodiment mentioned above, if the summary of the novel technical content is put together, it will become as the following additional remarks. Note that the scope of rights of the present invention is not necessarily limited to this supplementary note.
[Appendix 1] (See FIGS. 2 to 6)
A waveguide disposed on the substrate for guiding an optical signal input / output at one end toward the other end, and the waveguide disposed opposite the other end of the waveguide. A 45-degree multi-reflection mirror that guides transmission / reception of optical signals in a direction different from the installation surface of the optical fiber, and the optical signals are transmitted / received to / from the waveguide via the 45-degree multi-reflection mirror to the outside. And signal transmission means for relaying signal transmission and reception,
The other end of the waveguide is disposed so as to correspond to at least one of a plurality of optical signal transmission multiple layers provided in the 45-degree multiple reflection mirror, and
An optical lens portion for suppressing the spread of the optical signal is provided on the 45 ° multiple reflection mirror side of the waveguide so as to oppose the light input / output surface of the 45 ° multiple reflection mirror, and the optical lens portion is disposed on the waveguide. An optical coupling circuit characterized by being integrated with.

〔付記2〕
付記1に記載の光結合回路において、
45度多重反射ミラーが絶縁性で弾性を有するゴムや樹脂と交互に積層された金属薄膜により構成され、この異方性導電シートはとしても働くことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 2]
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
An optical coupling circuit characterized in that the 45-degree multi-reflection mirror is composed of metal thin films alternately laminated with insulating and elastic rubber or resin, and this anisotropic conductive sheet also functions as a mirror.

〔付記3〕(図7参照)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記一方の導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 3] (See Figure 7)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
An optical coupling circuit, wherein the optical lens portion is a semi-cylindrical lens having the same height as the one waveguide.

〔付記4〕(図2乃至図6参照)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズは前記導波路の端部を半円柱状に形成して得られたものであることを特徴とする光結合回路。
[Appendix 4] (See FIGS. 2 to 6)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
The optical lens portion is a semi-cylindrical lens having the same height as the waveguide, and the semi-cylindrical lens is obtained by forming the end portion of the waveguide in a semi-cylindrical shape. An optical coupling circuit.

〔付記5〕(図7乃至図9参照)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズを、前記導波路の端部を含み且つ前記45度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って両側に設置されているクラッド層部分を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面を備えた構成の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 5] (See FIGS. 7 to 9)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
The optical lens portion is a semi-cylindrical lens having the same height as the waveguide, and the semi-cylindrical lens includes an end portion of the waveguide and the optical signal transmission multiple of the 45-degree multiple reflection mirror. An optical coupling circuit comprising a semi-cylindrical lens having an expanded arc-shaped lens surface in a state of covering a clad layer portion installed on both sides along a multilayer.

〔付記6〕(図9,図10参照)
付記4に記載の光結合回路において、
前記半円柱状レンズの円弧状レンズ面を、フレネルレンズ面としたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 6] (See FIGS. 9 and 10)
In the optical coupling circuit according to attachment 4,
An optical coupling circuit, wherein the arc-shaped lens surface of the semi-cylindrical lens is a Fresnel lens surface.

〔付記7〕(図7,図9,図10参照)
付記1乃至5の何れか一つに記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一屈折率の素材により一体的に構成したことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 7] (See FIGS. 7, 9, and 10)
In the optical coupling circuit according to any one of appendices 1 to 5,
An optical coupling circuit, wherein the optical lens unit is integrally formed of a material having the same refractive index as that of the waveguide.

〔付記8〕(図8参照)
付記1乃至5の何れか一つに記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路とは屈折率の異なった透明素材により前記導波路と一体的に構成したことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 8] (See Figure 8)
In the optical coupling circuit according to any one of appendices 1 to 5,
An optical coupling circuit, wherein the optical lens portion is formed integrally with the waveguide by a transparent material having a refractive index different from that of the waveguide.

〔付記9〕(図10参照)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の第1レンズ部と、この第1レンズ部と前記45度多重反射ミラーとの間に配設された第2レンズ部とを含む構成とし、
前記第1レンズ部を半円柱状レンズとすると共に、当該半円柱状レンズの前記45度多重反射ミラー側の面を、前記導波路の端部を含み且つ前記45度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って当該導波路側に位置するコア層を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面とし、
前記第2レンズ部を、前記第1レンズ部に対向する側のレンズ面を円弧状レンズ面とすると共に前記45度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に対向するレンズ面を平坦面としてなる半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 9] (See Figure 10)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
The optical lens unit includes a first lens unit having the same height as the waveguide, and a second lens unit disposed between the first lens unit and the 45-degree multiple reflection mirror. ,
The first lens portion is a semi-cylindrical lens, and the surface of the semi-cylindrical lens on the 45 ° multiple reflection mirror side includes the end of the waveguide and the optical signal transmission of the 45 ° multiple reflection mirror. An expanded arc-shaped lens surface covering the core layer located on the waveguide side along the multiple layers,
The second lens portion is a half surface in which the lens surface facing the first lens portion is an arc-shaped lens surface and the lens surface facing the optical signal transmission multiple layer of the 45 ° multiple reflection mirror is a flat surface. An optical coupling circuit characterized by being a cylindrical lens.

〔付記10〕(図10参照)
付記8に記載の光結合回路において、
前記第1レンズ部の円弧状レンズ面を、フレネルレンズ面としたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 10] (See Figure 10)
In the optical coupling circuit according to attachment 8,
An optical coupling circuit, wherein the arc-shaped lens surface of the first lens portion is a Fresnel lens surface.

〔付記11〕(図2,図3参照/単一/送信側光アッセンブリ)
付記1に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記45度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 11] (See FIGS. 2 and 3 / Single / Transmitting Optical Assembly)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
A configuration in which the signal transmission means includes a surface-emitting laser installed on an end surface of the 45-degree multi-reflection mirror opposite to the waveguide, and an electric wiring circuit for sending an electric signal for driving the surface-emitting laser; An optical coupling circuit characterized by that.

〔付記12〕(図2,図3参照/複数/送信側光アッセンブリ)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を一定間隔で複数併設すると共に、この複数の前記各導波路に個別に対応して前記光信号を前記45度多重反射ミラーを介して送り込む前記信号伝達手段を複数設け、
この各信号伝達手段を、前記45度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザ駆動用の電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 12] (Refer to FIG. 2 and FIG. 3 / Plural / Transmission side optical assembly)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
The signal transmission means for providing a plurality of the waveguides provided with the optical lens portion at regular intervals and sending the optical signal through the 45-degree multiple reflection mirror individually corresponding to each of the plurality of the waveguides Multiple
Each signal transmission means includes a surface emitting laser installed on an end surface of the 45-degree multiple reflection mirror opposite to the waveguide, and an electric wiring circuit for sending an electric signal for driving the surface emitting laser. An optical coupling circuit characterized by that.

〔付記13〕(図22参照/二層/送信側光アッセンブリ)
付記10に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を、所定間隔を隔てて少なくとも上下二個装備すると共に、前記光レンズ部を前記付記8に記載の光レンズ部により構成し、
前記信号伝達手段が備えている前記面発光レーザを、前記層状に構成された各導波路に前記45度多重反射ミラーを介して個別に光信号を送り込む少なくとも二つの面発光レーザとしたことを特徴とする光結合回路。
[Supplementary Note 13] (See FIG. 22 / double layer / transmission side optical assembly)
In the optical coupling circuit according to attachment 10,
The waveguide including the optical lens unit is equipped with at least two upper and lower parts at a predetermined interval, and the optical lens unit is configured by the optical lens unit according to Appendix 8.
The surface-emitting laser provided in the signal transmission means is at least two surface-emitting lasers that individually send optical signals to each of the waveguides configured in layers through the 45-degree multiple reflection mirror. An optical coupling circuit.

〔付記14〕(図5,図6参照/単一/受信側光アッセンブリ)
付記1に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記45度多重反射ミラーの光出力端面に設置され光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子に接続され当該光電変換素子から出力される所定の電気信号を外部送信用として送り出す電気信号伝送回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 14] (See FIGS. 5 and 6 / Single / Receiver side optical assembly)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
The signal transmission means is installed on the light output end face of the 45-degree multi-reflection mirror, and converts a light signal into an electric signal, and a predetermined electric power output from the photoelectric conversion element connected to the photoelectric conversion element. An optical coupling circuit comprising an electric signal transmission circuit for sending a signal for external transmission.

〔付記15〕(図5,図6参照/複数/受信側光アッセンブリ)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を一定間隔で複数併設すると共に、この複数の前記導波路に個別に対応して前記45度多重反射ミラーを介して送り込まれる光信号を電気信号に変換して出力する前記信号伝達手段を複数設け、
この各信号伝達手段を、前記45度多重反射ミラーの光出力端面に設置され光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子に接続され当該光電変換素子により変換された所定の電気信号を外部送信用として送り出す電気信号伝送回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
[Supplementary Note 15] (See FIGS. 5 and 6 / Plural / Receiving side optical assembly)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
A plurality of the waveguides having the optical lens portions are provided at regular intervals, and an optical signal sent through the 45-degree multiple reflection mirror corresponding to each of the plurality of waveguides is converted into an electrical signal. A plurality of the signal transmission means for outputting
Each of these signal transmission means is installed on the light output end face of the 45-degree multiple reflection mirror, and a photoelectric conversion element that converts an optical signal into an electrical signal, and a predetermined signal that is connected to the photoelectric conversion element and converted by the photoelectric conversion element An optical coupling circuit comprising an electrical signal transmission circuit for sending an electrical signal for external transmission.

〔付記16〕(図23参照/二層/受信側光アッセンブリ)
付記13に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を、所定間隔を隔てて少なくとも上下二個装備すると共に、前記光レンズ部を前記付記8に記載の光レンズ部により構成し、
前記信号伝達手段が備えている前記光電変換素子を、前記各導波路から前記45度多重反射ミラーを介して個別に送り込まれる光信号に対応して少なくとも二つの光電変換素子としたことを特徴とする光結合回路。
[Supplementary Note 16] (See FIG. 23 / Double-layer / Receiver side optical assembly)
In the optical coupling circuit according to attachment 13,
The waveguide including the optical lens unit is equipped with at least two upper and lower parts at a predetermined interval, and the optical lens unit is configured by the optical lens unit according to Appendix 8.
The photoelectric conversion elements provided in the signal transmission means are at least two photoelectric conversion elements corresponding to optical signals individually sent from the respective waveguides through the 45-degree multiple reflection mirrors, Optical coupling circuit.

〔付記17〕(図17参照)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を前記付記8に記載の光レンズ部と同等の光レンズ部により構成すると共に、この光レンズ部から出力される光信号を前記45度多重反射ミラーを介して外部に位置する段違いの他の導波路に送り込む前記信号伝達手段を、前記付記8に記載の光レンズ部と同等の光レンズ部を含んで成る信号伝達手段としたことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 17] (See Figure 17)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
The optical lens unit is composed of an optical lens unit equivalent to the optical lens unit described in Appendix 8, and the optical signal output from the optical lens unit is positioned outside via the 45-degree multiple reflection mirror. An optical coupling circuit characterized in that the signal transmission means for feeding into another waveguide is a signal transmission means including an optical lens portion equivalent to the optical lens portion described in appendix 8.

〔付記18〕(図18,図19参照/段付光結合)
付記1に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた導波路を二個一組として装備すると共に、当該二個の各導波路を上下方向に重ねて二層構造とすると共に上側の導波路を下層の導波路に沿って後退させた状態に配設し、
前記二個の各導波路に個別に対応して前記45度多重反射ミラーを二個配置すると共に当該各45度多重反射ミラーからの光信号の送受信方向を同一方向に設置し、
前記信号伝達手段を、前記各45度多重反射ミラーから外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する45度反射ミラーと、この45度反射ミラーに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する二本の中継光ファイバと、この各中継光ファイバと前記45度反射ミラーとの間に配置された二個の集光レンズとにより構成し、
前記各45度多重反射ミラーと前記45度反射ミラーとの間に、送受信される前記光信号を集束する半円柱状レンズをそれぞれ設置したことを特徴とする光結合回路。
[Appendix 18] (See FIGS. 18 and 19 / Stepped optical coupling)
In the optical coupling circuit according to attachment 1,
Equipped with two waveguides each having the optical lens portion as a set, the two waveguides are stacked in a vertical direction to form a two-layer structure, and the upper waveguide is formed along the lower waveguide. Arranged in a retracted state,
Two 45 degree multiple reflection mirrors are arranged corresponding to each of the two waveguides individually, and the transmission / reception direction of the optical signal from each 45 degree multiple reflection mirror is set in the same direction,
The signal transmission means is installed by being engaged with the 45 degree reflection mirror and transmitting and receiving to and from the outside by reflecting the optical signal transmitted and received from each 45 degree multiple reflection mirror to the outside. Two optical fibers that relay the optical signal, and two condensing lenses disposed between the optical fibers and the 45-degree reflection mirror,
An optical coupling circuit, wherein a semi-cylindrical lens for converging the transmitted and received optical signals is installed between each of the 45-degree multiple reflection mirrors and the 45-degree reflection mirror.

〔付記19〕(図1参照/光モジュール)
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとして前記付記10乃至11の何れか一つに記載の光結合回路を、又これに対応する前記受信側光アセンブリとして前記付記13乃至14の何れか一つに記載の光結合回路を、それぞれ装備したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
[Appendix 19] (See Fig. 1 / Optical Module)
In an optical module for signal transmission / reception provided with an optical interconnection circuit for transmitting to an outgoing signal processing unit that transmits an electrical signal externally input to the transmission signal processing unit, which is installed on the same board,
The optical interconnection circuit includes a transmission-side optical assembly coupled to the transmission signal processing unit, a reception-side optical assembly coupled to the transmission signal processing unit, and a polymer waveguide that interconnects the optical assemblies. And consisting of
The optical coupling circuit according to any one of the supplementary notes 10 to 11 as the transmission side optical assembly, and the optical coupling circuit according to any one of the supplementary notes 13 to 14 as the corresponding reception side optical assembly. An optical module for signal transmission / reception characterized by being equipped with a circuit.

〔付記20〕(第2実施形態/図16参照)
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光結合回路とにより構成し、
前記複数の送信側光アセンブリをそれぞれ前記付記10に記載の光結合回路で構成すると共に、前記複数の受信側光アセンブリをそれぞれ前記付記13に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
[Supplementary Note 20] (Second embodiment / see FIG. 16)
Optical interconnection circuit for transmitting electrical signals for transmission input to a plurality of transmission signal processing units installed on one board to a plurality of transmission signal processing units installed on the other board and transmitting to the outside In the optical module for signal transmission and reception comprising
The optical interconnection circuit;
A plurality of transmission-side optical assemblies that convert a plurality of electrical signals output from the respective transmission signal processing units into optical signals, and light that takes the optical signals through a plurality of polymer waveguides and transmits them to the other board side Signal relay means, and a plurality of reception side optical assemblies that take optical signals transmitted through the optical signal relay means through a plurality of polymer waveguides, convert them into electrical signals, and transmit them to the respective outgoing signal processing units And a configuration including
The optical signal relay means;
A plurality of relay optical fibers for optical coupling installed between the one and the other boards, and one relay for optically coupling the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the one board An optical coupling circuit for use, and the other relay optical coupling circuit for optically coupling the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the other board,
The plurality of transmission side optical assemblies are each configured by the optical coupling circuit described in Appendix 10, and the plurality of reception side optical assemblies are each configured by the optical coupling circuit described in Appendix 13. Transmit / receive optical module.

〔付記21〕(第3実施形態/図21参照)
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する二層構造の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する二層構造の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光結合回路とにより構成し、
前記二層構造の送信側光アセンブリを前記付記12に記載の光結合回路で構成すると共に、前記二層構造の受信側光アセンブリを前記付記15に記載の光結合回路で構成し、
前記一方と他方の各中継用光結合回路を前記付記17に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
[Supplementary Note 21] (Third Embodiment / See FIG. 21)
Optical interconnection circuit for transmitting electrical signals for transmission input to a plurality of transmission signal processing units installed on one board to a plurality of transmission signal processing units installed on the other board and transmitting to the outside In the optical module for signal transmission and reception comprising
The optical interconnection circuit;
A transmission-side optical assembly having a two-layer structure that converts a plurality of electrical signals output from the transmission signal processing units into optical signals, and the optical signals are captured via a plurality of polymer waveguides and transmitted to the other board side. And an optical signal relay means that receives the optical signal transmitted through the optical signal relay means through a plurality of polymer waveguides, converts the optical signal to an electrical signal, and transmits the electrical signal to each outgoing signal processor. Including a receiving side optical assembly,
The optical signal relay means;
A plurality of relay optical fibers for optical coupling installed between the one and the other boards, and one relay for optically coupling the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the one board An optical coupling circuit for use, and the other relay optical coupling circuit for optically coupling the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the other board,
The transmission-side optical assembly having the two-layer structure is configured by the optical coupling circuit according to Appendix 12, and the reception-side optical assembly having the two-layer structure is configured by the optical coupling circuit according to Appendix 15.
An optical module for signal transmission / reception, wherein each of the one and the other optical coupling circuits for relaying is configured by the optical coupling circuit described in Appendix 17.

〔付記22〕(図24参照)
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ(一方の光結合回路411)と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ(他方の光結合回路413)と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項4に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている45度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部96を装備したことを特徴とした信号送受信用モジュール。
[Appendix 22] (See Figure 24)
In a signal transmission / reception module equipped with an optical interconnection circuit for transmitting to an outgoing signal processing unit that transmits an electrical signal externally input to the transmission signal processing unit equipped on the same board,
The optical interconnection circuit includes a transmission side optical assembly (one optical coupling circuit 411) coupled to the transmission signal processing unit and a reception side optical assembly (the other optical coupling circuit) coupled to the transmission signal processing unit. 413) and a polymer waveguide for interconnecting the optical assemblies,
The board is equipped with the optical coupling circuit according to claim 4 as the transmitting side optical assembly, and the board includes a signal transmission means provided in the optical coupler together with a 45-degree multiple reflection mirror provided in the signal transmission means. A signal transmission / reception module comprising an optical / electrical connection socket portion 96 fixed on the top.

〔付記23〕
付記21に記載の信号送受信用モジュールにおいて、
前記光・電気連係ソケット部96を、前記45度多重反射ミラーと光結合器とを同時に前記同一ボードに押し当てて固定するロック機構96Aと、前記光結合回路411が備えている電気配線基板91を介して当該光結合回路の前記ボード10上の位置を決める位置決めピン96Bとを含む構成としたことを特徴とする信号送受信用モジュール。
[Appendix 23]
In the signal transmission / reception module according to attachment 21,
An electric wiring board 91 provided in the optical coupling circuit 411 and a lock mechanism 96A for fixing the optical / electrical connection socket part 96 by pressing the 45-degree multiple reflection mirror and the optical coupler against the same board at the same time. A signal transmission / reception module comprising a positioning pin 96B for determining the position of the optical coupling circuit on the board 10 via

本発明は、サーバ、ルータ、HPCに適用する光インターコネクション用モジュールに用いられる光回路に好適なものである。   The present invention is suitable for an optical circuit used in an optical interconnection module applied to a server, a router, and an HPC.

1,30,40,400 信号送受信用光モジュール(光モジュール)
1A,30A,40A,400A 光信号伝送路(光式インターコネクション回路)
2,2A,2B 伝送信号処理部
3,3A,3B 発信信号処理部
10 基板(ボード)
10A 一方の基板(ボード)
10B 他方の基板(ボード)
11,411 送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)
11A 第1の光結合回路(送信側光アセンブリ)
11B 第2の光結合回路(送信側光アセンブリ)
12(12,12,12,……) 導波路(ポリマー導波路)
12a コア層
12b クラッド層
12c 半円柱状レンズ
12F フレネルレンズ面
12P,12Q 円弧状レンズ面
12G 第2レンズ部(半円柱状レンズ部)
12W 光レンズ部(二重レンズ部)
12Wa 12Wb レンズ部
13,413 受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)
13A 第7の光結合回路(受信側光アセンブリ)
13B 第8の光結合回路(受信側光アセンブリ)
14,44 45度多重反射ミラー
15,25,35 信号伝達手段
15A,25A,32A,33A 信号伝達手段
16,16,16,……,35,45 面発光レーザ(VCSEL)
17,17,17,…… 電気配線回路(電気配線)
26,26,26,……,55,65 ホトダイオード(PD)
31 第3の光結合回路
32 一方の中継用光結合回路(第4の光結合回路)
32A,32B 半円柱状レンズ体
32C 45度反射ミラー
32D,32D 光コネクタ部
32Da,32Db 集光レンズ
33 他方の中継用光結合回路(第5の光結合回路)
34 第6の光結合回路
41 送信側光アセンブリ
43 受信側光アセンブリ
73(73,73,73,……) 導波路(ポリマー導波路)
83(83,83,83,……) 導波路(ポリマー導波路)
96 光/電気連係ソケット部
96A ロック機構
96B 位置決めピン
99A,99B 光信号中継手段
100 MMFアレイ(中継光ファイバーアレイ)
100a MMF回線(中継光ファイバー)
1, 30, 40, 400 Signal transmission / reception optical module (optical module)
1A, 30A, 40A, 400A Optical signal transmission line (optical interconnection circuit)
2, 2A, 2B Transmission signal processing unit 3, 3A, 3B Transmission signal processing unit 10 Substrate (board)
10A One board (board)
10B The other board (board)
11,411 Transmitting side optical assembly (one optical coupling circuit)
11A First optical coupling circuit (transmission side optical assembly)
11B Second optical coupling circuit (transmission side optical assembly)
12 (12 1 , 12 2 , 12 3 , ...) Waveguide (polymer waveguide)
12a Core layer 12b Clad layer 12c Semi-cylindrical lens 12F Fresnel lens surface 12P, 12Q Arc-shaped lens surface 12G Second lens part (semi-cylindrical lens part)
12W optical lens part (double lens part)
12Wa 12Wb Lens part 13,413 Reception side optical assembly (the other optical coupling circuit)
13A Seventh optical coupling circuit (receiving-side optical assembly)
13B Eighth optical coupling circuit (receiving-side optical assembly)
14, 44 45 degree multiple reflection mirror 15, 25, 35 Signal transmission means 15A, 25A, 32A, 33A Signal transmission means 16 1 , 16 2 , 16 3 ,..., 35, 45 Surface emitting laser (VCSEL)
17 1 , 17 2 , 17 3 , ... Electric wiring circuit (electrical wiring)
26 1 , 26 2 , 26 3 , ..., 55, 65 Photodiode (PD)
31 Third optical coupling circuit 32 One relay optical coupling circuit (fourth optical coupling circuit)
32A, 32B Semi-cylindrical lens body 32C 45 degree reflection mirror 32D, 32D Optical connector part 32Da, 32Db Condensing lens 33 The other optical coupling circuit for relay (5th optical coupling circuit)
34 Sixth optical coupling circuit 41 Transmission side optical assembly 43 Reception side optical assembly 73 (73 1 , 73 2 , 73 3 ,...) Waveguide (polymer waveguide)
83 (83 1 , 83 2 , 83 3 ,...) Waveguide (polymer waveguide)
96 optical / electrical connection socket part 96A lock mechanism 96B positioning pin 99A, 99B optical signal relay means 100 MMF array (relay optical fiber array)
100a MMF line (relay optical fiber)

Claims (10)

基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する45度多重反射ミラーと、この45度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記45度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記45度多重反射ミラー側に、当該45度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化したことを特徴とする光結合回路。
A waveguide disposed on the substrate for guiding an optical signal input / output at one end toward the other end, and the waveguide disposed opposite the other end of the waveguide. A 45-degree multi-reflection mirror that guides transmission / reception of optical signals in a direction different from the installation surface of the optical fiber, and the optical signals are transmitted / received to / from the waveguide via the 45-degree multi-reflection mirror to the outside. And signal transmission means for relaying signal transmission and reception,
The other end of the waveguide is disposed so as to correspond to at least one of a plurality of optical signal transmission multiple layers provided in the 45-degree multiple reflection mirror, and
An optical lens portion for suppressing the spread of the optical signal is provided on the 45 ° multiple reflection mirror side of the waveguide so as to oppose the light input / output surface of the 45 ° multiple reflection mirror, and the optical lens portion is disposed on the waveguide. An optical coupling circuit characterized by being integrated with.
請求項1に記載の光結合回路において、
45度多重反射ミラーが絶縁性で弾性を有するゴムや樹脂と交互に積層された金属薄膜により構成され、この異方性導電シートはとしても働くことを特徴とする光結合回路。
The optical coupling circuit according to claim 1.
An optical coupling circuit characterized in that the 45-degree multi-reflection mirror is composed of metal thin films alternately laminated with insulating and elastic rubber or resin, and this anisotropic conductive sheet also functions as a mirror.
請求項1および2に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズを、前記導波路の端部を含み且つ前記45度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って両側に設置されているクラッド層部分を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面を備えた構成の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
The optical coupling circuit according to claim 1 or 2,
The optical lens portion is a semi-cylindrical lens having the same height as the waveguide, and the semi-cylindrical lens includes an end portion of the waveguide and the optical signal transmission multiple of the 45-degree multiple reflection mirror. An optical coupling circuit comprising a semi-cylindrical lens having an expanded arc-shaped lens surface in a state of covering a clad layer portion installed on both sides along a multilayer.
請求項1および2に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の第1レンズ部と、この第1レンズ部と前記45度多重反射ミラーとの間に配設された第2レンズ部とを含む構成とし、
前記第1レンズ部を半円柱状レンズとすると共に、当該半円柱状レンズの前記45度多重反射ミラー側の面を、前記導波路の端部を含み且つ前記45度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って当該導波路側に位置するコア層を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面とし、
前記第2レンズ部を、前記第1レンズ部に対向する側のレンズ面を円弧状レンズ面とすると共に前記45度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に対向するレンズ面を平坦面としてなる半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
The optical coupling circuit according to claim 1 or 2,
The optical lens unit includes a first lens unit having the same height as the waveguide, and a second lens unit disposed between the first lens unit and the 45-degree multiple reflection mirror. ,
The first lens portion is a semi-cylindrical lens, and the surface of the semi-cylindrical lens on the 45 ° multiple reflection mirror side includes the end of the waveguide and the optical signal transmission of the 45 ° multiple reflection mirror. An expanded arc-shaped lens surface covering the core layer located on the waveguide side along the multiple layers,
The second lens portion is a half surface in which the lens surface facing the first lens portion is an arc-shaped lens surface and the lens surface facing the optical signal transmission multiple layer of the 45 ° multiple reflection mirror is a flat surface. An optical coupling circuit characterized by being a cylindrical lens.
請求項1、3、4に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記45度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
The optical coupling circuit according to claim 1, 3, 4,
A configuration in which the signal transmission means includes a surface-emitting laser installed on an end surface of the 45-degree multi-reflection mirror opposite to the waveguide, and an electric wiring circuit for sending an electric signal for driving the surface-emitting laser; An optical coupling circuit characterized by that.
請求項1、2、3、4に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記45度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された光スルーホールと、光スルーホールの反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
The optical coupling circuit according to claim 1, 2, 3, 4
The signal transmission means includes an optical through hole installed on an end surface opposite to the waveguide of the 45-degree multiple reflection mirror, a surface emitting laser installed on an end surface opposite to the optical through hole, and this surface. An optical coupling circuit comprising an electrical wiring circuit for sending an electrical signal for driving a light emitting laser.
請求項1に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記各45度多重反射ミラーから外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する45度反射ミラーと、この45度反射ミラーに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する中継光ファイバと、この各中継光ファイバと前記45度反射ミラーとの間に配置された集光レンズとにより構成し、前記各45度多重反射ミラーと前記45度反射ミラーとの間に、送受信される前記光信号を集束する半円柱状レンズをそれぞれ設置したことを特徴とする光結合回路。
The optical coupling circuit according to claim 1.
The signal transmission means is installed by being engaged with the 45 degree reflection mirror and transmitting and receiving to and from the outside by reflecting the optical signal transmitted and received from each 45 degree multiple reflection mirror to the outside. A relay optical fiber that relays the optical signal, and a condensing lens disposed between each of the relay optical fibers and the 45 degree reflection mirror, and each of the 45 degree multiple reflection mirror and the 45 degree An optical coupling circuit characterized in that a semi-cylindrical lens for converging the transmitted and received optical signals is provided between the reflecting mirrors.
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとして、前記請求項1乃至6の何れか一つに記載の光結合回路を装備したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
In an optical module for signal transmission / reception provided with an optical interconnection circuit for transmitting to an outgoing signal processing unit that transmits an electrical signal externally input to the transmission signal processing unit, which is installed on the same board,
The optical interconnection circuit includes a transmission-side optical assembly coupled to the transmission signal processing unit, a reception-side optical assembly coupled to the transmission signal processing unit, and a polymer waveguide that interconnects the optical assemblies. And consisting of
7. An optical module for signal transmission / reception, comprising the optical coupling circuit according to claim 1 as the transmission-side optical assembly.
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の請求項7に記載の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する同じく、他方の請求項7に記載の中継用光結合回路とにより構成し、
前記複数の送信側光アセンブリを、前記請求項1から6に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
Optical interconnection circuit for transmitting electrical signals for transmission input to a plurality of transmission signal processing units installed on one board to a plurality of transmission signal processing units installed on the other board and transmitting to the outside In the optical module for signal transmission and reception comprising
The optical interconnection circuit;
A plurality of transmission-side optical assemblies that convert a plurality of electrical signals output from the respective transmission signal processing units into optical signals, and light that takes the optical signals through a plurality of polymer waveguides and transmits them to the other board side Signal relay means, and a plurality of reception side optical assemblies that take optical signals transmitted through the optical signal relay means through a plurality of polymer waveguides, convert them into electrical signals, and transmit them to the respective outgoing signal processing units And a configuration including
The optical signal relay means;
A plurality of relay optical fibers for optical coupling installed between the one and the other boards, and one of the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the one board for optical coupling. 8. The relay optical coupling circuit according to claim 7, wherein the relay optical coupling circuit according to claim 7 is optically coupled to the plurality of relay optical fibers and the plurality of waveguides on the other board. And consisting of
7. An optical module for signal transmission / reception, wherein the plurality of transmission-side optical assemblies are configured by the optical coupling circuit according to claim 1.
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ(一方の光結合回路)と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ(他方の光結合回路)と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項1から6に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている45度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部を装備したことを特徴とする信号送受信用モジュール。
In a signal transmission / reception module equipped with an optical interconnection circuit for transmitting to an outgoing signal processing unit that transmits an electrical signal externally input to the transmission signal processing unit equipped on the same board,
The optical interconnection circuit includes a transmission side optical assembly (one optical coupling circuit) coupled to the transmission signal processing unit and a reception side optical assembly (the other optical coupling circuit) coupled to the transmission signal processing unit. And a polymer waveguide for interconnecting the optical assemblies,
The optical coupling circuit according to any one of claims 1 to 6 is provided as the transmission-side optical assembly, and the signal transmission means provided in the optical coupler is combined with a 45-degree multiple reflection mirror provided in the signal transmission means. A signal transmission / reception module comprising an optical / electrical connection socket portion fixed on the board.
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