JP2684984B2 - 導波路型光デバイスの気密封止構造 - Google Patents
導波路型光デバイスの気密封止構造Info
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4248—Feed-through connections for the hermetical passage of fibres through a package wall
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Description
成された導波路型光デバイスに関し、特に導波路型光デ
バイスの気密封止構造に関する。
た光導波路のパタンにより、分岐や合分波機能をもつ素
子を容易にしかも高密度に構築することができる。ま
た、光導波路の端部に半導体レーザや受光素子を配置す
ることで、容易に光半導体素子と結合させることができ
る。このような特長があることから、種々の光デバイス
への適用が図られている。
例えば1993年電子情報通信学会春季大会予稿集掲載
の論文番号C−279掲載「シリコン貼り合わせ技術を
用いる光集積化構造の検討」(文献1)記載のものがあ
る。これは、シリコン基板上に光導波路が形成され、L
D、PD等の光半導体デバイスが端部で光導波路と結合
した導波路型光デバイスである。また、基板表面には、
光ファイバを配置、固着するためのV溝が形成されてい
る。
路自体の特性の安定性やLD、PD等の光半導体の特性
の安定化、高信頼化のため、特に外部の湿気から保護す
る必要がある。文献1には、基板の気密封止構造につい
ては示されていないが、気密封止構造を示す一例とし
て、例えば1991年電子情報通信学会秋季大会予稿集
論文番号C−201掲載の「双方向伝送モジュール用導
波路型光合分波器」(文献2)掲載のものがある。文献
2に記載の導波路型デバイスでは、基板全体をきょう体
に収容し、きょう体を気密封止している。
は、基板全体を別のきょう体に収容して封止するので、
小形化できないという問題がある。また、きょう体への
基板の固着は、通常樹脂によらなければならず、特に基
板上に光半導体が実装されている場合には、樹脂のアウ
トガスの影響を受ける可能性があるという問題もある。
脂を用いず、しかも信頼度の高い導波路型光デバイスの
気密封止構造を提供することにある。
めに、本発明の導波路型光デバイスの気密封止構造は、
第1の基板中に光導波路が形成され、光導波路に光ファ
イバが光学的に結合した導波路型光デバイスにおいて、
少なくとも光導波路が形成された光導波路パタンと線対
称のパタンをもつ第1の溝が形成された第2の基板が、
第1の基板の光導波路パタンと溝のパタンを一致させる
ように接合されていることを特徴としている。
が、同一材料若しくはほぼ等しい熱膨張係数の基板であ
ることを特徴としている。
くとも片方の基板の周囲が他方の基板の表面に、半田若
しくは低融点ガラスにより接合されていることを特徴と
している。
の表面に形成された第2の溝に配置され、第2の基板は
光ファイバに接合する位置に第3の溝が形成されている
ことを特徴としている。
溝と光ファイバの隙間に半田若しくは低融点ガラスが充
填されていることを特徴としている。
ば、光導波路が形成された基板に別の基板をかぶせて両
者の接合部を半田等で封止している。基板をきょう体に
収容して全体を封止する構造にくらべ、部品点数も少な
く、表面のみ封止するので、小形、低価格化できる。ま
た、両基板の熱膨張係数差を小さくすれば、周囲温度の
変化に対してもそり等による外力が生じないので、特性
の安定化を図ることができる。
止構造の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
スの気密封止構造の一実施例の組立を示す図である。第
1の基板1はシリコン基板であり、表面には光導波路2
が形成されている。光導波路2は、第1の基板1の表面
に成膜された二酸化シリコン膜(図示省略)において光
導波路パタンとなる部分にゲルマニウムがドープされて
形成されている。光導波路2は、Y分岐部3を有してお
り、この部分で2分岐される。一方の光導波路は、端部
に半導体レーザ4が配置されており、出射光が光導波路
に入射するように光学的に結合している。また、他方の
端部にはフォトダイオード5が配置されており、光導波
路から出射された光はフォトダイオード5の受光面で受
光される。
が異方性化学的エッチングにより形成されており、ここ
に光ファイバ10の素線が実装され、光導波路2の端面
に突き合わされて結合している。
り、第1の光導波路と向かい合わせたときに光導波路2
および半導体レーザ4、フォトダイオード5がある部分
に溝領域が7が形成されている。この溝領域7は、エキ
シマレーザを溝が形成される領域に照射して形成されて
いる。また、光ファイバ10の上部にあたる位置には、
V溝11が形成されている。なお、溝領域7は、第2の
基板6にフォトリソグラフィによりパターニングし、化
学的エッチングにより形成してもよい。
2と溝領域7が一致するようにかぶせられる。第2の基
板4の接合面の周囲にはクロム、金からなる金属薄膜1
2が被膜されている。また、第1の基板1でこの薄膜1
1に接合する領域にも同様の金属薄膜11が被膜されて
いる。
板の光導波路2が形成された位置に一致するようにして
かぶせられる。金属薄膜11と12の表面にはあらかじ
め半田が塗布されており、両基板1、4の接合後、加熱
されて半田により固着される。半田固着により、第1の
基板1と第2の基板4は、光ファイバ10が配置された
部分を除いて、半田により気密封止される。
基板1、4のV溝9、10の隙間にもクリーム半田が充
填され、加熱により固着される。
の本実施例の斜視図である。このように、本発明では、
光導波路が形成された基板全体を別のきょう体に収容し
て気密封止するのではなく、基板の表面に別の基板をか
ぶせて封止するので、部品点数も少なく、小形化でき
る。かぶせられる第2の基板も第1の基板と同一の材料
かあるいは熱膨張係数差の小さい材料の基板を用いれ
ば、温度変化に対しても基板に悪影響を及ぼすことはな
く、安定した特性が期待できる。
止を行なっているが、低融点ガラスでもよい。半田を用
いる場合には、金属薄膜11、12が必要であり、ま
た、V溝8、9の表面および光ファイバ10の側面に
は、通常金属膜が必要であるが、低融点ガラスによる場
合は不要である。
は、同一材料の基板が用いられているが、熱膨張係数差
が小さければ異なる材料であってもよい。また、本実施
例では、基板がシリコンで、石英導波路について説明し
たが、LiNbO3 型光導波路等他の形態の導波路型光
デバイスであってもよい。
光デバイスの気密封止構造は、第1の基板と同じ材料か
ほぼ等しい熱膨張係数の第2の基板に光導波路と線対称
の溝を設け、第2の基板をかぶせて接合する。片方の基
板の周囲と他方の基板の表面が半田、若しくは低融点ガ
ラスのいずれかで固着される。また、光導波路と結合す
る光ファイバは、第1の基板上に形成された溝に配置さ
れ、第2の基板に形成された溝で挟まれる。両溝と光フ
ァイバの隙間は、半田、低融点ガラス、樹脂によって充
填される。
気密用のきょう体に収容する必要がなく、小形、低価格
化できる。しかも、基板の固定がないので固定用樹脂を
使用しなくてよい。また、周囲温度の変化に対しても安
定である。
一実施例の組立を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】 第1の基板中に光導波路が形成され、前
記光導波路に光ファイバが光学的に結合した導波路型光
デバイスにおいて、 少なくとも前記光導波路が形成された光導波路パタンに
相対する領域に第1の溝が形成された第2の基板が、前
記第1の基板の光導波路パタンと前記溝のパタンを一致
させるように接合されていることを特徴とする導波路型
光デバイスの気密封止構造。 - 【請求項2】 前記第1の基板と前記第2の基板は、同
一材料であることを特徴とする「請求項1」記載の導波
路型光デバイスの気密封止構造。 - 【請求項3】 前記第1の基板と前記第2の基板は、ほ
ぼ同じ熱膨張係数の材料であることを特徴とする「請求
項1」記載の導波路型光デバイスの気密封止構造。 - 【請求項4】 前記第1の基板と前記第2の基板は、少
なくとも片方の基板の周囲が他方の基板の表面に、半田
により接合されていることを特徴とする「請求項1」記
載の導波路型光デバイスの気密封止構造。 - 【請求項5】 前記第1の基板と前記第2の基板は、少
なくとも片方の基板の周囲が他方の基板の表面に、低融
点ガラスにより接合されていることを特徴とする「請求
項1」記載の導波路型光デバイスの気密封止構造。 - 【請求項6】 前記光ファイバは、前記第1の基板の表
面に形成された第2の溝に配置され、前記第2の基板は
前記光ファイバに接合する位置に第3溝が形成されてい
ることを特徴とする「請求項1」記載の導波路型光デバ
イスの気密封止構造。 - 【請求項7】 前記第2の溝と前記第3の溝と前記光フ
ァイバの隙間に半田が充填されていることを特徴とする
「請求項6」記載の導波路型光デバイスの気密封止構
造。 - 【請求項8】 前記第2の溝と前記第3の溝と前記光フ
ァイバの隙間に低融点ガラスが充填されていることを特
徴とする「請求項6」記載の導波路型光デバイスの気密
封止構造。 - 【請求項9】 前記第1の基板と前記第2の基板がシリ
コン基板であることを特徴とする「請求項2」記載の導
波路型光デバイスの気密封止構造。
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JP33860293A JP2684984B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 導波路型光デバイスの気密封止構造 |
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JP33860293A JP2684984B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 導波路型光デバイスの気密封止構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07198973A JPH07198973A (ja) | 1995-08-01 |
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Family
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JP33860293A Expired - Fee Related JP2684984B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 導波路型光デバイスの気密封止構造 |
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JP (1) | JP2684984B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9995889B2 (en) | 2014-03-24 | 2018-06-12 | Citizen Watch Co., Ltd. | Mounting component for optical fiber, optical module, and optical module manufacturing method |
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JP2943760B2 (ja) * | 1997-04-18 | 1999-08-30 | 日本電気株式会社 | 光ファイバ導入部の気密封止方法及び気密封止構造 |
JP3659451B2 (ja) * | 1997-08-27 | 2005-06-15 | 京セラ株式会社 | 光半導体装置 |
BR0012511A (pt) * | 1999-07-16 | 2002-04-02 | Hybrid Micro Technologies Aps | Integração hìbrida de componentes óticos ativos e passivos em uma placa de silìcio |
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1993
- 1993-12-28 JP JP33860293A patent/JP2684984B2/ja not_active Expired - Fee Related
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