JP2829979B2 - 光接続回路の実装方法 - Google Patents
光接続回路の実装方法Info
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導波形光デバイスと光導波路の光接続のた
めの光接続回路の実装方法に関するものである。
めの光接続回路の実装方法に関するものである。
光通信の利用度，重要性が高まるにつれ、基板上に半
導体レーザ（以下LDと略す）や光スイッチ等の光機能素
子をハイブリッドに集積し、これらの素子間を光導波路
で結ぶ光回路の開発が必要とされている。これらの光導
波路と光機能素子の光接続回路あるいは光導波路アレイ
と光機能素子アレイの光接続回路では、特に高精度で低
損失かつ生産性のよい光接続回路が必要とされている。
導体レーザ（以下LDと略す）や光スイッチ等の光機能素
子をハイブリッドに集積し、これらの素子間を光導波路
で結ぶ光回路の開発が必要とされている。これらの光導
波路と光機能素子の光接続回路あるいは光導波路アレイ
と光機能素子アレイの光接続回路では、特に高精度で低
損失かつ生産性のよい光接続回路が必要とされている。
従来、この種の光接続回路として多数の実装方法が提
案されているが、構造的に簡易な端面接続方式が有望で
ある。この一方法として、次のような方法が知られてい
る。第６図に示すように、この方法ではシリコン基板41
上に、光導波路42と光導波路端部にLD融着兼発光用電極
44を形成し、これをLD45と組み合わせる。高さ方向の位
置合わせは、LD45および光導波路42の作成時にLDの発光
チャンネル47と光導波路42の中心軸が一致するように調
整する。横方向の位置合わせはLD45の発光チャンネル47
を埋め込んだことにより成長層側の表面にできる活性層
ストライプ48と光導波路42を目視により位置合わせす
る。
案されているが、構造的に簡易な端面接続方式が有望で
ある。この一方法として、次のような方法が知られてい
る。第６図に示すように、この方法ではシリコン基板41
上に、光導波路42と光導波路端部にLD融着兼発光用電極
44を形成し、これをLD45と組み合わせる。高さ方向の位
置合わせは、LD45および光導波路42の作成時にLDの発光
チャンネル47と光導波路42の中心軸が一致するように調
整する。横方向の位置合わせはLD45の発光チャンネル47
を埋め込んだことにより成長層側の表面にできる活性層
ストライプ48と光導波路42を目視により位置合わせす
る。
あるいは、LD45の上面からボンディングワイヤにより
電極を取り出し、下側を基板41上の電極44に接触させる
ことによりLD45に電流を流して発光させ、光導波路42に
入射した光を出射端の検出器で受光しながら光強度が最
高になるように横方向の位置調整を行う方法もある。
電極を取り出し、下側を基板41上の電極44に接触させる
ことによりLD45に電流を流して発光させ、光導波路42に
入射した光を出射端の検出器で受光しながら光強度が最
高になるように横方向の位置調整を行う方法もある。
しかし目視による位置合わせでは幅数10μｍの光導波
路と幅１μｍ程度の活性層ストライプを目安とするた
め、LD発光チャンネルを光導波路の中心に正確に合わせ
るためには熟練が必要とされる。特に単一モード光導波
路では、接続損失を低減するために１μｍ以下の位置合
わせ精度が要求されるため不可能である。
路と幅１μｍ程度の活性層ストライプを目安とするた
め、LD発光チャンネルを光導波路の中心に正確に合わせ
るためには熟練が必要とされる。特に単一モード光導波
路では、接続損失を低減するために１μｍ以下の位置合
わせ精度が要求されるため不可能である。
また、LDを発光させて光導波路の出射光量をモニタし
ながら調整を行う方法では、基板側電極の接触が不安定
であり、LDの保護のため微小な電流しか流すことができ
ない。従って出射光量も微弱なものとなり高感度な検出
系が必要となる。
ながら調整を行う方法では、基板側電極の接触が不安定
であり、LDの保護のため微小な電流しか流すことができ
ない。従って出射光量も微弱なものとなり高感度な検出
系が必要となる。
本発明の目的は、生産性の向上を図るため光接続回路
の位置調整を短時間で精度よく、しかも簡易な設備で行
うことのできる光接続回路の実装方法を提供することに
ある。
の位置調整を短時間で精度よく、しかも簡易な設備で行
うことのできる光接続回路の実装方法を提供することに
ある。
本発明の光接続回路の実装方法は、少なくも一側面に
金属膜を有する光素子と、光導波路および前記光導波路
の一端側に光素子固定用の金属膜と該金属膜の周辺にそ
れぞれ分離した金属膜を有する基板とを組み合わせ、基
板上の前記金属膜間の電気的導通を検出することによ
り、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うことを特
徴とする。
金属膜を有する光素子と、光導波路および前記光導波路
の一端側に光素子固定用の金属膜と該金属膜の周辺にそ
れぞれ分離した金属膜を有する基板とを組み合わせ、基
板上の前記金属膜間の電気的導通を検出することによ
り、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うことを特
徴とする。
また、少なくとも一側面に金属膜を有する光素子と、
光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定用の
金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜を有
しこれら金属膜のうち両端の金属膜の間隔を前記光素子
の金属膜の幅よりも狭く作成した基板とを組み合わせ、
基板上の前記金属膜間の電気的導通を検出することによ
り、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うことを特
徴とする。
光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定用の
金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜を有
しこれら金属膜のうち両端の金属膜の間隔を前記光素子
の金属膜の幅よりも狭く作成した基板とを組み合わせ、
基板上の前記金属膜間の電気的導通を検出することによ
り、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うことを特
徴とする。
また、少なくとも一側面に金属膜を有する光素子と、
光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定用の
金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜を有
しこれらの金属膜のうち両端の金属膜の間隔を前記光素
子の金属膜の幅よりも広く作成した基板とを組み合わ
せ、基板上の前記金属膜間の電気的導通を検出すること
により、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うこと
を特徴とする。
光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定用の
金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜を有
しこれらの金属膜のうち両端の金属膜の間隔を前記光素
子の金属膜の幅よりも広く作成した基板とを組み合わ
せ、基板上の前記金属膜間の電気的導通を検出すること
により、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うこと
を特徴とする。
本発明では従来行われている位置合わせ方法に変え
て、光素子および基板の電極兼用の位置合わせ用金属パ
ターンを形成し、これらのパターン間の電気的導通をモ
ニタしながら位置合わせを行う。この方法により、従来
に比べ高精度かつ再現性よく光接続回路の実装を行うこ
とができる。また高感度かつ高価な検出系も必要でなく
簡易な設備で実装することができる。
て、光素子および基板の電極兼用の位置合わせ用金属パ
ターンを形成し、これらのパターン間の電気的導通をモ
ニタしながら位置合わせを行う。この方法により、従来
に比べ高精度かつ再現性よく光接続回路の実装を行うこ
とができる。また高感度かつ高価な検出系も必要でなく
簡易な設備で実装することができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
本実施例では絶縁性の基板１上に光導波路２が形成され
ており、その導波路端部にLD融着兼発光用電極４、位置
合わせ用電極5,6が形成されている。またLD7の基板に融
着する側にはLD発光チャンネル８と平行かつ中心軸を同
じくしてストライプ状で幅L1の電極９が形成されてい
る。
本実施例では絶縁性の基板１上に光導波路２が形成され
ており、その導波路端部にLD融着兼発光用電極４、位置
合わせ用電極5,6が形成されている。またLD7の基板に融
着する側にはLD発光チャンネル８と平行かつ中心軸を同
じくしてストライプ状で幅L1の電極９が形成されてい
る。
第２図は基板側の平面図であるが、第２図に示すよう
に位置合わせ用電極5,6は光導波路２と平行かつ光導波
路２の中心軸10からの距離をそれぞれ等しく形成する。
そして、位置合わせ用電極5,6間の距離をL2とする。LD
側の電極９の幅L1は、基板側の位置合わせ電極5,6間の
距離L2よりも若干大きく形成する。
に位置合わせ用電極5,6は光導波路２と平行かつ光導波
路２の中心軸10からの距離をそれぞれ等しく形成する。
そして、位置合わせ用電極5,6間の距離をL2とする。LD
側の電極９の幅L1は、基板側の位置合わせ電極5,6間の
距離L2よりも若干大きく形成する。
このような光接続回路において、上下方向の位置合わ
せは電極９から発光チャンネル８までの高さと、LD融着
用電極４から光導波路２の中心までの高さが等しくなる
ように光導波路および電極形成時に調整する。
せは電極９から発光チャンネル８までの高さと、LD融着
用電極４から光導波路２の中心までの高さが等しくなる
ように光導波路および電極形成時に調整する。
横方向に位置合わせは、電極4,6および4,6間の電気的
導通をモニタすることにより行う。すなわち、第３図
（Ａ）に示すように、光導波路２とLD発光チャンネル８
の中心軸が正しく一致した場合、電極が重なり合い電極
９（破線で示す）を介して電極4,5および4,6間の電気的
導通が生じる。LD7が左側にずれた場合、第３図（Ｂ）
のように電極4,6間の導通がなくなる。右側にずれた場
合も同様に電極4,5間の導通がなくなる。位置合わせ
後、LD7を融着により基板１に固定する。
導通をモニタすることにより行う。すなわち、第３図
（Ａ）に示すように、光導波路２とLD発光チャンネル８
の中心軸が正しく一致した場合、電極が重なり合い電極
９（破線で示す）を介して電極4,5および4,6間の電気的
導通が生じる。LD7が左側にずれた場合、第３図（Ｂ）
のように電極4,6間の導通がなくなる。右側にずれた場
合も同様に電極4,5間の導通がなくなる。位置合わせ
後、LD7を融着により基板１に固定する。
このように、電極4,5および4,6間の電気的導通をモニ
タすることにより横方向の位置合わせを行うことができ
る。この方法による位置精度は、電極5,6とLD側電極９
のオーバーラップ量L1−L2と、それぞれの電極形成時の
位置精度によって決まるが、フォトリソグラフィ技術に
よりそれぞれ0.1μｍ程度とすると最終的な位置精度は
±0.2μｍとなり、その再現性も十分によい。
タすることにより横方向の位置合わせを行うことができ
る。この方法による位置精度は、電極5,6とLD側電極９
のオーバーラップ量L1−L2と、それぞれの電極形成時の
位置精度によって決まるが、フォトリソグラフィ技術に
よりそれぞれ0.1μｍ程度とすると最終的な位置精度は
±0.2μｍとなり、その再現性も十分によい。
第１の実施例では基板側の電極を３分割し、LD側電極
を介して電気的導通が生じるよう調整することにより、
横方向の位置合わせが可能となる。このように、電気的
導通を調べるだけで位置合わせの検出を行うことがで
き、短時間で精度よくしかも低コストでLDの実装ができ
る。
を介して電気的導通が生じるよう調整することにより、
横方向の位置合わせが可能となる。このように、電気的
導通を調べるだけで位置合わせの検出を行うことがで
き、短時間で精度よくしかも低コストでLDの実装ができ
る。
第４図は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例も
第１の実施例とほぼ同様ではあるが、LD側電極29（破線
で示す）の幅L1を位置合わせ用電極25,26の間隔L2より
若干小さく形成する。
第１の実施例とほぼ同様ではあるが、LD側電極29（破線
で示す）の幅L1を位置合わせ用電極25,26の間隔L2より
若干小さく形成する。
組合せ調整時に光導波路とLD発光チャンネルの中心軸
が正しく一致すると、第４図（Ａ）のようにLD融着兼発
光用電極24と位置合わせ用電極25,26との間の導通がな
くなる。
が正しく一致すると、第４図（Ａ）のようにLD融着兼発
光用電極24と位置合わせ用電極25,26との間の導通がな
くなる。
LD7が左側にずれた場合第４図（Ｂ）のようにLD側電
極29を介して電極24,25間に導通が生じる。
極29を介して電極24,25間に導通が生じる。
また第４図（Ｃ）のようにLDと光導波路との間に角度
ずれがある場合、電極24,25間と24,26間共に導通が生じ
る。
ずれがある場合、電極24,25間と24,26間共に導通が生じ
る。
本実施例による位置調整時の横方向の精度はL2−L1で
決まる。L2−L1＝0.1m、LD側電極29の長さを300μｍと
すると、横方向精度±0.2μｍ、角度方向精度±0.02゜
となる。
決まる。L2−L1＝0.1m、LD側電極29の長さを300μｍと
すると、横方向精度±0.2μｍ、角度方向精度±0.02゜
となる。
このように第２の実施例では、第１の実施例と電極間
の間隔を変えて電極24と電極25,26との間に電気的導通
が生じないように調整することにより、横方向の位置合
わせのみならず、角度方向の位置合わせも可能となる。
の間隔を変えて電極24と電極25,26との間に電気的導通
が生じないように調整することにより、横方向の位置合
わせのみならず、角度方向の位置合わせも可能となる。
第５図は、本発明の第３の実施例を示す。本実施例も
第１の実施例とほぼ同様であるが、LD側電極および基板
側電極の形状が異なっている。
第１の実施例とほぼ同様であるが、LD側電極および基板
側電極の形状が異なっている。
第５図（Ａ）に本実施例のLD側電極および基板側電極
を示す。LD側電極39（破線で示す）は十字架形となって
おり、LD発光チャンネルに平行な部分の幅をL1、垂直な
部分の幅をL3とする。基板側電極はLD融着兼発光用電極
34と４つの位置合わせ用電極35,36,37,38からなり、こ
れら位置合わせ用電極は光導波路２と平行かつ光導波路
２の中心軸からの距離をそれぞれ等しく形成する。電極
35と36、37と38の間隔をL2、電極35と37、36と38の間隔
をL4とする。L2≧L1、L4≧L3として、光導波路とLD発光
チャンネルの中心軸が正しく一致するとき、電極34と位
置合わせ用電極35,36,37,38の間に導通がなくなるよう
に配置する。
を示す。LD側電極39（破線で示す）は十字架形となって
おり、LD発光チャンネルに平行な部分の幅をL1、垂直な
部分の幅をL3とする。基板側電極はLD融着兼発光用電極
34と４つの位置合わせ用電極35,36,37,38からなり、こ
れら位置合わせ用電極は光導波路２と平行かつ光導波路
２の中心軸からの距離をそれぞれ等しく形成する。電極
35と36、37と38の間隔をL2、電極35と37、36と38の間隔
をL4とする。L2≧L1、L4≧L3として、光導波路とLD発光
チャンネルの中心軸が正しく一致するとき、電極34と位
置合わせ用電極35,36,37,38の間に導通がなくなるよう
に配置する。
第５図（Ｂ）のようにLDが左側にずれた場合、電極34
と電極35,37との間に導通が生じ、第５図（Ｃ）のよう
にLDが光導波路から離れた場合は、電極34と電極37,38
との間に導通が生じる。
と電極35,37との間に導通が生じ、第５図（Ｃ）のよう
にLDが光導波路から離れた場合は、電極34と電極37,38
との間に導通が生じる。
またL2−L1≦L4−L3である場合、角度ずれがあり例え
ば第５図（Ｄ）のようにLDが左回りに傾いているとき、
電極34と電極35,38との間に導通が、逆であれば電極34
と電極36,37との間に導通がある。
ば第５図（Ｄ）のようにLDが左回りに傾いているとき、
電極34と電極35,38との間に導通が、逆であれば電極34
と電極36,37との間に導通がある。
本実施例による位置調整時の精度は、L2−L1＝0.1μ
ｍ、L4−L3＝0.2μｍ、電極39の縦方向の長さを300μｍ
とすると、横方向精度±0.2μｍ、軸方向精度±0.3μ
ｍ、角度方向精度±0.02゜となる。
ｍ、L4−L3＝0.2μｍ、電極39の縦方向の長さを300μｍ
とすると、横方向精度±0.2μｍ、軸方向精度±0.3μ
ｍ、角度方向精度±0.02゜となる。
このように第３の実施例では、LD側電極を十字架型と
し、基板側電極を５分割することにより、横方向および
角度方向、軸方向の位置合わせが可能となる。
し、基板側電極を５分割することにより、横方向および
角度方向、軸方向の位置合わせが可能となる。
以上説明した各実施例において、実装するデバイスは
LDに限るものではなく単面発光形LED、導波形光SW・変
調器等の導波形光デバイス全般に適用できるものであ
る。
LDに限るものではなく単面発光形LED、導波形光SW・変
調器等の導波形光デバイス全般に適用できるものであ
る。
また前記光デバイスのアレイにも適用できる。この場
合、位置合わせ電極はアレイデバイスの両端に１個所ず
つ設けるだけで十分な位置合わせ精度が得られる。
合、位置合わせ電極はアレイデバイスの両端に１個所ず
つ設けるだけで十分な位置合わせ精度が得られる。
本発明による光接続回路の実装方法によれば、光導波
路基板への光素子実装時の位置合わせを電極間の導通を
モニタするだけで行うことができ、光素子がLDの場合に
従来のようにLDを発光させるための電極取り出しの手間
がかからず、LD劣化の心配もない。また光出力を検出す
るための光学系も不要であり、簡易な設備で製造するこ
とが可能となる。またフォトリソグラフィ技術を用いて
いるため、再現性よく0.2〜0.3μｍの高精度で光導波路
と光素子の位置合わせが可能となる。
路基板への光素子実装時の位置合わせを電極間の導通を
モニタするだけで行うことができ、光素子がLDの場合に
従来のようにLDを発光させるための電極取り出しの手間
がかからず、LD劣化の心配もない。また光出力を検出す
るための光学系も不要であり、簡易な設備で製造するこ
とが可能となる。またフォトリソグラフィ技術を用いて
いるため、再現性よく0.2〜0.3μｍの高精度で光導波路
と光素子の位置合わせが可能となる。
第１図は第１の実施例を示す斜視図、 第２図は第１の実施例における基板側電極および光導波
路の位置関係を示す平面図、 第３図は第１の実施例における位置調整方法を示す基板
側電極およびLD側電極の平面図、 第４図は第２の実施例における位置調整方法を示す基板
側電極およびLD側電極の平面図、 第５図は第３の実施例における位置調整方法を示す基板
側電極およびLD側電極の平面図、 第６図は従来例を示す斜視図である。 1,41……基板 2,42……光導波路 4,24,34,44……融着用兼発光用電極 5,6,25,26,35,36,37,38……位置合わせ用電極 7,45……LD 8,47……発光チャンネル 9,29,39……LD側電極 48……活性層ストライプ
路の位置関係を示す平面図、 第３図は第１の実施例における位置調整方法を示す基板
側電極およびLD側電極の平面図、 第４図は第２の実施例における位置調整方法を示す基板
側電極およびLD側電極の平面図、 第５図は第３の実施例における位置調整方法を示す基板
側電極およびLD側電極の平面図、 第６図は従来例を示す斜視図である。 1,41……基板 2,42……光導波路 4,24,34,44……融着用兼発光用電極 5,6,25,26,35,36,37,38……位置合わせ用電極 7,45……LD 8,47……発光チャンネル 9,29,39……LD側電極 48……活性層ストライプ
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも一側面に金属膜を有する光素子
と、光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定
用の金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜
を有する基板とを組み合わせ、基板上の前記金属膜間の
電気的導通を検出することにより、前記光素子と光導波
路間の位置設定を行うことを特徴とする光接続回路の実
装方法。 - 【請求項２】少なくとも一側面に金属膜を有する光素子
と、光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定
用の金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜
を有しこれら金属膜のうち両端の金属膜の間隔を前記光
素子の金属膜の幅よりも狭く作成した基板とを組み合わ
せ、基板上の前記金属膜間の電気的導通を検出すること
により、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うこと
を特徴とする光接続回路の実装方法。 - 【請求項３】少なくとも一側面に金属膜を有する光素子
と、光導波路および前記光導波路の一端側に光素子固定
用の金属膜と該金属膜の周辺にそれぞれ分離した金属膜
を有しこれら金属膜のうち両端の金属膜の間隔を前記光
素子の金属膜の幅よりも広く作成した基板とを組み合わ
せ、基板上の前記金属膜間の電気的導通を検出すること
により、前記光素子と光導波路間の位置設定を行うこと
を特徴とする光接続回路の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208203A JP2829979B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 光接続回路の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208203A JP2829979B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 光接続回路の実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0258005A JPH0258005A (ja) | 1990-02-27 |
| JP2829979B2 true JP2829979B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=16552372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63208203A Expired - Lifetime JP2829979B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 光接続回路の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829979B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-08-24 JP JP63208203A patent/JP2829979B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH0258005A (ja) | 1990-02-27 |
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