JP3147141B2 - 光アセンブリ - Google Patents

光アセンブリ

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JP3147141B2 JP22143395A JP22143395A JP3147141B2 JP 3147141 B2 JP3147141 B2 JP 3147141B2 JP 22143395 A JP22143395 A JP 22143395A JP 22143395 A JP22143395 A JP 22143395A JP 3147141 B2 JP3147141 B2 JP 3147141B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光加入者システム、局
内交換システム、光インタコネクトシステムなどに適用
する低コスト光モジュール構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術は、第５回オプトエレクトロ
ニクスコンファレンス（１９９４年７月）において、田
淵ら（論文番号１５Ｂ１−２）、山田ら（論文番号１５
Ｂ１−３）により報告されている。また１９９５年オプ
ティカル・ファイバ・コミュニケーション・コンファレ
ンスにおいて山田らの報告（論文番号 ＰＤ１２−２）
がある。
【０００３】従来技術の光アセンブリ構造を図１に示
す。石英ガラス系の光導波路１を上面に形成したシリコ
ン基板１０上に共にn型基板の半導体レーザ２、導波路
型受光素子３を搭載した構造である。光導波路１はシリ
コン基板１０の凹部に石英ガラスよりなる下部クラッド
層１２を埋めこみ、この上に石英ガラスよりなる調整用
クラッド１３、前記下部クラッド層より屈折率の大きな
光導波路コア１４と石英ガラスよりなる上部クラッド層
１５が形成されている。半導体レーザ２および導波路型
受光素子３はシリコン基板の凸部１１上のガラスを選択
的にエッチングして形成した素子搭載部５の電極７２
０、７３０上、光導波路１の光入出力ポートに向かい合
わせ固定されている。
【０００４】光導波路１と光素子２、３とには低損失の
光結合が求められており、光導波路コア１４の光軸位置
と搭載素子の光軸位置を面内方向で一致させるため、合
わせマークを用いた精密位置制御、ソルダの表面張力を
利用したセルフアライメントなどの手法が低コスト実装
方式として提案されている。また、位置ずれの影響を少
なくするため、搭載する光素子のスポットサイズをガラ
ス光導波路のそれに近づけるなどの工夫がなされてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発熱
の大きな素子と、高インピーダンスの光素子を、光導波
路の光軸と一致させつつ、同一の光導波路基板上に低コ
スト実装できるための光アセンブリ構造を提案すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，半導体基板の凸部上に直接、あるいはサブミクロン
程度の厚さの絶縁体層を介して発熱の大きな素子を接着
させることにより、低熱抵抗の搭載が可能となる。この
搭載素子が半導体レーザのような光素子で、光導波路と
の光軸を一致させる必要のある場合には、凸部上面とコ
ア層中心位置間の相対距離が光素子の結晶厚みと電極、
ソルダの厚みの和と一致するように制御して達成可能で
ある。高インピーダンスの光素子は、半導体基板の凹部
上に形成した光導波路層を光軸が一致する程度に掘りこ
んでこの溝中に搭載すれば、伝導体であるシリコン基板
の電気的影響がほとんど無い状態での搭載が可能とな
る。
【０００７】また、他の手法として、外部回路との接続
形態を含めて、等価的に高インピーダンスの光素子の浮
遊容量を低下することも可能である。すなわち、半導体
基板の電位を電源電圧、あるいは接地電位として、搭載
される２つ以上の素子の信号線を半導体基板に接近しな
いようにすれば良い。このためには、順方向にバイアス
される発熱素子と、浮遊容量の問題になる逆バイアス素
子の極性を反転して搭載する構造とすることで実現でき
る。
【０００８】以上により、発熱の大きな素子と高インピ
ーダンスの光素子を、同一の光導波路基板上に光軸を一
致させつつ低コスト実装することが可能となる。
【０００９】
【実施例】
実施例１ 本発明の実施例を図２に示す。上面に凸部を有するシリ
コン基板上１０に電子ビーム蒸着法を用いて、石英ガラ
スよりなる下部クラッド１２を凸部の高さ（２０〜３０
μｍ）より十分高く形成させた。ここで、シリコンは凸
部１１の形状が対称となるよう、面方位（１００）±５
°以下を用いた。その後シリコンの凸部上面が完全に露
出されるまで下部クラッドを研磨し、シリコン凸部１１
と下部クラッド１２を平滑化した。その上にチタン、ゲ
ルマニウムなどを添加した石英ガラスを電子ビーム蒸着
により形成し、パタニングして光導波路コア１４を形成
した。次いで、無添加の石英ガラスを電子ビーム蒸着
し、上部クラッド１５を形成した。その後、シリコン凸
部上面が露出するまで、部分的に上部クラッド１５なら
びに光導波路コア１４をふっ素系のガスを用いてドライ
エッチした。シリコン表面が露出したところで停止する
ため、過剰にエッチングしても問題はない。このドライ
エッチングはむしろ、第２の素子搭載部５３となる凹部
の深さが、ここに搭載する導波路形受光素子３の光軸３
１と光導波路コア１４の光軸が一致する時点でエッチン
グを終了させた。エッチングレートは毎分0.1〜1μｍ程
度に制御できるため、時間管理で再現性良く深さ制御が
可能となる。素子搭載部５３の表面からシリコン基板１
０までの厚さを１０ミクロン以上としたため、導波路形
受光素子はシリコン基板１０を介した浮遊容量の増加は
０．０２ｐＦ以下である。
【００１０】次ぎに、第１の光素子搭載部５２の光導波
路コア１４の光軸位置と半導体レーザ２の光軸位置が一
致していないため、シリコンを選択的エッチングして第
２の搭載部５３に影響を及ぼすことなく第１の光素子搭
載部５２の高さのみ調整した。これにより、２つの素子
搭載部５２、５３の光軸位置が独立して調整できた。次
ぎに、素子搭載部５２、５３にチタン、白金、金よりな
る電極層を電子ビーム蒸着法により形成し、素子電極形
状に合わせてパタニングし、電極７２０、７２１、７２
２、７３０、７３１、７３２を形成して光導波路基板１
００を得た。本実施例においては、光導波路１の表面形
状をY字上として一端子を光の入出力ポート、分岐後の
２端子を素子搭載部５２上の半導体レーザ２、素子搭載
部５３上の導波路形受光素子３に接続するポートとし
た。なお、素子搭載のためのインデクスパタンは電極パ
タンと同時に形成した。また、搭載に用いた半導体レー
ザ２の結晶基板２０、および導波路型受光素子３の結晶
基板３０は共にｎ型のInP結晶である。
【００１１】次ぎに、電極７２０上にAuSn薄膜ソルダ８
２（厚さ1〜6μm）を形成した半導体レーザ２を赤外線
透過法を用いた、インデクスアライメント法を用いて搭
載した。半導体レーザ２上に刻んだインデクスパタンと
素子搭載部５２のシリコン上面に刻んだインデクスパタ
ンを同時に赤外線で透過させ、これらを赤外線ＴＶカメ
ラで観測することでパタン間の相対的な位置ずれを検知
し、位置合わせした。位置合わせの後、加熱してソルダ
５２を溶融させ半導体レーザ２を固着した。次ぎに同様
な方法で導波路形受光素子３を素子搭載部５３に固着し
た。電極７２０、７２１間および半導体レーザ２、電極
７２２間を金ワイヤ９で接続して半導体レーザ２の電気
的接続を取った。また、電極７３０、７３１間および導
波路形受光素子３、電極７３２間を金ワイヤ９で接続し
て半導体レーザ２の電気的接続を取った。
【００１２】光アセンブリの試作後、入出力ポートにフ
ァイバを接続して光出力特性、感度特性を評価した。図
３に３台分の光出力特性を示す。半導体レーザ２を駆動
し、動作電流50mAでファイバ光出力1mWが得られた。搭
載前の光出力特性と比較することにより、半導体レーザ
２の搭載後の位置ずれ誤差が１μｍ以内に制御出来るこ
とを確認できた。また、受光感度は0.31A/Wと十分な感
度特性が得られた。導波路形受光素子３の位置ずれ誤差
も１μｍ以内であった。また、半導体レーザの熱抵抗は
〜40℃／Wであり、十分な放熱特性を確保出来ることを
確認した。受光素子の容量は実装分含めて、1pF 以下で
あった。
【００１３】実施例２ 本発明の実施例を図４に示す。上面に凸部を有するシリ
コン基板上１０に電子ビーム蒸着法を用いて、石英ガラ
スよりなる下部クラッド１２を凸部１１の高さ（20〜30
μｍ）より十分高く形成させた。ここで、シリコンは凸
部の形状が対称となるよう、面方位（１００）±５°以
下を用いた。その後シリコンの凸部１１上面が完全に露
出されるまで下部クラッドを研磨し、シリコン凸部１１
と下部クラッド１２を平滑化した。その上に石英ガラス
よりなる調節用クラッド層１３を堆積した後、チタン、
ゲルマニウムなどを添加した石英ガラスを電子ビーム蒸
着により形成し、パタニングして光導波路コア１４を形
成した。次いで、無添加の石英ガラスを電子ビーム蒸着
し、上部クラッド１５を形成した。 その後、シリコン
凸部１１上面が露出するまで、部分的に上部クラッド１
５ならびに光導波路コア１４をふっ素系のガスを用いて
ドライエッチした。シリコン表面が露出したところで停
止するため、過剰にエッチングしても問題はない。な
お、調整用クラッド層１３は、光導波路コア１４の光軸
位置と半導体レーザ２および導波路形受光素子３の光軸
位置２１、３１を一致させるために形成した。
【００１４】次ぎに、素子搭載部５２、５３に厚さ０．
５ミクロン以下のシリコン酸化膜１６を形成した後、チ
タン、白金、金よりなる電極層を電子ビーム蒸着法によ
り形成し、素子電極形状に合わせてパタニングし、光導
波路基板を得た。なお、素子搭載のためのインデクスパ
タンは電極パタンと同時に形成した。なお、本実施例に
おいても、光導波路コア3の表面形状をY字上として一端
子を光の入出力ポート、分岐後の２端子を素子搭載部５
２上の半導体レーザ２、素子搭載部５３上の導波路形受
光素子３に接続するポートとした。
【００１５】次ぎに、電極表面にAuSn薄膜ソルダ８２
（厚さ１〜６μｍ ）を形成した半導体レーザ２を赤外
線透過法を用いた、インデクスアライメント法を用いて
搭載した。半導体レーザ２上に刻んだインデクスパタン
と素子搭載部５２のシリコン上面に刻んだインデクスパ
タンを同時に赤外線で透過させ、これらを赤外線ＴＶカ
メラで観測することでパタン間の相対的な位置ずれを検
知し、位置合わせした。位置合わせの後、加熱してソル
ダを溶融させ半導体レーザ２を固着した。次ぎに同様な
方法で導波路形受光素子３を素子搭載部５３に固着し
た。素子搭載後、溝を覆うようにガラスよりなる蓋６１
を被せ、樹脂６２で固定した。この蓋の適用により、フ
ァイバ接続工程での素子破損が無くなり、安定した光ア
センブリ試作が可能となった。
【００１６】本実施例では実施例１と異なり半導体レー
ザ２にはｎ型のＩｎＰ結晶、導波路形受光素子３にはｐ
型のＩｎＰ結晶を用いた。これにより、シリコン基板を
電源電圧に共通化して、導波路形受光素子の信号線を結
晶基板側に配置でき、浮遊容量の増加分を０．３ｐＦ以
下に押さえることができた。
【００１７】光アセンブリ１００の試作後、入出力ポー
トにファイバ１０４をガラスブロック１０３を用いて接
続し、光出力特性、感度特性を評価し、実施例１と同様
の特性を得た。そこで、図５に示すように、光アセンブ
リ１００をレーザ駆動用IC１０５、プリアンプIC１０
６、と共にプリント基板１０１上に実装した。これを図
５に示す。試作ボードを２台準備して対向させ、伝送特
性を評価した。伝送速度は30Mb/s、伝送距離は5kmとし
たところ、符号誤り率10の−9乗以下の伝送が可能であ
ることが確認できた。
【００１８】実施例３ 本発明の第３の実施例を図６に示す。ここでは、実施例
２において、蓋を被せる代わりに、素子２および３を保
護する目的で溝部にエポキシ系樹脂６３を埋めこんだ構
造とした。樹脂埋めこみにより、素子特性はほとんど劣
化しなかった。本発明のモジュール11台を温度85℃、湿
度90％の高温加湿炉内に放置して光出力特性、光感度特
性の劣化を評価した。2000時間の試験経過後にはいずれ
も特性劣化がみられていない。一方、比較として樹脂埋
め込みの無い場合には200〜500時間経過時点で受光素子
３の暗電流が急速に増加する結果となり、樹脂埋めこみ
の効果が確認された。
【００１９】実施例４ 本発明の第４の実施例では，実施例３において、光導波
路を石英ガラスからポリイミドに材料を代えた構造とし
た。クラッド層１２、１３、１５にはフッ素置換ポリイ
ミドを用い、コアとの屈折率差が1％となるようにして
光導波路を形成した。光導波路１に有機材料を用いたた
め、スピンコートによる短時間での膜形成が可能とな
り、一層の低コスト化が容易であった。なお、埋め込む
樹脂は実施例３と同様にエポキシ樹脂を用いた。
【００２０】実施例５ 本発明の第５の実施例を図７に示す。導波路アレイ１１
０に導波路型受光素子アレイ３が光学的に接続する構成
とした。搭載に用いた光導波路基板の試作プロセスは実
施例１と同様である。本実施例では、シリコン凸部上に
形成した素子搭載部５４に１０チャネルのプリアンプIC
アレイ４を、シリコン凹部のガラス面を堀り込んで形成
した素子搭載部５２に１０チャネルの導波路型受光素子
アレイ３を搭載したプリアンプIC４は１Ｇｂ／ｓ程度ま
での高速動作を行うため、Siパイポーラプロセスにより
試作した。導波路型受光素子アレイ３は１０チャネルの
アレイよりなる光導波路コア１４に接続する構造とし
た。本アセンブリに１０チャネルのファイバを組み込み
受光感度を測定したところ、0.85±0.02A/Wでチャネル
間バラツキの小さな受光特性を示した。また、チャネル
当たり毎秒200ビット、伝送距離100mでの受信特性評価
にした。各チャネルとも数十時間以上エラーフリー動作
した。導波路型受光素子の適用により、電気配線面内と
光の入射面の一致が容易であるため、簡易なモジュール
が実現できた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、発熱の大きな素子と、
高インピーダンスの光素子を、光導波路の光軸と一致さ
せつつ、同一の光導波路基板上に搭載可能となる。これ
により、光導波路上に種々の光素子、電気素子を組み込
んだハイブリッド光回路が低コストで実装できる。この
ため各家庭にまで光ファイバを配線してマルチメディア
対応の大容量の通信が可能となる。また装置間の配線に
光ファイバを導入することが可能となるため、並列演算
処理の大規模化が容易に実現されるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光アッセンブリ構造を示す図である。
【図２】本発明の第１、第４の実施例に関する構造を示
す図である。
【図３】第１の実施例に関する光出力特性を示す図であ
る。
【図４】本発明の第２の実施例に関する構造を示す図で
ある。
【図５】本発明の第２の伝送ボードへの適用例を示す図
である。
【図６】本発明の第３の実施例に関する構造を示す図で
ある。
【図７】本発明の第５の実施例に関する構造を示す図で
ある。
【符号の説明】
１…光導波路、１０…半導体基板、１２，１３，１５…
クラッド層、１４…光導波路コア、２…半導体レーザ、
３…導波路形受光素子もしくは受光素子アレイ、４…プ
リアンプＩＣ、５，５２，５３…素子搭載部、６１…
蓋、６２，６３…樹脂、７２０，７２１，７２２，７３
０，７３１，７３２，７４０，７４１，７４２…電極、
８２，８３，８４…ソルダ、９…ワイヤ、１０…半導体
基板、１２，１３，１５…クラッド層、１４…光導波路
コア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/04 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｙ 10/06 10/14 10/26 10/28 (72)発明者 辻 伸二 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高橋 龍太 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (72)発明者 宍倉 正人 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 菊池 悟 埼玉県入間郡毛呂山町大字旭台15番地 日立東部セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 青木 聰 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所光技術開発推進本部 内 (56)参考文献 特開 平８−78657（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−73583（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−334657（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318765（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 27/15 H01L 31/00 - 31/024 G02B 6/42 - 6/43

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】凸部を有する一の半導体基板上に第１の誘
    電体層、第２の誘電体層が形成され、これらの誘電体層
    により挟まれ、かつその屈折率が前記第１、第２の誘電
    体層よりも大きなコアにより光導波路が構成され、半導
    体レーザ素子が前記基板凸部上に配置され、かつ受光素
    子が前記基板凹部上の前記第１の誘電体層を掘りこんだ
    溝内に配置され、 前記光導波路の表面形状はY字状であり、分岐した前記
    光導波路の一の端部で前記半導体レーザ素子と前記光導
    波路で光軸が一致するように構成され、分岐した前記光
    導波路の他の端部で前記受光素子と前記光導波路で光軸
    が一致するように構成され、 光信号の送受信が可能であることを特徴とする光アセン
    ブリ。
  2. 【請求項２】前記半導体基板凸部上に絶縁膜が形成され
    たことを特徴とする請求項１の記載の光アセンブリ。
  3. 【請求項３】前記受光素子が光導波路構造を有してお
    り、配置された光軸高さが±３ミクロン以内で半導体基
    板上の光導波路光軸高さと一致したことを特徴とする請
    求項１に記載の光アセンブリ。
  4. 【請求項４】前記半導体基板が（１００）±５°面方位
    のシリコンであることを特徴とする請求項１に記載の光
    アセンブリ。
  5. 【請求項５】前記光導波路を構成する誘電体がシリコン
    の酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項１に記
    載の光アセンブリ。
  6. 【請求項６】前記半導体レーザ素子が光導波路構造を有
    し、その光軸高さが±３ミクロン以内で前記半導体基板
    上の光導波路光軸高さと一致したことを特徴とする請求
    項１なに記載の光アセンブリ。
  7. 【請求項７】前記受光素子を搭載した溝が蓋により覆わ
    れたことを特徴とする請求項１に記載の光アセンブリ。
  8. 【請求項８】前記受光素子を搭載した溝の内、光通過経
    路部分が樹脂により埋めこまれたことを特徴とする請求
    項７に記載の光アセンブリ。
  9. 【請求項９】請求項１ないし８のいずれか一つに記載の
    光アセンブリを用いた光伝送モジュール。
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Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2985830B2 (ja) 1997-05-19 1999-12-06 日本電気株式会社 光モジュール及びその製造方法
JP4221765B2 (ja) * 1997-08-29 2009-02-12 ソニー株式会社 光集積化酸化物装置および光集積化酸化物装置の製造方法
JPH11125731A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Nec Corp 単芯アレイ変換光装置
US6085005A (en) * 1998-02-26 2000-07-04 Lucent Technologies, Inc. Optical assembly with a coated component
US6278138B1 (en) * 1998-08-28 2001-08-21 Sony Corporation Silicon-based functional matrix substrate and optical integrated oxide device
JP4035238B2 (ja) * 1998-10-20 2008-01-16 富士通株式会社 光モジュール
JP2001004853A (ja) 1999-06-23 2001-01-12 Nec Corp 光モジュールとその製造方法
JP3688162B2 (ja) * 1999-10-08 2005-08-24 日本電信電話株式会社 光モジュール
DK199901580A (da) * 1999-11-03 2001-05-04 Nkt Res As Silicium mesa struktur integreret i en glas på silicium bølgeleder, samt fremgangsmåde til fremstiiling heraf
US6344664B1 (en) 1999-12-02 2002-02-05 Tera Connect Inc. Electro-optical transceiver system with controlled lateral leakage and method of making it
US6916121B2 (en) 2001-08-03 2005-07-12 National Semiconductor Corporation Optical sub-assembly for optoelectronic modules
JP4517461B2 (ja) * 2000-06-19 2010-08-04 ソニー株式会社 光配線モジュールの製造方法
US6888863B1 (en) * 2000-06-30 2005-05-03 Lucent Technologies Inc. System comprising optical semiconductor waveguide device
US6677655B2 (en) 2000-08-04 2004-01-13 Amberwave Systems Corporation Silicon wafer with embedded optoelectronic material for monolithic OEIC
JP3722279B2 (ja) * 2001-01-26 2005-11-30 日本電気株式会社 光送受信モジュール
US7269027B2 (en) * 2001-08-03 2007-09-11 National Semiconductor Corporation Ceramic optical sub-assembly for optoelectronic modules
US7023705B2 (en) 2001-08-03 2006-04-04 National Semiconductor Corporation Ceramic optical sub-assembly for optoelectronic modules
US6898343B2 (en) * 2001-08-17 2005-05-24 Fujitsu Limited Optical switching apparatus and method for fabricating
US6709882B2 (en) * 2001-08-27 2004-03-23 Lightwave Microsystems Corporation Planar lightwave circuit active device metallization process
US6973225B2 (en) * 2001-09-24 2005-12-06 National Semiconductor Corporation Techniques for attaching rotated photonic devices to an optical sub-assembly in an optoelectronic package
US6758610B2 (en) 2001-12-10 2004-07-06 Jds Uniphase Corporation Optical component attachment to optoelectronic packages
GB0203343D0 (en) 2002-02-13 2002-03-27 Alcatel Optronics Uk Ltd Micro opto electro mechanical device
US20030174963A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Brown Gordon C. Strain optimized cantilever pigtail attach method with low moment staking
US6660548B2 (en) * 2002-03-27 2003-12-09 Intel Corporation Packaging of multiple active optical devices
KR100461157B1 (ko) * 2002-06-07 2004-12-13 한국전자통신연구원 병렬 광접속 모듈 및 그 제조방법
JP3759081B2 (ja) 2002-07-18 2006-03-22 Ｎｅｃ化合物デバイス株式会社 半導体レーザ装置
US20050025449A1 (en) * 2002-11-08 2005-02-03 Dirkson John C. Methods and structures for testing optical subassemblies at higher and lower temperatures
JP2004336025A (ja) * 2003-04-14 2004-11-25 Fujikura Ltd 光モジュール、光モジュール実装基板、光伝送モジュール、双方向光伝送モジュール、光モジュールの製造方法
US7156562B2 (en) * 2003-07-15 2007-01-02 National Semiconductor Corporation Opto-electronic module form factor having adjustable optical plane height
US6985668B2 (en) * 2003-07-15 2006-01-10 National Semiconductor Corporation Multi-purpose optical light pipe
WO2005066677A2 (en) * 2004-01-07 2005-07-21 Lambdy Crossing, Ltd. Improved accuracy fiducial marks for trench implementation in optical transceiver platforms
JP4361380B2 (ja) * 2004-01-23 2009-11-11 富士通株式会社 光モジュール
JP4452743B2 (ja) * 2005-06-10 2010-04-21 富士通株式会社 光モジュールの製造方法、光モジュール及び光モジュール用プラットフォーム
WO2007114384A1 (ja) * 2006-04-03 2007-10-11 The University Of Tokyo 信号伝送機器
EP1876483B1 (en) * 2006-07-06 2014-10-29 Fujitsu Component Limited Photoelectric conversion module, assembling method thereof, high-speed transmission connector, and mounting system
DE102006036049A1 (de) * 2006-08-02 2008-02-07 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Elektronische Baugruppe, Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektronischen Baugruppe, sowie Strahlungssensor-Baugruppe mit einer derartigen elektronischen Baugruppe
JP5117419B2 (ja) * 2009-01-30 2013-01-16 古河電気工業株式会社 並列伝送モジュール
JP2011033876A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Nitto Denko Corp 光センサモジュールの製造方法およびそれによって得られた光センサモジュール
US11181688B2 (en) 2009-10-13 2021-11-23 Skorpios Technologies, Inc. Integration of an unprocessed, direct-bandgap chip into a silicon photonic device
US9496431B2 (en) * 2013-10-09 2016-11-15 Skorpios Technologies, Inc. Coplanar integration of a direct-bandgap chip into a silicon photonic device
JP5308408B2 (ja) 2010-07-27 2013-10-09 日東電工株式会社 光センサモジュール
JP5325184B2 (ja) * 2010-08-31 2013-10-23 日東電工株式会社 光センサモジュール
US8639070B2 (en) * 2010-10-07 2014-01-28 Alcatel Lucent Optical assembly for a WDM receiver or transmitter
JP5693986B2 (ja) 2011-02-03 2015-04-01 日東電工株式会社 光センサモジュール
JP2012227464A (ja) * 2011-04-22 2012-11-15 Nec Corp レーザモジュールの製造方法およびレーザモジュール
JP6252585B2 (ja) * 2013-06-04 2017-12-27 富士電機株式会社 半導体装置
US9209142B1 (en) 2014-09-05 2015-12-08 Skorpios Technologies, Inc. Semiconductor bonding with compliant resin and utilizing hydrogen implantation for transfer-wafer removal
US9784933B2 (en) * 2014-12-18 2017-10-10 Infinera Corporation Photonic integrated circuit (PIC) and silicon photonics (SIP) circuitry device
JP6530706B2 (ja) * 2015-12-25 2019-06-12 日本電信電話株式会社 光デバイス
US10509163B2 (en) 2016-02-08 2019-12-17 Skorpios Technologies, Inc. High-speed optical transmitter with a silicon substrate
US10234626B2 (en) * 2016-02-08 2019-03-19 Skorpios Technologies, Inc. Stepped optical bridge for connecting semiconductor waveguides
US10732349B2 (en) 2016-02-08 2020-08-04 Skorpios Technologies, Inc. Broadband back mirror for a III-V chip in silicon photonics
JP6730583B2 (ja) * 2016-02-12 2020-07-29 富士通株式会社 光半導体装置及びその製造方法
US10312661B2 (en) * 2016-05-11 2019-06-04 Skorpios Technologies, Inc. III-V chip preparation and integration in silicon photonics
WO2018017962A1 (en) 2016-07-22 2018-01-25 Skorpios Technologies, Inc. On-chip high capacitance termination for transmitters
US10444445B2 (en) * 2017-02-10 2019-10-15 Ciena Corporation Optically isolated photodiode for high sensitivity application
WO2019067455A1 (en) 2017-09-28 2019-04-04 Masseta Technologies Llc LASER ARCHITECTURES USING QUANTUM WELL MIX TECHNIQUES
US11552454B1 (en) 2017-09-28 2023-01-10 Apple Inc. Integrated laser source
US10928588B2 (en) 2017-10-13 2021-02-23 Skorpios Technologies, Inc. Transceiver module for optical communication
US11171464B1 (en) 2018-12-14 2021-11-09 Apple Inc. Laser integration techniques
JP6944085B2 (ja) * 2019-09-30 2021-10-06 京セラ株式会社 光導波路パッケージおよび発光装置
US11500154B1 (en) 2019-10-18 2022-11-15 Apple Inc. Asymmetric optical power splitting system and method
GB2589335B (en) * 2019-11-26 2022-12-14 Rockley Photonics Ltd Integrated III-V/silicon optoelectronic device and method of manufacture thereof
JP2022049350A (ja) * 2020-09-16 2022-03-29 浜松ホトニクス株式会社 光検出器及びビート分光装置
US20230408777A1 (en) * 2020-10-28 2023-12-21 Kyocera Corporation Optical circuit board and electronic component mounting structure using same
CN115113348B (zh) * 2022-06-30 2024-01-23 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种硅光器件及其制备方法
WO2024181571A1 (ja) * 2023-03-02 2024-09-06 京セラ株式会社 光学素子

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3952265A (en) * 1974-10-29 1976-04-20 Hughes Aircraft Company Monolithic dual mode emitter-detector terminal for optical waveguide transmission lines
FR2396419A1 (fr) * 1977-06-27 1979-01-26 Thomson Csf Diode capable de fonctionner en emetteur et detecteur de lumiere de la meme longueur d'onde alternativement
JPS57172308A (en) * 1981-04-16 1982-10-23 Omron Tateisi Electronics Co Coupling method of semiconductor laser and optical waveguide
DE3731311A1 (de) * 1987-09-17 1989-03-30 Siemens Ag Kombinierter sende- und empfangsbaustein eines bidirektionalen optischen uebertragungssystems
US4904036A (en) * 1988-03-03 1990-02-27 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Subassemblies for optoelectronic hybrid integrated circuits
DE3833311A1 (de) * 1988-09-30 1990-04-19 Siemens Ag Optoelektronische sende- und empfangsvorrichtung
DE4112471A1 (de) * 1991-03-02 1992-10-22 Ant Nachrichtentech Anordnung zum einfuehren von optischen und elektrischen leitern in ein hermetisch dichtes gehaeuse
US5391869A (en) * 1993-03-29 1995-02-21 United Technologies Corporation Single-side growth reflection-based waveguide-integrated photodetector
US5345524A (en) * 1993-05-20 1994-09-06 Motorola, Inc. Optoelectronic transceiver sub-module and method for making
DE4323826A1 (de) * 1993-07-15 1995-01-19 Siemens Ag Optoelektronischer Koppelschaltkreis mit Umschalter

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