JP3850569B2 - フェルールアセンブリ及び光モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に光通信分野に使用される光伝送モジュールに関し、特に、レセプタクル型光伝送モジュールに関する。
【0002】
近年の情報通信分野では、情報の高度化に伴い演算処理の高速化・大容量化及びデータ伝送の高速化が必要とされている。これを実現するには光伝送が不可欠であり、現在光通信網の拡大・普及に向けて整備が進められている。
【0003】
光伝送システムにおいて各所に多数使用される装置として、光電変換又は電光変換を行なう光回路と電気回路が混在した光伝送モジュールがある。現在、この光伝送モジュールの通信メーカー1社当りの生産規模は10万個/年程度であるが、光通信網の普及に伴い、将来は100万個/年以上の生産規模が必要となり、また、その製造コストを現状の1/10以下にまで低減する必要があるといわれている。
【0004】
このため、光伝送モジュールは部品点数を極力削減し、その組立工程を簡単化することにより量産化・低価格化を実現し、且つ、高信頼性・高寿命が確保できる形態が強く求められている。
【0005】
【従来の技術】
通信装置に組み込まれるプリント配線板に実装される部品は、一般に表面実装型とスルーホール実装型に分類される。表面実装型部品の代表例はLSIであり、フラットパッケージ型といわれる形状を有している。
【0006】
この部品はリフロー半田付けという方法によって半田付けが行なわれる。即ち、ペースト状の半田をプリント配線板に印刷し、このペースト半田部分に表面実装型部品を粘着させ、半田の表面温度が220℃以上となるコンベア炉の中で半田付けを行なう。
【0007】
スルーホール実装型部品の代表例は、大容量コンデンサや端子数の多い(200端子以上)LSIである。端子数の多いLSIはPGA(Pin Grid Array)という端子形態をなしている。
【0008】
これらのスルーホール実装型部品はフロー半田付けという方法によって半田付けが行なわれる。即ち、スルーホール実装型部品の端子をプリント配線板のスルーホールに挿入し、プリント配線板を部品実装面と反対の側から260℃程度の半田槽に入れ、半田付けを行なう。
【0009】
ところで、光モジュールを表面実装型部品又はスルーホール実装型部品と同様に半田付け工程でプリント配線板上に実装するには、いわゆるピグテール型と呼ばれる光ファイバコード付光モジュールは不向きである。
【0010】
通常、光ファイバコードはナイロン製被覆を有しており、このナイロン製被覆は耐熱性が80℃程度しかないため半田付け工程で溶けてしまう。また、光ファイバコード自体が製造現場において収容や取り扱いの不具合をもたらし、プリント配線板への実装効率を著しく低下させることになる。
【0011】
このため、光モジュールの半田付け工程を可能として製造コストの低減を図るには、光ファイバコードを含まない、いわゆるレセプタクル型光モジュールの適用が不可欠となっている。
【0012】
このような半田付け工程が可能なレセプタクル型光伝送モジュールを提供する従来例として、1996年電子情報通信学会総合大会講演論文集、C-207(文献1)に記載のものが知られている。
【0013】
文献1には光電変換素子とフェルール付光ファイバをシリコン基板で保持し、これにシリコンキャップを被せて光結合部を気密封止した後、全体をエポキシ系樹脂でモールド成形したレセプタクル型光モジュールが記載されている。
【0014】
シリコン基板には光ファイバとフェルールを位置決めするV溝が形成され、両者がシリコンキャップで同時に固定されている。また、リードフレームを直接シリコン基板に接着固定し、リードフレームが電気的入出力端子を形成している。
【0015】
光ファイバ接続部には市販のMU型コネクタハウジングを取り付け、光ファイバの着脱を実現している。モールドパッケージより伸びたリードフレームのフロー半田付けにより、光モジュールがプリント配線板へ実装される。
【0016】
別の従来例として、1997年電子情報通信学会総合大会講演論文集、C-3-61(文献2)に記載された技術が知られている。文献1に記載された技術と同様に、シリコン基板にベア光ファイバとフェルールを位置決めするV溝が形成されており、ベア光ファイバがガラス板によりUV接着剤でシリコン基板に固定されて、光電変換素子との光結合を実現している。
【0017】
光電変換素子と光ファイバとの光結合部は透明エポキシ樹脂で封止されている。シリコン基板は電気入力端子を形成するリードフレームに固定され、リードフレームは金線ワイヤにより光電変換素子と接続されている。
【0018】
そして、フェルール終端を残して樹脂モールド成形した後、光コネクタアダプタを取り付けて光モジュールが完成する。光コネクタアダプタは光モジュールに他の光ファイバを着脱するために使用される。モールドパッケージより伸びたリードフレームのフロー半田付けにより、光モジュールがプリント配線板へ実装される。
【0019】
光加入者系伝送システムでは、光伝送システム自体の経済化も必要である。このため、多数の加入者が1台の局側装置を共用し、波長多重の双方向通信を行なうシステムが提案され、標準化されている。
【0020】
この構成を実現するためには、加入者側と局側に波長分波/合波機能を有する光モジュールが必要である。特に、波長分波/合波機能を1チップに集積したPLC(平面光導波回路:Planer Lightwave Circuit)を内蔵した光モジュールは、量産及び低コスト化の点で期待されている。
【0021】
加入者系光伝送モジュールの組立費削減に対しては、光ファイバインターフェイス部のレセプタクル構造、特に、波長分波/合波機能を内蔵したPLCと光ファイバとのインターフェイス部の低コスト化技術が重要である。
【0022】
従来、PLCと光ファイバとの接続をセルフ・アライメントで行なう技術が知られている。この従来技術のように、光導波路のコア中心と光ファイバのコア中心が一致するように、シリコン基板上にファイバガイドを形成しておけば、PLCと光ファイバの最適配置が自己整合的に決定される。
【0023】
セルフ・アライメント実装方法では、光半導体素子に通電する必要がなく、光導波路のコア中心と光ファイバのコア中心を一致させるための複雑な調芯装置や調芯のための時間を必要としないので、量産や低コスト化に適している。
【0024】
レセプタクル型光モジュールの他の従来例として、V溝付のシリコン基板を介して、光素子とレセプタクル用のフェルールをセルフ・アライメントで光学的に接続する技術が知られている。
【0025】
この従来技術で光素子を光導波路に置き換えれば、V溝付のPLC基板を介して、光導波路とレセプタクル用のフェルールをセルフ・アライメントで光学的に接続する構造が得られる。
【0026】
また、別の従来技術として複数の光導波路コア部を有するPLCと多芯光ファイバとのインターフェイスを提供するレセプタクル型光モジュールも知られている。
【0027】
この従来技術では、基板上に2個のガイドピン用のV溝が設けられており、基板上に搭載された複数の光素子あるいは複数の光導波路コア部と、複数の光ファイバとの光結合が2本のガイドピンを介して達成される。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のレセプタクル型光モジュールには次のような問題点がある。すなわち、フェルールを基板に搭載するために、基板に深いV溝を形成する必要があり、光素子を搭載するシリコン基板やPLC基板の厚さを厚くしなければならない。その結果、部材費は高くなる。また、フェルールの下側に基板を残す必要があるため、薄型化に不利である。
【0029】
また、従来のレセプタクル型光モジュールでは、V溝中に搭載されたフェルールと光素子又は光導波路コア部との芯出しをしている。このため、光導波路のコア中心(又は光素子の活性層)と光ファイバのコア中心の相互位置ずれ量が大きくなり、光結合損失が大きくなりやすい。これは、光モジュールの特性を低下させる。
【0030】
よって本発明の目的は、低コスト化、小型化に適したレセプタクル型光モジュールを提供することである。
【0031】
本発明の他の目的は、レセプタクル型光モジュールを組み立てるのに要求されるフェルールアセンブリを提供することである。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、フェルールアセンブリであって、貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平端部と、第1端及び第2端を有するフェルールと;前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し;前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、前記光ファイバは前記切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とするフェルールアセンブリが提供される。
【0033】
本発明の他の側面によると、光モジュールであって、溝を有する基板と;一端が前記溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と;貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと;前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し;前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、前記光ファイバの前記第1端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記フェルールが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【0034】
好ましくは、フェルールが搭載された側と反対側の基板端部上にはレーザダイオード又はフォトダイオード等の光素子が光導波路コア部と光結合するように搭載されている。
【0035】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、両端部分に第1及び第2の溝を有する基板と;一端及び他端が前記第1及び第2の溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板の中間部分に形成された光導波路層と;それぞれ貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有する第1及び第2フェルールと;前記第1及び第2フェルールの貫通孔中に挿入され、該第1及び第2フェルールの前記円筒状部分で固定された第1及び第2ベア光ファイバとを具備し;前記第1光ファイバは前記第1フェルールの第1端と面一の第1端部と、該第1フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、前記第2光ファイバは前記第2フェルールの第1端と面一の第1端部と、該第2フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、前記第1光ファイバの前記第1端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記第1光ファイバが前記基板の第1の溝中に挿入されて、前記第1フェルールが前記第1切欠平坦部で前記基板に固定されており、前記第2光ファイバの前記第1端部が前記光導波路コア部の他端に突き当てられるように前記第2光ファイバが前記基板の第2の溝中に挿入されて、前記第2フェルールが前記第2切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【0036】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、溝を有する基板と;第1及び第2端を有する第1光導波路コア部と、一端が前記第1光導波路コア部の中間部分に接続された第2光導波路コア部と、該第1及び第2光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と;前記第1及び第2光導波路コア部の接続部分を横切るように前記基板上に搭載された光波長フィルタと;貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記光ファイバの一端が前記第1光導波路コア部の第1端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記切欠平坦部で前記基板に固定された半面切欠フェルールアセンブリと;前記第1光導波路コア部の第2端に光結合するように前記基板に搭載された第1光素子と;前記第2光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載された第2光素子とを具備し;前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有していることを特徴とする光モジュールが提供される。
【0037】
例えば、第1光素子は波長1.55μm帯のレーザビームを受光するフォトダイオードであり、第2光素子は波長1.3μm帯のレーザビームを出射するレーザダイオードである。
【0038】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、表面上に第1マーカーの形成された基板と;光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った幅の狭い第1部分と幅の広い第2部分とを有する光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と;溝と第2マーカーとを有し、該第2マーカーが前記第1マーカーに位置あわせされて前記溝が前記光導波路クラッド部の前記第1部分を収容するように前記基板上に固定されたガラス板と;貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記切欠平坦部で前記ガラス板に固定された半面切欠フェルールアセンブリとを具備し;前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有していることを特徴とする光モジュールが提供される。
【0039】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、複数の溝を有する基板と;それぞれの一端が前記各溝の一端に整列した複数の光導波路コア部と、前記複数の光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と;複数の貫通孔と、該各貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定され前記切欠平坦部で半円筒状に露出する複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含んだコネクタアセンブリとを具備し;前記各光ファイバは前記ブロックの第1端と面一の第1端部と、該ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、前記各光ファイバの一端が前記各光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記各光ファイバが前記基板の各溝中に挿入されて、前記ブロックが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【0040】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、一端部に第1の溝を有し、他端部に複数の第2の溝を有する基板と;一端部が前記第1の溝の一端部に整列し、他端部が複数に分岐されてそれぞれ前記複数の第2の溝の一端部に整列した光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った光導波路クラッドとを有する、前記基板上に形成された光導波路層と;第1貫通孔を有する第1ブロックと、前記第1貫通孔中に挿入されて固定された第1ベア光ファイバと、前記第1ブロックに固定された複数の第1ガイドピンとを含み、前記第1ブロックは前記第1貫通孔中に挿入された前記第1光ファイバが半分露出するような第1切欠平坦部を有している第1コネクタアセンブリと;複数の第2貫通孔を有する第2ブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数の第2ベア光ファイバと、前記第2ブロックに固定された複数の第2ガイドピンとを含み、前記第2ブロックは前記各第2貫通孔中に挿入された前記各第2光ファイバが半分露出するような第2切欠平坦部を有している第2コネクタアセンブリとを具備し;前記第1光ファイバは前記第1ブロックの第1端と面一の第1端部と、前記第1ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、前記各第2光ファイバは前記第2ブロックの第1端と面一の第1端部と、前記第2ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、前記第1光ファイバの一端が前記光導波路コア部の前記一端部に突き当てられるように前記第1光ファイバが前記基板の第1の溝中に挿入されて、前記第1コネクタアセンブリが前記第1切欠平坦部で前記基板に固定されており、前記複数の第2光ファイバの一端が前記光導波路コア部の複数に分岐した前記各他端部に突き当てられるように前記複数の第2光ファイバが前記基板の前記複数の第2の溝中にそれぞれ挿入されて、前記第2コネクタアセンブリが前記第2切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の数多くの実施形態を詳細に説明する。各実施形態の説明において、実質的に同一又は類似構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明の一部を省略する。
【0042】
図1を参照すると、本発明第1実施形態の光モジュール2の分解斜視図が示されている。図2は光モジュール2の一部断面側面図であり、図3は図2の3−3線断面図である。光モジュール2はPLC(平面光導波回路)4と半面切欠フェルールアセンブリ16とから構成される。
【0043】
PLC4はシリコン基板6上に形成された光導波路層8を有している。光導波路層8は光導波路コア部10と該光導波路コア部10を覆った光導波路クラッド部12を含んでいる。光導波路コア部10はその断面の一辺が約8μmの矩形をしており、光信号は屈折率が高い光導波路コア部10を伝搬する。
【0044】
シリコン基板6の一端部では基板表面6aが露出しており、V溝14がシリコンの異方性エッチングにより形成されている。直径125μmの円形断面を有するベア光ファイバがV溝14中に搭載されたとき、ベア光ファイバのコア部(直径9.5μm)の中心と光導波路コア部10の中心が一致するように、V溝14の位置と寸法が選ばれている。
【0045】
半面切欠フェルールアセンブリ16は貫通孔20を有するフェルール18と、貫通孔20中に挿入され固定されたベア光ファイバ22を含んでいる。フェルール18は例えばジルコニアから形成されている。フェルール18は更に、貫通孔20中に挿入された光ファイバ22が半分露出するような切欠平坦部24を有している。
【0046】
フェルール18の一部を切り欠いた切欠平坦部24をまず形成し、この状態で貫通孔20中にベア光ファイバ22を挿入し、ベア光ファイバ22の両端面をフェルール18の両端面とほぼ一致するように形成する。ベア光ファイバ22は切り欠いてない貫通孔20中で接着固定される。
【0047】
半面切欠フェルールアセンブリ16を反転して、ベア光ファイバ22の一端22aが光導波路コア部10の一端10aに突き当てられるように、ベア光ファイバ22をV溝14中に挿入し、半面切欠フェルールアセンブリ16を切欠平坦部24でシリコン基板6に接着する。
【0048】
図3で、シリコン基板6表面とフェルール18の切欠平坦部24との間のギャップ26に接着剤を適用し、フェルール18をシリコン基板6に固定する。図3において、符号28はベア光ファイバ22のコアを示しており、光導波路コア部10に一致している。
【0049】
本実施形態の光モジュール2は以下のような利点を有している。
【0050】
(1) フェルールやベア光ファイバを固定するための押さえ板が不要であり、最小限の部品(PLC4とフェルールアセンブリ16だけ)と組立費で済む。
【0051】
(2) フェルールの直径に加えて両側に接着領域を設ける必要がないので、PLC基板(シリコン基板)6の幅を小さくできる。
【0052】
(3) フェルールを搭載するための溝をPLC基板6に形成する必要がなく、ベア光ファイバを搭載する溝があればよいので、PLC基板6の厚さを薄くできる。
【0053】
(4) ベア光ファイバがフェルールから突き出ていないので、組立工程で光ファイバが折れることがなく、作業者の安全性や良品率が改善される。
【0054】
(5) ベア光ファイバは屈曲部が生じないようにフェルールに接着固定されるので、温度変動等に対して安定であり、特性変動が少なく信頼性が高い。
【0055】
図4を参照すると、本発明第2実施形態の光モジュール30の分解斜視図が示されている。図5は光モジュール30の一部断面側面図であり、図6は光モジュール30の概略的断面図である。本実施形態の光モジュール30はPLC4Aと、フェルールアセンブリ16と、V溝36を有するガラス板34から構成される。
【0056】
PLC4Aの光導波路層8はクラッド層12の一部を除去した幅の狭い部分8aを有しており、光導波路コア部10はシリコン基板長手方向全長に渡り伸長している。
【0057】
光導波路層の幅が狭い部分8aの両側ではシリコン基板6の表面が露出しており、V溝付ガラス板34と位置合わせを行なうための一対のマーカー溝32がエッチングにより形成されている。
【0058】
半面切欠フェルールアセンブリ16は、上述した第1実施形態の光モジュール2に採用した反面切欠フェルールアセンブリ16と同様な構造をしている。ガラス板34はその片面にV溝36と、PLC4Aとの位置合わせ用の一対のマーカー溝38を有している。V溝36及びマーカー溝38は切削又はガラスモールド等により形成される。
【0059】
図6に最も良く示されるように、ガラス板34とPLC4Aは、幅の狭い光導波路層部分8aをV溝36中に収容してPLC4Aのマーカー溝32とガラス板34のマーカー溝38が一致するように接着固定される。
【0060】
一方、ガラス板34と半面切欠フェルールアセンブリ16は、ベア光ファイバ22がV溝36に勘合することによって自己整合的に位置合わせをされて接着固定される。
【0061】
半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部24とガラス板34の下面との間には約10μm程度のギャップがあり、このギャップ中に接着剤が充填されてガラス板34と半面切欠フェルールアセンブリ16が接着固定される。
【0062】
V溝36の形状、寸法及びマーカー溝32,38との相対位置は、図6に示すように光導波路コア部10の中心とベア光ファイバ22のコア28の中心が一致するように選択される。
【0063】
本実施形態の光モジュール30は以下のような利点を有している。
【0064】
(1) PLCにV溝を形成しなくても、V溝付のガラス板34を介して半面切欠フェルールアセンブリ16をPLC4Aに接続することによって、低損失の光接続を低コストで実現することができる。
【0065】
(2) フェルールの直径に加えて両側に接着領域を設ける必要がないので、PLC基板(シリコン基板)6の幅を小さくできる。
【0066】
(3) ベア光ファイバがフェルールから突き出ていないので、組立工程で光ファイバが折れることがなく、作業者の安全性や良品率が改善される。
【0067】
(4) ベア光ファイバは屈曲部が生じないようにフェルールに接着固定されるので、温度変動等に対して安定であり、特性変動が少なく信頼性が高い。
【0068】
図7を参照すると、本発明の他の実施形態の半面切欠フェルールアセンブリ16Aの斜視図が示されている。フェルールアセンブリ16Aはフェルール18の両端部に貫通孔20中に挿入された光ファイバ22が半分露出するような切欠平坦部24を有している。
【0069】
図8(A)〜図8(C)は更に他の実施形態の半面切欠フェルールアセンブリ16B〜16Dを示している。図8(A)及び図8(B)は切欠平坦部24の幅を狭くした実施形態であり、図8(C)に示された実施形態はフェルール18の円筒部の端部にテーパ面40を形成した実施形態である。後述する小型の波長フィルタモジュールを構成するときに有効である。
【0070】
図9(A)及び図9(B)は更に他の実施形態の半面切欠フェルールアセンブリ16E,16Fをそれぞれ示している。図9(A)に示す半面切欠フェルールアセンブリ16Eは直方体フェルール42を採用した実施形態である。フェルール42の両端部に貫通孔44中に挿入されたベア光ファイバ22が半分露出するような切欠平坦部46を有している。
【0071】
図9(B)に示す半面切欠フェルールアセンブリ16Fは、直方体フェルール42´中に複数本のベア光ファイバ22を挿入固定した実施形態である。
【0072】
PLCと光素子間の接続やPLCとPLC間の接続には、フェルールの外形が円筒形である必要はなく、小型化を目的として図9(A)及び図9(B)に示す実施形態は高密度の光接続に有効である。
【0073】
図10を参照すると、異種フェルールの結合構造が示されている。直径が異なる2個の半面切欠フェルール18,18´を組み合わせることによって、外形寸法を変換するフェルール構造が簡単に得られる。ベア光ファイバ22の屈曲が発生しないため、信頼性に優れる。
【0074】
図11を参照すると、本発明第3実施形態の光モジュール50の斜視図が示されている。本実施形態は、V溝付のPLC4Bの基板6上に光素子52と半面切欠フェルールアセンブリ16を搭載した実施形態である。
【0075】
レーザダイオード又はフォトダイオード等の光素子52は光導波路層8の光導波路コア部と光学的に結合するように基板6上に搭載されており、光素子52の電極54が基板6上に形成されている。
【0076】
半面切欠フェルールアセンブリ16のベア光ファイバ22がPLC4BのV溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ16が切欠平坦部24で基板6に接着固定されている。これにより、光導波路コア部の中心と光ファイバ22のコア中心とは概略一致し、低損失の光結合が実現される。
【0077】
半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部24と接着する領域では、光導波路層8は除去されてシリコン基板6表面が露出しており、シリコン基板6表面には接着剤を充填するための溝56が形成されている。
【0078】
光導波路層8には、波長フィルタ、光分岐回路、光変調器、光スイッチ等の光機能回路が組み込まれる。搭載される光素子52は複数でもよく、光素子アレイでもよい。基板6上に搭載される半面切欠フェルールアセンブリ16は複数でもよい。
【0079】
図12を参照すると、本発明第4実施形態の光モジュール58の斜視図が示されている。本実施形態は、両端にV溝を有するPLC4Cの基板6上に2個の半面切欠フェルールアセンブリ16を搭載した実施形態である。
【0080】
各半面切欠フェルールアセンブリ16のベア光ファイバ22がPLC4CのV溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ16が基板6に接着固定されている。これにより、光導波路コア部の中心と光ファイバ22のコア中心とは概略一致し、低損失の光結合が実現される。
【0081】
半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部と接着する領域では、光導波路層8は除去されてシリコン基板6の表面が露出しており、シリコン基板6表面には接着剤を充填するための溝56が形成されている。光導波路層8には、波長フィルタ、光分岐回路、光変調器、光スイッチ等の光機能回路が組み込まれる。
【0082】
図13を参照すると、本発明第5実施形態の光モジュール60の斜視図が示されている。本実施形態は、V溝14を有するシリコン基板6に光素子52と半面切欠フェルールアセンブリ16を搭載した実施形態である。光素子52の電極54が基板6上に形成されている。
【0083】
半面切欠フェルールアセンブリ16のベア光ファイバ22がVに勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ16が基板6上に接着固定される。これにより、光素子52の活性層と光ファイバ22のコア中心とはほぼ一致し、低損失の光学的結合が実現される。
【0084】
半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部と接着する領域では、シリコン基板6に接着剤を充填するための溝56が形成されている。基板6上に搭載される光素子52は複数でもよく、アレイ状の光素子でもよい。
【0085】
図14を参照すると、本発明第6実施形態の光モジュール62の斜視図が示されている。本実施形態は、両端部にV溝を有するシリコン基板6に光素子52と一対の半面切欠フェルールアセンブリ16を搭載した実施形態である。光素子52の電極54が基板6上に形成されている。
【0086】
各半面切欠フェルールアセンブリ16のベア光ファイバ22がV溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ16が基板6上に接着固定される。これにより、光素子52の活性層と各光ファイバ22のコア中心とはほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部と接着する領域では、シリコン基板表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【0087】
図15を参照すると、本発明第7実施形態の光モジュール64の斜視図が示されている。本実施形態は両端部にV溝を有するシリコン基板6に一対の半面切欠フェルールアセンブリ16と、薄膜又は薄板形状の受動光部品68を搭載した実施形態である。受動光部品68はシリコン基板6に形成された溝66にほぼ垂直に挿入され固定される。
【0088】
各半面切欠フェルールアセンブリ16のベア光ファイバ22が基板6のV溝に勘合するように、各半面切欠フェルールアセンブリ16が基板6に接着固定される。これにより、相対する光ファイバ22のコア中心はほぼ一致し、低損失の光結合が実現される。
【0089】
薄膜又は薄板形状の受動光部品68は、シリコン基板6表面から突き出しているが、両側を半面切欠フェルールアセンブリ16の端面で挟まれた状態で接着固定される。
【0090】
このため、接着面積が大きく、両側を支持されているので、固定強度が高く安定である。半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部と接着する領域では、シリコン基板6表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【0091】
図16を参照すると、本発明第8実施形態の光モジュール70の斜視図が示されている。本実施形態は、V溝を有するPLC4Dの基板6上に光素子52と、半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bと、薄膜形状の光波長フィルタ84を搭載した実施形態である。
【0092】
シリコン基板6上に形成された光導波路層72は第1光導波路コア部74と、中間部分で第1光導波路コア部74に接続された第2光導波路コア部76を有しており、これらの光導波路コア部74,76が光導波路クラッド部78により覆われている。
【0093】
薄膜光波長フィルタ84は、Y分岐型光導波路コア部の分岐部80、すなわち、第1光導波路コア部74と第2光導波路コア部76の接続部において基板6上に形成された溝82にほぼ垂直に挿入され固定されている。
【0094】
各半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bのベア光ファイバ22が基板6に形成されたV溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bがその切欠平坦部で基板6に接着固定されている。これにより、光導波路コア部74,76の中心と光ファイバ22のコア中心がほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【0095】
半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bの切欠平坦面と接着する領域では、光導波路層72は除去されてシリコン基板6表面が露出しており、シリコン基板6表面には接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【0096】
例えば、一方の半面切欠フェルールアセンブリ16aから入射した光のうち、波長フィルタ84を透過する成分は光素子52に入射し、波長フィルタ84で反射された成分は他方の半面切欠フェルールアセンブリ16bから出射される。
【0097】
図17を参照すると、本発明第9実施形態の光モジュール86の斜視図が示されている。本実施形態は、上述した第8実施形態と類似しており、V溝を有するPLC4Eの基板6上に光素子52と、一対の半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bと、薄膜形状の光波長フィルタ84を搭載した実施形態である。
【0098】
薄膜波長フィルタ84は、Y分岐型光導波路の分岐部80においてPLC基板6上に形成された溝82にほぼ垂直に挿入され固定されている。
【0099】
各半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bのベア光ファイバ22が基板6のV溝に勘合するように、各半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bが基板6に接着固定されている。これにより、光導波路コア部74,76の中心と光ファイバ22のコア中心がほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【0100】
各半面切欠フェルールアセンブリ16a,16bの切欠平坦部と接着する領域では、光導波路層72が除去されてシリコン基板6表面が露出しており、シリコン基板6表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【0101】
一方の半面切欠フェルールアセンブリ16aから入射した光のうち、波長フィルタ84で反射された成分は光素子52に入射し、波長フィルタ84を透過する成分は他方の半面切欠フェルールアセンブリ16bから出射される。
【0102】
または、光素子52がレーザダイオード等の発光素子の場合には、波長フィルタ84で反射される成分は一方の半面切欠フェルールアセンブリ16aから出射し、波長フィルタ84を透過する成分は他方の半面切欠フェルールアセンブリ16bから出射される。
【0103】
図18を参照すると、本発明第10実施形態の光モジュール88の斜視図が示されている。本実施形態は上述した第8及び第9実施形態に類似しており、V溝を有するPLC基板6上に光素子52a,52bと、半面切欠フェルールアセンブリ16と、薄膜形状の光波長フィルタ84を搭載した実施形態である。
【0104】
薄膜波長フィルタ84はY分岐型光導波路の分岐部80においてPLC基板6上に形成された溝82にほぼ垂直に挿入され固定されている。例えば、波長フィルタ84は1.55μm帯の光を透過し、1.3μm帯の光を反射する。
【0105】
半面切欠フェルールアセンブリ16の光ファイバ22が基板6のV溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ16が基板6に接着固定されている。これにより、光導波路コア部74の中心と光ファイバ22のコア中心とはほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【0106】
半面切欠フェルールアセンブリ16の切欠平坦部と接着する領域では、光導波路層72は除去されてシリコン基板6表面が露出しており、シリコン基板6表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【0107】
半面切欠フェルールアセンブリ16から入手した光のうち、波長フィルタ84で反射された成分は光素子52aに入射し、波長フィルタ84を透過した成分は光素子52bに入射する。
【0108】
あるいは、光素子52aがレーザダイオード等の発光素子の場合には、波長フィルタ84で反射された成分は半面切欠フェルールアセンブリ16から出射する。
【0109】
図19を参照すると、本発明第11実施形態の光モジュール90の斜視図が示されている。本実施形態は、図7に示した両端切欠フェルールアセンブリ16Aを利用した実施形態であり、シリコン基板6に形成されたV溝に光ファイバ22を勘合するように両端切欠フェルールアセンブリ16Aを基板6上に接着固定したものである。この光モジュール90を他方の切欠平坦部24で図示しないPLCへ接続することによって、光機能システムを簡単に構成できる。
【0110】
図20を参照すると、本発明第12実施形態の光モジュール92の斜視図が示されている。本実施形態は図19に示された光モジュール90をPLC4Gに接続した実施形態である。
【0111】
PLC4Gの他端部には半面切欠フェルールアセンブリ16が搭載されている。光導波路層8に波長フィルタが搭載されていてもよく、光スイッチ回路を有していてもよい。
【0112】
図21を参照すると、本発明第13実施形態の光モジュール94の斜視図が示されている。シリコン基板6にはシリコンの異方性エッチングによりV溝14が形成されている。
【0113】
基板6上には光素子52が搭載されており、V溝14中に挿入された光ファイバ22のコア中心が光素子52に光結合するようにV溝14のサイズが選択されている。V溝14の端部における傾斜部を削除するためにV溝14に直交する溝96が切削加工により形成されている。
【0114】
図22(A)を参照すると、本発明第14実施形態の光モジュール98の斜視図が示されている。本実施形態では、シリコン基板6に整列した一対のV溝14が形成されている。
【0115】
各V溝14中に挿入された光ファイバ22のコア中心が光素子52´に光結合するように各V溝14のサイズが選択されている。光素子52´は、例えば光信号を増幅するLDアンプである。
【0116】
図22(B)は図22(A)に示した実施形態の変形例の光モジュール100であり、シリコン基板6上に複数の光素子52´が搭載されている。
【0117】
図23を参照すると、本発明第15実施形態の光モジュール102の斜視図が示されている。本実施形態は、図8(C)に示したテーパ状端部を有する半面切欠フェルールアセンブリ16Dを、光ファイバ22がシリコン基板6のV溝に勘合するように搭載し、光素子52と光ファイバ22の光学的結合をとった光モジュールである。
【0118】
図24を参照すると、本発明第16実施形態の光モジュール104の平面図が示されている。基板105には直交する2本の溝106,108が形成されている。
【0119】
基板105の溝106,108中に先端部がテーパ形状の2個の円筒フェルール112a,112bと、先端部がテーパ形状の2個の半面切欠フェルールアセンブリ16D1,16D2が挿入されている。更に、波長フィルタ110が溝106,108に対して45°の傾きを有する溝中に挿入固定されている。
【0120】
円筒フェルール112aからの入射光は、波長フィルタ110で反射される成分が光素子52aに入射し、波長フィルタ110を透過する成分が光素子52bに入射する。一方、円筒フェルール112bからの入射光は、波長フィルタ110で反射された成分が光素子52bに入射し、透過する成分が光素子52aに入射する。
【0121】
また、例えば光素子52aとして発光素子を採用し、光素子52bとして受光素子を採用した場合には、双方向の波長多重光伝送モジュールを簡単に組み立てることができ、しかもモジュールを小型化することができる。
【0122】
図25を参照すると、本発明第17実施形態の光モジュール114の斜視図が示されている。基板116上にLDアンプアレイ118が搭載されている。そして、図9(B)に示した半面切欠フェルールアセンブリ16Fに類似した2個のフェルールアセンブリ16F´を使用して、LDアンプアレイ118がPLC4H,4H´に光学的に接続されている。
【0123】
PLC4H,4H´にはそれぞれ複数の半面切欠フェルールアセンブリ16が搭載されている。例えば、半面切欠フェルールアセンブリ16を通して左側のPLC4Hに入力された光信号は、LDアンプアレイ118により増幅されてPLC4H´に入力され、更に半面切欠フェルールアセンブリ16から出力される。
【0124】
図26を参照すると、本発明第18実施形態の光モジュール120の斜視図が示されている。本実施形態は、直径が異なる複数の半面切欠フェルールアセンブリ16,16´とV溝付のPLC4Iを組み合わせることによって、フェルールの外形寸法やピッチを自由に変換できるようにしたものである。
【0125】
図27を参照すると、本発明第19実施形態の光モジュール122の斜視図が示されている。図28は第19実施形態のPLC4Jを示しており、図29(A)は第19実施形態のガラス板34を示している。
【0126】
図28に示されるように、PLC4Jはその両端部で光導波路層8が部分的に除去されて幅の狭い光導波路層部8a,8bを両端部に有している。
【0127】
光導波路層部8aの両側には一対の位置合わせ用のマーカー溝32が形成されており、光導波路層部8bの両側にも位置合わせ用の一対のマーカー溝33が形成されている。本実施形態の基板6はV溝を有していない。
【0128】
図29(A)に示すように、ガラス板34には切削加工等によりV溝36が形成されている。V溝36の両側には一対の位置合わせ用のマーカー溝38が切削等により形成されている。
【0129】
まず、PLC4Jとガラス板34は、PLC4Jのマーカー溝32,33とガラス板34のマーカー溝38を位置合わせすることにより、パッシブアライメント法により高い寸法精度で接着固定される。
【0130】
ガラス板34と半面切欠フェルールアセンブリ16とは、ガラス板34のV溝36中に半面切欠フェルールアセンブリ16の光ファイバ22を勘合し、セルフ・アライメント法により位置合わせを行なって、切欠平坦部24で半面切欠フェルールアセンブリ16をガラス板34に接着固定する。
【0131】
このように、PLC4JがV溝を有しない場合にも、V溝付ガラス板34を利用することによって、半面切欠フェルールアセンブリ16のベア光ファイバ22とPLC4Jの光導波路コア部との高精度な光結合が比較的簡単に得られる。
【0132】
PLC4J上の光導波路部分8a,8bの幅が小さい場合には図29(A)に示すガラス板34を用い、光導波路部分8a,8bの幅が大きい場合には溝124を有する図29(B)に示すガラス板34´を使用する。溝124中に光導波路部分8a,8bが容易に収容される。
【0133】
図30(A)を参照すると、本発明第20実施形態の光モジュール126の組立前の分解斜視図が示されている。図30(B)は組立後の斜視図である。
【0134】
本実施形態の光モジュール126は、V溝を有するPLC4Kと、多芯半面切欠コネクタ128とから構成される。PLC4Kはシリコン基板6上に形成された光導波路コア部10と光導波路クラッド部12とからなる光導波路層8を有している。光信号は屈折率が高い光導波路コア部10を伝搬する。
【0135】
PLC4Kが光ファイバ22と接続する領域では、光導波路層8は除去され、シリコン基板の表面6aが露出している。基板表面が露出した領域には複数のV溝14が形成されており、ベア光ファイバ22がV溝14中に搭載されたときに、光ファイバ22のコア部の中心と光導波路コア部10の中心が一致するように、V溝14の位置と寸法が選ばれている。
【0136】
多芯半面切欠コネクタ128は複数本の貫通孔を有するブロック130を含んでいる。ブロック130は貫通孔中に挿入されたベア光ファイバ22が半分露出するような切欠平坦部132を有している。切欠平坦部132を有するブロック130は、鋳型を用いてプラスチックのトランスファーモールドにより形成される。
【0137】
このようにして形成したブロック130の貫通孔中にベア光ファイバ22を挿入し、切り欠いてない部分のみでベア光ファイバ22をブロック130に接着固定する。
【0138】
一対のガイドピン134がブロック130に挿入固定されている。このガイドピン134の挿入固定はPLC4Kを多芯半面切欠コネクタ128に接続した後でもよい。
【0139】
多芯半面切欠コネクタ128の光ファイバ22がPLC4KのV溝14に勘合するように、PLC4Kが多芯半面切欠コネクタ128の切欠平坦部132に接着固定される。これにより、光導波路コア部10の中心と光ファイバ22のコア中心とがほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【0140】
多芯半面切欠コネクタ128の切欠平坦部132と接着する領域では、光導波路層8は除去されてシリコン基板6が露出しており、シリコン基板表面6aには接着剤を充填するための溝56が形成されている。
【0141】
本実施形態の光モジュール126は従来のレセプタクル構造の問題点を解決し、以下のような利点を有している。
【0142】
(1) ガイドピンを搭載するための深いV溝がPLC基板側に不要であり、PLC基板の厚さを薄く且つその幅を狭くでき、部材費を低減できる。
【0143】
(2) ブロックにベア光ファイバを固定するための押さえ板が不要であり、最小限の部品と組立費で済む。
【0144】
(3) V溝の加工誤差及びベア光ファイバの外形誤差は共に小さく、光導波路のコア部中心と光ファイバのコア中心の相互位置ずれ量を小さくすることができ、光結合損失を最小限に押さえることが可能となる。
【0145】
図31を参照すると、本発明第21実施形態の光モジュール136の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態は第20実施形態の光モジュール126と、PLC4Lの構造のみが相違する。
【0146】
すなわち、光導波路層8に波長フィルタ84が搭載されており、シリコン基板6上に複数の光素子52a,52b,52cが搭載されている。例えば、光素子52aはレーザダイオード、光素子52bは光信号検出用のフォトダイオード、光素子52cはモニタ用のフォトダイオードである。符号54は光素子52a,52b,52cの電極である。
【0147】
図32を参照すると、他の実施形態に係る多芯半面切欠コネクタ138の斜視図が示されている。本実施形態では、ブロック130から光ファイバ22が露出する境界部分から切欠平坦部132の水平面よりも少し低くなるように光ファイバ22の軸に垂直な方向に幅0.1〜1mmの段溝140が形成されている。
【0148】
この段溝140を形成することによって、ブロック130に挿入した光ファイバ22を接着剤で固定する際に、接着剤が溢れ出して光ファイバ22の勘合する面に接着剤が付着するのを防止することができる。
【0149】
図33を参照すると、本発明第22実施形態の光モジュール142の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態においては、多芯半面切欠コネクタ128´のベア光ファイバ22がブロック130から約0.1〜2mm程度突き出している。また、PLC4K´は、図30(A)に示したPLC4Kに類似している。
【0150】
このように複数の光ファイバ22をブロック130から突き出させることによって、光ファイバ22の先端と光導波路コア部あるいは光素子との間の間隔を容易に制御することが可能となる。
【0151】
図34を参照すると、本発明第23実施形態の光モジュール144の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態は、図19(B)に示した両端部に切欠平坦部46を有する半面切欠フェルールアセンブリ16Fを利用する。
【0152】
基板146は複数のV溝148を有しており、これらのV溝148に整列して複数の光素子52が搭載されている。符号150は接着剤逃がし用の溝である。
【0153】
半面切欠フェルールアセンブリ16Fの一方の切欠平坦部46に光ファイバ22がV溝14中に勘合されるようにPLC4Kが接着固定され、他方の切欠平坦部46に光ファイバ22がV溝148に勘合するように基板146が接着固定される。本実施形態によると、半面切欠フェルールアセンブリ16Fを介して基板146上に搭載された光素子52とPLC4Kが光学的に結合される。
【0154】
図35(A)を参照すると、本発明第24実施形態の光モジュール152の組立前の分解斜視図が示されている。図35(B)は組立後の光モジュール152の斜視図を示している。
【0155】
本実施形態は、両端に複数のV溝14を有するPLC4Mを介して、2個の多芯半面切欠コネクタ126´,154を光学的に結合した実施形態である。
【0156】
PLC4Mの光導波路層8は複数のY分岐型光導波路コア部10を有している。よって、コネクタ126´から入力された光信号を複数に分岐してコネクタ154から出力することができる。逆に、コネクタ154から入力された光信号はPLC4Mで合波されて、コネクタ126´から出力される。
【0157】
図36(A)を参照すると、本発明第25実施形態の光モジュール156の組立前の分解斜視図が示されている。図36(B)は組立後の光モジュール156の斜視図を示している。
【0158】
本実施形態は図34に示した第23実施形態に類似しており、PLC4Nの一端に接続される多芯半面切欠コネクタ128を付加したものである。PLC4Nの光導波路層8には波長フィルタ84が搭載されており、PLC基板6の両端部に複数のV溝14が形成されている。
【0159】
半面切欠フェルールアセンブリ16Fの一方の切欠平坦部46に光ファイバ22がV溝14に勘合するようにPLC4Nの一端が接着固定され、半面切欠フェルールアセンブリ16Fの他方の切欠平坦部46に光ファイバ22がV溝148に収容されるように基板146が接着固定される。
【0160】
一方、PLC4Nの他端部には光ファイバ22がV溝14中に収容されるように多芯半面切欠コネクタ128の切欠平坦部132が接着固定される。本実施形態によれば、基板146上に搭載された光素子52とコネクタ128を半面切欠フェルールアセンブリ16F及びPLC4Nを介して光学的に結合することができる。
【0161】
図37(A)を参照すると、本発明第26実施形態の光モジュール158の組立前の分解斜視図が示されている。図37(B)は組立後の光モジュール158の斜視図を示している。
【0162】
基板160上にはLDアレイ又はPDアレイ等の光素子アレイ162が搭載されており、光素子アレイ162の電極164が形成されている。基板160には更に、光素子アレイ162を構成する個々の光素子に対応して複数のV溝166が形成されている。
【0163】
光素子アレイ162が搭載された基板160は各光ファイバ22がV溝166中に収容されるようにして多芯半面切欠コネクタ154の切欠平坦部132に接着固定される。これにより、光素子アレイ162を構成する個々の光素子と各光ファイバ22が光学的に結合される。
【0164】
図38を参照すると、本発明第27実施形態の光モジュール168の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態は多芯半面切欠コネクタ128´をシリコン基板から形成した実施形態である。
【0165】
シリコン基板170に所定の間隔で複数の光ファイバ挿入用V溝172とガイドピン用V溝174を設け、V溝172に光ファイバ22を搭載し、ガイドピン用V溝174にガイドピン134を搭載して、上から光ファイバ22が半分隠れるようにV溝を有するカバー176を被せて固定した実施形態である。
【0166】
図39(A)を参照すると、本発明第28実施形態の光モジュール178の組立前の分解斜視図が示されている。図39(B)は組立後の光モジュール178の斜視図を示している。
【0167】
PLC4Pの光導波路層8はその一端部において幅の狭い光導波路層部分8aを有しており、光導波路層部分8aの両側の基板6には位置合わせ用の一対のマーカー溝180が形成されている。
【0168】
ガラス板182には光ファイバ勘合用の複数のV溝184と、導波路層部分8aを収容する溝186が形成されている。ガラス板182は更に位置合わせ用の一対のマーカー溝188を有している。
【0169】
PLC4Pとガラス板182は位置合わせ用のマーカー溝180,188を整列させることにより、パッシブアライメント法により高い寸法精度で接着固定される。
【0170】
ガラス板182と多芯半面切欠コネクタ128とは、光ファイバ22をV溝184中に勘合することにより位置合わせが行なわれ、ガラス板182がコネクタ128の切欠平坦部132に接着固定される。
【0171】
このようにPCL4PがV溝を有しない場合にも、V溝付ガラス板182を利用することによって、多芯半面切欠コネクタ128のベア光ファイバ22とPLC4Pの光導波路コア部10との高精度な光結合を比較的簡単に実現できる。
【0172】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバとのインターフェイス部に半面切欠フェルールアセンブリを使用することにより、低コスト化、小型化に適したレセプタクル型光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図2】第1実施形態の一部断面側面図である。
【図3】図2の3−3線断面図である。
【図4】本発明第2実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図5】第2実施形態の一部断面側面図である。
【図6】第2実施形態の横断面図である。
【図7】フェルールアセンブリの他の実施形態を示す図である。
【図8】図8(A)〜図8(C)はフェルールアセンブリの更に他の実施形態を示す図である。
【図9】図9(A)及び図9(B)はフェルールアセンブリの更に他の実施形態を示す図である。
【図10】異種フェルールの結合関係を示す斜視図である。
【図11】本発明第3実施形態の斜視図である。
【図12】本発明第4実施形態の斜視図である。
【図13】本発明第5実施形態の斜視図である。
【図14】本発明第6実施形態の斜視図である。
【図15】本発明第7実施形態の斜視図である。
【図16】本発明第8実施形態の斜視図である。
【図17】本発明第9実施形態の斜視図である。
【図18】本発明第10実施形態の斜視図である。
【図19】本発明第11実施形態の斜視図である。
【図20】本発明第12実施形態の斜視図である。
【図21】本発明第13実施形態の斜視図である。
【図22】図22(A)は本発明第14実施形態の斜視図であり、図22(B)はその変形例図である。
【図23】本発明第15実施形態の斜視図である。
【図24】本発明第16実施形態の平面図である。
【図25】本発明第17実施形態の斜視図である。
【図26】本発明第18実施形態の斜視図である。
【図27】本発明第19実施形態の斜視図である。
【図28】第19実施形態のPLCを示す斜視図である。
【図29】図29(A)及び図29(B)は第19実施形態に使用されるガラス板の斜視図である。
【図30】図30(A)は本発明第20実施形態の組立前の分解斜視図であり、図30(B)は組立後の斜視図である。
【図31】本発明第21実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図32】多芯半面切欠コネクタの他の実施形態を示す斜視図である。
【図33】本発明第22実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図34】本発明第23実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図35】図35(A)は本発明第24実施形態の組立前の分解斜視図であり、図35(B)は組立後の斜視図である。
【図36】図36(A)は本発明第25実施形態の組立前の分解斜視図であり、図36(B)は組立後の斜視図である。
【図37】図37(A)は本発明第26実施形態の組立前の分解斜視図であり、図37(B)は組立後の斜視図である。
【図38】本発明第27実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図39】図39(A)は本発明第28実施形態の組立前の分解斜視図であり、図39(B)は組立後の斜視図である。
【符号の説明】
4 PLC
6 シリコン基板
8 光導波路層
10 光導波路コア部
12 光導波路クラッド部
14 V溝
16 半面切欠フェルールアセンブリ
18 フェルール
20 貫通孔
22 ベア光ファイバ
24 切欠平坦部
32,38 マーカー溝
34 ガラス板
36 V溝
52 光素子
84 光フィルタ
Claims (22)
- フェルールアセンブリであって、
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平端部と、第1端及び第2端を有するフェルールと;
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し;
前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記光ファイバは前記切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とするフェルールアセンブリ。 - フェルールアセンブリであって、
貫通孔と、円筒状部分と、該円筒状部分の両側に形成されたそれぞれ前記貫通孔を露出する第1及び第2切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと;
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し;
前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記光ファイバは前記第1及び第2切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とするフェルールアセンブリ。 - 光モジュールであって、
溝を有する基板と;
一端が前記溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と;
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと;
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し;
前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記光ファイバの前記第1端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記フェルールが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 前記光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板上に搭載された光素子を更に具備した請求項3記載の光モジュール。
- 光モジュールであって、
両端部分に第1及び第2の溝を有する基板と;
一端及び他端が前記第1及び第2の溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板の中間部分に形成された光導波路層と;
それぞれ貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有する第1及び第2フェルールと;
前記第1及び第2フェルールの貫通孔中に挿入され、該第1及び第2フェルールの前記円筒状部分で固定された第1及び第2ベア光ファイバとを具備し;
前記第1光ファイバは前記第1フェルールの第1端と面一の第1端部と、該第1フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記第2光ファイバは前記第2フェルールの第1端と面一の第1端部と、該第2フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記第1光ファイバの前記第1端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記第1光ファイバが前記基板の第1の溝中に挿入されて、前記第1フェルールが前記第1切欠平坦部で前記基板に固定されており、
前記第2光ファイバの前記第1端部が前記光導波路コア部の他端に突き当てられるように前記第2光ファイバが前記基板の第2の溝中に挿入されて、前記第2フェルールが前記第2切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 光モジュールであって、
溝を有する基板と;
前記溝に整列して前記基板上に搭載された光素子と;
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと;
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し;
前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記光ファイバの前記第1端部が前記光素子に光結合するように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記フェルールが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 前記基板は前記光素子に整列した第2の溝を有しており;
第2貫通孔を有する第2フェルールと;
前記第2貫通孔中に挿入されて固定された第2ベア光ファイバを更に具備し;
前記第2フェルールは前記第2貫通孔中に挿入された前記第2光ファイバが半分露出するような第2切欠平坦部を有しており、
前記第2光ファイバの一端が前記光素子に光結合するように前記第2光ファイバが前記基板の第2の溝中に挿入されて、前記第2フェルールが第2切欠平坦部で前記基板に固定されている請求項6記載の光モジュール。 - 光モジュールであって、
互いに整列した第1及び第2の溝を有する基板と;
前記第1及び第2の溝の間で該第1及び第2の溝に実質上直交するように前記基板に搭載された受動光部品と;
第1貫通孔と、第1円筒状部分と、前記第1貫通孔を露出する第1切欠平坦部と、第1端及び第2端を有する第1フェルールと;
第2貫通孔と、第2円筒状部分と、前記第2貫通孔を露出する第2切欠平坦部と、第1端及び第2端を有する第2フェルールと;
前記第1貫通孔中に挿入され前記第1円筒状部分で固定された第1ベア光ファイバと;
前記第2貫通孔中に挿入され前記第2円筒状部分で固定された第2ベア光ファイバとを具備し;
前記第1光ファイバは前記第1フェルールの第1端と面一の第1端部と、該第1フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記第2光ファイバは前記第2フェルールの第1端と面一の第1端部と、該第2フェルールの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記第1光ファイバの前記第1端部が前記受動光部品に突き当てられるように前記第1光ファイバが前記基板の第1の溝中に挿入されて、前記第1フェルールが前記第1切欠平坦部で前記基板に固定されており、
前記第2光ファイバの前記第1端部が前記受動光部品に突き当てられるように前記第2光ファイバが前記基板の第2の溝中に挿入されて、前記第2フェルールが前記第2切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 光モジュールであって、
第1及び第2の溝を有する基板と;
第1及び第2端を有する第1光導波路コア部と、一端が前記第1光導波路コア部の中間部分に接続された第2光導波路コア部と、該第1及び第2光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と;
前記第1及び第2光導波路コア部の接続部分を横切るように前記基板上に搭載された光波長フィルタと;
それぞれ貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1及び第2端を有するフェルールと、該貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記各光ファイバが前記基板の前記第1及び第2の溝中に挿入されて、前記各フェルールが前記切欠平坦部で前記基板にそれぞれ固定された第1及び第2半面切欠フェルールアセンブリと;
前記第1及び第2光導波路コア部のいずれか一方に光結合するように前記基板に搭載された光素子とを具備し;
前記各光ファイバは前記各フェルールの第1端と面一の第1端部と、前記各フェルールの第2端と面一の第2端部を有していることを特徴とする光モジュール。 - 前記第1半面切欠フェルールアセンブリは内蔵された光ファイバが前記第1光導波路コア部の第1端に光結合するように前記基板に搭載され、前記第2半面切欠フェルールアセンブリは内蔵する光ファイバが前記第2光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載されており、前記光素子は前記第1光導波路コア部の第2端に光結合するように前記基板上に搭載されている請求項9記載の光モジュール。
- 前記第1半面切欠フェルールアセンブリは内蔵された光ファイバが前記第1光導波路コア部の第1端に光結合するように前記基板に搭載され、前記第2半面切欠フェルールアセンブリは内蔵された光ファイバが前記第1光導波路コア部の第2端に光結合するように前記基板に搭載されており、前記光素子は前記第2光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載されている請求項9記載の光モジュール。
- 光モジュールであって、
溝を有する基板と;
第1及び第2端を有する第1光導波路コア部と、一端が前記第1光導波路コア部の中間部分に接続された第2光導波路コア部と、該第1及び第2光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と;
前記第1及び第2光導波路コア部の接続部分を横切るように前記基板上に搭載された光波長フィルタと;
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記光ファイバの一端が前記第1光導波路コア部の第1端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記切欠平坦部で前記基板に固定された半面切欠フェルールアセンブリと;
前記第1光導波路コア部の第2端に光結合するように前記基板に搭載された第1光素子と;
前記第2光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載された第2光素子とを具備し;
前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有していることを特徴とする光モジュール。 - 前記第1光素子はフォトダイオードであり、前記第2光素子はレーザダイオードである請求項12記載の光モジュール。
- 前記光波長フィルタは1.55μm帯の光を透過し、1.3μm帯の光を反射する請求項13記載の光モジュール。
- 光モジュールであって、
表面上に第1マーカーの形成された基板と;
光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った幅の狭い第1部分と幅の広い第2部分とを有する光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と;
溝と第2マーカーとを有し、該第2マーカーが前記第1マーカーに位置あわせされて前記溝が前記光導波路クラッド部の前記第1部分を収容するように前記基板上に固定されたガラス板と;
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記切欠平坦部で前記ガラス板に固定された半面切欠フェルールアセンブリとを具備し;
前記光ファイバは前記フェルールの第1端と面一の第1端部と、該フェルールの第2端と面一の第2端部を有していることを特徴とする光モジュール。 - 前記基板は前記第1マーカーの形成された端部と反対側の端部に第3マーカーを有しており、前記光導波路クラッド部は前記第1部分の反対に幅の狭い第3部分を有している請求項15記載の光モジュール。
- 多芯コネクタアセンブリであって、
複数の貫通孔と、該各貫通孔が露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するブロックと;
前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数のベア光ファイバと;
前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを具備し;
前記各光ファイバは前記ブロックの第1端と面一の第1端部と、該ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記各光ファイバは前記切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とする多芯コネクタアセンブリ。 - 光モジュールであって、
複数の溝を有する基板と;
それぞれの一端が前記各溝の一端に整列した複数の光導波路コア部と、前記複数の光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と;
複数の貫通孔と、該各貫通孔を露出する切欠平坦部と、第1端及び第2端を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定され前記切欠平坦部で半円筒状に露出する複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含んだコネクタアセンブリとを具備し;
前記各光ファイバは前記ブロックの第1端と面一の第1端部と、該ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記各光ファイバの一端が前記各光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記各光ファイバが前記基板の各溝中に挿入されて、前記ブロックが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 前記複数の光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板上に搭載された複数の光素子を更に具備した請求項18記載の光モジュール。
- 光モジュールであって、
一端部に第1の溝を有し、他端部に複数の第2の溝を有する基板と;
一端部が前記第1の溝の一端部に整列し、他端部が複数に分岐されてそれぞれ前記複数の第2の溝の一端部に整列した光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った光導波路クラッドとを有する、前記基板上に形成された光導波路層と;
第1貫通孔を有する第1ブロックと、前記第1貫通孔中に挿入されて固定された第1ベア光ファイバと、前記第1ブロックに固定された複数の第1ガイドピンとを含み、前記第1ブロックは前記第1貫通孔中に挿入された前記第1光ファイバが半分露出するような第1切欠平坦部を有している第1コネクタアセンブリと;
複数の第2貫通孔を有する第2ブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数の第2ベア光ファイバと、前記第2ブロックに固定された複数の第2ガイドピンとを含み、前記第2ブロックは前記各第2貫通孔中に挿入された前記各第2光ファイバが半分露出するような第2切欠平坦部を有している第2コネクタアセンブリとを具備し;
前記第1光ファイバは前記第1ブロックの第1端と面一の第1端部と、前記第1ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記各第2光ファイバは前記第2ブロックの第1端と面一の第1端部と、前記第2ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記第1光ファイバの一端が前記光導波路コア部の前記一端部に突き当てられるように前記第1光ファイバが前記基板の第1の溝中に挿入されて、前記第1コネクタアセンブリが前記第1切欠平坦部で前記基板に固定されており、
前記複数の第2光ファイバの一端が前記光導波路コア部の複数に分岐した前記各他端部に突き当てられるように前記複数の第2光ファイバが前記基板の前記複数の第2の溝中にそれぞれ挿入されて、前記第2コネクタアセンブリが前記第2切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 光モジュールであって、
複数の溝を有する基板と;
それぞれ各溝の一端部に隣接して前記基板上に搭載された複数の光素子と;
複数の貫通孔を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含み、前記ブロックは前記各貫通孔中に挿入された前記各光ファイバが半円筒状に露出するような切欠平坦部を有しているコネクタアセンブリとを具備し;
前記各光ファイバは前記ブロックの第1端と面一の第1端部と、前記ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記各光ファイバの前記第1端部が前記各光素子に光結合するように前記各光ファイバが前記基板の各溝中に挿入されて、前記コネクタアセンブリが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。 - 光モジュールであって、
表面上に第1マーカーの形成された基板と;
一端部で複数に分岐された光導波路コア部と、幅の狭い第1部分を有する前記光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含む、前記基板上に形成された光導波路層と;
複数の貫通孔を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含み、前記ブロックは前記各貫通孔中に挿入された前記各光ファイバが半円筒状に露出するような切欠平坦部を有しているコネクタアセンブリ;
第2マーカーと、前記複数の光ファイバを収容するように適合した複数の第1の溝と、前記光導波路クラッド部の第1部分を収容するように適合した第2の溝とを有するガラス板とを具備し;
前記各光ファイバは前記ブロックの第1端と面一の第1端部と、前記ブロックの第2端と面一の第2端部を有しており、
前記第1マーカーと第2マーカーとを位置あわせして、前記第2の溝が前記光導波路クラッド部の第1部分を収容するように前記ガラス板が前記基板に固定されており、前記各光ファイバが前記各第1の溝中に収容されるように前記コネクタアセンブリが前記切欠平坦部で前記ガラス板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
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