JP3856742B2 - 光導波路の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバやレーザダイオードと光学的に接続する光導波路の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、レーザダイオード、フォトダイオード等の光半導体素子と、光ファイバとが光学的に接続されてなる光伝送構造は、光通信等の分野において広く用いられている。
【0003】
ここで図13(a)に、そのような光伝送構造の一例として、従来の通信用光モジュールの構成を示す。光通信用モジュール130は、基板131上に設けられた光伝送路132、およびレーザダイオード133とを備えている。光伝送路133は、例えば基板131上に刻まれた溝上に配置された光ファイバとして実現され、レーザダイオード133は、基板131上に設けられた位置合わせ用マーク(図示せず)に従って配置される。
【0004】
このとき、位置合わせ用マークを所定の角度に調整することにより、光伝送路132の端面132aと、レーザダイオード133のレーザ出射端面133aとのなす角に変化を付け、レーザダイオード133から出射されたレーザ光の光軸が、光伝送路132の端面方向と直交せず、端面132aに所定の入射角θをもって入射するようにする。
【0005】
このような光通信用モジュールにおいては、レーザ光が光伝送路132に達すると、その大部分は端面132aで屈折して光伝送路132内に入射し、残りは反射する。このとき、レーザ光と端面132aとは入射角θを有するので、反射したレーザ光はレーザダイオードに直接戻ることはない。したがって、レーザダイオードへの戻り光を抑制して、レーザダイオードの安定動作を実現することができる。
【0006】
レーザ光と端面132aとの間に所定の入射角を形成するには、上記従来例のようにレーザダイオードと光伝送路との配置を調整して、レーザの光軸と光伝送路との間に角度をつけるか、もしくは図13(b)に示すように、レーザの光軸と光伝送路とは同一線上において、光伝送路134の断面134aを光伝送路の延伸方向に対して傾斜するよう構成する手法がある。図13(b)の実施例の場合、光伝送路の延伸方向に対して断面134aを傾斜角90°−θで傾斜させることによって、図13(a)の実施例と同様の効果が得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような光伝送構造を作成するには、端面を切削、研磨する必要があり、製造工程を複雑にすることになっていた。
【0008】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、容易かつ簡便に光学素子に入射もしくは出射する光と光導波路との間に所望の傾斜角を形成することのできる光導波路の製造方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第1の本発明は、入射または出射する光の光軸に対し傾斜した端面を有する光導波路の製造方法であって、
下地基板の主面上に前記光導波路の外形に対応する溝部を形成する工程と、前記溝部に前記下地基板より高屈折率の樹脂材料を充填する工程と、前記下地基板の前記主面に、貼り合わせ部材を貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせる工程と同時またはその前後に、少なくとも前記下地基板の端面に露出している前記材料に対して仮型を当接することにより、前記光導波路の端面を形成する工程とを備えた光導波路の製造方法である。
【0010】
また、第2の本発明は、前記下地基板は、所定の盤部材上に固定されており、
前記盤部材は、少なくとも前記下地基板の端面側に伸びた延伸部を有し、
前記仮型は、前記盤部材上を摺動して前記当接の動作を行う第1の本発明の光導波路の製造方法である。
【0011】
また、第3の本発明は、前記下地基板の上方から、前記仮型による前記当接の動作を行う第1の本発明の光導波路の製造方法である。
【0012】
また、第4の本発明は、前記当接により形成される面は、前記下地基板の端面に対し傾斜しており、
前記仮型は、前記傾斜に対応する突出部を有する第2または第3の本発明の光導波路の製造方法である。
【0013】
また、第5の本発明は、前記盤部材の延伸部は、前記盤部材における前記下地基板が固定された面に対し傾斜している第2の本発明の光導波路の製造方法である。
【0014】
また、第6の本発明は、前記下地基板と、前記盤部材とは一体化している第2の本発明の光導波路の製造方法である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0019】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法を説明するための模式図であって、図において、1は下地基板、2は貼り合わせ基板、3は光導波路用樹脂、4は盤部材、5は仮型である。
【0020】
図に示すように、下地基板1と貼り合わせ基板2とは、同一の幅を有し、同一傾斜角が形成された端面11,21をそれぞれ有している。また、下地基板1はその主面から端部にわたって溝部が形成されており、光導波路用樹脂充填部3はこの溝部に充填された格好になっている。
【0021】
さらに、下地基板1は、下地基板1と同一幅を有する盤部材4の上に固定されており、さらに盤部材4の、下地基板1の傾斜部を有する端面と対向する側には、仮型5を摺動可能に配置することができる。仮型5は、盤部材4と同一幅を有し、さらに下地基板1の端面11の傾斜角に対して錯角をなす傾斜角が形成された端面51を有している。
【0022】
次に、図4(a)に、図1の光導波路用樹脂充填部3の配置に沿った軸による断面図を示す。光導波路用樹脂充填部3は、図4(a)に示すように、下地基板1の溝部に十分に充填されており、その一部が端面11からわずかに露出している。また、端面51には、剥離材52が塗布されている。
【0023】
また、図2(a)(b)および図3(a)(b)(c)は、本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の各工程を説明するための斜視図である。
【0024】
以上のような各部を用いた、本実施の形態による光伝送構造の製造方法を、各図を参照して、以下、説明を行う。
【0025】
はじめに、図2(a)に示すように、盤部材4上に下地基板1を固定する。このとき下地基板1には上述したように端面11が形成され、その主面12上には溝部13が刻まれており、溝部13は端面11まで達しており、端面11に凹部14を形成する。
【0026】
次に、図2(b)に示すように、溝部13に樹脂材料を充填し、光導波路用樹脂充填部3を形成する。樹脂材料は、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド樹脂材料など、可塑性を有する適度な硬度および弾性をもった樹脂であって、それ自身の重みで流動することはない。なお、溝部13に充填される本発明の材料は、クラッド部となる下地基板1の材料よりも高い屈折率を有するものであればよく、樹脂材料に限定されるものではない。
【0027】
樹脂材料は光導波路用樹脂充填部3の各面が、少なくとも主面12および端面11と同一面を形成できる程度に十分充填する。なお、図においては、充填によって、主面12と同一高さで、端面11に上に盛り上がって露出した露出面31が形成されるものとした。
【0028】
次に、図3(a)に示すように、盤部材4上に仮型5を、その端面51が、下地基板1の端面11と対向するように配置し、次いで仮型5を摺動させて、端面51と端面11とを当接させる。端面51の傾斜角と端面11の傾斜角とは、盤部材4の主面に対して互いに錯角をなす関係であるから、端面51と端面11とは面接触する。なお、端面11においては、露出面31が真っ先に端面51と接触するが、樹脂材料は所定の硬度および弾性を有するため、仮型5の印圧によって露出面31の変形部分は光導波路用樹脂充填部3の本体側に吸収される。したがって露出面11は端面11の面方向には広がらずに、端面11と面一になる。次に、図3(b)に示すように、下地基板1の主面12上に貼り合わせ部材2を配置、固定する。このとき貼り合わせ部材2の端面21が、仮型5の端面51のうち、下地基板1の端面11と当接していない部分と当接するように配置する。これにより端面21と端面51とが面一となる。なお、貼り合わせ部材2と下地基板1との固定には樹脂材料を用いる。もしくは別途接着剤を用いる。
【0029】
次に、図3(c)および図4(a)に示すように、仮型5を下地基板1および貼り合わせ部材2から分離させ、光伝送構造を完成する。仮型5の端面51に塗布した剥離材52のため、仮型5は下地基板1および貼り合わせ部材2と容易に分離する。
【0030】
図3(c)において、端面11、端面21および、光導波路用樹脂充填部3の一部が露出してなる導波路端面32は面一となり、実質的に同一平面をなしている。光導波路の延伸方向は下地基板1、貼り合わせ部材2の面方向と同一であるので、形成された光導波路の導波路端面32は下地基板1の端面11の傾斜角と同一の傾斜角で傾斜している。したがって、導波路端面32をレーザダイオード等の光の受光に用いた場合、光導波路の延伸方向と同一方向の光軸を有する光が入射すると、その大部分は導波路端面32で屈折して光導波路内に入射し、残りは反射する。このとき、入射光と導波路端面32とは非直角の入射角を有するので、反射した光は入射元に直接戻ることはなく、戻り光を防ぐことができることになる。
【0031】
このように、本実施の形態によれば、入射光に対する戻り光を防ぐことのできる傾斜した端面を有する光導波路を備えた光伝送構造を、型の当接により容易に作成することができる。
【0032】
なお、上記の説明においては、仮型5を下地基板1の端面11に当接させた後に貼り合わせ部材2を下地基板1の上面に配置するものとしたが、貼り合わせ部材2を、その端面21が下地基板1の端面11と面一になるように配置した後に、仮型5を下地基板1の端面11に当接するものとしてもよい。また、仮型5の当接と、貼り合わせ部材2の配置とを、同時に行ってもよい。要するに、仮型5の当接の工程の順序は、導波路端面32を形成できるものであれば、貼り合わせ部材2を配置する工程の順には依らない。
【0033】
また、上記各図に示すように、本発明の光伝送路は、下地基板1、貼り合わせ基板2とから構成され、仮型5および盤部材4は製造の補助に用いる部品であって、完成した光伝送構造には含まれないものとしたが、盤部材4を光伝送路の一部としてもよい。また、盤部材4は、下地基板1と一体化した構成を有するものとしてもよい。
【0034】
また、上記の説明においては、下地基板1と貼り合わせ基板2とは互いに同一の幅を有するとして説明を行ったが、必ずしも互いに同一でなくともよい。貼り合わせ基板2の幅は、少なくとも光導波路用樹脂充填部3の幅をカバーできる程度あればよい。
【0035】
また、仮型5と盤部材4とは互いに同一の幅を有するとして説明を行ったが、必ずしも互いに同一でなくともよい。仮型5の幅は、少なくとも光導波路用樹脂充填部3の幅をカバーできる程度あればよい。
【0036】
(実施の形態2)
図5(a)は本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法を説明するための模式図であって、図において、61は下地基板、62は貼り合わせ基板、63は光導波路用樹脂充填部、64は盤部材、65は仮型である。
【0037】
図に示すように、下地基板61と貼り合わせ基板62とは、同一の幅を有し、盤部材64の上面と直交する端面611,621をそれぞれ有している。また、下地基板61はその主面から端部にわたって、下地基板を二分する溝部が形成されており、光導波路用樹脂充填部63はこの溝部に充填された格好になっている。
【0038】
さらに、下地基板61は、下地基板61と同一幅を有する盤部材64の上に固定されており、盤部材64の、下地基板61の端面611と対向する側には、仮型65を摺動可能に配置することができる。仮型65は、盤部材64と同一幅を有し、下地基板61の端面611に対応する端面651を有している。
【0039】
次に、図6(a)に、図5(a)の光導波路用樹脂充填部63の配置に沿った軸による断面図を示す。光導波路用樹脂充填部63は、図6(a)に示すように、下地基板61の溝部に十分に充填されており、その一部が露出部631として端面611からわずかに露出している。また、仮型65の端面651には、剥離材653が塗布されている。
【0040】
次に、図5(b)に、仮型65の要部斜視図を示す。図に示すように、端面651上には、光導波路用樹脂充填部63の露出部631に対応する位置に、突起部652が設けられている。突起部652は、光導波路用樹脂充填部63の横幅と同一長の一定の横幅を有し、光導波路用樹脂充填部63の高さと同一値を最大として、端面651から前方に向かって徐々に高さを減ずるテーパ状の形状を有している。
【0041】
また、図6(b)(c)は、本発明の実施の形態2における光伝送構造の製造方法の各工程を説明するための斜視図である。
【0042】
以上のような各部を用いた、本実施の形態による光伝送構造の製造方法を、各図を参照して、以下、説明を行う。
【0043】
はじめに、図6(a)に示すように、盤部材64上に下地基板61を固定し、その上部に貼り合わせ部材62を配置する。下地基板61には、実施の形態1と同様にして、光導波路用樹脂充填部63がすでに充填形成されているものとする。図においては、充填によって、端面611上に盛り上がって露出した露出部631が形成されるものとした。
【0044】
次に、図6(b)に示すように、盤部材64上に仮型65を、その端面651が下地基板61の端面611と対向するように配置し、次いで仮型5を摺動させて、端面651と端面611とを当接させる。端面651と端面611とは、盤部材4の主面に対していずれも垂直であるから、面接触する。
【0045】
また、突起部652は、露出部631と接触するが、仮型65の印圧によって露出部631は変形し、突起部652は露出部631が占めていた場所に嵌りこむ。これにより、光導波路用樹脂充填部63の端部には突起部652の反転形状が形成されることになる。なお、樹脂材料の有する硬度および弾性のため、露出部631の変形方向は光導波路用樹脂充填部3の本体側になり、端面611の面方向に広がることはない。
【0046】
次に、図6(c)に示すように、仮型65を下地基板61および貼り合わせ部材62から分離させ、光伝送構造を完成する。仮型65の端面651に塗布した剥離材652のため、仮型65は下地基板61および貼り合わせ部材62と容易に分離する。
【0047】
ここで図5(c)に、光伝送構造の端部の構成を示す。図5(c)において、端面611および端面621は面一となり実質的に同一平面をなしている。一方、光導波路用樹脂充填部3の一部が露出してなる導波路端部632は、端面621との接線から、奥へ向かって徐々に後退していくテーパ状の形状を有している。つまり導波路端部632は光導波路の延伸方向に対して傾斜している。したがって、実施の形態1の光伝送構造の導波路端部32と同一の効果を与えることができる。
【0048】
このように、本実施の形態によれば、入射光に対する戻り光を防ぐことのできる傾斜した端面を有する光導波路を備えた光伝送構造を、型の当接により容易に作成することができる。
【0049】
なお、上記各図に示すように、本発明の光伝送路は、下地基板61、貼り合わせ基板62とから構成され、仮型65および盤部材64は製造の補助に用いる部品であって、完成した光伝送構造には含まれないものとしたが、盤部材64を光伝送路の一部としてもよい。また、盤部材64は、下地基板61と一体化した構成を有するものとしてもよい。
【0050】
また、上記の説明においては、下地基板61と貼り合わせ基板62とは互いに同一の幅を有するとして説明を行ったが、必ずしも互いに同一でなくともよい。貼り合わせ基板62の幅は、少なくとも光導波路用樹脂充填部63の幅をカバーできる程度あればよい。
【0051】
また、仮型65と盤部材64とは互いに同一の幅を有するとして説明を行ったが、必ずしも互いに同一でなくともよい。仮型65の幅は、少なくとも光導波路用樹脂充填部63の幅をカバーできる程度あればよい。
【0052】
(実施の形態3)
図7(a)は本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法を説明するための模式図であって、図において、71は下地基板、73は光導波路用樹脂充填部、74は盤部材、75は仮型である。
【0053】
図に示すように、下地基板71はその主面から端部にわたって、下地基板を二分する溝部が形成されており、光導波路用樹脂充填部73はこの溝部に充填された格好になっている。
【0054】
また、下地基板71は、下地基板71と同一幅を有する盤部材74の上に固定されている。仮型75は、盤部材74および下地基板71と同一幅を有し、下地基板71の上面712に対応する底面751を有している。
【0055】
次に、図8(a)に、図7(a)の光導波路用樹脂充填部73の配置に沿った軸による断面図を示す。光導波路用樹脂充填部73は、図8(a)に示すように、下地基板71の溝部に十分に充填されており、その一部が露出部731として端面711および上面712からわずかに露出している。また、仮型75の端面751には、剥離材753が塗布されている。
【0056】
次に、図7(b)に、仮型75の要部斜視図を示す。図に示すように、端面751上には、光導波路用樹脂充填部73の露出部731であって、下地基板71の端面71近傍に対応する位置に、突起部752が設けられている。突起部752は、光導波路用樹脂充填部73の横幅と同一長の一定の横幅を有し、光導波路用樹脂充填部73の高さと同一値を最大として、その端部から奥に向かって徐々に高さを減ずるテーパ状の形状を有している。
【0057】
また、図8(b)(c)(d)は、本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法の各工程を説明するための斜視図である。
【0058】
以上のような各部を用いた、本実施の形態による光伝送構造の製造方法を、各図を参照して、以下、説明を行う。
【0059】
はじめに、図7(a)に示すように、盤部材74上に下地基板71を固定し、その上部に貼り合わせ部材72を配置する。下地基板71には、実施の形態1と同様にして、光導波路用樹脂充填部73がすでに充填形成されているものとする。図においては、充填によって、端面711および上面712上に盛り上がって露出した露出部731が形成されるものとした。
【0060】
次に、図8(b)に示すように、仮型75を、その下面751が下地基板71の上面712と対向するように配置し、次いで仮型5の下面751と下地基板71の上面721とを当接させる。
【0061】
また、突起部752は、露出部731と接触するが、仮型75の印圧によって露出部731は変形し、突起部752は露出部731が占めていた場所に嵌りこむ。これにより、光導波路用樹脂充填部73の端部には突起部752の反転形状が形成されることになる。なお、樹脂材料の有する硬度および弾性のため、露出部731の変形方向は、主に光導波路用樹脂充填部3の本体側になる。
【0062】
次に、図8(c)に示すように、仮型75を下地基板71から分離させる。仮型75の端面751に塗布した剥離材752のため、仮型75は下地基板71および貼り合わせ部材72と容易に分離する。
【0063】
最後に、図8(d)に示すように、下地基板71の上面712に貼り合わせ部材72を固定し、光伝送構造を完成する。
【0064】
ここで図7(c)に、光伝送構造の端部の構成を示す。図7(c)において、端面711および端面721は面一となり実質的に同一平面をなしている。一方、光導波路用樹脂充填部3の一部が露出してなる導波路端部732は、端面711との接線から、奥へ向かって徐々に後退していくテーパ状の形状を有している。つまり導波路端部732は光導波路の延伸方向に対して傾斜している。したがって、実施の形態1、2の光伝送構造の導波路端部32と同一の効果を与えることができる。
【0065】
このように、本実施の形態によれば、入射光に対する戻り光を防ぐことのできる傾斜した端面を有する光導波路を備えた光伝送構造を、型の当接により容易に作成することができる。
【0066】
なお、上記各図に示すように、本発明の光伝送路は、下地基板71、貼り合わせ基板72とから構成され、仮型75および盤部材74は製造の補助に用いる部品であって、完成した光伝送構造には含まれないものとしたが、盤部材74を光伝送路の一部としてもよい。また、盤部材74は、下地基板71と一体化した構成を有するものとしてもよい。
【0067】
また、上記の説明においては、下地基板71と貼り合わせ基板72とは互いに同一の幅を有するとして説明を行ったが、必ずしも互いに同一でなくともよい。貼り合わせ基板72の幅は、少なくとも光導波路用樹脂充填部73の幅をカバーできる程度あればよい。
【0068】
また、仮型75と盤部材74および下地基板71とは互いに同一の幅を有するとして説明を行ったが、必ずしも互いに同一でなくともよい。仮型75の幅は、少なくとも光導波路用樹脂充填部63の幅をカバーできる程度あればよい。
【0069】
(実施の形態4)
図9(a)(b)は、本発明の実施の形態4による光伝送機構の構成図である。図において、91はレーザダイオード、92は下地基板、93は貼り合わせ基板、94は光導波路の入射側端面、95は光ファイバ、96は基台部である。
【0070】
また、図9(c)に、図9の光ファイバ95の配置に沿った軸による断面図を示す。
【0071】
図に示すように、基台部96は、レーザダイオードが配置された第1の配置面96aと、光ファイバ95が配置された第2の配置面96bと、下地基板92が配置されている斜面96cとを備えている。第1の配置面96aと第2の配置面96bは互いに平行であって、その高さが異なり、傾斜角Cの斜度を有する斜面96にて接続された格好になっている。また、下地基板1においてはその中心線に沿って光導波路98が形成されている。また、第1の配置面に配置されたレーザダイオード91は、第1の配置面96aおよび第2の配置面96bに対して平行なレーザ光を出射する。
【0072】
光導波路98の、第1の配置面96a側の入射側端面94は、実施の形態3の光伝送構造の導波路端部732と同様、第1の配置面96aとの接線から、伝送路の奥へ向かって徐々に後退していくテーパ状の形状を有しており、図9(c)に示すように、導波路の延伸方向に対して傾斜角Aにて傾斜している。
【0073】
また、光導波路98の第2の配置面96b側の端面は、実施の形態2の光伝送構造の導波路端部632と同様、貼り合わせ基板93の端部から、奥へ向かって徐々に後退していくテーパ状の形状を有しており、導波路の延伸方向に対して傾斜角Bにて傾斜している。さらに、光ファイバ95は、この端面の傾斜角に対応する傾斜角Dの断面を有し、光導波路98と面接触して、光導波路98との接面97を形成している。なお、傾斜角B,C,Dの間にはB=C+Dの関係がある。
【0074】
以上のような構成を有する本実施の形態による光伝送機構においては、光導波路98が配置されている斜面93は、レーザダイオード91が配置された第1の配置面に対し傾斜角Cの斜度を有するため、レーザダイオード91からレーザ光が入射側端面94に入射すると、レーザ光は入射側端面94に対して斜行して入射する。これにより、実施の形態1〜3と同様、レーザ光はその大部分が光導波路98に入射し、残る反射光はレーザダイオード91に戻ることはない。
【0075】
さらに本実施の形態においては、入射側端面94は傾斜角Aの角度で傾斜しており、傾斜角AとCとに基づき、入射するレーザ光の、入射側端面94に対する入射角が決定される。
【0076】
このとき、光導波路98内を進むレーザ光の光軸を、光導波路98の延伸方向と同一にすれば、入射するレーザ光の戻り光を押さえるとともに、入射したレーザ光を最も効率よく光導波路98内へ導くことができる。
【0077】
図10(a)に、入射側端面94の近傍におけるレーザ光の光軸と、入射側端面94に対するレーザ光の入射角θ0と出射角θ1との関係を示す。この図から、入射角θ0=90°−傾斜角A+傾斜角C、出射角θ1=90°−傾斜角Aの関係を満たすように、入射側端面94および斜面96bの寸法を決定することにより、光軸結合の最適条件を得ることができる。空気の屈折率をn0、光導波路98の屈折率をn1とするとスネルの法則により、
【0078】
【数1】
n0/n1=sinθ1/sinθ0
の関係があるから、材料の屈折率から傾斜角A、Cの組み合わせは一意に求められる(空気の屈折率n0は一般に1としてよい)。そこで、一例として、光導波路98の材料に屈折率n1=1.5の樹脂材料を用いると、傾斜角Cが約3.5°、傾斜角Aが92°〜93°(光導波路98端面のカット角は7°〜8°になる)としたときに、最適な光軸結合を得ることができる。逆に言えば、傾斜角Cおよび傾斜角Aを所望の角に設定する場合は、それに適した材料で光導波路98を形成すればよい。
【0079】
一方、光導波路98から光ファイバ95への出射においても同様のことがいえる。すなわち、図10(b)に示す、光導波路98と光ファイバ95との接面97の近傍におけるレーザ光の光軸と、端面97に対するレーザ光の入射角φ1と出射角φ2との関係から、入射角φ1=90°−傾斜角B、出射角φ2=90°+傾斜角C−傾斜角Bの関係を満たすように、接面97を形成する各部の寸法を決定することにより、光軸結合の最適条件を得ることができる。光導波路98の屈折率をn1、光ファイバ95の屈折率をn2とするとスネルの法則により、
【0080】
【数2】
n1/n2=sinφ1/sinφ2
の関係がある。先の(数1)の条件と合わせて、光導波路98,光ファイバ95の各材料の屈折率から傾斜角CとBとの組み合わせを一意に求めることができる(空気の屈折率n0は一般に1としてよい)。これにより、光導波路98から出射する光は屈折して、光ファイバ95の延伸方向と平行な光として導入されることとなり、最適な光軸結合が得られる。
【0081】
このように、本実施の形態によれば、最適な光軸結合を得ることのできる光伝送機構が得られる。
【0082】
また、レーザダイオード91から出射された光は、最短距離で光導波路98内を伝播して光ファイバ95に導かれるが、このときレーザダイオード91から出射したレーザ光の光軸と、光ファイバ95に導かれるレーザ光の光軸とは平行になるため、レーザダイオード91および光ファイバの設置に要する空間を小さくすることができる。
【0083】
なお、下地基板92,貼り合わせ基板93および光導波路98は、実施の形態2,3にて示した光伝送構造と同一の構成を有するため、本発明の製造方法で作成するようにしてもよい。このとき、基台部96を実施の形態2,3の盤部材に見立てて、下地基板92が載置されない部分を傾斜面として成型するようにすれば、第1の載置面および第2の載置面が得られることになる。また従来のように切削、研磨加工により作成するようにしてもよい。また、下地基板92と基台部96とは一つの基板として一体成形により作製するようにしてもよい。また、光ファイバ95は、図に示すように、第2の載置面96b上に接着して固定してもよいし、第2の載置面96bにV溝等の載置用の溝を設けて、そこに載置、固定するようにしてもよい。
【0084】
また、図11(a)(b)に示すように、下地基板92の端面921および貼り合わせ基板93の端面931の傾斜角を、入射側端面94の傾斜角Aと同一とした構成としてもよい。この場合、実施の形態1の製造方法により作成を行うことができ、従来例によっても容易に作成することができる。
【0085】
また、上記の光伝送機構は、高さの異なる2つの平面上にレーザダイオード、光ファイバをそれぞれ配置して、光導波路を上下に傾斜して配置する構成としたが、図12に示すような構成としてもよい。図12(a)は、本実施の形態の他の構成例を示す平面図、図12(b)は同側面図である。図において、レーザダイオード91と光ファイバ95は、同一平面上に配置されている。また、レーザダイオード91と光ファイバ95との間には、矩形の下地基板101が配置されており、下地基板101には、その主面から両端にまたがって光導波路103が設けられている。光導波路103はレーザダイオード91の出射光の光軸に対して斜交する向きを有しており、レーザダイオード91側の入射側端面104は、導波路の延伸方向に対して、下地基板101の面方向に傾斜角Aにて傾斜している。
【0086】
また、光導波路103の光ファイバ95側の端面は、導波路の延伸方向に対して、下地基板101の面方向に傾斜角Bにて傾斜している。さらに、光ファイバ95は、この端面の傾斜角に対応する傾斜角Dの断面を有し、光導波路98と面接触して、光導波路103との接面105を形成している。
【0087】
以上のような光導波路103,レーザダイオード91および光ファイバ95の配置は、図9に示す光伝送機構における光導波路98,レーザダイオード91および光ファイバ95の配置を、横倒しにしたもと見なすことができる。したがって、光導波路103,光ファイバ95の屈折率に基づき、傾斜角A、CおよびBを、上記のように設定することにより、図9に示す光伝送機構と同様の効果が得られる。
【0088】
なお、上記の各実施の形態において、下地基板1,61,71は本発明の下地基板に相当し、貼り合わせ基板2,62,72は本発明の貼り合わせ部材に相当し、光導波路用樹脂充填部3,63,73は本発明の溝部に充填された材料に相当し、仮型5,65,75は本発明の仮型に相当し、盤部材4,64,74は本発明の盤部材に相当する。また、盤部材4,64,74における、仮型5,65,75を載置する部分は、本発明の延伸部に相当する。また、仮型65の突起部652および仮型75の突起部752は本発明の突起部に相当する。また、露出面31,631,731は本発明の前記本体部材の端面に露出している材料に相当し、導波路端面32,632,732は本発明の入射または出射する光の光軸に対し傾斜した端面に相当する。
【0089】
また、レーザダイオード91は本発明の発光素子に相当し、光ファイバ95は本発明の受光部に相当し、基台部96,光導波路94,下地基板92および貼り合わせ基板93は本発明の光伝送構造に相当し、入射角θ0は本発明の第1角度に相当し、入射角φ1は本発明の第2角度に相当する。
【0090】
ただし本発明は上記の構成に限定されるものではなく、本発明の発光素子は、LEDや光ファイバなど、レーザ光、直線光などの光を射出できるものであればよい。また、本発明の受光部は、光導波路など、光を受光できるものであれば他の素子、部品でもよい。
【0091】
また、上記の実施の形態1〜3において、光伝送構造の他方の導波路端面、すなわち光導波路を伝播する外部へ出射される光の端面の構成およびその成型方法は図示せず説明を省略したが、上記各実施の形態の方法と同様に仮型を用いて斜面を有する端面として成型してもよい。このとき、他方の導波路端面に光ファイバ等を接続するとき、実施の形態4と同様、図10(b)に示すように、(数2)の計算に基づく傾斜角を有する接面を構成すれば、光軸結合を良好にすることができる。この場合、光伝送構造の両端を同時に成型することが望ましい。当接によりあふれる樹脂材料を導波路本体内に圧縮できるからである。また、他方の導波路端面は、端部は従来例と同様に切断もしくは研磨加工によって成型してもよい。
【0092】
また、上記の実施の形態1〜3において、導波路端面の傾斜角は入射光の光軸に対して任意であってよいが、図10(a)に示すように、実施の形態4の光導波路の各端面と同様に、(数1)に基づき光導波路に入射した光の光軸が、光導波路の延伸方向と同一になるような傾斜角を設定することが望ましい。
【0093】
また、上記の各実施の形態において、光導波路用樹脂充填部は、下地基板1,61,71の溝部に充填するものとして説明を行ったが、本発明の本体部材は、あらかじめ樹脂材料が充填された下地基板として実現してもよく、このような下地基板を購入して、仮型当接以降の工程を行うことにより、本発明を実施してもよい。
【0094】
また、上記の実施の形態4において、光ファイバ95と光導波路98の端面97と面接触して接面97を形成しているものとして説明を行ったが、光ファイバ95と端面97との間には所定の間隔を設け、この間を空気または所定の屈折率を有する実質透明な材料を充填するようにしてもよい。このときも、上記実施の形態4と同様の原理により、光ファイバ95,光導波路98、および空気または材料の屈折率を考慮しながら、端面97と空気または材料との間の角と、空気または材料と光ファイバ95との間の角とを調製して光軸を一致させるようにする。この場合でも、光導波路98の光出射側の光結合を改善することが可能となる。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明に依れば、容易かつ簡便に光学素子に入射もしくは出射する光と光導波路との間に所望の傾斜角を形成することのできる光導波路の製造方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法を模式的に示す図である。
【図2】(a)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
(b)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図3】(a)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
(b)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
(c)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図4】(a)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
(b)本発明の実施の形態1における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図5】(a)本発明の実施の形態2における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
(b)本発明の実施の形態2における光伝送構造の製造方法に用いる仮型の構成を示す斜視図である。
(c)本発明の実施の形態2における光伝送構造の端部を示す斜視図である。
【図6】(a)本発明の実施の形態2における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
(b)本発明の実施の形態2における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
(c)本発明の実施の形態2における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図7】(a)本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法の一工程を示す斜視図である。
(b)本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法に用いる仮型の構成を示す斜視図である。
(c)本発明の実施の形態3における光伝送構造の端部を示す斜視図である。
【図8】(a)本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
(b)本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
(c)本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
(d)本発明の実施の形態3における光伝送構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図9】(a)本発明の実施の形態4における光伝送機構の構成図である。
(b)本発明の実施の形態4における光伝送機構の構成図である。
(c)本発明の実施の形態4における光伝送機構の断面図である。
【図10】(a)本発明の実施の形態4における光伝送機構の光入射端面近傍の状態を説明するための図である。
(b)本発明の実施の形態4における光伝送機構の光導波路と光ファイバとの接面近傍の状態を説明するための図である。
【図11】(a)本発明の実施の形態4における光伝送機構の他の構成例を示す図である。
(b)本発明の実施の形態4における光伝送機構の他の構成例の断面図である。
【図12】(a)本発明の実施の形態4における光伝送機構のさらなる他の構成例を示す上面図である。
(b)本発明の実施の形態4における光伝送機構のさらなる他の構成例の断面図である。
【図13】(a)従来の技術における光伝送モジュールの構成を示す図である。
(b)従来の技術における光伝送モジュールの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 下地基板
2 貼り合わせ基板
3 光導波路用樹脂充填部
4 盤部材
5 仮型
11 下地基板1の端面
12 下地基板1の上面
13 溝部
14 凹部
21 貼り合わせ基板2の端面
31 露出面
32 導波路端面
52 剥離材
51 仮型5の端面
Claims (6)
- 入射または出射する光の光軸に対し傾斜した端面を有する光導波路の製造方法であって、
下地基板の主面上に前記光導波路の外形に対応する溝部を形成する工程と、前記溝部に前記下地基板より高屈折率の樹脂材料を充填する工程と、前記下地基板の前記主面に、貼り合わせ部材を貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせる工程と同時またはその前後に、少なくとも前記下地基板の端面に露出している前記材料に対して仮型を当接することにより、前記光導波路の端面を形成する工程とを備えた光導波路の製造方法。 - 前記下地基板は、所定の盤部材上に固定されており、
前記盤部材は、少なくとも前記下地基板の端面側に伸びた延伸部を有し、
前記仮型は、前記盤部材上を摺動して前記当接の動作を行う請求項1に記載の光導波路の製造方法。 - 前記下地基板の上方から、前記仮型による前記当接の動作を行う請求項1に記載の光導波路の製造方法。
- 前記当接により形成される面は、前記下地基板の端面に対し傾斜しており、
前記仮型は、前記傾斜に対応する突出部を有する請求項2または3に記載の光導波路の製造方法。 - 前記盤部材の延伸部は、前記盤部材における前記下地基板が固定された面に対し傾斜している請求項2に記載の光導波路の製造方法。
- 前記本体部材と、前記盤部材とは一体化している請求項2に記載の光導波路の製造方法。
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