JP3979185B2 - 光通信装置 - Google Patents
光通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3979185B2 JP3979185B2 JP2002153870A JP2002153870A JP3979185B2 JP 3979185 B2 JP3979185 B2 JP 3979185B2 JP 2002153870 A JP2002153870 A JP 2002153870A JP 2002153870 A JP2002153870 A JP 2002153870A JP 3979185 B2 JP3979185 B2 JP 3979185B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical fiber
- connector
- pitch
- package
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/3632—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the cross-sectional shape of the mechanical coupling means
- G02B6/3636—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the cross-sectional shape of the mechanical coupling means the mechanical coupling means being grooves
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- 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
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/3648—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
- G02B6/3652—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/368—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers with pitch conversion between input and output plane, e.g. for increasing packing density
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/3684—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier
- G02B6/3692—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier with surface micromachining involving etching, e.g. wet or dry etching steps
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/3684—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier
- G02B6/3696—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier by moulding, e.g. injection moulding, casting, embossing, stamping, stenciling, printing, or with metallic mould insert manufacturing using LIGA or MIGA techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多芯の光ファイバ（テープファイバ）を用いて多チャンネル送信、受信をする場合に信号を発信し、あるいは信号を受信する同等の光素子を並列に並べ光ファイバに接続した光通信装置（光受信モジュール、光送信モジュール）に関するものである。多芯（Ｍ芯）光ファイバの光ファイバのピッチは２５０μｍと決められている。一方ＬＤやＰＤなどの光素子は寸法が６００μｍ〜３００μｍ程度ある。
【０００２】
光素子が大きすぎ寸法が食い違うので、多芯光ファイバの先端延長上に同数の光素子をそのままのピッチで設けることができない。どこかでチャンネル間隔を拡大し光ファイバと光素子を直接に接続可能であるようにしなければならない。表面実装型の装置において光導波路を拡開するということも考えられようが、それは製作が難しくコスト高であり直ちに実行できるというものではない。
【０００３】
【従来の技術】
図５は標準として使われているＭＴコネクタの斜視図である。これは４芯のものを示す。樹脂性のＭＴコネクタ５２は前方にガイドピン５４、５４をもつ。ＭＴコネクタ５２の内部には水平方向に４芯テープファイバ５６が保持されている。背後にはテープファイバ５６が連続している。テープファイバ５６には４つの光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが包摂されている。テープファイバにおける光ファイバ間のピッチＰ１は２５０μｍ（０．２５ｍｍ）である。端面に４チャンネル分の光ファイバが露呈している。これは端面と面一である。
【０００４】
一方の樹脂性のＭＴコネクタ５３は後面に嵌合穴５５をもっている。ＭＴコネクタ５３もやはり４芯のテープファイバ５６を樹脂で固めたものである。ＭＴコネクタ５３の嵌合穴５５にＭＴコネクタ５２のガイドピン５４を挿入すると、両方の光ファイバの端面が突き合わされて両者の４芯テープファイバが光学的に接続される。ガイドピンを引き抜けば両者は光学的にも離隔される。そのように低コストで小型簡便な多芯光コネクタである。４芯の整数倍の光ファイバ（Ｍ本、Ｍチャンネル）を一括して扱えるため、多数の加入者の信号を送受するシステムには特に有用である。光ファイバのピッチＰ１は２５０μｍである。ところが半導体レーザ（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）チップは６００μｍ〜３００μｍの寸法をもつので、そのままの間隔で光ファイバに接続することができない。
【０００５】
▲１▼ 宍倉正人、長妻一之、井戸立身、徳田正秀、中原宏治、野本悦子、須藤剣、佐野博久、「１０Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」２００１年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会Ｃ−３−５０、Ｐ１６０（２００１）
【０００６】
は１０Ｇｂｐｓの４チャンネルパラレルＬＤモジュールを提案している。Ｓｉ基板に始端ピッチが２５０μｍ、終端ピッチが１０００μｍの拡開する四本の光導波路を形成して後端に４つのＬＤチップを搭載し始端が４チャンネル多芯光ファイバと接続できるようにしたものである。図６にその斜視図を示す。矩形状のＳｉベンチ５７の上に導波路層５８（ＳｉＯ２）があり、その上に４本の拡開する光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄが形成されている。
【０００７】
光導波路の始端のピッチＰ１は２５０μｍである。それは多芯テープファイバのピッチに等しくしてある。Ｓｉベンチの前端に光ファイバを永久接合するようになっている。光導波路の終端でのピッチＰ２は１０００μｍとなっている。Ｓｉベンチの後部にはメタライズ配線５９があり、そこに４つの半導体レーザチップＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄが１０００μｍピッチで実装されている。光導波路が彎曲しておりＳｉベンチにおいて間隔を連続的に広げることができる。
【０００８】
６００μｍ〜３００μｍ角のＬＤチップを複数個並列に並べるには、スペースと放熱等の関係で導波路のピッチを５００μｍ以上にする必要がある。クロストークも考えると１０００μｍ程度の間隙を持つ方が良い。そこで従来例▲１▼は光導波路の間隔を光路にそって漸次広げることによってその問題を解決している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
テープファイバの光ファイバピッチＰ１と、光素子を搭載したベンチでのピッチＰ２が異なるので途中でチャンネル間の間隔を広げる必要がある。従来例▲１▼のようにＳｉベンチの光導波路を彎曲させることによってチャンネル間隔を拡大するのは良い考えである。しかしＰ２とＰ１がかなり違うので彎曲導波路を正確に製作するのは容易でない。それに無理なくチャンネル間隔を広げようとするとかなり長いＳｉベンチが必要になる。長いＳｉベンチは製造可能であるが光モジュールのコストを引き上げる。またＳｉベンチの端面に光ファイバの端部を接合するから微妙な調芯が必要になる。それは時間のかかる作業である。
【００１０】
彎曲導波路のような製作困難なものを用いないで多チャンネル光ファイバ間隙を広げたい。より小さいＳｉベンチによって装置を作りコストを抑制したい。また光ファイバとＳｉベンチの光導波路の調芯を不要にして調芯のコストを削減したいものである。さらにＭＴコネクタと同様の着脱機構を持つようにしたい。もしそうならテープファイバとの接続が極めて容易となるからである。
【００１１】
本発明はそのような観点からなされたもので、光ファイバピッチＰ１を光素子ピッチＰ２に変換する機能を有しつつ、必要なＳｉベンチ長さを節減し、光ファイバと光導波路の調芯を不要とし、多芯光ファイバと直接に着脱できる多チャンネル型の光通信装置を提供することが目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光通信装置は、ガイドピン或いは嵌合穴を有し一定ピッチＰ１で平行に並ぶ複数本の光ファイバを保持しファイバの一部を後方へ突出させたコネクタと、コネクタより突出した光ファイバを挿入固定するための平行な複数のＶ溝とそれに続く平行な複数の光導波路をＰ１より広いピッチＰ２で設けた基板（例えばＳｉベンチ）と、基板の光導波路の終端に設けた複数の受光素子あるいは発光素子である光素子と、リードピンを有しコネクタを前方に固定しＳｉベンチを後方に固定したパッケージとを含み、パッケージ内部のコネクタと基板の間の拡開部ＥＳにおいて光ファイバを彎曲させ光ファイバのピッチをＰ１からＰ２に拡開するようにした。
【００１３】
Ｐ１からＰ２へのピッチ変換をどこかで行う必要がある。本発明はパッケージ内部で自由状態にある光ファイバを広げることによってピッチ変換している。コネクタでは狭いピッチＰ１で平行に並び、Ｓｉベンチでは広いピッチＰ２で平行に並ぶ。その間の自由空間で光ファイバの間隔をＰ１からＰ２へ広げる。拡開するので光ファイバは二つの相反する曲率の円弧を描いて彎曲することになる。二つの円弧の繋ぎ目は変曲点となる。少し複雑な彎曲となるが自由空間で柔軟な光ファイバを彎曲させるのだから自然に最適の彎曲を形成する。Ｓｉベンチの上に彎曲導波路を形成するのではないから自由度が高い。柔軟な光ファイバを彎曲させるのは簡単なことである。無理な応力が発生することもない。
【００１４】
ピッチ変換部（拡開部）がＳｉベンチの外にあるのでＳｉベンチは平行直線導波路と直線Ｖ溝を同一軸線上に形成するだけでよい。Ｓｉウエハの上にウエハプロセスによって多数のＳｉ基板を一挙に製作できる。それは容易なことである。
【００１５】
パッケージの内部で光ファイバのピッチ変換をすることになる。パッケージは光ファイバのための拡大路を有する。拡大路は単に幅が広がるようにするだけでもよい。光ファイバは両端が固定されているから自然な曲率で曲がる。光ファイバは樹脂によって固定するから自由状態で振動するということはなくてパッケージに収容されてしまえば固定されており安定である。
【００１６】
また拡大する光ファイバを案内するための溝を形成することも可能である。そのような場合でも彎曲光導波路を作るのに比べて彎曲溝の形成は格段に容易である。その場合彎曲溝に光ファイバを入れて、さらに樹脂固定するようになる。
【００１７】
ピッチが拡大する光ファイバを案内するために突起をパッケージ底面から上向きに突出させるようにしてもよい。その場合でも樹脂固定するからパッケージ内部で彎曲光ファイバは安定になる。
【００１８】
ＭＴコネクタ、テープファイバでの光ファイバピッチＰ１は２５０μｍである。Ｓｉベンチ上のＶ溝、光導波路のピッチＰ２は５００μｍ〜１５００μｍ程度とする。光素子の寸法やクロストークの抑制という観点から最適のＰ２を決定する。パッケージにはリードピンをインサート成形によって設けておく。光素子やメタライズとリードピンをワイヤボンディングによって接続する。
コネクタ、Ｓｉベンチを取り付けたあと、パッケージの外側を硬質の樹脂によってモールドしてモールドパッケージ素子を完成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［１．基本形］
図１に本発明の光通信装置の基本構成を示す。多チャンネル光通信用のテープファイバは４芯、８芯、１２芯、１６芯…など４の倍数Ｍの光ファイバ数をもつ。ＭＴコネクタはテープファイバ同士を接続離脱可能にするためにテープファイバの端部に取り付けるものであるから、これも４芯、８芯、１２芯、１６芯…などのものがある。ピッチはいずれも２５０μｍが標準である。ここではＰ１＝２５０μｍとして説明する。それ以外のピッチのものもあり本発明はもちろんそれにも適用できる。ここでは最も簡単な４芯の場合を図示しているが８芯、１２芯、１６芯…でも同様である。
【００２０】
ＭＴコネクタ２はテープファイバの端部を樹脂固定しガイドピン４、または嵌合穴を設けたものである。それは図５によってすでに説明した。本発明の場合はガイドピンを有するコネクタとしてもよいし、嵌合穴を有するコネクタとしてもよい。ここではガイドピン４を有する雄型のコネクタ２として説明するが嵌合穴をもつ雌型のコネクタも用いることができる。
【００２１】
ＭＴコネクタ２の後ろに続くテープファイバをコネクタから一定の距離の位置で切断する。テープ被覆部分を剥し個々の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄを分離する。フェルール（コネクタ）の後端面６から４本の尾が突き出たようなものができる。
【００２２】
一方Ｓｉウエハの上に矩形上のＳｉベンチを多数同時に形成する。一つ一つのＳｉベンチは全部同じであるから、一つについて述べる。Ｓｉベンチ７の前部８には広いピッチＰ２を有した平行な４本のＶ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを穿つ。それは異方性エッチングによって簡単に形成できる。Ｓｉベンチ７の中間部９にはそれに続く４本の平行光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、ＷｄをピッチＰ２で形成する。これも直線の光導波路だから比較的簡単に形成することができる。Ｓｉベンチ７の後部１０は少し低くなっておりメタライズ配線があってさらに光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄが取り付けてある。光素子というのは４チャンネルの半導体レーザ（ＬＤ；Laser diode）であることもあり、４チャンネルのフォトダイオード（ＰＤ；Photodiode）であることもある。
【００２３】
ＭＴコネクタ２から後ろに複数の光ファイバを突出させて自由空間ＥＳで光ファイバ間ピッチを広げるようにしている。コネクタ２の前端面５でのファイバ間ピッチは２５０μｍであるが、それを拡開部ＥＳで広げ、Ｓｉベンチ７上では５００μｍ〜１５００μｍの平行なピッチにしている。拡開部ＥＳを自由空間とし光ファイバを彎曲させたところが本発明の着想の妙である。
【００２４】
Ｓｉベンチでは平行Ｖ溝、平行光導波路が広いピッチで設けられるから光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを離して実装できるようになる。彎曲導波路などが不要だからＳｉベンチの製作が容易である。しかも光導波路彎曲部を含まないからＳｉベンチの長さを短くすることができる。彎曲部の曲率は限定され無理に大きく彎曲できないから、もしも彎曲光導波路を設けるものとすると長大なＳｉベンチが必要となり好ましくない。
【００２５】
図１は基本形を示すだけである。実際にはパッケージがあってＭＴコネクタ２、Ｓｉ基板７を固定し保護するようになっている。
【００２６】
［２．基板］
Ｓｉベンチ７と述べているが、これは一例であり、金属基板、樹脂基板、セラミック基板とすることもできる。金属基板の場合は表面に絶縁層を設ける必要がある。樹脂基板の場合はポリイミド、液晶ポリマーなどが利用できる。
【００２７】
［３．光導波路］
樹脂基板の場合光導波路はフッ素化ポリイミド導波路などを用いることができる。Ｓｉ基板（Ｓｉベンチ）、金属基板、セラミック基板の場合は石英導波路（ＳｉＯ２／Ｇｅ−ＳｉＯ２）や、フッ素化ポリイミド導波路を用いることができる。
【００２８】
［４．Ｖ溝］
光ファイバ端を保持し光導波路へ接続するためのＶ溝の形成は以下の通りである。樹脂基板の場合は金型によって簡単にＶ溝を造形できる。セラミックの場合も同様に型によってＶ溝を作ることができる。金属基板の場合はエッチングによってＶ溝を作る。Ｓｉベンチの場合は異方性エッチングによって正確な傾斜角をもったＶ溝を作ることができる。Ｖ溝と光導波路を突き合わせるので調芯が不要になる。それはモジュール製造コストを引き下げる。
【００２９】
［５．チャンネル数Ｍ］
チャンネル数Ｍは４、８、１２、１６…など４の倍数となる。テープファイバも、ＭＴコネクタもその数の光ファイバを内蔵したものとなる。本発明はコネクタを改造して利用するから現存するどのような多チャンネルテープファイバ、ＭＴコネクタにも対応できる。
【００３０】
［６．光素子のピッチＰ２］
これは光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを並べて実装できるに充分な間隔とする。ＬＤやＰＤは６００μｍ角〜３００μｍ角の大きさを持つ。３００μｍ角のものであれば、Ｐ２＝５００μｍでも実装可能である。５００μｍ角のＬＤ、ＰＤを光素子とする場合はＰ２＝１０００μｍ程度にして相互に５００μｍ離隔するようにできる。光ファイバの数Ｍが大きいとあまりＰ２を広げることができない。しかし光ファイバの数が少ないとＰ２を広くできる。だからＰ２＝５００μｍ〜１５００μｍ程度にすればよい。
【００３１】
［７．光素子Ｄ］
光素子は半導体レーザＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄのように４つの半導体レーザの並列とすることもある。その場合はパラレル光送信モジュールとなる。
光素子がフォトダイオードＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄのように４つのフォトダイオードとすることもある。その場合はパラレル光受信モジュールとなる。
【００３２】
［８．ＭＴコネクタ］
ガイドピンを有するフェルールでもよいし、嵌合穴を有するフェルールでもよい。
【００３３】
［９．パッケージ］
パッケージはコネクタと基板を保持し保護するものである。パッケージは、コネクタの保持部分、基板の保持部分を備えている。内部の自由空間ＥＳにおいて光ファイバが彎曲しその間隔が変化するのでそれを保護するという役目をも持っている。自由空間は単なる空間でもよいし、彎曲溝や突起群のような案内形状を設けてもよい。
【００３４】
【実施例】
［１．実施例１（図２）］
図２（１）、（２）は本発明の実施例１の構造を示す。図２（１）はパッケージにＭＴコネクタ、Ｓｉベンチを実装しモールド樹脂で覆った状態の（保護樹脂は省略）横断平面図、図２（２）は保護樹脂、モールド樹脂で覆った状態の縦断面図である。図１の基本形を含むが、それに加えてパッケージや樹脂が描かれている。ＭＴコネクタ２は前端面５に光ファイバが２５０μｍピッチで面一に露呈している。前端面両側にガイドピン４を有する。ＭＴコネクタ２の背後には４本の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが延長している。Ｓｉベンチ７には前部８にピッチＰ２の平行Ｖ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄが穿たれる。（００１）Ｓｉ単結晶を基板とした場合は異方性エッチングによって傾斜角５４．７度のＶ溝を容易に形成できる。Ｓｉベンチ７の中間部にはピッチＰ２の平行光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄが形成される。これは例えばＳｉＯ２アンダークラッド層１０μｍ、ＧｅＯ２ドープＳｉＯ２コア（６μｍ×６μｍ）、ＳｉＯ２オーバークラッド層１０μｍを形成したものである。Ｓｉベンチ７の後部１０は少し低い段部となっている。そこにはメタライズ配線があり、メタライズ配線のパッド部には光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを取り付ける。
【００３５】
パッケージ２０はプラスチックあるいはセラミック製である。パッケージ２０は底壁２２、前壁２３、側壁２４、２５、後壁２６を有する。底壁２２の前方には浅いコネクタ収納穴２７が形成される。底壁２２の後方には浅いベンチ穴２８が形成される。前壁２３の中央部が切り欠かれコネクタ通し穴２９となっている。これらの凹部はＭＴコネクタ２の光ファイバ、パッケージ内での光ファイバ、Ｓｉベンチ７の上での光ファイバの高さを同一にするために設けられる。パッケージの後方には複数本のリードピンＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ…が設けられる。光素子一つについて２本のリードピンを必要とすることもあり、共通の電源端子と個別のリードピンが必要なこともある。リードピンの数や配置は任意に設計すればよい。ここではリードピンはインサート成形によってパッケージと一体となっている。光素子の上部の電極やメタライズ配線とリードピンはワイヤボンディングによって接続される。
【００３６】
このパッケージの底壁中間部（拡開部ＥＳ）には彎曲溝Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄが形成されており光ファイバを無理なく拡大案内するようになっている。
彎曲溝がなくても光ファイバは自由に無理なく曲がるのであるが、ここではパッケージの彎曲溝によって光ファイバ経路を規制している。
【００３７】
ＭＴコネクタ２の後方に突出した光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄは、彎曲溝Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄにはめこみ、硬化後も少し柔軟性のある樹脂で固定する。光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄはさらにＳｉ基板の平行直線Ｖ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄに挿入されファイバ終端が光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄの始端に突き合わせて樹脂固定される。ＦＢａ、ＦＢｄとＦＢｂ、ＦＢｃでは光ファイバの長さが少し違う。図２（１）はパッケージ内部に関してはその状態までを図示している。Ｖ溝に光ファイバを固定したあとファイバ押さえガラス３０をＳｉベンチの前部に接着して光ファイバを上から押さえる。
【００３８】
さらに保護用樹脂３２をパッケージ２０の枠内に充填する。金型に入れてエポキシ樹脂などでトランスファモールドし樹脂モールド３５の外殻を形成する。図２（２）はエポキシ封止した状態の断面図を示している。
【００３９】
寸法について述べる。４チャンネルの送信モジュールにおいて、光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、ＷｄのピッチＰ２が０．５ｍｍである（Ｐ２＝５００μｍ）。光導波路の延長上にはφ１２５μｍの光ファイバをはめ込むことができるＶ溝が形成されている。一方多芯の光結合が可能なＭＴコネクタは、０．２５ｍｍピッチ（Ｐ１）になっている。
【００４０】
ＭＴコネクタの一方から光ファイバを１０ｍｍ程度出しておき、０．２５ｍｍピッチ（Ｐ１）から徐々に広がって０．５ｍｍピッチ（Ｐ２）のＶ溝に結合させる。光ファイバのピッチ拡大部に、ファイバを位置決めするピッチ変換彎曲溝を有する事が実施例１の特徴である。
【００４１】
樹脂モールド３５の横幅は１１ｍｍ、内側のプラスチックパッケージ２０の横幅は１０ｍｍ、ＭＴコネクタ２の横幅は６．４ｍｍである。樹脂モールド３５の厚みは６ｍｍ、パッケージ２０の厚みは５ｍｍである。
【００４２】
ＭＴコネクタ２の長さは８ｍｍである。先述のようにＭＴコネクタ背後から出た光ファイバ長さは１０ｍｍ程度である。パッケージ２０の長さは２５ｍｍ、樹脂モールド３５の長さは３０ｍｍである。
【００４３】
［２．実施例２（図３）］
図３（１）、（２）は本発明の実施例２の構造を示す。図３（１）はパッケージにＭＴコネクタ、Ｓｉベンチを実装した状態の横断平面図、図３（２）は同じ状態の縦断面図である。実施例１と同様にパッケージには保護用樹脂を満たすしトランスファモールドによって樹脂外殻を形成するが同じことであるので、それらの図示は略した。拡開部ＥＳで実施例１は彎曲溝をもっていたが、実施例２では複数の突起によって光ファイバを案内するようにしている。その他の構造は実施例１と同様である。
【００４４】
ＭＴコネクタ２は前端面５に光ファイバが２５０μｍピッチ（Ｐ１）で面一に露呈している。前端面両側にガイドピン４を有する。ＭＴコネクタ２の背後には４本の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが延長している。
【００４５】
Ｓｉベンチ７には前部８にピッチ５００μｍ（Ｐ２）の平行Ｖ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄが穿たれる。
【００４６】
Ｓｉベンチ７の中間部９にはピッチＰ２の平行光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄが形成される。
【００４７】
Ｓｉベンチ７の後部１０は少し低い段部となっている。そこにはメタライズ配線があり、メタライズ配線のパッド部には光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを取り付ける。
【００４８】
パッケージ２０は底壁２２、前壁２３、側壁２４、２５、後壁２６を有する。底壁２２の前方には浅いコネクタ収納穴２７が形成される。底壁２２の後方には浅いベンチ穴２８が形成される。前壁２３の中央部が切り欠かれコネクタ通し穴２９となっている。これらの凹部はＭＴコネクタ２の光ファイバ、パッケージ内での光ファイバ、Ｓｉベンチ７の上での光ファイバの高さを同一にするために設けられる。パッケージの後方には複数本のリードピンＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ…が設けられる。リードピンはインサート成形によってパッケージと一体となっている。光素子の上部の電極やメタライズ配線とリードピンはワイヤボンデイングによって接続される。
【００４９】
このパッケージの底壁中間部（拡開部ＥＳ）にはガイド用の突起が９つ形成されている。光ファイバの間隔を正しく規制するための突起である。ＭＴコネクタに最も近い小突起４２、４３、４４は直径が小さい突起であり、突起間の隙間は光ファイバ直径１２５μｍに等しいかそれよりやや広めにする。中間の中突起４５、４６、４７は直径がより大きい突起であり、その隙間は同じ１２５μｍかそれよりやや広めにする。Ｓｉベンチに近い大突起４８、４９、５０はさらに大きい直径の突起である。
【００５０】
突起の位置と直径は相関があり光ファイバの望ましい彎曲に応じて決める。パッケージには３段の突起があるので、光ファイバの間に突起が位置するように光ファイバ自由端をパッケージ突起にはめ込む。ファイバ終端部はＳｉベンチのＶ溝に収容する。硬化後もやや柔軟な樹脂で光ファイバをパッケージとＶ溝に固定する。ファイバ押さえガラス３０で光ファイバ端を押さえる。
【００５１】
案内突起４２〜５０がなくても光ファイバは自由に無理なく曲がるのであるが、ここではパッケージに９つの突起を形成して光ファイバ経路を規制している。突起の数は３つでも６つでも１２でも良いのはもちろんである。
【００５２】
さらに保護用樹脂３２をパッケージ２０の枠内に充填する。金型に入れてエポキシ樹脂などでトランスファモールドし樹脂モールドの外殻を形成する（図示略）。そのようなことは実施例１と同様である。
【００５３】
［３．組立手順（図４）］
１．ＭＴコネクタの切断・光ファイバ分離
図４（１）〜（８）は本発明のモジュールの組立手順を示す。図４（１）に示すように多芯ＭＴコネクタ２を用意しコネクタから一定距離においてテープファイバを切断する。外皮を除去し、多芯ファイバを分離する。外皮を取り除くので光ファイバが離隔する。ここでは４芯の光ファイバを例に示す。ＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが光コネクタの後ろに突き出ている。ＭＴコネクタでは２５０μｍピッチ（Ｐ１）であるが、分離しているから自由端の間隔は自由に決める事ができる。ＭＴコネクタ２は前方に２本のガイドピン４をもち後方に４本の光ファイバ自由端をもつ。
【００５４】
２．Ｓｉベンチの製作
円形の大きいＳｉウエハにウエハプロセスによって多数の同一のＳｉベンチ７を製作する。矩形状Ｓｉベンチ７は前部８にはＶ溝を多芯ファイバの数だけピッチＰ２で造形する。ピッチＰ２は既に述べたように５００μｍとか１０００μｍといったピッチであり、テープファイバのピッチＰ１（２５０μｍ）より大きい。Ｓｉベンチ７の中間部９には多芯ファイバの数に等しい光導波路ＷをＶ溝と同一軸線上に設ける。Ｓｉ基板の後部１０には光素子を取り付けるためのメタライズ配線を設ける。光導波路はＳｉＯ２クラッド、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２コアの組み合わせによって製作できる。またフッ素化ポリイミドによって有機物の光導波路を形成することもできる。メタライズ配線は、蒸着、スパッタリング、印刷などで設けることができる。そこまではウエハプロセスによって行う。これが図４の（２）である。ここでウエハを縦横に切断して個々のＳｉ基板のチップに分離する。
【００５５】
３．光素子の実装
分離したチップには後部のメタライズの上にＰＤやＬＤなどの光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを複数個設ける。そうなったＳｉ基板が図４の（３）に示すものである。光素子を取り付ける図４（３）までをウエハプロセスで行う事もできる。
【００５６】
４．パッケージの準備
図４（４）はパッケージ２０を示している。これはセラミック、プラスチックなどによって製作する。矩形状で底壁２２、前壁２３、側壁２４、２５、後壁２６を有する。後方には平行のリードピンＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄがインサート成形によって一体に設けられている。リードピンのすぐ前にはベンチ穴２８が形成され、前方にはコネクタ収納穴２７、コネクタ通し穴２９が形成される。そのようなパッケージは一挙に製作される。こうして３つの要素（切断ＭＴコネクタ、Ｓｉベンチ、パッケージ）が準備された。
【００５７】
５．Ｓｉベンチの実装
図４（５）に示すように、パッケージのベンチ穴２８にＳｉベンチ７を樹脂で接着する。そしてＳｉベンチの光素子（ＬＤ、ＰＤ）の電極とリードピンをワイヤボンディングする。
【００５８】
６．ＭＴコネクタの取り付け
光コネクタ２をパッケージ２０のコネクタ収容穴２７、コネクタ通し穴２９に樹脂で接着する。光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄの自由端は拡開部ＥＳで広げる。広げた自由端をＳｉ基板のＶ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄに載せて接着する。光ファイバ自由端がＳｉベンチ上に形成した光導波路端と向き合うようにする。接合部には透明樹脂をポッティングする。光ファイバの固定部の上にはファイバ押さえガラス３０で押さえる。図４（６）に示す状態になる。
【００５９】
７．保護用樹脂の塗布
パッケージ２０の内部に保護用樹脂３２を充填する。これは光ファイバや光素子などを外力、水分、雰囲気から保護するものである。パッケージの壁の高さまで保護用樹脂を入れて固まらせる。外部衝撃によって光ファイバが切断されないようにある程度の弾力性を備えた樹脂が良い。光学クロストークを減らすためには黒色顔料を混ぜた黒色の保護用樹脂を用いることができる。図４（７）に示す状態となる。
【００６０】
８．樹脂モールド（エポキシ封止）
金型に入れてトランスファモールドする。内部にパッケージ、Ｓｉ基板、ＭＴコネクタを含みモールド樹脂３５によって外殻を形成している。顔料を含んだエポキシ樹脂などがモールドのために利用される。エポキシは安価でありながら、剛性もあり耐久性があり水分、空気をあまり通さないので好都合である。外部の光が入らないように不透明の外殻構造とする。図４（８）に示すようなパッケージ構造となる。リードピンＬａ、Ｌｂ…、ＭＴコネクタ２の一部、ガイドピン４が樹脂モールドから外部に露呈する。
【００６１】
［４．最小曲率半径Ｒと拡開部の長さＬ］
図７は拡開部における光ファイバの彎曲を示す。許容最小曲率半径Ｒｍが決まっている場合に拡開部の最小長さＬとの関係を述べる。図７では４本の光ファイバを図示するが、光ファイバの数はＭとして一般に論じることができる。始端（コネクタ後部）での光ファイバピッチをＰ１とし終端での光ファイバピッチをＰ２としている。
【００６２】
最も外側の光ファイバの彎曲が最も大きいから、それによって拡開部長さＬの最小値Ｌｍが決まる。始端での光ファイバの広がりは（Ｍ−１）Ｐ１であるから、始端での中心線から最外部光ファイバの距離はその半分で（Ｍ−１）Ｐ１／２である。終端での光ファイバの広がりは（Ｍ−１）Ｐ２であるから、始端での中心線から最外部光ファイバの距離はその半分で（Ｍ−１）Ｐ２／２である。始端と終端での光ファイバの横ズレＳは
【００６３】
Ｓ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２ （１）
【００６４】
である。始端と終端の距離をＬとする。結局始端と終端で光ファイバは軸線に平行であり中間部でＳだけ横ズレするような彎曲形状を考えれば良いということである。だから最外方の光ファイバの彎曲を考えれば良いということになる。彎曲部の形状としてはいくつもの可能性がある。最も簡単な逆向き２円弧と自由彎曲の場合を考察する。
【００６５】
（ａ．逆向き２円弧を描く場合）
もしも最外方の光ファイバが同一半径Ｒの逆向きの円弧を描くよう彎曲するとすれば、図８に示すように始端、終端から丁度Ｌ／２のところまで続く２円弧によって彎曲を与えることができる。その円弧は、横ズレがＳ／２で円弧の長さがＲΘであるから、中心角Θは
【００６６】
ｓｉｎΘ＝Ｌ／２Ｒ （２）
【００６７】
ｃｏｓΘ＝（Ｒ−Ｓ／２）／Ｒ （３）
【００６８】
となる。ｓｉｎΘ＝｛１−ｃｏｓ２Θ｝１／２であるから、
【００６９】
Ｌ＝２Ｒ｛１−（１−Ｓ／２Ｒ）２｝１／２ （４）
【００７０】
Ｌ＝｛（２Ｒ）２−（２Ｒ−Ｓ）２｝１／２ （５）
【００７１】
Ｌ＝（４ＲＳ−Ｓ２）１／２ （６）
【００７２】
ということになる。Ｌの表現として式（４）〜（６）は同一ものである。光ファイバは彎曲させることによって放射損失が増える。許される最小の曲率半径Ｒｍというものが存在する。すると最小の長さＬｍは
【００７３】
Ｌｍ ＝｛（２Ｒｍ）２−（２Ｒｍ−Ｓ）２｝１／２ （７）
【００７４】
Ｌｍ＝（４ＲｍＳ−Ｓ２）１／２ （８）
【００７５】
ということになる。式（７）、（８）は同等のものである。最小長さＬｍがＲｍの関数としてそのような値に押さえられる。ＳはＲｍに比べてずいぶんと小さいから近似的に、
【００７６】
Ｌｍ＝（４ＲｍＳ）１／２ （９）
と書くことができる。拡開部の長さＬはだから、
【００７７】
Ｌ≧｛（２Ｒｍ）２−（２Ｒｍ−Ｓ）２｝１／２ （１０）
【００７８】
Ｌ ≧（４ＲｍＳ−Ｓ２）１／２ （１１）
となるのであるが、シングルモード光ファイバの場合許容最小曲げ半径Ｒｍは３０ｍｍである。４Ｒｍ＝１２０ｍｍだということだからその場合、最小長さＬｍは
【００７９】
Ｌｍ＝（１２０Ｓ−Ｓ２）１／２ （１２）
【００８０】
ということである。Ｓ２は前項に比べてずいぶんと小さいので近似的に
【００８１】
Ｌｍ＝（１２０Ｓ）１／２ （１３）
【００８２】
とすることができる。
【００８３】
たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝０．５ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝０．３７５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００８４】
Ｌｍ＝６．７ｍｍ （１４）
【００８５】
となる。たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝０．７５ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝０．７５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００８６】
Ｌｍ＝９．５ｍｍ （１５）
【００８７】
となる。たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝１．００ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝１．１２５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００８８】
Ｌｍ＝１１．６ｍｍ （１６）
【００８９】
となる。たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝１．５０ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝１．８７５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００９０】
Ｌｍ＝１５．０ｍｍ （１７）
【００９１】
となる訳である。そのような彎曲は自由状態で実現しない。だから図２の実施例１や、図３の実施例２のように彎曲溝や突起のようなものによって強制的に軌跡を与える必要がある。
【００９２】
図９は２円弧による彎曲を起こさせる場合の光ファイバの曲げモーメント図である。ＦＧ間では曲げモーメントは一定値Ｍａ（正）をとり、ＧＨ間では曲げモーメントは一定値Ｍｂ（＝−Ｍａ）をとる。Ｇで曲げモーメントは非連続である。
【００９３】
（ｂ．自由放任の場合）
２円弧の組み合わせというのは許容最小曲率半径Ｒｍが決まっている場合に最小の最小長さＬｍを与える。その点で一つの極限である。しかし本発明は、光ファイバの彎曲のために突起や彎曲溝を不可欠とするものではない。図１１のように自由放任して自然の曲げにゆだねるということもありうる。実装の便利さからいえば突起や溝を使わない自由放任が最もやりやすいといえる。その場合でも許容最小曲げ半径Ｒｍ以上の曲げ半径にしなければならない。
【００９４】
自由放任に任せるというのは始端と終端だけで曲げモーメントを与えるが中間では力やモーメントを与えないということである。始端と終端で曲率半径は最小になり中央部で曲率半径が無限大になる。その間では連続的に曲率半径が変わって行くのである。中間部で力や曲げモーメントがかからないから図１０のように曲げモーメントＭは始端と終端での値が決まるが中間は連続一次関数とならなければならない。曲げモーメントＭと光ファイバの曲率半径Ｒの間には次の関係が成り立つ。
【００９５】
【数１】
【００９６】
Ｉは断面二次係数、Ｅはヤング率である。曲率半径Ｒは下向き凸を正、上向き凸を負とする。Ｍは下向き凸になるようなものを正、上向きに凸となるようなものを負とする。始端Ｆでの曲げモーメントをＭａ（正）として、終端での曲げモーメントをＭｂ（負）とする。上向きの座標をｙ、横向きの座標をｘとして、ｙのｘによる２階微分が曲率（１／Ｒ）である。
【００９７】
【数２】
【００９８】
図１０のように自由状態の光ファイバにおいて曲げモーメントは一次関数の筈であるから、Ｆを原点としてｘにおける曲げモーメントＭは
【００９９】
Ｍ＝｛Ｍａ（Ｌ−ｘ）＋Ｍｂｘ｝／Ｌ （２０）
【０１００】
となる。両端での曲げモーメントは絶対値が等しく符号が反対なので
Ｍｂ＝−Ｍａ （２１）
である。これを代入すると式（２０）は
【０１０１】
Ｍ＝Ｍａ（Ｌ−２ｘ）／Ｌ （２２）
【０１０２】
となる。式（１８）、（１９）、（２２）から
【数３】
【０１０３】
これを積分すると光ファイバの傾き角度θが求められる。
【０１０４】
【数４】
【０１０５】
ここでＦ点での傾きが０であるという初期条件を用いている。光ファイバの最大斜角θＭはｘ＝Ｌ／２のときに実現し、
【０１０６】
θＭ ＝ＭａＬ／ＩＥ （２５）
【０１０７】
によって与えられる。式（２４）をさらに積分し初期条件（ｘ＝０でｙ＝０）を用いると、光ファイバの軌跡ｙ（ｘ）が求められる。
【０１０８】
ｙ＝Ｍａ（３Ｌｘ２−２ｘ３）／６ＬＩＥ （２６）
【０１０９】
終端ｘ＝Ｌにおいて（Ｈ点）、ｙ＝Ｓであるから、
【０１１０】
Ｓ＝ＭａＬ２／６ＩＥ （２７）
【０１１１】
となり、これを式（１９）、（２３）に代入して、
【０１１２】
【数５】
【０１１３】
となる。これが自由状態でｘの関数としてのファイバの曲率半径Ｒを与える式である。当然であるが曲率（１／Ｒ）は図１０と同じ形になる。
【０１１４】
許容最小曲率半径Ｒｍが始端（ｘ＝０）と終端（ｘ＝Ｌ）での曲率半径を与えるとき最小長さＬｍが実現される。
【０１１５】
１／Ｒｍ＝６Ｓ／Ｌｍ２ （２９）
【０１１６】
ということは、最小長さＬｍは
【０１１７】
Ｌｍ＝（６ＳＲｍ）１／２ （３０）
【０１１８】
である。（９）式の２円弧彎曲の場合に比較して、自由放任の場合は必要な最小長さＬｍが約１．２２倍になることがわかる。Ｒｍが３０ｍｍなら、Ｍ＝４の場合、Ｌｍは１０ｍｍ程度で良いことになる。自由彎曲の場合は、彎曲溝や、突起などの案内物をパッケージに形成する必要がないし、光ファイバを溝へ入れたりする手間もない。実装の工程がより簡略化される。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明は、パッケージ内部の自由空間で光ファイバを彎曲させることによってテープファイバでの光ファイバピッチＰ１と、光素子を実装するのに必要なピッチＰ２の食い違いを埋めるようにしている。光ファイバはもともと彎曲自在の部品であるから常に最適の穏やかな彎曲形状になる。基板の上に彎曲光導波路を形成するのは難しい工程が必要で長大な基板が必要になるから極めてコスト高になる。本発明は彎曲した光導波路ではなくもともと彎曲しやすい光ファイバを自由に彎曲させているので彎曲（拡開）自体にかかるコストは０である。たとえ基板として高価な単結晶Ｓｉ基板を用いても短い長さのもので充分である。Ｓｉベンチによるコスト上昇を最小限に抑制できる。基板はセラミック、プラスチックでもよいが、それでも彎曲導波路を作るのは難しい。
【０１２０】
本発明のように自由空間において光ファイバを彎曲させる方が簡単で低コストであり実現容易であり格段に優れている。自由空間で曲げるが後に接着剤で固定するから製品となれば光ファイバがその中で振動しているわけではない。
【０１２１】
多チャンネル光通信の外部とのインターフェイスとしては標準品として従来から利用されているＭＴコネクタ（ピッチＰ１＝２５０μｍ＝０．２５ｍｍ）を使うことができる。一方内部では光素子の取り付けのために必要な充分のピッチ（Ｐ２＝５００μｍ〜１５００μｍ）を確保できるから複数の光素子の実装の困難を解決できる。
【０１２２】
多チャンネル光通信の光受信モジュール、光送受信モジュールとして製造容易、高信頼性、低コストで最適の構造を与える。外殻全体をトランスファモールドによって製作すれば外殻部も低コストで製造できる。量産に適したモジュールである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＭＴコネクタ、拡開部、Ｓｉベンチよりなる本発明の光通信装置の基本形を示す平面図。
【図２】 ＭＴコネクタ、彎曲溝拡開部、Ｓｉベンチ、パッケージ、リードピンを有する本発明の第１の実施例にかかる光通信装置の図。（１）は横断平面図であり、（２）は縦断面図である。
【図３】 ＭＴコネクタ、３段階突起拡開部、Ｓｉベンチ、パッケージ、リードピンを有する本発明の第２の実施例にかかる光通信装置の図。（１）は平面図であり、（２）は縦断面図である。
【図４】 本発明の光通信を製造する手順を説明する図。図４（１）はＭＴコネクタに続くテープファイバをきりとり被覆を剥して短いファイバを分離した状態の平面図。図４（２）は平行直線Ｖ溝と光導波路を有するＳｉベンチの平面図。図４（３）はＳｉベンチの後部に光素子を実装した状態の平面図。図４（４）は背後にリードピンを有するパッケージの平面図。図４（５）はパッケージにＳｉベンチを実装したものの平面図。図４（６）はパッケージにＭＴコネクタを取り付けた状態の平面図。図４（７）はパッケージの枠内に保護用樹脂を塗布した状態の平面図。図４（８）はパッケージの全体を樹脂モールドしたものの平面図。
【図５】 ４芯テープファイバの端部に取り付けた雌型、雄型ＭＴコネクタの斜視図。
【図６】 宍倉正人、長妻一之、井戸立身、徳田正秀、中原宏治、野本悦子、須藤剣、佐野博久、「１０Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」２００１年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会Ｃ−３−５０、Ｐ１６０（２００１）によって提案された始端が２５０μｍピッチで終端が１０００μｍピッチの彎曲導波路をＳｉ基板の上に形成したＬＤモジュールの斜視図。
【図７】 光ファイバの数Ｍが４本のときに長さＬの拡開部において光ファイバピッチをＰ１からＰ２へ拡開する場合に最小曲率半径がＲと決まっている場合に最外方の光ファイバの横ズレがＳ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２によって与えられることを説明するための説明図。
【図８】 光ファイバの始端と終端でのズレがＳであり、拡開部ＥＳの長さがＬである場合に２円弧の接続によって光ファイバ彎曲形状を決定するときの説明図。
【図９】 ２円弧の接続によって光ファイバ彎曲を決めた場合の光ファイバの曲げモーメント図で中央部に曲げモーメントの非連続点があることを示す。
【図１０】 始端と終端だけを軸線平行に保持し中間部は自由放任にした場合の光ファイバの曲げモーメント図で曲げモーメントが連続的に変化して行く事を示している。
【図１１】 始端と終端だけを軸線に平行に保持し中間部は自由にした場合の光ファイバの彎曲の形状を示す図。
【符号の説明】
２ ＭＴコネクタ
４ ガイドピン
５ 前端面
６ 後端面
７ Ｓｉベンチ
８ 前部
９ 中間部
１０ 後部
２０ パッケージ
２２ 底壁
２３ 前壁
２４ 側壁
２５ 側壁
２６ 後壁
２７ コネクタ収納穴
２８ ベンチ穴
２９ コネクタ通し穴
３０ ファイバ押さえガラス
３２ 保護用樹脂
３５ 樹脂モールド
４２〜４４ 小突起
４５〜４７ 中突起
４８〜５０ 大突起
５２ ＭＴコネクタ
５３ ＭＴコネクタ
５４ ガイドピン
５５ 嵌合穴
５６ テープファイバ
５７ Ｓｉベンチ
５８ 導波路層
５９ メタライズ配線
ＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄ 光ファイバ
ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄ 半導体レーザチップ
Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ 光導波路
Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ 光素子
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ リードピン
ＥＳ 拡開部
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ Ｖ溝
Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄ 彎曲溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、多芯の光ファイバ（テープファイバ）を用いて多チャンネル送信、受信をする場合に信号を発信し、あるいは信号を受信する同等の光素子を並列に並べ光ファイバに接続した光通信装置（光受信モジュール、光送信モジュール）に関するものである。多芯（Ｍ芯）光ファイバの光ファイバのピッチは２５０μｍと決められている。一方ＬＤやＰＤなどの光素子は寸法が６００μｍ〜３００μｍ程度ある。
【０００２】
光素子が大きすぎ寸法が食い違うので、多芯光ファイバの先端延長上に同数の光素子をそのままのピッチで設けることができない。どこかでチャンネル間隔を拡大し光ファイバと光素子を直接に接続可能であるようにしなければならない。表面実装型の装置において光導波路を拡開するということも考えられようが、それは製作が難しくコスト高であり直ちに実行できるというものではない。
【０００３】
【従来の技術】
図５は標準として使われているＭＴコネクタの斜視図である。これは４芯のものを示す。樹脂性のＭＴコネクタ５２は前方にガイドピン５４、５４をもつ。ＭＴコネクタ５２の内部には水平方向に４芯テープファイバ５６が保持されている。背後にはテープファイバ５６が連続している。テープファイバ５６には４つの光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが包摂されている。テープファイバにおける光ファイバ間のピッチＰ１は２５０μｍ（０．２５ｍｍ）である。端面に４チャンネル分の光ファイバが露呈している。これは端面と面一である。
【０００４】
一方の樹脂性のＭＴコネクタ５３は後面に嵌合穴５５をもっている。ＭＴコネクタ５３もやはり４芯のテープファイバ５６を樹脂で固めたものである。ＭＴコネクタ５３の嵌合穴５５にＭＴコネクタ５２のガイドピン５４を挿入すると、両方の光ファイバの端面が突き合わされて両者の４芯テープファイバが光学的に接続される。ガイドピンを引き抜けば両者は光学的にも離隔される。そのように低コストで小型簡便な多芯光コネクタである。４芯の整数倍の光ファイバ（Ｍ本、Ｍチャンネル）を一括して扱えるため、多数の加入者の信号を送受するシステムには特に有用である。光ファイバのピッチＰ１は２５０μｍである。ところが半導体レーザ（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）チップは６００μｍ〜３００μｍの寸法をもつので、そのままの間隔で光ファイバに接続することができない。
【０００５】
▲１▼ 宍倉正人、長妻一之、井戸立身、徳田正秀、中原宏治、野本悦子、須藤剣、佐野博久、「１０Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」２００１年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会Ｃ−３−５０、Ｐ１６０（２００１）
【０００６】
は１０Ｇｂｐｓの４チャンネルパラレルＬＤモジュールを提案している。Ｓｉ基板に始端ピッチが２５０μｍ、終端ピッチが１０００μｍの拡開する四本の光導波路を形成して後端に４つのＬＤチップを搭載し始端が４チャンネル多芯光ファイバと接続できるようにしたものである。図６にその斜視図を示す。矩形状のＳｉベンチ５７の上に導波路層５８（ＳｉＯ２）があり、その上に４本の拡開する光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄが形成されている。
【０００７】
光導波路の始端のピッチＰ１は２５０μｍである。それは多芯テープファイバのピッチに等しくしてある。Ｓｉベンチの前端に光ファイバを永久接合するようになっている。光導波路の終端でのピッチＰ２は１０００μｍとなっている。Ｓｉベンチの後部にはメタライズ配線５９があり、そこに４つの半導体レーザチップＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄが１０００μｍピッチで実装されている。光導波路が彎曲しておりＳｉベンチにおいて間隔を連続的に広げることができる。
【０００８】
６００μｍ〜３００μｍ角のＬＤチップを複数個並列に並べるには、スペースと放熱等の関係で導波路のピッチを５００μｍ以上にする必要がある。クロストークも考えると１０００μｍ程度の間隙を持つ方が良い。そこで従来例▲１▼は光導波路の間隔を光路にそって漸次広げることによってその問題を解決している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
テープファイバの光ファイバピッチＰ１と、光素子を搭載したベンチでのピッチＰ２が異なるので途中でチャンネル間の間隔を広げる必要がある。従来例▲１▼のようにＳｉベンチの光導波路を彎曲させることによってチャンネル間隔を拡大するのは良い考えである。しかしＰ２とＰ１がかなり違うので彎曲導波路を正確に製作するのは容易でない。それに無理なくチャンネル間隔を広げようとするとかなり長いＳｉベンチが必要になる。長いＳｉベンチは製造可能であるが光モジュールのコストを引き上げる。またＳｉベンチの端面に光ファイバの端部を接合するから微妙な調芯が必要になる。それは時間のかかる作業である。
【００１０】
彎曲導波路のような製作困難なものを用いないで多チャンネル光ファイバ間隙を広げたい。より小さいＳｉベンチによって装置を作りコストを抑制したい。また光ファイバとＳｉベンチの光導波路の調芯を不要にして調芯のコストを削減したいものである。さらにＭＴコネクタと同様の着脱機構を持つようにしたい。もしそうならテープファイバとの接続が極めて容易となるからである。
【００１１】
本発明はそのような観点からなされたもので、光ファイバピッチＰ１を光素子ピッチＰ２に変換する機能を有しつつ、必要なＳｉベンチ長さを節減し、光ファイバと光導波路の調芯を不要とし、多芯光ファイバと直接に着脱できる多チャンネル型の光通信装置を提供することが目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光通信装置は、ガイドピン或いは嵌合穴を有し一定ピッチＰ１で平行に並ぶ複数本の光ファイバを保持しファイバの一部を後方へ突出させたコネクタと、コネクタより突出した光ファイバを挿入固定するための平行な複数のＶ溝とそれに続く平行な複数の光導波路をＰ１より広いピッチＰ２で設けた基板（例えばＳｉベンチ）と、基板の光導波路の終端に設けた複数の受光素子あるいは発光素子である光素子と、リードピンを有しコネクタを前方に固定しＳｉベンチを後方に固定したパッケージとを含み、パッケージ内部のコネクタと基板の間の拡開部ＥＳにおいて光ファイバを彎曲させ光ファイバのピッチをＰ１からＰ２に拡開するようにした。
【００１３】
Ｐ１からＰ２へのピッチ変換をどこかで行う必要がある。本発明はパッケージ内部で自由状態にある光ファイバを広げることによってピッチ変換している。コネクタでは狭いピッチＰ１で平行に並び、Ｓｉベンチでは広いピッチＰ２で平行に並ぶ。その間の自由空間で光ファイバの間隔をＰ１からＰ２へ広げる。拡開するので光ファイバは二つの相反する曲率の円弧を描いて彎曲することになる。二つの円弧の繋ぎ目は変曲点となる。少し複雑な彎曲となるが自由空間で柔軟な光ファイバを彎曲させるのだから自然に最適の彎曲を形成する。Ｓｉベンチの上に彎曲導波路を形成するのではないから自由度が高い。柔軟な光ファイバを彎曲させるのは簡単なことである。無理な応力が発生することもない。
【００１４】
ピッチ変換部（拡開部）がＳｉベンチの外にあるのでＳｉベンチは平行直線導波路と直線Ｖ溝を同一軸線上に形成するだけでよい。Ｓｉウエハの上にウエハプロセスによって多数のＳｉ基板を一挙に製作できる。それは容易なことである。
【００１５】
パッケージの内部で光ファイバのピッチ変換をすることになる。パッケージは光ファイバのための拡大路を有する。拡大路は単に幅が広がるようにするだけでもよい。光ファイバは両端が固定されているから自然な曲率で曲がる。光ファイバは樹脂によって固定するから自由状態で振動するということはなくてパッケージに収容されてしまえば固定されており安定である。
【００１６】
また拡大する光ファイバを案内するための溝を形成することも可能である。そのような場合でも彎曲光導波路を作るのに比べて彎曲溝の形成は格段に容易である。その場合彎曲溝に光ファイバを入れて、さらに樹脂固定するようになる。
【００１７】
ピッチが拡大する光ファイバを案内するために突起をパッケージ底面から上向きに突出させるようにしてもよい。その場合でも樹脂固定するからパッケージ内部で彎曲光ファイバは安定になる。
【００１８】
ＭＴコネクタ、テープファイバでの光ファイバピッチＰ１は２５０μｍである。Ｓｉベンチ上のＶ溝、光導波路のピッチＰ２は５００μｍ〜１５００μｍ程度とする。光素子の寸法やクロストークの抑制という観点から最適のＰ２を決定する。パッケージにはリードピンをインサート成形によって設けておく。光素子やメタライズとリードピンをワイヤボンディングによって接続する。
コネクタ、Ｓｉベンチを取り付けたあと、パッケージの外側を硬質の樹脂によってモールドしてモールドパッケージ素子を完成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［１．基本形］
図１に本発明の光通信装置の基本構成を示す。多チャンネル光通信用のテープファイバは４芯、８芯、１２芯、１６芯…など４の倍数Ｍの光ファイバ数をもつ。ＭＴコネクタはテープファイバ同士を接続離脱可能にするためにテープファイバの端部に取り付けるものであるから、これも４芯、８芯、１２芯、１６芯…などのものがある。ピッチはいずれも２５０μｍが標準である。ここではＰ１＝２５０μｍとして説明する。それ以外のピッチのものもあり本発明はもちろんそれにも適用できる。ここでは最も簡単な４芯の場合を図示しているが８芯、１２芯、１６芯…でも同様である。
【００２０】
ＭＴコネクタ２はテープファイバの端部を樹脂固定しガイドピン４、または嵌合穴を設けたものである。それは図５によってすでに説明した。本発明の場合はガイドピンを有するコネクタとしてもよいし、嵌合穴を有するコネクタとしてもよい。ここではガイドピン４を有する雄型のコネクタ２として説明するが嵌合穴をもつ雌型のコネクタも用いることができる。
【００２１】
ＭＴコネクタ２の後ろに続くテープファイバをコネクタから一定の距離の位置で切断する。テープ被覆部分を剥し個々の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄを分離する。フェルール（コネクタ）の後端面６から４本の尾が突き出たようなものができる。
【００２２】
一方Ｓｉウエハの上に矩形上のＳｉベンチを多数同時に形成する。一つ一つのＳｉベンチは全部同じであるから、一つについて述べる。Ｓｉベンチ７の前部８には広いピッチＰ２を有した平行な４本のＶ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを穿つ。それは異方性エッチングによって簡単に形成できる。Ｓｉベンチ７の中間部９にはそれに続く４本の平行光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、ＷｄをピッチＰ２で形成する。これも直線の光導波路だから比較的簡単に形成することができる。Ｓｉベンチ７の後部１０は少し低くなっておりメタライズ配線があってさらに光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄが取り付けてある。光素子というのは４チャンネルの半導体レーザ（ＬＤ；Laser diode）であることもあり、４チャンネルのフォトダイオード（ＰＤ；Photodiode）であることもある。
【００２３】
ＭＴコネクタ２から後ろに複数の光ファイバを突出させて自由空間ＥＳで光ファイバ間ピッチを広げるようにしている。コネクタ２の前端面５でのファイバ間ピッチは２５０μｍであるが、それを拡開部ＥＳで広げ、Ｓｉベンチ７上では５００μｍ〜１５００μｍの平行なピッチにしている。拡開部ＥＳを自由空間とし光ファイバを彎曲させたところが本発明の着想の妙である。
【００２４】
Ｓｉベンチでは平行Ｖ溝、平行光導波路が広いピッチで設けられるから光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを離して実装できるようになる。彎曲導波路などが不要だからＳｉベンチの製作が容易である。しかも光導波路彎曲部を含まないからＳｉベンチの長さを短くすることができる。彎曲部の曲率は限定され無理に大きく彎曲できないから、もしも彎曲光導波路を設けるものとすると長大なＳｉベンチが必要となり好ましくない。
【００２５】
図１は基本形を示すだけである。実際にはパッケージがあってＭＴコネクタ２、Ｓｉ基板７を固定し保護するようになっている。
【００２６】
［２．基板］
Ｓｉベンチ７と述べているが、これは一例であり、金属基板、樹脂基板、セラミック基板とすることもできる。金属基板の場合は表面に絶縁層を設ける必要がある。樹脂基板の場合はポリイミド、液晶ポリマーなどが利用できる。
【００２７】
［３．光導波路］
樹脂基板の場合光導波路はフッ素化ポリイミド導波路などを用いることができる。Ｓｉ基板（Ｓｉベンチ）、金属基板、セラミック基板の場合は石英導波路（ＳｉＯ２／Ｇｅ−ＳｉＯ２）や、フッ素化ポリイミド導波路を用いることができる。
【００２８】
［４．Ｖ溝］
光ファイバ端を保持し光導波路へ接続するためのＶ溝の形成は以下の通りである。樹脂基板の場合は金型によって簡単にＶ溝を造形できる。セラミックの場合も同様に型によってＶ溝を作ることができる。金属基板の場合はエッチングによってＶ溝を作る。Ｓｉベンチの場合は異方性エッチングによって正確な傾斜角をもったＶ溝を作ることができる。Ｖ溝と光導波路を突き合わせるので調芯が不要になる。それはモジュール製造コストを引き下げる。
【００２９】
［５．チャンネル数Ｍ］
チャンネル数Ｍは４、８、１２、１６…など４の倍数となる。テープファイバも、ＭＴコネクタもその数の光ファイバを内蔵したものとなる。本発明はコネクタを改造して利用するから現存するどのような多チャンネルテープファイバ、ＭＴコネクタにも対応できる。
【００３０】
［６．光素子のピッチＰ２］
これは光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを並べて実装できるに充分な間隔とする。ＬＤやＰＤは６００μｍ角〜３００μｍ角の大きさを持つ。３００μｍ角のものであれば、Ｐ２＝５００μｍでも実装可能である。５００μｍ角のＬＤ、ＰＤを光素子とする場合はＰ２＝１０００μｍ程度にして相互に５００μｍ離隔するようにできる。光ファイバの数Ｍが大きいとあまりＰ２を広げることができない。しかし光ファイバの数が少ないとＰ２を広くできる。だからＰ２＝５００μｍ〜１５００μｍ程度にすればよい。
【００３１】
［７．光素子Ｄ］
光素子は半導体レーザＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄのように４つの半導体レーザの並列とすることもある。その場合はパラレル光送信モジュールとなる。
光素子がフォトダイオードＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄのように４つのフォトダイオードとすることもある。その場合はパラレル光受信モジュールとなる。
【００３２】
［８．ＭＴコネクタ］
ガイドピンを有するフェルールでもよいし、嵌合穴を有するフェルールでもよい。
【００３３】
［９．パッケージ］
パッケージはコネクタと基板を保持し保護するものである。パッケージは、コネクタの保持部分、基板の保持部分を備えている。内部の自由空間ＥＳにおいて光ファイバが彎曲しその間隔が変化するのでそれを保護するという役目をも持っている。自由空間は単なる空間でもよいし、彎曲溝や突起群のような案内形状を設けてもよい。
【００３４】
【実施例】
［１．実施例１（図２）］
図２（１）、（２）は本発明の実施例１の構造を示す。図２（１）はパッケージにＭＴコネクタ、Ｓｉベンチを実装しモールド樹脂で覆った状態の（保護樹脂は省略）横断平面図、図２（２）は保護樹脂、モールド樹脂で覆った状態の縦断面図である。図１の基本形を含むが、それに加えてパッケージや樹脂が描かれている。ＭＴコネクタ２は前端面５に光ファイバが２５０μｍピッチで面一に露呈している。前端面両側にガイドピン４を有する。ＭＴコネクタ２の背後には４本の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが延長している。Ｓｉベンチ７には前部８にピッチＰ２の平行Ｖ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄが穿たれる。（００１）Ｓｉ単結晶を基板とした場合は異方性エッチングによって傾斜角５４．７度のＶ溝を容易に形成できる。Ｓｉベンチ７の中間部にはピッチＰ２の平行光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄが形成される。これは例えばＳｉＯ２アンダークラッド層１０μｍ、ＧｅＯ２ドープＳｉＯ２コア（６μｍ×６μｍ）、ＳｉＯ２オーバークラッド層１０μｍを形成したものである。Ｓｉベンチ７の後部１０は少し低い段部となっている。そこにはメタライズ配線があり、メタライズ配線のパッド部には光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを取り付ける。
【００３５】
パッケージ２０はプラスチックあるいはセラミック製である。パッケージ２０は底壁２２、前壁２３、側壁２４、２５、後壁２６を有する。底壁２２の前方には浅いコネクタ収納穴２７が形成される。底壁２２の後方には浅いベンチ穴２８が形成される。前壁２３の中央部が切り欠かれコネクタ通し穴２９となっている。これらの凹部はＭＴコネクタ２の光ファイバ、パッケージ内での光ファイバ、Ｓｉベンチ７の上での光ファイバの高さを同一にするために設けられる。パッケージの後方には複数本のリードピンＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ…が設けられる。光素子一つについて２本のリードピンを必要とすることもあり、共通の電源端子と個別のリードピンが必要なこともある。リードピンの数や配置は任意に設計すればよい。ここではリードピンはインサート成形によってパッケージと一体となっている。光素子の上部の電極やメタライズ配線とリードピンはワイヤボンディングによって接続される。
【００３６】
このパッケージの底壁中間部（拡開部ＥＳ）には彎曲溝Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄが形成されており光ファイバを無理なく拡大案内するようになっている。
彎曲溝がなくても光ファイバは自由に無理なく曲がるのであるが、ここではパッケージの彎曲溝によって光ファイバ経路を規制している。
【００３７】
ＭＴコネクタ２の後方に突出した光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄは、彎曲溝Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄにはめこみ、硬化後も少し柔軟性のある樹脂で固定する。光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄはさらにＳｉ基板の平行直線Ｖ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄに挿入されファイバ終端が光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄの始端に突き合わせて樹脂固定される。ＦＢａ、ＦＢｄとＦＢｂ、ＦＢｃでは光ファイバの長さが少し違う。図２（１）はパッケージ内部に関してはその状態までを図示している。Ｖ溝に光ファイバを固定したあとファイバ押さえガラス３０をＳｉベンチの前部に接着して光ファイバを上から押さえる。
【００３８】
さらに保護用樹脂３２をパッケージ２０の枠内に充填する。金型に入れてエポキシ樹脂などでトランスファモールドし樹脂モールド３５の外殻を形成する。図２（２）はエポキシ封止した状態の断面図を示している。
【００３９】
寸法について述べる。４チャンネルの送信モジュールにおいて、光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、ＷｄのピッチＰ２が０．５ｍｍである（Ｐ２＝５００μｍ）。光導波路の延長上にはφ１２５μｍの光ファイバをはめ込むことができるＶ溝が形成されている。一方多芯の光結合が可能なＭＴコネクタは、０．２５ｍｍピッチ（Ｐ１）になっている。
【００４０】
ＭＴコネクタの一方から光ファイバを１０ｍｍ程度出しておき、０．２５ｍｍピッチ（Ｐ１）から徐々に広がって０．５ｍｍピッチ（Ｐ２）のＶ溝に結合させる。光ファイバのピッチ拡大部に、ファイバを位置決めするピッチ変換彎曲溝を有する事が実施例１の特徴である。
【００４１】
樹脂モールド３５の横幅は１１ｍｍ、内側のプラスチックパッケージ２０の横幅は１０ｍｍ、ＭＴコネクタ２の横幅は６．４ｍｍである。樹脂モールド３５の厚みは６ｍｍ、パッケージ２０の厚みは５ｍｍである。
【００４２】
ＭＴコネクタ２の長さは８ｍｍである。先述のようにＭＴコネクタ背後から出た光ファイバ長さは１０ｍｍ程度である。パッケージ２０の長さは２５ｍｍ、樹脂モールド３５の長さは３０ｍｍである。
【００４３】
［２．実施例２（図３）］
図３（１）、（２）は本発明の実施例２の構造を示す。図３（１）はパッケージにＭＴコネクタ、Ｓｉベンチを実装した状態の横断平面図、図３（２）は同じ状態の縦断面図である。実施例１と同様にパッケージには保護用樹脂を満たすしトランスファモールドによって樹脂外殻を形成するが同じことであるので、それらの図示は略した。拡開部ＥＳで実施例１は彎曲溝をもっていたが、実施例２では複数の突起によって光ファイバを案内するようにしている。その他の構造は実施例１と同様である。
【００４４】
ＭＴコネクタ２は前端面５に光ファイバが２５０μｍピッチ（Ｐ１）で面一に露呈している。前端面両側にガイドピン４を有する。ＭＴコネクタ２の背後には４本の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが延長している。
【００４５】
Ｓｉベンチ７には前部８にピッチ５００μｍ（Ｐ２）の平行Ｖ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄが穿たれる。
【００４６】
Ｓｉベンチ７の中間部９にはピッチＰ２の平行光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄが形成される。
【００４７】
Ｓｉベンチ７の後部１０は少し低い段部となっている。そこにはメタライズ配線があり、メタライズ配線のパッド部には光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを取り付ける。
【００４８】
パッケージ２０は底壁２２、前壁２３、側壁２４、２５、後壁２６を有する。底壁２２の前方には浅いコネクタ収納穴２７が形成される。底壁２２の後方には浅いベンチ穴２８が形成される。前壁２３の中央部が切り欠かれコネクタ通し穴２９となっている。これらの凹部はＭＴコネクタ２の光ファイバ、パッケージ内での光ファイバ、Ｓｉベンチ７の上での光ファイバの高さを同一にするために設けられる。パッケージの後方には複数本のリードピンＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ…が設けられる。リードピンはインサート成形によってパッケージと一体となっている。光素子の上部の電極やメタライズ配線とリードピンはワイヤボンデイングによって接続される。
【００４９】
このパッケージの底壁中間部（拡開部ＥＳ）にはガイド用の突起が９つ形成されている。光ファイバの間隔を正しく規制するための突起である。ＭＴコネクタに最も近い小突起４２、４３、４４は直径が小さい突起であり、突起間の隙間は光ファイバ直径１２５μｍに等しいかそれよりやや広めにする。中間の中突起４５、４６、４７は直径がより大きい突起であり、その隙間は同じ１２５μｍかそれよりやや広めにする。Ｓｉベンチに近い大突起４８、４９、５０はさらに大きい直径の突起である。
【００５０】
突起の位置と直径は相関があり光ファイバの望ましい彎曲に応じて決める。パッケージには３段の突起があるので、光ファイバの間に突起が位置するように光ファイバ自由端をパッケージ突起にはめ込む。ファイバ終端部はＳｉベンチのＶ溝に収容する。硬化後もやや柔軟な樹脂で光ファイバをパッケージとＶ溝に固定する。ファイバ押さえガラス３０で光ファイバ端を押さえる。
【００５１】
案内突起４２〜５０がなくても光ファイバは自由に無理なく曲がるのであるが、ここではパッケージに９つの突起を形成して光ファイバ経路を規制している。突起の数は３つでも６つでも１２でも良いのはもちろんである。
【００５２】
さらに保護用樹脂３２をパッケージ２０の枠内に充填する。金型に入れてエポキシ樹脂などでトランスファモールドし樹脂モールドの外殻を形成する（図示略）。そのようなことは実施例１と同様である。
【００５３】
［３．組立手順（図４）］
１．ＭＴコネクタの切断・光ファイバ分離
図４（１）〜（８）は本発明のモジュールの組立手順を示す。図４（１）に示すように多芯ＭＴコネクタ２を用意しコネクタから一定距離においてテープファイバを切断する。外皮を除去し、多芯ファイバを分離する。外皮を取り除くので光ファイバが離隔する。ここでは４芯の光ファイバを例に示す。ＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄが光コネクタの後ろに突き出ている。ＭＴコネクタでは２５０μｍピッチ（Ｐ１）であるが、分離しているから自由端の間隔は自由に決める事ができる。ＭＴコネクタ２は前方に２本のガイドピン４をもち後方に４本の光ファイバ自由端をもつ。
【００５４】
２．Ｓｉベンチの製作
円形の大きいＳｉウエハにウエハプロセスによって多数の同一のＳｉベンチ７を製作する。矩形状Ｓｉベンチ７は前部８にはＶ溝を多芯ファイバの数だけピッチＰ２で造形する。ピッチＰ２は既に述べたように５００μｍとか１０００μｍといったピッチであり、テープファイバのピッチＰ１（２５０μｍ）より大きい。Ｓｉベンチ７の中間部９には多芯ファイバの数に等しい光導波路ＷをＶ溝と同一軸線上に設ける。Ｓｉ基板の後部１０には光素子を取り付けるためのメタライズ配線を設ける。光導波路はＳｉＯ２クラッド、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２コアの組み合わせによって製作できる。またフッ素化ポリイミドによって有機物の光導波路を形成することもできる。メタライズ配線は、蒸着、スパッタリング、印刷などで設けることができる。そこまではウエハプロセスによって行う。これが図４の（２）である。ここでウエハを縦横に切断して個々のＳｉ基板のチップに分離する。
【００５５】
３．光素子の実装
分離したチップには後部のメタライズの上にＰＤやＬＤなどの光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを複数個設ける。そうなったＳｉ基板が図４の（３）に示すものである。光素子を取り付ける図４（３）までをウエハプロセスで行う事もできる。
【００５６】
４．パッケージの準備
図４（４）はパッケージ２０を示している。これはセラミック、プラスチックなどによって製作する。矩形状で底壁２２、前壁２３、側壁２４、２５、後壁２６を有する。後方には平行のリードピンＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄがインサート成形によって一体に設けられている。リードピンのすぐ前にはベンチ穴２８が形成され、前方にはコネクタ収納穴２７、コネクタ通し穴２９が形成される。そのようなパッケージは一挙に製作される。こうして３つの要素（切断ＭＴコネクタ、Ｓｉベンチ、パッケージ）が準備された。
【００５７】
５．Ｓｉベンチの実装
図４（５）に示すように、パッケージのベンチ穴２８にＳｉベンチ７を樹脂で接着する。そしてＳｉベンチの光素子（ＬＤ、ＰＤ）の電極とリードピンをワイヤボンディングする。
【００５８】
６．ＭＴコネクタの取り付け
光コネクタ２をパッケージ２０のコネクタ収容穴２７、コネクタ通し穴２９に樹脂で接着する。光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄの自由端は拡開部ＥＳで広げる。広げた自由端をＳｉ基板のＶ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄに載せて接着する。光ファイバ自由端がＳｉベンチ上に形成した光導波路端と向き合うようにする。接合部には透明樹脂をポッティングする。光ファイバの固定部の上にはファイバ押さえガラス３０で押さえる。図４（６）に示す状態になる。
【００５９】
７．保護用樹脂の塗布
パッケージ２０の内部に保護用樹脂３２を充填する。これは光ファイバや光素子などを外力、水分、雰囲気から保護するものである。パッケージの壁の高さまで保護用樹脂を入れて固まらせる。外部衝撃によって光ファイバが切断されないようにある程度の弾力性を備えた樹脂が良い。光学クロストークを減らすためには黒色顔料を混ぜた黒色の保護用樹脂を用いることができる。図４（７）に示す状態となる。
【００６０】
８．樹脂モールド（エポキシ封止）
金型に入れてトランスファモールドする。内部にパッケージ、Ｓｉ基板、ＭＴコネクタを含みモールド樹脂３５によって外殻を形成している。顔料を含んだエポキシ樹脂などがモールドのために利用される。エポキシは安価でありながら、剛性もあり耐久性があり水分、空気をあまり通さないので好都合である。外部の光が入らないように不透明の外殻構造とする。図４（８）に示すようなパッケージ構造となる。リードピンＬａ、Ｌｂ…、ＭＴコネクタ２の一部、ガイドピン４が樹脂モールドから外部に露呈する。
【００６１】
［４．最小曲率半径Ｒと拡開部の長さＬ］
図７は拡開部における光ファイバの彎曲を示す。許容最小曲率半径Ｒｍが決まっている場合に拡開部の最小長さＬとの関係を述べる。図７では４本の光ファイバを図示するが、光ファイバの数はＭとして一般に論じることができる。始端（コネクタ後部）での光ファイバピッチをＰ１とし終端での光ファイバピッチをＰ２としている。
【００６２】
最も外側の光ファイバの彎曲が最も大きいから、それによって拡開部長さＬの最小値Ｌｍが決まる。始端での光ファイバの広がりは（Ｍ−１）Ｐ１であるから、始端での中心線から最外部光ファイバの距離はその半分で（Ｍ−１）Ｐ１／２である。終端での光ファイバの広がりは（Ｍ−１）Ｐ２であるから、始端での中心線から最外部光ファイバの距離はその半分で（Ｍ−１）Ｐ２／２である。始端と終端での光ファイバの横ズレＳは
【００６３】
Ｓ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２ （１）
【００６４】
である。始端と終端の距離をＬとする。結局始端と終端で光ファイバは軸線に平行であり中間部でＳだけ横ズレするような彎曲形状を考えれば良いということである。だから最外方の光ファイバの彎曲を考えれば良いということになる。彎曲部の形状としてはいくつもの可能性がある。最も簡単な逆向き２円弧と自由彎曲の場合を考察する。
【００６５】
（ａ．逆向き２円弧を描く場合）
もしも最外方の光ファイバが同一半径Ｒの逆向きの円弧を描くよう彎曲するとすれば、図８に示すように始端、終端から丁度Ｌ／２のところまで続く２円弧によって彎曲を与えることができる。その円弧は、横ズレがＳ／２で円弧の長さがＲΘであるから、中心角Θは
【００６６】
ｓｉｎΘ＝Ｌ／２Ｒ （２）
【００６７】
ｃｏｓΘ＝（Ｒ−Ｓ／２）／Ｒ （３）
【００６８】
となる。ｓｉｎΘ＝｛１−ｃｏｓ２Θ｝１／２であるから、
【００６９】
Ｌ＝２Ｒ｛１−（１−Ｓ／２Ｒ）２｝１／２ （４）
【００７０】
Ｌ＝｛（２Ｒ）２−（２Ｒ−Ｓ）２｝１／２ （５）
【００７１】
Ｌ＝（４ＲＳ−Ｓ２）１／２ （６）
【００７２】
ということになる。Ｌの表現として式（４）〜（６）は同一ものである。光ファイバは彎曲させることによって放射損失が増える。許される最小の曲率半径Ｒｍというものが存在する。すると最小の長さＬｍは
【００７３】
Ｌｍ ＝｛（２Ｒｍ）２−（２Ｒｍ−Ｓ）２｝１／２ （７）
【００７４】
Ｌｍ＝（４ＲｍＳ−Ｓ２）１／２ （８）
【００７５】
ということになる。式（７）、（８）は同等のものである。最小長さＬｍがＲｍの関数としてそのような値に押さえられる。ＳはＲｍに比べてずいぶんと小さいから近似的に、
【００７６】
Ｌｍ＝（４ＲｍＳ）１／２ （９）
と書くことができる。拡開部の長さＬはだから、
【００７７】
Ｌ≧｛（２Ｒｍ）２−（２Ｒｍ−Ｓ）２｝１／２ （１０）
【００７８】
Ｌ ≧（４ＲｍＳ−Ｓ２）１／２ （１１）
となるのであるが、シングルモード光ファイバの場合許容最小曲げ半径Ｒｍは３０ｍｍである。４Ｒｍ＝１２０ｍｍだということだからその場合、最小長さＬｍは
【００７９】
Ｌｍ＝（１２０Ｓ−Ｓ２）１／２ （１２）
【００８０】
ということである。Ｓ２は前項に比べてずいぶんと小さいので近似的に
【００８１】
Ｌｍ＝（１２０Ｓ）１／２ （１３）
【００８２】
とすることができる。
【００８３】
たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝０．５ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝０．３７５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００８４】
Ｌｍ＝６．７ｍｍ （１４）
【００８５】
となる。たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝０．７５ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝０．７５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００８６】
Ｌｍ＝９．５ｍｍ （１５）
【００８７】
となる。たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝１．００ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝１．１２５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００８８】
Ｌｍ＝１１．６ｍｍ （１６）
【００８９】
となる。たとえばＰ１＝０．２５ｍｍ、Ｐ２＝１．５０ｍｍ、Ｍ＝４とすると、Ｓ＝１．８７５ｍｍであるから、拡開部最小長さＬｍは
【００９０】
Ｌｍ＝１５．０ｍｍ （１７）
【００９１】
となる訳である。そのような彎曲は自由状態で実現しない。だから図２の実施例１や、図３の実施例２のように彎曲溝や突起のようなものによって強制的に軌跡を与える必要がある。
【００９２】
図９は２円弧による彎曲を起こさせる場合の光ファイバの曲げモーメント図である。ＦＧ間では曲げモーメントは一定値Ｍａ（正）をとり、ＧＨ間では曲げモーメントは一定値Ｍｂ（＝−Ｍａ）をとる。Ｇで曲げモーメントは非連続である。
【００９３】
（ｂ．自由放任の場合）
２円弧の組み合わせというのは許容最小曲率半径Ｒｍが決まっている場合に最小の最小長さＬｍを与える。その点で一つの極限である。しかし本発明は、光ファイバの彎曲のために突起や彎曲溝を不可欠とするものではない。図１１のように自由放任して自然の曲げにゆだねるということもありうる。実装の便利さからいえば突起や溝を使わない自由放任が最もやりやすいといえる。その場合でも許容最小曲げ半径Ｒｍ以上の曲げ半径にしなければならない。
【００９４】
自由放任に任せるというのは始端と終端だけで曲げモーメントを与えるが中間では力やモーメントを与えないということである。始端と終端で曲率半径は最小になり中央部で曲率半径が無限大になる。その間では連続的に曲率半径が変わって行くのである。中間部で力や曲げモーメントがかからないから図１０のように曲げモーメントＭは始端と終端での値が決まるが中間は連続一次関数とならなければならない。曲げモーメントＭと光ファイバの曲率半径Ｒの間には次の関係が成り立つ。
【００９５】
【数１】
Ｉは断面二次係数、Ｅはヤング率である。曲率半径Ｒは下向き凸を正、上向き凸を負とする。Ｍは下向き凸になるようなものを正、上向きに凸となるようなものを負とする。始端Ｆでの曲げモーメントをＭａ（正）として、終端での曲げモーメントをＭｂ（負）とする。上向きの座標をｙ、横向きの座標をｘとして、ｙのｘによる２階微分が曲率（１／Ｒ）である。
【００９７】
【数２】
図１０のように自由状態の光ファイバにおいて曲げモーメントは一次関数の筈であるから、Ｆを原点としてｘにおける曲げモーメントＭは
【００９９】
Ｍ＝｛Ｍａ（Ｌ−ｘ）＋Ｍｂｘ｝／Ｌ （２０）
【０１００】
となる。両端での曲げモーメントは絶対値が等しく符号が反対なので
Ｍｂ＝−Ｍａ （２１）
である。これを代入すると式（２０）は
【０１０１】
Ｍ＝Ｍａ（Ｌ−２ｘ）／Ｌ （２２）
【０１０２】
となる。式（１８）、（１９）、（２２）から
【数３】
これを積分すると光ファイバの傾き角度θが求められる。
【０１０４】
【数４】
ここでＦ点での傾きが０であるという初期条件を用いている。光ファイバの最大斜角θＭはｘ＝Ｌ／２のときに実現し、
【０１０６】
θＭ ＝ＭａＬ／ＩＥ （２５）
【０１０７】
によって与えられる。式（２４）をさらに積分し初期条件（ｘ＝０でｙ＝０）を用いると、光ファイバの軌跡ｙ（ｘ）が求められる。
【０１０８】
ｙ＝Ｍａ（３Ｌｘ２−２ｘ３）／６ＬＩＥ （２６）
【０１０９】
終端ｘ＝Ｌにおいて（Ｈ点）、ｙ＝Ｓであるから、
【０１１０】
Ｓ＝ＭａＬ２／６ＩＥ （２７）
【０１１１】
となり、これを式（１９）、（２３）に代入して、
【０１１２】
【数５】
となる。これが自由状態でｘの関数としてのファイバの曲率半径Ｒを与える式である。当然であるが曲率（１／Ｒ）は図１０と同じ形になる。
【０１１４】
許容最小曲率半径Ｒｍが始端（ｘ＝０）と終端（ｘ＝Ｌ）での曲率半径を与えるとき最小長さＬｍが実現される。
【０１１５】
１／Ｒｍ＝６Ｓ／Ｌｍ２ （２９）
【０１１６】
ということは、最小長さＬｍは
【０１１７】
Ｌｍ＝（６ＳＲｍ）１／２ （３０）
【０１１８】
である。（９）式の２円弧彎曲の場合に比較して、自由放任の場合は必要な最小長さＬｍが約１．２２倍になることがわかる。Ｒｍが３０ｍｍなら、Ｍ＝４の場合、Ｌｍは１０ｍｍ程度で良いことになる。自由彎曲の場合は、彎曲溝や、突起などの案内物をパッケージに形成する必要がないし、光ファイバを溝へ入れたりする手間もない。実装の工程がより簡略化される。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明は、パッケージ内部の自由空間で光ファイバを彎曲させることによってテープファイバでの光ファイバピッチＰ１と、光素子を実装するのに必要なピッチＰ２の食い違いを埋めるようにしている。光ファイバはもともと彎曲自在の部品であるから常に最適の穏やかな彎曲形状になる。基板の上に彎曲光導波路を形成するのは難しい工程が必要で長大な基板が必要になるから極めてコスト高になる。本発明は彎曲した光導波路ではなくもともと彎曲しやすい光ファイバを自由に彎曲させているので彎曲（拡開）自体にかかるコストは０である。たとえ基板として高価な単結晶Ｓｉ基板を用いても短い長さのもので充分である。Ｓｉベンチによるコスト上昇を最小限に抑制できる。基板はセラミック、プラスチックでもよいが、それでも彎曲導波路を作るのは難しい。
【０１２０】
本発明のように自由空間において光ファイバを彎曲させる方が簡単で低コストであり実現容易であり格段に優れている。自由空間で曲げるが後に接着剤で固定するから製品となれば光ファイバがその中で振動しているわけではない。
【０１２１】
多チャンネル光通信の外部とのインターフェイスとしては標準品として従来から利用されているＭＴコネクタ（ピッチＰ１＝２５０μｍ＝０．２５ｍｍ）を使うことができる。一方内部では光素子の取り付けのために必要な充分のピッチ（Ｐ２＝５００μｍ〜１５００μｍ）を確保できるから複数の光素子の実装の困難を解決できる。
【０１２２】
多チャンネル光通信の光受信モジュール、光送受信モジュールとして製造容易、高信頼性、低コストで最適の構造を与える。外殻全体をトランスファモールドによって製作すれば外殻部も低コストで製造できる。量産に適したモジュールである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＭＴコネクタ、拡開部、Ｓｉベンチよりなる本発明の光通信装置の基本形を示す平面図。
【図２】 ＭＴコネクタ、彎曲溝拡開部、Ｓｉベンチ、パッケージ、リードピンを有する本発明の第１の実施例にかかる光通信装置の図。（１）は横断平面図であり、（２）は縦断面図である。
【図３】 ＭＴコネクタ、３段階突起拡開部、Ｓｉベンチ、パッケージ、リードピンを有する本発明の第２の実施例にかかる光通信装置の図。（１）は平面図であり、（２）は縦断面図である。
【図４】 本発明の光通信を製造する手順を説明する図。図４（１）はＭＴコネクタに続くテープファイバをきりとり被覆を剥して短いファイバを分離した状態の平面図。図４（２）は平行直線Ｖ溝と光導波路を有するＳｉベンチの平面図。図４（３）はＳｉベンチの後部に光素子を実装した状態の平面図。図４（４）は背後にリードピンを有するパッケージの平面図。図４（５）はパッケージにＳｉベンチを実装したものの平面図。図４（６）はパッケージにＭＴコネクタを取り付けた状態の平面図。図４（７）はパッケージの枠内に保護用樹脂を塗布した状態の平面図。図４（８）はパッケージの全体を樹脂モールドしたものの平面図。
【図５】 ４芯テープファイバの端部に取り付けた雌型、雄型ＭＴコネクタの斜視図。
【図６】 宍倉正人、長妻一之、井戸立身、徳田正秀、中原宏治、野本悦子、須藤剣、佐野博久、「１０Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」２００１年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会Ｃ−３−５０、Ｐ１６０（２００１）によって提案された始端が２５０μｍピッチで終端が１０００μｍピッチの彎曲導波路をＳｉ基板の上に形成したＬＤモジュールの斜視図。
【図７】 光ファイバの数Ｍが４本のときに長さＬの拡開部において光ファイバピッチをＰ１からＰ２へ拡開する場合に最小曲率半径がＲと決まっている場合に最外方の光ファイバの横ズレがＳ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２によって与えられることを説明するための説明図。
【図８】 光ファイバの始端と終端でのズレがＳであり、拡開部ＥＳの長さがＬである場合に２円弧の接続によって光ファイバ彎曲形状を決定するときの説明図。
【図９】 ２円弧の接続によって光ファイバ彎曲を決めた場合の光ファイバの曲げモーメント図で中央部に曲げモーメントの非連続点があることを示す。
【図１０】 始端と終端だけを軸線平行に保持し中間部は自由放任にした場合の光ファイバの曲げモーメント図で曲げモーメントが連続的に変化して行く事を示している。
【図１１】 始端と終端だけを軸線に平行に保持し中間部は自由にした場合の光ファイバの彎曲の形状を示す図。
【符号の説明】
２ ＭＴコネクタ
４ ガイドピン
５ 前端面
６ 後端面
７ Ｓｉベンチ
８ 前部
９ 中間部
１０ 後部
２０ パッケージ
２２ 底壁
２３ 前壁
２４ 側壁
２５ 側壁
２６ 後壁
２７ コネクタ収納穴
２８ ベンチ穴
２９ コネクタ通し穴
３０ ファイバ押さえガラス
３２ 保護用樹脂
３５ 樹脂モールド
４２〜４４ 小突起
４５〜４７ 中突起
４８〜５０ 大突起
５２ ＭＴコネクタ
５３ ＭＴコネクタ
５４ ガイドピン
５５ 嵌合穴
５６ テープファイバ
５７ Ｓｉベンチ
５８ 導波路層
５９ メタライズ配線
ＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄ 光ファイバ
ＬＤａ、ＬＤｂ、ＬＤｃ、ＬＤｄ 半導体レーザチップ
Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ 光導波路
Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ 光素子
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ リードピン
ＥＳ 拡開部
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ Ｖ溝
Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄ 彎曲溝
Claims (8)
- ガイドピン或いは嵌合穴を有し一定ピッチＰ１で平行に並ぶＭ本の光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄ、…を保持しファイバの一部を後方へ突出させたコネクタと、コネクタより突出した光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄ、…を挿入固定するための平行なＭ本のＶ溝Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、…とそれに続く平行なＭ本の光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、…をＰ１より広いピッチＰ２で設けた基板と、基板の光導波路Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、…の終端に設けたＭ個の受光素子あるいは発光素子である光素子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、…と、リードピンを有しコネクタを前方に固定し基板を後方に固定したパッケージとを含み、パッケージ内部のコネクタと基板の間の拡開部ＥＳにおいて光ファイバＦＢａ、ＦＢｂ、ＦＢｃ、ＦＢｄ、…を彎曲させ光ファイバのピッチをＰ１からＰ２へ拡開するようにしたことを特徴とする光通信装置。
- 光ファイバの彎曲が２つの同等の円弧を反対向きに組み合わせた形状であり、光ファイバの本数をＭ、コネクタ部の光ファイバピッチをＰ１、光導波路のピッチをＰ２、拡開部ＥＳの長さをＬ、許容最小曲率半径をＲｍとすると、
Ｌ≧（４ＲｍＳ）１／２，Ｓ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２
であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。 - 光ファイバの彎曲が２つの同等の円弧を反対向きに組み合わせた形状であり、光ファイバの本数をＭ、コネクタ部の光ファイバピッチをＰ１、光導波路のピッチをＰ２、拡開部ＥＳの長さをＬ、光ファイバの許容最小曲率半径Ｒｍを３０ｍｍとすると、
Ｌ≧（１２０Ｓ）１／２，Ｓ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２
であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。 - 光ファイバの彎曲が始端と終端だけを保持し中間部は自由状態として形状決定され、光ファイバの本数をＭ、コネクタ部の光ファイバピッチをＰ１、光導波路のピッチをＰ２、拡開部ＥＳの長さをＬ、許容最小曲率半径をＲｍとすると、
Ｌ≧（６ＲｍＳ）１／２，Ｓ＝（Ｍ−１）（Ｐ２−Ｐ１）／２
であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。 - パッケージの拡開部ＥＳが保護用樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光通信装置。
- パッケージの拡開部ＥＳが曲線状に彎曲した彎曲溝を有し光ファイバを彎曲溝に押し込んで彎曲させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光通信装置。
- パッケージの拡開部ＥＳが直径を徐々に大きくした突起でできており光ファイバの間に突起を差し入れることによって光ファイバを彎曲させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光通信装置。
- 光ファイバの端部を保持し光インターフェイスであるコネクタがＭＴコネクタであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光通信装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153870A JP3979185B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 光通信装置 |
| US10/430,001 US6814504B2 (en) | 2002-05-28 | 2003-05-06 | Optical communication device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153870A JP3979185B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 光通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344720A JP2003344720A (ja) | 2003-12-03 |
| JP3979185B2 true JP3979185B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=29561330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002153870A Expired - Fee Related JP3979185B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 光通信装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6814504B2 (ja) |
| JP (1) | JP3979185B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6931195B2 (en) * | 2003-08-05 | 2005-08-16 | Agilent Technologies, Inc. | Parallel fiber-fan-out optical interconnect for fiber optic system |
| US7186031B2 (en) * | 2003-10-16 | 2007-03-06 | 3M Innovative Properties Company | Optical interconnect device |
| US20050084221A1 (en) * | 2003-10-16 | 2005-04-21 | 3M Innovative Properties Company | Apparatus and method for transitioning fiber optic cables |
| KR101059606B1 (ko) * | 2004-06-16 | 2011-08-25 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 광도파로구조체, 광도파로형 광모듈 및 광파이버 어레이 |
| US7177504B2 (en) * | 2004-09-30 | 2007-02-13 | Intel Corporation | Manufacturable connectorization process for optical chip-to-chip interconnects |
| JP2009122451A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 光学接続構造 |
| CN101852898B (zh) * | 2009-03-30 | 2014-03-12 | 日立电线株式会社 | 光连接器及使用了光连接器的光纤模块 |
| US8755655B2 (en) * | 2009-09-22 | 2014-06-17 | Oracle America, Inc. | Edge-coupled optical proximity communication |
| JP5404461B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2014-01-29 | オリンパス株式会社 | 光伝送装置 |
| JP5291033B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2013-09-18 | 日本電信電話株式会社 | 光部品 |
| JP2012027141A (ja) * | 2010-07-21 | 2012-02-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体装置 |
| US8548286B2 (en) * | 2011-03-02 | 2013-10-01 | Eastman Kodak Company | Imaging laser diodes with a lightwave circuit |
| KR102008909B1 (ko) * | 2012-05-04 | 2019-08-08 | 삼성전자주식회사 | 광 커넥터 및 이를 구비하는 스택 모듈 |
| US9323012B1 (en) * | 2014-10-27 | 2016-04-26 | Laxense Inc. | Hybrid integrated optical device with high alignment tolerance |
| CN108459382B (zh) * | 2017-02-17 | 2021-02-12 | 光环科技股份有限公司 | 高速多信道光收发模块 |
| JP6972904B2 (ja) * | 2017-10-19 | 2021-11-24 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバケーブル、光コネクタケーブル、及び、光ファイバケーブルの製造方法 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3121034B2 (ja) * | 1991-03-29 | 2000-12-25 | 三菱電線工業株式会社 | 導波路型光スイッチとファイバアレイの接続部構造 |
| JPH05188236A (ja) * | 1992-01-09 | 1993-07-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光アレイファイバのガイド装置 |
| JPH0743561A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光コネクタ用接続部品 |
| JPH07248434A (ja) * | 1994-03-08 | 1995-09-26 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバアレイおよび光ファイバアレイ用アダプタ |
| JP3374508B2 (ja) * | 1994-03-11 | 2003-02-04 | 日本板硝子株式会社 | 光ファイバアレイ |
| US5555332A (en) * | 1995-06-08 | 1996-09-10 | Siecor Corporation | Applicator and associated method for inserting guide pins in a fiber optic connector |
| JPH0980258A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | コネクタ付光ファイバケ−ブル |
| JP3587917B2 (ja) * | 1995-11-09 | 2004-11-10 | 古河電気工業株式会社 | 光スイッチ |
| JPH10160961A (ja) * | 1996-12-03 | 1998-06-19 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 光学素子 |
| JPH11281823A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバの整列方法及び光ファイバアレイ装置 |
| JP2000121862A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-28 | Fujikura Ltd | 光ファイバアレイ |
| JP2001100066A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-04-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光部品およびその製造方法 |
| JP2001074986A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Fujikura Ltd | 光モジュール |
| JP2001242350A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fujikura Ltd | 光トランシーバ |
| JP3433422B2 (ja) * | 2000-03-17 | 2003-08-04 | 住友電気工業株式会社 | ガイド穴を有する光コネクタ用多心フェルール |
| US6421493B1 (en) * | 2000-03-24 | 2002-07-16 | Fitel Usa Corp. | Apparatus and method for assembling and aligning a plurality of optical fibers |
| WO2003062891A1 (en) * | 2000-03-28 | 2003-07-31 | Lockheed Martin Corporation | Passive self-alignment technique for array laser transmitters andreceivers for fiber optic applications |
| JP2001308373A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送受信モジュール |
| US6634800B2 (en) * | 2000-04-27 | 2003-10-21 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Ferrule for optical connector |
| JP3505160B2 (ja) * | 2000-08-17 | 2004-03-08 | 松下電器産業株式会社 | 光実装基板の製造方法 |
| JP3542321B2 (ja) * | 2000-08-29 | 2004-07-14 | 株式会社巴川製紙所 | 光学接続部品 |
| US6450704B1 (en) * | 2000-10-05 | 2002-09-17 | Corona Optical Systems, Inc. | Transparent substrate and hinged optical assembly |
| US6623174B2 (en) * | 2000-10-12 | 2003-09-23 | Tyco Electronics Corporation | Optical connector |
| JP3712934B2 (ja) * | 2000-11-01 | 2005-11-02 | 株式会社日立製作所 | 光導波路部材、その製造方法及び光モジュール |
| WO2002088810A1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-07 | Corona Optical Systems, Inc. | Alignment apertures in an optically transparent substrate |
| JP3818107B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2006-09-06 | 日立電線株式会社 | 光通信デバイスの製造方法 |
| JP2003322765A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153870A patent/JP3979185B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-05-06 US US10/430,001 patent/US6814504B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003344720A (ja) | 2003-12-03 |
| US6814504B2 (en) | 2004-11-09 |
| US20030223707A1 (en) | 2003-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3979185B2 (ja) | 光通信装置 | |
| JP3143051B2 (ja) | 集積マウントおよび集積マウントと光ファイバー保持用コネクタとの結合構造 | |
| US6394663B2 (en) | Ferrule assembly and optical module | |
| US6994479B2 (en) | Substrate, optical fiber connection end member, optical element housing member, and method of fabrication of an optical module and the substrate | |
| JP4036008B2 (ja) | パラレル送受信モジュール | |
| JP3403306B2 (ja) | 光モジュール | |
| US7850373B2 (en) | Optical block reinforcing member, optical block and optical module | |
| JP4066665B2 (ja) | パラレル送受信モジュール | |
| US6850658B2 (en) | Apparatus for coupling an optoelectronic device to a fiber optic cable and a microelectronic device, a system including the apparatus, and a method of forming the same | |
| US7794158B2 (en) | Fabrication method of optical interconnection component and optical interconnection component itself | |
| JP4704126B2 (ja) | 光モジュール | |
| EP1237026A2 (en) | Optical interface for 4-channel opto-electronic transmitter-receiver | |
| US20040120658A1 (en) | Apparatus and method of packaging two dimensional photonic array devices | |
| JP2719353B2 (ja) | 多心光端子 | |
| JP2008209767A (ja) | 光モジュール及びその製造方法 | |
| JP3680413B2 (ja) | 多心光モジュールの製造方法 | |
| JP2006010891A (ja) | 光結合装置及びその実装構造 | |
| JP2010237267A (ja) | 光ファイバモジュール | |
| JP2010237266A (ja) | 光コネクタ | |
| JP2000075166A (ja) | 光ファイバ案内構造付き光導波路部品 | |
| WO2003003080A2 (en) | V-groove support structure for an optical fibre holder | |
| KR20050007276A (ko) | 어레이 광송신 및 광수신 광 서브 어셈블리 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070123 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070327 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070420 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070605 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070618 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |