JP4062005B2

JP4062005B2 - 光導波路基板の製造方法

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Publication number: JP4062005B2
Application number: JP2002223703A
Authority: JP
Inventors: 隆佐々木
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004062064A

Description

【０００１】
本発明は、光導波路モジュールに用いる光導波路基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光導波路モジュールは、光導波路基板（「平面光導波路（ＰＬＣ）」とも呼ばれる）と光ファイバとを光学的に接続して一体化した装置である。光導波路基板は、通常、基板に光導波路コアを設けることにより製造される。この光導波路コアと光ファイバとは、互いの光軸が一致するように位置合わせ、すなわち調芯されている。
【０００３】
低損失の光導波路モジュールを得るためには、光導波路コアと光ファイバの位置合わせが重要である。特開昭６１−５５６１６号公報および特開昭６２−１７７１１号公報では、光導波路コアに位置合わせされた溝を基板の端部に設け、その溝内に光ファイバを収容することにより、光ファイバと光導波路コアとを位置合わせする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
溝の内部に光ファイバを収容する場合、溝の内面と光ファイバとの間に光ファイバを挿入できる程度のクリアランスが必要となる。しかし、このクリアランスは、光ファイバの固定位置精度を劣化させる原因ともなる。クリアランスがあるため、光ファイバの位置が溝の内部で変化しやすい。これは、光ファイバと光導波路コアとの光軸ズレを招く。
【０００５】
特開昭６３−３１１２１２号公報には、Ｖ溝の側面で光ファイバを支持する技術が開示されている。溝の内部に光ファイバを収容するのではないので、Ｖ溝の内面と光ファイバとの間にクリアランスを設ける必要はない。
【０００６】
しかし、Ｖ溝には、石英基板に形成することが難しいという欠点がある。基板がシリコン製であれば、シリコン結晶面に沿った異方性エッチングを実行することにより、Ｖ溝を比較的容易に形成できる。しかし、基板が石英製の場合は、この手法は使用できない。また、機械加工では、十分な低損失が得られるようにＶ溝と光導波路コアとを位置合わせすることは難しい。
【０００７】
近年では、石英系光導波路コアを設ける基板の材料としては、シリコンよりも石英の方が好ましいとされている。これは、複屈折によって生じる光導波路コアの温度特性（特に偏波依存性）を抑制するためである。このため、石英基板への形成に適した光ファイバ整列用の溝が要望されている。
【０００８】
そこで、この発明は、光ファイバと光導波路コアの光軸ズレが生じにくく、石英基板への形成に適した光ファイバ整列用の溝を光導波路モジュールに提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の光導波路モジュールは、光導波路基板および光ファイバを備えている。光導波路基板は、光導波路コアと、この光導波路コアを支持する基板とを有している。光導波路コアは、一本でも、複数本でもよい。この基板は、この基板の端部に位置する低位部と、低位部に隣接する高位部とを有している。光導波路コアの一端面は、低位部と高位部との境界において高位部の側面に位置している。低位部の上面には、光導波路コアの光軸の延長線に沿って延びる溝が設けられている。この溝は、一本でも、複数本でもよい。光ファイバの一端部は、この溝に配置されている。光ファイバのコアの端面は、高位部の側面に位置する光導波路コアの端面と対向している。溝の開口幅は、光ファイバの外径よりも小さい。光ファイバの上記の一端部は、溝のエッジによって支持されている。
【００１０】
上記の溝は、そのエッジで光ファイバを支持する。溝の内部に光ファイバを収容しないので、溝の内面と光ファイバとの間にクリアランスを必要としない。このため、光ファイバと光導波路コアとの間で光軸ズレが生じにくい。また、溝の側面で光ファイバを支持する必要がないので、溝の内面を基板上面に対して傾斜させる必要もない。このため、基板の材料が石英であっても、エッチングなどによって容易に溝を形成できる。
【００１１】
この発明の光導波路モジュールは、光ファイバを収容する光フェルールと、光フェルールおよび光導波路基板を支持する支持部材とをさらに備えていてもよい。支持部材は、支持部材の端部に位置する低位部と、低位部に隣接する高位部と、を有していてもよい。この場合、光導波路基板は、支持部材の高位部に配置される。また、光フェルールは、支持部材の低位部に配置される。光フェルールは、第１および第２の端面を有していてもよい。この場合、光ファイバの上記の一端部は、光フェルールの第１の端面から溝まで延在していてもよい。また、光ファイバの他端部は、光フェルールの第２の端面付近まで延在していてもよい。
【００１２】
支持部材を使用することで、光導波路基板に光フェルールを設置するための領域を設ける必要がなくなる。これにより、光導波路基板の面積を抑えられる。支持部材は、段差加工によって安価に製造できる。したがって、光導波路モジュールの製造コストが少なくて済む。
【００１３】
この発明の光導波路基板製造方法の第１態様では、光導波路コアが埋め込まれた基板を用意する。この光導波路コアは、基板の一端部まで延在している。この基板端部の上面には、溝が形成される。この溝は、光導波路コアのうち上記基板端部の手前に位置する部分の光軸の延長線に沿って延在している。この後、上記基板端部のうち溝を含む領域の上面部分が一定の厚さだけ除去される。これにより、光導波路コアのうち上記基板端部の手前に位置する部分の端面が露出する。
【００１４】
この発明の光導波路基板製造方法の第１態様では、光導波路コアが埋め込まれた基板を用意する。この光導波路コアは、基板の一端部まで延在している。この基板端部の上面部分は、一定の厚さだけ除去される。これにより、光導波路コアのうち上記基板端部の手前に位置する部分の端面が露出する。この後、上記基板端部の上面に溝が形成される。この溝は、光導波路コアのうち上記基板端部の手前に位置する部分の光軸の延長線に沿って延在している。
【００１５】
この第１または第２態様の方法によれば、エッジ部で光ファイバを支持する光ファイバ整列用の溝を基板に形成することができる。この発明の光導波路モジュールで使用される光導波路基板は、この方法によって製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００１７】
図１および図２を参照しながら、この実施形態の光導波路モジュール１の構成を説明する。図１は、この実施形態の光導波路モジュール１を示す部分破断平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った光導波路モジュール１の断面図である。光導波路モジュール１の内部には、光導波路基板１０、補強基板２０および二つの光フェルール３０が収容されている。光導波路基板１０および光フェルール３０は、補強基板２０の上面に設置されている。二つの光フェルール３０は、光導波路基板１０の両側に配置されている。光導波路基板１０、補強基板２０および光フェルール３０は、モールド樹脂４４によって覆われている。
【００１８】
光導波路基板１０は、基板１１と、その基板１１内に埋め込まれた光導波路コア１２から構成されている。光導波路コア１２は、ほぼ正方形の断面を有する柱状体である。基板１１のうち光導波路コア１２の側面に接する部分は、光導波路コア１２よりも低い屈折率を有している。
【００１９】
光導波路基板１０の上面には、段差が設けられている。すなわち、基板１１は、高位部１１ａと、高位部１１ａの両側に隣接して配置された低位部１１ｂから構成されている。二つの低位部１１ｂは、基板１１の両端部に位置している。高位部１１ａおよび低位部１１ｂは、ともに平坦な上面を有している。これらの上面は、互いに略平行であり、ともに水平方向に延在している。高位部１１ａの上面は、低位部１１ｂの上面よりも高い。
【００２０】
光導波路コア１２は、一方の低位部１１ｂから他方の低位部１１ｂに向かって高位部１１ａを貫通するように延在している。光導波路コア１２の一端面は、低位部１１ｂと高位部１１ａとの境界において高位部１１ａの側面に位置している。
【００２１】
基板１１および光導波路コア１２は、ともに石英（ＳｉＯ₂）を主成分とするガラスから構成されている。石英基板上に石英系の光導波路を設けると、様々な光回路を自由に作製できるという利点が得られる。以下では、この理由を説明する。
【００２２】
ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）に代表されるような光回路では、石英系光導波路を形成する基板の材質に応じた線膨張係数差が生じる。例えば、石英系光導波路を石英基板上に形成した場合、複屈折（ＴＥ偏波とＴＭ偏波の屈折率差）Ｂは１０^-5のオーダである。これに対して、石英系光導波路をシリコン（Ｓｉ）基板上に形成した場合、複屈折Ｂは１０^-4のオーダである。ＡＷＧの重要な特性として、ＴＥ偏波およびＴＭ偏波間の透過スペクトルの透過中心波長差（ＰＤλ）が挙げられる。ＰＤλとＢとは比例関係にあるため、シリコン基板を用いる方が石英基板を用いる場合よりもＰＤλが大きくなる。例えば、ＡＷＧの透過波長間隔を０．８ｎｍとすると、石英系光導波路を石英基板上に形成した場合、ＰＤλは０．０５ｎｍである。これに対して、石英系光導波路をシリコン基板上に形成した場合、ＰＤλは０．５ｎｍである。このように、石英系光導波路を石英基板上に形成すると透過中心波長差を抑えられるので、様々な光回路を作製しやすい。このような検討は、IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 6, NO. 5, MAY 1994 pp.626-628に記載されている。
【００２３】
補強基板２０は、その上面において光導波路基板１０と光フェルール３０を支持する。補強基板２０の上面には、段差が設けられている。すなわち、補強基板２０は、高位部２０ａと、高位部２０ａの両側に位置する低位部２０ｂから構成されている。高位部２０ａおよび低位部２０ｂは、ともに平坦な上面を有している。これらの上面は、互いに平行であり、ともに水平方向に延在している。高位部２０ａの上面は、低位部２０ｂの上面よりも高い。光導波路基板１０は、高位部２０ａの上面に設置されている。光フェルール３０は、低位部２０ｂの上面に設置されている。
【００２４】
補強基板２０は、光ファイバ３２と光導波路コア１２の光軸の高さを一致させるために設けられている。補強基板２０を使用せずに、基板１１に光フェルール３０設置用の段差を設けても、光ファイバ３２と光導波路コア１２の光軸を一致させることは可能である。しかし、基板１１に光フェルール設置部を設けると、基板１１の面積が大きくなる。これにより、一枚のウェーハから取れる光導波路基板１０のチップ数が減少し、歩留りの低下や製造コストの増加を招いてしまう。特に、光導波路基板１０の製造には多くの加工工数が必要となるので、この問題は顕著である。そこで、この実施形態では、光導波路基板１０とは別個に補強基板２０を用意することにした。補強基板２０は、平板に段差加工を施すだけで安価に製造できる。この結果、光導波路モジュール１の製造コストを低減できる。
【００２５】
補強基板２０は、基板１１と同じ材料（この実施形態では、石英）から構成されていることが好ましい。材料が同一だと、補強基板２０と基板１１との接触面で生じる線膨張係数差を抑えることができる。これに応じて、線膨張係数差によって生じる光導波路の応力複屈折も抑えられる。したがって、光導波路コア１２の伝送特性の温度依存性や偏波依存性を抑えられる。
【００２６】
光フェルール３０は、複数本の光ファイバ３２を収容している。これらの光ファイバ３２は、等間隔で並列に配置されている。これらの光ファイバ３２の先端部は、光フェルール３０の前端面３０ａから光導波路基板１０に向かって突出している。光ファイバ３２の先端部は、光導波路基板１０の上面で等間隔に並列配置される。光ファイバ３２の先端部は、平板状の押えガラス４０によって上から基板１１に向かって押圧されている。一方、光ファイバ３２の後端部は、光フェルールの後端面３０ｂの付近まで延在している。光フェルール３０のうち光ファイバ群の両側方に位置する部分には、２本のガイドピン３６が挿入されている。これらのガイドピン３６は、光フェルール３０を貫通している。ガイドピン３６の一方の端部は、光フェルール３０の後端面３０ｂから外側に突出している。
【００２７】
光フェルール３０は、好ましくは、プラスチック成形物である。この場合、光導波路モジュール１を安価に製造することができる。というのも、プラスチック成形物は、大量生産が可能だからである。
【００２８】
光ファイバ３２のコアと光導波路コア１２とは、位置合わせされている。つまり、互いに対向する光ファイバ３２の端部の光軸と光導波路コア１２の端部の光軸とは、実質的に一直線上に位置している。光ファイバ３２の端面と光導波路コア１２の端面とは、所定の距離をおいて対向している。
【００２９】
光ファイバ３２と光導波路コア１２の端面間の間隙は、屈折率整合材４２によって充填されている。屈折率整合材４２は、光ファイバ３２のコアおよび光導波路コア１２と実質的に等しい屈折率を有している。屈折率整合材４２は透光性である。光ファイバ３２と光導波路とは、屈折率整合材４２を介して光学的に結合されている。屈折率整合材４２は、光ファイバ３２の端面および光導波路コア１２の端面での光反射を低減する。また、屈折率整合材４２は、光ファイバ３２と光導波路コア１２の間を伝搬する光の結合損失を低減する役割を持つ。
【００３０】
屈折率整合材４２としては、シリコーン系の樹脂接着剤を使用することができる。シリコーン系の樹脂は、アクリル系の樹脂に比べて軟質である。例えば、シリコーン系紫外線硬化樹脂の硬度は、ショアＡ２０程度であるのに対し、アクリル系紫外線硬化樹脂の硬度は、ショアＡ１００程度である。軟質の材料を屈折率整合材４２として使用すると、光ファイバ３２に与えるストレスが少なくて済む。このため、光ファイバ３２の断線や、光ファイバ３２への外部応力により生じる損失の増加を防ぐことができる。
【００３１】
光ファイバ３２および光導波路基板１０は、ともにシングルモードである。光ファイバ３２および光導波路基板１０は、実質的に同一のモードフィールド径を有している。これは、光ファイバ３２および光導波路基板１０間の結合損失を抑えるためである。
【００３２】
光導波路基板１０、補強基板２０、光フェルール３０、および押えガラス４０は、モールド樹脂４４によって封止成形されている。光導波路モジュール１の表面は、モールド樹脂４４で覆われている。これにより、光導波路モジュール１の信頼性が高まる。モールド樹脂４４は、光導波路モジュール１内部への水分の侵入を防ぐ。これにより、屈折率整合材４２の付着力の劣化や屈折率の変化による信頼性の低下が防止される。ただし、光モジュール３０の後端面３０ｂは、モールド樹脂４４によって覆われることなく、露出している。これは、光コネクタなど他の光学部品を後端面３０ｂを介して光モジュール３０に接続するためである。
【００３３】
モールド樹脂４４は、封止材の一種である。封止材として樹脂を使用することにより、光導波路モジュール１を安価にパッケージングすることができる。モールド樹脂４４は、好ましくは、エポキシ系樹脂である。エポキシ系樹脂を使用すれば、光モジュール３０との密着性の良好な封止成形が可能である
以下では、図３および図４を参照しながら、光ファイバ３２の整列方法を説明する。ここで、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った光導波路基板１０および光ファイバ３２の断面図である。図４は、光導波路基板１０上の光ファイバ３２の配置を示す斜視図である。図面の簡単のため、図３および図４では、屈折率整合材４２やモールド樹脂４４の図示が省略されている。また、図３には、高位部１１ａの側面および光導波路コア１２の端面が想像線で示されている。
【００３４】
図３および図４に示されるように、各光ファイバ３２は、一本の溝１４に配置されている。これらの溝１４は、低位部１１ｂの上面において等間隔に設置されている。溝１４は、光導波路コア１２の光軸の延長線８に沿って延在している。溝１４に光ファイバ３２が配置されると、光ファイバ３２が光導波路コア１２に対して調芯される。このため、光フェルール３０内で光ファイバ３２に多少の位置ズレがあっても、光ファイバ３２と光導波路コア１２とを適切に光学結合させることができる。光フェルール３０に高い精度は要求されないので、光導波路モジュール１は、安価に製造することができる。
【００３５】
溝１４の断面は、矩形状をしている。この実施形態では、溝１４の深さＤは２０μｍであり、溝１４の開口幅Ｗは８０μｍである。光導波路コア１２の下面から高位部１１ａの上面までの距離Ａは、３０μｍである。低位部１１ｂの上面から光導波路コア１２の下面までの距離Ｂは、２０μｍである。光ファイバ３２の光軸の間隔Ｃは、２５０μｍである。光ファイバ３２の外径Ｅは、１２５μｍである。
【００３６】
光ファイバ３２は、溝１４の二つのエッジ１４ａのみによって支持されている。溝１４の開口幅Ｗが光ファイバ３２の外径Ｅよりも小さいため、溝１４のエッジ１４ａのみが光ファイバ３２の側面に接触している。光ファイバ３２は、溝１４の底部には接触しない。このように、溝１４は、その底部や側面で光ファイバを支持する従来の光ファイバ整列用溝とは異なる。
【００３７】
図１および図２に示されるように、押えガラス４０は、光ファイバ３２が溝１４に倣うように、光ファイバ３２を上方から押圧する。光ファイバ３２が溝１４に押しつけられているので、光ファイバ３２が溝１４から外れにくい。これにより、光ファイバ３２と光導波路コア１２との間の結合損失が抑えられる。
【００３８】
図５は、光導波路モジュール１へのテープファイバ８０の取付けを示す平面図である。図５（ａ）に示されるように、デープファイバ８０は、光導波路モジュール１の光ファイバ３２と同数の光ファイバ８２を収容している。テープファイバ８０の先端には、硬質のコネクタ部８４が設けられている。コネクタ部８４内において光ファイバ８２の両側方には、ガイドピン孔８６が設けられている。ガイドピン３６の端部をガイドピン孔８６に挿入すると、光導波路モジュール１にテープファイバ８０が接続される（図５（ｂ））。このとき、光導波路モジュール１内の光ファイバ３２とテープファイバ８０内の光ファイバ８２とが光学的に接続される。したがって、一方のテープファイバ８０によって伝送された光を、光導波路モジュール１を介して、他方のテープファイバ８０へ伝送することができる。
【００３９】
以下では、図６〜図１２を参照して光導波路モジュール１の組立手順を説明する。ここで、図６〜図８および図１０〜図１２は、各組立工程での光導波路モジュール１を示す平面図である。また、図９は、光フェルール３０の構成を示す平面図である。
【００４０】
まず、光導波路基板１０を用意する（図６）。基板１１は、その低位部１１ｂに複数本の溝１４を有している。光導波路コア１２は、高位部１１ａ中を延在している。一本の光導波路コア１２の両端面に、それぞれ溝１４が一本ずつ対向している。各溝１４は、光導波路コア１２の光軸の延長線８に沿って延びている。
【００４１】
ここで、図１３〜図１９を参照しながら、光導波路基板１０の製造方法を説明する。図１３〜図１９は、光導波路基板１０の製造工程を示す平面図、正面図および側面図である。
【００４２】
まず、基体７１を用意する（図１３）。基体７１は、石英ガラス製の平板である。基体７１は、複数本の光導波路コア１２を有している。これらの光導波路コア１２は、等間隔で互いに平行に並列配置された直線導波路である。光導波路コア１２は、基体７１と同様に、石英ガラスから構成されている。光導波路コア１２の屈折率は、基体７１のうち光導波路コア１２の側面に付着している部分の屈折率よりも高い。つまり、光導波路コア１２とその周囲の部分は、それぞれコアとクラッドに当たる。
【００４３】
次に、基体７１の上面に一定の厚さのレジスト層５０を設ける（図１４）。レジスト層５０は、基体７１の上面全体を覆う。
【００４４】
次いで、基体７１の両端部７１ｂにおいてレジスト層５０に複数本の溝５２を形成する（図１５）。溝５２は、フォトリソグラフィ技術を用いて形成される。一本の光導波路の両端部１２ｂの上方に、それぞれ溝５２が一本ずつ配置される。溝５２は、光導波路の中間部１２ａの光軸の延長線に沿って形成される。ここで、中間部１２ａは、光導波路コア１２のうち基体の端部７１ｂの手前に位置する部分、すなわち基体の中間部７１ａに位置する部分を指す。この実施形態では、光導波路コア１２が直線導波路なので、溝５２は、光導波路の端部１２ｂの光軸に沿って延びている。光導波路コア１２は、溝５２の中央部の直下に位置している。
【００４５】
次に、レジスト層５０をマスクとするドライエッチング加工によって基体７１の上面に複数本の溝１３を形成し、その後、レジスト層５０を除去する（図１６）。このドライエッチングは、基体７１を垂直方向に削る。このため、溝１３は、矩形状の横断面を有している。具体的には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用する。ＲＩＥは、石英製の基体７１を垂直方向に削るのに適している。
【００４６】
溝１３は、光導波路基板１０の溝１４とほぼ同一の寸法および形状を有している。溝１３の幅および深さは、光導波路基板１０の溝１４と実質的に同一である。したがって、溝１３の幅は、光ファイバ３２の外径よりも小さい。また、溝１３は、光ファイバ３２を溝１３に配置したときに光ファイバ３２の側面が溝１３の底部に接触しない程度の深さを有している。
【００４７】
溝１３の２次元的な位置は、レジスト層５０の溝５２に対応している。溝１３は、基体７１の両端部７１ｂの上面に設けられる。溝１３は、基板１１ａの中間部７１ａまでは延在しない。一本の光導波路の両端部１２ｂの上方に、それぞれ溝１３が一本ずつ配置されている。溝１３は、光導波路の中間部１２ａの光軸の延長線に沿って延在している。光導波路コア１２は、溝１３の中央部の直下に位置している。
【００４８】
続いて、中間部７１ａの上面に一定の厚さのレジスト層５４を設ける（図１７）。端部７１ｂの上面および溝１３には、レジスト層が被着されず、露出したままとされる。レジスト層５４は、フォトリソグラフィ技術を用いて形成される。
【００４９】
次に、レジスト層５４をマスクとするドライエッチング加工によって、基体の両端部７１ｂを垂直方向に所定の厚さだけ除去し、その後、レジスト層５４を除去する（図１８）。具体的には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行う。ＲＩＥにより、基体の両端部７１ｂの上面部分が一定の厚さだけ除去される。これにより、両端部７１ｂの上面は、中間部７１ａの上面よりも一定の距離だけ低くなる。この結果、基体７１の上面に段差が形成される。中間部７１ａの上面は、端部７１ｂの上面よりも高い。したがって、中間部７１ａは高位部であり、端部７１ｂは低位部である。
【００５０】
両端部７１ｂの上面には、溝１３に対応する溝１４が残る。また、エッチングにより、光導波路の両端部１２ｂが除去される。図１８の符号８は、光導波路コア１２の光軸の延長線を示している。延長線８は、光導波路コア１２の端面から光軸方向に沿って光導波路コア１２の外側に延びる直線である。溝１４は、延長線８の下方において延長線８に沿って延在している。延長線８は、溝１４の中央部の直上に位置している。溝１４の間隔は、光導波路コア１２の間隔と等しい。
【００５１】
この後、基体７１の上面に等方性エッチングを施すと、光導波路基板１０が得られる（図１９）。基体７１は基板１１に該当し、中間部７１ａは高位部１１ａに該当し、端部７１ｂは低位部１１ｂに該当する。エッチャントとしては、バッファド沸酸（ＢＨＦ）を使用することができる。等方性エッチングにより、溝のエッジ１４ａがわずかに鈍る、すなわち丸みを帯びる。光ファイバ３２は溝のエッジ１４ａによって支持されるため、エッジ１４ａがあまりに鋭利だと、光ファイバ３２が断線するおそれがある。このため、この実施形態では、エッジ１４ａに丸みを付けて、光ファイバ３２の断線を防止している。
【００５２】
この製造方法で使用する反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）は、基体７１が切り出される石英ウェーハの全面に施すことができる。ＲＩＥは、光導波路コア１２の形成にも使用することができる。複数の基体７１を含むウェーハにＲＩＥを用いて光導波路コア１２および溝１４を一括形成した後、複数の基体７１を切り出せば、光導波路基板１０を効率良く安価に製造できる。
【００５３】
このようにして光導波路基板１０を製造した後、光導波路基板１０を補強基板２０の上面に載置し、固定する（図７）。光導波路基板１０は、補強基板の高位部２０ａの上面に設置される。
【００５４】
次に、補強基板の両端部２０ｂに光フェルール３０を載置し、固定する（図８）。このとき、光ファイバ３２は、溝１４に配置され、そのエッジ１４ａによって支持される。光ファイバ３２のコアの端面と光導波路コア１２の端面との間には、間隙９０が形成される。
【００５５】
図９に示されるように、光フェルール３０は、複数本の光ファイバ３２と、光コネクタ嵌合用のガイドピン３６を収容している。光ファイバ３２の先端部は、光フェルールの先端面３０ａから突出している。ガイドピン３６は、貫通孔３４に挿入される。図１に示されるように、ガイドピン３６の一方の端部は、フェルール３０の後端面３０ｂから突出している。
【００５６】
図２に示されるように、光フェルールの前端面３０ａは、補強基板の高位部２０ａの側面に突き当てられる。また、光フェルール３０の下面は、低位部２０ｂの上面に接する。補強基板の低位部２０ｂは、光フェルール３０が低位部２０ｂに載置されると光ファイバ３２の先端部が溝のエッジ１４ａと接触するような高さを有している。また、低位部２０ｂは、光フェルール３０が低位部２０ｂに載置されると光ファイバ３２のコアの端面と光導波路の端面との間に上記の間隙９０が生じるような長さを有している。
【００５７】
次いで、押えガラス４０を光ファイバ３２の上に置き、光ファイバ３２を押さえる（図１０）。これにより、光ファイバ３２が溝１４から外れることを防ぎ、光ファイバ３２を溝１４に正確に位置決めすることができる。
【００５８】
続いて、高位部１１ａと低位部１１ｂの境界部分に屈折率整合材４２を塗布する（図１１）。これにより、光ファイバ３２と光導波路コア１２の端面間の間隙９０に屈折率整合材４２が充填される。
【００５９】
次に、補強基板２０の表面をモールド樹脂４４で被覆する（図１２）。これにより、光導波路基板１０、補強基板２０、光フェルール３０および押えガラス４０がモールド一体化され、光導波路モジュール１が得られる。モールド樹脂４４は、光フェルールの後端面３０ｂは被覆しない。光フェルールの後端面３０ｂの付近には、光ファイバ３２の端面が露出する。この露出端面を介して、光ファイバ３２を別の光ファイバまたはその他の光学部品に光学的に接続することができる。
【００６０】
以下では、この実施形態の利点を説明する。光導波路モジュール１は、主に三つの利点を有している。
【００６１】
第１に、光ファイバ３２と光導波路コア１２との間で光軸ズレが生じにくい。これは、溝１４が、そのエッジ１４ａで光ファイバ３２を支持するからである。溝１４の内部に光ファイバ３２を収容しないので、溝１４の内面と光ファイバ３２との間にクリアランスを必要としない。このため、光軸ズレが生じにくい。
【００６２】
第２に、石英基板１１への溝１４の形成が容易である。これも、溝１４が、そのエッジ１４ａで光ファイバ３２を支持することに起因する。Ｖ溝のように溝の内面で光ファイバを支持しないので、溝１４の内面を基板１１の上面に対して傾斜させる必要がない。溝１４を形成するために石英基板１１を斜めに削る必要がないので、例えばエッチングにより、容易に十分な精度で溝１４を形成できる。
【００６３】
第３に、溝１４の寸法に対する精度要求が緩やかである。これも、溝１４が、そのエッジ１４ａで光ファイバ３２を支持するからである。溝１４は光ファイバ３２を内部に収容しないので、溝１４には、光ファイバ３２との嵌め合い性は要求されない。溝１４の精度として要求されるのは、光導波路コア１２との調芯性だけである。溝１４の開口幅が適切であれば、溝１４の深さには多少の誤差が許される。このため、光導波路モジュール１は、歩留り良く製造できる。これに対し、光ファイバを内部に収容する従来の溝は、その寸法に対する精度要求が厳しい。この溝は、光ファイバとの嵌め合い性とコア位置調整性（光軸調整性）の双方を満たす必要があるからである。この溝では、開口幅および深さの双方について、誤差はほとんど許されない。このため、この溝を採用する光導波路モジュールは、高い歩留りで製造することが難しい。
【００６４】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００６５】
上記実施形態では、溝１４の横断面の形状は、矩形である。しかし、本発明では、光ファイバ整列用の溝の横断面は、溝のエッジで光ファイバを支持できるものであれば、他の形状であってもよい。例えば、溝の横断面は、台形または逆台形であってもよい。ただし、石英基板に溝を形成するときは、その加工容易性から、矩形状が最も適している。
【００６６】
上記実施形態では、溝１４を形成するため、基体端部７１ｂの上面に仮の溝１３を形成してから基体端部７１ｂの上面部分を一定の厚さだけ除去する。しかし、基体端部７１ｂの上面部分を一定の厚さだけ除去してから、溝１４を形成しても良い。基体端部７１ｂの上面部分をある程度の厚さだけ除去すると、光導波路コアの中間部１２ａの端面が露出する。この後、中間部１２ｂの光軸の延長線に沿って溝１４を形成すれば、上記実施形態と同じ光導波路基板を製造できる。
【００６７】
【発明の効果】
この発明の光導波路モジュールは、そのエッジで光ファイバを支持する溝を用いて光ファイバを整列する。溝の内面と光ファイバとの間にクリアランスを必要としないので、光ファイバと光導波路コアとの間で光軸ズレが生じにくい。また、溝の内面を基板上面に対して傾斜させる必要もないので、基板の材料が石英であっても容易に溝を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る光導波路モジュール１の部分破断平面図である。
【図２】光導波路モジュール１の側断面図である。
【図３】光導波路基板１０および光ファイバ３２の横断面図である。
【図４】光導波路基板１０および光ファイバ３２の斜視図である。
【図５】光導波路モジュール１へのテープファイバ８０の取付けを示す平面図である。
【図６】光導波路モジュール１の組立工程を示す平面図である。
【図７】光導波路モジュール１の組立工程を示す平面図である。
【図８】光導波路モジュール１の組立工程を示す平面図である。
【図９】フェルール３０の構成を示す平面図である。
【図１０】光導波路モジュール１の組立工程を示す平面図である。
【図１１】光導波路モジュール１の組立工程を示す平面図である。
【図１２】光導波路モジュール１の組立工程を示す平面図である。
【図１３】光導波路基板１０の製造工程を示す平面図および正面図である。
【図１４】光導波路基板１０の製造工程を示す平面図および正面図である。
【図１５】光導波路基板１０の製造工程を示す平面図および正面図である。
【図１６】光導波路基板１０の製造工程を示す平面図および正面図である。
【図１７】光導波路基板１０の製造工程を示す平面図、正面図および側面図である。
【図１８】光導波路基板１０の製造工程を示す平面図、正面図および側面図である。
【図１９】光導波路基板１０の製造工程を示す正面図である。
【符号の説明】
１…光導波路モジュール、１０…光導波路基板、１１…基体、１２…光導波路コア、１４…光ファイバ整列用の溝、１４ａ…エッジ部、２０…支持部材としての補強基板、３０…光フェルール、３２…光ファイバ、４０…押えガラス、４２…屈折率整合材、４４…封止材としてのモールド樹脂。

Claims

光導波路基板と、光ファイバと、前記光ファイバを収容する光フェルールとを備え、
前記光導波路基板は、光導波路コアと、前記光導波路コアを支持する基板と、を有しており、
前記基板は、石英を主成分とするガラスから構成されると共に、前記基板の端部に位置する低位部と、前記低位部に隣接する高位部と、を有しており、
前記光導波路コアの一端面は、前記低位部と前記高位部との境界において前記高位部の側面に位置し、
前記低位部の上面には、前記基板の等方性エッチングによって丸みがつけられたエッジを有すると共に、前記光導波路コアの光軸の延長線に沿って延びる矩形状の溝が設けられており、
前記光ファイバの一端部は、前記光フェルールの第１端面から突出して前記溝に配置されており、かつ前記光ファイバの他端部は、前記光フェルールの第２端面に露出しており、
前記光ファイバのコアの端面は、前記高位部の側面に位置する前記光導波路コアの端面と所定の距離をおいて対向しており、
前記溝の開口幅は、前記光ファイバの外径よりも小さく、
前記光ファイバの前記一端部は、前記溝のエッジによって支持されている光導波路モジュールにおける光導波路基板の製造方法であって、
前記光導波路コアが埋め込まれた基板を用意する第１工程であって、前記光導波路コアは、前記基板の一端部まで延在している第１工程と、
前記基板の前記一端部の上面に溝を形成する第２工程であって、前記溝は、前記光導波路コアの光軸の延長線に沿って延在し、前記溝の開口幅は、前記光ファイバの外径よりも小さく形成される第２工程と、
前記基板の前記一端部のうち前記溝を含む領域の上面部分を一定の厚さだけ除去し、前記光導波路コアの中間部の端面を露出させる第３工程と、
前記第３工程の後に、前記基板の上面のうち前記溝を含む領域に等方性エッチングを施すことにより、前記溝のエッジを鈍らせる第４工程と
を備える光導波路基板の製造方法。
光導波路基板と、光ファイバと、前記光ファイバを収容する光フェルールとを備え、
前記光導波路基板は、光導波路コアと、前記光導波路コアを支持する基板と、を有しており、
前記基板は、石英を主成分とするガラスから構成されると共に、前記基板の端部に位置する低位部と、前記低位部に隣接する高位部と、を有しており、
前記光導波路コアの一端面は、前記低位部と前記高位部との境界において前記高位部の側面に位置し、
前記低位部の上面には、前記基板の等方性エッチングによって丸みがつけられたエッジを有すると共に、前記光導波路コアの光軸の延長線に沿って延びる矩形状の溝が設けられており、
前記光ファイバの一端部は、前記光フェルールの第１端面から突出して前記溝に配置されており、かつ前記光ファイバの他端部は、前記光フェルールの第２端面に露出しており、
前記光ファイバのコアの端面は、前記高位部の側面に位置する前記光導波路コアの端面と所定の距離をおいて対向しており、
前記溝の開口幅は、前記光ファイバの外径よりも小さく、
前記光ファイバの前記一端部は、前記溝のエッジによって支持されている光導波路モジュールにおける光導波路基板の製造方法であって、
前記光導波路コアが埋め込まれた基板を用意する第１工程であって、前記光導波路コアは、前記基板の一端部まで延在している第１工程と、
前記基板の前記一端部の上面部分を一定の厚さだけ除去し、前記光導波路コアの中間部の端面を露出させる第２工程と、
前記基板の前記一端部の上面に溝を形成する第３工程であって、前記溝は、前記光導波路コアの光軸の延長線に沿って延在し、前記溝の開口幅は、前記光ファイバの外径よりも小さく形成される第３工程と、
前記第３工程の後に、前記基板の上面のうち前記溝を含む領域に等方性エッチングを施すことにより、前記溝のエッジを鈍らせる第４工程と
を備える光導波路基板の製造方法。