JP4126310B2 - Optical components - Google Patents
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Description
本発明は、光学部品に関し、より詳細には、光素子が設けられた基板と導波路回路素子とを正確にパッシブ実装させる光学部品に関する。 The present invention relates to an optical component, and more particularly to an optical component that accurately and passively mounts a substrate provided with an optical element and a waveguide circuit element.
近年、高度情報化に伴い大容量の情報を伝達したいという要望から、高速で大容量の情報が伝達可能な光通信システムが注目されている。このような光通信システムにおいて、高速で大容量な通信網を構築する伝送媒体として光ファイバが用いられており、この光ファイバを大容量化するための技術として、WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術が注目されている。 In recent years, optical communication systems capable of transmitting large volumes of information at high speed have attracted attention because of the desire to transmit large volumes of information with the advancement of information technology. In such an optical communication system, an optical fiber is used as a transmission medium for constructing a high-speed and large-capacity communication network. As a technique for increasing the capacity of this optical fiber, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) technique is used. Attention has been paid.
このWDMでは、例えば半導体レーザや光ファイバ等の光素子と導波路回路素子とを光モジュール上に実装する場合がある。特許文献1では、導波路が形成された基板と、光ファイバ嵌合溝が形成された支持基板とをパッシブ実装することが記載されている。特許文献1では、基板に形成された、パッシブ実装時の位置決めノッチ構造としての突起部を、支持基板に形成された突起嵌合部に嵌合することにより、パッシブ実装を行っている。 In this WDM, for example, an optical element such as a semiconductor laser or an optical fiber and a waveguide circuit element may be mounted on the optical module. Patent Document 1 describes passively mounting a substrate on which a waveguide is formed and a support substrate on which an optical fiber fitting groove is formed. In Patent Document 1, passive mounting is performed by fitting a protrusion formed as a positioning notch structure at the time of passive mounting on a substrate to a protrusion fitting portion formed on a support substrate.
また、光軸方向に沿って凸部の高さが変わる形状の凸部と、凹部とを嵌合することにより、光モジュール基板と光導波路とをパッシブ実装することがある。図1は、従来の光モジュールの側面図である。 Further, the optical module substrate and the optical waveguide may be passively mounted by fitting a convex portion having a shape in which the height of the convex portion changes along the optical axis direction and the concave portion. FIG. 1 is a side view of a conventional optical module.
図1において、光モジュール1には、半導体レーザ2が設けられており、また、光モジュールの長手方向に半導体レーザ2から所定の距離離れてV溝3が形成されている。このV溝3には光ファイバ4が嵌め込み実装されている。光モジュール上の、半導体レーザ2とV溝3との間の領域には、光モジュールの長手方向に平行な凹部5が形成されている。 In FIG. 1, the optical module 1 is provided with a semiconductor laser 2, and a V-groove 3 is formed at a predetermined distance from the semiconductor laser 2 in the longitudinal direction of the optical module. An optical fiber 4 is fitted and mounted in the V groove 3. A recess 5 parallel to the longitudinal direction of the optical module is formed in a region between the semiconductor laser 2 and the V-groove 3 on the optical module.
光導波路6の一方の面には、導波路6の長手方向の両端から中央に向かうに従い徐々にその高さが高くなる、ロッキングチェアのような構造である、凸部7(位置決めノッチ構造)が形成されている。特許文献2では、凹部7を凹部5に嵌め合わせることで、光モジュールに導波路が実装する際の厚み(高さ)方向の調整を行っている。
On one surface of the optical waveguide 6, a convex portion 7 (positioning notch structure) having a structure like a rocking chair, the height of which gradually increases from both ends in the longitudinal direction of the waveguide 6 toward the center. Is formed. In Patent Document 2, the
しかしながら、従来では、反りのある導波路回路素子を基板へ実装する場合、良好な位置決めが行われない場合がある。位置決めのために、反りを有する導波路回路素子にノッチ構造を複数個形成しても、基板への実装時には、その反りのために、複数個あるノッチ構造のうち一部しか機能しない(平坦ではない床に置かれたイスのようなもの)ため、ガタツキが生じ、不安定な実装となる。 Conventionally, however, when a warped waveguide circuit element is mounted on a substrate, good positioning may not be performed. Even if a plurality of notch structures are formed in a waveguide circuit element having a warp for positioning, only a part of the plurality of notch structures functions due to the warp when mounted on a substrate. (Such as a chair placed on a non-floored floor), causing rattling and unstable mounting.
図2は、従来の、反りを有する導波路回路素子を基板へと実装する様子を示す図である。図2から分かるように、ノッチ構造22が形成された、反りを有する導波路回路素子21を基板23に実装する場合、ノッチ構造22を基板23に形成された嵌合溝24に嵌合することになる。このとき、ノッチ構造22のうち、導波路回路素子21の反りの中心部側の部分のみが、嵌合溝24と接することになる。すなわち、導波路回路素子に反りがある場合は、ノッチ構造と嵌合溝とは点で接することになる。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a conventional waveguide circuit element having a warp is mounted on a substrate. As can be seen from FIG. 2, when the
すなわち、反りを有する導波路回路素子では、反りの無い場合と同様な設計を行うと、ちょうどイスの足が不ぞろいになった状態と同じ状態となるため、実装時にガタツキが生じる。よって、上記実装時に、基板上に導波路回路素子を精度良く位置決めすることが難しい。 That is, in a waveguide circuit element having a warp, if a design similar to that without a warp is performed, the state becomes exactly the same as the state in which the chair legs are uneven, which causes backlash during mounting. Therefore, it is difficult to accurately position the waveguide circuit element on the substrate during the mounting.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光素子が設けられた基板への導波路回路素子の実装の安定性を向上可能な光学部品を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an optical component capable of improving the stability of mounting a waveguide circuit element on a substrate provided with an optical element. There is.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1記載の発明は、V溝構造または該V溝構造と嵌合するノッチ構造の一方が形成された基板と、前記V溝構造または該V溝構造と嵌合するノッチ構造の他方が形成された、導波路コアを含む導波路回路素子であって、反りを有する導波路回路素子とを備え、前記ノッチ構造および前記V溝構造の長手方向は、前記反りが生じている方向に対して略平行方向であり、前記ノッチ構造と前記V溝構造とを嵌合することにより、前記導波路回路素子を前記基板に実装し、前記V溝構造または前記ノッチ構造の一方の幅をほぼ一定とし、かつ前記V溝構造または前記ノッチ構造の他方の幅を、前記導波路回路素子の前記反りが最も生じていない領域から、前記導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に変化させることによって、前記ノッチ構造の長手方向のほぼ全域に渡って前記ノッチ構造は、前記V溝構造の壁面に接していることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention is characterized in that a substrate having one of a V-groove structure or a notch structure fitted to the V-groove structure, and the V-groove structure or A waveguide circuit element including a waveguide core in which the other of the notch structures fitted to the V-groove structure is formed, and comprising a waveguide circuit element having a warp, and the notch structure and the V-groove structure The longitudinal direction is substantially parallel to the direction in which the warp occurs, and the waveguide circuit element is mounted on the substrate by fitting the notch structure and the V-groove structure, and the V The width of one of the groove structure or the notch structure is made substantially constant, and the other width of the V groove structure or the notch structure is set from the region where the warp of the waveguide circuit element is least generated. The most warped element By varying gradually in the area, it said notch structure over substantially the entire longitudinal direction of the notch structure is characterized by being in contact with the wall surface of the V-shaped groove structure.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記V溝構造の幅を一定とし、前記ノッチ構造の幅を、前記導波路回路素子の前記反りが最も生じていない領域から、前記導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に大きくすることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the width of the V-groove structure is constant, and the width of the notch structure is changed from the region where the warp of the waveguide circuit element is least generated. The waveguide circuit element is characterized by being gradually increased toward the region where the warp is most generated.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記V溝構造の角度をφとし、前記導波路回路素子の最も反りが生じていない部分から前記導波路回路素子の最も反りが生じている部分に向かって、前記最も反りが生じていない部分をゼロとした距離の変数をxとし、該xにおける、前記基板を基準とした前記反りの高さをH(x)とし、前記x=0における前記ノッチ構造の幅をW0とすると、前記xにおけるノッチ構造の幅W(x)は、W(x)=W0+2H(x)/arctan(φ)の関係式を満たすことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the angle of the V-groove structure is φ, and the waveguide circuit element is most warped from the least warped portion of the waveguide circuit element. A distance variable with the least warped portion being zero toward the portion where the warp is generated is defined as x, the height of the warp with respect to the substrate at x is H (x), and the x When the width of the notch structure at = 0 is W 0 , the width W (x) of the notch structure at x satisfies the relationship of W (x) = W 0 + 2H (x) / arctan (φ). Features.
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ノッチ構造の幅を一定とし、前記V溝構造の幅を、前記導波路回路素子の前記反りが最も生じていない領域から、前記導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に小さくすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the width of the notch structure is constant, and the width of the V-groove structure is changed from the region where the warp of the waveguide circuit element is least generated. The waveguide circuit element is characterized by being gradually reduced toward the region where the warp is most generated.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記V溝構造の角度をφとし、前記導波路回路素子の最も反りが生じていない部分から前記導波路回路素子の最も反りが生じている部分に向かって、前記最も反りが生じていない部分をゼロとした距離の変数をxとし、該xにおける、前記基板を基準とした前記反りの高さをH(x)とし、前記x=0における前記V溝構造の幅をV0とすると、前記xにおけるV溝構造の幅V(x)は、V(x)=V0−2H(x)/arctan(φ)の関係式を満たすことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the angle of the V-groove structure is φ, and the waveguide circuit element is most warped from the least warped portion of the waveguide circuit element. The variable of the distance with the least warped portion being zero toward the portion where the warp is generated is set to x, the height of the warp with respect to the substrate at x is H (x), and the x When the width of the V-groove structure at = 0 is V 0 , the width V (x) of the V-groove structure at x is expressed by a relational expression of V (x) = V 0 −2H (x) / arctan (φ). It is characterized by satisfying.
以上説明したように、本発明によれば、V溝構造またはノッチ構造の一方の幅をほぼ一定とし、かつV溝構造またはノッチ構造の他方の幅を、導波路回路素子の反りが最も生じていない領域から、導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に変化させているので、ノッチ構造の長手方向のほぼ全域に渡ってノッチ構造は、V溝構造の壁面に接することができる。よって、基板への導波路回路素子の実装の安定性を向上することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the width of one of the V-groove structure or the notch structure is made substantially constant, and the other width of the V-groove structure or the notch structure is set to have the most warp of the waveguide circuit element. Since the waveguide circuit element is gradually changed from the non-existing region to the region where the warp of the waveguide circuit element is generated most, the notch structure is in contact with the wall surface of the V-groove structure over almost the entire longitudinal direction of the notch structure. Can do. Therefore, it is possible to improve the stability of mounting the waveguide circuit element on the substrate.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
(第1の実施形態)
図3(a)は、本実施形態に係る、反りを有する導波路回路素子を基板へ実装する様子を示す断面図であり、図3(b)は、図3(a)の導波路回路素子の上面図である。
図3(a)において、クラッド36と該クラッド36に埋め込まれた導波路コア37とを備える導波路回路素子31は、反りが生じている方向Pに反りを有している。なお、図3(a)では、導波路回路素子31が有する反りを明確に図示する上で、実際の反りよりもかなり過大に表している。
(First embodiment)
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state in which a waveguide circuit element having warpage according to the present embodiment is mounted on a substrate, and FIG. 3B is a waveguide circuit element of FIG. FIG.
3A, a
導波路回路素子31は、その長手方向が、反りが生じている方向Pに略平行である、ノッチ構造32を備えている。ノッチ構造32の中心部分は、ノッチ構造32の中心部付近が、導波路回路素子31の最も反りが生じていない部分(導波路回路素子において最も窪んでいる部分)上になるように形成されている。また、ノッチ構造32は、その中心部付近の幅が最も小さく(細く)なっており、両端に向かって徐々にその幅が大きく(太く)なっている。
The
なお、本明細書において、「反りが生じている方向」とは、最も反りが生じてない部分から、最も反りが生じている部分に向かう方向であり、図3(a)では矢印方向Pである。 In this specification, the “direction in which the warp is generated” is a direction from the portion where the warp is least generated to the portion where the warp is most generated. In FIG. is there.
このような構成の導波路回路素子31において、基板33への実装前の上面は、図3(b)に示される通りである。
In the
シリコン等の基板33には、その長手方向が、反りが生じている方向Pに略平行である、V溝34が形成されている。V溝34の幅は、その長手方向に沿ってほぼ一定である。該V溝34にノッチ構造32が嵌合することにより、導波路回路素子31の基板33への実装が行われる。
A
図4は、図3(a)のノッチ構造とV溝との嵌合部の拡大図である。図5(a)は、図4のノッチ構造の端付近におけるA−A’線切断断面図であり、図5(b)は、図4のノッチ構造の中央部付近におけるB−B’線切断断面図であり、図5(c)は、図4のノッチ構造の端付近におけるC−C’線切断断面図である。 FIG. 4 is an enlarged view of a fitting portion between the notch structure of FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in the vicinity of the end of the notch structure of FIG. 4, and FIG. 5B is a cross section taken along the line BB ′ in the vicinity of the center of the notch structure of FIG. FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in the vicinity of the end of the notch structure of FIG.
その中心部付近の幅が細く、端に向かって徐々に中心部の幅よりも太くなっているノッチ構造32を、幅がほぼ一定のV溝34に嵌合させると、ノッチ構造32の中心部付近では、図5(b)に示すように、ノッチ構造32とV溝34の壁面とが接するようになる。また、ノッチ構造32の端付近においても、図5(a)および(c)に示すように、ノッチ構造32の幅を中心部付近の幅よりも大きくしているので、ノッチ構造32は、中心部付近よりも浅い位置で、V溝34の壁面と接している。
When the
ノッチ構造32の幅は、上述のように、中心部付近からその端に向かって徐々にその幅を大きくしているので、ノッチ構造32の長手方向のほぼ全域に渡って、V溝34の壁面と接するようになる。すなわち、図3(a)の破線35に沿ってノッチ構造32とV溝34とは接するようになる。
As described above, the width of the
以上のように、本実施形態によれば、基板へ実装する導波路回路素子が反りを有していても、ノッチ構造の長手方向のほぼ全域に渡って、V溝の壁面に密着させることができるので、反りを有する導波路回路素子の基板への実装において、安定性を改善することができる。 As described above, according to the present embodiment, even when the waveguide circuit element mounted on the substrate has a warp, the waveguide circuit element can be brought into close contact with the wall surface of the V-groove over almost the entire longitudinal direction of the notch structure. Therefore, the stability can be improved in mounting the waveguide circuit element having warpage on the substrate.
本実施形態では、ノッチ構造は、上述のように、導波路回路素子の最も反りが生じていない部分を含むように形成することに限定されず、導波路回路素子上であればいずれの領域に形成しても良い。例えば、図6に示すように、導波路回路素子の最も反りが生じていない部分に対して、反りが生じている方向Pの両側にノッチ構造を備えていても良い。 In the present embodiment, as described above, the notch structure is not limited to be formed so as to include a portion where the waveguide circuit element is most warped, and in any region as long as it is on the waveguide circuit element. It may be formed. For example, as shown in FIG. 6, a notch structure may be provided on both sides of the direction P in which the warp is generated with respect to the portion where the warp of the waveguide circuit element is least generated.
図6において、クラッドと該クラッドに埋め込まれた導波路コア(不図示)とを備える導波路回路素子61は、反りが生じている方向Pに反りを有している。なお、図6では、導波路回路素子61が有する反りを明確に図示する上で、実際の反りよりもかなり過大に表している。
In FIG. 6, a
導波路回路素子61は、その長手方向が、反りが生じている方向Pに略平行である、ノッチ構造62aおよび62bを備えている。ノッチ構造62aおよび62bの幅はそれぞれ、導波路回路素子61の最も反りが生じていない部分(図6では、導波路回路素子61の中心部付近)から最も反りが生じている部分(図6では、反りが生じている方向Pに沿った、導波路回路素子61の端の部分)に向かって徐々に大きくなっている。
The
シリコン等の基板63には、その長手方向が、反りが生じている方向Pに略平行である、V溝64が2つ形成されている。V溝64の幅は、その長手方向に沿ってほぼ一定である。該V溝64にそれぞれ、ノッチ構造62aおよび63bが嵌合することにより、導波路回路素子61の基板63への実装が行われる。
The
この場合も、ノッチ構造62a、62bのほぼ全域に渡って、V溝64の壁面と線接触することができるので、導波路回路素子61の基板63への実装の安定性を向上することができる。
Also in this case, since it is possible to make line contact with the wall surface of the V-
上述から分かるように、本実施形態では、導波路回路素子の反り具合に応じて、ノッチ構造のほぼ全域がV溝の壁面と接するようにノッチ構造の幅を変化させることが重要である。そのために、ノッチ構造およびV溝の長手方向を反りが生じている方向に一致させ、反りを有する導波路回路素子に形成されるノッチ構造において、反りが大きい領域ほどノッチ構造の幅を大きくすれば良いのである。 As can be seen from the above, in the present embodiment, it is important to change the width of the notch structure so that almost the entire area of the notch structure is in contact with the wall surface of the V-groove according to the degree of warping of the waveguide circuit element. Therefore, if the notch structure and the longitudinal direction of the V-groove are made to coincide with the direction in which the warp occurs, and the notch structure formed in the waveguide circuit element having the warp, the width of the notch structure is increased in the region where the warp is large. It ’s good.
以下で、反りを有する導波路回路素子を基板へと実装する際の、導波路回路素子が備えるノッチ構造のノッチ幅の関数形状について説明する。
図7(a)において、基板72上に、反りを有する導波路回路素子71が最も反りが生じてない部分の接するようにして実装されている。導波路回路素子71および基板72にはそれぞれ、本実施形態に係るノッチ構造およびV溝が形成されているが、図を見やすくするために、図7(a)では省略している。
The function shape of the notch width of the notch structure included in the waveguide circuit element when the waveguide circuit element having warpage is mounted on the substrate will be described below.
In FIG. 7A, a
ここで、導波路回路素子71の反りを、半径Rの円周の一部と仮定する。また、導波路回路素子71の最も反りが生じていない部分から最も反りが生じている部分に向かって、最も反りが生じていない部分をゼロとして距離の変数xを設定する。このとき、距離xでの、基板72を基準とした高さH(x)は、
H(x)=R(1−cosθ)=R(1−cos(arcsin(x/R)))
と表せる。
Here, it is assumed that the warp of the
H (x) = R (1-cos θ) = R (1-cos (arcsin (x / R)))
It can be expressed.
図7(b)から分かるように、V溝の角度をφとし、また、最も反りが生じていない部分における、すなわち、x=0のときのノッチ構造の幅をW0とすると、距離xにおけるノッチ構造の幅W(x)は、
W(x)=W0+2H(x)/arctan(φ) (式1)
であれば良い。
As can be seen from FIG. 7B, when the angle of the V-groove is φ, and the width of the notch structure when x = 0 in the portion where the warp is the least, that is, W 0 , The width W (x) of the notch structure is
W (x) = W 0 + 2H (x) / arctan (φ) (Formula 1)
If it is good.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、基板に形成されるV溝の幅をほぼ一定とし、導波路回路素子に形成されるノッチ構造の幅を変化させているが、本実施形態では、導波路回路素子に形成されるノッチ構造の幅をほぼ一定とし、基板に形成されるV溝の幅を変化させている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the width of the V-groove formed in the substrate is made substantially constant and the width of the notch structure formed in the waveguide circuit element is changed. However, in this embodiment, the width of the waveguide circuit element is changed. The width of the notch structure to be formed is made substantially constant, and the width of the V groove formed in the substrate is changed.
図8(a)は、本実施形態に係る、反りを有する導波路回路素子を基板へ実装する様子を示す断面図であり、図8(b)は、図8(a)の導波路回路素子が実装される基板の上面図である。
図8(a)において、クラッドと該クラッドに埋め込まれた導波路コア(不図示)とを備える導波路回路素子81は、反りが生じている方向Pに反りを有している。なお、図8(a)では、導波路回路素子81が有する反りを明確に図示する上で、実際の反りよりもかなり過大に表している。
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a state in which a waveguide circuit element having warpage according to the present embodiment is mounted on a substrate, and FIG. 8B is a waveguide circuit element of FIG. It is a top view of the board | substrate with which is mounted.
In FIG. 8A, a
導波路回路素子81は、その長手方向が、反りが生じている方向Pに略平行である、ノッチ構造82を備えている。ノッチ構造82は、その長手方向に沿ってほぼ一定の幅である。
The
シリコン等の基板83には、その長手方向が、反りが生じている方向Pに略平行である、V溝84が形成されている。V溝84は、その中心部付近の幅が最も大きく(太く)なっており、両端に向かって徐々にその幅が小さく(細く)なっており、V溝84の幅が最も大きくなっている部分上に、導波路回路素子81の最も反りが生じていない部分(導波路回路素子において最も窪んでいる部分)が形成されるように、ノッチ構造82と溝部84とは嵌合している。
A
このような構成の導波路回路素子83において、導波路回路素子81が実装される前の上面は、図8(b)に示される通りである。
In the
図9は、図8(a)のノッチ構造とV溝との嵌合部の拡大図である。図10(a)は、図9のノッチ構造の端付近におけるD−D’線切断断面図であり、図10(b)は、図9のノッチ構造の中央部付近におけるE−E’線切断断面図であり、図10(c)は、図9のノッチ構造の端付近におけるF−F’線切断断面図である。 FIG. 9 is an enlarged view of a fitting portion between the notch structure of FIG. 10A is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in the vicinity of the end of the notch structure in FIG. 9, and FIG. 10B is a cross-sectional view along the line EE ′ in the vicinity of the center of the notch structure in FIG. FIG. 10C is a cross-sectional view taken along the line FF ′ in the vicinity of the end of the notch structure of FIG. 9.
その中心部付近の幅が太く、端に向かって徐々に中心部の幅よりも細くなっているV溝84、幅がほぼ一定のノッチ構造82を嵌合させると、ノッチ構造82の中心部付近では、図10(b)に示すように、ノッチ構造82とV溝84の壁面とが接するようになる。また、ノッチ構造82の端付近においても、図10(a)および(c)に示すように、V溝84の幅を中心部付近の幅よりも小さくしているので、ノッチ構造82は、中心部付近よりも浅い位置で、V溝84の壁面と接している。
When the
V溝84の幅は、上述のように、中心部付近からその端に向かって徐々にその幅を小さくしているので、ノッチ構造82の長手方向のほぼ全域に渡って、V溝84の壁面と接するようになる。すなわち、図8(a)の破線85に沿ってノッチ構造82とV溝84とは接するようになる。
As described above, the width of the V-
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、反りを有する導波路回路素子の基板への実装において、安定性を改善することができる。 As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, stability can be improved in mounting a waveguide circuit element having warpage on a substrate.
本実施形態では、ノッチ構造は、上述のように、導波路回路素子の最も反りが生じていない部分を含むように形成することに限定されず、導波路回路素子上であればいずれの領域に形成しても良い。例えば、導波路回路素子の最も反りが生じていない部分に対して、反りが生じている方向Pの両側にノッチ構造を備えていても良い。このとき、V溝は、導波路回路素子の最も反りが生じていない部分側から最も反りが生じている部分側に向かって徐々にその幅を小さくするようにすれば良い。 In the present embodiment, as described above, the notch structure is not limited to be formed so as to include a portion where the waveguide circuit element is most warped, and in any region as long as it is on the waveguide circuit element. It may be formed. For example, a notch structure may be provided on both sides of the direction P in which the warp is generated with respect to the portion where the warp of the waveguide circuit element is not generated. At this time, the width of the V-groove should be gradually reduced from the side of the waveguide circuit element where the warp is least generated toward the side where the warp is most generated.
以下で、反りを有する導波路回路素子を基板へと実装する際の、基板に形成されるV溝の溝幅の関数形状について説明する。
図11(a)において、基板112上に、反りを有する導波路回路素子111が最も反りが生じてない部分の接するようにして実装されている。導波路回路素子111および基板112にはそれぞれ、本実施形態に係るノッチ構造およびV溝が形成されているが、図を見やすくするために、図11(a)では省略している。
Hereinafter, the function shape of the groove width of the V groove formed on the substrate when the waveguide circuit element having warpage is mounted on the substrate will be described.
In FIG. 11A, a
ここで、導波路回路素子111の反りを、半径Rの円周の一部と仮定する。また、導波路回路素子111の最も反りが生じていない部分から最も反りが生じている部分に向かって、最も反りが生じていない部分をゼロとして距離の変数xを設定する。このとき、距離xでの、基板112を基準とした高さH(x)は、
H(x)=R(1−cosθ)=R(1−cos(arcsin(x/R)))
と表せる。
Here, it is assumed that the warp of the
H (x) = R (1-cos θ) = R (1-cos (arcsin (x / R)))
It can be expressed.
図11(b)から分かるように、V溝の角度をφとし、また、最も反りが生じていない部分における、すなわち、x=0のときのV溝の幅をV0とすると、距離xにおけるV溝の幅V(x)は、
V(x)=V0−2H(x)/arctan(φ) (式2)
であれば良い。
As can be seen from FIG. 11 (b), when the angle of the V groove is φ and the width of the V groove when x = 0 is V 0 at the least warped portion, The width V (x) of the V groove is
V (x) = V 0 −2H (x) / arctan (φ) (Formula 2)
If it is good.
なお、第1および第2の実施形態では、基板に形成される、ノッチ構造と嵌合する溝としては、V溝に限定されず、V溝構造であればいずれの構造であっても良い。 In the first and second embodiments, the groove formed in the substrate and fitted with the notch structure is not limited to the V groove, and any structure may be used as long as it is a V groove structure.
本明細書において、「V溝構造」とは、ノッチ構造と嵌合する溝であって、該溝の長手方向に略垂直な断面において、ノッチ構造との嵌合時に、該ノッチ構造と接する壁面が斜面である溝構造を指す。よって、V溝構造にはV溝も含まれる。また、「斜面」とは、溝が形成された基板の平面と、溝の壁面との内角が90°より大きく180°未満である、溝の壁面である。 In this specification, the “V-groove structure” is a groove that fits with the notch structure, and a wall surface that is in contact with the notch structure when fitted with the notch structure in a cross section substantially perpendicular to the longitudinal direction of the groove. Refers to a groove structure with a slope. Therefore, the V-groove structure includes a V-groove. Further, the “slope” is a wall surface of the groove in which an inner angle between the plane of the substrate on which the groove is formed and the wall surface of the groove is greater than 90 ° and less than 180 °.
また、第1および第2の実施形態では、シリコン等の基板側にV溝構造を形成し、導波路回路素子上に方形形状または台形形状のノッチ構造を形成しているがこれに限定されない。すなわち、基板側に方形形状または台形形状のノッチ構造を形成し、導波路回路素子側にV溝構造を形成しても良い。 In the first and second embodiments, a V-groove structure is formed on the substrate side of silicon or the like, and a rectangular or trapezoidal notch structure is formed on the waveguide circuit element. However, the present invention is not limited to this. That is, a rectangular or trapezoidal notch structure may be formed on the substrate side, and a V-groove structure may be formed on the waveguide circuit element side.
31、61、71、81、111 導波路回路素子
32、62a、62b、82、112 ノッチ構造
33、63、72、83 基板
34、64、84 V溝
36 クラッド
37 導波路コア
31, 61, 71, 81, 111
Claims (5)
前記V溝構造または該V溝構造と嵌合するノッチ構造の他方が形成された、導波路コアを含む導波路回路素子であって、反りを有する導波路回路素子とを備え、
前記ノッチ構造および前記V溝構造の長手方向は、前記反りが生じている方向に対して略平行方向であり、
前記ノッチ構造と前記V溝構造とを嵌合することにより、前記導波路回路素子を前記基板に実装し、
前記V溝構造または前記ノッチ構造の一方の幅をほぼ一定とし、かつ前記V溝構造または前記ノッチ構造の他方の幅を、前記導波路回路素子の前記反りが最も生じていない領域から、前記導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に変化させることによって、前記ノッチ構造の長手方向のほぼ全域に渡って前記ノッチ構造は、前記V溝構造の壁面に接していることを特徴とする光学部品。 A substrate on which one of a V-groove structure or a notch structure fitting with the V-groove structure is formed;
A waveguide circuit element including a waveguide core, on which the other of the V-groove structure or the notch structure fitted to the V-groove structure is formed, and a waveguide circuit element having a warp,
The longitudinal direction of the notch structure and the V-groove structure is substantially parallel to the direction in which the warp occurs,
By fitting the notch structure and the V-groove structure, the waveguide circuit element is mounted on the substrate,
The width of one of the V-groove structure or the notch structure is made substantially constant, and the other width of the V-groove structure or the notch structure is set from the region where the warp of the waveguide circuit element is least generated. The notch structure is in contact with the wall surface of the V-groove structure over almost the entire length in the longitudinal direction of the notch structure by gradually changing toward the region where the waveguide circuit element is most warped. Features optical components.
前記ノッチ構造の幅を、前記導波路回路素子の前記反りが最も生じていない領域から、前記導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に大きくすることを特徴とする請求項1記載の光学部品。 The width of the V-groove structure is constant,
The width of the notch structure is gradually increased from a region where the warp of the waveguide circuit element is least generated toward a region where the warp of the waveguide circuit element is most generated. The optical component according to 1.
前記V溝構造の幅を、前記導波路回路素子の前記反りが最も生じていない領域から、前記導波路回路素子の反りが最も生じている領域に向かって徐々に小さくすることを特徴とする請求項1記載の光学部品。 The width of the notch structure is constant,
The width of the V-groove structure is gradually reduced from a region where the warp of the waveguide circuit element is least generated toward a region where the warp of the waveguide circuit element is most generated. Item 1. The optical component according to Item 1.
An angle of the V-groove structure is φ, and a portion of the waveguide circuit element that is least warped is directed from a portion of the waveguide circuit element that is least warped to a portion of the waveguide circuit element that is most warped. When the distance variable set to zero is x, the height of the warp with respect to the substrate at x is H (x), and the width of the V groove structure at x = 0 is V 0 , 5. The optical component according to claim 4, wherein the width V (x) of the V-groove structure at x satisfies the relational expression of V (x) = V 0 −2H (x) / arctan (φ).
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