JP4184464B2 - Optical wiring board, optoelectronic wiring board, optoelectronic integrated device, and optical module - Google Patents

Optical wiring board, optoelectronic wiring board, optoelectronic integrated device, and optical module Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学台,光配線基板,光電子配線基板,光電子集積装置,及び光モジュールに関し、特に光導波部材を積層して容易に光モジュールを構築可能な光学台,光配線基板,及び光電子集積装置、並びに光導波部材を積層して容易に構築可能な光モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光学台は光学定盤からなり、この光学定盤上に、半導体レーザ,フォトダイオード等の光能動素子、光変調器,光スイッチ,光フィルタ,光合分波器,レンズ,ミラー等の光受動素子、光ファイバ、及び光コネクタ等の光部品を固定台を用いて配置することにより光システムを構築していた。この際、光ファイバを固定するには、その上面にU字状の溝やV字状の溝が形成された固定台が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光コンピュータ等では多数本の光ファイバを並列に密接して配置するよう要請される場合がある。かかる場合、従来の固定台では、光ファイバの数に応じてU字状又はV字状の溝を多数設ける必要があり固定台の構成が複雑になるという問題点があった。
【0004】
また、出願人は先の出願(特願平9−161277号、未公開)で、結合効率が低いという従来の光ファイバの光接続構造の欠点を改良するものとして、光導波部材同士を双方の側面のレンズ作用を利用して光接続した光接続構造を提案している。
【0005】
この光接続構造は、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように屈折率を異ならしめてなる円柱形状の光導波部材の端に45°の傾斜端面を設け、この傾斜端面を設けた光導波部材同士を、双方に垂直な方向から見て、双方の傾斜端面の中心が一致し、双方が90°の角度で交差し、双方の傾斜端面が反対方向を向き、かつ双方が特定の間隔を有するよう配置したもので、このような構成とすることにより、一方の光導波部材の中心軸に沿って進行し、傾斜端面で反射された光ビームは、互いに90°捩じれた位置関係にある2つの光導波部材の側面のレンズ作用により、該光ビームの横断面方向において直交する2方向の成分が収束効果を受ける。このため、両光導波部材の径,及び屈折率を適宜選択することにより上記反射される光ビームをその横断面方向において均等に収束させることができ、さらに両光導波部材の間隔を、他方の光導波部材の傾斜端面が上記反射される光ビームが他方の光導波部材の光が伝搬する部分の径と同じ径となるような位置に位置するよう設定することにより、上記反射される光ビームの全てを他方の光導波部材に伝搬せしめることができる。すなわち、両光導波部材間を結合効率1でもって光接続することが可能となる。そして、この光接続構造を応用することにより、光導波路、光合分波器、光フィルタ等を構築することができる。
【0006】
また、この光接続構造では、両光導波部材のスポットサイズ,径,屈折率を選択することにより、双方が接触した状態で互いの結合効率が1となるようにすることができることから、両光導波部材をそのような構造のものとし、双方を積層して配置するのが便利である。
【0007】
しかるに、従来の光学台で用いるU字状又はV字状の溝を有する固定台では、光導波部材を1方向に1層配置するのには適しているが、この光接続構造のように、光接続する光導波部材同士を90°捩じれた方向に積層するようにして配置するには不便であるという問題があった。
【0008】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成で多数本の光導波部材を密接して並列配置することができる光学台,光配線基板,光電子配線基板,及び光電子集積装置、並びに光導波部材を積層配置することにより容易に構築可能な光モジュールを提供することを目的とする。
【0009】
また、本発明は光接続する光導波部材同士を90°捩じれた方向に積層配置するのに便利な光学台,光配線基板,光電子配線基板,及び光電子集積装置、並びに光接続する光導波部材同士を90°捩じれた方向に積層配置することにより容易に構築可能な光モジュールを提供することを目的とする。
【0014】
本発明(請求項)の光配線基板は、光配線を有し、その主面に平坦な部品配設面を有する基板と、該基板の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該基板の光配線に光学的に接続され、かつ光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる1以上の光接続ピンと、上記基板の部品配設面に垂直に突設され、該部品配設面上に仮想されある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置され、かつ少なくとも所定の高さまで一定の径を有するように形成された位置決めピンとを備えたものである。
【0015】
本発明(請求項)の光電子配線基板は、電気配線と光配線とを有し、その主面に平坦な部品配設面を有する基板と、該基板の部品配設面に垂直に突設され、その基端が上記基板の電気配線に電気的に接続された1以上の電極ピンと、上記基板の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該基板の光配線に光学的に接続され、かつ光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる1以上の光接続ピンと、上記基板の部品配設面に垂直に突設され、該部品配設面上に仮想されある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第1の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置され、かつ少なくとも所定の高さまで一定の径を有するように形成された位置決めピンとを備えたものである。
【0016】
本発明(請求項)の光電子配線基板は、上記光電子配線基板(請求項)において、上記位置決めピンは、さらに、上記基板の部品配設面上に仮想され上記第1の部品延設領域に垂直な方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第2の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第2の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置されてなるものとしたものである。
【0017】
本発明(請求項)の光電子配線基板は、上記光電子配線基板(請求項又は)において、上記位置決めピンの一部が、少なくとも上記所定の高さまで一定の径を有するように形成された上記電極ピンで構成されてなるものである。
【0018】
本発明(請求項)の光電子集積装置は、集積された電子素子及び光素子を含む光電子回路、及びその表面に形成された平坦な部品配設面を有する本体と、該本体の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該本体の光電子回路に電気的に接続された1以上の電極ピンと、上記本体の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該本体の光電子回路に光学的に接続され、かつ光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる1以上の光接続ピンと、上記本体の部品配設面に垂直に突設され、該部品配設面上に仮想されある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第1の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置され、かつ少なくとも所定の高さまで一定の径を有するように形成された位置決めピンとを備えたものである。
【0019】
本発明(請求項)の光電子集積装置は、上記光電子集積装置(請求項)に記載の光電子集積装置において、上記位置決めピンは、さらに、上記本体の部品配設面上に仮想され上記第1の部品延設領域に垂直な方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第2の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第2の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置されてなるものとしたものである。
【0020】
本発明(請求項)の光電子集積装置は、上記光電子集積装置(請求項又は)において、上記位置決めピンの一部が、少なくとも上記所定の高さまで一定の径を有するように形成された上記電極ピンで構成されてなるものである。
【0026】
本発明(請求項)の光モジュールは、請求項の光配線基板と、光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、上記光導波部材は、上記光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つのの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなるものとしたものである。
【0027】
本発明(請求項)の光モジュールは、請求項2〜4のいずれかの光電子配線基板と、光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、上記光導波部材は、上記光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなるものとしたものである。
【0028】
本発明(請求項10)の光モジュールは、請求項の光電子配線基板と、光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、上記光導波部材は、上記光電子配線基板の一部又は全部の上記第1の部品延設領域,及び一部又は全部の上記第2の部品延設領域に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、該1層以上配置された第1の部品延設領域の光導波部材,及び第2の部品延設領域の光導波部材が、1以上の箇所で、高さ方向にて相接触するように交差し、該第1の部品延設領域の光導波部材と第2の部品延設領域の光導波部材との交差点のうちの1以上の交差点で、相接触する2つの光導波部材が双方の側面のレンズ作用を利用して光結合されるように配置され、かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなるものとしたものである。
【0029】
本発明(請求項11)の光モジュールは、上記光モジュール(請求項又は10)において、光の物理量を変化せしめる光素子を二次元方向に1以上配置してなる光素子アレイを有し、上記光素子アレイは、光素子が上記導波部材が配置された第1,又は第2の部品延設領域のうちの1以上のものの所定の導波部材と光結合されるよう、上記光電子配線基板の2以上の上記位置決めピン又は上記電極ピンにより位置決めされてなるものとしたものである。
【0030】
本発明(請求項12)の光モジュールは、上記光ジュール(請求項11のいずれか)において、集積された電子素子及び光素子を含む光電子回路を有する光電子集積装置が上記基板の部品配設面に対向するように配置され、少なくとも、上記基板の1以上の電極ピンの一部若しくは全部が上記光電子集積装置の光電子回路に電気的に接続され、又は上記基板の1以上の光接続ピンの一部若しくは全部が上記光電子集積装置の光電子回路に光学的に接続されてなるものとしたものである。
【0031】
本発明(請求項13)の光モジュールは、請求項5〜7のいずれかの光電子集積装置と、光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、上記光導波部材は、上記光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなるものとしたものである。
【0032】
本発明(請求項14)の光モジュールは、請求項の光電子集積装置と、光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、上記光導波部材は、上記光電子集積装置の一部又は全部の上記第1の部品延設領域,及び一部又は全部の上記第2の部品延設領域に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、該1層以上配置された第1の部品延設領域の光導波部材,及び第2の部品延設領域の光導波部材が、1以上の箇所で高さ方向にて相接触するように交差し、該第1の部品延設領域の光導波部材と第2の部品延設領域の光導波部材との交差点のうちの1以上の交差点で、相接触する2つの光導波部材が双方の側面のレンズ作用を利用して光結合されるように配置され、かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなるものとしたものである。
【0033】
本発明(請求項15)の光モジュールは、上記光モジュール(請求項13又は14)において、光の物理量を変化せしめる光素子を二次元方向に1以上配置してなる光素子アレイを有し、上記光素子アレイは、光素子が上記導波部材が配置された第1,又は第2の部品延設領域のうちの1以上のものの所定の導波部材と光結合されるよう、上記光電子配線基板の2以上の上記位置決めピン又は上記電極ピンにより位置決めされてなるものとしたものである。
【0034】
本発明(請求項16)の光モジュールは、上記光モジュール(請求項1315)において、電気配線と光配線とを有する光電子配線基板が上記本体の部品配設面に対向するように配置され、少なくとも、上記本体の1以上の電極ピンの一部若しくは全部が上記光電子配線基板の電気配線に電気的に接続され、又は上記本体の1以上の光接続ピンの一部若しくは全部が上記光電子配線基板の光配線に光学的に接続されてなるものとしたものである。
【0035】
本発明(請求項17)の光モジュールは、上記光モジュール(請求項11又は15)において、上記光素子アレイは電極を有する光素子からなるものを含んでなり、該電極を有する光素子からなる光素子アレイは、上記位置決めをする電極ピンに嵌合し、その内面に該光素子の電極に接続され該嵌合する電極ピンと接触するよう配設された電極を有する孔又は溝を有してなり、かつ該孔又は溝を上記位置決めをする電極ピンと嵌合せしめることにより位置決めされてなるものとしたものである。
【0036】
本発明(請求項18)の光モジュールは、上記光モジュール(請求項17のいずれか)において、上記光導波部材と上記光接続ピンとの光結合は、双方の側面のレンズ作用を利用してなるものとしたものである。
【0037】
本発明(請求項19)の光モジュールは、上記光モジュール(請求項18のいずれか)において、上記光導波部材のうち、他の光導波部材,上記光素子アレイの光素子,又は上記光接続ピンと光結合しない光導波部材の一部又は全部を、該光結合しない光導波部材と同一形状の積層部材で構成したものである。
【0038】
本発明(請求項20)の光モジュールは、請求項のいずれかの光電子配線基板,請求項のいずれかの光電子集積装置,又は請求項18のいずれかの光モジュールと、上記光電子配線基板,光電子集積装置,又は光モジュールの上記電極ピンに嵌合する複数の孔又は溝を有し、該複数の孔又は溝に嵌合する電極ピン同士を電気的に接続する1以上のジャンパ部材とを備え、上記光電子配線基板,光電子集積装置,又は光モジュールの上記電極ピンのうちの2以上のものが、上記1以上のジャンパ部材の孔又は溝と嵌合することにより各ジャンパ部材を介して電気的に接続されてなるものである。
【0039】
発明(請求項21)の光配線基板は、上記光配線基板(請求項)において、前記基板上にV字状またはU字状の溝を有することを特徴とする。
本発明(請求項22)の光電子配線基板は、上記光電子配線基板(請求項)において、前記基板上にV字状またはU字状の溝を有することを特徴とする。
本発明(請求項23)の光電子集積装置は、上記光電子配線基板(請求項)において、前記基板上にV字状またはU字状の溝を有することを特徴とする。
【0040】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による光モジュールを構築するのに用いる光学台の構成を示す外観図であって、図1(a) は上面図、図1(b) は正面図、図1(c) は右側面図である。
図において、400は光学台であり、該光学台400は、基台(垂直方向保持手段)201の上面201aに位置決めピン(並列方向保持手段)202が垂直に突設されてなる。
【0041】
位置決めピン202は、所定径の円柱形状を有し、基台の上面201aに左右方向及び前後方向に格子状に複数(図示例では16本)配置されている。位置決めピン202は、十分な強度を有する材質のものであればよく、樹脂,金属等で構成される。
【0042】
基台201は、例えば直方体形状を有し、その上面201aが部品配設面を構成する。基台201は、十分な強度を有する材質のものであればよく、樹脂,金属等で構成される。
【0043】
また、上記格子状に配置された複数の位置決めピン202により、左右方向に延びる位置決めピン群の間に、隣り合う位置決めピン群に接する仮想の帯状領域R1が形成され、前後方向に延びる位置決めピン群の間に、隣り合う位置決めピン群に接する仮想の帯状領域R2が形成されており、この帯状領域R1,及びR2が、それぞれ、第1の部品延設領域,及び第2の部品延設領域を構成する。
【0044】
これら第1,第2の部品延設領域R1,R2は、該第1,第2の部品延設領域R1,R2の両側に2本1対で位置する位置決めピン202の2対により幅方向における位置が定まる(幅方向に位置決めされる)。従って、図1のように位置決めピン202を部品延設領域R1,R2の両側に2本1対で配置する場合には、1方向の部品延設領域を形成するのに最低4本、2方向の部品延設領域を双方が重なるように形成するのに最低4本必要である。
【0045】
また、位置決めピン202の前後方向の間隔(第1の部品延設領域R1の幅)と左右方向の間隔(第2の部品延設領域R2の幅)との比は、例えば3:2に設定されている。
【0046】
この位置決めピン202の間隔は後述するように、第1の部品延設領域R1,及び第2の部品延設領域R2に並べようとする光ファイバ及びそのダミーである積層部材の本数に応じて設定される。また、位置決めピン202は、上記したように部品延設領域R1,R2の両側に2本1対で配置するのではなく、部品延設領域R1,R2の両側に交互に配置してもよい。これを図2に示す。
【0047】
図2は他の方法で位置決めピンを配置した光学台の構成を示す外観図であって、図2(a) は上面図、図2(b) は正面図、図2(c) は右側面図である。
図2において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示し、図2では、位置決めピン202が部品配設面201aに千鳥状に配置されている点が図1と異なっているものである。
【0048】
このように位置決めピンを千鳥状に配置する場合には、部品延設領域R1,R2は、該部品延設領域R1,R2の両側に交互に位置する3本の位置決めピン202により幅方向に位置決めされる。従って、このように位置決めピンを部品延設領域R1,R2の両側に交互に配置する場合には、1方向の部品延設領域を形成するのに最低3本、2方向の部品延設領域を双方が重なるように形成するのに最低4本必要である。
【0049】
図3は本実施の形態1による光モジュールの構成を示す外観図であって、図3(a) は上面図、図3(b) は正面図、図3(c) は右側面図である。
図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態1による光モジュールは、図1の光学台400と、光ファイバOfと、積層部材Stとで構成される。
【0050】
光ファイバOfは、所定径の円形断面を有するとともに長手方向に一様な構造を有し、中心部にコア1が形成され、該コア1の外側にクラッド2が形成されており、そのスポットサイズ,クラッド2の径,及びクラッド2の屈折率は、後述する特定の条件を満たすような値に設定されている。また光ファイバOfは、中心軸に対し45°傾斜した傾斜端面Fを有しており、かつこの傾斜端面Fはコア1を伝搬する光ビーム対し、全反射条件を満たすようなものとなっている。
【0051】
積層部材Stは、光ファイバOfを位置決めするために該光ファイバOfのダミーとして用いられ、光ファイバOfと同一径の円柱形状を有している。積層部材Stの材質は、特に限定されないが、例えば、光ファイバOfと同様にSiO2 等で構成される。ここで、積層部材Stの代わりに光ファイバOfを用いてももちろん構わない。
【0052】
また、光学台400の位置決めピン202の間隔(各部品延設領域の幅)は、光ファイバOf又は積層部材Stが、それぞれ、第1の部品延設領域R1に丁度3本、第2の部品延設領域R2に丁度2本並ぶように設定されている。ここで、部品延設領域に並べる光ファイバOf又は積層部材Stの本数は、余り多くすると整列することが難しくなるため、1〜40本程度とするのが望ましい。また、光ファイバOfは、例えば、125μm,200μm,250μm,500μm,1mmの径のものが用いられる。また、基台201の大きさは、例えば、5mm角〜数cm角程度とされる。
【0053】
また、各部品延設領域R1,R2の両縁部に配置される光ファイバOf又は積層部材Stは、配置される部品延設領域R1,R2の方向における位置決めピン202の間隔より長いものとする必要がある。
【0054】
そして、後側の第1の部品延設領域R1aに、2本の光ファイバOf及び1本の積層部材Stが、前側の第1の部品延設領域R1bに、3本の積層部材Stがそれぞれ配置され、右側の第2の部品延設領域R2に、2本の光ファイバOfが、上記第1の部品延設領域R1に配置された光ファイバOf及び積層部材St上に、該光ファイバOf及び積層部材Stに交差するようにして配置されている。従って、このように積層配置された光ファイバOf及び積層部材Stは位置決めピン202により部品延設領域R1,R2の幅方向に位置決めされ、自身の積層構造により高さ方向に位置決めされている。ここで、第1の部品延設領域R1に配置された2本の光ファイバOfと第2の部品延設領域R2に配置された2本の光ファイバOfとは、それぞれの1本ずつが1対となり、各対の光ファイバOf同士が、双方の光ファイバOfに垂直な方向(上下方向)から見て、双方の傾斜端面Fの中心が一致し、かつ双方の傾斜端面Fが反対方向を向くように配置されている。
【0055】
そして、このように積層配置された光ファイバOf及び積層部材Stは、接着剤(図示せず)で部分的に覆うようにして基台201に固定されている。
【0056】
次に、光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造の原理を、図4〜図8を用いて説明する。
図4は光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光導波路の構成を示す図であり、図4(a) は斜視図、図4(b) は図4(a) のA矢示図、図4(c) は図4(a) のB矢示図である。図において、光導波路は、第1の光ファイバOf1と、第2の光ファイバOf2とで構成され、これら第1,第2の光ファイバOf1,Of2は、共に、横断面が円形で中心軸Ax1,Ax2方向に径が一定な線形状を有し、一端に中心軸Ax1,Ax2に対し、45°傾斜した鏡面からなる傾斜端面F1,F2を有し、中心部に所定の径で中心軸方向に延びるように形成されたコア1と該コア1の外側に形成されたクラッド2とで構成されている。
【0057】
そして、第1の光ファイバOf1に対し、第2の光ファイバOf2は、該第2の光ファイバOf2の傾斜端面F2の中心Cp2が、第1の光ファイバOf1の傾斜端面F1の中心Cp1にて該傾斜端面F1の中心軸Ax4を挟むようにして該第1の光ファイバOf1の中心軸Ax1に直交する第1の光ファイバ/第2の光ファイバ直交軸Ax3上に位置し、第2の光ファイバOf2の中心軸Ax2が、該第2の光ファイバOf2の傾斜端面F2の中心軸Ax5を挟むようにして第1の光ファイバ/第2の光ファイバ直交軸Ax3に直交するとともに該第1の光ファイバ/第2の光ファイバ直交軸Ax3方向から見て第1の光ファイバOf1の中心軸Ax1に対し90°の交差角を有し、第1の光ファイバOf1の傾斜端面F1と第2の光ファイバOf2の傾斜端面F2とが、第1の光ファイバ/第2の光ファイバ直交軸Ax3方向から見て互いに反対の方向を向き、かつ、第2の光ファイバOf2と第1の光ファイバOf1との間隔dが後述する特定の値となるように配置されている。
【0058】
第1,第2の光ファイバOf1,Of2は、光を透過可能な材料、すなわち誘電体又は半導体で構成され、例えばSiO2 が用いられる。
【0059】
また、クラッド2の屈折率は、コア1の屈折率より小さくなるようにし、コア1,及びクラッド2の屈折率は、光導波路の周囲の媒質(ここでは空気)の屈折率に対し、第1,第2の光ファイバOf1,Of2の傾斜端面F1,F2における全反射条件を満たすに十分大きな値とされる。
【0060】
また、第1,第2の光ファイバOf1,Of2の傾斜端面F1,F2を得るには、例えば、まず、仕上がり面粗さの粗い研磨面を有する研磨機を用い、光ファイバの端を研磨面に対し45°傾けて研磨し、次いで、仕上がり面粗さの細かい研磨面を有する研磨機を用いて同様に研磨し、最後に、仕上げの研磨をする。これにより、中心軸に対し45°傾斜した鏡面からなる傾斜端面F1,F2を得ることができる。
【0061】
次に、上記のように構成された光導波路の解析モデルについて説明する。
図5は解析モデルを示す模式図である。図示するように、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2とは接触しているものとし、第1の光ファイバOf1に光ビームを入射せしめ、第2の光ファイバOf2から出射せしめるものとする。また、第1の光ファイバOf1の入射ビームの進行方向がx方向、第2の光ファイバOf2の出射ビームの進行方向が−y方向となるよう座標軸を取るものとする。また、説明を簡単にするため、グースヘンシェンシフトを無視するものとする。また、図では、説明を分かりやすくするため、コア1の径を大きく誇張して描いてある。
【0062】
この場合、第1の光ファイバOf1に入射せしめた光ビームは、第1の光ファイバの傾斜端面F1,及び第2の光ファイバの傾斜端面F2で全反射して直角に折れ曲がるが、この直角に折れ曲がる光ビームは、グースヘンシェンシフトを無視すれば直進するものとみなされる。このとき、x方向に進む入射ビーム(伝搬モード)と−y方向に進む出射ビームは、共にz方向に進むモードの伝搬問題と考えられる。従って、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2との接続部は、クラッドの屈折率nc を有する半板部101と半円部102に等価的に置き換えることができる。
【0063】
次に、第1の光ファイバOf1から第2の光ファイバOf2への結合効率η(以下単に結合効率ηと記載する)を求める。単一モード光ファイバ内のモード関数は、ガウス関数で近似できる。ここで光ファイバ内のスポットサイズ(光ビームの径)をωとし、光ファイバ内を伝搬する光を、コア1の等価屈折率ne を有する均質ファイバ内を伝搬するスポットサイズωのガウスビームで近似すると、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2の接続部における光線マトリクスのABCDパラメータは、図のy−z面モデルにおいて、
【0064】
【数1】

Figure 0004184464
【0065】
となる。ここで、aはクラッドの半径(=光ファイバの半径)である。
【0066】
従って、第1の光ファイバOf1内のスポットサイズをωA 、第2の光ファイバOf2内のスポットサイズをωB とすると、両者の比ωA /ωB は、式(1) より、
【0067】
【数2】
Figure 0004184464
【0068】
となる。ここで、光ビームの波長をλとすると、パラメータαは、α=πωA 2 /λaであり、等価的に光ビームのスポットの大きさを表している。
【0069】
また、結合効率ηは、
【0070】
【数3】
Figure 0004184464
【0071】
と表される。
【0072】
ここで、クラッドの屈折率nc をパラメータとして、結合効率ηとパラメータαとの関係を示すと、図6のようになる。図6において、パラメータαが2となる付近で結合効率ηが最も高く、1となり、パラメータαがさらに大きくなるにつれて、結合効率ηが下がっていくことが分かる。
【0073】
次に、結合効率η=1となる条件を求めると、式(2),(3) より、
【0074】
【数4】
Figure 0004184464
【0075】
となる。
【0076】
この式(4) におけるパラメータαとクラッドの屈折率nc との関係を示すと図7のようになる。
【0077】
従って、図6及び図7より、パラメータα及びクラッドの屈折率nc を適宜選択することにより、結合効率ηを1とすることができることが分かる。また、この結合効率ηが1となる条件は、式(4) より、コア1の等価屈折率ne ,クラッド2の屈折率nc ,及びパラメータαにより定まり、またパラメータαは、光ファイバのスポットサイズω,クラッドの半径a,及び光ビームの波長λにより定まる。また、上記では、光導波路の周囲の媒質が空気であると仮定して解析しているが、光導波路の周囲の媒質が空気以外の物質である場合には、その媒質の屈折率に応じて、上記解析結果を補正すればよい。従って、結合効率ηが1となる条件は、入射せしめる光ビームの波長λと、光ファイバの構造が定まれば一義的に定まることとなる。
【0078】
次に、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2とが離れている場合を説明する。第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2との間隔(以下、光ファイバ間隔と記載する)をd、クラッド半径aに対する光ファイバ間隔dの比(以下、クラッド半径に対する比で表した光ファイバ間隔と記載する)d/aをDとし、上記と同様に結合効率ηが1となる条件を求めると、
【0079】
【数5】
Figure 0004184464
【0080】
となる。従って、式(5) を満たすようにすることにより、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2とが離れていても、結合効率ηを1とすることができることが分かる。
【0081】
また、式(5) より、クラッド半径に対する比で表した光ファイバ間隔Dに関しては、以下の条件が満足されなければならない。
【0082】
【数6】
Figure 0004184464
【0083】
この式(5) におけるパラメータαとクラッド半径に対する比で表した光ファイバ間隔Dとの関係を、クラッドの屈折率nc をパラメータとして示すと図8のようになる。図8において、任意の屈折率nc に対し、クラッド半径に対する比で表した光ファイバ間隔Dが小さい領域では、結合効率ηが1となるパラメータαが存在するが、クラッド半径に対する比で表した光ファイバ間隔Dがある値以上となると、その領域では、結合効率ηが1となるパラメータαが存在しない。従って、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2とが一定以上離れると、結合効率ηを1とすることができないことが分かる。
【0084】
従って、この光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光導波路では、光ファイバ間隔dは、式(5) を満たすように設定され、この設定は、入射せしめる光ビームの波長に応じて、第1の光ファイバOf1内のスポットサイズωA ,第2の光ファイバOf2内のスポットサイズωB ,クラッドの半径a,及びクラッドの屈折率nc を適宜選択することにより、該光ファイバ間隔dが所望の値となるように行われる。また、第1,第2の光ファイバ内のスポットサイズωA ,ωB は、コア1のドーパント等の熱拡散技術等を用いると比較的容易に変化させることができる。
【0085】
次に、図4,図5において、以上のように構成された光導波路では、第1の光ファイバOf1の他端に所定の波長λの光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは、第1の光ファイバOf1の中心部を中心軸Ax1に沿ってスポットサイズωA で伝搬し、第1の光ファイバOf1の傾斜端面F1の中心点Cp1で該傾斜端面F1の中心軸Ax4に対し45°の角度で反射し、第1の光ファイバ/第2の光ファイバ直交軸Ax3に沿って第1の光ファイバOf1の側面,及び第2の光ファイバOf2の側面を通過し、第2の光ファイバOf2の傾斜端面F2で該傾斜端面F2の中心軸Ax5に対し45°の角度で反射し、第2の光ファイバOf2の中心部を中心軸Ax2に沿ってスポットサイズωB で伝搬し、該第2の光ファイバOf2の他端から出射される。
【0086】
この際に、第1の光ファイバの傾斜端面F1の中心Cp1で反射された光ビームは、該第1の光ファイバOf1の半径方向には光の閉じ込め構造が存在しないため径が拡がり、この径の拡がった光ビームは、互いに90°捩じれた位置関係にある第1,第2の光ファイバOf1,Of2の側面のレンズ作用により、該光ビームの横断面方向において均等な収束効果を受ける。ここで、上記解析モデルによる解析により求めた光ファイバ間隔dは、第1の光ファイバの傾斜端面F1の中心Cp1で反射されて径が拡がった光ビームが上記収束効果を受けて、第2の光ファイバOf2内を伝搬する際のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなる位置に、該第2の光ファイバの傾斜端面F2の中心Cp2が位置するような間隔であるので、上記収束効果を受けた光ビームは、第2の光ファイバの傾斜端面F2の中心Cp2にて、該第2の光ファイバOf2内のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなり、該第2の光ファイバの傾斜端面F2で反射された光ビームの全部が該第2の光ファイバOf2のコア1に入射する。従って、両光ファイバOf1,Of2間の結合効率ηが1となる。
【0087】
また、第2の光ファイバOf2の他端に所定の波長λの光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは、上記と全く逆の経路を辿り、上記と同様にして結合効率1でもって第2の光ファイバOf2から第1の光ファイバOf1に伝搬し、該第1の光ファイバOf1の他端から出射される。
【0088】
なお、上記の説明では、第1,第2の光ファイバOf1,Of2と第1の光ファバ/第2の光ファイバ直交軸Ax3との交差角、第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2との交差角、各光ファイバの傾斜端面F1,F2の傾斜角、及び光ファイバ間隔dが理想値であるものとしているが、図6のグラフから推測されるように、これら各角度,及び光ファイバ間隔dが理想値から若干ずれたとしても、光ファイバ間の結合効率は急激に低下するものではない。従って、これら各角度,及び光ファイバ間隔dは、理想値に近い範囲内で、必要とされる結合効率に応じた値に設定することができる。
【0089】
また、光導波部材として、コア1とクラッド2とからなる光ファイバを用いているが、その半径方向に徐々に小さくなるように屈折率を変化せしめてなるロッドレンズを用いてもよい。
【0090】
以上のように、光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合すれば、高効率な光接続が可能となり、また、上記説明した基本的な光接続構造では光配線をL字状に引き回すことが可能となる。
【0091】
そして、この光接続構造は種々の応用が可能であり、以下に、その応用例を、図9,図10を用いて説明する。
図9は光配線をU字状に引き回すことが可能な光導波路の構成を示す図であり、図9(a) は斜視図、図9(b) は図9(a) のA矢示図、図9(c) は図9(a) のB矢示図である。図において、図4と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本光導波路は、図4の第1,第2の光ファイバOf1,Of2とロッドレンズ100とで構成される。ロッドレンズ100は、横断面が円形で中心軸Ax6方向に径が一定な線形状を有しており、例えば、第1,第2の光ファイバOf1,Of2と同じ径を有し、同じ材料で構成される。また、ロッドレンズ100の屈折率は、例えば、第1,第2の光ファイバOf1,Of2のクラッドの屈折率と同じとされる。また、ロッドレンズ100として、第1,第2の光ファイバOf1,Of2と同じ構造の光ファイバを用いても構わない。
【0092】
本光導波路は、第1の光ファイバOf1とロッドレンズ100との位置関係、及びロッドレンズ100と第2の光ファイバOf2との位置関係が図4の第1の光ファイバOf1と第2の光ファイバOf2との位置関係と同じになる。従って、第1の光ファイバOf1とロッドレンズ100との間隔、及びロッドレンズ100と第2の光ファイバOf2との間隔を、図4の光ファイバ間隔dと同様に設定することにより、第1の光ファイバOf1とロッドレンズ100との間、及びロッドレンズ100と第2の光ファイバOf2との間にて、光ビームを結合効率1でもって伝搬せしめることができる。従って、光配線をU字状に引き回すことができる。
【0093】
図10は光ビームを合分波可能な光導波路の構成を示す図であり、図10(a) は斜視図、図10(b) は図10(a) のA矢示図、図10(c) は図10(a) のB矢示図である。図において、図4と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本光導波路は、第1,第2の光ファイバOf1,Of2に加えて、該第1,第2の光ファイバOf1,Of2と同一の構造を有し、かつその一端に中心軸Ax7に対し45°傾斜した傾斜端面F3を有する第3の光ファイバOf3をさらに有し、該第3の光ファイバOf3を、該第3の光ファイバOf3の中心軸Ax7が、第1の光ファイバの中心軸Ax1に一致し、かつ第3の光ファイバの傾斜端面F3が、第1の光ファイバの傾斜端面F1に対し略平行でかつ所定の間隔Sを有するよう配置してなる点が、図4の導波路と異なるものである。また、P1〜P3は、第1〜第3の光ファイバOf1〜Of3の他端である第1〜第3のポートを示している。
このように構成された光導波路では、光ビームを第1のポートP1から入射せしめると、入射した光ビームは、傾斜端面F1及び傾斜端面F3の間隔Sに応じた割合で、一部が傾斜端面F1及び傾斜端面F3を通過して第3の光ファイバOf3に入射し、第3のポートP3から出射され、他は傾斜端面F1で反射して第2の光ファイバOf2を通り、第2のポートP2から出射される。その結果、光分波器として機能する。
【0094】
一方、第2のポートP2,及び第3のポートP3から光ビームをそれぞれ入射せしめると、入射した2つの光ビームは第1の光ファイバの傾斜端面F1で合波されて第1の光ファイバに入射し、第1のポートP1から出射される。その結果光合波器として機能する。
従って、本導波路は光合分波器として機能するとともに、光配線をT字状に引き回すことができる。
【0095】
また、第1の光ファイバの傾斜端面F1と第2の光ファイバの傾斜端面F2との隙間に波長選択フィルタを介挿することにより、第1の光ファイバOf1に入射せしめた光ビームを波長分割することが可能となる。
【0096】
次に、図3に戻り、本実施の形態1による光モジュールでは、第1,第2の部品延設領域R1,R2にそれぞれ配置された光ファイバOfが、図4の第1,第2の光ファバOf1,Of2にそれぞれ相当する。また、図9,図10の第1〜第3の光ファバOf1〜Of3,及びロッドレンズ100に代えて、光ファイバOfが図9,図10に示す位置関係を形成するよう、該光ファイバOfを第1,第2の部品延設領域R1,R2に配置することにより、図9,図10に示す導波路を構築することができる。さらに、光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造の他の応用例についても、同様に、光ファイバOfを第1,第2の部品延設領域R1,R2に配置することにより構築することが可能である。
【0097】
次に、以上のように構成された光モジュールの構築方法を図3を用いて説明する。
図3において、本光モジュールを構築するには、まず、4本の光ファイバOfについて、その一端に所定の傾斜端面Fを形成するとともに、これらを図示するような所定の長さに切断する。また、4本の積層部材Stを図示するような所定の長さに切断する。
【0098】
次いで、光学台400の後側の第1の部品延設領域R1aに所定の2本の光ファイバOf及び1本の積層部材Stを、前側の第1の部品延設領域R1bに3本の積層部材Stをそれぞれ配置する。この際、全ての光ファイバOf及び積層部材Stの左端に案内板(図示せず)を当てる等して、それらの長手方向の位置を所定の位置となるように合わせる。2本の光ファイバOfは、さらに、傾斜端面Fが下方を向くように周方向の角度を合わせる。
【0099】
次いで、光学台400の右側の第2の部品延設領域R2に、先に配置された光ファイバOf及び積層部材Stに積層するようにして、所定の2本の光ファイバOfを配置する。この際、2本の光ファイバOfの下端に案内板(図示せず)を当てる等して、それらの長手方向の位置を、それぞれの傾斜端面Fの中心が先に配置された各光ファイバOfの傾斜端面の中心に一致するように合わせる。そして、さらに2本の光ファイバOfの傾斜端面Fが下方を向くように周方向の角度を合わせる。
【0100】
次いで、これら積層配置された光ファイバOf及び積層部材Stを、接着剤(図示せず)で部分的に覆って固定する。
【0101】
次に、以上のように構成された光モジュールの動作を図3を用いて説明する。本光モジュールでは、いずれかの光ファイバOfの傾斜端面を有しない方の端に光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは対応する光ファイバOfに結合効率1でもって伝搬し、その端から出射される。
【0102】
なお、上記の説明では、光ファイバOf及び積層部材を2層に配置したが、もっと多数層に配置しても構わない。
【0103】
また、上記の説明では、各層の光ファイバOf及び積層部材の径を同一にしたが、異なっていてもよい。
【0104】
また、上記の説明では、位置決めピンを格子状に16本配置したが、もっと多数配置するようにしてもよく、また、第1の部品延設領域R1と第2の部品延設領域R2との対が方向を変えて多数形成されるようにしてもよい。
【0105】
以上のように、本実施の形態1においては、基台201の平坦な部品配設面201aに、円柱形状の複数の位置決めピン202を、互いに垂直な2つの方向に直線的かつ帯状にそれぞれ延びる1以上の部品延設領域R1,R2の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、構造が簡単で、しかも各光ファイバOfの側面のレンズ作用を利用して光接続してなる光接続,光合分波等の機能を有する光モジュールを容易に構築することが可能な光学台を提供することができる。
【0106】
また、本実施の形態1においては、光モジュールを、特定構造の円柱形状の光ファイバOf及び積層部材Stを、上記光学台400の第1の部品延設領域R1及び第2の部品延設領域R2に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、方向の異なる方向の部品延設領域のもの同士が交差し、かつその交差点で、相接触する2つの光導波部材Ofが双方の側面のレンズ作用を利用して光結合されるように積層配置してなるものとしたので、光ファイバOfを45°の傾斜端面Fを有するものとし、これを積層部材Stとともにその長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより容易に作成することができる、光接続,光合分波等の機能を有する光モジュールを提供することができる。
【0107】
また、本実施の形態1においては、第1の部品延設領域R1の幅と第2の部品延設領域R2の幅との比が整数比であるものとしたので、同一径の光ファイバOfを使用することができ、より容易に光モジュールを構築することができる。
【0108】
実施の形態2.
図11は本発明の実施の形態2による光モジュールの構成を示す外観図であって、図11(a) は上面図、図11(b) は正面図、図11(c) は右側面図である。図において、図3と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態2の光モジュールは、その構成要素として、さらにレンズアレイ(光素子アレイ)301を有している点が、実施の形態1の光モジュールと異なっているものである。
【0109】
すなわち、光学台400の位置決めピン202のうち、左端に前後方向に並んだ4つの位置決めピン(係合ピン)にレンズアレイ301が嵌入されている。そして、光学台400の3つの第1の部品延設領域R1の、上記左端の位置決めピン以外のピンが位置する部分に、それぞれ、光ファイバOf及び積層部材Stが2層配置され、これら2層の光ファイバOf及び積層部材Stは、下層に3本の積層部材が、上層に、中央に光ファイバOfが位置するようにして、1本の光ファイバOfと2本の積層部材Stとがそれぞれ配置されている。
【0110】
レンズアレイ301は、例えば矩形の板状の本体と3つの集光レンズ(光素子)203とからなり、該本体には、幅方向(高さ方向)に、位置決めピン202と嵌合する嵌合孔301aが、位置決めピン202の前後方向のピッチと同じピッチで4つ穿設され、該4つ穿設された嵌合孔301aの中間に位置するように3つの集光レンズ203が配設されている。該集光レンズ203は、レンズアレイ301が位置決めピン202に嵌入された状態で、その中心軸204が上記上層の中央に配置された光ファイバOfの中心軸Axに一致するように配設されている。
【0111】
次に、以上のように構成された光モジュールの構築方法を説明する。
本光モジュールを構築するには、まず、3本の光ファイバOf及び15本の積層部材Stを図示するような所定の長さに切断する。
【0112】
次いで、光学台400の3つの第1の部品延設領域R1に、3本の積層部材Stを長手方向に位置合わせしながら配置し、その後、該配置した3本の積層部材Stに重ねるように、1本の光ファイバOfと2本の積層部材Stとを光ファイバOfが中央に位置するようにして積層配置する。
【0113】
次いで、レンズアレイ301を光学台400の左端の4つの位置決めピン202に嵌入する。
【0114】
次いで、これら積層配置された光ファイバOf及び積層部材St、並びにレンズアレイ301を、それぞれ、接着剤(図示せず)で部分的に覆って固定する。
【0115】
次に、以上のように構成された光モジュールの動作を説明する。
本光モジュールでは、レンズアレイ301の集光レンズ203に入射した光ビームが、該集光レンズ203で収束されて光ファイバOfに入射する。
【0116】
なお、上記の説明では、部品延設領域R1を1方向にのみ形成したが、多数の方向に形成してもよい。
【0117】
なお、上記の説明では、光素子として光受動素子である集光レンズ203を用いるようにしたが、光フィルタ,光合分波器,レンズ,ミラー等の他の光受動素子を用いるようにしてもよい。
【0118】
以上のように、本実施の形態2においては、基台201の平坦な部品配設面201aに、円柱形状の複数の位置決めピン202を、ある方向に直線的かつ帯状に延びる部品延設領域R1の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、所定径の光ファイバOf及び積層部材Stを部品延設領域R1に積層することにより、各光ファイバOfが幅方向及び高さ方向に位置決めされる。そして、さらに部品配設面201に垂直に複数の位置決めピン202をレンズアレイ位置決め用に突設したので、該レンズアレイ位置決め用の位置決めピン(係合ピン)でレンズアレイを位置決めすることができる。このため、レンズアレイ301を配置し、かつ光ファイバOfを長手方向に位置合わせしながら積層することにより集光レンズ203と光ファイバOfとを光接続することができる。その結果、構造が簡単で、しかも容易に光回路を構築することが可能な光学台を提供することができる。
【0119】
また、本実施の形態2においては、集光レンズ203が二次元方向に配置されたレンズアレイ301を、上記光学台400の複数の位置決めピン202で集光レンズ203が各部品延設領域R1に位置するよう位置決めし、所定の光ファイバOf及び積層部材Stを、集光レンズ203が位置する部品延設領域R1に、1つの部品延設領域R1の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、かつ光ファイバOfに対応する集光レンズ203と光結合するようにして積層配置したので、レンズアレイ301を位置決めピン202に嵌入して配置し、光ファイバOfを積層部材Stとともに長手方向に位置合わせしながら積層することにより、容易に光回路を構築することができる光モジュールを提供することができる。
【0120】
実施の形態3.
図12は本発明の実施の形態3による光モジュールの構成を示す外観図であって、図12(a) は上面図、図12(b) は正面図、図12(c) は右側面図である。
【0121】
図において、図3と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態3による光モジュールは、光配線基板401と、光ファイバOfと、積層部材Stとで構成される。
【0122】
光配線基板401は、光配線208を有する基板206の平坦な主面206aに位置決めピン202と光接続ピン207とが垂直に突設されてなる。
【0123】
位置決めピン202の配置、位置決めピン202の間隔と光ファイバOf及び積層部材Stの径との関係は図3の光学台400と同じである。
【0124】
光接続ピン207は、例えば光ファイバOfと同一径で同一構造の光ファイバからなり、先端に光ファイバOfの傾斜端面Fと同じ傾斜端面を有し、基端は基板206の光配線208に光学的に接続されている。そして、光接続ピン207は、中心軸が第1の部品延設領域R1の幅方向の中央に位置し、傾斜端面Fが該幅方向(図示例では後方)を向き、かつ傾斜端面Fの中心の高さが2層目に配置される光ファイバOfの中心軸の高さに一致するように配設されている。
【0125】
そして、この光配線基板401の各第1の部品延設領域R1に、光ファイバOfが積層部材Stとともに2層配置され、これら2層の光ファイバOf及び積層部材Stは、下層に3本の積層部材が、上層に、前側に光ファイバOfが位置するようにして、1本の光ファイバOfと2本の積層部材Stとがそれぞれ配置されている。そして、上記光ファイバOfは、傾斜端面Fが第1の部品延設領域R1の幅方向(図示例では前方)を向き、かつ傾斜端面Fの中心が該幅方向から見て光接続ピン207の傾斜端面Fの中心に一致するように配置されている。これにより、光ファイバOfと光接続ピン207とは、実施の形態1で説明した、光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造と同じ位置関係を有するものとなっている。
【0126】
そして、上記積層配置された光ファイバOf及び積層部材Stは接着剤(図示せず)で固定されている。
【0127】
次に、以上のように構成された光モジュールの構築方法を説明する。
本光モジュールを構築するには、まず、3本の光ファイバOf及び15本の積層部材Stを図示するような所定の長さに切断する。
【0128】
次いで、光配線基板401の3つの第1の部品延設領域R1に、3本の積層部材Stを長手方向に位置合わせしながら配置し、その後、該配置した3本の積層部材Stに重ねるように、1本の光ファイバOfと2本の積層部材Stとを光ファイバOfが前側に位置するようにして積層配置する。光ファイバOfは、さらに、傾斜端面Fが前方を向くように周方向の角度を合わせる。
【0129】
次いで、これら積層配置された光ファイバOf及び積層部材Stを接着剤で部分的に覆って固定する。
【0130】
次に、以上のように構成された光モジュールの動作を説明する。
本光モジュールでは、光ファイバOfに光ビームを入射せしめると、該入射した光ビームは対応する光接続ピン207に結合効率1でもって伝搬し、基板206の光配線208に伝搬される。また逆に、光配線208からの光ビームが光接続ピン207を介して光ファイバOfに結合効率1でもって伝搬され、その端から出射される。
【0131】
以上のように、本実施の形態3においては、光配線208を有する基板206の平坦な部品配設面206aに、基板206の光配線208と接続され光ファイバOfと同一構造を有する光接続ピン207を垂直に突設するとともに、円柱形状の複数の位置決めピン202を、1以上の部品延設領域R1の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、光ファイバOfを積層部材Stとともに長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層配置することにより、光ファイバOfと光接続ピン207とを双方の側面のレンズ作用を利用して光接続することができるため、簡単な構成で光配線208を外部と容易に接続することが可能な光配線基板を提供することができる。
【0132】
また、本実施の形態3においては、特定構造の光ファイバOf及び積層部材Stを、上記光配線基板401の部品延設領域R1に、部品延設領域R1の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、かつ光ファイバOfと光接続ピン207とが双方の側面のレンズ作用を利用して光結合されるように積層配置したので、光ファイバOfを積層部材Stとともにその長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより、容易に光配線基板の外部光配線を行うことが可能な光モジュール提供することができる。
【0133】
実施の形態4.
図13は本発明の実施の形態4による光モジュールの構成を示す外観図であって、図13(a) は上面図、図13(b) は正面図、図13(c) は右側面図である。図において、図3,及び図12と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態5による光モジュールは、EOボード(光電子配線基板)402と、光ファイバOfと、積層部材Stと、レーザアレイ(光素子アレイ)302とで構成される。
【0134】
EOボード402は、光配線208及び電気配線211を有する基板209の平坦な主面(部品配設面)209aに、位置決めピン202と、光接続ピン207と、電極ピン210とが垂直に突設されてなる。
【0135】
電極ピン210は位置決めピン202と同一形状を有しており、さらに、電極ピン210は、第1の電極ピン210aと第2の電極ピン210bとで構成され、第1の電極ピン210aの基端,及び第2の電極ピン210bの基端は、基板209の電気配線211の例えば正極端子,及び負極端子(図示せず)にそれぞれ接続されている。そして、第1の電極ピン210a,及び第2の電極ピン210bは前後方向に交互に配置されており、かつこの電極ピン210と位置決めピン202とが、該電極ピン210が左端に位置するようにして、格子状に配置されている。
【0136】
これら位置決めピン202及び電極ピン210の間隔と光ファイバOf及び積層部材Stの径との関係は、図3の光学台400における位置決めピン202の間隔と光ファイバOf及び積層部材Stの径との関係と同じである。
【0137】
光接続ピン207は、その中心軸の第1の部品延設領域R1の幅方向における位置が、該第1の部品延設領域R1に配置される後側の積層部材Stの中心軸の位置に一致するように配設される点を除き、図12の光配線基板401の光接続ピン207と同じである。
【0138】
そして、EOボード402の4つの電極ピン210にレーザアレイ302が嵌入されている。また、EOボード402の3つの第1の部品延設領域R1の、位置決めピン202が位置する部分に、それぞれ、光ファイバOf及び積層部材Stが2層配置され、これら2層の光ファイバOf及び積層部材Stは、下層に3本の積層部材が、上層に、中央に光ファイバOfが位置するようにして、1本の光ファイバOfと2本の積層部材Stとがそれぞれ配置されている。そして、上記光ファイバOfと光接続ピン207とは、図12と同様に、双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造を有するものとなっている。
【0139】
レーザアレイ302は、例えば矩形の板状の本体と3つの半導体レーザ(光素子)213とからなり、該本体には、幅方向に、電極ピン210と嵌合する嵌合孔302aが、電極ピン210の前後方向のピッチと同じピッチで4つ穿設され、該4つ穿設された嵌合孔302aの中間に位置するように3つの半導体レーザ213が配設されている。上記嵌合孔302aの内面には、嵌合する電極ピン210と接触可能に電極ピン接触用電極212が配設され、該電極ピン接触用電極212は半導体レーザ213の正電極又は負電極(図示せず)に接続されている。半導体レーザ213のレーザ光出射孔(図示せず)の中心軸214と光ファイバOfの中心軸Axとの位置関係は、図11のレンズアレイの集光レンズ203の中心軸204と光ファイバOfの中心軸Axとの位置関係と同じである。
【0140】
そして、上記積層配置された光ファイバOf及び積層部材St、並びにレーザアレイ302は接着剤(図示せず)で固定されている。
【0141】
次に、以上のように構成された光モジュールの構築方法を説明する。
本光モジュールを構築するには、まず、3本の光ファイバOf及び15本の積層部材Stを図示するような所定の長さに切断する。
【0142】
次いで、EOボード402の3つの第1の部品延設領域R1に、3本の積層部材Stを長手方向に位置合わせしながら配置し、その後、該配置した3本の積層部材Stに重ねるように、1本の光ファイバOfと2本の積層部材Stとを光ファイバOfが後側に位置するようにして積層配置する。光ファイバOfは、さらに、傾斜端面Fが前方を向くように周方向の角度を合わせる。
【0143】
次いで、レーザアレイ302をEOボード402の4つの電極ピン210に嵌入する。
【0144】
次いで、これら積層配置された光ファイバOf及び積層部材St、並びに嵌入配置されレーザアレイ302を、それぞれ、接着剤(図示せず)で部分的に覆って固定する。
【0145】
次に、以上のように構成された光モジュールの動作を説明する。
本光モジュールでは、レーザアレイ302の半導体レーザ213は、EOボード402の電気配線211から電極ピン210,及び電極ピン接触用電極212を介して給電される。そして、この給電を受けて半導体レーザ213がレーザ光を出射すると、この出射されたレーザ光は、光ファイバOfに入射し、次いで結合効率1でもってEOボード402の光接続ピン207に伝搬され、次いで光配線208に伝搬される。
【0146】
なお、上記の説明では、電極を有する光素子として半導体レーザ213を用いるようにしたが、フォトダイオード等の電極を有する光能動素子、光変調器等の電極を有する光受動素子を用いるようにしてもよい。
【0147】
以上のように、本実施の形態4においては、電気配線211及び光配線208を有する基板209の平坦な部品配設面209aに、基板209の電気配線211に接続された電極ピン210,及び基板209の光配線208に接続された光接続ピン207をそれぞれ垂直に突設するとともに、円柱形状の複数の位置決めピン202を、ある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域R1の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、部品延設領域R1に光ファイバOfを積層部材Stとともに積層することにより簡単な構成で光配線208を外部と容易に接続することが可能であるとともに、電極ピン210をレーザアレイ302の位置決めに利用し、かつ、電極ピン210を通じてレーザアレイ302の半導体レーザ213に給電するように構成することにより光電子回路を容易に構築することが可能なEOボードを提供することができる。
【0148】
また、本実施の形態4においては、特定構造の光ファイバOf及び積層部材Stを、上記EOボードの部品延設領域R1に、1つの部品延設領域R1の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、かつ光ファイバOfと光接続ピン207とが双方の側面のレンズ作用を利用して光接続されるように積層配置したので、光ファイバOfを積層部材Stとともにその長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより、容易にEOボードの外部光配線を行いかつ光電子回路を構築することが可能な光モジュールを提供することができる。
【0149】
実施の形態5.
図14は本発明の実施の形態5による光モジュールの構成を示す外観図であって、図14(a) は上面図、図14(b) は正面図、図14(c) は右側面図である。
【0150】
図において、図13と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態5による光モジュールは、EOボード402と、ジャンパ部材303とで構成される。
【0151】
EOボード402は、光配線208及び電気配線211を有する基板209の平坦な主面(部品配設面)209aに、位置決めピン202と、電極ピン210とが垂直に突設されてなる。
【0152】
これら電極ピン210及び位置決めピン202は、4つの電極ピン210の基端が基板209の電気配線211の異なる端子(図示せず)にそれぞれ接続されている点を除き、図13の電極ピン210及び位置決めピン202と同様である。
【0153】
ジャンパ部材303は、導電性材料からなり、電極ピン210と嵌合する嵌合孔303aが、電極ピン210の前後方向のピッチと同じピッチで複数(図示例では2つ)穿設されてなる。
【0154】
そして、このジャンパ部材303が、EOボード402の4つの電極ピン210に2つ嵌入されている。これにより、各ジャンパ部材303と嵌合している2つの電極ピン210は、各ジャンパ部材303により電気的に接続されている。
【0155】
なお、上記の説明では、ジャンパ部材303は、嵌合孔303aを有するものとしたが、これに代えて、図15に示すような、その側面に電極ピン210と嵌合可能な半開状の嵌合溝303bを有するものとしてもよい。
【0156】
このように、本実施の形態5においては、EOボード402の電極ピン210が、該電極ピン210に嵌合するジャンパ部材303で電気的に接続されているので、ジャンパ部材303を電極ピン210と嵌合せしめるだけで、容易にEOボード402の外部電気配線を行うことが可能な光モジュールを提供することができる。
【0157】
実施の形態6.
図16は本発明の実施の形態6による光モジュールの構成を示す外観図であって、図16(a) は上面図、図16(b) は正面図、図16(c) は右側面図である。
【0158】
図において、図12と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態6の光モジュールは、EOチップ(光電子集積装置)403と、光ファイバOfと、積層部材Stとで構成される。
【0159】
EOチップ403は、光電子回路216を有するチップ215の平坦な上面(部品配設面)215aに位置決めピン202と光接続ピン207とが垂直に突設されてなり、これら位置決めピン202及び光接続ピン207の配置は、光接続ピン207の基端が光電子回路216に光学的に接続されている点を除き、図12の光配線基板401の位置決めピン202及び光接続ピン207の配置と同様である。
【0160】
そして、このEOチップ403の部品配設面215aに光ファイバOf及び積層部材Stが、図12の光モジュールと全く同様に積層配置されている。
【0161】
従って、本実施の形態6によれば、実施の形態3と同様に、簡単な構成で光配線208を外部と容易に接続することが可能なEOチップを提供することができる。
【0162】
また、本実施の形態6によれば、実施の形態3と同様に、光ファイバOfを積層部材Stとともにその長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより、容易にEOチップの外部光配線を行うことが可能な光モジュール提供することができる。
【0163】
実施の形態7.
図17は本発明の実施の形態7による光モジュールの構成を示す外観図であって、図17(a) は上面図、図17(b) は正面図、図17(c) は右側面図である。
【0164】
図において、図13と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態7の光モジュールは、EOチップ403と、光ファイバOfと、積層部材Stと、レーザアレイ302とで構成される。
【0165】
EOチップ403は、光電子回路216を有するチップ215の平坦な上面(部品配設面)215aに、位置決めピン202と、光接続ピン207と、電極ピン210とが垂直に突設されてなり、これら位置決めピン202、光接続ピン207、及び電極ピン210の配置は、光接続ピン207の基端が光電子回路216に光学的に接続され、電極ピン210の基端が光電子回路216に電気的に接続されている点を除き、図13のEOボード402の位置決めピン202、光接続ピン207、及び電極ピン210の配置と同様である。
【0166】
そして、このEOチップ403の部品配設面215aに光ファイバOf,積層部材St,及びレーザアレイが、図13の光モジュールと全く同様に配置されている。
【0167】
従って、本実施の形態7によれば、実施の形態4と同様に、部品延設領域R1に光ファイバOfを積層部材Stとともに積層することにより簡単な構成で光配線208を外部と容易に接続することが可能であるとともに、電極ピン210をレーザアレイ302の位置決めに利用し、かつ、電極ピン210を通じてレーザアレイ302の半導体レーザ213に給電するように構成することにより光電子回路を容易に構築することが可能なEOチップを提供することができる。
【0168】
また、本実施の形態7によれば、実施の形態4と同様に、光ファイバOfを積層部材Stとともにその長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより、容易にEOチップ403の外部光配線を行いかつ光電子回路を構築することが可能な光モジュールを提供することができる。
【0169】
実施の形態8.
図18は本発明の実施の形態8による光モジュールの構成を示す外観図であって、図18(a) は上面図、図18(b) は正面図、図18(c) は右側面図である。ここで、図18(a) はチップを除いた状態を示している。
図において、図13,及び図16と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態8の光モジュールは、EOボード402と、該EOボード402の部品配設面209aにその部品配設面215aが対向するように配置されたEOチップ403と、EOボード402の部品配設面209aに配置された光ファイバOf,積層部材St,及びレーザアレイ302とで構成される。
【0170】
そして、EOボード402は、図13のEOボード402において、位置決めピン202のうちの左端に位置する4つのものを、第1,第2の電極ピン210a,210bと同じ構造を有しかつそれらより長い電極ピンで構成して第3の電極ピン210cとし、さらに光接続ピン207のうち前側及び後側に位置するものを残してこれを第1の光接続ピン207aとしたものとなっており、また、EOチップ403は、光電子回路216がEOボード402の第3の電極ピン210aの先端と電気的に接続され、さらに、図13のEOボード402における光接続ピン207のうち中央に位置するものに対応する位置に、該光接続ピン207と同一の構造を有しかつその基端が光電子回路216に光学的に接続された第2の光接続ピン207bを有している。ここで、EOチップ403の部品配設面215aの、第3の電極ピン210cに対応する位置には、その内面に光電子回路216に接続された電極を有する電極孔(図示せず)が配設されており、この電極孔にEOボードの第3の電極ピン210cが嵌挿されることにより、該第3の電極ピン210cが光電子回路216に接続されるようになっている。また、EOボード402とEOチップ403とは、図示されない位置決め手段及び固定手段により着脱自在となっている。
【0171】
そして、中央の第1の部品延設領域に配置される光ファイバOfがEOチップ403の第2の光接続ピン207bと双方の側面のレンズ作用を利用して光接続される点を除き、図13の光モジュールと同様にして、EOボード402の部品配設面209aに光ファイバOf,積層部材St,及びレーザアレイ302が配置されている。
【0172】
次に、以上のように構成された光モジュールの動作を説明する。
本光モジュールでは、レーザアレイ302の半導体レーザ213が、EOボード402の電気配線211から給電されてレーザ光を出射する。そして、レーザアレイ302の前側及び後側の半導体レーザ213から出射されたレーザ光は、前側及び後側の光ファイバOfに入射し、それぞれEOボード402の第1の光接続ピン207aを通って光配線208に伝搬される。また、レーザアレイ302の中央の半導体レーザ213から出射されたレーザ光は、中央の光ファイバOfに入射し、EOチップ403の第2の光接続ピン207bを通って光電子回路216に伝搬される。また、EOボード402の電気配線211とEOチップ403の光電子回路209とが電気的に接続される。
【0173】
以上のように、本実施の形態8においては、実施の形態4の光モジュールにおいて、EOチップ403が基板209の部品配設面209aに対向するように配置され、少なくとも基板209の電極ピン210cがEOチップ403の光電子回路216に電気的に接続されてなるものとしたので、EOボード402とEOチップ403との間に、所望の光配線又は光電子回路を容易に構築可能な光モジュールを提供することができる。
【0174】
また、本実施の形態8においては、位置決めピンの202の一部を、同一形状の電極ピン210cで構成するようにしたので、位置決めピン202を節約することができる。
【0175】
なお、上記実施の形態2,3,4,6,7,8において、第1の部品延設領域R1にのみ光ファイバOf及び積層部材Stを配置しているが、実施の形態1と同様に、第2の部品延設領域R2にも光ファイバOf及び積層部材Stを配置して所望の光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光接続するようにしてもよい。また、そのように双方の側面のレンズ作用を利用して光接続された一方の光ファイバと、光素子アレイ301,302の光素子203,213、又は光接続ピン207とを、双方の側面のレンズ作用を利用して光接続するようにしてもよい。
【0176】
また、上記実施の形態4,7,8において、電極ピン210を増設し、それらを実施の形態5と同様にジャンパ部材303を用いて電気的に接続するようにしてもよい。
【0177】
また、上記実施の形態8において、EOボード402とEOチップ403との間を光接続ピン207で接続するようにしてもよい。
【0178】
また、上記実施の形態8において、EOボード402ではなくEOチップ403に位置決めピン202を配設し、光ファイバOf及び積層部材StをEOチップ403側に配置するようにしてもよい。
【0179】
また、上記実施の形態1〜8では、位置決めピン202又は電極ピン210を円柱形状としているが、これらは光ファイバOf及び積層部材Stを積層しようとしている高さまで一定の径を有すればよく、先端の形状は問わない。また、断面も円形には限られず、例えば、4角形,3角形等としてもよい。
【0180】
また、上記実施の形態2,4,7,8において、光素子アレイ301,302は、嵌合孔301a,302aを有するものとしているが、これを図15に示すジャンパ部材303のように、半開状の嵌合溝302bを有するものとしてもよい。また、光素子アレイ301,302を位置決めピン202又は電極ピン210に嵌入するようにしているが、これらを位置決めピン202又は電極ピン210間に嵌挿することにより位置決めするようにしてもよい。
【0181】
また上記実施の形態6,7,8において、EOチップを用いているが、これは平坦な部品配設面を有する光電子集積装置の一例を示したものであり、EOチップに代えて、例えば、フレーム等の固定部材の中央部にEOチップを、周辺部にEOチップとボンディングワイヤで接続されたボンディングパッドをそれぞれ配設したパッケージであって、該固定部材の一部に平坦な部品配設面を有するようなものを用いてもよい。
【0182】
また、上記実施の形態1〜8では、積層配置された光ファイバOf及び積層部材St、及び光素子アレイ301,302を接着剤で固定するようにしたが、例えば、位置決めピン202,電極ピン210との嵌合孔を有する押さえ板で押さえることにより固定するようにしてもよい。
【0183】
また、上記実施の形態2において、レンズアレイ301を固定する位置決めピン202(係合ピン)を1本とするとともに該係合ピン及びレンズアレイ301の嵌合孔301aの断面形状を異形(3角形、4角形等)とし、それにより1本の係合ピンでレンズアレイ301を位置決めするようにしてもよい。
【0184】
また、上記実施の形態3,4,6,7,8において、光導波部材Ofと光接続ピン207とを光コネクタで光接続するようにしてもよい。
【0185】
また、上記実施の形態1〜8において、部品延設領域R1,R2の片側に位置する位置決めピン202(並列方向保持手段)に代えて、例えば、V溝を有する固定台の該V溝で位置決めされた光ファイバOf等、他の並列方向保持手段を用いるようにしてもよい。この場合でも、なお、他方の側の位置決めピン202が並列方向保持手段として用いられているため、簡単な構成で多数本の光ファイバを並列に密接配置することが可能である。
【0190】
また、請求項の発明によれば、光配線を有する基板の平坦な部品配設面に、基板の光配線と接続され光導波部材と同一構造を有する光接続ピンを垂直に突設するとともに、所定の高さまで一定径を有する複数の位置決めピンを、ある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、位置決めピンの間隔より長い円柱形状の光導波部材を用い、予め部品延設領域の幅を光導波部材が丁度整数本並ぶように設定しておき、光導波部材を部品延設領域に積層することにより、各導波部材が幅方向及び高さ方向に位置決めされるとともに導波部材と光接続ピンとが互いに90°捩じれた関係に位置せしめられる。このため、さらに導波部材及び光接続ピンを、45°の傾斜端面を有する特定構造のものとするとともに導波部材が部品延設領域に積層されたとき該積層された導波部材の傾斜端面と光接続ピンの傾斜端面とが特定の位置関係となるように設定しておけば、導波部材を上記のように積層しかつその長手方向における位置及び周方向における角度を合わせるだけで、導波部材と光接続ピンとを双方の側面のレンズ作用を利用して光結合させることができ、その結果、簡単な構成で光配線を外部と容易に接続することが可能な光配線基板を提供することができる。また、部品配設面に、上記部品延設領域に垂直な他の部品延設領域を形成するように位置決めピンをさらに配設することにより、光回路を容易に構築することが可能な光配線基板を提供することができる。
【0191】
また、請求項の発明によれば、電気配線及び光配線を有する基板の平坦な部品配設面に、基板の電気配線に接続された電極ピン,及び基板の光配線に接続された光接続ピンをそれぞれ垂直に突設するとともに、所定の高さまで一定径を有する複数の位置決めピンを、ある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、部品延設領域に光導波部材を積層することにより簡単な構成で光配線を外部と容易に接続することが可能であるとともに、電極ピンを光素子アレイの位置決めに利用することにより光回路を容易に構築することが可能であり、かつ、電極ピンを通じて光素子アレイの光素子に給電するように構成することにより光電子回路を容易に構築することが可能な光電子配線基板を提供することができる。
【0192】
また、請求項の発明によれば、請求項の発明において、上記位置決めピンを、さらに第1の部品延設領域に垂直な方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第2の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように配置したので、光導波部材を、方向が異なる部品延設領域に互いに交差するように積層することにより、側面のレンズ作用を利用してなる光接続,光合分波等の機能を有する光回路を容易に構築することが可能となる。
【0193】
また、請求項の発明によれば、請求項又はの発明において、上記位置決めピンの一部を、少なくとも上記所定の高さまで一定の径を有するように形成された上記電極ピンで構成するようにしたので、位置決めピンを節約することができる。
【0194】
また、請求項の発明によれば、本体の平坦な部品配設面に、本体の光電子回路に電気的に接続された電極ピン,及び本体の光電子回路に光学的に接続された光接続ピンをそれぞれ垂直に突設するとともに、所定の高さまで一定径を有する複数の位置決めピンを、ある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように垂直に突設したので、部品延設領域に光導波部材を積層することにより簡単な構成で光電子回路を光学的に外部と容易に接続することが可能であるとともに、電極ピンを光素子アレイの位置決めに利用することにより光回路を容易に構築することが可能であり、かつ、電極ピンをジャンパ部材で接続する等することにより容易にその光電子回路を外部配線等することが可能な光電子集積装置を提供することができる。
【0195】
また、請求項の発明によれば、請求項の発明において、上記位置決めピンを、さらに第1の部品延設領域に垂直な方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第2の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、それらを幅方向に位置決め可能なように配置したので、光導波部材を、方向が異なる部品延設領域に互いに交差するように積層することにより、側面のレンズ作用を利用してなる光接続,光合分波等の機能を有する光回路を容易に構築することが可能となる。
【0196】
また、請求項の発明によれば、請求項又はの発明において、上記位置決めピンの一部を、少なくとも上記所定の高さまで一定の径を有するように形成された上記電極ピンで構成するようにしたので、位置決めピンを節約することができる。
【0202】
また、請求項の発明によれば、特定構造の円柱形状を有する光導波部材を、請求項5の光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、かつ光導波部材と光接続ピンとが光結合されるように1層以上積層したので、光導波部材を積層し、光接続ピンと光接続することにより、並列に積層配置された光配線基板の外部光配線を容易に行うことが可能な光モジュールを提供することができる。
【0203】
また、請求項の発明によれば、特定構造の円柱形状を有する光導波部材を、請求項2〜4のいずれかの光電子配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、かつ光導波部材と光接続ピンとが光結合されるように1層以上積層したので、光導波部材を積層し、光接続ピンと光接続することにより、並列に積層配置された光電子配線基板の外部光配線を容易に行うことが可能な光モジュールを提供することができる。
【0204】
また、請求項10の発明によれば、特定構造の円柱形状の光導波部材を、請求項の光電子配線基板の第1の部品延設領域及び第2の部品延設領域に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、方向の異なる方向の部品延設領域のもの同士が交差し、交差点の一部又は全部で、相接触する2つの光導波部材が双方の側面のレンズ作用を利用して光結合され、かつ少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの光接続ピンとが光結合されるように1層以上積層配置したので、光導波部材を45°の傾斜端面を有するものとするとともに、これを長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層し、光導波部材と光接続ピンとを光接続することにより、容易に光電子配線基板の外部光配線が可能で容易に光導波部材間の光接続を構築することが可能な光モジュールを提供することができる。
【0205】
また、請求項11の発明によれば、請求項又は10の発明において、光素子が二次元方向に配置された光素子アレイを、上記光電子配線基板の複数の位置決めピンで光素子が一部又は全部の部品延設領域に位置するよう位置決めし、上記光導波部材を、対応する光素子と光結合するように配置したので、光素子アレイを上記位置決めピンに嵌入する等して配置し、光導波部材を長手方向に位置合わせしながら積層することにより、さらに光回路を容易に得ることが可能な光モジュールを提供することができる。
【0206】
また、請求項12の発明によれば、請求項11のいずれかの発明において、光電子集積装置が基板の部品配設面に対向するように配置され、少なくとも、基板の1以上の電極ピンの一部若しくは全部が光電子集積装置の光電子回路に電気的に接続され、又は基板の1以上の光接続ピンの一部若しくは全部が光電子集積装置の光電子回路に光学的に接続されてなるものとしたので、光電子配線基板と光電子集積装置との間に、所望の光配線又は光電子回路を容易に構築可能な光モジュールを提供することができる。
【0207】
また、請求項13の発明によれば、特定構造の円柱形状を有する光導波部材を、請求項5〜7のいずれかの光電子集積装置の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、かつ光導波部材と光接続ピンとが光結合されるように1層以上積層したので、光導波部材及び光接続ピンを45°の傾斜端面を有するものとするとともに、光導波部材を長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより、容易に光電子集積装置の外部光配線を行うことがが可能な光モジュールを提供することができる。
【0208】
また、請求項14の発明によれば、特定構造の円柱形状の光導波部材を、請求項の光電子集積装置の第1の部品延設領域及び第2の部品延設領域に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並び、方向の異なる方向の部品延設領域のもの同士が交差し、交差点の一部又は全部で、相接触する2つの光導波部材が双方の側面のレンズ作用を利用して光結合され、かつ少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの光接続ピンとが光結合されるように1層以上積層配置したので、光導波部材を45°の傾斜端面を有するものとするとともに、これを長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層し、光導波部材と光接続ピンとを光接続することにより、容易に光電子集積装置の外部光配線が可能で容易に光導波部材間の光接続を構築することが可能な光モジュールを提供することができる。
【0209】
また、請求項15の発明によれば、請求項13又は14の発明において、光素子が二次元方向に配置された光素子アレイを、上記光電子集積装置の複数の位置決めピンで光素子が一部又は全部の部品延設領域に位置するよう位置決めし、上記光導波部材を、対応する光素子と光結合するように配置したので、光素子アレイを上記位置決めピンに嵌入する等して配置し、光導波部材を長手方向に位置合わせしながら積層することにより、さらに光回路を容易に得ることが可能な光モジュールを提供することができる。
【0210】
また、請求項16の発明によれば、請求項1315のいずれかの発明において、光電子配線基板が本体の部品配設面に対向するように配置され、少なくとも、本体の1以上の電極ピンの一部若しくは全部が光電子配線基板の電気配線に電気的に接続され、又は本体の1以上の光接続ピンの一部若しくは全部が光電子配線基板の光配線に光学的に接続されてなるものとしたので、光電子集積装置と光電子配線基板との間に、所望の光配線又は光電子回路を容易に構築可能な光モジュールを提供することができる。
【0211】
また、請求項17の発明によれば、請求項11又は15の発明において、上記光素子アレイが電極を有する光素子からなるものを含み、電極を有する光素子からなる光素子アレイが、内面に光素子の電極に接続された電極ピンとの接触用の電極を有する孔又は溝を位置決め用の電極ピンと嵌合せしめることにより位置決めされてなるものとしたので、光素子アレイを所定の位置決め用電極ピンと嵌入し、光導波部材を位置決めピン間に積層することにより作成することができ、その結果、容易に光電子回路を構築可能な光モジュールを提供することができる。
【0212】
また、請求項18の発明によれば、請求項17のいずれかの発明において、光導波部材と光接続ピンとの光結合が、双方の側面のレンズ作用を利用することにより形成されるようにしたので、光導波部材及び光接続ピンを45°の傾斜端面を有するものとするとともに、光導波部材を長手方向の位置及び周方向の角度を合わせながら積層することにより、光配線基板,光電子配線基板,又は光電子集積装置と外部光配線との接続を容易に行うことが可能な光モジュールを提供することができる。
【0213】
また、請求項19の発明によれば、請求項18のいずれかの発明において、光導波部材のうち、他の光導波部材,光素子アレイの光素子,又は光接続ピンと光結合しない光導波部材の一部又は全部を、該光結合しない光導波部材と同一形状の積層部材で構成するようにしたので、光導波部材を節約することができる。
【0214】
また、請求項20の発明によれば、請求項のいずれかの光電子配線基板、請求項のいずれかの光電子集積装置、又は請求項18のいずれかの光モジュールと、この光電子配線基板,光電子集積装置,又は光モジュールの上記電極ピンに嵌合する複数の孔又は溝を有し、該複数の孔又は溝に嵌合する電極ピン同士を電気的に接続する1以上のジャンパ部材とを備え、上記光電子配線基板,光電子集積装置,又は光モジュールの電極ピンのうちの2以上のものが、上記1以上のジャンパ部材の孔又は溝と嵌合することにより各ジャンパ部材を介して電気的に接続されてなるものとしたので、ジャンパ部材を電極ピンに嵌入するだけで、光電子配線基板、光電子集積装置、又は光モジュールの所望の電気配線を行うことができ、その結果、容易に電気配線を行うことが可能な光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による光モジュールを構築するのに用いる光学台の構成を示す外観図であって、上面図(図1(a) )、正面図(図1(b) )、及び右側面図(図1(c) )である。
【図2】 他の方法で位置決めピンを配置した光学台の構成を示す外観図であって、上面図(図2(a) )、正面図(図2(b) )、及び右側面図(図2(c) )である。
【図3】 本実施の形態1による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図3(a) )、正面図(図3(b) )、及び右側面図(図3(c) )である。
【図4】 光ファイバ間を双方の側面のレンズ作用を利用して光結合した光導波路の構成を示す図であり、斜視図(図4(a) )、図4(a) のA矢示図(図4(b) )、及び図4(a) のB矢示図(図4(c) )である。
【図5】 図4の光導波路の解析モデルを示す模式図である。
【図6】 図4の光導波路のパラメータαに対する結合効率ηを示すグラフ図である。
【図7】 図4の光導波路のクラッドの屈折率nc に対するパラメータαを示すグラフ図である。
【図8】 図4の光導波路のクラッド半径に対する比で表した光ファイバ間隔Dに対するパラメータαを示すグラフ図である。
【図9】 光配線をU字状に引き回すことが可能な光導波路の構成を示す図であって、斜視図(図9(a) ),図9(a) のA矢示図(図9(b) ),及び図9(a) のB矢示図(図9(c) )である。
【図10】 光ビームを合分波可能な光導波路の構成を示す図であって、斜視図(図10(a) ),図10(a) のA矢示図(図10(b) ),及び図10(a) のB矢示図(図10(c) )である。
【図11】 本発明の実施の形態2による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図11(a) )、正面図(図11(b) )、及び右側面図(図11(c) )である。
【図12】 本発明の実施の形態3による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図12(a) )、正面図(図12(b) )、及び右側面図(図12(c) )である。
【図13】 本発明の実施の形態4による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図13(a) )、正面図(図13(b) )、及び右側面図(図13(c) )である。
【図14】 本発明の実施の形態5による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図14(a) )、正面図(図14(b) )、及び右側面図(図14(c) )である。
【図15】 図14の光モジュールに用いるジャンパ部材の他の構成を示す斜視図である。
【図16】 本発明の実施の形態6による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図16(a) )、正面図(図16(b) )、及び右側面図(図16(c) )である。
【図17】 本発明の実施の形態7による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図17(a) )、正面図(図17(b) )、及び右側面図(図17(c) )である。
【図18】 本発明の実施の形態8による光モジュールの構成を示す外観図であって、上面図(図18(a) )、正面図(図18(b) )、及び右側面図(図18(c) )である。
【符号の説明】
1 コア、2 クラッド、100 ロッドレンズ、101 半板部、102 半円部、201 基台、201a,206a,209a,215a 部品配設面、202 位置決めピン、203 集光レンズ、204 レンズの中心軸、206,209 基板、207 光接続ピン、207a 第1の光接続ピン、207b 第2の光接続ピン、208 光配線、210 電極ピン、210a 第1の電極ピン、210b 第2の電極ピン、210c 第3の電極ピン、211 電気配線、212 電極ピン接触用電極、213 半導体レーザ、214 レーザ光出射孔の中心軸、215 チップ、216 光電子回路、301 レンズアレイ、301a,302a,303a 嵌合孔、302 レーザアレイ、303 ジャンパ部材、303b 嵌合溝、400 光学台、401 光配線基板、402 EOボード、403 EOチップ、Ax 光ファイバの中心軸、Ax1 第1の光ファイバの中心軸、Ax2 第2の光ファイバの中心軸、Ax3 第1の光ファイバ/第2の光ファイバ直交軸、Ax4 第1の光ファイバの傾斜端面の中心軸、Ax5 第2の光ファイバの傾斜端面の中心軸、Ax6 ロッドレンズの中心軸、Ax7 第3の光ファイバの中心軸、Cp1 第1の光ファイバの傾斜端面の中心点、Cp2 第2の光ファイバの傾斜端面の中心点、d 光ファイバ間隔、F 傾斜端面、F1 第1の光ファイバの傾斜端面、F2 第2の光ファイバの傾斜端面、F3 第3の光ファイバの傾斜端面、nc クラッドの屈折率、ne 等価屈折率、Of 光ファイバ、Of1 第1の光ファイバ、Of2第2の光ファイバ、Of3 第3の光ファイバ、P1〜P3 ポート、R1 第1の部品延設領域、R1a 後側の第1の部品延設領域、R1b 前側の第1の部品延設領域、R2 第2の部品延設領域、S 傾斜端面F1及び傾斜端面F3の間隔、St 積層部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical bench, an optical wiring board, an optoelectronic wiring board, an optoelectronic integrated device, and an optical module, and in particular, an optical bench, an optical wiring board, and an optoelectronic integrated device capable of easily constructing an optical module by stacking optical waveguide members. And an optical module that can be easily constructed by laminating optical waveguide members.
[0002]
[Prior art]
A conventional optical bench is composed of an optical surface plate, on which optical light such as a semiconductor laser and a photodiode, an optical active element, an optical modulator, an optical switch, an optical filter, an optical multiplexer / demultiplexer, a lens, a mirror, and the like An optical system has been constructed by arranging optical components such as passive elements, optical fibers, and optical connectors using a fixed base. At this time, in order to fix the optical fiber, a fixing base having a U-shaped groove or a V-shaped groove formed on the upper surface thereof has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, an optical computer or the like may be required to arrange a large number of optical fibers closely in parallel. In such a case, the conventional fixing base has a problem in that it is necessary to provide a large number of U-shaped or V-shaped grooves according to the number of optical fibers, and the configuration of the fixing base becomes complicated.
[0004]
In addition, in the previous application (Japanese Patent Application No. 9-161277, unpublished), the applicant improved the disadvantage of the conventional optical fiber optical connection structure that the coupling efficiency was low. We have proposed an optical connection structure that uses the lens action on the side to make optical connections.
[0005]
In this optical connection structure, a 45 ° inclined end face is provided at the end of a cylindrical optical waveguide member having a different refractive index so that light can propagate along its central axis, and the optical waveguide is provided with this inclined end face. When the members are viewed from the direction perpendicular to each other, the centers of both inclined end faces coincide with each other, they intersect at an angle of 90 °, both inclined end faces face in opposite directions, and both have a specific distance. With such a configuration, the light beams traveling along the central axis of one of the optical waveguide members and reflected by the inclined end faces are in a positional relationship where they are twisted by 90 ° relative to each other. Due to the lens action on the side surfaces of the two optical waveguide members, components in two directions orthogonal to each other in the cross-sectional direction of the light beam receive a convergence effect. Therefore, by appropriately selecting the diameter and refractive index of both optical waveguide members, the reflected light beam can be evenly converged in the cross-sectional direction, and the distance between the two optical waveguide members can be set to the other. By setting the inclined end face of the optical waveguide member to a position where the reflected light beam has the same diameter as the diameter of the light propagation portion of the other optical waveguide member, the reflected light beam Can be propagated to the other optical waveguide member. That is, the optical waveguide members can be optically connected with a coupling efficiency of 1. And by applying this optical connection structure, an optical waveguide, an optical multiplexer / demultiplexer, an optical filter, etc. can be constructed.
[0006]
Further, in this optical connection structure, by selecting the spot size, the diameter, and the refractive index of both optical waveguide members, the mutual coupling efficiency can be set to 1 in a state where both are in contact with each other. It is convenient for the wave member to have such a structure and to arrange both of them in a stacked manner.
[0007]
However, in the fixed base having a U-shaped or V-shaped groove used in the conventional optical bench, it is suitable for arranging one layer of the optical waveguide member in one direction, but like this optical connection structure, There is a problem that it is inconvenient to arrange the optical waveguide members to be optically stacked in a direction twisted by 90 °.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems. An optical bench, an optical wiring board, an optoelectronic wiring board, which can arrange a large number of optical waveguide members in close contact with each other with a simple configuration, Another object of the present invention is to provide an optical module that can be easily constructed by stacking optical optoelectronic integrated devices and optical waveguide members.
[0009]
The present invention also provides an optical bench, an optical wiring board, an optoelectronic wiring board, an optoelectronic integrated device, and optical connecting optical waveguides that are convenient for stacking optical waveguide members that are optically connected in a 90 ° twisted direction It is an object of the present invention to provide an optical module that can be easily constructed by stacking and stacking in a direction twisted by 90 °.
[0014]
  The present invention (claims)1) Optical wiring board having optical wiring, a main part having a flat component arrangement surface, and a vertical projection to the component arrangement surface of the substrate, the base end of which is a light of the substrate It is made of a material that is optically connected to the wiring and can transmit light. Its cross section is circular and columnar, and its refractive index is varied in the cross section direction so that light can propagate along its central axis. Each of the one or more optical connecting pins and one or more component extending regions that protrude perpendicularly to the component placement surface of the substrate and extend linearly and in a strip shape in a virtual direction on the component placement surface. A plurality of component extending regions are arranged along both side edges so as to be positioned in the width direction, and positioning pins are formed so as to have a constant diameter at least up to a predetermined height. .
[0015]
  The present invention (claims)2The optoelectronic wiring board is provided with an electric wiring and an optical wiring, a main part having a flat part disposition surface, and a base part projecting perpendicularly to the component disposition surface. One or more electrode pins electrically connected to the electrical wiring of the substrate, and projecting perpendicularly to the component placement surface of the substrate, the proximal end of which is optically connected to the optical wiring of the substrate, and light One or more optical connecting pins made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a columnar shape, and having different refractive indexes in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis, and the substrate Along one side edge of each of the one or more first component extending regions extending perpendicularly to the component placement surface and extending linearly and in a belt-like direction on the component placement surface, A plurality of first component extension regions are arranged so as to be positioned in the width direction, and at least predetermined It is obtained by a positioning pin formed so as to have a constant diameter in summary.
[0016]
  The present invention (claims)3The optoelectronic wiring board is the optoelectronic wiring board (claim).2), The positioning pin is further hypothesized on the component placement surface of the substrate, and is one or more second component extending regions extending linearly and in a strip shape in a direction perpendicular to the first component extending region. A plurality of each of the second component extension regions are arranged along the both side edges so as to be positioned in the width direction.
[0017]
  The present invention (claims)4The optoelectronic wiring board is the optoelectronic wiring board (claim).2Or3)PartThe electrode pins are formed so as to have a constant diameter at least up to the predetermined height.
[0018]
  The present invention (claims)51) an integrated electronic device, an opto-electronic circuit including the optical device, a main body having a flat component arrangement surface formed on the surface thereof, and a projection perpendicular to the component arrangement surface of the main body. One or more electrode pins whose base ends are electrically connected to the optoelectronic circuit of the main body and projecting perpendicularly to the component mounting surface of the main body, and the base end is optically connected to the optoelectronic circuit of the main body And having a refractive index in the direction of the cross section so that the light can propagate along the central axis. Both sides of each of the optical connection pins and one or more first component extending regions that protrude perpendicularly to the component disposition surface of the main body and extend linearly and in a strip shape in a virtual direction on the component disposition surface Each of the first component extending regions can be positioned in the width direction along the edge. To a plurality of arranged, and is obtained by a positioning pin formed so as to have a constant diameter up to at least a predetermined height.
[0019]
  The present invention (claims)6The optoelectronic integrated device is the optoelectronic integrated device (claim).5In the optoelectronic integrated device described above, the positioning pin further includes at least one positioning pin that is hypothesized on the component placement surface of the main body and extends linearly and in a strip shape in a direction perpendicular to the first component extending region. A plurality of each of the second component extending regions are arranged so as to be positioned in the width direction along both side edges of each of the two component extending regions.
[0020]
  The present invention (claims)7The optoelectronic integrated device is the optoelectronic integrated device (claim).5Or6)PartThe electrode pins are formed so as to have a constant diameter at least up to the predetermined height.
[0026]
  The present invention (claims)8The optical module of claim)1An optical waveguide board made of a material that can transmit light, and has a circular cross section and a columnar shape, and a refractive index that is different in the cross section direction so that light can propagate along the central axis. The optical waveguide member is arranged such that an integral number of parts having the same diameter are arranged in a part extending region of a part or all of the optical wiring board in the width direction of one component extending region. One or more layers are arranged, and at least one of the optical waveguide members arranged in the one or more layers and at least one of the optical connection pins are optically coupled.
[0027]
  The present invention (claims)9The optical module of claim)2-4It is made of a material that can transmit light, and its cross section is circular and has a column shape, and its refractive index is different in the cross section direction so that light can propagate along its central axis. An optical waveguide member, and the optical waveguide member has an integer number of parts having the same diameter in the width direction of one component extension region in part or all of the component extension region of the optical wiring board. Thus, one or more layers are arranged, and at least one of the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one of the optical connection pins are optically coupled. .
[0028]
  The present invention (claims)10The optical module of claim)3An optical waveguide board made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a column shape, and having a different refractive index in the cross section direction so that light can propagate along the central axis. The optical waveguide member is formed in one layer in a part or all of the first component extension region and part or all of the second component extension region of the optoelectronic wiring board. Are arranged such that one or more layers having the same diameter are aligned in the width direction of one component extending region, and the optical waveguide member of the first component extending region disposed one or more layers, and The optical waveguide member in the second component extension region intersects at one or more locations so as to be in phase contact with each other in the height direction, and the optical waveguide member in the first component extension region and the second component extension Two optical waveguide members that are in phase contact with each other at one or more of the intersections with the optical waveguide member in the installation area At least one of the optical waveguide members arranged so as to be optically coupled by utilizing the lens action on the side surface of the optical waveguide, and at least one of the optical waveguide members, and at least one of the optical connection pins are optically coupled. It is supposed to be.
[0029]
  The present invention (claims)11) Of the optical module (claim)9Or10), An optical element array in which one or more optical elements that change the physical quantity of light are arranged in a two-dimensional direction, and the optical element array is the first or the first optical element in which the waveguide member is arranged. It shall be positioned by two or more positioning pins or electrode pins of the optoelectronic wiring board so as to be optically coupled to a predetermined waveguide member of one or more of the second component extending regions It is.
[0030]
  The present invention (claims)12The optical module is the optical module (claim)9~111), an optoelectronic integrated device having an integrated electronic element and an optoelectronic circuit including the optical element is disposed to face the component placement surface of the substrate, and at least one or more electrode pins of the substrate are arranged. Part or all are electrically connected to the optoelectronic circuit of the optoelectronic integrated device, or part or all of one or more optical connection pins of the substrate are optically connected to the optoelectronic circuit of the optoelectronic integrated device. It is intended.
[0031]
  The present invention (claims)13The optical module of claim)5-7It is made of a material that can transmit light, and its cross section is circular and has a column shape, and the refractive index is made different in the cross section direction so that light can propagate along its central axis. An optical waveguide member, and the optical waveguide member has an integer number of parts having the same diameter in the width direction of one component extension region in part or all of the component extension region of the optical wiring board. Thus, one or more layers are arranged, and at least one of the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one of the optical connection pins are optically coupled. .
[0032]
  The present invention (claims)14The optical module of claim)6And an optical waveguide that is made of a material that can transmit light, has a circular cross section and a columnar shape, and has a different refractive index in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis. And the optical waveguide member is formed in one layer in a part or all of the first component extension region and part or all of the second component extension region of the optoelectronic integrated device. Are arranged such that one or more layers having the same diameter are aligned in the width direction of one component extending region, and the optical waveguide member of the first component extending region disposed one or more layers, and The optical waveguide member in the second component extension region intersects at one or more locations so as to be in phase contact with each other in the height direction, and the optical waveguide member in the first component extension region and the second component extension Two optical waveguide members that are in phase contact with each other at one or more of the intersections of the region with the optical waveguide member. At least one of the optical waveguide members arranged so as to be optically coupled using the lens action of the side surface and disposed in one or more layers and at least one of the optical connection pins are optically coupled. It is supposed to be.
[0033]
  The present invention (claims)15) Of the optical module (claim)13Or14), An optical element array in which one or more optical elements that change the physical quantity of light are arranged in a two-dimensional direction, and the optical element array is the first or the first optical element in which the waveguide member is arranged. It shall be positioned by two or more positioning pins or electrode pins of the optoelectronic wiring board so as to be optically coupled to a predetermined waveguide member of one or more of the second component extending regions It is.
[0034]
  The present invention (claims)16) Of the optical module (claim)13~15), An optoelectronic wiring board having an electrical wiring and an optical wiring is disposed so as to face the component placement surface of the main body, and at least a part or all of one or more electrode pins of the main body is the optoelectronic wiring board. Or part or all of one or more optical connection pins of the main body are optically connected to the optical wiring of the optoelectronic wiring board.
[0035]
  The present invention (claims)17) Of the optical module (claim)11Or15), The optical element array includes an optical element having an electrode. The optical element array including the optical element having the electrode is fitted to the positioning electrode pin, and the optical element array is formed on the inner surface thereof. A hole or groove having an electrode connected to the electrode of the element and arranged to contact the fitting electrode pin, and being positioned by fitting the hole or groove with the positioning electrode pin. It is supposed to be.
[0036]
  The present invention (claims)18) Of the optical module (claim)8~17In any of the above, the optical coupling between the optical waveguide member and the optical connection pin is made by utilizing the lens action on both side surfaces.
[0037]
  The present invention (claims)19) Of the optical module (claim)8~18In any of the above optical waveguide members, a part or all of the other optical waveguide members, the optical elements of the optical element array, or the optical waveguide members that are not optically coupled to the optical connection pins are not optically coupled. It is composed of a laminated member having the same shape as the wave member.
[0038]
  The present invention (claims)20The optical module of claim)2~4An optoelectronic wiring board according to claim 1,5~7Any of the optoelectronic integrated devices or claims9~18And a plurality of holes or grooves that fit into the electrode pins of the optoelectronic wiring board, optoelectronic integrated device, or optical module, and electrode pins that fit into the plurality of holes or grooves One or more jumper members that electrically connect the two or more of the electrode pins of the optoelectronic wiring board, optoelectronic integrated device, or optical module are holes or grooves of the one or more jumper members. Are electrically connected via each jumper member.
[0039]
  BookInvention (Claims)21The optical wiring board of the above-mentioned optical wiring board (claim)1), A V-shaped or U-shaped groove is formed on the substrate.
  The present invention (claims)22The optoelectronic wiring board is the optoelectronic wiring board (claim).2), A V-shaped or U-shaped groove is formed on the substrate.
  The present invention (claims)23The optoelectronic integrated device of the above-mentioned optoelectronic wiring board (claim)5), A V-shaped or U-shaped groove is formed on the substrate.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an external view showing a configuration of an optical bench used for constructing an optical module according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 (a) is a top view, FIG. 1 (b) is a front view, FIG. 1 (c) is a right side view.
In the figure, reference numeral 400 denotes an optical bench, which has a positioning pin (parallel holding means) 202 protruding vertically on an upper surface 201a of a base (vertical holding means) 201.
[0041]
The positioning pins 202 have a cylindrical shape with a predetermined diameter, and a plurality (16 in the illustrated example) are arranged in a grid pattern in the left-right direction and the front-rear direction on the upper surface 201a of the base. The positioning pin 202 may be made of a material having sufficient strength, and is made of resin, metal, or the like.
[0042]
The base 201 has, for example, a rectangular parallelepiped shape, and the upper surface 201a constitutes a component arrangement surface. The base 201 may be made of a material having sufficient strength, and is made of resin, metal, or the like.
[0043]
In addition, a plurality of positioning pins 202 arranged in a lattice form form a virtual strip region R1 in contact with the adjacent positioning pin group between the positioning pin groups extending in the left-right direction, and the positioning pin group extending in the front-rear direction Between the adjacent positioning pin groups, a virtual strip region R2 is formed, and the strip regions R1 and R2 respectively correspond to the first component extension region and the second component extension region. Constitute.
[0044]
These first and second component extending regions R1 and R2 are formed in the width direction by two pairs of positioning pins 202 positioned in pairs on both sides of the first and second component extending regions R1 and R2. The position is determined (positioned in the width direction). Therefore, when two positioning pins 202 are arranged on both sides of the component extension regions R1 and R2 as shown in FIG. 1, at least four and two directions are required to form a component extension region in one direction. It is necessary to form at least four parts extending regions so as to overlap each other.
[0045]
Further, the ratio of the distance between the positioning pins 202 in the front-rear direction (the width of the first component extending region R1) and the interval in the left-right direction (the width of the second component extending region R2) is set to 3: 2, for example. Has been.
[0046]
As will be described later, the distance between the positioning pins 202 is set according to the number of optical fibers to be arranged in the first component extending region R1 and the second component extending region R2 and the number of dummy laminated members. Is done. Further, as described above, the positioning pins 202 may be alternately arranged on both sides of the component extending regions R1 and R2 instead of being arranged in pairs on both sides of the component extending regions R1 and R2. This is shown in FIG.
[0047]
2A and 2B are external views showing the configuration of an optical bench in which positioning pins are arranged by another method. FIG. 2A is a top view, FIG. 2B is a front view, and FIG. 2C is a right side. FIG.
2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and FIG. 2 is different from FIG. 1 in that the positioning pins 202 are arranged in a staggered manner on the component arrangement surface 201a. .
[0048]
When the positioning pins are arranged in a staggered manner in this way, the component extending regions R1 and R2 are positioned in the width direction by the three positioning pins 202 alternately positioned on both sides of the component extending regions R1 and R2. Is done. Therefore, in the case where the positioning pins are alternately arranged on both sides of the component extending regions R1 and R2 in this way, at least three two-way component extending regions are formed to form one component extending region. It is necessary to form at least 4 pieces so as to overlap each other.
[0049]
3A and 3B are external views showing the configuration of the optical module according to the first embodiment. FIG. 3A is a top view, FIG. 3B is a front view, and FIG. 3C is a right side view. .
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the optical module according to the first embodiment includes the optical bench 400 of FIG. 1, the optical fiber Of, and the laminated member St.
[0050]
The optical fiber Of has a circular cross section with a predetermined diameter and a uniform structure in the longitudinal direction, a core 1 is formed at the center, a clad 2 is formed outside the core 1, and its spot size. The diameter of the clad 2 and the refractive index of the clad 2 are set to values that satisfy a specific condition described later. The optical fiber Of has an inclined end face F inclined by 45 ° with respect to the central axis, and the inclined end face F satisfies the total reflection condition for the light beam propagating through the core 1. .
[0051]
The laminated member St is used as a dummy of the optical fiber Of in order to position the optical fiber Of, and has a cylindrical shape having the same diameter as the optical fiber Of. The material of the laminated member St is not particularly limited. For example, the material of the laminated member St is SiO like the optical fiber Of.2Etc. Here, of course, the optical fiber Of may be used instead of the laminated member St.
[0052]
In addition, the distance between the positioning pins 202 of the optical bench 400 (the width of each component extending region) is such that the optical fiber Of or the laminated member St is exactly three pieces in the first component extending region R1 and the second component. It is set so that exactly two lines are arranged in the extended region R2. Here, if the number of the optical fibers Of or the laminated members St arranged in the component extension region is too large, it is difficult to align them. For example, optical fibers Of having a diameter of 125 μm, 200 μm, 250 μm, 500 μm, and 1 mm are used. The size of the base 201 is, for example, about 5 mm square to several cm square.
[0053]
Further, the optical fiber Of or the laminated member St disposed at both edges of the component extending regions R1 and R2 is longer than the distance between the positioning pins 202 in the direction of the component extending regions R1 and R2. There is a need.
[0054]
Then, two optical fibers Of and one laminated member St are disposed in the rear first component extending region R1a, and three laminated members St are disposed in the first first component extending region R1b. Two optical fibers Of are disposed in the second component extending region R2 on the right side, and the optical fibers Of are disposed on the optical fiber Of and the laminated member St disposed in the first component extending region R1. And it arrange | positions so that the lamination | stacking member St may be crossed. Accordingly, the optical fiber Of and the laminated member St arranged in this manner are positioned in the width direction of the component extension regions R1 and R2 by the positioning pins 202, and are positioned in the height direction by their own stacked structure. Here, each of the two optical fibers Of arranged in the first component extension region R1 and the two optical fibers Of arranged in the second component extension region R2 is 1 each. Each pair of optical fibers Of is viewed in a direction (vertical direction) perpendicular to both optical fibers Of, and the centers of both inclined end faces F coincide with each other, and both inclined end faces F are in opposite directions. It is arranged to face.
[0055]
The optical fiber Of and the laminated member St arranged in this manner are fixed to the base 201 so as to be partially covered with an adhesive (not shown).
[0056]
Next, the principle of an optical connection structure in which optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces will be described with reference to FIGS.
4A and 4B are diagrams showing the configuration of an optical waveguide in which optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces. FIG. 4A is a perspective view and FIG. 4B is a diagram in FIG. FIG. 4 (c) is a view shown by an arrow B in FIG. 4 (a). In the figure, the optical waveguide is composed of a first optical fiber Of1 and a second optical fiber Of2, and both the first and second optical fibers Of1, Of2 have a circular cross section and a central axis Ax1. , Ax2 has a linear shape with a constant diameter, one end has inclined end faces F1 and F2 made of mirror surfaces inclined by 45 ° with respect to the central axes Ax1 and Ax2, and the central portion has a predetermined diameter and a central axis direction. And a clad 2 formed on the outside of the core 1.
[0057]
The center Cp2 of the inclined end face F2 of the second optical fiber Of2 is the center Cp1 of the inclined end face F1 of the first optical fiber Of1 of the second optical fiber Of2 with respect to the first optical fiber Of1. The second optical fiber Of2 is positioned on the first optical fiber / second optical fiber orthogonal axis Ax3 orthogonal to the central axis Ax1 of the first optical fiber Of1 so as to sandwich the central axis Ax4 of the inclined end face F1. Of the second optical fiber Of2 is perpendicular to the first optical fiber / second optical fiber orthogonal axis Ax3 so as to sandwich the central axis Ax5 of the inclined end face F2 of the second optical fiber Of2, and the first optical fiber / first optical fiber The crossing angle of 90 ° with respect to the central axis Ax1 of the first optical fiber Of1 when viewed from the direction of the two optical fiber orthogonal axes Ax3, and the inclined end face F1 of the first optical fiber Of1 and the second optical fiber. The inclined end face F2 of the bar Of2 faces in directions opposite to each other when viewed from the first optical fiber / second optical fiber orthogonal axis Ax3 direction, and the second optical fiber Of2 and the first optical fiber Of1 The distance d is set to a specific value described later.
[0058]
The first and second optical fibers Of1, Of2 are made of a material that can transmit light, that is, a dielectric or a semiconductor, for example, SiO.sub.2.2Is used.
[0059]
The refractive index of the clad 2 is made smaller than the refractive index of the core 1, and the refractive indexes of the core 1 and the clad 2 are first relative to the refractive index of the medium (here, air) around the optical waveguide. , A value sufficiently large to satisfy the total reflection condition at the inclined end faces F1 and F2 of the second optical fibers Of1 and Of2.
[0060]
Further, in order to obtain the inclined end faces F1 and F2 of the first and second optical fibers Of1 and Of2, for example, first, a polishing machine having a polished surface with a rough finished surface is used, and the end of the optical fiber is polished to the polished surface. Then, the surface is polished at an angle of 45 ° to the surface, and then polished in the same manner using a polishing machine having a polished surface with a fine finished surface roughness, and finally the final polishing is performed. Thereby, the inclined end surfaces F1 and F2 which consist of mirror surfaces inclined 45 degrees with respect to the central axis can be obtained.
[0061]
Next, an analysis model of the optical waveguide configured as described above will be described.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an analysis model. As shown in the figure, it is assumed that the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 are in contact with each other, and a light beam is incident on the first optical fiber Of1 and is emitted from the second optical fiber Of2. And Also, the coordinate axis is taken so that the traveling direction of the incident beam of the first optical fiber Of1 is the x direction and the traveling direction of the outgoing beam of the second optical fiber Of2 is the -y direction. For the sake of simplicity, the Goose Henschen shift is ignored. In the drawing, the diameter of the core 1 is greatly exaggerated for easy understanding.
[0062]
In this case, the light beam incident on the first optical fiber Of1 is totally reflected at the inclined end face F1 of the first optical fiber and the inclined end face F2 of the second optical fiber, and is bent at a right angle. A bent light beam is considered to go straight if the Goose Henschen shift is ignored. At this time, the incident beam (propagation mode) traveling in the x direction and the outgoing beam traveling in the -y direction are both considered to be propagation problems of the mode traveling in the z direction. Accordingly, the connecting portion between the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 is provided with a refractive index n of the cladding.cCan be equivalently replaced with the half-plate part 101 and the semi-circular part 102.
[0063]
Next, the coupling efficiency η (hereinafter simply referred to as coupling efficiency η) from the first optical fiber Of1 to the second optical fiber Of2 is obtained. The mode function in a single mode optical fiber can be approximated by a Gaussian function. Here, the spot size (light beam diameter) in the optical fiber is ω, and the light propagating in the optical fiber is converted into the equivalent refractive index n of the core 1.eWhen approximated by a Gaussian beam having a spot size ω propagating in a homogeneous fiber having λ, the ABCD parameter of the ray matrix at the connection between the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 is ,
[0064]
[Expression 1]
Figure 0004184464
[0065]
It becomes. Here, a is the radius of the cladding (= radius of the optical fiber).
[0066]
Therefore, the spot size in the first optical fiber Of1 isA, The spot size in the second optical fiber Of2 is ωBThen, the ratio ωA/ ΩBFrom equation (1)
[0067]
[Expression 2]
Figure 0004184464
[0068]
It becomes. Here, if the wavelength of the light beam is λ, the parameter α is α = πωA 2/ Λa, which equivalently represents the spot size of the light beam.
[0069]
The coupling efficiency η is
[0070]
[Equation 3]
Figure 0004184464
[0071]
It is expressed.
[0072]
Where the refractive index n of the claddingcAs a parameter, the relationship between the coupling efficiency η and the parameter α is shown in FIG. In FIG. 6, it can be seen that the coupling efficiency η is the highest in the vicinity where the parameter α is 2, and becomes 1, and the coupling efficiency η decreases as the parameter α further increases.
[0073]
Next, when obtaining the condition that the coupling efficiency η = 1, from the equations (2) and (3),
[0074]
[Expression 4]
Figure 0004184464
[0075]
It becomes.
[0076]
The parameter α in this equation (4) and the refractive index n of the claddingcThe relationship is shown in FIG.
[0077]
Therefore, from FIG. 6 and FIG. 7, the parameter α and the refractive index n of the cladcIt can be seen that the coupling efficiency η can be set to 1 by appropriately selecting. Further, the condition for the coupling efficiency η to be 1 is that the equivalent refractive index n of the core 1 is obtained from the equation (4).e, Refractive index n of clad 2c, And the parameter α. The parameter α is determined by the spot size ω of the optical fiber, the radius a of the cladding, and the wavelength λ of the light beam. In the above analysis, it is assumed that the medium around the optical waveguide is air. However, when the medium around the optical waveguide is a substance other than air, depending on the refractive index of the medium. The analysis result may be corrected. Therefore, the condition for the coupling efficiency η to be 1 is uniquely determined if the wavelength λ of the incident light beam and the structure of the optical fiber are determined.
[0078]
Next, a case where the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 are separated will be described. The distance between the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 (hereinafter referred to as the optical fiber distance) is d, and the ratio of the optical fiber distance d to the cladding radius a (hereinafter referred to as the ratio to the cladding radius). When d / a is described as D, and the coupling efficiency η is 1 in the same manner as described above,
[0079]
[Equation 5]
Figure 0004184464
[0080]
It becomes. Therefore, it can be seen that by satisfying the expression (5), the coupling efficiency η can be set to 1 even when the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 are separated.
[0081]
In addition, the following condition must be satisfied with respect to the optical fiber distance D expressed by the ratio to the cladding radius from the equation (5).
[0082]
[Formula 6]
Figure 0004184464
[0083]
The relationship between the parameter α in this equation (5) and the optical fiber distance D expressed as a ratio to the cladding radius is expressed by the refractive index n of the cladding.cIs shown as a parameter in FIG. In FIG. 8, an arbitrary refractive index ncOn the other hand, in a region where the optical fiber distance D expressed by the ratio to the cladding radius is small, there is a parameter α at which the coupling efficiency η is 1, but when the optical fiber distance D expressed by the ratio to the cladding radius is greater than a certain value. In that region, there is no parameter α at which the coupling efficiency η is 1. Therefore, it can be seen that the coupling efficiency η cannot be 1 when the first optical fiber Of1 and the second optical fiber Of2 are separated from each other by a certain distance.
[0084]
Therefore, in the optical waveguide in which the optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces, the optical fiber interval d is set so as to satisfy the formula (5). Depending on the wavelength, the spot size ω in the first optical fiber Of1A, Spot size ω in the second optical fiber Of2B, Cladding radius a, and cladding refractive index ncIs appropriately selected so that the distance d between the optical fibers becomes a desired value. Also, the spot size ω in the first and second optical fibersA, ΩBCan be changed relatively easily by using a thermal diffusion technique such as the dopant of the core 1.
[0085]
Next, in FIGS. 4 and 5, in the optical waveguide configured as described above, when a light beam having a predetermined wavelength λ is incident on the other end of the first optical fiber Of1, the incident light beam is The spot size ω along the central axis Ax1 at the center of one optical fiber Of1.AAnd is reflected at a central point Cp1 of the inclined end face F1 of the first optical fiber Of1 at an angle of 45 ° with respect to the central axis Ax4 of the inclined end face F1, and the first optical fiber / second optical fiber orthogonal axis It passes along the side surface of the first optical fiber Of1 and the side surface of the second optical fiber Of2 along Ax3, and is 45 ° with respect to the central axis Ax5 of the inclined end surface F2 at the inclined end surface F2 of the second optical fiber Of2. Reflecting at an angle, the center size of the second optical fiber Of2 is spot size ω along the central axis Ax2BAnd is emitted from the other end of the second optical fiber Of2.
[0086]
At this time, the light beam reflected at the center Cp1 of the inclined end face F1 of the first optical fiber expands in diameter because there is no light confinement structure in the radial direction of the first optical fiber Of1, and this diameter is increased. The light beam having a spread is subjected to a uniform convergence effect in the cross-sectional direction of the light beam by the lens action of the side surfaces of the first and second optical fibers Of1 and Of2, which are in a positional relationship twisted by 90 °. Here, the optical fiber interval d obtained by the analysis based on the above analysis model is obtained by reflecting the light beam whose diameter is expanded by being reflected at the center Cp1 of the inclined end face F1 of the first optical fiber, by the convergence effect. Spot size ω when propagating in the optical fiber Of2BSince the spacing is such that the center Cp2 of the inclined end face F2 of the second optical fiber is located at a position having the same diameter as that of the second optical fiber, the light beam subjected to the convergence effect is the same as that of the second optical fiber. The spot size ω in the second optical fiber Of2 at the center Cp2 of the inclined end face F2BAnd the entire light beam reflected by the inclined end face F2 of the second optical fiber is incident on the core 1 of the second optical fiber Of2. Therefore, the coupling efficiency η between the two optical fibers Of1, Of2 is 1.
[0087]
Further, when a light beam having a predetermined wavelength λ is incident on the other end of the second optical fiber Of2, the incident light beam follows a path completely opposite to that described above, and has a coupling efficiency of 1 as described above. The second optical fiber Of2 propagates to the first optical fiber Of1, and is emitted from the other end of the first optical fiber Of1.
[0088]
In the above description, the crossing angle between the first and second optical fibers Of1, Of2 and the first optical fiber / second optical fiber orthogonal axis Ax3, the first optical fiber Of1 and the second optical fiber. The intersection angle with Of2, the inclination angles of the inclined end faces F1 and F2 of each optical fiber, and the optical fiber interval d are assumed to be ideal values. As can be inferred from the graph of FIG. Even if the optical fiber interval d is slightly deviated from the ideal value, the coupling efficiency between the optical fibers does not rapidly decrease. Therefore, each of these angles and the optical fiber interval d can be set to values according to the required coupling efficiency within a range close to the ideal value.
[0089]
Moreover, although the optical fiber which consists of the core 1 and the clad 2 is used as an optical waveguide member, you may use the rod lens which changes a refractive index so that it may become small gradually in the radial direction.
[0090]
As described above, if the optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces, highly efficient optical connection becomes possible. In the basic optical connection structure described above, the optical wiring is L-shaped. It becomes possible to draw around.
[0091]
This optical connection structure can be applied in various ways, and the application examples will be described below with reference to FIGS.
9A and 9B are diagrams showing the configuration of an optical waveguide capable of routing optical wiring in a U-shape. FIG. 9A is a perspective view, and FIG. 9B is an A arrow view of FIG. 9A. FIG. 9 (c) is a view shown by an arrow B in FIG. 9 (a). In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or corresponding parts, and this optical waveguide is composed of the first and second optical fibers Of1, Of2 and the rod lens 100 in FIG. The rod lens 100 has a linear shape with a circular cross section and a constant diameter in the direction of the central axis Ax6. For example, the rod lens 100 has the same diameter as the first and second optical fibers Of1, Of2, and is made of the same material. Composed. The refractive index of the rod lens 100 is the same as the refractive index of the clad of the first and second optical fibers Of1, Of2, for example. Further, as the rod lens 100, an optical fiber having the same structure as the first and second optical fibers Of1, Of2 may be used.
[0092]
In the present optical waveguide, the positional relationship between the first optical fiber Of1 and the rod lens 100, and the positional relationship between the rod lens 100 and the second optical fiber Of2, the first optical fiber Of1 and the second light in FIG. This is the same as the positional relationship with the fiber Of2. Accordingly, by setting the distance between the first optical fiber Of1 and the rod lens 100 and the distance between the rod lens 100 and the second optical fiber Of2 in the same manner as the optical fiber distance d in FIG. A light beam can be propagated with a coupling efficiency of 1 between the optical fiber Of1 and the rod lens 100 and between the rod lens 100 and the second optical fiber Of2. Therefore, the optical wiring can be routed in a U shape.
[0093]
10A and 10B are diagrams showing a configuration of an optical waveguide capable of multiplexing and demultiplexing a light beam. FIG. 10A is a perspective view, FIG. 10B is an A arrow view of FIG. c) is an arrow B view of FIG. 10 (a). In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or corresponding parts, and this optical waveguide includes the first and second optical fibers Of1, Of2 in addition to the first and second optical fibers Of1, Of2. A third optical fiber Of3 having the same structure and having an inclined end face F3 inclined at 45 ° with respect to the central axis Ax7 at one end thereof, and the third optical fiber Of3 is connected to the third light The center axis Ax7 of the fiber Of3 coincides with the center axis Ax1 of the first optical fiber, and the inclined end face F3 of the third optical fiber is substantially parallel to the inclined end face F1 of the first optical fiber and has a predetermined value. The point which arrange | positions so that it may have the space | interval S differs from the waveguide of FIG. P1 to P3 indicate first to third ports that are the other ends of the first to third optical fibers Of1 to Of3.
In the optical waveguide configured as described above, when the light beam is incident from the first port P1, the incident light beam is partially inclined at the ratio according to the interval S between the inclined end surface F1 and the inclined end surface F3. F1 and the inclined end face F3 are incident on the third optical fiber Of3, emitted from the third port P3, and the others are reflected by the inclined end face F1 and pass through the second optical fiber Of2, and the second port. It is emitted from P2. As a result, it functions as an optical demultiplexer.
[0094]
On the other hand, when the light beams are respectively incident from the second port P2 and the third port P3, the two incident light beams are combined at the inclined end face F1 of the first optical fiber and are incident on the first optical fiber. Incident light is emitted from the first port P1. As a result, it functions as an optical multiplexer.
Therefore, the present waveguide functions as an optical multiplexer / demultiplexer, and the optical wiring can be routed in a T shape.
[0095]
Further, a wavelength selective filter is inserted in the gap between the inclined end face F1 of the first optical fiber and the inclined end face F2 of the second optical fiber, so that the light beam incident on the first optical fiber Of1 is wavelength-divided. It becomes possible to do.
[0096]
Next, returning to FIG. 3, in the optical module according to the first embodiment, the optical fibers Of respectively disposed in the first and second component extending regions R1 and R2 are connected to the first and second optical components shown in FIG. It corresponds to the optical fibers Of1, Of2, respectively. Further, in place of the first to third optical fibers Of1 to Of3 of FIG. 9 and FIG. 10 and the rod lens 100, the optical fiber Of is formed so that the optical fiber Of forms the positional relationship shown in FIGS. Is disposed in the first and second component extending regions R1 and R2, the waveguide shown in FIGS. 9 and 10 can be constructed. Further, for other application examples of the optical connection structure in which the optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces, the optical fiber Of is similarly connected to the first and second component extending regions R1, R2. It is possible to construct by arranging in the.
[0097]
Next, a method for constructing the optical module configured as described above will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, in order to construct the present optical module, first, a predetermined inclined end face F is formed at one end of each of the four optical fibers Of, and these are cut into a predetermined length as shown in the figure. Further, the four laminated members St are cut into a predetermined length as shown in the figure.
[0098]
Next, predetermined two optical fibers Of and one laminated member St are disposed in the first component extending region R1a on the rear side of the optical bench 400, and three laminated members are disposed on the first component extending region R1b on the front side. Each member St is arranged. At this time, a guide plate (not shown) is applied to the left ends of all the optical fibers Of and the laminated members St so that the positions in the longitudinal direction are adjusted to a predetermined position. Further, the two optical fibers Of are aligned at an angle in the circumferential direction so that the inclined end face F faces downward.
[0099]
Next, two predetermined optical fibers Of are arranged in the second component extension region R2 on the right side of the optical bench 400 so as to be laminated on the previously arranged optical fiber Of and the laminated member St. At this time, a guide plate (not shown) is applied to the lower ends of the two optical fibers Of so that the positions in the longitudinal direction thereof are changed to the respective optical fibers Of in which the centers of the respective inclined end faces F are arranged first. Align to the center of the inclined end face. Then, the angle in the circumferential direction is adjusted so that the inclined end faces F of the two optical fibers Of face downward.
[0100]
Next, the laminated optical fiber Of and the laminated member St are partially covered with an adhesive (not shown) and fixed.
[0101]
Next, the operation of the optical module configured as described above will be described with reference to FIG. In this optical module, when a light beam is incident on the end of one of the optical fibers Of that does not have the inclined end face, the incident light beam propagates to the corresponding optical fiber Of with a coupling efficiency of 1, and from that end. Emitted.
[0102]
In the above description, the optical fiber Of and the laminated member are arranged in two layers, but they may be arranged in more layers.
[0103]
In the above description, the diameters of the optical fiber Of and the laminated member in each layer are the same, but may be different.
[0104]
In the above description, 16 positioning pins are arranged in a lattice pattern, but a larger number of positioning pins may be arranged, and the first component extending region R1 and the second component extending region R2 may be arranged. Many pairs may be formed by changing the direction.
[0105]
As described above, in the first embodiment, a plurality of cylindrical positioning pins 202 are linearly and vertically extended in two directions perpendicular to each other on the flat component disposition surface 201a of the base 201. Since each of the one or more component extending regions R1 and R2 is protruded vertically so as to be positioned in the width direction along each side edge, the structure is simple and the lens on the side surface of each optical fiber Of It is possible to provide an optical bench capable of easily constructing an optical module having functions such as optical connection and optical multiplexing / demultiplexing that are optically connected by utilizing the action.
[0106]
Further, in the first embodiment, the optical module includes the columnar optical fiber Of having a specific structure and the laminated member St, and the first component extending region R1 and the second component extending region of the optical bench 400. In R2, in one layer, an integer number of parts having the same diameter are arranged in the width direction of one part extending area, parts extending areas in different directions intersect each other, and at the intersection, Since the two optical waveguide members Of in contact with each other are laminated and arranged so as to be optically coupled using the lens action of both side surfaces, the optical fiber Of has an inclined end surface F of 45 °, It is possible to provide an optical module having functions such as optical connection and optical multiplexing / demultiplexing, which can be easily created by laminating the laminated member St together with the longitudinal position and the circumferential angle. .
[0107]
In the first embodiment, since the ratio between the width of the first component extending region R1 and the width of the second component extending region R2 is an integer ratio, the optical fiber Of with the same diameter is used. The optical module can be constructed more easily.
[0108]
Embodiment 2. FIG.
11A and 11B are external views showing the configuration of the optical module according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 11A is a top view, FIG. 11B is a front view, and FIG. 11C is a right side view. It is. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts, and the optical module of the second embodiment further includes a lens array (optical element array) 301 as a component. This is different from the optical module of the first embodiment.
[0109]
That is, among the positioning pins 202 of the optical bench 400, the lens array 301 is fitted into four positioning pins (engagement pins) arranged in the front-rear direction at the left end. Then, two layers of the optical fiber Of and the laminated member St are respectively arranged in the portions where the pins other than the positioning pin at the left end of the three first component extending regions R1 of the optical bench 400 are located. In the optical fiber Of and the laminated member St, one optical fiber Of and two laminated members St are respectively arranged so that the three laminated members are positioned in the lower layer and the optical fiber Of is positioned in the upper layer and the center. Has been placed.
[0110]
The lens array 301 includes, for example, a rectangular plate-shaped main body and three condenser lenses (optical elements) 203, and the main body is fitted with the positioning pins 202 in the width direction (height direction). Four holes 301a are formed at the same pitch as the pitch in the front-rear direction of the positioning pins 202, and three condenser lenses 203 are disposed so as to be positioned in the middle of the four formed fitting holes 301a. ing. The condensing lens 203 is disposed so that the central axis 204 of the condensing lens 203 coincides with the central axis Ax of the optical fiber Of disposed in the center of the upper layer in a state where the lens array 301 is fitted into the positioning pin 202. Yes.
[0111]
Next, a construction method of the optical module configured as described above will be described.
In order to construct this optical module, first, the three optical fibers Of and the fifteen laminated members St are cut to a predetermined length as shown in the figure.
[0112]
Next, the three laminated members St are arranged in the three first component extending regions R1 of the optical bench 400 while being aligned in the longitudinal direction, and then overlapped with the arranged three laminated members St. One optical fiber Of and two laminated members St are laminated so that the optical fiber Of is positioned at the center.
[0113]
Next, the lens array 301 is fitted into the four positioning pins 202 at the left end of the optical bench 400.
[0114]
Next, the laminated optical fiber Of, the laminated member St, and the lens array 301 are each partially covered with an adhesive (not shown) and fixed.
[0115]
Next, the operation of the optical module configured as described above will be described.
In the present optical module, the light beam incident on the condenser lens 203 of the lens array 301 is converged by the condenser lens 203 and enters the optical fiber Of.
[0116]
In the above description, the component extension region R1 is formed only in one direction, but may be formed in a number of directions.
[0117]
In the above description, the condensing lens 203 which is an optical passive element is used as the optical element. However, other optical passive elements such as an optical filter, an optical multiplexer / demultiplexer, a lens, and a mirror may be used. Good.
[0118]
As described above, in the second embodiment, a plurality of cylindrical positioning pins 202 are provided on a flat component arrangement surface 201a of the base 201, and a component extending region R1 that extends linearly and in a strip shape in a certain direction. Since each of the optical fibers Of and the laminated member St are stacked in the component extending region R1 so as to be positioned in the width direction so as to be positioned in the width direction, The fiber Of is positioned in the width direction and the height direction. Further, since a plurality of positioning pins 202 are projected for lens array positioning perpendicularly to the component arrangement surface 201, the lens array can be positioned with the lens array positioning positioning pins (engagement pins). Therefore, the condensing lens 203 and the optical fiber Of can be optically connected by arranging the lens array 301 and laminating the optical fibers Of while aligning them in the longitudinal direction. As a result, it is possible to provide an optical bench having a simple structure and capable of easily constructing an optical circuit.
[0119]
In the second embodiment, the lens array 301 in which the condensing lens 203 is arranged in a two-dimensional direction is used to place the condensing lens 203 in each component extending region R1 with the plurality of positioning pins 202 of the optical bench 400. It is positioned so that the predetermined optical fiber Of and the laminated member St are in the component extension region R1 where the condenser lens 203 is located, and the number of the same diameter in the width direction of one component extension region R1 is just an integer. Since the lens arrays 301 are arranged so as to be optically coupled to the condensing lenses 203 corresponding to the optical fibers Of, the lens array 301 is fitted into the positioning pins 202, and the optical fibers Of together with the laminated members St are arranged in the longitudinal direction. By stacking while aligning, an optical module that can easily construct an optical circuit can be provided.
[0120]
Embodiment 3 FIG.
12 is an external view showing the configuration of the optical module according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 12 (a) is a top view, FIG. 12 (b) is a front view, and FIG. 12 (c) is a right side view. It is.
[0121]
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or corresponding parts, and the optical module according to the third embodiment includes an optical wiring substrate 401, an optical fiber Of, and a laminated member St.
[0122]
The optical wiring board 401 has positioning pins 202 and optical connection pins 207 protruding vertically on a flat main surface 206a of a substrate 206 having an optical wiring 208.
[0123]
The relationship between the arrangement of the positioning pins 202 and the distance between the positioning pins 202 and the diameters of the optical fiber Of and the laminated member St is the same as that of the optical bench 400 of FIG.
[0124]
The optical connection pin 207 is made of, for example, an optical fiber having the same diameter and the same structure as the optical fiber Of. The optical connection pin 207 has an inclined end surface that is the same as the inclined end surface F of the optical fiber Of at the distal end. Connected. The optical connection pin 207 has a central axis positioned at the center in the width direction of the first component extension region R1, the inclined end surface F faces the width direction (rear in the illustrated example), and the center of the inclined end surface F Is arranged so as to coincide with the height of the central axis of the optical fiber Of arranged in the second layer.
[0125]
And in each 1st component extension area | region R1 of this optical wiring board 401, two layers of optical fiber Of are arrange | positioned with the lamination | stacking member St, and these two layers of optical fiber Of and lamination | stacking member St are three layers in the lower layer. One optical fiber Of and two laminated members St are arranged so that the laminated member is positioned on the upper layer and the optical fiber Of is positioned on the front side. In the optical fiber Of, the inclined end face F faces the width direction (front in the illustrated example) of the first component extending region R1, and the center of the inclined end face F is viewed from the width direction of the optical connecting pin 207. It arrange | positions so that it may correspond to the center of the inclination end surface F. FIG. As a result, the optical fiber Of and the optical connection pin 207 have the same positional relationship as the optical connection structure described in the first embodiment in which the optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces. It has become.
[0126]
The optical fiber Of and the laminated member St arranged in a stacked manner are fixed with an adhesive (not shown).
[0127]
Next, a construction method of the optical module configured as described above will be described.
In order to construct this optical module, first, the three optical fibers Of and the fifteen laminated members St are cut to a predetermined length as shown in the figure.
[0128]
Next, the three laminated members St are arranged in the three first component extension regions R1 of the optical wiring board 401 while being aligned in the longitudinal direction, and then overlapped with the arranged three laminated members St. In addition, one optical fiber Of and two laminated members St are laminated and disposed such that the optical fiber Of is positioned on the front side. The optical fiber Of is further adjusted in the circumferential angle so that the inclined end face F faces the front.
[0129]
Next, the optical fiber Of and the laminated member St arranged in layers are partially covered with an adhesive and fixed.
[0130]
Next, the operation of the optical module configured as described above will be described.
In this optical module, when a light beam is incident on the optical fiber Of, the incident light beam propagates to the corresponding optical connection pin 207 with a coupling efficiency of 1 and propagates to the optical wiring 208 of the substrate 206. Conversely, the light beam from the optical wiring 208 is propagated to the optical fiber Of via the optical connection pin 207 with a coupling efficiency of 1 and emitted from the end thereof.
[0131]
As described above, in the third embodiment, an optical connection pin connected to the optical wiring 208 of the substrate 206 and having the same structure as the optical fiber Of is formed on the flat component arrangement surface 206a of the substrate 206 having the optical wiring 208. 207 is vertically projected, and a plurality of cylindrical positioning pins 202 are vertically projected so that they can be positioned in the width direction along each side edge of each of the one or more component extending regions R1. Therefore, the optical fiber Of and the optical connection pin 207 are optically utilized by using the lens action on both side surfaces by arranging the optical fiber Of together with the laminated member St while adjusting the position in the longitudinal direction and the angle in the circumferential direction. Since they can be connected, an optical wiring board capable of easily connecting the optical wiring 208 to the outside with a simple configuration can be provided.
[0132]
Further, in the third embodiment, the optical fiber Of and the laminated member St having a specific structure are exactly the same in the component extending region R1 of the optical wiring board 401 and in the width direction of the component extending region R1. Since the integer number of optical fibers Of and the optical connection pins 207 are laminated so as to be optically coupled using the lens action on both side surfaces, the optical fibers Of together with the laminated members St and their longitudinal positions and By laminating while adjusting the angle in the circumferential direction, it is possible to provide an optical module capable of easily performing external optical wiring on the optical wiring board.
[0133]
Embodiment 4 FIG.
13A and 13B are external views showing the configuration of the optical module according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 13A is a top view, FIG. 13B is a front view, and FIG. 13C is a right side view. It is. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 3 and 12 denote the same or corresponding parts. The optical module according to the fifth embodiment includes an EO board (optoelectronic wiring board) 402, an optical fiber Of, and a laminated member St. And a laser array (optical element array) 302.
[0134]
In the EO board 402, a positioning pin 202, an optical connection pin 207, and an electrode pin 210 project vertically on a flat main surface (component arrangement surface) 209a of a substrate 209 having an optical wiring 208 and an electrical wiring 211. Being done.
[0135]
The electrode pin 210 has the same shape as the positioning pin 202, and the electrode pin 210 includes a first electrode pin 210a and a second electrode pin 210b, and the base end of the first electrode pin 210a. , And the base ends of the second electrode pins 210b are connected to, for example, a positive terminal and a negative terminal (not shown) of the electric wiring 211 of the substrate 209, respectively. The first electrode pins 210a and the second electrode pins 210b are alternately arranged in the front-rear direction, and the electrode pins 210 and the positioning pins 202 are arranged so that the electrode pins 210 are positioned at the left end. Are arranged in a grid pattern.
[0136]
The relationship between the distance between the positioning pins 202 and the electrode pins 210 and the diameter of the optical fiber Of and the laminated member St is the relationship between the distance between the positioning pins 202 and the diameter of the optical fiber Of and the laminated member St in the optical bench 400 of FIG. Is the same.
[0137]
The optical connecting pin 207 has a central axis at a position in the width direction of the first component extending region R1 at a position of the central axis of the rear laminated member St disposed in the first component extending region R1. The optical connection pins 207 of the optical wiring board 401 in FIG.
[0138]
The laser array 302 is inserted into the four electrode pins 210 of the EO board 402. In addition, two layers of the optical fiber Of and the laminated member St are respectively disposed in the portions where the positioning pins 202 are positioned in the three first component extending regions R1 of the EO board 402. In the laminated member St, one laminated optical fiber Of and two laminated members St are arranged so that three laminated members are positioned in the lower layer and the optical fiber Of is positioned in the upper layer in the center. And the said optical fiber Of and the optical connection pin 207 have the optical connection structure which carried out the optical coupling using the lens effect | action of both side surfaces similarly to FIG.
[0139]
The laser array 302 includes, for example, a rectangular plate-shaped main body and three semiconductor lasers (optical elements) 213. The main body has a fitting hole 302a that fits the electrode pin 210 in the width direction. Four semiconductor lasers 213 are arranged at the same pitch as the pitch in the front-rear direction 210, and are positioned in the middle of the four fitting holes 302a. An electrode pin contact electrode 212 is disposed on the inner surface of the fitting hole 302a so as to be in contact with the electrode pin 210 to be fitted, and the electrode pin contact electrode 212 is a positive electrode or a negative electrode of the semiconductor laser 213 (see FIG. (Not shown). The positional relationship between the center axis 214 of the laser beam emission hole (not shown) of the semiconductor laser 213 and the center axis Ax of the optical fiber Of is such that the central axis 204 of the condenser lens 203 of the lens array of FIG. The positional relationship with the central axis Ax is the same.
[0140]
The optical fiber Of, the laminated member St, and the laser array 302 arranged in a stacked manner are fixed with an adhesive (not shown).
[0141]
Next, a construction method of the optical module configured as described above will be described.
In order to construct this optical module, first, the three optical fibers Of and the fifteen laminated members St are cut to a predetermined length as shown in the figure.
[0142]
Next, the three laminated members St are arranged in the three first component extending regions R1 of the EO board 402 while being aligned in the longitudinal direction, and then overlapped with the arranged three laminated members St. One optical fiber Of and two laminated members St are stacked and disposed such that the optical fiber Of is positioned on the rear side. The optical fiber Of is further adjusted in the circumferential angle so that the inclined end face F faces the front.
[0143]
Next, the laser array 302 is fitted into the four electrode pins 210 of the EO board 402.
[0144]
Next, the laminated optical fiber Of and the laminated member St, and the inserted and arranged laser array 302 are partially covered with an adhesive (not shown) and fixed.
[0145]
Next, the operation of the optical module configured as described above will be described.
In this optical module, the semiconductor laser 213 of the laser array 302 is supplied with power from the electrical wiring 211 of the EO board 402 via the electrode pin 210 and the electrode pin contact electrode 212. When the semiconductor laser 213 emits laser light in response to this power supply, the emitted laser light is incident on the optical fiber Of and is then propagated to the optical connection pin 207 of the EO board 402 with a coupling efficiency of 1. Then, it is propagated to the optical wiring 208.
[0146]
In the above description, the semiconductor laser 213 is used as an optical element having an electrode. However, an optical active element having an electrode such as a photodiode and an optical passive element having an electrode such as an optical modulator are used. Also good.
[0147]
As described above, in the fourth embodiment, the electrode pin 210 connected to the electric wiring 211 of the substrate 209, the substrate, on the flat component arrangement surface 209a of the substrate 209 having the electric wiring 211 and the optical wiring 208, and the substrate The optical connection pins 207 connected to the optical wiring 208 of 209 protrude vertically, and a plurality of cylindrical positioning pins 202 are extended to one or more first parts extending linearly and in a strip shape in a certain direction. Since each of the regions R1 protrudes vertically along both side edges so as to be positioned in the width direction, the optical fiber Of is laminated together with the laminated member St in the component extending region R1 with a simple configuration. The optical wiring 208 can be easily connected to the outside, and the electrode pins 210 are used for positioning the laser array 302 and are passed through the electrode pins 210. It is possible to provide a EO board capable of establishing the optoelectronic circuits easily by adapted to power the semiconductor laser 213 of the laser array 302.
[0148]
Further, in the fourth embodiment, the optical fiber Of and the laminated member St having a specific structure are the same in the component extending region R1 of the EO board and having the same diameter in the width direction of one component extending region R1. Since an integer number of the optical fibers Of and the optical connection pins 207 are stacked so as to be optically connected by using the lens action on both side surfaces, the optical fibers Of together with the stacked members St and the positions in the longitudinal direction thereof are arranged. By laminating while adjusting the angle in the circumferential direction, an optical module capable of easily performing external optical wiring of the EO board and constructing an optoelectronic circuit can be provided.
[0149]
Embodiment 5 FIG.
14A and 14B are external views showing the configuration of the optical module according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 14A is a top view, FIG. 14B is a front view, and FIG. 14C is a right side view. It is.
[0150]
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 13 denote the same or corresponding parts, and the optical module according to the fifth embodiment includes an EO board 402 and a jumper member 303.
[0151]
The EO board 402 has a positioning pin 202 and an electrode pin 210 protruding vertically on a flat main surface (component arrangement surface) 209a of a substrate 209 having an optical wiring 208 and an electric wiring 211.
[0152]
These electrode pins 210 and positioning pins 202 are the same as the electrode pins 210 and 210 in FIG. 13 except that the base ends of the four electrode pins 210 are connected to different terminals (not shown) of the electric wiring 211 of the substrate 209, respectively. This is the same as the positioning pin 202.
[0153]
The jumper member 303 is made of a conductive material, and a plurality of (two in the illustrated example) perforation holes 303 a that fit the electrode pins 210 are formed at the same pitch as the pitch in the front-rear direction of the electrode pins 210.
[0154]
Two jumper members 303 are inserted into the four electrode pins 210 of the EO board 402. Thereby, the two electrode pins 210 fitted to each jumper member 303 are electrically connected by each jumper member 303.
[0155]
In the above description, the jumper member 303 has the fitting hole 303a. However, instead of this, as shown in FIG. It is good also as what has the joint groove 303b.
[0156]
Thus, in the fifth embodiment, since the electrode pin 210 of the EO board 402 is electrically connected by the jumper member 303 fitted to the electrode pin 210, the jumper member 303 is connected to the electrode pin 210. It is possible to provide an optical module capable of easily performing external electrical wiring of the EO board 402 simply by fitting.
[0157]
Embodiment 6 FIG.
16 is an external view showing the configuration of the optical module according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 16 (a) is a top view, FIG. 16 (b) is a front view, and FIG. 16 (c) is a right side view. It is.
[0158]
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 12 denote the same or corresponding parts, and the optical module according to the sixth embodiment includes an EO chip (optoelectronic integrated device) 403, an optical fiber Of, and a laminated member St. .
[0159]
The EO chip 403 includes a positioning pin 202 and an optical connection pin 207 protruding vertically on a flat upper surface (component arrangement surface) 215a of a chip 215 having an optoelectronic circuit 216, and the positioning pin 202 and the optical connection pin. The arrangement of 207 is the same as the arrangement of the positioning pins 202 and the optical connection pins 207 of the optical wiring board 401 in FIG. 12 except that the base ends of the optical connection pins 207 are optically connected to the optoelectronic circuit 216. .
[0160]
The optical fiber Of and the laminated member St are laminated and arranged on the component arrangement surface 215a of the EO chip 403 in exactly the same manner as the optical module of FIG.
[0161]
Therefore, according to the sixth embodiment, as in the third embodiment, it is possible to provide an EO chip that can easily connect the optical wiring 208 to the outside with a simple configuration.
[0162]
Further, according to the sixth embodiment, similarly to the third embodiment, the optical fiber Of is laminated together with the laminated member St while adjusting the position in the longitudinal direction and the angle in the circumferential direction. An optical module capable of performing external optical wiring can be provided.
[0163]
Embodiment 7 FIG.
17 is an external view showing the configuration of the optical module according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 17 (a) is a top view, FIG. 17 (b) is a front view, and FIG. 17 (c) is a right side view. It is.
[0164]
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 13 denote the same or corresponding parts, and the optical module according to the seventh embodiment includes an EO chip 403, an optical fiber Of, a laminated member St, and a laser array 302. .
[0165]
The EO chip 403 includes a positioning pin 202, an optical connection pin 207, and an electrode pin 210 protruding vertically on a flat upper surface (component arrangement surface) 215a of a chip 215 having an optoelectronic circuit 216. The positioning pin 202, the optical connection pin 207, and the electrode pin 210 are arranged such that the base end of the optical connection pin 207 is optically connected to the optoelectronic circuit 216, and the base end of the electrode pin 210 is electrically connected to the optoelectronic circuit 216. Except for these points, the arrangement of the positioning pins 202, the optical connection pins 207, and the electrode pins 210 of the EO board 402 in FIG.
[0166]
The optical fiber Of, the laminated member St, and the laser array are arranged on the component arrangement surface 215a of the EO chip 403 in exactly the same manner as the optical module shown in FIG.
[0167]
Therefore, according to the seventh embodiment, as in the fourth embodiment, the optical fiber 208 is laminated together with the laminated member St in the component extending region R1, and the optical wiring 208 is easily connected to the outside with a simple configuration. In addition, it is possible to easily construct an optoelectronic circuit by using the electrode pins 210 for positioning the laser array 302 and supplying power to the semiconductor laser 213 of the laser array 302 through the electrode pins 210. An EO chip capable of being provided can be provided.
[0168]
Further, according to the seventh embodiment, as in the fourth embodiment, the optical fiber Of is laminated together with the laminated member St while adjusting the position in the longitudinal direction and the angle in the circumferential direction, thereby easily making the EO chip 403. It is possible to provide an optical module capable of performing external optical wiring and constructing an optoelectronic circuit.
[0169]
Embodiment 8 FIG.
18 is an external view showing the configuration of an optical module according to Embodiment 8 of the present invention. FIG. 18 (a) is a top view, FIG. 18 (b) is a front view, and FIG. 18 (c) is a right side view. It is. Here, FIG. 18A shows a state in which the chip is removed.
In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 13 and 16 denote the same or corresponding parts. In the optical module of the eighth embodiment, the components are arranged on the EO board 402 and the component arrangement surface 209a of the EO board 402. The EO chip 403 is disposed so that the installation surface 215 a faces each other, the optical fiber Of disposed on the component disposition surface 209 a of the EO board 402, the laminated member St, and the laser array 302.
[0170]
The EO board 402 has the same structure as the first and second electrode pins 210a and 210b in the four positions of the positioning pins 202 in the EO board 402 of FIG. A long electrode pin is used as the third electrode pin 210c, and the optical connection pin 207 is left as the first optical connection pin 207a except for those located on the front side and the rear side. In the EO chip 403, the optoelectronic circuit 216 is electrically connected to the tip of the third electrode pin 210a of the EO board 402, and is further located at the center of the optical connection pins 207 in the EO board 402 of FIG. The second optical connection pin 207 having the same structure as that of the optical connection pin 207 and having a base end optically connected to the optoelectronic circuit 216 at a position corresponding to The has. Here, an electrode hole (not shown) having an electrode connected to the optoelectronic circuit 216 is provided on the inner surface of the component placement surface 215a of the EO chip 403 at a position corresponding to the third electrode pin 210c. The third electrode pin 210c of the EO board is inserted into the electrode hole, so that the third electrode pin 210c is connected to the optoelectronic circuit 216. Further, the EO board 402 and the EO chip 403 are detachable by positioning means and fixing means (not shown).
[0171]
The optical fiber Of disposed in the central first component extension region is optically connected to the second optical connection pin 207b of the EO chip 403 by using the lens action on both sides. Similarly to the optical module 13, the optical fiber Of, the laminated member St, and the laser array 302 are arranged on the component arrangement surface 209 a of the EO board 402.
[0172]
Next, the operation of the optical module configured as described above will be described.
In this optical module, the semiconductor laser 213 of the laser array 302 is fed from the electrical wiring 211 of the EO board 402 and emits laser light. The laser beams emitted from the front and rear semiconductor lasers 213 of the laser array 302 are incident on the front and rear optical fibers Of, and light passes through the first optical connection pins 207a of the EO board 402, respectively. Propagated to the wiring 208. The laser light emitted from the central semiconductor laser 213 of the laser array 302 is incident on the central optical fiber Of and propagates to the optoelectronic circuit 216 through the second optical connection pin 207b of the EO chip 403. Further, the electrical wiring 211 of the EO board 402 and the optoelectronic circuit 209 of the EO chip 403 are electrically connected.
[0173]
As described above, in the eighth embodiment, in the optical module of the fourth embodiment, the EO chip 403 is disposed so as to face the component placement surface 209a of the substrate 209, and at least the electrode pin 210c of the substrate 209 is provided. Since it is assumed that it is electrically connected to the optoelectronic circuit 216 of the EO chip 403, an optical module capable of easily constructing a desired optical wiring or optoelectronic circuit between the EO board 402 and the EO chip 403 is provided. be able to.
[0174]
In the eighth embodiment, since a part of the positioning pin 202 is configured by the electrode pin 210c having the same shape, the positioning pin 202 can be saved.
[0175]
In the second, third, fourth, sixth, seventh, and eighth embodiments, the optical fiber Of and the laminated member St are disposed only in the first component extending region R1, but as in the first embodiment. The optical fiber Of and the laminated member St may also be arranged in the second component extension region R2 so that desired optical fibers are optically connected using the lens action on both side surfaces. Also, one optical fiber thus optically connected using the lens action on both side surfaces and the optical elements 203 and 213 or the optical connection pins 207 of the optical element arrays 301 and 302 are connected to both side surfaces. An optical connection may be made using the lens action.
[0176]
In the fourth, seventh, and eighth embodiments, the electrode pins 210 may be added and electrically connected using the jumper member 303 as in the fifth embodiment.
[0177]
In the eighth embodiment, the EO board 402 and the EO chip 403 may be connected by the optical connection pin 207.
[0178]
In the eighth embodiment, the positioning pin 202 may be disposed on the EO chip 403 instead of the EO board 402, and the optical fiber Of and the laminated member St may be disposed on the EO chip 403 side.
[0179]
Moreover, in the said Embodiment 1-8, although the positioning pin 202 or the electrode pin 210 is made into the column shape, these should just have a fixed diameter to the height which is going to laminate | stack the optical fiber Of and the laminated member St, The shape of the tip does not matter. Further, the cross section is not limited to a circle, and may be a quadrangle, a triangle, or the like.
[0180]
In the second, fourth, seventh, and eighth embodiments, the optical element arrays 301 and 302 have the fitting holes 301a and 302a. However, like the jumper member 303 shown in FIG. It is good also as what has a shape-like fitting groove 302b. Further, although the optical element arrays 301 and 302 are fitted into the positioning pins 202 or the electrode pins 210, they may be positioned by being inserted between the positioning pins 202 or the electrode pins 210.
[0181]
In the sixth, seventh and eighth embodiments, an EO chip is used. This is an example of an optoelectronic integrated device having a flat component arrangement surface. For example, instead of the EO chip, for example, A package in which an EO chip is arranged at the center of a fixing member such as a frame, and bonding pads connected to the EO chip and bonding wires are arranged around the periphery, and a flat component arrangement surface is provided on a part of the fixing member. You may use what has.
[0182]
In the first to eighth embodiments, the laminated optical fiber Of, the laminated member St, and the optical element arrays 301 and 302 are fixed with an adhesive. However, for example, the positioning pin 202 and the electrode pin 210 are fixed. You may make it fix by pressing down with the holding plate which has a fitting hole.
[0183]
In the second embodiment, one positioning pin 202 (engagement pin) for fixing the lens array 301 is provided, and the cross-sectional shape of the engagement pin and the fitting hole 301a of the lens array 301 is irregular (triangular). The lens array 301 may be positioned with a single engagement pin.
[0184]
In the third, fourth, sixth, seventh, and eighth embodiments, the optical waveguide member Of and the optical connection pin 207 may be optically connected by an optical connector.
[0185]
Further, in the first to eighth embodiments, instead of the positioning pins 202 (parallel direction holding means) located on one side of the component extending regions R1 and R2, for example, positioning is performed with the V grooves of the fixing base having the V grooves. Other parallel direction holding means such as the optical fiber Of may be used. Even in this case, since the positioning pin 202 on the other side is used as the parallel direction holding means, a large number of optical fibers can be closely arranged in parallel with a simple configuration.
[0190]
  Claims1According to the invention, optical connection pins connected to the optical wiring of the substrate and having the same structure as the optical waveguide member are vertically provided on the flat component arrangement surface of the substrate having the optical wiring, and up to a predetermined height. A plurality of locating pins having a constant diameter are vertically projected so that they can be positioned in the width direction along both side edges of each of one or more component extending regions extending linearly and in a strip shape in a certain direction. Therefore, using a cylindrical optical waveguide member that is longer than the interval between the positioning pins, the width of the component extending region is set in advance so that an integer number of optical waveguide members are arranged in advance, and the optical waveguide member is stacked on the component extending region. By doing so, each waveguide member is positioned in the width direction and the height direction, and the waveguide member and the optical connection pin are positioned so as to be twisted by 90 ° relative to each other. For this reason, the waveguide member and the optical connection pin have a specific structure having an inclined end surface of 45 °, and when the waveguide member is laminated in the component extension region, the inclined end surface of the laminated waveguide member And the inclined end face of the optical connection pin are set to have a specific positional relationship, the waveguide members are laminated as described above, and the guiding position can be obtained simply by adjusting the position in the longitudinal direction and the angle in the circumferential direction. Provided is an optical wiring board capable of optically coupling a wave member and an optical connecting pin by utilizing the lens action on both side surfaces, and as a result, capable of easily connecting an optical wiring to the outside with a simple configuration. be able to. Also, an optical wiring that can easily construct an optical circuit by further arranging a positioning pin on the component arrangement surface so as to form another component extension region perpendicular to the component extension region. A substrate can be provided.
[0191]
  Claims2According to this invention, the electrode pin connected to the electric wiring of the substrate and the optical connection pin connected to the optical wiring of the substrate are vertically placed on the flat component arrangement surface of the substrate having the electric wiring and the optical wiring. A plurality of positioning pins projectingly provided and having a constant diameter up to a predetermined height are arranged to extend the width of each of the one or more first component extending regions extending linearly and in a certain direction along each side edge. Since the optical waveguide member is stacked in the component extension region, the optical wiring can be easily connected to the outside with a simple configuration, and the electrode pin is attached to the outside. An optical circuit can be easily constructed by using the optical element array for positioning, and an optoelectronic circuit can be easily constructed by supplying power to the optical elements of the optical element array through the electrode pins. It is possible to provide an optoelectronic circuit board capable.
[0192]
  Claims3According to the invention of claim2In the invention described above, the positioning pins are further extended along the side edges of each of the one or more second component extending regions extending linearly and in a strip shape in a direction perpendicular to the first component extending region. Since the optical waveguide members are arranged so that they can be positioned in the direction, the optical waveguide members are stacked so as to intersect with each other in the component extension regions with different directions, so that the optical connection, optical multiplexing / demultiplexing, etc. using the lens action on the side surface It is possible to easily construct an optical circuit having the above function.
[0193]
  Claims4According to the invention of claim2Or3In the invention of the above, one of the positioning pinsPartSince the electrode pins are formed so as to have a constant diameter at least up to the predetermined height, positioning pins can be saved.
[0194]
  Claims5According to the invention, the electrode component pin electrically connected to the optoelectronic circuit of the main body and the optical connection pin optically connected to the optoelectronic circuit of the main body are vertically projected on the flat component arrangement surface of the main body. And positioning a plurality of positioning pins having a constant diameter up to a predetermined height along both side edges of each of the one or more first component extending regions extending linearly and in a certain direction in a width direction. Since the optical waveguide member is laminated in the component extension region, the optoelectronic circuit can be optically easily connected to the outside with a simple configuration, and the electrodes can be positioned. An optical circuit can be easily constructed by using the pins for positioning the optical element array, and the optoelectronic circuit can be easily connected to an external wiring by connecting electrode pins with jumper members. It is possible to provide an optoelectronic integrated apparatus capable.
[0195]
  Claims6According to the invention of claim5In the invention described above, the positioning pins are further extended along the side edges of each of the one or more second component extending regions extending linearly and in a strip shape in a direction perpendicular to the first component extending region. Since the optical waveguide members are arranged so that they can be positioned in the direction, the optical waveguide members are stacked so as to intersect with each other in the component extension regions with different directions, so that the optical connection, optical multiplexing / demultiplexing, etc. using the lens action on the side surface It is possible to easily construct an optical circuit having the above function.
[0196]
  Claims7According to the invention of claim5Or6In the invention of the above, one of the positioning pinsPartSince the electrode pins are formed so as to have a constant diameter at least up to the predetermined height, positioning pins can be saved.
[0202]
  Claims8According to the invention, an optical waveguide member having a columnar shape with a specific structure is provided in a part or all of the component extension region of the optical wiring board according to claim 5 with the same diameter in the width direction of one component extension region. Since one or more layers are stacked so that the optical waveguide members and the optical connection pins are optically coupled to each other, the optical waveguide members are stacked and optically connected to the optical connection pins. It is possible to provide an optical module capable of easily performing external optical wiring on the optical wiring board thus formed.
[0203]
  Claims9According to the invention, an optical waveguide member having a columnar shape with a specific structure is provided.2-4An integer of just the same diameter is arranged in the width direction of one component extension region in a part or all of the component extension region of any one of the optoelectronic circuit boards, and the optical waveguide member and the optical connection pin are optically connected. Since one or more layers are laminated so as to be coupled, the optical waveguide member is laminated, and optical connection with the optical connection pin can be performed to easily perform external optical wiring of the optoelectronic wiring boards arranged in parallel. Modules can be provided.
[0204]
  Claims10According to the invention, the cylindrical optical waveguide member having a specific structure is claimed.3In the first component extending region and the second component extending region of the optoelectronic wiring board, just one integer of the same diameter is arranged in the width direction of one component extending region in one layer, and the directions are different. The parts extending in the direction intersect each other, and two or more optical waveguide members that are in phase contact with each other at some or all of the intersections are optically coupled by using the lens action on both side surfaces, and at least one optical waveguide Since one or more layers are laminated so that the member and at least one optical connection pin are optically coupled, the optical waveguide member has an inclined end surface of 45 °, and is provided with a longitudinal position and a circumferential angle. Optical modules that can be easily connected to the optical waveguide board and can be easily constructed by connecting the optical waveguide members and the optical connection pins together by optically connecting the optical waveguide members and the optical connection pins. To provide It can be.
[0205]
  Claims11According to the invention of claim9Or10In this invention, the optical element array in which the optical elements are arranged in a two-dimensional direction is positioned with a plurality of positioning pins of the optoelectronic wiring board so that the optical elements are located in a part or all of the component extension regions, and the optical Since the wave member is arranged so as to be optically coupled with the corresponding optical element, the optical element array is arranged by being fitted into the positioning pin, and the optical waveguide member is laminated while being aligned in the longitudinal direction. Furthermore, an optical module capable of easily obtaining an optical circuit can be provided.
[0206]
  Claims12According to the invention of claim9~11In any of the inventions, the optoelectronic integrated device is disposed so as to face the component placement surface of the substrate, and at least a part or all of one or more electrode pins of the substrate are electrically connected to the optoelectronic circuit of the optoelectronic integrated device. Since a part or all of one or more optical connection pins of the substrate are optically connected to the optoelectronic circuit of the optoelectronic integrated device, it is desired to connect between the optoelectronic wiring board and the optoelectronic integrated device. It is possible to provide an optical module capable of easily constructing an optical wiring or an optoelectronic circuit.
[0207]
  Claims13According to the invention, an optical waveguide member having a columnar shape with a specific structure is provided.5-7An integer of just the same diameter is aligned in the width direction of one component extension region in a part or all of the component extension region of any one of the optoelectronic integrated devices, and the optical waveguide member and the optical connection pin are optically connected. Since one or more layers are laminated so as to be coupled, the optical waveguide member and the optical connection pin have an inclined end surface of 45 °, and the optical waveguide member is laminated while adjusting the position in the longitudinal direction and the angle in the circumferential direction. Thus, an optical module capable of easily performing external optical wiring of the optoelectronic integrated device can be provided.
[0208]
  Claims14According to the invention, the cylindrical optical waveguide member having a specific structure is claimed.6In the first component extension region and the second component extension region of the optoelectronic integrated device of FIG. 2, in one layer, just one integer having the same diameter is aligned in the width direction of one component extension region, and the directions are different. The parts extending in the direction intersect each other, and two or more optical waveguide members that are in phase contact with each other at some or all of the intersections are optically coupled by using the lens action on both side surfaces, and at least one optical waveguide Since one or more layers are laminated so that the member and at least one optical connection pin are optically coupled, the optical waveguide member has an inclined end surface of 45 °, and is provided with a longitudinal position and a circumferential angle. Optical modules capable of easily constructing an optical connection between optical waveguide members by allowing external optical wiring of an optoelectronic integrated device to be easily performed by stacking together and aligning optical waveguide members and optical connection pins. To provide It can be.
[0209]
  Claims15According to the invention of claim13Or14In the invention, the optical element array in which the optical elements are arranged in a two-dimensional direction is positioned with the plurality of positioning pins of the optoelectronic integrated device so that the optical elements are located in a part or all of the component extending regions, and the optical Since the wave member is arranged so as to be optically coupled with the corresponding optical element, the optical element array is arranged by being fitted into the positioning pin, and the optical waveguide member is laminated while being aligned in the longitudinal direction. Furthermore, an optical module capable of easily obtaining an optical circuit can be provided.
[0210]
  Claims16According to the invention of claim13~15In any of the inventions, the optoelectronic wiring board is disposed so as to face the component placement surface of the main body, and at least a part or all of one or more electrode pins of the main body are electrically connected to the electric wiring of the optoelectronic wiring board. Since a part or all of one or more optical connection pins of the main body are optically connected to the optical wiring of the optoelectronic wiring board, it is desired to connect between the optoelectronic integrated device and the optoelectronic wiring board. It is possible to provide an optical module capable of easily constructing an optical wiring or an optoelectronic circuit.
[0211]
  Claims17According to the invention of claim11Or15In the invention, the optical element array includes an optical element having an electrode, and the optical element array having the electrode has an electrode for contact with an electrode pin connected to the electrode of the optical element on the inner surface. Since the hole or groove is positioned by fitting it with the positioning electrode pin, the optical element array is inserted into the predetermined positioning electrode pin, and the optical waveguide member is laminated between the positioning pins. As a result, an optical module capable of easily constructing an optoelectronic circuit can be provided.
[0212]
  Claims18According to the invention of claim8~17In any of the inventions, since the optical coupling between the optical waveguide member and the optical connection pin is formed by utilizing the lens action on both side surfaces, the optical waveguide member and the optical connection pin are inclined by 45 °. Easily connect an optical wiring board, optoelectronic wiring board, or optoelectronic integrated device to external optical wiring by stacking optical waveguide members while adjusting the position in the longitudinal direction and the angle in the circumferential direction. It is possible to provide an optical module that can be performed in the same manner.
[0213]
  Claims19According to the invention of claim8~18In any one of the optical waveguide members, a part or all of the optical waveguide member that is not optically coupled to another optical waveguide member, the optical element of the optical element array, or the optical connection pin among the optical waveguide members is not optically coupled. Therefore, the optical waveguide member can be saved.
[0214]
  Claims20According to the invention of claim2~4An optoelectronic wiring board according to claim 15~7An optoelectronic integrated device according to claim 1 or claim9~18Any one of the optical module and a plurality of holes or grooves that fit into the electrode pins of the optoelectronic wiring board, the optoelectronic integrated device, or the optical module, and the electrode pins that fit into the plurality of holes or grooves One or more jumper members that electrically connect the two or more electrode pins of the optoelectronic wiring board, the optoelectronic integrated device, or the optical module, the holes or grooves of the one or more jumper members Since it is electrically connected through each jumper member by fitting, the desired electrical wiring of the optoelectronic wiring board, the optoelectronic integrated device, or the optical module can be obtained simply by inserting the jumper member into the electrode pin. As a result, an optical module capable of easily performing electrical wiring can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a configuration of an optical bench used for constructing an optical module according to Embodiment 1 of the present invention, and is a top view (FIG. 1 (a)) and a front view (FIG. 1 (b)). ) And a right side view (FIG. 1 (c)).
FIG. 2 is an external view showing a configuration of an optical bench in which positioning pins are arranged by another method, and is a top view (FIG. 2 (a)), a front view (FIG. 2 (b)), and a right side view ( FIG. 2 (c)).
3 is an external view showing the configuration of the optical module according to the first embodiment, and is a top view (FIG. 3A), a front view (FIG. 3B), and a right side view (FIG. 3 c)).
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical waveguide in which optical fibers are optically coupled using the lens action on both side surfaces, and is a perspective view (FIG. 4 (a)) and an arrow A in FIG. 4 (a). It is a figure (FIG.4 (b)) and the B arrow figure of FIG.4 (a) (FIG.4 (c)).
5 is a schematic diagram showing an analysis model of the optical waveguide of FIG. 4. FIG.
6 is a graph showing the coupling efficiency η with respect to the parameter α of the optical waveguide shown in FIG. 4;
7 is a refractive index n of the clad of the optical waveguide of FIG.cIt is a graph which shows parameter (alpha) with respect to.
8 is a graph showing a parameter α with respect to an optical fiber interval D expressed as a ratio to the cladding radius of the optical waveguide of FIG. 4;
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an optical waveguide capable of routing optical wiring in a U-shape, and is a perspective view (FIG. 9 (a)) and an arrow A view in FIG. 9 (a) (FIG. 9). (b)), and B arrow figure of FIG. 9 (a) (FIG. 9 (c)).
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an optical waveguide capable of multiplexing and demultiplexing a light beam, and is a perspective view (FIG. 10 (a)) and an arrow A view in FIG. 10 (a) (FIG. 10 (b)). And FIG. 10 (a) is an arrow B view (FIG. 10 (c)).
11 is an external view showing a configuration of an optical module according to Embodiment 2 of the present invention, and is a top view (FIG. 11 (a)), a front view (FIG. 11 (b)), and a right side view (FIG. 11). 11 (c)).
12 is an external view showing the configuration of an optical module according to Embodiment 3 of the present invention, and is a top view (FIG. 12 (a)), a front view (FIG. 12 (b)), and a right side view (FIG. 12). 12 (c)).
13 is an external view showing the configuration of an optical module according to Embodiment 4 of the present invention, and is a top view (FIG. 13 (a)), a front view (FIG. 13 (b)), and a right side view (FIG. 13). 13 (c)).
14 is an external view showing a configuration of an optical module according to Embodiment 5 of the present invention, and is a top view (FIG. 14 (a)), a front view (FIG. 14 (b)), and a right side view (FIG. 14). 14 (c)).
15 is a perspective view showing another configuration of a jumper member used in the optical module of FIG.
16 is an external view showing the configuration of an optical module according to Embodiment 6 of the present invention, and is a top view (FIG. 16 (a)), a front view (FIG. 16 (b)), and a right side view (FIG. 16). 16 (c)).
17 is an external view showing a configuration of an optical module according to a seventh embodiment of the present invention, and is a top view (FIG. 17 (a)), a front view (FIG. 17 (b)), and a right side view (FIG. 17). 17 (c)).
18 is an external view showing a configuration of an optical module according to an eighth embodiment of the present invention, and is a top view (FIG. 18 (a)), a front view (FIG. 18 (b)), and a right side view (FIG. 18). 18 (c)).
[Explanation of symbols]
1 core, 2 clad, 100 rod lens, 101 half plate part, 102 half circle part, 201 base, 201a, 206a, 209a, 215a component placement surface, 202 positioning pin, 203 condenser lens, 204 central axis of lens 206, 209 Substrate, 207 Optical connection pin, 207a First optical connection pin, 207b Second optical connection pin, 208 Optical wiring, 210 Electrode pin, 210a First electrode pin, 210b Second electrode pin, 210c Third electrode pin, 211 Electrical wiring, 212 Electrode for electrode contact, 213 Semiconductor laser, 214 Center axis of laser light emission hole, 215 chip, 216 Optoelectronic circuit, 301 Lens array, 301a, 302a, 303a Fitting hole, 302 Laser array, 303 Jumper member, 303b Fitting groove, 400 Gakudai, 401 Optical wiring board, 402 EO board, 403 EO chip, Ax optical fiber central axis, Ax1 first optical fiber central axis, Ax2 second optical fiber central axis, Ax3 first optical fiber / Second optical fiber orthogonal axis, Ax4 central axis of the inclined end face of the first optical fiber, Ax5 central axis of the inclined end face of the second optical fiber, central axis of the Ax6 rod lens, Ax7 central axis of the third optical fiber , Cp1 center point of the inclined end face of the first optical fiber, Cp2 center point of the inclined end face of the second optical fiber, d optical fiber spacing, F inclined end face, F1 inclined end face of the first optical fiber, F2 second Inclined end face of optical fiber, F3 Inclined end face of third optical fiber, nc  The refractive index of the cladding, ne  Equivalent Refractive Index, Of Optical Fiber, Of1 First Optical Fiber, Of2 Second Optical Fiber, Of3 Third Optical Fiber, P1-P3 Port, R1 First Component Extension Region, R1a Rear First Component extending region, R1b Front first component extending region, R2 Second component extending region, S Spacing between inclined end surface F1 and inclined end surface F3, St laminated member.

Claims (23)

複数の光部材を積層して、光学システムを形成するための光配線基板であって、
光配線を有し、その主面に平坦な部品配設面を有する基板と、
該基板の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該基板の光配線に光学的に接続され、かつ光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる1以上の光接続ピンと、
上記基板の部品配設面に垂直に突設され、該部品配設面上に仮想されある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置され、かつ少なくとも所定の高さまで一定の径を有するように形成された位置決めピンとを備えたことを特徴とする光配線基板。
An optical wiring board for stacking a plurality of optical members to form an optical system,
A substrate having optical wiring and having a flat component arrangement surface on its main surface;
Protruding perpendicularly to the component mounting surface of the substrate, the base end of which is optically connected to the optical wiring of the substrate and made of a material that can transmit light, and the cross section is circular and has a column shape One or more optical connection pins having different refractive indexes in the cross-sectional direction so that light can propagate along the central axis;
Protruding perpendicularly to the component placement surface of the substrate and extending along both side edges of each of the one or more component extension regions extending linearly and in a strip in a direction virtually imagined on the component placement surface An optical wiring board comprising: a plurality of positioning pins arranged so that each of the extended regions can be positioned in the width direction and having a fixed diameter at least up to a predetermined height.
複数の光部材および電子部材を積層して、光学システムを形成するための光電子配線基板であって、
電気配線と光配線とを有し、その主面に平坦な部品配設面を有する基板と、
該基板の部品配設面に垂直に突設され、その基端が上記基板の電気配線に電気的に接続された1以上の電極ピンと、
上記基板の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該基板の光配線に光学的に接続され、かつ光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる1以上の光接続ピンと、
上記基板の部品配設面に垂直に突設され、該部品配設面上に仮想されある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第1の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置され、かつ少なくとも所定の高さまで一定の径を有するように形成された位置決めピンとを備えたことを特徴とする光電子配線基板。
An optoelectronic wiring board for stacking a plurality of optical members and electronic members to form an optical system,
A substrate having electrical wiring and optical wiring and having a flat component arrangement surface on the main surface;
One or more electrode pins projecting perpendicularly to the component placement surface of the substrate, the base end of which is electrically connected to the electrical wiring of the substrate;
Protruding perpendicularly to the component mounting surface of the substrate, the base end of which is optically connected to the optical wiring of the substrate and made of a material that can transmit light, and the cross section is circular and has a column shape One or more optical connection pins having different refractive indexes in the cross-sectional direction so that light can propagate along the central axis;
Along each side edge of each of the one or more first component extending regions that protrude perpendicularly to the component placement surface of the substrate and extend linearly and in a strip shape in a direction virtually imagined on the component placement surface. And a plurality of positioning pins which are arranged so as to be positioned in the width direction and have a constant diameter at least up to a predetermined height. Optoelectronic wiring board.
請求項に記載の光電子配線基板において、
上記位置決めピンは、さらに、上記基板の部品配設面上に仮想され上記第1の部品延設領域に垂直な方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第2の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第2の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置されてなることを特徴とする光電子配線基板。
The optoelectronic wiring board according to claim 2 ,
The positioning pin is further imaginary on the component placement surface of the substrate, and each of the one or more second component extending regions extending linearly and in a strip shape in a direction perpendicular to the first component extending region. An optoelectronic wiring board, wherein a plurality of the second component extending regions are arranged along both side edges so as to be positioned in the width direction.
請求項又はに記載の光電子配線基板において、
上記位置決めピンの一部が、少なくとも上記所定の高さまで一定の径を有するように形成された上記電極ピンで構成されてなることを特徴とする光電子配線基板。
In the optoelectronic wiring board according to claim 2 or 3 ,
The one part of the positioning pin, an optoelectronic circuit board characterized by comprising consists of the electrode pin formed so as to have a constant diameter at least up to the predetermined height.
複数の光部材および電子部材を積層して、光学システムを形成するための光電子集積装置であって、
集積された電子素子及び光素子を含む光電子回路、及びその表面に形成された平坦な部品配設面を有する本体と、
該本体の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該本体の光電子回路に電気的に接続された1以上の電極ピンと、
上記本体の部品配設面に垂直に突設され、その基端が該本体の光電子回路に光学的に接続され、かつ光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる1以上の光接続ピンと、
上記本体の部品配設面に垂直に突設され、該部品配設面上に仮想されある方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第1の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第1の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置され、かつ少なくとも所定の高さまで一定の径を有するように形成された位置決めピンとを備えたことを特徴とする光電子集積装置。
An optoelectronic integrated apparatus for stacking a plurality of optical members and electronic members to form an optical system,
An optoelectronic circuit including an integrated electronic element and an optical element, and a main body having a flat component arrangement surface formed on the surface;
One or more electrode pins protruding perpendicularly to the component placement surface of the main body, the base end of which is electrically connected to the optoelectronic circuit of the main body;
Protruding perpendicularly to the component mounting surface of the main body, the base end of which is optically connected to the optoelectronic circuit of the main body and made of a material capable of transmitting light, and has a circular cross section and a column shape One or more optical connection pins having different refractive indexes in the cross-sectional direction so that light can propagate along the central axis;
Along each side edge of each of the one or more first component extending regions that protrude perpendicularly to the component arrangement surface of the main body and extend linearly and in a strip shape in a direction virtually imagined on the component arrangement surface. And a plurality of positioning pins which are arranged so as to be positioned in the width direction and have a constant diameter at least up to a predetermined height. Optoelectronic integrated device.
請求項に記載の光電子集積装置において、
上記位置決めピンは、さらに、上記本体の部品配設面上に仮想され上記第1の部品延設領域に垂直な方向に直線的かつ帯状に延びる1以上の第2の部品延設領域の各々の両側縁に沿って、該第2の部品延設領域の各々を幅方向に位置決め可能なように複数配置されてなることを特徴とする光電子集積装置。
The optoelectronic integrated device according to claim 5 .
The positioning pin is further imaginary on the component placement surface of the main body, and each of the one or more second component extension regions extending linearly and in a strip shape in a direction perpendicular to the first component extension region. An optoelectronic integrated device comprising a plurality of second component extending regions arranged along both side edges so as to be positioned in the width direction.
請求項又はに記載の光電子集積装置において、
上記位置決めピンの一部が、少なくとも上記所定の高さまで一定の径を有するように形成された上記電極ピンで構成されてなることを特徴とする光電子集積装置。
The optoelectronic integrated device according to claim 5 or 6 ,
Part of the positioning pin is at least the predetermined optoelectronic integrated apparatus characterized by comprising consists of formed the electrode pin so as to have a constant diameter up to a height.
請求項の光配線基板と、
光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、
上記光導波部材は、上記光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、
かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなることを特徴とする光モジュール。
An optical wiring board according to claim 1 ;
An optical waveguide member made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a columnar shape, and having a different refractive index in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis;
One or more layers of the optical waveguide member are arranged in the part extending region of a part or all of the optical wiring board so that an integer number of members having the same diameter are arranged in the width direction of one component extending region. And
An optical module comprising at least one optical waveguide member among the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one optical connection pin.
請求項2〜4のいずれかの光電子配線基板と、
光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、
上記光導波部材は、上記光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、
かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなることを特徴とする光モジュール。
The optoelectronic wiring board according to any one of claims 2 to 4 ,
An optical waveguide member made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a columnar shape, and having a different refractive index in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis;
One or more layers of the optical waveguide member are arranged in the part extending region of a part or all of the optical wiring board so that an integer number of members having the same diameter are arranged in the width direction of one component extending region. And
An optical module comprising at least one optical waveguide member among the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one optical connection pin.
請求項の光電子配線基板と、
光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、
上記光導波部材は、上記光電子配線基板の一部又は全部の上記第1の部品延設領域,及び一部又は全部の上記第2の部品延設領域に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、
該1層以上配置された第1の部品延設領域の光導波部材,及び第2の部品延設領域の光導波部材が、1以上の箇所で、高さ方向にて相接触するように交差し、
該第1の部品延設領域の光導波部材と第2の部品延設領域の光導波部材との交差点のうちの1以上の交差点で、相接触する2つの光導波部材が双方の側面のレンズ作用を利用して光結合されるように配置され、
かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなることを特徴とする光モジュール。
An optoelectronic wiring board according to claim 3 ;
An optical waveguide member made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a columnar shape, and having a different refractive index in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis;
The optical waveguide member has one component extending in one layer in a part or all of the first component extending region and part or all of the second component extending region of the optoelectronic wiring board. One or more layers are arranged so that an integer number of the same diameter is aligned in the width direction of the installation area,
The optical waveguide member in the first component extension region and the optical waveguide member in the second component extension region, which are arranged in one or more layers, intersect so that they are in phase contact with each other in one or more locations. And
Two optical waveguide members that are in phase contact with each other at one or more of the intersections of the optical waveguide member in the first component extension region and the optical waveguide member in the second component extension region are lenses on both side surfaces. Arranged to be optically coupled using the action,
An optical module comprising at least one optical waveguide member among the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one optical connection pin.
請求項又は10に記載の光モジュールにおいて、
光の物理量を変化せしめる光素子を二次元方向に1以上配置してなる光素子アレイを有し、
上記光素子アレイは、光素子が上記導波部材が配置された第1,又は第2の部品延設領域のうちの1以上のものの所定の導波部材と光結合されるよう、上記光電子配線基板の2以上の上記位置決めピン又は上記電極ピンにより位置決めされてなることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 9 or 10 ,
An optical element array in which one or more optical elements that change the physical quantity of light are arranged in a two-dimensional direction;
In the optical element array, the optoelectronic wiring is arranged such that the optical element is optically coupled to a predetermined waveguide member of one or more of the first or second component extending regions where the waveguide member is disposed. An optical module characterized by being positioned by two or more positioning pins or electrode pins on a substrate.
請求項11のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
集積された電子素子及び光素子を含む光電子回路を有する光電子集積装置が上記基板の部品配設面に対向するように配置され、
少なくとも、上記基板の1以上の電極ピンの一部若しくは全部が上記光電子集積装置の光電子回路に電気的に接続され、又は上記基板の1以上の光接続ピンの一部若しくは全部が上記光電子集積装置の光電子回路に光学的に接続されてなることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 9 to 11 ,
An optoelectronic integrated device having an optoelectronic circuit including an integrated electronic element and an optical element is disposed so as to face the component placement surface of the substrate,
At least a part or all of one or more electrode pins of the substrate is electrically connected to an optoelectronic circuit of the optoelectronic integrated device, or a part or all of one or more optical connection pins of the substrate is the optoelectronic integrated device. An optical module that is optically connected to the optoelectronic circuit.
請求項5〜7のいずれかの光電子集積装置と、
光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、
上記光導波部材は、上記光配線基板の一部又は全部の上記部品延設領域に、1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、
かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなることを特徴とする光モジュール。
An optoelectronic integrated device according to any one of claims 5 to 7 ;
An optical waveguide member made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a columnar shape, and having a different refractive index in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis;
One or more layers of the optical waveguide member are arranged in the part extending region of a part or all of the optical wiring board so that an integer number of members having the same diameter are arranged in the width direction of one component extending region. And
An optical module comprising at least one optical waveguide member among the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one optical connection pin.
請求項の光電子集積装置と、
光を透過可能な材料からなり、その断面が円形で柱形状を有し、その中心軸に沿って光が伝搬可能なように断面方向に屈折率を異ならしめてなる光導波部材とを備え、
上記光導波部材は、上記光電子集積装置の一部又は全部の上記第1の部品延設領域,及び一部又は全部の上記第2の部品延設領域に、1つの層においては1つの部品延設領域の幅方向に同一径のものが丁度整数本並ぶようにして、1層以上配置され、
該1層以上配置された第1の部品延設領域の光導波部材,及び第2の部品延設領域の光導波部材が、1以上の箇所で高さ方向にて相接触するように交差し、
該第1の部品延設領域の光導波部材と第2の部品延設領域の光導波部材との交差点のうちの1以上の交差点で、相接触する2つの光導波部材が双方の側面のレンズ作用を利用して光結合されるように配置され、
かつ該1層以上配置された光導波部材のうちの少なくとも1つの光導波部材と少なくとも1つの上記光接続ピンとが光結合されてなることを特徴とする光モジュール。
An optoelectronic integrated device according to claim 6 ;
An optical waveguide member made of a material capable of transmitting light, having a circular cross section and a columnar shape, and having a different refractive index in the cross sectional direction so that light can propagate along the central axis;
The optical waveguide member has one component extending in one layer in a part or all of the first component extension region and part or all of the second component extension region of the optoelectronic integrated device. One or more layers are arranged so that an integer number of the same diameter is aligned in the width direction of the installation area,
The optical waveguide member in the first component extending region and the optical waveguide member in the second component extending region, which are arranged in one or more layers, intersect so that they are in phase contact with each other in one or more locations. ,
Two optical waveguide members that are in phase contact with each other at one or more of the intersections of the optical waveguide member in the first component extension region and the optical waveguide member in the second component extension region are lenses on both side surfaces. Arranged to be optically coupled using the action,
An optical module comprising at least one optical waveguide member among the optical waveguide members arranged in one or more layers and at least one optical connection pin.
請求項13又は14に記載の光モジュールにおいて、
光の物理量を変化せしめる光素子を二次元方向に1以上配置してなる光素子アレイを有し、
上記光素子アレイは、光素子が上記導波部材が配置された第1,又は第2の部品延設領域のうちの1以上のものの所定の導波部材と光結合されるよう、上記光電子配線基板の2以上の上記位置決めピン又は上記電極ピンにより位置決めされてなることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 13 or 14 ,
An optical element array in which one or more optical elements that change the physical quantity of light are arranged in a two-dimensional direction;
In the optical element array, the optoelectronic wiring is arranged such that the optical element is optically coupled to a predetermined waveguide member of one or more of the first or second component extending regions where the waveguide member is disposed. An optical module characterized by being positioned by two or more positioning pins or electrode pins on a substrate.
請求項1315のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
電気配線と光配線とを有する光電子配線基板が上記本体の部品配設面に対向するように配置され、
少なくとも、上記本体の1以上の電極ピンの一部若しくは全部が上記光電子配線基板の電気配線に電気的に接続され、又は上記本体の1以上の光接続ピンの一部若しくは全部が上記光電子配線基板の光配線に光学的に接続されてなることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 13 to 15 ,
An optoelectronic wiring board having electrical wiring and optical wiring is disposed so as to face the component placement surface of the main body,
At least some or all of the one or more electrode pins of the main body are electrically connected to the electrical wiring of the optoelectronic wiring board, or some or all of the one or more optical connection pins of the main body are the optoelectronic wiring board. An optical module characterized by being optically connected to the optical wiring.
請求項11又は15に記載の光モジュールにおいて、
上記光素子アレイは電極を有する光素子からなるものを含んでなり、
該電極を有する光素子からなる光素子アレイは、上記位置決めをする電極ピンに嵌合し、その内面に該光素子の電極に接続され該嵌合する電極ピンと接触するよう配設された電極を有する孔又は溝を有してなり、かつ該孔又は溝を上記位置決めをする電極ピンと嵌合せしめることにより位置決めされてなることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 11 or 15 ,
The optical element array comprises an optical element having an electrode,
An optical element array composed of optical elements having the electrodes is fitted to the electrode pins for positioning, and electrodes arranged on the inner surface thereof so as to be in contact with the electrode pins to be fitted are connected to the electrodes of the optical elements. An optical module comprising a hole or a groove and having the hole or groove positioned by fitting the hole or groove with the electrode pin for positioning.
請求項17のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
上記光導波部材と上記光接続ピンとの光結合は、双方の側面のレンズ作用を利用してなることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 8 to 17 ,
An optical module characterized in that the optical coupling between the optical waveguide member and the optical connecting pin is made by utilizing the lens action on both side surfaces.
請求項18のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
上記光導波部材のうち、他の光導波部材,上記光素子アレイの光素子,又は上記光接続ピンと光結合しない光導波部材の一部又は全部を、該光結合しない光導波部材と同一形状の積層部材で構成したことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to any one of claims 8 to 18 ,
Among the optical waveguide members, a part or all of the other optical waveguide members, the optical elements of the optical element array, or the optical waveguide members that are not optically coupled to the optical connection pins have the same shape as the optical waveguide members that are not optically coupled. An optical module comprising a laminated member.
請求項のいずれかの光電子配線基板,請求項のいずれかの光電子集積装置,又は請求項18のいずれかの光モジュールと、
上記光電子配線基板,光電子集積装置,又は光モジュールの上記電極ピンに嵌合する複数の孔又は溝を有し、該複数の孔又は溝に嵌合する電極ピン同士を電気的に接続する1以上のジャンパ部材とを備え、
上記光電子配線基板,光電子集積装置,又は光モジュールの上記電極ピンのうちの2以上のものが、上記1以上のジャンパ部材の孔又は溝と嵌合することにより各ジャンパ部材を介して電気的に接続されてなることを特徴とする光モジュール。
The optoelectronic wiring board according to any one of claims 2 to 4, the optoelectronic integrated device according to any one of claims 5 to 7 , or the optical module according to any one of claims 9 to 18 ,
1 or more which has the several hole or groove | channel fitted to the said electrode pin of the said optoelectronic wiring board, an optoelectronic integrated device, or an optical module, and electrically connects the electrode pins fitted to this some hole or groove | channel With a jumper member
Two or more of the electrode pins of the optoelectronic wiring board, optoelectronic integrated device, or optical module are electrically connected via the respective jumper members by fitting with the holes or grooves of the one or more jumper members. An optical module characterized by being connected.
請求項に記載の光配線基板において、
前記基板上にV字状またはU字状の溝を有する、
ことを特徴とする光配線基板。
The optical wiring board according to claim 1 ,
Having V-shaped or U-shaped grooves on the substrate;
An optical wiring board characterized by that.
請求項に記載の光電子配線基板において、
前記基板上にV字状またはU字状の溝を有する、
ことを特徴とする光配線電子基板。
The optoelectronic wiring board according to claim 2 ,
Having V-shaped or U-shaped grooves on the substrate;
An optical wiring electronic board characterized by the above.
請求項に記載の光電子集積装置において、
前記基板上にV字状またはU字状の溝を有する、
ことを特徴とする光電子集積装置。
The optoelectronic integrated device according to claim 5 .
Having V-shaped or U-shaped grooves on the substrate;
An optoelectronic integrated device.
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