JP4239722B2

JP4239722B2 - Optical component and its manufacturing method and optical component processing tool and its manufacturing method

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Publication number: JP4239722B2
Application number: JP2003197199A
Authority: JP
Inventors: 敏博中嶋
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: JP2004361904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光素子と光ファイバ又は光ファイバ同士を光結合する際に用いられる光部品とその製法及び光部品加工用具とその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光素子と光ファイバを光結合する光モジュールとしては、図５９に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５９に示す光モジュールにおいて、光モジュール基板１の一方の主面にはセラミック製の光回路基板２が設けられると共に、基板２の上面には電子回路３及び光素子４が設けられている。基板２において光素子４の下方に位置する端部には、研削研磨加工により傾斜角が４５°の光反射面２Ａが形成されている。
【０００４】
基板１の一方の主面には、光ケーブル６を保持する光コネクタ５が設けられている。光ケーブル６は、光ファイバ６Ａを有する。光コネクタ５は、光ファイバ６Ａの先端が基板２の光反射面２Ａと光結合可能なように配置されている。
【０００５】
光素子４が発光素子である場合、光素子４から射出された光は、光反射面２Ａで反射されて光ファイバ６Ａに入射する。光素子４が受光素子である場合、光ファイバ６Ａから射出された光は、光反射面２Ａで反射されて光素子４に入射する。光反射面２Ａには、反射機能を高めるため鏡面加工を施したり、Ｎｉ，Ａｕ等の反射性金属膜をメッキ、蒸着又は貼付等の方法で被着したりしてもよく、あるいは集光機能を持たせるため凹面加工を施してもよい。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９８８６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術によると、次の（イ）〜（ハ）のような問題点がある。
【０００８】
（イ）光反射面に凹面加工を施して集光機能を持たせることで光結合効率を改善可能である。しかし、直径１０μｍ程度の光源と直径１０μｍ程度の受光素子とを凹面状の光反射面を介して光結合する場合には、凹面状の光反射面で生ずる非点収差を無視できない。上記した従来技術では、このような非点収差を補正する手段がなく、高い光結合効率を得るのが困難である。
【０００９】
（ロ）傾斜角４５°の光反射面２Ａは、セラミック材に研削研磨加工を施して形成される。研削研磨加工では、加工精度が±０．５度程度と低いため、光反射面２Ａの角度等のばらつきが大きい。また、鏡面加工を行なうには、４５°の斜面に沿う研削方向（砥石の回転方向）に直交する方向に研磨して研削による凹凸傷を小さくしていく必要があるが、光反射面２Ａが存在する凹部内でこのような研磨作業を行なうのは困難である。その上、光反射部２Ａが存在する凹部内にメッキ、蒸着又は貼付等の方法で光反射性の金属膜を被着したり、凹面加工を施したりするのも困難である。従って、光結合効率が高い光モジュールを実現するのは容易でない。
【００１０】
（ハ）光モジュールを組立てる際には、光素子４と光ファイバ６Ａとが光反射面２Ａを介して光軸を合わせるように光素子４と基板２と光コネクタ５とで位置関係を調整する必要がある。このような光軸合せ作業においては、位置合せ精度として±１μｍより小さい精度が要求されるので、高精度且つ高価な調芯装置を用いて光軸合せを行なうことになり、コスト増大を招く。また、基板２及び光コネクタ５は、基板１の上面に接着剤を用いて接着・固定することになり、単なる接着では信頼性が低い。
【００１１】
この発明の目的は、高い光結合効率を得ることができる新規な光部品とその製法を提供することにある。
【００１２】
この発明の他の目的は、光結合効率が高い光モジュールを低コストで実現することができる立体的な光部品とその製法及び立体的な光部品加工用具とその製法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の光部品は、光反射面を有する光部品であって、
光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より該長軸方向に直交する短軸方向の曲率半径が小さい楕円面状凹曲面により前記光反射面を構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
第１の光部品によれば、光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より短軸方向の曲率半径が小さい楕円面状凹曲面により光反射面を構成したので、光反射面で生ずる非点収差を補正することができ、高い光結合効率が得られる。
【００１５】
この発明に係る光部品の第１の製法は、
基板の一方の主面に楕円状の平面形状を有するレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層に加熱リフロー処理を施して前記レジスト層に楕円面状凸曲面を付与する工程と、
前記加熱リフロー処理の後、前記レジスト層を覆って前記基板の一方の主面にメッキ下地層を形成する工程と、
前記レジスト層に重なるように前記メッキ下地層の上に光反射性の金属をメッキして該金属からなる金属板を形成する工程であって、前記金属板としては、前記レジスト層の楕円面状凸曲面に対応する楕円面状凹曲面を光反射面として有する金属板を形成する工程と、
前記メッキ下地層を除去して前記金属板を前記基板から分離する工程と
を含むものである。
【００１６】
光部品の第１の製法によれば、楕円状の平面形状を有するレジスト層に加熱リフロー処理を施してレジスト層に楕円面状凸曲面を付与した後、レジスト層を覆ってメッキ下地層を形成する。そして、メッキ下地層の上に光反射性の金属をメッキして該金属からなる金属板を形成する。この場合、金属板は、レジスト層の楕円面状凸曲面に対応する楕円面状凹曲面を光反射面として有するように形成し、この後、メッキ下地層を除去して金属板を基板から分離する。分離された金属板は、前述した第１の光部品として使用可能なものである。従って、第１の光部品を薄膜プロセスにより簡単に且つ精度良く製作可能である。
【００１７】
この発明に係る光る部品の第２の製法は、
基板の一方の主面に楕円状の平面形状を有するレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層に加熱リフロー処理を施して前記レジスト層に楕円面状凸曲面を付与する工程と、
前記加熱リフロー処理の後、前記レジスト層をマスクとするドライエッチング処理を前記基板の一方の主面に施して前記基板の一方の主面に前記レジスト層の楕円面状凸曲面と同様の楕円面状凸曲面を有する凸部を形成する工程と、
前記凸部を覆って前記基板の一方の主面にメッキ下地層を形成する工程と、
前記凸部に重なるように前記メッキ下地層の上に光反射性の金属をメッキして該金属からなる金属板を形成する工程であって、前記金属板としては、前記凸部の楕円面状凸曲面に対応する楕円面状凹曲面を光反射面として有する金属板を形成する工程と、
前記メッキ下地層を除去して前記金属板を前記基板から分離する工程と
を含むものである。
【００１８】
光部品の第２の製法によれば、楕円状の平面形状を有するレジスト層に加熱リフロー処理を施してレジスト層に楕円面状凸曲面を付与した後、レジスト層をマスクとするドライエッチング処理により基板の一方の主面にレジスト層の楕円面状凸曲面と同様の楕円面状凸曲面を有する凸部を形成する。そして、凸部を覆ってメッキ下地層を形成した後、メッキ下地層の上に光反射性の金属をメッキして該金属からなる金属板を形成する。この場合、金属板は、凸部の楕円面状凸曲面に対応する楕円面状凹曲面を光反射面として有するように形成し、この後、メッキ下地層を除去して金属板を基板から分離する。分離された金属板は、前述した第１の光部品として使用可能なものである。従って、第１の光部品を薄膜プロセスにより簡単に且つ精度良く製作可能である。
【００１９】
この発明に係る第２の光部品は、金属からなる光部品であって、
互いに対向する２つの主面を有し、一方の主面にて平面上に配置されるべき平坦部と、
互いに対向する２つの主面を有し、前記平坦部と一体をなす支持部であって前記平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げられたものと、
互いに対向する２つの主面を有すると共に少なくとも一方の主面に光反射面を有し、前記支持部と一体をなすミラー部であって前記支持部のいずれか一方の主面に近づくように折り曲げられたものと
を備えたものである。
【００２０】
第２の光部品によれば、ミラー部を支持部の２つの主面のうちいずれか一方の主面に近づくように折り曲げると共に、光反射面をミラー部の２つの主面のうち少なくとも一方の主面に設ける構成にしたので、反射態様としては、支持部の一方の主面側においてミラー部の少なくとも一方の主面の光反射面により反射する態様を利用してもよく、あるいは支持部の他方の主面側においてミラー部の少なくとも一方の主面の光反射面により反射する態様を利用してもよい。また、平坦部、支持部及びミラー部をいずれも金属製で板状にすると共に、互いに一体をなす構成にしたので、このような金属板は、メッキ処理等を含む薄膜プロセスにより寸法精度良く（サブミクロンの精度で）作成可能であり、作成した金属板を２個所で折り曲げるだけで簡単に第２の光部品を作成することができる。
【００２１】
第２の光部品においては、平坦部に複数の位置決め孔を設けてもよい。各位置決め孔は、薄膜プロセスにより位置精度良く（サブミクロン精度で）形成可能である。従って、高価な調芯装置を用いなくても、各位置決め孔にピンを嵌合させるだけで簡単に且つ高精度で他の光部品と位置合せを行なうことができ、各位置決め孔にピンを嵌合させた状態で接着・固定を行なうことで信頼性も向上する。平坦部には、各位置決め孔の代りに位置決め突起を設け、他の光部品の嵌合孔に嵌合させるようにしてもよく、位置決め孔の場合と同様の作用効果が得られる。
【００２２】
第２の光部品において、前記平坦部の他方の主面に対して前記支持部がほぼ直角をなすように前記支持部を折り曲げ、前記ミラー部において前記平坦部の他方の主面側の主面に前記光反射面を設け、前記ミラー部が前記平坦部及び前記支持部と共に三角柱状の空間を形成するように前記ミラー部を折り曲げ、前記平坦部及び前記支持部のいずれにおいても前記光反射面に対応する部分に光結合用の開口部を設けてもよい。このようにすると、三角柱状の空間を光伝送空間とするコンパクトな光部品を実現することができる。すなわち、この光部品では、平坦部の開口部に配置した一方の光部品と支持部の開口部に配置した他方の光部品とを三角柱状の空間内に存在する光反射面を介して高い光結合効率で光結合することができる。この場合、平坦部及び支持部のいずれにも複数の位置決め孔又は位置決め突起を設けるか又は平坦部及び支持部のうち一方に複数の位置決め孔を且つ他方に複数の位置決め突起をそれぞれ設けるようにしてもよい。このようにすると、一方及び他方の光部品との位置合せを簡単に且つ高精度で行なうことができ、信頼性の向上も可能になる。
【００２３】
この発明に係る第３の光部品は、金属からなる光部品であって、
互いに対向する２つの主面を有し、一方の主面にて平面上に配置されるべき平坦部と、
互いに対向する２つの主面を有すると共に少なくとも一方の主面に光反射面を有し、前記平坦部と一体をなすミラー部であって前記平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げられたものと
を備えたものである。
【００２４】
第３の光部品によれば、ミラー部を平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げると共に、光反射面をミラー部の２つの主面のうち少なくとも一方の主面に設ける構成にしたので、反射態様としては、平坦部の他方の主面側においてミラー部の少なくとも一方の主面の光反射面により反射する態様を利用することができる。また、平坦部及びミラー部はいずれも金属製で板状にすると共に、互いに一体をなす構成にしたので、このような金属板は、メッキ処理等を含む薄膜プロセスにより寸法精度良く（サブミクロンの精度で）作成可能であり、作成した金属板を１個所で折り曲げるだけで簡単に第３の光部品を作成することができる。
【００２５】
第３の光部品において、前記ミラー部が前記平坦部の他方の主面に対してほぼ直角をなすように前記ミラー部を折り曲げ、前記平坦部には前記光反射面を介して光結合されるべき複数の光ファイバをそれぞれ保持するための複数の保持部を設けてもよい。このようにすると、複数の光ファイバをそれぞれ保持する複数の保持部を薄膜プロセスにより位置精度良く（サブミクロンの精度で）形成できるので、ミラー部に対して複数の光ファイバを簡単に且つ高精度で位置合せすることができ、高い光結合効率が得られる。第３の光部品において、平坦部に複数の位置決め孔又は位置決め突起を設けると、他の光部品との位置合せを簡単に且つ高精度で行なうことができ、信頼性の向上も可能になる。
【００２６】
第２又は第３の光部品において、光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より該長軸方向に直交する短軸方向の曲率半径が小さい楕円面状凹曲面により光反射面を構成してもよい。このようにすると、高い光結合効率が得られる。
【００２７】
この発明に係る第４の光部品は、金属からなる光部品であって、
互いに対向する２つの主面を有し、一方の主面にて平面上に配置されるべき第１の平坦部と、
互いに対向する２つの主面を有し、一方の主面にて平面上に配置されるべき第２の平坦部と、
互いに対向する２つの主面を有し、前記第１の平坦部と一体をなす第１のミラー部であって前記第１の平坦部の他方の主面側の主面に第１の光反射面を有し、前記第１の平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げられたものと、
互いに対向する２つの主面を有し、前記第２の平坦部と一体をなす第２のミラー部であって前記第２の平坦部の他方の主面側の主面に第２の光反射面を有し、前記第２の平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げられ、前記第１のミラー部と直接又は連結部を介して一体をなすものと
を備えたものである。
【００２８】
第４の光部品によれば、第１のミラー部を第１の平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げると共に、第１の光反射面を第１のミラー部において第１の平坦部の他方の主面側の主面に設け、しかも第２のミラー部を第２の平坦部の他方の主面に近づくように折り曲げると共に、第２の光反射面を第２のミラー部において第２の平坦部の他方の主面側の主面に設ける構成にしたので、反射態様としては、第１の平坦部の他方の主面側において第１のミラー部の第１の光反射面により反射する態様を利用してもよく、あるいは第２の平坦部の他方の主面側において第２のミラー部の第２の光反射面により反射する態様を利用してもよい。また、第１の平坦部、第１のミラー部、第２のミラー部及び第２の平坦部をいずれも金属製で板状にすると共に、互いに一体をなす構成にしたので、このような金属板は、メッキ処理等を含む薄膜プロセスにより寸法精度良く（サブミクロンの精度で）作成可能であり、作成した金属板を３又は４個所で折り曲げるだけで簡単に第４の光部品を製作することができる。
【００２９】
第４の光部品においては、第１又は第２の平坦部のいずれかに複数の位置決め孔又は位置決め突起を設けるかあるいは第１及び第２の平坦部にそれぞれ１以上の位置決め孔又は位置決め突起を設けてもよい。このようにすると、他の光部品との位置合せを簡単に且つ高精度で行なうことができ、信頼性の向上も可能となる。また、光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より該長軸方向に直交する短軸方向の曲率半径が小さい楕円面状凹曲面により第１及び第２の光反射面のうち少なくとも一方を構成してもよい。このようにすると、高い光結合効率が得られる。
【００３０】
この発明に係る光部品の第３の製法は、
ミラー部を有する金属板を薄膜プロセスにより作成する工程と、
前記金属板を１又は複数個所で折り曲げることにより前記ミラー部を有する立体的な光部品を作成する工程と
を含むものである。
【００３１】
光部品の第３の製法によれば、光反射性が良好なミラー部を有する立体的な光部品を高精度且つ低コストで製作することができる。また、金属板を作成する工程では、金属板において折り曲げの際に角が生ずべき部分に凹状溝を形成するのが望ましい。このようにすると、凹状溝の位置で簡単に且つ正確に折り曲げを行なえる。さらに、金属板を作成する工程では、前述した光部品の第１又は第２の製法を採用することにより光反射面として楕円面状凹曲面を形成してもよい。このようにすると、光結合効率が高い立体的な光部品を簡単に且つ精度良く製作可能である。
【００３２】
この発明に係る光部品加工用具は、金属からなる光部品加工用具であって、
互いに対向する２つの主面を有し、一方の主面にて平面上に配置されるべき平坦部と、
前記平坦部と一体をなす端面当接部であって前記平坦部の一方の主面側に折り曲げられて前記平坦部と共に角部を形成するものと
を備え、前記平坦部と前記端面当接部とにまたがるように前記角部に加工用の貫通孔を設けたものである。
【００３３】
この発明の光部品加工用具によれば、端面当接部を平坦部の一方の主面側に折り曲げて角部を形成すると共に、平坦部と端面当接部とにまたがるように角部に加工用の貫通孔を設けたので、この光部品加工用具を光部品の角部にかぶせた状態で貫通孔を介して部品の角部に例えばスパッタ法による金属被着等の加工を施すことができる。また、平坦部及び端面当接部をいずれも金属製で板状にすると共に、互いに一体をなす構成にしたので、このような金属板は、メッキ処理等を含む薄膜プロセスにより寸法精度良く（サブミクロンの精度で）作成可能であり、作成した金属板を１個所で折り曲げるだけで簡単に光部品加工用具を製作することができる。
【００３４】
この発明の光部品加工用具において、端面当接部には複数の位置決め孔を設けてもよい。このようにすると、光部品との位置合せを簡単に且つ高精度で行なうことができる。
【００３５】
この発明に係る光部品加工用具の製法は、
一方の主面から他方の主面に貫通する加工用の貫通孔を有する金属板を薄膜プロセスにより作成する工程と、
前記貫通孔を横切るように前記金属板を折り曲げて立体的な光部品加工用具を作成する工程と
を含むものである。
【００３６】
この発明の光部品加工用具の製法によれば、加工用の貫通孔を有する立体的な光部品加工用具を高精度且つ低コストで製作することができる。また、金属板を作成する工程では、金属板において折り曲げの際に角が生ずるべき部分に凹状溝を形成するとよい。このようにすると、凹状溝の位置で簡単に且つ正確に折り曲げを行なえる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態に係るミラーユニットを示すもので、このミラーユニットの使用状態におけるＡ−Ａ’線断面及びＢ−Ｂ’線断面は、それぞれ図２及び図３に示されている。
【００３８】
ミラーユニット１０は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の光反射性の金属からなるもので、平坦部１２と、支持部１４と、ミラー部１６とを備えている。平坦部１２は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、一端及び他端の近傍には位置決め孔１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられると共に、孔１２ａ，１２Ｂの間には細長い光結合用の開口部１２Ａが設けられている。孔１２ａ，１２ｂ及び開口部１２Ａは、いずれも平坦部１２の一方の主面から他方の主面に貫通するように形成されている。平坦部１２は、一方の主面（図１では下面）にて平面上に配置されるべきもので、平坦部１２の開口部１２Ａには、図２に例示するように光部品が配置される。
【００３９】
支持部１４は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、一端及び他端の近傍には位置決め孔１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられると共に、孔１４ａ，１４ｂの間には細長い光結合用の開口部１４Ａが設けられている。孔１４ａ，１４ｂ及び開口部１４Ａは、いずれも支持部１４の一方の主面から他方の主面に貫通するように形成されている。支持部１４は、平坦部１２と一体をなすもので、平坦部１２の他方の主面に近づくようにほぼ直角（９０°）に折り曲げられている。支持部１４の一方の主面（図１では右側の面）には、図２，３に例示するように光部品が配置され、開口部１４Ａを介して光が伝送される。
【００４０】
ミラー部１６は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、長さ方向に沿って一列状に配置された８個のミラーＭ_１〜Ｍ_８を有する。Ｍ_１等の各ミラーは、図２でミラーＭ_５について代表的に示すようにミラー部１６の一方の主面（図２では外面）にて球面状凸曲面をなすと共にミラー部１６の他方の主面（図２では内面）にて球面状凹曲面をなすように形成されており、球面状凹曲面が光反射面Ｍ_５０を構成している。ミラー部１６は、支持部１４と一体をなす（支持部１４に支持された）もので、支持部１４の他方の主面に近づくように約４５°の角度で折り曲げられている。すなわち、ミラー部１６は、平坦部１２及び支持部１４と共に光伝送空間としての三角柱状の空間を形成するように折り曲げられており、三角柱状の空間では、開口部１２Ａに配置した一方の光部品と、開口部１４Ａに配置した他方の光部品とをミラーＭ_１〜Ｍ_８を介して光結合可能である。
【００４１】
上記したミラーユニット１０について寸法例を示すと、次の通りである。平坦部１２の幅ａは２ｍｍ、支持部１４の高さｂは２ｍｍ、支持部１４の長さｃは６．５ｍｍ、位置決め孔１４ａ，１４ｂの中心間の距離ｄは４．６ｍｍ、ミラー部１６の長さｅは２．５ｍｍ、位置決め孔１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの直径はいずれも０．７ｍｍとすることができる。平坦部１２の長さは、支持部１４の長さｃと等しくし、位置決め孔１２ａ，１２ｂの中心間の距離は、位置決め孔１４ａ，１４ｂの中心間の距離ｄと等しくすることができる。
【００４２】
図１に関して上記したミラーユニット１０は、図４〜７に関して後述するようにメッキ処理等を含む薄膜プロセスにより簡単に且つ高精度で作成可能であり、Ｍ_１等のミラーとしても、光反射性が良好なものが得られる。
【００４３】
図２，３は、上記したミラーユニット１０を用いた光モジュールの一例を示すものである。金属又はセラミック等からなる実装基板２０の一方の主面において平坦部１２の開口部１２Ａに対応する領域には、図２に示すように光素子２６が配置されている。光素子２６としては、面発光レーザーダイオード等の発光素子又はホトダイオード等の受光素子を用いることができる。
【００４４】
基板２０の一方の主面において光素子２６を配置した領域の一方側には、平坦部１２の位置決め孔１２ａに対応する位置決めピン２８ａが設けられており、光素子２６を配置した領域の他方側にも同様にして平坦部１２の位置決め孔１２ｂに対応する位置決めピン（図示せず）が設けられている。これらの位置決めピンに平坦部１２の位置決め１２ａ，１２ｂをそれぞれ嵌合させることにより基板２０上で光素子２６に対してミラーユニット１０を高精度で位置合せし、このような位置合せ状態において接着等によりミラーユニット１０を基板２０に固定する。基板２０を金属で構成した場合には、半田付け、レーザー溶接等の信頼性の高い固定手段を用いることができる。また、光素子２６と光ファイバ端面との間の空間は、通常、空気で満たされるが、該空間に光に対する透明体（エポキシ樹脂等）を充填してもよい。
【００４５】
基板２０の一方の主面において支持部１４の開口部１４Ａ側には、多芯光ファイバ２４を保持する光コネクタ２２が配置される。光コネクタ２２は、各々セラミック等からなる上方の押え板２２Ａ及び下方の保持板２２Ｂを備えたもので、多芯光ファイバ２４の被覆部ＥＶから突出した８本の光ファイバと被覆部ＥＶの端部とを押さえ板２２Ａ及び保持板２２Ｂの間に挟んで接着・固定する構成になっている。図２には、８本の光ファイバのうちミラーＭ_５に対応する光ファイバＦ_５が押え板２２Ａ及び保持板２２Ｂの間に挟まれて固定された状態が示されている。
【００４６】
光コネクタ２２には、図３に示すように支持部１４の位置決め孔１４ａに対応する位置決めピン２２ａがスライド自在に設けられており、同様にして支持部１４の位置決め孔１４ｂに対応する位置決めピン（図示せず）も設けられている。これらの位置決めピンを支持部１４の位置決め孔１４ａ，１４ｂにそれぞれ嵌合させることによりミラーユニット１０に対して光コネクタ２２を高精度で位置合せし、このような位置合せ状態において光コネクタ２２をミラーユニット１０及び基板２０に接着等により固定する。なお、光コネクタ２２にミラーユニット１０を固定した後、ミラーユニット１０及び光コネクタ２２を基板２０に固定してもよい。
【００４７】
１２ａ等の各位置決め孔の位置精度は、±０．２μｍ以下であり、２２ａ又は２８ａ等の各位置決めピンと貫通孔との間のクリアランスは、±０．３μｍ程度である。このため、ミラーユニット１０と光コネクタ２２、光素子２６等の光部品とを高価な調芯装置を用いることなく簡単に且つ±１μｍ以下の精度で位置合せし、光結合することができる。
【００４８】
光素子２６が発光素子からなっている場合、図２に示すように光素子２６の発光部２６ａから射出された光は、ミラーＭ_５で集光・反射されて光ファイバＦ_５の一端に入射する。光素子２６が受光素子からなっている場合、図２に示すように光ファイバＦ_５の一端から射出された光は、ミラーＭ_５で集光・反射されて光素子２６の受光部２６ａに入射する。このような光結合動作は、Ｍ_５以外の他のミラー及びＦ_５以外の他の光ファイバについても同様である。
【００４９】
上記した実施形態において、Ｍ_１等の各ミラーは、凹面ミラーとしたが、これに限らず、平面ミラーとしてもよい。また、ミラー部１６の折り曲げ角度は、４５°に限らず、所望の光路に応じて適宜設定することができる。さらに、ミラー部１６の一方の主面（図１では外面）に平面ミラーを設け、図２９に関して後述するミラーユニットと同様に使用してもよい。
【００５０】
次に、図４〜７を参照してミラーユニット１０の製法の一例を説明する。図４〜７では、図１においてＢ−Ｂ’線断面とＡ−Ａ’線断面（開口部１２Ａ，１４Ａは除く）とを接続した状態に相当する断面を示す。
【００５１】
図４（Ａ）の工程では、石英基板３０の一方の主面（基板３０の上面）に位置合せマーク形成パターン３２ａを有するレジスト層３２をホトリソグラフィ処理により形成する。そして、基板３０の上面には、レジスト層３２を覆ってＣｒ層３４をスパッタ法により形成することによりＣｒからなる位置合せマーク３４ａを形成する。このときのＣｒ層３４の厚さは、３００ｎｍとすることができる。
【００５２】
図４（Ｂ）の工程では、薬液処理等によりレジスト層３２をその上のＣｒ層３４と共に除去し、位置合せマーク３４ａを残存させる。そして、基板３０の一方の主面には、凹曲面ミラー形成用のレジスト層３６をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。
【００５３】
図４（Ｃ）の工程では、レジスト層３６に加熱リフロー処理を施すことによりレジスト層３６の表面が球面状凸曲面をなすようにする。
【００５４】
図５（Ｄ）の工程では、基板３０の上面に位置合せマーク３４ａ及びレジスト層３６を覆ってＣｒ層及びＣｕ層を順次にスパッタ法で堆積することによりＣｕ／Ｃｒ積層（Ｃｒ層にＣｕ層を重ねた積層）３８を形成する。このとき、Ｃｒ層及びＣｕ層の厚さは、それぞれ３０ｎｍ及び３００ｎｍとすることができる。Ｃｒ層は、Ｃｕ層の密着性を向上させるためのものであり、Ｃｕ層は、メッキ下地層として利用されるものである。
【００５５】
図５（Ｅ）の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層３８の上にレジスト層４０ａ，４１ａをホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。レジスト層４０ａ，４１ａは、図６（Ｉ）に示す位置決め孔１２ａ，１４ａにそれぞれ対応して設けられるもので、対応する孔１２ａ，１４ａにおいて開口端に進むにつれてサイズが増大するのを可能にするため、対応する孔１２ａ，１４ａより若干大きなサイズをそれぞれ有するように形成する。
【００５６】
次に、Ｃｕ／Ｃｒ積層３８の上にレジスト層４２をホトリソグラフィ処理により形成すると共に、このときのホトリソグラフィ処理を流用してレジスト層４０ａ，４１ａの上にレジスト層４２ａ，４３ａをそれぞれ形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。レジスト層４２は、図１のミラーユニット１０の折り曲げ前の状態に相当する金属板の外形に対応する孔４２Ａを有するように形成する。レジスト層４２ａ，４３ａは、図６（Ｉ）に示す位置決め孔１２ａ，１４ａをそれぞれ形成するために設けられるもので、対応する孔１２ａ，１４ａに相当するサイズをそれぞれ有するように形成する。
【００５７】
図５（Ｆ）の工程では、レジスト層４０ａ，４１ａ，４２，４２ａ，４３ａをマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層４４をＣｕ／Ｃｒ積層３８の上に形成する。このとき、金属層４４の厚さは、５０μｍ程度とすることができる。レジスト層４２ａの周囲ではレジスト層４０ａの存在によりメッキ成長が遅れるため、位置決め孔１２ａは開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成され、同様にして位置決め孔１４ａも開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成される。金属層４４は、レジスト層３６に対応する個所にミラーＭ_５を有するように形成される。ミラーＭ_５の光反射面Ｍ_５０としては、レジスト層３６の球面状凸曲面に対応して球面状凹曲面からなるものが得られる。
【００５８】
図６（Ｇ）の工程では、金属層４４の上面にレジスト層４６ａ，４６ｂをホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。レジスト層４６ａ，４６ｂは、図７（Ｊ），（Ｋ）に示す折り曲げ用の凹状溝４８ａ，４８ｂをそれぞれ形成するために設けられるものである。
【００５９】
図６（Ｈ）の工程では、レジスト層４２，４２ａ，４３ａ，４６ａ，４６ｂをマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層４８を形成する。このとき、金属層４８の厚さは、３０μｍ程度とすることができる。金属層４８は、レジスト層４６ａ，４６ｂにそれぞれ対応して凹状溝４８ａ，４８ｂを有するように形成される。位置決め孔１２ａ，１４ａは、いずれも金属層４４に関して前述したと同様にして金属層４８のメッキ成長に伴って開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成される。金属層４４，４８の積層は、図１のミラーユニット１０の折り曲げ前の状態に相当する金属板１０Ａを構成する。
【００６０】
図６（Ｉ）の工程では、薬液処理等によりレジスト層４６ａ，４６ｂ，４２，４２ａ，４３ａ，４０ａ，４１ａを除去し、金属板１０Ａを残存させる。金属板１０Ａは、位置決め孔１２ａ，１４ａ、凹状溝４８ａ，４８ｂ、ミラーＭ_５を有し、この他にも図１に示したように位置決め孔１２ｂ，１４ｂ、開口部１２Ａ，１４Ａ，ミラーＭ_１〜Ｍ_４，Ｍ_６〜Ｍ_８を有する。位置決め孔１２ｂ，１４ｂは、位置決め孔１２ａ，１４ａと同様にして形成され、ミラーＭ_１〜Ｍ_４，Ｍ_６〜Ｍ_８は、ミラーＭ_５と同様にして形成される。開口部１２Ａ，１４Ａは、図５（Ｅ）の工程でレジスト層４２の孔４２Ａ内に開口部１２Ａ，１４Ａにそれぞれ対応するレジスト層を形成した後、図５（Ｆ）〜図６（Ｉ）の工程を上記のように実行することにより形成される。
【００６１】
図７（Ｊ）の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層３８のうちＣｕ層をエッチング処理により除去することにより基板３０から金属板１０Ａを分離する。位置合せマーク３４ａ、レジスト層３６及びＣｒ層３８ａを有する基板３０は、図５（Ｄ）の工程に戻ってＣｕ層をスパッタ法で形成することにより再使用することができる。
【００６２】
図７（Ｋ）の工程では、図７（Ｊ）の工程で得られた金属板１０Ａを凹状溝４８ａの位置で溝４８ａとは反対側に角度α＝９０°折り曲げると共に、凹状溝４８ｂの位置で溝４８ｂ側とは反対側に角度β＝４５°折り曲げる。図７（Ｋ）は、このように金属板１０Ａを折り曲げて構成したミラーユニット１０をミラー部１６が左上に位置する状態で示したものである。ミラーユニット１０は、位置決めピン２８ａに嵌合されるべき位置決め孔１２ａを有する平坦部１２と、位置決めピン２２ａが嵌合されるべき位置決め孔１４ａを有する支持部１４と、ミラーＭ_５（光反射面Ｍ_５０）を有するミラー部１６とを備えている。なお、金属板１０Ａを折り曲げる前にミラーＭ_５の光反射面Ｍ_５０にＡｕ，Ｐｔ，ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３等の高反射率膜をスパッタ法等により被着すると、光反射面Ｍ_５０の光反射性が一層向上する。
【００６３】
図４〜７に関して上記した製法によれば、ミラーユニット１０を簡単に且つサブミクロンの精度で製作することができる。また、４８ａ等の凹状溝の位置で折り曲げるようにしたので、折り曲げを簡単に且つ正確に行なえる。さらに、１２ａ等の位置決め孔を開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成したので、２８ａ等の位置決めピンとの嵌合が容易になると共に精密な嵌合が可能になる。なお、２８ａ等の位置決めピンの先端部を図７（Ｋ）に示すように面取りしておくと、１２ａ等の位置決め孔への挿入が一層容易となる。
【００６４】
図８は、光反射面を用いた光結合系の一例を示すものである。Ｍａは、上記した光反射面Ｍ_５０のように球面状凹曲面からなる光反射面、ＬＳは、開口数ＮＡ＝０．１４４，波長＝１５５０ｎｍのガウシアン光源（シングルモード光ファイバ等に相当）、ＩＳは、結像面である。光源ＬＳから射出された光は、光反射面Ｍａに入射角４５°で水平方向から入射し、光反射面Ｍａにて反射角４５°で垂直方向に反射されて結像面ＩＳに入射する。
【００６５】
光反射面Ｍａにおいては、光の入射・反射方向に沿う曲率半径と、光の入射・反射方向に直交する方向の曲率半径とが互いに等しく、０．７００８ｍｍである。また、光源ＬＳから光反射面Ｍａの中心までの距離Ｌ_１と、光反射面Ｍａの中心から結像面ＩＳまでの距離Ｌ_２とが互いに等しく、０．５ｍｍである。結像面ＩＳにおいて、結像位置には、モード半径５．２μｍのシングルモード光ファイバが入射光を受取るように配置されている。
【００６６】
このような条件下において光源ＬＳから光反射面Ｍａを介して結像面ＩＳに至る光結合系の光結合効率を計算したところ、光結合効率＝０．１６３４８（１６．３％）が得られた。また、結像面ＩＳにおける光ビームＬＢのプロファイルは、光反射面Ｍａで発生した非点収差により図９に示すように楕円形状となった。図９では、光の強度を概略的に強、中、弱の３段階に分けて示し、Ｂ_１１が強領域、Ｂ_１２が中領域、Ｂ_１３が弱領域である。
【００６７】
図１０，１１は、光反射面を用いた光結合系の他の例を示すものである。この光結合系は、図８に関して前述した光結合系において、光反射面Ｍａの代りに楕円面状凹曲面からなる光反射面Ｍｂを用いたものに相当し、他の構成は、図８に関して前述したと同様であり、同様の部分には同様の符号を付してある。
【００６８】
光反射面Ｍｂは、ラグビーボール状のトロイダル面となっており、ｍｘは、短軸方向（Ｘ方向）に沿って中心点ＣＰを通る内周線を示し、ｍｙは、短軸方向に直交する長軸方向（Ｙ方向）に沿って中心点ＣＰを通る内周線を示す。Ｘ方向の曲率半径は、０．３５２８ｍｍ、Ｙ方向の曲率半径は、０．７００８ｍｍとした。光源ＬＳから射出された光は、光反射面Ｍｂに入射角４５°で水平方向から入射し、光反射面Ｍｂにて反射角４５°で垂直方向に反射されて結像面ＩＳに入射する。
【００６９】
図１０，１１に示す光結合系について図８に関して前述したと同様の条件で光結合効率を計算したところ、光結合効率＝０．９８５２７（９８．５％）が得られた。また、結像面ＩＳにおける光ビームＬＢのプロファイルは、図１２に示すように円形状となった。これは、光反射面Ｍｂにおいて、非点収差が補正されるように長軸方向の曲率半径と短軸方向の曲率半径とを最適化して（異ならせて）設定したことによるものである。図１２では、光の強度を概略的に強、中、弱の３段階に分けて示し、Ｂ_２１が強領域、Ｂ_２２が中領域、Ｂ_２３が弱領域である。図１３には、図１１の結像面ＩＳにおいて、Ｙ方向に沿う光強度分布を示す。図１３によれば、中心に近づくほど光強度が強くなるのがわかる。
【００７０】
図１０，１１に関して上記した光結合系によれば、光の入射・反射方向に沿うＹ方向の曲率半径よりＸ方向の曲率半径を小さくして非点収差を補正するようにしたので、光結合効率を顕著に改善することができる。例えば、直径１０μｍ程度の光源と直径１０μｍ程度の受光素子（光ファイバ等）とを光反射面にて入射角＝反射角＝４５°で光結合する場合、図８に示したような光結合系では２０％以下の低い光結合効率しか得られないが、図１０，１１に示したような光結合系では９０％以上の高い光結合効率が得られる。
【００７１】
図１４は、この発明の第２の実施形態に係るミラーユニットの使用状態を示すもので、図１，２と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。図１５には、図１４のミラーユニットにおいて矢印Ａｒ方向から見た光反射面配置を示す。
【００７２】
図１４，１５に示すミラーユニット１０の特徴は、第１にミラー部１６において複数のミラーＭ_１１，Ｍ_１２…、Ｍ_２１，Ｍ_２２…、Ｍ_３１，Ｍ_３２…、Ｍ_４ _１…を行列（マトリクス）状に配置したことであり、第２にＭ_１１等の各ミラーの光反射面を楕円面状凹曲面により構成したことである。楕円面状凹曲面は、図１０，１１に関して前述したように光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より該長軸方向に直交する短軸方向の曲率半径が小さいものである。図１４，１５に示すように、ミラーＭ_１１，Ｍ_２１，Ｍ_３１の光反射面には、平坦部１２の開口部１２Ａを介して光源ＬＳ_１，ＬＳ_２，ＬＳ_３から光がそれぞれ入射角４５°で入射し、同様にして他のミラーの光反射面にも光がそれぞれ入射する。ミラーＭ_１１，Ｍ_２１，Ｍ_３１の光反射面では、光がそれぞれ反射角４５°で反射され、支持部１４の開口部１４Ａを介して結像面ＩＳ_１，ＩＳ_２，ＩＳ_３に入射する。同様にして他のミラーの光反射面でも光がそれぞれ反射され、支持部１４の開口部１４Ａを介してそれぞれの結像面に入射する。
【００７３】
支持部１４の開口部１４Ａ側には、多芯光ファイバ２４を保持する光コネクタ２２が配置される。光コネクタ２２は、セラミック等からなる光ファイバホルダ２２Ｈを備えたもので、ホルダ２２Ｈに設けた保持孔Ｈ_１１，Ｈ_２１，Ｈ_３１，Ｈ_４１等により多芯光ファイバ２４の被覆部ＥＶから突出した光ファイバＦ_１１，Ｆ_２１，Ｆ_３１，Ｆ_４１等をそれぞれ保持する。ミラーユニット１０は、図３に関して前述したと同様にして基板（図１の基板２０に対応）及び光コネクタ２２に固定される。ミラーＭ_１１，Ｍ_２１，Ｍ_３１，Ｍ_４１で反射された光は、支持部１４の開口部１４Ａ側で光コネクタ２２に保持された光ファイバＦ_１１，Ｆ_２１，Ｆ_３１，Ｆ_４１にそれぞれ入射する。同様にして他のミラーからの反射光も他の光ファイバにそれぞれ入射する。なお、他の使用例としては、各ミラー毎に開口部１４Ａ側から光を入射し、反射光を開口部１２Ａ側に射出するようにしてもよい。
【００７４】
Ｍ_１１等の各ミラーにおいて、光反射面のＸ方向（内周線ｍｘに沿う方向）及びＹ方向（内周線ｍｙに沿う方向）の曲率半径や光反射面の開口径は、光源位置及び結像位置に合せて所望の高い光結合効率が得られるように決定することができる。
【００７５】
図１６は、この発明の第３の実施形態に係るミラーユニットを示すもので、図１及び図１４，１５と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
図１６に示すミラーユニット１０の特徴は、第１にミラー部１６において複数のミラーＭ_１１〜Ｍ_１８，Ｍ_２１〜Ｍ_２８を行列状に配置したことであり、第２にＭ_１１等の各ミラーの光反射面をミラーＭ_２８について代表的に示すように楕円面状凹曲面により構成したことである。楕円面状凹曲面は、図１０，１１に関して前述したように光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より該長軸方向に直交する短軸方向の曲率半径が小さいものである。ミラーＭ_１１〜Ｍ_１８，Ｍ_２１〜Ｍ_２８には、図１４，１５に関して前述したと同様に平坦部１２の開口部１２Ａ側から光を入射し、各ミラー毎に反射光を支持部１４の開口部１４Ａ側に射出することができる。他の使用例としては、各ミラー毎に開口部１４Ａ側から光を入射し、反射光を開口部１２Ａ側に射出するようにしてもよい。
【００７７】
図１６に示すミラーユニット１０に関して寸法例を示すと、次の通りである。平坦部１２の幅ａは１．２ｍｍ、支持部１４の高さｂは１．２ｍｍ、位置決め孔１４ａ，１４ｂの中心間の距離ｄは４．６ｍｍ、位置決め孔１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４の直径はいずれも０．７ｍｍとすることができる。ミラー部１６において、Ｍ_２１〜Ｍ_２８の各ミラーの光反射面のＸ方向（内周線ｍｘに沿う方向）及びＹ方向（内周線ｍｙに沿う方向）の曲率半径はそれぞれ０．４１ｍｍ及び０．８２ｍｍ、Ｍ_１１〜Ｍ_１８の各ミラーの光反射面のＸ方向及びＹ方向の曲率半径はそれぞれ０．３３ｍｍ及び０．６６ｍｍ、Ｍ_２１，Ｍ_２２等の隣り合うミラーのピッチ（中心間の距離）Ｋ_０は０．２５ｍｍとすることができる。
【００７８】
図１４，１５又は図１６に示したミラーユニット１０によれば、Ｍ_１１等の各ミラーの光反射面を長軸方向の曲率半径より短軸方向の曲率半径が小さい楕円面状凹曲面により構成すると共に凹曲面の長軸方向に沿って光を入射し、反射させるようにしたので、非点収差が補正されて高い光結合効率が得られる。
【００７９】
なお、図１に示したミラーユニット１０において、Ｍ_１等の各ミラーの光反射面をＭ_１１等の各ミラーの光反射面と同様に楕円面状凹曲面により構成してもよい。また、図１４，１５又は図１６に示したミラーユニット１０において、ミラー配置は、行列状配置に限らず、ハニカム状配置や不規則配置等を採用してもよく、光源配置と光ファイバ端面配置とに合わせて任意の配置にすることができる。
【００８０】
図１７は、図１６のミラーユニットの変形例を示すもので、図１６と同様の部分には同様の符号を付してある。図１７のミラーユニット１０が図１６のものと異なる点は、支持部１４において位置決め孔１４ａ，１４ｂの代りに位置決め突起１５ａ，１５ｂを設けたことである。図３に示した光コネクタ２２において、２２ａ等の２本の位置決めピンを抜いて出来た２つの位置決め孔に支持部１４の位置決め突起１５ａ，１５ｂをそれぞれ嵌合させることで、ミラーユニット１０を光コネクタ２２に装着することができ、必要に応じて接着剤により嵌合部を固定することができる。
【００８１】
図１７に示す平坦部１２においては、位置決め孔１２ａ，１２ｂの代りに、位置決め突起１５ａ，１５ｂと同様の２つの位置決め突起を設けてもよい。このようにすると、位置決め突起１５ａ，１５ｂに関して前述したと同様に嵌合を利用して基板（図１の基板２０に対応）にミラーユニットを装着又は固定することができる。この場合、支持部１４では、位置決め突起１５ａ，１５ｂを設けたままでもよいし、あるいは位置決め突起１５ａ，１５ｂの代りに位置決め孔１４ａ，１４ｂを設けてもよい。
【００８２】
次に、図１８〜２１を参照して図１６のミラーユニットの製法の一例を説明する。図１８〜２１では、図１６においてＢ−Ｂ’線断面とＡ−Ａ’線断面（開口部１２Ａ，１４Ａ及びミラーＭ_２５は除く）とを接続した状態に相当する断面を示し、図４〜７と同様の部分には同様の符号を付してある。
【００８３】
図１８（Ａ）の工程では、図４（Ａ），（Ｂ）に関して前述したと同様にして石英基板３０の一方の主面（基板３０の上面）にＣｒからなる位置合せマーク３４ａ形成する。そして、基板３０の一方の主面には、凹曲面ミラー形成用のレジスト層３５をホトリソグラフィ処理により形成する。レジスト層３５は、図２２に示すように楕円状の平面形状を有するように形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。
【００８４】
図１８（Ｂ）の工程では、レジスト層３５に加熱リフロー処理を施すことによりレジスト層３５の表面が楕円面状凸曲面をなすようにする。図２３，２４は、加熱リフロー処理後のレジスト層３５の異なる断面を示すもので、図２３は図２２のｘ−ｘ’線断面（短軸方向の断面）を、図２４は、図２２のｙ−ｙ’線断面（長軸方向の断面）をそれぞれ示す。図２３，２４によれば、基板３０側から見たレジスト層３５の表面（凹曲面）では、長軸方向の曲率半径より短軸方向の曲率半径が小さいことがわかる。
【００８５】
図１８（Ｂ）の工程では、基板３０の上面にホトリソグラフィ処理によりレジスト層３７ａ，３８ａを形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。レジスト層３７ａ，３８ａは、図１９（Ｄ）のリフトオフ処理によりＣｕ／Ｃｒ積層３９にレジスト配置用の孔４０ｂ，４１ｂをそれぞれ形成するために設けられるもので、図２０（Ｉ）に示す位置決め孔１２ａ，１４ａより若干大きなサイズ（直径）をそれぞれ有するように形成する。
【００８６】
図１８（Ｃ）の工程では、基板３０の上面に位置合せマーク３４ａ、レジスト層３５及びレジスト層３７ａ，３８ａを覆ってＣｒ層及びＣｕ層を順次にスパッタ法で堆積することによりＣｕ／Ｃｒ積層（Ｃｒ層にＣｕ層を重ねた積層）３９，３９ａ，３９ｂを形成する。Ｃｕ／Ｃｒ積層３９ａ，３９ｂは、それぞれレジスト層３７ａ，３８ａの上に形成されたものである。このとき、Ｃｒ層及びＣｕ層の厚さは、それぞれ３０ｎｍ及び３００ｎｍとすることができる。Ｃｒ層は、Ｃｕ層の密着性を向上させるためのものであり、Ｃｕ層は、メッキ下地層として利用されるものである。
【００８７】
図１９（Ｄ）の工程では、リフトオフ処理によりレジスト層３７ａ，３８ａをＣｕ／Ｃｒ積層３９ａ，３９ｂと共に除去してＣｕ／Ｃｒ積層３９にレジスト層３７ａ，３８ａにそれぞれ対応した孔４０ｂ，４１ｂを形成する。
【００８８】
図１９（Ｅ）の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層３９の上にレジスト層４２をホトリソグラフィ処理により形成すると共に、このときのホトリソグラフィ処理を流用して孔４０ｂ，４１ｂ内の基板表面の上にレジスト層４２ｂ，４３ｂをそれぞれ形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。レジスト層４２は、図１６のミラーユニット１０の折り曲げ前の状態に相当する金属板の外形に対応する孔４２Ａを有するように形成する。レジスト層４２ｂ，４３ｂは、図２０（Ｉ）に示す位置決め孔１２ａ，１４ａをそれぞれ形成するために設けられるもので、対応する孔１２ａ，１４ａに相当するサイズをそれぞれ有するように形成する。孔４０ｂ，４１ｂをそれぞれ孔１２ａ，１４ｂより若干大きなサイズを有するように形成したので、レジスト層４２ｂ，４３ｂの周囲では、それぞれ孔４０ｂ，４１ｂにより基板表面が環状に露呈される。
【００８９】
図１９（Ｆ）の工程では、レジスト層４２，４２ｂ，４３ｂをマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層４４をＣｕ／Ｃｒ積層３９の上に形成する。このとき、金属層４４の厚さは、５０μｍ程度とすることができる。レジスト層４２ｂの周囲ではメッキ下地の不存在によりメッキ成長が遅れるため、位置決め孔１２ａは開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成され、同様にして位置決め孔１４ａも開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成される。金属層４４は、レジスト層３５に対応する個所にミラーＭ_１５を有するように形成される。ミラーＭ_１５の光反射面Ｍ_Ｓとしては、レジスト層３５の楕円面状凸曲面に対応して楕円面状凹曲面からなるものが得られる。
【００９０】
図２０（Ｇ）の工程では、金属層４４の上面にレジスト層４６ａ，４６ｂをホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク３４ａを基準として処理を行なう。レジスト層４６ａ，４６ｂは、図２１（Ｊ），（Ｋ）に示す折り曲げ用の凹状溝４８ａ，４８ｂをそれぞれ形成するために設けられるものである。
【００９１】
図２０（Ｈ）の工程では、レジスト層４２，４２ｂ，４３ｂ，４６ａ，４６ｂをマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層４８を形成する。このとき、金属層４８の厚さは、３０μｍ程度とすることができる。金属層４８は、レジスト層４６ａ，４６ｂにそれぞれ対応して凹状溝４８ａ，４８ｂを有するように形成される。位置決め孔１２ａ，１４ａは、いずれも金属層４４に関して前述したと同様にして金属層４８のメッキ成長に伴って開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成される。金属層４４，４８の積層は、図１６のミラーユニット１０の折り曲げ前の状態に相当する金属板１０Ａを構成する。
【００９２】
図２０（Ｉ）の工程では、薬液処理等によりレジスト層４６ａ，４６ｂ，４２，４２ｂ，４３ｂを除去し、金属板１０Ａを残存させる。金属板１０Ａは、位置決め孔１２ａ，１４ａ、凹状溝４８ａ，４８ｂ、ミラーＭ_１５を有し、この他にも図１６に示したように位置決め孔１２ｂ，１４ｂ、開口部１２Ａ，１４Ａ，ミラーＭ_１１〜Ｍ_１４，Ｍ_１６〜Ｍ_１８，Ｍ_２１〜Ｍ_２８を有する。位置決め孔１２ｂ，１４ｂは、位置決め孔１２ａ，１４ａと同様にして形成され、ミラーＭ_１１〜Ｍ_１４，Ｍ_１６〜Ｍ_１８，Ｍ_２１〜Ｍ_２８は、ミラーＭ_１５と同様にして形成される。開口部１２Ａ，１４Ａは、図１９（Ｅ）の工程でレジスト層４２の孔４２Ａ内に開口部１２Ａ，１４Ａにそれぞれ対応するレジスト層を形成した後、図１９（Ｆ）〜図２０（Ｉ）の工程を上記のように実行することにより形成される。
【００９３】
図２１（Ｊ）の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層３９のうちＣｕ層をエッチング処理により除去することにより基板３０から金属板１０Ａを分離する。基板３０上には、位置合せマーク３４ａ、レジスト層３５及びＣｒ層３９ａが残存する。
【００９４】
図２１（Ｋ）の工程では、図２１（Ｊ）の工程で得られた金属板１０Ａを凹状溝４８ａの位置で溝４８ａとは反対側に角度α＝９０°折り曲げると共に、凹状溝４８ｂの位置で溝４８ｂ側とは反対側に角度β＝４５°折り曲げる。図２１（Ｋ）は、このように金属板１０Ａを折り曲げて構成したミラーユニット１０をミラー部１６が左上に位置する状態で示したものである。ミラーユニット１０は、位置決めピン２８ａに嵌合されるべき位置決め孔１２ａを有する平坦部１２と、位置決めピン２２ａが嵌合されるべき位置決め孔１４ａを有する支持部１４と、ミラーＭ_１５（光反射面Ｍ_Ｓ）を有するミラー部１６とを備えている。なお、金属板１０Ａを折り曲げる前にミラーＭ_１５の光反射面Ｍ_ＳにＡｕ，Ｐｔ，ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３等の高反射率膜をスパッタ法等により被着すると、光反射面Ｍ_Ｓの光反射性が一層向上する。
【００９５】
図１８〜２１に関して上記した製法では、レジスト層３５の楕円面状凸曲面を楕円面状凹曲面として金属板１０Ａに転写するようにしたが、レジスト層３５の楕円面状凸曲面を基板３０の一方の主面に転写した後、この転写に係る楕円面状凸曲面を楕円面状凹曲面として金属板１０Ａに転写するようにしてもよい。
【００９６】
すなわち、図１８（Ｂ）の加熱リフロー工程の後、レジスト層３５をマスクとするドライエッチング処理を基板３０の一方の主面に施してレジスト層３５の楕円面状凸曲面と同様の楕円面状凸曲面を有する凸部３５Ａを基板３０の上面３０Ａに形成する。このとき、位置合せマーク３４ａは、エッチングされないように保護層で覆っておき、ドライエッチング処理の終了後に保護層を除去する。そして、図１８（Ｂ）に関して前述したように基板３０の上面３０Ａにレジスト層３７ａ，３８ａを形成する。この後は、図１８（Ｃ）〜図２１（Ｋ）に関して前述したと同様の処理を行なう。
【００９７】
図１８〜２１に関して上記した製法によれば、光反射面として楕円面状凹曲面を有する光結合効率が高いミラーユニット１０を簡単に且つサブミクロンの精度で製作することができる。なお、位置決め孔１４ａの代りに図１７に示した位置決め突起１５ａを形成するときは、図２０（Ｉ）のレジスト除去工程の後、レジスト層をマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理により金属層４８の上に位置決め突起１５ａを形成する。この後、マスク用レジスト層を除去する。
【００９８】
図２５は、この発明の第４の実施形態に係るミラーユニットを示すもので、図２５のＣ−Ｃ’線断面及びＤ−Ｄ’線断面は、それぞれ図２６及び図２７に示されている。図２８には、図２５のミラーユニット５０を構成するための金属板５０Ａの平面構造が示されている。
【００９９】
ミラーユニット５０は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の光反射性の金属からなるもので、平坦部５２と、保持部５４Ａ，５４Ｂと、ミラー部６２とを備えている。平坦部５２は、互いに対向する２つの主面を有する板状のもので、一方の主面（図２５では下面）にて平面上に配置されるべきものである。
【０１００】
平坦部５２の他方の主面には、各々の一端がミラー部６２の近傍に位置するように且つ互いに直角をなす方向に延長するように光ファイバ保持用の保持部５４Ａ，５４Ｂが設けられている。保持部５４Ａは、図２５〜２８に示すように平坦部５２の他方の主面に形成された下敷層５４と、この下敷層５４の上に光ファイバの直径に相当する所定の間隔を隔てて並設された溝形成層５６，５８とにより構成される光ファイバ保持溝を備えている。保持部５４Ｂも、保持部５４Ａと同様に下敷層５４及び溝形成層５６，６０により構成される光ファイバ保持溝を備えている。下敷層５４及び溝形成層５６は、いずれも保持部５４Ａ，５４Ｂに共通に形成したが、保持部５４Ａ，５４Ｂで別々に形成してもよい。また、下敷層５４は、光ファイバとミラー部６２のミラー６２Ａとで光軸を合わせるために設けたもので、場合によっては省略してもよい。
【０１０１】
平坦部５２において保持部５４ａ，５４ｂの間の直角三角形領域には、直角三角形の斜辺に沿って位置決め孔５２ａ，５２ｂが並設されている。位置決め孔５２ａ，５２ｂは、いずれも平坦部５２の一方の主面から他方の主面に貫通するように形成されている。
【０１０２】
ミラー部６２は、互いに対向する２つの主面を有する方形状且つ板状のもので、平坦部５２と一体をなしている。ミラー部６２において平坦部５２の保持部５４Ａ，５４Ｂ側の主面には図２５，２７，２８に示すように円形状且つ球面凹状の光反射面６２ａを有するミラー６２Ａが設けられている。図２８に示す金属板５０Ａにおいて平坦部５２とミラー部６２との境界位置は折り曲げ位置６４ａとなっており、その裏側には図２７に示すように折り曲げ用の凹状溝６４が形成されている。金属板５０Ａにおいてミラー部６２を図２５，２７，２８に示すように凹状溝６４の位置で平坦部５２の他方の主面側にほぼ直角に折り曲げることによりミラーユニット５０が構成される。
【０１０３】
ミラーユニット５０について図２５〜２８を参照しながら寸法例を示すと、次の通りである。平坦部５２の縦方向の長さＪ及び横方向の長さＫはいずれも４ｍｍ、平坦部５２の厚さＴは０．０５ｍｍ、ミラー部６２の水平方向の長さＰ及び垂直方向の長さＱはそれぞれ０．３ｍｍ及び０．２７ｍｍ、ミラー６２Ａの光反射面６２ａの直径は０．１５ｍｍ、５２ａ等の位置決め孔の直径は０．７ｍｍとすることができる。また、５４Ａ等の保持部で保持される光ファイバの直径をＤとしたとき、５６，５８等の溝形成層間の間隔Ｄ_０は直径Ｄにほぼ等しくし（例えばＤ＝１２５μｍであればＤ_０＝１２５．３μｍとする）、５６等の溝形成層の厚さ（光ファイバ保持溝の深さ）ＨはＤ／２≦Ｈ≦Ｄとする（例えばＤ＝１２５μｍであればＨ＝０．０７ｍｍとする）ことができる。
【０１０４】
ミラーユニット５０を構成するための図２８の金属板５０Ａは、図２９〜３６に関して後述するようにメッキ処理等を含む薄膜プロセスにより簡単に且つ高精度で作成可能であり、ミラー６２Ａとしても、光反射性が良好なものが得られる。
【０１０５】
図２５に示すミラーユニット５０を使用する際には、図２、３に関して前述したと同様に実装基板上の所定の位置にミラーユニット５０を位置決めし、固定する。このとき、位置決め孔５２ａ，５２ｂを実装基板側の位置決めピンに嵌合させることにより高精度の位置決めを行なうことができる。
【０１０６】
次に、保持部５４Ａ，５４Ｂに光ファイバＦ_１１，Ｆ_１２をそれぞれ保持させる。すなわち、保持部５４Ａ，５４Ｂの光ファイバ保持溝にそれぞれ光ファイバＦ_１１，Ｆ_１２を挿入し、光ファイバＦ_１１，Ｆ_１２の先端位置を溝形成層５８，６０のミラー部６２側の先端位置にそれぞれ揃える。
【０１０７】
このような状態において、図２５に示すように光ファイバＦ_１１（又はＦ_１２）に光を通すと、光ファイバＦ_１１（又はＦ_１２）の一端から射出された光は、ミラー６２Ａの光反射面６２ａで集光・反射されて光ファイバＦ_１２（又はＦ_１１）の一端に入射する。ミラーユニット５０は、平坦部５２、保持部５４Ａ，５４Ｂ及びミラー部６２を一体化して高精度で作成された光部品であるため、光ファイバＦ_１１，Ｆ_１２を高い光結合効率で光結合することができる。
【０１０８】
図２５〜２８に関して上記した実施形態において、ミラー６２Ａは、球面状凹曲面ミラーとしたが、これに限らず、平面ミラーとしてもよく、あるいは図１０，１１に関して前述したように楕円面状凹曲面を光反射面とするミラーとしてもよい。また、ミラー部６２において光反射面６２ａとは反対側の面に光反射面を設け、この光反射面を用いて光反射面６２ａとは反対側で光ファイバＦ_１１，Ｆ_１２と同様に光ファイバ同士を光結合するようにしてもよい。さらに、位置決め孔５２ａ，５２ｂの代りに複数の位置決め突起を設けてもよい。
【０１０９】
次に、図２９〜３６を参照して金属板５０Ａの製法の一例を説明する。図２９〜３６では、図２８においてＥ−Ｅ’線断面とＦ−Ｆ’線断面とを接続した状態に相当する断面を示す。
【０１１０】
図２９の工程では、石英基板７０の一方の主面（基板７０の上面）に図４（Ａ），（Ｂ）に関して前述したと同様にしてＣｒ等からなる位置合せマーク７２を形成する。そして、基板７０の上面には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はレジスト等からなるレプリカ材層７４を形成し、レプリカ材層７２には、ミラー６２Ａの球面凹状の光反射面６２ａに対応する球面状凹部７４Ａを形成する。球面状凹部７４Ａを形成するためには、図４（Ｂ），（Ｃ）に関して前述したと同様にして形成した球面状凸部をレプリカ材層７４に押し当てて転写する転写処理を用いるこができる。このような転写処理では、位置合せマーク７２を基準として処理を行なう。
【０１１１】
図３０の工程では、球面状凹部７４Ａを有するレプリカ材層７４をマスクとするドライエッチング処理により基板７０の上面に球面状凹部７４Ａを転写して球面状凹部７０Ａを形成する。このとき、レプリカ材層７４は除去されるが、位置合せマーク７２は残される。
【０１１２】
図３１の工程では、図５（Ｄ）に関して前述したと同様にして基板７０の上面に位置合せマーク７２及び球面状凹部７０Ａを覆ってＣｕ／Ｃｒ積層７６を形成する。そして、Ｃｕ／Ｃｒ積層７６の上にレジスト層７８をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク７２を基準として処理を行なう。レジスト層７８は、図３６の凹状溝６４を形成するために設けられるものである。
【０１１３】
次に、Ｃｕ／Ｃｒ積層７６の上にレジスト層８０，８０ａをホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク７２を基準として処理を行なう。レジスト層８０は、図２８に示す金属板５０Ａの外形に対応した形状の孔８０Ａを有するように形成する。レジスト層８０ａは、図３５，３６に示す位置決め孔５２ａを形成するために孔８０Ａ内に設けられるもので、上部から下端に進むにつれてサイズ（直径）が増大するように形成する。ここで、レジスト層８０ａのような順テーパー状のレジスト形状を得るためにはステッパ（縮小投影露光装置）を用いた場合、
（１）フォーカス位置をレジスト内に設定する方法、
（２）レジスト下部にて露光量を小さく設定する方法（ポジレジスト用の方法）、
（３）露光マスクにおいて、マスク部の透過率を徐々に変化させる（レジストの裾にいくに従って透過率を高くする）方法
のうちいずれかの方法を用いることができる。
【０１１４】
図３２の工程では、レジスト層７８，８０，８０ａをマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層８２を形成する。金属層８２は、平坦部５２と、ミラー部６２とを有する。平坦部５２には、レジスト層８０ａに対応して上部から下部に進むにつれて開口サイズが増大するように位置決め孔５２ａが形成される。ミラー部６２には、基板７０の球面状凹部７０Ａに対応して球面凹状の光反射面６２ａを有するミラー６２Ａが形成される。金属層８２の裏面には、レジスト層７８に対応して平坦部５２とミラー部６２の境界位置（図２８の折り曲げ位置６４ａに対応）に折り曲げ用の凹状溝６４が形成される。
【０１１５】
図３３の工程では、レジスト層８０，８０ａ及び金属層８２を覆ってレジスト層８４をホトリソグラフィ処理により形成する。このとき、ホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク７２を基準として処理を行なう。レジスト層８４は、光ファイバ保持用の保持部５４Ａに対応する孔８４Ａを有するように形成する。そして、レジスト層８４をマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる下敷層５４を形成する。
【０１１６】
図３４の工程では、レジスト層８４の孔８４Ａ内において、下敷層５４の上に光ファイバ保持溝に対応するレジスト層８６をホトリソグラフィ処理により形成する。このとき、ホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク７２を基準として処理を行なう。そして、レジスト層８４，８６をマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる溝形成層５６，５８を下敷層５４の上に形成する。
【０１１７】
図３５の工程では、薬液処理等によりレジスト層８６，８４，８０，８０ａを除去し、金属層８２及び保持部５４Ａを有する金属板５０Ａを残存させる。金属板５０Ａは、位置決め孔５２ａを有する平坦部５２と、ミラー６２Ａを有するミラー部６２と、下敷層５４及び溝形成層５６，５８を有する保持部５４Ａとを備えており、この他にも図２８に示したように位置決め孔５２ｂ及び保持部５４Ｂを備えている。位置決め孔５２ｂは、位置決め孔５２ａと同様にして形成され、保持部５４Ｂは、保持部５４Ａと同様にして形成される。
【０１１８】
図３６の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層７６のうちＣｕ層をエッチング処理により除去することにより基板７０から金属板５０Ａを分離する。また、薬液処理等によりレジスト層７８を除去し、金属層８２の裏面に凹状溝６４を付与する。位置合せマーク７２、球面状凹部７０Ａ及びＣｒ層７６ａを有する基板７０は、図３１の工程に戻ってＣｕ層をスパッタ法で形成することにより再使用することができる。なお、金属板５０Ａを折り曲げる前にミラー６２Ａの光反射面６２ａに前述したような高反射率膜を被着してもよい。
【０１１９】
図２９〜３６に関して上記した製法によれば、金属板５０Ａをサブミクロンの精度で製作することができ、金属板５０Ａを折り曲げるだけで簡単にミラーユニット５０を構成することができる。また、凹状溝６４の位置で金属板５０Ａを折り曲げるようにしたので、折り曲げを簡単に且つ正確に行なえる。さらに、５２ａ等の位置決め孔を下方の開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成したので、位置決めピンとの嵌合が容易になると共に精密な嵌合が可能になる。
【０１２０】
図３７は、この発明の第５の実施形態に係るミラーユニットを示すもので、図３８には、図３７の右下側から見た斜視図が示されている。図３９には、図３７のミラーユニット９０を構成するための金属板９０Ａの平面構造が示されている。
【０１２１】
ミラーユニット９０は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の光反射性の金属からなるもので、平坦部９２と、ミラー部９４と、保持部９６，９８，１００，１０２とを備えている。平坦部９２は、互いに対向する２つの主面を有する方形状且つ板状のもので、一方の主面（図３７では下面）にて平面上に配置されるべきものである。
【０１２２】
ミラー部９４は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、平坦部９２と一体をなしている。図３９に示す金属板９０Ａにおいて、ミラー部９４は、折り曲げ孔９４Ａ内に収容された状態で平坦部９２と共通の平面をなしている。金属板９０Ａにおいてミラー部９４には、平坦部９２の一方の主面側に光反射面を有するミラー９４Ｍが設けられており、金属板９０Ａにおいてミラー部９４を平坦部９２の他方の主面（図３９では上面）側にほぼ直角に折り曲げると、ミラー部９４は、図３７，３８に示すように直立状態となる。このとき、ミラー部９４Ｍの円形状且つ球面凹状の光反射面９４ｍは、平坦部９２の他方の主面に平行な方向を向く。
【０１２３】
平坦部９２の上面において、直立状態のミラー部９４の前方には、保持部９６，９８が直立状態で並置されている。金属板９０Ａにおいて、長方形状の保持部９６，９８，１００，１０２は、それぞれ長方形状の折り曲げ孔９６Ａ，９８Ａ，１００Ａ，１０２Ａ内に収容された状態で平坦部９２と共通の平面をなしている。
【０１２４】
保持部９６，９８，１００，１０２には、光ファイバ保持用の円形状の保持孔９６ａ，９８ａ，１００ａ，１０２ａがそれぞれ設けられている。９６ａ等の各保持孔は、図３７に示すように左側の開口端に進むにつれてサイズ（直径）が大きくなるように形成されているため、光ファイバの挿入が容易である。
【０１２５】
金属板９０Ａにおいて、保持部９６，９８，１００，１０２をいずれも平坦部９２の上面側にほぼ直角に折り曲げると、図３７，３８に示すように保持部９６，９８，１００，１０２がいずれも直立状態となり、保持孔９６ａ，９８ａがミラー部９４の光反射面９６ｍに向かって並ぶと共に、保持孔１００ａ，１０２ａがミラー部９４の光反射面９６ｍに向かって並ぶ。
【０１２６】
ミラーユニット９０に関して図３７，３８を参照しながら寸法例を示すと、次の通りである。平坦部９２の一辺の長さＲ及び厚さｈはそれぞれ５ｍｍ及び０．０８ｍｍ、ミラー部９４の長さｆ及び幅ｇはそれぞれ１ｍｍ及び０．８ｍｍ、ミラー９４Ｍの光反射面９４ｍの直径は０．７ｍｍ、９６等の各保持部の長さｉは０．５ｍｍとすることができる。また、保持すべき光ファイバの直径を１２５μｍとした場合、９６ａ等の各保持孔の直径は、１２６μｍとすることができる。
【０１２７】
ミラーユニット９０は、図４０〜４５に関して後述するようにメッキ処理等を含む薄膜プロセスにより簡単に且つ高精度で製作可能であり、ミラー９４Ｍとしても、光反射性が良好なものが得られる。
【０１２８】
ミラーユニット９０を使用する際には、図３７に示すように保持部９６，９８の保持孔９６ａ，９８ａにサイズが大きい方の開口端側から光ファイバＦ_２１を挿通すると共に、保持部１００，１０２の保持孔１００ａ，１０２ａにも同様にして光ファイバＦ_２２を挿通する。光ファイバＦ_２１，Ｆ_２２については、それぞれ保持部９８，１０２からの突出長を予め定めておき、所定の突出長に達した位置で接着剤等により保持部９８，１０２（又は９６，１００）に固定する。
【０１２９】
このような状態において、図３７に示すように光ファイバＦ_２１（又はＦ_２２）の一端から射出された光は、ミラー９４Ｍの光反射面９４ｍで集光・反射されて光ファイバＦ_２２（又はＦ_２１）の一端に入射する。ミラーユニット９０は、平坦部９２、ミラー部９４及び保持部９６，９８，１００，１０２を一体化して高精度で作成された光部品であるため、光ファイバＦ_２１，Ｆ_２２を高い光結合効率で光結合することができる。
【０１３０】
図３７〜３９に関して上記した実施形態において、ミラー９４Ｍは、球面状凹曲面ミラーとしたが、これに限らず、平面ミラーとしてもよく、あるいは図１０，１１に関して前述したように楕円面状凹曲面を光反射面とするミラーとしてもよい。また、ミラー部９４において光反射面９４ｍとは反対側の面に光反射面を設け、この光反射面を用いて光反射面９４ｍとは反対側で光ファイバＦ_２１，Ｆ_２２と同様に光ファイバ同士を光結合するようにしてもよい。なお、平坦部９２には、図３９に示すように適宜の位置に図３５，３６の位置決め孔５２ａと同様の位置決め孔９０ａ，９０ｂを設けてもよく、あるいは位置決め孔９０ａ，９０ｂの代りに複数の位置決め突起を設けてもよい。
【０１３１】
次に、図４０〜４５を参照してミラーユニット９０の製法の一例を説明する。図４０〜４５では、図３９においてＧ−Ｇ’線断面とＨ−Ｈ’線断面とを接続した状態に相当する断面を示す。
【０１３２】
図４０の工程では、石英基板１１０の一方の主面（基板１１０の上面）に図４（Ａ），（Ｂ）に関して前述したと同様にしてＣｒ等からなる位置合せマーク１１２を形成する。そして、図４（Ｂ），（Ｃ）に関して前述したと同様にして基板１１０の上面に球面状凸部をなすレジスト層１１４を形成する。レジスト層１１４は、図４２に示すようにミラー９４Ｍの球面凹状の光反射面９４ｍを形成するためのものである。この後、基板１１０の上面には、図５（Ｄ）に関して前述したと同様にして位置合せマーク１１２及びレジスト層１１４を覆ってＣｕ／Ｃｒ積層１１６を形成する。
【０１３３】
図４１の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層１１６の上にレジスト層１１８，１２０をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク１１２を基準として処理を行なう。レジスト層１１８，１２０は、図４４，４５に示す折り曲げ用の凹状溝９４_Ｓ，９６_Ｓをそれぞれ形成するために設けられるものである。
【０１３４】
次に、Ｃｕ／Ｃｒ積層１１６の上にレジスト層１２２，１２４，Ｒ_１，Ｒ_２をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク１１２を基準として処理を行なう。レジスト層１２２は、図３９の金属板９０Ａの外形に相当する形状の孔１２２Ａを有するように形成する。レジスト層１２２の孔１２２Ａ内には、図３９に示す孔９４Ａ，９６Ａにそれぞれ対応する平面パターンでレジスト層Ｒ_１，Ｒ_２を形成すると共に、図３９に示す円形状の保持孔９６ａに対応する平面パターンでレジスト層１２４を形成する。レジスト層１２４は、図４２〜４４に示す保持孔９６ａを形成するために上部から下端に進むにつれてサイズ（直径）が増大するように形成する。このためには、レジスト層１２２，１２４，Ｒ_１，Ｒ_２を形成するためのホトリソグラフィ処理を、図３１の工程でレジスト層８０，８０ａを形成するために行なったホトリソグラフィ処理と同様にして行なえばよい。
【０１３５】
図４２の工程では、レジスト層１１８，１２０，１２２，１２４，Ｒ_１，Ｒ_２をマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層１２６をＣｕ／Ｃｒ積層１１６の上に形成する。金属層１２６の厚さは、８０μｍとすることができる。
【０１３６】
金属層１２６は、平坦部９２と、ミラー部９４と、保持部９６とを有する。平坦部９２には、レジスト層Ｒ_１に対応してミラー部９４の三辺に沿うように孔９４Ａが形成されると共に、レジスト層Ｒ_２に対応して保持部９６の三辺に沿うように孔９６Ａが形成される。ミラー部９４は、レジスト層１１４に対応する個所にミラー９４Ｍを有するように形成され、ミラー９４Ｍは、レジスト層１１４からなる球面状凸部に対応して球面凹状の光反射面９４ｍを有する。保持部９６には、レジスト層１２４に対応して下方の開口端に進むにつれて直径が増大するように保持孔９６ａが形成される。
【０１３７】
図４３の工程では、薬液処理等によりレジスト層１２２，１２４，Ｒ_１，Ｒ_２を除去し、金属層１２６からなる金属板９０Ａを残存させる。金属板９０Ａは、平坦部９２、ミラー部９４及び保持部９６の他にも、図３９に示したように保持部９８，１００，１０２を有する。保持部９８，１００，１０２は、保持部９６と同様にして形成される。
【０１３８】
図４４の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層１１６のうちＣｕ層をエッチング処理により除去することにより基板１１０から金属板９０Ａを分離する。また、薬液処理等によりレジスト層１１８，１２０を除去し、金属板９０Ａの裏面に折り曲げ用の凹状溝９４_Ｓ，９６_Ｓを付与する。位置合せマーク１１２、レジスト層１１４及びＣｒ層１１６ａを有する基板１１０は、図４０の工程に戻ってＣｕ層をスパッタ法で形成することにより再使用することができる。
【０１３９】
図４５の工程では、図４４の工程で得られた金属板９０Ａにおいてミラー部９４及び保持部９６をそれぞれ凹状溝９４_Ｓ，９６_Ｓの位置で平坦部９２の上面側にほぼ直角に折り曲げ、同様にして図３９に示す保持部９８，１００，１０２も折り曲げる。この結果、図３９，４４に示す孔９４Ａ，９６Ａ，９８Ａ，１００Ａ，１０２Ａは、いずれも図３９に示すように長方形の三辺に沿う形状から図３７，４５に示すように拡大されて長方形状となり、図３７，３８，４５に示すようなミラーユニット９０が得られる。なお、金属板９０Ａを折り曲げる前にミラー９４Ｍの光反射面９４ｍに前述したような高反射率膜を被着してもよい。
【０１４０】
図４０〜４５に関して上記した製法によれば、金属板９０Ａをサブミクロンの精度で製作することができ、金属板９０Ａにおいてミラー部や保持部を折り曲げるだけで簡単にミラーユニット９０を構成することができる。また、９４_Ｓ等の凹状溝の位置でミラー部等を折り曲げるようにしたので、折り曲げを簡単に且つ正確に行なえる。さらに、９６ａ等の保持孔を図４５に示すように光ファイバ挿入側の開口端に進むにつれてサイズが増大するように形成したので、Ｆ_２１等の光ファイバの挿入が容易となる。
【０１４１】
図４６は、この発明の第６の実施形態に係るミラーユニットを示すもので、図４７には、図４６のミラーユニット１３０を構成するための金属板１３０Ａの平面構造が示されている。
【０１４２】
ミラーユニット１３０は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の光反射性の金属からなるもので、平坦部１３２ａ，１３２ｂと、ミラー部１３４ａ，１３４ｂと、連結部１３６とを備えている。平坦部１３２ａ，１３２ｂは、いずれも互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、一方の主面（図４６では下面）にて平面上に配置されるべきものである。平坦部１３２ａには、位置決め孔Ａ_１〜Ａ_３が一列状に並設されており、Ａ_１等の各位置決め孔は、平坦部の一方の主面から他方の主面に貫通するように形成されている。平坦部１３２ｂにも、Ａ_１等の位置決め孔と同様にして位置決め孔Ｂ_１〜Ｂ_３が設けられている。位置決め孔は、平坦部１３２ａ，１３２ｂのいずれかに複数設けるか又は平坦部１３２ａ及び１３２ｂにそれぞれ１以上設ければよい。なお、Ａ_１，Ｂ_１等の位置決め孔の代りに位置決め突起を設けてもよい。
【０１４３】
ミラー部１３４ａは、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、平坦部１３２ａと一体をなしている。ミラー部１３４ａにおいて平坦部１３２ａの他方の主面側の主面は、光反射面Ｌａを構成している。図４７に示す金属板１３０Ａにおいて平坦部１３２ａとミラー部１３４ａとの境界位置は、折り曲げ位置Ｋ_１となっており、金属板１３０Ａの裏面には、折り曲げ位置Ｋ_１に沿って折り曲げ用の凹状溝Ｃ_１が図４６に示すように形成されている。
【０１４４】
ミラー部１３４ｂは、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、平坦部１３２ｂと一体をなしている。ミラー部１３４ｂにおいて平坦部１３２ｂの他方の主面側の主面は、光反射面Ｌｂを構成している。図４７に示す金属板１３０Ａにおいて平坦部１３２ｂとミラー部１３４ｂとの境界位置は、折り曲げ位置Ｋ_２となっており、金属板１３０Ａの裏面には、折り曲げ位置Ｋ_２に沿って折り曲げ用の凹状溝Ｃ_２が図４６に示すように形成されている。
【０１４５】
連結部１３６は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、一方側及び他方側でミラー部１３４ａ、１３４ｂとそれぞれ一体をなしている。図４７に示す金属板１３０Ａにおいて、ミラー部１３４ａと連結部１３６との境界位置には、折り曲げ用の凹状溝Ｄ_１が形成されると共に、ミラー部１３４ｂと連結部１３６との境界位置には、折り曲げ用の凹状溝Ｄ_２が形成されている。
【０１４６】
図４６に示すミラーユニット１３０は、図４７に示す金属板１３０Ａを折り曲げることにより構成される。一例として、ミラー部１３４ａは、凹状溝Ｃ_１の位置（折り曲げ位置Ｋ_１）で溝Ｃ_１とは反対側に平坦部１３２ａとほぼθ＝４５°の角度をなすように折り曲げる。連結部１３６は、凹状溝Ｄ_１の位置で溝Ｄ_１とは反対側にミラー部１３４ａとほぼ１３５°の角度をなすように折り曲げる。ミラー部１３４ｂは、凹状溝Ｄ_２の位置で溝Ｄ_２とは反対側に連結部１３６とほぼ１３５°の角度をなすように折り曲げると共に、凹状溝Ｃ_２の位置（折り曲げ位置Ｋ_２の位置）で溝Ｃ_２とは反対側に平坦部１３２ｂとほぼ４５°の角度をなすように折り曲げる。
【０１４７】
ミラーユニット１３０に関して寸法例を示すと、次の通りである。平坦部１３２ａの外方端縁と平坦部１３２ｂの外方端縁との間の距離ｊは５ｍｍ、平坦部１３２ａ（又は１３２ｂ）の長さｋ、幅ｍ及び厚さｐはそれぞれ４ｍｍ、１ｍｍ及び０．０８ｍｍ、Ａ_１（又はＢ_１）等の各位置決め孔の直径は０．５ｍｍとすることができる。θ＝４５°としたとき、溝Ｃ_１（又はＣ_２）の中心と溝Ｄ_１（又はＤ_２）の中心から平坦部１３２ａを支える平面に下した垂線との間の距離ｎは０．７ｍｍとすることができる。
【０１４８】
ミラーユニット１３０を構成するための図４７の金属板１３０Ａは、図４８〜５３に関して後述するようにメッキ処理等と含む薄膜プロセスにより簡単に且つ高精度で作成可能であり、光反射面Ｌａ，Ｌｂとしても、光反射性が良好なものが得られる。
【０１４９】
図４６に示すミラーユニット１３０を使用する際には、図２，３に関して前述したと同様に実装基板上の所定の位置にミラーユニット１３０を位置決めし、接着等により固定する。このとき、位置決め孔Ａ_１〜Ａ_３，Ｂ_１〜Ｂ_３を実装基板側の位置決めピンに嵌合させることにより高精度の位置決めを行なうことができる。ミラーユニット１３０は、ミラー部１３４ａ，１３４ｂをそれぞれ平坦部１３２ａ，１３２ｂで位置決めするようにしたので、ミラー部毎に高精度の位置決めが可能である。
【０１５０】
ミラーユニット１３０を所定の位置に固定した状態において、ミラー部１３４ａでは、左側から水平方向に入射する光を光反射面Ｌａにより上方にほぼ９０°折り曲げることができる。同様にして、ミラー部１３４ｂでは、右側から水平方向に入射する光を光反射面Ｌｂにより上方にほぼ９０°折り曲げることができる。左右の折り曲げ位置は、連結部１３６の幅Ｓを変更することで、高さを一定としたまま変更することができる。
【０１５１】
図４６，４７に関して上記した実施形態において、連結部１３６を省略し、ミラー部１３４ａ，１３４ｂを直接一体化してもよい。この場合、凹状溝Ｄ_１，Ｄ_２はいずれか一方を省略することができる。また、光反射面Ｌａ，Ｌｂの少なくとも一方を図８に関して前述したような球面状凹曲面で構成してもよく、あるいは図１０，１１に関して前述したような楕円面状凹曲面で構成してもよい。
【０１５２】
次に、図４８〜５３を参照して金属板１３０Ａの製法の一例を説明する。図４８〜５３では、図４７のＩ−Ｉ’線断面に相当する断面を示す。
【０１５３】
図４８の工程では、石英基板１４０の一方の主面（基板１４０の上面）に図４（Ａ），（Ｂ）に関して前述したと同様にしてＣｒ等からなる位置合せマーク１４２を形成する。そして、基板１４０の上面には、図５（Ｄ）に関して前述したと同様にして位置合せマーク１４２を覆ってＣｕ／Ｃｒ積層１４４を形成する。
【０１５４】
図４９の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層１４４の上にレジスト層Ｒ_１１，Ｒ_１２をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク１４２を基準として処理を行なう。レジスト層Ｒ_１１，Ｒ_１２は、図３６に示す折り曲げ用の凹状溝Ｃ_１，Ｃ_２をそれぞれ形成するためのものである。
【０１５５】
次に、Ｃｕ／Ｃｒ積層１４４の上にレジスト層１４６，Ｒ_２１，Ｒ_２２をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク１４２を基準として処理を行なう。レジスト層１４６は、図４７の金属板１３０Ａの外形に相当する形状の孔１４６Ａを有するように形成する。レジスト層１４６の孔１４６Ａ内には、図４７に示す円形状の位置決め孔Ａ_１，Ｂ_１にそれぞれ対応する平面パターンでレジスト層Ｒ_２１，Ｒ_２２を形成する。レジスト層Ｒ_２１，Ｒ_２２は、図５２，５３に示す位置決め孔Ａ_１，Ｂ_１をそれぞれ形成するために上部から下端に進むにつれてサイズ（直径）が増大するように形成する。このためには、レジスト層１４６，Ｒ_２１，Ｒ_２２を形成するためのホトリソグラフィ処理を、図３１の工程でレジスト層８０，８０ａを形成するために行なったホトリソグラフィ処理と同様にして行なえばよい。
【０１５６】
図５０の工程では、レジスト層Ｒ_１１，Ｒ_１２，１４６，Ｒ_２１，Ｒ_２２をマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層１５０をＣｕ／Ｃｒ積層１４４の上に形成する。金属層１５０の厚さは５０μｍ程度とすることができる。
【０１５７】
図５１の工程では、金属層１５０の上にレジスト層Ｒ_３１，Ｒ_３２をホトリソグラフィ処理により形成する。このときのホトリソグラフィ処理では、位置合せマーク１４２を基準として処理を行なう。レジスト層Ｒ_３１，Ｒ_３２は、図５２に示す折り曲げ用の凹状溝Ｄ_１，Ｄ_２をそれぞれ形成するためのものである。
【０１５８】
次に、レジスト層１４６，Ｒ_２１，Ｒ_２２，Ｒ_３１，Ｒ_３２をマスクとするＮｉ−Ｆｅ合金の選択メッキ処理によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属層１５２を形成する。金属層１５２の厚さは、３０μｍ程度とすることができる。図５１のメッキ処理の結果、金属層１５０，１５２の積層からなる金属板１３０Ａが得られる。
【０１５９】
図５２の工程では、薬液処理等によりレジスト層Ｒ_３１，Ｒ_３２，１４６，Ｒ_２１，Ｒ_２２を除去し、金属板１３０Ａを残存させる。金属板１３０Ａは、平坦部１３２ａ，１３２ｂと、ミラー部１３４ａ，１３４ｂと、連結部１３６とを有する。平坦部１３２ａ，１３２ｂには、レジスト層Ｒ_２１，Ｒ_２２にそれぞれ対応して位置決め孔Ａ_１，Ｂ_１が付与される。位置決め孔Ａ_１，Ｂ_１は、いずれも下方の開口端に進むにつれてサイズ（直径）が増大するように形成される。金属板１３０Ａには、レジスト層Ｒ_３１，Ｒ_３２にそれぞれ対応して連結部１３６の両側に折り曲げ用の凹状溝Ｄ_１，Ｄ_２が付与される。なお、金属板１３０Ａは、図４７に示したような位置決め孔Ａ_２，Ａ_３，Ｂ_２，Ｂ_３を有するが、これらの位置決め孔も位置決め孔Ａ_１，Ｂ_１と同様にして形成される。
【０１６０】
図５３の工程では、Ｃｕ／Ｃｒ積層１４４のうちＣｕ層をエッチング処理により除去することにより基板１４０から金属板１３０Ａを分離する。また、薬液処理等によりレジスト層Ｒ_１１，Ｒ_１２を除去し、金属板１３０Ａの裏面に折り曲げ用の凹状溝Ｃ_１，Ｃ_２を付与する。位置合せマーク１４２及びＣｒ層１４４ａを有する基板１４０は、図４８の工程に戻ってＣｕ層をスパッタ法で形成することにより再使用することができる。
【０１６１】
図４８〜５３に関して上記した製法によれば、金属板１３０Ａをサブミクロンの精度で製作することができ、金属板１３０Ａを４個所で折り曲げるだけで簡単にミラーユニット１３０を構成することができる。また、Ｃ_１，Ｄ_１等の凹状溝の位置で金属板１３０Ａを折り曲げるようにしたので、折り曲げを簡単に且つ正確に行なえる。なお、金属板１３０を折り曲げる前に光反射面Ｌａ，Ｌｂのうち少なくとも一方の主面に前述したような高反射率膜を被着してもよい。
【０１６２】
図５４は、この発明の第７の実施形態に係るミラーユニットを示すもので、図５５には、図５４のＪ−Ｊ’線断面及びＫ−Ｋ’線断面を接続した状態に相当する断面が示されている。
【０１６３】
ミラーユニット１６０は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の光反射性の金属からなるもので、平坦部１６２と、支持部Ｓ_１〜Ｓ_４と、ミラー部Ｎ_１〜Ｎ_４とを備えている。平坦部１６２は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、一方の主面（図５４では下面）にて平面上に配置されるべきものである。平坦部１６２において、一端近傍には位置決め孔Ｑ_１，Ｑ_２が設けられると共に、他端近傍には位置決め孔Ｑ_３，Ｑ_４が設けられている。Ｑ_１等の各位置決め孔は、図５５に示すように下方の開口端に進むにつれてサイズ（直径）が増大するように形成されている。なお、Ｑ_１，Ｑ_３等の位置決め孔の代りに位置決め突起を設けてもよい。
【０１６４】
支持部Ｓ_１〜Ｓ_４は、いずれも互いに対向する２つの主面を有する方形状且つ板状のもので、平坦部１６２と一体化をなしている。Ｓ_１等の各支持部は、図５５に示すように折り曲げ用の凹状溝Ｓａの位置で平坦部１６２の他方の主面（溝Ｓａの反対側）に一例としてほぼ直角に折り曲げられている。
【０１６５】
ミラー部Ｎ_１〜Ｎ_４は、いずれも互いに対向する２つの主面を有する方形状且つ板状のもので、支持部Ｓ_１〜Ｓ_４とそれぞれ一体をなして（支持部Ｓ_１〜Ｓ_４によりそれぞれ支持されて）いる。Ｎ_１等の各ミラー部は、図５５に示すように折り曲げ用の凹状溝Ｓｂの位置で溝Ｓｂとは反対側にほぼ４５°の角度で折り曲げられている。Ｎ_１等の各ミラー部の外面は、光反射面Ｎ_１１を構成している。
【０１６６】
ミラーユニット１６０は、支持部Ｓ_１〜Ｓ_４及びミラー部Ｎ_１〜Ｎ_４を平坦部１６２と共通の平面をなすように平面状にした金属板を図５４に示すように折り曲げることにより構成される。折り曲げは、凹状溝Ｓａ，Ｓｂを設けたので、簡単に且つ正確に行なえる。このような金属板は、図４８〜５３に関して前述した製法においてメッキパターンを変更するだけで簡単に且つサブミクロンの精度で製作することができる。すなわち、図４９の工程において、レジスト層１４６は、ミラーユニット１６０構成用の金属板の外形に対応した孔１４６Ａを有するように形成する。Ｑ_１等の位置決め孔は、Ａ_１等の位置決め孔と同様に形成することができ、Ｓａ，Ｓｂ等の凹状溝は、Ｃ_１，Ｄ_１等の凹状溝と同様に形成することができる。別の方法としては、図４〜７に関して前述した方法を用いてもよい。この場合、ミラーＭ_５を平面ミラーとしてＮ_１等のミラー部を構成すると共に、凹状溝４８ｂの代りの凹状溝を金属層４４に設けて凹状溝Ｓｂを構成する。図７（Ｋ）の工程では、ミラー部１６を支持部１４の左側ではなく、右側に折り曲げればよい。なお、ミラーユニット１６０構成用の金属板を折り曲げる前に、光反射面Ｎ_１１に前述したような高反射率膜を被着してもよい。
【０１６７】
ミラーユニット１６０に関して図５４、５５を参照して寸法例を示すと、次の通りである。平坦部１６２の厚さｔは３０μｍ、平坦部１６２の孔Ｑ_１，Ｑ_３側の端縁から直立状態の支持部Ｓ_１までの距離ｒは６００μｍ、Ｑ_１等の各位置決め孔の直径は１２５．３μｍとすることができる。
【０１６８】
ミラーユニット１６０は、一例として、光導波路Ｗ_１〜Ｗ_４を並設した基板面１６４上に配置して使用することができる。Ｗ_１等の各光導波路は、フッ化ポリイミドからなるもので、長さ方向に直交する断面のサイズを１５０μｍ角とすることができる。基板面１６４上には、ミラーユニット１６０の位置決め孔Ｑ_１〜Ｑ_４にそれぞれ対応する位置決めピンＰ_１〜Ｐ_４が設けられている。Ｐ_１等の各位置決めピンは、Ｗ_１等の光導波路と同じ材料（フッ化ポリイミド）で且つ同じプロセスで形成されるもので、サイズ（直径）を１２５μｍとすることができる。
【０１６９】
ミラーユニット１６０の位置決め孔Ｑ_１〜Ｑ_４を基板面１６４上の位置決めピンＰ_１〜Ｐ_４にそれぞれ嵌合させることによりミラーユニット１６０を基板面１６４上で光導波路Ｗ_１〜Ｗ_４の端面前方に位置決めし、接着等により固定する。Ｐ_１等の位置決めピンとＱ_１等の位置決め孔との嵌合により簡単に且つ高精度の位置決めが可能であり、信頼性の向上も可能になる。また、Ｑ_１等の各位置決め孔は、下方の開口端に近づくにつれてサイズが増大するように形成したので、位置決めピンの挿入が容易であると共に精密な嵌合が可能である。
【０１７０】
図５４，５５に示すように光導波路Ｗ_１〜Ｗ_４の一端側にミラー部Ｎ_１〜Ｎ_４をそれぞれ配置した状態では、Ｎ_１等のミラー部毎に光反射面Ｎ_１１で上方からの入射光を反射してＷ_１等の光導波路の一端に入射させたり、Ｗ_１等の光導波路の一端からの射出光を光反射面Ｎ_１１で上方に折り曲げて送出したりすることができる。
【０１７１】
図５６は、図５５に示したミラー部の変形例を示すもので、図５５と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１７２】
図５６のミラー部Ｎ_１の特徴は、光導波路Ｗ_１の一端側の外面に球面凹状の光反射面Ｎ_１２を設け、この光反射面Ｎ_１２で上方からの入射光又は光導波路Ｗ_１からの射出光を集光・反射する構成にしたことである。このようなミラー部Ｎ_１は、図６（Ｉ）のミラーＭ_５又は図３２のミラー部６２と同様にして作成することができる。光反射面Ｎ_１２において、曲率半径は０．７μｍとし、焦点距離ｕは５００μｍとすることができる。また、ミラー部Ｎ_１を折り曲げる前に光反射面Ｎ_１２に前述したような高反射率膜を被着してもよい。
【０１７３】
図５４〜５６に関して上記した実施形態において、Ｓ_１等の支持部には、図１の開口部１４Ａのような光結合用の開口部を設け、Ｎ_１等のミラー部において、光反射面Ｎ_１１側とは反対側の面（内面）を光反射面として用いるようにしてもよい。この場合、図５６に関して前述したようにＮ_１等のミラー部の内面側に球面凹状の光反射面Ｎ_１２を設けてもよい。このためには、図４８〜５３に関して前述した製法によりミラーユニット１６０構成用の金属板を作成する際に図４２のミラー部９４と同様にしてＮ_１等のミラー部を形成すればよい。なお、光反射面Ｎ_１２は、図１０，１１に関して前述したような楕円面状凹曲面で構成してもよい。
【０１７４】
図５７は、この発明の第８の実施形態に係るスパッタマスク（光部品加工用具）を示すもので、図５８には、図５７のスパッタマスク１７０を構成するための金属板１７０Ａの平面構造が示されている。
【０１７５】
スパッタマスク１７０は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の金属からなるもので、平坦部１７２と、端面当接部１７４とを備えている。平坦部１７２は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、一方の主面（図５７では下面）にて光部品の一主面に配置されるべきものである。
【０１７６】
端面当接部１７４は、互いに対向する２つの主面を有する長方形状且つ板状のもので、平坦部１７２と一体をなしている。端面当接部１７４の一端近傍及び他端近傍には、それぞれ位置決め孔Ｕ_１，Ｕ_２が設けられている。端面当接部１７４は、光部品の一主面とほぼ直角をなす光部品の端面に当接可能なように平坦部１７２と共にほぼ直角の角部ＡＮを形成している。
【０１７７】
角部ＡＮには、平坦部１７２と端面当接部１７４との間にまたがるように貫通孔Ｖ_１〜Ｖ_８が設けられている。貫通孔Ｖ_１〜Ｖ_８は、いずれも金属板１７０Ａにおいて長方形状の孔として形成されている。角部ＡＮに沿うように折り曲げ用の凹状溝Ｄ_１１，Ｄ_１２，Ｄ_０１〜Ｄ_０７が形成されており、凹状溝Ｄ_０１，Ｄ_０２…Ｄ_０７は、それぞれ隣り合う貫通孔Ｖ_１，Ｖ_２間、Ｖ_２，Ｖ_３間…Ｖ_７，Ｖ_８間に形成されている。
【０１７８】
金属板１７０Ａは、図４〜７に関して前述した製法においてメッキパターンを変更するだけで簡単に且つ高精度で製作することができる。この場合、ミラー部１６、開口部１２Ａ，１４Ａ及び位置決め孔１４ａ，１４ｂは形成せず、平坦部１２及び支持部１４をそれぞれ端面当接部１７４及び平坦部１７２とすることができる。図５（Ｅ）の工程では、金属板１７０Ａの外形に対応した孔４２Ａを有するようにレジスト層４２を形成すると共に、孔４２Ａ内に貫通孔Ｖ_１〜Ｖ_８にそれぞれ対応した長方形状の８つのレジスト層を形成する。位置決め孔Ｕ_１，Ｕ_２は、位置決め孔１２ａ，１２ｂと同様にして形成することができ、凹状溝Ｄ_１１，Ｄ_１２，Ｄ_０１〜Ｄ_０７は、凹状溝４８ａと同様にして形成することができる。
【０１７９】
金属板１７０Ａを作成した後、金属板１７０Ａを凹状溝Ｄ_１１，Ｄ_１２，Ｄ_０１〜Ｄ_０７の位置でこれらの溝とは反対側にほぼ直角に折り曲げることにより図５７のスパッタマスク１７０が得られる。折り曲げは、凹状溝Ｄ_１１，Ｄ_１２，Ｄ_０１〜Ｄ_０７を設けてあるため、簡単に且つ正確に行なえる。
【０１８０】
スパッタマスク１７０について寸法例を示すと、次の通りである。平坦部１７２において、Ｖ_１等の貫通孔のｗは０．２ｍｍ、Ｖ_１，Ｖ_２等の隣り合う貫通孔のピッチｖは０．２５ｍｍ、Ｖ_１等の貫通孔の一端からＤ_１１等の凹状溝の中心までの距離ｘは０．２ｍｍとすることができる。また、端面当接部１７４において、Ｖ_１等の貫通孔の他端からＤ_１１等の凹状溝の中心までの距離ｙは０．２ｍｍ、位置決め孔Ｕ_１，Ｕ_２の中心間の距離Ｌは４．６ｍｍとすることができる。
【０１８１】
スパッタマスク１７０は、一例として、図５７に示すように多芯光ファイバ１８２の光ファイバＦｉを保持する多芯フェルール１８０の端部に電極を形成するために使用可能である。多芯フェルール１８０の端面には、スパッタマスク１７０の位置決め孔Ｕ_１，Ｕ_２にそれぞれ対応する位置決め孔Ｘ_１，Ｘ_２が設けられており、これらの孔Ｘ_１，Ｘ_２には、それぞれ位置決めピンＹ_１，Ｙ_２が挿入可能である。スパッタマスク１７０の平坦部１７２を多芯フェルール１８０の上面に載置すると共にスパッタマスク１７０の端面当接部１７４を多芯フェルールの端面に当接し、この状態で位置決め孔Ｕ_１，Ｘ_１には位置決めピンＹ_１を、位置決め孔Ｕ_２，Ｘ_２には位置決めピンＹ_２をそれぞれ挿入して位置決めすると共に、このような位置決め状態において多芯フェルール１８０の端部にスパッタマスク１７０を装着する。位置決め孔Ｕ_１，Ｕ_２は、いずれも図７（Ｊ）、（Ｋ）の位置決め孔１２ａと同様に位置決めピン挿入側の開口端に進むにつれてサイズ（直径）が増大するように形成してあるので、位置決め孔Ｕ_１，Ｕ_２には、それぞれ位置決めピンＹ_１，Ｙ_２をスムーズに挿入することができる。
【０１８２】
多芯フェルール１８０の端部に上記のようにスパッタマスクを装着した状態で、スパッタ処理を行なうと、図５７に示すように多芯フェルール１８０の端部には、スパッタマスク１７０のＶ_１等の貫通孔毎に光ファイバＦｉに対応するスパッタ電極Ｅが形成される。スパッタマスク１７０を薄膜プロセスによりサブミクロンの精度で形成したので、スパッタ電極Ｅも寸法及び位置の精度良く形成することができる。スパッタ処理の後、スパッタマスク１７０は、位置決めピンＹ_１，Ｙ_２を抜去することで多芯フェルール１８０から取外し、再使用することができる。
【０１８３】
スパッタ電極Ｅとしては、一例として、Ｔｉ膜にＡｕ膜を重ねたＡｕ／Ｔｉ積層を形成する。Ｔｉ膜及びＡｕ膜の厚さはそれぞれ３０ｎｍ及び３００ｎｍ程度とすることができる。各スパッタ電極Ｅには、面発光レーザーダイオード又はホトダイオード等の光素子を半田付けにより固定し、各スパッタ電極毎に光素子を対応する光ファイバＦｉと光結合すると、高い光結合効率が得られる。
【０１８４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、光反射面を有する光部品において、光の入射・反射方向に沿う長軸方向の曲率半径より短軸方向の曲率半径が小さい楕円面状凹曲面により光反射面を構成して非点収差を補正するようにしたので、光結合効率が大幅に向上する効果が得られる。
【０１８５】
また、ミラー部を有する金属板を１又は複数個所で折り曲げて立体的な光部品を構成するようにしたので、金属板を薄膜プロセスを作成することで光反射性が良好なミラー部を有する光部品を簡単に且つ高精度で製作することができ、光結合効率が高い光モジュールを低コストで実現できる効果が得られる。
【０１８６】
その上、加工用の貫通孔を有する金属板を折り曲げて立体的な光部品加工用具を構成するようにしたので、金属板を薄膜プロセスで作成することで光部品の角部の加工に適した光部品加工用具を簡単に且つ高精度で製作できる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るミラーユニットを示す斜視図である。
【図２】図１のミラーユニットの使用状態におけるＡ−Ａ’線に沿う断面を示す断面図である。
【図３】図１のミラーユニットの使用状態におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面を示す断面図である。
【図４】図１のミラーユニットの製法の一例を示すもので、（Ａ）はレジスト層形成工程及びスパッタ工程を示す断面図、（Ｂ）はリフトオフ工程及びレジスト層形成工程を示す断面図、（Ｃ）は加熱リフロー工程を示す断面図である。
【図５】図４（Ｃ）の工程に続く処理工程を示すもので、（Ｄ）はＣｕ／Ｃｒ積層形成工程を示す断面図、（Ｅ）はレジスト層形成工程を示す断面図、（Ｆ）は選択メッキ工程を示す断面図である。
【図６】図５（Ｆ）の工程に続く処理工程を示すもので、（Ｇ）はレジスト層形成工程を示す断面図、（Ｈ）は選択メッキ工程を示す断面図、（Ｉ）はレジスト除去工程を示す断面図である。
【図７】図６（Ｉ）の工程に続く処理工程を示すもので、（Ｊ）は金属板分離工程を示す断面図、（Ｋ）は金属板折り曲げ工程を示す断面図である。
【図８】光反射面として球面状凹曲面を用いた場合の光結合効率の計算を説明するための光路図である。
【図９】図８の結像面ＩＳにおける光ビームプロファイルを示す断面図である。
【図１０】光反射面として用いられる楕円面状凹曲面を示す斜視図である。
【図１１】図１０の楕円面状凹曲面を用いた場合の光結合効率の計算を説明するための光路図である。
【図１２】図１１の結像面ＩＳにおける光ビームプロファイルを示す断面図である。
【図１３】図１１の結像面ＩＳにおいてＹ方向に沿う光強度分布を示すグラフである。
【図１４】この発明の第２の実施形態に係るミラーユニットの使用状態を示す断面図である。
【図１５】図１４のミラーユニットにおいて矢印Ａｒ方向から見た光反射面配置を示す斜視図である。
【図１６】この発明の第３の実施形態に係るミラーユニットを示す斜視図である。
【図１７】図１６のミラーユニットの変形例を示す斜視図である。
【図１８】図１６のミラーユニットの製法の一例を示すもので、（Ａ）は位置合せマーク形成工程及びレジスト層形成工程を示す断面図、（Ｂ）は加熱リフロー工程を示す断面図、（Ｃ）はＣｕ／Ｃｒ積層形成工程を示す断面図である。
【図１９】図１８（Ｃ）の工程に続く処理工程を示すもので、（Ｄ）はリフトオフ工程を示す断面図、（Ｅ）はレジスト層形成工程を示す断面図、（Ｆ）は選択メッキ工程を示す断面図である。
【図２０】図１９（Ｆ）の工程に続く処理工程を示すもので、（Ｇ）はレジスト層形成工程を示す断面図、（Ｈ）は選択メッキ工程を示す断面図、（Ｉ）はレジスト除去工程を示す断面図である。
【図２１】図２０（Ｉ）の工程に続く処理工程を示すもので、（Ｊ）は金属板分離工程を示す断面図、（Ｋ）は金属板折り曲げ工程を示す断面図である。
【図２２】図１８（Ａ）の工程で形成されるレジスト層の平面形状を示す平面図である。
【図２３】図１８（Ｂ）の工程で加熱リフロー処理を受けたレジスト層において図２２のｘ−ｘ’線に沿う断面を示す断面図である。
【図２４】図１８（Ｂ）の工程で加熱リフロー処理を受けたレジスト層において図２２のｙ−ｙ’線に沿う断面を示す断面図である。
【図２５】この発明の第４の実施形態に係るミラーユニットの使用状態を示す上面図である。
【図２６】図２５のＣ−Ｃ’線に沿う拡大断面図である。
【図２７】図２５のＤ−Ｄ’線に沿う拡大断面図である。
【図２８】図２５のミラーユニットを構成するための金属板を示す上面図である。
【図２９】図２８の金属板の製法の一例におけるレプリカ材層形成工程を示す断面図である。
【図３０】図２９の工程に続くドライエッチング工程を示す断面図である。
【図３１】図３０の工程に続くＣｕ／Ｃｒ積層形成工程及びレジスト層形成工程を示す断面図である。
【図３２】図３１の工程に続く選択メッキ工程を示す断面図である。
【図３３】図３２の工程に続くレジスト層形成工程及び選択メッキ工程を示す断面図である。
【図３４】図３３の工程に続くレジスト層形成工程及び選択メッキ工程を示す断面図である。
【図３５】図３４の工程に続くレジスト除去工程を示す断面図である。
【図３６】図３５の工程に続く金属板分離工程を示す断面図である。
【図３７】この発明の第５の実施形態に係るミラーユニットの使用状態を示す上面図である。
【図３８】図３７のミラーユニットを示す側面図である。
【図３９】図３７のミラーユニットを構成するための金属板を示す上面図である。
【図４０】図３７のミラーユニットの製法の一例におけるＣｕ／Ｃｒ積層形成工程を示す断面図である。
【図４１】図４０の工程に続くレジスト層形成工程を示す断面図である。
【図４２】図４１の工程に続く選択メッキ工程を示す断面図である。
【図４３】図４２の工程に続くレジスト除去工程を示す断面図である。
【図４４】図４３の工程に続く金属板分離工程を示す断面図である。
【図４５】図４４の工程に続く金属板折り曲げ工程を示す断面図である。
【図４６】この発明の第６の実施形態に係るミラーユニットを示す斜視図である。
【図４７】図４６のミラーユニットを構成するための金属板を示す上面図である。
【図４８】図４７の金属板の製法の一例におけるＣｕ／Ｃｒ積層形成工程を示す断面図である。
【図４９】図４８の工程に続くレジスト層形成工程を示す断面図である。
【図５０】図４９の工程に続く選択メッキ工程を示す断面図である。
【図５１】図５０の工程に続くレジスト層形成工程及び選択メッキ工程を示す断面図である。
【図５２】図５１の工程に続くレジスト除去工程を示す断面図である。
【図５３】図５２の工程に続く金属板分離工程を示す断面図である。
【図５４】この発明の第７の実施形態に係るミラーユニットの使用状態を示す斜視図である。
【図５５】図５４のＪ−Ｊ’線及びＫ−Ｋ’線に沿う拡大断面図である。
【図５６】ミラー部の変形例を示す断面図である。
【図５７】この発明の第８の実施形態に係るスパッタマスクの使用法を説明するための斜視図である。
【図５８】図５７のスパッタマスクを構成するための金属板を示す上面図である。
【図５９】従来の光モジュールを示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１０，５０，９０，１３０，１６０：ミラーユニット、１０Ａ，５０Ａ，９０Ａ，１３０Ａ，１７０Ａ：金属板、１２，５２，９２，１３２ａ，１３２ｂ，１６２，１７２：平坦部、１４，Ｓ_１〜Ｓ_４：支持部、１６，６２，９４，１３４ａ，１３４ｂ，Ｎ_１〜Ｎ_４：ミラー部、２０：実装基板、２２：光コネクタ、２２ａ，２８ａ，Ｐ_１〜Ｐ_４，Ｙ_１，Ｙ_２：位置決めピン、２４，１８２：多芯光ファイバ、２６：光素子、３０，７０，１１０，１４０：石英基板、３２，３５，３６，３７ａ，３８ａ，４０ａ，４１ａ，４２，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４６ａ，４６ｂ、７８，８０，８０ａ，８４，８６，１１４，１１８〜１２４，１４６，Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_１１，Ｒ_１２，Ｒ_２１，Ｒ_２２，Ｒ_３１，Ｒ_３２：レジスト層、３４，３８ａ，７６ａ，１１６ａ，１４４ａ：Ｃｒ層、３４ａ，７２，１１２，１４２：位置合せマーク、３８，３９，７６，１１６，１４４：Ｃｕ／Ｃｒ積層、４４，４８，８２，１２６，１５０，１５２：金属層、５６〜６０：溝形成層、５４：下敷層、５４Ａ，５４Ｂ，９６，９８，１００，１０２：保持部、７４：レプリカ材層、１３６：連結部、１６４：基板面、１７０：スパッタマスク、１７４：端面当接部、１８０：多芯フェルール、Ｆ_５，Ｆ_１１，Ｆ_１２，Ｆ_２１，Ｆ_２２，Ｆｉ：光ファイバ、Ｗ_１〜Ｗ_４：光導波路、Ｅ：スパッタ電極。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical component used when optically coupling an optical element and an optical fiber or optical fibers, a manufacturing method thereof, an optical component processing tool, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an optical module for optically coupling an optical element and an optical fiber, one shown in FIG. 59 is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
In the optical module shown in FIG. 59, an optical circuit substrate 2 made of ceramic is provided on one main surface of the optical module substrate 1, and an electronic circuit 3 and an optical element 4 are provided on the upper surface of the substrate 2. A light reflecting surface 2 A having an inclination angle of 45 ° is formed by grinding and polishing at an end portion of the substrate 2 positioned below the optical element 4.
[0004]
An optical connector 5 that holds an optical cable 6 is provided on one main surface of the substrate 1. The optical cable 6 has an optical fiber 6A. The optical connector 5 is arranged so that the tip of the optical fiber 6A can be optically coupled to the light reflecting surface 2A of the substrate 2.
[0005]
When the optical element 4 is a light emitting element, the light emitted from the optical element 4 is reflected by the light reflecting surface 2A and enters the optical fiber 6A. When the optical element 4 is a light receiving element, the light emitted from the optical fiber 6A is reflected by the light reflecting surface 2A and enters the optical element 4. The light reflecting surface 2A may be mirror-finished to enhance the reflecting function, or a reflective metal film such as Ni or Au may be deposited by plating, vapor deposition or pasting, or the light collecting function. Concave surface processing may be applied to provide
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-98862 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the prior art described above, there are the following problems (a) to (c).
[0008]
(A) The light coupling efficiency can be improved by applying a concave surface processing to the light reflecting surface to provide a light collecting function. However, when a light source having a diameter of about 10 μm and a light receiving element having a diameter of about 10 μm are optically coupled through a concave light reflecting surface, astigmatism generated on the concave light reflecting surface cannot be ignored. In the above-described prior art, there is no means for correcting such astigmatism, and it is difficult to obtain high optical coupling efficiency.
[0009]
(B) The light reflecting surface 2A having an inclination angle of 45 ° is formed by grinding and polishing a ceramic material. In the grinding / polishing process, since the processing accuracy is as low as about ± 0.5 degrees, the variation of the angle of the light reflecting surface 2A is large. Further, in order to perform mirror surface processing, it is necessary to polish in a direction orthogonal to the grinding direction (rotation direction of the grindstone) along the 45 ° slope to reduce uneven scratches due to grinding. It is difficult to perform such a polishing operation in the existing recess. In addition, it is difficult to deposit a light-reflective metal film in the concave portion where the light reflecting portion 2A is present by a method such as plating, vapor deposition, or pasting, or to perform concave processing. Therefore, it is not easy to realize an optical module with high optical coupling efficiency.
[0010]
(C) When assembling the optical module, the positional relationship between the optical element 4, the substrate 2, and the optical connector 5 is adjusted so that the optical element 4 and the optical fiber 6A are aligned with the optical axis via the light reflecting surface 2A. There is a need. In such an optical axis alignment operation, an accuracy smaller than ± 1 μm is required as the alignment accuracy. Therefore, the optical axis alignment is performed using a highly accurate and expensive alignment device, which causes an increase in cost. Moreover, the board | substrate 2 and the optical connector 5 will adhere | attach and fix to the upper surface of the board | substrate 1 using an adhesive agent, and reliability is low by simple adhesion | attachment.
[0011]
An object of the present invention is to provide a novel optical component capable of obtaining high optical coupling efficiency and a manufacturing method thereof.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a three-dimensional optical component that can realize an optical module with high optical coupling efficiency at low cost, a manufacturing method thereof, a three-dimensional optical component processing tool, and a manufacturing method thereof.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A first optical component according to the present invention is an optical component having a light reflecting surface,
The light reflecting surface is composed of an elliptical concave curved surface whose curvature radius in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction is smaller than the curvature radius in the major axis direction along the light incident / reflection direction. is there.
[0014]
According to the first optical component, the light reflecting surface is constituted by the elliptical concave curved surface having a smaller radius of curvature in the minor axis direction than the radius of curvature in the major axis direction along the light incident / reflecting direction. Astigmatism that occurs can be corrected, and high optical coupling efficiency can be obtained.
[0015]
The first manufacturing method of the optical component according to the present invention is as follows:
Forming a resist layer having an elliptical planar shape on one main surface of the substrate;
Applying a heat reflow treatment to the resist layer to give an elliptical convex curved surface to the resist layer;
A step of forming a plating underlayer on one main surface of the substrate covering the resist layer after the heat reflow treatment;
Plating a light-reflecting metal on the plating base layer so as to overlap the resist layer to form a metal plate made of the metal, the metal plate having an elliptical shape of the resist layer Forming a metal plate having an elliptical concave curved surface corresponding to the convex curved surface as a light reflecting surface;
Removing the plating base layer and separating the metal plate from the substrate;
Is included.
[0016]
According to the first manufacturing method of optical components, a resist layer having an elliptical planar shape is subjected to a heat reflow process to give an elliptical convex curved surface to the resist layer, and then a plating base layer is formed covering the resist layer To do. Then, a light reflective metal is plated on the plating base layer to form a metal plate made of the metal. In this case, the metal plate is formed to have an elliptical concave curved surface corresponding to the elliptical convex curved surface of the resist layer as a light reflecting surface, and thereafter, the plating base layer is removed to separate the metal plate from the substrate. To do. The separated metal plate can be used as the first optical component described above. Therefore, the first optical component can be easily and accurately manufactured by a thin film process.
[0017]
The second manufacturing method of the glowing part according to the present invention is as follows:
Forming a resist layer having an elliptical planar shape on one main surface of the substrate;
Applying a heat reflow treatment to the resist layer to give an elliptical convex curved surface to the resist layer;
After the heating reflow process, an elliptical surface similar to the elliptical convex surface of the resist layer is formed on one main surface of the substrate by performing a dry etching process using the resist layer as a mask on one main surface of the substrate. Forming a convex portion having a convex curved surface;
Forming a plating base layer on one main surface of the substrate so as to cover the convex portion;
A step of plating a light-reflective metal on the plating base layer so as to overlap with the convex portion to form a metal plate made of the metal, and the metal plate has an elliptical shape of the convex portion Forming a metal plate having an elliptical concave curved surface corresponding to the convex curved surface as a light reflecting surface;
Removing the plating base layer and separating the metal plate from the substrate;
Is included.
[0018]
According to the second method for producing an optical component, a resist layer having an elliptical planar shape is subjected to a heat reflow process to give an elliptical convex curved surface to the resist layer, and then a dry etching process using the resist layer as a mask. A convex portion having an elliptical convex curved surface similar to the elliptical convex curved surface of the resist layer is formed on one main surface of the substrate. Then, after forming a plating base layer so as to cover the convex portions, a light reflective metal is plated on the plating base layer to form a metal plate made of the metal. In this case, the metal plate is formed so as to have an elliptical concave curved surface corresponding to the elliptical convex curved surface of the convex portion as the light reflecting surface, and thereafter, the plating base layer is removed to separate the metal plate from the substrate. To do. The separated metal plate can be used as the first optical component described above. Therefore, the first optical component can be easily and accurately manufactured by a thin film process.
[0019]
The second optical component according to the present invention is an optical component made of metal,
A flat portion which has two main surfaces facing each other and is to be arranged on a plane on one main surface;
A support portion that has two main surfaces facing each other and is integrated with the flat portion, and is bent so as to approach the other main surface of the flat portion;
It is a mirror part that has two principal surfaces facing each other and has a light reflecting surface on at least one principal surface, and is bent so as to approach one of the principal surfaces of the supporting part. What was done
It is equipped with.
[0020]
According to the second optical component, the mirror unit is bent so as to approach one of the two main surfaces of the support unit, and the light reflecting surface is at least one of the two main surfaces of the mirror unit. Since it is configured to be provided on the main surface, as a reflection mode, a mode in which the light reflection surface of at least one main surface of the mirror unit is reflected on one main surface side of the support unit may be used, or the support unit You may utilize the aspect reflected by the light reflection surface of at least one main surface of a mirror part in the other main surface side. In addition, since the flat portion, the support portion, and the mirror portion are all made of a metal plate and integrated with each other, such a metal plate is formed with high dimensional accuracy by a thin film process including plating treatment ( The second optical component can be easily created simply by bending the produced metal plate at two locations.
[0021]
In the second optical component, a plurality of positioning holes may be provided in the flat portion. Each positioning hole can be formed with high positional accuracy (submicron accuracy) by a thin film process. Therefore, even without using an expensive alignment device, it is possible to align with other optical components simply and with high accuracy by simply fitting the pins into the positioning holes. Reliability is also improved by bonding and fixing in the combined state. The flat portion may be provided with positioning protrusions in place of the positioning holes and fitted in the fitting holes of other optical components, and the same effect as in the case of the positioning holes can be obtained.
[0022]
In the second optical component, the support portion is bent so that the support portion is substantially perpendicular to the other main surface of the flat portion, and the main surface on the other main surface side of the flat portion in the mirror portion. The light reflecting surface is provided, and the mirror portion is bent so that the mirror portion forms a triangular prism-shaped space together with the flat portion and the supporting portion, and the light reflecting surface is formed in both the flat portion and the supporting portion. An opening for optical coupling may be provided in a portion corresponding to. In this way, it is possible to realize a compact optical component that uses a triangular prism shaped space as an optical transmission space. That is, in this optical component, one optical component arranged in the opening of the flat portion and the other optical component arranged in the opening of the support portion are connected to each other through a light reflecting surface existing in a triangular prism space. Optical coupling can be achieved with coupling efficiency. In this case, a plurality of positioning holes or positioning protrusions are provided in both the flat part and the support part, or a plurality of positioning holes are provided in one of the flat part and the support part, and a plurality of positioning protrusions are provided in the other part. Also good. In this way, alignment with one and the other optical components can be performed easily and with high accuracy, and reliability can be improved.
[0023]
A third optical component according to the present invention is an optical component made of metal,
A flat portion which has two main surfaces facing each other and is to be arranged on a plane on one main surface;
The mirror portion has two main surfaces facing each other and has a light reflecting surface on at least one main surface, and is a mirror portion integrated with the flat portion, and is bent so as to approach the other main surface of the flat portion. things and
It is equipped with.
[0024]
According to the third optical component, since the mirror portion is bent so as to approach the other main surface of the flat portion, the light reflecting surface is provided on at least one main surface of the two main surfaces of the mirror portion. As the reflection mode, a mode in which the light is reflected by the light reflection surface of at least one main surface of the mirror portion on the other main surface side of the flat portion can be used. In addition, since both the flat portion and the mirror portion are made of metal and have a plate-like shape, and are integrated with each other, such a metal plate has a high dimensional accuracy (submicron size) by a thin film process including plating. The third optical component can be easily created simply by bending the created metal plate at one place.
[0025]
In the third optical component, the mirror portion is bent so that the mirror portion is substantially perpendicular to the other main surface of the flat portion, and is optically coupled to the flat portion via the light reflecting surface. A plurality of holding portions for holding the plurality of optical fibers to be respectively provided may be provided. In this way, a plurality of holding portions that respectively hold a plurality of optical fibers can be formed with high positional accuracy (with submicron accuracy) by a thin film process. And high optical coupling efficiency can be obtained. In the third optical component, if a plurality of positioning holes or positioning protrusions are provided in the flat portion, alignment with other optical components can be performed easily and with high accuracy, and reliability can be improved.
[0026]
In the second or third optical component, the light reflecting surface is formed by an elliptical concave curved surface in which the radius of curvature in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction is smaller than the radius of curvature in the major axis direction along the incident / reflecting direction of light. It may be configured. In this way, high optical coupling efficiency can be obtained.
[0027]
A fourth optical component according to the present invention is an optical component made of metal,
A first flat portion having two main surfaces opposed to each other and to be arranged on a plane on one main surface;
A second flat portion having two main surfaces facing each other and to be disposed on a plane on one main surface;
A first mirror portion having two main surfaces facing each other and integrated with the first flat portion, the first light reflecting on a main surface on the other main surface side of the first flat portion; Having a surface and bent so as to approach the other main surface of the first flat portion;
A second mirror part that has two main surfaces facing each other and is integrated with the second flat part, and has a second light reflection on the other main surface side of the second flat part. Having a surface, folded so as to approach the other main surface of the second flat portion, and integrated with the first mirror portion directly or via a connecting portion;
It is equipped with.
[0028]
According to the fourth optical component, the first mirror portion is bent so as to approach the other main surface of the first flat portion, and the first light reflecting surface is the first flat portion in the first mirror portion. And the second mirror portion is bent so as to approach the other main surface of the second flat portion, and the second light reflecting surface is formed at the second mirror portion at the second mirror portion. Since the second flat portion is provided on the main surface on the other main surface side, as a reflection mode, the first light reflecting surface of the first mirror portion on the other main surface side of the first flat portion is used. A mode of reflecting may be used, or a mode of reflecting by the second light reflecting surface of the second mirror portion on the other main surface side of the second flat portion may be used. In addition, since the first flat portion, the first mirror portion, the second mirror portion, and the second flat portion are all made of metal and have a plate-like shape, they are integrated with each other. The plate can be made with high dimensional accuracy (with submicron accuracy) by a thin film process including plating, etc., and the fourth optical component can be easily manufactured by simply bending the created metal plate at three or four locations. Can do.
[0029]
In the fourth optical component, a plurality of positioning holes or positioning protrusions are provided in either the first or second flat portion, or one or more positioning holes or positioning protrusions are provided in the first and second flat portions, respectively. It may be provided. In this way, alignment with other optical components can be performed easily and with high accuracy, and reliability can be improved. At least one of the first and second light reflecting surfaces is an elliptical concave curved surface having a radius of curvature in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction smaller than the radius of curvature in the major axis direction along the light incident / reflecting direction. One may be configured. In this way, high optical coupling efficiency can be obtained.
[0030]
The third manufacturing method of the optical component according to the present invention is as follows:
Creating a metal plate having a mirror part by a thin film process;
Creating a three-dimensional optical component having the mirror portion by bending the metal plate at one or more locations;
Is included.
[0031]
According to the third method for manufacturing an optical component, a three-dimensional optical component having a mirror portion with good light reflectivity can be manufactured with high accuracy and at low cost. Further, in the step of creating the metal plate, it is desirable to form a concave groove in a portion where a corner should not be formed when the metal plate is bent. If it does in this way, it can bend easily and correctly in the position of a concave groove. Further, in the step of creating the metal plate, an elliptical concave curved surface may be formed as the light reflecting surface by employing the first or second manufacturing method of the optical component described above. In this way, a three-dimensional optical component with high optical coupling efficiency can be easily and accurately manufactured.
[0032]
The optical component processing tool according to the present invention is an optical component processing tool made of metal,
A flat portion which has two main surfaces facing each other and is to be arranged on a plane on one main surface;
An end surface abutting portion integral with the flat portion, which is bent to one main surface side of the flat portion to form a corner portion together with the flat portion;
And a through-hole for processing is provided in the corner so as to straddle the flat portion and the end surface abutting portion.
[0033]
According to the optical component processing tool of the present invention, the end surface abutting portion is bent to one main surface side of the flat portion to form a corner portion, and the corner portion is processed so as to straddle the flat portion and the end surface abutting portion. Since the optical part processing tool is placed on the corner of the optical component, the corner of the component can be processed, for example, by metal deposition by sputtering, through the through hole. . In addition, since both the flat portion and the end surface abutting portion are made of metal and formed into a plate-like structure, such a metal plate is formed with high dimensional accuracy by a thin film process including plating (sub-process). It is possible to create an optical component processing tool simply by bending the prepared metal plate at one place.
[0034]
In the optical component processing tool of the present invention, a plurality of positioning holes may be provided in the end surface contact portion. If it does in this way, position alignment with an optical component can be performed easily and with high precision.
[0035]
The manufacturing method of the optical component processing tool according to the present invention,
Creating a metal plate having a through-hole for processing penetrating from one main surface to the other main surface by a thin film process;
Producing a three-dimensional optical component processing tool by bending the metal plate so as to cross the through hole;
Is included.
[0036]
According to the method for manufacturing an optical component processing tool of the present invention, a three-dimensional optical component processing tool having a through hole for processing can be manufactured with high accuracy and at low cost. Further, in the step of creating the metal plate, it is preferable to form a concave groove in a portion where a corner should be formed when the metal plate is bent. If it does in this way, it can bend easily and correctly in the position of a concave groove.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a mirror unit according to a first embodiment of the present invention. A cross section taken along line AA ′ and a line BB ′ in the usage state of the mirror unit is shown in FIGS. 2 and 3, respectively. It is shown.
[0038]
The mirror unit 10 is made of a light-reflecting metal such as a Ni—Fe alloy, and includes a flat portion 12, a support portion 14, and a mirror portion 16. The flat portion 12 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and positioning holes 12a and 12b are provided in the vicinity of one end and the other end, respectively, and between the holes 12a and 12B. An elongated optical coupling opening 12A is provided. The holes 12a and 12b and the opening 12A are all formed so as to penetrate from one main surface of the flat portion 12 to the other main surface. The flat portion 12 should be arranged on a plane on one main surface (the lower surface in FIG. 1), and an optical component is arranged in the opening 12A of the flat portion 12 as illustrated in FIG. .
[0039]
The support portion 14 has a rectangular and plate shape having two main surfaces facing each other, and positioning holes 14a and 14b are provided in the vicinity of one end and the other end, respectively, and between the holes 14a and 14b. An elongated optical coupling opening 14A is provided. The holes 14a and 14b and the opening 14A are all formed so as to penetrate from one main surface of the support portion 14 to the other main surface. The support portion 14 is integrated with the flat portion 12 and is bent at a substantially right angle (90 °) so as to approach the other main surface of the flat portion 12. On one main surface of the support portion 14 (right surface in FIG. 1), optical components are arranged as illustrated in FIGS. 2 and 3, and light is transmitted through the opening portion 14A.
[0040]
The mirror unit 16 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and is composed of eight mirrors M arranged in a line along the length direction.₁~ M₈Have M₁Etc. are mirrors M in FIG.₅As shown representatively, a spherical convex curved surface is formed on one main surface (the outer surface in FIG. 2) of the mirror portion 16 and a spherical convex curved surface is formed on the other main surface (the inner surface in FIG. 2) of the mirror portion 16. The spherical concave surface is a light reflecting surface M.₅₀Is configured. The mirror part 16 is integrated with the support part 14 (supported by the support part 14), and is bent at an angle of about 45 ° so as to approach the other main surface of the support part 14. That is, the mirror part 16 is bent so as to form a triangular prism-shaped space as an optical transmission space together with the flat part 12 and the support part 14, and in the triangular prism-shaped space, one optical component disposed in the opening 12A. And the other optical component disposed in the opening 14A₁~ M₈Can be optically coupled.
[0041]
An example of the dimensions of the mirror unit 10 described above is as follows. The width a of the flat part 12 is 2 mm, the height b of the support part 14 is 2 mm, the length c of the support part 14 is 6.5 mm, the distance d between the centers of the positioning holes 14a and 14b is 4.6 mm, and the mirror part 16 The length e of each of the positioning holes 12a, 12b, 14a and 14b can be 0.7 mm. The length of the flat portion 12 can be made equal to the length c of the support portion 14, and the distance between the centers of the positioning holes 12a and 12b can be made equal to the distance d between the centers of the positioning holes 14a and 14b.
[0042]
The mirror unit 10 described above with reference to FIG. 1 can be easily and accurately produced by a thin film process including plating as described later with reference to FIGS.₁A mirror having good light reflectivity can also be obtained.
[0043]
2 and 3 show an example of an optical module using the mirror unit 10 described above. As shown in FIG. 2, an optical element 26 is disposed in a region corresponding to the opening 12A of the flat portion 12 on one main surface of the mounting substrate 20 made of metal or ceramic. As the optical element 26, a light emitting element such as a surface emitting laser diode or a light receiving element such as a photodiode can be used.
[0044]
A positioning pin 28a corresponding to the positioning hole 12a of the flat portion 12 is provided on one side of the region where the optical element 26 is disposed on one main surface of the substrate 20, and the other side of the region where the optical element 26 is disposed. Similarly, positioning pins (not shown) corresponding to the positioning holes 12b of the flat portion 12 are provided. By fitting the positioning portions 12a and 12b of the flat portion 12 to these positioning pins, the mirror unit 10 is aligned with respect to the optical element 26 on the substrate 20 with high accuracy, and adhesion or the like is performed in such an alignment state. Thus, the mirror unit 10 is fixed to the substrate 20. When the substrate 20 is made of metal, highly reliable fixing means such as soldering or laser welding can be used. The space between the optical element 26 and the optical fiber end face is normally filled with air, but the space may be filled with a transparent body (epoxy resin or the like) for light.
[0045]
On one main surface of the substrate 20, an optical connector 22 that holds the multi-core optical fiber 24 is disposed on the opening 14 A side of the support portion 14. The optical connector 22 includes an upper holding plate 22A and a lower holding plate 22B each made of ceramic or the like, and includes eight optical fibers protruding from the covering portion EV of the multi-core optical fiber 24 and the ends of the covering portion EV. The portion is sandwiched between the holding plate 22A and the holding plate 22B and bonded and fixed. FIG. 2 shows the mirror M of the eight optical fibers.₅Optical fiber F corresponding to₅Is shown in a state of being sandwiched and fixed between the presser plate 22A and the holding plate 22B.
[0046]
As shown in FIG. 3, the optical connector 22 is slidably provided with positioning pins 22a corresponding to the positioning holes 14a of the support portion 14, and similarly, positioning pins (corresponding to the positioning holes 14b of the support portion 14). (Not shown) is also provided. The optical connector 22 is accurately aligned with the mirror unit 10 by fitting these positioning pins into the positioning holes 14a and 14b of the support portion 14, respectively. In such an alignment state, the optical connector 22 is mirrored. The unit 10 and the substrate 20 are fixed by adhesion or the like. The mirror unit 10 and the optical connector 22 may be fixed to the substrate 20 after the mirror unit 10 is fixed to the optical connector 22.
[0047]
The positioning accuracy of each positioning hole such as 12a is ± 0.2 μm or less, and the clearance between each positioning pin such as 22a or 28a and the through hole is about ± 0.3 μm. Therefore, the mirror unit 10 and the optical components such as the optical connector 22 and the optical element 26 can be easily aligned and optically coupled with an accuracy of ± 1 μm or less without using an expensive alignment device.
[0048]
When the optical element 26 is a light emitting element, the light emitted from the light emitting portion 26a of the optical element 26 is reflected by the mirror M as shown in FIG.₅Collected and reflected by the optical fiber F₅Is incident on one end. When the optical element 26 is a light receiving element, as shown in FIG.₅The light emitted from one end of the mirror M₅The light is condensed and reflected by the light incident on the light receiving portion 26a of the optical element 26. Such an optical coupling operation is₅Other mirrors and F₅The same applies to other optical fibers.
[0049]
In the embodiment described above, M₁Each of the mirrors is a concave mirror, but is not limited thereto, and may be a flat mirror. Moreover, the bending angle of the mirror part 16 is not limited to 45 °, and can be appropriately set according to a desired optical path. Further, a plane mirror may be provided on one main surface (outer surface in FIG. 1) of the mirror portion 16 and used in the same manner as a mirror unit described later with reference to FIG.
[0050]
Next, an example of a manufacturing method of the mirror unit 10 will be described with reference to FIGS. 4 to 7 show cross sections corresponding to the state in which the cross section taken along the line B-B 'and the cross section taken along the line A-A' (excluding the openings 12A and 14A) in FIG. 1 are connected.
[0051]
In the step of FIG. 4A, a resist layer 32 having an alignment mark formation pattern 32a is formed on one main surface (upper surface of the substrate 30) of the quartz substrate 30 by photolithography. An alignment mark 34a made of Cr is formed on the upper surface of the substrate 30 by covering the resist layer 32 and forming a Cr layer 34 by sputtering. At this time, the thickness of the Cr layer 34 can be set to 300 nm.
[0052]
In the step of FIG. 4B, the resist layer 32 is removed together with the Cr layer 34 thereon by chemical treatment or the like, and the alignment mark 34a is left. A resist layer 36 for forming a concave curved mirror is formed on one main surface of the substrate 30 by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a.
[0053]
In the step of FIG. 4C, the resist layer 36 is subjected to a heat reflow process so that the surface of the resist layer 36 has a spherical convex curved surface.
[0054]
In the step of FIG. 5D, a Cu layer and a Cu layer are sequentially deposited by sputtering on the upper surface of the substrate 30 so as to cover the alignment mark 34a and the resist layer 36. Is formed). At this time, the thicknesses of the Cr layer and the Cu layer can be 30 nm and 300 nm, respectively. The Cr layer is for improving the adhesion of the Cu layer, and the Cu layer is used as a plating underlayer.
[0055]
In the step of FIG. 5E, resist layers 40a and 41a are formed on the Cu / Cr stack 38 by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a. The resist layers 40a and 41a are provided corresponding to the positioning holes 12a and 14a shown in FIG. 6 (I), respectively, and allow the size of the corresponding holes 12a and 14a to increase as they proceed to the opening end. Therefore, it is formed so as to have a size slightly larger than the corresponding holes 12a and 14a.
[0056]
Next, a resist layer 42 is formed on the Cu / Cr laminate 38 by photolithography, and the resist layers 42a and 43a are formed on the resist layers 40a and 41a by using the photolithography process at this time. . In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a. The resist layer 42 is formed so as to have a hole 42A corresponding to the outer shape of the metal plate corresponding to the state before the mirror unit 10 of FIG. 1 is bent. The resist layers 42a and 43a are provided to form the positioning holes 12a and 14a shown in FIG. 6I, respectively, and are formed so as to have sizes corresponding to the corresponding holes 12a and 14a, respectively.
[0057]
In the step of FIG. 5F, the metal layer 44 made of Ni—Fe alloy is formed on the Cu / Cr stack 38 by selective plating of Ni—Fe alloy using the resist layers 40a, 41a, 42, 42a, 43a as a mask. To form. At this time, the thickness of the metal layer 44 can be about 50 μm. Since the growth of the plating is delayed around the resist layer 42a due to the presence of the resist layer 40a, the positioning hole 12a is formed to increase in size as it proceeds to the opening end, and similarly, the positioning hole 14a also increases in size as it proceeds to the opening end. It is formed to increase. The metal layer 44 is provided at a position corresponding to the resist layer 36 at the mirror M.₅Is formed. Mirror M₅Light reflection surface M₅₀Can be formed of a spherical concave surface corresponding to the spherical convex surface of the resist layer 36.
[0058]
6G, resist layers 46a and 46b are formed on the upper surface of the metal layer 44 by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a. The resist layers 46a and 46b are provided to form the concave grooves 48a and 48b for bending shown in FIGS. 7 (J) and (K), respectively.
[0059]
In the step of FIG. 6H, a metal layer 48 made of a Ni—Fe alloy is formed by selective plating of a Ni—Fe alloy using the resist layers 42, 42a, 43a, 46a, 46b as masks. At this time, the thickness of the metal layer 48 can be about 30 μm. The metal layer 48 is formed to have concave grooves 48a and 48b corresponding to the resist layers 46a and 46b, respectively. The positioning holes 12 a and 14 a are both formed in the same manner as described above with respect to the metal layer 44 so as to increase in size as the metal layer 48 progresses to the open end as the metal layer 48 grows. The lamination of the metal layers 44 and 48 constitutes a metal plate 10A corresponding to the state before the mirror unit 10 of FIG. 1 is bent.
[0060]
In the step of FIG. 6 (I), the resist layers 46a, 46b, 42, 42a, 43a, 40a, 41a are removed by chemical treatment or the like, and the metal plate 10A is left. The metal plate 10A includes positioning holes 12a and 14a, concave grooves 48a and 48b, and a mirror M.₅In addition, as shown in FIG. 1, positioning holes 12b and 14b, openings 12A and 14A, mirror M₁~ M₄, M₆~ M₈Have The positioning holes 12b and 14b are formed in the same manner as the positioning holes 12a and 14a, and the mirror M₁~ M₄, M₆~ M₈Mirror M₅It is formed in a similar manner. The openings 12A and 14A are formed by forming resist layers corresponding to the openings 12A and 14A in the holes 42A of the resist layer 42 in the step of FIG. 5E, respectively, and then FIG. It is formed by performing the above process as described above.
[0061]
In the step of FIG. 7J, the metal plate 10A is separated from the substrate 30 by removing the Cu layer of the Cu / Cr stack 38 by etching. The substrate 30 having the alignment mark 34a, the resist layer 36, and the Cr layer 38a can be reused by returning to the step of FIG. 5D and forming a Cu layer by sputtering.
[0062]
In the process of FIG. 7K, the metal plate 10A obtained in the process of FIG. 7J is bent at an angle α = 90 ° at the position of the concave groove 48a opposite to the groove 48a, and the position of the concave groove 48b. Then, the angle β = 45 ° is bent to the side opposite to the groove 48b side. FIG. 7K shows the mirror unit 10 configured by bending the metal plate 10A in this manner with the mirror portion 16 positioned at the upper left. The mirror unit 10 includes a flat portion 12 having a positioning hole 12a to be fitted to the positioning pin 28a, a support portion 14 having a positioning hole 14a to be fitted with the positioning pin 22a, and a mirror M.₅(Light reflecting surface M₅₀) Having a mirror part 16. Before bending the metal plate 10A, the mirror M₅Light reflection surface M₅₀Au, Pt, SiO₂, Al₂O₃When a high reflectivity film such as, for example, is deposited by sputtering, the light reflecting surface M₅₀The light reflectivity is further improved.
[0063]
4-7, the mirror unit 10 can be easily manufactured with submicron accuracy. Further, since the folding is performed at the position of the concave groove such as 48a, the folding can be performed easily and accurately. Furthermore, since the positioning hole such as 12a is formed so as to increase in size as it goes to the open end, the fitting with the positioning pin such as 28a becomes easy and precise fitting becomes possible. If the tip of the positioning pin such as 28a is chamfered as shown in FIG. 7K, the insertion into the positioning hole such as 12a becomes easier.
[0064]
FIG. 8 shows an example of an optical coupling system using a light reflecting surface. Ma is the light reflecting surface M described above.₅₀LS is a spherical concave curved surface, LS is a Gaussian light source (corresponding to a single mode optical fiber or the like) having a numerical aperture NA = 0.144 and a wavelength = 1550 nm, and IS is an imaging surface. The light emitted from the light source LS is incident on the light reflection surface Ma from the horizontal direction at an incident angle of 45 °, is reflected in the vertical direction at the reflection angle of 45 ° by the light reflection surface Ma, and is incident on the imaging surface IS.
[0065]
In the light reflecting surface Ma, the radius of curvature along the light incident / reflecting direction is equal to the radius of curvature in the direction orthogonal to the light incident / reflecting direction, which is 0.7008 mm. Further, the distance L from the light source LS to the center of the light reflecting surface Ma.₁And the distance L from the center of the light reflecting surface Ma to the imaging plane IS₂Are equal to each other and 0.5 mm. In the imaging plane IS, a single mode optical fiber having a mode radius of 5.2 μm is arranged at the imaging position so as to receive incident light.
[0066]
When the optical coupling efficiency of the optical coupling system from the light source LS to the imaging surface IS through the light reflecting surface Ma under such conditions is calculated, optical coupling efficiency = 0.16348 (16.3%) is obtained. It was. Further, the profile of the light beam LB on the imaging plane IS has an elliptical shape as shown in FIG. 9 due to astigmatism generated on the light reflecting surface Ma. In FIG. 9, the light intensity is roughly divided into three steps of strong, medium, and weak, and B₁₁Is a strong area, B₁₂Is the middle region, B₁₃Is a weak area.
[0067]
10 and 11 show another example of an optical coupling system using a light reflecting surface. This optical coupling system corresponds to the optical coupling system described above with reference to FIG. 8 using a light reflecting surface Mb made of an ellipsoidal concave surface instead of the light reflecting surface Ma. The same reference numerals are given to the same parts as described above.
[0068]
The light reflecting surface Mb is a rugby ball-like toroidal surface, mx indicates an inner peripheral line passing through the center point CP along the minor axis direction (X direction), and my is orthogonal to the minor axis direction. An inner peripheral line passing through the center point CP along the long axis direction (Y direction) is shown. The curvature radius in the X direction was 0.3528 mm, and the curvature radius in the Y direction was 0.7008 mm. The light emitted from the light source LS is incident on the light reflection surface Mb from the horizontal direction at an incident angle of 45 °, is reflected by the light reflection surface Mb in the vertical direction at a reflection angle of 45 °, and enters the imaging surface IS.
[0069]
When the optical coupling efficiency of the optical coupling system shown in FIGS. 10 and 11 was calculated under the same conditions as described above with reference to FIG. 8, optical coupling efficiency = 0.98527 (98.5%) was obtained. Further, the profile of the light beam LB on the imaging plane IS has a circular shape as shown in FIG. This is because the radius of curvature in the major axis direction and the radius of curvature in the minor axis direction are optimized and set so that astigmatism is corrected on the light reflecting surface Mb. In FIG. 12, the light intensity is roughly divided into three stages of strong, medium, and weak, and B₂₁Is a strong area, B₂₂Is the middle region, B₂₃Is a weak area. FIG. 13 shows a light intensity distribution along the Y direction on the imaging plane IS of FIG. According to FIG. 13, it can be seen that the light intensity increases as it approaches the center.
[0070]
According to the optical coupling system described above with reference to FIGS. 10 and 11, astigmatism is corrected by making the curvature radius in the X direction smaller than the curvature radius in the Y direction along the incident / reflecting direction of light. Efficiency can be significantly improved. For example, in the case where a light source having a diameter of about 10 μm and a light receiving element (such as an optical fiber) having a diameter of about 10 μm are optically coupled on the light reflection surface at an incident angle = reflection angle = 45 °, an optical coupling system as shown in FIG. However, in the optical coupling system as shown in FIGS. 10 and 11, a high optical coupling efficiency of 90% or more can be obtained.
[0071]
FIG. 14 shows a usage state of the mirror unit according to the second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIGS. FIG. 15 shows the arrangement of light reflecting surfaces as seen from the direction of the arrow Ar in the mirror unit of FIG.
[0072]
14 and 15, the first feature of the mirror unit 10 is that a plurality of mirrors M are provided in the mirror unit 16.₁₁, M₁₂..., M₂₁, M₂₂..., M₃₁, M₃₂..., M₄ ₁... are arranged in a matrix, and secondly, M₁₁The light reflecting surface of each of the mirrors and the like is configured by an elliptical concave curved surface. As described above with reference to FIGS. 10 and 11, the elliptical concave curved surface has a radius of curvature in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction that is smaller than the radius of curvature in the major axis direction along the light incident / reflecting direction. As shown in FIGS.₁₁, M₂₁, M₃₁The light source LS passes through the opening 12A of the flat portion 12 on the light reflecting surface of₁, LS₂, LS₃Are incident at an incident angle of 45 °, and similarly, the light is incident on the light reflecting surfaces of the other mirrors. Mirror M₁₁, M₂₁, M₃₁In the light reflecting surface, the light is reflected at a reflection angle of 45 °, and the imaging surface IS is formed through the opening 14A of the supporting portion 14.₁, IS₂, IS₃Is incident on. Similarly, the light is also reflected on the light reflecting surfaces of the other mirrors, and enters the respective image planes through the openings 14 A of the support portion 14.
[0073]
An optical connector 22 that holds the multi-core optical fiber 24 is disposed on the opening 14 A side of the support portion 14. The optical connector 22 includes an optical fiber holder 22H made of ceramic or the like, and a holding hole H provided in the holder 22H.₁₁, H₂₁, H₃₁, H₄₁The optical fiber F protruding from the covering portion EV of the multi-core optical fiber 24 due to₁₁, F₂₁, F₃₁, F₄₁Hold each etc. The mirror unit 10 is fixed to the substrate (corresponding to the substrate 20 in FIG. 1) and the optical connector 22 in the same manner as described above with reference to FIG. Mirror M₁₁, M₂₁, M₃₁, M₄₁The light reflected by the optical fiber F held by the optical connector 22 on the opening 14A side of the support portion 14 is reflected.₁₁, F₂₁, F₃₁, F₄₁Respectively. Similarly, the reflected light from other mirrors also enters the other optical fibers. As another example of use, light may be incident from the opening 14A side for each mirror, and reflected light may be emitted to the opening 12A side.
[0074]
M₁₁In each mirror, the curvature radius of the light reflecting surface in the X direction (the direction along the inner peripheral line mx) and the Y direction (the direction along the inner peripheral line my), the aperture diameter of the light reflecting surface, the light source position and the image formation It can be determined in accordance with the position so as to obtain a desired high optical coupling efficiency.
[0075]
FIG. 16 shows a mirror unit according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 1, 14 and 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0076]
The first feature of the mirror unit 10 shown in FIG. 16 is that the mirror unit 16 includes a plurality of mirrors M.₁₁~ M₁₈, M₂₁~ M₂₈Are arranged in a matrix, and secondly, M₁₁Mirror M on the light reflecting surface of each mirror₂₈It is that it was comprised by the elliptical concave curved surface so that it may show typically. As described above with reference to FIGS. 10 and 11, the elliptical concave curved surface has a radius of curvature in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction that is smaller than the radius of curvature in the major axis direction along the light incident / reflecting direction. Mirror M₁₁~ M₁₈, M₂₁~ M₂₈In the same manner as described above with reference to FIGS. 14 and 15, light can be incident from the opening 12 A side of the flat portion 12, and reflected light can be emitted to the opening 14 A side of the support portion 14 for each mirror. As another example of use, light may be incident from the opening 14A side for each mirror, and reflected light may be emitted to the opening 12A side.
[0077]
An example of dimensions with respect to the mirror unit 10 shown in FIG. 16 is as follows. The width a of the flat part 12 is 1.2 mm, the height b of the support part 14 is 1.2 mm, the distance d between the centers of the positioning holes 14a and 14b is 4.6 mm, and the diameters of the positioning holes 12a, 12b, 14a and 14 Both can be 0.7 mm. In the mirror section 16, M₂₁~ M₂₈The curvature radii in the X direction (direction along the inner peripheral line mx) and the Y direction (direction along the inner peripheral line my) of the light reflecting surface of each mirror are 0.41 mm and 0.82 mm, respectively.₁₁~ M₁₈The curvature radii of the light reflecting surfaces of the mirrors in the X direction and Y direction are 0.33 mm and 0.66 mm, respectively.₂₁, M₂₂Pitch between adjacent mirrors (distance between centers) K₀Can be 0.25 mm.
[0078]
According to the mirror unit 10 shown in FIG.₁₁The light reflecting surface of each mirror is composed of an elliptical concave curved surface whose radius of curvature in the minor axis direction is smaller than the radius of curvature in the major axis direction, and light is incident and reflected along the major axis direction of the concave curved surface. Therefore, astigmatism is corrected and high optical coupling efficiency is obtained.
[0079]
In the mirror unit 10 shown in FIG.₁The light reflection surface of each mirror such as M₁₁Similarly to the light reflecting surface of each mirror, etc., it may be constituted by an elliptical concave curved surface. Further, in the mirror unit 10 shown in FIGS. 14, 15 or 16, the mirror arrangement is not limited to the matrix arrangement, and a honeycomb arrangement or an irregular arrangement may be adopted. The light source arrangement and the optical fiber end face arrangement And can be arranged arbitrarily.
[0080]
FIG. 17 shows a modification of the mirror unit of FIG. 16, and the same reference numerals are given to the same parts as in FIG. The mirror unit 10 in FIG. 17 is different from that in FIG. 16 in that positioning protrusions 15a and 15b are provided in the support portion 14 instead of the positioning holes 14a and 14b. In the optical connector 22 shown in FIG. 3, the positioning projections 15a and 15b of the support portion 14 are fitted into two positioning holes formed by removing two positioning pins such as 22a, so that the mirror unit 10 is optically coupled. It can be attached to the connector 22 and the fitting portion can be fixed with an adhesive as required.
[0081]
In the flat portion 12 shown in FIG. 17, two positioning protrusions similar to the positioning protrusions 15a and 15b may be provided instead of the positioning holes 12a and 12b. In this way, the mirror unit can be mounted on or fixed to the substrate (corresponding to the substrate 20 in FIG. 1) using fitting as described above with respect to the positioning protrusions 15a and 15b. In this case, in the support portion 14, the positioning protrusions 15a and 15b may be left provided, or the positioning holes 14a and 14b may be provided instead of the positioning protrusions 15a and 15b.
[0082]
Next, an example of a manufacturing method of the mirror unit of FIG. 16 will be described with reference to FIGS. 18 to 21, a cross section taken along the line B-B ′ and a cross section taken along the line A-A ′ in FIG. 16 (the openings 12 A and 14 A and the mirror M₂₅Is a cross-section corresponding to the connected state, and parts similar to those in FIGS.
[0083]
18A, an alignment mark 34a made of Cr is formed on one main surface (upper surface of the substrate 30) of the quartz substrate 30 in the same manner as described above with reference to FIGS. 4A and 4B. A resist layer 35 for forming a concave curved mirror is formed on one main surface of the substrate 30 by photolithography. The resist layer 35 is formed to have an elliptical planar shape as shown in FIG. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a.
[0084]
In the step of FIG. 18B, the resist layer 35 is subjected to a heat reflow process so that the surface of the resist layer 35 has an elliptical convex curved surface. 23 and 24 show different cross sections of the resist layer 35 after the heat reflow process. FIG. 23 shows a cross section taken along the line xx ′ of FIG. 22 (cross section in the minor axis direction), and FIG. The yy ′ line cross section (long-axis direction cross section) is shown. 23 and 24, it can be seen that the curvature radius in the minor axis direction is smaller than the curvature radius in the major axis direction on the surface (concave curved surface) of the resist layer 35 viewed from the substrate 30 side.
[0085]
In the step of FIG. 18B, resist layers 37a and 38a are formed on the upper surface of the substrate 30 by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a. The resist layers 37a and 38a are provided for forming the resist placement holes 40b and 41b in the Cu / Cr laminate 39 by the lift-off process of FIG. 19D, respectively. The positioning holes shown in FIG. They are formed to have sizes (diameters) slightly larger than 12a and 14a.
[0086]
In the step of FIG. 18C, a Cu / Cr stack is formed by sequentially depositing a Cr layer and a Cu layer on the upper surface of the substrate 30 so as to cover the alignment mark 34a, the resist layer 35, and the resist layers 37a and 38a. (Lamination of Cu layer and Cr layer) 39, 39a, 39b are formed. The Cu / Cr laminates 39a and 39b are formed on the resist layers 37a and 38a, respectively. At this time, the thicknesses of the Cr layer and the Cu layer can be 30 nm and 300 nm, respectively. The Cr layer is for improving the adhesion of the Cu layer, and the Cu layer is used as a plating underlayer.
[0087]
In the step of FIG. 19D, the resist layers 37a and 38a are removed together with the Cu / Cr stacks 39a and 39b by lift-off processing, and holes 40b and 41b corresponding to the resist layers 37a and 38a are formed in the Cu / Cr stack 39, respectively. To do.
[0088]
In the step of FIG. 19E, a resist layer 42 is formed on the Cu / Cr stack 39 by photolithography, and the photolithography process at this time is used to form on the substrate surface in the holes 40b and 41b. Resist layers 42b and 43b are formed, respectively. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a. The resist layer 42 is formed so as to have a hole 42A corresponding to the outer shape of the metal plate corresponding to the state before bending of the mirror unit 10 in FIG. The resist layers 42b and 43b are provided to form the positioning holes 12a and 14a shown in FIG. 20I, respectively, and are formed so as to have sizes corresponding to the corresponding holes 12a and 14a, respectively. Since the holes 40b and 41b have a slightly larger size than the holes 12a and 14b, respectively, the substrate surfaces are exposed annularly by the holes 40b and 41b around the resist layers 42b and 43b, respectively.
[0089]
In the step of FIG. 19F, a metal layer 44 made of a Ni—Fe alloy is formed on the Cu / Cr laminate 39 by selective plating of a Ni—Fe alloy using the resist layers 42, 42 b and 43 b as masks. At this time, the thickness of the metal layer 44 can be about 50 μm. Since the growth of the plating is delayed around the resist layer 42b due to the absence of the plating base, the positioning hole 12a is formed to increase in size as it proceeds to the opening end. Similarly, the positioning hole 14a also increases in size as it proceeds to the opening end. It is formed to increase. The metal layer 44 has a mirror M at a position corresponding to the resist layer 35.₁₅Is formed. Mirror M₁₅Light reflection surface M_SCan be formed of an elliptical concave curved surface corresponding to the elliptical convex curved surface of the resist layer 35.
[0090]
20G, resist layers 46a and 46b are formed on the upper surface of the metal layer 44 by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed based on the alignment mark 34a. The resist layers 46a and 46b are provided to form the concave grooves 48a and 48b for bending shown in FIGS. 21 (J) and 21 (K), respectively.
[0091]
In the step of FIG. 20H, a metal layer 48 made of a Ni—Fe alloy is formed by selective plating of a Ni—Fe alloy using the resist layers 42, 42b, 43b, 46a, 46b as a mask. At this time, the thickness of the metal layer 48 can be about 30 μm. The metal layer 48 is formed to have concave grooves 48a and 48b corresponding to the resist layers 46a and 46b, respectively. The positioning holes 12 a and 14 a are both formed in the same manner as described above with respect to the metal layer 44 so as to increase in size as the metal layer 48 progresses to the open end as the metal layer 48 grows. The lamination of the metal layers 44 and 48 constitutes a metal plate 10A corresponding to the state before bending of the mirror unit 10 in FIG.
[0092]
In the step of FIG. 20I, the resist layers 46a, 46b, 42, 42b, and 43b are removed by chemical solution processing or the like, and the metal plate 10A is left. The metal plate 10A includes positioning holes 12a and 14a, concave grooves 48a and 48b, and a mirror M.₁₅In addition, as shown in FIG. 16, positioning holes 12b and 14b, openings 12A and 14A, mirror M₁₁~ M₁₄, M₁₆~ M₁₈, M₂₁~ M₂₈Have The positioning holes 12b and 14b are formed in the same manner as the positioning holes 12a and 14a, and the mirror M₁₁~ M₁₄, M₁₆~ M₁₈, M₂₁~ M₂₈Mirror M₁₅It is formed in a similar manner. The openings 12A and 14A are formed by forming resist layers respectively corresponding to the openings 12A and 14A in the holes 42A of the resist layer 42 in the step of FIG. 19E, and then FIG. 19F to FIG. It is formed by performing the above process as described above.
[0093]
In the step of FIG. 21J, the metal layer 10A is separated from the substrate 30 by removing the Cu layer of the Cu / Cr stack 39 by etching. On the substrate 30, the alignment mark 34a, the resist layer 35, and the Cr layer 39a remain.
[0094]
In the step of FIG. 21 (K), the metal plate 10A obtained in the step of FIG. 21 (J) is bent at an angle α = 90 ° opposite to the groove 48a at the position of the concave groove 48a and the position of the concave groove 48b. Then, the angle β = 45 ° is bent to the side opposite to the groove 48b side. FIG. 21K shows the mirror unit 10 configured by bending the metal plate 10A in this manner with the mirror portion 16 positioned at the upper left. The mirror unit 10 includes a flat portion 12 having a positioning hole 12a to be fitted to the positioning pin 28a, a support portion 14 having a positioning hole 14a to be fitted with the positioning pin 22a, and a mirror M.₁₅(Light reflecting surface M_S) Having a mirror part 16. Before bending the metal plate 10A, the mirror M₁₅Light reflection surface M_SAu, Pt, SiO₂, Al₂O₃When a high reflectivity film such as, for example, is deposited by sputtering, the light reflecting surface M_SThe light reflectivity is further improved.
[0095]
18 to 21, the elliptical convex curved surface of the resist layer 35 is transferred to the metal plate 10 A as an elliptical concave curved surface, but the elliptical convex curved surface of the resist layer 35 is transferred to the substrate 30. After transferring to one main surface, the elliptical convex curved surface related to this transfer may be transferred to the metal plate 10A as an elliptical concave curved surface.
[0096]
That is, after the heating reflow process of FIG. 18B, an elliptical surface similar to the elliptical convex surface of the resist layer 35 is obtained by subjecting one main surface of the substrate 30 to a dry etching process using the resist layer 35 as a mask. A convex portion 35 A having a convex curved surface is formed on the upper surface 30 A of the substrate 30. At this time, the alignment mark 34a is covered with a protective layer so as not to be etched, and the protective layer is removed after the dry etching process is completed. Then, resist layers 37a and 38a are formed on the upper surface 30A of the substrate 30 as described above with reference to FIG. Thereafter, processing similar to that described above with reference to FIGS. 18C to 21K is performed.
[0097]
According to the manufacturing method described above with reference to FIGS. 18 to 21, the mirror unit 10 having an elliptical concave curved surface as a light reflecting surface and high optical coupling efficiency can be easily manufactured with submicron accuracy. When forming the positioning protrusion 15a shown in FIG. 17 in place of the positioning hole 14a, the metal is removed by selective plating of Ni—Fe alloy using the resist layer as a mask after the resist removing step shown in FIG. Positioning protrusions 15 a are formed on the layer 48. Thereafter, the mask resist layer is removed.
[0098]
FIG. 25 shows a mirror unit according to the fourth embodiment of the present invention, and the CC ′ line cross section and DD ′ line cross section of FIG. 25 are shown in FIGS. 26 and 27, respectively. . FIG. 28 shows a planar structure of a metal plate 50A for constituting the mirror unit 50 of FIG.
[0099]
The mirror unit 50 is made of a light reflective metal such as a Ni—Fe alloy, and includes a flat part 52, holding parts 54 A and 54 B, and a mirror part 62. The flat part 52 is a plate-like thing which has two main surfaces which mutually oppose, and should be arrange | positioned on a plane in one main surface (FIG. 25 lower surface).
[0100]
On the other main surface of the flat portion 52, holding portions 54A and 54B for holding optical fibers are provided so that one end of each of the flat portions 52 is positioned in the vicinity of the mirror portion 62 and extends in a direction perpendicular to each other. Yes. As shown in FIGS. 25 to 28, the holding portion 54 A has an underlay layer 54 formed on the other main surface of the flat portion 52 and a predetermined interval corresponding to the diameter of the optical fiber on the underlay layer 54. An optical fiber holding groove constituted by the groove forming layers 56 and 58 arranged in parallel is provided. Similarly to the holding portion 54A, the holding portion 54B also includes an optical fiber holding groove constituted by the underlayer 54 and the groove forming layers 56 and 60. Although both the underlay layer 54 and the groove forming layer 56 are formed in common in the holding portions 54A and 54B, they may be separately formed in the holding portions 54A and 54B. The underlay layer 54 is provided to align the optical axis between the optical fiber and the mirror 62A of the mirror unit 62, and may be omitted depending on circumstances.
[0101]
Positioning holes 52a and 52b are juxtaposed along the hypotenuse of the right triangle in the right triangle region between the holding portions 54a and 54b in the flat portion 52. The positioning holes 52a and 52b are formed so as to penetrate from one main surface of the flat portion 52 to the other main surface.
[0102]
The mirror part 62 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and is integrated with the flat part 52. As shown in FIGS. 25, 27 and 28, a mirror 62A having a circular and spherical light reflecting surface 62a is provided on the main surface of the flat portion 52 on the holding portions 54A and 54B side in the mirror portion 62. In the metal plate 50A shown in FIG. 28, the boundary position between the flat part 52 and the mirror part 62 is a bending position 64a, and a concave groove 64 for bending is formed on the back side as shown in FIG. As shown in FIGS. 25, 27 and 28, the mirror unit 50 is configured by bending the mirror portion 62 substantially perpendicular to the other main surface side of the flat portion 52 at the position of the concave groove 64 in the metal plate 50A.
[0103]
An example of the dimensions of the mirror unit 50 with reference to FIGS. 25 to 28 is as follows. The flat portion 52 has a vertical length J and a horizontal length K of 4 mm, the flat portion 52 has a thickness T of 0.05 mm, and the mirror portion 62 has a horizontal length P and a vertical length. Q may be 0.3 mm and 0.27 mm, respectively, and the diameter of the light reflecting surface 62a of the mirror 62A may be 0.15 mm, and the diameter of a positioning hole such as 52a may be 0.7 mm. Further, when the diameter of the optical fiber held by the holding portion such as 54A is D, the distance D between the groove forming layers such as 56 and 58 is D.₀Is approximately equal to the diameter D (for example, if D = 125 μm, D₀= 125.3 μm), the thickness of the groove forming layer such as 56 (the depth of the optical fiber holding groove) H is D / 2 ≦ H ≦ D (for example, if D = 125 μm, H = 0.07 mm) And).
[0104]
The metal plate 50A shown in FIG. 28 for constituting the mirror unit 50 can be easily and highly accurately produced by a thin film process including a plating process as will be described later with reference to FIGS. Good reflectivity is obtained.
[0105]
When the mirror unit 50 shown in FIG. 25 is used, the mirror unit 50 is positioned and fixed at a predetermined position on the mounting substrate as described above with reference to FIGS. At this time, positioning can be performed with high accuracy by fitting the positioning holes 52a and 52b to the positioning pins on the mounting board side.
[0106]
Next, the optical fiber F is connected to the holding portions 54A and 54B.₁₁, F₁₂Hold each. That is, the optical fibers F are respectively inserted into the optical fiber holding grooves of the holding portions 54A and 54B.₁₁, F₁₂And insert optical fiber F₁₁, F₁₂Are aligned with the tip positions on the mirror part 62 side of the groove forming layers 58 and 60, respectively.
[0107]
In such a state, as shown in FIG.₁₁(Or F₁₂) When light is passed through, optical fiber F₁₁(Or F₁₂The light emitted from one end of the optical fiber F is condensed and reflected by the light reflecting surface 62a of the mirror 62A, and the optical fiber F is collected.₁₂(Or F₁₁) Is incident on one end. Since the mirror unit 50 is an optical component that is formed with high accuracy by integrating the flat portion 52, the holding portions 54A and 54B, and the mirror portion 62, the optical fiber F₁₁, F₁₂Can be optically coupled with high optical coupling efficiency.
[0108]
In the embodiment described above with reference to FIGS. 25 to 28, the mirror 62 A is a spherical concave curved surface mirror, but is not limited thereto, and may be a flat mirror, or an elliptical concave curved surface as described above with reference to FIGS. 10 and 11. It is good also as a mirror which uses as a light reflection surface. In addition, a light reflecting surface is provided on the surface of the mirror portion 62 opposite to the light reflecting surface 62a, and the optical fiber F is provided on the opposite side of the light reflecting surface 62a using this light reflecting surface.₁₁, F₁₂Similarly, the optical fibers may be optically coupled to each other. Further, a plurality of positioning protrusions may be provided instead of the positioning holes 52a and 52b.
[0109]
Next, an example of a manufacturing method of the metal plate 50A will be described with reference to FIGS. 29 to 36 show cross sections corresponding to the state where the cross section taken along the line E-E 'and the cross section taken along the line F-F' in FIG. 28 is connected.
[0110]
In the process of FIG. 29, an alignment mark 72 made of Cr or the like is formed on one main surface of the quartz substrate 70 (the upper surface of the substrate 70) in the same manner as described above with reference to FIGS. A replica material layer 74 made of epoxy resin, silicone resin, resist, or the like is formed on the upper surface of the substrate 70, and a spherical concave portion corresponding to the spherical concave light reflecting surface 62a of the mirror 62A is formed on the replica material layer 72. 74A is formed. In order to form the spherical concave portion 74A, a transfer process in which the spherical convex portion formed in the same manner as described above with reference to FIGS. 4B and 4C is pressed against the replica material layer 74 and transferred can be used. it can. In such a transfer process, the process is performed using the alignment mark 72 as a reference.
[0111]
In the process of FIG. 30, the spherical concave portion 70A is formed by transferring the spherical concave portion 74A to the upper surface of the substrate 70 by dry etching using the replica material layer 74 having the spherical concave portion 74A as a mask. At this time, the replica material layer 74 is removed, but the alignment mark 72 is left.
[0112]
In the process of FIG. 31, a Cu / Cr laminate 76 is formed on the upper surface of the substrate 70 so as to cover the alignment mark 72 and the spherical recess 70A in the same manner as described above with reference to FIG. Then, a resist layer 78 is formed on the Cu / Cr laminate 76 by photolithography. In this photolithography process, the process is performed with the alignment mark 72 as a reference. The resist layer 78 is provided to form the concave groove 64 of FIG.
[0113]
Next, resist layers 80 and 80a are formed on the Cu / Cr laminate 76 by photolithography. In this photolithography process, the process is performed with the alignment mark 72 as a reference. The resist layer 80 is formed to have a hole 80A having a shape corresponding to the outer shape of the metal plate 50A shown in FIG. The resist layer 80a is provided in the hole 80A in order to form the positioning hole 52a shown in FIGS. 35 and 36, and is formed so that the size (diameter) increases from the top to the bottom. Here, in order to obtain a forward tapered resist shape like the resist layer 80a, when a stepper (reduction projection exposure apparatus) is used,
(1) A method of setting the focus position in the resist,
(2) A method of setting a small exposure amount at the bottom of the resist (a method for positive resist),
(3) Method of gradually changing the transmittance of the mask portion in the exposure mask (increasing the transmittance as it goes to the bottom of the resist)
Any one of the methods can be used.
[0114]
32, a metal layer 82 made of a Ni—Fe alloy is formed by selective plating of a Ni—Fe alloy using the resist layers 78, 80, and 80a as a mask. The metal layer 82 has a flat part 52 and a mirror part 62. A positioning hole 52a is formed in the flat portion 52 so that the opening size increases as it progresses from the top to the bottom corresponding to the resist layer 80a. In the mirror part 62, a mirror 62A having a spherical concave light reflecting surface 62a corresponding to the spherical concave part 70A of the substrate 70 is formed. On the back surface of the metal layer 82, a concave groove 64 for bending is formed at a boundary position between the flat portion 52 and the mirror portion 62 (corresponding to the bending position 64a in FIG. 28) corresponding to the resist layer 78.
[0115]
In the step of FIG. 33, a resist layer 84 is formed by photolithography so as to cover the resist layers 80 and 80a and the metal layer 82. At this time, in the photolithography process, the process is performed using the alignment mark 72 as a reference. The resist layer 84 is formed to have a hole 84A corresponding to the holding portion 54A for holding the optical fiber. Then, the underlying layer 54 made of a Ni—Fe alloy is formed by selective plating of a Ni—Fe alloy using the resist layer 84 as a mask.
[0116]
34, a resist layer 86 corresponding to the optical fiber holding groove is formed on the underlying layer 54 in the hole 84A of the resist layer 84 by photolithography. At this time, in the photolithography process, the process is performed using the alignment mark 72 as a reference. Then, groove forming layers 56 and 58 made of a Ni—Fe alloy are formed on the underlying layer 54 by selective plating of a Ni—Fe alloy using the resist layers 84 and 86 as a mask.
[0117]
In the step of FIG. 35, the resist layers 86, 84, 80, and 80a are removed by chemical treatment or the like, and the metal plate 50A having the metal layer 82 and the holding portion 54A is left. The metal plate 50A includes a flat portion 52 having a positioning hole 52a, a mirror portion 62 having a mirror 62A, and a holding portion 54A having an underlay layer 54 and groove forming layers 56 and 58. 28, a positioning hole 52b and a holding portion 54B are provided. The positioning hole 52b is formed in the same manner as the positioning hole 52a, and the holding portion 54B is formed in the same manner as the holding portion 54A.
[0118]
In the process of FIG. 36, the metal plate 50A is separated from the substrate 70 by removing the Cu layer of the Cu / Cr stack 76 by etching. Further, the resist layer 78 is removed by chemical treatment or the like, and a concave groove 64 is provided on the back surface of the metal layer 82. The substrate 70 having the alignment mark 72, the spherical concave portion 70A and the Cr layer 76a can be reused by returning to the step of FIG. 31 and forming a Cu layer by sputtering. Note that a high reflectance film as described above may be applied to the light reflecting surface 62a of the mirror 62A before the metal plate 50A is bent.
[0119]
According to the manufacturing method described above with reference to FIGS. 29 to 36, the metal plate 50A can be manufactured with submicron accuracy, and the mirror unit 50 can be configured simply by bending the metal plate 50A. Further, since the metal plate 50A is bent at the position of the concave groove 64, the bending can be performed easily and accurately. Further, since the positioning holes 52a and the like are formed so as to increase in size as they proceed to the lower opening end, the positioning pins can be easily fitted and precisely fitted.
[0120]
FIG. 37 shows a mirror unit according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 38 shows a perspective view seen from the lower right side of FIG. FIG. 39 shows a planar structure of a metal plate 90A for constituting the mirror unit 90 of FIG.
[0121]
The mirror unit 90 is made of a light-reflecting metal such as a Ni—Fe alloy, and includes a flat portion 92, a mirror portion 94, and holding portions 96, 98, 100, and 102. The flat portion 92 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and should be disposed on a plane on one main surface (the lower surface in FIG. 37).
[0122]
The mirror portion 94 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and is integrated with the flat portion 92. In the metal plate 90A shown in FIG. 39, the mirror portion 94 forms a common plane with the flat portion 92 while being accommodated in the bending hole 94A. In the metal plate 90A, the mirror portion 94 is provided with a mirror 94M having a light reflecting surface on one main surface side of the flat portion 92. In the metal plate 90A, the mirror portion 94 is connected to the other main surface ( When the mirror part 94 is bent at a substantially right angle to the upper surface side in FIG. 39, the mirror part 94 becomes upright as shown in FIGS. At this time, the circular and spherical concave light reflecting surface 94m of the mirror portion 94M faces a direction parallel to the other main surface of the flat portion 92.
[0123]
On the upper surface of the flat portion 92, the holding portions 96 and 98 are juxtaposed in an upright state in front of the upright mirror portion 94. In the metal plate 90A, the rectangular holding portions 96, 98, 100, and 102 form a common plane with the flat portion 92 while being accommodated in the rectangular folding holes 96A, 98A, 100A, and 102A, respectively. .
[0124]
The holding portions 96, 98, 100, 102 are provided with circular holding holes 96a, 98a, 100a, 102a for holding optical fibers, respectively. Each holding hole such as 96a is formed to increase in size (diameter) as it goes to the left opening end as shown in FIG. 37, so that it is easy to insert an optical fiber.
[0125]
In the metal plate 90A, when the holding portions 96, 98, 100, and 102 are all bent substantially at right angles to the upper surface side of the flat portion 92, the holding portions 96, 98, 100, and 102 are all as shown in FIGS. The holding holes 96a and 98a are aligned toward the light reflecting surface 96m of the mirror portion 94, and the holding holes 100a and 102a are aligned toward the light reflecting surface 96m of the mirror portion 94.
[0126]
An example of the dimensions of the mirror unit 90 with reference to FIGS. 37 and 38 is as follows. The length R and thickness h of one side of the flat portion 92 are 5 mm and 0.08 mm, the length f and width g of the mirror portion 94 are 1 mm and 0.8 mm, respectively, and the diameter of the light reflecting surface 94m of the mirror 94M is 0. The length i of each holding part such as 0.7 mm, 96, etc. can be 0.5 mm. Further, when the diameter of the optical fiber to be held is 125 μm, the diameter of each holding hole such as 96a can be 126 μm.
[0127]
As will be described later with reference to FIGS. 40 to 45, the mirror unit 90 can be manufactured easily and with high accuracy by a thin film process including plating, and a mirror 94M having good light reflectivity can be obtained.
[0128]
When the mirror unit 90 is used, as shown in FIG. 37, the optical fibers F are inserted into the holding holes 96a, 98a of the holding portions 96, 98 from the larger opening end side.₂₁Is inserted into the holding holes 100a and 102a of the holding portions 100 and 102 in the same manner.₂₂Is inserted. Optical fiber F₂₁, F₂₂, The protrusion lengths from the holding portions 98 and 102 are determined in advance, and fixed to the holding portions 98 and 102 (or 96 and 100) with an adhesive or the like at a position where the predetermined protrusion length is reached.
[0129]
In such a state, as shown in FIG.₂₁(Or F₂₂) Is collected and reflected by the light reflecting surface 94m of the mirror 94M, and the optical fiber F₂₂(Or F₂₁) Is incident on one end. Since the mirror unit 90 is an optical component that is formed with high precision by integrating the flat portion 92, the mirror portion 94, and the holding portions 96, 98, 100, and 102, the optical fiber F₂₁, F₂₂Can be optically coupled with high optical coupling efficiency.
[0130]
In the embodiment described above with reference to FIGS. 37 to 39, the mirror 94M is a spherical concave curved surface mirror, but is not limited thereto, and may be a flat mirror, or may be an elliptical concave curved surface as described above with reference to FIGS. It is good also as a mirror which uses as a light reflection surface. In addition, a light reflecting surface is provided on the surface of the mirror portion 94 opposite to the light reflecting surface 94m, and the optical fiber F is provided on the opposite side of the light reflecting surface 94m using this light reflecting surface.₂₁, F₂₂Similarly, the optical fibers may be optically coupled to each other. The flat portion 92 may be provided with positioning holes 90a and 90b similar to the positioning holes 52a of FIGS. 35 and 36 at appropriate positions as shown in FIG. 39, or a plurality of positioning holes 90a and 90b may be provided instead. A positioning protrusion may be provided.
[0131]
Next, an example of a manufacturing method of the mirror unit 90 will be described with reference to FIGS. 40 to 45 show a cross section corresponding to a state in which the cross section taken along the line G-G ′ and the cross section taken along the line H-H ′ in FIG. 39 is connected.
[0132]
In the step of FIG. 40, an alignment mark 112 made of Cr or the like is formed on one main surface of the quartz substrate 110 (the upper surface of the substrate 110) in the same manner as described above with reference to FIGS. Then, a resist layer 114 having a spherical convex portion is formed on the upper surface of the substrate 110 in the same manner as described above with reference to FIGS. The resist layer 114 is for forming a spherical concave light reflecting surface 94m of the mirror 94M as shown in FIG. Thereafter, a Cu / Cr stack 116 is formed on the upper surface of the substrate 110 so as to cover the alignment mark 112 and the resist layer 114 in the same manner as described above with reference to FIG.
[0133]
In the process of FIG. 41, resist layers 118 and 120 are formed on the Cu / Cr stack 116 by photolithography. In this photolithography process, the process is performed with the alignment mark 112 as a reference. The resist layers 118 and 120 are formed with a concave groove 94 for bending shown in FIGS._S, 96_SAre provided for forming each of the above.
[0134]
Next, resist layers 122, 124, R on the Cu / Cr stack 116.₁, R₂Is formed by photolithography. In this photolithography process, the process is performed with the alignment mark 112 as a reference. The resist layer 122 is formed so as to have a hole 122A having a shape corresponding to the outer shape of the metal plate 90A of FIG. In the hole 122A of the resist layer 122, the resist layer R has a planar pattern corresponding to each of the holes 94A and 96A shown in FIG.₁, R₂The resist layer 124 is formed in a plane pattern corresponding to the circular holding hole 96a shown in FIG. The resist layer 124 is formed so that the size (diameter) increases from the top to the bottom to form the holding hole 96a shown in FIGS. For this purpose, the resist layers 122, 124, R₁, R₂The photolithography process for forming the film may be performed in the same manner as the photolithography process performed for forming the resist layers 80 and 80a in the step of FIG.
[0135]
42, the resist layers 118, 120, 122, 124, R₁, R₂A metal layer 126 made of a Ni—Fe alloy is formed on the Cu / Cr laminate 116 by selective plating of a Ni—Fe alloy using as a mask. The thickness of the metal layer 126 can be 80 μm.
[0136]
The metal layer 126 includes a flat part 92, a mirror part 94, and a holding part 96. The flat portion 92 has a resist layer R₁A hole 94A is formed along the three sides of the mirror portion 94 corresponding to the₂A hole 96 A is formed along the three sides of the holding portion 96 corresponding to the above. The mirror part 94 is formed so as to have a mirror 94M at a location corresponding to the resist layer 114, and the mirror 94M has a spherical concave light reflecting surface 94m corresponding to the spherical convex part made of the resist layer 114. The holding portion 96 is formed with a holding hole 96 a corresponding to the resist layer 124 so that the diameter increases as it proceeds to the lower opening end.
[0137]
In the step of FIG. 43, the resist layers 122, 124, R are processed by chemical treatment or the like.₁, R₂The metal plate 90A made of the metal layer 126 is left. In addition to the flat portion 92, the mirror portion 94, and the holding portion 96, the metal plate 90A has holding portions 98, 100, and 102 as shown in FIG. The holding portions 98, 100 and 102 are formed in the same manner as the holding portion 96.
[0138]
In the process of FIG. 44, the metal plate 90A is separated from the substrate 110 by removing the Cu layer of the Cu / Cr stack 116 by etching. Further, the resist layers 118 and 120 are removed by chemical treatment or the like, and a concave groove 94 for bending is formed on the back surface of the metal plate 90A._S, 96_SIs granted. The substrate 110 having the alignment mark 112, the resist layer 114, and the Cr layer 116a can be reused by returning to the step of FIG. 40 and forming a Cu layer by sputtering.
[0139]
45, in the metal plate 90A obtained in the step of FIG._S, 96_SThe holders 98, 100, and 102 shown in FIG. 39 are bent in the same manner as shown in FIG. As a result, the holes 94A, 96A, 98A, 100A, and 102A shown in FIGS. 39 and 44 are all expanded from a shape along the three sides of the rectangle as shown in FIG. 39 to a rectangular shape as shown in FIGS. Thus, a mirror unit 90 as shown in FIGS. 37, 38 and 45 is obtained. Note that a high reflectance film as described above may be applied to the light reflecting surface 94m of the mirror 94M before the metal plate 90A is bent.
[0140]
According to the manufacturing method described above with reference to FIGS. 40 to 45, the metal plate 90A can be manufactured with submicron accuracy, and the mirror unit 90 can be easily configured by simply folding the mirror portion and the holding portion in the metal plate 90A. it can. 94_SSince the mirror portion and the like are bent at the position of the concave groove such as, the bending can be performed easily and accurately. Furthermore, since the holding holes such as 96a are formed so as to increase in size as they proceed to the opening end on the optical fiber insertion side as shown in FIG.₂₁It becomes easy to insert the optical fiber.
[0141]
46 shows a mirror unit according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 47 shows a planar structure of a metal plate 130A for constituting the mirror unit 130 of FIG.
[0142]
The mirror unit 130 is made of a light reflective metal such as a Ni—Fe alloy, and includes flat portions 132 a and 132 b, mirror portions 134 a and 134 b, and a connecting portion 136. The flat portions 132a and 132b are both rectangular and plate-shaped having two main surfaces facing each other, and should be arranged on a plane on one main surface (the lower surface in FIG. 46). The flat portion 132a has a positioning hole A.₁~ A₃Are arranged side by side in a row, A₁Etc. are formed so as to penetrate from one main surface of the flat portion to the other main surface. The flat portion 132b also has A₁Positioning hole B in the same way as positioning holes such as₁~ B₃Is provided. A plurality of positioning holes may be provided in any one of the flat portions 132a and 132b, or one or more may be provided in each of the flat portions 132a and 132b. A₁, B₁A positioning projection may be provided instead of the positioning hole.
[0143]
The mirror part 134a has a rectangular and plate shape having two main surfaces facing each other, and is integrated with the flat part 132a. In the mirror part 134a, the main surface on the other main surface side of the flat part 132a constitutes a light reflecting surface La. In the metal plate 130A shown in FIG. 47, the boundary position between the flat portion 132a and the mirror portion 134a is the bending position K.₁The folding position K is on the back surface of the metal plate 130A.₁Concave groove C for bending along₁Is formed as shown in FIG.
[0144]
The mirror part 134b has a rectangular and plate shape having two main surfaces facing each other, and is integrated with the flat part 132b. In the mirror part 134b, the main surface on the other main surface side of the flat part 132b constitutes a light reflecting surface Lb. In the metal plate 130A shown in FIG. 47, the boundary position between the flat portion 132b and the mirror portion 134b is the folding position K.₂The folding position K is on the back surface of the metal plate 130A.₂Concave groove C for bending along₂Is formed as shown in FIG.
[0145]
The connecting portion 136 has a rectangular and plate shape having two main surfaces facing each other, and is integrated with the mirror portions 134a and 134b on one side and the other side, respectively. In the metal plate 130A shown in FIG. 47, a concave groove D for bending is provided at the boundary position between the mirror part 134a and the connecting part 136.₁Is formed, and the concave groove D for bending is formed at the boundary position between the mirror part 134b and the connecting part 136.₂Is formed.
[0146]
The mirror unit 130 shown in FIG. 46 is configured by bending a metal plate 130A shown in FIG. As an example, the mirror part 134a has a concave groove C.₁Position (folding position K₁) In groove C₁Is bent so as to form an angle of approximately θ = 45 ° with the flat portion 132a on the opposite side. The connecting portion 136 has a concave groove D.₁Groove D at the position₁The mirror part 134a is bent to the opposite side to form an angle of approximately 135 °. The mirror part 134b has a concave groove D.₂Groove D at the position₂And bend so as to form an angle of approximately 135 ° with the connecting portion 136 on the opposite side to the concave groove C₂Position (folding position K₂) At groove C₂It is bent so as to form an angle of approximately 45 ° with the flat portion 132b on the opposite side.
[0147]
An example of dimensions with respect to the mirror unit 130 is as follows. The distance j between the outer edge of the flat portion 132a and the outer edge of the flat portion 132b is 5 mm, and the length k, width m, and thickness p of the flat portion 132a (or 132b) are 4 mm, 1 mm, and 0.08mm, A₁(Or B₁The diameter of each positioning hole such as) can be 0.5 mm. Groove C when θ = 45 °₁(Or C₂) Center and groove D₁(Or D₂) From the center to the plane perpendicular to the plane supporting the flat portion 132a can be 0.7 mm.
[0148]
The metal plate 130A of FIG. 47 for constituting the mirror unit 130 can be easily and highly accurately produced by a thin film process including plating as described later with reference to FIGS. 48 to 53, and the light reflecting surfaces La and Lb. However, a material having good light reflectivity can be obtained.
[0149]
When the mirror unit 130 shown in FIG. 46 is used, the mirror unit 130 is positioned at a predetermined position on the mounting substrate in the same manner as described above with reference to FIGS. At this time, positioning hole A₁~ A₃, B₁~ B₃Can be positioned with high precision by fitting them to positioning pins on the mounting substrate side. In the mirror unit 130, the mirror portions 134a and 134b are positioned by the flat portions 132a and 132b, respectively, so that the mirror unit 130 can be positioned with high accuracy for each mirror portion.
[0150]
In a state where the mirror unit 130 is fixed at a predetermined position, in the mirror part 134a, light incident in the horizontal direction from the left side can be bent approximately 90 ° upward by the light reflecting surface La. Similarly, in the mirror part 134b, the light incident in the horizontal direction from the right side can be bent approximately 90 ° upward by the light reflecting surface Lb. The left and right bending positions can be changed while the height is kept constant by changing the width S of the connecting portion 136.
[0151]
In the embodiment described above with reference to FIGS. 46 and 47, the connecting portion 136 may be omitted, and the mirror portions 134a and 134b may be directly integrated. In this case, the concave groove D₁, D₂Can omit either one. Further, at least one of the light reflecting surfaces La and Lb may be formed of a spherical concave surface as described above with reference to FIG. 8, or may be formed of an elliptical concave surface as described above with reference to FIGS. Good.
[0152]
Next, an example of a manufacturing method of the metal plate 130A will be described with reference to FIGS. 48 to 53 show cross sections corresponding to the cross section taken along the line I-I 'of FIG.
[0153]
48, an alignment mark 142 made of Cr or the like is formed on one main surface of the quartz substrate 140 (the upper surface of the substrate 140) in the same manner as described above with reference to FIGS. 4A and 4B. Then, a Cu / Cr laminate 144 is formed on the upper surface of the substrate 140 so as to cover the alignment mark 142 in the same manner as described above with reference to FIG.
[0154]
49, the resist layer R is formed on the Cu / Cr laminate 144.₁₁, R₁₂Is formed by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed using the alignment mark 142 as a reference. Resist layer R₁₁, R₁₂Is a concave groove C for folding shown in FIG.₁, C₂Is for forming each.
[0155]
Next, a resist layer 146, R on the Cu / Cr laminate 144₂₁, R₂₂Is formed by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed using the alignment mark 142 as a reference. The resist layer 146 is formed to have a hole 146A having a shape corresponding to the outer shape of the metal plate 130A of FIG. In the hole 146A of the resist layer 146, a circular positioning hole A shown in FIG.₁, B₁The resist layer R in a plane pattern corresponding to each₂₁, R₂₂Form. Resist layer R₂₁, R₂₂Is a positioning hole A shown in FIGS.₁, B₁Are formed so that the size (diameter) increases from the top to the bottom. For this purpose, the resist layers 146, R₂₁, R₂₂The photolithography process for forming the film may be performed in the same manner as the photolithography process performed for forming the resist layers 80 and 80a in the step of FIG.
[0156]
50, the resist layer R₁₁, R₁₂, 146, R₂₁, R₂₂A metal layer 150 made of a Ni—Fe alloy is formed on the Cu / Cr laminate 144 by selective plating of a Ni—Fe alloy using as a mask. The thickness of the metal layer 150 can be about 50 μm.
[0157]
In the process of FIG. 51, the resist layer R is formed on the metal layer 150.₃₁, R₃₂Is formed by photolithography. In the photolithography process at this time, the process is performed using the alignment mark 142 as a reference. Resist layer R₃₁, R₃₂Is a concave groove D for folding shown in FIG.₁, D₂Is for forming each.
[0158]
Next, resist layers 146, R₂₁, R₂₂, R₃₁, R₃₂A metal layer 152 made of a Ni—Fe alloy is formed by selective plating of a Ni—Fe alloy using as a mask. The thickness of the metal layer 152 can be about 30 μm. As a result of the plating process of FIG. 51, a metal plate 130A composed of a stack of metal layers 150 and 152 is obtained.
[0159]
In the process of FIG. 52, the resist layer R is obtained by chemical treatment or the like.₃₁, R₃₂, 146, R₂₁, R₂₂And the metal plate 130A remains. The metal plate 130A includes flat portions 132a and 132b, mirror portions 134a and 134b, and a connecting portion 136. The flat portions 132a and 132b have a resist layer R₂₁, R₂₂Corresponding to each positioning hole A₁, B₁Is granted. Positioning hole A₁, B₁Are formed such that their size (diameter) increases as they proceed to the lower open end. The metal plate 130A has a resist layer R₃₁, R₃₂The concave grooves D for folding on both sides of the connecting portion 136 corresponding to₁, D₂Is granted. The metal plate 130A has a positioning hole A as shown in FIG.₂, A₃, B₂, B₃These positioning holes also have positioning holes A₁, B₁It is formed in a similar manner.
[0160]
In the process of FIG. 53, the metal plate 130A is separated from the substrate 140 by removing the Cu layer of the Cu / Cr laminate 144 by etching. In addition, the resist layer R can be obtained by chemical treatment.₁₁, R₁₂And the concave groove C for bending is formed on the back surface of the metal plate 130A.₁, C₂Is granted. The substrate 140 having the alignment mark 142 and the Cr layer 144a can be reused by returning to the step of FIG. 48 and forming a Cu layer by sputtering.
[0161]
According to the manufacturing method described above with reference to FIGS. 48 to 53, the metal plate 130A can be manufactured with submicron accuracy, and the mirror unit 130 can be configured simply by bending the metal plate 130A at four locations. C₁, D₁Since the metal plate 130A is bent at the position of the concave groove such as, the bending can be performed easily and accurately. Note that before the metal plate 130 is bent, a high reflectance film as described above may be applied to at least one main surface of the light reflecting surfaces La and Lb.
[0162]
FIG. 54 shows a mirror unit according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 55 shows a cross section corresponding to a state in which the cross section taken along the line JJ ′ and the line KK ′ of FIG. It is shown.
[0163]
The mirror unit 160 is made of a light reflective metal such as a Ni—Fe alloy, and includes a flat portion 162 and a support portion S.₁~ S₄And mirror part N₁~ N₄And. The flat portion 162 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and should be arranged on a plane on one main surface (the lower surface in FIG. 54). In the flat portion 162, a positioning hole Q is provided near one end.₁, Q₂And a positioning hole Q in the vicinity of the other end.₃, Q₄Is provided. Q₁As shown in FIG. 55, each positioning hole is formed so that its size (diameter) increases as it goes to the lower opening end. Q₁, Q₃A positioning projection may be provided instead of the positioning hole.
[0164]
Support part S₁~ S₄Are square and plate-shaped having two main surfaces facing each other, and are integrated with the flat portion 162. S₁As shown in FIG. 55, each of the support portions is bent substantially at right angles to the other main surface of the flat portion 162 (opposite the groove Sa) at the position of the concave groove Sa for bending.
[0165]
Mirror part N₁~ N₄Are both rectangular and plate-shaped having two main surfaces facing each other, and the support portion S₁~ S₄And a single unit (support part S₁~ S₄Respectively). N₁As shown in FIG. 55, each mirror portion is bent at an angle of approximately 45 ° on the side opposite to the groove Sb at the position of the concave groove Sb for bending. N₁The outer surface of each mirror part such as the light reflecting surface N₁₁Is configured.
[0166]
The mirror unit 160 has a support part S.₁~ S₄And mirror part N₁~ N₄Is formed by bending a flat metal plate so as to form a common plane with the flat portion 162 as shown in FIG. Since the concave grooves Sa and Sb are provided, the bending can be performed easily and accurately. Such a metal plate can be easily manufactured with submicron accuracy by simply changing the plating pattern in the manufacturing method described above with reference to FIGS. That is, in the step of FIG. 49, the resist layer 146 is formed to have a hole 146A corresponding to the outer shape of the metal plate for constituting the mirror unit 160. Q₁The positioning holes such as A₁Can be formed in the same manner as positioning holes such as Sa, Sb, etc.₁, D₁It can be formed in the same manner as a concave groove. As another method, the method described above with reference to FIGS. In this case, mirror M₅N as a plane mirror₁The concave groove Sb is formed by providing the metal layer 44 with a concave groove instead of the concave groove 48b. In the process of FIG. 7K, the mirror portion 16 may be bent to the right side instead of the left side of the support portion 14. Before bending the metal plate for constituting the mirror unit 160, the light reflecting surface N₁₁Alternatively, a high reflectivity film as described above may be applied.
[0167]
An example of the dimensions of the mirror unit 160 with reference to FIGS. 54 and 55 is as follows. The flat portion 162 has a thickness t of 30 μm and the flat portion 162 has a hole Q.₁, Q₃Support part S in an upright state from the edge on the side₁Distance r to 600 μm, Q₁The diameter of each positioning hole can be 125.3 μm.
[0168]
As an example, the mirror unit 160 includes an optical waveguide W.₁~ W₄Can be used on the substrate surface 164 arranged side by side. W₁Each optical waveguide is made of fluorinated polyimide, and the size of the cross section perpendicular to the length direction can be set to 150 μm square. On the substrate surface 164, the positioning hole Q of the mirror unit 160 is provided.₁~ Q₄Locating pin P corresponding to each₁~ P₄Is provided. P₁Each positioning pin such as W₁The same material (fluorinated polyimide) as that of the optical waveguide and the like, and is formed by the same process, and the size (diameter) can be 125 μm.
[0169]
Positioning hole Q of mirror unit 160₁~ Q₄Positioning pins P on the substrate surface 164₁~ P₄The mirror unit 160 is fitted onto the optical waveguide W on the substrate surface 164.₁~ W₄It is positioned in front of the end face and fixed by bonding or the like. P₁Positioning pins such as Q and Q₁The positioning with a positioning hole such as a simple positioning with high accuracy is possible, and the reliability can be improved. Q₁Since each positioning hole such as, etc. is formed so as to increase in size as it approaches the lower opening end, the positioning pin can be easily inserted and a precise fitting is possible.
[0170]
Optical waveguide W as shown in FIGS.₁~ W₄Mirror part N on one end side₁~ N₄In the state where each is arranged, N₁Light reflecting surface N for each mirror part₁₁The incident light from above is reflected by W₁Or incident on one end of an optical waveguide such as₁Emission light from one end of the optical waveguide such as the light reflecting surface N₁₁Can be bent upward and sent out.
[0171]
FIG. 56 shows a modification of the mirror unit shown in FIG. 55. The same parts as those in FIG.
[0172]
Mirror part N in FIG.₁Features of the optical waveguide W₁Spherical concave light reflecting surface N on the outer surface of one end of₁₂And this light reflecting surface N₁₂Incident light from above or optical waveguide W₁This is to collect and reflect the light emitted from Such mirror part N₁Is the mirror M in FIG.₅Alternatively, it can be created in the same manner as the mirror unit 62 in FIG. Light reflecting surface N₁₂, The radius of curvature can be 0.7 μm, and the focal length u can be 500 μm. Mirror part N₁Before bending the light reflecting surface N₁₂Alternatively, a high reflectivity film as described above may be applied.
[0173]
In the embodiment described above with respect to FIGS.₁1 is provided with an opening for optical coupling like the opening 14A in FIG.₁In the mirror part such as the light reflecting surface N₁₁You may make it use the surface (inner surface) on the opposite side to a side as a light reflection surface. In this case, N as described above with reference to FIG.₁A spherical concave light reflecting surface N on the inner surface side of the mirror part such as₁₂May be provided. For this purpose, when the metal plate for forming the mirror unit 160 is formed by the manufacturing method described above with reference to FIGS.₁Or the like. The light reflecting surface N₁₂May comprise an elliptical concave surface as described above with reference to FIGS.
[0174]
FIG. 57 shows a sputtering mask (optical component processing tool) according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 58 shows a planar structure of a metal plate 170A for constituting the sputtering mask 170 of FIG. It is shown.
[0175]
The sputter mask 170 is made of a metal such as a Ni—Fe alloy, and includes a flat portion 172 and an end surface contact portion 174. The flat portion 172 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and should be disposed on one main surface of the optical component on one main surface (the lower surface in FIG. 57).
[0176]
The end surface abutting portion 174 is a rectangular and plate-shaped member having two main surfaces facing each other, and is integrated with the flat portion 172. In the vicinity of one end and the other end of the end surface abutting portion 174, there are positioning holes U, respectively.₁, U₂Is provided. The end surface abutting portion 174 forms a substantially perpendicular corner portion AN together with the flat portion 172 so as to be able to abut on the end surface of the optical component that is substantially perpendicular to one main surface of the optical component.
[0177]
The corner portion AN has a through hole V so as to straddle between the flat portion 172 and the end surface contact portion 174.₁~ V₈Is provided. Through hole V₁~ V₈Are formed as rectangular holes in the metal plate 170A. Concave groove D for bending along corner AN₁₁, D₁₂, D₀₁~ D₀₇Is formed, and the concave groove D₀₁, D₀₂... D₀₇Are adjacent through holes V₁, V₂V₂, V₃Between ... V₇, V₈It is formed between.
[0178]
The metal plate 170A can be manufactured easily and with high accuracy simply by changing the plating pattern in the manufacturing method described above with reference to FIGS. In this case, the mirror part 16, the openings 12A and 14A, and the positioning holes 14a and 14b are not formed, and the flat part 12 and the support part 14 can be used as the end face contact part 174 and the flat part 172, respectively. 5E, the resist layer 42 is formed so as to have a hole 42A corresponding to the outer shape of the metal plate 170A, and the through hole V is formed in the hole 42A.₁~ V₈Eight rectangular resist layers corresponding to the above are formed. Positioning hole U₁, U₂Can be formed in the same manner as the positioning holes 12a and 12b, and the concave groove D₁₁, D₁₂, D₀₁~ D₀₇Can be formed in the same manner as the concave groove 48a.
[0179]
After creating the metal plate 170A, the metal plate 170A is formed into a concave groove D.₁₁, D₁₂, D₀₁~ D₀₇The sputter mask 170 shown in FIG. 57 is obtained by bending at substantially the right angle to the opposite side of these grooves at the position. Bending is concave groove D₁₁, D₁₂, D₀₁~ D₀₇Since it is provided, it can be performed easily and accurately.
[0180]
An example of the dimensions of the sputtering mask 170 is as follows. In the flat portion 172, V₁W of the through hole such as 0.2 mm, V₁, V₂The pitch v between adjacent through-holes such as 0.25 mm, V₁D from one end of through hole such as₁₁The distance x to the center of the concave groove such as can be 0.2 mm. Further, at the end face contact portion 174, V₁D from the other end of the through-hole₁₁The distance y to the center of the concave groove is 0.2 mm, the positioning hole U₁, U₂The distance L between the centers can be 4.6 mm.
[0181]
As an example, the sputter mask 170 can be used to form electrodes at the end of a multi-core ferrule 180 that holds the optical fiber Fi of the multi-core optical fiber 182 as shown in FIG. On the end face of the multi-core ferrule 180, a positioning hole U of the sputter mask 170 is provided.₁, U₂Positioning hole X corresponding to each₁, X₂These holes X are provided₁, X₂Each has a positioning pin Y₁, Y₂Can be inserted. The flat portion 172 of the sputter mask 170 is placed on the upper surface of the multi-core ferrule 180 and the end face abutting portion 174 of the sputter mask 170 is brought into contact with the end face of the multi-core ferrule.₁, X₁There is a positioning pin Y₁, Positioning hole U₂, X₂There is a positioning pin Y₂Are inserted and positioned, and the sputter mask 170 is attached to the end of the multi-core ferrule 180 in such a positioning state. Positioning hole U₁, U₂Are formed so that the size (diameter) increases as the position advances to the opening end on the positioning pin insertion side, similarly to the positioning hole 12a in FIGS. 7 (J) and (K).₁, U₂Each has a positioning pin Y₁, Y₂Can be inserted smoothly.
[0182]
When sputtering is performed with the sputter mask attached to the end of the multi-core ferrule 180 as described above, the end of the multi-core ferrule 180 has a V of the sputter mask 170 as shown in FIG.₁A sputter electrode E corresponding to the optical fiber Fi is formed for each through-hole. Since the sputter mask 170 is formed with submicron accuracy by a thin film process, the sputter electrode E can also be formed with high accuracy in size and position. After the sputtering process, the sputtering mask 170 is moved to the positioning pin Y₁, Y₂Can be removed from the multi-core ferrule 180 and reused.
[0183]
As an example of the sputter electrode E, an Au / Ti laminate in which an Au film is stacked on a Ti film is formed. The thicknesses of the Ti film and the Au film can be about 30 nm and 300 nm, respectively. A high optical coupling efficiency can be obtained by fixing an optical element such as a surface emitting laser diode or a photodiode to each sputter electrode E by soldering and optically coupling the optical element to the corresponding optical fiber Fi for each sputter electrode.
[0184]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an optical component having a light reflecting surface, light is reflected by an elliptical concave curved surface whose curvature radius in the minor axis direction is smaller than the curvature radius in the major axis direction along the light incident / reflection direction. Since the astigmatism is corrected by configuring the reflecting surface, the effect of greatly improving the optical coupling efficiency can be obtained.
[0185]
In addition, since a three-dimensional optical component is formed by bending a metal plate having a mirror portion at one or a plurality of locations, a light having a mirror portion with good light reflectivity can be formed by forming a thin film process on the metal plate. Parts can be manufactured easily and with high accuracy, and an effect of realizing an optical module with high optical coupling efficiency at low cost can be obtained.
[0186]
In addition, since the metal plate having a through hole for processing is bent to form a three-dimensional optical component processing tool, it is suitable for processing corners of optical components by creating a metal plate by a thin film process. The effect that the optical component processing tool can be easily manufactured with high accuracy is also obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a mirror unit according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line A-A ′ in the usage state of the mirror unit of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line B-B ′ in the usage state of the mirror unit of FIG. 1;
4A and 4B show an example of a manufacturing method of the mirror unit of FIG. 1, in which FIG. 4A is a sectional view showing a resist layer forming step and a sputtering step, and FIG. 4B is a sectional view showing a lift-off step and a resist layer forming step; (C) is sectional drawing which shows a heating reflow process.
5A and 5B show a processing step subsequent to the step of FIG. 4C, FIG. 5D is a cross-sectional view showing a Cu / Cr layer forming step, FIG. 5E is a cross-sectional view showing a resist layer forming step, and FIG. ) Is a cross-sectional view showing a selective plating step.
6A and 6B show processing steps subsequent to the step of FIG. 5F, wherein FIG. 5G is a sectional view showing a resist layer forming step, FIG. 6H is a sectional view showing a selective plating step, and FIG. It is sectional drawing which shows a removal process.
7 shows a processing step following the step of FIG. 6 (I), (J) is a cross-sectional view showing a metal plate separating step, and (K) is a cross-sectional view showing a metal plate bending step.
FIG. 8 is an optical path diagram for explaining calculation of optical coupling efficiency when a spherical concave surface is used as a light reflecting surface.
9 is a cross-sectional view showing a light beam profile on the imaging plane IS of FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing an elliptical concave curved surface used as a light reflecting surface.
11 is an optical path diagram for explaining calculation of optical coupling efficiency when the elliptical concave curved surface of FIG. 10 is used.
12 is a cross-sectional view showing a light beam profile on the imaging plane IS of FIG.
13 is a graph showing a light intensity distribution along the Y direction on the imaging plane IS of FIG.
FIG. 14 is a sectional view showing a usage state of a mirror unit according to a second embodiment of the invention.
15 is a perspective view showing the arrangement of light reflecting surfaces viewed from the direction of arrow Ar in the mirror unit of FIG.
FIG. 16 is a perspective view showing a mirror unit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a perspective view showing a modification of the mirror unit of FIG.
FIG. 18 shows an example of a manufacturing method of the mirror unit of FIG. 16, wherein (A) is a sectional view showing an alignment mark forming step and a resist layer forming step, and (B) is a sectional view showing a heating reflow step; C) is a cross-sectional view showing a Cu / Cr stacking process.
FIG. 19 shows a processing step following the step of FIG. 18C, (D) is a sectional view showing a lift-off step, (E) is a sectional view showing a resist layer forming step, and (F) is selective plating. It is sectional drawing which shows a process.
FIG. 20 shows a processing step subsequent to the step of FIG. 19F, (G) is a sectional view showing a resist layer forming step, (H) is a sectional view showing a selective plating step, and (I) is a resist step. It is sectional drawing which shows a removal process.
FIG. 21 shows a processing step subsequent to the step of FIG. 20I, (J) is a cross-sectional view showing a metal plate separating step, and (K) is a cross-sectional view showing a metal plate bending step.
FIG. 22 is a plan view showing a planar shape of a resist layer formed in the step of FIG.
23 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line x-x ′ of FIG. 22 in the resist layer subjected to the heat reflow process in the step of FIG. 18B.
24 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line y-y ′ of FIG. 22 in the resist layer subjected to the heat reflow process in the step of FIG. 18B.
FIG. 25 is a top view showing a usage state of a mirror unit according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view taken along line C-C ′ of FIG. 25.
FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 25.
28 is a top view showing a metal plate for configuring the mirror unit of FIG. 25. FIG.
29 is a cross-sectional view showing a replica material layer forming step in an example of the metal plate manufacturing method of FIG. 28. FIG.
30 is a cross-sectional view showing a dry etching process following the process of FIG. 29;
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a Cu / Cr layer forming process and a resist layer forming process following the process of FIG. 30;
32 is a cross-sectional view showing a selective plating step following the step of FIG. 31. FIG.
33 is a cross-sectional view showing a resist layer forming step and a selective plating step following the step of FIG. 32. FIG.
34 is a cross-sectional view showing a resist layer forming step and a selective plating step following the step of FIG. 33. FIG.
35 is a cross-sectional view showing a resist removing step that follows the step of FIG. 34. FIG.
36 is a cross-sectional view showing a metal plate separating step that follows the step of FIG. 35. FIG.
FIG. 37 is a top view showing a usage state of a mirror unit according to a fifth embodiment of the invention.
38 is a side view showing the mirror unit of FIG. 37. FIG.
39 is a top view showing a metal plate for constituting the mirror unit of FIG. 37. FIG.
40 is a cross-sectional view showing a Cu / Cr layer forming process in an example of the manufacturing method of the mirror unit of FIG. 37. FIG.
41 is a cross-sectional view showing a resist layer forming step that follows the step of FIG. 40. FIG.
42 is a cross-sectional view showing a selective plating step following the step of FIG. 41. FIG.
43 is a cross-sectional view showing a resist removing step that follows the step of FIG. 42. FIG.
44 is a cross-sectional view showing a metal plate separating step that follows the step of FIG. 43. FIG.
45 is a cross-sectional view showing a metal plate bending step that follows the step of FIG. 44;
FIG. 46 is a perspective view showing a mirror unit according to the sixth embodiment of the invention.
47 is a top view showing a metal plate for constituting the mirror unit of FIG. 46. FIG.
48 is a cross-sectional view showing a Cu / Cr lamination forming step in an example of the method for producing the metal plate in FIG. 47. FIG.
49 is a cross-sectional view showing a resist layer forming step that follows the step of FIG. 48. FIG.
50 is a cross-sectional view showing a selective plating step following the step of FIG. 49. FIG.
51 is a cross-sectional view showing a resist layer forming step and a selective plating step following the step of FIG. 50. FIG.
FIG. 52 is a cross-sectional view showing a resist removing step that follows the step of FIG. 51.
53 is a cross-sectional view showing a metal plate separating step that follows the step of FIG. 52;
FIG. 54 is a perspective view showing a usage state of a mirror unit according to a seventh embodiment of the invention.
55 is an enlarged cross-sectional view taken along lines J-J ′ and K-K ′ of FIG. 54. FIG.
FIG. 56 is a cross-sectional view showing a modification of the mirror section.
FIG. 57 is a perspective view for explaining how to use the sputtering mask according to the eighth embodiment of the present invention.
58 is a top view showing a metal plate for constituting the sputtering mask of FIG. 57. FIG.
FIG. 59 is a partial sectional side view showing a conventional optical module.
[Explanation of symbols]
10, 50, 90, 130, 160: Mirror unit, 10A, 50A, 90A, 130A, 170A: Metal plate, 12, 52, 92, 132a, 132b, 162, 172: Flat part, 14, S₁~ S₄: Support part, 16, 62, 94, 134a, 134b, N₁~ N₄: Mirror part, 20: mounting board, 22: optical connector, 22a, 28a, P₁~ P₄, Y₁, Y₂: Positioning pin, 24, 182: Multi-core optical fiber, 26: Optical element, 30, 70, 110, 140: Quartz substrate, 32, 35, 36, 37a, 38a, 40a, 41a, 42, 42a, 42b, 43a , 43b, 46a, 46b, 78, 80, 80a, 84, 86, 114, 118-124, 146, R₁, R₂, R₁₁, R₁₂, R₂₁, R₂₂, R₃₁, R₃₂: Resist layer, 34, 38a, 76a, 116a, 144a: Cr layer, 34a, 72, 112, 142: alignment mark, 38, 39, 76, 116, 144: Cu / Cr laminate, 44, 48, 82, 126, 150, 152: metal layer, 56-60: groove forming layer, 54: underlay layer, 54A, 54B, 96, 98, 100, 102: holding portion, 74: replica material layer, 136: connecting portion, 164: Substrate surface, 170: Sputter mask, 174: End surface contact portion, 180: Multi-core ferrule, F₅, F₁₁, F₁₂, F₂₁, F₂₂, Fi: optical fiber, W₁~ W₄: Optical waveguide, E: Sputtering electrode.

Claims

Forming a resist layer having an elliptical planar shape on one main surface of the substrate;
Applying a heat reflow treatment to the resist layer to give an elliptical convex curved surface to the resist layer;
A step of forming a plating underlayer on one main surface of the substrate covering the resist layer after the heat reflow treatment;
Plating a light-reflecting metal on the plating base layer so as to overlap the resist layer to form a metal plate made of the metal, the metal plate having an elliptical shape of the resist layer Forming a metal plate having an elliptical concave curved surface corresponding to the convex curved surface as a light reflecting surface;
Removing the plating base layer and separating the metal plate from the substrate.

Forming a resist layer having an elliptical planar shape on one main surface of the substrate;
Applying a heat reflow treatment to the resist layer to give an elliptical convex curved surface to the resist layer;
After the heating reflow process, an elliptical surface similar to the elliptical convex surface of the resist layer is formed on one main surface of the substrate by performing a dry etching process using the resist layer as a mask on one main surface of the substrate. Forming a convex portion having a convex curved surface;
Forming a plating base layer on one main surface of the substrate so as to cover the convex portion;
A step of plating a light-reflective metal on the plating base layer so as to overlap with the convex portion to form a metal plate made of the metal, and the metal plate has an elliptical shape of the convex portion Forming a metal plate having an elliptical concave curved surface corresponding to the convex curved surface as a light reflecting surface;
Removing the plating base layer and separating the metal plate from the substrate.