JP4764373B2 - Optical waveguide circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、光導波回路およびその作製方法に関し、より詳細には、マイクロミラー構造体により光路を変換する機能を有する光導波回路およびその作製方法に関する。   The present invention relates to an optical waveguide circuit and a manufacturing method thereof, and more particularly to an optical waveguide circuit having a function of converting an optical path by a micromirror structure and a manufacturing method thereof.

光通信、光情報処理の分野においては、平面光導波回路を用いて光機能部品を構成し、集積することが行われている。このような平面光導波回路と受発光素子との間には、平面光導波回路の一領域から光波の一部または全部を取り出して、フォトダイオード(以下「PD」という)によって受光したり、または半導体レーザダイオード(以下「LD」という)からの出力光を平面光導波回路に入力させるための結合が必要になる。例えば、波長多重分割伝送方式におけるノード装置においては、平面光導波回路の中の複数の光導波路について、光強度を監視するための多数のPDを集積化する必要がある。   In the fields of optical communication and optical information processing, optical functional components are configured and integrated using planar optical waveguide circuits. Between such a planar optical waveguide circuit and a light emitting / receiving element, a part or all of the light wave is taken out from one region of the planar optical waveguide circuit and received by a photodiode (hereinafter referred to as “PD”), or Coupling is required for inputting output light from a semiconductor laser diode (hereinafter referred to as “LD”) to the planar optical waveguide circuit. For example, in a node apparatus in the wavelength division multiplexing transmission system, it is necessary to integrate a large number of PDs for monitoring the light intensity for a plurality of optical waveguides in a planar optical waveguide circuit.

このような光素子と平面光導波回路との光結合構造として、平面光導波回路の光導波路端部の微小部位に、光路を変換するための光路変換ミラーを設け、回路面と垂直方向に光を入出力する垂直入出力構造が知られている。上述したノード装置の光導波回路に適用される光路変換ミラーは、(1)監視対象となる光導波路と、対象外の光導波路とが混在しているので、他の光導波路に対して物理的にも光学的にも影響を与えることなく、任意の光導波路の光を取り出すことができること、(2)アレイ型のPDとの光学的結合のために、高い位置精度、角度精度が必要(例えば、位置精度=±3μm、角度精度=±3°)、(3)PDにおける受光損失の増大、クロストークの劣化を防ぐために、高い鏡面粗さ精度が必要、(4)小型化、集積化のために光路変換ミラーに近接してPDを実装できること(例えば、受光径20μmのPDでは、光導波路端部からPDの受光面まで50〜100μmが望ましい)、(5)PDを実装するときのアライメント、および使用環境条件において位置ズレを起こさないように、半田による固定が好ましい、(6)光導波回路の高機能化のために、レンズ効果、フィルタ効果を追加することができるミラーが好ましい、等の要求条件を満たす必要がある。   As an optical coupling structure between such an optical element and a planar optical waveguide circuit, an optical path conversion mirror for converting the optical path is provided at a minute part at the end of the optical waveguide of the planar optical waveguide circuit, and light is transmitted in a direction perpendicular to the circuit surface. A vertical input / output structure for inputting and outputting is known. The optical path conversion mirror applied to the optical waveguide circuit of the node device described above is (1) a combination of an optical waveguide to be monitored and an optical waveguide that is not a target, (2) High positional accuracy and angular accuracy are required for optical coupling with an array-type PD (for example, (3) Position accuracy = ± 3 μm, Angular accuracy = ± 3 °), (3) High mirror surface roughness accuracy is required to prevent an increase in light receiving loss in PD and deterioration of crosstalk. (4) Miniaturization and integration Therefore, the PD can be mounted close to the optical path conversion mirror (for example, in the case of a PD having a light receiving diameter of 20 μm, 50 to 100 μm is desirable from the end of the optical waveguide to the light receiving surface of the PD), and (5) alignment when mounting the PD And use Requirements such as fixing with solder is preferable so as not to cause misalignment in boundary conditions, and (6) a mirror capable of adding a lens effect and a filter effect is preferable for enhancing the functionality of an optical waveguide circuit. It is necessary to satisfy.

従来から実績のある垂直入出力構造には、(a)平面光導波回路にダイシングソー等の機械加工により基板垂直方向に対して斜めに傾いた溝を形成し、この溝の中に、薄膜反射フィルタを挿入する構造、(b)ポリマ導波路の一端部にレーザブレーションによりマイクロミラーを形成する構造、(c)導波路端部にエッチングにより基板面まで溝を掘り、溝の中に樹脂の表面張力を用いた斜面を形成し、この斜面にミラーを設置する構造などが提案されている。(a)の機械加工による方法は、簡便なものの、導波路端部において、所望の光導波路以外の光導波路を、一緒に切断してしまう恐れがあり、用途が限定されるという問題がある。(b)の方法は、ポリマ導波路のみに適用でき、実用的な平面光導波回路として最も期待される石英系光導波路では、レーザブレーションによる加工が極めて難しいという問題がある。   In the conventional vertical input / output structure, (a) a groove inclined at an angle with respect to the vertical direction of the substrate is formed in a planar optical waveguide circuit by machining such as a dicing saw, and a thin film reflection is formed in the groove. (B) A structure in which a micromirror is formed by laser ablation at one end of a polymer waveguide, (c) A groove is dug to the substrate surface by etching at the end of the waveguide, and a resin is inserted into the groove. A structure in which a slope using surface tension is formed and a mirror is installed on the slope has been proposed. Although the method of machining of (a) is simple, there is a possibility that optical waveguides other than the desired optical waveguide may be cut together at the end of the waveguide, and there is a problem that the application is limited. The method (b) can be applied only to polymer waveguides, and there is a problem that processing by laser ablation is extremely difficult for a silica-based optical waveguide that is most expected as a practical planar optical waveguide circuit.

(c)の方法は、石英系光導波路をはじめとする各種導波路材料に幅広く適用でき、作製も容易な構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の構造は、樹脂斜面をミラー支持体とする構造であり、ミラーの鏡面精度、光導波路とのアライメント精度が高く、高性能かつ生産性の高い光路変換ミラーである。   The method (c) is widely applicable to various waveguide materials including quartz-based optical waveguides, and a structure that can be easily manufactured has been proposed (for example, see Patent Document 1). The structure of Patent Document 1 is a structure in which a resin inclined surface is used as a mirror support, and is a high-performance and highly productive optical path conversion mirror with high mirror surface accuracy and alignment accuracy with an optical waveguide.

図1に、従来の光路変換ミラーの構造と作製方法とを示す(例えば、特許文献2参照)。平面光導波回路は、平坦な基板31上に、コア32を取り囲んだクラッド層33からなる導波路34が作製されている。図1(a)に示すように、所望の導波路端部35を、基板31に達するまで堀り込み、断面形状が凹状の溝38を形成する。図1(c)に示すように、溝38と連接して樹脂供給溝37a,37bが設けられている。樹脂供給溝37aから液状樹脂を供給すると、液状樹脂は、溝38の壁面36に沿って流れ、40〜50度の傾斜角の斜面39を得ることができる。導波路34からの出射光があたる斜面39の一部をミラーの支持体とし、金を蒸着するなど反射材を形成することにより光路変換ミラーを得ることができる。   FIG. 1 shows the structure and manufacturing method of a conventional optical path conversion mirror (see, for example, Patent Document 2). In the planar optical waveguide circuit, a waveguide 34 including a clad layer 33 surrounding a core 32 is formed on a flat substrate 31. As shown in FIG. 1A, a desired waveguide end 35 is dug until reaching the substrate 31 to form a groove 38 having a concave cross-sectional shape. As shown in FIG. 1C, resin supply grooves 37 a and 37 b are provided so as to be connected to the groove 38. When the liquid resin is supplied from the resin supply groove 37a, the liquid resin flows along the wall surface 36 of the groove 38, and an inclined surface 39 having an inclination angle of 40 to 50 degrees can be obtained. An optical path conversion mirror can be obtained by using a part of the inclined surface 39 to which light emitted from the waveguide 34 hits as a support for the mirror and forming a reflective material such as vapor deposition of gold.

ここで、図1(c)に示すように、溝38の底面40に、液状樹脂に対してヌレ性の良い(接触角の小さい)領域41と、これと隣接するヌレ性の悪い(接触角の大きい)領域42をあらかじめ形成しておく。このような領域を作製するためには、例えば、特許文献3に記載された方法を用いる。すなわち、基板31の斜め上方35.3度の角度から、Tiを0.1μmの厚みで斜めに蒸着を行う。すると、図1(c)の網点の部分は影となって、ここにはTiは付着しない。次に、基板31を回転させながら、影ができないように、Crを0.1μmの厚みで全面に蒸着する。希フッサン液に浸積してTiでCrをリフトオフすると、図1(c)の網点の部分にCrが残る。次に、希釈したシリコン油等、液状樹脂に対して高接触角を与える表面処理剤を全面にスピンコートする。Crエッチング液で表面処理膜をリフトオフすると、図1(c)の網点の領域は、液状樹脂に対してヌレが良く、一方それ以外の領域は接触角が45度以上となって液状硬化樹脂に対してヌレが悪くなる。液状樹脂を供給すれば、自動的に高接触角領域と低接触角領域の境界で液状樹脂がせき止められるので、容易にミラー斜面を形成することができる。   Here, as shown in FIG. 1 (c), on the bottom surface 40 of the groove 38, a region 41 having good wettability (small contact angle) with respect to the liquid resin and a poor wettability adjacent to this (contact angle). Region 42 having a large size) is formed in advance. In order to produce such a region, for example, a method described in Patent Document 3 is used. That is, Ti is deposited obliquely with a thickness of 0.1 μm from an angle of 35.3 degrees obliquely above the substrate 31. Then, the halftone dot portion of FIG. 1C becomes a shadow, and Ti does not adhere here. Next, while rotating the substrate 31, Cr is vapor-deposited on the entire surface with a thickness of 0.1 μm so that no shadow is formed. When Cr is lifted off with Ti after being immersed in dilute fluorinated liquid, Cr remains in the dot portion of FIG. Next, a surface treatment agent that gives a high contact angle to the liquid resin, such as diluted silicone oil, is spin-coated on the entire surface. When the surface treatment film is lifted off with a Cr etching solution, the halftone dot region in FIG. 1 (c) is smoother than the liquid resin, while the other region has a contact angle of 45 degrees or more and is a liquid curable resin. In contrast, the dullness gets worse. If the liquid resin is supplied, the liquid resin is automatically dammed at the boundary between the high contact angle region and the low contact angle region, so that the mirror slope can be easily formed.

特許第3147327号明細書Japanese Patent No. 3147327 特許第3405065号明細書Japanese Patent No. 3405005

しかしながら、従来の平面光導波回路に光路変換ミラーを形成する方法は、エッチングによる溝の形成、液状樹脂の供給と固化、金属材料の蒸着など、工程が複雑なことから、製造コストが高く、上述した要求条件を全て満たすことができないという問題があった。   However, the conventional method of forming an optical path conversion mirror in a planar optical waveguide circuit is complicated in processes such as the formation of grooves by etching, supply and solidification of liquid resin, vapor deposition of metal materials, etc. There was a problem that all the required conditions could not be satisfied.

従来の方法は、機械加工、レーザ加工による製造方法として比較して、ミラーの鏡面精度は高いものの、液状樹脂の固化によって形成されたミラー支持体となる斜面の精度を、製造後に正確に評価することが難しい。樹脂であるために、熱耐性に劣るので、環境条件によりミラーに変形が生じる場合がある。また、光路変換ミラーを形成し、平面光導波回路と光素子とを結合した後に、所望の性能を発揮しているか否かを確認することも難しい。   Although the conventional method has a higher mirror surface accuracy than a manufacturing method by machining or laser processing, the accuracy of the inclined surface that becomes the mirror support formed by solidifying the liquid resin is accurately evaluated after the manufacturing. It is difficult. Since the resin is inferior in heat resistance, the mirror may be deformed depending on environmental conditions. It is also difficult to confirm whether or not the desired performance is exhibited after the optical path conversion mirror is formed and the planar optical waveguide circuit and the optical element are coupled.

一方、平面光導波回路とは別個に、予め光路変換ミラー構造体を作製しておき、光導波路端部に形成された溝に実装する構造が提案されている。しかしながら、ミラー構造体を別個に作製しておくという概念的な提案であって、上述した要求条件を満たすように、均一な精度の小型ミラーを、歩留まり良く作製することは困難である。また、光路変換ミラー構造体を、光機能部品が多数集積化された平面光導波回路に、適切に実装することも困難である。   On the other hand, a structure has been proposed in which an optical path conversion mirror structure is prepared in advance separately from the planar optical waveguide circuit and mounted in a groove formed at the end of the optical waveguide. However, it is a conceptual proposal that the mirror structure is manufactured separately, and it is difficult to manufacture a small mirror with uniform accuracy with a high yield so as to satisfy the above-described requirements. It is also difficult to appropriately mount the optical path conversion mirror structure on a planar optical waveguide circuit in which many optical functional parts are integrated.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上述した要求条件を満たし、作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを有する光導波回路およびその作製方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide circuit having an optical path conversion mirror that satisfies the above-described requirements, is easy to manufacture, and has high accuracy, and a manufacturing method thereof. Is to provide.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、基板上に形成された光導波回路において、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路と、該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝と、前記ミラー溝の内部に配置され、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように配置された光路変換ミラーとを備え、前記構造体は、前記反射体が形成された一面と交わる第1の面に形成された金属膜であって、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺と平行に形成された溝により少なくとも2つ以上形成され、前記辺に接する第1の金属膜と、前記辺に接していない第2の金属膜とを有し、該第2の金属膜と前記ミラー溝の底面に形成された第の金属膜と半田により固定され、前記構造体は、前記第1の面と対向する第2の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、前記第3の金属膜の面積は、前記第2の金属膜の面積より小さく、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺、または該辺と前記反射体が形成された一面において対向する辺が、前記光導波路の端部を含む前記ミラー溝の側面に突き当てられたとき、前記第3の金属膜の面積重心は、前記第2の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成され、前記半田のセルフアライメントの効果により、前記構造体が前記側面に突き当てられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in an optical waveguide circuit formed on a substrate, an optical waveguide comprising a core, an upper clad and a lower clad, and the optical waveguide The mirror groove formed deeper than the core of the optical waveguide at the end of the optical waveguide and the reflector formed on one surface of the structure opposite to the end of the optical waveguide The structure is a metal film formed on a first surface that intersects with the one surface on which the reflector is formed, and the one surface on which the reflector is formed; At least two or more grooves are formed by a groove formed in parallel with a side intersecting with the first surface, and includes a first metal film in contact with the side and a second metal film not in contact with the side. , it is formed with the second metal film on the bottom surface of the mirror groove A third metal film is fixed by solder has the structure, the distance between the bottom surface of the second surface and the mirror groove that faces the first surface is smaller than the depth of the mirror groove The area of the third metal film is smaller than the area of the second metal film, and the side where the surface on which the reflector is formed and the first surface intersect, or the side and the reflector are formed. When the opposite sides of the one surface are abutted against the side surface of the mirror groove including the end portion of the optical waveguide, the area centroid of the third metal film is greater than the area centroid of the second metal film. also be formed by shifting the end portion side of the optical waveguide, by the effect of the solder self-alignment, said structure is characterized Rukoto abuts on the side surface.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の前記溝の幅は、20〜150μmであることを特徴とする。 The invention described in claim 2 is characterized in that the width of the groove according to claim 1 is 20 to 150 μm.

請求項に記載の発明は、請求項1に記載の光導波回路において、前記構造体は、前記反射体が形成された一面と交わる第1の面に、前記反射体が形成された一面と交わる辺と平行に形成された凹部を有し、前記第の金属膜は、前記凹部の内面に形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical waveguide circuit according to the first aspect, the structure includes a surface on which the reflector is formed on a first surface that intersects the surface on which the reflector is formed. It has a recess formed in parallel with the intersecting sides, and the second metal film is formed on the inner surface of the recess.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の前記凹部の深さは、3〜10μmであることを特徴とする。 The invention described in claim 4 is characterized in that the depth of the recess according to claim 3 is 3 to 10 μm.

請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、前記反射体が形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the structure according to any one of the first to fourth aspects comprises a glass block, and the reflector is formed on an inclined surface formed on one surface of a rectangular parallelepiped. Features.

請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、レンズ形状の凸面または凹面が形成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the structure according to any one of the first to fifth aspects comprises a glass block, and a convex or concave surface having a lens shape is formed on a slope formed on one surface of a rectangular parallelepiped. It is characterized by being.

請求項に記載の発明は、基板上に形成され、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路を含む光導波回路に、光路を変換するための光路変換ミラーを実装する光導波回路の作製方法において、該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝を形成する第1工程と、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように、光路変換ミラーを前記ミラー溝の内部に配置する第2工程であって、前記構造体の前記反射体が形成された一面と交わる第1の面に形成された金属膜であって、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺と平行に形成された溝により少なくとも2つ以上形成され、前記辺に接する第1の金属膜と前記辺に接していない第2の金属膜のうち該第2の金属膜と前記ミラー溝の底面に形成された第の金属膜とを半田により固定する第2工程とを備え、前記構造体は、前記第1の面と対向する第2の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、前記第3の金属膜の面積は、前記第2の金属膜の面積より小さく、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺、または該辺と前記反射体が形成された一面において対向する辺が、前記光導波路の端部を含む前記ミラー溝の側面に突き当てられたとき、前記第3の金属膜の面積重心は、前記第2の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成され、前記半田のセルフアライメントの効果により、前記構造体が前記側面に突き当てられることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide circuit in which an optical path conversion mirror for converting an optical path is mounted on an optical waveguide circuit formed on a substrate and including an optical waveguide composed of a core, an upper clad, and a lower clad. In the method, a first step of forming a mirror groove formed deeper than the core of the optical waveguide at an end of the optical waveguide, and a reflector formed on one surface of the structure are provided at the end of the optical waveguide. A metal film formed on a first surface that intersects one surface of the structure on which the reflector is formed, in a second step of disposing an optical path conversion mirror inside the mirror groove so as to face And at least two or more grooves formed in parallel with a side where the one surface on which the reflector is formed and the first surface intersect, and a first metal film in contact with the side and in contact with the side. of the second metal film is not, the And a third metal film formed as the second metal film on the bottom surface of the mirror groove and a second step of fixing by soldering, the structure, a second surface opposite the first surface The distance between the bottom surface of the mirror groove is smaller than the depth of the mirror groove, the area of the third metal film is smaller than the area of the second metal film, and the one surface on which the reflector is formed. when the first surface and intersects the side or該辺and the side facing the one surface reflector is formed, has been abutting on the side surface of the mirror groove includes an end of the optical waveguide, said first The area centroid of the metal film 3 is formed to be shifted toward the end of the optical waveguide with respect to the area centroid of the second metal film, and the structure is formed on the side surface by the self-alignment effect of the solder. and wherein the Rukoto abuts.

以上説明したように、本発明によれば、マイクロミラー構造体の一面に反射体が形成され、反射体と平面光導波回路の光導波路の端部とが対向するように、平面光導波回路のミラー溝の内部に配置したので、作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the reflector is formed on one surface of the micromirror structure, and the end of the optical waveguide of the planar optical waveguide circuit is opposed to the reflector. Since it is disposed inside the mirror groove, it is possible to provide a highly accurate optical path conversion mirror that is easy to manufacture.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、予め作製されたマイクロミラー構造体を、光導波路端部に形成された溝の内部に配置する。マイクロミラー構造体の作製方法を工夫することにより、作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを実現することができる。また、マイクロミラー構造体の実装方法を工夫することにより、適切に平面光導波回路に実装することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a micromirror structure fabricated in advance is placed inside a groove formed at the end of the optical waveguide. By devising a method for manufacturing the micromirror structure, an optical path conversion mirror that is easy to manufacture and highly accurate can be realized. Further, by devising the mounting method of the micromirror structure, it can be appropriately mounted on the planar optical waveguide circuit.

図2に、本発明の一実施形態にかかる光路変換ミラーの構造を示す。図2(a)は断面図であり、図2(b)は斜視図である。平面光導波回路は、平坦な基板101上に、コア102を取り囲んだクラッド層103からなる導波路104が作製されている。図2(a)に示すように、所望の導波路端部105を、基板101に達するまで堀り込み、断面形状が凹状の溝108を形成する。本実施形態では、溝108の長さL=500μm、幅W=200μm、深さd=50μmである。   FIG. 2 shows the structure of an optical path conversion mirror according to an embodiment of the present invention. 2A is a cross-sectional view, and FIG. 2B is a perspective view. In the planar optical waveguide circuit, a waveguide 104 made of a clad layer 103 surrounding a core 102 is formed on a flat substrate 101. As shown in FIG. 2A, a desired waveguide end 105 is dug until reaching the substrate 101 to form a groove 108 having a concave cross-sectional shape. In the present embodiment, the length L of the groove 108 is 500 μm, the width W is 200 μm, and the depth d is 50 μm.

一方、マイクロミラー構造体121は、直方体の一面に斜面123が形成された形状を有しており、溝108の底面110に固定されている。マイクロミラー構造体121は、ガラスブロックからなり、斜面123に金属の薄膜からなる反射体122が形成されている。マイクロミラー構造体121の高さは、溝108の深さよりも低くい。すなわち、マイクロミラー構造体121の上面(第2の面)と底面110との間の距離が、溝108の深さよりも小さくする。このように、平面光導波回路には溝108を形成するだけでよいので、作製工程を大幅に簡略化することができる。また、光路変換ミラーの作製も、予め作製されたマイクロミラー構造体121を溝108の内部に固定するだけなので、作製が容易である。   On the other hand, the micromirror structure 121 has a shape in which an inclined surface 123 is formed on one surface of a rectangular parallelepiped, and is fixed to the bottom surface 110 of the groove 108. The micromirror structure 121 is made of a glass block, and a reflector 122 made of a metal thin film is formed on the inclined surface 123. The height of the micromirror structure 121 is lower than the depth of the groove 108. That is, the distance between the upper surface (second surface) and the bottom surface 110 of the micromirror structure 121 is made smaller than the depth of the groove 108. As described above, since only the grooves 108 need be formed in the planar optical waveguide circuit, the manufacturing process can be greatly simplified. Also, the optical path conversion mirror can be easily manufactured because the micromirror structure 121 prepared in advance is only fixed inside the groove 108.

図3に、本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の作製方法を示す。最初に、直方体のガラスブロック131の一面に斜面133を形成し、鏡面研磨を行う。研磨した面には反射体132となるAuなどの金属を蒸着しておく(図3(a))。ガラスブロック131として、例えば、3cm×3cm×5cmの直方体を用いて、その一面をダイシングソーでカットし、研磨して斜面133を形成する。このように大きなガラスブロック131の一面にわたって斜面133を形成するので、精度の高い斜面を形成することができる。また、このような斜面に形成されたミラー面の評価・検査が容易になるので、選別により精度の高い反射体を確保することができる。   FIG. 3 shows a method for manufacturing a micromirror structure according to an embodiment of the present invention. First, a slope 133 is formed on one surface of a rectangular parallelepiped glass block 131, and mirror polishing is performed. A metal such as Au to be the reflector 132 is deposited on the polished surface (FIG. 3A). As the glass block 131, for example, a rectangular parallelepiped of 3 cm × 3 cm × 5 cm is used, and one surface thereof is cut with a dicing saw and polished to form a slope 133. Thus, since the slope 133 is formed over one surface of the large glass block 131, a highly accurate slope can be formed. Further, since the mirror surface formed on such a slope can be easily evaluated and inspected, a highly accurate reflector can be secured by sorting.

次に、ダイシングソー143により、ガラスブロック131を厚さ50μmのガラス基板131aに切り出す。ここで、板状のガラス基板の側面に、上述した反射体が現れるようにする。切り出されたガラス基板131a,131bを、試料ホルダ141に固定して、研磨板142により研磨して、板厚を整える(図3(b))。板厚は、上述した平面光導波回路に形成された溝108の深さよりも薄くする。試料ホルダ141に固定したまま、ガラス基板131a,131bの底面134、すなわちマイクロミラー構造体の底面(第1の面)となる面に、スパッタまたは蒸着などの方法によりTi、Crなどの金属膜135を形成する(図3(c))。   Next, the glass block 131 is cut into a glass substrate 131 a having a thickness of 50 μm by a dicing saw 143. Here, the above-described reflector appears on the side surface of the plate-like glass substrate. The cut glass substrates 131a and 131b are fixed to the sample holder 141 and polished by the polishing plate 142 to adjust the plate thickness (FIG. 3B). The plate thickness is made thinner than the depth of the groove 108 formed in the above-described planar optical waveguide circuit. While being fixed to the sample holder 141, a metal film 135 such as Ti or Cr is formed on the bottom surfaces 134 of the glass substrates 131 a and 131 b, that is, the surface to be the bottom surface (first surface) of the micromirror structure by a method such as sputtering or vapor deposition. Is formed (FIG. 3C).

図3(d)は、ガラス基板131aの底面134から見た図である。ここで、マイクロミラー構造体121を切り出す前に、底面に形成された金属膜135にパターニングを行う。パターニングは、マイクロミラー構造体121の底面となる箇所に、機械切削により、1つの溝136を形成する。溝136は、反射体132が形成される斜面133とマイクロミラー構造体121の底面とが交わる辺と平行に形成される。溝136の幅は、後述するように、20〜150μmが好ましい。 FIG.3 (d) is the figure seen from the bottom face 134 of the glass substrate 131a. Here, before cutting out the micromirror structure 121, the metal film 135 formed on the bottom surface is patterned. In the patterning, one groove 136 is formed by mechanical cutting at a location that becomes the bottom surface of the micromirror structure 121. Groove 136, the bottom surface of the inclined surface 133 and the micro-mirror structure 121 in which the reflector 132 is formed is parallel to the side formed that Majiwa. As described later, the width of the groove 136 is preferably 20 to 150 μm.

最後に、ガラス基板131a,131bを、ダイシングソーにより幅200μmに切り出し、さらに斜面を含む構造体の長さが300μmになるように切り出す(図3(d))。このようにして、直方体の一面に反射体を含むように切り出された構造体が、マイクロミラー構造体121となる。   Finally, the glass substrates 131a and 131b are cut into a width of 200 μm by a dicing saw, and further cut out so that the length of the structure including the inclined surface becomes 300 μm (FIG. 3D). In this way, the structure cut out so as to include the reflector on one surface of the rectangular parallelepiped becomes the micromirror structure 121.

図4に、本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す。図4(a)は斜視図であり、図4(b)は断面図である。マイクロミラー構造体121に形成されている反射体122を、導波路のコア102と対向するように、溝108に固定する。固定の方法は、マイクロミラー構造体121の底面に形成された金属膜135b(第1の金属膜)と、対向して設けられた溝108の底面110に形成された金属膜111(第2の金属膜)とを、半田144により接続する。   FIG. 4 shows a method for mounting a micromirror structure according to an embodiment of the present invention. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view. The reflector 122 formed on the micromirror structure 121 is fixed to the groove 108 so as to face the core 102 of the waveguide. The fixing method includes a metal film 135b (first metal film) formed on the bottom surface of the micromirror structure 121 and a metal film 111 (second film) formed on the bottom surface 110 of the groove 108 provided to face each other. The metal film) is connected to the solder 144.

ここで、半田144で接続される底面110の金属膜111の面積重心を、マイクロミラー構造体121の金属膜135の面積重心よりも、導波路端部105側にずらして設けておく。具体的には、底面110の金属膜111における導波路端部105と平行するそれぞれの辺を、マイクロミラー構造体121の金属膜135bにおける導波路端部105と平行するそれぞれの辺よりも、導波路端部105側にずらして形成しておく。図4(b)では、金属膜111を、導波路端部105に近い辺を10μm、遠い辺を20μmだけ、導波路端部105側にずらしている。これにより、マイクロミラー構造体121が導波路端部105に引き寄せられ、セルフアライメントの効果を発揮する。 Here, the area centroid of the metal film 111 on the bottom surface 110 connected by the solder 144 is provided so as to be shifted to the waveguide end 105 side from the area centroid of the metal film 135 of the micromirror structure 121. Specifically, each of the sides parallel to the waveguide end portion 105 of the metal film 111 of the bottom 110, by each of the sides parallel to the waveguide end portion 105 of the metal film 135b of the micro-mirror structure 121 remote, It is shifted to the waveguide end 105 side. In FIG. 4B, the metal film 111 is shifted toward the waveguide end 105 by 10 μm on the side close to the waveguide end 105 and 20 μm on the far side. As a result, the micromirror structure 121 is attracted to the waveguide end portion 105 and exhibits a self-alignment effect.

また、底面110の金属膜111におけるコア102と平行する辺を、マイクロミラー構造体121の金属膜135bにおけるコア102と平行する辺よりも内側にずらし、金属膜111の面積を、金属膜135bの面積より小さく形成しておく。   Further, the side parallel to the core 102 in the metal film 111 on the bottom surface 110 is shifted inward from the side parallel to the core 102 in the metal film 135b of the micromirror structure 121, and the area of the metal film 111 is set to be the same as that of the metal film 135b. It is formed smaller than the area.

なお、マイクロミラー構造体121の底面に形成された金属膜135と、底面110の金属膜111との重心が一致するように、半田の張力によってセルフアライメント効果が生ずるので、金属膜の形状はこの例に限らない。例えば、底面110の金属膜111における導波路端部105に近い辺を、マイクロミラー構造体121の金属膜135bにおける導波路端部105と平行する辺であって導波路端部105に近い辺と同一の位置とし、金属膜111における導波路端部105と平行する辺であって導波路端部105から遠い辺のみを、導波路端部側105にずらしても構わない。逆に、遠い辺を同一の位置とし、近い辺のみをずらしても構わない。 The self-alignment effect is generated by the solder tension so that the metal film 135 formed on the bottom surface of the micromirror structure 121 and the metal film 111 on the bottom surface 110 coincide with each other. Not limited to examples. For example, a side near the waveguide end 105 in the metal film 111 on the bottom surface 110 is a side parallel to the waveguide end 105 in the metal film 135b of the micromirror structure 121 and close to the waveguide end 105. Only the side parallel to the waveguide end 105 in the metal film 111 and far from the waveguide end 105 may be shifted to the waveguide end 105 side. Conversely, the far sides may be the same position and only the near sides may be shifted.

マイクロミラー構造体121の底面の溝136は、半田144が、金属の薄膜からなる反射体122に付着することを防ぐ役割を有する。これにより、半田144が反射体122に濡れ拡がったり、付着することによって生ずる反射体の性能劣化、セルフアライメントの効果の低減を防ぐことができる。なお、半田144は、AuSnまたはAuGeを用いることができ、特に、融点の高いAuGeが好ましい。   The groove 136 on the bottom surface of the micromirror structure 121 has a role of preventing the solder 144 from adhering to the reflector 122 made of a metal thin film. Thereby, it is possible to prevent the deterioration of the performance of the reflector and the reduction of the self-alignment effect caused by the solder 144 spreading and adhering to the reflector 122. Note that AuSn or AuGe can be used for the solder 144, and AuGe having a high melting point is particularly preferable.

本実施形態によれば、大きなガラスブロック131の一面にわたって斜面133を形成するので、精度の高い反射体を確保することができる。また、反射体としての膜の選択性が拡大するので、例えば、誘電体多層膜を用いて、機能を付加することがきる。さらに、均一な精度の反射体を有するガラスブロックから、マイクロミラー構造体を切り出すので、均一な精度のマイクロミラー構造体を歩留まり良く作製することができる。   According to this embodiment, since the slope 133 is formed over one surface of the large glass block 131, a highly accurate reflector can be ensured. Further, since the selectivity of the film as the reflector is expanded, the function can be added using, for example, a dielectric multilayer film. Furthermore, since the micromirror structure is cut out from the glass block having the reflector with uniform accuracy, the micromirror structure with uniform accuracy can be manufactured with high yield.

このようなマイクロミラー構造体を、セルフアライメント効果を利用して溝に固定するだけなので、精度の高い光路変換ミラーを複数構成することができる。また、半田によるセルフアライメント効果と、マイクロミラー構造体のエッジを導波路端部に突き当てるメカニカルアライメントの併用により、マイクロミラー構造体を導波路のコアに近接して配置することができる。   Since such a micromirror structure is only fixed in the groove using the self-alignment effect, a plurality of highly accurate optical path conversion mirrors can be formed. In addition, the micromirror structure can be disposed close to the core of the waveguide by using both the self-alignment effect by the solder and mechanical alignment in which the edge of the micromirror structure is abutted against the waveguide end.

図5に、実施例1にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す。図5(a)は、ガラス基板131aの底面134から見た図である。図3(d)に示した構造体と同じ構造体であるが、ここで、マイクロミラー構造体121を切り出す前に、底面に形成された金属膜135にパターニングを行う。パターニングは、マイクロミラー構造体121の底面となる箇所に、機械切削により、複数の溝136a〜136cを形成する。   FIG. 5 shows a mounting method of the micromirror structure according to the first embodiment. FIG. 5A is a view as seen from the bottom surface 134 of the glass substrate 131a. Although it is the same structure as the structure shown in FIG. 3D, here, before cutting out the micromirror structure 121, the metal film 135 formed on the bottom surface is patterned. In the patterning, a plurality of grooves 136a to 136c are formed by mechanical cutting at a location that becomes the bottom surface of the micromirror structure 121.

図5(b)は、光路変換ミラーの構造を示す断面図である。マイクロミラー構造体121に形成されている反射体122を、導波路のコア102と対向するように、溝108に固定する。固定の方法は、マイクロミラー構造体121の底面に形成された2つの金属膜と、溝108の底面110に形成された2つの金属膜111a,111bとを、半田144a,144bにより接続する。なお、半田は、実装直前にプリフォーム剤、ペーストの状態で供給しても良い。また、あらかじめ溝底部の金属膜と一体として、あるいは金属膜の上部に薄膜パタンとして形成しておいても良い。   FIG. 5B is a cross-sectional view showing the structure of the optical path conversion mirror. The reflector 122 formed on the micromirror structure 121 is fixed to the groove 108 so as to face the core 102 of the waveguide. As a fixing method, the two metal films formed on the bottom surface of the micromirror structure 121 and the two metal films 111a and 111b formed on the bottom surface 110 of the groove 108 are connected by solders 144a and 144b. Note that the solder may be supplied in the form of a preform agent or paste immediately before mounting. Further, it may be previously formed integrally with the metal film at the bottom of the groove or as a thin film pattern on the metal film.

ここで、平面光導波回路の溝108の底面110に形成された金属膜111a,111bは、上述した実施形態と同様に、対向するマイクロミラー構造体121の底面に形成された金属膜の形状よりも小さな形状とする。また、半田144a,144bで接続される金属膜111a,111bの面積重心を、対向する各々のマイクロミラー構造体121の金属膜の面積重心よりも、導波路端部105側にずらして形成しておく。実施例1では、マイクロミラー構造体121を固定するための金属膜の形状を方形にして、エッジの数を増やすことにより、アライメント効果を向上させることができる。これにより、AuGeなどの濡れ性の低い半田を用いた場合でも、効果的なセルフアライメントを実現することができる。   Here, the metal films 111a and 111b formed on the bottom surface 110 of the groove 108 of the planar optical waveguide circuit are shaped like the metal film formed on the bottom surface of the opposing micromirror structure 121, as in the above-described embodiment. Also take a small shape. Further, the center of gravity of the metal films 111a and 111b connected by the solder 144a and 144b is formed so as to be shifted to the waveguide end portion 105 side with respect to the area of gravity of the metal film of each opposing micromirror structure 121. deep. In the first embodiment, the alignment effect can be improved by making the shape of the metal film for fixing the micromirror structure 121 square and increasing the number of edges. Thereby, even when a solder with low wettability such as AuGe is used, effective self-alignment can be realized.

図6に、実施例2にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す。図6(a)は、ガラス基板131aの底面134から見た図である。図3(d)に示した構造体と同じ構造体であるが、ここで、マイクロミラー構造体121を切り出す前に、底面に幅200μm、深さ3〜10μmの溝を形成する。溝は、マイクロミラー構造体121の底面に形成された凹部136となり、凹部136の内面となる面に、金属膜135を形成しておく。例えば、以下のような方法で作製する。図3(b)に示した研磨の後に、マイクロミラー構造体121の底面となる面にレジストを一面に塗布し、その後ダイシングソーによって凹部136を形成する。次に、この底面に金属膜を蒸着し、レジストを除去する。このようにして、凹部236の内面、すなわち内側の底となる面と内側の壁面とにのみ金属膜を設けた構造を、容易に作製することができる。   FIG. 6 shows a mounting method of the micromirror structure according to the second embodiment. FIG. 6A is a view seen from the bottom surface 134 of the glass substrate 131a. Although it is the same structure as the structure shown in FIG. 3D, here, before cutting out the micromirror structure 121, a groove having a width of 200 μm and a depth of 3 to 10 μm is formed on the bottom surface. The groove serves as a recess 136 formed on the bottom surface of the micromirror structure 121, and a metal film 135 is formed on the surface serving as the inner surface of the recess 136. For example, it is manufactured by the following method. After the polishing shown in FIG. 3B, a resist is applied to the entire surface that will be the bottom surface of the micromirror structure 121, and then a recess 136 is formed by a dicing saw. Next, a metal film is deposited on the bottom surface, and the resist is removed. In this way, a structure in which the metal film is provided only on the inner surface of the recess 236, that is, the inner bottom surface and the inner wall surface can be easily manufactured.

図6(b)は、光路変換ミラーの構造を示す断面図である。マイクロミラー構造体121に形成されている反射体122を、導波路のコア102と対向するように、溝108に固定する。固定の方法は、マイクロミラー構造体121の凹部236の内面に形成された金属膜135と、溝108の底面110に形成された金属膜111とを、半田144により接続する。   FIG. 6B is a cross-sectional view showing the structure of the optical path conversion mirror. The reflector 122 formed on the micromirror structure 121 is fixed to the groove 108 so as to face the core 102 of the waveguide. As a fixing method, the metal film 135 formed on the inner surface of the recess 236 of the micromirror structure 121 and the metal film 111 formed on the bottom surface 110 of the groove 108 are connected by solder 144.

ここで、平面光導波回路の溝108の底面110に形成された金属膜111は、上述した実施形態と同様に、マイクロミラー構造体121の底面に形成された金属膜の形状よりも小さな形状としておく。また、底面110の金属膜111の面積重心を、マイクロミラー構造体121の金属膜135の面積重心よりも、導波路端部105側にずらして設けておくのが好ましい。   Here, the metal film 111 formed on the bottom surface 110 of the groove 108 of the planar optical waveguide circuit has a smaller shape than the metal film formed on the bottom surface of the micromirror structure 121, as in the above-described embodiment. deep. In addition, it is preferable that the area centroid of the metal film 111 on the bottom surface 110 is shifted from the area centroid of the metal film 135 of the micromirror structure 121 toward the waveguide end 105.

凹部136の深さは、3〜10μmが好ましい。底面110に形成された金属膜111に、厚さ2〜3μmの半田膜を形成する。この半田膜の半田量を調整することにより、高さ方向のアライメントを行うことができる。より簡便には、ディスペンサ等により、ペースト状の半田を金属膜111に供給してもよい。   The depth of the recess 136 is preferably 3 to 10 μm. A solder film having a thickness of 2 to 3 μm is formed on the metal film 111 formed on the bottom surface 110. By adjusting the solder amount of the solder film, the alignment in the height direction can be performed. More simply, paste solder may be supplied to the metal film 111 by a dispenser or the like.

実施例2によれば、半田の引張りにより、マイクロミラー構造体の底面の凸部を溝の底面に突き当てるメカニカルアライメントにより、高さ方向のアライメントが容易になる。また、マイクロミラー構造体の凹部の容積を適宜大きくすることにより、余剰の半田を凹部に収納し、接合面に影響を与えないようにすることができる。   According to the second embodiment, the alignment in the height direction is facilitated by mechanical alignment in which the convex portion on the bottom surface of the micromirror structure is brought into contact with the bottom surface of the groove by pulling the solder. In addition, by appropriately increasing the volume of the concave portion of the micromirror structure, it is possible to store surplus solder in the concave portion and not affect the bonding surface.

図7に、実施例3にかかる光路変換ミラーの構造を示す。マイクロミラー構造体121は、直方体の一面に斜面が形成された形状を有しており、溝108の底面110に固定されている。実施例3のマイクロミラー構造体121は、図3に示した製造方法において、切り出されたガラス基板の上面を研磨し(図3(b)参照)、マイクロミラー構造体121の上面となる面に、金属膜を形成する(図3(c)参照)。上述した実施形態と同様に、上面となる箇所に、機械切削により、1つの溝を形成しておく(図3(d)参照)。マイクロミラー構造体121の上面に形成された金属膜135と、溝108の底面110に形成された金属膜111とを、半田144により接続する。マイクロミラー構造体121および溝108の金属膜の形状は、実施例1および2と同じである。   FIG. 7 shows the structure of the optical path conversion mirror according to the third embodiment. The micromirror structure 121 has a shape in which a slope is formed on one surface of a rectangular parallelepiped, and is fixed to the bottom surface 110 of the groove 108. In the manufacturing method shown in FIG. 3, the micromirror structure 121 of Example 3 is polished on the upper surface of the cut glass substrate (see FIG. 3B), and the surface becomes the upper surface of the micromirror structure 121. Then, a metal film is formed (see FIG. 3C). Similar to the above-described embodiment, one groove is formed by mechanical cutting at a location on the upper surface (see FIG. 3D). The metal film 135 formed on the top surface of the micromirror structure 121 and the metal film 111 formed on the bottom surface 110 of the groove 108 are connected by solder 144. The shape of the metal film of the micromirror structure 121 and the groove 108 is the same as in the first and second embodiments.

図2(a)では、導波路104のコア102から出射された光ビームの光路を、基板平面方向から垂直上方に変換する。実施例3では、基板平面方向から垂直下方に変換する。例えば、基板101の底面に光モジュール201を接合する。光路変換ミラーは、筐体202と蓋203とにより密封された光素子204と、導波路104のコア102とを光学的に結合する。   In FIG. 2A, the optical path of the light beam emitted from the core 102 of the waveguide 104 is converted vertically upward from the substrate plane direction. In the third embodiment, the conversion from the substrate plane direction to the vertically downward direction is performed. For example, the optical module 201 is bonded to the bottom surface of the substrate 101. The optical path conversion mirror optically couples the optical element 204 sealed by the housing 202 and the lid 203 and the core 102 of the waveguide 104.

図8に、実施例4にかかる光路変換ミラーの構造を示す。マイクロミラー構造体121は、直方体の一面に斜面が形成された形状を有しており、溝108の底面110に固定されている。実施例4のマイクロミラー構造体121は、透明なガラスブロックを用いて、実施例3と同様に作製する。マイクロミラー構造体121の反射体122は、空気と接する外面ではなく、ガラスブロックの内面を鏡面として利用する。   FIG. 8 shows the structure of the optical path conversion mirror according to the fourth embodiment. The micromirror structure 121 has a shape in which a slope is formed on one surface of a rectangular parallelepiped, and is fixed to the bottom surface 110 of the groove 108. The micromirror structure 121 of Example 4 is produced in the same manner as Example 3 using a transparent glass block. The reflector 122 of the micromirror structure 121 uses the inner surface of the glass block as a mirror surface, not the outer surface in contact with air.

図9に、実施例5にかかる光路変換ミラーの構造を示す。マイクロミラー構造体121は、直方体の一面に斜面が形成された形状を有しており、溝108の底面110に固定されている。実施例5のマイクロミラー構造体121は、透明なガラスブロックを用いて、実施例4と同様に、斜面123に金属の薄膜からなる反射体122を作製する。実施例5では、斜面123に予めレンズ形状の凸面124を作製しておき、反射体122を凹面鏡として機能させる。   FIG. 9 shows the structure of an optical path conversion mirror according to the fifth embodiment. The micromirror structure 121 has a shape in which a slope is formed on one surface of a rectangular parallelepiped, and is fixed to the bottom surface 110 of the groove 108. In the micromirror structure 121 of the fifth embodiment, a reflector 122 made of a metal thin film is formed on the slope 123 in the same manner as in the fourth embodiment using a transparent glass block. In Example 5, a convex surface 124 having a lens shape is prepared in advance on the slope 123, and the reflector 122 is caused to function as a concave mirror.

凸面124は、図3(a)において、直方体のガラスブロック131の一面に斜面133を形成した後、機械加工によって、斜面133上に削りだす。凸面124は、凹状レンズが形成された金型を用いて、斜面133に転写してもよい。また、レジストを予め凸レンズ形状に加工し、これをマスクとしてドライエッチングすることにより、凸形状を作製することもできる。   In FIG. 3A, the convex surface 124 is formed on one surface of a rectangular parallelepiped glass block 131 and then machined onto the inclined surface 133 by machining. The convex surface 124 may be transferred to the inclined surface 133 using a mold in which a concave lens is formed. Moreover, a convex shape can also be produced by processing a resist into a convex lens shape in advance and performing dry etching using the resist as a mask.

典型的な平面光導波回路の導波路104のスポットサイズは、5μmである。コア102から出射された光を、反射体122の凹面鏡により、スポットサイズ1〜2μmに集光することができる。   The spot size of the waveguide 104 of a typical planar optical waveguide circuit is 5 μm. The light emitted from the core 102 can be condensed to a spot size of 1 to 2 μm by the concave mirror of the reflector 122.

なお、図3(a)において、直方体のガラスブロック131の一面に斜面133を形成した後、レンズ形状の凹面を形成してから、金属の薄膜からなる反射体122を作製する。実施例1,2と同様に実装して、反射体122を凹面鏡として機能させてもよい。すなわち、斜面123に予めレンズ形状の凸面または凹面を作製しておき、反射体122にレンズ効果を付与することができる。   In FIG. 3A, after forming a slope 133 on one surface of the rectangular glass block 131, a concave surface having a lens shape is formed, and then a reflector 122 made of a metal thin film is manufactured. The reflector 122 may be mounted in the same manner as in the first and second embodiments to function as a concave mirror. That is, a lens-shaped convex surface or concave surface is prepared on the slope 123 in advance, and the lens effect can be imparted to the reflector 122.

従来の光路変換ミラーの構造と作製方法とを示す図である。It is a figure which shows the structure and production method of the conventional optical path conversion mirror. 本発明の一実施形態にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical path conversion mirror concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の作製方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation methods of the micromirror structure concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す図である。It is a figure which shows the mounting method of the micromirror structure concerning one Embodiment of this invention. 実施例1にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す図である。It is a figure which shows the mounting method of the micromirror structure concerning Example 1. FIG. 実施例2にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す図である。It is a figure which shows the mounting method of the micromirror structure concerning Example 2. FIG. 実施例3にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an optical path conversion mirror according to a third example. 実施例4にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a structure of an optical path conversion mirror according to a fourth example. 実施例5にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a structure of an optical path conversion mirror according to a fifth example.

符号の説明Explanation of symbols

31,101 基板
32,102 コア
33,103 クラッド層
34,104 導波路
35,105 導波路端部
36 壁面
37 樹脂供給溝
38,108 溝
39,123,133 斜面
40,110,134 底面
41 ヌレ性の良い(接触角の小さい)領域
42 ヌレ性の悪い(接触角の大きい)領域
111,135 金属膜
121 マイクロミラー構造体
122,132 反射体
124 凸面
131 ガラスブロック
136 溝
141 試料ホルダ
142 研磨板
143 ダイシングソー
144 半田
31, 101 Substrate 32, 102 Core 33, 103 Clad layer 34, 104 Waveguide 35, 105 Waveguide edge 36 Wall surface 37 Resin supply groove 38, 108 Groove 39, 123, 133 Slope 40, 110, 134 Bottom surface 41 Nurability Region with good contact angle (small contact angle) 42 region with poor wetting property (large contact angle) 111,135 Metal film 121 Micromirror structure 122,132 Reflector 124 Convex surface 131 Glass block 136 Groove 141 Sample holder 142 Polishing plate 143 Dicing saw 144 Solder

Claims (7)

基板上に形成された光導波回路において、
コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路と、
該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝と、
前記ミラー溝の内部に配置され、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように配置された光路変換ミラーとを備え、
前記構造体は、前記反射体が形成された一面と交わる第1の面に形成された金属膜であって、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺と平行に形成された溝により少なくとも2つ以上形成され、前記辺に接する第1の金属膜と、前記辺に接していない第2の金属膜とを有し、該第2の金属膜と前記ミラー溝の底面に形成された第の金属膜と半田により固定され、
前記構造体は、前記第1の面と対向する第2の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、
前記第3の金属膜の面積は、前記第2の金属膜の面積より小さく、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺、または該辺と前記反射体が形成された一面において対向する辺が、前記光導波路の端部を含む前記ミラー溝の側面に突き当てられたとき、前記第3の金属膜の面積重心は、前記第2の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成され、前記半田のセルフアライメントの効果により、前記構造体が前記側面に突き当てられることを特徴とする光導波回路。
In an optical waveguide circuit formed on a substrate,
An optical waveguide consisting of a core, an upper cladding and a lower cladding;
A mirror groove formed deeper than the core of the optical waveguide at the end of the optical waveguide;
A reflector disposed inside the mirror groove and formed on one surface of the structure, comprising an optical path conversion mirror disposed so as to face an end of the optical waveguide;
The structure is a metal film formed on a first surface that intersects with the one surface on which the reflector is formed, and is parallel to a side on which the one surface on which the reflector is formed and the first surface intersect At least two or more formed by the formed grooves, and having a first metal film in contact with the side and a second metal film not in contact with the side, the second metal film and the mirror groove and a third metal film formed on the bottom surface is fixed by soldering,
In the structure, a distance between a second surface facing the first surface and a bottom surface of the mirror groove is smaller than a depth of the mirror groove,
The area of the third metal film is smaller than the area of the second metal film, and the side where the surface on which the reflector is formed and the first surface intersect, or the side and the reflector are formed. When the opposite sides on one surface are abutted against the side surface of the mirror groove including the end portion of the optical waveguide, the area centroid of the third metal film is larger than the area centroid of the second metal film. , the optical waveguide is forming by shifting the end portion side, by the effect of the solder self-alignment, optical waveguide circuit in which the structure is characterized Rukoto abuts on the side surface.
前記溝の幅は、20〜150μmであることを特徴とする請求項に記載の光導波回路。 The optical waveguide circuit according to claim 1 , wherein the groove has a width of 20 to 150 μm. 前記構造体は、前記反射体が形成された一面と交わる第1の面に、前記反射体が形成された一面と交わる辺と平行に形成された凹部を有し、
前記第の金属膜は、前記凹部の内面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光導波回路。
The structure has a recess formed on a first surface that intersects with the one surface on which the reflector is formed, in parallel with a side that intersects with the one surface on which the reflector is formed;
The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein the second metal film is formed on an inner surface of the recess.
前記凹部の深さは、3〜10μmであることを特徴とする請求項に記載の光導波回路。 The optical waveguide circuit according to claim 3 , wherein a depth of the recess is 3 to 10 μm. 前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、前記反射体が形成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光導波回路。 The structure is made of glass blocks, a slope formed on one surface of a rectangular parallelepiped, the optical waveguide circuit according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reflector is formed. 前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、レンズ形状の凸面または凹面が形成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光導波回路。 The structure is made of glass blocks, a slope formed on one surface of a rectangular parallelepiped, the optical waveguide circuit according to any one of claims 1 to 5, characterized in that convex or concave lens shape is formed . 基板上に形成され、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路を含む光導波回路に、光路を変換するための光路変換ミラーを実装する光導波回路の作製方法において、
該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝を形成する第1工程と、
構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように、光路変換ミラーを前記ミラー溝の内部に配置する第2工程であって、前記構造体の前記反射体が形成された一面と交わる第1の面に形成された金属膜であって、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺と平行に形成された溝により少なくとも2つ以上形成され、前記辺に接する第1の金属膜と前記辺に接していない第2の金属膜のうち該第2の金属膜と前記ミラー溝の底面に形成された第の金属膜とを半田により固定する第2工程とを備え、
前記構造体は、前記第1の面と対向する第2の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、
前記第3の金属膜の面積は、前記第2の金属膜の面積より小さく、前記反射体が形成された一面と前記第1の面とが交わる辺、または該辺と前記反射体が形成された一面において対向する辺が、前記光導波路の端部を含む前記ミラー溝の側面に突き当てられたとき、前記第3の金属膜の面積重心は、前記第2の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成され、前記半田のセルフアライメントの効果により、前記構造体が前記側面に突き当てられることを特徴とする光導波回路の作製方法。
In a method of manufacturing an optical waveguide circuit in which an optical path conversion mirror for converting an optical path is mounted on an optical waveguide circuit formed on a substrate and including an optical waveguide composed of a core, an upper cladding, and a lower cladding.
A first step of forming a mirror groove formed deeper than the core of the optical waveguide at an end of the optical waveguide;
In the second step of disposing an optical path conversion mirror inside the mirror groove so that a reflector formed on one surface of the structure faces an end of the optical waveguide, the reflector of the structure A metal film formed on a first surface that intersects with the one surface on which at least two grooves are formed in parallel with a side where the one surface on which the reflector is formed and the first surface intersect Of the first metal film formed in contact with the side and the second metal film not in contact with the side, the second metal film and the third metal film formed on the bottom surface of the mirror groove, And a second step of fixing by soldering,
In the structure, a distance between a second surface facing the first surface and a bottom surface of the mirror groove is smaller than a depth of the mirror groove,
The area of the third metal film is smaller than the area of the second metal film, and the side where the surface on which the reflector is formed and the first surface intersect, or the side and the reflector are formed. When the opposite sides on one surface are abutted against the side surface of the mirror groove including the end portion of the optical waveguide, the area centroid of the third metal film is larger than the area centroid of the second metal film. , it is formed by shifting the end portion side of the optical waveguide, by the effect of the solder self-alignment, a method for manufacturing an optical waveguide circuit and the structure characterized by Rukoto abuts on the side surface.
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