JP4865600B2 - Optical coupler - Google Patents
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Description
本発明は、光素子搭載基板に搭載された光素子と光回路基板に備えられた光導波路とを位置決めして光結合させるための光結合器に関するものである。 The present invention relates to an optical coupler for positioning and optically coupling an optical element mounted on an optical element mounting substrate and an optical waveguide provided on the optical circuit board.
近年、半導体からなる集積素子の分野では、高速・高密度化への進展が著しく、従来の電気的な配線による相互接続では、信号の遅延、減衰、干渉等により、十分な特性が期待できなくなることが問題となっている。この問題は、IOボトルネックといわれ、これを解決するために光インターコネクション技術が注目されている。光インターコネクション技術は、通信機器相互間や通信機器内のボード間にとどまらず、1つのボード内の集積回路素子間にも適用することが検討されている。 In recent years, in the field of integrated devices made of semiconductors, progress toward high speed and high density has been remarkable, and interconnections using conventional electrical wiring cannot expect sufficient characteristics due to signal delay, attenuation, interference, etc. Is a problem. This problem is said to be an IO bottleneck, and optical interconnection technology has attracted attention in order to solve this problem. The optical interconnection technology is considered to be applied not only between communication devices and between boards in a communication device, but also between integrated circuit elements in one board.
従来のボード内光インターコネクションを実現するための光回路基板としては、特許文献1に開示されている光導波路が形成された多層プリント基板が知られている。ここでは、基板表面に実装された面発光型素子(VCSEL)から基板に垂直な方向に出射された信号光を、光配線に形成された光路変換ミラーで反射させることで光導波路を導波させ、導波した信号光を別の光路変換ミラーで反射させて面受光型光素子(プレーナー型フォトダイオード)によって受光するものである。 As a conventional optical circuit board for realizing on-board optical interconnection, a multilayer printed board on which an optical waveguide disclosed in Patent Document 1 is formed is known. Here, the signal light emitted in the direction perpendicular to the substrate from the surface emitting element (VCSEL) mounted on the substrate surface is reflected by the optical path conversion mirror formed in the optical wiring to guide the optical waveguide. The guided signal light is reflected by another optical path conversion mirror and received by a surface-receiving optical element (planar photodiode).
このような光回路基板においては、発光素子及び受光素子と光導波路との光結合損失が信号の減衰に大きな影響を与える。そこで、このような信号の減衰を抑えるために、光素子と光導波路との位置合わせを数μmという高い精度で行う光結合手段が必要となる。 In such an optical circuit board, the optical coupling loss between the light emitting element and the light receiving element and the optical waveguide greatly affects the attenuation of the signal. Therefore, in order to suppress such signal attenuation, an optical coupling means for performing alignment between the optical element and the optical waveguide with high accuracy of several μm is required.
光回路基板における上記のような高精度の位置合せを行うための従来の光結合手段としては、例えば図8に示す特許文献2に開示されたものが知られている。特許文献2では、光素子901を搭載した基板902と光回路基板903とにそれぞれ位置合せ用のアライメントマーク904,905を付与し、基板902に付与されたアライメントマーク904と光回路基板903に付与されたアライメントマーク905とを位置合わせして実装させるようにしている。
しかしながら、上記従来の光結合手段では、以下のような問題があった。位置合わせのためのアライメントマークは、基板や導波路上の実装時に視認できる位置に付与する必要があるが、これが光素子等が設けられている光結合部から離れた位置に付与されている場合には、光結合部における相対位置精度が低下してしまい、数μmといった高い精度を実現するのが困難になってしまう。 However, the conventional optical coupling means has the following problems. The alignment mark for alignment needs to be attached to a position that can be visually recognized when mounted on a substrate or waveguide, but when it is attached to a position away from the optical coupling portion where the optical element is provided. In this case, the relative position accuracy in the optical coupling portion is lowered, and it becomes difficult to achieve a high accuracy of several μm.
また、光素子を搭載した基板や光回路基板が実装時に熱膨張すると、それぞれの熱膨張率の差の影響でアライメントマークと光結合部との距離が変化してしまい、その結果相対位置精度がさらに低下してしまうといった問題もある。 Also, if the substrate on which the optical element is mounted or the optical circuit board is thermally expanded at the time of mounting, the distance between the alignment mark and the optical coupling portion changes due to the difference in coefficient of thermal expansion between them, and as a result, the relative position accuracy is increased. There is also a problem that it is further reduced.
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、2つの基板を光結合させるための結合路を備え、かつこの結合路で高精度に位置決め可能に構成された光結合器を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made to solve these problems, and includes an optical coupler that is provided with a coupling path for optically coupling two substrates and that can be positioned with high precision on this coupling path. The purpose is to provide.
この発明の光結合器の第1の態様は、光素子搭載基板上に固定された光素子と、光回路基板に形成された光導波路とを、前記光導波路に設けられた反射面で光軸を変更することで光結合させる光結合器であって、一方の端面が前記光素子の受発光部を覆って前記光素子搭載基板上に固定され、他方の端面には第1の嵌合部が形成された第1の結合路と、一方の端面が前記反射面で変更された光軸が通過する前記光回路基板上に固定され、他方の端面には第2の嵌合部が形成された第2の結合路と、を備え、前記第1の嵌合部と前記第2の嵌合部のいずれか一方が凸レンズ形状に形成された単峰の凸部を有し他方が前記凸部と嵌合する凹部を有して前記凸部の屈折率が前記凹部の屈折率よりも高く、前記凸部と前記凹部とを嵌合させることで前記第1の結合路と前記第2の結合路とを位置決めして光結合していることを特徴とする。 According to a first aspect of the optical coupler of the present invention, an optical element fixed on an optical element mounting substrate and an optical waveguide formed on the optical circuit board are arranged on an optical axis on a reflecting surface provided on the optical waveguide. The one end face covers the light receiving and emitting part of the optical element and is fixed on the optical element mounting substrate , and the other end face has a first fitting part. Are formed on the optical circuit board through which the optical axis changed by the reflection surface passes, and a second fitting portion is formed on the other end surface. second and coupling path, wherein the first fitting part and the one of the second fitting portion and the other has a convex portion of the unimodal formed in a convex lens shape the convex portions the refractive index of the convex portion with a recess to be fitted is higher than the refractive index of the recess, before by fitting the said and the protrusion recess And positioning the first coupling path and the second coupling path, characterized in that it is optically coupled.
以上説明したように本発明によれば、光素子を搭載した基板と光導波路を備えた光回路基板のそれぞれに、光素子と光導波路とを光結合させるための結合路を設け、かつこの結合路を嵌合させることで高精度に位置決めすることが可能な光結合器を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a coupling path for optically coupling the optical element and the optical waveguide is provided on each of the optical circuit board including the optical element-mounted substrate and the optical waveguide. An optical coupler that can be positioned with high accuracy by fitting the paths can be provided.
また、光素子搭載基板と光回路基板とが、熱膨張率差の大きい材料で形成されている場合でも、2つの結合路を嵌合させることで位置決めする構成としていることから、熱膨張率差による光結合路の位置ずれを低減させることが可能となっている。さらに、光素子搭載基板と光回路基板との電気的な接続を行うときの半田のセルフアライメントによる位置ずれも、2つの結合路の嵌合により防止することが可能である。 In addition, even when the optical element mounting substrate and the optical circuit substrate are formed of a material having a large difference in thermal expansion coefficient, the configuration is such that positioning is performed by fitting two coupling paths. It is possible to reduce the displacement of the optical coupling path due to. Furthermore, misalignment due to self-alignment of solder when the optical element mounting substrate and the optical circuit substrate are electrically connected can be prevented by fitting the two coupling paths.
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における光結合器の構成について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。 The configuration of the optical coupler in a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about each structural part which has the same function, the same code | symbol is attached | subjected and shown for simplification of illustration and description.
本発明では、光素子を搭載した基板と光導波路を備えた光回路基板との光結合を、光導波路の光軸と直交する方向に光軸を有する光結合器を用いて実現している。本発明の光結合器の第1の実施の形態を、図1を用いて以下に説明する。図1における下側の部分は本発明の光結合器の第1の実施形態を模式的に表した断面図であり、上側の部分は、下側の部分のうち、光素子搭載基板11、光素子10、第1の結合路110のみを取り出して下方から見た状態を示したものである。
In the present invention, optical coupling between a substrate on which an optical element is mounted and an optical circuit substrate having an optical waveguide is realized by using an optical coupler having an optical axis in a direction orthogonal to the optical axis of the optical waveguide. A first embodiment of the optical coupler of the present invention will be described below with reference to FIG. The lower part in FIG. 1 is a sectional view schematically showing the first embodiment of the optical coupler of the present invention, and the upper part is the optical
図1において、光回路基板20は、電気回路基板21と、これに平行な方向に光を導波させる光導波路22とを備えており、光導波路22の所定の位置に反射面23が設けられている。電気回路基板21は、絶縁層21aを挟んでその両面に導体パターン層21bを備える構造としており、光導波路22は、光を導波させるコア層22aとこれを囲むクラッド層22bを備える構造としている。
In FIG. 1, an
光導波路22の途中に設けられた反射面23は、光導波路22の光軸を垂直方向に変更させるものであり、垂直方向に光素子10を配置することで、光素子10から出射された光を光導波路22のコア層22aに導波させる、あるいはコア層22aを導波して来た光を光素子10に出射させることができる。
The
本実施形態の光結合器100は、光素子10を搭載した光素子搭載基板11に固定された第1の結合路110と、光回路基板20に固定された第2の結合路120とから構成されている。
The
第1の結合路110は、光素子搭載基板11の光素子10が搭載された面上に固定されており、その一方の端面中央部で光素子10の受発光部を覆うように設置されている。第1の結合路110の光軸が光素子10の光軸と一致するように設置するのが好ましい。また、ここでは第1の結合路110の形状を角柱形状としているが、これに限定する必要は無く、いずれの形状であっても、第1の結合路110の一方の端面中央部に光素子10が配置されるように固定するのがよい。
The
他方、第2の結合路120は、光回路基板20上の反射面23が設置されている位置に固定されており、第2の結合路120の光軸が反射面23で垂直方向に変更された光導波路22の光軸と一致するように設置するのが好ましい。第2の結合路120の形状は、第1の結合路110の形状に合わせて角柱形状としているが、第1の結合路110の形状に応じて適宜変更することができる。
On the other hand, the second coupling path 120 is fixed at a position where the reflecting
第1の結合路110及び第2の結合路120のそれぞれ光素子搭載基板11及び光回路基板20に固定されている一方の端面とは反対側の端面には、それぞれ第1の嵌合部111及び第2の嵌合部121が形成されている。図1に示す実施形態例では、第1の結合路110の端面に断面が凸形状の円筒形状の第1の嵌合部111が形成されており、第2の結合路120の端面には嵌合部111と嵌合する断面が凹形状の第2の嵌合部121が形成されている。
A
上記のように、第1の結合路110及び第2の結合路120のそれぞれの端面に、第1の嵌合部111及び第2の嵌合部121を形成し、これらを嵌合することで光素子搭載基板11を光回路基板20上に高精度に位置決めして固定させることが可能となっている。
As described above, the
すなわち、光素子10の光軸に対し第1の嵌合部111を高精度に位置決めして第1の結合路110を光素子搭載基板11に固定するとともに、反射面23で垂直に変更された光導波路22の光軸に対し第2の嵌合部121を高精度に位置決めして第2の結合路110を光回路基板20に固定する。これにより、第1の嵌合部111と第2の嵌合部121とを嵌合させたとき、光素子10の光軸と反射面23で垂直に変更された光導波路22の光軸とが一致するように位置決めすることが可能となる。
That is, the
また、第1の結合路110及び第2の結合路120は、光結合用伝送路であると同時に、光素子搭載基板11と光回路基板20との位置決めを行う位置決め部でもあることから、従来のように光結合用伝送路と位置決め部との間で相対位置の誤差が生じるといった問題がなくなる。仮に、光素子搭載基板11と光回路基板20とで熱膨張率が異なっている場合でも、熱膨張差による光素子10と反射面23との位置ずれを低減することができ、光結合効率の低下を回避することができる。
In addition, the
光素子搭載基板11は、光回路基板20の上面に半田130を用いて固定されている。この半田130は、光素子搭載基板11と光回路基板20とを電気的に接続する役割も果たしている。半田130で2つの基板を接続する場合、従来はセルフアライメントによって光結合用伝送路で位置ずれが生じてしまう恐れがあったが、本実施形態では、互いに嵌合する第1の結合路と第2の結合路とからなる光結合器100で光素子10と光導波路22との位置決めを行っていることから、セルフアライメントによる位置ずれのおそれはなく、光結合効率の低下を抑えることが可能となっている。
The optical
本実施形態の光結合器100は、所定形状の型材を用いて容易に形成することができる。一例として、光素子搭載基板11に固定される第1の結合路110を形成する方法を、図2を用いて以下に説明する。
The
図2において、光素子10が搭載された光素子搭載基板11の光開口部(伝搬部)に第1の結合路110となる樹脂140を配置し(図2(a))、これが未硬化の状態で所定の凹形状の先端部を有する型材141を押し込み、その状態で樹脂140を硬化させる(図2(b))。そして、樹脂140が硬化した後に型材141を取り除くと、光素子搭載基板11上に固定された第1の結合路110が形成される(図2(c))。
In FIG. 2, a
第2の結合路120も同様に、光回路基板20の反射面23が設置された光開口部に第2の結合路120となる樹脂を配置し、所定の凸形状の先端部を有する型材を用いることで形成することができる。
Similarly, in the second coupling path 120, a resin serving as the second coupling path 120 is disposed in the light opening portion where the reflecting
あるいは、第1の結合路110及び第2の結合路120を形成する別の方法として、光素子搭載基板11または光回路基板20の光開口部に予め所定の大きさの型枠を配置し、その型枠の内部に樹脂を充填させて形成する方法を用いることもできる。型枠に樹脂を充填させた後、これが未硬化の状態で上記と同様の凹形状または凸形状の先端部を有する型材を押し込み、その状態で樹脂を硬化させて形成することができる。
Alternatively, as another method of forming the
本実施形態の別の実施例を、図3を用いて以下に説明する。図3における下側の部分は光結合器の模式断面図であり、上側の部分は、下側の部分のうち、光素子搭載基板11、光素子10、第1の結合路150のみを取り出して下方から見た状態を示したものである。図3に示す実施例では、光結合器101の第1の嵌合部及び第2の嵌合部として、図1に示すものと異なる形状のものを用いている。すなわち、光素子搭載基板11に固定された第1の結合路150には、2つの凸部が平行に形成された第1の嵌合部151が設けられている。また、光回路基板20に固定された第2の結合路160には、第1の嵌合部151と嵌合する形状の凹部が平行に2つ形成された第2の嵌合部161が設けられている。
Another example of this embodiment will be described below with reference to FIG. The lower part in FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the optical coupler, and the upper part shows only the optical
上記のように構成された光結合器101を用いた場合には、第1の嵌合部151と第2の嵌合部161とを嵌合することで、光素子搭載基板11と光回路基板20とを高精度に位置決めできるように構成されている。なお、第1の嵌合部151及び第2の嵌合部161の凸部及び凹部の設置個数には特に制限はなく、2個よりさらに増やしてもよい。また、第1の嵌合部151を凹部で形成し、第2の嵌合部161を凸部で形成するようにしても良い。
When the
本実施形態では、図1に示した形状の第1の嵌合部111と第2の嵌合部121、あるいは図3に示した形状の第1の嵌合部151と第2の嵌合部161に限らず、さらに別の形状のものを用いることも可能である。いずれの形状であっても、第1の嵌合部と第2の嵌合部とを容易に嵌合でき、かつ嵌合させたとき両者の位置決めを高精度に行えるように形成されていれば良い。
In the present embodiment, the first
また、第1の嵌合部及び第2の嵌合部の設置位置に特に制限はないが、光軸の通る中央部には設けずその周辺部に形成する場合には、第1の嵌合部及び第2の嵌合部で囲まれた中央部を、ともに光軸と垂直に交わるようにするのが好ましい。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the installation position of a 1st fitting part and a 2nd fitting part, but when not forming in the center part which an optical axis passes and forming in the peripheral part, the 1st fitting It is preferable that both the central part surrounded by the part and the second fitting part intersect perpendicularly to the optical axis.
本発明の第2の実施形態を、図4を用いて以下に説明する。図4における下側の部分は本発明の光結合器の第2の実施形態を模式的に表した断面図であり、上側の部分は、下側の部分のうち、光素子搭載基板11、光素子10、第1の結合路210のみを取り出して下方から見た状態を示したものである。本実施形態の光結合器200では、第1の結合路210の端面の光軸と交わる位置に凸形状の第1の嵌合部211が形成されており、第2の結合路220の端面には凹形状の第2の嵌合部221が形成されている。本実施形態の第1の嵌合部211及び第2の嵌合部221は、嵌合面が曲面形状に形成されており、相互の嵌合面が正確に一致するように形成されている。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The lower part in FIG. 4 is a sectional view schematically showing the second embodiment of the optical coupler of the present invention, and the upper part is the optical
本実施形態においても、第1の嵌合部211と第2の嵌合部221とを嵌合させたとき、光素子10の光軸と反射面23で垂直に変更された光導波路22の光軸とが一致するように、第1の嵌合部211及び第2の嵌合部221が形成されている。
Also in this embodiment, when the first
本実施形態では、さらに第1の結合路210の屈折率と第2の結合路220の屈折率が異なるようにしており、凸形状に形成された第1の嵌合部211を有する第1の結合路210の屈折率を第2の結合路220の屈折率よりも高くしている。これにより、第1の嵌合部211が凸レンズの役割を果たして光軸付近に集光させることができる。
In this embodiment, the refractive index of the
また、第1の嵌合部211の凸面を非球面レンズと同様に形成することで、光を1点(焦点)に集光させるようにすることも可能である。この場合、第1の嵌合部211の凸面を以下のように形成するのがよい。すなわち、光素子10が発光素子の場合には、反射面23上に焦点が位置するように形成し、光素子10が受光素子の場合には、光素子10の受光面上に焦点が位置するように形成するのがよい。
Further, by forming the convex surface of the first
図4に示した実施例では、第1の嵌合部211を凸形状とし、第2の嵌合部221を凹形状としていたが、これとは逆に、第1の嵌合部211を凹形状に形成し、第2の嵌合部221を凸形状に形成してもよい。この場合には、第2の結合路220の屈折率を第1の結合路210の屈折率よりも高くすることで、第2の嵌合部221が凸レンズの役割を果たすことができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the first
本実施形態の別の実施例を、図5を用いて説明する。図5における下側の部分は光結合器の模式断面図であり、上側の部分は、下側の部分のうち、光素子搭載基板11、光素子10、第1の結合路250のみを取り出して下方から見た状態を示したものである。本実施例では、第1の結合路250に設けられた第1の嵌合部251の形状が曲面形状ではなく、複数の平面からなる角錐台状に形成されており。これに対応して第2の結合路260に設けられた第2の嵌合部261も複数の平面からなる凹形状に形成されている。
Another example of this embodiment will be described with reference to FIG. The lower part in FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the optical coupler, and the upper part shows only the optical
第1の嵌合部251及び第2の嵌合部261の形状を、上記のように複数の平面からなる凸形状及び凹形状としても、第1の結合路250の屈折率を第2の結合路260の屈折率よりも高くすることで、レンズ効果が得られる。ここでは、図5の第1の嵌合部251の形状を角錐台状としたが、これに限定されず例えば角錐、円錐、円錐台等の形状とすることも可能である。
Even if the shape of the first
上記の通り、本実施形態では、第1の結合路または第2の結合路のいずれか一方において、光軸と交わる位置に凸形状の第1の嵌合部または第2の嵌合部を形成し、凸形状の嵌合部が形成されている側の結合路の屈折率を他方の結合路の屈折率より大きくすることによってレンズ効果が得られるようにしている。 As described above, in the present embodiment, in either the first coupling path or the second coupling path, a convex first fitting portion or second fitting portion is formed at a position intersecting the optical axis. The lens effect is obtained by making the refractive index of the coupling path on the side where the convex fitting portion is formed larger than the refractive index of the other coupling path.
これにより、光結合路を通過する光の広がり角度が大きい場合でも、嵌合界面におけるレンズ効果によって光の広がりを抑えることができ、結合効率を向上させることが可能となる。すなわち、光素子10が発光素子の場合には、光素子10から出射された光を反射面23上に効率よく集光させる一方、光素子10が受光素子の場合には、光導波路22を通光して反射面23で反射された光を効率よく光素子10に入射させることができる。
Thereby, even when the spread angle of light passing through the optical coupling path is large, the spread of light can be suppressed by the lens effect at the fitting interface, and the coupling efficiency can be improved. That is, when the
本発明の第3の実施形態を、図6を用いて以下に説明する。図6における下側の部分は本発明の光結合器の第3の実施形態を模式的に表した断面図であり、上側の部分は、下側の部分のうち、光素子搭載基板11、光素子10、第1の結合路310、凸レンズ330のみを取り出して下方から見た状態を示したものである。本実施形態の光結合器300では、第1の結合路310の端面及び第2の結合路320の端面の光軸と交わるそれぞれの位置に、ともに断面が凹形状の第1の嵌合部311及び第2の嵌合部321を形成しており、さらに第1の嵌合部311と第2の嵌合部321との間に凸レンズ330を嵌合して挟持している。
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The lower part in FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the third embodiment of the optical coupler of the present invention, and the upper part is the optical
凸レンズ330は、その屈折率を第1の結合路310と第2の結合路320の少なくともいずれか一方の屈折率より高くなるようにしている。これにより、第2の実施形態と同様に、凸レンズ330による集光効果で光を反射面23又は光素子10に効率よく集光させることが可能となる。
The
また、凸レンズ330の屈折率を、第1の結合路310及び第2の結合路320の両方の屈折率よりも高くした場合には、凸レンズ330による集光効果をさらに高めることが可能となる。
Further, when the refractive index of the
上記の通り本実施形態の光結合器300では、光結合路を通過する光の広がり角度が大きい場合でも、凸レンズ330による集光効果により光の広がりを抑えることができ、結合効率を向上させることが可能となる。凸レンズ330の屈折率が第1の結合路310及び第2の結合路320の両方の屈折率よりも高い場合には、より高い集光効果を実現することができる。
As described above, in the
本発明の第4の実施形態を、図7を用いて以下に説明する。図7における下側の部分は本発明の光結合器の第4の実施形態を模式的に表した断面図であり、上側の部分は、下側の部分のうち、光素子搭載基板11、光素子10、第1の結合路410のみを取り出して下方から見た状態を示したものである。本実施形態の光結合器400では、第1の嵌合部411及び第2の嵌合部421を、図3に示す第1の実施形態の光結合器101と同様に、第1の結合路410の端面及び第2の結合路420の端面のそれぞれ光軸と交わらない周辺部に設けている。
A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The lower part in FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a fourth embodiment of the optical coupler of the present invention, and the upper part is the optical
本実施形態の光結合器400では、上記の第1の嵌合部411及び第2の嵌合部421を形成するのに加えて、第1の結合路410及び第2の結合路420にそれぞれ光を通光させるコア部410a、420aを形成している。
In the
すなわち、第1の結合路410には、光素子10の受発光部に対向させてこれに垂直にコア部410aを形成している。コア部410aの屈折率を第1の結合路410のコア部410aを取り囲む部分(クラッド部410b)よりも高くすることで、第1の結合路410をコア部410aとクラッド部410bとを有する光導波路とすることができる。
That is, in the
同様に、第2の結合路420にも、第1の結合路410のコア部410aの延長上に第2の結合路420のコア部420aを形成している。コア部420aの屈折率を第2の結合路420のコア部420aを取り囲む部分(クラッド部420b)よりも高くすることで、第2の結合路420をコア部420aとクラッド部420bとを有する光導波路とすることができる。
Similarly, in the
上記のように、本実施形態の光結合器400を、コア部とクラッド部とを有する光導波路となるように形成することで、光素子10と光導波路22との間で効率よく光を導波させることが可能となり、光素子10と光導波路22との結合効率を向上させることができる。また本実施形態の光結合器400によれば、光素子10と光導波路22とが離れている場合でも、コア部に光を閉じ込めて効率よく導波させることができ、結合効率の低下を防止することができる。
As described above, the
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る光結合器の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における光結合器の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Note that the description in the present embodiment shows an example of the optical coupler according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the optical coupler in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10 光素子
11 光素子搭載基板
20 光回路基板
21 電気回路基板
22 光導波路
23 反射面
100、101、200、300、400 光結合器
110、150、210、250、310、410 第1の結合路
111、151、211、251、311、411 第1の嵌合部
120、160、220、260、320、420 第2の結合路
121、161、221、261、321、421 第2の嵌合部
130 半田
140 樹脂
141 型材
330 凸レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
一方の端面が前記光素子の受発光部を覆って前記光素子搭載基板上に固定され、他方の端面には第1の嵌合部が形成された第1の結合路と、
一方の端面が前記反射面で変更された光軸が通過する前記光回路基板上に固定され、他方の端面には第2の嵌合部が形成された第2の結合路と、を備え、
前記第1の嵌合部と前記第2の嵌合部のいずれか一方が凸レンズ形状に形成された単峰の凸部を有し他方が前記凸部と嵌合する凹部を有して前記凸部の屈折率が前記凹部の屈折率よりも高く、
前記凸部と前記凹部とを嵌合させることで前記第1の結合路と前記第2の結合路とを位置決めして光結合している
ことを特徴とする光結合器。 An optical coupler that optically couples an optical element fixed on an optical element mounting substrate and an optical waveguide formed on the optical circuit board by changing an optical axis with a reflection surface provided on the optical waveguide. And
A first coupling path in which one end face covers the light receiving and emitting part of the optical element and is fixed on the optical element mounting substrate, and a first fitting part is formed on the other end face ;
A second coupling path having one end face fixed on the optical circuit board through which the optical axis changed by the reflecting surface passes, and a second fitting portion formed on the other end face ;
Either the first fitting portion or the second fitting portion has a single-peak convex portion formed in a convex lens shape, and the other has a concave portion that fits the convex portion. The refractive index of the part is higher than the refractive index of the recess,
The optical coupler is characterized in that the first coupling path and the second coupling path are positioned and optically coupled by fitting the convex portion and the concave portion .
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