JP5163608B2 - Optical coupling structure and method of manufacturing electrical wiring board - Google Patents

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この発明は、2次元に配列された光電変換素子や光導波路を有する部品同士を光結合する光路変換デバイスと光コネクタとを有する光結合構造体、上記光路変換デバイスとアレイ型光導波路ユニットとが実装された電気配線基板に関するものである。   The present invention provides an optical coupling structure having an optical path conversion device and an optical connector for optically coupling components having photoelectric conversion elements and optical waveguides arranged two-dimensionally, and the optical path conversion device and the array type optical waveguide unit. The present invention relates to a mounted electrical wiring board.

近年、高速大容量の光通信システムや多数のプロセッサ間を並列信号処理する超並列コンピュータの開発に向けて、高密度で装置内を通信する光インターコネクションの開発が精力的に行われている。このような光インターコネクションを行う際、伝送された光信号の処理は電子デバイスで担われる。そして、それらの電子デバイスを結合する境界デバイスには、光導波路、光電変換素子、電子制御用のLSIやスイッチ、あるいは電子部品を駆動させるための電気回路があわさった光−電気混合デバイスが必要となる。特に、高速広帯域の通信システムを実現するために、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)、LD(Laser Diode)、PD(Photo Diode)のような光電変換素子を備えたデバイスの要求が高まっている。   2. Description of the Related Art In recent years, development of an optical interconnection that communicates within a device at high density has been vigorously conducted toward the development of a high-speed and large-capacity optical communication system and a massively parallel computer that processes parallel signals between a large number of processors. When performing such optical interconnection, processing of the transmitted optical signal is performed by the electronic device. The boundary device that couples these electronic devices requires an optical waveguide, a photoelectric conversion element, an LSI or switch for electronic control, or an optical-electric mixing device with an electrical circuit for driving electronic components. Become. In particular, in order to realize a high-speed broadband communication system, there is an increasing demand for devices including photoelectric conversion elements such as VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), LD (Laser Diode), and PD (Photo Diode).

このような要求に対し、マイクロミラー付き光ピンを光電変換素子上に設け、光ピンと同形のスルーホールを光プリント基板に設け、光ピンをスルーホールに嵌め込んで光電変換素子と光プリント基板とを光結合させる技術が、例えば非特許文献1に提案されている。   In response to such a requirement, an optical pin with a micromirror is provided on the photoelectric conversion element, a through hole having the same shape as the optical pin is provided on the optical printed circuit board, and the optical pin is fitted into the through hole, so that the photoelectric conversion element and the optical printed circuit board For example, Non-Patent Document 1 proposes a technique for optically coupling the two.

この従来の光回路実装における90度光路変換技術は、図17に示されるように、光プリント基板1には光導波路となるコア2が埋設され、スルーホール3がコア2を切断するように光プリント基板1に形成され、光電変換素子4に固定されたマイクロミラー付き光ピン5をスルーホール3に嵌め込むものである。そして、スルーホール3はその穴中心をコア2の光軸と直交するように光プリント基板1に形成され、光ピン5の先端面をその光軸と45度の角度を有するマイクロミラー5aに形成している。これにより、例えばコア2を伝播してきた光がマイクロミラー5aで全反射されて光ピン5に導かれ、光ピン5内を伝播して光電変換素子4に到達する。つまり、コア2と光電変換素子4とを、90度光路変換させて光結合させている。   As shown in FIG. 17, the conventional 90 ° optical path conversion technique in the optical circuit mounting is such that the core 2 serving as an optical waveguide is embedded in the optical printed circuit board 1 and the through-hole 3 cuts the core 2. An optical pin 5 with a micromirror formed on the printed board 1 and fixed to the photoelectric conversion element 4 is fitted into the through hole 3. The through hole 3 is formed on the optical printed circuit board 1 so that the hole center is orthogonal to the optical axis of the core 2, and the tip surface of the optical pin 5 is formed on the micromirror 5 a having an angle of 45 degrees with the optical axis. doing. Thereby, for example, light propagating through the core 2 is totally reflected by the micromirror 5 a and guided to the optical pin 5, propagates through the optical pin 5, and reaches the photoelectric conversion element 4. That is, the core 2 and the photoelectric conversion element 4 are optically coupled by changing the optical path by 90 degrees.

この従来の光路変換技術を採用することにより、発光素子から空間に出射される光や光導波路から空間に出射される光が放射角を持って広がることに起因する発光素子と光導波路との光結合や光導波路と受光素子との光結合の低下を防止できる。さらに、この従来の光路変換技術によれば、マイクロミラー5aを介してVCSEL等の発光素子(光電変換素子)からコア2に光を入射させる場合にも、コア2からPD等の受光素子(光電変換素子)に光を出射させる場合にも、同構造で光電変換素子4とコア2との光結合が行えるという利点がある。   By adopting this conventional optical path changing technology, the light emitted from the light emitting element and the optical waveguide caused by the light emitted from the light emitting element into the space and the light emitted from the optical waveguide into the space having a radiation angle spread. It is possible to prevent the coupling and the optical coupling between the optical waveguide and the light receiving element from being lowered. Furthermore, according to this conventional optical path conversion technique, even when light is incident on the core 2 from a light emitting element (photoelectric conversion element) such as VCSEL via the micromirror 5a, a light receiving element (photoelectric element) such as a PD from the core 2 is used. Also when light is emitted to the conversion element), there is an advantage that the photoelectric conversion element 4 and the core 2 can be optically coupled with the same structure.

エレクトロニクス実装学会誌「光回路実装における90度光路変換技術」(vol.2, No.5, P368-372, 1999) Journal of Japan Institute of Electronics Packaging "90 degree optical path switching technology in optical circuit packaging" (vol.2, No.5, P368-372, 1999)

従来の光路変換技術は、以上のように構成されているので、マイクロミラー付き光ピン5を光電変換素子4のそれぞれに対して単品で固定しなければならず、製造プロセスが煩雑となるとともに、低価格化が図られない。   Since the conventional optical path conversion technology is configured as described above, the optical pins 5 with micromirrors must be fixed individually to each of the photoelectric conversion elements 4, and the manufacturing process becomes complicated. The price cannot be reduced.

また、光ピン5を嵌め込むためにスルーホール3を光プリント基板1に形成する必要がある。この光ピン5は数μm〜数百μmの直径であり、スルーホール3も光ピン5と同等の径を有するように形成しなければならず、スルーホール3の加工が極めて困難であり、生産性が悪化してしまう。そして、スルーホール3の個数が多くなるほど、この問題が顕著となる。さらに、微細なスルーホール3の内壁面を凹凸なく形成することは困難であり、スルーホール3によって形成されたコア2の端面の凹凸に起因してコア2と光ピン5との光結合効率が低下してしまう。   Further, it is necessary to form the through hole 3 in the optical printed circuit board 1 in order to fit the optical pin 5. This optical pin 5 has a diameter of several μm to several hundred μm, and the through hole 3 must also be formed to have the same diameter as the optical pin 5, and the processing of the through hole 3 is extremely difficult and production Sexuality will deteriorate. This problem becomes more prominent as the number of through holes 3 increases. Further, it is difficult to form the inner wall surface of the fine through-hole 3 without unevenness, and the optical coupling efficiency between the core 2 and the optical pin 5 is caused by the unevenness of the end surface of the core 2 formed by the through-hole 3. It will decline.

また、光電変換素子4を2次元配列する構成では、多数の光電変換素子4に対して光ピン5を1つづつ固定しなければならず、光ピン5の位置精度が悪化する。これにより、光電変換素子4と光ピン5との光軸ずれが生じ、光結合効率の低下をもたらすことになる。
また、光電変換素子4の素子数の増大に対応するためにコア2を2次元配列した層を多層に配置する構成では、光ピン5の長さはコア層毎に異なり、長尺の光ピン5が必要となる。この光ピン5の長尺化は、光ピン5の反りをもたらし、コア2の光軸に対するマイクロミラー5aの位置精度が悪化してしまい、光結合効率が低下する。
In the configuration in which the photoelectric conversion elements 4 are two-dimensionally arranged, the optical pins 5 must be fixed one by one with respect to the large number of photoelectric conversion elements 4, and the positional accuracy of the optical pins 5 is deteriorated. Thereby, the optical axis shift of the photoelectric conversion element 4 and the optical pin 5 arises, and the optical coupling efficiency will fall.
Further, in the configuration in which the layers in which the cores 2 are two-dimensionally arranged are arranged in multiple layers in order to cope with the increase in the number of the photoelectric conversion elements 4, the length of the optical pin 5 varies from core layer to core layer. 5 is required. The lengthening of the optical pin 5 causes the optical pin 5 to warp, the position accuracy of the micromirror 5a with respect to the optical axis of the core 2 is deteriorated, and the optical coupling efficiency is lowered.

この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、2次元的に配列された光導波路や光電変換素子等の部品間を光結合する複数の光導波路と光路変換用のミラー面とを一体化して、製造プロセスの簡略化を図り、低価格化を実現できるとともに、光結合効率の低下を抑えることができる光路変換デバイスと光コネクタとを有する光結合構造体、上記光路変換デバイスとアレイ型光導波路ユニットとが実装された電気配線基板を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes a plurality of optical waveguides for optically coupling two-dimensionally arranged components such as an optical waveguide and a photoelectric conversion element, an optical path conversion mirror surface, and the like. The optical coupling structure having the optical path conversion device and the optical connector that can reduce the optical coupling efficiency while simplifying the manufacturing process and reducing the cost, and the optical path conversion device described above. An object is to obtain an electrical wiring board on which an array type optical waveguide unit is mounted.

この発明に係る光結合構造体の製造方法は、第1端面、第2端面および単一面からなるミラー面が形成されたクラッドと、上記クラッドに埋設され、それぞれ第1コア端面が上記第1端面に露出し、第2コア端面が上記第2端面に露出し、該第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて該第2コア端面に至る連続した光路を構成する複数のコアとを備え、上記第1コア端面および第2コア端面がそれぞれ上記第1端面および第2端面にm列n行(但し、mおよびnは2以上の整数)のマトリクス状に配列され、各列のn本の上記コアは、それぞれ第1端面および上記ミラー面に直交する平面上に配設され、互いに平行に上記第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて互いに平行に上記第2コア端面に至る連続した光路を構成している光路変換デバイスを、無機材基板上に有機材を形成し写真製版技術とエッチングとを組み合わせて互いに交差するn×nのコアを備えた導波路体を形成し、当該導波路体をm層貼り合わせ上記ミラー面を交差部の一部を通る切断により形成することによって得る工程と、アレイ光型光導波路ユニットを複数の導波路コアの一端が上記第1端面あるいは第2端面の上記複数のコアと相対するように設ける工程と、上記複数の導波路コアの他端に光デバイスに接続するための光コネクタを設ける工程とを備えたことを特徴とするものである。 The method for manufacturing an optical coupling structure according to the present invention includes a clad having a mirror surface composed of a first end face, a second end face and a single face, embedded in the clad, and the first core end face being the first end face. The second core end face is exposed at the second end face, and the first core end face reaches the mirror face, and the direction of the mirror face is changed to form a continuous optical path to the second core end face. Bei example a plurality of cores, the first core end surface and the second core end surfaces are m columns n rows, each said first end face and second end face (however, m and n is an integer of 2 or more) in a matrix of The n cores arranged in each row are arranged on a plane perpendicular to the first end surface and the mirror surface, respectively, and are parallel to each other from the first core end surface to the mirror surface. The direction can be changed to be parallel to each other An optical path changing device that configures the optical path continuous reach the core end face, inorganic and organic material is formed on a substrate photolithography and the waveguide body provided with a core of n × n which cross each other in combination with etching Forming an optical waveguide unit by forming m layers of the waveguide body and forming the mirror surface by cutting through a portion of the intersection, and one end of a plurality of waveguide cores having the arrayed optical waveguide unit characterized by comprising a step of providing to the relative and the plurality of cores of the first end face or the second end surface, and a step of providing an optical connector for connection to the optical device to the other end of the plurality of waveguide cores It is what.

この発明に係る電気配線基板の製造方法は、第1端面、第2端面および単一面からなるミラー面が形成されたクラッドと、上記クラッドに埋設され、それぞれ第1コア端面が上記第1端面に露出し、第2コア端面が上記第2端面に露出し、該第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて該第2コア端面に至る連続した光路を構成する複数のコアとを備え、上記第1コア端面および第2コア端面がそれぞれ上記第1端面および第2端面にm列n行(但し、mおよびnは2以上の整数)のマトリクス状に配列され、各列のn本の上記コアは、それぞれ第1端面および上記ミラー面に直交する平面上に配設され、互いに平行に上記第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて互いに平行に上記第2コア端面に至る連続した光路を構成している光路変換デバイスを、無機材基板上に有機材を形成し写真製版技術とエッチングとを組み合わせて互いに交差するn×nのコアを備えた導波路体を形成し、当該導波路体をm層貼り合わせ上記ミラー面を交差部の一部を通る切断により形成することによって得る工程と、上記光路変換デバイスを電気配線基板上に実装する工程と、アレイ光型光導波路ユニットを複数の導波路コアの一端が上記第1端面あるいは第2端面の上記複数のコアと相対するように上記電気配線基板上に実装する工程とを備えたことを特徴とするものである。
The method for manufacturing an electrical wiring board according to the present invention includes a clad formed with a mirror surface comprising a first end surface, a second end surface and a single surface, embedded in the clad, and a first core end surface on the first end surface, respectively. Exposed, the second core end surface is exposed at the second end surface, reaches the mirror surface from the first core end surface, and forms a continuous optical path that is changed in direction by the mirror surface and reaches the second core end surface. e Bei a plurality of cores, the first core end surface and the second core end surfaces are m columns n rows, each said first end face and second end face (however, m and n is an integer of 2 or greater) matrix in a sequence of The n cores in each row are arranged on a plane perpendicular to the first end surface and the mirror surface, respectively, reach the mirror surface from the first core end surface in parallel to each other, and are oriented in the mirror surface. Can be changed parallel to each other An optical path changing device that configures the optical path continuous reach the core end face, inorganic and organic material is formed on a substrate photolithography and the waveguide body provided with a core of n × n which cross each other in combination with etching Forming the waveguide body by bonding m layers, forming the mirror surface by cutting through a part of the intersection, mounting the optical path conversion device on an electrical wiring board, and an array Mounting the optical type optical waveguide unit on the electric wiring board so that one end of the plurality of waveguide cores faces the plurality of cores on the first end face or the second end face. Is.

この発明によれば、低価格で光結合効率の高い光結合構造体、または電気配線基板が得られる。   According to the present invention, an optical coupling structure or an electrical wiring board with low cost and high optical coupling efficiency can be obtained.

この発明の実施の形態1に係る光路変換デバイスを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the optical path changing device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る光路変換デバイスにおける光路変換動作を説明する側面図である。It is a side view explaining the optical path changing operation in the optical path changing device concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る光路変換デバイスを用いた光結合構造を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the optical coupling structure using the optical path changing device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る光路変換デバイスを用いた光結合構造の実装例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of mounting of the optical coupling structure using the optical path changing device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る光路変換デバイスにおける光路変換動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the optical path conversion operation | movement in the optical path conversion device concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る光路変換デバイスにおける光路変換動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the optical path changing operation | movement in the optical path changing device concerning Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る光路変換デバイスを用いた実装構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mounting structure using the optical path changing device which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る光路変換デバイスを用いた実装構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mounting structure using the optical path changing device which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係る光路変換デバイスの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the optical path changing device which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7に係る光路変換デバイスの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the optical path changing device which concerns on Embodiment 7 of this invention. この発明の実施の形態9に係る光路変換デバイスの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the optical path changing device concerning Embodiment 9 of this invention. この発明の実施の形態9に係る光路変換デバイスの製造方法におけるコア形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the core formation method in the manufacturing method of the optical path changing device concerning Embodiment 9 of this invention. この発明の実施の形態10に係る光路変換デバイスの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the optical path changing device concerning Embodiment 10 of this invention. この発明の実施の形態11に係る光路変換デバイスを示す側面図である。It is a side view which shows the optical path changing device concerning Embodiment 11 of this invention. この発明の実施の形態12に係る光路変換デバイスを示す側面図である。It is a side view which shows the optical path changing device concerning Embodiment 12 of this invention. この発明の実施の形態13に係る光路変換デバイスを示す側面図である。It is a side view which shows the optical path changing device concerning Embodiment 13 of this invention. 従来の光路変換デバイスを示す側面図である。It is a side view which shows the conventional optical path changing device.

以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る光路変換デバイスを模式的に示す斜視図、図2はこの発明の実施の形態1に係る光路変換デバイスにおける光路変換動作を説明する側面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an optical path conversion device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a side view for explaining an optical path conversion operation in the optical path conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、光路変換デバイス10は、光路となる6本のL字状のコア11が、クラッド12内に埋め込まれて作製されている。
クラッド12には、第1端面12a、第2端面12bおよび光路変換用のミラー面13が形成されている。そして、コア11の第1コア端面11aがクラッド12の第1端面12aに3列・2行のマトリックス状(2次元的)に配列され、第2コア端面11bがクラッド12の第2端面12bに3列・2行のマトリックス状(2次元的)に配列されている。各コア11は、第1コア端面11aからミラー面13に至る光路と、第2コア端面11bからミラー面13に至る光路とが、光軸をミラー面13上で交差させ、かつ、光軸の交差点におけるミラー面13の垂線に対して対称となるようにL字状に形成されている。そして、6本のコア11は、ミラー面13に直交する同一平面上に平行に配列された2本のコア11を、該平面に直交する方向に平行に所定ピッチで3列に配列して構成されている。なお、ミラー面13には、各コア11の光軸の交差点が3列・2行のマトリックス状(2次元的)に配列されている。
In FIG. 1, an optical path conversion device 10 is manufactured by embedding six L-shaped cores 11 serving as an optical path in a clad 12.
The cladding 12 is formed with a first end surface 12a, a second end surface 12b, and a mirror surface 13 for optical path conversion. The first core end surface 11 a of the core 11 is arranged in a matrix (two-dimensional) in three columns and two rows on the first end surface 12 a of the cladding 12, and the second core end surface 11 b is aligned with the second end surface 12 b of the cladding 12. They are arranged in a matrix of 3 columns and 2 rows (two-dimensional). Each core 11 has an optical path from the first core end surface 11a to the mirror surface 13 and an optical path from the second core end surface 11b to the mirror surface 13 intersecting the optical axis on the mirror surface 13, and the optical axis It is formed in an L shape so as to be symmetric with respect to the normal of the mirror surface 13 at the intersection. The six cores 11 are configured by arranging two cores 11 arranged in parallel on the same plane orthogonal to the mirror surface 13 in three rows at a predetermined pitch parallel to the direction orthogonal to the plane. Has been. On the mirror surface 13, the intersections of the optical axes of the cores 11 are arranged in a matrix of 3 columns and 2 rows (two-dimensional).

なお、ミラー面13は、コア11の光軸に対して45度の角度(ミラー角度θ)の平坦面に形成されている。また、第1および第2端面12a、12bは、それぞれコア11の光軸に対して90度の角度の平坦面に形成されている。
また、コア11およびクラッド12には、屈折率の異なるガラスが用いられている。そして、コア11には、クラッド12のガラスより屈折率の大きいガラスが用いられており、両者の屈折率差は0.1〜1.0%である。
The mirror surface 13 is formed on a flat surface having an angle of 45 degrees (mirror angle θ) with respect to the optical axis of the core 11. The first and second end faces 12 a and 12 b are each formed as a flat surface having an angle of 90 degrees with respect to the optical axis of the core 11.
The core 11 and the clad 12 are made of glass having different refractive indexes. The core 11 is made of glass having a higher refractive index than that of the clad 12, and the difference in refractive index between the two is 0.1 to 1.0%.

このように構成された光路変換デバイス10における光路変換動作について図2を参照しつつ説明する。
光14は、光路変換デバイス10の第1端面12aからコア11の第1コア端面11a内に入射する。そして、コア11の屈折率>クラッド12の屈折率となっているので、光14は、低損失でコア11内を進んでミラー面13に到達する。そこで、光14は、ミラー面13で反射され、光路を90度変換されて低損失でコア11内を進んで、コア11の第2コア端面11bから出射される。これにより、光14の光路は、光路変換デバイス10により90度変換される。
なお、光14が光路変換デバイス10の第2端面12bからコア11の第2コア端面11b内に入射した場合も、同様に光路を90度変換されて、コア11の第1コア端面11aから出射される。
An optical path changing operation in the optical path changing device 10 configured as described above will be described with reference to FIG.
The light 14 enters the first core end surface 11 a of the core 11 from the first end surface 12 a of the optical path conversion device 10. Since the refractive index of the core 11> the refractive index of the cladding 12, the light 14 travels through the core 11 with low loss and reaches the mirror surface 13. Therefore, the light 14 is reflected by the mirror surface 13, the optical path is converted by 90 degrees, travels through the core 11 with low loss, and is emitted from the second core end surface 11 b of the core 11. As a result, the optical path of the light 14 is converted by 90 degrees by the optical path conversion device 10.
Even when the light 14 enters the second core end surface 11b of the core 11 from the second end surface 12b of the optical path conversion device 10, the light path is similarly converted by 90 degrees and emitted from the first core end surface 11a of the core 11. Is done.

ついで、この光路変換デバイス10を用いた光結合構造について図3を参照しつつ説明する。
図3において、アレイ型光電変換素子ユニット20は、面発光型レーザ(VCSEL)および端面発光型レーザ(LD)等の発光素子あるいはフォトダイオード(PD)等の受光素子からなる光電変換素子21が仕様に応じて適宜選択されて2次元に配列されて基板22上に実装されている。ここでは、6つの光電変換素子21が、光路変換デバイス10のコア11の第1コア端面11aと同等の配列ピッチで3列・2行のマトリックスに配列されている。
Next, an optical coupling structure using the optical path conversion device 10 will be described with reference to FIG.
3, the array type photoelectric conversion element unit 20 has a photoelectric conversion element 21 including a light emitting element such as a surface emitting laser (VCSEL) and an edge emitting laser (LD) or a light receiving element such as a photodiode (PD). Are appropriately selected according to the two-dimensional arrangement and mounted on the substrate 22. Here, the six photoelectric conversion elements 21 are arranged in a matrix of three columns and two rows at an arrangement pitch equivalent to the first core end surface 11a of the core 11 of the optical path conversion device 10.

アレイ型光導波路ユニット25は、光導波路となる断面矩形のコア26が、その光軸を平行として、3列・2層のマトリックスに配列されて、クラッド27に埋め込まれて作製されている。このアレイ型光導波路ユニット25におけるコア26の配列ピッチは、光路変換デバイス10におけるコア11の第2コア端面11bの配列ピッチと等しく構成されている。そして、コア26の長さ方向のユニット25の両端面がコア26の光軸に対して90度の角度の平坦面に形成されている。ここで、コア26およびクラッド27の材料には、例えばフッ素化ポリイミドが用いられている。そして、コア26には、クラッド27のフッ素化ポリイミドより屈折率の大きいフッ素化ポリイミドが用いられている。そして、両者の屈折率差は0.1〜1.0%である。   The array type optical waveguide unit 25 is manufactured by embedding a core 26 having a rectangular cross-section to be an optical waveguide in a matrix of three rows and two layers with its optical axis parallel and embedded in a clad 27. The arrangement pitch of the cores 26 in the array type optical waveguide unit 25 is configured to be equal to the arrangement pitch of the second core end faces 11 b of the cores 11 in the optical path conversion device 10. Both end surfaces of the unit 25 in the length direction of the core 26 are formed as flat surfaces having an angle of 90 degrees with respect to the optical axis of the core 26. Here, for example, fluorinated polyimide is used as the material of the core 26 and the clad 27. The core 26 is made of fluorinated polyimide having a refractive index larger than that of the fluorinated polyimide of the clad 27. And the refractive index difference of both is 0.1 to 1.0%.

この光路変換デバイス10は、各コア11の第1コア端面11aの光軸を光電変換素子21の素子面の中心に一致させてアレイ型光電変換素子ユニット20に密接して配設される。そして、アレイ型光導波路ユニット25が、各コア26の光軸を各コア11の第2コア端面11bの光軸に一致させて光路変換デバイス10に密接して配設される。
これにより、光電変換素子21が発光素子の場合、光電変換素子21から出射された光は、光路変換デバイス10により光路を90度変換されて、アレイ型光導波路ユニット25の一端側からコア26に入射する。そして、コア26の屈折率>クラッド27の屈折率となっているので、光は、低損失でコア26内を進み、アレイ型光導波路ユニット25の他端側から出射される。
一方、光電変換素子21が受光素子の場合、アレイ型光導波路ユニット25の他端側からコア26に入射した光は、第2コア端面11bからコア11に入射する。そして、光は、光路変換デバイス10により光路を90度変換されて、第1コア端面11aから出射し、光電変換素子21に受光される。
The optical path conversion device 10 is disposed in close contact with the array type photoelectric conversion element unit 20 with the optical axis of the first core end face 11 a of each core 11 aligned with the center of the element surface of the photoelectric conversion element 21. The array type optical waveguide unit 25 is disposed in close contact with the optical path conversion device 10 with the optical axis of each core 26 aligned with the optical axis of the second core end surface 11b of each core 11.
Thereby, when the photoelectric conversion element 21 is a light emitting element, the light emitted from the photoelectric conversion element 21 is optically converted by 90 degrees by the optical path conversion device 10, and is transferred from one end side of the array type optical waveguide unit 25 to the core 26. Incident. Since the refractive index of the core 26 is greater than the refractive index of the cladding 27, the light travels through the core 26 with low loss and is emitted from the other end side of the array type optical waveguide unit 25.
On the other hand, when the photoelectric conversion element 21 is a light receiving element, the light incident on the core 26 from the other end side of the arrayed optical waveguide unit 25 enters the core 11 from the second core end surface 11b. Then, the light is converted by the optical path conversion device 10 by 90 degrees, emitted from the first core end surface 11a, and received by the photoelectric conversion element 21.

ついで、図3に示される光結合構造の実装例を図4に基づいて説明する。
IC16およびアレイ型光電変換素子ユニット20が半田バンプあるいはワイヤボンディングにより基板17に実装される。また、光路変換デバイス10およびアレイ型光導波路ユニット25がコア11、26を互いに相対するようにして電気配線基板19上に実装される。ついで、光電変換素子21が光路変換デバイス10のコア11の第1コア端面11aに相対するようにして基板17を半田ボール18により電気配線基板19上に実装することで、図3に示される光結合構造が実現される。
そして、例えば、アレイ型光導波路ユニット25のコア26が光スイッチや合分波器等の光デバイスと光コネクタ等により接続され、光通信システムや超並列コンピュータに組み込まれる。
Next, a mounting example of the optical coupling structure shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.
The IC 16 and the array type photoelectric conversion element unit 20 are mounted on the substrate 17 by solder bumps or wire bonding. Further, the optical path conversion device 10 and the array type optical waveguide unit 25 are mounted on the electric wiring board 19 with the cores 11 and 26 facing each other. Next, the substrate 17 is mounted on the electrical wiring substrate 19 with the solder balls 18 so that the photoelectric conversion element 21 faces the first core end surface 11a of the core 11 of the optical path conversion device 10, thereby the light shown in FIG. A combined structure is realized.
For example, the core 26 of the array type optical waveguide unit 25 is connected to an optical device such as an optical switch or multiplexer / demultiplexer by an optical connector or the like, and is incorporated into an optical communication system or a massively parallel computer.

ここで、図4では、アレイ型光電変換素子ユニット20を基板17に固定するものとしているが、アレイ型光電変換素子ユニット20を光路変換デバイス10に実装(固定)するようにしてもよい。
また、アレイ型光電変換素子ユニット20を基板17に半田バンプやワイヤボンディングにより電気的に接続するものとしているが、両者の接続には、導電性接着剤、Pin Grid Array(PGA)、Land Grid Array(LGA)等を用いてもよい。
Here, in FIG. 4, the array type photoelectric conversion element unit 20 is fixed to the substrate 17, but the array type photoelectric conversion element unit 20 may be mounted (fixed) on the optical path conversion device 10.
In addition, the array type photoelectric conversion element unit 20 is electrically connected to the substrate 17 by solder bumps or wire bonding. For the connection between the two, a conductive adhesive, a Pin Grid Array (PGA), a Land Grid Array is used. (LGA) or the like may be used.

また、アレイ型光電変換素子ユニット20と光路変換デバイス10との隙間やアレイ型光導波路ユニット25と光路変換デバイス10との隙間は、一般的に空気であるが、使用する波長で伝播損失が小さく、コア11、26と効率よく光結合できる材料、例えばフッ素化ポリイミド、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂をこれらの隙間に充填するようにしてもよい。
また、アレイ型光導波路ユニット25は、例えばフッ素化ポリイミド、ポリメチルメタアクリレート、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の接着剤を用いて電気配線基板19に固定できるが、位置決め用の枠体やガイドピンを用いてアレイ型光導波路ユニット25を光路変換デバイス10に固定してもよい。
Further, the gap between the array type photoelectric conversion element unit 20 and the optical path conversion device 10 and the gap between the array type optical waveguide unit 25 and the optical path conversion device 10 are generally air, but propagation loss is small at the wavelength used. These gaps may be filled with a material that can be efficiently optically coupled to the cores 11 and 26, for example, a resin such as fluorinated polyimide, polymethyl methacrylate (PMMA), silicone resin, or epoxy resin.
The array type optical waveguide unit 25 can be fixed to the electric wiring board 19 by using an adhesive such as fluorinated polyimide, polymethyl methacrylate, silicone resin, epoxy resin, etc. The array type optical waveguide unit 25 may be fixed to the optical path conversion device 10 by using it.

このように、この実施の形態1によれば、光導波路であるコア11が3×2のマトリックス状に配列されてクラッド12に埋設され、光路変換用のミラー面13がクラッド12に一体に形成されている。
そこで、従来のマイクロミラー付き光ピン5や光ピン5を嵌め込むためのスルーホール3が不要となり、製造プロセスが簡略化され、低価格化が図られるとともに、スルーホール3の内壁面の凹凸に起因する光結合効率の低下もない。
Thus, according to the first embodiment, the cores 11 that are optical waveguides are arranged in a 3 × 2 matrix and embedded in the cladding 12, and the mirror surface 13 for optical path conversion is formed integrally with the cladding 12. Has been.
Therefore, the conventional optical pin 5 with a micromirror and the through hole 3 for fitting the optical pin 5 become unnecessary, the manufacturing process is simplified, the price is reduced, and the unevenness of the inner wall surface of the through hole 3 is reduced. There is no decrease in the optical coupling efficiency due to this.

また、コア11を高い位置精度でマトリックス状の配列に作製できるので、マトリックス状に配列された光電変換素子21(コア26)とコア11との光軸ずれが生じにくく、光結合効率の低下が抑えられる。
また、マトリックス状に配列された光素子間を単一の光路変換デバイスで光結合でき、構成が簡素化され、低価格化が図られる。
また、コア11がミラー面13の前後で連続しているので、伝播する光を十分閉じ込めることができ、損失を少なくすることができる。
Further, since the cores 11 can be manufactured in a matrix arrangement with high positional accuracy, the optical axis misalignment between the photoelectric conversion elements 21 (cores 26) arranged in the matrix and the cores 11 hardly occurs, and the optical coupling efficiency is reduced. It can be suppressed.
In addition, optical elements arranged in a matrix can be optically coupled with a single optical path conversion device, the configuration is simplified, and the cost can be reduced.
Further, since the core 11 is continuous before and after the mirror surface 13, the propagating light can be sufficiently confined, and the loss can be reduced.

また、コア11がクラッド12に埋設されているので、コア11の長尺化に起因するコアの反りの発生は、従来技術のように光ピン5単品に発生する反りに比べて著しく低減される。その結果、コア11を3×2のマトリックス状に配列しても、コア11の位置精度の悪化がなく、光結合効率の低下が著しく抑えられる。
また、光路変換デバイス10がブロック体であるので、アレイ型光電変換素子ユニット20やアレイ型光導波路ユニット25等の素子と光路変換デバイス10とを光結合を、簡便な方法で精度よく行うことができる。
In addition, since the core 11 is embedded in the clad 12, the occurrence of the warp of the core due to the lengthening of the core 11 is significantly reduced as compared with the warp generated in the single optical pin 5 as in the prior art. . As a result, even if the cores 11 are arranged in a 3 × 2 matrix, the positional accuracy of the cores 11 is not deteriorated, and the decrease in optical coupling efficiency is remarkably suppressed.
In addition, since the optical path conversion device 10 is a block body, optical coupling between elements such as the array photoelectric conversion element unit 20 and the array optical waveguide unit 25 and the optical path conversion device 10 can be accurately performed by a simple method. it can.

ここで、上記実施の形態1では、クラッド12の一部を除去して平坦面のミラー面13を作製するものとしているが、ミラー面13に高反射率を有する金や多層膜を被覆するようにしてもよい。この場合、ミラー面13での反射率が向上され、損失の低下が抑えられる。また、ミラー面13に光選択透過膜を被覆するようにしてもよい。この場合、ミラー面13にフィルタ機能が付与され、所定波長の光のみをミラー面13を透過させて他の光導波路に入射させることができ、用途の拡大が図られる。   Here, in the first embodiment, a part of the clad 12 is removed to produce the flat mirror surface 13. However, the mirror surface 13 is covered with gold or a multilayer film having a high reflectance. It may be. In this case, the reflectance at the mirror surface 13 is improved, and a reduction in loss is suppressed. The mirror surface 13 may be covered with a light selective transmission film. In this case, the mirror surface 13 is provided with a filter function, and only light having a predetermined wavelength can be transmitted through the mirror surface 13 and incident on other optical waveguides.

なお、上記実施の形態1では、コア11の第1および第2コア端面11a、11bを3列・2行のマトリックス状に配列するものとしているが、第1および第2コア端面11a、11bの配列状態はこれに限定されるものではなく、光電変換素子21の配列状態やコア26の配列状態に合わせて適宜設定されるものである。また、第1および第2コア端面11a、11bの配列ピッチも、等ピッチである必要はなく、光電変換素子21やコア26の配列状態に合わせて適宜設定されるものである。さらに、第1および第2コア端面11a、11bは必ずしも3列・2行の完全なマトリックス状に配列されている必要はなく、例えばある1列の2個のコア端面が他の列のコア端面に対して行方向にオフセットされていてもよいし、ある1列に3個のコア端面が配列されていてもよい。   In the first embodiment, the first and second core end faces 11a and 11b of the core 11 are arranged in a matrix of 3 columns and 2 rows, but the first and second core end faces 11a and 11b The arrangement state is not limited to this, and is appropriately set according to the arrangement state of the photoelectric conversion elements 21 and the arrangement state of the cores 26. Further, the arrangement pitch of the first and second core end faces 11a and 11b is not necessarily equal, and is appropriately set according to the arrangement state of the photoelectric conversion elements 21 and the cores 26. Further, the first and second core end faces 11a and 11b do not necessarily have to be arranged in a complete matrix of 3 columns and 2 rows. For example, two core end faces in one column are core end faces in other columns. May be offset in the row direction, or three core end faces may be arranged in a certain column.

また、ミラー角度θを45度とするものとしているが、ミラー角度θは45度に限定されるものではなく、適宜設定すれば、光路の変換角度を任意に調整できる。
また、コア11、26内を伝播するモードはシングルモードでも、マルチモードでもよいことは言うまでもないことである。
Further, the mirror angle θ is assumed to be 45 degrees, but the mirror angle θ is not limited to 45 degrees, and the optical path conversion angle can be arbitrarily adjusted if appropriately set.
Needless to say, the mode propagating through the cores 11 and 26 may be a single mode or a multi-mode.

また、上記実施の形態1では、コア11およびクラッド12の材料として、石英ガラス、酸化ガラス、ハロゲン化ガラス等のガラスを用いるものとしているが、コア11およびクラッド12の材料はこれに限定されるものではなく、伝播損失に対して低損失な材料であればよく、例えばフッ素化ポリイミド、ポリメチルメタアクリレート、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。そして、コア11とクラッド12との屈折率差を約0.1〜1.0%としているが、用途により適宜変更できることは言うまでもないことである。   In the first embodiment, glass such as quartz glass, oxide glass, and halogenated glass is used as the material for the core 11 and the cladding 12, but the material for the core 11 and the cladding 12 is limited to this. Any material may be used as long as the material has low loss with respect to propagation loss. For example, fluorinated polyimide, polymethyl methacrylate, silicone resin, epoxy resin, or the like can be used. And although the refractive index difference of the core 11 and the clad 12 is about 0.1-1.0%, it cannot be overemphasized that it can change suitably with a use.

また、光電変換素子21の扱える波長は、0.85μm、1.3μm、1.55μmのものが一般的であるが、これに限定されるものではなく、必要に応じて任意の波長を用いることができる。   The wavelengths that can be handled by the photoelectric conversion element 21 are generally 0.85 μm, 1.3 μm, and 1.55 μm. However, the wavelength is not limited to this, and an arbitrary wavelength may be used as necessary. Can do.

また、光電変換素子21の波長特性を活用して、複数の波長を扱えるようにしても良い。この場合、隣接するコア11、26を伝播する光のクロストークが抑えられるようになる。   Further, the wavelength characteristics of the photoelectric conversion element 21 may be utilized so that a plurality of wavelengths can be handled. In this case, crosstalk of light propagating through the adjacent cores 11 and 26 can be suppressed.

また、アレイ型光導波路ユニット25におけるコア26およびクラッド27は、フッ素化ポリイミドに限定されるものではなく、光の伝播に必要な屈折率が得られ、かつ、伝播波長に対して低損失の材料であればよく、例えば石英ガラス、酸化ガラス、ハロゲン化ガラス等のガラス、ポリメチルメタアクリレート、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。そして、コア26とクラッド27との屈折率差を約0.1〜1.0%としているが、用途により適宜変更できることは言うまでもないことである。
また、アレイ型光導波路ユニット25は、コア26をクラッド27に埋め込んで構成するものとしているが、コアとクラッドとが一体に作製された複数の光ファイバを束ねてアレイ型光導波路ユニットを構成してもよい。
Further, the core 26 and the clad 27 in the array type optical waveguide unit 25 are not limited to fluorinated polyimide, and a material having a refractive index necessary for light propagation and low loss with respect to the propagation wavelength. For example, glass such as quartz glass, oxide glass, and halogenated glass, polymethyl methacrylate, silicone resin, epoxy resin, and the like can be used. And although the refractive index difference of the core 26 and the clad | crud 27 is about 0.1 to 1.0%, it cannot be overemphasized that it can change suitably with a use.
The array type optical waveguide unit 25 is configured by embedding a core 26 in a clad 27. However, the array type optical waveguide unit is configured by bundling a plurality of optical fibers in which the core and the clad are integrally manufactured. May be.

実施の形態2.
この実施の形態2では、図5に示されるように、ミラー角度θを45度とする第2ミラー面13aがミラー面13と第2端面12bとの間に形成されている。
このように作製された光路変換デバイス10Aでは、光路を180度変換することができ、複雑な光路変換に対応できる。
なお、この実施の形態2においても、ミラー角度θを適宜設定することにより、光路の変換角度を任意に調整できる。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, a second mirror surface 13a having a mirror angle θ of 45 degrees is formed between the mirror surface 13 and the second end surface 12b.
In the optical path conversion device 10A thus manufactured, the optical path can be converted by 180 degrees, and it is possible to cope with complicated optical path conversion.
In the second embodiment as well, the conversion angle of the optical path can be arbitrarily adjusted by appropriately setting the mirror angle θ.

実施の形態3.
この実施の形態3では、図6に示されるように、ミラー角度θを45度とする第2ミラー面13bがミラー面13と第2端面12bとの間に形成されている。
このように作製された光路変換デバイス10Bでは、光路をクランク変換(0度変換)することができ、複雑な光路変換に対応できる。
なお、この実施の形態3においても、ミラー角度θを適宜設定することにより、光路の変換角度を任意に調整できる。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, as shown in FIG. 6, a second mirror surface 13b having a mirror angle θ of 45 degrees is formed between the mirror surface 13 and the second end surface 12b.
In the optical path conversion device 10B manufactured in this way, the optical path can be crank-converted (0 degree conversion), and it is possible to cope with complicated optical path conversion.
In the third embodiment as well, the conversion angle of the optical path can be arbitrarily adjusted by appropriately setting the mirror angle θ.

実施の形態4.
図7はこの発明の実施の形態4に係る光路変換デバイスを用いた実装構造を示す模式図である。
この実施の形態4では、図7に示されるように、異なる基板17に実装されたアレイ型光電変換素子ユニット20間の光結合構造を光路変換デバイス10とアレイ型光導波路ユニット25と組み合わせて実現している。
従って、この光路変換デバイス10は、アレイ型光電変換素素子ユニット20とアレイ型光導波路ユニット25との間の光結合、さらにはアレイ型光導波路ユニット25間の光結合に適用することができる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a mounting structure using an optical path conversion device according to Embodiment 4 of the present invention.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the optical coupling structure between the array type photoelectric conversion element units 20 mounted on different substrates 17 is realized by combining the optical path conversion device 10 and the array type optical waveguide unit 25. doing.
Therefore, the optical path conversion device 10 can be applied to optical coupling between the array type photoelectric conversion element unit 20 and the array type optical waveguide unit 25 and further to optical coupling between the array type optical waveguide unit 25.

実施の形態5.
図8はこの発明の実施の形態5に係る光路変換デバイスを用いた実装構造を示す模式図である。
この実施の形態5では、図8に示されるように、異なる基板17に実装されたアレイ型光電変換素子ユニット20間の光結合構造を光路変換デバイス10Aで実現している。
従って、この光路変換デバイス10Aは、アレイ型光電変換素素子ユニット20間の光結合に適用することができる。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a mounting structure using an optical path conversion device according to Embodiment 5 of the present invention.
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, an optical coupling structure between array type photoelectric conversion element units 20 mounted on different substrates 17 is realized by an optical path conversion device 10A.
Therefore, the optical path conversion device 10A can be applied to optical coupling between the array type photoelectric conversion element units 20.

実施の形態6.
図9はこの発明の実施の形態6に係る光路変換デバイスの製造方法を説明する工程図である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 9 is a process diagram for explaining a method of manufacturing an optical path conversion device according to Embodiment 6 of the present invention.

ここで、コアおよびクラッド材として石英を用いて光路変換デバイスの製造方法について説明する。
まず、図9の(a)に示されるように、低屈折率の石英ガラスを用いて、薄板平板状の基板30を作製する。ついで、スパッタ等の真空成膜技術を用いて高屈折率の石英を基板30上に所定厚さに成膜する。そして、高屈折率の石英膜上にフォトレジストを塗布し、写真製版技術を用いてフォトレジストをパターニングした後、反応性イオンエッチング(RIE)により石英膜の不要部分を除去する。ついで、フォトレジストを除去して、同一平面上に形成された高屈折率の石英膜からなる4本のコア31a、31bが得られる。2本のコア31aは平行な直線状に形成され、2本のコア31bは平行な直線状に形成され、コア31aとコア31bとが互いに直交している。なお、コア31a、31bの交差部は直線上に位置し、コア11の折り返し部に相当する。
そして、低屈折率の石英をスパッタ等の真空成膜技術を用いて基板30上に所定厚さに成膜する。これにより、図9の(b)に示されるように、コア31a、31bが低屈折率の石英(クラッド)に埋設されてなる導波路体32が得られる。
Here, a method for manufacturing an optical path conversion device using quartz as a core and a clad material will be described.
First, as shown in FIG. 9A, a thin plate-like substrate 30 is manufactured using quartz glass having a low refractive index. Next, quartz having a high refractive index is deposited on the substrate 30 to a predetermined thickness using a vacuum deposition technique such as sputtering. Then, after applying a photoresist on the high refractive index quartz film and patterning the photoresist using a photoengraving technique, unnecessary portions of the quartz film are removed by reactive ion etching (RIE). Next, the photoresist is removed to obtain four cores 31a and 31b made of a high refractive index quartz film formed on the same plane. The two cores 31a are formed in parallel straight lines, the two cores 31b are formed in parallel straight lines, and the cores 31a and 31b are orthogonal to each other. In addition, the intersection part of the cores 31a and 31b is located on a straight line, and corresponds to the folded part of the core 11.
Then, a low refractive index quartz film is formed on the substrate 30 to a predetermined thickness using a vacuum film forming technique such as sputtering. As a result, as shown in FIG. 9B, a waveguide body 32 in which the cores 31a and 31b are embedded in quartz (clad) having a low refractive index is obtained.

ついで、この導波路体32を図9の(c)に示されるようにコア31a、31bを一致させて積み重ね、積み重ねられた導波路体32を貼り合わせて導波路ユニット33を得る。
ついで、ダイシングにより、導波路ユニット33をコア31a、31bの交差部の一部とともに切断除去し、図9の(d)に示されるように、ミラー面34を形成し、光路変換デバイスを得る。なお、ミラー面34はコア31aの光軸とコア31bの光軸との交点位置を通るように形成されている。
Then, the waveguide body 32 is stacked with the cores 31a and 31b aligned as shown in FIG. 9C, and the stacked waveguide bodies 32 are bonded together to obtain the waveguide unit 33.
Next, by dicing, the waveguide unit 33 is cut and removed together with a part of the intersecting portion of the cores 31a and 31b to form a mirror surface 34 as shown in FIG. 9D, thereby obtaining an optical path conversion device. The mirror surface 34 is formed so as to pass through the intersection of the optical axis of the core 31a and the optical axis of the core 31b.

このように作製された光路変換デバイスでは、コア31aとコア31bとがミラー面34で折り返されて連続するコア11を構成し、低屈折率の石英がクラッド12を構成し、ミラー面34がミラー面13を構成している。
そして、各コア11は、第1コア端面11aからミラー面13(34)に至るコア31aと、第2コア端面11bからミラー面13(34)に至るコア31bとが、ミラー面13(34)上で交差し、かつ、該交差点におけるミラー面13(34)の垂線に対して対称となるように形成されている。そして、8本のコア11は、ミラー面13(34)に直交する同一平面上に平行に配列された2本のコア11を、該平面に直交する方向(積層方向)に平行に4列に配列して構成されている。また、第1コア端面11aおよび第2コア端面11bが、それぞれ第1端面12aおよび第2端面12bに4列・2行のマトリックス状に配列されている。
In the optical path conversion device manufactured in this way, the core 31a and the core 31b are folded back by the mirror surface 34 to constitute the continuous core 11, the low refractive index quartz constitutes the cladding 12, and the mirror surface 34 is the mirror. A surface 13 is formed.
Each core 11 includes a core 31a extending from the first core end surface 11a to the mirror surface 13 (34) and a core 31b extending from the second core end surface 11b to the mirror surface 13 (34). It is formed so as to be symmetric with respect to the perpendicular line of the mirror surface 13 (34) at the intersection. The eight cores 11 are arranged in four rows in parallel to a direction (stacking direction) perpendicular to the plane, with the two cores 11 arranged in parallel on the same plane orthogonal to the mirror surface 13 (34). It is arranged and arranged. The first core end surface 11a and the second core end surface 11b are arranged in a matrix of 4 columns and 2 rows on the first end surface 12a and the second end surface 12b, respectively.

この実施の形態6による製造方法では、コア11が写真製版技術と反応性イオンエッチングとを組み合わせて作製されているので、コア11の位置精度が確保され、光電変換素子21やコア26との光結合における光結合効率を高めることができる。
また、導波路体32に複数本のコア31a、31bを作製できるので、低価格化が図られる。
In the manufacturing method according to the sixth embodiment, since the core 11 is produced by combining photolithography and reactive ion etching, the positional accuracy of the core 11 is ensured, and the light from the photoelectric conversion element 21 and the core 26 is obtained. The optical coupling efficiency in coupling can be increased.
In addition, since a plurality of cores 31a and 31b can be produced in the waveguide body 32, the cost can be reduced.

なお、上記実施の形態6では、ダイシングにより導波路ユニット33を切断してミラー面34を作製するものとしているが、ダイシングによる切断後、研磨を施してミラー面34の平面度を高めるようにしてもよい。さらに、ダイシングに代えて、反応性イオンエッチングや研磨によりミラー面を形成するようにしてもよい。
また、上記実施の形態6では、高屈折率の石英膜を成膜した後、エッチングによりコアを形成するものとしているが、予め所定形状に作製されたコアを基板30上に貼り付けてもよい。
In the sixth embodiment, the waveguide unit 33 is cut by dicing to produce the mirror surface 34. However, after cutting by dicing, polishing is performed to increase the flatness of the mirror surface 34. Also good. Further, instead of dicing, the mirror surface may be formed by reactive ion etching or polishing.
In the sixth embodiment, a high refractive index quartz film is formed, and then the core is formed by etching. However, a core that has been prepared in a predetermined shape may be attached to the substrate 30 in advance. .

また、上記実施の形態6において、1つの導波路体32のみコア31a、31bを3本づつ作製すれば、1列のみ3行の第1および第2コア端面11a、11bの2次元的な配列状態が得られる。この場合、3本づつのコア31a、31bは、コア11を構成するコア31a、31bの光軸の交点を直線上に配列するように導波路体32に形成する必要がある。また、1つの導波路体32のみコア31a、31bを1本づつ作製すれば、1列のみ1行の第1および第2コア端面11a、11bの2次元的な配列状態が得られる。
また、上記実施の形態6において、4つの導波路体32を交互にオフセットして貼り合わせれば、第1および第2コア端面11a、11bを千鳥状に配列した2次元的な配列状態が得られる。この場合、各導波路体32におけるコア11を構成するコア31a、31bの光軸の交点を通る直線が、導波路体32の積層方向に重なるように導波路体32を積層する必要がある。
In the sixth embodiment, if only one waveguide body 32 is formed with three cores 31a and 31b, two-dimensional arrangement of the first and second core end faces 11a and 11b in three rows only in one column. A state is obtained. In this case, it is necessary to form the three cores 31a and 31b in the waveguide body 32 so that the intersections of the optical axes of the cores 31a and 31b constituting the core 11 are arranged on a straight line. Further, if the cores 31a and 31b are produced one by one for only one waveguide body 32, a two-dimensional arrangement state of the first and second core end faces 11a and 11b in one row for only one column can be obtained.
In the sixth embodiment, if the four waveguide bodies 32 are alternately offset and bonded, a two-dimensional arrangement state in which the first and second core end faces 11a and 11b are arranged in a staggered pattern can be obtained. . In this case, it is necessary to laminate the waveguide bodies 32 so that straight lines passing through the intersections of the optical axes of the cores 31 a and 31 b constituting the core 11 in each waveguide body 32 overlap in the lamination direction of the waveguide bodies 32.

実施の形態7.
上記実施の形態6では、導波路体32を貼り合わせた後ミラー面34を作製するものとしているが、この実施の形態7では、基板を作製する段階でミラー面を形成するものである。
Embodiment 7 FIG.
In the sixth embodiment, the mirror surface 34 is manufactured after the waveguide body 32 is bonded, but in the seventh embodiment, the mirror surface is formed at the stage of manufacturing the substrate.

ここで、この実施の形態7による光路変換デバイスの製造方法について図10を参照しつつ説明する。
まず、図10の(a)に示されるように、低屈折率の石英ガラスを用いて、ミラー面34aが形成された薄板平板状の基板30Aを作製する。ついで、スパッタ等の真空成膜技術を用いて高屈折率の石英を基板30A上に所定厚さに成膜する。そして、高屈折率の石英膜上にフォトレジストを塗布し、写真製版技術を用いてフォトレジストをパターニングした後、反応性イオンエッチング(RIE)により石英膜の不要部分を除去する。ついで、フォトレジストを除去して、同一平面上に形成された高屈折率の石英膜からなる4本のコア31a、31bを得る。2本のコア31aは平行な直線状に形成され、2本のコア31bは平行な直線状に形成され、コア31aとコア31bとがミラー面34aで互いに直交している。 そして、低屈折率の石英をスパッタ等の真空成膜技術を用いて基板30A上に所定厚さに成膜する。これにより、図10の(b)に示されるように、コア31a、31bが低屈折率の石英(クラッド)に埋設されてなる導波路体32Aが得られる。
Here, a method of manufacturing the optical path conversion device according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 10A, a thin plate-like substrate 30A on which a mirror surface 34a is formed is manufactured using quartz glass having a low refractive index. Next, a quartz film having a high refractive index is formed on the substrate 30A to a predetermined thickness by using a vacuum film formation technique such as sputtering. Then, after applying a photoresist on the high refractive index quartz film and patterning the photoresist using a photoengraving technique, unnecessary portions of the quartz film are removed by reactive ion etching (RIE). Then, the photoresist is removed to obtain four cores 31a and 31b made of a high refractive index quartz film formed on the same plane. The two cores 31a are formed in parallel straight lines, the two cores 31b are formed in parallel straight lines, and the cores 31a and 31b are orthogonal to each other on the mirror surface 34a. Then, a low-refractive-index quartz film is formed to a predetermined thickness on the substrate 30A using a vacuum film formation technique such as sputtering. As a result, as shown in FIG. 10B, a waveguide body 32A is obtained in which the cores 31a and 31b are embedded in quartz (clad) having a low refractive index.

ついで、この導波路体32Aを図10の(c)に示されるようにミラー面34aを一致させて積み重ね、積み重ねられた導波路体32Aを貼り合わせて導波路ユニット33を得る。これにより、図10の(d)示される光路変換デバイスが得られる。なお、ミラー面34はミラー面34aにより構成され、コア31aの光軸とコア31bの光軸との交点位置を通るように形成されている。
このように、この実施の形態7においても、上記実施の形態6と同様の光路変換デバイスが製造される。
Next, the waveguide body 32A is stacked with the mirror surfaces 34a aligned as shown in FIG. 10C, and the stacked waveguide bodies 32A are bonded together to obtain the waveguide unit 33. Thereby, the optical path changing device shown in FIG. 10D is obtained. In addition, the mirror surface 34 is comprised by the mirror surface 34a, and is formed so that it may pass through the intersection position of the optical axis of the core 31a, and the optical axis of the core 31b.
As described above, also in the seventh embodiment, an optical path conversion device similar to that of the sixth embodiment is manufactured.

実施の形態8.
上記実施の形態6では、コアおよびクラッド材として無機材である石英を用いるものとして説明しているが、この実施の形態8では、コアおよびクラッド材として有機材であるフッ素化ポリイミドを用いたものである。
まず、低屈折率の第1フッ素化ポリイミド溶液を石英基板上にスピンコートし、ベーキングして第1クラッド層を形成する。ついで、高屈折率の第2フッ素化ポリイミド溶液をスピンコートし、ベーキングして第1クラッド層上にコア層を形成する。
Embodiment 8 FIG.
In the sixth embodiment, it is described that quartz, which is an inorganic material, is used as the core and the clad material. In this eighth embodiment, fluorinated polyimide, which is an organic material, is used as the core and the clad material. It is.
First, a first fluorinated polyimide solution having a low refractive index is spin-coated on a quartz substrate and baked to form a first cladding layer. Next, a second fluorinated polyimide solution having a high refractive index is spin-coated and baked to form a core layer on the first cladding layer.

そして、コア層上にフォトレジストを塗布し、写真製版技術によりフォトレジストをパターニングし、その後反応性イオンエッチングによりコア層の不要部分を除去する。そして、フォトレジストを除去し、コア層からなるコアが得られる。ついで、第1フッ素化ポリイミド溶液をスピンコートし、ベーキングして第2クラッド層を形成する。
これにより、コアが第1および第2クラッド層に埋設されてなる導波路体(上述の導波路体32に相当)が得られる。なお、コアは上記実施の形態6におけるコア31a、31bと同様に構成されている。以降、上記実施の形態6と同様に、この導波路体を積層貼り合わせて導波路ユニットを作製し、ミラー面を形成して、光路変換デバイスが得られる。
従って、この実施の形態8においても、上記実施の形態6と同様の効果が得られる。
And a photoresist is apply | coated on a core layer, a photoresist is patterned by the photoengraving technique, and the unnecessary part of a core layer is removed by reactive ion etching after that. Then, the photoresist is removed to obtain a core composed of the core layer. Next, the first fluorinated polyimide solution is spin-coated and baked to form a second cladding layer.
Thereby, a waveguide body (corresponding to the above-described waveguide body 32) in which the core is embedded in the first and second cladding layers is obtained. The core is configured similarly to the cores 31a and 31b in the sixth embodiment. Thereafter, in the same manner as in the sixth embodiment, this waveguide body is laminated and bonded to produce a waveguide unit, and a mirror surface is formed to obtain an optical path conversion device.
Therefore, in the eighth embodiment, the same effect as in the sixth embodiment can be obtained.

なお、この実施の形態8では、コアおよびクラッド材としてフッ素化ポリイミドを用いるものとしているが、コアおよびクラッド材としてポリメチルメタアクリレート、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いた場合にも、この製造方法が適用できる。
また、上記実施の形態8では、コア層を反応性イオンエッチングによりパターニングするものとしているが、第2フッ素化ポリイミド溶液に光硬化性を付与すれば、写真製版技術のみでコア層をパターニングでき、製造プロセスの簡略化が図られる。
In the eighth embodiment, fluorinated polyimide is used as the core and the clad material. However, this manufacturing method is also used when polymethyl methacrylate, silicone resin, epoxy resin or the like is used as the core and clad material. Is applicable.
In the eighth embodiment, the core layer is patterned by reactive ion etching. However, if photocurability is imparted to the second fluorinated polyimide solution, the core layer can be patterned only by photolithography, The manufacturing process can be simplified.

また、上記実施の形態8では、導波路体を貼り合わせた後ミラー面を作製するものとしているが、上記実施の形態7と同様に、第1および第2フッ素化ポリイミド溶液を塗布する基板に予めミラー面を形成するようにしてもよい。
また、上記実施の形態8では、第2フッ素化ポリイミド溶液を塗布・硬化してコア層を形成した後、エッチングによりコアを形成するものとしているが、予め所定形状に作製されたコアを第1クラッド層上に貼り付けてもよい。
In the eighth embodiment, the mirror surface is prepared after the waveguide bodies are bonded together. However, as in the seventh embodiment, the first and second fluorinated polyimide solutions are applied to the substrate. A mirror surface may be formed in advance.
In the eighth embodiment, the core layer is formed by etching after the second fluorinated polyimide solution is applied and cured to form the core layer. You may affix on a clad layer.

実施の形態9.
図11はこの発明の実施の形態9に係る光路変換デバイスの製造方法を説明する工程図、図12はコア形成方法を説明する図である。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 11 is a process diagram for explaining a method for manufacturing an optical path conversion device according to Embodiment 9 of the present invention, and FIG. 12 is a diagram for explaining a core formation method.

ここで、コアおよびクラッド材としてハロゲン化ガラスを用いて光路変換デバイスの製造方法について説明する。
まず、図11の(a)に示されるように、ハロゲン化ガラスからなる平板状の基板40を作製する。
ついで、図12に示されるように、レーザ発生装置38から出射された810nmのレーザ光を集光レンズ39で集光し、100MJ/cmのエネルギーとして基板40の所定の深さ位置に照射する。この時、基板40は図12中矢印方向に移動され、1本のコア41bが基板40内のレーザ光の集光位置に形成される。1本のコア41bが形成された後、基板40をコア41bと直交する方向に所定量シフトさせ、同様に基板40を移動させつつ2本目のコア41bを形成する。このようにして、3本のコア41bが基板40内の同一平面上に平行に配列して形成される。
Here, a manufacturing method of an optical path conversion device using halogenated glass as a core and a clad material will be described.
First, as shown in FIG. 11A, a flat substrate 40 made of a halogenated glass is produced.
Next, as shown in FIG. 12, the laser beam of 810 nm emitted from the laser generator 38 is condensed by the condenser lens 39 and irradiated to a predetermined depth position of the substrate 40 as energy of 100 MJ / cm 2. . At this time, the substrate 40 is moved in the direction of the arrow in FIG. 12, and one core 41 b is formed at the laser beam condensing position in the substrate 40. After one core 41b is formed, the substrate 40 is shifted by a predetermined amount in the direction orthogonal to the core 41b, and the second core 41b is formed while moving the substrate 40 in the same manner. In this way, the three cores 41 b are formed in parallel on the same plane in the substrate 40.

ついで、集光レンズ39による基板40内の集光位置を所定量浅くして、同様にして、基板40内に3本のコア41bを平行に配列して形成する。これにより、図11の(b)に示されるように、6本のコア41bが3列・2層に配列された基板40(導波路体)を得る。
ついで、基板40の位置を90度回転させて、レーザ発生装置38および集光レンズ39を用いて、同様にして6本のコア41aを3列・2層に配列して基板40内に形成する。これにより、図11の(c)に示されるように、コア41aとコア41bとが互いに直角に交差するように形成された基板40(導波路体)を得る。なお、対応するコア41aとコア41bとの交差部は同一平面上に位置している。
ついで、ダイシングにより、基板40をコア41a、41bの交差部の一部とともに切断除去し、図11の(d)に示されるように、ミラー面42を形成し、光路変換デバイスを得る。このミラー面42はコア41aの光軸とコア41bの光軸との交点位置を通るように形成されている。
Subsequently, the condensing position in the substrate 40 by the condensing lens 39 is made shallow by a predetermined amount, and similarly, three cores 41 b are arranged in parallel in the substrate 40. As a result, as shown in FIG. 11B, a substrate 40 (waveguide body) in which six cores 41b are arranged in three rows and two layers is obtained.
Next, the position of the substrate 40 is rotated by 90 degrees, and the six cores 41a are arranged in three rows and two layers in the same manner using the laser generator 38 and the condenser lens 39, and formed in the substrate 40. . As a result, as shown in FIG. 11C, a substrate 40 (waveguide body) formed so that the core 41a and the core 41b intersect each other at right angles is obtained. In addition, the intersection of the corresponding core 41a and core 41b is located on the same plane.
Next, by dicing, the substrate 40 is cut and removed together with a part of the intersecting portion of the cores 41a and 41b to form a mirror surface 42 as shown in FIG. 11D, thereby obtaining an optical path conversion device. The mirror surface 42 is formed so as to pass through the intersection of the optical axis of the core 41a and the optical axis of the core 41b.

このように作製された光路変換デバイスでは、コア41aとコア41bとがミラー面42で折り返されてコア11を構成し、基板40がクラッド12を構成し、ミラー面42がミラー面13を構成している。
そして、各コア11は、第1コア端面11aからミラー面13(42)に至るコア41aと、第2コア端面11bからミラー面13(42)に至るコア41bとが、ミラー面13(42)上で交差し、かつ、該交差点におけるミラー面13(42)の垂線に対して対称となるように形成されている。そして、コア11は、ミラー面13(42)に直交する同一平面上に平行に配列された2本のコア11を、該平面に直交する方向に平行に3列に配列して構成されている。
In the optical path conversion device manufactured in this way, the core 41a and the core 41b are folded at the mirror surface 42 to form the core 11, the substrate 40 forms the clad 12, and the mirror surface 42 forms the mirror surface 13. ing.
Each core 11 includes a core 41a extending from the first core end surface 11a to the mirror surface 13 (42), and a core 41b extending from the second core end surface 11b to the mirror surface 13 (42), and the mirror surface 13 (42). They are formed so as to intersect with each other and to be symmetric with respect to the perpendicular of the mirror surface 13 (42) at the intersection. The core 11 is configured by arranging two cores 11 arranged in parallel on the same plane orthogonal to the mirror surface 13 (42) in three rows parallel to the direction orthogonal to the plane. .

この実施の形態9による製造方法では、レーザ発生装置38および集光レンズ39を用いてレーザ光を基板40に集光照射して、基板40内部に屈折率変化をもたらしてコア41a、41bを作製している。そこで、上記実施の形態6乃至8に比べて、導波路体32、32Aの貼り合わせ工程が不要となり、製造工程が簡略化され、低価格化が図られる。
また、上記実施の形態6乃至8による製造方法では、コアは断面矩形に形成されるが、この実施の形態9では、円形断面のコアを形成することができるので、伝播時の損失が少なく、効率的に光結合を行うことができる。
In the manufacturing method according to the ninth embodiment, laser light is focused on the substrate 40 using the laser generator 38 and the condensing lens 39, and a refractive index change is caused inside the substrate 40 to produce the cores 41a and 41b. doing. Therefore, as compared with the sixth to eighth embodiments, the bonding process of the waveguide bodies 32 and 32A becomes unnecessary, the manufacturing process is simplified, and the cost is reduced.
Further, in the manufacturing methods according to the above sixth to eighth embodiments, the core is formed in a rectangular cross section, but in the ninth embodiment, a core having a circular cross section can be formed, so that there is little loss during propagation, Optical coupling can be performed efficiently.

なお、上記実施の形態9では、基板40としてハロゲン化ガラスを用いるものとしているが、基板の材料はハロゲン化ガラスに限定されるものではなく、光照射により屈折率変化を起こすものであればよく、例えば酸化ガラス、石英ガラスを用いることができる。
また、上記実施の形態9では、ダイシングにより基板40を切断してミラー面42を作製するものとしているが、ダイシングによる切断後、研磨を施してミラー面42の平面度を高めるようにしてもよい。さらに、ダイシングに代えて、反応性イオンエッチングや研磨によりミラー面を形成するようにしてもよい。
In the ninth embodiment, a halogenated glass is used as the substrate 40. However, the material of the substrate is not limited to the halogenated glass, and any material may be used as long as it causes a change in refractive index by light irradiation. For example, oxide glass or quartz glass can be used.
In the ninth embodiment, the mirror surface 42 is manufactured by cutting the substrate 40 by dicing. However, after cutting by dicing, polishing may be performed to increase the flatness of the mirror surface 42. . Further, instead of dicing, the mirror surface may be formed by reactive ion etching or polishing.

また、上記実施の形態9では、光照射により3列・2層に配列されたコア41a、41bを基板40内に形成するものとしているが、他の方法でコア41bが3列・2層に配列された基板40を作製した後、光照射により、3列・2層に配列されたコア41aを基板40内に形成するようにしてもよい。ここで、コア41bが3列・2層に配列された基板40は、例えば基板40に3列の凹溝を形成し、各凹溝内に石英導波路や光ファイバを2本づつ収納し、その後フッ素化ポリイミド等の接着剤を凹溝内に充填して一体化することで得られる。   In the ninth embodiment, the cores 41a and 41b arranged in three rows and two layers are formed in the substrate 40 by light irradiation. However, the core 41b is formed in three rows and two layers by other methods. After the arrayed substrate 40 is manufactured, the cores 41a arranged in three rows and two layers may be formed in the substrate 40 by light irradiation. Here, the substrate 40 in which the cores 41b are arranged in three rows and two layers forms, for example, three rows of concave grooves in the substrate 40, and accommodates two quartz waveguides and two optical fibers in each concave groove, Thereafter, an adhesive such as fluorinated polyimide is filled in the concave groove and integrated.

実施の形態10.
上記実施の形態9では、コア41a、41bが形成された基板40にミラー面42を作製するものとしているが、この実施の形態10では、コア41a、41bの形成前の基板40Aにミラー面42を形成するものである。
Embodiment 10 FIG.
In the ninth embodiment, the mirror surface 42 is formed on the substrate 40 on which the cores 41a and 41b are formed. In the tenth embodiment, the mirror surface 42 is formed on the substrate 40A before the cores 41a and 41b are formed. Is formed.

ここで、この実施の形態10による光路変換デバイスの製造方法について図13を参照しつつ説明する。
まず、図13の(a)に示されるように、ハロゲン化ガラスを用いて、ミラー面42が形成された平板状の基板40Aを作製する。
ついで、レーザ発生装置38から出射された810nmのレーザ光を集光レンズ39で集光し、100MJ/cmのエネルギーとして基板40Aの所定の深さ位置に照射する。この時、基板40Aは図12中矢印方向に移動され、1本のコア41bが基板40A内のレーザ光の集光位置に形成される。1本のコア41bが形成された後、基板40Aをコア41bと直交する方向に所定量シフトさせ、同様に基板40Aを移動させつつ2本目のコア41bを形成する。このようにして、3本のコア41bが同一平面上に平行に配列して形成された基板40A(導波路体)を得る。
Here, a method of manufacturing the optical path conversion device according to the tenth embodiment will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 13A, a flat substrate 40A on which a mirror surface 42 is formed is produced using a halogenated glass.
Next, the laser beam of 810 nm emitted from the laser generator 38 is condensed by the condenser lens 39 and irradiated to a predetermined depth position of the substrate 40A as energy of 100 MJ / cm 2 . At this time, the substrate 40A is moved in the direction of the arrow in FIG. 12, and one core 41b is formed at the condensing position of the laser light in the substrate 40A. After one core 41b is formed, the substrate 40A is shifted by a predetermined amount in a direction orthogonal to the core 41b, and the second core 41b is formed while moving the substrate 40A in the same manner. In this way, a substrate 40A (waveguide body) in which the three cores 41b are formed in parallel on the same plane is obtained.

ついで、集光レンズ39による基板40A内の集光位置を所定量浅くして、同様にして、基板40A内に3本のコア41bを平行に配列して形成する。これにより、図13の(b)に示されるように、6本のコア41bが3列・2層に配列された基板40A(導波路体)を得る。
ついで、基板40Aの位置を90度回転させて、レーザ発生装置38および集光レンズ39を用いて、同様にして6本のコア41aを3列・2層に配列して基板40A内に形成する。コア41aは、それぞれの光軸が、図13の(c)に示されるように、対応するコア41bの光軸とミラー面42上で直角に交差するように形成される。
Next, the condensing position in the substrate 40A by the condensing lens 39 is made shallow by a predetermined amount, and similarly, three cores 41b are arranged in parallel in the substrate 40A. As a result, as shown in FIG. 13B, a substrate 40A (waveguide body) in which six cores 41b are arranged in three rows and two layers is obtained.
Next, the position of the substrate 40A is rotated 90 degrees, and the six cores 41a are arranged in three rows and two layers in the same manner using the laser generator 38 and the condenser lens 39, and formed in the substrate 40A. . The core 41a is formed such that each optical axis intersects the optical axis of the corresponding core 41b at right angles on the mirror surface 42, as shown in FIG.

これにより、光路変換デバイスが得られる。なお、ミラー面42はコア41aの光軸とコア41bの光軸との交点位置を通るように形成されている。
このように、この実施の形態10においても、上記実施の形態9と同様の光路変換デバイスが製造される。
Thereby, an optical path conversion device is obtained. The mirror surface 42 is formed so as to pass through the intersection of the optical axis of the core 41a and the optical axis of the core 41b.
Thus, also in the tenth embodiment, an optical path conversion device similar to that in the ninth embodiment is manufactured.

実施の形態11.
図14はこの発明の実施の形態11に係る光路変換デバイスを示す側面図である。
この実施の形態11による光路変換デバイス10Cは、コア45の光路断面がミラー面13から第1コア端面45aに向かって漸次拡大するように形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
Embodiment 11 FIG.
FIG. 14 is a side view showing an optical path conversion device according to Embodiment 11 of the present invention.
The optical path conversion device 10C according to the eleventh embodiment is formed such that the optical path cross section of the core 45 gradually increases from the mirror surface 13 toward the first core end surface 45a.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

この実施の形態11によれば、コア45の光路断面がミラー面13から第1コア端面45aに向かって漸次拡大するように形成されているので、第1コア端面45aの断面積が大きくなり、第1コア端面45aが入射端面として使用される場合、光電変換素子21やコア26と光路変換デバイス10Cとの位置決め精度が緩和される。   According to the eleventh embodiment, since the optical path cross section of the core 45 is formed so as to gradually expand from the mirror surface 13 toward the first core end face 45a, the cross-sectional area of the first core end face 45a increases. When the first core end surface 45a is used as the incident end surface, the positioning accuracy of the photoelectric conversion element 21 or the core 26 and the optical path conversion device 10C is relaxed.

なお、コア45の光路断面を変化させるには、反応性イオンエッチングにおけるマスク形状、レーザの集光方法等を変えることにより容易に達成できる。
また、上記実施の形態11では、コア45の光路断面がミラー面13から第1コア端面45aに至る全領域において漸次拡大するように形成されているものとしているが、コア45の光路断面は第1コア端面45aの断面積を最大とし、少なくとも第1コア端面45a近傍で第1コア端面45aに向かって漸次拡大するように形成されていればよい。
また、上記実施の形態11では、コア45の光路断面がミラー面13から第1コア端面45aに向かって漸次拡大するように形成されているものとしているが、コア45の光路断面がミラー面13から第2コア端面45bに向かって漸次拡大するように形成されてもよい。
Note that changing the optical path cross section of the core 45 can be easily achieved by changing the mask shape in reactive ion etching, the laser condensing method, and the like.
In the eleventh embodiment, the optical path cross section of the core 45 is formed so as to gradually expand in the entire region from the mirror surface 13 to the first core end face 45a. The cross-sectional area of the one core end surface 45a may be maximized, and it may be formed so as to gradually expand toward the first core end surface 45a at least in the vicinity of the first core end surface 45a.
In the eleventh embodiment, the optical path cross section of the core 45 is formed so as to gradually expand from the mirror surface 13 toward the first core end surface 45a. May be formed so as to gradually expand toward the second core end surface 45b.

実施の形態12.
図15はこの発明の実施の形態12に係る光路変換デバイスを示す側面図である。
この実施の形態12による光路変換デバイス10Dは、コア46の光路断面がミラー面13から第1コア端面46aに向かって漸次縮小するように形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態11と同様に構成されている。
Embodiment 12 FIG.
FIG. 15 is a side view showing an optical path conversion device according to Embodiment 12 of the present invention.
The optical path conversion device 10D according to the twelfth embodiment is formed so that the optical path cross section of the core 46 gradually decreases from the mirror surface 13 toward the first core end surface 46a.
Other configurations are the same as those of the eleventh embodiment.

この実施の形態12によれば、コア46の光路断面がミラー面13から第1コア端面46aに向かって漸次縮小するように形成されているので、第1コア端面46aの断面積が小さくなり、第1コア端面46aが出射端面として使用される場合、光電変換素子21やコア26と光路変換デバイス10Dとの位置決め精度が緩和される。   According to the twelfth embodiment, since the optical path cross section of the core 46 is formed so as to be gradually reduced from the mirror surface 13 toward the first core end face 46a, the cross-sectional area of the first core end face 46a is reduced, When the first core end surface 46a is used as the emission end surface, the positioning accuracy of the photoelectric conversion element 21 or the core 26 and the optical path conversion device 10D is relaxed.

なお、上記実施の形態12では、コア46の光路断面がミラー面13から第1コア端面46aに至る全領域において漸次縮小するように形成されているものとしているが、コア46の光路断面は、第1コア端面46aの断面積を最小とし、少なくとも第1コア端面46a近傍で第1コア端面46aに向かって漸次縮小するように形成されていればよい。
また、上記実施の形態12では、コア46の光路断面がミラー面13から第1コア端面46aに向かって漸次縮小するように形成されているものとしているが、コア46の光路断面がミラー面13から第2コア端面46bに向かって漸次縮小するように形成されてもよい。
In the twelfth embodiment, the optical path cross section of the core 46 is formed so as to be gradually reduced in the entire region from the mirror surface 13 to the first core end face 46a. The cross-sectional area of the 1st core end surface 46a should be made into the minimum, and it should just be formed so that it may reduce gradually toward the 1st core end surface 46a at least in the 1st core end surface 46a vicinity.
In the twelfth embodiment, the optical path cross section of the core 46 is formed so as to be gradually reduced from the mirror surface 13 toward the first core end surface 46a. However, the optical path cross section of the core 46 is the mirror surface 13. May be formed so as to be gradually reduced from the end toward the second core end face 46b.

実施の形態13.
図16はこの発明の実施の形態13に係る光路変換デバイスを示す側面図である。
この実施の形態13による光路変換デバイス10Eは、分岐コア48a、48bが第2端面12bとミラー面13とのコア47の途中部分から分岐して第2端面12bに露出するように形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態13によれば、コア47が2本の分岐コア48a、48bに分岐しているので、2つの光を1つの光に集合させて出射したり、1つの光を2つの光に分岐して出射したりすることができ、用途を拡大することができる。
なお、この場合、光路変換デバイス10Eの第1端面12aに2次元的に配列された第1コア端面47aの個数と第2端面12bに2次元的に配列された第2コア端面47bの個数とが異なることになる。
また、分岐するコア47の個数は、光結合の仕様に合わせて適宜設定されるものである。また、第1端面12aとミラー面13とのコア47の途中部分から分岐して第1端面12aに露出するようにしてもよい。
また、分岐コア48a、48bの途中にフィルタを形成すれば、分岐コア48a、48bに選択的に光を通すことができる。さらに、分岐コア48a、48bの途中にサーモオプティック(Thermo Optic)スイッチを設ければ、光路を選択的に切り換えることができる。
Embodiment 13 FIG.
FIG. 16 is a side view showing an optical path changing device according to Embodiment 13 of the present invention.
The optical path conversion device 10E according to the thirteenth embodiment is formed so that the branch cores 48a and 48b branch from the middle portion of the core 47 between the second end face 12b and the mirror face 13 and are exposed to the second end face 12b. .
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
According to the thirteenth embodiment, since the core 47 is branched into the two branch cores 48a and 48b, two lights are collected into one light and emitted, or one light is converted into two lights. The light can be branched and emitted, and the application can be expanded.
In this case, the number of first core end faces 47a two-dimensionally arranged on the first end face 12a of the optical path conversion device 10E and the number of second core end faces 47b two-dimensionally arranged on the second end face 12b Will be different.
The number of cores 47 to be branched is appropriately set according to the specifications of optical coupling. Moreover, you may make it branch from the middle part of the core 47 of the 1st end surface 12a and the mirror surface 13, and may be exposed to the 1st end surface 12a.
Further, if a filter is formed in the middle of the branch cores 48a and 48b, light can be selectively transmitted through the branch cores 48a and 48b. Furthermore, if a thermo-optic switch is provided in the middle of the branch cores 48a and 48b, the optical path can be selectively switched.

10、10A、10B、10C、10D、10E 光路変換デバイス、11、45、46、47 コア、11a、45a、46a、47a 第1コア端面、11b、45b、46b、47b 第2コア端面、12 クラッド、12a 第1端面、12b 第2端面、13 ミラー面、32、32A 導波路体、33 導波路ユニット、40、40A 基板(導波路体)。   10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E Optical path conversion device, 11, 45, 46, 47 Core, 11a, 45a, 46a, 47a First core end face, 11b, 45b, 46b, 47b Second core end face, 12 Clad , 12a First end surface, 12b Second end surface, 13 Mirror surface, 32, 32A Waveguide body, 33 Waveguide unit, 40, 40A Substrate (waveguide body).

Claims (2)

第1端面、第2端面および単一面からなるミラー面が形成されたクラッドと、上記クラッドに埋設され、それぞれ第1コア端面が上記第1端面に露出し、第2コア端面が上記第2端面に露出し、該第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて該第2コア端面に至る連続した光路を構成する複数のコアとを備え、
上記第1コア端面および第2コア端面がそれぞれ上記第1端面および第2端面にm列n行(但し、mおよびnは2以上の整数)のマトリクス状に配列され、
各列のn本の上記コアは、それぞれ第1端面および上記ミラー面に直交する平面上に配設され、互いに平行に上記第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて互いに平行に上記第2コア端面に至る連続した光路を構成している光路変換デバイスを、
無機材基板上に有機材を形成し写真製版技術とエッチングとを組み合わせて互いに交差するn×nのコアを備えた導波路体を形成し、当該導波路体をm層貼り合わせ上記ミラー面を交差部の一部を通る切断により形成することによって得る工程と、
アレイ光型光導波路ユニットを複数の導波路コアの一端が上記第1端面あるいは第2端面の上記複数のコアと相対するように設ける工程と、
上記複数の導波路コアの他端に光デバイスに接続するための光コネクタを設ける工程と
を備えたことを特徴とする光結合構造体の製造方法。
A clad having a mirror surface composed of a first end face, a second end face and a single face, embedded in the clad, the first core end face is exposed at the first end face, and the second core end face is the second end face. exposed, leads from the first core end face on the mirror surface, e Bei a plurality of cores which constitute the optical path consecutive been redirected through to the second core end face in the mirror surface,
The first core end surface and the second core end surface are arranged in a matrix of m columns and n rows (where m and n are integers of 2 or more) on the first end surface and the second end surface, respectively.
The n cores in each row are arranged on a plane orthogonal to the first end surface and the mirror surface, respectively, reach the mirror surface from the first core end surface in parallel to each other, and change the direction at the mirror surface. An optical path conversion device that constitutes a continuous optical path to the second core end face in parallel with each other ,
An organic material is formed on an inorganic material substrate, and a waveguide body having n × n cores intersecting each other is formed by combining photolithography and etching, and the waveguide body is bonded to m layers to form the mirror surface. Obtaining by forming by cutting through a portion of the intersection;
Providing an array optical type optical waveguide unit such that one end of a plurality of waveguide cores faces the plurality of cores on the first end face or the second end face ;
And a step of providing an optical connector for connecting to the optical device at the other end of the plurality of waveguide cores .
第1端面、第2端面および単一面からなるミラー面が形成されたクラッドと、上記クラッドに埋設され、それぞれ第1コア端面が上記第1端面に露出し、第2コア端面が上記第2端面に露出し、該第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて該第2コア端面に至る連続した光路を構成する複数のコアとを備え、
上記第1コア端面および第2コア端面がそれぞれ上記第1端面および第2端面にm列n行(但し、mおよびnは2以上の整数)のマトリクス状に配列され、
各列のn本の上記コアは、それぞれ第1端面および上記ミラー面に直交する平面上に配設され、互いに平行に上記第1コア端面から上記ミラー面に至り、該ミラー面で方向を変えられて互いに平行に上記第2コア端面に至る連続した光路を構成している光路変換デバイスを、
無機材基板上に有機材を形成し写真製版技術とエッチングとを組み合わせて互いに交差するn×nのコアを備えた導波路体を形成し、当該導波路体をm層貼り合わせ上記ミラー面を交差部の一部を通る切断により形成することによって得る工程と、
上記光路変換デバイスを電気配線基板上に実装する工程と、
アレイ光型光導波路ユニットを複数の導波路コアの一端が上記第1端面あるいは第2端面の上記複数のコアと相対するように上記電気配線基板上に実装する工程と
を備えたことを特徴とする上記光路変換デバイスと上記アレイ型光導波路ユニットとが実装された電気配線基板の製造方法。
A clad having a mirror surface composed of a first end face, a second end face and a single face, embedded in the clad, the first core end face is exposed at the first end face, and the second core end face is the second end face. exposed, leads from the first core end face on the mirror surface, e Bei a plurality of cores which constitute the optical path consecutive been redirected through to the second core end face in the mirror surface,
The first core end surface and the second core end surface are arranged in a matrix of m columns and n rows (where m and n are integers of 2 or more) on the first end surface and the second end surface, respectively.
The n cores in each row are arranged on a plane orthogonal to the first end surface and the mirror surface, respectively, reach the mirror surface from the first core end surface in parallel to each other, and change the direction at the mirror surface. An optical path conversion device that constitutes a continuous optical path to the second core end face in parallel with each other ,
An organic material is formed on an inorganic material substrate, and a waveguide body having n × n cores intersecting each other is formed by combining photolithography and etching, and the waveguide body is bonded to m layers to form the mirror surface. Obtaining by forming by cutting through a portion of the intersection;
Mounting the optical path conversion device on an electrical wiring board;
Mounting the array optical type optical waveguide unit on the electric wiring board so that one end of a plurality of waveguide cores faces the plurality of cores on the first end face or the second end face. A method of manufacturing an electrical wiring board on which the optical path conversion device and the arrayed optical waveguide unit are mounted .
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