JP6680133B2 - Optical coupling module and method for manufacturing optical coupling module - Google Patents
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Description
本発明は、光結合モジュール及び光結合モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical coupling module and a method for manufacturing the optical coupling module.
従来、光通信ネットワーク又は光インターコネクション技術において、光ファイバと、光デバイスとの間の光の入出力において、光ファイバと光デバイスの光導波路とを光学的に結合する光結合モジュールが用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical communication network or optical interconnection technology, an optical coupling module that optically couples an optical fiber and an optical waveguide of the optical device is used in inputting and outputting light between the optical fiber and the optical device. There is.
例えば、シリコン半導体技術を用いて製造されるシリコンフォトニクスデバイスは、光インターコネクト向けの光送受信器を実現する光デバイスとして、盛んに検討されている。 For example, silicon photonics devices manufactured using silicon semiconductor technology have been actively studied as optical devices for realizing optical transceivers for optical interconnects.
一般にシリコンフォトニクスデバイスは、1μm程度のスポットサイズのシリコン光導波路を用いて、デバイス内で光の伝搬を行っている。一方、シングルモードの光ファイバは、10μm程度のスポットサイズを有する。そこで、シリコンフォトニクスデバイスと、シングルモードの光ファイバとの間の光の入出力では、スポットサイズ変換機能を備えた光結合モジュールを用いて、光の入出力において光が損失することを防いでいる。 Generally, a silicon photonics device uses a silicon optical waveguide having a spot size of about 1 μm to propagate light within the device. On the other hand, the single mode optical fiber has a spot size of about 10 μm. Therefore, in inputting / outputting light between the silicon photonics device and the single-mode optical fiber, an optical coupling module having a spot size conversion function is used to prevent light loss in inputting / outputting light. .
このような光結合モジュールとして、シリコン基板面の上面方向に光を入出射するグレーティングカプラ、又はシリコン基板の水平方向に光を入出射するスポットサイズ変換導波路等が提案されている。 As such an optical coupling module, a grating coupler that inputs and outputs light in the upper surface direction of the silicon substrate, a spot size conversion waveguide that inputs and outputs light in the horizontal direction of the silicon substrate, and the like have been proposed.
一般に、シングルモードの光ファイバと光デバイスとの間の光結合では、光ファイバ及び光デバイス等の光学部品の位置決め精度として、平面方向及び高さ方向共に1μm程度の精度が求められる。 In general, in optical coupling between a single-mode optical fiber and an optical device, accuracy of about 1 μm is required for positioning optical components such as the optical fiber and the optical device in both the plane direction and the height direction.
一方、一般の光学部品を搭載するマウンタの平面方向の搭載精度は数μm程度である。また、高さ方向の搭載精度は、光学部品の固定に用いられる接着材の厚み、又は光学部品が搭載される時の傾き等の影響により、数μm程度である。 On the other hand, the mounting accuracy in the plane direction of the mounter for mounting general optical components is about several μm. Further, the mounting accuracy in the height direction is about several μm due to the influence of the thickness of the adhesive material used for fixing the optical component or the inclination when the optical component is mounted.
この程度の搭載精度では、マルチモードの光ファイバには対応可能であっても、シングルモードの光ファイバに対しては不足している。 With such a mounting accuracy, although it is possible to support a multimode optical fiber, it is insufficient for a single mode optical fiber.
そこで、通常、シングルモードの光ファイバを光デバイスと光学的に結合する時には、光強度を直接監視して、光学部品の搭載位置の最適化を行うアクティブ実装が行われる。 Therefore, usually, when optically coupling a single-mode optical fiber to an optical device, active mounting is performed by directly monitoring the light intensity and optimizing the mounting position of the optical component.
しかし、このような光学部品の搭載方法には高価な実装装置が求められる。 However, an expensive mounting device is required for such an optical component mounting method.
そこで、図1に示すような光結合モジュールが提案されている。 Therefore, an optical coupling module as shown in FIG. 1 has been proposed.
図1は、従来例の光結合モジュールを示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a conventional optical coupling module.
光結合モジュール110は、複数の第1光導波路122と、複数の第1光導波路122が配置される第1基板121と、一対のプラグ123を有する第1光素子120を備える。複数の第1光導波路122及び第1基板121は、樹脂により形成されている。
The
また、光結合モジュール110は、第1光導波路122と同じ数の第2光導波路132と、各第2光導波路132が配置される第2基板131と、一対の溝部133を有する第2光素子130を備える。第2基板131は、シリコンにより形成されており、複数の第2光導波路132は、シリコン細線光導波路により形成されたスポットサイズ変換導波路である。
Further, the
複数の第1光導波路122が対応する第2光導波路132と光学的に結合するように、第1基板121が第2基板131上に配置される。第1光素子120の各第1光導波路122は、シングルモードの光ファイバ(図示せず)と光学的に結合している。第1光素子120は、第2光素子130の各第2光導波路132を、シングルモードの光ファイバ(図示せず)と光学的に結合する。
The
光結合モジュール110では、一対のプラグ123が一対の溝部133と嵌合するように、第1光素子120を、第2光素子130に向かって押圧することにより、水平方向及び垂直方向の位置合わせが行われる。そのため、数μmの搭載精度を有するマウンタを用いても、第1光導波路122と第2光導波路132との間の所望の光学的結合状態を得ることができる。
In the
光結合モジュール110では、第1光素子120が、第2光素子130に向かって押圧されている間は、第1光導波路122と第2光導波路132との間の所望の光学的結合状態が得られる。
In the
しかし、第1光素子120の押圧を止めると、第1光導波路122と第2光導波路132との位置関係がずれる。特に、高さ方向の位置がずれてしまう。
However, when the pressing of the first
そこで、第1光素子120が、第2光素子130に向かって押圧されている間に、第1基板121と第2基板131とを接着して固定することが行われる。
Therefore, while the first
従って、図1に示す光結合モジュール110を製造する時には、第1基板121と第2基板131とを接着する工程が設けられるので、製造に手間がかかるという問題がある。
Therefore, when the
そこで、光ファイバと光デバイスとの間の光結合を、容易に行うことができる光結合モジュールが求められている。 Therefore, there is a demand for an optical coupling module that can easily perform optical coupling between an optical fiber and an optical device.
本発明では、光ファイバと光デバイスとの間の光結合を、容易に行うことが可能な光結合モジュール及び光結合モジュールの製造方法を提案することを課題とする。 An object of the present invention is to propose an optical coupling module and an optical coupling module manufacturing method capable of easily performing optical coupling between an optical fiber and an optical device.
1つの態様では、光結合モジュールは、第1光導波路と、上記第1光導波路が配置される第1基板と、上記第1基板の対向する端部から延びる一対の梁部と、上記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、第2光導波路と、上記第2光導波路が配置され、上記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、上記第2基板に配置され、上記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有する第2光素子と、を備え、上記第1光導波路と上記第2光導波路とが光学的に結合するように、上記第1基板が上記第2基板上に配置されており、上記一対の梁部それぞれは、上記第2基板から離れるように、上記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びており、上記一対の当接部は、上記一対の当接受け部間に配置されて、上記一対の当接受け部と当接しており、上記一対の梁部は、上記第1基板を両側から上記第2基板に向かって押している。 In one aspect, the optical coupling module includes a first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite ends of the first substrate, and a pair of the pair of beam portions. A first optical element having a pair of abutting portions arranged at the ends of the beam portions, a second optical waveguide, and the second optical waveguide are arranged and have a thermal expansion coefficient higher than that of the pair of beam portions. A second optical element having a small second substrate and a pair of contact receiving portions that are disposed on the second substrate and that contact the pair of contact portions; and the first optical waveguide and the second optical element. The first substrate is arranged on the second substrate so as to be optically coupled to the optical waveguide, and each of the pair of beam portions is separated from the second substrate so that the first substrate is separated from the second substrate. The pair of abutting portions extend in opposite directions from the opposing ends, and the pair of abutting portions are abutted with each other. Is disposed between, and in contact with the pair of contact receiving portion, the pair of beam portions is pressed the first substrate toward the opposite sides in the second substrate.
また、1つの態様では、他の光結合モジュールは、第1光導波路と、上記第1光導波路が配置される第1基板と、上記第1基板の対向する端部から延びる一対の梁部と、上記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、第2光導波路と、上記第2光導波路が配置され、上記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、上記第2基板に配置され、上記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有する第2光素子と、を備え、上記第1光導波路と上記第2光導波路とが光学的に結合するように、上記第1基板が上記第2基板上に配置されており、上記一対の梁部それぞれは、上記第2基板に近づくように、上記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びており、上記一対の当接受け部は、上記一対の当接部間に配置されて、上記一対の当接部と当接しており、上記一対の梁部は、上記第1基板を両側から上記第2基板に向かって引っ張っている。 In another aspect, another optical coupling module includes a first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, and a pair of beam portions extending from opposite ends of the first substrate. A first optical element having a pair of contact portions arranged at the ends of the pair of beam portions, a second optical waveguide, and the second optical waveguide, and more than the pair of beam portions. A second optical element having a second substrate having a small thermal expansion coefficient and a second optical element disposed on the second substrate and having a pair of contact receiving portions that contact the pair of contact portions; And the second optical waveguide are optically coupled to each other, the first substrate is disposed on the second substrate, and each of the pair of beam portions is arranged to approach the second substrate. The pair of contact receiving portions extend in opposite directions from the opposite ends of the first substrate. It is disposed between the abutment, which in contact with the pair of abutting portions, the pair of beam portions are pulled the first substrate from both sides toward the second substrate.
また、1つの態様では、光結合モジュールの製造方法は、第1光導波路と、上記第1光導波路が配置される第1基板と、上記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに斜めに延びる一対の梁部と、上記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、第2光導波路と、上記第2光導波路が配置され、上記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、上記第2基板に配置され、上記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有し、第1の温度では、上記一対の当接部間の距離が、上記一対の当接受け部間の距離よりも短い第2光素子と、を用いて、上記第1の温度において、上記一対の当接受け部間に上記一対の当接部が位置し、上記一対の梁部が、上記第2基板から離れながら上記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ上記第1光導波路と上記第2光導波路とが対向するように、上記第1光素子を上記第2光素子上に配置し、上記一対の梁部を、上記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温して、上記一対の梁部が熱膨張により延びて、上記一対の当接部が上記一対の当接受け部と当接することにより、上記一対の梁部が上記第1基板を両側から上記第2基板に向かって押しつけて、上記第1光導波路と上記第2光導波路とを光学的に結合させる。 In one aspect, a method of manufacturing an optical coupling module is such that a first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, and diagonally opposite directions from the opposite ends of the first substrate. A first optical element having a pair of beam portions extending in the direction of, and a pair of abutting portions arranged at the ends of the pair of beam portions, a second optical waveguide, and the second optical waveguide are arranged, The first substrate has a second substrate having a thermal expansion coefficient smaller than that of the pair of beams and a pair of contact receiving portions arranged on the second substrate and contacting the pair of contact portions. And a second optical element in which the distance between the pair of contact receiving portions is shorter than the distance between the pair of contact receiving portions, at the first temperature, between the pair of contact receiving portions. The pair of abutting portions are located on the first substrate, and the pair of beam portions face the first substrate while being separated from the second substrate. The first optical element is arranged on the second optical element such that the first optical waveguide and the second optical waveguide face each other so as to extend in opposite directions from the respective end portions, and the pair of beams are arranged. The temperature of the portion to a second temperature higher than the first temperature, the pair of beam portions extend due to thermal expansion, and the pair of contact portions contact the pair of contact receiving portions. Thus, the pair of beam portions press the first substrate from both sides toward the second substrate, and optically couple the first optical waveguide and the second optical waveguide.
更に、1つの態様では、他の光結合モジュールの製造方法は、第1光導波路と、上記第1光導波路が配置される第1基板と、上記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに斜めに延びる一対の梁部と、上記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、第2光導波路と、上記第2光導波路が配置され、上記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、上記第2基板に配置され、上記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有し、第1の温度では、上記一対の当接部間の距離が、上記一対の当接受け部間の距離よりも短い第2光素子と、を用いて、上記一対の梁部を、上記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温して、上記一対の梁部が熱膨張により延びた状態で、上記一対の当接部間に上記一対の当接受け部が位置し、上記一対の梁部が、第2基板に近づきながら上記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ上記第1光導波路と上記第2光導波路とが対向するように、上記第1光素子を上記第2光素子上に配置し、上記一対の梁部を、上記第2の温度よりも低い第3の温度に降温し、上記一対の梁部が熱収縮により縮小して、上記一対の当接部が上記一対の当接受け部と当接することにより、上記一対の梁部が上記第1基板を両側から上記第2基板に向かって引っ張って、上記第1光導波路と上記第2光導波路とを光学的に結合させる。 Further, in one aspect, another method of manufacturing an optical coupling module is configured such that a first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, and an opposite end portion of the first substrate in opposite directions. A first optical element having a pair of beam portions extending obliquely to each other and a pair of abutting portions arranged at ends of the pair of beam portions; a second optical waveguide; and a second optical waveguide And a second substrate having a thermal expansion coefficient smaller than that of the pair of beam portions, and a pair of contact receiving portions that are disposed on the second substrate and contact the pair of contact portions. At a temperature, using the second optical element in which the distance between the pair of contact portions is shorter than the distance between the pair of contact receiving portions, the pair of beam portions are moved from the first temperature to each other. And the pair of beam portions are extended by thermal expansion while the temperature is raised to a second temperature which is also higher than that of the pair of contact portions. The contact receiving portion is located so that the pair of beam portions extend in opposite directions from the opposite ends of the first substrate while approaching the second substrate, and the first optical waveguide and the second optical waveguide. The first optical element is arranged on the second optical element so that the waveguide faces each other, and the pair of beam portions are cooled to a third temperature lower than the second temperature, and the pair of beam portions are connected to each other. The beam portions shrink due to thermal contraction, and the pair of contact portions come into contact with the pair of contact receiving portions, so that the pair of beam portions move the first substrate from both sides toward the second substrate. It is pulled to optically couple the first optical waveguide and the second optical waveguide.
1つの側面として、光結合モジュールは、光ファイバと光デバイスとの間の光結合を、容易に行うことが可能である。 As one aspect, the optical coupling module can easily perform optical coupling between the optical fiber and the optical device.
また、1つの側面として、光結合モジュールの製造方法では、光ファイバと光デバイスとの間の光結合を、容易に行うことが可能な光結合モジュールが得られる。 Further, as one aspect, in the method of manufacturing an optical coupling module, an optical coupling module capable of easily performing optical coupling between an optical fiber and an optical device can be obtained.
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。 The objects and advantages of the invention will be realized and obtained by means of the components and combinations particularly pointed out in the claims.
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。 Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and do not limit the invention described in the claims.
以下、本明細書で開示する光結合モジュールの好ましい第1実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。 Hereinafter, a first preferred embodiment of the optical coupling module disclosed in the present specification will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments, but extends to the inventions described in the claims and their equivalents.
図2(A)は、本明細書に開示する光結合モジュールの第1実施形態の平面図であり、(B)は、図2(A)のX1−X1線断面図である。 2A is a plan view of the first embodiment of the optical coupling module disclosed in this specification, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG. 2A.
本実施形態の光結合モジュール10は、複数の第1光導波路22が配置された第1基板21を有する第1光素子20と、複数の第2光導波路32が配置された第2基板31を有する第2光素子30を備える。
The
第2光素子30は、シリコンフォトニクスデバイスであり、第2基板31は、シリコンにより形成される。また、各第2光導波路32は、シリコン細線光導波路により形成されたスポットサイズ変換導波路である。各第2光導波路32は、例えば、図示しない光生成部又は光検出部又は光変調部等と光学的に結合しており光信号を伝搬する。
The second
第1光素子20の各第1光導波路22は、シングルモードの光ファイバ(図示せず)と光学的に結合している。第1光素子20は、第2光素子30の各第2光導波路32を、シングルモードの光ファイバ(図示せず)と光学的に結合する。
Each first
第1光素子20は、複数の第1光導波路22と、複数の第1光導波路22が配置される第1基板21と、第1基板21の対向する端部それぞれから反対向きに斜めに延びる一対の梁部23と、一対の梁部23の端部に配置される一対の当接部24と、を有する。
The first
各第1光導波路22は、所定の間隔をあけて、光を伝搬する向きに延びている。各第1光導波路22は、第1基板21の一方の表面に露出するように配置される。以下、本明細書において、第1光導波路22が延びる方向を長手方向ともいう。また、本明細書において、この長手方向と直交する方向を幅方向ともいう。
Each of the first
一対の梁部23それぞれは、長手方向に延びる縦長の板状の形状を有している。一対の梁部23は、第1基板21の幅方向の中心線(図示せず)に対して、対称に配置される。一対の梁部23は、可撓性又は弾性を有することが好ましい。各梁部23は、幅方向の一方の端部が第1基板21と接合され、幅方向の他方の端部が当接部24と接合される。
Each of the pair of
一対の梁部23それぞれは、第2基板31から離れるように、第1基板21の対向する端部それぞれから反対向きに延びている。
Each of the pair of
第2光素子30は、第1光導波路22と同じ数の第2光導波路32と、各第2光導波路32が配置され、一対の梁部23よりも熱膨張係数の小さい第2基板31と、第2基板31に配置され、一対の当接部24と当接する一対の当接受け部33とを有する。
The second
各第2光導波路32は、所定の間隔をあけて、長手方向に延びている。各第2光導波路32の間隔及び位置は、対応する第1光導波路22と対向するように決定される。各第2光導波路32は、第2基板31の一方の表面に露出するように配置される。
Each second
一対の当接受け部33は、第2基板31上に間隔をあけて対向するように配置される。一対の当接受け部33は、第2基板31から突出している一対の突出部である。以下、一対の当接受け部33を、一対の突出部ともいう。
The pair of
一対の当接部24は、一対の突出部33間に配置されて、一対の突出部33と当接している。
The pair of
複数の第1光導波路22は、対応する第2光導波路32と光学的に結合するように、第1基板21が第2基板31上に配置されており、一対の梁部23は、第1基板21を両側から第2基板31に向かって押している。一対の梁部23は、第1基板21を押すのと同じ大きさの力で、当接部24を押している。
The
一対の梁部23が、第1基板21を両側から第2基板31に向かって押圧する力は、詳しくは後述するが、一対の梁部23を含む第1光素子20の熱膨張係数と、第2基板31の熱膨張係数との差に基づいて発生する。上述したように、第2基板31の熱膨張係数は、一対の梁部23の熱膨張係数よりも小さい。
The force by which the pair of
第1基板21を両側から第2基板31に向かって押圧することにより、第1光素子20の第2光素子30に対する長手方向及び幅方向への移動と、第2光素子30の表面に垂直な方向への移動とが規制される。このようにして、各第1光導波路22と対応する第2光導波路32との間の位置関係が精度良く決定されている。従って、各第1光導波路22と対応する第2光導波路32との間の良好な光学的結合状態が確保される。
By pressing the
上述した観点から、一対の梁部23の線熱膨張係数と、第2基板31の線熱膨張係数との差は、10×10−6(1/K)以上、特に40〜60×10−6(1/K)以上、更には50〜400×10−6(1/K)以上であることが好ましい。
From the viewpoint described above, the difference between the linear thermal expansion coefficient of the pair of
一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押圧する力を増加させる観点から、第1基板21及び/又は一対の当接部24の熱膨張係数は、第2基板31よりも大きいことが好ましい。
From the viewpoint of increasing the force with which the pair of
また、各第1光導波路22の間隔が熱膨張により変化することを低減する観点から、第1基板21の熱膨張係数は、一対の梁部23よりも小さいことが好ましい。
In addition, the thermal expansion coefficient of the
一対の梁部23の形成材料としては、例えば、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂(線熱膨張係数:約50×10−6(1/K))、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂(線熱膨張係数:17〜40×10−5(1/K))、アクリル樹脂(線熱膨張係数:約7〜8×10−5(1/K))、ポリカーボネート樹脂(線熱膨張係数:約7×10−5(1/K))、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンプラスチック(ABS)(線熱膨張係数:6〜13×10−5(1/K))が挙げられる。
Examples of materials for forming the pair of
第1基板21及び一対の当接部24の形成材料としては、一対の梁部23と同様のものを用いることができる。また、第1基板21の形成材料としては、可視光を透過する材料を用いることが、第1光導波路22と第2光導波路32との位置関係を確認できる観点から好ましい。
As the material for forming the
第2基板31の形成材料としては、例えば、シリコン(線熱膨張係数:約2.4×10−6(1/K))、石英ガラス(線熱膨張係数:約0.5×10−6(1/K))、ガリウムヒ素(線熱膨張係数:約6.9×10−6(1/K))、インジウムリン(線熱膨張係数:約4.5×10−6(1/K))が挙げられる。
As the material for forming the
一対の突出部33の形成材料としては、第2基板31と同様のものを用いることができる。
As a material for forming the pair of
次に、上述した本実施形態の光結合モジュール10の製造方法を、図3及び図4を参照しながら、以下に説明する。
Next, a method for manufacturing the above-described
まず、図3(A)に示すように、第1の温度において、一対の突出部33間に一対の当接部24が位置し、一対の梁部23が、第2基板31から離れながら第1基板21の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ各第1光導波路22が対応する第2光導波路32と対向するように、第1光素子20が第2光素子30上に配置される。
First, as shown in FIG. 3A, at the first temperature, the pair of
第1の温度では、第1光素子20の幅方向の長さ(一対の当接部24間の距離)L1は、一対の突出部33間の長さL2よりも短い。従って、各第1光導波路22が対応する第2光導波路32と対向するように、第1光素子20を、第2光素子30上に容易に配置することができる。
At the first temperature, the length L1 in the width direction of the first optical element 20 (the distance between the pair of contact portions 24) is shorter than the length L2 between the pair of protruding
本実施形態では、第1光素子20を形成する一対の梁部23、第1基板21及び一対の当接部24は、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂(線熱膨張係数:約50×10−6(1/K))により形成される。また、第2光素子30を形成する第2基板31及び一対の突出部33は、シリコン(線熱膨張係数:約2.4×10−6(1/K))により形成される。一対の梁部23を含む第1光素子20の線熱膨張係数は、第2基板31の線熱膨張係数よりも一桁大きい。
In the present embodiment, the pair of
第1の温度を25℃とすると、第1基板21の長手方向の寸法は3mmであり、幅方向の寸法は2mmである。梁部23と当接部24とをあわせた幅方向の寸法は1mmである。従って、第1光素子20の長手方向の寸法は3mmであり、幅方向の寸法(長さL1)は4mm(4000μm)である。第1基板21には、8つの第1光導波路22が250μmの間隔で配置される。
When the first temperature is 25 ° C., the dimension of the
また、第1の温度(25℃)において、一対の突出部33間の長さL2は、4.010mm(4010μm)である。
Further, at the first temperature (25 ° C.), the length L2 between the pair of
次に、図3(B)に示すように、一対の梁部23が、第1の温度(25℃)よりも高い第2の温度(150℃)に昇温される。本実施形態では、第1光素子20及び第2光素子30の全体が、第2の温度(150℃)に昇温された。
Next, as shown in FIG. 3 (B), the pair of
そして、一対の梁部23を含む第1光素子20が熱膨張により延びて、一対の当接部24が一対の突出部33と当接することにより、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつけて、第1光導波路22と第2光導波路32とを光学的に結合させる。
Then, the first
第2の温度(150℃)において、第1光素子20は、自由状態において、幅方向の寸法(長さL1)が第1の温度(25℃)の時よりも約20μm延びる。一方、第2の温度(150℃)において、一対の突出部33間の長さL2は、自由状態において、第1の温度(25℃)の時よりも約1μm延びる。
At the second temperature (150 ° C.), in the free state, the widthwise dimension (length L1) of the first
従って、第2の温度(150℃)において、第1光素子20の幅方向の寸法(長さL1)は、自由状態において、一対の突出部33間の長さL2よりも10μm弱長くなる。一対の突出部33間の長さL2よりも10μm弱長くなっている部分は、主に一対の梁部23が撓むことにより吸収される。また、この一対の梁部23が撓むことにより、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつける力が生じる。
Therefore, at the second temperature (150 ° C.), the widthwise dimension (length L1) of the first
このようにして、第1光素子20の第2光素子30に対する長手方向及び幅方向への移動と、第2光素子30の表面に垂直な方向への移動とが規制される。図2(A)及び図2(B)に示す状態は、図3(B)の状態に対応する。こうして、本実施形態の光結合モジュール10が得られる。
In this way, movement of the first
例えば、図3(A)の工程では、第2光素子30上への第1光素子20の搭載を、位置の搭載精度が数μmのマウンタを用いて行うことができる。そして、図3(B)の工程では、第1光素子20と第2光素子30との熱膨張係数の差に基づいて、各第1光導波路22と対応する第2光導波路32との間の位置関係が、自動的に精度良く決定される。そのため、マウンタを使用する時間を短縮できるので、光結合モジュールを製造するイールドを向上させて、製造コストを低減することが可能となる。
For example, in the step of FIG. 3A, the first
第1光素子20における各第1光導波路22の配置は、第2光素子30における各第2光導波路32と対応するように決定され得る。
The arrangement of each first
また、第2の温度は、第1の温度、及び熱膨張係数の差、及び一対の梁部23と一対の突出部33との位置関係等に基づいて決定され得る。
The second temperature can be determined based on the first temperature, the difference in coefficient of thermal expansion, the positional relationship between the pair of
次に、図4(A)に示すように、第2の温度において、第1基板21と第2基板31とが、接着材40を用いて接着される。接着材40としては、例えば、光硬化性接着材を用いることができる。また、図3(A)に示す第1の温度において、第1基板21と第2基板31との間に熱硬化性接着材を塗布しておき、第2の温度に昇温する過程において、第1基板21と第2基板31とを接着してもよい。
Next, as shown in FIG. 4A, at the second temperature, the
次に、図4(B)に示すように、光結合モジュール10が、第2の温度よりも低い温度、例えば、室温(25℃)に降温される。一対の梁部23を含む第1光素子20、及び第2光素子30は熱収縮する。一対の梁部23及び一対の当接部24は、熱収縮により幅方向の寸法が短くなって、一対の当接部24は、一対の突出部33とは当接しなくなる場合もある。一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつける力は低減するか又は消滅するが、第1基板21と第2基板31とは接着剤40を用いて接着されているので、室温においても、第1光導波路22と第2光導波路32との光学的結合状態は維持される。
Next, as shown in FIG. 4B, the
上述した本実施形態の光結合モジュール10によれば、第1光素子20の第2光導波路32と光学的に結合されたシングルモードの光ファイバと、光デバイスである第2光素子30との間の光結合を、精度良く容易に行うことができる。
According to the
なお、上述した実施形態では、第1光素子20は、ポリエーテルイミドを用いて形成されていたが、第1基板21と他の構成要素とは、別の材料を用いて形成されていてもよい。例えば、第1基板21がポリエーテルイミドを用いて形成され、一対の梁部23及び一対の当接部24を、ポリエチレンテレフタレートを用いて形成してもよい。この場合には、ポリエチレンテレフタレートの線熱膨張係数がポリエーテルイミドよりも大きいので、第2の温度を、上述した実施形態よりも低く設定できる。
In addition, in the above-described embodiment, the first
また、上述した実施形態では、第1の温度を室温(25℃)としていたが、第1の温度を低温(例えば、−50℃)して、第2の温度を室温としてもよい。この場合には、室温において、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつける力が生じるので、第1基板21と第2基板31とを接着しなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the first temperature is room temperature (25 ° C.), but the first temperature may be low (for example, −50 ° C.) and the second temperature may be room temperature. In this case, at room temperature, a pair of
次に、上述した第1実施形態の光結合モジュール10の変形例を、図5を参照しながら、以下に説明する。
Next, a modified example of the
図5(A)は、本明細書に開示する光結合モジュールの第1実施形態の変形例の平面図であり、(B)は、図5(A)のX2−X2線断面図である。 5A is a plan view of a modification of the first embodiment of the optical coupling module disclosed in this specification, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line X2-X2 of FIG. 5A.
本変型例の光結合モジュールでは、第1光素子20の第1基板21のモジュールが、上述した第1実施形態とは異なっている。
In the optical coupling module of this modified example, the module of the
第1光素子20において、隣接する第1光導波路22の間には、スリット25が配置されている。スリット25は、長手方向に延びるように、第1光導波路22と並んで配置される。
In the first
一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつけている状態において、第1基板21には幅方向に圧縮する応力が働く。この時、スリット25が変形することにより、第1基板21が歪むことを低減して、各第1光導波路22の間隔が変化することを抑制できる。
In the state where the pair of
次に、上述した光結合モジュールの他の実施形態を、図6〜図11を参照しながら以下に説明する。他の実施形態について特に説明しない点については、上述の第1実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。 Next, another embodiment of the above-described optical coupling module will be described below with reference to FIGS. For the points that are not particularly described in the other embodiments, the detailed description of the above-described first embodiment is appropriately applied. Further, the same components are designated by the same reference numerals.
図6(A)は、本明細書に開示する光結合モジュールの第2実施形態の平面図であり、図6(B)は、図6(A)のY−Y線断面図である。 FIG. 6 (A) is a plan view of a second embodiment of the optical coupling module disclosed in this specification, and FIG. 6 (B) is a sectional view taken along line YY of FIG. 6 (A).
本実施形態の光結合モジュール10は、第1光素子20の一対の当接部と、第2光素子30の一対の当接受け部が、上述した第1実施形態とは異なっている。
In the
第2光素子30には、第2基板31に設けられた一対の溝部34が配置される。一対の溝部34は、第2基板31上に間隔をあけて対向するように配置される。一対の溝部34は、第1光素子20が配置される側に開口している。溝部34は、第1側面34aと、第1側面34aと間隔をあけて対向する第2側面34bを有する。
A pair of
第2光素子30の一対の当接受け部は、第2基板に設けられた一対の溝部の第1側面34aである。以下、一対の当接受け部を、一対の溝部の第1側面34aともいう。
The pair of contact receiving portions of the second
第1光素子20における一対の当接部24それぞれは、長手方向に延びる縦長の板状の形状を有している。当接部24における幅方向の一方の端部は、梁部23と接合している。当接部24における幅方向の他方の端部側の部分は、溝部の第1側面34aと当接している。溝部34の幅方向の寸法は、当接部24の厚さよりも大きい。当接部24は、可撓性又は弾性を有することが好ましい。
Each of the pair of
一対の当接部24は、一対の溝部の第1側面34a間に配置されて、一対の溝部の第1側面34aと当接している。
The pair of
一対の当接部24は、溝部の第1側面34aと当接する第1側面24aと、第2側面24bを有する。
The pair of
複数の第1光導波路22は、対応する第2光導波路32と光学的に結合するように、第1基板21が第2基板31上に配置されており、一対の梁部23は、第1基板21を両側から第2基板31に向かって押している。一対の梁部23は、第1基板21を押すのと同じ大きさの力で、当接部24を押している。
The
一対の梁部23が、第1基板21を両側から第2基板31に向かって押圧する力は、一対の梁部23を含む第1光素子20の熱膨張係数と、第2基板31の熱膨張係数との差に基づいて発生する。第2基板31の熱膨張係数は、一対の梁部23の熱膨張係数よりも小さい。
The force of the pair of
次に、上述した本実施形態の光結合モジュール10の製造方法を、図7及び図8を参照しながら、以下に説明する。
Next, a method for manufacturing the above-described
まず、図7(A)に示すように、第1の温度において、一対の溝部の第1側面34a間に一対の当接部24が位置し、一対の梁部23が、第2基板31から離れながら第1基板21の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ各第1光導波路22が対応する第2光導波路32と対向するように、第1光素子20が第2光素子30上に配置される。
First, as shown in FIG. 7A, at the first temperature, the pair of
第1の温度では、第1光素子20の幅方向の長さ(一対の当接部24間の距離)L1は、一対の溝部の第1側面34a間の長さL2よりも短い。従って、各第1光導波路22が対応する第2光導波路32と対向するように、第1光素子20を、第2光素子30上に容易に配置することができる。なお、長さL1は、一対の当接部の第1側面24a間の距離でもある。
At the first temperature, the length (width between the pair of contact portions 24) L1 in the width direction of the first
本実施形態では、第1光素子20を形成する一対の梁部23、第1基板21及び一対の当接部24は、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂(線熱膨張係数:約50×10−6(1/K))により形成される。また、一対の溝部34を含む第2基板31は、シリコン(線熱膨張係数:約2.4×10−6(1/K))により形成される。一対の梁部23を含む第1光素子20の線熱膨張係数は、第2基板31の線熱膨張係数よりも一桁大きい。
In the present embodiment, the pair of
第1の温度を25℃とすると、第1基板21の長手方向の寸法は3mmであり、幅方向の寸法は2mmである。梁部23と当接部24とをあわせた幅方向の寸法は1mmである。従って、第1光素子20の長手方向の寸法は3mmであり、幅方向の寸法(長さL1)は4mm(4000μm)である。
When the first temperature is 25 ° C., the dimension of the
また、第1の温度(25℃)において、一対の溝部の第1側面34a間の長さL2は、4.010mm(4010μm)である。 Further, at the first temperature (25 ° C.), the length L2 between the first side surfaces 34a of the pair of grooves is 4.010 mm (4010 μm).
次に、図7(B)に示すように、一対の梁部23が、第1の温度(25℃)よりも高い第2の温度(150℃)に昇温される。本実施形態では、第1光素子20及び第2光素子30の全体が、第2の温度(150℃)に昇温された。
Next, as shown in FIG. 7 (B), the pair of
そして、一対の梁部23を含む第1光素子20が熱膨張により延びて、一対の当接部24が一対の溝部の第1側面34aと当接することにより、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつけて、第1光導波路22と第2光導波路32とを光学的に結合させる。
Then, the first
当接部24の第1側面24aは、溝部の第1側面34aと当接する。
The
第2の温度(150℃)において、第1光素子20は、幅方向の寸法(長さL1)が第1の温度(25℃)の時よりも約20μm延びる。一方、第2の温度(150℃)において、一対の溝部の第1側面34a間の長さL2は、第1の温度(25℃)の時よりも約1μm延びる。
At the second temperature (150 ° C.), the width (dimension L1) in the width direction of the first
従って、第2の温度(150℃)において、第1光素子20の幅方向の寸法(長さL1)は、自由状態において、一対の溝部の第1側面34a間の長さL2よりも10μm弱長くなる。一対の溝部の第1側面34a間の長さL2よりも10μm弱長くなっている部分は、主に一対の梁部23及び一対の当接部24が撓むことにより吸収される。また、この一対の梁部23及び一対の当接部24が撓むことにより、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつける力が生じる。
Therefore, at the second temperature (150 ° C.), the dimension (length L1) in the width direction of the first
このようにして、第1光素子20の第2光素子30に対する長手方向及び幅方向への移動と、第2光素子30の表面に垂直な方向への移動とが規制される。図6(A)及び図6(B)に示す状態は、図7(B)の状態に対応する。こうして、本実施形態の光結合モジュール10が得られる。
In this way, movement of the first
次に、図8(A)に示すように、第2の温度において、第1基板21と第2基板31とが、接着材40を用いて接着される。接着材40としては、例えば、光硬化性接着材を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 8A, at the second temperature, the
次に、図8(B)に示すように、光結合モジュール10が、第2の温度よりも低い温度、例えば、室温(25℃)に降温される。一対の梁部23を含む第1光素子20、及び第2光素子30は熱収縮する。一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって押しつける力は低減するか又は消滅するが、第1基板21と第2基板31とは接着剤40を用いて接着されているので、室温においても、第1光導波路22と第2光導波路32との光学的結合状態は維持される。
Next, as shown in FIG. 8B, the
上述した本実施形態の光結合モジュールによれば、第1実施形態と同様の効果が奏される。 According to the above-described optical coupling module of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
次に、本明細書に開示する光導波路の第3実施形態を、以下に説明する。 Next, a third embodiment of the optical waveguide disclosed in this specification will be described below.
図9(A)は、本明細書に開示する光結合モジュールの第3実施形態の平面図であり、図9(B)は、図9(A)のZ−Z線断面図である。 9A is a plan view of a third embodiment of the optical coupling module disclosed in this specification, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line ZZ of FIG. 9A.
本実施形態の光結合モジュール10は、第1光素子20の一対の梁部23及び一対の当接部24と、第2光素子30の一対の当接受け部が、上述した第1実施形態とは異なっている。
In the
第2光素子30には、第2基板31に設けられた一対の溝部35が配置される。一対の溝部35は、第2基板31上に間隔をあけて対向するように配置される。一対の溝部35は、第1光素子20が配置される側に開口している。溝部35は、第1側面35aと、第1側面35aと間隔をあけて対向する第2側面35bを有する。
A pair of
第2光素子30の一対の当接受け部は、第2基板に設けられた一対の溝部の第2側面35bである。以下、第2光素子30の一対の当接受け部を、一対の溝部の第2側面35bともいう。
The pair of contact receiving portions of the second
第1光素子20の一対の梁部23それぞれは、第2基板31に近づくように、第1基板21の対向する端部それぞれから反対向きに延びている。
Each of the pair of
第1光素子20における一対の当接部24それぞれは、長手方向に延びる縦長の板状の形状を有している。当接部24における幅方向の一方の端部側の部分は、梁部23と接合している。当接部24における幅方向の他方の端部側の部分は、溝部の第2側面35bと当接している。溝部35の幅方向の寸法は、当接部24の厚さよりも大きい。当接部24は、可撓性又は弾性を有することが好ましい。
Each of the pair of
一対の溝部の第2側面35bは、一対の当接部24間に配置されて、一対の当接部24と当接している。
The second side surfaces 35b of the pair of groove portions are arranged between the pair of
一対の当接部24は、第1側面24aと、溝部の第2側面35bと当接する第2側面24bを有する。
The pair of
複数の第1光導波路22は、対応する第2光導波路32と光学的に結合するように、第1基板21が第2基板31上に配置されており、一対の梁部23は、第1基板21を両側から第2基板31に向かってに引っ張っている。一対の梁部23は、第1基板21を引っ張るのと同じ大きさの力で、当接部24を引っ張っている。
The
一対の梁部23が、第1基板21を両側から第2基板31に向かって引っ張る力は、一対の梁部23を含む第1光素子20の熱膨張係数と、第2基板31の熱膨張係数との差に基づいて発生する。第2基板31の熱膨張係数は、一対の梁部23の熱膨張係数よりも小さい。
The force of the pair of
次に、上述した本実施形態の光結合モジュール10の製造方法を、図10及び図11を参照しながら、以下に説明する。
Next, a method of manufacturing the above-described
まず、図10(A)に示すように、第1の温度では、一対の当接部24間の長さL1が、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2よりも短い。そのため、一対の当接部24を一対の溝部の第2側面35bに当接させて、第1光素子20を第2光素子30上に配置することはまだ行われない。なお、長さL1は、一対の当接部の第2側面24b間の距離でもある。
First, as shown in FIG. 10 (A), at the first temperature, the length L1 between the pair of
本実施形態では、第1光素子20を形成する一対の梁部23、第1基板21及び一対の当接部24は、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂(線熱膨張係数:約50×10−6(1/K))により形成される。また、一対の溝部35を含む第2基板31は、シリコン(線熱膨張係数:約2.4×10−6(1/K))により形成される。一対の梁部23を含む第1光素子20の線熱膨張係数は、第2基板31の線熱膨張係数よりも一桁大きい。
In the present embodiment, the pair of
第1の温度を25℃とすると、第1基板21の長手方向の寸法は3mmであり、幅方向の寸法は2mmである。梁部23と当接部24とをあわせた幅方向の寸法は1mmである。従って、第1光素子20の長手方向の寸法は3mmであり、幅方向の寸法は4mmである。一対の当接部24間の長さL1は、3.7mm(3700μm)であり、当接部24の厚さは、150μmである。
When the first temperature is 25 ° C., the dimension of the
また、第1の温度(25℃)において、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2は、3.71mm(3710μm)である。一対の溝部の第1側面35a間の長さは、4.21mmである。 Further, at the first temperature (25 ° C.), the length L2 between the second side surfaces 35b of the pair of grooves is 3.71 mm (3710 μm). The length between the first side surfaces 35a of the pair of grooves is 4.21 mm.
第1の温度では、一対の当接部24間の長さL1は、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2よりも約10μm短い。
At the first temperature, the length L1 between the pair of
次に、図10(B)に示すように、一対の梁部23が、第1の温度(25℃)よりも高い第2の温度(150℃)に昇温される。本実施形態では、第1光素子20及び第2光素子30の全体が、第2の温度(150℃)に昇温された。
Next, as shown in FIG. 10 (B), the pair of
そして、一対の梁部23を含む第1光素子20が熱膨張により延びる。
Then, the first
第2の温度(150℃)において、第1光素子20は、幅方向の寸法が第1の温度(25℃)の時よりも約20μm延びる。これにより、一対の当接部24間の長さL1も、第1の温度(25℃)の時よりも約20μm延びる。一方、第2の温度(150℃)において、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2は、第1の温度(25℃)の時よりも約1μm延びる。即ち、第2の温度では、一対の当接部24間の距離L1は、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2よりも約10μm長くなる。
At the second temperature (150 ° C.), the width of the first
次に、図11(A)に示すように、第2の温度(150℃)において、一対の梁部23が熱膨張により延びた状態で、一対の当接部24間に一対の溝部の第2側面35bが位置し、一対の梁部23が、第2基板31に近づきながら第1基板21の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ第1光導波路22と第2光導波路32とが対向するように、第1光素子20が第2光素子30上に配置される。
Next, as shown in FIG. 11A, at the second temperature (150 ° C.), with the pair of
上述したように、一対の当接部24間の距離L1は、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2よりも長いので、各第1光導波路22が対応する第2光導波路32と対向するように、第1光素子20を、第2光素子30上に容易に配置することができる。
As described above, the distance L1 between the pair of
次に、図11(B)に示すように、一対の梁部23が、第2の温度(150℃)よりも低い室温(25℃)に降温される。本実施形態では、第1光素子20及び第2光素子30の全体が、室温(25℃)に降温された。一対の梁部23を含む第1光素子20、及び第2光素子30は熱収縮する。
Next, as shown in FIG. 11B, the temperature of the pair of
そして、一対の梁部23を含む第1光素子20が熱収縮により縮小して、一対の当接部24が一対の溝部の第2側面35bと当接することにより、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって引っ張って、第1光導波路22と第2光導波路32とを光学的に結合させる。
Then, the first
当接部24の第2側面24bは、溝部の第2側面35bと当接する。
The
室温(25℃)において、一対の当接部24間の長さL1は、自由状態において、一対の溝部の第2側面35b間の長さL2よりも約10μm短い。一対の溝部の第2側面35b間の長さL2よりも約10μm短くなっている部分は、主に一対の梁部23及び一対の当接部24が撓むことにより吸収される。また、この一対の梁部23及び一対の当接部24が撓むことにより、一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって引っ張る力が生じる。なお、第1光素子20と第2光素子30とを接着材を用いて接着してもよい。
At room temperature (25 ° C.), the length L1 between the pair of
上述した本実施形態の光結合モジュールによれば、第1実施形態と同様の効果が奏される。 According to the above-described optical coupling module of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
なお、本実施形態の第1光素子20の第1基板21は、図5に示すようなスリットを有していてもよい。
The
一対の梁部23が第1基板21を両側から第2基板31に向かって引っ張っている状態において、第1基板21には幅方向に引っ張る応力が働く。この時、スリット25が変形することにより、第1基板21が歪むことを低減して、各第1光導波路22の間隔が変化することを抑制できる。
In a state where the pair of
本発明では、上述した実施形態の光結合モジュール及び光結合モジュールの製造方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態又は変形例が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。 In the present invention, the optical coupling module and the method for manufacturing the optical coupling module of the above-described embodiments can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. In addition, the constituent features of one embodiment or the modification can be appropriately applied to other embodiments.
ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。 All examples and conditional language set forth herein are intended for educational purposes to help the reader develop a deeper understanding of the invention and concepts contributed by the inventor. All examples and conditional words given herein are to be construed as being not limited to such specifically stated examples and conditions. Also, such exemplary features in the specification are not related to exhibiting the superiority or inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions or modifications thereof can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
以上の上述した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 With regard to the above-described respective embodiments, the following supplementary notes are further disclosed.
(付記1)
第1光導波路と、前記第1光導波路が配置される第1基板と、前記第1基板の対向する端部から延びる一対の梁部と、前記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有する第2光素子と、
を備え、
前記第1光導波路と前記第2光導波路とが光学的に結合するように、前記第1基板が前記第2基板上に配置されており、前記一対の梁部それぞれは、前記第2基板から離れるように、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びており、
前記一対の当接部は、前記一対の当接受け部間に配置されて、前記一対の当接受け部と当接しており、
前記一対の梁部は、前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって押している光結合モジュール。
(Appendix 1)
A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite end portions of the first substrate, and a pair arranged at the end portions of the pair of beam portions. A first optical element having a contact part of
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion of
Equipped with
The first substrate is disposed on the second substrate so that the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled, and each of the pair of beam portions is separated from the second substrate. Extending away from each opposite end of the first substrate in opposite directions,
The pair of contact portions are arranged between the pair of contact receiving portions and are in contact with the pair of contact receiving portions,
The pair of beam portions is an optical coupling module that pushes the first substrate from both sides toward the second substrate.
(付記2)
第1光導波路と、前記第1光導波路が配置される第1基板と、前記第1基板の対向する端部から延びる一対の梁部と、前記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有する第2光素子と、
を備え、
前記第1光導波路と前記第2光導波路とが光学的に結合するように、前記第1基板が前記第2基板上に配置されており、前記一対の梁部それぞれは、前記第2基板に近づくように、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びており、
前記一対の当接受け部は、前記一対の当接部間に配置されて、前記一対の当接部と当接しており、
前記一対の梁部は、前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって引っ張っている光結合モジュール。
(Appendix 2)
A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite end portions of the first substrate, and a pair arranged at the end portions of the pair of beam portions. A first optical element having a contact part of
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion of
Equipped with
The first substrate is disposed on the second substrate so that the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled, and each of the pair of beam portions is provided on the second substrate. So as to approach, extending in opposite directions from respective opposite ends of the first substrate,
The pair of contact receiving portions are disposed between the pair of contact portions, and contact the pair of contact portions,
The pair of beam portions is an optical coupling module that pulls the first substrate from both sides toward the second substrate.
(付記3)
前記一対の当接受け部それぞれは、前記第2基板に設けられた溝部である付記1又は2に記載の光結合モジュール。
(Appendix 3)
3. The optical coupling module according to
(付記4)
前記一対の当接受け部それぞれは、前記第2基板上から突出している突出部である付記1に記載の光結合モジュール。
(Appendix 4)
The optical coupling module according to
(付記5)
前記第1基板の熱膨張係数は、前記第2基板よりも大きい付記1〜4の何れか一項に記載の光結合モジュール。
(Appendix 5)
5. The optical coupling module according to any one of
(付記6)
前記第1基板の熱膨張係数は、前記一対の梁部よりも小さい付記1〜5の何れか一項に記載の光結合モジュール。
(Appendix 6)
6. The optical coupling module according to any one of
(付記7)
前記一対の梁部は、前記第1基板に対して対称に配置される付記1〜6の何れか一項に記載の光結合モジュール。
(Appendix 7)
7. The optical coupling module according to any one of
(付記8)
第1光導波路と、前記第1光導波路が配置される第1基板と、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに斜めに延びる一対の梁部と、前記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有し、第1の温度では、前記一対の当接部間の距離が、前記一対の当接受け部間の距離よりも短い第2光素子と、
を用いて、
前記第1の温度において、前記一対の当接受け部間に前記一対の当接部が位置し、前記一対の梁部が、前記第2基板から離れながら前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ前記第1光導波路と前記第2光導波路とが対向するように、前記第1光素子を前記第2光素子上に配置し、
前記一対の梁部を、前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温して、前記一対の梁部が熱膨張により延びて、前記一対の当接部が前記一対の当接受け部と当接することにより、前記一対の梁部が前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって押しつけて、前記第1光導波路と前記第2光導波路とを光学的に結合させる光結合モジュールの製造方法。
(Appendix 8)
A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions obliquely extending in opposite directions from opposite ends of the first substrate, and ends of the pair of beam portions. A first optical element having a pair of abutting portions arranged in the section,
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion, and a distance between the pair of contact portions is shorter than a distance between the pair of contact receiving portions at a first temperature;
Using,
At the first temperature, the pair of abutting portions are located between the pair of abutting receiving portions, and the pair of beam portions are opposed to each other at the end portions of the first substrate that are apart from the second substrate. The first optical element is disposed on the second optical element so that the first optical waveguide and the second optical waveguide face each other so as to extend in the opposite direction from
The pair of beam portions are heated to a second temperature higher than the first temperature, the pair of beam portions extend due to thermal expansion, and the pair of abutment portions receive the pair of abutment receivers. By abutting the first optical waveguide and the second optical waveguide, the pair of beam portions press the first substrate toward the second substrate from both sides to optically couple the first optical waveguide and the second optical waveguide. Module manufacturing method.
(付記9)
前記第2の温度において、第1基板と第2基板とを接着する付記8に記載の光結合モジュールの製造方法。
(Appendix 9)
9. The method for manufacturing an optical coupling module according to
(付記10)
前記一対の当接受け部それぞれは、前記第2基板上から突出している突出部である付記8又は9に記載の光結合モジュールの製造方法。
(Appendix 10)
10. The method for manufacturing an optical coupling module according to
(付記11)
前記一対の当接受け部それぞれは、前記第2基板に設けられた溝部である付記8又は9に記載の光結合モジュールの製造方法。
(Appendix 11)
10. The method of manufacturing an optical coupling module according to
(付記12)
第1光導波路と、前記第1光導波路が配置される第1基板と、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに斜めに延びる一対の梁部と、前記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子と、
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有し、第1の温度では、前記一対の当接部間の距離が、前記一対の当接受け部間の距離よりも短い第2光素子と、
を用いて、
前記一対の梁部を、前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温して、前記一対の梁部が熱膨張により延びた状態で、前記一対の当接部間に前記一対の当接受け部が位置し、前記一対の梁部が、前記第2基板に近づきながら前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ前記第1光導波路と前記第2光導波路とが対向するように、前記第1光素子を前記第2光素子上に配置し、
前記一対の梁部を、前記第2の温度よりも低い第3の温度に降温し、前記一対の梁部が熱収縮により縮小して、前記一対の当接部が前記一対の当接受け部と当接することにより、前記一対の梁部が前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって引っ張って、前記第1光導波路と前記第2光導波路とを光学的に結合させる光結合モジュールの製造方法。
(Appendix 12)
A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions obliquely extending in opposite directions from opposite ends of the first substrate, and ends of the pair of beam portions. A first optical element having a pair of abutting portions arranged in the section,
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion, and a distance between the pair of contact portions is shorter than a distance between the pair of contact receiving portions at a first temperature;
Using,
The pair of beam portions are heated to a second temperature higher than the first temperature, and the pair of beam portions are extended by thermal expansion. A contact receiving portion is located so that the pair of beam portions extend in opposite directions from the opposite end portions of the first substrate while approaching the second substrate, and the first optical waveguide and the second optical waveguide. Arranging the first optical element on the second optical element so as to face the optical waveguide,
The pair of beam portions are cooled to a third temperature lower than the second temperature, the pair of beam portions are contracted by thermal contraction, and the pair of contact portions are the pair of contact receiving portions. The optical coupling module in which the pair of beam portions pulls the first substrate from both sides toward the second substrate, thereby optically coupling the first optical waveguide and the second optical waveguide. Manufacturing method.
(付記13)
前記一対の当接受け部それぞれは、前記第2基板に設けられた溝部である付記12に記載の光結合モジュールの製造方法。
(Appendix 13)
13. The method for manufacturing an optical coupling module according to appendix 12, wherein each of the pair of contact receiving portions is a groove portion provided in the second substrate.
(付記14)
第1光導波路と、前記第1光導波路が配置される第1基板と、前記第1基板の対向する端部から延びる一対の梁部と、前記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子であって、
前記第1光導波路は、第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接可能な一対の当接受け部とを有する第2光素子における前記第2光導波路と光学的に結合するように、前記第1基板が前記第2基板上に配置され、前記一対の梁部それぞれは、前記第2基板から離れるように、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延び、前記一対の当接部は、前記一対の当接受け部間に配置されて、前記一対の当接部と前記一対の当接受け部とは当接し、前記一対の梁部は、前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって押しつけ可能になされている第1光素子。
(Appendix 14)
A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite end portions of the first substrate, and a pair arranged at the end portions of the pair of beam portions. A first optical element having a contact portion of
The first optical waveguide has a second optical waveguide, the second optical waveguide is disposed, a second substrate having a thermal expansion coefficient smaller than that of the pair of beam portions, and the second substrate is disposed on the second substrate. The first substrate is arranged on the second substrate so as to be optically coupled to the second optical waveguide in the second optical element having a contact portion and a pair of contact receiving portions capable of contacting each other; The pair of beam portions extend in opposite directions from opposite ends of the first substrate so as to be separated from the second substrate, and the pair of contact portions are disposed between the pair of contact receiving portions. The pair of contact portions are in contact with the pair of contact receiving portions, and the pair of beam portions can press the first substrate from both sides toward the second substrate. First optical element.
(付記15)
第1光導波路と、前記第1光導波路が配置される第1基板と、前記第1基板の対向する端部から延びる一対の梁部と、前記一対の梁部の端部に配置される一対の当接部と、を有する第1光素子であって、
前記第1光導波路は、第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接可能な一対の当接受け部とを有する第2光素子における前記第2光導波路と光学的に結合するように、前記第1基板が前記第2基板上に配置され、前記一対の梁部それぞれは、前記第2基板に近づくように、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延び、前記一対の当接受け部は、前記一対の当接部間に配置されて、前記一対の当接部と、前記一対の当接受け部とは当接し、前記一対の梁部は、前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって引っ張り可能になされている第1光素子。
(Appendix 15)
A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite end portions of the first substrate, and a pair arranged at the end portions of the pair of beam portions. A first optical element having a contact portion of
The first optical waveguide has a second optical waveguide, the second optical waveguide is disposed, a second substrate having a thermal expansion coefficient smaller than that of the pair of beam portions, and the second substrate is disposed on the second substrate. The first substrate is arranged on the second substrate so as to be optically coupled to the second optical waveguide in the second optical element having a contact portion and a pair of contact receiving portions capable of contacting each other; The pair of beam portions extend in opposite directions from opposite ends of the first substrate so as to approach the second substrate, and the pair of contact receiving portions are disposed between the pair of contact portions. The pair of contact portions are in contact with the pair of contact receiving portions, and the pair of beam portions can pull the first substrate from both sides toward the second substrate. The first optical element.
10 光結合モジュール
20 第1光素子
21 第1基板
22 第1光導波路
23 梁部
24 当接部
24a 第1側面
24b 第2側面
25 スリット
30 第2光素子
31 第2基板
32 第2光導波路
33 突出部(当接受け部)
34 溝部
34a 第1側面(当接受け部)
34b 第2側面
35 溝部
35a 第1側面
35b 第2側面(当接受け部)
40 接着材
110 光結合モジュール
120 第1光素子
121 第1基板
122 第1光導波路
123 プラグ
130 第2光素子
131 第2基板
132 第2光導波路
133 溝部
10
34
34b
40
Claims (9)
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有する第2光素子と、
を備え、
前記第1光導波路と前記第2光導波路とが光学的に結合するように、前記第1基板が前記第2基板上に配置されており、前記一対の梁部それぞれは、前記第2基板から離れるように、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びており、
前記一対の当接部は、前記一対の当接受け部間に配置されて、前記一対の当接受け部と当接しており、
前記一対の梁部は、前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって押している光結合モジュール。 A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite end portions of the first substrate, and a pair arranged at the end portions of the pair of beam portions. A first optical element having a contact part of
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion of
Equipped with
The first substrate is disposed on the second substrate so that the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled, and each of the pair of beam portions is separated from the second substrate. Extending away from each opposite end of the first substrate in opposite directions,
The pair of contact portions are arranged between the pair of contact receiving portions and are in contact with the pair of contact receiving portions,
The pair of beam portions is an optical coupling module that pushes the first substrate from both sides toward the second substrate.
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有する第2光素子と、
を備え、
前記第1光導波路と前記第2光導波路とが光学的に結合するように、前記第1基板が前記第2基板上に配置されており、前記一対の梁部それぞれは、前記第2基板に近づくように、前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びており、
前記一対の当接受け部は、前記一対の当接部間に配置されて、前記一対の当接部と当接しており、
前記一対の梁部は、前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって引っ張っている光結合モジュール。 A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions extending from opposite end portions of the first substrate, and a pair arranged at the end portions of the pair of beam portions. A first optical element having a contact part of
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion of
Equipped with
The first substrate is disposed on the second substrate so that the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled, and each of the pair of beam portions is provided on the second substrate. So as to approach, extending in opposite directions from respective opposite ends of the first substrate,
The pair of contact receiving portions are disposed between the pair of contact portions, and contact the pair of contact portions,
The pair of beam portions is an optical coupling module that pulls the first substrate from both sides toward the second substrate.
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有し、第1の温度では、前記一対の当接部間の距離が、前記一対の当接受け部間の距離よりも短い第2光素子と、
を用いて、
前記第1の温度において、前記一対の当接受け部間に前記一対の当接部が位置し、前記一対の梁部が、前記第2基板から離れながら前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ前記第1光導波路と前記第2光導波路とが対向するように、前記第1光素子を前記第2光素子上に配置し、
前記一対の梁部を、前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温して、前記一対の梁部が熱膨張により延びて、前記一対の当接部が前記一対の当接受け部と当接することにより、前記一対の梁部が前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって押しつけて、前記第1光導波路と前記第2光導波路とを光学的に結合させる光結合モジュールの製造方法。 A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions obliquely extending in opposite directions from opposite end portions of the first substrate, and ends of the pair of beam portions. A first optical element having a pair of abutting portions arranged in the section,
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element having a contact receiving portion, and a distance between the pair of contact portions is shorter than a distance between the pair of contact receiving portions at a first temperature;
Using,
At the first temperature, the pair of contact portions are located between the pair of contact receiving portions, and the pair of beam portions are respectively separated from the second substrate while facing the end portions of the first substrate. The first optical element is disposed on the second optical element so that the first optical waveguide and the second optical waveguide face each other so as to extend in the opposite direction from
The pair of beam portions are heated to a second temperature higher than the first temperature, the pair of beam portions extend due to thermal expansion, and the pair of abutment portions receive the pair of abutment receivers. By abutting the first optical waveguide and the second optical waveguide, the pair of beam portions press the first substrate toward the second substrate from both sides to optically couple the first optical waveguide and the second optical waveguide. Module manufacturing method.
第2光導波路と、前記第2光導波路が配置され、前記一対の梁部よりも熱膨張係数の小さい第2基板と、前記第2基板に配置され、前記一対の当接部と当接する一対の当接受け部とを有し、第1の温度では、前記一対の当接部間の距離が、前記一対の当接受け部間の距離よりも短い第2光素子と、
を用いて、
前記一対の梁部を、前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温して、前記一対の梁部が熱膨張により延びた状態で、前記一対の当接部間に前記一対の当接受け部が位置し、前記一対の梁部が、第2基板に近づきながら前記第1基板の対向する端部それぞれから反対向きに延びるように、且つ前記第1光導波路と前記第2光導波路とが対向するように、前記第1光素子を前記第2光素子上に配置し、
前記一対の梁部を、前記第2の温度よりも低い第3の温度に降温し、前記一対の梁部が熱収縮により縮小して、前記一対の当接部が前記一対の当接受け部と当接することにより、前記一対の梁部が前記第1基板を両側から前記第2基板に向かって引っ張って、前記第1光導波路と前記第2光導波路とを光学的に結合させる光結合モジュールの製造方法。 A first optical waveguide, a first substrate on which the first optical waveguide is arranged, a pair of beam portions obliquely extending in opposite directions from opposite end portions of the first substrate, and ends of the pair of beam portions. A first optical element having a pair of abutting portions arranged in the section,
A second optical waveguide, a second substrate on which the second optical waveguide is arranged, the thermal expansion coefficient of which is smaller than that of the pair of beam portions, and a pair which is arranged on the second substrate and contacts the pair of contact portions. A second optical element in which the distance between the pair of contact portions is shorter than the distance between the pair of contact receiving portions at the first temperature,
Using,
The pair of beam portions are heated to a second temperature higher than the first temperature and the pair of beam portions are extended by thermal expansion, and the pair of beam portions are provided between the pair of contact portions. A contact receiving portion is located so that the pair of beam portions extend in opposite directions from respective opposite end portions of the first substrate while approaching the second substrate, and the first optical waveguide and the second optical waveguide. Arranging the first optical element on the second optical element so as to face the waveguide,
The pair of beam portions are cooled to a third temperature lower than the second temperature, the pair of beam portions are contracted by thermal contraction, and the pair of contact portions are the pair of contact receiving portions. The optical coupling module in which the pair of beam portions pulls the first substrate from both sides toward the second substrate, thereby optically coupling the first optical waveguide and the second optical waveguide. Manufacturing method.
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