JP7071911B2

JP7071911B2 - Optical module structure

Info

Publication number: JP7071911B2
Application number: JP2018238627A
Authority: JP
Inventors: 義徳中臣
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: JP2020101623A

Description

本開示は、光モジュール構造に関するものである。 The present disclosure relates to an optical module structure.

多くの情報を高速で伝送できる高機能な光モジュールの開発が進められている。なお、光モジュールは、光導波路、光ファイバおよび光素子を有している。光素子と外部機器との間の光信号の伝送は、伝送経路であるコア層を一つ備える光ファイバおよび光素子を介して行われる。 Development of high-performance optical modules capable of transmitting a large amount of information at high speed is underway. The optical module has an optical waveguide, an optical fiber, and an optical element. The transmission of an optical signal between an optical element and an external device is performed via an optical fiber having one core layer as a transmission path and the optical element.

特開２０００－２９４８０９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-294809

光モジュール構造の高機能化および小型化が進むことに伴って、光素子等の電子部品に伝送される光信号の情報量が増大している。これに対応して、一つのコア層を備える光ファイバの数量も増大している。しかしながら、光モジュール構造の小型化により、光ファイバの接続領域を確保することが困難になってきている。このため、光信号の情報量を増やすことができず光モジュール構造の高機能化が鈍化してしまうおそれがある。 As the functionality and miniaturization of optical module structures progress, the amount of information in optical signals transmitted to electronic components such as optical elements is increasing. Correspondingly, the number of optical fibers having one core layer is also increasing. However, due to the miniaturization of the optical module structure, it has become difficult to secure the connection area of the optical fiber. Therefore, it is not possible to increase the amount of information in the optical signal, and there is a possibility that the sophistication of the optical module structure will be slowed down.

本開示における光モジュール構造は、長手方向に二つの端面を有しており、光の伝送経路である複数の第１コアが、それぞれの端面内に放光部または入光部のいずれか一方が位置する状態で位置している複数のマルチコアファイバと、光の伝送方向を変換する反射部を有しており、第１コアの数と同数の第２コアが、互いに間隔をあけて平行な直線状で隣接している光導波路と、を備えており、マルチコアファイバの端面と光導波路の上面とが各々互いに対向する状態で接続しているとともに、第１コアの放光部または入光部と反射部とが互いに対向しており、互いに隣接する少なくとも二つのマルチコアファイバは、第２コアの隣接方向の配置ピッチがマルチコアファイバの直径よりも小さく、且つ互いに隣接する一方のマルチコアファイバと光学的に接続している第２コアの一部が、他方のマルチコアファイバと光学的に接続している第２コア同士の間に位置していることを特徴とするものである。
The optical module structure in the present disclosure has two end faces in the longitudinal direction, and a plurality of first cores, which are light transmission paths, have one of a light emitting part and an incoming part in each end face. It has a plurality of multi-core fibers located in a positioned state and a reflecting part that converts the transmission direction of optics, and the same number of second cores as the number of first cores are parallel straight lines with a distance from each other. It is provided with optical waveguides that are adjacent to each other in a shape, and the end face of the multi-core fiber and the upper surface of the optical waveguide are connected to each other in a state of facing each other, and the light emitting part or the light entering part of the first core is connected. And the reflective part face each other, and at least two multi-core fibers adjacent to each other have an arrangement pitch in the adjacent direction of the second core smaller than the diameter of the multi-core fiber, and are optically equal to one of the multi-core fibers adjacent to each other. It is characterized in that a part of the second core connected to is located between the second cores optically connected to the other multi-core fiber .

本開示の構造によれば、小型で多くの光信号の伝送が可能な光モジュール構造を提供することができる。 According to the structure of the present disclosure, it is possible to provide an optical module structure capable of transmitting a large number of optical signals in a small size.

図１は、本開示の光モジュール構造の実施形態例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図２は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図３は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 3 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図４は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図５は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 5 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図６は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 6 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図７は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図８は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 8 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図９は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 9 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図１０は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図１１は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 11 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図１２は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略平面透視図である。FIG. 12 is a schematic plan perspective view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure. 図１３は、本開示の光モジュール構造の実施形態例の要部を示す概略断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the optical module structure of the present disclosure.

図１および図２を基にして、本開示の光モジュール構造５０の実施形態例を説明する。図１は、光モジュール構造５０の断面図である。光モジュール構造５０は、配線基板１０、光導波路２０、電子部品３０およびマルチコアファイバ４０を有している。 An embodiment of the optical module structure 50 of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical module structure 50. The optical module structure 50 includes a wiring board 10, an optical waveguide 20, an electronic component 30, and a multi-core fiber 40.

配線基板１０は、光導波路２０、電子部品３０およびマルチコアファイバ４０を位置決めして固定し、電子部品３０と外部（マザーボード等）とを電気的に接続する機能を有している。 The wiring board 10 has a function of positioning and fixing the optical waveguide 20, the electronic component 30, and the multi-core fiber 40, and electrically connecting the electronic component 30 and the outside (motherboard, etc.).

配線基板１０は、絶縁基板１１と配線導体１２とを備えている。絶縁基板１１は、コア用の絶縁層１１ａとビルドアップ用の絶縁層１１ｂとを有している。コア用の絶縁層１１ａは、複数のスルーホール１３を有している。 The wiring board 10 includes an insulating board 11 and a wiring conductor 12. The insulating substrate 11 has an insulating layer 11a for a core and an insulating layer 11b for build-up. The insulating layer 11a for the core has a plurality of through holes 13.

コア用の絶縁層１１ａは、例えば、絶縁基板１１の剛性を確保して平坦性を保持する等の機能を有している。コア用の絶縁層１１ａは、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等を含浸した半硬化状態のプリプレグを、加熱しながら平坦にプレス加工することで形成される。 The insulating layer 11a for the core has a function of ensuring the rigidity of the insulating substrate 11 and maintaining the flatness, for example. The insulating layer 11a for the core is formed by, for example, pressing a semi-cured prepreg in which a glass cloth is impregnated with an epoxy resin, a bismaleimide triazine resin, or the like, flatly while heating.

ビルドアップ用の絶縁層１１ｂは、複数のビアホール１４を備えている。ビルドアップ用の絶縁層１１ｂは、例えば、後で詳しく説明する配線導体１２等の引き回し用スペースを確保する等の機能を有する。ビルドアップ用の絶縁層１１ｂは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を含む樹脂フィルムを、真空下でコア用の絶縁層１１ａに貼着して熱硬化することで形成される。 The build-up insulating layer 11b includes a plurality of via holes 14. The build-up insulating layer 11b has, for example, a function of securing a space for routing the wiring conductor 12 and the like, which will be described in detail later. The build-up insulating layer 11b is formed by attaching a resin film containing, for example, an epoxy resin or a polyimide resin to the core insulating layer 11a under vacuum and thermosetting.

配線導体１２は、コア用の絶縁層１１ａの表面、ビルドアップ用の絶縁層１１ｂの表面、スルーホール１３の内部およびビアホール１４の内部に位置している。スルーホール１３の内部に位置する配線導体１２は、コア用の絶縁層１１ａの上下表面に位置する配線導体１２間を導通している。ビアホール１４の内部に位置する配線導体１２は、ビルドアップ用の絶縁層１１ｂの表面に位置する配線導体１２と、コア用の絶縁層１１ａの表面に位置する配線導体１２間を導通している。配線導体１２は、例えばセミアディティブ法やサブトラクティブ法により、銅めっき等の良導電性金属により形成されている。 The wiring conductor 12 is located on the surface of the insulating layer 11a for the core, the surface of the insulating layer 11b for build-up, the inside of the through hole 13, and the inside of the via hole 14. The wiring conductor 12 located inside the through hole 13 conducts between the wiring conductors 12 located on the upper and lower surfaces of the insulating layer 11a for the core. The wiring conductor 12 located inside the via hole 14 conducts between the wiring conductor 12 located on the surface of the insulating layer 11b for build-up and the wiring conductor 12 located on the surface of the insulating layer 11a for the core. The wiring conductor 12 is formed of a good conductive metal such as copper plating by, for example, a semi-additive method or a subtractive method.

配線基板１０は、上面に複数の第１電極１５を有している。第１電極１５は、電子部品３０の電極３１と、導電材料を介して接続される。導電材料としては、例えば半田が挙げられる。また、配線基板１０は、下面に複数の第２電極１６を有している。第２電極１６は、例えばマザーボードが接続される。第１電極１５および第２電極１６は、配線導体１
２の一部から成り、配線導体１２の形成時に同時に形成される。 The wiring board 10 has a plurality of first electrodes 15 on the upper surface thereof. The first electrode 15 is connected to the electrode 31 of the electronic component 30 via a conductive material. Examples of the conductive material include solder. Further, the wiring board 10 has a plurality of second electrodes 16 on the lower surface thereof. A motherboard is connected to the second electrode 16, for example. The first electrode 15 and the second electrode 16 are wiring conductors 1.
It is composed of a part of 2 and is formed at the same time as the wiring conductor 12.

配線基板１０は、光導波路２０が実装される領域に支持層１７を有している。支持層１７は、例えば積層体２４にレーザー光を照射してキャビティ２５を形成するときに、レーザー光が積層体２４を貫通して配線基板１０を損傷することを防止する遮蔽板として機能する。支持層１７は、例えば配線導体１２の一部から成り、配線導体１２の形成時に同時に形成される。 The wiring board 10 has a support layer 17 in a region where the optical waveguide 20 is mounted. The support layer 17 functions as a shielding plate for preventing the laser beam from penetrating the laminate 24 and damaging the wiring board 10 when, for example, the laminate 24 is irradiated with the laser beam to form the cavity 25. The support layer 17 is composed of, for example, a part of the wiring conductor 12, and is formed at the same time when the wiring conductor 12 is formed.

光導波路２０は、下部クラッド２１、第２コア２２、および上部クラッド２３を含む積層体２４と、キャビティ２５と、反射部２６とを含んでいる。 The optical waveguide 20 includes a laminate 24 including a lower clad 21, a second core 22, and an upper clad 23, a cavity 25, and a reflecting portion 26.

下部クラッド２１は、例えば１０～２０μｍの厚みを有する平板形状である。下部クラッド２１は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を含む感光性シートあるいは感光性ペーストを、例えば基板の上面に被着あるいは塗布した後、露光および現像により所定の形状に整形して熱硬化することにより形成される。 The lower clad 21 has a flat plate shape having a thickness of, for example, 10 to 20 μm. The lower clad 21 is formed by, for example, applying or applying a photosensitive sheet or a photosensitive paste containing an epoxy resin or a polyimide resin to the upper surface of a substrate, and then shaping the lower clad 21 into a predetermined shape by exposure and development and thermosetting. It is formed.

第２コア２２は、例えば２０～４０μｍの厚みを有しており、四角形状の断面をもつ細長い線形状である。第２コア２２は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を含む感光性シートを、真空状態で下部クラッド２１上に被着して露光および現像により線形状に整形した後、熱硬化することで形成される。第２コア２２用の感光性シートを構成する樹脂の屈折率は、下部クラッド２１および上部クラッド２３用の感光性シートやペーストを構成する樹脂の屈折率よりも大きいものを用いる。 The second core 22 has a thickness of, for example, 20 to 40 μm, and has an elongated line shape having a square cross section. The second core 22 is formed by, for example, applying a photosensitive sheet containing an epoxy resin or a polyimide resin on the lower clad 21 in a vacuum state, shaping it into a linear shape by exposure and development, and then heat-curing it. .. The refractive index of the resin constituting the photosensitive sheet for the second core 22 is larger than the refractive index of the resin constituting the photosensitive sheet or paste for the lower clad 21 and the upper clad 23.

上部クラッド２３は、第２コア２２を被覆する状態で下部クラッド２１の上面に位置している。上部クラッド２３は、第２コア２２の上方において、例えば１０～２０μｍの厚みを有しており、平坦な上面を有している。 The upper clad 23 is located on the upper surface of the lower clad 21 in a state of covering the second core 22. The upper clad 23 has a thickness of, for example, 10 to 20 μm above the second core 22, and has a flat upper surface.

上部クラッド２３の上面において、後述するマルチコアファイバ４０の放光部もしくは入光部と対向する領域の表面の粗さは、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であれば、光信号が乱反射して拡散することを低減するのに有利である。 On the upper surface of the upper clad 23, the surface roughness of the region facing the light emitting portion or the light entering portion of the multi-core fiber 40 described later is such that if the arithmetic average roughness Ra is 10 nm or less, the optical signal is diffusely reflected and diffused. It is advantageous to reduce the amount of work to be done.

上部クラッド２３は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートあるいは感光性ペーストを、第２コア２２を被覆するように下部クラッド２１の上面に被着あるいは塗布して露光および現像した後、熱硬化することで形成される。 The upper clad 23 is exposed and developed by applying or applying a photosensitive sheet or a photosensitive paste made of, for example, an epoxy resin or a polyimide resin on the upper surface of the lower clad 21 so as to cover the second core 22, and then heat. It is formed by curing.

キャビティ２５は、上面透視において、各第２コア２２の一部と重なる領域に位置している。キャビティ２５は、断面視において、上部クラッド２３の上面から下部クラッド２１にかけて位置しており、第２コア２２を下部クラッド２１の上面に対して斜め方向に分断する分断面を有している。 The cavity 25 is located in a region that overlaps a part of each second core 22 in top perspective. The cavity 25 is located from the upper surface of the upper clad 23 to the lower clad 21 in a cross-sectional view, and has a divided cross section that diagonally divides the second core 22 with respect to the upper surface of the lower clad 21.

なお、キャビティ２５の底部は、下部クラッド２１の底面にまで達していても構わないが、キャビティ２５の底部が、下部クラッド２１内に位置している場合には、後述するキャビティ２５の加工時にレーザー光によってキャビティ２５以外の部分が損傷することを抑制できる点で有利である。 The bottom of the cavity 25 may reach the bottom of the lower clad 21, but if the bottom of the cavity 25 is located inside the lower clad 21, the laser will be used when processing the cavity 25, which will be described later. It is advantageous in that it is possible to prevent the portion other than the cavity 25 from being damaged by light.

反射部２６は、分断面における第２コア２２の部位に位置している。反射部２６は、例えば光導波路２０に接続されるマルチコアファイバ４０内の第１コア４１の直下に位置している。反射部２６は、電子部品３０から発光された光信号の向きを変換してマルチコアファイバ４０に光信号を伝送させる機能を有している。あるいは、マルチコアファイバ４０から送信された光信号の向きを変換して電子部品３０に光信号を受光させる機能を有し
ている。 The reflective portion 26 is located at the portion of the second core 22 in the sectional cross section. The reflection unit 26 is located directly below the first core 41 in the multi-core fiber 40 connected to, for example, the optical waveguide 20. The reflecting unit 26 has a function of converting the direction of the optical signal emitted from the electronic component 30 and transmitting the optical signal to the multi-core fiber 40. Alternatively, it has a function of converting the direction of the optical signal transmitted from the multi-core fiber 40 so that the electronic component 30 receives the optical signal.

なお、第２コア２２の中心軸と反射部２６の中心位置とは一致しており、この中心軸および中心位置を基準にして光信号が伝送される。ここで、中心軸とは、四角形状の第２コア２２の断面の１対の対角線が交わる位置を指す。また、中心位置とは、四角形状の反射部２６の１対の対角線が交わる位置を指す。 The central axis of the second core 22 and the central position of the reflecting portion 26 coincide with each other, and an optical signal is transmitted with reference to the central axis and the central position. Here, the central axis refers to a position where a pair of diagonal lines of the cross section of the square second core 22 intersect. Further, the center position refers to a position where a pair of diagonal lines of the square reflecting portion 26 intersect.

電子部品３０は、例えば集積回路素子３２、シリコンフォトニクス３３、レーザーダイオードドライバ３４およびトランスインピーダンスアンプ３５等が挙げられる。集積回路素子３２は、例えばＡＳＩＣ（ＡｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等を含み、主に演算機能を有している。シリコンフォトニクス３３は、主に光信号と電気信号との変換機能を有している。レーザーダイオードドライバ３４は、主に光信号の出力制御の機能を有している。トランスインピーダンスアンプ３５は、主に電流信号をインピーダンス変換する機能を有している。 Examples of the electronic component 30 include an integrated circuit element 32, a silicon photonics 33, a laser diode driver 34, a transimpedance amplifier 35, and the like. The integrated circuit element 32 includes, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and the like, and mainly has an arithmetic function. The silicon photonics 33 mainly has a conversion function between an optical signal and an electric signal. The laser diode driver 34 mainly has a function of controlling the output of an optical signal. The transimpedance amplifier 35 mainly has a function of impedance-converting a current signal.

これらの電子部品３０は、例えば外部機器からマルチコアファイバ４０および第２コア２２を経由して伝送される光信号を、シリコンフォトニクス３３で電流信号に変換し、トランスインピーダンスアンプ３４でインピーダンス変換した後、集積回路素子３２で演算を行い、配線基板１０を介してマザーボードに伝送する機能を有している。 In these electronic components 30, for example, an optical signal transmitted from an external device via the multi-core fiber 40 and the second core 22 is converted into a current signal by silicon photonics 33, impedance-converted by a transimpedance amplifier 34, and then subjected to impedance conversion. It has a function of performing an operation by the integrated circuit element 32 and transmitting it to the motherboard via the wiring board 10.

マルチコアファイバ４０は、例えば図１および図４に示すように、複数の第１コア４１とクラッド４２とを有している。第１コア４１およびクラッド４２は、ともに長尺形状を有しており、第１コア４１がクラッド４２に被覆される状態で位置している。マルチコアファイバ４０は、長手方向に二つの端面を有しており、各々の第１コア４１が、各端面内に光信号の放光部または入光部のいずれか一方が位置する状態で位置している。言い換えれば、放光部および入光部以外の部分は、クラッド４２の中に内在している。 The multi-core fiber 40 has a plurality of first cores 41 and a clad 42, for example, as shown in FIGS. 1 and 4. Both the first core 41 and the clad 42 have an elongated shape, and the first core 41 is located so as to be covered with the clad 42. The multi-core fiber 40 has two end faces in the longitudinal direction, and each first core 41 is located in a state where either the light emitting portion or the light entering portion of an optical signal is located in each end face. ing. In other words, the portion other than the light emitting portion and the light entering portion is inherent in the clad 42.

マルチコアファイバ４０の一つの端面は、光導波路２０の上面と互いに対向する状態で接続しており、各第１コア４１の放光部または入光部と反射部２６とが互いに対向している。言い換えれば、一つのマルチコアファイバ４０が４つの第１コア４１を有している場合には、一つのマルチコアファイバ４０に対して４本の第２コア２２が光学的に接続している。このため、光の伝送経路を一つしか有していない光ファイバを用いる場合に比べて、光ファイバを接続する領域を低減できるという点で有利である。 One end surface of the multi-core fiber 40 is connected to the upper surface of the optical waveguide 20 in a state of facing each other, and the light emitting portion or the light entering portion of each first core 41 and the reflecting portion 26 face each other. In other words, when one multi-core fiber 40 has four first cores 41, four second cores 22 are optically connected to one multi-core fiber 40. Therefore, it is advantageous in that the area for connecting the optical fiber can be reduced as compared with the case of using the optical fiber having only one optical transmission path.

上記のような接続により、第１コア４１を伝送する光信号が放光部から出射して反射部２６で方向を変換し、第２コア２２を伝送する。あるいは、第２コア２２を伝送する光信号が反射部２６で方向を転換し、入光部を介して第１コア４１を伝送する。 With the above connection, the optical signal transmitted through the first core 41 is emitted from the light emitting unit, the direction is changed by the reflecting unit 26, and the second core 22 is transmitted. Alternatively, the optical signal transmitted through the second core 22 changes its direction at the reflecting unit 26, and transmits the first core 41 via the light input unit.

なお、マルチコアファイバ４０と光導波路２０との接続には、例えばコネクタ４３が用いられる。そして、各第１コア４１の放光部または入光部と反射部２６とが互いに精度良く対向するために、例えば図２に示すような接続形態を採用すればよい。図２は、マルチコアファイバ４０とコネクタ４３との篏合形態を示す斜視図である。マルチコアファイバ４０を挿入するための孔部４４を有するコネクタ４３を用意する。孔部４４の内周側には少なくとも一つの突起部４５が位置している。さらに、マルチコアファイバ４０のうち、孔部４４に挿入される部位の側面に、溝４６を設けておく。そして、突起部４５が溝４６に収まるようにマルチコアファイバ４０を孔部４４に挿入する。 A connector 43 is used, for example, for connecting the multi-core fiber 40 and the optical waveguide 20. Then, in order for the light emitting portion or the light entering portion of each first core 41 and the reflecting portion 26 to face each other with high accuracy, for example, a connection form as shown in FIG. 2 may be adopted. FIG. 2 is a perspective view showing a combined form of the multi-core fiber 40 and the connector 43. A connector 43 having a hole 44 for inserting the multi-core fiber 40 is prepared. At least one protrusion 45 is located on the inner peripheral side of the hole 44. Further, a groove 46 is provided on the side surface of the portion of the multi-core fiber 40 to be inserted into the hole 44. Then, the multi-core fiber 40 is inserted into the hole 44 so that the protrusion 45 fits in the groove 46.

上記のようなマルチコアファイバ４０が、光導波路２０の上面に複数接続する場合、光モジュール構造５０の小型化を図るために、マルチコアファイバ４０を高密度に配置する必要がある。以下に光導波路２０に接続するマルチコアファイバ４０およびこれに光学的
に接続する第２コア２２の配置例を上面透視図で示す。 When a plurality of the multi-core fibers 40 as described above are connected to the upper surface of the optical waveguide 20, it is necessary to arrange the multi-core fibers 40 at a high density in order to reduce the size of the optical module structure 50. An example of the arrangement of the multi-core fiber 40 connected to the optical waveguide 20 and the second core 22 optically connected to the multi-core fiber 40 is shown below in a top perspective view.

図３に配置例１を示す。配置例１に用いるマルチコアファイバ４０は、内部に４つの第１コア４１を有しており、例えば図４に示すような寸法を有している。一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２において第２コア２２同士の配置間隔Ｌ１が同じになるように、マルチコアファイバ４０は、図３に示すような角度θ１で光導波路２０と接続している。配置例１では、第２コア２２の垂線と、隣接する第１コア４１同士を通る直線との角度であるθ１が２６．５７°となっている。また、互いに隣接するマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の配置間隔もＬ１となるように、マルチコアファイバ４０が千鳥状に位置している。配置例１の場合、Ｌ１はおよそ２２．４μｍとなる。 FIG. 3 shows an arrangement example 1. The multi-core fiber 40 used in the arrangement example 1 has four first cores 41 inside, and has dimensions as shown in FIG. 4, for example. The multi-core fiber 40 is an optical waveguide at an angle θ1 as shown in FIG. 3 so that the arrangement spacing L1 between the second cores 22 is the same in the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40. It is connected to 20. In the arrangement example 1, θ1 which is an angle between the perpendicular line of the second core 22 and the straight line passing through the adjacent first cores 41 is 26.57 °. Further, the multi-core fibers 40 are arranged in a staggered pattern so that the arrangement intervals between the second cores 22 optically connected to the multi-core fibers 40 adjacent to each other are also L1. In the case of arrangement example 1, L1 is about 22.4 μm.

図５に配置例２を示す。配置例２に用いるマルチコアファイバ４０は、内部に４つの第１コア４１を有しており、例えば図４に示すような寸法を有している。一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２において第２コア２２同士の配置間隔Ｌ１が同じになるように、マルチコアファイバ４０は、図５に示すような角度θ１で光導波路２０と接続している。配置例２では、第２コア２２の垂線と、隣接する第１コア４１同士を通る直線との角度であるθ１が２６．５７°となっている。配置例２の場合、一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２の一部が、他のマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の間に位置している。それぞれの第２コア２２同士の配置間隔Ｌ２は同じ大きさである。Ｌ２はおよそ１１．２μｍとなる。 FIG. 5 shows an arrangement example 2. The multi-core fiber 40 used in the arrangement example 2 has four first cores 41 inside, and has dimensions as shown in FIG. 4, for example. The multi-core fiber 40 is an optical waveguide at an angle θ1 as shown in FIG. 5 so that the arrangement spacing L1 between the second cores 22 is the same in the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40. It is connected to 20. In the arrangement example 2, θ1 which is an angle between the perpendicular line of the second core 22 and the straight line passing through the adjacent first cores 41 is 26.57 °. In the case of the arrangement example 2, a part of the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40 is located between the second cores 22 optically connected to the other multi-core fiber 40. are doing. The arrangement interval L2 between the second cores 22 is the same. L2 is approximately 11.2 μm.

図６に配置例３を示す。配置例３に用いるマルチコアファイバ４０は、内部に３つの第１コア４１を有しており、例えば図７に示すような寸法を有している。一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２において第２コア２２同士の配置間隔Ｌ３が同じになるように、マルチコアファイバ４０は、図６に示すような角度で光導波路２０と接続している。配置例３では、第２コア２２の垂線と、隣接する第１コア４１同士を通る一つの直線との角度が１８０°、つまり互いに平行となっている。配置例３の場合、一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２の一部が、他のマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の間に位置している。配置例３の場合、第２コア２２が、配置間隔Ｌ３を２等分する状態で位置している。それぞれの第２コア２２同士の配置間隔Ｌ４は同じである。Ｌ３はおよそ３５μｍでありＬ４はおよそ１７．５μｍとなる。 FIG. 6 shows an arrangement example 3. The multi-core fiber 40 used in the arrangement example 3 has three first cores 41 inside, and has dimensions as shown in FIG. 7, for example. The multi-core fiber 40 has an optical waveguide 20 at an angle as shown in FIG. 6 so that the arrangement spacing L3 between the second cores 22 is the same in the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40. Is connected to. In Arrangement Example 3, the angle between the perpendicular of the second core 22 and one straight line passing through the adjacent first cores 41 is 180 °, that is, parallel to each other. In the case of the arrangement example 3, a part of the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40 is located between the second cores 22 optically connected to the other multi-core fiber 40. are doing. In the case of the arrangement example 3, the second core 22 is positioned so as to divide the arrangement interval L3 into two equal parts. The arrangement interval L4 between the second cores 22 is the same. L3 is about 35 μm and L4 is about 17.5 μm.

図８に配置例４を示す。配置例４の場合、配置例３にける配置間隔Ｌ３を、第２コア２２が３等分する状態で位置している。つまり、それぞれの第２コア２２同士の配置間隔Ｌ５は配置間隔Ｌ３の１／３となる。配置例４の場合、Ｌ５はおよそ１１．７μｍとなる。 FIG. 8 shows an arrangement example 4. In the case of the arrangement example 4, the arrangement interval L3 in the arrangement example 3 is positioned in a state where the second core 22 is equally divided into three. That is, the arrangement interval L5 between the second cores 22 is 1/3 of the arrangement interval L3. In the case of arrangement example 4, L5 is approximately 11.7 μm.

図９に配置例５を示す。配置例５に用いるマルチコアファイバ４０は、内部に６つの第１コア４１を有しており、例えば図１０に示すような寸法を有している。一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２において第２コア２２同士の配置間隔Ｌ６が同じになるように、マルチコアファイバ４０は、図９に示すような角度θ２で光導波路２０と接続している。配置例５では、第２コア２２の垂線と、互いに隣接する第１コア４１同士を通る一つの直線との角度θ２が１４．０４°となっている。配置例５の場合、一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２の一部が、他のマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の間に位置している。配置例５の場合、第２コア２２が、配置間隔Ｌ６を２等分する状態で位置している。それぞれの第２コア２２同士の配置間隔Ｌ７は同じである。Ｌ６はおよそ１２．１μｍでありＬ７はおよそ６．１μｍとなる。 FIG. 9 shows an arrangement example 5. The multi-core fiber 40 used in the arrangement example 5 has six first cores 41 inside, and has dimensions as shown in FIG. 10, for example. The multi-core fiber 40 is an optical waveguide at an angle θ2 as shown in FIG. 9 so that the arrangement spacing L6 between the second cores 22 is the same in the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40. It is connected to 20. In the arrangement example 5, the angle θ2 between the perpendicular line of the second core 22 and one straight line passing through the first cores 41 adjacent to each other is 14.04 °. In the case of the arrangement example 5, a part of the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40 is located between the second cores 22 optically connected to the other multi-core fiber 40. are doing. In the case of the arrangement example 5, the second core 22 is located in a state where the arrangement interval L6 is divided into two equal parts. The arrangement interval L7 between the second cores 22 is the same. L6 is about 12.1 μm and L7 is about 6.1 μm.

図１１に配置例６を示す。配置例６に用いるマルチコアファイバ４０は、内部に４つの第１コア４１を有しており、例えば図４に示すような寸法を有している。一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２において第２コア２２同士の配置間隔Ｌ８およびＬ９が互いに異なる間隔を含むように、マルチコアファイバ４０は、図１１に示すような角度θ２で光導波路２０と接続している。配置例６では、第２コア２２の垂線と、隣接する第１コア４１同士を通る一つの直線との角度θ２が１４．０４°となっている。配置例６の場合、一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２の一部が、他のマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の間に位置している。これにより、互いに異なるマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の間隔Ｌ８の大きさが同じである。配置例６の場合、Ｌ８はおよそ１２．１μｍ、Ｌ９はおよそ３６．３μｍである。 FIG. 11 shows an arrangement example 6. The multi-core fiber 40 used in the arrangement example 6 has four first cores 41 inside, and has dimensions as shown in FIG. 4, for example. In the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40, the multi-core fiber 40 has an angle as shown in FIG. 11 so that the arrangement intervals L8 and L9 between the second cores 22 include different intervals from each other. It is connected to the optical waveguide 20 at θ2. In the arrangement example 6, the angle θ2 between the perpendicular line of the second core 22 and one straight line passing through the adjacent first cores 41 is 14.04 °. In the case of the arrangement example 6, a part of the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40 is located between the second cores 22 optically connected to the other multi-core fiber 40. are doing. As a result, the size of the distance L8 between the second cores 22 optically connected to the different multi-core fibers 40 is the same. In the case of arrangement example 6, L8 is about 12.1 μm and L9 is about 36.3 μm.

図１２に配置例７を示す。本例に用いるマルチコアファイバ４０は、内部に４つの第１コア４１を有しており、例えば図４に示すような寸法を有している。一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２において、第２コア２２同士の配置間隔Ｌ８およびＬ９が互いに異なる間隔を含むように、マルチコアファイバ４０は、図１２に示すような角度θ２で光導波路２０と接続している。配置例７では、第２コア２２の垂線と、隣接する第１コア４１同士を通る一つの直線との角度θ２が１４．０４°となっている。配置例７においては、一つのマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２の一部が、他のマルチコアファイバ４０と光学的に接続している第２コア２２同士の間に位置する状態で複数の第２コア群２２Ｇを構成している。このような第２コア群２２Ｇが互いに隣接している。同一の第２コア群２２Ｇに属している第２コア２２同士の第１間隔Ｌ１０は同じである。各々異なる第２コア群２２Ｇに属する第２コア２２同士の第２間隔Ｌ１１は、第１間隔Ｌ１０と異なっている。第１間隔Ｌ１０は、およそ１２．１μｍである。第２間隔Ｌ１１は、例えば２００μｍである。 FIG. 12 shows an arrangement example 7. The multi-core fiber 40 used in this example has four first cores 41 inside, and has dimensions as shown in FIG. 4, for example. In the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40, the multi-core fiber 40 is as shown in FIG. 12 so that the arrangement intervals L8 and L9 between the second cores 22 include different intervals from each other. It is connected to the optical waveguide 20 at an angle θ2. In the arrangement example 7, the angle θ2 between the perpendicular line of the second core 22 and one straight line passing through the adjacent first cores 41 is 14.04 °. In the arrangement example 7, a part of the second core 22 optically connected to one multi-core fiber 40 is located between the second cores 22 optically connected to the other multi-core fiber 40. A plurality of second core groups 22G are configured in this state. Such second core group 22G are adjacent to each other. The first spacing L10 between the second cores 22 belonging to the same second core group 22G is the same. The second spacing L11 between the second cores 22 belonging to the different second core groups 22G is different from the first spacing L10. The first interval L10 is approximately 12.1 μm. The second interval L11 is, for example, 200 μm.

上記のように、本開示の光モジュール構造５０は、長手方向に二つの端面を有しており、光の伝送経路である複数の第１コア４１が、それぞれの端面内に放光部または入光部のいずれか一方が位置する状態で位置しているマルチコアファイバ４０と、光の伝送方向を変換する反射部２６を有しており、第１コア４１の数と同数の第２コア２２が、互いに間隔をあけて隣接している光導波路２０と、を備えている。マルチコアファイバ４０の少なくとも一つの端面と光導波路２０の上面とが互いに対向する状態で接続しているとともに、第１コア４１の放光部または入光部と反射部２６とが互いに対向している。 As described above, the optical module structure 50 of the present disclosure has two end faces in the longitudinal direction, and a plurality of first cores 41, which are light transmission paths, have a light emitting portion or a light emitting portion or enter in each end face. It has a multi-core fiber 40 located in a state where one of the optical units is located, and a reflection unit 26 that converts the light transmission direction, and the number of second cores 22 is the same as the number of first cores 41. , And an optical waveguide 20 that is adjacent to each other at a distance from each other. At least one end surface of the multi-core fiber 40 and the upper surface of the optical waveguide 20 are connected so as to face each other, and the light emitting portion or the light entering portion and the reflecting portion 26 of the first core 41 face each other. ..

このように、マルチコアファイバ４０が複数の第１コア４１を有していることから、光の伝送経路を一つしか有していない光ファイバを用いる場合に比べて、光導波路２０に光ファイバを接続する領域を低減することができる。 As described above, since the multi-core fiber 40 has a plurality of first cores 41, an optical fiber is provided in the optical waveguide 20 as compared with the case of using an optical fiber having only one optical transmission path. The area to be connected can be reduced.

さらに、本開示において複数のマルチコアファイバ４０が光導波路２０に接続している場合、第２コア２２同士を高密度に配置することができるように、マルチコアファイバ４０が光導波路２０に接続している。このような構造により、小型で多くの光信号の伝送が可能な光モジュール構造を提供することができる。 Further, in the present disclosure, when a plurality of multi-core fibers 40 are connected to the optical waveguide 20, the multi-core fiber 40 is connected to the optical waveguide 20 so that the second cores 22 can be arranged at high density. .. With such a structure, it is possible to provide an optical module structure capable of transmitting a large number of optical signals in a small size.

なお、本開示は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変換は可能である。 It should be noted that the present disclosure is not limited to one example of the above-described embodiment, and various conversions are possible as long as it does not deviate from the gist of the present disclosure.

例えば図１３に示すように、マルチコアファイバ４０と光導波路２０とが対向している部分に、集光レンズ４７が位置していても構わない。言い換えれば、第１コア４１の放光部または入光部と第２コア２２の反射部２６とが対向している間に集光レンズ４７が位置
している。これにより、放光部から放出する光信号が集光レンズ４７を介して反射部２６で方向を変換して第２コア２２内を伝送していく。あるいは、第２コア２２から伝送してきた光信号が反射部２６で方向を変換し、集光レンズ４７を介して入光部から第１コア４１内を伝送していく。このような集光レンズ４７によって、放光部あるいは反射部２６から放出する光信号を集めることが可能になり、例えば光信号の伝送軸がずれた場合でも光信号の損失を抑制することが可能になる点で有利である。 For example, as shown in FIG. 13, the condenser lens 47 may be located at a portion where the multi-core fiber 40 and the optical waveguide 20 face each other. In other words, the condenser lens 47 is located while the light emitting portion or the light entering portion of the first core 41 and the reflecting portion 26 of the second core 22 face each other. As a result, the optical signal emitted from the light emitting unit changes its direction at the reflecting unit 26 via the condenser lens 47 and is transmitted in the second core 22. Alternatively, the optical signal transmitted from the second core 22 changes its direction at the reflecting unit 26, and is transmitted from the light input unit to the inside of the first core 41 via the condenser lens 47. With such a condenser lens 47, it is possible to collect the optical signals emitted from the light emitting unit or the reflecting unit 26, and it is possible to suppress the loss of the optical signal even if the transmission axis of the optical signal is deviated, for example. It is advantageous in that it becomes.

また、本例では配線基板１０が、ソルダーレジストを有していない一例を示したが、配線基板１０が、絶縁基板１１の上面および下面の両方またはいずれか片方の面に、第１電極１５および第２電極１６を露出する開口を備えるソルダーレジストを有していても構わない。これにより、例えば電子部品３０を実装する際の熱処理により、配線導体１２が受けるダメージを軽減できる。複数の開口は、互いに異なる形状でも構わない。異なる形状の開口は、例えば電子部品３０を実装する際の補助的なアライメントマークとして兼用することが可能である。 Further, in this example, an example is shown in which the wiring board 10 does not have a solder resist, but the wiring board 10 has the first electrode 15 and the first electrode 15 on both or one of the upper surface and the lower surface of the insulating substrate 11. You may have a solder resist with an opening that exposes the second electrode 16. Thereby, for example, the damage to the wiring conductor 12 due to the heat treatment when mounting the electronic component 30 can be reduced. The plurality of openings may have different shapes from each other. The openings having different shapes can also be used as auxiliary alignment marks when mounting the electronic component 30, for example.

２０光導波路
２２第２コア
２６反射部
４０マルチコアファイバ
４１第１コア
４７集光レンズ
５０光モジュール構造 20 Optical Waveguide 22 2nd Core 26 Reflector 40 Multi-Core Fiber 41 1st Core 47 Condensing Lens 50 Optical Module Structure

Claims

It has two end faces in the longitudinal direction, and a plurality of first cores, which are light transmission paths, are located so that either a light emitting part or an incoming part is located in each of the end faces. With multiple multi-core fibers
It has a reflecting unit that converts the transmission direction of light, and includes an optical waveguide in which the same number of second cores as the number of the first cores are adjacent to each other in a straight line at intervals. Ori,
The end face of the multi-core fiber and the upper surface of the optical waveguide are connected to each other in a state of facing each other, and the light emitting portion or the light entering portion of the first core and the reflecting portion face each other. ,
The at least two multi-core fibers adjacent to each other have an adjacent arrangement pitch of the second core smaller than the diameter of the multi-core fiber and are optically connected to the one adjacent multi-core fiber. An optical module structure characterized in that a part of the two cores is located between the second cores optically connected to the other multi-core fiber .

The optical module structure according to claim 1, wherein in the second core optically connected to one of the multi-core fibers, the arrangement intervals between the second cores are the same.

The optical module structure according to claim 2, wherein the second cores optically connected to the multi-core fibers adjacent to each other have the same arrangement interval.

The optical module structure according to claim 1, wherein in the second core connected to one of the multi-core fibers, the arrangement intervals between the second cores include intervals different from each other.

A part of the second core optically connected to one of the multi-core fibers is located between the second cores optically connected to the other multi-core fiber and is different from each other. The optical module structure according to claim 4 , wherein the second cores optically connected to the multi-core fiber have the same arrangement interval.

A second core in which a part of the second core optically connected to one of the multi-core fibers is located between the second cores optically connected to the other multi-core fiber. The groups are located adjacent to each other, the first intervals between the second cores belonging to the same second core group are the same, and the first intervals between the second cores belonging to the second core groups different from each other are the same. The optical module structure according to claim 4 , wherein the two intervals are different from the first interval.

The optical module structure according to any one of claims 1 to 6 , wherein a condenser lens is located between the first core and the reflecting portion located opposite to each other.