JP7211236B2 - 光接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、光接続構造に関し、特に、入力された光のモードフィールド径を変換して出力するモードフィールド変換技術に関する。

光通信分野において光源や変調を担う光デバイスを構成する導波路は、モードフィールド径が１μｍ以下であることが多く、その光信号を送信する光ファイバのモードフィールド径は、シングルモードファイバの場合、１０μｍ程度である。光デバイスと光ファイバとを高効率に結合するためには、モードフィールドを整合させる必要がある。

従来から、光デバイスと光ファイバとを結合する手段として、光デバイスとレンズなどの光学素子と光ファイバとの３体調心によって光学系を構成する技術が知られている。この従来の技術は、高い結合効率を得るのに有効ではあるが、光デバイスとレンズと光ファイバとの調心工程が必要となるため、生産コストを高くする。

この調心工程を削減するために、従来から、先端にレンズが一体形成された光ファイバが提案されている（特許文献１参照）。また、例えば、特許文献２は、図１０に示すように、光デバイスを作製する基板３００に、レンズ３１０を固定するための溝を、基板材料の結晶方位を利用して予め形成する技術を開示している。これは、パッシブアラインメント技術と呼ばれる技術である。

しかしながら、従来のレンズ付の光ファイバにおいては、例えば、シリコンフォトニクスで用いられるシリコン導波路のようなサブミクロンオーダーのモードフィールドを、十分に光ファイバのモードフィールドに変換することが困難である。そのため、結合効率が低下する問題があり、また、レンズ部分の面形状を再現性良く生産することが困難であった。

一方で、基板に溝を形成するパッシブアラインメントを用いた従来の技術においては、シリコンの結晶異方性を利用して、斜めの加工面を形成する。そのため、結晶方位に依存しない任意形状の溝を形成することは、原理的に困難である。また、溝の形成手順によっては導波路に損傷を与える可能性もあった。

特開２０１０－２２４４２０号公報 特開平４－２６１０７６号公報

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、導波路と光学素子間の調心工程を削減し、より容易に形成することができる光接続構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る光接続構造は、基板と、前記基板の一の面である上面に形成され、第１端面を有する第１導波路と、前記第１端面と間隔を空けて向かい合う第２端面を有する第２導波路と、前記基板の前記第２導波路側の端部からさらに前記第２導波路側に延在するテラスと、前記テラスの上に形成され、上面に光学素子を支持する凹部を有する支持体と、前記第１導波路の上面に設けられ、前記テラスの延在方向に沿って前記第２導波路と間隔を空けて対向するブロックであり、当該ブロックの上面の高さが前記第２導波路の上面の高さと一致するブロックと、前記第１導波路と前記第２導波路との間及び前記ブロックと前記第２導波路との間に充填されて、前記支持体と前記光学素子とを覆う、前記光学素子の屈折率よりも小さい屈折率を有する樹脂材料からなる充填剤と、を備える。

また、本発明に係る光接続構造において、前記凹部は、前記光学素子の一部と係合してもよい。

また、本発明に係る光接続構造において、前記支持体の前記凹部と前記光学素子とを接着する接着剤をさらに備えていてもよい。

また、本発明に係る光接続構造において、前記凹部は、前記光学素子の前記一部の形状および大きさに対応してもよい。

また、本発明に係る光接続構造において、前記凹部は、溝状に形成されていてもよい。

また、本発明に係る光接続構造において、前記支持体は、光硬化性樹脂材料から構成されていてもよい。

また、本発明に係る光接続構造において、前記支持体は、複数設けられていてもよい。

本発明によれば、テラスの上に形成され、上面に光学素子を支持する凹部を有する支持体を備えるので、導波路と光学素子間の調心工程を削減して、より容易に形成することができる光接続構造を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る光接続構造の断面模式図である。 図２Ａは、本発明の実施の形態に係る支持体の上面図である。 図２Ｂは、本発明の実施の形態に係る支持体のＡＡ’線断面図である。 図３は、本発明の実施例１に係る光接続構造の断面模式図である。 図４Ａは、本発明の実施例２に係る支持体の上面図である。 図４Ｂは、本発明の実施例２に係る支持体のＡＡ’線断面図である。 図５Ａは、本発明の実施例３に係る支持体の上面図である。 図５Ｂは、本発明の実施例３に係る支持体の側面図である。 図６Ａは、本発明の実施例４に係る支持体の上面図である。 図６Ｂは、本発明の実施例４に係る支持体の側面図である。 図７Ａは、本発明の実施例５に係る支持体の上面図である。 図７Ｂは、本発明の実施例５に係る支持体のＡＡ’線断面図である。 図８Ａは、本発明の実施例６に係る支持体の上面図である。 図８Ｂは、本発明の実施例６に係る支持体の側面図である。 図９は、本発明の実施例６に係る支持体の断面図である。 図１０は、従来例に係る光接続構造の断面模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図９を参照して詳細に説明する。各図について共通する構成要素には、同一の符号が付されている。

図１は、本発明の実施の形態に係る光接続構造１の断面模式図である。本実施の形態に係る光接続構造１は、テラス部１０１を有する導波路基板（基板）１００と、Ｓｉ導波路（第１導波路）１１０と、光ファイバ（第２導波路）１３０と、Ｓｉ導波路１１０の端面（第１端面）と光ファイバ１３０の端面（第２端面）との間に配設された支持体１４１に支持されたレンズ（光学素子）１４２を有する接続層１４０とを備える。
光接続構造１は、Ｓｉ導波路１１０に入力される光のモードフィールド径を変換して光ファイバ１３０に結合させる。

以下において、図１を含む各図に示すｘ、ｙ、ｚ軸は互いに直交し、鉛直方向をｙ軸、水平方向をｘ軸、光の伝搬方向、すなわち光軸に沿った方向をｚ軸とする。
また、本実施の形態では、Ｓｉ導波路１１０から光が入力されて光ファイバ１３０へ伝搬される場合について説明する。

はじめに、本実施の形態に係る光接続構造１の概要を説明する。
本実施の形態に係る光接続構造１は、Ｓｉ導波路１１０が表面に形成された導波路基板１００の光ファイバ１３０側の端部に、Ｓｉ導波路１１０の出射端面の位置よりも光ファイバ１３０側に延在するテラス部（テラス）１０１が形成されている。このテラス部１０１の表面１０２には支持体１４１が配設され、支持体１４１はレンズ１４２の一部と係合してレンズ１４２を支持する。

また、テラス部１０１の光ファイバ１３０側の端面１０３は、Ｓｉ導波路１１０を伝搬する光の光軸と直交する平坦面に形成され、接着層１５０を介して光ファイバ１３０の端面と接合する。テラス部１０１の表面１０２と、Ｓｉ導波路１１０の出射端面と光ファイバ１３０の端面とで形成される空間には、支持体１４１によって支持されたレンズ１４２を覆うように充填剤１４４が充填され、接続層１４０が形成されている。接続層１４０は、Ｓｉ導波路１１０の出射端面と向かい合う光ファイバ１３０の端面との間にあって、光接続構造１における光学系を構成する。

このように、本実施の形態に係る光接続構造１は、テラス部１０１に配設された支持体１４１によって支持されるレンズ１４２によってＳｉ導波路１１０からの出射光を集光またはコリメートし、光ファイバ１３０に結合する。

以下、本実施の形態に係る光接続構造１の各構成要素について説明する。
導波路基板１００は、板状に形成されている。導波路基板１００は、Ｓｉ材料によって形成される。導波路基板１００の表面の一部（一の面）には、Ｓｉ導波路１１０が形成されている。また導波路基板１００の裏面は平坦に形成されている。

テラス部１０１は、導波路基板１００の光ファイバ１３０側の端部に形成され、Ｓｉ導波路１１０の端面と光ファイバ１３０の端面とを結んだ光軸方向のＳｉ導波路１１０の端面の位置よりも光ファイバ１３０側に延在している。テラス部１０１の表面１０２は、Ｓｉ導波路１１０が形成されている面よりも低い位置となるように形成されている。すなわち、テラス部１０１の厚さ（ｙ軸）は、Ｓｉ導波路１１０が形成されている領域における導波路基板１００の厚さよりも薄い。テラス部１０１の光ファイバ１３０側の端面１０３は光軸に直交する平坦な面を有し、接着層１５０を介して光ファイバ１３０と接続する。

テラス部１０１は、例えば、Ｓｉ導波路１１０の光軸（ｚ軸）と光軸に直交するｘ軸と（ｘｚ平面）に平行な平坦面に形成された表面１０２を有する。テラス部１０１の表面１０２には、支持体１４１が配設されている。

導波路基板１００のテラス部１０１は、公知の半導体製造プロセスによって形成することができる。さらに、導波路基板１００、Ｓｉ導波路１１０、および後述するブロック１２０の光ファイバ１３０側の端面を、例えば、切削加工することによって光軸（ｚ軸）に直交する平坦な面に形成し、テラス部１０１を形成してもよい。また、切削されたテラス部１０１の表面１０２および端面１０３を研磨してもよい。

Ｓｉ導波路１１０は、コア１１１と、コア１１１を覆う下部クラッド１１２および上部クラッド１１３とを備える。Ｓｉ導波路１１０は、光接続構造１における光の入射側の導波路基板１００の表面の領域に配設されている。すなわち、Ｓｉ導波路１１０は、導波路基板１００の一部の表面の領域に形成される。図１に示すように、例えば、コア１１１、下部クラッド１１２、および上部クラッド１１３は、光ファイバ１３０に向かって、一定の形状となるように形成してもよい。Ｓｉ導波路１１０の光の出射側の端面は、光軸に直交する平坦面を有する。

コア１１１は、Ｓｉを材料として形成することができる。下部クラッド１１２および上部クラッド１１３は、ＳｉＯ₂を材料として形成することができる。

Ｓｉ導波路１１０の上部クラッド１１３の表面に、光接続構造１の高さを調整するダミーブロックとしてブロック１２０が設けられる。ブロック１２０は、光軸に沿った長さがＳｉ導波路１１０の光軸に沿った長さと一致する。また、ブロック１２０の厚さ（ｙ軸方向）は、導波路基板１００およびＳｉ導波路１１０を含む導波路のｙ軸方向の高さが所望の高さ、例えば、光ファイバ１３０のｙ軸方向の高さと一致する厚さとなるように形成される。ブロック１２０は、石英系材料または樹脂材料から形成される。ブロック１２０は、より好ましくは、Ｓｉ導波路１１０の下部クラッド１１２および上部クラッド１１３と熱膨張係数が近い材料を用いる。

光ファイバ１３０は、コア１３１と、コア１３１を覆って形成されるクラッド１３２とを備える。光ファイバ１３０には、例えば、石英系材料が用いられるが、石英系材料だけでなく、他の無機材料、または有機材料（例えば、ポリマー）によって形成されてもよい。

コア１３１は、光ファイバ１３０の中心部に設けられ、Ｓｉ導波路１１０によってモードフィールドが変換された光を伝搬する。なお、コア１３１は、円形断面を有する場合に限られず、例えば、平面光波回路のように矩形状であってもよい。クラッド１３２は、コア１３１の外周面を覆うように形成されている。

接続層１４０は、導波路基板１００の端部に形成されたテラス部１０１の表面の、Ｓｉ導波路１１０の端面と光ファイバ１３０の端面との間に形成されている。接続層１４０は、光接続構造１における光学系を構成する。

より詳細には、接続層１４０は、支持体１４１と、支持体１４１によって支持されるレンズ１４２と、支持体１４１とレンズ１４２とを接合する接着剤１４３と、支持体１４１とレンズ１４２との外周を覆う充填剤１４４とを備える。

支持体１４１は、テラス部１０１の表面１０２に形成され、テラス部１０１からみて上面にレンズ１４２を支持する凹部ｃを有する。支持体１４１は、例えば、直方体や立方体などの立体形状に形成される。支持体１４１の立体形状は、使用されるレンズ１４２の一部が収容可能であり、レンズ１４２を支持するために十分な強度が確保される大きさを有する。

凹部ｃは、支持体１４１の上面において、テラス部１０１の厚み方向に深くなるように形成され、レンズ１４２の一部と係合する。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、支持体１４１の上面から鉛直方向（ｙ軸方向）に向かう深さを有する凹部ｃが形成される。

図２Ａの上面図に示すように、凹部ｃを形成する上面の穴の径は、レンズ１４２の端部の断面の径に対応する。また、凹部ｃは、支持体１４１が支持するレンズ１４２の端部の形状および大きさに対応した深さを有する。例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示す例では、凹部ｃは、曲面形状を有し、ボールレンズ、球面レンズ、非球面レンズなどの外形が曲面である微小なレンズ１４２の下部の形状および大きさに対応する。また、凹部ｃの深さは、レンズ１４２と係合したときに、レンズ１４２の主点が光軸と一致するように設計される。

支持体１４１は、例えば、光硬化性樹脂を材料として形成することができる。支持体１４１は、テラス部１０１の表面１０２から、例えば、光硬化性樹脂を用いて光造形により形成することができる。光硬化性樹脂材料の熱膨張係数は、導波路基板１００の熱膨張係数と近い材料であることがより望ましい。支持体１４１は、導波路基板１００およびテラス部１０１と一体的に形成してもよい。

レンズ１４２は、支持体１４１の凹部ｃと係合して、光軸上に配置される。レンズ１４２は、Ｓｉ導波路１１０を伝搬する光フィールドの光路を制御する。より詳細には、レンズ１４２は、Ｓｉ導波路１１０のコア１１１の端面を出射する光を集光またはコリメートし、その光のモードフィールドを変換する。レンズ１４２によってＳｉ導波路１１０を伝搬する光のモードフィールドは、光ファイバ１３０の固有モードと高効率に結合することができる。

レンズ１４２は、例えば、両凸球面レンズ、または非球面レンズを用いてもよい。レンズ１４２は、例えば、外形が数百μｍ以内で、サブミクロン精度で形成された石英系ガラスレンズを用いることができる。また、レンズ１４２の下部と支持体１４１の凹部ｃとが係合した状態で、例えば、樹脂材料を用いた接着剤１４３によって接着される。これにより、レンズ１４２が光軸上の予め設定された位置に固定され、接続層１４０における光学系を構成することができる。

充填剤１４４は、支持体１４１および支持体１４１に支持されたレンズ１４２を覆うように接続層１４０に充填される。充填剤１４４は、レンズ１４２の屈折率より小さい屈折率を有し、例えば、樹脂材料を用いることができる。充填剤１４４を接続層１４０に充填させることで、支持体１４１で支持されたレンズ１４２の位置の固定を安定化することができる。また、充填剤１４４を用いることにより、Ｓｉ導波路１１０の出射端面と、微小なレンズ１４２と、光ファイバ１３０の端面との間の反射率を低減することができる。

接続層１４０に形成された支持体１４１に支持されたレンズ１４２の位置の固定における安定化を考慮する必要がない場合には、充填剤１４４として、空気または不活性ガスを用いてもよい。なお、充填剤１４４として樹脂接着剤などが用いられた場合であっても、上述したブロック１２０の端面が壁となり、充填剤１４４が流出することが防止される。

接着層１５０は、導波路基板１００の光ファイバ１３０側の端面である、テラス部１０１の端面１０３と光ファイバ１３０の端面とを接着する。接着層１５０は、例えば、エポキシ系やアクリル系の材料を用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る光接続構造１によれば、導波路基板１００の光ファイバ１３０側の端部に形成されたテラス部１０１の表面１０２に支持体１４１が形成される。レンズ１４２の形状および大きさに合わせて形成された支持体１４１の凹部ｃとレンズ１４２の一部とが係合し固定されることで、レンズ１４２がＳｉ導波路１１０の出射端面および光ファイバ１３０の端面に対する光軸上の設定された位置に配置される。そのため、導波路とレンズ１４２との調心工程を削減して、より容易に形成可能な光接続構造１を提供することができる。

また、光接続構造１は、様々な形状を有する微小なレンズ１４２を利用した光学系を高精度に構成し、Ｓｉ導波路１１０と光ファイバ１３０との導波路間を高効率に結合することができる。そのため、光学系の光路長を低減して、光接続構造１をより小型化することができる。

また、支持体１４１を導波路基板１００と一体的に形成することで、より一層簡易に、導波路とレンズ１４２との調心工程が削減可能な光接続構造１を作製することができる。

また、Ｓｉ導波路１１０の製造過程で形成される導波路基板１００の段差面をテラス部１０１として利用することも可能であり、この場合、より簡易かつ確実に支持体１４１を形成し、レンズ１４２を支持体１４１の凹部ｃと係合させ固定することができる。

［実施例１］
次に、本発明の実施例１に係る光接続構造１について図３を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述した実施の形態では、接続層１４０に１つの支持体１４１が設けられて１つのレンズ１４２を支持する場合について説明した。これに対し、実施例１では、複数の支持体１４１、１４１ｂを設け、複数のレンズ１４２、１４２ｂを有する光学系を構成する。以下、実施の形態と異なる構成を中心に説明する。

図３は、実施例１に係る光接続構造１の断面模式図である。本実施例に係る光接続構造１は、上述した実施の形態と同様に、テラス部１０１を有する導波路基板１００、Ｓｉ導波路１１０、ブロック１２０、光ファイバ１３０、接続層１４０、および接着層１５０を備える。

接続層１４０は、複数の支持体１４１、１４１ｂ、および複数のレンズ１４２、１４２ｂを備える。図３に示す接続層１４０では、２枚の微小なレンズ１４２、１４２ｂによってコリメート光学系が構成されている。Ｓｉ導波路１１０側のレンズ１４２は、Ｓｉ導波路１１０から出射される放射光をコリメート光に変換する。光ファイバ１３０側のレンズ１４２ｂは、レンズ１４２からのコリメート光を光ファイバ１３０のコア１３１に集光する。あるいは、後段のレンズ１４２ｂは、集光の他、収差補正効果を有するレンズであってもよい。

支持体１４１、１４１ｂは、レンズ１４２、１４２ｂの形状および大きさに合わせた寸法によりそれぞれ形成されている。支持体１４１、１４１ｂの凹部ｃとレンズ１４２、１４２ｂの下部とが係合し、接着剤１４３、１４３ｂで固定される。支持体１４１、１４１ｂの凹部ｃの深さ（ｙ軸方向）は、支持体１４１、１４１ｂがレンズ１４２、１４２ｂと係合してテラス部１０１の表面１０２に立設したときに、レンズ１４２、１４２ｂが光軸上に位置するように設計された深さを有する。

以上説明したように、実施例１によれば、支持体１４１によって支持されるレンズ１４２を光軸に沿って２組以上形成するので、接続層１４０における光学系をより柔軟に構成することができる。また、複数の支持体１４１、１４１ｂおよびレンズ１４２、１４２ｂを設けた場合であっても、従来の調心工程を削減して、Ｓｉ導波路１１０の出射端面と、光学系と、光ファイバ１３０の端面とが所定の位置に配置された光接続構造１を容易に形成することができる。

［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係る光接続構造１が備える支持体１４１について、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施の形態および実施例１と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述した実施の形態および実施例１では、支持体１４１の凹部ｃは、曲面形状を有する場合について説明した。これに対し、実施例２では、曲面外形を有するレンズ１４２を支持する支持体１４１の別の例として、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、凹部ｃが逆円錐台の凹部ｃが設けられた支持体１４１を用いる。図４Ａの上面図に示すように、支持体１４１の上面には、円形の穴が形成されている。この円形の穴の径は、用いられるレンズ１４２の下部の断面の径に対応している。

また、図４Ｂの断面図に示すように、凹部ｃの最も深い部分には、平坦面が形成されている。レンズ１４２の下部は、支持体１４１の凹部ｃと係合し、接着剤１４３で固定される。これにより、レンズ１４２が支持されてテラス部１０１の表面１０２に立設される。支持体１４１の凹部ｃの深さおよび幅を、使用するレンズ１４２のサイズに合わせて形成するので、レンズ１４２が光軸上に配置される。

［実施例３］
次に、本発明の実施例３に係る光接続構造１について図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述した実施の形態、実施例１および実施例２では、支持体１４１に設けられた凹部ｃの形状は、球面レンズや非球面レンズなどの球面外形を有するレンズ１４２に対応する形状を有する場合について説明した。これに対し、実施例３に係る支持体１４１は、柱状のレンズ１４２を支持する凹部ｃを有する。

図５Ａの上面図に示すように、支持体１４１には凹部ｃとしてｘ軸方向に沿って溝が形成されている。また、図５Ｂの側面図に示すように、凹部ｃは、鉛直方向（ｙ軸方向）に凸の円弧を形成する。このように、凹部ｃは、ロッドレンズやシリンドリカルレンズなどの柱状のレンズ１４２の外面形状に対応した半円柱状あるいは半楕円柱状の溝を有する。

円柱状のレンズ１４２における長手方向の一部と支持体１４１の凹部ｃとが係合し、接着剤１４３で固定されると、レンズ１４２が光軸上に配置される。

以上説明したように、実施例３によれば、円柱状の微小なレンズ１４２を用いる場合であっても、簡易かつ正確に光軸上にレンズ１４２を配置することができる。

［実施例４］
次に、本発明の実施例４に係る光接続構造１について図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施例３では、支持体１４１の凹部ｃは、半楕円柱状の溝を有する場合について例示して説明した。これに対して、実施例４では、凹部ｃはＶ字溝を有する。

図６Ａの上面図に示すように、支持体１４１の上面には、凹部ｃとして、ｘ軸方向に沿って溝が形成されている。また、図６Ｂの側面図に示すように、凹部ｃはＶ字に形成されている。

このような支持体１４１の凹部ｃと、ロッドレンズやシリンドリカルレンズなどの円柱状のレンズ１４２の長手方向の一部とが係止され、接着剤１４３で固定されると、レンズ１４２が光軸上に配置される。また、角型柱状のレンズ１４２を用いる場合においても、レンズ１４２の長手方向の角部とが係合し、接着剤１４３で固定され、光軸上にレンズ１４２を配置することができる。

以上説明したように、実施例４によれば、円柱状や角型柱状の微小なレンズ１４２を用いる場合であっても、簡易かつ正確に光軸上にレンズ１４２を配置することができる。

［実施例５］
次に、本発明の実施例５に係る光接続構造１について図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施例４では、円柱状や角型柱状のレンズ１４２の長手方向の一部と係合する凹部ｃが形成された支持体１４１を例示して説明した。これに対し、実施例５に係る支持体１４１は、円柱状のレンズ１４２の長手方向を鉛直方向（ｙ軸方向）としたレンズ１４２の下部と係合する凹部ｃを有する。

より具体的には、図７Ａの上面図に示すように、支持体１４１の上面には、楕円形状の穴が形成されている。この穴の径は円柱状のレンズ１４２の径の大きさに対応する。また、図７Ｂの断面図に示すように、長方形状の凹部ｃの深さは、円柱状のレンズ１４２の長手方向の端部の長さに対応する。

支持体１４１の凹部ｃと円柱状のレンズ１４２の長手方向の端部とが係合し、接着剤１４３で固定されて、光軸上にレンズ１４２が配置される。

以上説明したように、実施例５によれば、円柱状の微小なレンズ１４２の長手方向を鉛直方向（ｙ軸方向）として用いる場合であっても、簡易かつ正確に光軸上にレンズ１４２を配置することができる。

［実施例６］
次に、本発明の実施例６に係る光接続構造１について図８Ａから図９を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述した実施の形態および実施例１から実施例５に係る支持体１４１の凹部ｃは、レンズ１４２の下部など、レンズ１４２の一部と係合する場合について説明した。これに対し、実施例６では、支持体１４１は、図９に示すように、シート状の構造の向かい合う面に球面または非球面を呈するレンズ面が形成されたレンズ１４２を支持する。

より詳細には、図８Ａの上面図に示すように、支持体１４１の上面には、凹部ｃとして水平方向（ｘ軸方向）に沿って溝が形成されている。また、図８Ｂの側面図に示すように、支持体１４１には、側面からみて長方形状の凹部ｃが形成されている。このように、直方体形状の凹部ｃが支持体１４１に設けられる。凹部ｃの深さ（ｙ軸方向）、ｘ軸方向およびｚ軸方向の長さは、レンズ面が形成されるシート状の構造の端部のサイズに対応する。

図９に示すように、支持体１４１の凹部ｃと、レンズ１４２が形成されているシート状の構造の端部とが係合し、接着剤１４３で固定されて、光軸上にレンズ１４２が配置される。

本実施例では、微小なレンズ１４２がＳｉ導波路１１０のモードフィールド面に沿った屈折率分布を有するレンズを用いることができる。このような屈折率分布型のレンズ１４２の外形は、直方体形状であることから、直方体形状の底部と支持体１４１の凹部ｃとして形成された溝とが係合する。

以上説明したように、実施例６によれば、シート状の構造の表面にレンズ面が形成された微小なレンズ１４２であっても、シート状の構造の形状に対応する直方体形状の凹部ｃを用いることで、簡易かつ正確に光軸上にレンズ１４２を配置することができる。

以上、本発明の光接続構造における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。

例えば、説明した実施の形態では、テラス部１０１は、導波路基板１００においてＳｉ導波路１１０が形成されている領域の厚さ（ｙ軸方向）に対して、テラス部１０１の厚さがより薄い場合を例示して説明した。しかし、テラス部１０１の厚さはＳｉ導波路１１０が形成されている領域の厚さと同じまたはより厚く形成されていてもよい。

また、テラス部１０１の厚さは、Ｓｉ導波路１１０の出射端面側から光ファイバ１３０の端面に向かって一定である場合を例示して説明した。しかし、テラス部１０１の厚さは一定である場合に限られない。例えば、Ｓｉ導波路１１０の出射端面側から徐々に光ファイバ１３０の端面に向かって薄くなるように形成されていてもよい。

なお、説明した実施の形態では、Ｓｉ導波路１１０のコア１１１、および導波路基板１００は、Ｓｉ材料によって形成される場合について説明したが、これらの材料はＳｉに限られない。例えば、化合物半導体など、その他の半導体材料、無機材料、および有機材料のいずれかによって形成されてもよい。

また、説明した実施の形態では、レンズ１４２は、ガラス材料で形成されている場合を例示した。しかし、レンズ１４２は、樹脂材料、半導体材料、またはセラミックス材料を用いて形成されたものであってもよい。また、レンズ１４２は、モールドレンズの他、微細加工によって形成されたレンズであってもよい。さらに、レンズ１４２は、屈折型のレンズまたは回折型のレンズであってもよい。

１…光接続構造、１００…導波路基板、１０１…テラス部、１０２…表面、１０３…端面、１１０…Ｓｉ導波路、１１１…コア、１１２…下部クラッド、１１３…上部クラッド、１２０…ブロック、１３０…光ファイバ、１３１…コア、１３２…クラッド、１４０…接続層、１４１…支持体、１４２…レンズ、１４３…接着剤、１４４…充填剤、１５０…接着層、ｃ…凹部。

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板の一の面である上面に形成され、第１端面を有する第１導波路と、
   前記第１端面と間隔を空けて向かい合う第２端面を有する第２導波路と、
   前記基板の前記第２導波路側の端部からさらに前記第２導波路側に延在するテラスと、
   前記テラスの上に形成され、上面に光学素子を支持する凹部を有する支持体と、
   前記第１導波路の上面に設けられ、前記テラスの延在方向に沿って前記第２導波路と間隔を空けて対向するブロックであり、当該ブロックの上面の高さが前記第２導波路の上面の高さと一致するブロックと、
   前記第１導波路と前記第２導波路との間及び前記ブロックと前記第２導波路との間に充填されて、前記支持体と前記光学素子とを覆う、前記光学素子の屈折率よりも小さい屈折率を有する樹脂材料からなる充填剤と、
   を備える光接続構造。
2. 請求項１に記載の光接続構造において、
   前記凹部は、前記光学素子の一部と係合することを特徴とする光接続構造。
3. 請求項２に記載の光接続構造において、
   前記支持体の前記凹部と前記光学素子とを接着する接着剤をさらに備えることを特徴とする光接続構造。
4. 請求項２または請求項３に記載の光接続構造において、
   前記凹部は、前記光学素子の前記一部の形状および大きさに対応することを特徴とする光接続構造。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の光接続構造において、
   前記凹部は、溝状に形成されていることを特徴とする光接続構造。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の光接続構造において、
   前記支持体は、光硬化性樹脂材料から構成されていることを特徴とする光接続構造。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の光接続構造において、
   前記支持体は、複数設けられていることを特徴とする光接続構造。

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