JPH03179306A - 光導波路と受光素子の結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 光合分波モジュール等の導波路型光デバイスにおける光
導波路と受光素子の結合構造に関し、受光素子を実装す
る際に光導波路が破損する恐れがなく、且つ、回路パタ
ーンとの接続が容易な上記結合構造の提供を目的とし、 導波路基板上に形成された光導波路の伝搬光を受光素子
の受光部に入射させるための光導波路と受光素子の結合
構造において、光導波路の途中部分を斜めに切断して、
上記光導波路の伝搬光が切断面で全反射して導波路基板
に対してほぼ垂直な方向に出射するようにし、上記光導
波路の切断部の両側に上記光導波路の高さとほぼ同一の
高さのアイランド部を設け、上記導波路基板に対してほ
ぼ垂直な方向に出射した光が受光素子の受光部に入射す
るようにこの受光素子を上記アイランド部に固着して構
成する。

産業上の利用分野 本発明は光合分波モジュール等の導波路型光デバイスに
おける光導波路と受光素子の結合構造に関する。

近年、光フアイバ通信の分野においては、波長分割多重
伝送方式や双方向伝送方式を加入者系に適用して、多岐
にわたる情報サービスの提供が試みられている。この種
のシステムにおいて使用される光合分波モジュールの一
形態として、導波路型に構成されたものがあるが、導波
路型光デバイスにおいては、伝送されてきた光信号を電
気信号に変換する必要があるので、光導波路と受光素子
の総合構造の最適化が模索されている。

従来の技術 第５ｒＩ！Ｊに導波路型光デバイスにおける従来の光導
波路と受光素子の結合構造の例を示す。導波路基板４１
上には、コア４４とこの周りを囲むクラッド４２．４３
とからなる光導波路４５が形成されており、この光導波
路４５の伝搬光を受光素子４Ｇの受光Ｂ４６ａに入射さ
せるものである。光導波路４５の紙面表面側の端面は紙
面に対して斜めに形成されており、紙面裏面側から表面
側に向かって伝搬してきた光は、この斜めに形成された
導波路端面で反射して図中上方向に出射するようになっ
ている。従って、出射光が受光素子の受光部４６ａに高
効率で入射するような位置に、受光素子４６は例えば接
着剤により固定されている。

発明が解決しようとする課題 第５図により説明した従来の光導波路と受光素子の結合
構造であると、光導波路は平坦面に対して突出した構造
であり、その幅は微小であるから、受光素子が上述のよ
うな所定位置に位置するようにこれを実装するに際して
、光導波路に不所望な力が加わり、光導波路が破損する
ことがあった。

また、従来構造であると、受光素子と導波路基板間にギ
ャップが生じ、しかも場合によっては図示のように受光
素子が導波路基板に対して傾斜することがあるので、受
光素子の電極と導波路基板上に形成されている回路パタ
ーンとの接続が困難になることがあった。

本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、その目的は、受光素子を実装する際に光導′Ｊｌ路
が破損する恐れがなく、且つ、回路パターンとの接続が
容易な光導波路と受光素子の結合構造を提供することで
ある。

課題を解決するための手段 本発明の詳細な説明するための第１図において、同図（
ａ）は本発明を適用して受光素子を導波路基板及び光導
波路上に実装した状態を示す一部破断側面図、同図（ｂ
）は同図（ａ）における（ｂ）−（ｂ）線断面図である
。

本発明の光導波路と受光素子の結合構造は、導波路基板
１上に形成された光導波路２の伝搬光を受光素子３の受
光部に入射させるための光導波路と受光素子の結合構造
において、光導波路２の途中部分を斜めに切断して、上
記光導波路２の伝搬光が切断面２ａで全反射して導波路
基板１に対してほぼ垂直な方向に出射するようにし、上
記光導波路２の切断部の両側に上記光導波路２の高さと
ほぼ同一の高さのアイランド部４．５を設け、上記導波
路基板１に対してほぼ垂直な方向に出射した光が受光素
子３の受光部３ａに入射するようにこの受光素子３を上
記アイランド部４，５に固着したものである。

作　　　用 本発明の構成によれば、光導波路２の途中部分を斜めに
切断して、伝搬光がその切断面２ａて全反射して導波路
基板１に対してほぼ垂直な方向に出射するようにしてい
るので、導波路基板１に対してほぼ平行に設けられた受
光素子によりその出射光を高効率で受光することができ
るようになる。

本発明の構成において、光導波路２の切断部の両側に光
導波路２の高さとほぼ同一の高さのアイランド部４．５
を設け、このアイランド部４，５に受光素子３を固着し
ているのは、受光素子を実装するに際して受光素子が光
導波路に接触する等して光導波路が破損することを防止
するためである。

本発明の構成によると、受光素子３はアイランド部４．
５に接触或いは近接するから、例えばこのアイランド部
４５上に回路パターンを形成しておくことによって、受
光素子の電極部と回路パターンとを接続して回路形成す
ることが容易になる。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、導波路型光デバイスとして提供される波長分
割多重伝送用の光合分波モジュールに本発明を適用した
例を示す同モジュールの斜視図である。１１はＳｉサブ
ストレート等からなる導波路基板であり、この導波路基
板１１上には、第１光導波路１２と、第１光導波路１２
に部分的に近接する第２光導波路１３と、第２光導波路
１３から分岐する第３光導波路１４とが形成されている
。

第１光導波路１２の一端側は導波路基板１１の側面にて
光ファイバ１５と接続されており、第１光導波路１２の
他端側は本発咀を適用して受光素子１６と結合されてい
る。１７．１８は導波路基板１１上に形成されたアイラ
ンド部であり、受光素子１６はアイランド部１７．１８
に固定されている。第２光導波路１３の第１光導波路１
２に近接する部分と反対の側は、半導体レーザ等の図示
しない発光素子と光学的に結合されており、第３光導波
路１４の開放端は、導波路基板１１の側面にて図示しな
い光ファイバと接続される。受光素子１６は例えばＡＰ
Ｄ　（アバランシェフォトダイオード）、Ｐｉｎフォト
ダイオード等のフォトダイオードである。

このモジュールは例えば次のように機能する。

光ファイバ１５により伝送された波長１．５５μｍの光
は第１光導波路１２を介して受光素子１６によって受光
される。発光素子や他の光デバイスから第２光導波路１
３、第３光導波路■４に入射した光〈例えば波長０．７
８μｍ、１．３１μｍ）は第１光導波路１２にカップリ
ングして、光ファイバ１５に送り出される。このように
して波長分割多重伝送及び双方向伝送がなされるもので
ある。

第２図に示したモジュールの受光素子１６近傍の部分拡
大斜視図を第３図に示し、ＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図
を第４図に示す。第４図等を参照して製造プロセスを説
明する。

まず、Ｓｉからなる導波路基板３を表面酸化させてクラ
ッドとなる３１０２層２１を形成する。

次いで、５ｉ０２層２１上にＣＶＤ法、スパッタリング
法等によりＴｌＯ２がドープされた３１０２層を形成し
、この層のうち不要な部分をＲＩＥ法（リアクティブイ
オンエツチング法）により除去して、導波路１２のコア
２２と、アイランド部１７．１８の主要部分となるそれ
ぞれ堆積層２３゜２４とを形成する。この場合、コア２
２についてモ僅かにエツチングを行い、コア２２の上面
が堆積層２３．２４の上面よりも低い位置に位置するよ
うにする。そして、コア２２及び堆積層２３゜２４の周
囲にクラッドとしての５ｉ０２層２５を前述の方法によ
り形成する。次いで、第１図（ａ）に示したものと同様
にして、光導波路２の途中部分を例えばグイシングツ−
を用いて斜め（例えば水平面に対して４５°〉に切断し
て、光導波路１２の伝搬光が切断面で全反射して導波路
基板１１に対してほぼ垂直な方向に出射するようにする
。

この実施例では、アイランド部１７．１８上にはそれぞ
れＡｕ等の導体からなる回路パターン２６．２７が形成
されており、光導波路１２上には、上記垂直な方向に出
射する光が透過する部分を覆うように、誘電体多層膜等
からなる波長選択性フィルタ２８が形成されている。波
長選択性フィルタ２８は波長１．５５μｍ帯の光を高い
透過率で透過させ、波長０．７８μｍ帯及び波長１．３
μｍ帯の光を殆ど透過させない。

受光素子１６は、波長選択性フィルタ２８を透過して出
射した光導波路１２からの光が受光素子の受光部３１に
高効率で入射するような位置に位置決めされ、受光素子
の底面側に設けられた電極２９．３０と回路パターン２
６．２７との間にバンプ材を配することによってフリッ
プチップボンディングされている。本実施例では、光導
波路１２がアイランド部１７．１８よりも低くなるよう
にしているので、光導波路１２上に波長選択性フィルタ
２８を形成しているにも関わらず、光導波路１２や波長
選択性フィルタ２８が受光素子の受光部３１に接触して
受光部３１を破損する恐れがない。また、受光素子１６
を実装するに際して、光導波路１２が破損する恐れもな
い。

本実施例では、受光素子の電極部２９．３０を回路パタ
ーン２６．２７に直接接続しているので、ボンディング
ワイヤを用いて接続した場合と比較して、接続部のイン
ピーダンスを低下させて優れた高周波特性を達成するこ
とができるようになる。

また、受光素子を含めた電子回路の構築が容易になる。

本実施例において、光導波路１２上に波長選択性フィル
タ２８を設けているのは、波長分割多重伝送におけるク
ロストークを防止するためである。

即ち、このモジュールにおいては、光導波路間のカップ
リング部がある程度の波長選択性を有しているものの、
その消光比は必ずしも高くないので、波長１．５５μｍ
帯以外の波長帯の光が受光素子の受光部３１に入射して
符号誤り等が生じることを防止しているものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、受光素子を実装す
る際に光導波路が破損する恐れがなく、しかも、回路パ
ターンとの接続が容易な光導波路と受光素子の結合構造
の提供が可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例を示す波長分割多重伝送用の光
合分波モジュールの斜視図、 第３図は第２図に示されたモジュールの部分拡大斜視図
、 第４図は第３図におけるｒＶ−ＩＶ線断面図、第５図は
従来技術の説明図である。 １．１１・・・導波路基板、 ２．１２．１３．１４・・・光導波路、３．１６・・・
受光素子、 ４．５．１７．１８・・・アイランド部。 Ｉ　　　：　４浪到−６オ反 ２　゛　光４＋漉路 ３　　：　麦辷素チ ４　　　：−フイランド０ 奉４？！目の＃Ｊヱ園 第１図 １７．１８　　　アイランド師 〈□ミｊ七□イ列斜享見図 第２図 矢施例Ｉｐや孤人軒硯閃 第３図 １ １Ｍ−ＩＳＺ筆象ぼ「め圀 第４図 １ イ疋米扶イ打の盲兇叩切 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導波路基板（１）上に形成された光導波路（２）の
   伝搬光を受光素子（３）の受光部に入射させるための光
   導波路と受光素子の結合構造において、光導波路（２）
   の途中部分を斜めに切断して、上記光導波路（２）の伝
   搬光が切断面（２ａ）で全反射して導波路基板（１）に
   対してほぼ垂直な方向に出射するようにし、 上記光導波路（２）の切断部の両側に上記光導波路（２
   ）の高さとほぼ同一の高さのアイランド部（４、５）を
   設け、 上記導波路基板（１）に対してほぼ垂直な方向に出射し
   た光が受光素子（３）の受光部（３ａ）に入射するよう
   にこの受光素子（３）を上記アイランド部（４、５）に
   固着したことを特徴とする光導波路と受光素子の結合構
   造。 ２、請求項１に記載の光導波路と受光素子の結合構造に
   おいて、 アイランド部（１７、１８）上に回路パターン（２６、
   ２７）を形成し、 受光素子（１６）の電極部（２９、３０）を上記回路パ
   ターンに直接接続して回路形成したことを特徴とする光
   導波路と受光素子の結合構造。 ３、請求項１又は２に記載の光導波路と受光素子の結合
   構造において、 アイランド部（１７、１８）の高さが光導波路（１２）
   の高さよりも大きくなるようにし、 上記光導波路（１２）の切断面近傍の上面に波長選択性
   フィルタ（２８）を設けたことを特徴とする光導波路と
   受光素子の結合構造。