JPH06169135A - 矩形状光部品の位置決め構造 - Google Patents

矩形状光部品の位置決め構造

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JPH06169135A
JPH06169135A JP4320823A JP32082392A JPH06169135A JP H06169135 A JPH06169135 A JP H06169135A JP 4320823 A JP4320823 A JP 4320823A JP 32082392 A JP32082392 A JP 32082392A JP H06169135 A JPH06169135 A JP H06169135A
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JP
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optical component
rectangular optical
substrate
groove
base plate
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JP4320823A
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Kazunori Kurima
一典 栗間
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易かつ高精度に位置決めが行える矩形状光
部品の位置決め構造を提供する。 【構成】 LDチップ等の矩形状光部品11には複数の
突起部11aが形成されており、ベース板12には平行
なV溝12aが形成されている。これら各突起部11a
がベース板12に形成された各V溝12aに係合させら
れることにより、矩形状光部品11のベース板12に対
する相対位置は自ずと定まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は矩形状の光部品が基板に
対して所定位置に位置決めされる矩形状光部品の位置決
め構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバや球レンズといった円柱状、
球状の光部品は、従来、基板に対して次のように位置決
めされていた。つまり、図13(a)に示すように、ベ
ース板1に断面がV字状のV溝1aが形成され、このV
溝1aに球状光部品2が係合されることにより、ベース
板1に対する球状光部品2の位置が定められていた。
【0003】また、半導体レーザ(LD)チップ、ホト
ダイオード(PD)チップや導波路基板のような矩形状
の光部品は、従来、同図(b)に示すように位置決めさ
れていた。つまり、球状光部品の場合と同様にベース板
3にV溝3aが形成され、このV溝3aの側壁に矩形状
光部品4の両下端部が当接されることにより、ベース板
3に対する矩形状光部品4の位置が定められていた。ま
た、同図(c)に示すように、ベース板5に断面が台形
状の台形溝5aが形成され、この台形溝5aの底部に矩
形状光部品4が嵌め込まれることによっても、ベース板
5に対する矩形状光部品4の位置が定められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同図
(b)に示す矩形状光部品の位置決め構造においては、
矩形状光部品4の底面がベース板3の底面に平行になる
ように、言い換えれば、矩形状光部品4の両下端部がV
溝3aの各側壁に接する高さが等しくなるように、矩形
状光部品4をベース板3に当接させる必要がある。矩形
状光部品4の両下端部が異なる高さでV溝3aの各側壁
に接すると、矩形状光部品4の底面はベース板3の底面
に対して傾いてしまい、例えば、このベース板3上に搭
載される他の光部品との光結合が不完全に行われたりす
る。すなわち、上記従来の位置決め構造においては、矩
形状光部品4の各側壁に対する当接位置の調整に手間が
かかり、簡易にかつ精度良く位置決めを行えなかった。
【0005】また、同図(c)に示す矩形状光部品の位
置決め構造においては、矩形状光部品4の厚さが異なる
と、ベース板5に形成する台形溝5aの底部の深さをそ
の厚さに合わせて調整する必要があった。
【0006】また、上記従来のいずれの位置決め構造に
おいても、矩形状光部品の外形寸法の加工精度は、球状
光部品の光ファイバ径や球レンズ径といった外形寸法精
度よりも悪い。従って、ベース板の溝深さが精度良く形
成されても、矩形状光部品の外形寸法精度の悪さのた
め、矩形状光部品のベース板に対する垂直位置は精度よ
く定まらなかった。
【0007】本発明はこのような課題を解消するために
なされたもので、矩形状光部品が基板に対して所定位置
に簡易かつ高精度に位置決めされる矩形状光部品の位置
決め構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、矩形状の光部
品が基板に対して所定位置に位置決めされる矩形状光部
品の位置決め構造において、基板に複数の溝が形成さ
れ、矩形状の光部品に複数の突起部が形成され、これら
各突起部が基板に形成された各溝に係合させられて矩形
状の光部品が基板に対して位置決めされているものであ
る。
【0009】また、上記の位置決め構造において、基板
に形成される溝は断面がV字状または台形状に形成さ
れ、矩形状の光部品に形成される突起部は断面が四角形
に形成されているものである。
【0010】また、矩形状の光部品が基板に対して所定
位置に位置決めされる矩形状光部品の位置決め構造にお
いて、基板に複数の溝が形成され、矩形状の光部品に複
数の溝が形成され、基板に形成された各溝および矩形状
の光部品に形成された各溝に球または円柱状のピンが係
合させられて矩形状の光部品が基板に対して位置決めさ
れているものである。
【0011】また、上記の位置決め構造において、基板
に形成される各溝および矩形状の光部品に形成される各
溝は、断面がV字状または台形状に形成されているもの
である。
【0012】また、上記の位置決め構造において、基板
に形成される各溝は断面がV字状または台形状に形成さ
れ、矩形状の光部品に形成される各溝は、錐状または頭
部が裁断された錐状に掘られているものである。
【0013】
【作用】矩形状光部品に形成された各突起部は基板に形
成された各溝に複数箇所で係合するため、突起部の高さ
および溝の深さが定まれば、矩形状光部品の基板に対す
る位置調整は何等必要とされず、矩形状光部品の基板に
対する相対位置は自ずと定まる。同様に、矩形状光部品
に形成された各溝および基板に形成された各溝は球また
は円柱状ピンを介して複数箇所で位置決めされるため、
溝の深さおよび球または円柱状ピンの径が定まれば、矩
形状光部品の基板に対する位置調整は何等必要とされ
ず、矩形状光部品の基板に対する相対位置は自ずと定ま
る。
【0014】また、突起部の高さおよび溝の深さが所定
値に設定されれば、または、溝の深さおよび球もしくは
円柱状ピンの径が所定値に設定されれば、矩形状光部品
の厚さにかかわらず矩形状光部品の基板に対する相対位
置は定まる。従って、基板に搭載される他の光部品とこ
の矩形状光部品とは、上記各部の寸法を所定値に設定す
れば、基板表面において簡易に垂直位置が合わせられ
る。
【0015】また、球もしくは円柱状ピンを用いる位置
決め構造においては、球もしくは円柱状ピンの径を変え
ることにより、自在に垂直位置が変更される。
【0016】また、突起部の高さ,溝の深さおよび球も
しくは円柱状ピンの径は基板の厚さに比較して精度良く
加工される。
【0017】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例による矩形状光
部品の位置決め構造を示す斜視図である。
【0018】矩形状光部品11には断面が四角形の突起
部11aが四箇所に形成されており、ベース板12には
断面がV字状のV溝12aが線状に形成されている。各
V溝12aは平行になっており、矩形状光部品11の突
起部11aはそれぞれ各V溝12aに対向する位置に形
成されている。ベース板12はステンレス材料またはシ
リコン(Si)材料からなり、各V溝12aは機械加工
またはSi材料のエッチング異方性を用いて形成されて
いる。矩形状光部品11は例えば以下の製造プロセスを
経て形成される。
【0019】まず、Si基板111上にアンダークラッ
ド層112が形成され(図2(a)参照)、このアンダ
ークラッド層112上にコア層113が形成される(同
図(b)参照)。次に、コア層113上にオーバークラ
ッド層114が形成され(同図(c)参照)、このオー
バークラッド層114の上層部が例えば反応性イオンエ
ッチング(RIE)によってパターニングされ、突起部
11aが形成される(同図(d)参照)。図3はこのよ
うに形成された矩形状光部品11を示しており、同図
(a)は平面図,同図(b)は側面図を表している。各
突起部11aの高さは等しく形成されている。
【0020】このような構成において、矩形状光部品1
1の各突起部11aがベース板12の各V溝12aに係
合され、矩形状光部品11が図4に示すようにベース板
12上に載置されることにより、矩形状光部品11のベ
ース板12に対する相対位置は自ずと定まる。すなわ
ち、本実施例においては、矩形状光部品11に形成され
た各突起部11aはベース板12に形成された各V溝1
2aに4箇所で係合するため、突起部11aの高さおよ
び溝12aの深さが定まれば、従来のように矩形状光部
品11のベース板12に対する位置調整は何等必要とさ
れず、矩形状光部品11のベース板12に対する相対位
置は自ずと定まる。
【0021】また、突起部11aの高さおよび溝12a
の深さが所定値に設定されれば、矩形状光部品11の厚
さtにかかわらず矩形状光部品11のベース板12に対
する相対位置は定まる。従って、ベース板12に搭載さ
れる他の光部品とこの矩形状光部品11とは、上記各部
の寸法を所定値に設定すれば、ベース板12の表面にお
いて簡易に垂直位置が合わせられる。
【0022】また、突起部11aの高さの精度はエッチ
ング精度により、溝12aの深さは機械加工精度または
エッチング精度によって定まるため、光部品の厚みによ
って位置決め精度が定まる従来の位置決め構造に比較
し、本実施例による位置決め構造においては極めて精度
良く位置決めが行える。
【0023】また、上記第1実施例の説明においては、
矩形状光部品11の4箇所に突起部11aを設けた構造
について説明したが、図5に示すように、ベース板12
のV溝12aに対応する位置に長細い突起部11bを設
けても良い。なお、同図において、図1と同一部分につ
いては同符号を用いてその説明は省略する。この突起部
11bは、図2に示される製造プロセスの最終工程にお
いて、オーバークラッド層114層の上層部をエッチン
グするためのパターン形状を変更することによって形成
される。図6はこのようにして形成された矩形状光部品
11を示し、同図(a)は平面図、同図(b)は側面図
を表している。等しい高さの各突起部11bは断面がそ
れぞれ四角形になっており、V溝12aに対応して平行
に形成されている。矩形状光部品11にこのような突起
部11bを設けることによっても、上記実施例と同様な
効果が奏される。
【0024】なお、上記実施例では突起部11a,11
bをRIEによって形成したが、蒸着等によって形成し
てもよく、上記実施例と同様な効果が奏される。また、
ベース板12に形成する溝12aは上記実施例では断面
がV字状の場合について説明したが、断面が台形状でも
よく、上記実施例と同様な効果が奏される。
【0025】次に、本発明の第2の実施例による矩形状
光部品の位置決め構造について図7の斜視図を参照して
説明する。
【0026】矩形状光部品21には断面がV字状のV溝
21aが線状に形成されており、ベース板22にも同様
に断面がV字状のV溝22aが線状に形成されている。
各V溝21a,22aは等しい間隔でそれぞれ平行にな
っており、矩形状光部品21の各溝21aおよびベース
板22の各溝22aは相互に対向する位置に形成されて
いる。ベース板22は上記第1実施例と同様にステンレ
ス材料またはシリコン(Si)材料からなり、各V溝2
2aは機械加工またはSi材料のエッチング異方性を用
いて形成されている。矩形状光部品21は例えば以下の
製造プロセスを経て形成される。
【0027】まず、Si基板211上にアンダークラッ
ド層212が形成され(図8(a)参照)、このアンダ
ークラッド層212上にコア層213が形成される(同
図(b)参照)。次に、コア層213上にオーバークラ
ッド層214が形成され(同図(c)参照)、このオー
バークラッド層214の上層部が例えばRIEによって
パターニングされ、断面がV字状の溝21aが形成され
る(同図(d)参照)。図9はこのようにして形成され
た矩形状光部品21を示しており、同図(a)は平面
図,同図(b)は矢示断面図を表している。各溝21a
の深さは等しく形成されている。
【0028】このような構成において、矩形状光部品2
1に形成された平行な各V溝21aおよびベース板22
に形成された平行な各V溝22a間に径の等しい円柱状
のガイドピン23が係合され、矩形状光部品21が図1
0に示すようにベース板22上に載置されることによ
り、矩形状光部品21のベース板22に対する相対位置
は自ずと定まる。すなわち、本実施例においては、矩形
状光部品21に形成された各V溝21aおよびベース板
22に形成された各V溝22aはガイドピン23を介し
て2箇所で位置決めされるため、V溝21a,22aの
深さおよびガイドピン23の径が定まれば、矩形状光部
品21のベース板22に対する位置調整は何等必要とさ
れず、矩形状光部品21のベース板22に対する相対位
置は自ずと定まる。
【0029】また、V溝21a,22aの深さおよびガ
イドピン23の径が所定値に設定されれば、矩形状光部
品21の厚さtにかかわらず矩形状光部品21のベース
板22に対する相対位置は定まる。従って、ベース板2
1に搭載される他の光部品とこの矩形状光部品とは、上
記各部の寸法を所定値に設定すれば、ベース板21の表
面において簡易に垂直位置が合わせられる。
【0030】また、各V溝21a,22aの深さはエッ
チングまたは機械加工によって精度良く定まり、さら
に、ガイドピン23の径も極めて精度良く定まるため、
光部品の厚みによって位置決め精度が定まる従来の位置
決め構造に比較し、本実施例による位置決め構造におい
ては極めて精度良く位置決めが行える。
【0031】また、上記第1実施例の説明においては、
矩形状光部品21の2箇所に線状のV溝21aを設けた
構造について説明したが、図11に示すように、矩形状
光部品21の平行溝22aに沿う4箇所に、正四角錐状
の溝21bを掘って次のように構成しても良い。なお、
同図において、図7と同一部分については同符号を用い
てその説明は省略する。これら各溝21bは、図8に示
される製造プロセスの最終工程において、オーバークラ
ッド層214の上層部をエッチングせず、Si基板21
1を以下のようにエッチングすることによって形成され
る。
【0032】つまり、オーバークラッド層214を形成
した後、反対側のSi基板211を異方性エッチングす
ることによって正四角錐状の溝22bが形成される。例
えば、Si基板211の主表面が(1,0,0)面の場
合にKOHをエッチャントに用いると、<0,1,/1
>方向および<0,/1,/1>方向は異方性エッチン
グにおいて順メサ方向になる。エッチングマスク材料に
はSiO2 またはSiNが用いられ、エッチングマスク
には各溝21bの頂点に対応する点を中心とする円形窓
が形成される。円形窓に露出するSi基板211がKO
H溶液に浸されると、Si基板211は結晶方向によっ
てエッチング速度が異なるため、直交する上記の2方向
に順メサ状のV溝が形成される。この結果、円形窓の中
心に頂点がある正四角錐状の溝21aが掘られる。この
正四角錐の底面はSi基板211の表面に正方形となっ
て開口し、円形窓に内接する。この正方形の一辺は<
0,1,/1>方向に一致し、この一辺に垂直な他の辺
の方向は<0,/1,/1>方向に一致する。
【0033】図12はこのようにして形成された矩形状
光部品を示し、同図(a)は平面図、同図(b)はb−
b線断面図、同図(c)はc−c線断面図を表してい
る。上述した正四角錐状の溝21bが4箇所に形成され
ていることが理解される。
【0034】矩形状光部品21に形成された各溝21b
とベース板22に形成されたV溝22aとの間にステン
レス等からなる径の等しい球24を挟み、この球24を
各溝21b,22aに係合させることにより、矩形状光
部品21のベース板22に対する相対位置は自ずと定ま
る。すなわち、矩形状光部品21に形成された正四角錐
状の各溝21bおよびベース板22に形成された各V溝
22aは球24を介して4箇所で位置決めされるため、
溝21b,22aの深さおよび球24の径が定まれば、
矩形状光部品21のベース板22に対する位置調整は何
等必要とされず、矩形状光部品21のベース板22に対
する相対位置は自ずと定まる。また、溝21b,22a
の深さおよび球24の径が所定値に設定されれば、矩形
状光部品21の厚さにかかわらず矩形状光部品21のベ
ース板22に対する相対位置は定まる。従って、ベース
板22に搭載される他の光部品とこの矩形状光部品と
は、上記各部の寸法を所定値に設定すれば、上記の第2
実施例と同様にベース板22の表面において簡易に垂直
位置が合わせられ、上記実施例と同様な効果が奏され
る。また、各溝21b,22aの深さはエッチングまた
は機械加工によって精度良く定まり、さらに、球24の
径も極めて精度良く定まるため、光部品の厚みによって
位置決め精度が定まる従来の位置決め構造に比較し、極
めて精度良く位置決めが行える。
【0035】また、上記第2実施例においては、ガイド
ピン23もしくは球24の径を変えることにより、自在
に矩形状光部品21の垂直位置が変更される。従って、
ベース板22に対する矩形状光部品21の高さが容易に
所望値に設定でき、ベース板22に搭載される他の光部
品の種類に対応して簡易に位置決めが行える。
【0036】なお、ベース板22に形成する溝22aは
上記実施例では断面がV字状の場合について説明した
が、断面が台形状でもよく、上記実施例と同様な効果が
奏される。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、矩
形状光部品に形成された各突起部は基板に形成された各
溝に複数箇所で係合するため、突起部の高さおよび溝の
深さが定まれば、矩形状光部品の基板に対する相対位置
は自ずと定まる。同様に、矩形状光部品に形成された各
溝および基板に形成された各溝は球または円柱状ピンを
介して複数箇所で位置決めされるため、溝の深さおよび
球または円柱状ピンの径が定まれば、矩形状光部品の基
板に対する相対位置は自ずと定まる。従って、従来必要
とされた矩形状光部品の基板に対する位置調整は何等必
要とされない。
【0038】また、突起部の高さおよび溝の深さが所定
値に設定されれば、または、溝の深さおよび球もしくは
円柱状ピンの径が所定値に設定されれば、矩形状光部品
の厚さにかかわらず矩形状光部品の基板に対する相対位
置は定まる。従って、基板に搭載される他の光部品とこ
の矩形状光部品とは、上記各部の寸法を所定値に設定す
れば、基板表面において簡易に垂直位置が合わせられ
る。さらに、球もしくは円柱状ピンを用いる位置決め構
造においては、球もしくは円柱状ピンの径を変えること
により、自在に垂直位置が変更される。
【0039】また、突起部の高さ,溝の深さおよび球も
しくは円柱状ピンの径は基板の厚さに比較して精度良く
加工される。従って、矩形状光部品は精度良く基板に対
して位置決めされる。
【0040】このため、本発明によれば、簡易かつ高精
度に位置決めが行える矩形状光部品の位置決め構造が提
供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による矩形状光部品の位
置決め構造の概略を示す斜視図である。
【図2】第1の実施例による矩形状光部品の製造工程断
面図である。
【図3】第1の実施例による矩形状光部品を示す図であ
る。
【図4】第1の実施例による矩形状光部品がベース板上
に搭載された状態を示す図である。
【図5】第1の実施例の変形例による矩形状光部品の位
置決め構造の概略を示す斜視図である。
【図6】第1の実施例の変形例による矩形状光部品を示
す図である。
【図7】本発明の第2の実施例による矩形状光部品の位
置決め構造の概略を示す斜視図である。
【図8】第2の実施例による矩形状光部品の製造工程断
面図である。
【図9】第2の実施例による矩形状光部品を示す図であ
る。
【図10】第2の実施例による矩形状光部品がベース板
上に搭載された状態を示す図である。
【図11】第2の実施例の変形例による矩形状光部品の
位置決め構造の概略を示す斜視図である。
【図12】第2の実施例の変形例による矩形状光部品を
示す図である。
【図13】従来の光部品の位置決め構造を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
11,21…矩形状光部品、11a,11b…突起部、
21a…V溝,21b…正四角錐状の溝、12,22…
ベース板、12a,22a…V溝、23…ガイドピン、
24…球。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/02 33/00 M 7376−4M

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 矩形状の光部品が基板に対して所定位置
    に位置決めされる矩形状光部品の位置決め構造におい
    て、 前記基板に複数の溝が形成され、 矩形状の前記光部品に複数の突起部が形成され、 これら各突起部が基板に形成された前記各溝に係合させ
    られて矩形状の前記光部品が前記基板に対して位置決め
    されていることを特徴とする矩形状光部品の位置決め構
    造。
  2. 【請求項2】 前記基板に形成される溝は断面がV字状
    または台形状に形成され、 矩形状の前記光部品に形成される突起部は断面が四角形
    に形成されていることを特徴とする請求項1記載の矩形
    状光部品の位置決め構造。
  3. 【請求項3】 矩形状の光部品が基板に対して所定位置
    に位置決めされる矩形状光部品の位置決め構造におい
    て、 前記基板に複数の溝が形成され、 矩形状の前記光部品に複数の溝が形成され、 基板に形成された前記各溝および矩形状の光部品に形成
    された前記各溝に球または円柱状のピンが係合させられ
    て矩形状の前記光部品が前記基板に対して位置決めされ
    ていることを特徴とする矩形状光部品の位置決め構造。
  4. 【請求項4】 基板に形成される前記各溝および矩形状
    の光部品に形成される前記各溝は、断面がV字状または
    台形状に形成されていることを特徴とする請求項3記載
    の矩形状光部品の位置決め構造。
  5. 【請求項5】 基板に形成される前記各溝は断面がV字
    状または台形状に形成され、 矩形状の光部品に形成される前記各溝は、錐状または頭
    部が裁断された錐状に掘られていることを特徴とする請
    求項3記載の矩形状光部品の位置決め構造。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08139344A (ja) * 1994-11-14 1996-05-31 Nec Corp 光半導体装置
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JP2004079168A (ja) * 1995-04-13 2004-03-11 Denso Corp 光学的記録再生装置用光学ヘッド
JP2006043972A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Seiko Epson Corp ラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置
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JP2013068828A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Tdk Corp レンズ駆動装置
CN105834636A (zh) * 2016-04-14 2016-08-10 哈尔滨工业大学 大口径曲面光学元件表面微缺陷修复用快速装夹随行夹具装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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