JPH06230237A - 光回路 - Google Patents
光回路Info
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- JPH06230237A JPH06230237A JP5015523A JP1552393A JPH06230237A JP H06230237 A JPH06230237 A JP H06230237A JP 5015523 A JP5015523 A JP 5015523A JP 1552393 A JP1552393 A JP 1552393A JP H06230237 A JPH06230237 A JP H06230237A
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- optical
- core
- optical waveguide
- glass
- semiconductor element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス光導波路及び光半導体素子間の結合効
率を悪化させることなく、ガラス光導波路の端面におけ
る反射戻り光を減少させる。 【構成】 ガラス光導波路１１の端面１３を、各コア１
２の近傍部が該各コア１２の光軸に直交する方向に対し
て傾き且つガラス光導波路１１のコア１２とこれに対応
するアレイ状の光半導体素子４のコア５との間隙が各コ
ア毎に等しくなるよう形成することにより、ガラス光導
波路１１から光半導体素子４へ伝搬される光信号のうち
で端面１３により反射される光信号並びに光半導体素子
４からガラス光導波路１１へ伝搬される光信号のうちで
端面１３により反射される光信号が、コア１２並びにコ
ア５に再結合することを防止する。
率を悪化させることなく、ガラス光導波路の端面におけ
る反射戻り光を減少させる。 【構成】 ガラス光導波路１１の端面１３を、各コア１
２の近傍部が該各コア１２の光軸に直交する方向に対し
て傾き且つガラス光導波路１１のコア１２とこれに対応
するアレイ状の光半導体素子４のコア５との間隙が各コ
ア毎に等しくなるよう形成することにより、ガラス光導
波路１１から光半導体素子４へ伝搬される光信号のうち
で端面１３により反射される光信号並びに光半導体素子
４からガラス光導波路１１へ伝搬される光信号のうちで
端面１３により反射される光信号が、コア１２並びにコ
ア５に再結合することを防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス光導波路とアレ
イ状の光半導体素子とを一体化したハイブリッド型光集
積回路を実現する光回路に関するものである。
イ状の光半導体素子とを一体化したハイブリッド型光集
積回路を実現する光回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来のこの種の光回路の一例を示
すもので、同図(a) は平面図、同図(b) は側面図であ
る。図中、１はガラス光導波路、２はガラス光導波路１
の略並列に配置された複数のコア、３はガラス光導波路
１の端面、４はアレイ状の光半導体素子、５は光半導体
素子４の略並列に配置された複数のコア、６はＳｉ基
板、７は光半導体素子４のハンダ固定部、８は光信号の
経路である。
すもので、同図(a) は平面図、同図(b) は側面図であ
る。図中、１はガラス光導波路、２はガラス光導波路１
の略並列に配置された複数のコア、３はガラス光導波路
１の端面、４はアレイ状の光半導体素子、５は光半導体
素子４の略並列に配置された複数のコア、６はＳｉ基
板、７は光半導体素子４のハンダ固定部、８は光信号の
経路である。
【０００３】前記ガラス光導波路１はＳｉ基板６上に直
接形成され、その端面３はドライエッチング等の技術に
より、複数のコア２の光軸及びＳｉ基板６に対して垂直
に形成されている。また、光半導体素子４はその複数の
コア５の光軸と前記ガラス光導波路１の複数のコア２の
光軸とがそれぞれ一致する如く、ハンダ固定部７を介し
てＳｉ基板６に取り付けられている。而して、ガラス光
導波路１のコア２と光半導体素子４のコア５とは空間的
な経路８を介して光学的に結合され、光信号がやりとり
されることになる。
接形成され、その端面３はドライエッチング等の技術に
より、複数のコア２の光軸及びＳｉ基板６に対して垂直
に形成されている。また、光半導体素子４はその複数の
コア５の光軸と前記ガラス光導波路１の複数のコア２の
光軸とがそれぞれ一致する如く、ハンダ固定部７を介し
てＳｉ基板６に取り付けられている。而して、ガラス光
導波路１のコア２と光半導体素子４のコア５とは空間的
な経路８を介して光学的に結合され、光信号がやりとり
されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た光回路では、ガラス光導波路１の端面３がコア２の光
軸に対して垂直であるため、ガラス光導波路１から光半
導体素子４へ伝搬される光信号のうちで該端面３により
反射されてガラス光導波路１に戻る光信号、並びに光半
導体素子４からガラス光導波路１へ伝搬される光信号の
うちで該端面３により反射されて光半導体素子４に戻る
光信号（反射戻り光：反射光のうちで信号光路に再結合
する成分）が多く発生し、光半導体素子４や本光回路に
接続される外部の回路の動作を不安定にするという問題
があった。
た光回路では、ガラス光導波路１の端面３がコア２の光
軸に対して垂直であるため、ガラス光導波路１から光半
導体素子４へ伝搬される光信号のうちで該端面３により
反射されてガラス光導波路１に戻る光信号、並びに光半
導体素子４からガラス光導波路１へ伝搬される光信号の
うちで該端面３により反射されて光半導体素子４に戻る
光信号（反射戻り光：反射光のうちで信号光路に再結合
する成分）が多く発生し、光半導体素子４や本光回路に
接続される外部の回路の動作を不安定にするという問題
があった。
【０００５】前記問題を解決する手段としては、1)ガラ
ス光導波路１の端面３に誘電体等による無反射コートを
施す、2)ガラス光導波路１の端面３をコア２の光軸に対
して少し傾け、反射光がコア２又は５へ戻らないように
する、といったことが考えられる。
ス光導波路１の端面３に誘電体等による無反射コートを
施す、2)ガラス光導波路１の端面３をコア２の光軸に対
して少し傾け、反射光がコア２又は５へ戻らないように
する、といったことが考えられる。
【０００６】しかしながら、無反射コートを施しても３
５ｄＢ以上の反射減衰量（入射光に対する反射光の減衰
率）を得ることは困難である上、端面が基板中央部にあ
る場合には無反射コートを施すこと自体が困難であると
いう問題があった。また、端面を傾けた場合、光信号の
経路が曲ることになり、光半導体素子もガラス光導波路
に対して傾けねばならないため、両者の間隙が大きく開
いて結合効率が悪くなり、特にアレイ状の光半導体素子
の場合には顕著になるという問題があった。
５ｄＢ以上の反射減衰量（入射光に対する反射光の減衰
率）を得ることは困難である上、端面が基板中央部にあ
る場合には無反射コートを施すこと自体が困難であると
いう問題があった。また、端面を傾けた場合、光信号の
経路が曲ることになり、光半導体素子もガラス光導波路
に対して傾けねばならないため、両者の間隙が大きく開
いて結合効率が悪くなり、特にアレイ状の光半導体素子
の場合には顕著になるという問題があった。
【０００７】本発明は前記従来の問題点に鑑み、ガラス
光導波路及び光半導体素子間の結合効率を悪化させるこ
となく、ガラス光導波路の端面における反射戻り光を減
少させ得る光回路を提供することを目的とする。
光導波路及び光半導体素子間の結合効率を悪化させるこ
となく、ガラス光導波路の端面における反射戻り光を減
少させ得る光回路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】本発明では前記目的を達
成するため、略並列に配置された複数のコアを有するガ
ラス光導波路と、略並列に配置され且つ前記ガラス光導
波路の複数のコアにそれぞれ光学的に結合される複数の
コアを有するアレイ状の光半導体素子とからなる光回路
において、ガラス光導波路の端面を、各コアの近傍部が
該各コアの光軸に直交する方向に対して傾き且つガラス
光導波路のコアとこれに対応する光半導体素子のコアと
の間隙が各コア毎に等しくなるよう形成した光回路を提
案する。
成するため、略並列に配置された複数のコアを有するガ
ラス光導波路と、略並列に配置され且つ前記ガラス光導
波路の複数のコアにそれぞれ光学的に結合される複数の
コアを有するアレイ状の光半導体素子とからなる光回路
において、ガラス光導波路の端面を、各コアの近傍部が
該各コアの光軸に直交する方向に対して傾き且つガラス
光導波路のコアとこれに対応する光半導体素子のコアと
の間隙が各コア毎に等しくなるよう形成した光回路を提
案する。
【０００９】
【作用】本発明によれば、ガラス光導波路から光半導体
素子へ伝搬される光信号のうちでガラス光導波路の端面
により反射される光信号は、該端面がコアの光軸に直交
する方向に対して傾いているため、ガラス光導波路のコ
アに再結合しない。また、光半導体素子からガラス光導
波路へ伝搬される光信号のうちでガラス光導波路の端面
により反射される光信号は、該端面がコアの光軸に直交
する方向に対して傾いているため、光半導体素子のコア
に再結合しない。従って、ガラス光導波路の端面による
反射戻り光は大幅に減少する。また、ガラス光導波路の
コアとこれに対応する光半導体素子のコアとの間隙が各
コア毎に等しいので、ガラス光導波路及びアレイ状の光
半導体素子間の結合効率は悪化しない。
素子へ伝搬される光信号のうちでガラス光導波路の端面
により反射される光信号は、該端面がコアの光軸に直交
する方向に対して傾いているため、ガラス光導波路のコ
アに再結合しない。また、光半導体素子からガラス光導
波路へ伝搬される光信号のうちでガラス光導波路の端面
により反射される光信号は、該端面がコアの光軸に直交
する方向に対して傾いているため、光半導体素子のコア
に再結合しない。従って、ガラス光導波路の端面による
反射戻り光は大幅に減少する。また、ガラス光導波路の
コアとこれに対応する光半導体素子のコアとの間隙が各
コア毎に等しいので、ガラス光導波路及びアレイ状の光
半導体素子間の結合効率は悪化しない。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の光回路の第１の実施例を示す
もので、図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって
表す。即ち、４はアレイ状の光半導体素子、５は光半導
体素子４の略並列に配置された複数のコア、１１はガラ
ス光導波路、１２はガラス光導波路１１の略並列に配置
された複数のコア、１３はガラス光導波路１１の端面、
１４は光信号の経路である。なお、素子の高さ方向の関
係は図２の場合と同様であるから、側面図は省略した。
もので、図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって
表す。即ち、４はアレイ状の光半導体素子、５は光半導
体素子４の略並列に配置された複数のコア、１１はガラ
ス光導波路、１２はガラス光導波路１１の略並列に配置
された複数のコア、１３はガラス光導波路１１の端面、
１４は光信号の経路である。なお、素子の高さ方向の関
係は図２の場合と同様であるから、側面図は省略した。
【００１１】ガラス光導波路１１は石英ガラス系で製造
されており、その端面１３は図示しない基板に対して垂
直で各コア１２の近傍部が該各コアの光軸に直交する方
向に対して８°傾き、且つ、該ガラス光導波路１１のコ
ア１２とこれに対応する光半導体素子４のコア５との間
隙が各コア毎に等しくなるよう、階段状に形成されてい
る。このような複雑な端面を製造するには、フォトリソ
グラフィープロセスを使用してマスクを作り、ドライエ
ッチング技術で加工すれば良い。なお、両方の端面１３
相互の位置精度や角度精度もマスク合せなので非常に高
い精度が得られる。
されており、その端面１３は図示しない基板に対して垂
直で各コア１２の近傍部が該各コアの光軸に直交する方
向に対して８°傾き、且つ、該ガラス光導波路１１のコ
ア１２とこれに対応する光半導体素子４のコア５との間
隙が各コア毎に等しくなるよう、階段状に形成されてい
る。このような複雑な端面を製造するには、フォトリソ
グラフィープロセスを使用してマスクを作り、ドライエ
ッチング技術で加工すれば良い。なお、両方の端面１３
相互の位置精度や角度精度もマスク合せなので非常に高
い精度が得られる。
【００１２】前記構成において、ガラス光導波路１１か
ら光半導体素子４へ伝搬される光信号のうちで端面１３
より出射される光信号は、該端面１３がコア１２の光軸
に直交する方向に対して傾いているため、その方向が周
知の「スネルの法則」に基づいて曲げられる。
ら光半導体素子４へ伝搬される光信号のうちで端面１３
より出射される光信号は、該端面１３がコア１２の光軸
に直交する方向に対して傾いているため、その方向が周
知の「スネルの法則」に基づいて曲げられる。
【００１３】即ち、図３に示すように、光信号が屈折率
ｎ1 の媒質から屈折率ｎ2 の媒質へ入射する場合、その
入射角φ1 と出射角φ2 （単位はラジアン）との間に
は、偏波の影響を無視すると、 sinφ2 ／ sinφ1 ＝ｎ1 ／ｎ2 ……(1) の関係が成り立つ。本実施例ではφ1 ＝８°、ｎ1 ＝1.
45（石英ガラス）、ｎ2＝１（空気）であるから、前記
(1) 式より、φ2 ≒１２°となり、光信号の振れ角（≡
φ2 −φ1 ）は４°となる。
ｎ1 の媒質から屈折率ｎ2 の媒質へ入射する場合、その
入射角φ1 と出射角φ2 （単位はラジアン）との間に
は、偏波の影響を無視すると、 sinφ2 ／ sinφ1 ＝ｎ1 ／ｎ2 ……(1) の関係が成り立つ。本実施例ではφ1 ＝８°、ｎ1 ＝1.
45（石英ガラス）、ｎ2＝１（空気）であるから、前記
(1) 式より、φ2 ≒１２°となり、光信号の振れ角（≡
φ2 −φ1 ）は４°となる。
【００１４】従って、予め光半導体素子４を、そのコア
５がガラス光導波路１１のコア１２に対して４°傾き且
つ該コア５の端面位置がコア１２からの光信号の入射位
置と一致するように設けておくことにより、ガラス光導
波路１１のコア１２より出射される光信号は光半導体素
子４のコア５へ結合されて入射される。また、光半導体
素子４からガラス光導波路１１へ伝搬される光信号のう
ちで端面１３に入射される光信号も、該端面１３がコア
５の光軸に直交する方向に対して傾いており、その方向
が前記同様に曲げられるため、ガラス光導波路１１のコ
ア１２へ結合されて入射される。
５がガラス光導波路１１のコア１２に対して４°傾き且
つ該コア５の端面位置がコア１２からの光信号の入射位
置と一致するように設けておくことにより、ガラス光導
波路１１のコア１２より出射される光信号は光半導体素
子４のコア５へ結合されて入射される。また、光半導体
素子４からガラス光導波路１１へ伝搬される光信号のう
ちで端面１３に入射される光信号も、該端面１３がコア
５の光軸に直交する方向に対して傾いており、その方向
が前記同様に曲げられるため、ガラス光導波路１１のコ
ア１２へ結合されて入射される。
【００１５】一方、ガラス光導波路１１から光半導体素
子４へ伝搬される光信号のうちで端面１３により反射さ
れる光信号は、該端面１３がコア１２の光軸に直交する
方向に対して傾いているため、コア１２に再結合しな
い。また、同様に、光半導体素子４からガラス光導波路
１１へ伝搬される光信号のうちで端面１３により反射さ
れる光信号は、該端面１３がコア５の光軸に直交する方
向に対して傾いているため、コア５に再結合しない。従
って、ガラス光導波路１１の端面１３による反射戻り光
は大幅に減少する。
子４へ伝搬される光信号のうちで端面１３により反射さ
れる光信号は、該端面１３がコア１２の光軸に直交する
方向に対して傾いているため、コア１２に再結合しな
い。また、同様に、光半導体素子４からガラス光導波路
１１へ伝搬される光信号のうちで端面１３により反射さ
れる光信号は、該端面１３がコア５の光軸に直交する方
向に対して傾いているため、コア５に再結合しない。従
って、ガラス光導波路１１の端面１３による反射戻り光
は大幅に減少する。
【００１６】前述したコアの光軸に直交する方向に対す
る端面の傾き（以下、端面の角度と称す。）と反射戻り
光との関係は、単一モード導波路の場合、ガウシアンビ
ーム近似により簡単に評価できる。
る端面の傾き（以下、端面の角度と称す。）と反射戻り
光との関係は、単一モード導波路の場合、ガウシアンビ
ーム近似により簡単に評価できる。
【００１７】図４(a) 及び(b) は端面の角度を変化させ
た場合の透過率及び反射減衰量を計算したものである。
本計算は、石英ガラス（ｎ＝1.45）からなるガラス光導
波路より空気（ｎ＝１）中に光信号を出射する場合を想
定しており、光信号の波長（λ）は1.3 μｍ、ガラス光
導波路のスポットサイズ（ω）は５μｍ，３μｍの２つ
のケースについて計算した。なお、透過率については平
面波近似で計算したのでスポットサイズに依存しない。
た場合の透過率及び反射減衰量を計算したものである。
本計算は、石英ガラス（ｎ＝1.45）からなるガラス光導
波路より空気（ｎ＝１）中に光信号を出射する場合を想
定しており、光信号の波長（λ）は1.3 μｍ、ガラス光
導波路のスポットサイズ（ω）は５μｍ，３μｍの２つ
のケースについて計算した。なお、透過率については平
面波近似で計算したのでスポットサイズに依存しない。
【００１８】図４(a) では端面の角度に対する偏波方向
（ＴＭ／ＴＥモード）別の透過率（％）を示しており、
端面の角度が増すと光の偏波方向によって反射率に差が
出てくることがわかる。一般に、光信号の偏波は規定さ
れていないので、光部品が偏波依存性を持つことは好ま
しくない。従って、端面の角度を極端に大きくすること
はできない。
（ＴＭ／ＴＥモード）別の透過率（％）を示しており、
端面の角度が増すと光の偏波方向によって反射率に差が
出てくることがわかる。一般に、光信号の偏波は規定さ
れていないので、光部品が偏波依存性を持つことは好ま
しくない。従って、端面の角度を極端に大きくすること
はできない。
【００１９】また、図４(b) ではガウシアンビーム近似
によって求めた反射減衰量（ｄＢ）を示している。反射
減衰量はスポットサイズに反比例するので、同じ端面の
角度に対してはω＝３μｍのケースの方が反射減衰量は
小さくなる。このグラフより４０ｄＢ以上の反射減衰量
を得ようとすれば、端面の角度はω＝５μｍで６°以
上、ω＝３μｍで１０°以上が必要であることがわか
る。
によって求めた反射減衰量（ｄＢ）を示している。反射
減衰量はスポットサイズに反比例するので、同じ端面の
角度に対してはω＝３μｍのケースの方が反射減衰量は
小さくなる。このグラフより４０ｄＢ以上の反射減衰量
を得ようとすれば、端面の角度はω＝５μｍで６°以
上、ω＝３μｍで１０°以上が必要であることがわか
る。
【００２０】本実施例において、光信号の波長を1.31μ
ｍ、ガラス光導波路のスポットサイズを一般的な単一モ
ードファイバと同一の５μｍとした場合、端面の角度を
４°とすれば反射減衰量は２６ｄＢとなり、また、６°
とすれば４１ｄＢとなり、さらにまた、８°とすれば６
３ｄＢとなる。実際に、端面の角度を８°として測定し
たところ、測定限界である４０ｄＢ以上の高い反射減衰
量が得られた。なお、スポットサイズが大きめのガラス
光導波路を用い、反射減衰量が３０ｄＢ程度で良いシス
テムであれば、端面の角度は４°ぐらいでも使用できる
可能性がある。
ｍ、ガラス光導波路のスポットサイズを一般的な単一モ
ードファイバと同一の５μｍとした場合、端面の角度を
４°とすれば反射減衰量は２６ｄＢとなり、また、６°
とすれば４１ｄＢとなり、さらにまた、８°とすれば６
３ｄＢとなる。実際に、端面の角度を８°として測定し
たところ、測定限界である４０ｄＢ以上の高い反射減衰
量が得られた。なお、スポットサイズが大きめのガラス
光導波路を用い、反射減衰量が３０ｄＢ程度で良いシス
テムであれば、端面の角度は４°ぐらいでも使用できる
可能性がある。
【００２１】また、本光回路ではガラス光導波路１１の
端面１３のコア１２の近傍部が他の部分に比べて奥に引
っ込むので、光半導体素子４をガラス光導波路１１に対
して光軸合せする際、光半導体素子４のコア５をガラス
光導波路１１の端面１３にぶつけて破損する危険性が少
ないという利点もある。
端面１３のコア１２の近傍部が他の部分に比べて奥に引
っ込むので、光半導体素子４をガラス光導波路１１に対
して光軸合せする際、光半導体素子４のコア５をガラス
光導波路１１の端面１３にぶつけて破損する危険性が少
ないという利点もある。
【００２２】図５は本発明の第２の実施例を示すもの
で、ここではガラス光導波路の端面に光半導体素子の端
面と平行な部分を設けている。即ち、図中、２１はガラ
ス光導波路、２２はガラス光導波路２１の略並列に配置
された複数のコア、２３はガラス光導波路２１の端面、
２３´は端面２３の光半導体素子の端面と平行な部分、
２４は光信号の経路である。前記部分２３´に光半導体
素子４の端面（コアのない部分）を突き当てることによ
って、ガラス光導波路２１と光半導体素子４との光軸合
せを無調整化することが可能である。
で、ここではガラス光導波路の端面に光半導体素子の端
面と平行な部分を設けている。即ち、図中、２１はガラ
ス光導波路、２２はガラス光導波路２１の略並列に配置
された複数のコア、２３はガラス光導波路２１の端面、
２３´は端面２３の光半導体素子の端面と平行な部分、
２４は光信号の経路である。前記部分２３´に光半導体
素子４の端面（コアのない部分）を突き当てることによ
って、ガラス光導波路２１と光半導体素子４との光軸合
せを無調整化することが可能である。
【００２３】この場合、予め端面２３におけるコア２２
の位置から部分２３´の延長線上の位置までが所定の距
離になるようにマスク設計しておく必要があるが、これ
は簡単な幾何光学的計算により可能である。また、この
際、２つのガラス光導波路２１の間隔を光半導体素子４
の両端面間の長さに一致させると組立作業が困難になる
ので、少し長めに作っておき、どちらか片面を合せれば
他端の間隙も合うように設定しておけば良い。なお、そ
の他の構成・作用は第１の実施例と同様である。
の位置から部分２３´の延長線上の位置までが所定の距
離になるようにマスク設計しておく必要があるが、これ
は簡単な幾何光学的計算により可能である。また、この
際、２つのガラス光導波路２１の間隔を光半導体素子４
の両端面間の長さに一致させると組立作業が困難になる
ので、少し長めに作っておき、どちらか片面を合せれば
他端の間隙も合うように設定しておけば良い。なお、そ
の他の構成・作用は第１の実施例と同様である。
【００２４】図６は本発明の第３の実施例を示すもの
で、ここでは第２の実施例においてガラス光導波路のコ
アの先端に球レンズを設けている。即ち、図中、２５は
ガラス光導波路２１のコア２２を半球形状に突出させ、
レンズ効果を持たせた球レンズである。該球レンズ２５
により、ガラス光導波路２１からの光信号のスポットを
絞り込み、光半導体素子４のスポットとマッチングさせ
て結合効率を改善させることができる。
で、ここでは第２の実施例においてガラス光導波路のコ
アの先端に球レンズを設けている。即ち、図中、２５は
ガラス光導波路２１のコア２２を半球形状に突出させ、
レンズ効果を持たせた球レンズである。該球レンズ２５
により、ガラス光導波路２１からの光信号のスポットを
絞り込み、光半導体素子４のスポットとマッチングさせ
て結合効率を改善させることができる。
【００２５】前述した球レンズは選択エッチング法によ
り作製できる。例えば、ガラス光導波路２１が石英ガラ
ス系でコア２２のドーパントがゲルマニウムの場合に
は、緩衝フッ酸液で端面２３をエッチングすればコア２
２のみが突出した形状を得ることができる。
り作製できる。例えば、ガラス光導波路２１が石英ガラ
ス系でコア２２のドーパントがゲルマニウムの場合に
は、緩衝フッ酸液で端面２３をエッチングすればコア２
２のみが突出した形状を得ることができる。
【００２６】このような結合系の場合、最大結合効率は
上がるものの、球レンズ２５と光半導体素子４との間隙
のトレランスが厳しくなるという問題があるが、本発明
を用いれば、第２の実施例で説明したように予めマスク
設計により間隙の無調整化が可能なので、光軸合せが非
常に楽になる。なお、半球状の球レンズの代りに小径の
真球状の球レンズを用いても本実施例と同様の効果が期
待できる。また、その他の構成・作用は第２の実施例と
同様である。
上がるものの、球レンズ２５と光半導体素子４との間隙
のトレランスが厳しくなるという問題があるが、本発明
を用いれば、第２の実施例で説明したように予めマスク
設計により間隙の無調整化が可能なので、光軸合せが非
常に楽になる。なお、半球状の球レンズの代りに小径の
真球状の球レンズを用いても本実施例と同様の効果が期
待できる。また、その他の構成・作用は第２の実施例と
同様である。
【００２７】図７は本発明の第４の実施例を示すもの
で、ここでは従来の端面が直線状のガラス光導波路に後
から追加加工して光半導体素子を挿入するようになした
例を示す。即ち、図中、３１はガラス光導波路、３２は
ガラス光導波路３１の略並列に配置された複数のコア、
３３は直線状の端面に追加加工して形成したガラス光導
波路３１の端面、３４は球レンズ、３５は光信号の経路
である。
で、ここでは従来の端面が直線状のガラス光導波路に後
から追加加工して光半導体素子を挿入するようになした
例を示す。即ち、図中、３１はガラス光導波路、３２は
ガラス光導波路３１の略並列に配置された複数のコア、
３３は直線状の端面に追加加工して形成したガラス光導
波路３１の端面、３４は球レンズ、３５は光信号の経路
である。
【００２８】本実施例では光半導体素子４のコア５に対
して光信号が斜めに結合することによる結合損失増が生
ずるが、角度による損失増はスポットサイズに反比例す
るため、スポットサイズの小さい光半導体素子側では影
響は少ない。即ち、ガウシアンビーム近似の計算によれ
ば、スポットサイズ 1.5μｍ、信号波長1.31μｍ、入射
角４°（ガラス光導波路の端面の角度が約８°のケース
に相当）の場合の損失増は約0.27ｄＢであり、通常のレ
ーザダイオードと光ファイバとの間の結合損失が３ｄＢ
程度あることを考えれば十分小さいといえる。なお、そ
の他の構成・作用は第１、第３の実施例と同様である。
して光信号が斜めに結合することによる結合損失増が生
ずるが、角度による損失増はスポットサイズに反比例す
るため、スポットサイズの小さい光半導体素子側では影
響は少ない。即ち、ガウシアンビーム近似の計算によれ
ば、スポットサイズ 1.5μｍ、信号波長1.31μｍ、入射
角４°（ガラス光導波路の端面の角度が約８°のケース
に相当）の場合の損失増は約0.27ｄＢであり、通常のレ
ーザダイオードと光ファイバとの間の結合損失が３ｄＢ
程度あることを考えれば十分小さいといえる。なお、そ
の他の構成・作用は第１、第３の実施例と同様である。
【００２９】図８は本発明の第５の実施例を示すもの
で、ここでは光半導体素子側もその端面をコアに対して
傾けることにより、反射戻り光をより少なくした例を示
す。即ち、図中、４１はガラス光導波路、４２はガラス
光導波路４１の略並列に配置された複数のコア、４３は
ガラス光導波路４１の端面、４４はアレイ状の光半導体
素子、４５は光半導体素子４４の略並列に配置された複
数のコア、４６は光半導体素子４４の端面、４７は光信
号の経路である。この場合、光半導体素子４４の方が屈
折率が高く、その端面４６での光信号の振れ角が大きく
（約６°）なるので、図示したような光路配置となる
が、予め計算してマスク設計しておけば問題なく作製可
能である。なお、その他の構成・作用は第１の実施例と
同様である。
で、ここでは光半導体素子側もその端面をコアに対して
傾けることにより、反射戻り光をより少なくした例を示
す。即ち、図中、４１はガラス光導波路、４２はガラス
光導波路４１の略並列に配置された複数のコア、４３は
ガラス光導波路４１の端面、４４はアレイ状の光半導体
素子、４５は光半導体素子４４の略並列に配置された複
数のコア、４６は光半導体素子４４の端面、４７は光信
号の経路である。この場合、光半導体素子４４の方が屈
折率が高く、その端面４６での光信号の振れ角が大きく
（約６°）なるので、図示したような光路配置となる
が、予め計算してマスク設計しておけば問題なく作製可
能である。なお、その他の構成・作用は第１の実施例と
同様である。
【００３０】図９は本発明の第６の実施例を示すもの
で、ここではガラス光導波路のコアを傾けることによ
り、光半導体素子に対して左右対称としたものである。
即ち、図中、５１はガラス光導波路、５２はガラス光導
波路５１の略並列に配置された複数のコア、５３はガラ
ス光導波路５１の端面、５４は球レンズ、５５は光信号
の経路である。本実施例では端面５３を加工する際にオ
ーバーエッチングが生じても両端面とも等しくずれて行
くので、光軸がずれないという利点がある。
で、ここではガラス光導波路のコアを傾けることによ
り、光半導体素子に対して左右対称としたものである。
即ち、図中、５１はガラス光導波路、５２はガラス光導
波路５１の略並列に配置された複数のコア、５３はガラ
ス光導波路５１の端面、５４は球レンズ、５５は光信号
の経路である。本実施例では端面５３を加工する際にオ
ーバーエッチングが生じても両端面とも等しくずれて行
くので、光軸がずれないという利点がある。
【００３１】なお、これまで説明した実施例ではアレイ
状の光半導体素子の両側にガラス光導波路がある場合に
ついて説明したが、片側のみの場合及び光半導体素子の
代りにリチウムナイオベイト等の光機能素子を用いた場
合にも適用できることは言うまでもない。
状の光半導体素子の両側にガラス光導波路がある場合に
ついて説明したが、片側のみの場合及び光半導体素子の
代りにリチウムナイオベイト等の光機能素子を用いた場
合にも適用できることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、略
並列に配置された複数のコアを有するガラス光導波路
と、略並列に配置され且つ前記ガラス光導波路の複数の
コアにそれぞれ光学的に結合される複数のコアを有する
アレイ状の光半導体素子とからなる光回路において、ガ
ラス光導波路の端面を、各コアの近傍部が該各コアの光
軸に直交する方向に対して傾き且つガラス光導波路のコ
アとこれに対応する光半導体素子のコアとの間隙が各コ
ア毎に等しくなるよう形成したため、ガラス光導波路及
びアレイ状の光半導体素子間の結合効率を悪化させるこ
となく、ガラス光導波路の端面による反射戻り光を大幅
に減少することができる。
並列に配置された複数のコアを有するガラス光導波路
と、略並列に配置され且つ前記ガラス光導波路の複数の
コアにそれぞれ光学的に結合される複数のコアを有する
アレイ状の光半導体素子とからなる光回路において、ガ
ラス光導波路の端面を、各コアの近傍部が該各コアの光
軸に直交する方向に対して傾き且つガラス光導波路のコ
アとこれに対応する光半導体素子のコアとの間隙が各コ
ア毎に等しくなるよう形成したため、ガラス光導波路及
びアレイ状の光半導体素子間の結合効率を悪化させるこ
となく、ガラス光導波路の端面による反射戻り光を大幅
に減少することができる。
【００３３】また、本発明によれば、ガラス光導波路の
端面のコアの近傍部が少し奥に引っ込む形になるので、
光軸調整中に光半導体素子のコアをぶつけて破損する危
険性が少なくなり、組立時の歩留まり向上が期待でき
る。また、本光回路の性能は、主としてガラス光導波路
の端面の加工精度で決まるが、この端面はフォトリソグ
ラフィープロセスによって作製できるので、非常に高精
度に、しかも再現性良く製造でき、量産に適している。
また、本発明によれば、端面形状の工夫により、ガラス
光導波路及び光半導体素子間の距離を無調整化でき、さ
らにまた、端面が直線状のガラス光導波路に後から追加
加工して光半導体素子を挿入するようなことも可能であ
る。
端面のコアの近傍部が少し奥に引っ込む形になるので、
光軸調整中に光半導体素子のコアをぶつけて破損する危
険性が少なくなり、組立時の歩留まり向上が期待でき
る。また、本光回路の性能は、主としてガラス光導波路
の端面の加工精度で決まるが、この端面はフォトリソグ
ラフィープロセスによって作製できるので、非常に高精
度に、しかも再現性良く製造でき、量産に適している。
また、本発明によれば、端面形状の工夫により、ガラス
光導波路及び光半導体素子間の距離を無調整化でき、さ
らにまた、端面が直線状のガラス光導波路に後から追加
加工して光半導体素子を挿入するようなことも可能であ
る。
【図１】本発明の光回路の第１の実施例を示す構成図
【図２】従来の光回路の一例を示す構成図
【図３】光の屈折のようすを示す説明図
【図４】端面の角度に対する透過率及び反射減衰量を示
すグラフ
すグラフ
【図５】本発明の光回路の第２の実施例を示す構成図
【図６】本発明の光回路の第３の実施例を示す構成図
【図７】本発明の光回路の第４の実施例を示す構成図
【図８】本発明の光回路の第５の実施例を示す構成図
【図９】本発明の光回路の第６の実施例を示す構成図
４，４４…光半導体素子、５，４５…光半導体素子のコ
ア、１１，２１，３１，４１，５１…ガラス光導波路、
１２，２２，３２，４２，５２…ガラス光導波路のコ
ア、１３，２３，２３´，３３，４３，５３…ガラス光
導波路の端面、１４，２４，３５，４７，５５…光信号
の経路、２５，３４，５４…球レンズ。
ア、１１，２１，３１，４１，５１…ガラス光導波路、
１２，２２，３２，４２，５２…ガラス光導波路のコ
ア、１３，２３，２３´，３３，４３，５３…ガラス光
導波路の端面、１４，２４，３５，４７，５５…光信号
の経路、２５，３４，５４…球レンズ。
Claims (1)
- 【請求項１】 略並列に配置された複数のコアを有する
ガラス光導波路と、略並列に配置され且つ前記ガラス光
導波路の複数のコアにそれぞれ光学的に結合される複数
のコアを有するアレイ状の光半導体素子とからなる光回
路において、 ガラス光導波路の端面を、各コアの近傍部が該各コアの
光軸に直交する方向に対して傾き且つガラス光導波路の
コアとこれに対応する光半導体素子のコアとの間隙が各
コア毎に等しくなるよう形成したことを特徴とする光回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552393A JP3147564B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 光回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552393A JP3147564B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 光回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230237A true JPH06230237A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3147564B2 JP3147564B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=11891177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1552393A Expired - Lifetime JP3147564B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 光回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147564B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1130722A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
| US6320888B1 (en) | 1997-09-19 | 2001-11-20 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Frequency stabilized laser and method for preparing thereof |
| KR100357851B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2002-10-25 | 삼성전자 주식회사 | 모드 부정합을 이용한 다채널 광통신 모듈 손실 변화균일화장치 |
| US7003182B2 (en) | 2002-07-03 | 2006-02-21 | Tdk Corporation | Embedded type optically irreversible circuit |
| WO2007077419A1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | University Of Southampton | Optical fibre with angled core |
| JP2015111268A (ja) * | 2007-05-02 | 2015-06-18 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイＨｏｙａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｕｓａ | 光学素子およびその製造方法、ならびに光学装置およびその製造方法 |
| JP2018092152A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 株式会社フジクラ | フェルール構造体、ファイバ付きフェルール構造体及びファイバ付きフェルール構造体の製造方法 |
| JP2019040040A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | 富士通株式会社 | 光機能モジュール、これを用いた光トランシーバ、及び光機能モジュールの製造方法 |
| US20230130139A1 (en) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Voyant Photonics, Inc. | Etched facet coupling for flip-chip to photonics chip bonding |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9645311B2 (en) | 2013-05-21 | 2017-05-09 | International Business Machines Corporation | Optical component with angled-facet waveguide |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02195309A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光結合素子 |
| JPH05157944A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-06-25 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 双方向光デバイス |
-
1993
- 1993-02-02 JP JP1552393A patent/JP3147564B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| US7003182B2 (en) | 2002-07-03 | 2006-02-21 | Tdk Corporation | Embedded type optically irreversible circuit |
| WO2007077419A1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | University Of Southampton | Optical fibre with angled core |
| JP2015111268A (ja) * | 2007-05-02 | 2015-06-18 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイＨｏｙａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｕｓａ | 光学素子およびその製造方法、ならびに光学装置およびその製造方法 |
| JP2018092152A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 株式会社フジクラ | フェルール構造体、ファイバ付きフェルール構造体及びファイバ付きフェルール構造体の製造方法 |
| JP2019040040A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | 富士通株式会社 | 光機能モジュール、これを用いた光トランシーバ、及び光機能モジュールの製造方法 |
| US20230130139A1 (en) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Voyant Photonics, Inc. | Etched facet coupling for flip-chip to photonics chip bonding |
| US11740407B2 (en) * | 2021-10-22 | 2023-08-29 | Voyant Photonics, Inc. | Etched facet coupling for flip-chip to photonics chip bonding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3147564B2 (ja) | 2001-03-19 |
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