JPH07301729A - 光モジュール及びその作製方法 - Google Patents
光モジュール及びその作製方法Info
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- JPH07301729A JPH07301729A JP9414494A JP9414494A JPH07301729A JP H07301729 A JPH07301729 A JP H07301729A JP 9414494 A JP9414494 A JP 9414494A JP 9414494 A JP9414494 A JP 9414494A JP H07301729 A JPH07301729 A JP H07301729A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で低コストな光学性能の優れた光路変換
及び集光機能素子を有する高性能な光モジュールを提供
する。 【構成】 光モジュールは、光学素子１の平板基板２に
球面形状もしくは非球面形状に凹部５の微細加工（例え
ば、フォトリソグラフィの手法と化学エッチング方法）
及び反射機能の付加（例えば、金属反射膜４）を行い、
前記凹部５を光路変換面及び集光機能面として光学素子
１を構成する。
及び集光機能素子を有する高性能な光モジュールを提供
する。 【構成】 光モジュールは、光学素子１の平板基板２に
球面形状もしくは非球面形状に凹部５の微細加工（例え
ば、フォトリソグラフィの手法と化学エッチング方法）
及び反射機能の付加（例えば、金属反射膜４）を行い、
前記凹部５を光路変換面及び集光機能面として光学素子
１を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光モジュール及びその
作製方法に関し、より詳細には、小型で低コストな光学
性能の優れた光路変換機能素子及び集光機能素子を有す
る高性能な光モジュール及びその作製方法に関する。例
えば、光通信、光情報処理及び光インターコネクション
などに適用されるものである。
作製方法に関し、より詳細には、小型で低コストな光学
性能の優れた光路変換機能素子及び集光機能素子を有す
る高性能な光モジュール及びその作製方法に関する。例
えば、光通信、光情報処理及び光インターコネクション
などに適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光路変換機能素子を有する光モジ
ュールについて記載した公知文献としては、例えば、特
開平４−２０８９０５号公報がある。この公報のもの
は、少ない部品点数と簡単な工程とで光半導体素子と光
導波素子とを効率よく光結合でき、かつ戻り光の少ない
光半導体モジュールを得るために、半導体基板に設けら
れた凹部の側面に露呈した結晶面を反射面として、光半
導体素子と光導波素子とを光結合させるものである。
ュールについて記載した公知文献としては、例えば、特
開平４−２０８９０５号公報がある。この公報のもの
は、少ない部品点数と簡単な工程とで光半導体素子と光
導波素子とを効率よく光結合でき、かつ戻り光の少ない
光半導体モジュールを得るために、半導体基板に設けら
れた凹部の側面に露呈した結晶面を反射面として、光半
導体素子と光導波素子とを光結合させるものである。
【０００３】図６（ａ）,（ｂ）は、前記公報に記載の
光モジュールの構成図で、図６（ａ）は反射器の拡大
図、図６（ｂ）は反射器とファイバ及びＰＤ（フォトデ
イテクタ）との実装方法を示す図である。図中、４１は
Ｓｉ基板、４２は酸化膜、４３,４４は側面、４５は凹
部、４６は電極配線、４７はマーカ、４８はＰＤ（フォ
トデイテクタ）、４９は反射器、５０はファイバコネク
タ、５１はピン、５２はファイバ端面、５３は光ファイ
バである。
光モジュールの構成図で、図６（ａ）は反射器の拡大
図、図６（ｂ）は反射器とファイバ及びＰＤ（フォトデ
イテクタ）との実装方法を示す図である。図中、４１は
Ｓｉ基板、４２は酸化膜、４３,４４は側面、４５は凹
部、４６は電極配線、４７はマーカ、４８はＰＤ（フォ
トデイテクタ）、４９は反射器、５０はファイバコネク
タ、５１はピン、５２はファイバ端面、５３は光ファイ
バである。
【０００４】Ｓｉ基板４１の表面に装着した酸化膜４２
に適当なマスク合わせ工程を経て溝に形成し、異方性エ
ッチングを行うと、反射面となる側面４３,４４に｛１
１１｝面が露呈した凹部４５が形成される。このように
して形成された反射器４９の表面に合わせマーカ４７を
形成しておき、ＰＤ４８の受光面を下にしてフリップチ
ップを接続する。反射器４９の表面の酸化膜４２上に必
要な電極配線４６を施しておけば、ＰＤ自身の固定と同
時に配線までが、一つの工程で終了する。
に適当なマスク合わせ工程を経て溝に形成し、異方性エ
ッチングを行うと、反射面となる側面４３,４４に｛１
１１｝面が露呈した凹部４５が形成される。このように
して形成された反射器４９の表面に合わせマーカ４７を
形成しておき、ＰＤ４８の受光面を下にしてフリップチ
ップを接続する。反射器４９の表面の酸化膜４２上に必
要な電極配線４６を施しておけば、ＰＤ自身の固定と同
時に配線までが、一つの工程で終了する。
【０００５】反射器４９とファイバの接続は、ファイバ
コネクタ５０が利用でき、２本のピン５１を介してコネ
クタ同志を突き合わせることにより、２本のファイバを
簡便に接続するためのものであるが、そのためピン５１
とファイバ端面５２との位置関係が精密に作製されてい
る。従ってこのピン５１でＳｉ基板４１を挾み込み、適
当な方法で固定すれば、ファイバ端面５２と凹部４５と
の位置関係も精密に決まる。すなわち、このモジュール
では異方性エッチングなどの手法により、半導体基板に
設けられた凹部の結晶面を反射面として、光半導体素子
と光導波素子とを光結合させている。
コネクタ５０が利用でき、２本のピン５１を介してコネ
クタ同志を突き合わせることにより、２本のファイバを
簡便に接続するためのものであるが、そのためピン５１
とファイバ端面５２との位置関係が精密に作製されてい
る。従ってこのピン５１でＳｉ基板４１を挾み込み、適
当な方法で固定すれば、ファイバ端面５２と凹部４５と
の位置関係も精密に決まる。すなわち、このモジュール
では異方性エッチングなどの手法により、半導体基板に
設けられた凹部の結晶面を反射面として、光半導体素子
と光導波素子とを光結合させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
光モジュールにおいては、結晶面を反射面として用いる
ことから、凹面が多面体から構成されてしまい、集光作
用に収差を伴うなどの光学性能に問題が残る。また高価
な結晶基板を用いていることから機械的な強度やコスト
にも問題点がある。
光モジュールにおいては、結晶面を反射面として用いる
ことから、凹面が多面体から構成されてしまい、集光作
用に収差を伴うなどの光学性能に問題が残る。また高価
な結晶基板を用いていることから機械的な強度やコスト
にも問題点がある。
【０００７】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、小型で低コストな光学性能の優れた光路変換
及び集光機能素子を有する高性能な光モジュール及びそ
の作製方法を提供することを目的とする。
たもので、小型で低コストな光学性能の優れた光路変換
及び集光機能素子を有する高性能な光モジュール及びそ
の作製方法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、上記目的を達
成するために、（１）少なくとも１つ以上の光導波素子
と、少なくとも１つ以上の光素子と、少なくとも１つ以
上の光路変換機能を有する光学素子とからなる光モジュ
ールにおいて、前記光路変換機能を有する光学素子とし
て、球面形状もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反
射機能の付加を行った平板基板を設け、前記凹部を光路
変換面及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光
素子とを光学的に結合させたこと、更には、（２）前記
光モジュールにおいて、光素子基板に半導体基板を用
い、少なくとも１つ以上の光素子を有し、所定の位置に
光素子に対応して少なくとも１つ以上の光導波素子位置
決め用の溝を設けたこと、更には、（３）前記光モジュ
ールにおいて、前記光路変換及び集光機能素子を有する
部材の平板基板に凹部を形成するときに、光導波素子と
の位置決め用溝を前記平板基板に一体に形成したこと、
或いは、（４）少なくとも１つ以上の光導波素子と、少
なくとも１つ以上の光素子と、少なくとも１つ以上の光
路変換機能を有する光学素子とからなる光モジュールに
おいて、前記光路変換機能を有する光学素子として、球
面形状もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反射機能
の付加を行った平板基板を設け、前記凹部を光路変換面
及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光素子と
を光学的に結合させた光モジュールであって、光路変換
機能を有する光学素子の平板基板にガラス基板を用い、
精密微細機械加工もしくはフォトリソグラフィの手法と
化学エッチングによる微細加工方法により、球面もしく
は非球面形状に凹部を形成した後、前記凹部へ通常の薄
膜形成技術による金属薄膜形成と、電気的な絶縁のため
に透明な絶縁膜の形成もしくは半導体微細加工技術を用
いた部分的な金属膜の除去によるパターニング法のいず
れかを行って反射機能の付加を行った後、所定の形状に
素子として切り出されて作製された部材を光路変換及び
集光機能素子として用いたこと、更には、（５）前記
（４）において、前記光路変換機能を有する光学素子で
ある平板基板に、ガラス基板をもとにフォトリソグラフ
ィの手法と化学エッチングによる微細加工方法とによ
り、球面もしくは非球面形状に凹部を形成した後、これ
を型に電鋳法などにより複製した金属金型もしくは精密
微細機械加工による金属金型を作製し、いずれかを型に
熱もしくは光で硬化する樹脂により複製した基板もしく
は熱で硬化する樹脂により射出成形した基板を用い、樹
脂基板上の凹部に前記方法により反射機能の付加を行っ
た後、所定の形状に素子として切り出されて作製された
部材を光路変換及び集光機能素子として用いたこと、更
には、（６）前記（４）において、前記光モジュールの
光路変換及び集光機能素子を有する部材において、球面
もしくは非球面形状の凹部への反射機能の付加方法とし
て、通常の薄膜形成技術により屈折率の異なる複数の透
明な薄膜を多層に積層して前記凹部に反射機能を付加し
たことを特徴としたものである。
成するために、（１）少なくとも１つ以上の光導波素子
と、少なくとも１つ以上の光素子と、少なくとも１つ以
上の光路変換機能を有する光学素子とからなる光モジュ
ールにおいて、前記光路変換機能を有する光学素子とし
て、球面形状もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反
射機能の付加を行った平板基板を設け、前記凹部を光路
変換面及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光
素子とを光学的に結合させたこと、更には、（２）前記
光モジュールにおいて、光素子基板に半導体基板を用
い、少なくとも１つ以上の光素子を有し、所定の位置に
光素子に対応して少なくとも１つ以上の光導波素子位置
決め用の溝を設けたこと、更には、（３）前記光モジュ
ールにおいて、前記光路変換及び集光機能素子を有する
部材の平板基板に凹部を形成するときに、光導波素子と
の位置決め用溝を前記平板基板に一体に形成したこと、
或いは、（４）少なくとも１つ以上の光導波素子と、少
なくとも１つ以上の光素子と、少なくとも１つ以上の光
路変換機能を有する光学素子とからなる光モジュールに
おいて、前記光路変換機能を有する光学素子として、球
面形状もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反射機能
の付加を行った平板基板を設け、前記凹部を光路変換面
及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光素子と
を光学的に結合させた光モジュールであって、光路変換
機能を有する光学素子の平板基板にガラス基板を用い、
精密微細機械加工もしくはフォトリソグラフィの手法と
化学エッチングによる微細加工方法により、球面もしく
は非球面形状に凹部を形成した後、前記凹部へ通常の薄
膜形成技術による金属薄膜形成と、電気的な絶縁のため
に透明な絶縁膜の形成もしくは半導体微細加工技術を用
いた部分的な金属膜の除去によるパターニング法のいず
れかを行って反射機能の付加を行った後、所定の形状に
素子として切り出されて作製された部材を光路変換及び
集光機能素子として用いたこと、更には、（５）前記
（４）において、前記光路変換機能を有する光学素子で
ある平板基板に、ガラス基板をもとにフォトリソグラフ
ィの手法と化学エッチングによる微細加工方法とによ
り、球面もしくは非球面形状に凹部を形成した後、これ
を型に電鋳法などにより複製した金属金型もしくは精密
微細機械加工による金属金型を作製し、いずれかを型に
熱もしくは光で硬化する樹脂により複製した基板もしく
は熱で硬化する樹脂により射出成形した基板を用い、樹
脂基板上の凹部に前記方法により反射機能の付加を行っ
た後、所定の形状に素子として切り出されて作製された
部材を光路変換及び集光機能素子として用いたこと、更
には、（６）前記（４）において、前記光モジュールの
光路変換及び集光機能素子を有する部材において、球面
もしくは非球面形状の凹部への反射機能の付加方法とし
て、通常の薄膜形成技術により屈折率の異なる複数の透
明な薄膜を多層に積層して前記凹部に反射機能を付加し
たことを特徴としたものである。
【０００９】
【作用】前記構成を有する本発明の光モジュールは、少
なくとも１つ以上の光導波素子と、少なくとも１つ以上
の光素子と、少なくとも１つ以上の光路変換機能とを有
する光学素子からなる光モジュールであり、（１）光路
変換機能を有する光学素子として、平板基板に球面形状
もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反射機能の付加
を行い、前記凹部を光路変換面及び集光機能面として作
用させ、光導波素子と光素子とを光学的に結合させたの
で、小型で低コストな光学性能の優れた光路変換及び集
光機能を有する光学素子を有する高性能な光モジュール
を提供することが可能である。（２）光素子基板に半導
体基板を用い、少なくとも１つ以上の光素子を有し、所
定の位置に光素子に対応して少なくとも１つ以上の光導
波素子位置決め用の溝を設けたので、光導波素子と光素
子との位置決めを容易に行うことができ、生産性よく光
モジュールを提供することが可能である。（３）光路変
換及び集光機能素子を有する部材の基板に凹部を形成す
るときに光導波素子との位置決め用溝を前記基板に一体
に形成したので、光導波素子と前記光学素子との位置決
めを容易に行うことができ、生産性よく光モジュールを
提供することが可能である。（４）光路変換機能を有す
る光学素子である平板基板にガラス基板を用い、精密微
細機械加工もしくはフォトリソグラフィの手法と化学エ
ッチングによる微細加工方法により、球面もしくは非球
面形状に凹部を形成した後、前記凹部へ通常の薄膜形成
技術による金属薄膜形成と、電気的な絶縁のために透明
な絶縁膜の形成もしくは半導体微細加工技術を用いた部
分的な金属膜の除去によるパターニング法のいずれかを
行って反射機能の付加を行った後、所定の形状に素子と
して切り出されて作製された部材を光路変換及び集光機
能素子として用いたので、小型で光学性能の優れた光路
変換及び集光機能を有する光学素子基板を生産性よく提
供することが可能となる。（５）光路変換機能を有する
光学素子である平板基板に、ガラス基板をもとにフォト
リソグラフィの手法と化学エッチングによる微細加工方
法とにより、球面もしくは非球面形状に凹部を形成した
後、これを型に電鋳法などにより複製した金属金型もし
くは精密微細機械加工による金属金型を作製し、いずれ
かを型に熱もしくは光で硬化する樹脂により複製した基
板もしくは熱で硬化する樹脂により射出成形した基板を
用い、樹脂基板上の凹部に前記方法により反射機能の付
加を行った後、所定の形状に素子として切り出されて作
製された部材を光路変換及び集光機能素子として用いた
ので、小型で低コストな光学性能の優れた光路変換及び
集光機能を有する光学素子を生産性よく提供することが
可能となる。（６）球面もしくは非球面形状の凹部への
反射機能付加方法として通常の薄膜形成技術により屈折
率の異なる複数の透明な薄膜を多層に積層して前記凹部
に反射機能を付加したので、前記光学素子凹面に生産性
よく高反射率と波長選択性を有する光路変換機能及び集
光機能を付加することが可能となる。
なくとも１つ以上の光導波素子と、少なくとも１つ以上
の光素子と、少なくとも１つ以上の光路変換機能とを有
する光学素子からなる光モジュールであり、（１）光路
変換機能を有する光学素子として、平板基板に球面形状
もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反射機能の付加
を行い、前記凹部を光路変換面及び集光機能面として作
用させ、光導波素子と光素子とを光学的に結合させたの
で、小型で低コストな光学性能の優れた光路変換及び集
光機能を有する光学素子を有する高性能な光モジュール
を提供することが可能である。（２）光素子基板に半導
体基板を用い、少なくとも１つ以上の光素子を有し、所
定の位置に光素子に対応して少なくとも１つ以上の光導
波素子位置決め用の溝を設けたので、光導波素子と光素
子との位置決めを容易に行うことができ、生産性よく光
モジュールを提供することが可能である。（３）光路変
換及び集光機能素子を有する部材の基板に凹部を形成す
るときに光導波素子との位置決め用溝を前記基板に一体
に形成したので、光導波素子と前記光学素子との位置決
めを容易に行うことができ、生産性よく光モジュールを
提供することが可能である。（４）光路変換機能を有す
る光学素子である平板基板にガラス基板を用い、精密微
細機械加工もしくはフォトリソグラフィの手法と化学エ
ッチングによる微細加工方法により、球面もしくは非球
面形状に凹部を形成した後、前記凹部へ通常の薄膜形成
技術による金属薄膜形成と、電気的な絶縁のために透明
な絶縁膜の形成もしくは半導体微細加工技術を用いた部
分的な金属膜の除去によるパターニング法のいずれかを
行って反射機能の付加を行った後、所定の形状に素子と
して切り出されて作製された部材を光路変換及び集光機
能素子として用いたので、小型で光学性能の優れた光路
変換及び集光機能を有する光学素子基板を生産性よく提
供することが可能となる。（５）光路変換機能を有する
光学素子である平板基板に、ガラス基板をもとにフォト
リソグラフィの手法と化学エッチングによる微細加工方
法とにより、球面もしくは非球面形状に凹部を形成した
後、これを型に電鋳法などにより複製した金属金型もし
くは精密微細機械加工による金属金型を作製し、いずれ
かを型に熱もしくは光で硬化する樹脂により複製した基
板もしくは熱で硬化する樹脂により射出成形した基板を
用い、樹脂基板上の凹部に前記方法により反射機能の付
加を行った後、所定の形状に素子として切り出されて作
製された部材を光路変換及び集光機能素子として用いた
ので、小型で低コストな光学性能の優れた光路変換及び
集光機能を有する光学素子を生産性よく提供することが
可能となる。（６）球面もしくは非球面形状の凹部への
反射機能付加方法として通常の薄膜形成技術により屈折
率の異なる複数の透明な薄膜を多層に積層して前記凹部
に反射機能を付加したので、前記光学素子凹面に生産性
よく高反射率と波長選択性を有する光路変換機能及び集
光機能を付加することが可能となる。
【００１０】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による光モジュールの一実施例を
説明するための構成図で、光路変換及び集光機能を有す
る光学素子を示す図である。図中、１は光学素子、２は
平板基板（ガラス基板）、３は酸化膜、４は金属反射
膜、５は凹部である。
する。図１は、本発明による光モジュールの一実施例を
説明するための構成図で、光路変換及び集光機能を有す
る光学素子を示す図である。図中、１は光学素子、２は
平板基板（ガラス基板）、３は酸化膜、４は金属反射
膜、５は凹部である。
【００１１】本発明による光モジュールは、図１に示す
ような平板基板２に球面形状もしくは非球面形状に凹部
５の微細加工（例えば、フォトリソグラフィの手法と化
学エッチング方法）及び反射機能の付加（例えば、金属
反射膜４を付与）を行い、前記凹部５を光路変換面及び
集光機能面とする光学素子１として用いている。
ような平板基板２に球面形状もしくは非球面形状に凹部
５の微細加工（例えば、フォトリソグラフィの手法と化
学エッチング方法）及び反射機能の付加（例えば、金属
反射膜４を付与）を行い、前記凹部５を光路変換面及び
集光機能面とする光学素子１として用いている。
【００１２】図２（ａ),（ｂ）は、図１に示す光学素子
を用いた光モジュールの構成図で、図中、６は半導体受
光素子アレイ（受光素子アレイ基板）、６ａは光素子、
７は光ファイバ（光導波素子）で、その他、図１と同じ
作用をする部分は同一の符号を付してある。
を用いた光モジュールの構成図で、図中、６は半導体受
光素子アレイ（受光素子アレイ基板）、６ａは光素子、
７は光ファイバ（光導波素子）で、その他、図１と同じ
作用をする部分は同一の符号を付してある。
【００１３】図２に示すように、光導波素子７、例え
ば、光ファイバなどと、光素子６ａ、例えば、半導体受
光素子や面発光型の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ
ーダイオード（ＬＤ）などを前記光学素子の凹部５を介
して光学的に結合させたもので、凹面反射鏡による光路
変換機能と集光機能とを利用して高効率に実現させてい
る。
ば、光ファイバなどと、光素子６ａ、例えば、半導体受
光素子や面発光型の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ
ーダイオード（ＬＤ）などを前記光学素子の凹部５を介
して光学的に結合させたもので、凹面反射鏡による光路
変換機能と集光機能とを利用して高効率に実現させてい
る。
【００１４】図３（ａ）〜（ｅ）は、光路変換及び集光
作用を有する光学素子の作製方法を説明するための図
で、５ａは凹面、１０は開口部で、その他、図１と同じ
作用をする部分は同一の符号を付してある。
作用を有する光学素子の作製方法を説明するための図
で、５ａは凹面、１０は開口部で、その他、図１と同じ
作用をする部分は同一の符号を付してある。
【００１５】本発明の作製方法では、平板基板２に透明
なガラス基板２を用い、まず、フォトリソグラフィの手
法により基板表面にレジストパターンの作製を行い、円
形の開口部１０を設ける（図（ａ））。これをマスクに
沸酸や緩衝沸酸などのエッチング液によりエッチングを
行い、曲率半径数百μｍ程度の球面状の凹面５ａを作製
した後（図（ｂ））、レジスト剥離し、その後Ａｌ（ア
ルミニウム）やＡｇなどの金属薄膜を蒸着法などの薄膜
形成方法を用いて形成し、反射機能を付加した後（図
（ｃ））、基板の電気的絶縁のためにＳｉＯ薄膜も同様
な方法により積層する。そして所定の形状に切削加工し
て（図（ｄ））、前記光学素子１を得る（図（ｅ））。
なガラス基板２を用い、まず、フォトリソグラフィの手
法により基板表面にレジストパターンの作製を行い、円
形の開口部１０を設ける（図（ａ））。これをマスクに
沸酸や緩衝沸酸などのエッチング液によりエッチングを
行い、曲率半径数百μｍ程度の球面状の凹面５ａを作製
した後（図（ｂ））、レジスト剥離し、その後Ａｌ（ア
ルミニウム）やＡｇなどの金属薄膜を蒸着法などの薄膜
形成方法を用いて形成し、反射機能を付加した後（図
（ｃ））、基板の電気的絶縁のためにＳｉＯ薄膜も同様
な方法により積層する。そして所定の形状に切削加工し
て（図（ｄ））、前記光学素子１を得る（図（ｅ））。
【００１６】図４（ａ）,（ｂ）は、光路変換及び集光
作用を有する光学素子の反射機能の付加方法を説明する
ための図で、図中、２０は金属薄膜、２１は金属膜、２
２は薄膜で、その他、図３と同じ作用をする部分は同一
の符号を付してある。
作用を有する光学素子の反射機能の付加方法を説明する
ための図で、図中、２０は金属薄膜、２１は金属膜、２
２は薄膜で、その他、図３と同じ作用をする部分は同一
の符号を付してある。
【００１７】他の凹部５ａへの反射機能の付加方法とし
て、図４（ａ）に示すように、前記薄膜形成技術による
金属薄膜２０形成の前にフォトリソグラフィの手法によ
り、凹面を除く基板表面にレジスト膜を形成し、金属膜
形成後にリフトオフ法によりレジスト膜上の金属膜２１
の除去によるパターニングを行った基板を所定の形状に
切削加工しても前記光学素子１を得ることが可能であ
る。
て、図４（ａ）に示すように、前記薄膜形成技術による
金属薄膜２０形成の前にフォトリソグラフィの手法によ
り、凹面を除く基板表面にレジスト膜を形成し、金属膜
形成後にリフトオフ法によりレジスト膜上の金属膜２１
の除去によるパターニングを行った基板を所定の形状に
切削加工しても前記光学素子１を得ることが可能であ
る。
【００１８】さらに図４（ｂ）のように、蒸着法やスパ
ッタ法などの通常の薄膜形成技術により屈折率の異なる
複数の透明な薄膜２２を多層に（例えば、ＴｉＯ2やＳ
ｉＯ2を１ペアにそれぞれが使用波長に対して光学的に
λ／４厚になるように）積層して前記凹面５ａに高反射
率と波長選択性を付加した基板を用いることも可能であ
る。また、凹面５ａの形成時のマスク開口部１０の形状
制御により、凹面５ａの非球面化も可能である。
ッタ法などの通常の薄膜形成技術により屈折率の異なる
複数の透明な薄膜２２を多層に（例えば、ＴｉＯ2やＳ
ｉＯ2を１ペアにそれぞれが使用波長に対して光学的に
λ／４厚になるように）積層して前記凹面５ａに高反射
率と波長選択性を付加した基板を用いることも可能であ
る。また、凹面５ａの形成時のマスク開口部１０の形状
制御により、凹面５ａの非球面化も可能である。
【００１９】図５（ａ）〜（ｅ）は、本発明による光モ
ジュールの他の実施例を説明するための構成図で、図
（ａ）は他の実施例の斜視図、図（ｂ）はさらに他の実
施例、図（ｃ）は図（ｂ）の上面図、図（ｄ）は光学素
子と光ファイバとを結合した状態図、図（ｅ）は図
（ｄ）の断面図である。図中、３０は基準ピン、３１は
ファイバアレイ、３２,３３は位置決め用溝、３４は電
極パターン、３５,３６はアライメントマークである。
ジュールの他の実施例を説明するための構成図で、図
（ａ）は他の実施例の斜視図、図（ｂ）はさらに他の実
施例、図（ｃ）は図（ｂ）の上面図、図（ｄ）は光学素
子と光ファイバとを結合した状態図、図（ｅ）は図
（ｄ）の断面図である。図中、３０は基準ピン、３１は
ファイバアレイ、３２,３３は位置決め用溝、３４は電
極パターン、３５,３６はアライメントマークである。
【００２０】本実施例では複数の光ファイバ７と半導体
受光素子アレイ６とをファイバ間隔に対応して配置され
た凹面アレイを有する前記光学素子１を介して結合させ
たもので、ファイバアレイ３１は基準ピン３０の間に所
定の間隔を設けて実装されている。本発明の光モジュー
ルは、前記光学素子１の幅がほぼ基準ピン間距離と等し
くなるように設定されていて、ファイバ間隔に対応して
配置された受光素子アレイ基板６上に基準ピン３０の間
に前記光学素子１を装填するように配置してファイバア
レイ３１と前記光学素子１及び受光素子アレイ基板６と
を実装している。ただし、凹面の曲率半径とファイバの
入射位置及び開口数（ＮＡ：NumericalAperture）によ
り、これら各素子の位置関係及び受光面サイズは決定さ
れる。
受光素子アレイ６とをファイバ間隔に対応して配置され
た凹面アレイを有する前記光学素子１を介して結合させ
たもので、ファイバアレイ３１は基準ピン３０の間に所
定の間隔を設けて実装されている。本発明の光モジュー
ルは、前記光学素子１の幅がほぼ基準ピン間距離と等し
くなるように設定されていて、ファイバ間隔に対応して
配置された受光素子アレイ基板６上に基準ピン３０の間
に前記光学素子１を装填するように配置してファイバア
レイ３１と前記光学素子１及び受光素子アレイ基板６と
を実装している。ただし、凹面の曲率半径とファイバの
入射位置及び開口数（ＮＡ：NumericalAperture）によ
り、これら各素子の位置関係及び受光面サイズは決定さ
れる。
【００２１】また、光導波素子として光ファイバ７の場
合、アライメントを容易にするため受光素子アレイ基板
６に光ファイバ用に位置決め用溝３３をフォトリソグラ
フィの手法と異方性エッチングの手法により作製してフ
ァイバ７を固定せしめ、前記光学素子１の平面基板の凹
部５を除く透明な基板上と受光素子アレイ基板６上のそ
れに対応した所定の位置に、アライメントマーク３５,
３６をそれぞれ設けて、このマークを基準にアライメン
トを行って実装することが可能である。また、薄膜によ
る光導波路が受光素子に対応して受光素子アレイ基板６
上にモノリシックに作製されている場合などは、前記ア
ライメント方法によりアライメントを行って実装するこ
とも可能である。
合、アライメントを容易にするため受光素子アレイ基板
６に光ファイバ用に位置決め用溝３３をフォトリソグラ
フィの手法と異方性エッチングの手法により作製してフ
ァイバ７を固定せしめ、前記光学素子１の平面基板の凹
部５を除く透明な基板上と受光素子アレイ基板６上のそ
れに対応した所定の位置に、アライメントマーク３５,
３６をそれぞれ設けて、このマークを基準にアライメン
トを行って実装することが可能である。また、薄膜によ
る光導波路が受光素子に対応して受光素子アレイ基板６
上にモノリシックに作製されている場合などは、前記ア
ライメント方法によりアライメントを行って実装するこ
とも可能である。
【００２２】そして前記光学素子を作製する際、凹部を
形成する時に、例えばレジスト上に形成する前記開口部
１０をトラック形状にすることにより、光導波素子７と
の位置決め用溝３２を前記基板に一体に形成することに
より、実装の際、光学素子１の板を光導波素子７にかぶ
せるように装填することにより、光学素子１上の凹部５
と光導波素子７との光軸をアライメントさせることがで
きる。この時、例えば光導波素子７に光ファイバアレイ
を用いた際などには、前記受光素子アレイ基板６にファ
イバ位置決め用溝３３を作製することにより、光ファイ
バ７と前記光学素子１及び受光素子アレイ基板６とを一
括に位置決めすることが可能で、アライメントフリーに
することが可能である。
形成する時に、例えばレジスト上に形成する前記開口部
１０をトラック形状にすることにより、光導波素子７と
の位置決め用溝３２を前記基板に一体に形成することに
より、実装の際、光学素子１の板を光導波素子７にかぶ
せるように装填することにより、光学素子１上の凹部５
と光導波素子７との光軸をアライメントさせることがで
きる。この時、例えば光導波素子７に光ファイバアレイ
を用いた際などには、前記受光素子アレイ基板６にファ
イバ位置決め用溝３３を作製することにより、光ファイ
バ７と前記光学素子１及び受光素子アレイ基板６とを一
括に位置決めすることが可能で、アライメントフリーに
することが可能である。
【００２３】前記受光素子アレイ基板６にはＳｉ結晶や
ＧａＡｓ、ＩｎＰなどの化合物半導体結晶を用いること
ができ、また、光素子６ａとして面発光型のＬＥＤやＬ
Ｄなど光半導体素子を用いることも可能である。さらに
前記光学素子アレイ基板６にはガラス基板を用い、フォ
トリソグラフィの手法と化学エッチングによる前記微細
加工方法により球面形状もしくは非球面形状に凹部を形
成した後、金属薄膜を蒸着し、これを電極に電鋳法によ
り作製した金属金型や精密微細機械加工により凹面を形
成した金属金型を作製し、これらいずれかを型に熱もし
くは光で硬化する樹脂で複製した基板もしくは熱で硬化
する樹脂で射出成形した基板を用いることにより、生産
性よく凹面が形成された基板を作製することができ、こ
れに前記反射機能の付加と絶縁対策を施して所定の形状
に素子として切り出し、前記光学素子として用いること
も可能である。本発明は前記実施例に限定されることな
く、実施例により開示された技術思想の精神に逸脱する
ことなく、種々の変形が可能である。
ＧａＡｓ、ＩｎＰなどの化合物半導体結晶を用いること
ができ、また、光素子６ａとして面発光型のＬＥＤやＬ
Ｄなど光半導体素子を用いることも可能である。さらに
前記光学素子アレイ基板６にはガラス基板を用い、フォ
トリソグラフィの手法と化学エッチングによる前記微細
加工方法により球面形状もしくは非球面形状に凹部を形
成した後、金属薄膜を蒸着し、これを電極に電鋳法によ
り作製した金属金型や精密微細機械加工により凹面を形
成した金属金型を作製し、これらいずれかを型に熱もし
くは光で硬化する樹脂で複製した基板もしくは熱で硬化
する樹脂で射出成形した基板を用いることにより、生産
性よく凹面が形成された基板を作製することができ、こ
れに前記反射機能の付加と絶縁対策を施して所定の形状
に素子として切り出し、前記光学素子として用いること
も可能である。本発明は前記実施例に限定されることな
く、実施例により開示された技術思想の精神に逸脱する
ことなく、種々の変形が可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：少なくとも１つ以上の
光導波素子と、少なくとも１つ以上の光素子と、少なく
とも１つ以上の光路変換機能とを有する光学素子からな
る光モジュールであり、光路変換機能を有する光学素子
として、平板基板に球面形状もしくは非球面形状に凹部
の微細加工と反射機能の付加を行い、前記凹部を光路変
換面及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光素
子とを光学的に結合させたので、小型で低コストな光学
性能の優れた光路変換及び集光機能を有する光学素子を
有する高性能な光モジュールを提供することが可能であ
る。 （２）請求項２に対応する効果：光導波素子と光学素子
との位置決めを容易に行うことができ、生産性よく光モ
ジュールを提供することが可能である。 （３）請求項３に対応する効果：光導波素子と前記光学
素子との位置決めを容易に行うことができ、生産性よく
光モジュールを提供することが可能である。 （４）請求項４に対応する効果：小型で光学性能の優れ
た光路変換及び集光機能を有する光学素子基板を生産性
よく提供することが可能となる。 （５）請求項５に対応する効果：小型で低コストな光学
性能の優れた光路変換及び集光機能を有する光学素子を
生産性よく提供することが可能となる。 （６）請求項６に対応する効果：前記光学素子凹面に生
産性よく高反射率と波長選択性を有する光路変換機能及
び集光機能を付加することが可能となる。
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：少なくとも１つ以上の
光導波素子と、少なくとも１つ以上の光素子と、少なく
とも１つ以上の光路変換機能とを有する光学素子からな
る光モジュールであり、光路変換機能を有する光学素子
として、平板基板に球面形状もしくは非球面形状に凹部
の微細加工と反射機能の付加を行い、前記凹部を光路変
換面及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光素
子とを光学的に結合させたので、小型で低コストな光学
性能の優れた光路変換及び集光機能を有する光学素子を
有する高性能な光モジュールを提供することが可能であ
る。 （２）請求項２に対応する効果：光導波素子と光学素子
との位置決めを容易に行うことができ、生産性よく光モ
ジュールを提供することが可能である。 （３）請求項３に対応する効果：光導波素子と前記光学
素子との位置決めを容易に行うことができ、生産性よく
光モジュールを提供することが可能である。 （４）請求項４に対応する効果：小型で光学性能の優れ
た光路変換及び集光機能を有する光学素子基板を生産性
よく提供することが可能となる。 （５）請求項５に対応する効果：小型で低コストな光学
性能の優れた光路変換及び集光機能を有する光学素子を
生産性よく提供することが可能となる。 （６）請求項６に対応する効果：前記光学素子凹面に生
産性よく高反射率と波長選択性を有する光路変換機能及
び集光機能を付加することが可能となる。
【図１】 本発明による光モジュールに用いる光学素子
の一実施例を説明するための構成図である。
の一実施例を説明するための構成図である。
【図２】 図１における光学素子を用いた光モジュール
の構成図である。
の構成図である。
【図３】 本発明における光路変換及び集光作用を有す
る光学素子の作製方法を説明するための図である。
る光学素子の作製方法を説明するための図である。
【図４】 本発明における光路変換及び集光作用を有す
る光学素子の反射機能の付加方法を説明するための図で
ある。
る光学素子の反射機能の付加方法を説明するための図で
ある。
【図５】 本発明における光モジュールの他の実施例を
説明するための構成図である。
説明するための構成図である。
【図６】 従来の光モジュールの構成図である。
１…光学素子、２…平板基板（ガラス基板）、３…酸化
膜、４…金属反射膜、５…凹部、６…半導体受光素子ア
レイ（受光素子アレイ基板）、６ａ…光素子、７…光フ
ァイバ（光導波素子）。
膜、４…金属反射膜、５…凹部、６…半導体受光素子ア
レイ（受光素子アレイ基板）、６ａ…光素子、７…光フ
ァイバ（光導波素子）。
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも１つ以上の光導波素子と、少
なくとも１つ以上の光素子と、少なくとも１つ以上の光
路変換機能を有する光学素子とからなる光モジュールに
おいて、前記光路変換機能を有する光学素子として、球
面形状もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反射機能
の付加を行った平板基板を設け、前記凹部を光路変換面
及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光素子と
を光学的に結合させたことを特徴とする光モジュール。 - 【請求項２】 前記光モジュールにおいて、光素子基板
に半導体基板を用い、少なくとも１つ以上の光素子を有
し、所定の位置に光素子に対応して少なくとも１つ以上
の光導波素子位置決め用の溝を設けたことを特徴とする
請求項１記載の光モジュール。 - 【請求項３】 前記光モジュールにおいて、前記光路変
換及び集光機能素子を有する部材の平板基板に凹部を形
成するときに、光導波素子との位置決め用溝を前記平板
基板に一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の
光モジュール。 - 【請求項４】 少なくとも１つ以上の光導波素子と、少
なくとも１つ以上の光素子と、少なくとも１つ以上の光
路変換機能を有する光学素子とからなる光モジュールに
おいて、前記光路変換機能を有する光学素子として、球
面形状もしくは非球面形状に凹部の微細加工と反射機能
の付加を行った平板基板を設け、前記凹部を光路変換面
及び集光機能面として作用させ、光導波素子と光素子と
を光学的に結合させた光モジュールであって、光路変換
機能を有する光学素子の平板基板にガラス基板を用い、
精密微細機械加工もしくはフォトリソグラフィの手法と
化学エッチングによる微細加工方法により、球面もしく
は非球面形状に凹部を形成した後、前記凹部へ通常の薄
膜形成技術による金属薄膜形成と、電気的な絶縁のため
に透明な絶縁膜の形成もしくは半導体微細加工技術を用
いた部分的な金属膜の除去によるパターニング法のいず
れかを行って反射機能の付加を行った後、所定の形状に
素子として切り出されて作製された部材を光路変換及び
集光機能素子として用いたことを特徴とする光モジュー
ルの作製方法。 - 【請求項５】 前記光路変換機能を有する光学素子であ
る平板基板に、ガラス基板をもとにフォトリソグラフィ
の手法と化学エッチングによる微細加工方法とにより、
球面もしくは非球面形状に凹部を形成した後、これを型
に電鋳法などにより複製した金属金型もしくは精密微細
機械加工による金属金型を作製し、いずれかを型に熱も
しくは光で硬化する樹脂により複製した基板もしくは熱
で硬化する樹脂により射出成形した基板を用い、樹脂基
板上の凹部に前記方法により反射機能の付加を行った
後、所定の形状に素子として切り出されて作製された部
材を光路変換及び集光機能素子として用いたことを特徴
とする請求項４記載の光モジュールの作製方法。 - 【請求項６】 前記光モジュールの光路変換及び集光機
能素子を有する部材において、球面もしくは非球面形状
の凹部への反射機能の付加方法として、通常の薄膜形成
技術により屈折率の異なる複数の透明な薄膜を多層に積
層して前記凹部に反射機能を付加したことを特徴とする
請求項４記載の光モジュールの作製方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09414494A JP3342949B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 光モジュール |
| US08/272,734 US5555333A (en) | 1993-07-12 | 1994-07-11 | Optical module and a fabrication process thereof |
| US08/670,015 US5759453A (en) | 1993-07-12 | 1996-06-25 | Optical module and a fabrication process thereof |
| US08/950,733 US5853626A (en) | 1993-07-12 | 1997-10-15 | Optical module and a fabrication process thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09414494A JP3342949B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 光モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301729A true JPH07301729A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3342949B2 JP3342949B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=14102195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09414494A Expired - Fee Related JP3342949B2 (ja) | 1993-07-12 | 1994-05-06 | 光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3342949B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004074896A1 (ja) * | 2003-02-19 | 2004-09-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光モジュール |
| WO2020183981A1 (ja) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | アルプスアルパイン株式会社 | 集光レンズ、及び光モジュール |
-
1994
- 1994-05-06 JP JP09414494A patent/JP3342949B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004074896A1 (ja) * | 2003-02-19 | 2004-09-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光モジュール |
| US7254301B2 (en) | 2003-02-19 | 2007-08-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical module |
| CN100401121C (zh) * | 2003-02-19 | 2008-07-09 | 浜松光子学株式会社 | 光模块 |
| WO2020183981A1 (ja) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | アルプスアルパイン株式会社 | 集光レンズ、及び光モジュール |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3342949B2 (ja) | 2002-11-11 |
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