JPH10319278A - 光結合回路 - Google Patents
光結合回路Info
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- JPH10319278A JPH10319278A JP9126687A JP12668797A JPH10319278A JP H10319278 A JPH10319278 A JP H10319278A JP 9126687 A JP9126687 A JP 9126687A JP 12668797 A JP12668797 A JP 12668797A JP H10319278 A JPH10319278 A JP H10319278A
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- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- optical fiber
- coupling circuit
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光伝送路と受光素子との間の高効率な結合が
可能で、しかも低価格が可能な光結合回路を提供する。 【解決手段】 基板１上に、光を伝搬する光伝送路４
と、光伝送路４からの出射光Ｌ2を受光する受光素子２
とを備え、光伝送路４と受光素子２との間に、光伝送路
４のコアと同程度またはそれ以下の屈折率を有する材料
８を充填してなることを特徴とする。
可能で、しかも低価格が可能な光結合回路を提供する。 【解決手段】 基板１上に、光を伝搬する光伝送路４
と、光伝送路４からの出射光Ｌ2を受光する受光素子２
とを備え、光伝送路４と受光素子２との間に、光伝送路
４のコアと同程度またはそれ以下の屈折率を有する材料
８を充填してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ等の光
伝送路の出射光を受光素子に受光させるための光通信用
の光結合回路に属し、特に、高効率な結合が可能で、し
かも低価格を図ることが可能な光結合回路に属する。
伝送路の出射光を受光素子に受光させるための光通信用
の光結合回路に属し、特に、高効率な結合が可能で、し
かも低価格を図ることが可能な光結合回路に属する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ等の光伝送路の出力光を受光
素子に受光させるための光通信用の光結合回路は、光通
信システムを構成する上で重要なデバイスの１つであ
る。
素子に受光させるための光通信用の光結合回路は、光通
信システムを構成する上で重要なデバイスの１つであ
る。
【０００３】近年、低価格化の観点から、組立作業が容
易で、光入射効率が高い光結合回路が要求されている。
従来、この種の光結合回路としては、例えば、次の様な
ものがある。
易で、光入射効率が高い光結合回路が要求されている。
従来、この種の光結合回路としては、例えば、次の様な
ものがある。
【０００４】この光結合回路は、光ファイバからの出射
光を効率よく受光素子に受光させるために、該光ファイ
バの出射端面にレンズを形成し、光ファイバから出射さ
れる出射光の広がりを小さくすることにより、受光素子
への光入射効率を高めたものである。
光を効率よく受光素子に受光させるために、該光ファイ
バの出射端面にレンズを形成し、光ファイバから出射さ
れる出射光の広がりを小さくすることにより、受光素子
への光入射効率を高めたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下に掲げる問題点があった。光ファイバの端面
にレンズを形成する場合、光ファイバの外径が１２５μ
ｍ程度と非常に細く、また、レンズの径も５０μｍ程度
と小さいため、レンズの製作工程が複雑になり、製作工
数がかかるという問題点があった。
術には以下に掲げる問題点があった。光ファイバの端面
にレンズを形成する場合、光ファイバの外径が１２５μ
ｍ程度と非常に細く、また、レンズの径も５０μｍ程度
と小さいため、レンズの製作工程が複雑になり、製作工
数がかかるという問題点があった。
【０００６】また、光ファイバの出射端面にレンズを形
成するには高度の精密加工技術を必要とするために、製
造工程における歩止まりが悪いという問題点があった。
成するには高度の精密加工技術を必要とするために、製
造工程における歩止まりが悪いという問題点があった。
【０００７】更に、レンズの径が小さいため、検査装置
も大がかりなものとなるという問題点があった。したが
って、光結合回路の低価格化が困難であった。
も大がかりなものとなるという問題点があった。したが
って、光結合回路の低価格化が困難であった。
【０００８】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、光伝送路と受光素
子との間の高効率な結合が可能で、しかも低価格が可能
な光結合回路を提供する点にある。
のであり、その目的とするところは、光伝送路と受光素
子との間の高効率な結合が可能で、しかも低価格が可能
な光結合回路を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、以下の光結合回路を提供する。
解決するために、以下の光結合回路を提供する。
【００１０】本発明の請求項１記載の光結合回路は、基
板上に、光を伝搬する光伝送路と、該光伝送路からの出
射光を受光する受光素子とを備え、前記光伝送路と前記
受光素子との間に、前記光伝送路のコアと同程度または
それ以下の屈折率を有する材料を充填してなるものであ
る。請求項２記載の光結合回路は、前記光伝送路と前記
受光素子との間に、前記光伝送路からの出射光を反射さ
せ、前記受光素子に受光させるミラーを設けたものであ
る。請求項３記載の光結合回路は、前記ミラーを、前記
基板または前記光伝送路の端面のいずれかに形成したミ
ラー面としたものである。請求項４記載の光結合回路
は、前記光伝送路を光ファイバとしたものである。請求
項５記載の光結合回路は、前記光伝送路を光導波路とし
たものである。請求項６記載の光結合回路は、前記受光
素子を、フォトダイオードまたはアバランシェフォトダ
イオードのいずれかとしたものである。請求項７記載の
光結合回路は、前記材料をシリコーン樹脂としたもので
ある。
板上に、光を伝搬する光伝送路と、該光伝送路からの出
射光を受光する受光素子とを備え、前記光伝送路と前記
受光素子との間に、前記光伝送路のコアと同程度または
それ以下の屈折率を有する材料を充填してなるものであ
る。請求項２記載の光結合回路は、前記光伝送路と前記
受光素子との間に、前記光伝送路からの出射光を反射さ
せ、前記受光素子に受光させるミラーを設けたものであ
る。請求項３記載の光結合回路は、前記ミラーを、前記
基板または前記光伝送路の端面のいずれかに形成したミ
ラー面としたものである。請求項４記載の光結合回路
は、前記光伝送路を光ファイバとしたものである。請求
項５記載の光結合回路は、前記光伝送路を光導波路とし
たものである。請求項６記載の光結合回路は、前記受光
素子を、フォトダイオードまたはアバランシェフォトダ
イオードのいずれかとしたものである。請求項７記載の
光結合回路は、前記材料をシリコーン樹脂としたもので
ある。
【００１１】一般に、光ファイバ等の光伝送路からの出
射光は、該光伝送路の比屈折率差Δｎ（コアとクラッド
の屈折率差比）と媒質の屈折率によって決まる角度で出
射し、広がる。したがって、媒質の屈折率を変えること
により、出射光の出射角度を変えることができる。
射光は、該光伝送路の比屈折率差Δｎ（コアとクラッド
の屈折率差比）と媒質の屈折率によって決まる角度で出
射し、広がる。したがって、媒質の屈折率を変えること
により、出射光の出射角度を変えることができる。
【００１２】本発明の請求項１ないし７のいずれか１項
記載の光結合回路では、前記光伝送路と前記受光素子と
の間に、前記光伝送路のコアと同程度またはそれ以下の
屈折率を有する材料を充填したことにより、前記光伝送
路からの出射光の出射角度を小さくし、該出射光の広が
りを小さくする。これにより、前記光伝送路からの出射
光を高効率で前記受光素子に入射させることが可能にな
る。
記載の光結合回路では、前記光伝送路と前記受光素子と
の間に、前記光伝送路のコアと同程度またはそれ以下の
屈折率を有する材料を充填したことにより、前記光伝送
路からの出射光の出射角度を小さくし、該出射光の広が
りを小さくする。これにより、前記光伝送路からの出射
光を高効率で前記受光素子に入射させることが可能にな
る。
【００１３】また、従来の様なレンズを用いないため、
構成が簡易化され、製造工程における歩止まりが向上
し、製品の信頼性が向上する。また、生産設備の簡易化
が可能になり、製造コストの低減が図れる。これによ
り、光結合回路の低価格化を図ることが可能になる。
構成が簡易化され、製造工程における歩止まりが向上
し、製品の信頼性が向上する。また、生産設備の簡易化
が可能になり、製造コストの低減が図れる。これによ
り、光結合回路の低価格化を図ることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施
形態の光結合回路を示す断面図である。
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施
形態の光結合回路を示す断面図である。
【００１５】この図において、Ｓｉ基板１上に表面反射
型のフォトダイオード（以下、ＰＤ素子とも称する）２
がバンプ３を介して接合され、光ファイバ４はＳｉ基板
１に形成された平坦な端面を有するＶ溝５に収納されて
いる。
型のフォトダイオード（以下、ＰＤ素子とも称する）２
がバンプ３を介して接合され、光ファイバ４はＳｉ基板
１に形成された平坦な端面を有するＶ溝５に収納されて
いる。
【００１６】また、Ｓｉ基板１には、光ファイバ４から
の出射光Ｌ1を反射しＰＤ素子２の受光面７に受光させ
るミラー面６が形成されており、光ファイバ４と同程度
の屈折率を有する樹脂（材料）８がＰＤ素子２と光ファ
イバ４の光路中に充填されている。樹脂８としては、光
ファイバ４のコアと同程度またはそれ以下の屈折率を有
するシリコーン樹脂が好適に用いられる。
の出射光Ｌ1を反射しＰＤ素子２の受光面７に受光させ
るミラー面６が形成されており、光ファイバ４と同程度
の屈折率を有する樹脂（材料）８がＰＤ素子２と光ファ
イバ４の光路中に充填されている。樹脂８としては、光
ファイバ４のコアと同程度またはそれ以下の屈折率を有
するシリコーン樹脂が好適に用いられる。
【００１７】ここでは、前記ＰＤ素子２は、受光径８０
μｍの表面入射型のもので、光ファイバ４はコア径が６
２．５μｍ、外径が１２５μｍの多モード光ファイバで
ある。また、ＰＤ素子２と光ファイバ４間の距離は約１
５５μｍで、樹脂８の屈折率は光ファイバ４のコアの屈
折率と同等の１．４７である。また、バンプ３は高さが
５０μｍのＡｕＳｎ半田である。
μｍの表面入射型のもので、光ファイバ４はコア径が６
２．５μｍ、外径が１２５μｍの多モード光ファイバで
ある。また、ＰＤ素子２と光ファイバ４間の距離は約１
５５μｍで、樹脂８の屈折率は光ファイバ４のコアの屈
折率と同等の１．４７である。また、バンプ３は高さが
５０μｍのＡｕＳｎ半田である。
【００１８】次に、この光結合回路の動作について説明
する。光ファイバ４中を伝搬する光Ｌ2は、光ファイバ
４の出射端面から出射し、この出射光Ｌ2はミラー面６
で反射し、ＰＤ素子２の受光面７に入射する。ここで
は、樹脂８の屈折率（ｎ＝１．４７）は光ファイバ４の
コアの屈折率（ｎ＝１．４７）と同等であるから、光フ
ァイバ４から出射した出射光Ｌ2は、光ファイバ４の比
屈折率差Δｎ（約０．２％）で決まる小さな角度で出射
する。このため、出射光Ｌ2は、従来のレンズを介した
場合と同様に、受光面７にほとんど受光される。
する。光ファイバ４中を伝搬する光Ｌ2は、光ファイバ
４の出射端面から出射し、この出射光Ｌ2はミラー面６
で反射し、ＰＤ素子２の受光面７に入射する。ここで
は、樹脂８の屈折率（ｎ＝１．４７）は光ファイバ４の
コアの屈折率（ｎ＝１．４７）と同等であるから、光フ
ァイバ４から出射した出射光Ｌ2は、光ファイバ４の比
屈折率差Δｎ（約０．２％）で決まる小さな角度で出射
する。このため、出射光Ｌ2は、従来のレンズを介した
場合と同様に、受光面７にほとんど受光される。
【００１９】図２は出射光の光ビーム直径の光軸距離依
存性を示す図であり、この図において、Ａ（実線）は本
実施形態の平坦な端面を有する光ファイバ４から出射し
た出射光の樹脂８中の光ビーム直径の光軸距離依存性で
あり、Ｂ（破線）は従来のレンズを形成した光ファイバ
から出射した出射光の空気中の光ビーム直径の光軸距離
依存性である。
存性を示す図であり、この図において、Ａ（実線）は本
実施形態の平坦な端面を有する光ファイバ４から出射し
た出射光の樹脂８中の光ビーム直径の光軸距離依存性で
あり、Ｂ（破線）は従来のレンズを形成した光ファイバ
から出射した出射光の空気中の光ビーム直径の光軸距離
依存性である。
【００２０】本実施形態の光軸距離１５５μｍ付近で
は、光ファイバ４のビーム直径は８０μｍ程度と従来の
場合と同等である。このため、出射光Ｌ2は、従来のレ
ンズを介した場合と同様に、８０μｍ径の受光面７にほ
とんど受光され、高効率な結合が可能である。
は、光ファイバ４のビーム直径は８０μｍ程度と従来の
場合と同等である。このため、出射光Ｌ2は、従来のレ
ンズを介した場合と同様に、８０μｍ径の受光面７にほ
とんど受光され、高効率な結合が可能である。
【００２１】本実施形態の光結合回路によれば、ＰＤ素
子２と光ファイバ４の光路中に、該光ファイバ４と同程
度の屈折率を有する樹脂８を充填したので、光ファイバ
４からの出射光Ｌ2の出射角度を小さくし、出射光Ｌ2の
広がりを小さくすることができる。したがって、光ファ
イバ４からの出射光Ｌ2を高効率でＰＤ素子２に入射さ
せることができる。
子２と光ファイバ４の光路中に、該光ファイバ４と同程
度の屈折率を有する樹脂８を充填したので、光ファイバ
４からの出射光Ｌ2の出射角度を小さくし、出射光Ｌ2の
広がりを小さくすることができる。したがって、光ファ
イバ４からの出射光Ｌ2を高効率でＰＤ素子２に入射さ
せることができる。
【００２２】また、従来の様なレンズを用いないため、
構成を簡易化させることができ、低価格化を図ることが
できる。
構成を簡易化させることができ、低価格化を図ることが
できる。
【００２３】なお、本実施形態の光結合回路では、光伝
送路として光ファイバを用いたが、これに限定されず、
例えば、石英系光導波路、ポリイミド光導波路、プラス
チック光導波路等いずれでも良い。また、光ファイバと
して多モード光ファイバを用いたが、これに限定され
ず、例えば、単一モード光ファイバでも良い。
送路として光ファイバを用いたが、これに限定されず、
例えば、石英系光導波路、ポリイミド光導波路、プラス
チック光導波路等いずれでも良い。また、光ファイバと
して多モード光ファイバを用いたが、これに限定され
ず、例えば、単一モード光ファイバでも良い。
【００２４】また、受光素子として表面入射型のＰＤ素
子を用いたが、これに限定されず、例えば、裏面入射型
のＰＤ素子、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ素
子）のいずれでも良い。
子を用いたが、これに限定されず、例えば、裏面入射型
のＰＤ素子、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ素
子）のいずれでも良い。
【００２５】また、受光素子をバンプを介してＳｉ基板
上に接合したが、平坦な半田層を介して接合しても良
い。また、ミラー面をＳｉ基板に形成したが、光ファイ
バの端面に形成しても良い。
上に接合したが、平坦な半田層を介して接合しても良
い。また、ミラー面をＳｉ基板に形成したが、光ファイ
バの端面に形成しても良い。
【００２６】
【発明の効果】本発明の請求項１ないし７のいずれか１
項記載の光結合回路によれば、前記光伝送路と前記受光
素子との間に、前記光伝送路のコアと同程度またはそれ
以下の屈折率を有する材料を充填したので、前記光伝送
路からの出射光の出射角度を小さくし、該出射光の広が
りを小さくすることができる。したがって、前記光伝送
路からの出射光を高効率で前記受光素子に入射させるこ
とができる。
項記載の光結合回路によれば、前記光伝送路と前記受光
素子との間に、前記光伝送路のコアと同程度またはそれ
以下の屈折率を有する材料を充填したので、前記光伝送
路からの出射光の出射角度を小さくし、該出射光の広が
りを小さくすることができる。したがって、前記光伝送
路からの出射光を高効率で前記受光素子に入射させるこ
とができる。
【００２７】また、従来の様なレンズを用いないため、
構成が簡易となり、製造工程における歩止まりが向上
し、製品の信頼性を向上させることができる。また、生
産設備の簡易化を図ることができ、製造コストを低減す
ることができる。したがって、光結合回路の低価格化を
図ることができる。
構成が簡易となり、製造工程における歩止まりが向上
し、製品の信頼性を向上させることができる。また、生
産設備の簡易化を図ることができ、製造コストを低減す
ることができる。したがって、光結合回路の低価格化を
図ることができる。
【図１】本発明の一実施形態の光結合回路を示す断面図
である。
である。
【図２】出射光の光ビーム直径の光軸距離依存性を示す
図である。
図である。
１ Ｓｉ基板 ２ フォトダイオード ３ バンプ ４ 光ファイバ ５ Ｖ溝 ６ ミラー面 ７ 受光面 ８ 樹脂（材料） Ｌ1 光ファイバ中を伝搬する光 Ｌ2 出射光
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に、光を伝搬する光伝送路と、該
光伝送路からの出射光を受光する受光素子とを備えてな
る光結合回路において、 前記光伝送路と前記受光素子との間に、前記光伝送路の
コアと同程度またはそれ以下の屈折率を有する材料を充
填してなることを特徴とする光結合回路。 - 【請求項２】 前記光伝送路と前記受光素子との間に、
前記光伝送路からの出射光を反射させ、前記受光素子に
受光させるミラーを設けてなることを特徴とする請求項
１記載の光結合回路。 - 【請求項３】 前記ミラーは、前記基板または前記光伝
送路の端面のいずれかに形成したミラー面であることを
特徴とする請求項２記載の光結合回路。 - 【請求項４】 前記光伝送路は、光ファイバであること
を特徴とする請求項１記載の光結合回路。 - 【請求項５】 前記光伝送路は、光導波路であることを
特徴とする請求項１記載の光結合回路。 - 【請求項６】 前記受光素子は、フォトダイオードまた
はアバランシェフォトダイオードのいずれかであること
を特徴とする請求項１記載の光結合回路。 - 【請求項７】 前記材料は、シリコーン樹脂であること
を特徴とする請求項１記載の光結合回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126687A JPH10319278A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 光結合回路 |
| US09/078,244 US6161965A (en) | 1997-05-16 | 1998-05-13 | Optical coupling circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126687A JPH10319278A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 光結合回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10319278A true JPH10319278A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14941375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9126687A Pending JPH10319278A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 光結合回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6161965A (ja) |
| JP (1) | JPH10319278A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005539274A (ja) * | 2002-09-24 | 2005-12-22 | インテル・コーポレーション | 電気光学組立品 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2803047B1 (fr) * | 1999-12-23 | 2002-07-19 | Opticom Innovation | Composant hybride d'optocouplage |
| FR2836235B1 (fr) * | 2002-02-21 | 2004-07-02 | Framatome Connectors Int | Ferule de connexion de fibres optiques |
| DE102013011581B4 (de) * | 2013-07-04 | 2015-05-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung aus einem Substrat mit mindestens einem optischen Wellenleiter und einer optischen Koppelstelle und aus einem optoelektronischen Bauelement und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3244867A1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Sende- und/oder empfangsvorrichtung fuer einrichtungen der elektrooptischen nachrichtenuebertragung |
| US4946238A (en) * | 1984-01-27 | 1990-08-07 | University Of Pittsburgh | Fiber optic coupler |
| JPS6173108A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-15 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 光素子 |
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-
1997
- 1997-05-16 JP JP9126687A patent/JPH10319278A/ja active Pending
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1998
- 1998-05-13 US US09/078,244 patent/US6161965A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005539274A (ja) * | 2002-09-24 | 2005-12-22 | インテル・コーポレーション | 電気光学組立品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6161965A (en) | 2000-12-19 |
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