JPH11258455A - Optical waveguide component and optical waveguide module using the component - Google Patents
Optical waveguide component and optical waveguide module using the componentInfo
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- JPH11258455A JPH11258455A JP5947198A JP5947198A JPH11258455A JP H11258455 A JPH11258455 A JP H11258455A JP 5947198 A JP5947198 A JP 5947198A JP 5947198 A JP5947198 A JP 5947198A JP H11258455 A JPH11258455 A JP H11258455A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光通信あるいは光情
報処理などの分野で用いられる平面光導波路モジュール
の構成と製作に関するものである。具体的には、平面光
導波路への光ファイバ接続を高精度に保ったまま、光コ
ネクタ部分を介して、簡易にかつ着脱可能にする光コネ
クタ付光導波路モジュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the construction and manufacture of a planar optical waveguide module used in fields such as optical communication and optical information processing. More specifically, the present invention relates to an optical waveguide module with an optical connector that can be easily and detachably attached via an optical connector portion while maintaining the optical fiber connection to the planar optical waveguide with high accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】平面光導波路(Planar Lightwave Cuirc
uits;PLC回路)は、光ファイバを用いた情報通信の
時代において、小面積で、光の合分波、分岐が可能であ
るため、その応用が期待されている。近年、平面光導波
回路(PLC)を組み込んだ光通信システムが開発さ
れ、実際に用いられる様になってきた。光線路試験シス
テムにおいて、試験光と通信光を分波し、信号光を遮断
することなしに光線路の試験を自動的に行うAUROL
Aシステム等がその一例である。(N.Tomita et al."Ad
vanced optical fiberline testing system" NOC'pp.9
6,30-37,1966 を参照)。また平面光導波回路は、波長
多重光送受信モジュールなどにAWG(アレイ導波路回
折格子)が波長多重のマルチ・デマルチプレクサとして
積極的に利用されるようになってきた。2. Description of the Related Art Planar Lightwave Cuirc
In the era of information communication using optical fibers, uits (PLC circuits) can be used for multiplexing / demultiplexing and branching of light in a small area, and thus their applications are expected. In recent years, an optical communication system incorporating a planar optical waveguide circuit (PLC) has been developed and actually used. In an optical line test system, AUROL automatically demultiplexes test light and communication light, and automatically tests the optical line without interrupting signal light.
The A system is one example. (N.Tomita et al. "Ad
vanced optical fiberline testing system "NOC'pp.9
6, 30-37, 1966). Further, in the planar optical waveguide circuit, an AWG (array waveguide diffraction grating) has been actively used as a wavelength division multiplexing multi-demultiplexer in a wavelength multiplexing optical transmission / reception module or the like.
【0003】このような利用形態に於いて最も問題とな
るのが光ファイバとPLC回路の接続である。PLC回
路は石英やシリコンの平面基板上に光導波路を集積形成
しているため、基本的に光入出力端は平面基板の端面で
あり、光ファイバの円筒形端面と本質的に整合しない。
これらを避けて、光ファイバとの接続をスムースかつ容
易にするために様々な構成が検討・報告されてきた。現
在、実用的に用いられているのは、接続すべき光ファイ
バ群をPLC端面の平面と整合するように1次元或いは
2次元に配列させた光ファイバブロックとし、UV接着
剤等で、それをPLC端面に固定する方法である。これ
は、接続される光ファイバの本数が多くなるに従ってフ
ァイバブロックの光ファイバ配列精度がより厳しく要求
されるが、現行の技術範囲で32芯までは良好に接続可
能である結果が報告されている。The most problematic in such a use form is the connection between an optical fiber and a PLC circuit. Since the PLC circuit has an optical waveguide integrated on a flat substrate made of quartz or silicon, the light input / output end is basically the end surface of the flat substrate and does not essentially match the cylindrical end surface of the optical fiber.
Various configurations have been studied and reported to avoid these problems and to make the connection with the optical fiber smooth and easy. Currently, practically used are optical fiber blocks in which optical fiber groups to be connected are arranged one-dimensionally or two-dimensionally so as to be aligned with the plane of the end face of the PLC, and are bonded with a UV adhesive or the like. This is a method of fixing to the PLC end face. This means that as the number of connected optical fibers increases, the optical fiber arrangement accuracy of the fiber block is required to be stricter, but it has been reported that up to 32 fibers can be connected well in the current technical range. .
【0004】もう一つの方法は、PLC基板側に光ファ
イバとの接続用に光コネクタを設ける形態である。これ
は、光ファイバとPLC回路との接続が着脱可能である
点において、光回路モジュールの実装に非常に有利な方
式である。しかし、これまでの例では、光コネクタの形
状・大きさと位置精度が技術的制約となり、あまり効率
の良い構成は実現が不可能であった。[0004] Another method is to provide an optical connector on the PLC substrate side for connection to an optical fiber. This is a very advantageous method for mounting the optical circuit module in that the connection between the optical fiber and the PLC circuit is detachable. However, in the examples so far, the shape and size of the optical connector and the positional accuracy are technical constraints, and it has not been possible to realize a highly efficient configuration.
【0005】図6,図7に、これまでのPLC基板と光
ファイバの接続例を示す。図6はPLC回路とファイバ
ブロックの永久接続の一例であり、図6中、符号01は
補強板、02は導波路端面、03は導波路基板、04は
ファイバブロック補強板、05は光ファイバブロックの
光ファイバ配列部、06はファイバブロック基板、07
は多心光ファイバテープを各々図示する。導波路端面0
2とファイバブロック06とはXYZの方向に微動して
光の結合が最大になった時点で固定接続される。これを
調芯型接続或いはアクティブアライメントと呼ぶ。この
ような接続形態は、低接続損失で接続信頼性には優れて
いるがファイバブロック06の精密作製、調芯作業等に
コストと作業時間がかかることが難点である。また、モ
ジュールとして作製後ボード実装するなどの後行程作業
が行われる際には、実装された光ファイバの余長の扱い
が困難である。FIGS. 6 and 7 show examples of connection between a PLC substrate and an optical fiber. FIG. 6 shows an example of a permanent connection between a PLC circuit and a fiber block. In FIG. 6, reference numeral 01 denotes a reinforcing plate, 02 denotes a waveguide end face, 03 denotes a waveguide substrate, 04 denotes a fiber block reinforcing plate, and 05 denotes an optical fiber block. The optical fiber array part of 06, the fiber block board, 07
Shows a multi-core optical fiber tape. Waveguide end face 0
2 and the fiber block 06 are fixedly connected when the light coupling is maximized by fine movement in the XYZ directions. This is called alignment connection or active alignment. Such a connection form has a low connection loss and excellent connection reliability, but is disadvantageous in that cost and work time are required for precision fabrication of the fiber block 06, alignment work, and the like. In addition, when a post-process operation such as mounting a board after manufacturing a module is performed, it is difficult to handle the extra length of the mounted optical fiber.
【0006】図7は図6等に示されるPLC回路の光フ
ァイバの永久接続の欠点を改良するために提案されたP
LC回路モジュールの光コネクタ付の構成の一例である
(特開平1−232307号公報参照)。図7中、符号
011はピン固定用接着剤孔、012はコネクタ構成
体、013は光導波回路、014は接続ピン、015は
ピン受け孔、016は光ファイバ接続ブロック、017
は光ファイバテープを各々図示する。図7に示すような
例では、PLC回路モジュールに取り付けられた接続ピ
ン014で導波路回路013の端面と光ファイバ接続ブ
ロック016端面との位置合わせが行われる。接続ピン
付PLC回路モジュールが作製された後は、接続光ファ
イバ接続ブロック016を外して、後工程が行えるので
モジュールの取り扱い性は非常に優れている。但し、図
7に示すような接続では、接続ピン014のみでファイ
バコア部と導波路コア部を位置合わせするためサブμm
レベルの突き合わせ精度が要求され、PLC回路モジュ
ールの作製時のピンの穴内での位置合わせ及び固定が非
常に困難で歩留りが低下するという、難点がある。FIG. 7 shows a P-type circuit proposed to improve the disadvantage of the permanent connection of the optical fibers of the PLC circuit shown in FIG.
This is an example of a configuration of an LC circuit module with an optical connector (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-223307). 7, reference numeral 011 denotes a pin fixing adhesive hole, 012 denotes a connector structure, 012 denotes an optical waveguide circuit, 014 denotes a connection pin, 015 denotes a pin receiving hole, 016 denotes an optical fiber connection block, and 017.
Shows optical fiber tapes respectively. In the example shown in FIG. 7, the position of the end face of the waveguide circuit 013 and the end face of the optical fiber connection block 016 are adjusted by the connection pin 014 attached to the PLC circuit module. After the PLC circuit module with connection pins is manufactured, the connection optical fiber connection block 016 is removed and the post-process can be performed, so that the handling of the module is very excellent. However, in the connection as shown in FIG. 7, since the fiber core portion and the waveguide core portion are aligned only with the connection pin 014, the sub-μm
There is a drawback that level matching accuracy is required, and it is very difficult to align and fix the pins in the holes at the time of manufacturing the PLC circuit module, thereby lowering the yield.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】平面光導波路(PL
C)光送受信モジュールにおいて、問題となる要因は大
きく2点に分類される。一つは、平面導波路と外部入出
力を行う光ファイバとの接続である。一般に光導波路の
機能の多くは導波路内の光モードに依存しているため、
導波モードはシングルモード(SM)が基本となり、外
付けする光SMファイバもコア径が約10ミクロンの微
小点接続となる。従って導波路の光入出力端面と接続フ
ァイバとの位置合わせ精度が大きく接続損失に影響し、
望ましくは1ミクロン以下の精度が望まれる。この精度
を確保するために、高精度の位置合わせ装置を利用して
個別に調芯或いはアクティブアライメントでモジュール
接続しているのが現状である。SUMMARY OF THE INVENTION A planar optical waveguide (PL)
C) In the optical transmitting and receiving module, the problematic factors are roughly classified into two points. One is a connection between a planar waveguide and an optical fiber for external input / output. In general, many of the functions of an optical waveguide depend on the optical mode in the waveguide,
The waveguide mode is basically a single mode (SM), and the optical SM fiber to be externally connected is also a minute point connection having a core diameter of about 10 microns. Therefore, the alignment accuracy between the optical input / output end face of the waveguide and the connection fiber greatly affects the connection loss,
Desirably, an accuracy of 1 micron or less is desired. In order to ensure this accuracy, at present, modules are individually connected by centering or active alignment using a high-precision alignment device.
【0008】もう一点の問題は、接続された光ファイバ
の余長処理である。光導波路モジュールが単独で独立し
た機能を有する場合、例えば光合分波回路のカプラ、ス
プリッタ等の場合作製された光モジュールが1つの機能
部品としてパッケージされるため、作製される途中工程
での光ファイバテープ類の扱いはそれほど問題となって
来ない。ところが、電気的な光素子、発光レーザダイオ
ード、受光フォトダイオード等がPLC基板に搭載され
たハイブリッド型光導波路モジュールにおいては、作製
されたモジュールが、更に規模の大きなボードに実装さ
れる工程が通常である。また、一般の電気プリント基板
の様な他の半導体素子、LSI、IC抵抗、キャパシタ
等との混載が必要となり、モジュールの取り扱い性が重
要になってくる。つまり、光導波路ハイブリッドモジュ
ールでは、外部との光入出力を行う光ファイバが固定接
続でなく、最終出荷段階で、或いは接続されるユーザ利
用環境で簡便に接続できることが望まれていた。Another problem is extra length processing of the connected optical fiber. When the optical waveguide module has an independent function independently, for example, in the case of a coupler or splitter of an optical multiplexing / demultiplexing circuit, the manufactured optical module is packaged as one functional component. Handling tapes is not a problem. However, in a hybrid optical waveguide module in which an electric optical element, a light-emitting laser diode, a light-receiving photodiode, and the like are mounted on a PLC substrate, a process of mounting the manufactured module on a larger-scale board is usually performed. is there. In addition, it is necessary to mix and mount other semiconductor elements such as general electric printed circuit boards, LSIs, IC resistors, capacitors and the like, and the handling of the module becomes important. That is, in the optical waveguide hybrid module, it is desired that the optical fiber for performing the optical input / output with the outside is not a fixed connection but can be easily connected at the final shipping stage or in a user use environment to be connected.
【0009】従来も、この点に付いては、数多くの検討
が行われて来たが、前述の接続位置精度を保って、かつ
光ファイバとの接続がコネクタ的に取り外し可能なもの
は、ほとんど皆無であった。Conventionally, a number of studies have been made on this point. However, most of the connectors which maintain the above-mentioned connection position accuracy and which can be connected to an optical fiber by a connector can be removed. There was none.
【0010】図8に従来型のピンガイド付き光導波路コ
ネクタの端面部を示す。図8中、符号021はピン押さ
えキャップ、022はピンガイドV溝、023はガイド
ピン、024は光導波路、025はピン間距離、026
はV溝深さ、027は光導波路基板を各々図示する。図
8に示されるピンガイドV溝022は通常、光導波路基
板027がシリコンであれば、フォトリソグラフィー工
程でピンガイドV溝022の幅をフォトレジスト除去
し、Si結晶の異方性エッチングで作られる。この場合
V溝の先端角αは71.4度となり、ガイドピン023
の直径を750μmとするとV溝深さ026は約52
7.6μmとなり、Si基板のエッチング工程としては
かなり深くなり、精度的にサブμmを保つことは困難と
なる。FIG. 8 shows an end face of a conventional optical waveguide connector with a pin guide. In FIG. 8, reference numeral 021 denotes a pin holding cap, 022 denotes a pin guide V groove, 023 denotes a guide pin, 024 denotes an optical waveguide, 025 denotes a distance between pins, and 026.
Denotes a V-groove depth, and 027 denotes an optical waveguide substrate. If the optical waveguide substrate 027 is made of silicon, the pin guide V-groove 022 shown in FIG. 8 is usually formed by anisotropic etching of a Si crystal by removing the photoresist from the width of the pin guide V-groove 022 in a photolithography process. . In this case, the tip angle α of the V groove is 71.4 degrees, and the guide pin 023
Is 750 μm, the V groove depth 026 is about 52
It becomes 7.6 μm, which is considerably deeper in the etching process of the Si substrate, and it is difficult to accurately maintain the sub-μm.
【0011】図9にSi基板の異方性エッチング後の溝
側面、及び直線部の拡大イメージ図を示す。図9に示す
ように、導波路基板(Si基板)031の面内方向のV
溝032の直線性も前述した30〜40mmの加工では
エッチング深さが大きいので、そのV溝エッチング面0
33は階段状となり深さ面同様にμm以下の精度・直線
性を保つことが困難であった。FIG. 9 is an enlarged image view of a groove side surface and a linear portion of the Si substrate after anisotropic etching. As shown in FIG. 9, V in the in-plane direction of the waveguide substrate (Si substrate) 031
The linearity of the groove 032 is also large in the above-described processing of 30 to 40 mm, so that the V groove etching surface 0
No. 33 had a step-like shape, and it was difficult to maintain the accuracy and linearity of μm or less similarly to the depth plane.
【0012】また、ピンガイド用V溝をダイシングソー
等の機械加工で行う例も検討されている。この場合、通
常のV溝は60度の刃先角で研削され、ガイドピン直径
を750μmとすると、やはり溝深さは649.5μm
となり導波路基板の機械的強度にも影響を及ぼす。また
基板の厚みムラや反りによって溝の深さ方向の精度を保
つことが非常に困難であった。Further, an example in which the V-groove for pin guide is formed by machining with a dicing saw or the like has been studied. In this case, the normal V-groove is ground at a bevel angle of 60 degrees, and when the guide pin diameter is 750 μm, the groove depth is also 649.5 μm.
This also affects the mechanical strength of the waveguide substrate. Also, it has been very difficult to maintain the accuracy in the depth direction of the groove due to uneven thickness and warpage of the substrate.
【0013】図10に前記の厚みムラ及び基板の反りの
影響のモデル図を示す。図10中、符号041は加工平
面光導波路基板、042は加工基準線、043はダイシ
ングソー回転刃、044はダイシング移動ライン、04
5は平面光導波路形成による基板反り量を各々図示す
る。実際には基板041はウェハホルダに真空吸着され
平面補正が行われるが、Siウェハ研磨時の平行面のず
れ等で長い距離の溝加工は極めて困難なことがわかる。FIG. 10 is a model diagram showing the influence of the thickness unevenness and the warpage of the substrate. In FIG. 10, reference numeral 041 denotes a processing plane optical waveguide substrate, reference numeral 042 denotes a processing reference line, reference numeral 043 denotes a dicing saw rotary blade, reference numeral 044 denotes a dicing movement line, and reference numeral 04 denotes a dicing movement line.
Reference numeral 5 indicates the amount of substrate warpage due to the formation of the planar optical waveguide. Actually, the substrate 041 is vacuum-adsorbed to the wafer holder to perform the plane correction, but it can be seen that it is extremely difficult to form a groove over a long distance due to a deviation of the parallel plane during polishing of the Si wafer.
【0014】本発明は、前記問題に鑑み、平面基板上に
形成された光導波路上に入出力光が着脱可能なコネクタ
を介して結合するよう配置された平面光導波路で構成さ
れる光コネクタ付光導波路モジュールにおいて光ファイ
バとの接続を精度よくかつ簡便に行える様にした光導波
路モジュールであり、その目的は高精度かつ安価な光導
波路部品を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides an optical connector with an optical connector comprising an optical waveguide disposed on an optical waveguide formed on a flat substrate so that input and output lights are coupled via a detachable connector. An optical waveguide module in which connection with an optical fiber can be performed accurately and easily in an optical waveguide module. An object of the present invention is to provide a highly accurate and inexpensive optical waveguide component.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に記載の本発明は、平面基板上に形成され
た光導波路とファイバ挿通孔が空けられたファイバ接続
用部材を前記光導波路の端部に備えた光導波路部品であ
って、光導波路の所定位置に設けられた嵌合凹部と該嵌
合凹部に嵌合するファイバ接続部材の所定位置に設けら
れた嵌合突起部との嵌合によって光導波路とファイバ挿
通孔を通る光ファイバとの光軸が調整されていることを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide formed on a planar substrate and a fiber connecting member having a fiber insertion hole formed therein. An optical waveguide component provided at an end of the waveguide, wherein a fitting recess provided at a predetermined position of the optical waveguide, and a fitting projection provided at a predetermined position of a fiber connection member fitted into the fitting recess. The optical axes of the optical waveguide and the optical fiber passing through the fiber insertion hole are adjusted by fitting.
【0016】請求項2に記載の本発明は、請求項1にお
いて、前記光導波路の嵌合凹部は、光導波路端面に臨
み、光導波路の除去して現れる前記基板面と光導波路側
面を有していることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the fitting concave portion of the optical waveguide has the substrate surface and the side surface of the optical waveguide which face the end surface of the optical waveguide and appear after the optical waveguide is removed. It is characterized by having.
【0017】請求項3に記載の本発明は、請求項1又は
請求項2において、前記ファイバ接続部材の嵌合突起部
は前記ファイバ接続部材に一体的に形成されていること
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the fitting protrusion of the fiber connection member is formed integrally with the fiber connection member.
【0018】請求項4に記載の本発明は、請求項1乃至
3において、前記ファイバ接続部材が樹脂成形品である
ことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the fiber connecting member is a resin molded product.
【0019】請求項5に記載の本発明は、請求項1乃至
4の光導波路にファイバが接続された光導波路モジュー
ルであって、前記ファイバ挿通孔にファイバが挿入され
るとともにファイバが座屈して生じる応力によってファ
イバと導波路間の物理的接触が保たれたことを特徴とす
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide module in which a fiber is connected to the optical waveguide according to any one of the first to fourth aspects, wherein the fiber is inserted into the fiber insertion hole and the fiber buckles. The physical stress between the fiber and the waveguide is maintained by the generated stress.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0021】図1乃至図3に本発明による光コネクタ付
き光導波路モジュールの構成部品であるチップ部分を示
す。ここでは、チップとして受発光素子を搭載するため
のチップ形状例を示している。図1,2中、符号10は
チップ本体、11は平面導波路基板、12は嵌合凹部、
13は波長フィルタ挿入溝、14は波長フィルタ、15
は導波路、16はダイボンド用テラス、17は受発光素
子用テラス、18は受発光素子、19は嵌合テラス面、
dは嵌合凹部有効幅、Dはチップ幅、Lはチップ長を各
々図示する。図1に示すように、嵌合凹部12の嵌合テ
ラス面19は、基板ウェハのフォトリソグラフィ工程で
サブミクロン精度の精密なマスク位置合わせに基づいて
受発光素子用テラス17やダイボンド用テラス16の作
製と同時に加工される。なお、本実施の形態では、嵌合
凹部12をV字形としたが本発明はこれに限定されるも
のではない。FIGS. 1 to 3 show a chip portion which is a component of an optical waveguide module with an optical connector according to the present invention. Here, an example of a chip shape for mounting a light receiving / emitting element as a chip is shown. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a chip body, 11 denotes a planar waveguide substrate, 12 denotes a fitting recess,
13 is a wavelength filter insertion groove, 14 is a wavelength filter, 15
Is a waveguide, 16 is a die bonding terrace, 17 is a light receiving and emitting element terrace, 18 is a light receiving and emitting element, 19 is a mating terrace surface,
d indicates the effective width of the fitting recess, D indicates the chip width, and L indicates the chip length. As shown in FIG. 1, the fitting terrace surface 19 of the fitting concave portion 12 forms the terrace 17 for the light emitting / receiving element and the terrace 16 for the die bonding based on the precise mask alignment of submicron accuracy in the photolithography process of the substrate wafer. Processed simultaneously with fabrication. In the present embodiment, the fitting recess 12 has a V-shape, but the present invention is not limited to this.
【0022】次に、PLCチップの作製法について簡単
に説明する。まず平坦なSi基板11をパターン化し
て、LD/PD等の受発光素子18の搭載部以外の部分
を約30μmの深さエッチングする。この上に下部クラ
ッド層となるガラス層を火炎堆積法で形成する。この
後、LD/PD搭載部のSiが表面に露出するまで平坦
化研磨を行う。この面がLD/PDを実装する場合の導
波路に対する高さ基準面になる。続いて高さ調整層とな
る第2下部クラッド層、そしてコア層を約7μm堆積す
る。コア層を導波路パターンにエッチング加工した後、
上部クラッド層を堆積する。引き続き、LD/PD搭載
部のSiが再度露出するまでLD/PD搭載部のみエッ
チングする。最後にLD/PDの電極配線および搭載用
半田を堆積する。Next, a brief description will be made on a method of manufacturing a PLC chip. First, the flat Si substrate 11 is patterned, and portions other than the mounting portion of the light receiving / emitting element 18 such as LD / PD are etched to a depth of about 30 μm. A glass layer serving as a lower cladding layer is formed thereon by a flame deposition method. Thereafter, flattening polishing is performed until Si of the LD / PD mounting portion is exposed on the surface. This surface becomes a height reference surface for the waveguide when the LD / PD is mounted. Subsequently, a second lower clad layer serving as a height adjusting layer and a core layer are deposited to a thickness of about 7 μm. After etching the core layer into a waveguide pattern,
Deposit the upper cladding layer. Subsequently, only the LD / PD mounting portion is etched until Si of the LD / PD mounting portion is exposed again. Finally, the electrode wiring of LD / PD and the solder for mounting are deposited.
【0023】LD/PD等の受発光素子18の実装は、
その搭載部に半田リフローにより接着固定する。その手
法に関しては以下の文献を参照。[T.Hashimoto et a
l.,"Hybrid integration of spot-size converted lase
r diode on planar lightwavecircuitplatform by pass
ive alignment technique," IEEE Photon.Technol.Let
t.,8, No.11,pp.1504-1506,1996., 井上他;NTT R
&DジャーナルVol.46,No.5,P.473-486(1997) ]。The mounting of the light emitting / receiving element 18 such as an LD / PD
It is bonded and fixed to the mounting portion by solder reflow. See the following document for the method. [T.Hashimoto et a
l., "Hybrid integration of spot-size converted lase
r diode on planar lightwavecircuitplatform by pass
ive alignment technique, "IEEE Photon.Technol.Let
t., 8, No. 11, pp. 1504-1506, 1996., Inoue et al .; NTT R
& D Journal Vol. 46, No. 5, pp. 473-486 (1997)].
【0024】次に、位置精度として特に重要な嵌合凹部
有効幅dとチップ幅Dとの関係を説明する。図1及び図
2で示したチップは通常基板ウェハ上に多数加工作製さ
れ、最終工程で基板切断によって、図の様なチップ(薄
型直方体)に成型される。本実施の形態では、チップ本
体10の寸法は、チップ長さL:30〜40mm、チッ
プ幅D:10mm程度が普通である。一方、嵌合凹部有
効幅dは導波路端面の導波路端を挟さむように導波路端
に近い位置で加工される。通常接続ファイバのピッチは
250〜500μmであるので、嵌合凹部12は1mm
内外で導波路間隔にかなり近い位置で形成できる。寸法
精度については単純にチップの幅に比例する。例えば、
マスク合わせ精度が±0.2μm/cmあれば、基板平
面上でのXY平面位置精度は嵌合凹部12が10mm離
れていれば誤差±0.2μm、従ってマーカが1mm間
隔であればその1/10に低減できる。また、Z方向は
嵌合凹部12の嵌合テラス面19で規定される。導波路
チップの厚みのバラツキはチップのウェハ作製工程で決
定されるが、図に示したような光送受素子を搭載するハ
イブリッド構成では、素子搭載をチップの基準としてテ
ラスを形成するため導波路のコア部との位置精度(高
さ;Z軸)はサブμmの精度となり、本発明のテラスも
同一プロセスで作製されるため同一精度となる。Next, the relationship between the effective width d of the fitting recess and the chip width D, which is particularly important as positional accuracy, will be described. A large number of chips shown in FIGS. 1 and 2 are usually processed and manufactured on a substrate wafer, and are formed into chips (thin rectangular parallelepipeds) by cutting the substrate in the final step. In the present embodiment, the dimensions of the chip body 10 are generally about 30 to 40 mm in chip length L and about 10 mm in chip width D. On the other hand, the fitting recess effective width d is processed at a position near the waveguide end so as to sandwich the waveguide end on the waveguide end surface. Since the pitch of the connection fibers is usually 250 to 500 μm, the fitting recess 12 is 1 mm.
It can be formed inside and outside at a position very close to the waveguide interval. The dimensional accuracy is simply proportional to the width of the chip. For example,
If the mask alignment accuracy is ± 0.2 μm / cm, the XY plane position accuracy on the substrate plane is ± 0.2 μm if the fitting recess 12 is 10 mm away, and therefore 1 / (1/3) if the marker is 1 mm apart. It can be reduced to 10. The Z direction is defined by the fitting terrace surface 19 of the fitting recess 12. Variations in the thickness of the waveguide chip are determined in the chip wafer fabrication process. The positional accuracy (height; Z-axis) with respect to the core portion is an accuracy of sub-μm, and the terrace of the present invention has the same accuracy because it is manufactured by the same process.
【0025】図3には本発明の光導波路モジュールのコ
ネクタ部分の例を示す。図3に示すコネクタモジュール
21は、前記嵌合凹部12に嵌合する嵌合突起22を内
部に形成しており、嵌合凹部12と嵌合突起22とが嵌
合することでチップに位置合わせされる。前述のように
嵌合凹部間距離、導波路接続面との距離が小さいためチ
ップ本体10の位置精度が保たれたままコネクタモジュ
ール21が該チップ本体10の端面に装着され光導波路
モジュールが構成される。FIG. 3 shows an example of a connector portion of the optical waveguide module of the present invention. The connector module 21 shown in FIG. 3 has a fitting projection 22 that fits into the fitting recess 12 formed therein, and the fitting recess 12 and the fitting projection 22 fit into each other to position the chip. Is done. As described above, since the distance between the fitting concave portion and the distance from the waveguide connection surface is small, the connector module 21 is mounted on the end face of the chip main body 10 while the positional accuracy of the chip main body 10 is maintained, thereby forming an optical waveguide module. You.
【0026】図4には、本発明による光コネクタ付き光
導波路モジュールの断面図を示した。チップ本体10の
嵌合凹部12を設けた端面側に、内部に前記嵌合凹部1
2に対応する嵌合突起22を有するコネクタモジュール
(雌部)21を接続し、さらに、コネクタモジュール2
1の一方の端部に内部に光ファイバ31を備えたコネク
タプラグ部(雄部)32を接続してなる状態を示してい
る。本発明では、前記ファイバ挿通孔23にファイバ3
1が挿入されるとともに座屈部33において生じる応力
によってファイバと導波路間の物理的接触(Physical-c
ontact)を用いている。このタイプの接続の利点は従来
のピン接続型モジュールと比較してチップ本体10の導
波路端面が第1コネクタモジュール21で覆われている
ことである。このために唯一、光ファイバ31を挿入さ
せるモジュール孔23のみが位置精度を規定され、他の
外形部は成型加工等で寸法精度が落ちても問題を生じな
い。FIG. 4 is a sectional view of an optical waveguide module with an optical connector according to the present invention. On the end surface side of the chip body 10 where the fitting recess 12 is provided, the fitting recess 1 is internally provided.
2 and a connector module (female portion) 21 having a fitting protrusion 22 corresponding to the connector module 2.
1 shows a state in which a connector plug section (male section) 32 having an optical fiber 31 inside is connected to one end of the connector 1. In the present invention, the fiber 3 is inserted into the fiber insertion hole 23.
1 is inserted and the physical contact between the fiber and the waveguide (Physical-c
ontact). The advantage of this type of connection is that the end face of the waveguide of the chip body 10 is covered with the first connector module 21 as compared with the conventional pin connection type module. For this reason, only the module hole 23 into which the optical fiber 31 is inserted has a defined positional accuracy, and there is no problem even if the dimensional accuracy of other outer portions is reduced by molding or the like.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。The present invention will now be described in detail with reference to Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.
【0028】(実施例1)図1の構成の光コネクタ付き
光導波路モジュールチップを以下の方法で作成した。チ
ップ幅D:5mm、チップ長L:15mmで2芯の導波
路15端面の間隔は500μmとした。500μm間隔
の導波路端面を挟んで1.5mm間隔でくさび状の嵌合
凹部12を500μmの正三角形状凹部をチップテラス
面に形成して嵌合テラス面19とした。チップのオーバ
ークラッドからテラス面までの深さは50μmであっ
た。Example 1 An optical waveguide module chip with an optical connector having the configuration shown in FIG. 1 was prepared by the following method. The chip width D: 5 mm, the chip length L: 15 mm, and the interval between the end faces of the two-core waveguide 15 was 500 μm. Wedge-shaped fitting recesses 12 were formed at 1.5 mm intervals on the end faces of the waveguide at 500 μm intervals, and equilateral triangular recesses of 500 μm were formed on the chip terrace surfaces to form fitting terrace surfaces 19. The depth from the overcladding of the chip to the terrace surface was 50 μm.
【0029】コネクタモジュール21のコネクタ部分は
熱硬化性樹脂に石英フィラーを混合したペレットを用
い、トランスファー成型で金型成型した。チップ本体1
0を挿入する部分の外形は幅寸法+20μm、厚み寸法
は挿入部プラス50μm先端部プラス0、マイナス2μ
mの公差として図5に示すようにチップ挿入方向に対し
てややテーパを持たせた。此の結果、チップ本体10の
ばらつきに対してチップ先端部とコネクタモジュールは
挿入圧力2kgf程度でコネクタモジュール21の樹脂
の変形を含めて嵌合凹部12に嵌合突起22が完全に密
着嵌合した。ファイバ挿入孔23の径は127μmプラ
ス1、マイナス0μmとした。此の孔径の寸法公差は、
同様の樹脂成型を行うMT型光コネクタと同等の条件を
用いた。この状態で、光コネクタ部の後部にUV硬化樹
脂を塗布し、嵌合凹部12に嵌合突起19が密着した状
態のまま、紫外線を5分間照射しチップ本体10とコネ
クタモジュール21とを固定した。次に、カーボンコー
トファイバが500μm間隔で2本配列され、その先端
部分が30mm突き出すように保持された物理接触型光
コネクタプラグ部(雄部)32を治具で平行に押しつ
け、モジュール孔23内に光ファイバ32を挿入し、光
導波路モジュールを作製した。導波路の内部回路での損
失はあらかじめ測定して置き、減算する形で測定損失を
求めた。光損失を測定したところ接続損失は、平均で
0.27dB、90%以上の歩留まりで反射減衰量は4
0dB以上の特性を示した。The connector portion of the connector module 21 was formed by transfer molding using a pellet obtained by mixing a quartz filler with a thermosetting resin. Chip body 1
The outline of the part where 0 is inserted is the width + 20 μm, the thickness is the insertion part + 50 μm, the tip + 0, minus 2 μ
As shown in FIG. 5, a slight taper was provided in the chip insertion direction as a tolerance of m. As a result, with respect to the variation in the chip body 10, the fitting protrusion 22 was completely fitted into the fitting recess 12 including the deformation of the resin of the connector module 21 at an insertion pressure of about 2 kgf between the chip tip and the connector module. . The diameter of the fiber insertion hole 23 was 127 μm plus 1, minus 0 μm. The dimensional tolerance of this hole diameter is
The same conditions as those of the MT type optical connector for performing the same resin molding were used. In this state, a UV curing resin was applied to the rear part of the optical connector portion, and the chip main body 10 and the connector module 21 were fixed by irradiating ultraviolet rays for 5 minutes while the fitting protrusion 19 was in close contact with the fitting concave portion 12. . Next, two carbon-coated fibers are arranged at an interval of 500 μm, and the physical contact type optical connector plug portion (male portion) 32 whose tip portion is held so as to protrude by 30 mm is pressed in parallel by a jig, and An optical fiber 32 was inserted into the optical waveguide module to produce an optical waveguide module. The loss in the internal circuit of the waveguide was measured in advance, and the measured loss was obtained by subtraction. When the optical loss was measured, the connection loss was 0.27 dB on average, and the return loss was 4 with a yield of 90% or more.
It exhibited characteristics of 0 dB or more.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光コ
ネクタ付光導波路モジュールは、従来の光導波路モジュ
ールと比べて嵌合型セルフアライメント技術、フイジカ
ルコンタクト型光コネクタ技術を用いたために以下の利
点を有している。 (1)コネクタ部接続部にアクティブアライメント行わ
ないために作製時間、作製コストが大幅に低減できる。 (2)接続ファイバの着脱が自由である。 (3)モジュールのコネクタ接続部分は簡便な樹脂成型
で作製できるため、量産性、価格コスト的に優れてい
る。As described above, the optical waveguide module with the optical connector according to the present invention uses the fitting type self-alignment technology and the physical contact type optical connector technology as compared with the conventional optical waveguide module. Has advantages. (1) Since active alignment is not performed on the connector connection portion, the manufacturing time and the manufacturing cost can be significantly reduced. (2) The connection fiber can be freely attached and detached. (3) Since the connector connecting portion of the module can be manufactured by simple resin molding, it is excellent in mass productivity and cost.
【図1】本発明によるチップ本体の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a chip body according to the present invention.
【図2】本発明によるチップ本体の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a chip body according to the present invention.
【図3】本発明によるチップ本体とコネクタモジュール
との嵌合状態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a fitted state of a chip body and a connector module according to the present invention.
【図4】本発明による光コネクタ付き光導波路モジュー
ルの接続時の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical waveguide module with an optical connector according to the present invention at the time of connection.
【図5】本発明の実施例による光コネクタ付き光導波路
モジュールの接続時の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view when the optical waveguide module with the optical connector according to the embodiment of the present invention is connected.
【図6】従来の光導波路モジュールの接続例を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a connection example of a conventional optical waveguide module.
【図7】従来の光導波路モジュールの接続例を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a connection example of a conventional optical waveguide module.
【図8】従来のピン付き光導波路コネクタの導波路断面
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a waveguide section of a conventional optical waveguide connector with pins.
【図9】Si基板異方性(選択)エッチング面の拡大イ
メージ図を示す図である。FIG. 9 is an enlarged image view of an anisotropic (selective) etching surface of a Si substrate.
【図10】基板ダイシング工程での基板反りによる溝の
深さムラの発生イメージ図を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an image of occurrence of unevenness in groove depth due to substrate warpage in a substrate dicing step.
11 平面導波路基板 12 嵌合凹部 13 波長フィルタ挿入溝 14 波長フィルタ 15 導波路 16 ダイボンド用テラス 17 受発光素子用テラス 18 受発光素子 19 嵌合テラス面 21 コネクタモジュール(雌部) 22 嵌合用突起部 23 接続ファイバ挿入孔 31 光ファイバ 32 光コネクタプラグ部(雄部) 33 座屈部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Planar waveguide board 12 Fitting recess 13 Wavelength filter insertion groove 14 Wavelength filter 15 Waveguide 16 Die bond terrace 17 Light receiving / emitting element terrace 18 Light receiving / emitting element 19 Fitting terrace surface 21 Connector module (female part) 22 Fitting projection Part 23 Connection fiber insertion hole 31 Optical fiber 32 Optical connector plug part (male part) 33 Buckling part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅川 修一郎 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 泰文 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 橋本 俊和 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 加藤 邦治 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 天野 道之 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shuichiro Asakawa 3-19-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yasufumi Yamada 3-192 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshikazu Hashimoto 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Kuniharu Kato 3-192, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Michiyuki Amano 3-19-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (5)
イバ挿通孔が空けられたファイバ接続用部材を前記光導
波路の端部に備えた光導波路部品であって、 光導波路の所定位置に設けられた嵌合凹部と該嵌合凹部
に嵌合するファイバ接続部材の所定位置に設けられた嵌
合突起部との嵌合によって光導波路とファイバ挿通孔を
通る光ファイバとの光軸が調整されていることを特徴と
する光導波路部品。1. An optical waveguide component comprising an optical waveguide formed on a flat substrate and a fiber connection member having a fiber insertion hole provided at an end of the optical waveguide, the optical waveguide component being provided at a predetermined position of the optical waveguide. The optical axis of the optical waveguide and the optical fiber passing through the fiber insertion hole are adjusted by fitting the fitted fitting recess and the fitting projection provided at a predetermined position of the fiber connecting member fitted to the fitting recess. An optical waveguide component, comprising:
波路を除去して現れる前記基板面と光導波路側面を有し
ていることを特徴とする光導波路部品。2. The light guide according to claim 1, wherein the fitting recess of the optical waveguide faces the end face of the optical waveguide, and has the substrate surface and the optical waveguide side surface which appear after removing the optical waveguide. Wave parts.
部材に一体的に形成されていることを特徴とする光導波
路部品。3. The optical waveguide component according to claim 1, wherein the fitting protrusion of the fiber connection member is formed integrally with the fiber connection member.
する光導波路部品。4. The optical waveguide component according to claim 1, wherein the fiber connecting member is a resin molded product.
接続された光導波路モジュールであって、 前記ファイバ挿通孔にファイバが挿入されるとともにフ
ァイバが座屈して生じる応力によってファイバと導波路
間の物理的接触が保たれたことを特徴とする光導波路モ
ジュール。5. An optical waveguide module in which a fiber is connected to the optical waveguide according to claim 1, wherein the fiber is inserted into the fiber insertion hole and the fiber is buckled by stress generated between the fiber and the waveguide. An optical waveguide module characterized by maintaining physical contact with the optical waveguide module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5947198A JPH11258455A (en) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | Optical waveguide component and optical waveguide module using the component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5947198A JPH11258455A (en) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | Optical waveguide component and optical waveguide module using the component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11258455A true JPH11258455A (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=13114268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5947198A Pending JPH11258455A (en) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | Optical waveguide component and optical waveguide module using the component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11258455A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002139644A (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Hitachi Ltd | Optical connection device |
JP2008089879A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Sony Corp | Optical coupler, optical connector, and receptacle type optical transmission module |
JP2009122290A (en) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Opto-electronic hybrid package and optical connector, and opto-electronic hybrid module equipped with these |
US9008477B2 (en) | 2012-10-18 | 2015-04-14 | International Business Machines Corporation | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SiWG) array for providing adiabatic coupling |
US9372305B2 (en) | 2012-10-18 | 2016-06-21 | International Business Machines Corporation | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SIWG) array of providing adiabatic coupling |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP5947198A patent/JPH11258455A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002139644A (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Hitachi Ltd | Optical connection device |
JP2008089879A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Sony Corp | Optical coupler, optical connector, and receptacle type optical transmission module |
JP4730274B2 (en) * | 2006-09-29 | 2011-07-20 | ソニー株式会社 | Optical coupler, optical connector, and receptacle type optical transmission module |
JP2009122290A (en) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Opto-electronic hybrid package and optical connector, and opto-electronic hybrid module equipped with these |
US9008477B2 (en) | 2012-10-18 | 2015-04-14 | International Business Machines Corporation | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SiWG) array for providing adiabatic coupling |
US9372305B2 (en) | 2012-10-18 | 2016-06-21 | International Business Machines Corporation | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SIWG) array of providing adiabatic coupling |
US9658411B2 (en) | 2012-10-18 | 2017-05-23 | International Business Machines Corporation | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SiWG) array of providing adiabatic coupling |
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A02 | Decision of refusal |
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