WO1997006458A1

WO1997006458A1 - Dispositif optique et procede pour le fabriquer

Info

Publication number: WO1997006458A1
Application number: PCT/JP1996/002164
Authority: WO
Inventors: Tomoaki Uno; Jun Ohya; Genji Tohmon; Masahiro Mitsuda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1997-02-20
Also published as: CN1191023A; CN1125358C; EP0844503A1; EP0844503A4; CN1414408A; US6406196B1

Description

明細書

光デバイスおよびその製造方法 ' 技術分野

本発明は、光ファイバ伝送路に接続して、光信号を受信あるいは送受信することのできる光デバイスおよびその製造方法に関するものである。背景技術

波長分害!]多重 (WDM : Wavelength Division Multiplexing)によれば、光伝送システムの伝送容量を増加することができる。また、それだけではなく、双方向伝送や、異種信号の同時伝送を可能にすることもできる。このように波長分割多重は、光伝送システムにおけるサービス要求に対して柔軟に応えることができるものであり、中継伝送系、加入者系、および構内伝送系等のさまざまの光伝送システムへの適用が可能である。

近年、特に、センター局から多チャンネルの映像情報やデータを一般家庭まで光ファイバを用いて伝送する光加入者系システムが提案され、検討されている。これらのシステムでは、一般家庭の加入者端末において、波長多重される異種の光信号を同時に受信するための複数の受光装置と、家庭からセンターに向けたリクェストゃデ一夕をおくるための発光装置とが必要となる。例えば、この種の目的に用いられる装置が、、参考文献 (I . Ikushima et al . . " High-perf orma rice compact optical WDM transceiver module for passive double star subscriber systems , " Journal of Lightwave Technology, v ol . 13 , No . 3 , March 1995 . ) に開示されている。図 3 0は、双方向信号伝送に適用可能な受光用光デバイスの従来例を示している。この装置は、特開平 6— 3 3 1 8 3 7号公報に開示されている。この装置では、図 3 0に示されるように、第 1光ファイバ 2 0 1 2と第 2光フアイバ 2 0 1 4とが間隙（数; m程度）を介して直列的に結合されている。第 1 光ファイバ 2 0 1 2の一端は、光軸に対して斜めにカットされ、その部分には光信号の一部を反射させ残りを透過させる半透過 ·半反射面 2 0 1 1が形成されている。同様に、第 2光ファイバ 2 0 1 4の一端も、光軸に対して斜めにカットされ、その部分には、光信号の一部を反射させ残りを透過させる半透過 ·半反射面

2 0 1 3が形成さている。第 2光ファイバの半透過 ·半反射面 2 0 1 3が第 1光ファイバ 2 0 1 2の半透過 ·半反射面 2 0 1 1と対向するように、かつ各々の光軸が一直線状になるように、第 1及び第 2光ファイバ 2 0 1 2及び 2 0 1 4が配置される。

図中右から伝搬してきた光信号は、第 1光ファイバ 2 0 1 2の半透過 ·半反射面 2 0 1 1によって反射され、光ファイバ 2 0 1 2から外部に出射される。その光信号の経路上に第 1フォ卜ダイオード 2 0 1 5が配置され、この光信号を受光して電気信号を生成する。

図中左から伝搬してきた光信号は、第 2光ファイバ 2 0 1 4の半透過，半反射面 2 0 1 3によって反射されて、第 2光ファイバ 2 0 1 4から外部に出射される。その光信号の経路上には第 2フォトダイオード 2 0 1 6が配置され、この光信号を受光して電気信号を生成する。

この従来の光デバイスでは、斜めにカットされた光ファイバの端面に直接に半透過 ·半反射面を形成している。このために、（1 ) 光ファイバの端面が平滑になるように特殊なカツ卜をする力斜めにカツトを行った後に研磨加工を施す必要がある。また、（2 ) 光ファイバの端面に半透過 ·半反射面を形成するために、光ファイバの端面上に薄膜を堆積する必要がある。真空蒸着装置等の薄膜堆積装置内に光ファイバを挿入し、その端面に薄膜を堆積する工程は製造のスループットを低下させる。また、 2本の異なる光ファイバを別々に斜め力ッ卜した後光軸を揃えるように配置するため、（3 ) 光軸を高精度に調整る必要があるとともに、（4 ) 光軸ずれによって、 2本の光ファイバ間の光の伝搬損失が増大しやすく、また、装置間で伝送損失の大きさにばらつきがある。また、（5 ) 2本の光ファイバの光軸が揃った状態では、光ファイバ間隙が数 im程度であっても、光ファイバと空気との間に屈折率差があるため、信号光が間隙で屈折し、伝送損失が極めて大きくなるおそれがある。'

本発明は上記した問題点に鑑み、小型化、集積化，軽量化をはかると共に、生産性を向上させて低コス卜な光デバイスを提供することを目的としている。

本発明の他の目的は、光ファイバ伝送路に接続して、光信号を受信あるいは送信する双方向の光デパイス及びその製造方法を提供することである。発明の開示

本発明の光デバイスは、基板と、該基板に形成された少なくとも一つの第 1溝と、該第 1溝内に配置された光ファイバと、該光ファイバを斜めに横切る少なくとも一つの第 2溝とを備えた光デバイスであづて、更に、該第 2溝内に挿入され、該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を備えている。

好ましい実施形態では、前記第 2溝内において、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間には、該光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しい屈折率 n _rを持つ材料が埋められている。

好ましい実施形態では、前記屈折率 n _rと前記屈折率 n _f との間には、 0 . 9 ≤ ( r^/n _f ) ≤ 1 - 1の関係がある。

好ましい実施形態では、前記屈折率 n _rを持つ材料は樹脂から形成されている。好ましい実施形態では、前記屈折率！^を持つ材料は紫外線硬化樹脂から形成されている。ある実施形態では、前記第 2溝の内壁には微細な凹凸が存在する。

ある実施形態では、前記光学部材は、選された範囲の波長を有する光を選択的に反射する。

ある実施形態では、前記光学部材は、選択された範囲の波長を有する光を選択的に透過する。

好ましい実施形態では、前記光学部材は、屈折率 n _bを持つ材料から形成されたベースと、該ベー'ス上に形成された誘電体多層膜とを備えており、該屈折率 n _bと前記屈折率 n _fとの間には、 0. 9≤ ( n _b/n _f ) ≤1 . 1の関係がある。ある実施形態では、前記光学部材の前記面は回折格子を有する。

ある実施形態では、前記基板は前記光ファイバを伝搬する信号光に対して透明な材料から形成されている。

ある実施形態では、前記基板はガラスから形成されている。

ある実施形態では、前記基板はセラミックから形成されている。

ある実施形態では、前記基板は半導体から形成されている。

好ましい実施形態では、前記光学部材の前記面の法線は、前記光ファイバの光軸と平行ではない。 '

好ましい実施形態では、前記第 2溝は、前記基板の上面に対して傾斜している。ある実施形態では、前記光学部材によって反射または回折された光を受け取る少なくとも 1つの光学素子を、前記基板上に備えている。

ある実施形態では、前記光学部材を透過した光を受け取る少なくとも 1つの第

2光学素子を、前記基板上に更に備えている。

ある実施形態では、前記基板は、上面と底面とを有しており、該基板の該底面に配置され、前記光学部材により反射または回折された光を受け取る第 1受光素子と、該基板の該上面に配置され、該光学部材により反射または回折された光を受け取る第 2受光素子とを更に備えている。

ある実施形態では、前記基板は、上面と、反射器の取り付けられた底面とを有しており、該基板の該上面に配置され、前記光学部材により反射または回折された光を受け取る第 1受光素子と、該基板の該上面に配置され、該光学部材により反射または回折された光を、該反射器を介して受け取る第 2受光素子とを更に備えている。

前記基板は、上面と底面と複数の側面とを有しており、該基板の該複数の側面の一つに配置され、前記光学部材により反射または回折された光を受け取る第 1 受光素子と、該基板の該複数の側面の他の一つに配置され、該光学部材により反射または回折された光を受け取る第 2受光素子とを更に備えている。

ある実施形態では、前記光学素子は、受け取った光に応じた電気信号を生成する受光素子である。

好ましい実施形態では、前記受光素子は、前記基板上に固定されている。好ましい実施形態では、前記受光素子の受光面と前記基板との間には、前記光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しい屈折率 n _pを持つ材料が埋められている。

ある実施形態では、前記受光素子の受光面には低反射率膜が形成されている。ある実施形態では、前記第 2溝の数は複数であり、該複数の第 2溝のそれぞれに、異なるフィル夕特性を持つ光学部材が挿入されている。

ある実施形態では、前記第 1溝の数は複数であり、前記第 2溝の数は単数であり、該単一の第 2溝が該複数の第 1溝を横切っている。

ある実施形態では、前記第 1溝の数は複数であり、該複数の第 1溝は、ほぼ平行となるように前記基板上に配列されている。

ある実施形態では、前記基板上には、前記第 1溝に交差する方向に沿って第 3 溝が形成されており、該第 3溝内には他の光ファイバが設けられており、前記光学部材から反射又は回折された光が該他の光ファイバに結合される。

ある実施形態では、前記光ファイバの端部に半導体レーザから出射されたレーザ光が結合される。ある実施形態では、前記基板は該上面に凹部を有しており、該基板の該凹部に配置された半導体レーザを備えており、前光ファイバの端部はレンズ状に加工されており、該半導体レーザの出射光が該光ファイバに光学的に結合する。

ある実施形態では、前記光ファイバの端部は、前記レンズ状部分の位置を前記半導体レーザ素子に対して相対的に移動させることのできる可動部を有しており、前記半導体レーザの出射光が該光ファイバに光学的に結合される状態で該可動部が固定されている。'

ある実施形態では、前記基板は該上面に凹部を有しており、該基板の該凹部に配置された半導体レーザと、該半導体レーザの出射光を該光ファイバに光学的に結合するレンズとを備えている。

ある実施形態では、前記半導体レーザと前記レンズとを支持する支持部材が前記基板の凹部に配置されている。

ある実施形態では、前記支持部材上に配置された前記半導体レーザは、検査により選別された後に、前記基板の凹部に配置される。

ある実施形態では、前記半導体レーザからのレーザ光の一部を受け取る受光素子を前記基板上に備えている。 '

ある実施形態では、前記光ファイバは、該光ファイバを伝搬する信号光の波長帯域においてシングルモードファイバとして機能する第 1部分と、該信号光の波長帯域においてマルチモードファイバとして機能する第 2部分と、該第 1部分及び該第 2部分を接続する接続部分とを有しており、該第 1部から該第 2部分に向かつて該接続部のコア径がゆるやかに連続して変化している。

ある実施形態では、前記光ファイバのうち、前記マルチモードファイバとして機能する第 2部分のコァ径は、シングルモードフアイパの一部を加熱処理することによって増加されたものである。

ある実施形態では、前記第 3溝内の前記他の光ファイバは、マルチモードファィバから形成されており、前記光学部材から反射又は回折された光を該他の光フアイバを介して受け取る受光素子を更に備えている。

ある実施形態では、前記基板には電気配パターンが形成されており、前記受光素子は、該電気配線パターンに接続されている。

ある実施形態では、前記受光素子の信号処理を行うための半導体電気素子が、前記電気配線パターンに接続されている。

ある実施形態では、前記光ファイバの一端には、他の光ファイバに接続するための光コネクタが取り付けられている。

ある実施形態では、前記基板の上面を覆うように形成された保護膜を更に備えている。

ある実施形態では、前記基板は、前記光ファイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための複数の端子とを有する箇体内に収容されている。

ある実施形態では、前記半導体レーザは前記支持部材上に第 1の半田材料によつて接続され、該支持部材は該第 1の半田材料の融点よりも高い融点を持つ第 2 の半田材料によって前記基板上に接続されている。

ある実施形態では、前記基板は、前記光ファイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための複数の端子とを有する箇体内に収容されており、該基板は前記第 2の半田材料の融点よりも低い融点を持つ第 3の半田材料によって該箇体の底部に接続されている。

本発明の他の光デバイスは、基板と、該基板に形成された少なくとも一つの第 1溝と、該第 1溝内に配置され、双方向に信号光を伝搬する光ファイバと、該光ファイバを斜めに横切る少なくとも一つの第 2溝とを備えた光デバイスであって、更に、該第 2溝内に挿入され、該光ファイバを伝搬する双方向信号光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材と、該双方向信号光のうち、該光学部材によって反射または回折された光をそれぞれ受け取る 2つの受光素子と、を備えている。

ある実施形態では、前記光ファイバを横切る第 3溝と、該第 3溝内に挿入され、該光ファイバを伝搬する不要な波長成分の光を反射除去する面を有する第 2の光学部材と、を更に備えている。

ある実施形態では、前記第 2溝は前記光ファイバの光軸に対して垂直である。ある実施形態では、前記第 3溝中に挿入された前記第 2の光学部材による反射光が前記 2つの受光素子に混入しないように、前記第 2溝及び該第 3溝は前記光ファイバの光軸に対して異なる角度に形成されている。

好ましい実施形態では、前記第 2溝内において、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間には、該光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しい屈折率 n_rを持つ材料が埋められている。

好ましい実施形態では、前記屈折率 n__と前記屈折率 n_f との間には、 0. 9

≤ (n_r/n_f) ≤1. 1の関係がある。

ある実施形態では、前記屈折率 n _rを持つ材料は樹脂から形成されている。ある実施形態では、前記屈折率 n rを持つ材料は紫外線硬化樹脂から形成されている。

ある実施形態では、前記第 2溝の内壁には微細な凹凸が存在する。

ある実施形態では、前記光学部材は、選択された範囲の波長を有する光を選択的に反射する。

ある実施形態では、前記光学部材は、屈折率 n_bを持つ材料から形成されたべ

—スと、該ベース上に形成された誘電体多層膜とを備えており、該屈折率 n_bと前記屈折率 n_f との間には、 0. 9≤ (n_b/n_f) ≤1. 1の関係がある。

ある実施形態では、前記光学部材の前記面は回折格子を有する。

ある実施形態では、前記某板は前記光ファイバを伝搬する信号光に対して透明な材料から形成されている。

ある実施形態では、前記基板はガラス材料から形成されている。ある実施形態では、前記基板はプラスティック材料から形成されている。ある実施形態では、前記双方向信号光は、相互に異なる波長を有しており、前記光学部材は、透明でかつ光ファイバの屈折率とほぼ同じ屈折率を有するベースと、該ベースの 2つの主面上に形成された 2つの反射コートとを有しており、該 2つの反射コ一卜は、それぞれ、異なる反射特性を示す。

ある実施形態では、前記反射コートは、金属薄膜から形成されている。

ある実施形態では、前記 2つの反射コートが、それぞれ、多層薄膜構造を有している。

ある実施形態では、前記 2つの受光素子のそれぞれは、カン状箇体にシーリングして実装されており、該カン状箇体と陥合するように前記基板には 2つの凹部が形成されている。

ある実施形態では、前記 2つの受光素子は、前記基板に形成された電気配線パターンに接続されている。

ある実施形態では、前記電気配線パターンは、前記 2つの受光素子の少なくとも 1つから出力される電気信号を検出して信号処理する電気集積回路素子に接続されている。 '

ある実施形態では、前記光ファイバは、該光ファイバを伝搬する信号光の波長帯域においてシングルモードファイバとして機能する第 1部分と、該信号光の波長帯域においてマルチモードファイバとして機能する第 2部分と、該第 1部分及び該第 2部分を接続する接続部分とを有しており、該第 1部から該第 2部分に向かつて該接続部のコァ径がゆるやかに連続して変化している。

ある実施形態では、前記光ファイバ内を双:^向に伝搬する光の波長は、 1 . 3 i m帯及び又は 1 . 5 M m帯に属し、前記第 2の光学部材によって除去される不要な光の波長は 0 , 9 8 m帯又は 1 . 4 8 帯に属する。本発明の光デバイスの製造方法は、基板の上面に第 1溝を形成する工程と、光フアイバの一部を該第 1溝内に埋込み固定'する工程と、該光ファイバを斜めに橫切る第 2溝を形成する工程と、該第 2溝内に該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を挿入し固定する工程と、を包含する。

好ましい実施形態では、前記第 2溝内に前記光学部材を挿入し固定する工程は、該第 2溝内においそ、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間に、該光ファイバのコア部の屈折率 η _fにほぼ等しい屈折率 n _rを持つ W料を埋め込む丄程を包含する。

好ましい実施形態では、前記屈折率 n _rと前記屈折率 n _f との間には、 0 . 9

≤ ( n _r / n _f ) ≤ 1 - 1の関係がある。

ある実施形態では、前記基板上に少なくとも一つの受光素子を配置する工程を更に包含する。

ある実施形態では、前 ^基板上に少なくとも一つの究光素亍を配匱するェ裎を更に包含する。

本発明の他の光デバイスの製造方法は、基板のヒ面に複数の第 1瀵を形成すろ工程と、光ファイバの一部を該複数の第 1溝内の各々に埋込み固定する工程と、該複数の光ファイバを斜めに横切る第 2溝を形成する工程と、該第 2溝内に該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を挿入し固定する工程と、を包含する。

好ましい実施形態では、前記光学部材の前記面の法線方向と前記光ファイバの光軸方向との為す角度、 5度以上 4 0度以下である。

本発明の光デバイスは、基板と、該基板に形成された少なくとも一つの第 1溝と、該第 1溝内に配置された光ファイバと、該光ファイバを斜めに横切る該基板の端面と、を備えた光デバイスであって、更に、該光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する材料によって、 '該基板の該端面上に貼り付けられた、該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材と、該基板上に配置された受光素子であって、該光ファイバ内を伝搬する光の一部のうち該光学部材によって反射された光を受け取る受光素子と、を備えている。

ある実施形態でほ、前記受光素子は、前記基板の前記第 1溝が形成されている面上に配置されている。

ある実施形態では、前記受光素子は、前記基板の前記第 1溝が形成されている面の反対側の面上に配置されている。

ある実施形態では、前記光ファイバを横切る第 3溝と、該第 3溝内に挿入され、特定の波長領域の光を反射する第 2の光学部材とを備え、該第 2の光学部材は、該光ファイバ内を伝搬する該特定の波長領域の光が前記受光素子に入射しないようにする。

ある実施形態では、前記光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する樹脂材料によつて前記基板の上面に貼り付けられた、特定の波長領域の光を反射する光学部材を備えており、前記受光素子は、該光学部材の上に配置されている。

ある実施形態では、前記受光素子の受光面には、誘電体多層膜構造を有するフィル夕が形成されている。

ある実施形態では、前記光ファイバは、光ファイバ光伝送路に接続される。ある実施形態では、前記光ファイバには、光ファイバ伝送路に接続するためのフエルール部が形成されている。

本発明の他の光デバイスの製造方法は、基板上に第 1溝を形成する工程と、光ファイバを該第 1の溝内に固定する工程と、該光ファイバを斜めに切断し、該光ファイバの光軸に対して傾斜した端面を該基板上に形成する工程と、該光フアイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を、該光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ '屈折率を有する材料によって該傾斜端面に貼り付ける工程と、該光学部材によって反射又は回折された光を受け取る受光素子を該基板上に配置する工程と、を包含する。

このように、本発明の光デパイスでは、光ファイバを基板の溝に埋め込み、その光フアイバを伝搬する光を反射もしくは回折させる光学部材を埋め込むことにより、任意の方向信号光を取り出すことを可能にしている。

また、任意の方向に取り出される前記光を、基板の上方に配置した半導体受光素子に屈折率整合する樹脂を用いることにより不要な反射点を生じずに特にこの光ファイバがマルチモード光ファイバである時にはその接続は一層容易となる。光学部材は誘電体と金属の多層膜構造を有する層を光ファイバの屈折率とほぼ同程度の樹脂材料で基体の両面を埋め込むことにより、あるいは、ある種の光学部材の主面とは異なる面のみ光ファイバの屈折率とほぼ同程度の樹脂材料で埋め込むことによりフィルタ特性を改良する。

回折により取り出される光は、半導体受光素子配列に結合され、あるいは他の光ファイバを用いて外部に取り出され、複数の異なる波長の光信号の中から所望の波長のみを分波して取り出すことが容易にできる。

光フアイバがシングルモードファイノに接続されるマルチモ一ド光ファイバでその接続部のコア径がゆるやかに連続して変化するあるいは、光ファイバがシングルモードファイバと光ファイバを熱処理してマルチモードファイバとする時には、モード径の拡大したマルチモードファイバに光を結合することにより高効率でシングルモードファイバに光を結合できる。

半導体レーザを基板の凹に配置し、光ファイバにレンズ機能を有するものを用いれば容易に光ファイバに光を結合できる。埋めこまれた光ファイバの一部に可動部を有するときには半導体レーザを基板に接続した後光ファイバの可動部を調整してさらに光の光ファイバへの結合の度合いを高めることができる。半導体レーザとレンズを異なる基板上に配置し光ファイバを埋め込む基板に配置するときには、あらかじめ半導体レ一の特性を検査により選別した後用いることができるために光デバイスの歩留まりを向上できる。半導体レーザとレンズの結像スポットを前記のマルチモードファイバと同程度にしておくことにより、数 m程度の緩い精度で半導体レーザの光を光ファイバに結合することができる。基板からマルチモードファイバにより光を取り出すときには、全ての光を半導体受光装置に取り込むことで品質劣化を生じることなくアナ口グ信号の受光を可肯にする。

基板の表面には、半導体受発光素子と接続するための電気配線パターンを形成でき、特に高周波信号の場合は外部と接続する電気回路に対してインピーダンス整合することができる。また半導体受発光素子の他に電気信号処理をおこなうための電気素子を一体に形成すれば電気的な整合が良好となると共に小型化が可能になる。

基板に埋めこまれる光ファイバから異なる反射基体により異なる波長の信号を別々に取り出すように配列配置すれば、波長多重伝送される光信号を一枚の基板上で選別して取り出すことができる。 '

基板上に複数の光ファイバを配列して配置すれば、一枚の基板上で複数の光ファィ ) で独立に光信号を並列伝送する系に用いることができる。

基板上への素子形成が終了した後基板表面を樹脂材料で覆うことにより基板表面上に配置される半導体素子を、外部からの水分や雰囲気から保護することができる。この基板は直接光フアイバ取り出し口と電気接続端子を有する箇体に収容できる。

また半導体レーザと基板間の第 1半田材料、基板と基板間の第 2半田材料、基板と前記箇体間を接続する第三半田材料を、第 1半田材料の融点が第 2半田材料より高く、第 2半田材料の融点が第三の半田材料より高くすることにより、それぞれの半田接続時に素子が動かないようにし，信頼性を確保できる。図面の簡単な説明

図 1 Aは、本発明の光デバイスの第 1実施例の斜視図

図 1 Bは、本発明の光デバイスの第 1実施例の光ファイバに沿った断面図図 2は、反射基体及びその周辺を詳細を示す断面図

図 3は、他の反射基体及びその周辺を詳細を示す断面図

図 4 Aは、光フ 7ィバ及び受光素子の横断面図

図 4 Bは、光ファイバ及び受光素子の縦断面図

図 4 Cは、信号光の屈折を示す縦断面図

図 5は、本発明の光デバイスの第 2実施例の光ファイバに沿った断面図図 6は、ファイバ間の結合損失の間隔依存性を示す説明図

図 7 Aは、本発明の光デバイスの第 3実施例の回路図

図 7 Bは、本発明の第 3実施例の斜視図

図 7 Cは、本発明の第 3実施例の平面図

図 8は、パッケージされた本発明の第 3実施例の構成図

図 9 Aは、本発明の光デバイスの第 4実施例の平面図

図 9 Bは、本発明の第 4実施例の光ファィバに沿った断面図

図 1 0 Aは、本発明の光デバイスの第 5実施例の平面図

図 1 0 Bは、本発明の第 5実施例の光ファイバに沿った断面図

図 1 1 Aは、本発明の光デバイスの第 6実施例の斜視図

図 1 1 Bは、本発明の第 6実施例の断面図

図 1 2 Aは、本発明の光デバイスの第 7実施例の斜視図

図 1 2 Bは、本発明の第 7実施例の断面図

図 1 3は、本発明の光デバイスの第 8実施例の斜視図

図 1 4は、本発明の光デバイスの第 9実施例の平面図。

図 1 5は、本発明の光デバイスの第 1 0実施例の断面図。図 1 6は、本発明の光デバイスの第 1 1実施例の断面図。

図 1 7は、異なるコア径を持つ光ファイバにおける光結合損失特性を示すグラフ。

図 1 8 Aは、通常の光ファイバ、図 1 8 Bは、部分的にコア怪を拡大した光フアイバの断面模式図。

図 1 9は、本発明の光デバイスの第 1 2実施例の平面図。

図 2 0は、本発明'の光デバイスの第 1 3実施例の構成図。

図 2 1は、本発明の光デバイスの第 1 4実施例の断面図。

図 2 2は、本発明の第 1 4実施例におけるリターンロスの角度依存性を示すグラフ。

図 2 3 Aから図 2 3 Dは、第 1 4実施例の製造方法を示す斜視図。

図 2 4は、本発明の光デバイスの第 1 5実施例の断面図。

図 2 5は、本発明の光デバイスの第 1 6実施例の断面図。

図 2 6 A及び図 2 6 Bは、第 1 6実施例の構成図。

図 2 7は、本発明の光デバイスの第 1 7実施例の断面図。

図 2 8は、本発明の光デパイスの第 1 8実施例の断面図。

図 2 9 Aから図 2 9 Eは、第 1 8実施例の製造方法を示す斜視図。

図 3 0は、従来の光デバイスを示す模式図。

図 3 1 Aは、本発明の光デバイスの第 1 9実施例の斜視図、図 3 1 Bは、その断面図。発明を実施するための最良の形態

本発明による光デバイスは、基板の第 1溝内に配置された光ファイバと、この光ファイバを斜めに横切る少なくとも一つの第 2溝とを備えた光デバイスであつて、第 2溝内に挿入され、光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する光学部材を備えている。この光学部材の働きによって、光ファイバを伝搬する光をインライン配置された受光素子等で受け取ることが可能となる。その結果、第 2溝及びその中の光学部材を透 ¾した光を利用したり、光ファイバの端部から他の光信号を光ファイバ内に導入することができる。この結果、光ファィバと受光素子や発光素子とを多様な配置関係で一体化したコンパク卜な光伝送端末を提供するすることが可能となる。

特に、第 2溝内において光学部材と光ファイバとの間を、光ファイバのコア部の屈折率にほぼ等い屈折率を持つ材料で埋めた場合、第 2溝の内壁に微細な凹凸があったとしても、光ファイバを伝搬する光は、第 2溝の内壁によって、不必要な散乱 '屈折の影響を受けないで済む。このことは、第 2溝の形成を極めて容易にするものであり、例えば、第 2溝の内壁を研磨によって平滑化する必要が無くなる。

また、本発明によれば、基板の第 1溝内に光ファイバを配置した後に第 2溝を形成するため、特別な光軸ァライメント工程が不要となり、製造工程が極めて簡単化される。以下、図面を参照ながら、本発明の実施例を詳細に説明する。

(実施例 1 )

まず、図 1 A及び図 1 Bを参照しながら、本発明による光デバイスの第 1の実施例を説明する。図 1 Aは、本実施例の光デバイス（受光モジュール）の第 1の実施例の最上部のみを示す斜視図であり、図 1 Bは、光デバイスの光ファイバに沿つて切り取つた断面図である。

この光デバイスは、深さが 1 3 0 /z m程度の V溝（第 1溝） 3が平坦な上面に形成されたガラス基板（厚さ 2 mm、縦 X横 = 5 mmx 3 mm) 1を用いて構成されている。 V溝 3内には、外径 1 2 5 mの光ファイバ 2が配置されており、この光ファイバ 3を（その光軸に対して）斜めに横切るように、平行溝（第 2 溝） 4がガラス基板 1の上面に形成されている。この平行溝 4によって、光ファィパ 2には斜めにスリッ卜が形成され、それによつて空間的に離れた 2つの部分に分離されている。本実施例では、平行溝' 4の内壁に立てた法線が光軸に対して 3 0度の角度を形成するように平行溝 4を形成している。

V溝 3のサイズは、光ファイバ 2を安定に保持できるように設計される。 V溝 3の深さは、光ファイバ 2を完全に内部に含み得るものであることが好ましいが、光フアイバ 2の最上部が基板 1の上面よりも僅かに上に位置しても大きな問題はない。また、 V溝 3に代えて、光軸に垂直な面における断面が矩形形状や U字型形状を有する溝を採用しても良い。

平行溝 4は、その溝幅（溝内壁の間隔あるいは分離された 2つの光ファイバの間隔）が約 1 0 0 m程度またはそれ以下の溝であることが好ましい。本発明では、この平行溝 4の中に光学部材が挿入されている。本実施例の場合、 1 . 5 5 i m帯の光を選択的に反射するフィルタ特性を有する光反射基体（厚さ 8 0 m) 5が平行溝 4内に挿入されている。この光反射基体 5は、ベースとなる石英基板と、その少なくとも一方の主面上にシリコン酸化膜とチタン酸化膜とを交互に積層した誘電体多層膜（フィル夕膜）とを備えており、それによつて特定波長範囲内の光に対して高い反射率を示すフィルタ特性が提供される。光反射基体 5 は、平行溝 4内に完全に収納される必要はなく、基板 1の上面より上に光反射基体 5の一部が突出してもいてもよく、光ファイバ 2を伝搬してくる信号光を受光できるように配置されていればよい。

平行溝 4内において光反射基体 5を安定に固着するため、紫外線硬化樹脂 7が使用されている。この樹脂は、少なくとも硬化後において、信号光の波長（本実施例では、 1 . 5 5 i m帯）の光に対して実質的に透明となるように選択される。図 2は、平行溝 4及び基体 5の近傍をより詳細に示す断面図である。平行溝 4 の内壁、より正確には、平行溝 4を介して相互に対向する光ファイバ 2の端面は、光ファイバ 2の光軸を斜めに横切っている。このため、平行溝 4の内部に光ファィバのコア部の屈折率 n _f と異なる屈折率の材料が存在すると、光ファイバ 2を伝搬する光は、平行溝 4において屈折する。それによつて、平行溝 4における伝搬ロスが生じるおそれがある。また、ダイ'シング加工などの平行溝を形成するェ程によって、平行溝 4の内壁は、損傷（機械的 Z化学的損傷）を受けやすく、平行溝 4の内壁には微細な凹凸が形成されることが多い。

これらの場合であっても、光ファイバ 2のコア部の屈折率 n _f とほぼ等しい屈折率 n _rを持つ材料で、平行溝 4の内壁と光反射基体 5との間が埋められていると、光ファイバ 2 伝搬する光は、微細な凹凸を感じることなく、しかも、光軸を変化させずにまっすぐ、平行溝 4を越えて光ファイバ間を伝わって行く。実験によれば、屈折率 n _rと屈折率 n _f との間には、 0 . 9≤ ( n _r Z n _f ) ≤l . 1 の関係があることが好ましいことがわかっている。以下、特に断らない限り、本願明細書にて言及する樹脂は、何れも、上記不等式を満足するような屈折率を有するものである。

図 1 A及び図 1 Bを再び参照する。基板 1の上面には、光反射基体 5によって反射された 1 . 5 5 /i m帯の信号光を検出するための I n G a A s半導体受光素子 6が配置されている。半導体受光素子 6と外部回路との間で相互接続を行うための電極 8が、基板 1の上面に形成されている。

図中の矢印 9は、光ファイバ 2の他端から伝送される波長 1 . 5 5 m帯の光信号の進路を示している。この光信号の波長から大きくシフトした波長を持つ光は、光反射基体 5によってほとんど反射されないため、光反射基体 5を透過し、半導体受光素子 6の受光部に届かない。

図 3は、フィルタ膜の形成された光反射基体 5の代わりに、回折格子の形成された基体を光学部材として平行溝 4内に挿入した例を示している。この回折格子によって、光ファイバ 2を伝搬する光は回折され、複数の回折光が形成される。このうち、最も強度の高い次数の回折光を受け取ることができる位置に受光素子の受光部を配置する。異なる波長を持つ複数の信号光が光ファイバを伝搬してくる場合、それらの波長に応じて回折角度が異なる。このため、各信号光に対応して、異なる位置に受光部（例えば、フォトダイオード P D 1、 P D 2 , P D 3 ) を配置すれば、各信号光を別個に検出するとができる。受光素子の小型化のためには、これら複数の受光部を一つの半導体基板に設けることが好ましい。次に、図 4 Aから図 4 Cを参照しながら、基体 5によって反射された信号光の進行経路について説明する。

図 4 Aに示されるように、本実施例では光ファイバと受光素子との間には樹脂が設けられる。屈折率 n'_rが光フアイバのコァ部の屈折率 n _f とほぼ等しくなる樹脂が選択される。この樹脂は、少なくとも信号光の経路を埋めるように設けられている。もし、樹脂が信号光の経路を埋めていない場合、信号光の屈折や散乱が生じるため、受光素子は効率よく信号光を受け取ることができない。また、そのような場合、光ファイバは円柱状構造を有しているため、レンズ効果によつて信号光の経路が複雑になる。

本実施例のように、屈折率 n _rが光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しくなる樹脂が挿入されることによって、図 4 Bに示されるように、信号光は真っ直ぐに受光素子の受光部に入射することができる。図 4 Cは、樹脂の有無によって、信号光の進路がどのように変化するかを模式的に示している。屈折や散乱が生じると、受光部上での信号光のスポットサイズが大きくなり、受光素子による検出感度や応答速度が低下することなる。実験によれば、屈折率 n _f と屈折率 n _f との間には、 0 . 9≤ ( n _r / n f ) ≤ 1 . 1の関係があることが好ましいことがわかっている。なお、同様の屈折率を持つ限り、樹脂以外の材料を用いても良い。

このように本実施例の配置によれば、光反射基体 5によって選択的に反射された信号光は、基板 1中を透過しない。このため、基板 1は必ずしも信号光に対して透明である必要はない。ガラス基板 1以外に、セラミック基板や半導体基板を用いても良い。半導体基板を用いた場合、受光素子に接続される回路を同一半導体基板上に前もって形成しておくことも可能である。以下に、図 1 A及び図 1 Bに示す光デバイスの動作を説明する。光ファイバ 2を通して伝送されてきた光信号（例えば、 1. 55 im帯のレーザ光）は、光ファイバ 2の光軸に対して斜めに形成された平行溝 4中の光反射基体 5によって斜めに反射される。より詳細には、平行溝 4の内壁に立てた法線 (正確には、「光反射基体 5の主面に立てた法線」）と光ファイバ 2の光軸との作る角度が約 30度の場合、反射光と光ファイバ 2の光軸との作る角度が約 60 度となるように信号光は反射される。他方、 1. 55 im帯に属さない光、例えば、 1. 55/ m ら 0. 2 /m程度以上ずれた波長を持つ光が光ファイバ 2を伝送されてきた場合、その光のほとんどは、光反射基体 5によって反射されることなく、それを透過することになる。

本実施例の場合、図 1 Aからわかるように、上記法線と光ファイバの光軸の両方を含む平面が、基板 1の上面に対して垂直となるように平行溝 4の向きが設定されている。

このような配置によって、所望の波長範囲内の光信号がガラス基板 1の上面から基板外側に選択的に取り出される。取り出された光信号を受け取れる位置に光信号検出用の半導体受光素子 6が配置される。

この半導体受光素子 6によって、 1. 55 Am帯の光信号は電気信号に変換され、電極 8から外部に取り出される。樹脂 7は半導体受光素子 6の電極を電極 8 に圧着固定すると同時に、屈折率が光ファイバ 2から取り出される光信号に対して屈折や散乱を生じないように選ばれたものである。

半導体受光素子 6の表面には半導体層表面（受光面）で光信号の反射を生じないように、あらかじめ低反射率コートが施されている。このため、光ファイバ 2 を伝搬する波長 1. 55 /zrnの光信号のほとんどが半導体受光素子 6の受光部に取り込まれる。

ここで用いる半導体受光素子 6は波長 1. 55 の光信号に対して透明な I nP半導体結晶基板が使われるので、光信号の入射方向は結晶成長側もしくは結晶基板側のいずれでも良い。この受光用光デバイスによれば、光ファイバ 2の光信号出射点と半導体受光素子の受光部との距離を短く（約 6 0〜3 0'0 m程度）、しかも、再現性良く一定の値に設定できる。このため、光信号出射点から光が空間的に拡がって半導体受光素子の受光部以外の領域に到達することが抑制される。その結果、光フアイバ 2を伝搬する波長 1 . 5 5 /zmの光信号の 9 0 %以上が半導体受光素子 6に取り込まれ、高い受光効率が容易に達成される。しかも、従来の受光用半導体装置の様に光ファィバめ光出射端面やレンズ端面や半導体受光素子端面等の複数の端面間での光信号の多重反射効果による信号劣化等の問題が無い。このため、高い信号品質を必要とするアナログ光信号伝送系の受光用としても用いることができる。また、全ての構成要素が、ガラス基板 1に対して固定されているので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置ずれで特性が変化するといった問題が無く、長時間の信頼性にも優れている。次に、上記受光用光デバイスの製造方法を説明する。

まず、機械的な切削によってガラス基板 1の上面に V溝 3を形成する。次に、例えば真空蒸着法によって、ガラス基板 1の表面上に導電性薄膜を堆積した後、フォトリソグラフイエ程及びエッチング工程によって、その導電性薄膜を所望の電極パターンに加工し、それによつてパ夕一ニングされた導電性薄膜から電極 8 を形成する。この時、上記工程によって、電極 8を形成すると同時に、平行溝 4 を形成するべき位置と受光素子を配置するべき位置とを表示する「位置合わせ用マーク」をガラス基板 1上に形成することが好ましい。

次に、光ファイバ 2を樹脂材料を用いて V溝 3中に埋め込む。

樹脂を硬化した後に、ガラス基板 1上において前述の位置合わせ用マークが示す位置に平行溝 4を形成する。平行溝 4の形成は、ワイヤソゥゃダイシングソゥと呼ばれる切断装置によって容易に行うことができる。

次に、光反射基体 5を平行溝 4内に樹脂と共に挿入し、その樹脂を硬化する。この時、樹脂の屈折率を光ファイバ 2のコア部の屈折率と同程度に設定することが好ましい。樹脂の屈折率を光ファイバ 2のコア部の屈折率と同程度に設定することによって、平行溝 4の内壁（切断面）の荒れによる過剰な光損失（光信号の散乱）を抑制できる。樹脂としては、紫外線硬化樹脂が好ましい。硬化のための加熱工程を行う必要がないからである。

次に、樹脂 7を用いて、半導体受光素子 6をガラス基板 1上の位置合わせ用マークで示す位置に固'定する。位置合わせは、ガラス基板 1上の位置合わせ用マ一クと半導体受光素子 6とをガラス基板 1の上方から観察しながら、両者の位置を整合させることによりよって実現する。この位置合わせには、あらかじめ、半導体受光素子 6の側にも受光部の位置を示すマークが形成しておく方法を用いればさらに精度良く、互いの位置合わせを行うことができる。

前述した半導体受光素子 6の結晶基板側から光信号を入射する場合には、実装時の表面側となる I n G a A s結晶成長層側に受光部の位置を示すマークを形成することになる。このため、例えば半導体受光素子 6の電極形成時に、同時に、位置合わせ用マークを形成できるため、半導体受光素子 6の製造の一部が容易となる。樹脂材料として紫外線光を外部から照射することにより硬化するものを用いれば、長時間の硬化時間を必要とせずに所定の位置に半導体受光素子を固定することができる。

この受光用装置を製造する際、光ファイバからの光信号を検出しながら各部品の位置を 3次元的に調整する必要がない。このため、シリコン集積回路装置製造分野における実装技術に用いられるような、 2次元的な調整を行う実装装置を用いて製造することができる。このため、短時間での大量の製造に適しており、低価格が期待できる。 (実施例 2 )

次に、図 5を参照しながら、本発明による受光用装置の第 2の実施例を説明する。図 5は、波長 λ 1 = 1 · 55 mの信号光と波長 λ 2 = 1. 31 //mの光信号を受光する受光用光テバイスの断面図で'ある。なお、以下において、前述の実施例に関して説明した部分と同一の部分には同一の参照番号を附し、その部分の詳細な説明は省略する場合がある。

図 5に示されるように、 2つの平行溝（溝幅：約 100 / m) が、光ファイバ

2の光軸に対して所定の角度をなして、ガラス基板 1中に形成されている。本実施例では、光軸に *fして各平行溝のなす角度は等しいが、相互に異なっていも良い。

光ファイバ 2は、実施例 1について説明したように、ガラス基板 1の上面に形成された溝内に樹脂で固定されている。

上記 2つの平行溝内には、それぞれ、異なる種類の光反射基体 1 1、 12が挿入されている。光反射基体（厚さ： 80 πι) 1 1は、波長 λ 1 = 1. 55 πι の信号光を 99%以上反射するフィル夕特性を有し、光反射基体（厚さ： 80 /ζ m) 12は、波長 λ 2 = 1. 31 mの信号光を 99%以上反射するフィル夕特性を有する。なお、光反射基体 1 1は、波長 λ 2 = 1. 3 の信号光を約 9

5 %以上透過する。 '

ガラス基板 1上には、光反射基体 1 1によって反射された波長 λ 1 = 1. 55 imの信号光を受け取るように I n G a A s半導体受光素子 13が配置されている。また、光反射基体 12によって反射された波長 λ 2 = 1. 31 mの信号光を受け取るように、ガラス基板 1上に I nGa As半導体受光素子 14が配置されている。なお、矢印 15、 16、 17は、光ファイバ 2の一端から伝送される信号光の進路を示している。本実施例の光デバイスの動作は、以下の通りである。

光ファイバ 2を通して伝送される光は、まず、光信号の進路 1 5の位置では、少なくとも波長 λ 1 = 1. 55 /xmの信号光と波長 λ 2= 1. 31 /imの信号光とを含んでいる。光反射基体 11は、波長 1. 55 mの光信号のみを選択的に反射して、その反射光を半導体受光素子 1 ^;3に与える（進路 16) 。半導体受光素子 13は、受け取った光信号に応答して、電気信号を生成する。

—方、波長 1. 3 の光信号は、光反射基体 11を透過し、光反射基体 1 2によって選択的に反射される。反射光は半導体受光素子 14に与えられ、半導体受光素子 14は受け取った光信号に応答して電気信号を生成する。

樹脂 7は受光素手 13、 14の電極を電極 8に圧着固定すると同時に、屈折率が光ファイバ 2から取り出される光信号に対して反射を生じないように選ばれたものである。

半導体受光素子 13, 14の表面には半導体層表面で光信号の反射を生じないようにあらかじめ低反射率コートが施されており、光ファイバ 2を伝搬する波長 1. 55 の光信号が半導体受光素子 13で取り込まれ、波長し 31 /mの光信号が半導体受光素子 14に取り込まれる。この受光用装置によれば、光ファイバ 2の光信号出射点と半導体受光素子の受光部との距離を短く（約 60〜30 Owm程度）、しかも、再現性良く一定の値に設定できる。このため、光信号出射点から光が空間的に拡がって半導体受光素子の受光部以外の領域に到達することが抑制される。その結果、光ファイバ 2を伝搬する波長 1. 55 tmの光信号の 90 %以上が半導体受光素子 13に取り込まれ、波長 1. 31 zmの光信号の 80%以上が半導体受光素子 14に取り込まれ、高い受光効率が容易に達成される。しかも、従来の受光用半導体装置の様に光フアイバの光出射端面やレンズ端面や半導体受光素子端面等の複数の端面間での光信号の多重反射効果による信号劣化等の問題が無い。このため、高い信号品質を必要とするアナログ光信号伝送系の受光用としても用いることができる。また、全ての構成要素が、ガラス基板 1に対して固定されているので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置ずれで特性が変化するといつた問題が無く、長時間の信頼性にも優れている。半導体受光素子 13、 14は、同一の半導体基板上に形成された 2つの半導体受光素子であてもよい。次に、図 6を参照しながら、平行溝を通過する光信号の損失を説明する。図 6 は、シングルモードファイバに設けた間隙によって生じる光損失の計算結果と実験結果とを示している。間隙内に、屈折率 nの物質が存在するとする。図 6中の実線は、波長 έ 1 mの光信号の損失を示し、破線は波長 1. 55 mの光信号の損失を示す。間隙の屈折率 n= l . 0の場合と、 n=l. 5の場合に対応して 2群の曲線が示されている。

本実施例で用いられる樹脂の屈折率は 1. 5程度である。図 6から、屈折率 n

= 1. 5の場合、幅 1 00 imの間隙に対して 1 d B程度のわずかな結合損失しか生じないことがわかる。この結合損失は、ファイバ間の間隙を小さくすることによって低減され、また、光ファイバのコア経を大きくすることによつても低減され得る。

この受光用装置を製造する際、光ファイバからの光信号を検出しながら各部品の位置を 3次元的に調整する必要がない。このため、シリコン集積回路装置製造分野における実装技術に用いられるような、 2次元的な調整を行う実装装置を用いて製造することができる。このため、短時間での大量の製造に適しており、低価格が期待できる。

なお、本実施例の受光用装置を波長の異なる 3種類以上の光信号を検出することができるように改良しても良い。

(実施例 3)

次に、図 7 Aから図 7B及び図 8を参照しながら、本発明による装置の第 3の実施例を説明する。

本実施例の装置は、図 5に示されるような 2波長の光信号を受光する受光用装置と電気増幅器とをハイプリッドに一つの基板上に集積化したものである。図 7 Aは、その装置の回路の一部を示す等価回、図 7 Bは、装置の模式的斜視図、図 7 Cはその平面図である。

図 7 Bに示されるように、基板 1には、図 5の受光素子 1 3及び 1 4が形成されており、これらの受光素子 1 3及び 1 4は、実施例 2で説明したように、溝 (不図示）内に埋め込まれた光ファイバ 2を伝搬する光のうち選択された波長帯域の信号光をそれれ検出する。

受光素子は、図 7 Aにおいて、フォトダイオードの記号で表現されている。受光素子が信号光を受け取ると、フォトダイォ一ドと抵抗との間の部分の電位が変化する。電気増幅器は、その電位変化を増幅して出力する。

図 7 Bを参照する。第 1の電気増幅器 2 1は、第 1の受光素子 1 3に電気的に接続され、第 2の電気増幅器 2 2は、第 2の受光素子 1 4に電気的に接続されている。

第 1の受光素子 1 3は第 1の抵抗器 2 3を介して電気配線パターン 2 5に接続され、第 2の受光素子 1 4は第 2の抵抗器 2 4を介して電気配線パターン 2 5に接続されている。 '

光ファイバ 2によって伝送される光信号のうち波長 1 . 5 5 の光信号は、第 1の受光素子 1 3で電気信号に変換されてから第 1電気増幅器 2 1に入力され増幅された後、図 7 Bにおいて不図示の電極パターンによって取り出される。また、波長 1 . 3 1 mの光信号は第 1の受光素子 1 3で検出されずに第 2の受光素子 1 4で電気信号に変換されてから、第 2の電気増幅器 2 2に入力され、増幅される。その増幅された信号は、図 7 Bにおいて不図示の電極パターンによって取り出される。

図 7 Bの装置は、以下に示すようにして製造される。

まず、電極配線パターン 2 5がガラス基板 1上に形成される。電極配線パターン 2 5は、電極材料からなる導電性薄膜をガラス基板 1上に蒸着する工程の後、フォトリソグラフイエ程及びエッチング工程を行うことによって形成される。これらの工程によって、電極配線パターン 2 ¾を形成するとともに、導電性薄膜から種々の「位置合わせ用マーク」を形成することができる。図 7 Cの斜線部は、電極配線パターンの一例を示している。

次に、 V溝が形成されるべき位置を示す「位置合わせ用マーク」に基づいて、ガラス基板 1の所定の位置に V溝を形成した後、 V溝内に光ファイバ 2を埋めこみ、樹脂によって光ファイバ 2を固定する。その後、不図示の平行溝が形成されるべき位置を示す「位置合わせ用マーク」に基づいて、ガラス基板 1に 2つの平行溝を形成した後、光反射基体 1 1及び 1 2を平行溝中に樹脂で固定する。その後、受光素子 1 3及び 1 4の端子電極が電極パターン 2 5の一部に接続されるように配置し、樹脂によってガラス基板 1上に固定する。図 8は、図 7 Bに示す装置をパッケージ内に実装した状態の構成を示す図である。図 8では、図 7 Bの受光用装置を参照符号 3 7で表している。受光用装置 3 7は、パッケージ 3 1の底部に導電性樹脂によって固定される。その後、パッケ —ジ 3 1を突き抜ける各電気接続端子 3 3の一端と、受光用装置 3 7上の電極配線パターンとを、アルミからなる電気接続ワイヤ 3 5によって接続する。光ファィバ取り出し口 3 2を介して、パッケージ 3 1内の受光用装置 3 7から外部へ延びる光ファイバの他端は、光コネクタ 3 6に接続される。受光用装置 3 7の表面を保護用樹脂によって覆い、パッケージ 3 1の内部に外部から浸入する水分ゃガス等から受光素子を保護する。次に、光ファイバ取り出し部に樹脂を充填することによって、気密処理を施した後、パッケージ 3 1にその蓋部を取付ける。この装置の製造に際しては、図 8の紙面に垂直な方向に各部品を高精度に位置決めする必要が無く、紙面に平行な面内での位置決めをすればよい。従って、半導体集積回路の実装分野で使用される通常の実装装置を用いて容易に作製することができる。なお、全ての構成部品はパッケージ 3 1に固着されているので、機械的な振動に対して、高い信頼性を有する。

(実施例 4 )

次に、図 9 A及び図 9 Bを参照しながら本発明による光デバイスの第 4の実施例を説明する。図 9 Aは本実施例の平面図、図 9 Bはその断面図である。本実施例では、凹部の形成されたセラミック基板 4 1上に複数の受光素子に加えて、複数の半導体レーザ素子が配置されている。従って、コンパクトな構成でありながら、信号光の送受信が可能である。

以下、この光デバイスの構成を詳細に説明する。

セラミック基板 4 1の上面は、半導体レーザ素子が配置される第 1の領域と、

^光素子が形成され.る第 2の頜域に分けれる. 第 1 の頜域は. ラ . 、ク甚板 4 1に形成された凹部 4 3の底面に対応する。図 9 Bに示されるように、第 1の領域と第 2の領域の間にはステップがあり、第 1の領域の高さは、第 2の領域の高さよりも、例えば、約 6 0〜 7 0 im程度、低く形成されている。このように凹部を基板の上面に形成している理由は、この凹部に半導体レーザ素子等の発光素子を搭載するためである。発光素子の発光部の位置を光ファイバの光軸に整合させるため、凹部底面の相対的な高さが調整される。

セラミック基板 4 1の上面の第 2の領域には、 3本の溝が形成され、各溝には光ファイバ 4 8が埋め込まれている。 3本の光ファイバ 4 8を斜めに横切るように、一つの平行溝が形成されている。この平行溝内には、波長 1 . 5 5 /zmの光を反射し、波長 1 . 3 1 /xm光を透過する一枚の光反射基体 4 1が挿入されている。これらの構成は、基本的には前述の実施例と同様の構成を有しており、詳細な説明は省略する。

波長 1 . 3 1 mのレーザ光を出射する半導体レーザアレー 4 4がセラミック基板 4 1の上面の第 1の領域上に配置されている。本実施例では、同一の半導体基板に形成された半導体レーザアレー 4 4を用いているが、その代わりに、異なる種類の半導体レーザ素子を 3つ、別個にセラミック基板 4 1上に配列しても良い。

セラミック基板 4 1の上面の第 2の領域上には、 3つの半導体受光素子 4 5が並列的に配列されている。半導体受光素子 4 5は、それぞれ、対応する光フアイバ 4 8の真上に配置され、樹脂によって固定されている。半導体受光素子 4 5は、反射基体 4 1によって反射された波長 1 . 5 5 mの光信号を受け取る。

なお、セラミツグ基板 4 1の上面の第 1の領域上には、レーザ素子用電極 4 7 が形成されており、第 2の領域上には受光素子用電極 4 6が形成されている。光ファイバ 4 8の各々の先端部には、光ファイバ 4 8の先端部を一定の曲率を持つように研磨加工することによってレンズ 4 9が形成されている。このレンズ 4 9によって、半導体レーザアレー 4 4から出射された信号光が対応する光ファィバ 4 8に効率良く入射される。以下に、上記光デバイスの製造方法を説明する。

まず、セラミック基板 4 1の一部に凹部を形成した後に、前述した電極配線パターンの形成方法と同様の方法で、受光素子用電極 4 6とレーザ素子用電極 4 7 とを基板 4 1上に形成する。レーザ素子用電極 4 7は、基板 4 1の凹部に底面に形成する。

その後、前 'v卞の方法で 3本の V溝をセラミック甚板 4 1に形成した後、各 V溝内に光ファイバを埋め込み樹脂で固定する。このあと、 3本の光ファイバを横切るように一つの平行溝を形成する。その平行溝内に一枚の光反射基体 4 2を挿入し樹脂で固定する。

この後、半導体受光素子 4 5及び半導体レーザアレー 4 4を、樹脂もしくは半田材料を用いて、 irラミック基板 4 1上の所定の位置に搭載る。このとき、半導体受光素子 4 5及び半導体レーザアレー 4 4の位置は、それぞれ、すでに形成された電極 4 6および 4 7に対して調整される。光ファイバ 4 8の先端に形成したレンズ 4 9が、半導体レーザ素子アレー 4 4 の対応するレーザ光出射部に相対するよう'に、半導体レーザ素子アレー 4 4は配置される。このため、アレー状のレーザ光を一度に各光ファイバアレーに結合することができる。また、レンズ 4 9の凹部への突出距離を長くすれば、光フアイバの凹部へ露出する部分が長くなるため、光ファイバ 4 8の持つ弾性によって、レンズ 4 9の位置を半導体レーザ素子アレー 4 4の発光領域に対して調整することが容易になる。のため、光ファイバ 4 9の可動部を動かすことによって、半導体レーザからの出射光がレンズ 4 9によって光フアイバ 4 8に光学的に結合する度合を調整することができる。このような調整の後に、可動部を固定すれば、光の結合効率を最適化することができ、より大きな光出力を得ることができる。このような光デバイスによれば、複数の光ファイバからなる光ファイバアレイによって並列伝送される波長 1 . 5 5 m光信号をそれぞれ別々に半導体受光素子アレーで受光できると同時に、波長 1 . 3 1 j mの光信号を送出することができる。これにより、一つの装置で複数の双方向光信号伝送が可能となる。また同一基板上に、発光および受光素子配列の各々の信号処理を行う前述したような電気回路を設けておけば、より容易に小型化、経済化された光デバイスが得られる。

(実施例 5 )

次に、図 1 O A及び図 1 0 Bを参照しながら本発明の第 5の実施例を説明する。図 1 O Aは本実施例の平面図、図 1 0 Bはその断面図である。本実施例では、凹部の形成されたガラス基板 5 1上に受光素子及び半導体レーザ素子が配置されている。

以下、構成の詳細を説明する。

ガラス基板 5 1の上面は、半導体レーザ素子が配置される第 1の領域と、受光素子が形成される第 2の領域に分けられる。第 1の領域は、ガラス基板 5 1に形成された凹部 5 4の底面に対応する。図 1 0 Bに示されるように、第 1の領域と第 2の領域の間にはステップがあり、第 1の領域の高さは、第 2の領域の高さよりも、約 6 0 ~ 7 0 m程度、低く形成さ'れている。

ガラス基板 5 1の上面の第 2の領域には、 1本の溝が形成され、その溝には、先端部にマルチモードファイバ 5 3に変化している光ファイバ 5 2が埋め込まれている。シングルモードファイバ 5 2のコア径は 1 0 μ πιであり、マルチモードファイバ 5 3のコア径は 5 0 mのである。両ファイバの接続部では、コア径が 1 0 i mから 5 0 / mにゆるやかに連続して変化している。このような構造は、光ファイバの両端に引っ張りながら接続部を熱処理することによって得られる。光ファイバ 5 2を斜めに横切るように、一つの平行溝（不図示）が形成されている。この平行溝内には、波長 1 . 5 5 i mの光を反射し、波長 1 . 3 1 111光を透過する一枚の反射基体（不図示）が挿入されている。

波長 1 . 3 1 μ ιηのレーザ光を出射する半導体レーザ素子 5 6が基板 5 1の上面の第 1の領域上に配置されている。ガラス基板 5 1の上面の第 2の領域上には、半導体受光素子（不図示）が配列され、反射基体によって反射された波長 1 . 5 5 mの光信号を受け取る。

なお、ガラス基板 5 1の上面の第 1の領域上には、レーザ素子用電極 5 8が形成されている。

半導体レーザ素子 5 6は融点 2 3 0度の半田材料を用いてあらかじめセラミツク基板 5 5上にレンズ 5 7と共に配置され、電極 5 8から電流を通電することによって、その特性を検査し、特性が良いものだけが選ばれる。特性不良の半導体レーザ素子 5 6は、この段階で除去されるので、不必要に光ファイバと接続する必要がなく、経済性が図れる。

半導体レーザ素子 5 6が配置されたセラミック基板 5 5は、ガラス基板 5 1上の凹部 5 4に融点 1 8 0度の半田材料を用いて接続される。半導体レーザ素子 5 6から出射されたレーザ光はレンズ 5 7によって約 5 0 mのスポットサイズに拡大される。このため、マルチモード光ファイバ 5 3との結合に際して、数 m の位置精度で高い結合効率を得ることができる。マルチモードファイバ 5 3に結合したレーザ光はコァ系が緩やかに連続し'て変化してシングルモードファイバ 5 2に接続されるので散乱等の光損失を生じることなくほぼ完全に光パワーが伝送される。光ファイバ結合系の緩い実装精度も本光デバイスの経済化に大きな貢献度合いをもつ。

(実施例 6 ) ·

次に、図 1 1 A及び図 1 1 Bを参照しながら、本発明の第 6の実施例を説明する。図 1 1 A及び図 1 1 Bにおいて、 6 1はガラス基板、 6 2はシングルモードファイバ、 6 3はマルチモードファイバ、 6 4は波長 1 . 3 1 mの光信号に対して 5 0 %の反射率を有する反射基体、 6 5は半導体受光装置、 6 6は波長 1 . 3 1 mの信号光を透過し波長 1 . 5 5 umの信号光を反射する反射基体である。シングルモードの光ファイバ 6 2から伝送される波長 1 . 5 5 imの信号光は反射基体 6 6で反射されてマルチモードファイバ 6 3に取り込まれる。マルチモードファイバ 6 3の他端に半導体受光素子を接続し、すべてのマルチ化したモードの光パワーを受光することによりマルチモ丄ドの使用においても高品質のアナ口グ信号を受光することができる。マルチ化したマルチモードファイバ中のモードの光パワーを全て受光しない場合には、モーダル雑音が発生するために良好にアナログ信号を受信することができない。またシングルモードの光ファイバ 6 2 から伝送される波長 1 . 3 1 /x mの信号光は反射基体 6 4により反射されて半導体受光素子 6 5により受光される。

(実施例 7 )

次に、図 1 2 A及び図 1 2 Bを参照しながら本発明の第 7の実施例を説明する。図 1 2 Aは受光発光用装置の斜視図、図 1 2 Bはその断面図である。

図 1 2 A及び図 1 2 Bにおいて、 7 1はガラス基板、 7 2はシングルモードフアイバ、 73は波長 1. 31 /imの信号光を透過し波長 1. 55 mの信号光を反射する反射基体波長、 74は波長 1. 3'1 の光信号に対して 50%の反射率を有する反射基体、 75は波長 1. 55 zmの信号光を受光する半導体受光装置、 76は波長 1. 31 mの信号光を受光する半導体受光装置、 77は基板の外部で光ファイバ 72に接続される波長 1. 31 imの半導体レーザ、 78はフアイバ端部を所定の曲率を持つよう加工したレンズである。

波長 1. 55 imの信号光は反射基体 73で反射されて半導体受光装置 75に取り込まれる。波長 31 / mの信号光は反射基体 74により反射されて半導体受光素子 76により受光される。また半導体レーザ 77から出射するレ一ザ光はレンズ状ファイバ 78に結合されて光反射基体 74で 50%の光が透過し双方向に光信号を伝送することができる。半導体レーザ素子 77は、ガラス基板 71 とは別個の同様の基板上に形成されればよくまた別個の箇体に収容されるものでもよい。 (実施例 8)

次に、図 13を参照しながら、本発明の第 8の実施例を説明する。

図 13において、 81はシリコン半導体基板、 82はシングルモード光フアイバ、 83は波長 1. 55 mの信号光を受光する半導体受光素子、 84は波長 1. 31 mの信号光を受光する半導体発光素子、 85は波長 1. 31 _mの半導体レーザである。図 13では、不図示の光反射基体が光ファイバ 82を斜めに横切るように配置されている。それらの光反射基体を介して、光ファイバ 82と受光素子 83、 84及び発光素子 85が結合される。ここで、は発光素子 85は、面発光型レーザであり、受光素子 83及び 84とともにシリコン基板 81の上面に配置されている。

この光デバイスは、通常の半導体集積回路を組み立てるのと同様の実装方法で作製することが可能で、組立が容易であるために経済化が図れると共に、小型化が図れるしかも信頼性に優れたものである。

以上の実施例では、波長 1. 55 /zmお'よび波長 1. 31 /mの光デバイスを中心に説明したが、他の波長の組み合わせを用いたものでも良い。また実施例で示した構成材料等に制限を加えるものではないことは言うまでもない。

(実施例 9)

以下、図 14を參照しながら本発明の第 9の実施例を説明する。図 14は、本実施例の平面図である。

上面及び底面が平坦で、側面が上面に垂直なガラス基板 101の上面に，断面が第 1溝（深さ 300 m) 103が形成されている。ガラス基板 101は、 1. 55 m波長の光に対して実質的に透明な材料から形成されている。この溝 10 3内には、 UV樹脂から形成された透明な皮膜で覆われたシングルモード光ファィバ（直径 200 /zm) 102が樹脂によって固定されている。

第 2溝（溝幅約 100 m) 104が、光ファイバ 102の光軸に対して所定の角度（60度）をなし、かつ、基板 101の上面に垂直になるように、ガラス基板 101中に形成されている。第 2溝 104内には、フィルタ特性を有する光反射基体（厚さ約 8 Ο ΓΤΙ) 1 0 5が挿入され、樹脂 1 08によって固定されている。樹脂 108は、 1. 55 光に対して透明のエポキシ系材料から形成されており、その屈折率は光ファイバの屈折率にほぼ等しい。光反射基体 105は、波長 1. 55 //mの信号光のみを選択的に 10%の割合で反射するように設計されている。このような光反射基体 105は、例えば、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とを石英基板上に交互に積層することによって得られる。図中、波長が 1. 55 mの双方向に光ファイバ中を伝搬する光信号は、それぞれ、参照番号 1 0 0、 100' で示されている。

光フアイバ 102の光軸に平行な基板 101の側面のうち、一方の側面に第 1 の I n G a A s半導体受光素子 106が取り付けられ、他方の側面に第 2の I n G a As半導体受光素子 107が取り付けられている。

図中左から伝搬してきた光信号 100の'一部は、反射基体 105によって反射され、第 1の反射光 109として第 1の半導体受光素子 106に入射する。光信号 100の残りは、反射基体 105を透過して、光ファイバ 102を右方向に伝搬して行く。他方、図中右側から伝搬してきた光信号 100' の一部は反射基体 105により反射され、第 2の反射光 110として第 2の半導体受光素子 107 に入射する。光信号 100' の残りは、反射基体 105を透過して，光ファイバ 102を左方向に伝搬して行く。

本装置は、光ファイバの伝送路中に挿入されており、光信号 100、 100' が、光ファイバ 102を通して双方向に伝送される。

半導体受光素子 106及び 107の表面には半導体層表面で光信号の反射を生じないようにあらかじめ低反射率コートが施されており、光ファイバ 102を伝搬する波長 1. 55 mの光信号の一部が半導体受光素子 106及び 107に取り込まれる。ここで用いる半導体受光素子 106及び 107は、波長 1. 55 /1 mの光信号に対して透明な I nP半導体結晶基板が使われるので、光信号の入射方向は結晶成長層側もしくは結晶基板側のいずれでも良い。

この受光用装置によれば、光ファイバ部の伝送損失が 2. OdB程度と小さくすることができる。また、光ファイバ 102からの光信号出射点と半導体受光素子の受光部との距離を一定に、しかも数ミリ以内程度に近く設定できるので、光信号が空間的に拡がって半導体受光素子の受光部以外に到達して受光効率を下げることがない。このため、光ファイバ 102を伝搬する波長 1 , 55wmの光信号のうち反射基体 105で反射される成分（反射光 109) の 80%以上が半導体受光素子 106に取り込まれ高い効率が容易に得られる。同様に、光ファイバ 102を伝搬する波長 1. 55 mの光信号のうち第 1基体 105で反射する成分（反射光 110) の 80%以上が半導体受光素子 107に取り込まれ高い効率が得られる。しかも、従来の受光用光デバィスのように光フアイバの光出射端面やレンズ端面や半導体受光素子端面等の複数の端面間⁴での光信号の多重反射効果による信号劣化等の問題が無く、高い信号品質を必要とするアナログ光信号伝送系の受光用としても用いることができる。また全ての構成要素が、ガラス基板 101に対して固定されているので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置ずれで特性が変化するといった問題が無く長時間の信頼性にも優れている。

(実施例 10 )

次に、図 1 5を参照しながら、本発明の第 10の実施例を説明する。

なお、以下の説明において、既説明と同一の箇所には同一の番号を附し、説明を省略する。

図 15に示されるように、 1. 55 //m波長の光に対して透明なプラスチック材料からなる基板 201の上面に、前記実施例と同様に、深さが 200 mで断面が矩形形状の第 1溝 203が形成されている。この第 1溝 203の中に、ナイロン樹脂からなるコーティング皮膜を有するシングルモード光ファイバ（直径 9 00 tm径） 202が埋め込まれている。 '

第 2溝 204は、基板 201の基板の主面に対して傾斜するようにして、基板 201中に形成されている。本実施例では、基体 205を光ファイバの光軸に対し丁 fi 0度傾斜させている. 笫 2淸 204の断面は概略矩形で溝幅が 5 0 Aimである。第 2溝 204内には、厚さ 30 xmの石英基板上に金（Au) 薄膜を 50 0オングストロームの厚みで形成した半透過 ·半反射特性を有する光反射基体 2 05がエポキシ樹脂とともに埋め込まれている。

透明基板 201の上面には、受光径 30 O mの I nGa As半導体受光素子 206が表面実装技術によって搭載されている。'透明基板 201の底面には、受光径 300 mの I nGaAs半導体受光素子 207が、力ンパッケージに封入された状態で、配置されている。光信号 100の一部は、基体 205により反射し、反射光 208として、半導体受光素子 206に入射する。光信号 1 0'0' の一部は、基体 205により反射して、反射光 209として半導体受光素子 207に入射する。

本装置は、光ファイバの伝送路中に挿入され、光信号 100、 100' が、光ファイバ 202を通して双方向に伝送される。

第 2溝 204に埋め込んだ樹脂は、その屈折率が光ファイバ 202から取り出される光信号に対し'て屈折や反射を生じないように選ばれたものである。半導体受光素子 206の表面には半導体層表面で光信号の反射を生じないようにあらかじめ低反射率コートが施されており、光ファイバ 202を伝搬する波長 1. 55 mの光信号の一部が半導体受光素子 206に取り込まれる。ここで用いる半導体受光素子 207は波長 1. 55 / mの光信号に対して透明な InP半導体結晶基板が使われるので光信号の入射方向は結晶成長層側もしくは結晶基板側のいずれでも良い。本実施例でも、前述の実施例 9により得られる効果と同様の効果が得られる。

(実施例 11)

次に、図 16を参照しながら、本発明の第 1 1実施例を用いて説明する。なお、以下の説明において、既説明と同一の箇所には同一の番号を附し、説明を省略する。

図 16に示されるように、 1. 55 m波長の光に対して実質的に透明なガラス基板 301上に、深さが 200 imで断面が矩形形状の第 1溝 303が形成されている。第 1溝 303内には、 125 m径のシングルモード光ファイバ 30 2が埋め込まれている。

ガラス基板 301の上面に，その上面に対して斜めに第 2溝 304が形成されている。第 2溝 304は、断面が概略矩形形状で溝幅が 20 /zmである。ポリイミドフィルム上にシリコン酸化膜とチタン酸化膜を交互に積層した 1. 5 5 m 光を 10%の割合で反射するフィル夕特性を有する厚さ 10/imの光反射基体 3 05が第 2溝 304内に挿入されている。 '

ガラス基板 301上には、受光径 300 jamの I n G a A s半導体受光素子 3 06及び 307が表面実装技術によって固定されている。

ガラス基板 301の底面には、金（Au) 薄膜からなる反射器 308が形成されている。光信号 100の一部は、基体 305によって反射した後、反射器 30 8により更に反射され、反射光 309として半導体受光素子 306に入射する。光信号 100' の一部は、基体 305により反射され、反射光 3 10として半導体受光素子 307に入射する。この受光用光デバイスによれば、基体 305上の反射光 310が形成される点と半導体受光素子 307の受光部との距離を一定でしかも 100〜 300 m程度に短く設定できるので、光信号が空間的に拡がって半導体受光素子 307の受光部以外に到達して受光効率を下げることがない。また、基体 305からの反射光 309の 90%以上が半導体受光素子 307に取り込まれ、高い光一電流変換効率が容易に得られる。しかも、従来の光デバイスで問題であった光ファイバの光出射端面やレンズ端面や半導体受光素子端面等の複数の光学素子端面間での光信号の多重反射効果による信号劣化等の問題が無く、高い信号品質を必要とするアナ口グ光信号伝送系の受光用としても用いることができる。また全ての構成要素が、ガラス基板 301に対して固定されているので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置ずれで特性が変化するといつた問題が無く長時間の信頼性にも優れている。配列した半導体受光素子 306, 307は同一の半導体基板上に形成された半導体受光素子でも良い。次に、図 1 7を参照しながら、光ファイバ 302を横切って形成される第 1溝 303を通過する波長 1. 55 tmの光信号の損失について説明する。図 1 7は、光通信に通常用いられる種類のシングルモードファイバ（コア半径 ω = 5 / m) の間隙による光損失の計算結果と実験結果'とを示している。

本実施例で用いられる光ファイバの屈折率（n = l . 5 ) とほぼ同程度の屈折率を持つ樹脂で間隙が充填されている場合には、 2 0 mの間隙に対して 0 . 2 d B程度のわずかな結合損失しか生じない。この結合損失は、一つめにはフアイバ間の間隙を小さくすることで、二つめには光ファイバのコア経を大きくすることで減らすことがきる。図 1 7には、コア半径 ω - 1 0、 == 1 5 mの場合の計算結果も示されている。間隙が同じ大きさの場合であっても、コア半径 ωが大きくなると、光損失が大幅に低減されることが分かる。

図 1 8 Α及び図 1 8 Bは、それぞれ、通常の光ファイバ 4 0 1及び部分的にコァ径が拡大された光ファイバ 4 0 4を示している。

図 1 8 Aに示されるように、通常の光ファイバ 4 0 1は、一定の径を持つコア 4 0 2がクラッド 4 0 3で覆われた構成を有している。これに対して、光フアイバ 4 0 4のコア 4 0 2は、他の部分より径の大きくなつた部分 4 0 5を横切るように第 2溝を形成すれば、第 2溝の間隙による信号伝送損失を低減することができる。 '

この受光用光デバイスを製造する場合において、各構成部分の組立工程時に、光ファイバからの光信号を検出しながら各部品の位置を調整する必要がない。このため、このような受光用装置は、シリコン集積回路の実装技術分野で用いられる実装装置を用いて製造することができるので、短時間での大量の製造に適しており低価格が期待できる。なお、さらに異なる波長の光信号に対しても同様の方法を用いて製造することができるのは説明を要しない。

(実施例 1 2 )

次に、図 1 9を参照しながら、本発明の第 1 2の実施例を説明する。

本実施例の装置は図 1 4の装置と類似の構成を有しており、同一の箇所には同一の番号を付し、説明を省略する。

図 1 9の装置において特徴的な点は、ガ'ラス基板 101の主面に幅 20 βΐηで断面が概略矩形形状の第 3溝 60 1が形成されており、その中に、 1. 48 m の光を選択的に反射する第 2反射基体 602が挿入されている点にある。

このような構成を採用したことによって、波長が 1. 3 / m、 1. 48 //m及び 1. 55 mの光を含む双方向信号 600が、図中左から光ファイバ 1 02を伝搬してきた場合、'第 2反射基体 602により波長 1. 48 imの光が選択的に反射され、反射光 603として、図中左方向へ伝搬される。双方向信号 600 ' は、波長が 1. 3 im及び 1. 55 / mの信号光を含む。

このような装置は、好ましくは、希土類元素であるエルビウムが添加（ドープ）された光ファイバ増幅器（EDFA： Erubimn Doped Fiber Amplifier) に接続して用いられる。光ファイバ増幅器の励起（ボンビング）には、波長 1. 4 8 μπιの励起光が用いられる。第 2基体 602は、この励起光が受光素子 106 に入射するのを防止するため、受光素子 1 06の出力に含まれる雑音成分を低減する。これにより、受光素子 106、 107は、 1. 55 ΓΤΙ波長の光信号成分のみが検出することができる。

この装置では、受光素子 106は光ファイバ増幅器の出力モニタのため用いられ、受光素子 1 07は、外部から光ファイバ増幅器に反射して戻ってくる反射光モニタのために用いられる。

本実施例でも、第 2の基体 602と第 3溝の側壁との間には、光ファイバの屈折率とほぼ等しい屈折率を持ち樹脂が充填されている。このため、信号光の屈折や散乱反射が抑制されため、伝送損失はほとんとほ増加しない。励起光をフィル夕リングするための光学部材が、ガラス基板 10 1に一体化されているため、機械的な振動に対して高い信頼性を有する装置が提供される。

(実施例 13) 次に、図 2 0を参照しながら、本発明の第 1 3の実施例を説明する。

本実施例では、図 1 6の実施例（実施例 1 1 ) の光デバイスを、電気増幅器と共に基板上に集積化している。

前述のように、ガラス基板 3 0 1の溝内に光ファイバ 7 0 1および 7 0 1 ' の一部が埋め込まれている。電気配線パターン 7 0 3がガラス基板 3 0 1上にあらかじめ形成され、その電気配線パターン 7 0 3に接続されるように、受光素子 3 0 6及び 3 0 7と、'プリアンプ回路を有する電気集積回路素子 7 0 2とがガラス基板 3 0 1上に形成されている。

ガラス基板 3 0 1は、パッケージ 7 0 5の底部に導電性樹脂によって固定される。その後、パッケージ 7 0 5を突き抜ける各電気按統端了 7 0 4の一端と、ガラス基板 3 0 1上の電極配線パターン 7 0 3とを、アルミからなる電気接続ワイャ 7 0 3によって接続する。光ファイバ 7 0 1は、光ファイバ取り出し口を介してパッケージ 7 0 5内から外部へ延びる。次に、光ファイバ取り出し部に樹脂を充填することによって、気密処理を施した後、パッケージ 7 0 5にその蓋部を取付ける。

この装置の製造に際しては、図 2 0の紙面に垂直な方向に各部品を高精度に位置決めする必要が無く、紙面に平行な面内での位置決めをすればよい。従って、半導体集積回路の実装分野で使用される通常の実装装置を用いて容易に作製することができる。なお、全ての構成部品はパッケージ 7 0 5に固着されているので、機械的な振動に対して、高い信頼性を有する。

このように本発明によれば、光ファイバを用いて双方向光伝送システムに用いる光デバイスの小型化、集積化、軽量化をはかると共に、生産性を向上させて低コスト化を達成することができる顕著な効果があり、産業上大きな意義を有する。 (実施例 1 4 )

以下、図 2 1及び図 2 2を参照しながら、本発明の第 1 4の実施例を説明する。本実施例では、幅 1 5 0 /zm, 深さ 1 5 0； a mの断面矩形形状を有する第 1溝 1 1 0 3がガラス基板 1 1 0 1の上面に形'成されている。光ファイバ 1 1 0 2の一方の端部が第 1溝 1 1 0 3内に埋め込まれ、透明のエポキシ系樹脂材料によつて固定されている。ガラス基板 1 1 0 1には、ダイシングソ一による切断によつて傾斜した端面 1 1 0 4が形成されている。本実施例では、端面 1 1 0 4の法線方向は、光ファイバ 1 1 0 3の光軸と 3 0度の角度を為すように形成されている。後述する理由から、'この角度は 5度から 4 0度の範囲内に設定される。

傾斜端面 1 1 0 4上には反射器 1 1 0 5が樹脂によって貼り付けられ、固定されている。反射器 1 1 0 5は、石英基板上にチタン（T i ) と金（A u ) を積層することによって形成されている。ガラス基板 1 1 0 1の上面には、 I n G a A s半導体受光素子 1 1 0 6が設けられている。 1 . 3ミクロンの光信号 1 1 0 7 は、反射器 1 1 0 5によって反射され、反射光 1 1 0 8として半導体受光素子に入射する。

本実施例でも、樹脂の屈折率は光ファイバ 1 1 0 2の屈折率と同程度に設定されている。このため、端面 1 1 0 4の切断による物理的な荒れ（微細な凹凸）は、光学的には存在しない状態に等しくなるので、'光信号の散乱は生じない。光信号の反射方向に配置された半導体受光素子 1 1 0 6により光信号は効率的に電気信号に変換される。

この受光用光デバイスによれば、光ファイバ 1 1 0 2の光信号出射点と半導体受光素子 1 1 0 6の受光部との距離を一定に、しかも 6 0から 3 0 0ミクロン程度に短く設定できる。このため、光信号が空間的に拡がって半導体受光素子の受光部以外に到達して受光効率を下げることがなく、光ファイバ 1 1 0 2を伝搬する波長 1 . 3ミクロンの光信号の 9 0 %以上が半導体受光素子 1 1 0 6に取り込まれる。その結果、高い受光効率が容易に得られる。次に、図 2 2は、リターンロスの端面傾斜角度依存性を示す。図 2 2のグラフの横軸は、反射器 1 1 0 5の法線と光ファイバ 1 1 0 2の光軸とがなす角度を示し、縦軸は、光ファイバ 1 1 0 2の入射側'から見たリターンロス（光学的な反射率）を示している。

角度が 5度以下の場合、反射器 1 1 0 5の表面からの反射戻り光が光ファイバ 1 1 0 2に帰還される。また角度が 4 0度以上（4 5度以上の時は構成上考慮しない）の場合、半導体受光素子 1 1 0 6表面からの反射戻り光が光ファイバ 1 1 0 2に帰還される。 ·

反射戻り光が大きい場合には、外部の光コネクタの反射端面との間で多重反射が引き起こされ、受光信号の品質を劣化させる。しかしながら、本発明では角度を 5度から 4 0度の範囲に設定するので、図 2 2から明らかなように、光フアイパの光出射端面や従来の受光素子で用いられているレンズの端面や半導体受光素子端面等の複数の光学的な端面間での多重反射による信号劣化等の問題が無く、高い信号品質を必要とするアナログ光信号伝送系の受光用としても用いることができる。

また、本発明の形態においては、レンズ等の光学部品を用いていないので小型であると同時に、全ての構成要素がガラス基板 1 1 0 1に対して固定されているので、外部からの振動や外部の温度変化に伴う位置ずれで特性が変化するといつた問題が無く長時間の信頼性にも優れている。

次に、図 2 3 Aから図 2 3 Dを参照しながら、受光用装置の製造方法を説明する。

まず、図 2 3 Aに示すように、断面矩形形状を有する第 1の溝 1 1 0 3を機械的な切削によってガラス基板 1 1 0 1の上面に形成する。ガラス基板 1 1 0 1の上面には、あらかじめ電極材料を真空蒸着し、続くフォトリソグラフイエ程及びエッチング工程によって所望の電極パターンを形成しておく。これらの工程で、同時に、端面 1 1 0 4が形成される位置及び受光素子が配置される位置を表示する「位置合わせ用マーク（不図示）」をガラス基板 1 1 0 1の上面に形成する。次に、図 2 3 Bに示すように、光ファイバ 1 1 0 2を樹脂材料とともに第 1の溝 1 1 0 3中に埋め込む。この後、樹脂を'硬化する。

次に、ガラス基板 1 1 0 1の上記「位置合わせマーク」によって示される部分、すなわち図 2 3 Bにおいて破線で示される部分を、ワイヤソゥゃダイシングソゥと呼ばれる切断装置を用いて切断する。こうして，図 2 3 Cに示すように、光ファイノ 1 1 0 2の光軸に対して所定の角度で基板端面 1 1 0 4を形成する。

次に、図 2 3 D 示すように、基板端面 1 1 0 4に樹脂を介して光反射基体 1 1 0 5を貼り付け、固定する。また、樹脂を用いて、半導体受光素子 1 1 0 6を、位置合わせマークが示す所定の位置に配置する。樹脂材料として紫外線光を外部から照射することにより硬化するものを用いれば、長時間の硬化時間を必要とせずに所定の位置に半導体受光素子を固定することができる。

この受光用装置は、光ファイバからの光信号を検出しながら位置を調整する必要がなく、既存のシリコン集積回路の実装手段に用いられる類の全て 2次元的な実装手段を用いて製造することができるので、短時間での大量の製造に適しており低価格が期待できる。

(実施例 1 5 )

次に、図 2 4を参照しながら、本発明の第 1 5の実施例を説明する。

光信号波長に対して透明のガラス基板 1 4 0 1、光ファイバ 1 4 0 2、ガラス基板 1 4 0 1中に形成された幅 1 5 0 m、深さ 1 5 0 mの断面矩形形状を有する第 1の溝 1 4 0 3で透明のエポキシ系樹脂材料により光ファイバ 1 4 0 2の —部が埋め込まれて固定されている。

1 4 0 4は基板端面、 1 4 0 5は反射器、 1 4 0 6は半導体受光素子、 1 4 0 7は 1 . 3 i m光信号、 1 4 0 8は反射光であり、図 2 1の実施例と同様のものである。光信号 1 4 0 7は光ファイノ、' 1 4 0 2中を伝搬した後基板端面 1 4 0 4 上に貼り付け固定された反射器 1 4 0 5により上方に反射して光ファイバ 1 4 0 2の外部に取り出され、透明ガラス基板 1401の中を通って基板の主面上に配置された半導体受光素子 1406の受光部'に到達して電気信号に変換される。この受光用装置においても、実施例 14について説明したような優れた特性が得られる。

(実施例 16)

次に、図 25、囟 26 A及び図 26 Bを参照しながら、本発明の第 16の実施例を説明する。図 25において、 1501はシリコン基板、 1502は光フアイバ、 1503は幅 140 mの第一の溝、 1504は基板端面、 1505は反射器、 1506は第三の溝である幅 20 imのスリットで基板 1501の主面内に於いて光ファイバの光軸に対して所定の角度を為す。 1507はポリイミドフィルム上の誘電体多層膜からなる波長 1. 3 ΙΤΙ光を透過し波長 1. 55 tm光を反射するフィル夕、 1508は InGaAs半導体受光素子、 1509は光ファイバと概略同程度の屈折率のエポキシ系樹脂、 1510は波長 1. 3 zmと 1. 55 // mの光信号、 151 1は 1. 3 /zmの反射光である。

本光デバイスの構成では、 2波長の信号光の内から選択的に一方の波長の信号を受光することができる。波長数や選択される波長の種類は、フィルタ 1507 を適当に選ぶことにより選択することができることは言うまでもない。

次に、本光デバイスの受光部の詳細について、図 26 A及び 26 Bを参照しながら説明する。

図 26において、 1601は基板、 1602は半導体受光素子、 1603は半導体受光素子 1602の受光部、 1604は半導体受光素子 1602の電極、 1 605はあらかじめ基板 1601の主面上にもうけられた金（An) 材料からなる突起部を有する基板電極、 1606はエポキシ樹脂である。

図 26 Aは、樹脂固定前の半導体受光素子 1602と基板電極 1605の位置関係を示している。図 26Bは、半導体受光素子 1602と基板 1601の間にエポキシ樹脂 1 6 0 6で接着固定されている様子を示しており、電極 1 6 0 4と基板電極 1 6 0 5とが電気的に良好な接続'が得られる。

(実施例 1 7 )

次に、図 2 7を参照しながら、第 1 7の実施例を説明する。

図 2 7に於いて 1 7 0 1は厚さ 4 0 mの石英基板上に誘電体多層膜を積層した波長 1 . 5 5 iiii光を透過し波長 1 . 3 i m光を反射するフィルタである。なぉ既説明と同一の箇所には同一の番号を付し説明を省略する。フィル夕 1 7 0 1 は半導体受光素子 1 5 0 8を基板 1 5 0 1に樹脂 1 5 0 9に固定する前に、その間に同じ樹脂を用いて基板 1 5 0 1上に接着固定され、反射光 1 5 1 1は半導体受光素子 1 5 0 8の受光部に到達する前にこのフィル夕 1 7 0 1を通過するように設置されている。これにより発明の実施の形態で説明したと同様な波長選択性のある受光特性が得られる。半導体受光素子の受光部に直接フィル夕が形成されている場合にも同様の効果が得られる。

(実施例 1 8 )

次に、図 2 8を参照しながら、本発明の第 1 8の実施例を説明する。図 2 8に於いて、 1 8 0 1は基板、 1 8 0 2はファイバコネクタの構成部品であるフェル —ル、 1 8 0 3はフェル一ル中の光ファイバ、 1 8 0 4は第二の溝であるスリツト、 1 8 0 5は反射器、 1 8 0 6は第一の溝、 1 8 0 7は半導体受光素子、 1 8 0 8は光信号、 1 8 0 9は反射光である。フエルール 1 8 0 2は基板 1 8 0 1上に固定されており、後に形成されるファイバコネクタを介して外部の光伝送路に接続される。あらかじめフエルール 1 8 0 2を接続しておくことにより容易にフアイバコネクタが形成できる利点がある。また光デノスの製造工程に於いて、長尺の光ファイバをひきずることが無く、その扱いが容易となる利点がある。光ファイバの他方の端について説明を省略したが、同様のフエルールを設けておけば両側に光コネクタが容易に形成され、外部の光フアイバ伝送路との接続が容易となる。次に図 2 9 Aから図 2 9 Eを参照しながら本実施例の製造方法を説明する。図 2 9 Aに示されるように、基板 1 8 0 1の上面に複数の第 1溝 1 8 0 6を平行に形成する。この後、図 2 9 Bに示されるように、フエルール 1 8 0 2のついた複数の光ファイバ 1 8 0 3を、それぞれ、対応する第 1溝 1 8 0 6中に樹脂材料を用いて埋め込み固定する。次に、図 2 9 Cに示されるように、光ファイバ 1 8 0 1を横切るように、基板 1 8 0 1の上面に対して斜めに（所定の角度で）第 2溝 1 8 0 4を形成する。

次に、図 2 9 Dに示されるように、一枚の反射基体 1 8 0 5を樹脂材料とともに第 1溝 1 8 0 4内に挿入し固定した後、各半導体受光素子 1 8 0 7を基板 1 8 0 1上に配置する。この後、図 2 9 Eに示されるように、各光デパイスをそれぞれのュニッ卜に分割する。

このように製造方法は、第 1溝 1 8 0 6および第 2溝 1 8 0 4を形成する工程が、複数の光デバイスに関して一度に処理されるため、量産化に適している。

(実施例 1 9 )

図 3 1 A及び図 3 1 Bを参照しながら、本発明の第 1 9実施例を説明する。本実施例では、受光素子等と一体化された第 1基板 1 9 0 1が、上面に段差の形成された第 2基板 1 9 0 2の上に搭載され、一個の光ファイバモジュールを構成している。第 1基板 1 9 0 1には第 1溝 1 9 0 3が形成され、その中に光ファィバ 1 9 0 4が樹脂で固定されている。また、第 2溝 1 9 0 5およびその中に挿入された光反射基体 1 9 0 6が光ファイバ 1 9 0 4を斜めに横切っている。前述の実施例と同様に、第 2溝 1 9 0 5の中では光反射基体 1 9 0 6を樹脂が包み込んでおり、第 1基板 1 9 0 1の上面にあって光反射基体 1 9 0 6によって反射された光を受け取れる位置には、受光素子 1 9 0 7が樹脂によって固定されている。これらの樹脂の屈折率は、光ファイバのコ'ァ部の屈折率とほぼ等しい。

第 1基板 1 9 0 1と第 2基板 1 9 0 2とは、例えばシルバーペース卜のような接着剤 1 9 1 0によって図 3 1 Bに示すように固着される。第 2基板 1 9 0 2は、厚い部分と薄い部分とから構成されており、厚い部分の上部には、光ファイバ 1 9 0 4の先端部を支持 ·固定するための V溝 1 9 0 8が形成されている。第 2基板 1 9 0 2は、例えばシリコン基板の上面の選択された領域を部分的にエツチングすることによって形成され得る。

第 2基板 1 9 0 2上に半導体レーザ素子 1 9 0 9が実装された後、半導体レ一ザ素子 1 9 0 9が所定の特性を示す良品か否かを判断するためのスクリーニング試験が行われる。一般に、半導体レーザ素子 1 9 0 9の信頼性歩留りは 1 0 0 % でないため、上記スクリーニング試験によって、半導体レーザ素子 1 9 0 9の不良品が排除される。スクリーニング試験は、受光素子 1 9 0 7や光ファイバ 1 9 0 4が固定された第 1基板 1 9 0 1を第 2基板 1 9 0 2上に搭載する前に行われ得る。

第 2基板 1 9 0 2に設けた段差の高さは、第 1基板 1 9 0 1の厚さに応じて調整される。第 1基板 1 9 0 1の厚さが、例えば 3 5 0 mで、第 1基板 1 9 0 1 に形成された第 1溝 1 9 0 3の深さ（光ファイバ 1 9 0 4のコア径に対応する）が 7 0 /z mの場合、第 2基板 1 9 0 2の段差高さは、 2 7 0〜2 9 0 ΙΏ程度に設定される。そうして、図 3 1 Bに示すように、光ファイバの光軸の位置と半導体レーザ素子の発光位置とを整合させることができる。基板 1 9 0 1、 1 9 0 2 には、前述の実施例について述べたように、電極配線パターン（不図示）が形成されていている。

このような光ファイバモジュールによれば、半導体レーザ素子 1 9 0 9からの信号光を光ファイバ 1 9 0 4に効率的に入射させ、しかも、光ファイバ 1 9 0 4 を伝搬してきた信号光をインライン配置された受光素子 1 9 0 7で効率的に受け取ることができる。本実施例によれば、一般家庭の加入者端末を小型化 ·低価格化することができる。産業上の利用の可能性

以上説明したように、本発明は低損失化、小型化、低価格化、高信頼性化が可能な光デバイスとその製造方法を提供するものであり、中継伝送系、加入者系、構内伝送系等のさざまな光ファイバ通信システムの構築に向けて大きく貢献するものであり産業上大きな意義を有するものである。

Claims

請求の範囲

1. 基板と、

該基板に形成された少なくとも一つの第 1溝と、

該第 1溝内に配置された光フアイパと、

該光ファイバを斜めに横切る少なくとも一つの第 2溝とを備えた光デバイスであって、更に、 '

該第 2溝内に挿入され、該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を備えている光デバイス。

2. 前記第 2溝内において、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間には、該光ファイバのコア部の屈折率 n _f にほぼ等しい屈折率 n _rを持つ材料が埋められている、請求項 1に記載の光デバイス。

3. 前記屈折率 n rと前記屈折率 n _fとの間には、

0. 9≤ (n_r/n _f) ≤ 1. 1の関係がある、請求項 2に記載の光デバイス。

4. 前記屈折率 n_rを持つ材料は樹脂から形成されている、請求項 2に記載の光デバイス。

5. 前記屈折率 n_rを持つ材料は紫外線硬化樹脂から形成されている、請求項 4に記載の光デバイス。

6. 前記第 2溝の内壁には微細な凹凸が存在する、請求項 2に記載の光デバイス。

7. 前記光学部材は、選択された範囲の波長を有する光を選択的に反射する、請求項 1に記載の光デバイス。

8. 前記光学部材は、選択された範囲の波長を有する光を選択的に透過する、請求項 1に記載の光デパイス。

9. 前記光学都材は、屈折率 n_bを持つ材料から形成されたベースと、該べース上に形成された誘電体多層膜とを備えており、該屈折率 n_bと前記屈折率 n _f との間には、 0. 9≤ (n_b/n_f) ≤1. 1の関係がある、請求項 2に記載の光デバイス。

10. 前記光学部材の前記面は回折格子を有する、請求項 1に記載の光デバイス。

11. 前記基板は前記光ファイバを伝搬する信号光に対して透明な材料から形成されている、請求項 1に記載の光デバイス。

12. 前記基板はガラスから形成されている、請求項 1に記載の光デバイス。

13. 前記基板はセラミックから形成されている、請求項 1に記載の光デバイス。

14. 前記基板は半導体から形成されている、請求項 1に記載の光デバイス。

5. 前記光学部材の前記面の法線は、前記光ファイバの光軸と平行ではない、請求項 1に記載の光デバイス。

1 6. 前記第 2溝は、前記基板の上面に対して傾斜している、請求項 1 5に記載の光デバイス。

1 7. 前記光学部材によって反射または回折された光を受け取る少なくとも 1つの光学素子を'、前記基板上に備えている請求項 1に記載の光デバイス。

1 8. 前記光学部材を透過した光を受け取る少なくとも 1つの第 2光学素子を、前記基板上に更に備えている請求項 1 7に記載の光デバイス。

1 9. 前記基板は、上面と底面とを有しており、

該基板の該底面に配置され、前記光学部材により反射または回折された光を受け取る第 1受光素子と、

該基板の該上面に配置され、該光学部材により反射または回折された光を受け取る第 2受光素子と、

を更に備えた請求項 1に記載の光デバイス。

2 0. 前記基板は、上面と、反射器の取り付けられた底面とを有しており、該基板の該上面に配置され、前記光学部材により反射または回折された光を受け取る第 1受光素子と、

該基板の該上面に配置され、該光学部材により反射または回折された光を、該反射器を介して受け取る第 2受光素子と、

を更に備えた請求項 1に記載の光デバイス。

2 1 . 前記基板は、上面と底面と複数の側面とを有しており、該基板の該複数の側面の一つに配置され、前記光学部材により反射または回折された光を受け取る第 1受光素子と、

該基板の該複数の側面の他の一つに配置され、該光学部材により反射または回折された光を受け取る第 2受光素子と、

を更に備えた請求項 1に記載の光デバイス。

2 2. 前記光孛素子は、受け取った光に応じた電気信号を生成する受光素子である請求項 1 7に記載の光デバイス。

2 3 . 前記受光素子は、前記基板上に固定されている請求項 2 2に記載の光デバイス。

2 4. 前記受光素子の受光面と前記基板との間には、前記光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しい屈折率 n _pを持つ材料が埋められている、請求項 2 3に記載の光デパイス。

2 5. 前記受光素子の受光面には低反射率膜が形成されている、請求項 2 4 に記載の光デバイス。

2 6. 前記第 2溝の数は複数であり、該複数の第 2溝のそれぞれに、異なるフィルタ特性を持つ光学部材が挿入されている、請求項 1に記載の光デバイス。

2 7. 前記第 1溝の数は複数であり、前記第 2溝の数は単数であり、該単一の第 2溝が該複数の第 1溝を横切っている、請求項 1に記載の光デバイス。

2 8. 前記第 1溝の数は複数であり、該複数の第 1溝は、ほぼ平行となるように前記基板上に配列されている、請求項 1に記載の光デバイス。

2 9. 前記基板上には、前記第 1溝に交差する方向に沿って第 3溝が形成されており、該第 3溝内には他の光ファイバが設けられており、前記光学部材から反射又は回折された光が該他の光ファイバに結合される、請求項 1に記載の光デバイス。

3 0. 前記光ファイバの端部に半導体レーザから出射されたレーザ光が結合される請求項 1に記載の光デバイス。

3 1 . 前記基板は該上面に凹部を有しており、

該基板の該凹部に配置された半導体レーザを備えており、

前記光フアイバの端部はレンズ状に加工されており、該半導体レーザの出射光が該光ファイバに光学的に結合する請求項 3 0に記載の光デバイス。

3 2. 前記光ファイバの端部は、前記レンズ状部分の位置を前記半導体レーザ素子に対して相対的に移動させることのできる可動部を有しており、

前記半導体レーザの出射光が該光ファイバに光学的に結合される状態で該可動部が固定されている、請求項 3 1に記載の光デバイス。

3 3. 前記基板は該上面に凹部を有しており、

該基板の該凹部に配置された半導体レーザと、該半導体レーザの出射光を該光ファイバに光学的に結合するレンズとを備えている、請求項 3 0に記載の光デバイス。

3 4. 前記半導体レーザと前記レンズとを支持する支持部材が前記基板の凹部に配置されている、請求項 3 3に記載の光デバイス。

3 5 . 前記支持部材上に配置された前記半導体レーザは、検査により選別された後に、前記基板の凹部に配置される請求項 3 3に記載の光デバイス。

3 6 . 前記半導体レーザからのレーザ光の一部を受け取る受光素子を前記基板上に備えている請求項 3 0に記載の光デバイス。

3 7 . 前記光ファイバは、該光ファイバを伝搬する信号光の波長帯域においてシングルモードファイバとして機能する第 1部分と、該信号光の波長帯域においてマルチモードファイバとして機能する第 2部分と、該第 1部分及び該第 2部分を接続する接続部分とを有しており、該第 1部から該第 2部分に向かって該接続部のコア径がゆるやかに連続して変化している請求項 1に記載の光デバイス。

3 8 . 前記光ファイバのうち、前記マルチモードファイバとして機能する第

2部分のコア径は、シンダルモードフアイバの一部を加熱処理することによって増加されたものである、請求項 3 7に記載の光デバイス。

3 9 . 前記第 3溝内の前記他の光ファイバは、マルチモードファイバから形成されており、

前記光学部材から反射又は回折された光を該他の光ファイバを介して受け取る受光素子を更に備えている、請求項 2 9に記載の光デバイス。

4 0 . 前記基板には電気配線パターンが形成されており、

前記受光素子は、該電気配線パターンに接続されている、請求項 1 7に記載の光デバイス。

00

4 1 . 前記受光素子の信号処理を行うための半導体電気素子が、前記電気配線パターンに接続されている、請求項 4 0に記載の光デバイス。

4 2. 前記光ファイバの一端には、他の光ファイバに接続するための光コネクタが取り付けられている請求項 1に記載の光デバイス。

4 3. 前記基板の上面を覆うように形成された保護膜を更に備えている請求項 1に記載の光デバイス。

4 4. 前記基板は、前記光ファイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための複数の端子とを有する箇体内に収容されている請求項 1に記載の光デバイス。

4 5. 前記半導体レーザは前記支持部材上に第 1の半田材料によって接続され、該支持部材は該第 1の半田材料の融点よりも高い融点を持つ第 2の半田材料によって前記基板上に接続されている、請求項 3 4に記載の光デバイス。

4 6. 前記基板は、前記光ファイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための複数の端子とを有する箇体内に収容されており、

該基板は前記第 2の半田材料の融点よりも低い融点を持つ第 3の半田材料によつて該箇体の底部に接続されている、請求項 4 5に記載の光デバイス。

4 7. 基板と、

該基板に形成された少なくとも一つの第 1溝と、

該第 1溝内に配置され、双方向に信号光を伝搬する光ファイバと、該光ファイバを斜めに横切る少なくとも一つの第 2溝とを備えた光デバイスであって、更に、

該第 2溝内に挿入され、該光ファイバを伝搬する双方向信号光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材と、

該双方向信号光のうち、該光学部材によって反射または回折された光をそれぞれ受け取る 2つの受光素子と、

を備えている光デバイス。

48. 前記光フアイバを横切る第 3溝と、

該第 3溝内に挿入され、該光ファイバを伝搬する不要な波長成分の光を反射除去する面を有する第 2の光学部材と、

を更に備えている請求項 47に記載の光デバイス。

49. 前記第 2溝は前記光ファイバの光軸に対して垂直である、請求項 48 に記載の光デバイス。

50. 前記第 3溝中に挿入された前記第 2の光学部材による反射光が前記 2 つの受光素子に混入しないように、前記第 2溝及び該第 3溝は前記光ファイバの光軸に対して異なる角度に形成されている請求項 48に記載の光デバイス。

51. 前記第 2溝内において、少なくとも前記光学部材と前記光ファイバとの間には、該光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しい屈折率 n _rを持つ材料が埋められている、請求項 47に記載の光デバイス。

52. 前記屈折率 n_rと前記屈折率 n_f との間には、

0. 9≤ (n _r/n _f) ≤ l. 1の関係がある、請求項 5 1に記載の光デバイス'

53. 前記屈折率を持つ材料は樹脂から形成されている、請求項 51に記載の光デバイス。

54. 前記屈折率 n_rを持つ材料は紫外線硬化樹脂から形成されている、請求項 53に記載の光デバイス。

55. 前記第 2溝の内壁には微細な凹凸が存在する、請求項 51に記載の光デバイス。

56. 前記光学部材は、選択された範囲の波長を有する光を選択的に反射する、請求項 47に記載の光デバイス。

57. 前記光学部材は、選択された範囲の波長を有する光を選択的に透過する、請求項 47に記載の光デバイス。

58. 前記光学部材は、屈折率 n_bを持つ材料から形成されたベースと、該ベース上に形成された誘電体多層膜とを備えており、該屈折率 n _bと前記屈折率 n_f との間には、 0. 9≤ (n_b/n_f) ≤ 1. 1の関係がある、請求項 51に記載の光デバイス。

59. 前記光学部材の前記面は回折格子を有する、請求項 47に記載の光デパイス。

60. 前記基板は前記光ファイバを伝搬する信号光に対して透明な材料から形成されている、請求項 4 7に記載の光デバイス。

6 1 . 前記基板はガラス材料から形成されている請求項 6 0に記載の光デバイス。

6 2. 前記基板はブラスティック材料から形成されている請求項 6 0に記載の光デバイス。 '

6 3 . 前記双方向信号光は、相互に異なる波長を有しており、

前記光学部材は、透明でかつ光ファイバの屈折率とほぼ同じ屈折率を有するベースと、該ベースの 2つの主面上に形成された 2つの反射コートとを有しており、該 2つの反射コートは、それぞれ、異なる反射特性を示す請求項 4 7に記載の光デバイス。

6 4. 前記反射コートは、金属薄膜から形成されている請求項 6 3に記載の光デバイス。

6 5. 前記 2つの反射コートが、それぞれ、多層薄膜構造を有している請求項 6 4に記載の光デバイス。

6 6. 前記 2つの受光素子のそれぞれは、カン状箇体にシーリングして実装されており、該カン状箇体と陥合するように前記基板には 2つの凹部が形成されている請求項 4 7に記載の光デバイス。

6 7. 前記 2つの受光素子は、前記基板に形成された電気配線パターンに接続されている請求項 6 6に記載の光デバイス。

6 8. 前記電気配線パターンは、前言 0 2つの受光素子の少なくとも 1つから出力される電気信号を検出して信号処理する電気集積回路素子に接続されている、請求項 6 7に記載の光デバイス。

6 9. 前記光ファイバは、該光ファイバを伝搬する信号光の波長帯域においてシングルモード'フアイバとして機能する第 1部分と、該信号光の波長帯域においてマルチモードファイバとして機能する第 2部分と、該第 1部分及び該第 2部分を接続する接続部分とを有しており、該第 1部から該第 2部分に向かって該接続部のコア径がゆるやかに連続して変化している請求項 4 7に記載の光デバイス。

7 0. 前記基板は、前記光ファイバの取り出し口と、外部と電気的に接続するための複数の端子とを有する箇体内に収容されている請求項 4 7に記載の光デバイス。

7 1 . 前記光ファイバ内を双方向に伝搬する光の波長は、 1 . 3 ΓΠ帯及び又は 1 . 5 m帯に属し、前記第 2の光学部材によって除去される不要な光の波長は 0. 9 8 m帯又は 1 . 4 8 /i m帯に属する請求項 4 8に記載の光デバイス。

7 2. 基板の上面に第 1溝を形成する工程と、

光フアイパの一部を該第 1溝内に埋込み固定する工程と、

該光ファイバを斜めに横切る第 2溝を形成する工程と、

該第 2溝内に該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を挿入し固定する工程と.、

を包含する光デバイスの製造方法。

7 3 . 前記第 2溝内に前記光学部材を挿入し固定する工程は、

該第 2溝内において、少なくとも前記^学部材と前記光ファイバとの間に、該光ファイバのコア部の屈折率 n _fにほぼ等しい屈折率 n _rを持つ材料を埋め込む工程を包含する、請求項 7 2に記載の光デバイスの製造方法。

7 4. 前記屈折率 n _rと前記屈折率 n _f との間には、

0 . 9≤ ( n _t /' n _f ) ≤ 1 . 1の関係がある、請求項 7 3に記載の光デバイスの製造方法。

7 5 . 前記基板上に少なくとも一つの受光素子を配置する工程を更に包含する、請求項 7 2に記載の光デバイスの製造方法。

7 6 . 前記基板上に少なくとも一つの受光素子を配置する工程を更に包含する、請求項 7 2に記載の光デバイスの製造方法。

7 7 . 前記基板上に少なくとも一つの発光素子を配置する工程を更に包含する、請求項 7 6に記載の光デバイスの製造方法。

7 8 . 基板の上面に複数の第 1溝を形成する工程と、

光ファイバの一部を該複数の第 1溝内の各々に埋込み固定する工程と、該複数の光ファイバを斜めに横切る第 2溝を形成する工程と、

該第 2溝内に該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を挿入し固定する工程と、

を包含する光デバイスの製造方法。

7 9 . 前記光学部材の前記面の法線方向と前記光ファイバの光軸方向との為す角度、 5度以上 4 0度以下である請求項 1に記載の光デバイス。

8 0 . 基板と、

該基板に形成された少なくとも一つの第 1溝と、

該第 1溝内に配置された光ファイバと、

該光ファイバを斜めに横切る該基板の端面と、

を備えた光デバィズであって、更に、

該光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する材料によって、該基板の該端面上に貼り付けられた、該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材と、

該基板上に配置された受光素子であって、該光ファイバ内を伝搬する光の一部のうち該光学部材によって反射された光を受け取る受光素子と、

を備えた光デバイス。

8 1 . 前記受光素子は、前記基板の前記第 1溝が形成されている面上に配置されている請求項 8 0に記載の光デバイス。

8 2 . 前記受光素子は、前記基板の前記第 1溝が形成されている面の反対側の面上に配置されている請求項 8 1に記載の光デバイス。

8 3 . 前記光ファイバを横切る第 3溝と、

該第 3溝内に挿入され、特定の波長領域の光を反射する第 2の光学部材と、を備え、

該第 2の光学部材は、該光フアイパ内を伝搬する該特定の波長領域の光が前記受光素子に入射しないようにする請求項 8 1に記載の光デバイス。

8 4. 前記光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する樹脂材料によつて前記基板の上面に貼り付けられた'、特定の波長領域の光を反射する光学部材を備えており、

前記受光素子は、該光学部材の上に配置されている、請求項 8 1に記載の光デパイス。

8 5. 前記受素子の受光面には、誘電体多層膜構造を有するフィル夕が形成されている請求項 8 1に記載の光デバイス。

8 6. 前記光ファイバは、光ファイノ光伝送路に接続される請求項 1に記載の光デバイス。

8 7. 前記光ファイバには、光ファイバ伝送路に接続するためのフエルール部が形成されている請求項 1に記載の光デバイス。

8 8 . 基板上に第 1溝を形成する工程と、'

光ファイバを該第 1の溝内に固定する工程と、

該光ファイバを斜めに切断し、該光ファイバの光軸に対して傾斜した端面を該基板上に形成する工程と、

該光ファイバを伝搬する光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材を、該光ファイバのコア部の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する材料によつて該傾斜端面に貼り付ける工程と、

該光学部材によって反射又は回折された光を受け取る受光素子を該基板上に配置する工程と、

を包含する光デバイスの製造方法。