WO2016063786A1 - 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法 - Google Patents

光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016063786A1
WO2016063786A1 PCT/JP2015/079144 JP2015079144W WO2016063786A1 WO 2016063786 A1 WO2016063786 A1 WO 2016063786A1 JP 2015079144 W JP2015079144 W JP 2015079144W WO 2016063786 A1 WO2016063786 A1 WO 2016063786A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
optical
face
fixing member
optical waveguide
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/079144
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓樹 石原
松本　亮吉
Original Assignee
株式会社フジクラ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジクラ filed Critical 株式会社フジクラ
Priority to JP2016555194A priority Critical patent/JPWO2016063786A1/ja
Publication of WO2016063786A1 publication Critical patent/WO2016063786A1/ja
Priority to US15/450,976 priority patent/US10168483B2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G02B6/305—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide
    • 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
    • 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
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3632—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the cross-sectional shape of the mechanical coupling means
    • G02B6/3636—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the cross-sectional shape of the mechanical coupling means the mechanical coupling means being grooves
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/024—Optical fibres with cladding with or without a coating with polarisation maintaining properties
    • 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
    • G02B6/4212—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element being a coupling medium interposed therebetween, e.g. epoxy resin, refractive index matching material, index grease, matching liquid or gel

Definitions

  • the present invention relates to a connection method for connecting an optical fiber to a tapered optical waveguide formed in a semiconductor optical device, a semiconductor optical device, and a method for manufacturing a semiconductor optical device to which an optical fiber is connected.
  • transponder accommodated in transmission equipment such as routers will be reduced to about 1/10 in terms of area ratio. Along with this, it is required to greatly reduce the size of devices (light source, optical modulator, receiver, etc.) accommodated in this transponder.
  • a semiconductor optical device is a general term for optical devices made of semiconductor materials. Typical examples of the semiconductor material include indium phosphide, silicon, and gallium arsenide.
  • the size of the lithium niobate modulator housed in a transponder having a 5 inch ⁇ 7 inch housing is about 5 cm.
  • the size of the semiconductor optical modulator made of indium phosphide or silicon is several mm or less.
  • the size of the semiconductor optical modulator can be set to 1/10 or less of the size of the lithium niobate modulator.
  • a problem with semiconductor optical devices is mode mismatch with optical fibers used in transmission networks. That is, the width of the optical waveguide (single mode) in the semiconductor optical device is about several hundred nm to several ⁇ m. On the other hand, the core diameter of the optical fiber is about 10 ⁇ m. For this reason, attempting these optical couplings results in mode mismatch, which results in large coupling losses.
  • An example of the mode field conversion structure is a lens provided on the end face of the optical fiber.
  • the lens when the lens is used, the number of parts is increased, and an error allowed in optical coupling is determined according to the mode field diameter of the optical waveguide in the semiconductor optical device, so that conversion with extremely high accuracy is required. Therefore, when the lens is used as a mode field conversion structure, it is difficult to convert the mode field diameter stably and with low coupling loss.
  • Patent Documents 1 and 2 An example of this technique is disclosed in Patent Documents 1 and 2.
  • a tapered optical waveguide made of silica (relative refractive index: about 1.45) is used as a core, and this is a clad made of air (relative refractive index: 1).
  • a tapered optical waveguide made of silica (relative refractive index: about 1.45) is used as a core, and this is a clad made of air (relative refractive index: 1).
  • the optical fiber may be misaligned to increase the optical loss, and the mode field converter may be deformed (strained) due to the shrinkage stress.
  • the relative refractive index of the ultraviolet curable resin or the like needs to be 1 to 1.45, but the relative refractive index is 1 to 1. Most of the 1.45 resins shrink by about 10% upon curing.
  • a connection method is the connection method in which an optical fiber is connected to an optical waveguide formed in a semiconductor optical device. After the temporary fixing step of temporarily fixing the end face of the optical fiber, and after the temporary fixing step, the end face of the optical fiber is abutted against the end face of the optical waveguide through the temporary fixing member, and separated from the end face of the optical fiber. And fixing the optical fiber to the semiconductor optical device at a position.
  • the end face of the optical fiber is temporarily fixed to the end face of the optical waveguide.
  • the optical fiber can be prevented from axial misalignment due to curing shrinkage of an ultraviolet curable resin or the like, and thus optical loss can be suppressed, and deformation of the mode field converter can be suppressed.
  • a semiconductor optical device is a semiconductor optical device in which an optical waveguide is formed.
  • the end surface of the optical fiber is connected to the end surface of the optical waveguide via a fixing member. It is characterized by being connected.
  • the optical fiber when connecting the end face of the optical fiber to the end face of the optical waveguide, the optical fiber is fixed to the optical waveguide without fixing the end face of the optical fiber and / or the vicinity thereof with an ultraviolet curable resin or the like. It becomes possible to do. As a result, high-quality semiconductor light with suppressed optical loss due to suppression of optical fiber misalignment due to curing shrinkage of UV curable resin, etc., and suppression of deformation of the mode field converter A device can be realized.
  • a method for manufacturing a semiconductor optical device to which an optical fiber according to the present invention is connected includes: a method for manufacturing a semiconductor optical device to which an optical fiber is connected; A fixing step of fixing the end face of the optical fiber to the end face of the optical waveguide of the semiconductor optical device, and after the fixing step, the end face of the optical fiber is abutted against the end face of the optical waveguide through the fixing member, And a step of fixing the optical fiber to the semiconductor optical device at a position away from the end face of the optical fiber.
  • the semiconductor optical device according to the present invention can be manufactured.
  • the temporary fixing member and the fixing member may be provided on the end face of the optical fiber or on the end face of the optical waveguide, for example.
  • the present invention it is possible to suppress the optical loss related to the conversion of the mode field diameter and to suppress the deformation of the mode field converter.
  • FIG. 1 is a top view of a semiconductor optical device according to an embodiment of the present invention. It is an enlarged view of the area
  • (A) is a top view of the semiconductor optical device before temporary fixing
  • (b) is a top view of the semiconductor optical device after temporary fixing and before fixing with an ultraviolet curable resin
  • (c) is an ultraviolet curable resin. It is a top view of the semiconductor optical device after fixation by. 6 is a top view photograph corresponding to (c) of FIG. 5.
  • (A) is a graph showing the relationship between the elapsed time and the normalized light intensity when no temporary fixing member is provided, and (b) is the same relationship when an ultraviolet curable resin is applied in the vicinity of the end face of the optical fiber. It is a graph which shows.
  • (A) is a graph showing the relationship between the relative refractive index of the temporary fixing member and the amount of light reflected at the boundary between the temporary fixing member and the end face of the optical fiber, and (b) is the relative refractive index of the temporary fixing member. And a graph showing the relationship between the amount of light reflected at the boundary between the temporary fixing member and the end face of the optical waveguide. It is sectional drawing which shows the example which extends and provides a temporary fixing member to a board
  • FIG. 1 is a top view of a semiconductor optical device 100 according to the present embodiment.
  • the semiconductor optical device 100 includes a mode field converter 2, a highly adhesive resin 3, a semiconductor optical device substrate 4, a groove 5, a thin-line optical waveguide 6, and an ultraviolet curable resin 7, and is connected to the optical fiber 1.
  • a mode field converter 2 a highly adhesive resin 3
  • a semiconductor optical device substrate 4 a groove 5, a thin-line optical waveguide 6, and an ultraviolet curable resin 7, and is connected to the optical fiber 1.
  • the optical fiber 1 is a so-called polarization maintaining fiber that extends from the light source (not shown) side, and extends toward the mode field converter 2.
  • the diameter of the optical fiber 1 (diameter, the same applies to other described portions) is approximately 125 ⁇ m, and the core diameter of the optical fiber 1 is approximately 10 ⁇ m.
  • the mode field converter 2 converts the mode field diameter between the thin optical waveguide 6 and the optical fiber 1. A configuration example of the mode field converter 2 will be described later.
  • Highly adhesive resin (temporary fixing member, fixing member) 3 is provided on the end face of the optical fiber 1 and is abutted against the mode field converter 2.
  • the optical fiber 1 is connected to the mode field converter 2 via the highly adhesive resin 3.
  • the highly adhesive resin 3 is a transparent resin and has a relative refractive index of 1.44.
  • the highly adhesive resin 3 has literally high adhesiveness, and the viscosity is preferably 30 Pa ⁇ S or more and 1000 Pa ⁇ S or less.
  • “Pa ⁇ s” is “Pascal second” which is a unit indicating viscosity in the SI unit system.
  • the substrate portion 4 of the semiconductor optical device is a substrate made of silicon.
  • the substrate part 4 is provided with a groove 5.
  • the width of the groove 5 is approximately 300 ⁇ m.
  • the optical fiber 1 is provided along the groove 5.
  • substrate part 4 may be comprised with indium phosphorus.
  • the substrate part 4 made of indium phosphide By using the substrate part 4 made of indium phosphide, a semiconductor optical device having excellent optical characteristics can be realized.
  • the thin optical waveguide 6 is an optical waveguide having, for example, silicon as a core and silica laminated on the surface of the silicon as a cladding, and is connected to the mode field converter 2. Although not shown, the end of the thin optical waveguide 6 opposite to the mode field converter 2 is connected to an optical modulator or the like.
  • the width of the thin optical waveguide 6 is approximately 600 nm, and the relative refractive index of the thin optical waveguide 6 is 3.48.
  • the ultraviolet curable resin 7 is provided for the purpose of fixing the optical fiber 1.
  • the ultraviolet curable resin 7 is applied to the groove 5 at a position separated from the mode field converter 2 by several hundred ⁇ m to 1 mm.
  • the optical fiber 1 is fixed to the substrate portion 4 by curing the ultraviolet curable resin 7. By separating the ultraviolet curable resin 7 from the mode field converter 2 to some extent, the ultraviolet curable resin 7 is prevented from entering the air clad portion 11 described later.
  • FIG. 2 is an enlarged view of region A shown in FIG.
  • the mode field converter 2 has a core portion 8, an air clad portion 11, and a plurality of bridges 12.
  • the core part (optical waveguide) 8 is made of silica.
  • the reason for selecting silica as the material of the core portion 8 is that the relative refractive index of silica (about 1.44) is close to the relative refractive index of the optical fiber 1 (core: 1.463, clad: 1.458). is there. That is, if the relative refractive index of the optical fiber 1 and the relative refractive index of the core portion 8 are close to each other, the mode field diameter can be easily matched, and light reflection at the connecting portion between the core portion 8 and the optical fiber 1 can be suppressed. Can do.
  • the core part 8 becomes a connection part with the optical fiber 1, and the highly adhesive resin 3 is abutted against it.
  • the core portion 8 has a first portion 8a that is a connection portion with the optical fiber 1 and a second tapered shape that gradually decreases in diameter from the optical fiber 1 side toward the thin optical waveguide 6 side. It is composed of a part 8b and a third part 8c which is a connection part with the thin-line optical waveguide 6.
  • the diameter W of the first portion 8a is approximately 10 ⁇ m and is substantially equal to the diameter of the core of the optical fiber 1.
  • the thin optical waveguide 6 is formed inside the third portion 8c by photolithography, an etching process, or the like.
  • the air clad part 11 is made of air (relative refractive index: 1).
  • the air clad part 11 is a space provided so as to surround the core part 8.
  • the width of the mode field converter 2 including the core portion 8 and the air cladding portion 11 is approximately uniform regardless of the diameter of the core portion 8 and is approximately 20 ⁇ m.
  • the mode field converter 2 Speaking from the thin optical waveguide 6 side, the mode field converter 2 generates a radiation mode in a plane direction perpendicular to the extending direction of the core 8 to convert the mode field diameter to 2 ⁇ m to 3 ⁇ m. In the same direction, the mode field diameter is converted to about 10 ⁇ m. 10 ⁇ m is close to the core diameter of the optical fiber 1.
  • the core portion 8 has a so-called cantilever structure. Specifically, the end surface on the thin-line optical waveguide 6 side is fixed to the substrate unit 4, but the end surface on the optical fiber 1 side is not fixed to the substrate unit 4. Therefore, the plurality of bridges 12 support the core portion 8 from the side surface of the core portion 8. The core portion 8 is reinforced by the plurality of bridges 12.
  • the thickness of the highly adhesive resin 3 after being abutted against the core portion 8 is approximately 10 ⁇ m.
  • the upper surface of the substrate part 4 is made of silica.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the BB cross section shown in FIG.
  • the substrate part 4 is formed by laminating a silica layer 4a on a silicon substrate 4b having a thickness of about 700 ⁇ m.
  • the thickness of the silica layer 4a on the optical fiber 1 side is approximately 2 ⁇ m.
  • channel 5 is about 100 micrometers.
  • the optical fiber 1 is arranged so that the height of the upper surface of the substrate portion 4 and the height of the center of the optical fiber 1 coincide.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the CC cross section shown in FIG.
  • the thickness of the silica layer 4a on the mode field converter 2 side is about 4 ⁇ m, which is larger than the thickness of the silica layer 4a on the optical fiber 1 side.
  • the thickness of the air clad part 11 on both sides of the first part 8a of the core part 8 is about 5 ⁇ m, and a space of about 30 ⁇ m is formed below the first part 8a with the silicon substrate 4b. .
  • the height of the first portion 8 a is approximately 7 ⁇ m, and the upper portion of 3 ⁇ m is located above the upper surface of the substrate portion 4.
  • the third portion 8 c of the core portion 8 is shown by a dotted line for convenience.
  • FIG. 5 is a top view showing a connection method according to the present embodiment, where (a) is before temporary fixing, (b) is after temporary fixing and before fixing with the ultraviolet curable resin 7, and (c) is UV cured. This shows the state after fixing with the conductive resin 7.
  • a highly adhesive resin 3 is provided on the end face of the optical fiber 1.
  • the high-adhesion resin 3 a resin obtained by hardening two liquid resins by energization may be used, or a sheet-like resin may be used.
  • the thickness of the high-adhesion resin 3 after being abutted against the core portion 8 is about 10 ⁇ m. In order to realize this, the high-adhesion property before the abutment shown in FIG.
  • the thickness of the resin 3 is set to about 25 ⁇ m.
  • the semiconductor optical device 100 there is no problem even if an optical device such as an optical modulator is manufactured in advance. It is preferable that a desired optical device is built in the semiconductor optical device 100 and the optical fiber 1 is provided there.
  • the end face of the optical fiber 1 is temporarily fixed to the end face of the mode field converter 2 (specifically, the core portion 8) via the highly adhesive resin 3 ( Temporary fixing process, fixing process).
  • the lower half of the optical fiber 1 is inserted into the groove 5, and the highly adhesive resin 3 is abutted against the end face of the core portion 8.
  • the alignment of the optical fiber 1 with respect to the mode field converter 2 is preferably performed using the photodiode of this optical modulator. Can do. In other words, the current flowing through the photodiode can be monitored. Then, the position of the optical fiber 1 with respect to the mode field converter 2 is determined so that light from the light source on the optical fiber 1 side passes through the optical fiber 1 and the current flowing through the photodiode is sufficiently large and sufficiently stable. .
  • the alignment can be performed not only in the temporarily fixed state shown in FIG. 5B but also in the state before temporary fixing.
  • an ultraviolet curable resin 7 is applied to the groove 5 while pressing the optical fiber 1 through the highly adhesive resin 3 against the core portion 8 of the mode field converter 2.
  • the optical fiber 1 is fixed to the substrate unit 4.
  • the ultraviolet curable resin 7 is applied to a position away from the mode field converter 2 to some extent (about several hundred ⁇ m to 1 mm). In other words, it is not necessary to fix the end face of the optical fiber 1 and / or the vicinity thereof with the ultraviolet curable resin 7.
  • the end face of the optical fiber 1 or the vicinity thereof is an ultraviolet curable resin. 7 is not fixed.
  • the ultraviolet curable resin 7 can be selected without worrying about the refractive index.
  • a resin that is opaque but has a small curing shrinkage can be used as the ultraviolet curable resin 7, and thereby, adverse effects due to the curing shrinkage of the ultraviolet curable resin 7 (light loss due to axial misalignment of the optical fiber 1, mode field). Deformation or the like of the converter 2 can be suppressed.
  • FIG. 6 shows a top view photograph corresponding to (c) of FIG.
  • the semiconductor optical device 100 includes a tapered core portion 8, and the end surface of the optical fiber 1 is connected to the end surface of the core portion 8 via a highly adhesive resin 3 having adhesiveness. It can be said that.
  • the optical fiber 1 is fixed to the core portion 8 without fixing the end face of the optical fiber 1 and / or the vicinity thereof with the ultraviolet curable resin 7. It becomes possible. For this reason, it can suppress that the ultraviolet curable resin 7 flows into the air clad part 11, and can suppress the fall of the conversion performance of a mode field diameter. And the semiconductor optical device 100 with which the fall of the conversion performance of the mode field diameter was suppressed is realizable.
  • connection method shown in FIGS. 5A to 5C the following can be said. That is, by temporarily fixing the end face of the optical fiber 1 to the end face of the core portion 8, the optical fiber 1 can be prevented from being displaced due to curing shrinkage of the ultraviolet curable resin 7, thereby suppressing light loss. And the deformation
  • the problem relating to the deformation of the mode field converter 2 becomes more prominent.
  • the ultraviolet curable resin 7 has conventionally been easily flown into the air clad portion 11, but in FIGS. 5 (a) to 5 (c). According to the connection method shown, this inflow can be eliminated. In other words, by providing the air clad part 11 surrounding the core part 8, the advantage of this connection method can be obtained more effectively.
  • the highly adhesive resin 3 it is preferable to provide the highly adhesive resin 3 so as to extend to the portion of the substrate portion 4 constituting the groove 5.
  • the highly adhesive resin 3 has a sheet shape of 200 ⁇ m in length ⁇ 100 ⁇ m in width, and an end thereof extends to the portion of the substrate portion 4 that constitutes the groove 5.
  • channel 5 is partially dammed up.
  • a hole having a width of about 60 ⁇ m or more is formed between the optical fiber 1 and the groove 5 at the maximum.
  • the sheet-like highly adhesive resin 3 closes the hole. It can be said that it has a function.
  • the area of the highly adhesive resin 3 can be increased. For this reason, particularly when the end surface of the core portion 8 on the optical fiber 1 side is not fixed to the substrate portion 4 (that is, the core portion 8 has a cantilever structure), the core portion 8 is reinforced, and as a result, Breakage of the core portion 8 can be prevented. Moreover, since the ultraviolet curable resin 7 can be blocked by the highly adhesive resin 3, it is possible to further suppress the deterioration of the mode field diameter conversion performance. As shown in FIG. 10, by using the sheet-like highly adhesive resin 3, it is relatively easy to provide the highly adhesive resin 3 by extending it to the substrate portion 4.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the normalized light intensity for each process in the connection method according to the present embodiment. Specifically, FIG. 7 shows the result of transmitting light from the optical fiber 1 to the optical modulator downstream of the thin optical waveguide 6 and monitoring the intensity of the output light (standardized light intensity) by the photodiode of the optical modulator. Is shown.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 7 is the elapsed time (unit: second).
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 7 is the normalized light intensity (unit: dB).
  • the optical fiber 1 is not temporarily fixed to the core portion 8.
  • the normalized light intensity during this period is low and greatly disturbed depending on the elapsed time. This turbulence is thought to be mainly caused by mechanical vibrations of the aligning device, airflow by air conditioning and the like.
  • the optical fiber 1 is temporarily fixed to the core portion 8 by the high-adhesive resin 3.
  • the normalized light intensity during this period is stable at about 0 dB due to the merit of temporary fixing using the highly adhesive resin 3.
  • the normalized light intensity decreases in the vicinity of 150 s to 160 s in FIG. 7, this is only the moment when the optical fiber 1 is separated from the core portion 8 during the alignment process. Alignment is performed so that the normalized light intensity is maximized, and the process proceeds to the step shown in FIG.
  • the ultraviolet curable resin 7 is applied to the groove 5, but the optical fiber 1 is still sufficiently fixed to the semiconductor optical device 100. Absent. The normalized light intensity during this time is also stable at about 0 dB due to the merit of temporary fixing using the highly adhesive resin 3.
  • an opaque resin having a cure shrinkage of 1% or less is used as the ultraviolet curable resin 7.
  • the ultraviolet curable resin 7 is cured, and the optical fiber 1 is sufficiently fixed to the semiconductor optical device 100.
  • the normalized light intensity during this period is stable at about 0 dB due to the merit of temporary fixing using the high-adhesive resin 3, but is slightly higher than the first half of the same process, and depends on the elapsed time. Slightly disturbed. This disturbance is considered to be caused by the fact that the photodiode of the light modulator receives the ultraviolet rays irradiated to the ultraviolet curable resin 7 when the ultraviolet curable resin 7 is cured, and is caused by the axial deviation of the optical fiber 1. It has been confirmed that this is not a phenomenon.
  • FIG. 8A is a graph showing the relationship between the elapsed time and the normalized light intensity when the highly adhesive resin 3 is not provided, and FIG. 8B is an ultraviolet ray cured near the end face of the optical fiber 1. It is a graph which shows the same relationship at the time of apply
  • FIG. The definitions of the horizontal axis and the vertical axis in FIGS. 8A and 8B are the same as those in FIG.
  • the optical fiber 1 is free to the core portion 8. For this reason, as a result of alignment, the normalized light intensity is close to 0 dB, but for the same reason as in the first half of the step shown in FIG. 5B, the disturbance depending on the elapsed time is large.
  • the ultraviolet curable resin 7 used here had a relative refractive index of 1.35 and a curing shrinkage of 9.8%.
  • the normalized light intensity is stable at about 0 dB after application of the UV curable resin 7 and before curing (0 s to 120 s in FIG. 8B) due to the merit of temporary fixing using the highly adhesive resin 3. ing.
  • the ultraviolet curable resin 7 After the ultraviolet curable resin 7 is cured (from 160 s in FIG. 8B), the ultraviolet curable resin 7 flows through the air clad portion 11, thereby causing a loss of about 10 dB in the normalized light intensity.
  • the desired normalized light intensity cannot be obtained.
  • Other factors that make it impossible to obtain the desired normalized light intensity include the axial displacement of the optical fiber 1 and the deformation of the mode field converter 2 due to the shrinkage stress of the ultraviolet curable resin 7.
  • the structure in which the semiconductor optical device 100, particularly the mode field converter 2 is easily affected by the shrinkage stress of the ultraviolet curable resin 7 is not preferable from the viewpoint of protection of the mode field converter 2.
  • FIG. 9A is a graph showing the relationship between the relative refractive index of the highly adhesive resin 3 and the amount of light reflected at the boundary between the highly adhesive resin 3 and the end face of the optical fiber 1.
  • FIG. 9B is a graph showing the relationship between the relative refractive index of the highly adhesive resin 3 and the amount of light reflected at the boundary between the highly adhesive resin 3 and the end face of the core portion 8.
  • output light from an optical waveguide to space is known as a Gaussian beam.
  • the radiation angle is simply determined by the spot diameter of the light emitting point, the wavelength and the refractive index of the propagating material.
  • the horizontal axis indicates the relative refractive index of the highly adhesive resin 3
  • the vertical axis indicates the amount of light reflected (unit: dB).
  • the relative refractive index of the high-adhesion resin 3 in which the amount of light reflected at the boundary between the high-adhesion resin 3 and the end face of the optical fiber 1 is less than ⁇ 27 dB is 1.34. It turns out that it is above and is 1.59 or less.
  • the relative refractive index of the high adhesive resin 3 in which the amount of light reflected at the boundary between the high adhesive resin 3 and the end face of the core portion 8 is less than ⁇ 27 dB is 1 It can be seen that it is .32 or more and 1.57 or less. From the above results, it can be seen that in the example shown in FIGS. 9A and 9B, the relative refractive index of the highly adhesive resin 3 is preferably 1.34 or more and 1.57 or less.
  • the relative refractive index of the highly adhesive resin 3 may be 80% or more and 120% or less of the relative refractive index of the core 8.
  • the weight of the highly adhesive resin 3 was estimated to be 0.925 mg.
  • gravity acting on the highly adhesive resin 3 is represented by the following mathematical formula (2).
  • the mode field diameter of light passing through the optical fiber 1 is 7 ⁇ m or more and 13 ⁇ m or less
  • the mode field diameter of light passing through the core 8 is 400 nm or more and 5 ⁇ m. The following may be mentioned.
  • a photocurable resin may be used instead of the ultraviolet curable resin 7.
  • the manufacturing method of the semiconductor optical device 100 to which the optical fiber 1 is connected including the connection method described above, is also included in the scope of the present invention.
  • a temporary fixing member having elasticity may be provided on the end face of the optical fiber 1 instead of the highly adhesive resin 3.
  • the temporary fixing member is pressed against the chip, the temporary fixing member is elastically deformed, and the frictional force generated between the temporary fixing member and the chip is generated by the reaction force. Therefore, the end face of the optical fiber 1 may be fixed.
  • An example of the temporarily fixing member having elasticity is a temporarily fixing member having a refractive index matching that of the optical fiber 1 and the core portion 8 and having a thickness of 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and static friction with quartz (silica).
  • Examples thereof include those having a coefficient of 0.1 or more and 1.0 or less and an elastic modulus of 1/100 or less of quartz. Since the refractive index is matched between the temporarily fixing member and the optical fiber 1 and the core portion 8, reflection of light can be suppressed. When the thickness of the temporary fixing member is 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, stress can be applied to the core portion 8 and the optical fiber 1 without load, and the reflection of light can be sufficiently attenuated (contact tolerance). When the static friction coefficient of the temporary fixing member is 0.1 or more and 1.0 or less, the optical fiber 1 can be prevented from sliding on the core portion 8. When the elastic modulus of the temporary fixing member is 1/100 or less of quartz, it is easy to apply stress only to the temporary fixing member.
  • connection method is a connection method in which an optical fiber is connected to an optical waveguide formed in a semiconductor optical device, and the end face of the optical fiber is temporarily fixed to the end face of the optical waveguide via a temporary fixing member. And temporarily fixing the optical fiber at a position away from the end surface of the optical fiber while abutting the end surface of the optical fiber through the temporary fixing member to the end surface of the optical waveguide after the temporary fixing step. And a step of fixing to the semiconductor optical device.
  • the end face of the optical fiber is temporarily fixed to the end face of the optical waveguide.
  • the optical fiber can be prevented from axial misalignment due to curing shrinkage of an ultraviolet curable resin or the like, and thus optical loss can be suppressed, and deformation of the mode field converter can be suppressed.
  • the temporary fixing member has adhesiveness.
  • connection method it is preferable to provide a space surrounding the optical waveguide.
  • the problem (A) becomes more prominent.
  • the advantages of the present embodiment can be obtained more effectively.
  • the viscosity of the temporary fixing member is 30 Pa ⁇ S or more and 1000 Pa ⁇ S or less.
  • connection method reflects the amount of light reflected at the boundary between the temporary fixing member and the end face of the optical fiber, and the boundary between the temporary fixing member and the end face of the optical waveguide.
  • the relative refractive index of the temporary fixing member is preferably set so that the amount of light is less than ⁇ 27 dB.
  • the relative refractive index of the temporary fixing member is 80% or more and 120% or less of the relative refractive index of the optical waveguide.
  • connection method at least a part of the optical fiber is inserted into a groove formed in the substrate portion of the semiconductor optical device, and the temporary fixing member is the substrate constituting the groove. It is preferable to extend to the part.
  • the area of the temporary fixing member can be increased. For this reason, particularly when the end face on the optical fiber side of the optical waveguide is not fixed to the substrate portion (that is, the optical waveguide has a cantilever structure), the optical waveguide is reinforced, and as a result, the optical waveguide Breakage can be prevented. Moreover, according to said structure, since ultraviolet curable resin etc. can be dammed with a temporary fixing member, the fall of the conversion performance of a mode field diameter can further be suppressed.
  • the mode field diameter of light passing through the optical fiber is 7 ⁇ m or more and 13 ⁇ m or less, and the mode field diameter of light passing through the optical waveguide is 400 nm or more and 5 ⁇ m or less. preferable.
  • the temporary fixing member may have elasticity.
  • the semiconductor optical device is characterized in that, in the semiconductor optical device in which the optical waveguide is formed, the end face of the optical fiber is connected to the end face of the optical waveguide via a fixing member. It is said.
  • the optical fiber when connecting the end face of the optical fiber to the end face of the optical waveguide, the optical fiber is fixed to the optical waveguide without fixing the end face of the optical fiber and / or the vicinity thereof with an ultraviolet curable resin or the like. It becomes possible to do. As a result, high-quality semiconductor light with suppressed optical loss due to suppression of optical fiber misalignment due to curing shrinkage of UV curable resin, etc., and suppression of deformation of the mode field converter A device can be realized.
  • the optical waveguide is surrounded by a space, and the end face of the optical waveguide is not fixed to the substrate portion of the semiconductor optical device. Preferably it is.
  • the semiconductor optical device in which the ultraviolet curable resin or the like is suppressed from flowing into the space (clad) surrounding the optical waveguide (core), and as a result, the degradation of the mode field diameter conversion performance is suppressed. Can be realized.
  • the method of manufacturing a semiconductor optical device to which the optical fiber according to the present embodiment is connected is the optical waveguide of the semiconductor optical device through a fixing member in the method of manufacturing a semiconductor optical device to which the optical fiber is connected.
  • the semiconductor optical device according to the present embodiment can be manufactured.
  • the temporary fixing member and the fixing member may be provided on the end face of the optical fiber or on the end face of the optical waveguide, for example.
  • the present invention can be used in a connection method for connecting an optical fiber to a tapered optical waveguide formed in a semiconductor optical device, a semiconductor optical device, and a method for manufacturing a semiconductor optical device in which the optical fiber is connected.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

　モードフィールド径の変換に係る光損失を抑制し、かつ、モードフィールド変換器の変形を抑制することを可能とする。高粘着性樹脂（３）を介して、コア部（８）の端面に光ファイバ（１）の端面を仮固定する仮固定工程と、仮固定工程の後、コア部（８）の端面に高粘着性樹脂（３）越しに光ファイバ（１）の端面を突き当てつつ、光ファイバ（１）の端面から離れた位置で光ファイバ（１）を半導体光デバイス（１００）に固定する工程とを含んでいる。

Description

光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法
　本発明は、半導体光デバイスに形成されたテーパ型の光導波路に光ファイバを接続する接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法に関する。
　今後、ルータ等の伝送機器に収容されるトランスポンダを、面積比で１／１０程度に小型化することが見込まれている。これに伴い、このトランスポンダに収容されるデバイス（光源、光変調器、受信機等）を大幅に小型化することが求められている。
　こうした背景から、半導体光デバイスが注目されている。半導体光デバイスとは、半導体材料により作成された光デバイスの総称である。この半導体材料の代表的なものとして、インジウムリン、シリコン、およびガリウムヒ素等が挙げられる。
　半導体光デバイスは、従来の光デバイスよりも小型化が容易である。光変調器を例に見ると、５インチ×７インチの筐体を有するトランスポンダに収容されているニオブ酸リチウム変調器の大きさが５ｃｍ程度である。一方、インジウムリンまたはシリコンにより構成された半導体光変調器の大きさは数ｍｍ以下である。このように、半導体光変調器の大きさは、ニオブ酸リチウム変調器の大きさの１／１０以下とすることができる。
　一方、半導体光デバイスの課題として、伝送網で用いられる光ファイバとのモードの不整合が挙げられる。すなわち、半導体光デバイス内の光導波路（シングルモード）の幅は数百ｎｍ～数μｍ程度である。一方、光ファイバのコア径は１０μｍ程度である。このため、これらの光学結合を試みると、モードの不整合が生じ、その結果、大きな結合損失が生じる。
　上記モードの不整合による結合損失を抑制するために、半導体光デバイス内の光導波路と光ファイバとの間でモードフィールド径を変換する、いわゆるモードフィールド変換構造を用いる技術が知られている。
　モードフィールド変換構造の一例としては、光ファイバの端面に設けられたレンズが挙げられる。しかしながら、該レンズを用いる場合、部品点数が増大し、また、光学結合において許容される誤差が半導体光デバイス内の光導波路のモードフィールド径に応じて決まることから極めて高精度の変換が求められる。従って、該レンズをモードフィールド変換構造として用いた場合、安定的かつ低結合損失のモードフィールド径の変換は難しい。
　そこで、半導体光デバイスにテーパ型の光導波路を形成し、このテーパ型の光導波路をモードフィールド変換器として用いる技術が注目されている。この技術の一例が、特許文献１および２に開示されている。特許文献１および２に開示されている技術においては、シリカ（比屈折率：約１．４５）からなるテーパ型の光導波路をコアとし、これを空気（比屈折率：１）からなるクラッドで囲むことで、該光導波路への光の閉じ込めを実現している。
米国特許第８，３２６，１００号明細書（２０１２年１２月４日登録） 国際公開２０１１／０７８７８９号公報（２０１１年６月３０日公開）
　光ファイバと半導体光デバイスに形成されたテーパ型の光導波路とを接続する場合、該光導波路の端面と光ファイバの端面とを突き合わせて直接接合し、かつ、該光ファイバの端面近傍を例えば紫外線硬化性樹脂により固定する必要があった。しかしながら、この手法で光ファイバと該光導波路とを接続した場合、下記（Ａ）の問題が発生する。
　（Ａ）上記紫外線硬化性樹脂等の硬化収縮により、光ファイバの軸ズレが生じて光損失が大きくなり、かつ、収縮応力に起因してモードフィールド変換器の変形（歪み等）が発生する虞がある。なお付言すると、シリカからなるテーパ型の光導波路を空気からなるクラッドで囲む場合、上記紫外線硬化性樹脂等の比屈折率が１～１．４５である必要があるが、比屈折率が１～１．４５である樹脂のほとんどは、硬化により１０％程度収縮する。
　本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、モードフィールド径の変換に係る光損失を抑制し、かつ、モードフィールド変換器の変形を抑制することを可能とする、光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明に係る接続方法は、半導体光デバイスに形成された光導波路に光ファイバを接続する接続方法において、仮固定部材を介して、上記光導波路の端面に上記光ファイバの端面を仮固定する仮固定工程と、上記仮固定工程の後、上記光導波路の端面に上記仮固定部材越しに上記光ファイバの端面を突き当てつつ、該光ファイバの端面から離れた位置で該光ファイバを上記半導体光デバイスに固定する工程とを含んでいることを特徴としている。
　上記の構成によれば、光導波路の端面に対して光ファイバの端面を仮固定する。これにより、紫外線硬化性樹脂等の硬化収縮による、光ファイバの軸ズレを抑制して光損失を抑制することができ、かつ、モードフィールド変換器の変形を抑制することができる。
　また、上記の課題を解決するために、本発明に係る半導体光デバイスは、光導波路が形成されている半導体光デバイスにおいて、上記光導波路の端面に、固定部材を介して、光ファイバの端面が接続されていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、光導波路の端面に光ファイバの端面を接続する際に、光ファイバの端面および／またはその近傍を紫外線硬化性樹脂等によって固定することなく、光ファイバを光導波路に固定することが可能となる。これにより、紫外線硬化性樹脂等の硬化収縮による、光ファイバの軸ズレが抑制されることで光損失が抑制されており、かつ、モードフィールド変換器の変形が抑制された、高品質の半導体光デバイスを実現することができる。
　また、上記の課題を解決するために、本発明に係る光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法は、光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法において、固定部材を介して、上記半導体光デバイスが有する光導波路の端面に上記光ファイバの端面を固定する固定工程と、上記固定工程の後、上記光導波路の端面に上記固定部材越しに上記光ファイバの端面を突き当てつつ、該光ファイバの端面から離れた位置で該光ファイバを上記半導体光デバイスに固定する工程とを含んでいることを特徴としている。
　上記の構成によれば、本発明に係る半導体光デバイスを製造することができる。
　なお、仮固定部材、固定部材は例えば、光ファイバの端面に設けること、または、光導波路の端面に設けることが考えられる。
　本発明によれば、モードフィールド径の変換に係る光損失を抑制し、かつ、モードフィールド変換器の変形を抑制することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る半導体光デバイスの上面図である。 図１に示す領域Ａの拡大図である。 図１に示すＢＢ断面の断面図である。 図２に示すＣＣ断面の断面図である。 本発明の実施の形態に係る接続方法を示す図である。（ａ）は仮固定前の半導体光デバイスの上面図であり、（ｂ）は仮固定後かつ紫外線硬化性樹脂による固定前の半導体光デバイスの上面図であり、（ｃ）は紫外線硬化性樹脂による固定後の半導体光デバイスの上面図である。 図５の（ｃ）に相当する上面写真である。 本発明の実施の形態に係る接続方法におけるプロセス毎の、経過時間と規格化光強度との関係を示すグラフである。 （ａ）は仮固定部材を設けない場合の、経過時間と規格化光強度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は光ファイバの端面近傍に紫外線硬化性樹脂を塗布した場合の同関係を示すグラフである。 （ａ）は仮固定部材の比屈折率と、仮固定部材と光ファイバの端面との境界で反射する光の量との関係を示すグラフであり、（ｂ）は仮固定部材の比屈折率と、仮固定部材と光導波路の端面との境界で反射する光の量との関係を示すグラフである。 仮固定部材を基板部にまで延伸させて設ける例を示す断面図である。
　本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
　図１は、本実施の形態に係る半導体光デバイス１００の上面図である。半導体光デバイス１００は、モードフィールド変換器２、高粘着性樹脂３、半導体光デバイスの基板部４、溝５、細線光導波路６、および紫外線硬化性樹脂７を備えており、光ファイバ１と接続されている。
　光ファイバ１は、光源（図示しない）側から延伸している、いわゆる偏波保持ファイバであり、モードフィールド変換器２に向けて延伸している。光ファイバ１の径（直径、他の記載部分も同様）はおよそ１２５μｍであり、光ファイバ１のコアの径はおよそ１０μｍである。
　モードフィールド変換器２は、細線光導波路６と光ファイバ１との間でモードフィールド径を変換するものである。モードフィールド変換器２の構成例については後述する。
　高粘着性樹脂（仮固定部材、固定部材）３は、光ファイバ１の端面に設けられており、モードフィールド変換器２に突き当てられている。換言すれば、光ファイバ１は、高粘着性樹脂３を介して、モードフィールド変換器２に接続されている。高粘着性樹脂３は、透明の樹脂であり、比屈折率が１．４４である。また、高粘着性樹脂３は、文字通り高い粘着性を有しており、その粘度は、３０Ｐａ・Ｓ以上、かつ、１０００Ｐａ・Ｓ以下であるのが好ましい。なお、「Ｐａ・ｓ」は、ＳＩ単位系における、粘度を示す単位である「パスカル秒」である。
　半導体光デバイスの基板部４は、シリコンによって構成された基板である。基板部４には、溝５が設けられている。溝５の幅はおよそ３００μｍである。図１に示すとおり、光ファイバ１は溝５に沿って設けられている。シリコンによって構成された基板部４を用いることで、安価かつ微細構造の半導体光デバイスを実現することができる。なお、基板部４は、インジウムリンによって構成されてもよい。インジウムリンによって構成された基板部４を用いることで、光学特性に優れた半導体光デバイスを実現することができる。
　細線光導波路６は例えば、シリコンをコアとし、該シリコンの表面に積層されたシリカをクラッドとする光導波路であり、モードフィールド変換器２に接続されている。また、図示はしていないが、細線光導波路６におけるモードフィールド変換器２と反対側の端部は、光変調器等に接続されている。細線光導波路６の幅はおよそ６００ｎｍであり、細線光導波路６の比屈折率は３．４８である。
　紫外線硬化性樹脂７は、光ファイバ１の固定を目的として設けられている。紫外線硬化性樹脂７は、モードフィールド変換器２から数百μｍ～１ｍｍ程度離れた位置で溝５に塗布される。そして、紫外線硬化性樹脂７の硬化により、光ファイバ１が基板部４に固定されている。紫外線硬化性樹脂７をモードフィールド変換器２からある程度離すことによって、後述するエアクラッド部１１に紫外線硬化性樹脂７が侵入することを防止している。
　図２は、図１に示す領域Ａの拡大図である。
　モードフィールド変換器２は、コア部８、エアクラッド部１１、および複数のブリッジ１２を有している。
　コア部（光導波路）８は、シリカからなる。コア部８の材料としてシリカを選択した理由は、シリカの比屈折率（約１．４４）が、光ファイバ１の比屈折率（コア：１．４６３、クラッド：１．４５８）と近いためである。すなわち、光ファイバ１の比屈折率とコア部８の比屈折率とが近ければ、モードフィールド径の整合が容易となり、コア部８と光ファイバ１との接続部分での光反射を抑制することができる。コア部８は、光ファイバ１との接続部分となり、高粘着性樹脂３が突き当てられている。コア部８は、光ファイバ１との接続部分である第１部８ａ、光ファイバ１側から細線光導波路６側に向かうにつれてその径が徐々に小さくなるテーパ型の形状を有している第２部８ｂ、および、細線光導波路６との接続部分である第３部８ｃから構成されている。第１部８ａの径Ｗは、およそ１０μｍであり、光ファイバ１のコアの径とほぼ等しい。細線光導波路６は、フォトリソグラフィおよびエッチングプロセス等により、第３部８ｃの内部に形成されている。
　エアクラッド部１１は、空気（比屈折率：１）からなる。エアクラッド部１１は、コア部８を囲むように設けられた空間である。コア部８およびエアクラッド部１１を含むモードフィールド変換器２の幅は、コア部８の径に拘らずおおよそ均一であり、およそ２０μｍとなっている。
　細線光導波路６側から述べると、モードフィールド変換器２は、コア部８の延伸方向に対して垂直な面方向に放射モードを生じさせることにより、モードフィールド径を２μｍ～３μｍに変換した後、同方向に、モードフィールド径を、１０μｍ程度に変換する。１０μｍは、光ファイバ１のコアの径に近い。
　コア部８は、いわゆる片持ち梁構造を有している。具体的に、細線光導波路６側の端面は基板部４に固定されているが、光ファイバ１側の端面は基板部４に固定されていない。そこで、複数のブリッジ１２は、コア部８の側面から、コア部８を支持している。複数のブリッジ１２によって、コア部８が補強されている。
　コア部８への突き当て後の高粘着性樹脂３の厚みは、およそ１０μｍである。また、基板部４の上面はシリカからなる。
　図３は、図１に示すＢＢ断面の断面図である。
　基板部４は、厚さおよそ７００μｍのシリコン基板４ｂに、シリカ層４ａが積層されてなる。光ファイバ１側におけるシリカ層４ａの厚さはおよそ２μｍである。また、溝５の最深部の深さはおよそ１００μｍである。光ファイバ１は、基板部４の上面の高さと、光ファイバ１の中心の高さとが一致するように配置されている。
　図４は、図２に示すＣＣ断面の断面図である。
　モードフィールド変換器２側におけるシリカ層４ａの厚さはおよそ４μｍであり、光ファイバ１側におけるシリカ層４ａの厚さより大きい。コア部８の第１部８ａ両側のエアクラッド部１１の厚さはおよそ５μｍであり、第１部８ａの下方には、シリコン基板４ｂとの間に、およそ３０μｍに亘る空間が形成されている。ＣＣ断面では、第１部８ａの高さはおよそ７μｍであり、うち上方３μｍの部分が、基板部４の上面以上の高さに位置している。また、図４には、対比のため、コア部８の第３部８ｃを、便宜上点線で図示している。
　図５は、本実施の形態に係る接続方法を示す上面図であり、（ａ）は仮固定前、（ｂ）は仮固定後かつ紫外線硬化性樹脂７による固定前、（ｃ）は紫外線硬化性樹脂７による固定後を示している。
　まず、図５の（ａ）に示すとおり、光ファイバ１の端面に、高粘着性樹脂３を設ける。高粘着性樹脂３として、２液の樹脂を通電により固めたものを用いてもよいし、シート状のものを用いてもよい。コア部８への突き当て後の高粘着性樹脂３の厚みはおよそ１０μｍであると上述したが、これを実現するためには、図５の（ａ）に示す該突き当て前の高粘着性樹脂３の厚みをおよそ２５μｍとしておく。
　なお、光ファイバ１の端面に高粘着性樹脂３を設けたものを予め用意しておくことが可能である。さらに、光ファイバ１の端面に高粘着性樹脂３を設けた状態で長期間保存しておくことも可能である。
　また、半導体光デバイス１００においては、光変調器等の光デバイスを予め作製しておいても問題ない。半導体光デバイス１００に所望の光デバイスを作り込んでおき、そこに光ファイバ１を設ける手順とするのが好ましい。
　続いて、図５の（ｂ）に示すとおり、高粘着性樹脂３を介して、モードフィールド変換器２（具体的には、コア部８）の端面に光ファイバ１の端面を仮固定する（仮固定工程、固定工程）。このとき、光ファイバ１の下半分を溝５の内部に挿入し、高粘着性樹脂３をコア部８の端面に突き当てる。
　なお、細線光導波路６の後段に設けられた光デバイスが光変調器である場合、この光変調器のフォトダイオードを用いて、モードフィールド変換器２に対する光ファイバ１の調心を好適に行うことができる。すなわち、該フォトダイオードに流れる電流をモニタできるようにしておく。そして、光ファイバ１側にある光源から、光ファイバ１に光を通し、該フォトダイオードに流れる電流が、十分大きく、かつ十分安定するように、モードフィールド変換器２に対する光ファイバ１の位置を決める。
　なお、調心は、図５の（ｂ）に示す仮固定の状態のみならず、仮固定前の状態にも行うことができる。
　続いて、図５の（ｃ）に示すとおり、光ファイバ１を高粘着性樹脂３越しにモードフィールド変換器２のコア部８に押し当てつつ、溝５に紫外線硬化性樹脂７を塗布して光ファイバ１を基板部４に固定する。こうして、コア部８の端面に高粘着性樹脂３越しに光ファイバ１の端面を突き当てつつ、光ファイバ１を半導体光デバイス１００に固定することが可能である。
　なお、上述したとおり、紫外線硬化性樹脂７は、モードフィールド変換器２からある程度（数百μｍ～１ｍｍ程度）離れた位置に塗布する。換言すれば、光ファイバ１の端面および／またはその近傍を紫外線硬化性樹脂７によって固定する必要はなく、実際図５の（ｃ）においても、光ファイバ１の端面またはその近傍は紫外線硬化性樹脂７によって固定していない。これにより、屈折率を気にすることなく、紫外線硬化性樹脂７を選択することができる。例えば、不透明であるが、硬化収縮の小さい樹脂を紫外線硬化性樹脂７として用いることができ、これにより、紫外線硬化性樹脂７の硬化収縮による悪影響（光ファイバ１の軸ズレによる光損失、モードフィールド変換器２の変形等）を抑制することができる。
　一方、光ファイバ１の端面またはその近傍を紫外線硬化性樹脂７によって固定しない場合を考える。この場合、光ファイバ１の端面がコア部８の端面に対して自由であると、光ファイバ１の端面またはその近傍以外への紫外線硬化性樹脂７の塗布および硬化の際に光ファイバ１の軸ズレが発生してしまう。この軸ズレを解消するために、高粘着性樹脂３を用いた仮固定を行うことが有効である。これにより、光ファイバ１の端面またはその近傍を紫外線硬化性樹脂７によって固定しなくても、光ファイバ１の軸ズレが発生することを抑制し、光ファイバ１とモードフィールド変換器２との結合効率を高めることができる。さらに、光ファイバ１とコア部８とを接続することによるマッチング効果によって、光の反射を抑制することも可能である。
　図６に、図５の（ｃ）に相当する上面写真を示した。
　さらに、半導体光デバイス１００は、テーパ型のコア部８を備えており、コア部８の端面に、粘着性を有する高粘着性樹脂３を介して、光ファイバ１の端面が接続されている構成であると言える。
　図５の（ａ）～（ｃ）に示す接続方法によれば、光ファイバ１の端面および／またはその近傍を紫外線硬化性樹脂７によって固定することなく、光ファイバ１をコア部８に固定することが可能となる。このため、エアクラッド部１１に紫外線硬化性樹脂７が流れ込むことを抑制し、モードフィールド径の変換性能の低下を抑制することができる。そして、モードフィールド径の変換性能の低下が抑制された半導体光デバイス１００を実現することができる。
　また、図５の（ａ）～（ｃ）に示す接続方法によれば、下記のことが言える。すなわち、コア部８の端面に対して光ファイバ１の端面を仮固定することにより、紫外線硬化性樹脂７の硬化収縮による、光ファイバ１の軸ズレを抑制して光損失を抑制することができ、かつ、モードフィールド変換器２の変形を抑制することができる。そして、光損失が抑制されており、かつ、モードフィールド変換器２の変形が抑制された、高品質の半導体光デバイス１００を実現することができる。
　エアクラッド１１を設けた場合、モードフィールド変換器２の変形に係る問題がより顕著となる。また、コア部８をエアクラッド部１１で囲む構成とした場合、従来、エアクラッド部１１への紫外線硬化性樹脂７の流れ込みが発生しやすかったが、図５の（ａ）～（ｃ）に示す接続方法によれば、この流れ込みを解消することができる。換言すれば、コア部８を囲むエアクラッド部１１を設けることで、この接続方法による利点をより効果的に得ることができる。
　また、図１０に示すとおり、高粘着性樹脂３を、溝５を構成する基板部４の部分にまで延伸させて設けるのが好ましい。図１０に示す例において、高粘着性樹脂３は、縦２００μｍ×横１００μｍのシート状であり、その端部が溝５を構成する基板部４の部分にまで延びている。これにより、溝５が部分的に堰き止められている。エッチングプロセスにより溝５を形成すると、光ファイバ１と溝５との間に、最大で幅およそ６０μｍ以上の空孔が形成されるが、シート状の高粘着性樹脂３は、この空孔を塞ぐ機能を有していると言える。
　これにより、高粘着性樹脂３の面積を大きくすることができる。このため、特に、コア部８における光ファイバ１側の端面が基板部４に固定されていない（すなわち、コア部８が片持ち梁構造である）場合、コア部８を補強し、その結果、コア部８の破損を防止することができる。また、紫外線硬化性樹脂７を高粘着性樹脂３によって堰き止めることができるため、モードフィールド径の変換性能の低下をさらに抑制することができる。図１０に示すように、シート状の高粘着性樹脂３を用いることで、高粘着性樹脂３を、基板部４にまで延伸させて設けるのが比較的容易となる。
　図７は、本実施の形態に係る接続方法におけるプロセス毎の、経過時間と規格化光強度との関係を示すグラフである。具体的に、図７には、光ファイバ１から細線光導波路６後段の光変調器まで光を透過させ、該光変調器のフォトダイオードによって出力光の強度（規格化光強度）をモニタした結果を示している。図７に示すグラフの横軸は経過時間（単位：秒）である。また、図７に示すグラフの縦軸は規格化光強度（単位：ｄＢ）である。
　図５の（ｂ）に示す工程の前半（図７の０ｓ～８０ｓ）、光ファイバ１はコア部８に仮固定されていない。この間の規格化光強度は、強度が低く、経過時間に依存して大きく乱れている。この乱れは、調心装置の機械振動、空調等による気流が主たる原因であると考えられる。
　図５の（ｂ）に示す工程の後半（図７の８０ｓ～１７５ｓ）、光ファイバ１は高粘着性樹脂３によってコア部８に仮固定されている。この間の規格化光強度は、高粘着性樹脂３を用いて仮固定を行うメリットにより、およそ０ｄＢで安定している。図７の１５０ｓ～１６０ｓ付近で規格化光強度が下がっているが、これは、調心の過程で光ファイバ１がコア部８から離れた瞬間に過ぎない。規格化光強度が最大となるように調心を行い、図５の（ｃ）に示す工程に移行する。
　図５の（ｃ）に示す工程の前半（図７の１７５ｓ～２４０ｓ）、紫外線硬化性樹脂７が溝５に塗布されているが、光ファイバ１は半導体光デバイス１００にまだ十分に固定されていない。この間の規格化光強度も、高粘着性樹脂３を用いて仮固定を行うメリットにより、およそ０ｄＢで安定している。ここでは、紫外線硬化性樹脂７として、不透明かつ硬化収縮１％以下の樹脂を用いている。
　図５の（ｃ）に示す工程の後半（図７の２４０ｓ～）、紫外線硬化性樹脂７が硬化し、光ファイバ１は半導体光デバイス１００に十分に固定される。この間の規格化光強度は、高粘着性樹脂３を用いて仮固定を行うメリットによりおよそ０ｄＢで安定しているが、同工程の前半に比べると若干高い値であり、経過時間に依存してわずかに乱れている。この乱れは、紫外線硬化性樹脂７の硬化時に紫外線硬化性樹脂７に照射する紫外線を、光変調器のフォトダイオードが受光することが原因であると考えられ、光ファイバ１の軸ズレに起因する現象ではないことが確認されている。
　図８の（ａ）は高粘着性樹脂３を設けない場合の、経過時間と規格化光強度との関係を示すグラフであり、図８の（ｂ）は光ファイバ１の端面近傍に紫外線硬化性樹脂７を塗布した場合の同関係を示すグラフである。図８の（ａ）および（ｂ）における、横軸および縦軸の定義は、図７と同じである。
　高粘着性樹脂３を設けない場合であり紫外線硬化性樹脂７の塗布前（図８の（ａ）の０ｓ～１８０ｓ）、光ファイバ１がコア部８に対して自由である。このため、調心を行った結果、規格化光強度は０ｄＢ付近となるが、図５の（ｂ）に示す工程の前半と同様の理由により、経過時間に依存した乱れは大きい。
　高粘着性樹脂３を設けない場合であり紫外線硬化性樹脂７の塗布後（図８の（ａ）の１８０ｓ～）、光ファイバ１が軸ズレを起こしてしまい、所望の規格化光強度が得られなくなってしまった。
　続いて、光ファイバ１の端面近傍に紫外線硬化性樹脂７を塗布した。ここで使用する紫外線硬化性樹脂７は、比屈折率１．３５、硬化収縮率９．８％とした。
　紫外線硬化性樹脂７の塗布後かつ硬化前（図８の（ｂ）の０ｓ～１２０ｓ）、規格化光強度は、高粘着性樹脂３を用いて仮固定を行うメリットにより、およそ０ｄＢで安定している。
　紫外線硬化性樹脂７の硬化後（図８の（ｂ）の１６０ｓ～）、エアクラッド部１１に紫外線硬化性樹脂７が流れることにより、規格化光強度に１０ｄＢ程度の損失が発生してしまい、所望の規格化光強度が得られなくなってしまった。所望の規格化光強度が得られなくなった要因として他にも、光ファイバ１の軸ズレ、紫外線硬化性樹脂７の収縮応力に起因するモードフィールド変換器２の変形が挙げられる。半導体光デバイス１００、特にモードフィールド変換器２が紫外線硬化性樹脂７の収縮応力による影響を受けやすい構造は、モードフィールド変換器２の保護の観点から好ましくない。
　図７と図８の（ａ）および（ｂ）との対比により、図５の（ａ）～（ｃ）に示す接続方法が有効であることが証明できた。
　高粘着性樹脂３の好ましい屈折率について考察する。図９の（ａ）は高粘着性樹脂３の比屈折率と、高粘着性樹脂３と光ファイバ１の端面との境界で反射する光の量との関係を示すグラフである。図９の（ｂ）は高粘着性樹脂３の比屈折率と、高粘着性樹脂３とコア部８の端面との境界で反射する光の量との関係を示すグラフである。
　一般に、光導波路から空間への出力光線はガウスビームとして知られている。ガウスビームにおいて、放射角は、単に発光点のスポット径と、波長および伝搬物質の屈折率によって決まる。
　ビームの直径を２ω０、広がり半角をΔθ、光の波長をλ、伝搬物質の屈折率をｎとすると、下記数式（１）が成り立つ。
　Δθ＝λ／ｎπω０　　　・・・（１）
　ここで、高粘着性樹脂３の屈折率と放射角との関係を調べた結果、高粘着性樹脂３の屈折率が高い程、放射角が小さくなることが分かった。
　図９の（ａ）および（ｂ）において、横軸は高粘着性樹脂３の比屈折率を示しており、縦軸は反射する光の量（単位：ｄＢ）を示している。半導体光デバイス１００と光ファイバ１とを接続した場合を考える。この場合、高粘着性樹脂３と光ファイバ１の端面との境界で反射する光の量、高粘着性樹脂３とコア部８の端面との境界で反射する光の量共に、－２７ｄＢ（図９の（ａ）および（ｂ）に一点鎖線で示した）未満となるように、高粘着性樹脂３の屈折率を設定すればよい。
　図９の（ａ）によれば、高粘着性樹脂３と光ファイバ１の端面との境界で反射する光の量が－２７ｄＢ未満となる高粘着性樹脂３の比屈折率は、１．３４以上かつ１．５９以下であることが分かる。また、図９の（ｂ）によれば、高粘着性樹脂３とコア部８の端面との境界で反射する光の量が－２７ｄＢ未満となる高粘着性樹脂３の比屈折率は、１．３２以上かつ１．５７以下であることが分かる。以上の結果から、図９の（ａ）および（ｂ）に示す例の場合、高粘着性樹脂３の比屈折率は、１．３４以上かつ１．５７以下であるのが好ましいことが分かる。
　また、高粘着性樹脂３の比屈折率を、コア部８の比屈折率の８０％以上かつ１２０％以下としてもよい。
　以上のように高粘着性樹脂３の好ましい比屈折率を設定することで、光ファイバ１と、高粘着性樹脂３と、コア部８との間での光の損失を抑制することができる。
　高粘着性樹脂３の圧力について考察する。
　高粘着性樹脂３の密度および量に基づいて、高粘着性樹脂３の重さを０．９２５ｍｇと推測した。
　この場合、高粘着性樹脂３に作用する重力は下記数式（２）で表される。
　Ｆ（単位：Ｎ）＝ｍｇ＝およそ９０×１０－４　　　・・・（２）
　また、高粘着性樹脂３の塗布面積を下記数式（３）で求めた。
　πｒ２（単位：ｍ２）＝およそ１．４×１０－８　　　・・・（３）
　数式（２）を数式（３）で除すると、およそ６２Ｎ／ｃｍ２という圧力の解が得られる。但し、以上の各値のうち、高粘着性樹脂３の量は半導体光デバイス１００個々で異なり得るため、３０～３００Ｎ／ｃｍ２の圧力になると考えられる。このことを考慮すると、高粘着性樹脂３の粘度を、３０Ｐａ・Ｓ以上とするのが好ましい。また、高粘着性樹脂３の粘度が極端に高いのも好ましくないので、高粘着性樹脂３の粘度を、１０００Ｐａ・Ｓ以下とするのが好ましい。
　また、モードフィールド径の一例としては、光ファイバ１を通る光のモードフィールド径を７μｍ以上かつ１３μｍ以下とし、コア部８（モードフィールド変換器２）を通る光のモードフィールド径を４００ｎｍ以上かつ５μｍ以下とすることが挙げられる。
　紫外線硬化性樹脂７のかわりに光硬化性樹脂が用いられてもよい。
　さらに、以上で説明した接続方法を含む、光ファイバ１が接続された半導体光デバイス１００の製造方法についても、本発明の範疇に含まれる。
　また、図１および図５に係る変形例として、光ファイバ１の端面に、高粘着性樹脂３の替わりに弾性を有する仮固定部材を設けてもよい。そして、光ファイバ１の端面をチップ（サスペンデッドカプラ）に固定する場合、仮固定部材をチップに押し付け、仮固定部材を弾性変形させ、その反力によって生じる仮固定部材とチップとの間の摩擦力によって、光ファイバ１の端面が固定される構成であってもよい。弾性を有する仮固定部材の一例としては、光ファイバ１およびコア部８と屈折率が整合している仮固定部材であって、厚みが５μｍ以上５０μｍ以下であり、石英（シリカ）との静止摩擦係数が０．１以上１．０以下であり、弾性率が石英の１／１００以下であるものが挙げられる。この仮固定部材と光ファイバ１およびコア部８とで屈折率が整合していることによって、光の反射を抑制することができる。この仮固定部材の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下であることによって、コア部８や光ファイバ１に負荷なく応力をかけられると共に、光の反射を十分に減衰させることができる（接触公差分）。この仮固定部材の静止摩擦係数が０．１以上１．０以下であることによって、光ファイバ１がコア部８を滑ることを抑制することができる。この仮固定部材の弾性率が石英の１／１００以下であることによって、この仮固定部材のみに応力を与えることが容易となる。
　〔まとめ〕
　本実施の形態に係る接続方法は、半導体光デバイスに形成された光導波路に光ファイバを接続する接続方法において、仮固定部材を介して、上記光導波路の端面に上記光ファイバの端面を仮固定する仮固定工程と、上記仮固定工程の後、上記光導波路の端面に上記仮固定部材越しに上記光ファイバの端面を突き当てつつ、該光ファイバの端面から離れた位置で該光ファイバを上記半導体光デバイスに固定する工程とを含んでいることを特徴としている。
　上記の構成によれば、光導波路の端面に対して光ファイバの端面を仮固定する。これにより、紫外線硬化性樹脂等の硬化収縮による、光ファイバの軸ズレを抑制して光損失を抑制することができ、かつ、モードフィールド変換器の変形を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記仮固定部材が粘着性を有することが好ましい。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記光導波路を囲む空間を設けるのが好ましい。
　空気からなるクラッドに代表される、光導波路を囲む空間を設けた場合、上記（Ａ）の問題がより顕著になる。換言すれば、光導波路を囲む空間を設けることで、本実施の形態による利点をより効果的に得ることができる。
　また、光導波路を囲む空間を設けた場合、新たに下記（Ｂ）の問題が発生する。
　（Ｂ）固定用の紫外線硬化性樹脂等がクラッド（すなわち、テーパ型の光導波路を囲む空間）に流れ込むことで、該クラッドの屈折率が変動し、モードフィールド変換器によるモードフィールド径の変換性能が低下する虞がある。
　上記の構成によれば、この流れ込みを解消することができるため、モードフィールド径の変換性能の低下を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記仮固定部材の粘度を、３０Ｐａ・Ｓ以上、かつ、１０００Ｐａ・Ｓ以下とするのが好ましい。
　上記の構成によれば、光導波路の端面に対して光ファイバの端面を仮固定および固定するのに好適な、仮固定部材の粘度を実現することができる。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記仮固定部材と上記光ファイバの端面との境界で反射する光の量、および、上記仮固定部材と上記光導波路の端面との境界で反射する光の量が、いずれも－２７ｄＢ未満となるように、上記仮固定部材の比屈折率を設定するのが好ましい。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記仮固定部材の比屈折率を、上記光導波路の比屈折率の８０％以上かつ１２０％以下とするのが好ましい。
　上記の構成によれば、光ファイバと、仮固定部材と、光導波路との間での光の損失を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記光ファイバの少なくとも一部を、上記半導体光デバイスの基板部に形成された溝に挿入し、上記仮固定部材を、上記溝を構成する上記基板部の部分にまで延伸させて設けるのが好ましい。
　上記の構成によれば、仮固定部材の面積を大きくすることができる。このため、特に、光導波路における光ファイバ側の端面が基板部に固定されていない（すなわち、光導波路が片持ち梁構造である）場合、該光導波路を補強し、その結果、該光導波路の破損を防止することができる。また、上記の構成によれば、紫外線硬化性樹脂等を仮固定部材によって堰き止めることができるため、モードフィールド径の変換性能の低下をさらに抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記光ファイバを通る光のモードフィールド径を７μｍ以上かつ１３μｍ以下とし、上記光導波路を通る光のモードフィールド径を４００ｎｍ以上かつ５μｍ以下とするのが好ましい。
　また、本実施の形態に係る接続方法は、上記仮固定部材が弾性を有していてもよい。
　また、本実施の形態に係る半導体光デバイスは、光導波路が形成されている半導体光デバイスにおいて、上記光導波路の端面に、固定部材を介して、光ファイバの端面が接続されていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、光導波路の端面に光ファイバの端面を接続する際に、光ファイバの端面および／またはその近傍を紫外線硬化性樹脂等によって固定することなく、光ファイバを光導波路に固定することが可能となる。これにより、紫外線硬化性樹脂等の硬化収縮による、光ファイバの軸ズレが抑制されることで光損失が抑制されており、かつ、モードフィールド変換器の変形が抑制された、高品質の半導体光デバイスを実現することができる。
　また、本実施の形態に係る半導体光デバイスは、上記光導波路は、空間によって囲まれており、かつ、上記光導波路の端面が上記半導体光デバイスの基板部に固定されていない片持ち梁構造となっているのが好ましい。
　上記の構成によれば、光導波路（コア）を囲む空間（クラッド）に紫外線硬化性樹脂等が流れ込むことが抑制され、その結果、モードフィールド径の変換性能の低下が抑制された半導体光デバイスを実現することができる。
　また、本実施の形態に係る光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法は、光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法において、固定部材を介して、上記半導体光デバイスが有する光導波路の端面に上記光ファイバの端面を固定する固定工程と、上記固定工程の後、上記光導波路の端面に上記固定部材越しに上記光ファイバの端面を突き当てつつ、該光ファイバの端面から離れた位置で該光ファイバを上記半導体光デバイスに固定する工程とを含んでいることを特徴としている。
　上記の構成によれば、本実施の形態に係る半導体光デバイスを製造することができる。
　なお、仮固定部材、固定部材は例えば、光ファイバの端面に設けること、または、光導波路の端面に設けることが考えられる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、半導体光デバイスに形成されたテーパ型の光導波路に光ファイバを接続する接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法に利用することができる。
１　光ファイバ
２　モードフィールド変換器
３　高粘着性樹脂（仮固定部材、固定部材）
４　基板部
４ａ　シリカ層
４ｂ　シリコン基板
５　溝
６　細線光導波路
７　紫外線硬化性樹脂
８　コア部（光導波路）
１１　エアクラッド部（空間）
１２　ブリッジ
１００　半導体光デバイス

Claims (12)

  1. 　半導体光デバイスに形成された光導波路に光ファイバを接続する接続方法において、
    　仮固定部材を介して、上記光導波路の端面に上記光ファイバの端面を仮固定する仮固定工程と、
    　上記仮固定工程の後、上記光導波路の端面に上記仮固定部材越しに上記光ファイバの端面を突き当てつつ、該光ファイバの端面から離れた位置で該光ファイバを上記半導体光デバイスに固定する工程とを含んでいることを特徴とする接続方法。
  2. 　上記仮固定部材が粘着性を有することを特徴とする請求項１に記載の接続方法。
  3. 　上記光導波路を囲む空間を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の接続方法。
  4. 　上記仮固定部材の粘度を、３０Ｐａ・Ｓ以上、かつ、１０００Ｐａ・Ｓ以下とすることを特徴とする請求項２に記載の接続方法。
  5. 　上記仮固定部材と上記光ファイバの端面との境界で反射する光の量、および、上記仮固定部材と上記光導波路の端面との境界で反射する光の量が、いずれも－２７ｄＢ未満となるように、上記仮固定部材の比屈折率を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の接続方法。
  6. 　上記仮固定部材の比屈折率を、上記光導波路の比屈折率の８０％以上かつ１２０％以下とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の接続方法。
  7. 　上記光ファイバの少なくとも一部を、上記半導体光デバイスの基板部に形成された溝に挿入し、
    　上記仮固定部材を、上記溝を構成する上記基板部の部分にまで延伸させて設けることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の接続方法。
  8. 　上記光ファイバを通る光のモードフィールド径を７μｍ以上かつ１３μｍ以下とし、
    　上記光導波路を通る光のモードフィールド径を４００ｎｍ以上かつ５μｍ以下とすることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の接続方法。
  9. 　上記仮固定部材が弾性を有していることを特徴とする請求項１に記載の接続方法。
  10. 　光導波路が形成されている半導体光デバイスにおいて、
    　上記光導波路の端面に、固定部材を介して、光ファイバの端面が接続されていることを特徴とする半導体光デバイス。
  11. 　上記光導波路は、空間によって囲まれており、かつ、上記光導波路の端面が上記半導体光デバイスの基板部に固定されていない片持ち梁構造となっていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体光デバイス。
  12. 　光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法において、
    　固定部材を介して、上記半導体光デバイスが有する光導波路の端面に上記光ファイバの端面を固定する固定工程と、
    　上記固定工程の後、上記光導波路の端面に上記固定部材越しに上記光ファイバの端面を突き当てつつ、該光ファイバの端面から離れた位置で該光ファイバを上記半導体光デバイスに固定する工程とを含んでいることを特徴とする製造方法。
PCT/JP2015/079144 2014-10-22 2015-10-15 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法 WO2016063786A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016555194A JPWO2016063786A1 (ja) 2014-10-22 2015-10-15 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法
US15/450,976 US10168483B2 (en) 2014-10-22 2017-03-06 Method for connecting optical waveguide and optical fiber, semiconductor optical device, and method for manufacturing semiconductor optical device having optical fiber connected thereto

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014215537 2014-10-22
JP2014-215537 2014-10-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/450,976 Continuation US10168483B2 (en) 2014-10-22 2017-03-06 Method for connecting optical waveguide and optical fiber, semiconductor optical device, and method for manufacturing semiconductor optical device having optical fiber connected thereto

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016063786A1 true WO2016063786A1 (ja) 2016-04-28

Family

ID=55760828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/079144 WO2016063786A1 (ja) 2014-10-22 2015-10-15 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10168483B2 (ja)
JP (1) JPWO2016063786A1 (ja)
WO (1) WO2016063786A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235406A1 (ja) * 2017-06-23 2018-12-27 株式会社フジクラ 光モジュール、及び、その製造方法
WO2024069887A1 (ja) * 2022-09-29 2024-04-04 富士通株式会社 導波路と光ファイバを結合する装置、これを用いた量子光回路、及び装置の作製方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10539744B2 (en) * 2016-01-14 2020-01-21 Futurewei Technologies, Inc. Gapless optical mode converter
JP7073963B2 (ja) * 2018-07-24 2022-05-24 住友大阪セメント株式会社 光導波路素子

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000105324A (ja) * 1998-09-29 2000-04-11 Kyocera Corp 光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法
JP2005173575A (ja) * 2003-11-19 2005-06-30 Tomoegawa Paper Co Ltd 光学接続構造およびその光学接続方法
JP2010139629A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Oki Electric Ind Co Ltd スポットサイズ変換器
WO2011078789A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Agency For Science, Technology And Research Optical converter and method of manufacturing the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930854A (en) * 1989-03-03 1990-06-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical fiber-to-channel waveguide coupler
US5991493A (en) * 1996-12-13 1999-11-23 Corning Incorporated Optically transmissive bonding material
JP2001124957A (ja) * 1999-10-27 2001-05-11 Yasuhiro Koike 発光半導体装置と光ファイバとの接続方法
JP2001324641A (ja) * 2000-05-17 2001-11-22 Yasuhiro Koike 光ファイバの接続部品
EP2418524A1 (en) 2003-11-19 2012-02-15 Tomoegawa Paper Co., Ltd. Optical connection structure and optical connection method
KR20070001202A (ko) * 2004-03-31 2007-01-03 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 광소자 결합 구조체 및 광화이버 구조체
JP2006221031A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Tomoegawa Paper Co Ltd 光学接続構造
JP2007093647A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Tomoegawa Paper Co Ltd 光学接続構造及び光学接続方法
US8031991B2 (en) * 2008-05-28 2011-10-04 Lightwire Inc. Low index, large mode field diameter optical coupler
US8326100B2 (en) * 2010-09-27 2012-12-04 Alcatel Lucent Low loss broadband fiber coupler to optical waveguide

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000105324A (ja) * 1998-09-29 2000-04-11 Kyocera Corp 光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法
JP2005173575A (ja) * 2003-11-19 2005-06-30 Tomoegawa Paper Co Ltd 光学接続構造およびその光学接続方法
JP2010139629A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Oki Electric Ind Co Ltd スポットサイズ変換器
WO2011078789A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Agency For Science, Technology And Research Optical converter and method of manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235406A1 (ja) * 2017-06-23 2018-12-27 株式会社フジクラ 光モジュール、及び、その製造方法
WO2024069887A1 (ja) * 2022-09-29 2024-04-04 富士通株式会社 導波路と光ファイバを結合する装置、これを用いた量子光回路、及び装置の作製方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10168483B2 (en) 2019-01-01
JPWO2016063786A1 (ja) 2017-06-22
US20170176685A1 (en) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5104665B2 (ja) スポットサイズ変換器
US10591694B2 (en) Photonic chip having a monolithically integrated reflector unit and method of manufacturing a reflector unit
WO2016063786A1 (ja) 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法
JP6170527B2 (ja) 光レセプタクル及び光トランシーバ
KR20200060718A (ko) 광자 집적 회로의 도파관에 광섬유의 자기 정렬 연결을 위한 방법 및 장치
US9897761B2 (en) Optical fiber mounted photonic integrated circuit device for single mode optical fibers
US10768372B2 (en) Resin optical waveguide and composite optical waveguide
WO2013038761A1 (ja) ポンプコンバイナ、ブリッジファイバ、及び、ファイバレーザ
WO2021161371A1 (ja) 光接続素子、光素子、及び光素子の製造方法
JP2017054110A (ja) 光モジュール
US10222554B2 (en) Resin optical waveguide
JP2000105324A (ja) 光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法
WO2018181782A1 (ja) 光レセプタクル及び光トランシーバ
CA3026263C (en) Resin optical waveguide
JP4324167B2 (ja) 光素子結合構造体
US12111500B2 (en) Optical fiber guide structure and optical fiber connecting structure
US11480732B2 (en) Optical connection structure
JP7124672B2 (ja) 光接続部品および光接続構造
US20220390670A1 (en) Optical Module
JP5498175B2 (ja) 光結合装置
CN110646895B (zh) 光插座及光收发器
JP2019174541A (ja) 光モジュール
WO2022102053A1 (ja) 光接続構造、光モジュールおよび光接続構造の製造方法
JP2015045789A (ja) スポットサイズ変換器
JP2013214115A (ja) 光結合装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15853272

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016555194

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15853272

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1