WO2019244560A1 - 光導波路チップの接続構造 - Google Patents

光導波路チップの接続構造 Download PDF

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WO2019244560A1
WO2019244560A1 PCT/JP2019/020665 JP2019020665W WO2019244560A1 WO 2019244560 A1 WO2019244560 A1 WO 2019244560A1 JP 2019020665 W JP2019020665 W JP 2019020665W WO 2019244560 A1 WO2019244560 A1 WO 2019244560A1
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optical waveguide
plc
quartz
conductor
connection structure
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PCT/JP2019/020665
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裕士 石川
光太 鹿間
祐子 河尻
荒武　淳
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日本電信電話株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
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    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • 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
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
    • G02B6/4231—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment with intermediate elements, e.g. rods and balls, between the elements
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 

Definitions

  • the present invention relates to a connection structure between optical waveguide chips used in a technical field that requires processing of an optical signal such as optical communication and optical sensing.
  • optical signal processing technologies such as optical communications and optical sensing
  • electronic circuit technology has been rapidly developing and is often used in combination with the optical signal processing technology.
  • the optical signal processing technology has some disadvantages. It is a compact and easy connection.
  • Patent Document 1 As a method for simultaneously realizing miniaturization and easy connection in optical signal processing technology, a method as disclosed in Patent Document 1 has been proposed. With the structure disclosed in Patent Document 1, a pluggable connection that can connect an optical waveguide chip (quartz PLC) only when necessary, such as a connector, can be realized.
  • the connection structure of such an optical waveguide chip is hereinafter referred to as PPCP (Pluggable Photonic Circuit Circuit).
  • FIGS. 9A to 9D are schematic diagrams showing a typical configuration of the PPCP.
  • 9A is a perspective view of the PPCP
  • FIG. 9B is an exploded view of parts of the PPCP
  • FIG. 9C is a view showing a bonding surface between a quartz PLC and a quartz flat plate
  • FIG. 9D is a cross-sectional view of the PPCP cut along an xy plane.
  • two silica-based PLC chips 601 and 602 which are formed of a silica-based glass layer including a Si substrate and a waveguide layer
  • a quartz-based PLC 603 which is also an optical waveguide chip.
  • the PPCP is constituted by combining a total of seven members of four optical fibers for spacer 606 (spacer members).
  • the PPCP shown in FIGS. 9A to 9D is configured to transmit input optical signals 605a and 605b through the PLCs 601 and 602 until output optical signals 604a and 604b are obtained.
  • the quartz PLC 601 and the quartz PLC 602 are arranged side by side so that the respective input / output end faces 617 and 618 face each other, and the two quartz PLCs 601 and 602 are made of quartz. It is mounted on the system PLC 603.
  • the quartz PLC 601 has a structure in which an optical waveguide layer 608 is formed on a Si substrate 609 as shown in FIG. 9D.
  • the optical waveguide layer 608 includes a cladding layer 610 made of SiO 2 and a core 611 formed in the cladding layer 610.
  • the fitting groove 607 is formed in the cladding layer 610.
  • the structure of the quartz PLC 602 is the same as that of the quartz PLC 601.
  • the quartz PLC 603 has a structure in which an optical waveguide layer 613 is formed on a Si substrate 612.
  • the optical waveguide layer 613 includes a cladding layer 615 made of SiO 2 and a core 616 formed in the cladding layer 615.
  • a fitting groove 614 is formed in the cladding layer 615 at a position facing the fitting groove 607 of the quartz PLCs 601 and 602 when the quartz PLCs 601 and 602 are mounted on the quartz PLC 603.
  • a conductor wiring 619 is formed in the quartz PLC 603, and a metal spring 620 is electrically and mechanically connected to the conductor wiring 619.
  • the conductor wiring 619 is connected to an electric circuit (not shown) formed in the quartz PLC 603.
  • a conductor wiring 621 is formed at a position facing the metal spring 620 when the quartz PLC 601 is mounted on the quartz PLC 603.
  • the conductor wiring 621 is connected to an electric circuit (not shown) formed in the quartz PLC 601.
  • the quartz PLC 601 and 602 are the spacer optical fibers 606 that fit into the fitting groove 614 on the quartz PLC 603 side and the fitting groove 607 on the quartz PLC 601 and 602 side. Is fixed to the quartz-based PLC 603. At this time, the conductor wiring 621 formed on the quartz PLC 601 and the conductor wiring 619 formed on the quartz PLC 603 are electrically connected by the metal spring 620.
  • 9A to 9D is an optical coupling method with a low connection loss and a low component cost, which is realized by an automatic mounting while eliminating the need for active alignment that requires a dedicated device. Both implementation and manual implementation by humans are possible.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a connection structure for an optical waveguide chip that can improve the mounting cost while maintaining a highly accurate and simple mounting method. To provide.
  • connection structure for an optical waveguide chip includes a base substrate having a plurality of first grooves formed therein, and a plurality of the plurality of first grooves being respectively fitted to the plurality of first grooves so as to partially protrude from the base substrate.
  • a spacer member, an optical waveguide layer is formed on the substrate, and a second groove is formed at a position of the optical waveguide layer facing the first groove, the second groove engaging with a protruding portion of the spacer member;
  • a plurality of optical waveguide chips mounted on the base substrate in a form supported by a spacer member, and the plurality of optical waveguide chips are arranged such that the input / output end faces of the optical waveguide layers of two adjacent optical waveguide chips face each other.
  • a waveguide chip is mounted on the base substrate, a first conductor wiring formed on the base substrate, and a second conductor formed on at least one of the plurality of optical waveguide chips. Is a line, among the plurality of spacer members, and is characterized in that it is electrically connected by at least one spacer member has conductivity.
  • a first optical waveguide layer is formed on a first substrate, and a plurality of first grooves are formed in the first optical waveguide layer.
  • a waveguide layer is formed, and a second groove is formed at a position of the second optical waveguide layer facing the first groove to be fitted with a protruding portion of the spacer member, and is supported by the spacer member.
  • the plurality of second optical waveguide chips are facing each other so as to face each other.
  • the second conductive wiring is electrically connected to at least one spacer member having conductivity among the plurality of spacer members.
  • the base substrate is provided with the first conductor on an inner surface of at least one of the first grooves fitted with the conductive spacer member.
  • the optical waveguide chip further includes a first conductive film electrically connected to a wiring, and the optical waveguide chip has the first conductive film formed on an inner surface of the second groove facing the first groove on which the first conductive film is formed. And a second conductor film electrically connected to the second conductor wiring.
  • the first optical waveguide chip has an inner surface of at least one of the first grooves that fits with the conductive spacer member.
  • the semiconductor device further includes a first conductor film electrically connected to a first conductor wiring, wherein the second optical waveguide chip faces the first groove in which the first conductor film is formed.
  • the semiconductor device further comprises a second conductor film electrically connected to the second conductor wiring on an inner surface of the groove.
  • the first conductive film is formed in all of the plurality of first grooves
  • the second conductive film is formed in all of the plurality of second grooves. Is formed.
  • the first conductive wiring and the first conductive film have the same film structure, and the second conductive wiring and the second conductive wiring are connected to each other.
  • connection structure of the optical waveguide chip of the present invention has the same film structure as the conductive film.
  • the conductive spacer member is entirely or entirely made of a conductor.
  • one configuration example of the connection structure of the optical waveguide chip of the present invention is characterized in that all of the plurality of spacer members are spacer members having the same structure having the conductivity.
  • the first conductor wiring formed on the base substrate and the second conductor wiring formed on at least one optical waveguide chip of the plurality of optical waveguide chips are combined with the first conductor wiring of the plurality of spacer members.
  • electrically connecting with at least one spacer member having conductivity electrical connection between the lower base substrate and the upper optical waveguide chip is realized without using a three-dimensional connection structure other than the spacer member. can do.
  • the first conductive wiring formed on the first optical waveguide chip and the second conductive wiring formed on at least one second optical waveguide chip among the plurality of second optical waveguide chips are provided. Are electrically connected by at least one spacer member having conductivity among the plurality of spacer members, so that the lower first optical waveguide can be used without using a three-dimensional connection structure other than the spacer members. An electrical connection between the chip and the upper second optical waveguide chip can be realized. As a result, in the present invention, it is possible to improve the mounting cost while maintaining a highly accurate and simple multi-chip mounting method using passive alignment mounting that performs alignment only with mechanical accuracy.
  • a first conductor film electrically connected to the first conductor wiring is provided on an inner surface of at least one first groove to be fitted with the spacer member having conductivity.
  • the first and second grooves are formed. The fitting with the spacer member and the upper and lower electrical connections can be realized simultaneously. As a result, in the present invention, stabilization of the electrical connection can be realized.
  • the first conductive film is formed in all of the plurality of first grooves
  • the second conductive film is formed in all of the plurality of second grooves, thereby stabilizing the electrical connection.
  • the physical stability of the upper and lower base substrates and the optical waveguide chip, or the first optical waveguide chip and the second optical waveguide chip, can be improved.
  • the first conductor wiring and the first conductor film have the same film structure
  • the second conductor wiring and the second conductor film have the same film structure.
  • all of the plurality of spacer members are made of spacers having the same structure having conductivity, so that the upper and lower base substrates and the optical waveguide chip, or the first optical waveguide chip and the second optical waveguide chip are formed.
  • the physical stability of the waveguide chip can be improved.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1C is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1D is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2D is a schematic view showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 3C is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 3D is a schematic view showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the third embodiment of the present
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 4D is a schematic diagram showing a connection structure of the optical waveguide chip according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a connection structure of an optical waveguide chip according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded view of components of a connection structure for an optical waveguide chip according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a bonding surface of an optical waveguide chip according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view of an optical waveguide chip connection structure according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a schematic diagram showing a connection structure of a conventional optical waveguide chip.
  • FIG. 9B is a schematic diagram showing a connection structure of a conventional optical waveguide chip.
  • FIG. 9C is a schematic diagram showing a connection structure of a conventional optical waveguide chip.
  • FIG. 9D is a schematic diagram showing a connection structure of a conventional optical waveguide chip.
  • FIGS. 1A to 1D are schematic views showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a first embodiment of the present invention.
  • 1A is a perspective view of a connection structure of an optical waveguide chip
  • FIG. 1B is a development view of parts of the connection structure
  • FIG. 1C is a view showing a bonding surface of the optical waveguide chip
  • FIG. 1D is a cross-sectional view of the connection structure cut along an xy plane. is there.
  • two PLC chips 101 and 102 which are formed of a quartz glass layer including a Si substrate and an optical waveguide layer, and a quartz PLC 103 which is also an optical waveguide chip.
  • the PPCP is configured by combining the spacer steel ball 106 (spacer member).
  • an input optical signal 105a incident on the silica-based PLC 102 propagates through the optical waveguide layer of the silica-based PLC 102, exits the silica-based PLC 102, enters the silica-based PLC 101, and receives the optical waveguide layer of the silica-based PLC 101. And emitted from the silica-based PLC 101 as an output optical signal 104a.
  • the input optical signal 105b incident on the quartz PLC 103 propagates through the optical waveguide layer of the quartz PLC 103, and is output from the quartz PLC 103 as an output optical signal 104b.
  • the quartz PLC 101 has a structure in which an optical waveguide layer 108 for transmitting an input optical signal is formed on a support substrate 109 made of Si.
  • the optical waveguide layer 108 is composed of the cladding layer 110 made of SiO 2, it was formed in the cladding layer 110, a core 111. of SiO 2, for example dopant is added.
  • fitting grooves 107 and 119 are formed in the cladding layer 110.
  • the structure of the quartz PLC 102 is the same as that of the quartz PLC 101.
  • FIG. 1C shows the joining surfaces of the optical waveguide layers 108 (cladding layers 110) of the quartz PLCs 101 and 102 with the quartz PLCs 103 and the joining surfaces of the optical waveguide layers (cladding layers) of the quartz PLC 103 with the quartz PLCs 101 and 102. Is shown. According to FIG. 1C, it can be seen that two fitting grooves 107 and two fitting grooves 119 are formed in one PLC. The depths of the fitting grooves 107 and 119 are all the same.
  • a conductor wiring 120 is formed on the cladding layer 110 of the quartz PLC 101.
  • the conductor wiring 120 is connected to an electric circuit or the like (not shown) formed in the quartz PLC 101.
  • a conductor film 121 electrically connected to the conductor wiring 120 is formed on the inner surface of the fitting groove 107 closer to the conductor wiring 120 among the two fitting grooves 107 of the quartz PLC 101.
  • the conductor film 121 may be formed at the same time as the conductor wiring 120 (that is, having the same film structure), or after the formation of the conductor wiring 120, the inner surface of the fitting groove 107 and the conductor wiring near the fitting groove 107 may be formed.
  • the conductive film 121 may be formed so as to cover the conductive film 120.
  • the quartz PLC 103 has a structure in which an optical waveguide layer 113 for transmitting an input optical signal 105b is formed on a support substrate 112 made of Si.
  • Optical waveguide layer 113 is composed of the cladding layer 115 made of SiO 2, it was formed in the cladding layer 115, a core 116. of SiO 2, for example dopant is added.
  • the cladding layer 115 has a fitting groove 114 having the same shape as the fitting groove 107 at a position facing the fitting groove 107 of the quartz PLCs 101 and 102 when the quartz PLCs 101 and 102 are mounted on the quartz PLC 103. Is formed.
  • the cladding layer 115 has a fitting groove having the same shape as the fitting groove 119 at a position facing the fitting groove 119 of the quartz PLCs 101 and 102 when the quartz PLCs 101 and 102 are mounted on the quartz PLC 103. 122 are formed.
  • FIG. 1C shows a bonding surface of the cladding layer 115 with the quartz PLCs 101 and 102.
  • two PLCs formed at positions facing the fitting grooves 107 of the quartz-based PLC 101 and the quartz-based PLC are formed.
  • a total of four fitting grooves 114 formed at positions facing the fitting grooves 107 of the PLC 102 are formed in the cladding layer 115.
  • two cladding layers 122 are formed at positions facing the fitting grooves 119 of the quartz PLC 101 and two fitting grooves 122 formed at positions facing the fitting grooves 119 of the quartz PLC 102. Is formed.
  • the depths of the fitting grooves 114 and 122 are all the same.
  • the longitudinal direction of the fitting grooves 107 and 114 is the z-axis direction (the optical axis direction of light emitted from the quartz PLC 102 to the quartz PLC 101 and the optical axis direction of light incident on the quartz PLC 101, 1A to the left and right directions in FIG. 1C).
  • the longitudinal directions of the fitting grooves 119 and 122 are orthogonal to the optical axis direction.
  • a conductor wiring 123 is formed on the cladding layer 115 of the quartz PLC 103.
  • the conductor wiring 123 is connected to a pad or an electric circuit (not shown) formed on the quartz PLC 103.
  • a conductor film 124 electrically connected to the conductor wiring 123 is formed on the inner surface of the fitting groove 114 near the conductor wiring 123 among the four fitting grooves 114 of the quartz PLC 103.
  • the conductive film 124 of the four fitting grooves 114 is formed because the fitting groove in which the conductive film 121 of the quartz PLC 101 is formed when the quartz PLC 101 is mounted on the quartz PLC 103.
  • the fitting groove 114 is located at a position facing the 107.
  • the conductor film 124 may be formed simultaneously with the conductor wiring 123 (that is, having the same film structure), or after the conductor wiring 123 is formed, the inner surface of the fitting groove 114 and the conductor wiring near the fitting groove 114 may be formed.
  • the conductive film 124 may be formed so as to cover the conductive film 123.
  • the steel balls 106 for spacers having the same diameter are fitted into each of the four fitting grooves 114 and the four fitting grooves 122 formed in the quartz PLC 103.
  • three steel balls 106 for spacer are fitted in each of the fitting grooves 114 and 122.
  • the joining surface of the optical waveguide layer 113 (cladding layer 115) of the quartz PLC 103 and the joining surface of the optical waveguide layer 108 (cladding layer 110) of the quartz PLC 101 face each other, that is, the supporting substrate.
  • the spacer steel ball 106 fitted in the two fitting grooves 114 of the quartz PLC 103 and the two fitting grooves 107 of the quartz PLC 101 are placed such that the optical waveguide layer 108 is on the bottom and the optical waveguide layer 108 is on the bottom.
  • the spacer steel ball 106 fitted into the two fitting grooves 122 of the quartz PLC 103 and the two fitting grooves 119 of the quartz PLC 101 are fitted together, and the quartz PLC 101 is replaced with the quartz PLC 103. Mount on top.
  • the spacer fitted in the two fitting grooves 114 of the quartz PLC 103 such that the joining surface of the optical waveguide layer 113 of the quartz PLC 103 and the joining surface of the optical waveguide layer 108 of the quartz PLC 102 face each other.
  • the steel ball 106 and the two fitting grooves 107 of the quartz PLC 102 are fitted together, and the spacer steel ball 106 and the two quartz PLC 102 fitted into the two fitting grooves 122 of the quartz PLC 103.
  • the fitting groove 119 is fitted, and the quartz PLC 102 is mounted on the quartz PLC 103.
  • the quartz PLCs 101 and 102 can be mounted on the quartz PLC 103 such that the input / output end face 117 of the quartz PLC 101 and the input / output end face 118 of the quartz PLC 102 face each other at a short distance.
  • Optical connection of the system PLC 102 can be realized.
  • the fitting grooves 107, 114, 119, 122 are formed by photolithography. Therefore, the width, length, and position of the fitting grooves 107, 114, 119, 122 can be determined with extremely high accuracy. This makes it possible to position the optical waveguide layer 108 with very high accuracy in the in-plane direction of the substrate.
  • the core positions of the two quartz PLCs 101 and 102 with respect to the quartz PLC 103 are determined with high accuracy.
  • the quartz-based PLCs 101 and 102 are mounted on the quartz-based PLC 103, the positions of the cores 111 of the two quartz-based PLCs 101 and 102 are positioned on the same straight line, and low-loss connection of light can be realized.
  • a simple multi-chip mounting with sub- ⁇ m level accuracy can be realized by passive alignment mounting without inputting / outputting light, and integration of the PLCs 101 and 102 is enabled. Circuit miniaturization can also be realized.
  • the conductor film 121 formed in the fitting groove 107 of the quartz PLC 101 and the conductor film 124 formed in the fitting groove 114 of the quartz PLC 103 are fitted into the fitting grooves 107, 114.
  • the conductive wires 120 of the quartz-based PLC 101 and the conductive wires 123 of the quartz-based PLC 103 are electrically connected as a result.
  • the conductor films 121 and 124 can be realized by a manufacturing process that is completely the same or substantially the same as the conductor wirings 120 and 123, and has a three-dimensional structure such as a metal spring that requires a manufacturing method that is significantly different from the PLC manufacturing process. Need not be formed. Also, as for the steel ball 106 for the spacer, a high-precision steel ball can be obtained at a low price by using a steel ball for use such as a ball bearing and a ball-point pen, so that the mounting cost can be reduced.
  • FIGSecond embodiments 2A to 2D are schematic views showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a second embodiment of the present invention.
  • 2A is a perspective view of a connection structure of the optical waveguide chip
  • FIG. 2B is a development view of parts of the connection structure
  • FIG. 2C is a diagram showing a bonding surface of the optical waveguide chip
  • FIG. 2D is a cross-sectional view of the connection structure cut along the xy plane. is there.
  • the input optical signal 205a incident on the silica-based PLC 202 propagates through the optical waveguide layer of the silica-based PLC 202, exits the silica-based PLC 202, enters the silica-based PLC 201, and receives the optical waveguide layer of the silica-based PLC 201. , And is output from the quartz PLC 201 as an output optical signal 204a.
  • the input optical signal 205b incident on the quartz PLC 203 propagates through the optical waveguide layer of the quartz PLC 203, and is output from the quartz PLC 203 as an output optical signal 204b.
  • the quartz PLC 201 has a structure in which an optical waveguide layer 208 for transmitting an input optical signal is formed on a support substrate 209 made of Si.
  • the optical waveguide layer 208 includes a cladding layer 210 and a core 211, like the optical waveguide layer 108. Further, fitting grooves 207 and 219 similar to the fitting grooves 107 and 119 are formed in the cladding layer 210.
  • the structure of the quartz PLC 202 is the same as that of the quartz PLC 201.
  • FIG. 2C shows the joining surfaces of the optical waveguide layers 208 (cladding layers 210) of the quartz PLCs 201 and 102 with the quartz PLCs 203 and the joining surfaces of the optical waveguide layers (cladding layers) of the quartz PLC 203 with the quartz PLCs 201 and 202. Is shown.
  • a conductor wiring 220 similar to the conductor wiring 120 is formed on the cladding layer 210 of the quartz PLC 201.
  • a conductor film 221 electrically connected to the conductor wiring 220 is formed on the inner surface of the fitting groove 207 closer to the conductor wiring 220 among the two fitting grooves 207 of the quartz PLC 201.
  • the quartz-based PLC 203 has a structure in which an optical waveguide layer 213 for transmitting the input optical signal 205b is formed on a support substrate 212 made of Si, similarly to the quartz-based PLC 103.
  • the optical waveguide layer 213 includes a cladding layer 215 and a core 216, like the optical waveguide layer 113.
  • the cladding layer 215 has a fitting groove 214 similar to the fitting groove 114 and a fitting groove 222 similar to the fitting groove 122.
  • a conductor wiring 223 similar to the conductor wiring 123 is formed on the cladding layer 215 of the quartz PLC 203.
  • a conductor film 224 electrically connected to the conductor wiring 223 is formed on the inner surface of the fitting groove 214 near the conductor wiring 223 among the four fitting grooves 214 of the quartz PLC 203.
  • the conductor film 224 of the four fitting grooves 214 is formed because the conductor film 221 of the quartz PLC 201 is mounted when the quartz PLC 201 is mounted on the quartz PLC 203.
  • the fitting groove 214 is located at a position facing the formed fitting groove 207.
  • an optical fiber for spacer (spacer member) is fitted into each of the four fitting grooves 214 and the four fitting grooves 222 formed in the quartz PLC 203.
  • a total of seven fitting grooves 214 and 222 where the conductor film 224 is not formed are not covered with the conductor film.
  • the spacer optical fiber 206 having the same diameter is fitted, and the spacer optical fiber 225 covered with the conductor film is fitted into the fitting groove 214 in which the conductor film 224 is formed.
  • the spacer optical fiber 225 corresponds to the spacer optical fiber 206 covered with a conductive film.
  • the joining surface of the optical waveguide layer 213 (cladding layer 215) of the quartz PLC 203 and the joining surface of the optical waveguide layer 208 (cladding layer 210) of the quartz PLC 201 face each other.
  • the spacer optical fibers 206 and 225 fitted into the two fitting grooves 214 of the PLC 203 and the two fitting grooves 207 of the quartz PLC 201 are fitted together, and the two fitting grooves 222 of the quartz PLC 203 are fitted together.
  • the spacer-use optical fiber 206 fitted into the first and second fitting grooves 219 of the quartz PLC 201 are fitted together, and the quartz PLC 201 is mounted on the quartz PLC 203.
  • the spacer for the spacer fitted into the two fitting grooves 214 of the quartz PLC 203 so that the joining surface of the optical waveguide layer 213 of the quartz PLC 203 and the joining surface of the optical waveguide layer 208 of the quartz PLC 202 face each other.
  • the optical fiber 206 and the two fitting grooves 207 of the quartz PLC 202 are fitted together, and the spacer optical fiber 206 and the two quartz PLC 202 fitted into the two fitting grooves 222 of the quartz PLC 203.
  • the quartz PLC 202 is mounted on the quartz PLC 203 by fitting the fitting groove 219 with the fitting groove 219.
  • the quartz PLCs 201 and 202 are mounted on the quartz PLC 203 such that the input / output end face 217 of the quartz PLC 201 and the input / output end face 218 of the quartz PLC 202 face each other at a short distance.
  • the optical connection between the quartz PLC 201 and the quartz PLC 202 can be realized.
  • the conductor film 221 formed in the fitting groove 207 of the quartz PLC 201 and the conductor film 224 formed in the fitting groove 214 of the quartz PLC 203 are fitted into these fitting grooves 207 and 214. It is electrically connected via the spacer optical fiber 225.
  • the conductor wiring 220 of the quartz PLC 201 and the conductor wiring 223 of the quartz PLC 203 can be electrically connected.
  • the conductor films 221 and 224 can be realized by the same or substantially the same manufacturing process as the conductor wirings 220 and 223, and it is necessary to form a three-dimensional structure such as a metal spring. There is no. Also, the spacer optical fiber 206 not covered with the conductor film and the spacer optical fiber 225 covered with the conductor film can be obtained at a low price, so that the mounting cost can be reduced.
  • FIGS. 3A to 3D are schematic views showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a third embodiment of the present invention.
  • 3A is a perspective view of the connection structure of the optical waveguide chip
  • FIG. 3B is an exploded view of parts of the connection structure
  • FIG. 3C is a view showing a bonding surface of the optical waveguide chip
  • FIG. 3D is a cross-sectional view of the connection structure cut along the xy plane. is there.
  • the input optical signal 305a incident on the silica-based PLC 302 propagates through the optical waveguide layer of the silica-based PLC 302, exits from the silica-based PLC 302, enters the silica-based PLC 301, and is incident on the silica-based PLC 301. , And is output from the silica-based PLC 301 as an output optical signal 304a.
  • the input optical signal 305b incident on the quartz PLC 303 propagates through the optical waveguide layer of the quartz PLC 303, and is output from the quartz PLC 303 as an output optical signal 304b.
  • the quartz PLC 301 has a structure in which an optical waveguide layer 308 for transmitting an input optical signal is formed on a support substrate 309 made of Si.
  • the optical waveguide layer 308 includes a cladding layer 310 and a core 311 in the same manner as the optical waveguide layer 108. Further, fitting grooves 307 and 319 similar to the fitting grooves 107 and 119 are formed in the cladding layer 310.
  • the structure of the quartz PLC 302 is the same as that of the quartz PLC 301.
  • FIG. 3C shows the joining surfaces of the optical waveguide layers 308 (cladding layers 310) of the quartz PLCs 301 and 302 with the quartz PLC 303 and the joining surfaces of the optical waveguide layers (cladding layers) of the quartz PLC 303 with the quartz PLCs 301 and 302. Is shown.
  • a conductor wiring 320 similar to the conductor wiring 120 is formed on the cladding layer 310 of the quartz PLC 301.
  • a conductor film 321 electrically connected to the conductor wiring 320 is formed on the inner surface of the fitting groove 307 closer to the conductor wiring 320 among the two fitting grooves 307 of the quartz PLC 301.
  • the conductor films 326 are formed not only on the fitting groove 307 near the conductor wiring 320 of the quartz PLC 301 but also on the inner surfaces of the other fitting grooves 307 and 319, respectively.
  • the conductor film 326 may be formed at the same time as the conductor film 321.
  • the conductor film 326 is also formed on the inner surfaces of all the fitting grooves 307 and 319 of the quartz PLC 302.
  • the quartz PLC 303 has a structure in which an optical waveguide layer 313 for transmitting the input optical signal 305b is formed on a support substrate 312 made of Si, similarly to the quartz PLC 103.
  • the optical waveguide layer 313 includes a cladding layer 315 and a core 316, like the optical waveguide layer 113.
  • a fitting groove 314 similar to the fitting groove 114 and a fitting groove 322 similar to the fitting groove 122 are formed in the cladding layer 315.
  • a conductor wiring 323 similar to the conductor wiring 123 is formed on the cladding layer 315 of the quartz PLC 303.
  • a conductive film 324 electrically connected to the conductor wiring 323 is formed on the inner surface of the fitting groove 314 near the conductor wiring 323 among the four fitting grooves 314 of the quartz PLC 303.
  • the conductor film 324 of the four fitting grooves 314 is formed because the conductor film 321 of the quartz PLC 301 is mounted when the quartz PLC 301 is mounted on the quartz PLC 303.
  • the fitting groove 314 is located at a position facing the formed fitting groove 307.
  • the conductor films 327 are formed not only on the fitting groove 314 near the conductor wiring 323 of the quartz PLC 303 but also on the inner surfaces of the other fitting grooves 314 and 322.
  • the conductor film 327 may be formed simultaneously with the conductor film 324.
  • spacer steel balls 306 spacer members having the same diameter are fitted into each of the four fitting grooves 314 and the four fitting grooves 322 formed in the quartz PLC 303. Put in. In this embodiment, three spacer steel balls 306 are fitted into each of the fitting grooves 314 and 322.
  • the joining surface of the optical waveguide layer 313 (cladding layer 315) of the quartz PLC 303 and the joining surface of the optical waveguide layer 308 (cladding layer 310) of the quartz PLC 301 face each other.
  • the spacer steel ball 306 fitted in the two fitting grooves 314 of the PLC 303 and the two fitting grooves 307 of the quartz PLC 301 are fitted together, and fitted into the two fitting grooves 322 of the quartz PLC 303.
  • the spacer steel ball 306 and the two fitting grooves 319 of the quartz PLC 301 are fitted together, and the quartz PLC 301 is mounted on the quartz PLC 303.
  • a spacer for fitting into the two fitting grooves 314 of the quartz PLC 303 so that the joining surface of the optical waveguide layer 313 of the quartz PLC 303 and the joining surface of the optical waveguide layer 308 of the quartz PLC 302 face each other.
  • the steel ball 306 and the two fitting grooves 307 of the quartz PLC 302 are fitted together, and the spacer steel ball 306 and the two quartz PLC 302 fitted into the two fitting grooves 322 of the quartz PLC 303.
  • the quartz PLC 302 is mounted on the quartz PLC 303 by fitting the fitting groove 319 with the fitting groove 319.
  • the quartz PLCs 301 and 302 are mounted on the quartz PLC 303 such that the input / output end face 317 of the quartz PLC 301 and the input / output end face 318 of the quartz PLC 302 face each other at a short distance.
  • the optical connection between the quartz PLC 301 and the quartz PLC 302 can be realized.
  • the conductor film 321 formed in the fitting groove 307 of the quartz PLC 301 and the conductor film 324 formed in the fitting groove 314 of the quartz PLC 303 are fitted into the fitting grooves 307 and 314. Electrically connected via the steel balls 306 for spacers.
  • the conductor wiring 320 of the quartz PLC 301 and the conductor wiring 323 of the quartz PLC 303 can be electrically connected.
  • the conductor films 321, 324, 326, and 327 can be realized by a manufacturing process that is completely the same as or approximately the same as the conductor wirings 320 and 323, and has a three-dimensional structure such as a metal spring. Need not be formed. Also, as for the steel ball 306 for the spacer, a high-precision steel ball can be obtained at a low price by using a steel ball for use such as a ball bearing and a ballpoint pen, so that the mounting cost can be reduced.
  • the conductor film 121 is formed only in one of the two fitting grooves 107 of the quartz PLC 101 near the conductor wiring 120, and the four fitting grooves of the quartz PLC 103 are formed.
  • the 114 only one conductor film 124 is formed at a position facing the fitting groove 107 in which the conductor film 121 is formed.
  • the depth of the fitting groove 107 in which the conductor film 121 is formed differs from the other fitting grooves 107 and 119 of the quartz PLC 101 by the thickness of the conductor film 121, and the fitting in which the conductor film 124 is formed. Since the depth of the joint groove 114 is different from the other fitting grooves 114 and 122 by the thickness of the conductor film 124, the quartz PLC 101 may be slightly inclined with respect to the quartz PLC 103.
  • the conductor films 321, 324, 326, and 327 having the same film thickness are formed in all the fitting grooves 307, 314, 319, and 322 of the quartz PLCs 301 to 303. Since the fitting grooves 307, 314, 319 and 322 have the same depth, the possibility that the quartz PLC 301 is inclined with respect to the quartz PLC 303 can be reduced as compared with the first embodiment. Highly accurate positioning can be realized.
  • FIGS. 4A to 4D are schematic views showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 4A is a perspective view of the connection structure of the optical waveguide chip
  • FIG. 4B is an exploded view of parts of the connection structure
  • FIG. 4C is a view showing a bonding surface of the optical waveguide chip
  • FIG. 4D is a cross-sectional view of the connection structure cut along the xy plane. is there.
  • the input optical signal 405a incident on the silica-based PLC 402 propagates through the optical waveguide layer of the silica-based PLC 402, exits the silica-based PLC 402, enters the silica-based PLC 401, and is incident on the silica-based PLC 401. , And is output from the silica-based PLC 401 as an output optical signal 404a.
  • the input optical signal 405b incident on the quartz PLC 403 propagates through the optical waveguide layer of the quartz PLC 403, and is output from the quartz PLC 403 as an output optical signal 404b.
  • the quartz PLC 401 has a structure in which an optical waveguide layer 408 for transmitting an input optical signal is formed on a support substrate 409 made of Si.
  • the optical waveguide layer 408 includes a cladding layer 410 and a core 411, like the optical waveguide layer 108. Further, fitting grooves 407 and 419 similar to the fitting grooves 107 and 119 are formed in the cladding layer 410.
  • the structure of the quartz PLC 402 is the same as that of the quartz PLC 401.
  • FIG. 4C shows the bonding surfaces of the optical waveguide layers 408 (cladding layers 410) of the quartz PLCs 401 and 402 with the silica PLC 403 and the bonding surfaces of the optical waveguide layers (cladding layers) of the silica PLC 403 with the quartz PLCs 401 and 402. Is shown.
  • a conductor wiring 420 similar to the conductor wiring 120 is formed on the cladding layer 410 of the quartz PLC 401.
  • a conductor film 421 electrically connected to the conductor wiring 420 is formed on the inner surface of the fitting groove 407 closer to the conductor wiring 420 among the two fitting grooves 407 of the quartz PLC 401.
  • the conductor film 426 is formed not only on the fitting groove 407 near the conductor wiring 420 of the quartz PLC 401 but also on the inner surfaces of the other fitting grooves 407 and 419.
  • the conductor film 426 may be formed at the same time as the conductor film 421.
  • the conductor film 426 is also formed on the inner surfaces of all the fitting grooves 407 and 419 of the quartz PLC 402.
  • the quartz PLC 403 has a structure in which an optical waveguide layer 413 for transmitting an input optical signal 405b is formed on a support substrate 412 made of Si, similarly to the quartz PLC 103.
  • the optical waveguide layer 413 includes a cladding layer 415 and a core 416, like the optical waveguide layer 113.
  • a fitting groove 414 similar to the fitting groove 114 and a fitting groove 422 similar to the fitting groove 122 are formed in the cladding layer 415.
  • a conductor wiring 423 similar to the conductor wiring 123 is formed on the inner surface of the fitting groove 414 near the conductor wiring 423 among the four fitting grooves 414 of the quartz PLC 403.
  • the conductor film 424 of the four fitting grooves 414 is formed because the conductor film 421 of the quartz PLC 401 is mounted when the quartz PLC 401 is mounted on the quartz PLC 403.
  • the fitting groove 414 is located at a position facing the formed fitting groove 407.
  • the conductor films 427 are formed not only on the fitting grooves 414 near the conductor wiring 423 of the quartz PLC 403 but also on the inner surfaces of the other fitting grooves 414 and 422, respectively.
  • the conductor film 427 may be formed at the same time as the conductor film 424.
  • the optical fiber 406 (spacer member) for the spacer having the same diameter is fitted into each of the four fitting grooves 414 and the four fitting grooves 422 formed in the quartz PLC 403. Put in. At this time, all of the spacer optical fibers 406 are covered with the conductive film.
  • the quartz-based PLC 403 is set such that the joining surface of the optical waveguide layer 413 (cladding layer 415) of the quartz-based PLC 401 faces the joining surface of the optical waveguide layer 408 (cladding layer 410) of the quartz-based PLC 401.
  • the spacer optical fiber 406 fitted in the two fitting grooves 414 of the PLC 403 and the two fitting grooves 407 of the quartz PLC 401 are fitted together and fitted into the two fitting grooves 422 of the quartz PLC 403.
  • the spacer optical fiber 406 and the two fitting grooves 419 of the quartz PLC 401 are fitted together, and the quartz PLC 401 is mounted on the quartz PLC 403.
  • a spacer for fitting into the two fitting grooves 414 of the quartz PLC 403 such that the joining surface of the optical waveguide layer 413 of the quartz PLC 403 and the joining surface of the optical waveguide layer 408 of the quartz PLC 402 face each other.
  • the optical fiber 406 and the two fitting grooves 407 of the quartz PLC 402 are fitted together, and the spacer optical fiber 406 and the two quartz PLC 402 are fitted into the two fitting grooves 422 of the quartz PLC 403.
  • the quartz PLC 402 is mounted on the quartz PLC 403 by fitting the fitting groove 419 with the fitting groove 419.
  • the quartz PLCs 401 and 402 are mounted on the quartz PLC 403 such that the input / output end face 417 of the quartz PLC 401 and the input / output end face 418 of the quartz PLC 402 face each other at a short distance.
  • the optical connection between the quartz PLC 401 and the quartz PLC 402 can be realized.
  • the conductor film 421 formed in the fitting groove 407 of the quartz PLC 401 and the conductor film 424 formed in the fitting groove 414 of the quartz PLC 403 are fitted into the fitting grooves 407 and 414. It is electrically connected via the spacer optical fiber 406.
  • the conductor wiring 420 of the quartz PLC 401 and the conductor wiring 423 of the quartz PLC 403 can be electrically connected.
  • the conductor films 421, 424, 426, and 427 can be realized by a manufacturing process that is completely or almost the same as the conductor wirings 420 and 423, and has a three-dimensional structure such as a metal spring. Need not be formed.
  • the spacer optical fiber 406 covered with the conductor film can be obtained at a low price, the mounting cost can be reduced.
  • the conductor film 221 is formed only in one of the two fitting grooves 207 of the quartz PLC 201 near the conductor wiring 220, and the four fitting grooves of the quartz PLC 203 are formed.
  • the conductor film 224 is formed at a position facing the fitting groove 207 in which the conductor film 221 is formed.
  • only one spacer optical fiber 225 is covered with the conductor film.
  • the depth of the fitting groove 207 in which the conductor film 221 is formed differs from the other fitting grooves 207 and 219 of the quartz PLC 201 by the thickness of the conductor film 221, and the fitting in which the conductor film 224 is formed
  • the depth of the joining groove 214 is different from the other fitting grooves 214 and 222 by the thickness of the conductor film 224 by the thickness of the conductor film 224
  • the diameter of the optical fiber 225 for spacer is the other spacer by the thickness of the conductor film. Since it is different from the optical fiber 206, the quartz PLC 201 may be slightly inclined with respect to the quartz PLC 203.
  • the conductor films 421, 424, 426, and 427 having the same film thickness are formed in all the fitting grooves 407, 414, 419, and 422 of the quartz PLCs 401 to 403. Since the spacer optical fiber 406 is covered with the conductive film, all the fitting grooves 407, 414, 419, 422 have the same depth, and all the spacer optical fibers 406 have the same diameter. The possibility that the quartz PLC 401 is inclined with respect to the quartz PLC 403 can be reduced as compared with the second embodiment, and more accurate alignment can be realized.
  • FIG. 5 to 8 are schematic views showing a connection structure of an optical waveguide chip according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of the connection structure of the optical waveguide chip
  • FIG. 6 is an exploded view of parts of the connection structure
  • FIG. 7 is a view showing a bonding surface of the optical waveguide chip
  • FIG. is there.
  • an input optical signal 505a incident on the silica-based PLC 502 propagates through the optical waveguide layer of the silica-based PLC 502, exits from the silica-based PLC 502, enters the silica-based PLC 501, and is incident on the silica-based PLC 501. , And is output from the quartz PLC 501 as an output optical signal 504a.
  • the input optical signal 505b incident on the quartz PLC 503 propagates through the optical waveguide layer of the quartz PLC 503, and is output from the quartz PLC 503 as an output optical signal 504b.
  • the quartz PLC 501 has a structure in which an optical waveguide layer 508 for transmitting an input optical signal is formed on a support substrate 509 made of Si.
  • the optical waveguide layer 508 includes a cladding layer 510 and a core 511, like the optical waveguide layer 108. Further, fitting grooves 507 and 519 similar to the fitting grooves 107 and 119 are formed in the cladding layer 510.
  • FIG. 7 shows the joining surfaces of the optical waveguide layers 508 (cladding layers 510) of the quartz PLCs 501 and 502 with the quartz PLCs 503 and the joining surfaces of the optical waveguide layers (cladding layers) of the quartz PLC 503 with the quartz PLCs 501 and 502. Is shown.
  • a Mach-Zehnder modulator 530 is formed in the quartz PLC 501.
  • the Mach-Zehnder modulator 530 includes two cores 511 constituting two arm waveguides, and a heater 531 formed on the cladding layer 510 near one of the two arm waveguides. And conductor wirings 532 and 533 formed on the cladding layer 510 such that one end is electrically connected to the heater 531.
  • a conductor film 534 electrically connected to the conductor wiring 532 is formed on the inner surface of the fitting groove 507 closer to the conductor wiring 532 among the two fitting grooves 507 of the quartz PLC 501.
  • a conductive film 535 electrically connected to the conductor wiring 533 is formed on the inner surface of the fitting groove 519 closer to the conductor wiring 533 among the two fitting grooves 519 of the quartz PLC 501.
  • the conductor films 534 and 535 may be formed at the same time as the conductor wirings 532 and 533 (that is, have the same film structure), or after the formation of the conductor wirings 532 and 533, the inner surfaces of the fitting grooves 507 and 519 may be fitted to these.
  • the conductor films 534 and 535 may be formed so as to cover the conductor wirings 532 and 533 near the joint grooves 507 and 519.
  • the structure of the quartz PLC 502 is the same as that of the quartz PLC 501.
  • the quartz PLC 503 has a structure in which an optical waveguide layer 513 for transmitting an input optical signal 505b is formed on a support substrate 512 made of Si, similarly to the quartz PLC 103.
  • the optical waveguide layer 513 includes a clad layer 515 and a core 516, like the optical waveguide layer 113.
  • a fitting groove 514 similar to the fitting groove 114 and a fitting groove 522 similar to the fitting groove 122 are formed in the cladding layer 515.
  • a Mach-Zehnder modulator 536 is formed in the quartz PLC 503.
  • the Mach-Zehnder modulator 536 includes two cores 516 constituting two arm waveguides, and a heater 537 formed on a clad layer 515 near one of the two arm waveguides. And conductive wires 538 and 539 formed on the clad layer 515 so that one end is electrically connected to the heater 537. The other ends of the conductor wirings 538 and 539 are electrically connected to pads 540 and 541 formed on the cladding layer 515, respectively.
  • conductor wirings 542, 543, 544, and 545 are formed on the cladding layer 515 of the quartz PLC 503. One ends of these conductor wirings 542, 543, 544, 545 are electrically connected to pads 546, 547, 548, 549 formed on the cladding layer 515, respectively.
  • a conductor film 524 electrically connected to the other ends of the conductor wirings 542 and 544 is formed on the inner surface of two of the four fitting grooves 514 of the quartz PLC 503. .
  • the conductor film 524 of the four fitting grooves 514 is formed when the quartz PLCs 501 and 502 are mounted on the quartz PLC 503 and the conductor films 534 of the quartz PLCs 501 and 502 are formed.
  • the two fitting grooves 514 are located at positions facing the grooves 507.
  • a conductor film 527 electrically connected to the other ends of the conductor wirings 543 and 545 is formed on the inner surface of two of the four fitting grooves 522 of the quartz PLC 503. I have.
  • the conductor film 527 of the four fitting grooves 522 is formed when the quartz PLCs 501 and 502 are mounted on the quartz PLC 503 and the conductor films 535 of the quartz PLCs 501 and 502 are formed.
  • the two fitting grooves 522 are located at positions facing the grooves 519.
  • the conductor films 524, 527 may be formed simultaneously with the conductor wirings 538, 539, 542 to 545 and the pads 540, 541, 546 to 549 (that is, have the same film structure), or may be formed with the conductor wirings 538, 539, 542. After the formation of the pads 540, 541, 546 to 549, the conductor films 524, 527 are formed so as to cover the inner surfaces of the fitting grooves 514, 522 and the conductor wirings 542 to 545 near the fitting grooves 514, 522. It may be formed.
  • steel balls 506 spacer members for spacers having the same diameter are fitted into four fitting grooves 514 and four fitting grooves 522 formed in the quartz PLC 503. In this embodiment, three spacer steel balls 506 are fitted into each of the fitting grooves 514 and 522.
  • the bonding surface of the optical waveguide layer 513 (cladding layer 515) of the silica PLC 503 and the bonding surface of the optical waveguide layer 508 (cladding layer 510) of the silica PLC 501 face each other.
  • the spacer steel balls 506 fitted in the two fitting grooves 514 of the PLC 503 and the two fitting grooves 507 of the quartz PLC 501 are fitted together, and are fitted into the two fitting grooves 522 of the quartz PLC 503.
  • the spacer steel ball 506 and the two fitting grooves 519 of the quartz PLC 501 are fitted together, and the quartz PLC 501 is mounted on the quartz PLC 503.
  • the spacer fitted into the two fitting grooves 514 of the quartz PLC 503 such that the joining surface of the optical waveguide layer 513 of the quartz PLC 503 and the joining surface of the optical waveguide layer 508 of the quartz PLC 502 face each other.
  • the steel ball 506 and the two fitting grooves 507 of the quartz PLC 502 are fitted together, and the spacer steel ball 506 and the two quartz PLC 502 fitted into the two fitting grooves 522 of the quartz PLC 503.
  • the quartz PLC 502 is mounted on the quartz PLC 503 by fitting with the fitting groove 519.
  • the quartz PLCs 501 and 502 are mounted on the quartz PLC 503 such that the input / output end face 517 of the quartz PLC 501 and the input / output end face 518 of the quartz PLC 502 face each other at a short distance.
  • the optical connection between the quartz PLC 501 and the quartz PLC 502 can be realized.
  • the conductor film 534 formed in the fitting groove 507 of the quartz PLCs 501 and 502 and the conductor film 524 formed in the fitting groove 514 of the quartz PLC 503 are formed in the fitting grooves 507 and 514. It is electrically connected via the fitted steel balls 506 for spacers.
  • the pads 546 and 547 formed on the quartz PLC 503 and the heater 531 of the Mach-Zehnder modulator 530 of the quartz PLC 501 can be electrically connected, and the pads 546 and 547 can be connected.
  • the pads 548 and 549 formed on the quartz PLC 503 and the heater 531 of the Mach-Zehnder modulator 530 of the quartz PLC 502 can be electrically connected, and power is supplied to the heater 531 via the pads 548 and 549. By doing so, light incident on the Mach-Zehnder modulator 530 of the quartz PLC 502 can be modulated.
  • the light incident on the Mach-Zehnder modulator 536 of the quartz PLC 503 can be modulated by supplying power to the heater 537 through the pads 540 and 541 formed on the quartz PLC 503.
  • the conductor films 524, 527, 534, 535 are completely the same as or substantially equal to the conductor wirings 532, 533, 538, 539, 542 to 545 and the pads 540, 541, 546 to 549.
  • This can be realized by a manufacturing process, and there is no need to form a three-dimensional structure such as a metal spring.
  • the steel ball 306 for the spacer a high-precision steel ball can be obtained at a low price by using a steel ball for use such as a ball bearing and a ballpoint pen, so that the mounting cost can be reduced.
  • a pad In general, in a device in which a plurality of PLCs are combined, a pad cannot often be formed on an arbitrary PLC due to physical and structural restrictions. However, according to the present embodiment, a pad is formed on a specific PLC. An electrical connection between the pads and the components residing on other PLCs can be realized, while at the same time improving the implementation costs without sacrificing the advantages of the PPCP technology.
  • the input optical signal to the PPCP is input or how the output signal light is output. That is, if it is an input optical signal, an input by a spatial optical system, an input by an optical fiber through an optical fiber block bonding, a laser diode disposed on or inside the PLC without an optical signal input surface at the end face of the PLC, etc. Any input method, such as input from a light emitting element / modulation element, may be used. In the case of an output signal light, an output by a spatial optical system, an output by an optical fiber through an optical fiber block bonding, a photodiode disposed on or inside the PLC without an optical signal output surface on the end face of the PLC, etc. Any output method, such as output to a light receiving element, may be used.
  • optical circuit the PLC constituting the PPCP has is not particularly limited.
  • the optical circuits shown in the first to fifth embodiments are only a simple linear optical waveguide and a Mach-Zehnder modulator, but are merely examples, and possible examples are not limited to these two. That is, the PPCP technology and the present invention are independent of the types and configurations of the optical circuit and the electric circuit.
  • the optical fibers for spacers or the steel balls for spacers are all used as members for joining the PLC.
  • the spacer members may be used as spacer members.
  • Materials and shapes other than the spacer optical fiber and the spacer steel ball may be used. Specifically, glass, metal, ceramic, polymer, or the like can be arbitrarily adopted as a material of the spacer member.
  • a trapezoidal shape, a polygonal column shape, an elliptical spherical shape, or the like can be arbitrarily adopted in addition to the columnar shape and the spherical shape.
  • a spacer member made of an insulating material is used instead of the spacer steel ball or the optical fiber for the spacer covered with the conductor film, it is necessary to cover the spacer member with the conductor film.
  • the material system of the PLC can be arbitrarily selected.
  • a Si substrate is used as a support substrate, and a clad layer made of SiO 2 is used as a clad layer.
  • Such a material is an optimal material system for the present invention.
  • a PLC having a waveguide structure made of a dielectric material such as TaO 2 / SiO 2 or lithium niobate or a waveguide made of a compound semiconductor material, a PLC made of a silicon photonics material, or the like may be used. Can be adopted.
  • the height of the spacer member is higher than the sum of the depths of the upper and lower fitting grooves into which the spacer member fits.
  • the quartz PLCs 101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 402, 501, and 502 are mounted on the quartz PLCs 103, 203, 303, 403, and 503.
  • a base substrate without a waveguide may be used instead of the lower quartz PLCs 103, 203, 303, 403, and 503.
  • Such a base substrate is manufactured by the same method as that of the quartz PLCs 103, 203, 303, 403, and 503, and the cores 116, 216, and 316 are formed from these quartz PLCs 103, 203, 303, 403, and 503. , 416, 516, heater 537, conductor wirings 538, 539, pads 540, 541 and the like.
  • the present invention can be applied to a technique for connecting optical waveguide chips.
  • steel ball for spacer 107, 114, 119, 122, 207, 214, 219, 222, 307 , 314, 319, 322, 407, 414, 419, 422, 507, 514, 519, 522 ... fitting grooves, 108, 113, 208, 213, 308, 313, 408, 413, 508, 513 ... optical waveguide layers , 109, 112, 209, 212, 309, 31 , 409, 412, 509, 512 ... support substrate, 110, 115, 210, 215, 310, 315, 410, 415, 510, 515 ...
  • clad layer 111, 116, 211, 216, 311, 316, 411, 416 , 511, 516 core, 120, 123, 220, 223, 320, 323, 420, 423, 532, 533, 538, 539, 542, 543, 544, 545 ... conductor wiring, 121, 124, 221, 224, 321, 324, 326, 327, 421, 424, 426, 427, 524, 527, 534, 535: conductive film, 206, 225, 406: optical fiber for spacer, 530, 536: Mach-Zehnder modulator, 531 537: heater, 540, 541, 546 to 549: pad.

Abstract

光導波路チップの接続構造は、溝１１４，１２２が形成された石英系ＰＬＣ１０３と、溝１１４，１２２と嵌合するスペーサ用鋼球１０６と、スペーサ用鋼球１０６と嵌合する溝１０７，１１９が形成され、スペーサ用鋼球１０６によって支持される形で石英系ＰＬＣ１０３上に搭載された石英系ＰＬＣ１０１，１０２を備える。石英系ＰＬＣ１０３に形成された導体配線１２３と石英系ＰＬＣ１０１に形成された導体配線１２０とは、溝１１４に形成された導体膜１２４とスペーサ用鋼球１０６と溝１０７に形成された導体膜１２１とにより電気的に接続される。これによって、高精度で簡便な実装方法を維持しつつ、実装コストを改善することができる。

Description

光導波路チップの接続構造
　本発明は、光通信や光センシングといった光信号の処理が必要な技術分野に用いられる光導波路チップ間の接続構造に関するものである。
　光通信や光センシングといった光信号処理技術を使用する産業分野は関連分野と共に急速に発展し続けている。この光信号処理技術と同様に急速な発展を続けていると同時に、光信号処理技術と組み合わせて使用されていることが多いのが電子回路技術である。しかし、この電子回路技術と比べると、光信号処理技術にはいくつか難点がある。それは、小型化と簡便な接続である。
　シリコンを中心とする電子回路技術においては、スケーリング則により微細化がそのまま高性能化につながるため、非常に活発に微細化が推し進められてきた。しかしながら、光信号処理技術においては、空間光学系では系のサイズが非常に大きくなってしまう。また、空間光学系より小さな系を実現できる平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）においても、カットオフ条件から、最も基本的な光学素子である導波路のサイズですら数μｍから数百ｎｍオーダーとなってしまい、電子回路技術と比較して大きなデバイスサイズとなりがちである。
　次に簡便な接続という点においても、電子回路技術の場合、低周波領域では単に金属等の導体を接続するというだけで非常に簡便に信号を伝達することが可能であり、高周波領域においてもＲＦコネクタのようなプラガブルな接続技術が成熟している。しかしながら、光信号処理技術の場合、単に光信号を伝送する媒体を接続するだけでは良好な接続を実現することができない。光信号処理技術において良好な接続を得るためには、デバイス間の高精度のアライメントが不可欠であり、例えばシングルモード導波路を持つデバイスの場合、材質や設計にもよるが、サブμｍオーダーの精度でのアライメントが必要である。
　光信号処理技術において小型化と簡便な接続を同時に実現する手法として、特許文献１のような方法が提案されている。特許文献１に開示された構造では、コネクタのように必要な時だけ光導波路チップ（石英系ＰＬＣ）を接続可能なプラガブルな接続が実現できる。このような光導波路チップの接続構造を称して、以後ＰＰＣＰ（Pluggable Photonic Circuit Platform）と呼ぶ。
　図９Ａ～図９ＤはＰＰＣＰの典型的な構成を示す模式図である。図９ＡはＰＰＣＰの斜視図、図９ＢはＰＰＣＰの部品展開図、図９Ｃは石英系ＰＬＣと石英系平板の接合面を示す図、図９ＤはＰＰＣＰをｘｙ平面で切断した断面図である。図９Ａ～図９Ｄでは、Ｓｉ基板と導波路層とを含む石英系ガラス層により形成されている、２つの光導波路チップである石英系ＰＬＣ６０１，６０２と、同じく光導波路チップである石英系ＰＬＣ６０３と、４本のスペーサ用光ファイバ６０６（スペーサ部材）の計７点の部材を組み合わせることで、ＰＰＣＰを構成している。
　図９Ａ～図９Ｄに示すＰＰＣＰは、入力光信号６０５ａ，６０５ｂを、石英系ＰＬＣ６０１，６０２を介して出力光信号６０４ａ，６０４ｂとなるまで伝送することを目的とする構成となっている。図９Ａ、図９Ｂで示されているとおり、石英系ＰＬＣ６０１と石英系ＰＬＣ６０２とは各々の入出射端面６１７，６１８が向かい合うように横並びに配置されており、この２つの石英系ＰＬＣ６０１，６０２が石英系ＰＬＣ６０３上に搭載されている。
　石英系ＰＬＣ６０１は、図９Ｄに示すように、Ｓｉ基板６０９に光導波路層６０８が形成された構造となっている。光導波路層６０８は、ＳｉＯ2からなるクラッド層６１０と、クラッド層６１０の中に形成されたコア６１１とから構成される。また、クラッド層６１０には、嵌合用溝６０７が形成されている。石英系ＰＬＣ６０２の構造も、石英系ＰＬＣ６０１と同様である。
　同様に、石英系ＰＬＣ６０３は、Ｓｉ基板６１２に光導波路層６１３が形成された構造となっている。光導波路層６１３は、ＳｉＯ2からなるクラッド層６１５と、クラッド層６１５の中に形成されたコア６１６とから構成される。このクラッド層６１５には、石英系ＰＬＣ６０３上に石英系ＰＬＣ６０１，６０２を搭載する際に石英系ＰＬＣ６０１，６０２の嵌合用溝６０７と向かい合う位置に、嵌合用溝６１４が形成されている。また、石英系ＰＬＣ６０３には、導体配線６１９が形成されており、その導体配線６１９に金属バネ６２０が電気的ならびに機械的に接続されている。導体配線６１９は、石英系ＰＬＣ６０３に形成された電気回路（不図示）と接続されている。
　一方、石英系ＰＬＣ６０１には、石英系ＰＬＣ６０３上に石英系ＰＬＣ６０１を搭載する際に金属バネ６２０と向かい合う位置に、導体配線６２１が形成されている。導体配線６２１は、石英系ＰＬＣ６０１に形成された電気回路（不図示）と接続されている。
　図９Ｂ、図９Ｃで示されているとおり、石英系ＰＬＣ６０１，６０２は、石英系ＰＬＣ６０３側の嵌合用溝６１４と石英系ＰＬＣ６０１，６０２側の嵌合用溝６０７とに嵌合するスペーサ用光ファイバ６０６を介して石英系ＰＬＣ６０３に固定されている。このとき、金属バネ６２０により、石英系ＰＬＣ６０１に形成されている導体配線６２１と、石英系ＰＬＣ６０３に形成されている導体配線６１９とが電気的に接続される。
　以上のような構造で、部材などの機械的精度のみで石英系ＰＬＣ６０１，６０２を位置合わせするパッシブアライメント実装を実現することができ、サブμｍ単位での精度で簡便な接続を実現しながら、光導波路の集積化を可能とすることで小型化も実現している。
　図９Ａ～図９Ｄのような形態によって実現されるＰＰＣＰ技術による実装は、接続損失も低く部品コストも低廉な光結合手法であり、専用の装置が必要なアクティブアライメントを不要としながら、自動マウントによる実装も人の手による手作業実装も共に可能となっている。
　しかしながら、図９Ａ～図９Ｄのような形態では、嵌合用溝６０７，６１４にスペーサ部材を嵌めることで実現されるＰＰＣＰ技術による機械的な接続とは別に、下側の石英系ＰＬＣ６０３と上側の石英系ＰＬＣ６０１，６０２間の電気的接続を担う構造が必要になるという問題点があった。特許文献１には、電気的接続を担う構造が明示されていないが、図９Ａ～図９Ｄにおいて電気的接続を担う構造に相当するのは、金属バネ６２０である。
　このように、従来のＰＰＣＰでは、ＰＬＣの作製プロセスとは大きく異なる手法により、金属バネのような導体を形成する必要があり、実装コストが上昇してしまうという問題点があった。
特開２０１７－３２９５０号公報
　本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは高精度で簡便な実装方法を維持しつつ、実装コストを改善することができる光導波路チップの接続構造を提供することにある。
　本発明の光導波路チップの接続構造は、複数の第１の溝が形成されたベース基板と、一部が前記ベース基板から突出した形で前記複数の第１の溝とそれぞれ嵌合する複数のスペーサ部材と、基板上に光導波路層が形成されると共に、前記第１の溝と向かい合う前記光導波路層の位置に前記スペーサ部材の突出した部分と嵌合する第２の溝が形成され、前記スペーサ部材によって支持される形で前記ベース基板上に搭載された複数の光導波路チップとを備え、隣接する２つの光導波路チップの光導波路層の入出射端面同士が向かい合うように、前記複数の光導波路チップが前記ベース基板上に搭載され、前記ベース基板に形成された第１の導体配線と前記複数の光導波路チップのうち少なくとも１つの光導波路チップに形成された第２の導体配線とが、前記複数のスペーサ部材のうち、導電性を有する少なくとも１つのスペーサ部材により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造は、第１の基板上に第１の光導波路層が形成されると共に、この第１の光導波路層に複数の第１の溝が形成された第１の光導波路チップと、一部が前記第１の光導波路チップから突出した形で前記複数の第１の溝とそれぞれ嵌合する複数のスペーサ部材と、第２の基板上に第２の光導波路層が形成されると共に、前記第１の溝と向かい合う前記第２の光導波路層の位置に前記スペーサ部材の突出した部分と嵌合する第２の溝が形成され、前記スペーサ部材によって支持される形で前記第１の光導波路チップ上に搭載された複数の第２の光導波路チップとを備え、隣接する２つの第２の光導波路チップの第２の光導波路層の入出射端面同士が向かい合うように、前記複数の第２の光導波路チップが前記第１の光導波路チップ上に搭載され、前記第１の光導波路チップに形成された第１の導体配線と前記複数の第２の光導波路チップのうち少なくとも１つの第２の光導波路チップに形成された第２の導体配線とが、前記複数のスペーサ部材のうち、導電性を有する少なくとも１つのスペーサ部材により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造の１構成例において、前記ベース基板は、前記導電性を有するスペーサ部材と嵌合する少なくとも１つの前記第１の溝の内面に、前記第１の導体配線と電気的に接続された第１の導体膜をさらに備え、前記光導波路チップは、前記第１の導体膜が形成された第１の溝と向かい合う前記第２の溝の内面に、前記第２の導体配線と電気的に接続された第２の導体膜をさらに備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造の１構成例において、前記第１の光導波路チップは、前記導電性を有するスペーサ部材と嵌合する少なくとも１つの前記第１の溝の内面に、前記第１の導体配線と電気的に接続された第１の導体膜をさらに備え、前記第２の光導波路チップは、前記第１の導体膜が形成された第１の溝と向かい合う前記第２の溝の内面に、前記第２の導体配線と電気的に接続された第２の導体膜をさらに備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造の１構成例は、前記複数の第１の溝の全てに前記第１の導体膜が形成され、前記複数の第２の溝の全てに前記第２の導体膜が形成されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造の１構成例は、前記第１の導体配線と前記第１の導体膜とが同一の膜構造を有し、前記第２の導体配線と前記第２の導体膜とが同一の膜構造を有することを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造の１構成例において、前記導電性を有するスペーサ部材は、全体もしくは表面が導体からなることを特徴とするものである。
　また、本発明の光導波路チップの接続構造の１構成例は、前記複数のスペーサ部材の全てが前記導電性を有する同一の構造のスペーサ部材であることを特徴とするものである。
　本発明によれば、ベース基板に形成された第１の導体配線と複数の光導波路チップのうち少なくとも１つの光導波路チップに形成された第２の導体配線とを、複数のスペーサ部材のうち、導電性を有する少なくとも１つのスペーサ部材により電気的に接続することにより、スペーサ部材以外の立体的な接続構造を用いることなく、下側のベース基板と上側の光導波路チップ間の電気的接続を実現することができる。その結果、本発明では、機械的精度のみで位置合わせするパッシブアライメント実装による高精度で簡便なマルチチップ実装方法を維持しつつ、実装コストを改善することができる。
　また、本発明では、第１の光導波路チップに形成された第１の導体配線と複数の第２の光導波路チップのうち少なくとも１つの第２の光導波路チップに形成された第２の導体配線とを、複数のスペーサ部材のうち、導電性を有する少なくとも１つのスペーサ部材により電気的に接続することにより、スペーサ部材以外の立体的な接続構造を用いることなく、下側の第１の光導波路チップと上側の第２の光導波路チップ間の電気的接続を実現することができる。その結果、本発明では、機械的精度のみで位置合わせするパッシブアライメント実装による高精度で簡便なマルチチップ実装方法を維持しつつ、実装コストを改善することができる。
　また、本発明では、導電性を有するスペーサ部材と嵌合する少なくとも１つの第１の溝の内面に、第１の導体配線と電気的に接続された第１の導体膜を設け、第１の導体膜が形成された第１の溝と向かい合う第２の溝の内面に、第２の導体配線と電気的に接続された第２の導体膜を設けることにより、第１、第２の溝とスペーサ部材との嵌合と、上下の電気的接続を同時に実現することができる。その結果、本発明では、電気的接続の安定化を実現することができる。
　また、本発明では、複数の第１の溝の全てに第１の導体膜を形成し、複数の第２の溝の全てに第２の導体膜を形成することにより、電気的接続の安定化を実現すると共に、上下のベース基板と光導波路チップ、または第１の光導波路チップと第２の光導波路チップの物理的な安定性も向上せしめることができる。
　また、本発明では、第１の導体配線と第１の導体膜とを同一の膜構造を有するものとし、第２の導体配線と第２の導体膜とを同一の膜構造を有するものとすることにより、低コスト化を実現することができる。
　また、本発明では、複数のスペーサ部材の全てを、導電性を有する同一の構造のスペーサ部材とすることにより、上下のベース基板と光導波路チップ、または第１の光導波路チップと第２の光導波路チップの物理的な安定性を向上せしめることができる。
図１Ａは、本発明の第１の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図１Ｂは、本発明の第１の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図１Ｃは、本発明の第１の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図１Ｄは、本発明の第１の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図２Ａは、本発明の第２の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図２Ｂは、本発明の第２の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図２Ｃは、本発明の第２の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図２Ｄは、本発明の第２の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図３Ａは、本発明の第３の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図３Ｂは、本発明の第３の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図３Ｃは、本発明の第３の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図３Ｄは、本発明の第３の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図４Ａは、本発明の第４の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図４Ｂは、本発明の第４の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図４Ｃは、本発明の第４の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図４Ｄは、本発明の第４の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図５は、本発明の第５の実施例に係る光導波路チップの接続構造の斜視図である。 図６は、本発明の第５の実施例に係る光導波路チップの接続構造の部品展開図である。 図７は、本発明の第５の実施例に係る光導波路チップの接合面を示す図である。 図８は、本発明の第５の実施例に係る光導波路チップの接続構造の断面図である。 図９Ａは、従来の光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図９Ｂは、従来の光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図９Ｃは、従来の光導波路チップの接続構造を示す模式図である。 図９Ｄは、従来の光導波路チップの接続構造を示す模式図である。
［第１の実施例］
　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１Ａ～図１Ｄは本発明の第１の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。図１Ａは光導波路チップの接続構造の斜視図、図１Ｂは接続構造の部品展開図、図１Ｃは光導波路チップの接合面を示す図、図１Ｄは接続構造をｘｙ平面で切断した断面図である。図１Ａ～図１Ｄでは、Ｓｉ基板と光導波路層とを含む石英系ガラス層により形成されている、２つの光導波路チップである石英系ＰＬＣ１０１，１０２と、同じく光導波路チップである石英系ＰＬＣ１０３と、スペーサ用鋼球１０６（スペーサ部材）とを組み合わせることで、ＰＰＣＰを構成している。
　図１Ａに示すように石英系ＰＬＣ１０２に入射した入力光信号１０５ａは、石英系ＰＬＣ１０２の光導波路層を伝搬し、石英系ＰＬＣ１０２を出射して石英系ＰＬＣ１０１に入射し、石英系ＰＬＣ１０１の光導波路層を伝搬して、出力光信号１０４ａとなって石英系ＰＬＣ１０１から出射する。また、石英系ＰＬＣ１０３に入射した入力光信号１０５ｂは、石英系ＰＬＣ１０３の光導波路層を伝搬し、出力光信号１０４ｂとなって石英系ＰＬＣ１０３から出射する。
　石英系ＰＬＣ１０１は、図１Ｄに示すように、Ｓｉからなる支持基板１０９に、入力光信号を伝送するための光導波路層１０８が形成された構造となっている。光導波路層１０８は、ＳｉＯ2からなるクラッド層１１０と、クラッド層１１０の中に形成された、例えばドーパントが添加されたＳｉＯ2からなるコア１１１とから構成される。また、クラッド層１１０には、嵌合用溝１０７，１１９が形成されている。石英系ＰＬＣ１０２の構造も、石英系ＰＬＣ１０１と同様である。
　図１Ｃは石英系ＰＬＣ１０１，１０２の光導波路層１０８（クラッド層１１０）の石英系ＰＬＣ１０３との接合面、および石英系ＰＬＣ１０３の光導波路層（クラッド層）の石英系ＰＬＣ１０１，１０２との接合面を示している。図１Ｃによると、１つのＰＬＣに２本の嵌合用溝１０７と２本の嵌合用溝１１９とが形成されていることが分かる。嵌合用溝１０７，１１９の深さは全て同一である。
　さらに、石英系ＰＬＣ１０１のクラッド層１１０には、導体配線１２０が形成されている。導体配線１２０は、石英系ＰＬＣ１０１に形成された図示しない電気回路等と接続されている。そして、石英系ＰＬＣ１０１の２本の嵌合用溝１０７のうち導体配線１２０と近い方の嵌合用溝１０７の内面には、導体配線１２０と電気的に接続された導体膜１２１が形成されている。導体膜１２１は導体配線１２０と同時に形成（すなわち、同一の膜構造を有する）してもよいし、導体配線１２０の形成後に、嵌合用溝１０７の内面とこの嵌合用溝１０７の近傍の導体配線１２０とを覆うように導体膜１２１を形成してもよい。
　一方、石英系ＰＬＣ１０３は、Ｓｉからなる支持基板１１２に、入力光信号１０５ｂを伝送するための光導波路層１１３が形成された構造となっている。光導波路層１１３は、ＳｉＯ2からなるクラッド層１１５と、クラッド層１１５の中に形成された、例えばドーパントが添加されたＳｉＯ2からなるコア１１６とから構成される。このクラッド層１１５には、石英系ＰＬＣ１０３上に石英系ＰＬＣ１０１，１０２を搭載する際に石英系ＰＬＣ１０１，１０２の嵌合用溝１０７と向かい合う位置に、嵌合用溝１０７と同一の形状の嵌合用溝１１４が形成されている。さらに、クラッド層１１５には、石英系ＰＬＣ１０３上に石英系ＰＬＣ１０１，１０２を搭載する際に石英系ＰＬＣ１０１，１０２の嵌合用溝１１９と向かい合う位置に、嵌合用溝１１９と同一の形状の嵌合用溝１２２が形成されている。
　図１Ｃでは、クラッド層１１５の石英系ＰＬＣ１０１，１０２との接合面を示している。上記のとおり１つのＰＬＣに２本の嵌合用溝１０７と２本の嵌合用溝１１９とが形成されているので、石英系ＰＬＣ１０１の嵌合用溝１０７と向かい合う位置に形成された２本と石英系ＰＬＣ１０２の嵌合用溝１０７と向かい合う位置に形成された２本の計４本の嵌合用溝１１４がクラッド層１１５に形成されている。さらに、石英系ＰＬＣ１０１の嵌合用溝１１９と向かい合う位置に形成された２本と石英系ＰＬＣ１０２の嵌合用溝１１９と向かい合う位置に形成された２本の計４本の嵌合用溝１２２がクラッド層１１５に形成されている。嵌合用溝１１４，１２２の深さは全て同一である。
　本実施例では、嵌合用溝１０７，１１４の長手方向がｚ軸方向（石英系ＰＬＣ１０２から石英系ＰＬＣ１０１へ出射する光の光軸方向および石英系ＰＬＣ１０１に入射する光の光軸方向であり、図１Ａ～図１Ｃの左右方向）と平行になるようにした。また、嵌合用溝１１９，１２２の長手方向が光軸方向と直交するようにした。
　さらに、石英系ＰＬＣ１０３のクラッド層１１５には、導体配線１２３が形成されている。導体配線１２３は、石英系ＰＬＣ１０３に形成された図示しないパッドまたは電気回路等と接続されている。そして、石英系ＰＬＣ１０３の４本の嵌合用溝１１４のうち導体配線１２３の近傍の嵌合用溝１１４の内面には、導体配線１２３と電気的に接続された導体膜１２４が形成されている。ここで、４本の嵌合用溝１１４のうち導体膜１２４が形成されるのは、石英系ＰＬＣ１０３上に石英系ＰＬＣ１０１を搭載する際に石英系ＰＬＣ１０１の、導体膜１２１が形成された嵌合用溝１０７と向かい合う位置にある嵌合用溝１１４である。導体膜１２４は導体配線１２３と同時に形成（すなわち、同一の膜構造を有する）してもよいし、導体配線１２３の形成後に、嵌合用溝１１４の内面とこの嵌合用溝１１４の近傍の導体配線１２３とを覆うように導体膜１２４を形成してもよい。
　本実施例のＰＰＣＰを作製するには、石英系ＰＬＣ１０３に形成された４本の嵌合用溝１１４および４本の嵌合用溝１２２の各々に同一径のスペーサ用鋼球１０６を嵌め込む。本実施例では、嵌合用溝１１４，１２２の各々に３個のスペーサ用鋼球１０６を嵌め込んでいる。
　そして、図１Ｂに示すように石英系ＰＬＣ１０３の光導波路層１１３（クラッド層１１５）の接合面と石英系ＰＬＣ１０１の光導波路層１０８（クラッド層１１０）の接合面とが向き合うように、すなわち支持基板１０９が上で光導波路層１０８が下になるようにして、石英系ＰＬＣ１０３の２本の嵌合用溝１１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球１０６と石英系ＰＬＣ１０１の２本の嵌合用溝１０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ１０３の２本の嵌合用溝１２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球１０６と石英系ＰＬＣ１０１の２本の嵌合用溝１１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ１０１を石英系ＰＬＣ１０３上に搭載する。
　同様に、石英系ＰＬＣ１０３の光導波路層１１３の接合面と石英系ＰＬＣ１０２の光導波路層１０８の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ１０３の２本の嵌合用溝１１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球１０６と石英系ＰＬＣ１０２の２本の嵌合用溝１０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ１０３の２本の嵌合用溝１２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球１０６と石英系ＰＬＣ１０２の２本の嵌合用溝１１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ１０２を石英系ＰＬＣ１０３上に搭載する。
　こうして、石英系ＰＬＣ１０１の入出射端面１１７と石英系ＰＬＣ１０２の入出射端面１１８とが至近距離で向かい合うように、石英系ＰＬＣ１０１，１０２を石英系ＰＬＣ１０３上に搭載することができ、石英系ＰＬＣ１０１と石英系ＰＬＣ１０２の光接続を実現することができる。
　嵌合用溝１０７，１１４，１１９，１２２は、フォトリソグラフィにより形成される。したがって、嵌合用溝１０７，１１４，１１９，１２２の幅と長さと位置については、非常に高い精度で決めることができる。これにより、光導波路層１０８の基板面内方向の軸ずれを非常に高い精度で位置決めすることができる。
　以上のようなＰＰＣＰの構造を採用することにより、石英系ＰＬＣ１０３に対する２つの石英系ＰＬＣ１０１，１０２のコア位置が高精度で決まる。石英系ＰＬＣ１０１，１０２が石英系ＰＬＣ１０３上に搭載されると、２つの石英系ＰＬＣ１０１，１０２のコア１１１の位置が同一直線上に位置決めされることになり、光の低損失な接続が実現できる。こうして、本実施例では、光を入出力することなく、パッシブアライメント実装によるサブμｍレベルでの精度で簡便なマルチチップ実装を実現することができ、ＰＬＣ１０１，１０２の集積を可能とすることで光回路の小型化も実現することができる。
　また、本実施例では、石英系ＰＬＣ１０１の嵌合用溝１０７に形成された導体膜１２１と石英系ＰＬＣ１０３の嵌合用溝１１４に形成された導体膜１２４とがこれら嵌合用溝１０７，１１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球１０６を介して電気的に接続され、その結果として、石英系ＰＬＣ１０１の導体配線１２０と石英系ＰＬＣ１０３の導体配線１２３とが電気的に接続される。
　導体膜１２１，１２４は、導体配線１２０，１２３と完全に同一またはほぼ同等の作製プロセスにより実現可能であり、ＰＬＣの作製プロセスと大きく異なる作製手法を必要とする金属バネのような立体的な構造を形成する必要がない。また、スペーサ用鋼球１０６についても、ボールベアリングやボールペンなどの用途の鋼球を用いることで高精度なものが低価格で入手できるため、実装の低コスト化を実現することができる。
［第２の実施例］
　図２Ａ～図２Ｄは本発明の第２の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。図２Ａは光導波路チップの接続構造の斜視図、図２Ｂは接続構造の部品展開図、図２Ｃは光導波路チップの接合面を示す図、図２Ｄは接続構造をｘｙ平面で切断した断面図である。
　図２Ａに示すように石英系ＰＬＣ２０２に入射した入力光信号２０５ａは、石英系ＰＬＣ２０２の光導波路層を伝搬し、石英系ＰＬＣ２０２を出射して石英系ＰＬＣ２０１に入射し、石英系ＰＬＣ２０１の光導波路層を伝搬して、出力光信号２０４ａとなって石英系ＰＬＣ２０１から出射する。また、石英系ＰＬＣ２０３に入射した入力光信号２０５ｂは、石英系ＰＬＣ２０３の光導波路層を伝搬し、出力光信号２０４ｂとなって石英系ＰＬＣ２０３から出射する。
　石英系ＰＬＣ２０１は、石英系ＰＬＣ１０１と同様に、Ｓｉからなる支持基板２０９に、入力光信号を伝送するための光導波路層２０８が形成された構造となっている。光導波路層２０８は、光導波路層１０８と同様に、クラッド層２１０とコア２１１とから構成される。また、クラッド層２１０には、嵌合用溝１０７，１１９と同様の嵌合用溝２０７，２１９が形成されている。石英系ＰＬＣ２０２の構造も、石英系ＰＬＣ２０１と同様である。
　図２Ｃは石英系ＰＬＣ２０１，１０２の光導波路層２０８（クラッド層２１０）の石英系ＰＬＣ２０３との接合面、および石英系ＰＬＣ２０３の光導波路層（クラッド層）の石英系ＰＬＣ２０１，２０２との接合面を示している。
　石英系ＰＬＣ２０１のクラッド層２１０には、導体配線１２０と同様の導体配線２２０が形成されている。そして、石英系ＰＬＣ２０１の２本の嵌合用溝２０７のうち導体配線２２０と近い方の嵌合用溝２０７の内面には、導体配線２２０と電気的に接続された導体膜２２１が形成されている。
　一方、石英系ＰＬＣ２０３は、石英系ＰＬＣ１０３と同様に、Ｓｉからなる支持基板２１２に、入力光信号２０５ｂを伝送するための光導波路層２１３が形成された構造となっている。光導波路層２１３は、光導波路層１１３と同様に、クラッド層２１５とコア２１６とから構成される。このクラッド層２１５には、嵌合用溝１１４と同様の嵌合用溝２１４と、嵌合用溝１２２と同様の嵌合用溝２２２とが形成されている。
　さらに、石英系ＰＬＣ２０３のクラッド層２１５には、導体配線１２３と同様の導体配線２２３が形成されている。そして、石英系ＰＬＣ２０３の４本の嵌合用溝２１４のうち導体配線２２３の近傍の嵌合用溝２１４の内面には、導体配線２２３と電気的に接続された導体膜２２４が形成されている。第１の実施例と同様に、４本の嵌合用溝２１４のうち導体膜２２４が形成されるのは、石英系ＰＬＣ２０３上に石英系ＰＬＣ２０１を搭載する際に石英系ＰＬＣ２０１の、導体膜２２１が形成された嵌合用溝２０７と向かい合う位置にある嵌合用溝２１４である。
　本実施例のＰＰＣＰを作製するには、石英系ＰＬＣ２０３に形成された４本の嵌合用溝２１４および４本の嵌合用溝２２２の各々にスペーサ用光ファイバ（スペーサ部材）を嵌め込む。このとき、４本の嵌合用溝２１４および４本の嵌合用溝２２２のうち、導体膜２２４が形成されていない計７本の嵌合用溝２１４，２２２には、それぞれ導体膜で被覆されていない同一径のスペーサ用光ファイバ２０６を嵌め込み、導体膜２２４が形成された嵌合用溝２１４には、導体膜で被覆されたスペーサ用光ファイバ２２５を嵌め込む。スペーサ用光ファイバ２２５は、スペーサ用光ファイバ２０６を導体膜で被覆したものに相当する。
　そして、図２Ｂに示すように石英系ＰＬＣ２０３の光導波路層２１３（クラッド層２１５）の接合面と石英系ＰＬＣ２０１の光導波路層２０８（クラッド層２１０）の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ２０３の２本の嵌合用溝２１４に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ２０６，２２５と石英系ＰＬＣ２０１の２本の嵌合用溝２０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ２０３の２本の嵌合用溝２２２に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ２０６と石英系ＰＬＣ２０１の２本の嵌合用溝２１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ２０１を石英系ＰＬＣ２０３上に搭載する。
　同様に、石英系ＰＬＣ２０３の光導波路層２１３の接合面と石英系ＰＬＣ２０２の光導波路層２０８の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ２０３の２本の嵌合用溝２１４に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ２０６と石英系ＰＬＣ２０２の２本の嵌合用溝２０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ２０３の２本の嵌合用溝２２２に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ２０６と石英系ＰＬＣ２０２の２本の嵌合用溝２１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ２０２を石英系ＰＬＣ２０３上に搭載する。
　こうして、第１の実施例と同様に、石英系ＰＬＣ２０１の入出射端面２１７と石英系ＰＬＣ２０２の入出射端面２１８とが至近距離で向かい合うように、石英系ＰＬＣ２０１，２０２を石英系ＰＬＣ２０３上に搭載することができ、石英系ＰＬＣ２０１と石英系ＰＬＣ２０２の光接続を実現することができる。
　また、本実施例では、石英系ＰＬＣ２０１の嵌合用溝２０７に形成された導体膜２２１と石英系ＰＬＣ２０３の嵌合用溝２１４に形成された導体膜２２４とがこれら嵌合用溝２０７，２１４に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ２２５を介して電気的に接続される。その結果、本実施例では、石英系ＰＬＣ２０１の導体配線２２０と石英系ＰＬＣ２０３の導体配線２２３とを電気的に接続することができる。
　第１の実施例と同様に、導体膜２２１，２２４は、導体配線２２０，２２３と完全に同一またはほぼ同等の作製プロセスにより実現可能であり、金属バネのような立体的な構造を形成する必要がない。また、導体膜で被覆されていないスペーサ用光ファイバ２０６および導体膜で被覆されたスペーサ用光ファイバ２２５についても、低価格で入手できるため、実装の低コスト化を実現することができる。
［第３の実施例］
　図３Ａ～図３Ｄは本発明の第３の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。図３Ａは光導波路チップの接続構造の斜視図、図３Ｂは接続構造の部品展開図、図３Ｃは光導波路チップの接合面を示す図、図３Ｄは接続構造をｘｙ平面で切断した断面図である。
　図３Ａに示すように石英系ＰＬＣ３０２に入射した入力光信号３０５ａは、石英系ＰＬＣ３０２の光導波路層を伝搬し、石英系ＰＬＣ３０２を出射して石英系ＰＬＣ３０１に入射し、石英系ＰＬＣ３０１の光導波路層を伝搬して、出力光信号３０４ａとなって石英系ＰＬＣ３０１から出射する。また、石英系ＰＬＣ３０３に入射した入力光信号３０５ｂは、石英系ＰＬＣ３０３の光導波路層を伝搬し、出力光信号３０４ｂとなって石英系ＰＬＣ３０３から出射する。
　石英系ＰＬＣ３０１は、石英系ＰＬＣ１０１と同様に、Ｓｉからなる支持基板３０９に、入力光信号を伝送するための光導波路層３０８が形成された構造となっている。光導波路層３０８は、光導波路層１０８と同様に、クラッド層３１０とコア３１１とから構成される。また、クラッド層３１０には、嵌合用溝１０７，１１９と同様の嵌合用溝３０７，３１９が形成されている。石英系ＰＬＣ３０２の構造も、石英系ＰＬＣ３０１と同様である。
　図３Ｃは石英系ＰＬＣ３０１，３０２の光導波路層３０８（クラッド層３１０）の石英系ＰＬＣ３０３との接合面、および石英系ＰＬＣ３０３の光導波路層（クラッド層）の石英系ＰＬＣ３０１，３０２との接合面を示している。
　石英系ＰＬＣ３０１のクラッド層３１０には、導体配線１２０と同様の導体配線３２０が形成されている。そして、石英系ＰＬＣ３０１の２本の嵌合用溝３０７のうち導体配線３２０と近い方の嵌合用溝３０７の内面には、導体配線３２０と電気的に接続された導体膜３２１が形成されている。
　さらに、本実施例では、石英系ＰＬＣ３０１の導体配線３２０の近傍の嵌合用溝３０７だけではなく、他の嵌合用溝３０７，３１９の内面に、それぞれ導体膜３２６を形成している。導体膜３２６は、導体膜３２１と同時に形成すればよい。
　同様に、石英系ＰＬＣ３０２の全ての嵌合用溝３０７，３１９の内面についても導体膜３２６を形成している。
　一方、石英系ＰＬＣ３０３は、石英系ＰＬＣ１０３と同様に、Ｓｉからなる支持基板３１２に、入力光信号３０５ｂを伝送するための光導波路層３１３が形成された構造となっている。光導波路層３１３は、光導波路層１１３と同様に、クラッド層３１５とコア３１６とから構成される。このクラッド層３１５には、嵌合用溝１１４と同様の嵌合用溝３１４と、嵌合用溝１２２と同様の嵌合用溝３２２とが形成されている。
　また、石英系ＰＬＣ３０３のクラッド層３１５には、導体配線１２３と同様の導体配線３２３が形成されている。そして、石英系ＰＬＣ３０３の４本の嵌合用溝３１４のうち導体配線３２３の近傍の嵌合用溝３１４の内面には、導体配線３２３と電気的に接続された導体膜３２４が形成されている。第１の実施例と同様に、４本の嵌合用溝３１４のうち導体膜３２４が形成されるのは、石英系ＰＬＣ３０３上に石英系ＰＬＣ３０１を搭載する際に石英系ＰＬＣ３０１の、導体膜３２１が形成された嵌合用溝３０７と向かい合う位置にある嵌合用溝３１４である。
　さらに、本実施例では、石英系ＰＬＣ３０３の導体配線３２３の近傍の嵌合用溝３１４だけではなく、他の嵌合用溝３１４，３２２の内面に、それぞれ導体膜３２７を形成している。導体膜３２７は、導体膜３２４と同時に形成すればよい。
　本実施例のＰＰＣＰを作製するには、石英系ＰＬＣ３０３に形成された４本の嵌合用溝３１４および４本の嵌合用溝３２２の各々に同一径のスペーサ用鋼球３０６（スペーサ部材）を嵌め込む。本実施例では、嵌合用溝３１４，３２２の各々に３個のスペーサ用鋼球３０６を嵌め込んでいる。
　そして、図３Ｂに示すように石英系ＰＬＣ３０３の光導波路層３１３（クラッド層３１５）の接合面と石英系ＰＬＣ３０１の光導波路層３０８（クラッド層３１０）の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ３０３の２本の嵌合用溝３１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球３０６と石英系ＰＬＣ３０１の２本の嵌合用溝３０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ３０３の２本の嵌合用溝３２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球３０６と石英系ＰＬＣ３０１の２本の嵌合用溝３１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ３０１を石英系ＰＬＣ３０３上に搭載する。
　同様に、石英系ＰＬＣ３０３の光導波路層３１３の接合面と石英系ＰＬＣ３０２の光導波路層３０８の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ３０３の２本の嵌合用溝３１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球３０６と石英系ＰＬＣ３０２の２本の嵌合用溝３０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ３０３の２本の嵌合用溝３２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球３０６と石英系ＰＬＣ３０２の２本の嵌合用溝３１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ３０２を石英系ＰＬＣ３０３上に搭載する。
　こうして、第１の実施例と同様に、石英系ＰＬＣ３０１の入出射端面３１７と石英系ＰＬＣ３０２の入出射端面３１８とが至近距離で向かい合うように、石英系ＰＬＣ３０１，３０２を石英系ＰＬＣ３０３上に搭載することができ、石英系ＰＬＣ３０１と石英系ＰＬＣ３０２の光接続を実現することができる。
　また、本実施例では、石英系ＰＬＣ３０１の嵌合用溝３０７に形成された導体膜３２１と石英系ＰＬＣ３０３の嵌合用溝３１４に形成された導体膜３２４とがこれら嵌合用溝３０７，３１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球３０６を介して電気的に接続される。その結果、本実施例では、石英系ＰＬＣ３０１の導体配線３２０と石英系ＰＬＣ３０３の導体配線３２３とを電気的に接続することができる。
　第１の実施例と同様に、導体膜３２１，３２４，３２６，３２７は、導体配線３２０，３２３と完全に同一またはほぼ同等の作製プロセスにより実現可能であり、金属バネのような立体的な構造を形成する必要がない。また、スペーサ用鋼球３０６についても、ボールベアリングやボールペンなどの用途の鋼球を用いることで高精度なものが低価格で入手できるため、実装の低コスト化を実現することができる。
　また、第１の実施例では、石英系ＰＬＣ１０１の２本の嵌合用溝１０７のうち、導体配線１２０の近傍の１本のみに導体膜１２１を形成し、石英系ＰＬＣ１０３の４本の嵌合用溝１１４のうち、導体膜１２１が形成された嵌合用溝１０７と向かい合う位置にある１本のみに導体膜１２４を形成している。このため、導体膜１２１が形成された嵌合用溝１０７の深さが導体膜１２１の厚さの分だけ石英系ＰＬＣ１０１の他の嵌合用溝１０７，１１９と異なり、導体膜１２４が形成された嵌合用溝１１４の深さが導体膜１２４の厚さの分だけ石英系ＰＬＣ１０３の他の嵌合用溝１１４，１２２と異なるので、石英系ＰＬＣ１０３に対して石英系ＰＬＣ１０１が僅かに傾く可能性がある。
　これに対して、本実施例では、石英系ＰＬＣ３０１～３０３の全ての嵌合用溝３０７，３１４，３１９，３２２に同一の膜厚の導体膜３２１，３２４，３２６，３２７を形成しており、全ての嵌合用溝３０７，３１４，３１９，３２２の深さが同一となっているため、石英系ＰＬＣ３０３に対して石英系ＰＬＣ３０１が傾く可能性を第１の実施例よりも低減することができ、より高精度な位置合わせを実現することができる。
［第４の実施例］
　図４Ａ～図４Ｄは本発明の第４の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。図４Ａは光導波路チップの接続構造の斜視図、図４Ｂは接続構造の部品展開図、図４Ｃは光導波路チップの接合面を示す図、図４Ｄは接続構造をｘｙ平面で切断した断面図である。
　図４Ａに示すように石英系ＰＬＣ４０２に入射した入力光信号４０５ａは、石英系ＰＬＣ４０２の光導波路層を伝搬し、石英系ＰＬＣ４０２を出射して石英系ＰＬＣ４０１に入射し、石英系ＰＬＣ４０１の光導波路層を伝搬して、出力光信号４０４ａとなって石英系ＰＬＣ４０１から出射する。また、石英系ＰＬＣ４０３に入射した入力光信号４０５ｂは、石英系ＰＬＣ４０３の光導波路層を伝搬し、出力光信号４０４ｂとなって石英系ＰＬＣ４０３から出射する。
　石英系ＰＬＣ４０１は、石英系ＰＬＣ１０１と同様に、Ｓｉからなる支持基板４０９に、入力光信号を伝送するための光導波路層４０８が形成された構造となっている。光導波路層４０８は、光導波路層１０８と同様に、クラッド層４１０とコア４１１とから構成される。また、クラッド層４１０には、嵌合用溝１０７，１１９と同様の嵌合用溝４０７，４１９が形成されている。石英系ＰＬＣ４０２の構造も、石英系ＰＬＣ４０１と同様である。
　図４Ｃは石英系ＰＬＣ４０１，４０２の光導波路層４０８（クラッド層４１０）の石英系ＰＬＣ４０３との接合面、および石英系ＰＬＣ４０３の光導波路層（クラッド層）の石英系ＰＬＣ４０１，４０２との接合面を示している。
　石英系ＰＬＣ４０１のクラッド層４１０には、導体配線１２０と同様の導体配線４２０が形成されている。そして、石英系ＰＬＣ４０１の２本の嵌合用溝４０７のうち導体配線４２０と近い方の嵌合用溝４０７の内面には、導体配線４２０と電気的に接続された導体膜４２１が形成されている。
　さらに、本実施例では、石英系ＰＬＣ４０１の導体配線４２０の近傍の嵌合用溝４０７だけではなく、他の嵌合用溝４０７，４１９の内面に、それぞれ導体膜４２６を形成している。導体膜４２６は、導体膜４２１と同時に形成すればよい。
　同様に、石英系ＰＬＣ４０２の全ての嵌合用溝４０７，４１９の内面についても導体膜４２６を形成している。
　一方、石英系ＰＬＣ４０３は、石英系ＰＬＣ１０３と同様に、Ｓｉからなる支持基板４１２に、入力光信号４０５ｂを伝送するための光導波路層４１３が形成された構造となっている。光導波路層４１３は、光導波路層１１３と同様に、クラッド層４１５とコア４１６とから構成される。このクラッド層４１５には、嵌合用溝１１４と同様の嵌合用溝４１４と、嵌合用溝１２２と同様の嵌合用溝４２２とが形成されている。
　また、石英系ＰＬＣ４０３のクラッド層４１５には、導体配線１２３と同様の導体配線４２３が形成されている。そして、石英系ＰＬＣ４０３の４本の嵌合用溝４１４のうち導体配線４２３の近傍の嵌合用溝４１４の内面には、導体配線４２３と電気的に接続された導体膜４２４が形成されている。第１の実施例と同様に、４本の嵌合用溝４１４のうち導体膜４２４が形成されるのは、石英系ＰＬＣ４０３上に石英系ＰＬＣ４０１を搭載する際に石英系ＰＬＣ４０１の、導体膜４２１が形成された嵌合用溝４０７と向かい合う位置にある嵌合用溝４１４である。
　さらに、本実施例では、石英系ＰＬＣ４０３の導体配線４２３の近傍の嵌合用溝４１４だけではなく、他の嵌合用溝４１４，４２２の内面に、それぞれ導体膜４２７を形成している。導体膜４２７は、導体膜４２４と同時に形成すればよい。
　本実施例のＰＰＣＰを作製するには、石英系ＰＬＣ４０３に形成された４本の嵌合用溝４１４および４本の嵌合用溝４２２の各々に同一径のスペーサ用光ファイバ４０６（スペーサ部材）を嵌め込む。このとき、全てのスペーサ用光ファイバ４０６は導体膜で被覆されている。
　そして、図４Ｂに示すように石英系ＰＬＣ４０３の光導波路層４１３（クラッド層４１５）の接合面と石英系ＰＬＣ４０１の光導波路層４０８（クラッド層４１０）の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ４０３の２本の嵌合用溝４１４に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ４０６と石英系ＰＬＣ４０１の２本の嵌合用溝４０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ４０３の２本の嵌合用溝４２２に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ４０６と石英系ＰＬＣ４０１の２本の嵌合用溝４１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ４０１を石英系ＰＬＣ４０３上に搭載する。
　同様に、石英系ＰＬＣ４０３の光導波路層４１３の接合面と石英系ＰＬＣ４０２の光導波路層４０８の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ４０３の２本の嵌合用溝４１４に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ４０６と石英系ＰＬＣ４０２の２本の嵌合用溝４０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ４０３の２本の嵌合用溝４２２に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ４０６と石英系ＰＬＣ４０２の２本の嵌合用溝４１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ４０２を石英系ＰＬＣ４０３上に搭載する。
　こうして、第１の実施例と同様に、石英系ＰＬＣ４０１の入出射端面４１７と石英系ＰＬＣ４０２の入出射端面４１８とが至近距離で向かい合うように、石英系ＰＬＣ４０１，４０２を石英系ＰＬＣ４０３上に搭載することができ、石英系ＰＬＣ４０１と石英系ＰＬＣ４０２の光接続を実現することができる。
　また、本実施例では、石英系ＰＬＣ４０１の嵌合用溝４０７に形成された導体膜４２１と石英系ＰＬＣ４０３の嵌合用溝４１４に形成された導体膜４２４とがこれら嵌合用溝４０７，４１４に嵌め込まれたスペーサ用光ファイバ４０６を介して電気的に接続される。その結果、本実施例では、石英系ＰＬＣ４０１の導体配線４２０と石英系ＰＬＣ４０３の導体配線４２３とを電気的に接続することができる。
　第１の実施例と同様に、導体膜４２１，４２４，４２６，４２７は、導体配線４２０，４２３と完全に同一またはほぼ同等の作製プロセスにより実現可能であり、金属バネのような立体的な構造を形成する必要がない。また、導体膜で被覆されたスペーサ用光ファイバ４０６についても、低価格で入手できるため、実装の低コスト化を実現することができる。
　また、第２の実施例では、石英系ＰＬＣ２０１の２本の嵌合用溝２０７のうち、導体配線２２０の近傍の１本のみに導体膜２２１を形成し、石英系ＰＬＣ２０３の４本の嵌合用溝２１４のうち、導体膜２２１が形成された嵌合用溝２０７と向かい合う位置にある１本のみに導体膜２２４を形成している。また、８本のスペーサ用光ファイバ２０６，２２５のうち、１本のスペーサ用光ファイバ２２５のみを導体膜で被覆している。このため、導体膜２２１が形成された嵌合用溝２０７の深さが導体膜２２１の厚さの分だけ石英系ＰＬＣ２０１の他の嵌合用溝２０７，２１９と異なり、導体膜２２４が形成された嵌合用溝２１４の深さが導体膜２２４の厚さの分だけ石英系ＰＬＣ２０３の他の嵌合用溝２１４，２２２と異なり、スペーサ用光ファイバ２２５の径が導体膜の厚さの分だけ他のスペーサ用光ファイバ２０６と異なるので、石英系ＰＬＣ２０３に対して石英系ＰＬＣ２０１が僅かに傾く可能性がある。
　これに対して、本実施例では、石英系ＰＬＣ４０１～４０３の全ての嵌合用溝４０７，４１４，４１９，４２２に同一の膜厚の導体膜４２１，４２４，４２６，４２７を形成しし、全てのスペーサ用光ファイバ４０６を導体膜で被覆しているため、全ての嵌合用溝４０７，４１４，４１９，４２２の深さが同一、かつ全てのスペーサ用光ファイバ４０６の径が同一となっているため、石英系ＰＬＣ４０３に対して石英系ＰＬＣ４０１が傾く可能性を第２の実施例よりも低減することができ、より高精度な位置合わせを実現することができる。
［第５の実施例］
　図５～図８は本発明の第５の実施例に係る光導波路チップの接続構造を示す模式図である。図５は光導波路チップの接続構造の斜視図、図６は接続構造の部品展開図、図７は光導波路チップの接合面を示す図、図８は接続構造をｘｙ平面で切断した断面図である。
　図５に示すように石英系ＰＬＣ５０２に入射した入力光信号５０５ａは、石英系ＰＬＣ５０２の光導波路層を伝搬し、石英系ＰＬＣ５０２を出射して石英系ＰＬＣ５０１に入射し、石英系ＰＬＣ５０１の光導波路層を伝搬して、出力光信号５０４ａとなって石英系ＰＬＣ５０１から出射する。また、石英系ＰＬＣ５０３に入射した入力光信号５０５ｂは、石英系ＰＬＣ５０３の光導波路層を伝搬し、出力光信号５０４ｂとなって石英系ＰＬＣ５０３から出射する。
　石英系ＰＬＣ５０１は、石英系ＰＬＣ１０１と同様に、Ｓｉからなる支持基板５０９に、入力光信号を伝送するための光導波路層５０８が形成された構造となっている。光導波路層５０８は、光導波路層１０８と同様に、クラッド層５１０とコア５１１とから構成される。また、クラッド層５１０には、嵌合用溝１０７，１１９と同様の嵌合用溝５０７，５１９が形成されている。
　図７は石英系ＰＬＣ５０１，５０２の光導波路層５０８（クラッド層５１０）の石英系ＰＬＣ５０３との接合面、および石英系ＰＬＣ５０３の光導波路層（クラッド層）の石英系ＰＬＣ５０１，５０２との接合面を示している。
　石英系ＰＬＣ５０１には、マッハ・ツェンダー変調器５３０が形成されている。このマッハ・ツェンダー変調器５３０は、２本のアーム導波路を構成する２本のコア５１１と、２本のアーム導波路のうち片側のアーム導波路近傍の、クラッド層５１０に形成されたヒータ５３１と、一端がヒータ５３１と電気的に接続されるように、クラッド層５１０に形成された導体配線５３２，５３３とから構成される。
　そして、石英系ＰＬＣ５０１の２本の嵌合用溝５０７のうち導体配線５３２と近い方の嵌合用溝５０７の内面には、導体配線５３２と電気的に接続された導体膜５３４が形成されている。また、石英系ＰＬＣ５０１の２本の嵌合用溝５１９のうち導体配線５３３と近い方の嵌合用溝５１９の内面には、導体配線５３３と電気的に接続された導体膜５３５が形成されている。導体膜５３４，５３５は導体配線５３２，５３３と同時に形成（すなわち、同一の膜構造を有する）してもよいし、導体配線５３２，５３３の形成後に、嵌合用溝５０７，５１９の内面とこれら嵌合用溝５０７，５１９の近傍の導体配線５３２，５３３とを覆うように導体膜５３４，５３５を形成してもよい。石英系ＰＬＣ５０２の構造も、石英系ＰＬＣ５０１と同様である。
　一方、石英系ＰＬＣ５０３は、石英系ＰＬＣ１０３と同様に、Ｓｉからなる支持基板５１２に、入力光信号５０５ｂを伝送するための光導波路層５１３が形成された構造となっている。光導波路層５１３は、光導波路層１１３と同様に、クラッド層５１５とコア５１６とから構成される。このクラッド層５１５には、嵌合用溝１１４と同様の嵌合用溝５１４と、嵌合用溝１２２と同様の嵌合用溝５２２とが形成されている。
　また、石英系ＰＬＣ５０３には、マッハ・ツェンダー変調器５３６が形成されている。このマッハ・ツェンダー変調器５３６は、２本のアーム導波路を構成する２本のコア５１６と、２本のアーム導波路のうち片側のアーム導波路近傍の、クラッド層５１５に形成されたヒータ５３７と、一端がヒータ５３７と電気的に接続されるように、クラッド層５１５に形成された導体配線５３８，５３９とから構成される。導体配線５３８，５３９の他端は、それぞれクラッド層５１５上に形成されたパッド５４０，５４１と電気的に接続されている。
　また、石英系ＰＬＣ５０３のクラッド層５１５には、導体配線５４２，５４３，５４４，５４５が形成されている。これら導体配線５４２，５４３，５４４，５４５の一端は、それぞれクラッド層５１５上に形成されたパッド５４６，５４７，５４８，５４９と電気的に接続されている。
　さらに、石英系ＰＬＣ５０３の４本の嵌合用溝５１４のうち２本の嵌合用溝５１４の内面には、導体配線５４２，５４４の他端と電気的に接続された導体膜５２４が形成されている。４本の嵌合用溝５１４のうち導体膜５２４が形成されるのは、石英系ＰＬＣ５０３上に石英系ＰＬＣ５０１，５０２を搭載する際に石英系ＰＬＣ５０１，５０２の、導体膜５３４が形成された嵌合用溝５０７と向かい合う位置にある２本の嵌合用溝５１４である。
　同様に、石英系ＰＬＣ５０３の４本の嵌合用溝５２２のうち２本の嵌合用溝５２２の内面には、導体配線５４３，５４５の他端と電気的に接続された導体膜５２７が形成されている。４本の嵌合用溝５２２のうち導体膜５２７が形成されるのは、石英系ＰＬＣ５０３上に石英系ＰＬＣ５０１，５０２を搭載する際に石英系ＰＬＣ５０１，５０２の、導体膜５３５が形成された嵌合用溝５１９と向かい合う位置にある２本の嵌合用溝５２２である。
　導体膜５２４，５２７は導体配線５３８，５３９，５４２～５４５およびパッド５４０，５４１，５４６～５４９と同時に形成（すなわち、同一の膜構造を有する）してもよいし、導体配線５３８，５３９，５４２～５４５およびパッド５４０，５４１，５４６～５４９の形成後に、嵌合用溝５１４，５２２の内面とこの嵌合用溝５１４，５２２の近傍の導体配線５４２～５４５とを覆うように導体膜５２４，５２７を形成してもよい。
　本実施例のＰＰＣＰを作製するには、石英系ＰＬＣ５０３に形成された４本の嵌合用溝５１４および４本の嵌合用溝５２２に同一径のスペーサ用鋼球５０６（スペーサ部材）を嵌め込む。本実施例では、嵌合用溝５１４，５２２の各々に３個のスペーサ用鋼球５０６を嵌め込んでいる。
　そして、図６に示すように石英系ＰＬＣ５０３の光導波路層５１３（クラッド層５１５）の接合面と石英系ＰＬＣ５０１の光導波路層５０８（クラッド層５１０）の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ５０３の２本の嵌合用溝５１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球５０６と石英系ＰＬＣ５０１の２本の嵌合用溝５０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ５０３の２本の嵌合用溝５２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球５０６と石英系ＰＬＣ５０１の２本の嵌合用溝５１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ５０１を石英系ＰＬＣ５０３上に搭載する。
　同様に、石英系ＰＬＣ５０３の光導波路層５１３の接合面と石英系ＰＬＣ５０２の光導波路層５０８の接合面とが向き合うようにして、石英系ＰＬＣ５０３の２本の嵌合用溝５１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球５０６と石英系ＰＬＣ５０２の２本の嵌合用溝５０７とを嵌合させると共に、石英系ＰＬＣ５０３の２本の嵌合用溝５２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球５０６と石英系ＰＬＣ５０２の２本の嵌合用溝５１９とを嵌合させ、石英系ＰＬＣ５０２を石英系ＰＬＣ５０３上に搭載する。
　こうして、第１の実施例と同様に、石英系ＰＬＣ５０１の入出射端面５１７と石英系ＰＬＣ５０２の入出射端面５１８とが至近距離で向かい合うように、石英系ＰＬＣ５０１，５０２を石英系ＰＬＣ５０３上に搭載することができ、石英系ＰＬＣ５０１と石英系ＰＬＣ５０２の光接続を実現することができる。
　また、本実施例では、石英系ＰＬＣ５０１，５０２の嵌合用溝５０７に形成された導体膜５３４と石英系ＰＬＣ５０３の嵌合用溝５１４に形成された導体膜５２４とがこれら嵌合用溝５０７，５１４に嵌め込まれたスペーサ用鋼球５０６を介して電気的に接続される。同様に、石英系ＰＬＣ５０１，５０２の嵌合用溝５１９に形成された導体膜５３５と石英系ＰＬＣ５０３の嵌合用溝５２２に形成された導体膜５２７とがこれら嵌合用溝５１９，５２２に嵌め込まれたスペーサ用鋼球５０６を介して電気的に接続される。
　その結果、本実施例では、石英系ＰＬＣ５０３に形成されたパッド５４６，５４７と石英系ＰＬＣ５０１のマッハ・ツェンダー変調器５３０のヒータ５３１とを電気的に接続することができ、パッド５４６，５４７を介してヒータ５３１に給電することで、石英系ＰＬＣ５０１のマッハ・ツェンダー変調器５３０に入射する光を変調することができる。同様に、石英系ＰＬＣ５０３に形成されたパッド５４８，５４９と石英系ＰＬＣ５０２のマッハ・ツェンダー変調器５３０のヒータ５３１とを電気的に接続することができ、パッド５４８，５４９を介してヒータ５３１に給電することで、石英系ＰＬＣ５０２のマッハ・ツェンダー変調器５３０に入射する光を変調することができる。
　なお、石英系ＰＬＣ５０３に形成されたパッド５４０，５４１を介してヒータ５３７に給電することで、石英系ＰＬＣ５０３のマッハ・ツェンダー変調器５３６に入射する光を変調できることは言うまでもない。
　第１の実施例と同様に、導体膜５２４，５２７，５３４，５３５は、導体配線５３２，５３３，５３８，５３９，５４２～５４５およびパッド５４０，５４１，５４６～５４９と完全に同一またはほぼ同等の作製プロセスにより実現可能であり、金属バネのような立体的な構造を形成する必要がない。また、スペーサ用鋼球３０６についても、ボールベアリングやボールペンなどの用途の鋼球を用いることで高精度なものが低価格で入手できるため、実装の低コスト化を実現することができる。
　また、一般に物理的・構造的制約から、複数のＰＬＣを組み合わせた素子においては、パッドを任意のＰＬＣに形成することができないことが多いが、本実施例によれば特定のＰＬＣに形成されたパッドと他のＰＬＣ上に存在する素子との間の電気的な接続を実現することができ、同時にＰＰＣＰ技術の利点を棄損することなく実装コストを改善することができる。
　なお、本発明では、ＰＰＣＰに対する入力光信号がどのような形で入力されるか、あるいは出力信号光がどのような形で出力されるかについては特に限定しない。すなわち、入力光信号であれば、空間光学系による入力、光ファイバブロック接着を介した光ファイバによる入力、ＰＬＣの端面に光信号入力面が存在せずＰＬＣ上や内部に配置されたレーザーダイオード等の発光素子・変調素子からの入力、等の任意の入力方式を用いて構わない。また、出力信号光であれば、空間光学系による出力、光ファイバブロック接着を介した光ファイバによる出力、ＰＬＣの端面に光信号出力面が存在せずＰＬＣ上や内部に配置されたフォトダイオード等の受光素子への出力、等の任意の出力方式を用いて構わない。
　また、本発明では、ＰＰＣＰを構成するＰＬＣがどのような光回路を持つかについては特に限定しない。第１～第５の実施例で示した光回路は、単純な直線光導波路およびマッハ・ツェンダー変調器のみであるが、あくまで例示であり、有り得る例としてはそれら２つに限定をしない。すなわち、ＰＰＣＰ技術ならびに本発明は、光回路および電気回路の種類や構成に対して独立したものとなっている。
　さらに、第１～第５の実施例では、ＰＬＣを接合するための部材として全てスペーサ用光ファイバまたはスペーサ用鋼球を用いているが、溝と適切に嵌合するのであればスペーサ部材として、スペーサ用光ファイバやスペーサ用鋼球以外の材料、形状のものを採用して構わない。具体的には、スペーサ部材の材料としてはガラス、金属、セラミック、ポリマー等でも任意に採用することができる。また、スペーサ部材の形状としても円柱状や球状以外に台形状、多角柱状、楕円球状等でも任意に採用することができる。ただし、スペーサ用鋼球や導体膜で被覆されたスペーサ用光ファイバの代わりに、絶縁性の材料からなるスペーサ部材を用いる場合には、このスペーサ部材を導体膜で被覆する必要がある。
　また、第１～第５の実施例を実現できるのであれば、ＰＬＣの材料系は任意に選択できる。現在広範に用いられている石英系ＰＬＣによる系では、支持基板にはＳｉ基板を、クラッド層にはＳｉＯ2からなるクラッド層を用いており、このような材料は本発明に最適な材料系の一つである。しかし他にも、ＴａＯ2／ＳｉＯ2系やニオブ酸リチウム系といった誘電体材料系の材料による導波路構造あるいは化合物半導体系材料による導波路構造を持つＰＬＣ、シリコンフォトニクス材料系によるＰＬＣなどを任意に採用することができる。
　また、第１～第５の実施例において、スペーサ部材の高さは、このスペーサ部材が嵌合する上下の嵌合用溝の深さの和よりも高いことが望ましい。
　また、第１～第５の実施例では、石英系ＰＬＣ１０３，２０３，３０３，４０３，５０３の上に石英系ＰＬＣ１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，４０１，４０２，５０１，５０２を搭載しているが、下側の石英系ＰＬＣ１０３，２０３，３０３，４０３，５０３の代わりに導波路の無いベース基板を用いてもよい。このようなベース基板は、石英系ＰＬＣ１０３，２０３，３０３，４０３，５０３と同等の手法で作製されるものであるが、これら石英系ＰＬＣ１０３，２０３，３０３，４０３，５０３からコア１１６，２１６，３１６，４１６，５１６、ヒータ５３７、導体配線５３８，５３９、パッド５４０，５４１等を省いたものである。
　本発明は、光導波路チップ同士を接続する技術に適用することができる。
　１０１～１０３，２０１～２０３，３０１～３０３，４０１～４０３，５０１～５０３…石英系ＰＬＣ、１０４ａ，１０４ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，３０４ａ，３０４ｂ，４０４ａ，４０４ｂ，５０４ａ，５０４ｂ…出力光信号、１０５ａ，１０５ｂ，２０５ａ，２０５ｂ，３０５ａ，３０５ｂ，４０５ａ，４０５ｂ，５０５ａ，５０５ｂ…入力光信号、１０６，３０６，５０６…スペーサ用鋼球、１０７，１１４，１１９，１２２，２０７，２１４，２１９，２２２，３０７，３１４，３１９，３２２，４０７，４１４，４１９，４２２，５０７，５１４，５１９，５２２…嵌合用溝、１０８，１１３，２０８，２１３，３０８，３１３，４０８，４１３，５０８，５１３…光導波路層、１０９，１１２，２０９，２１２，３０９，３１２，４０９，４１２，５０９，５１２…支持基板、１１０，１１５，２１０，２１５，３１０，３１５，４１０，４１５，５１０，５１５…クラッド層、１１１，１１６，２１１，２１６，３１１，３１６，４１１，４１６，５１１，５１６…コア、１２０，１２３，２２０，２２３，３２０，３２３，４２０，４２３，５３２，５３３，５３８，５３９，５４２，５４３，５４４，５４５…導体配線、１２１，１２４，２２１，２２４，３２１，３２４，３２６，３２７，４２１，４２４，４２６，４２７，５２４，５２７，５３４，５３５…導体膜、２０６，２２５，４０６…スペーサ用光ファイバ、５３０，５３６…マッハ・ツェンダー変調器、５３１，５３７…ヒータ、５４０，５４１，５４６～５４９…パッド。

Claims (8)

  1. 　複数の第１の溝が形成されたベース基板と、
    　一部が前記ベース基板から突出した形で前記複数の第１の溝とそれぞれ嵌合する複数のスペーサ部材と、
    　基板上に光導波路層が形成されると共に、前記第１の溝と向かい合う前記光導波路層の位置に前記スペーサ部材の突出した部分と嵌合する第２の溝が形成され、前記スペーサ部材によって支持される形で前記ベース基板上に搭載された複数の光導波路チップとを備え、
    　隣接する２つの光導波路チップの光導波路層の入出射端面同士が向かい合うように、前記複数の光導波路チップが前記ベース基板上に搭載され、
    　前記ベース基板に形成された第１の導体配線と前記複数の光導波路チップのうち少なくとも１つの光導波路チップに形成された第２の導体配線とが、前記複数のスペーサ部材のうち、導電性を有する少なくとも１つのスペーサ部材により電気的に接続されていることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  2. 　第１の基板上に第１の光導波路層が形成されると共に、この第１の光導波路層に複数の第１の溝が形成された第１の光導波路チップと、
    　一部が前記第１の光導波路チップから突出した形で前記複数の第１の溝とそれぞれ嵌合する複数のスペーサ部材と、
    　第２の基板上に第２の光導波路層が形成されると共に、前記第１の溝と向かい合う前記第２の光導波路層の位置に前記スペーサ部材の突出した部分と嵌合する第２の溝が形成され、前記スペーサ部材によって支持される形で前記第１の光導波路チップ上に搭載された複数の第２の光導波路チップとを備え、
    　隣接する２つの第２の光導波路チップの第２の光導波路層の入出射端面同士が向かい合うように、前記複数の第２の光導波路チップが前記第１の光導波路チップ上に搭載され、
    　前記第１の光導波路チップに形成された第１の導体配線と前記複数の第２の光導波路チップのうち少なくとも１つの第２の光導波路チップに形成された第２の導体配線とが、前記複数のスペーサ部材のうち、導電性を有する少なくとも１つのスペーサ部材により電気的に接続されていることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  3. 　請求項１記載の光導波路チップの接続構造において、
    　前記ベース基板は、前記導電性を有するスペーサ部材と嵌合する少なくとも１つの前記第１の溝の内面に、前記第１の導体配線と電気的に接続された第１の導体膜をさらに備え、
    　前記光導波路チップは、前記第１の導体膜が形成された第１の溝と向かい合う前記第２の溝の内面に、前記第２の導体配線と電気的に接続された第２の導体膜をさらに備えることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  4. 　請求項２記載の光導波路チップの接続構造において、
    　前記第１の光導波路チップは、前記導電性を有するスペーサ部材と嵌合する少なくとも１つの前記第１の溝の内面に、前記第１の導体配線と電気的に接続された第１の導体膜をさらに備え、
    　前記第２の光導波路チップは、前記第１の導体膜が形成された第１の溝と向かい合う前記第２の溝の内面に、前記第２の導体配線と電気的に接続された第２の導体膜をさらに備えることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  5. 　請求項３または４記載の光導波路チップの接続構造において、
    　前記複数の第１の溝の全てに前記第１の導体膜が形成され、
    　前記複数の第２の溝の全てに前記第２の導体膜が形成されていることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  6. 　請求項３乃至５のいずれか１項に記載の光導波路チップの接続構造において、
    　前記第１の導体配線と前記第１の導体膜とが同一の膜構造を有し、
    　前記第２の導体配線と前記第２の導体膜とが同一の膜構造を有することを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光導波路チップの接続構造において、
    　前記導電性を有するスペーサ部材は、全体もしくは表面が導体からなることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光導波路チップの接続構造において、
    　前記複数のスペーサ部材の全てが前記導電性を有する同一の構造のスペーサ部材であることを特徴とする光導波路チップの接続構造。
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