光モジュール及び光モジュールの製造方法
【課題】波長選択フィルタ等の機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に固定できる光モジュールを提供する。
【解決手段】波長選択フィルタ８は、支持基板９の支持溝１１に挿入されて、支持基板９に固定される。支持溝１１は、突き当て面９ａに対して垂直で、波長選択フィルタ８と同等の溝幅を有するので、支持溝１１に挿入された波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａに対して垂直である。支持基板９に支持された波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａから突出した部分が光導波路２の挿入溝７に挿入され、支持基板９は、突き当て面９ａを光導波路２に当接させて固定される。これにより、波長選択フィルタ８は、光導波路２に対して垂直に実装される。
【解決手段】波長選択フィルタ８は、支持基板９の支持溝１１に挿入されて、支持基板９に固定される。支持溝１１は、突き当て面９ａに対して垂直で、波長選択フィルタ８と同等の溝幅を有するので、支持溝１１に挿入された波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａに対して垂直である。支持基板９に支持された波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａから突出した部分が光導波路２の挿入溝７に挿入され、支持基板９は、突き当て面９ａを光導波路２に当接させて固定される。これにより、波長選択フィルタ８は、光導波路２に対して垂直に実装される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子が挿入されて接着固定される光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。詳しくは、機能性薄膜素子を支持基板で支持し、支持基板の突き当て面と光導波路を当接させて機能性薄膜素子を光導波路の挿入溝に固定することで、機能性薄膜素子を容易に光導波路に対して垂直に固定できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器内のボード間、チップ間等の情報伝達は電気信号により行われてきたが、更に超高速、大容量の情報伝送を実現するために、光配線技術が注目されており、光配線技術を利用して波長多重双方向光伝送を行えるようにした導波路型の光モジュールが提案されている。
【０００３】
波長多重双方向光伝送を実現するためには、異なる波長の光信号を分離多重化する機能が必要であり、例えば、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有する波長選択フィルタを使用した光モジュールが提案されている。
【０００４】
波長選択フィルタ等の機能性薄膜素子を実装する場合、従来は、光導波路にダイシング等で作製した溝に機能性薄膜素子を挿入し、接着固定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１０５８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、光導波路がフィルム状である場合等は、光導波路は非常に薄く、機能性薄膜素子が挿入される溝部の深さも浅くなる。これにより、機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に実装することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、光導波路において機能性薄膜素子が垂直に実装されないと、反射損失や透過損失が増加するという問題がある。
【０００８】
更に、光導波路に機能性薄膜素子を挿入する溝を形成するプロセス上の制約等により、機能性薄膜素子の厚さと同等の溝を形成できない場合がある。この場合、幅の広い溝に対して薄い機能性薄膜素子を実装することになるので、やはり機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に実装することが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、機能性薄膜素子が挿入される溝の形状によらず、機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に固定できる光モジュール及び光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光モジュールは、平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子が挿入されて接着固定される光モジュールにおいて、機能性薄膜素子を支持する支持基板を備え、支持基板は、光導波路と当接する突き当て面と、機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有し、突き当て面から機能性薄膜素子の一部を突出させて機能性薄膜素子が挿入される支持溝とを備え、支持基板の突き当て面から突出した部分の機能性薄膜素子が挿入溝に挿入され、突き当て面を光導波路に当接させて、機能性薄膜素子が挿入溝に固定されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光モジュールでは、機能性薄膜素子は支持基板の支持溝に挿入されて、支持基板に固定される。支持溝は、機能性薄膜素子と同等の溝幅を有するので、支持溝に挿入された機能性薄膜素子の突き当て面に対する角度は一意に決定する。
【００１２】
支持基板に支持された機能性薄膜素子は、突き当て面から突出した部分が光導波路の挿入溝に挿入され、支持基板は、突き当て面を光導波路に当接させて固定される。これにより、機能性薄膜素子は、突き当て面との間の角度を保持して挿入溝に固定される。
【００１３】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子を挿入して接着固定する光モジュールの製造方法において、機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有する支持溝を備えた支持基板の支持溝に機能性薄膜素子を挿入し、機能性薄膜素子の一部を、支持溝が形成された突き当て面から突出させて、機能性薄膜素子を支持基板に固定し、支持基板の突き当て面から突出した部分の機能性薄膜素子を、光導波路の挿入溝に挿入し、支持基板の突き当て面を光導波路に当接させて、機能性薄膜素子を接着固定することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光モジュールの製造方法では、機能性薄膜素子を支持基板の支持溝に挿入して固定すると、機能性薄膜素子の突き当て面に対する角度が一意に決定される。
【００１５】
支持基板に支持された機能性薄膜素子は、突き当て面から突出した部分を光導波路の挿入溝に挿入し、支持基板の突き当て面を光導波路に当接させて固定する。これにより、機能性薄膜素子は、突き当て面との間の角度を保持して挿入溝に固定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光モジュールによれば、支持基板で支持された機能性薄膜素子が、支持基板の突き当て面を光導波路に当接させて光導波路の挿入溝に固定されるので、突き当て面に対して垂直な支持溝を形成して機能性薄膜素子を支持基板に固定することで、光導波路に対して機能性薄膜素子を垂直に実装することができる。
【００１７】
そして、光導波路において機能性薄膜素子を垂直に実装できることで、反射損失や透過損失を低減させることができ、光結合の効率が高い光モジュールを提供できる。
【００１８】
また、本発明の光モジュールの製造方法によれば、機能性薄膜素子を支持基板で支持し、支持基板の突き当て面と光導波路を当接させて機能性薄膜素子を光導波路の挿入溝に固定するので、突き当て面に対して垂直な支持溝に機能性薄膜素子を挿入して支持基板に固定することで、光導波路に対して機能性薄膜素子を容易に垂直に実装することができ、実装コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の光モジュール及び光モジュールの製造方法の実施の形態について説明する。
【００２０】
＜第１の実施の形態の光モジュールの構成＞
図１は第１の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図、図２は光モジュールの要部構成を示す挿入溝付近の断面図である。第１の実施の形態の光モジュール１Ａは、平面型の光導波路２と、光導波路２を支持する実装基板３を備える。実装基板３は例えばシリコン（Ｓｉ）基板であり、表面に光導波路２が実装され、フィルム状の光導波路２を支持している。
【００２１】
光導波路２は例えばアクリル系の高分子材料により構成され、コア４と下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを備えてコア・クラッド構造を有する埋め込み型導波路である。
【００２２】
コア４の構成は、コア径が例えば４０×４０μｍ、コア４と下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂの比屈折率差は例えば０．８％で、コア４の屈折率が下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂより若干大きくなるように構成されて、光がコア４に閉じ込められて伝搬される。
【００２３】
コア４は、２本のコア４ａ，４ｂが交差した略Ｙ字型のパターンを有し、光導波路２の一方の端部に露出したコア４ａの一方の端面により例えば出射ポート６ａが構成され、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ａの他方の端面により例えば入射ポート６ｂが構成される。また、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ｂの端面により例えば出射ポート６ｃが構成される。
【００２４】
光導波路２は、コア４ａとコア４ｂとの交差部に挿入溝７を備える。挿入溝７は、光導波路２の上面に開口部を有し、例えばフォトリソグラフィプロセスで形成される。挿入溝７のサイズは、例えば溝幅Ｔ１が６０μｍ、深さＨ１が９０μｍで、挿入溝７の深さは光導波路２の厚さと同等である。
【００２５】
挿入溝７は、コア４ａとコア４ｂの交差部を横切る方向に延びており、挿入溝７の対向する側壁面の一方に、挿入溝７で分割されたコア４ａの端面が露出し、他方にコア４ａとコア４ｂが交差した部分の端面が露出する。
【００２６】
波長選択フィルタ８は、支持基板９に支持され、支持基板９より突出した部分が挿入溝７に挿入されて、接着剤１０により光導波路２に接着固定される。ここで、接着剤１０は、光導波路２のコア４と同等の屈折率を有するものを利用する。
【００２７】
波長選択フィルタ８は、機能性薄膜素子を構成し、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有し、例えば波長λ１の光は透過し、波長λ２の光は反射するように構成される。
【００２８】
図３は波長選択フィルタ及び支持基板の構成を示す説明図で、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。波長選択フィルタ８のサイズは、例えば横幅Ｗ２が１０００μｍ、厚さＴ２が３０μｍ、高さＨ２が５００μｍで、波長選択フィルタ８の厚さＴ２は、挿入溝７の溝幅Ｔ１の半分程度である。
【００２９】
支持基板９は、例えばシリコン基板で形成され、底面となる突き当て面９ａに支持溝１１を備える。支持溝１１は、突き当て面９ａに対して垂直な溝で、ダイシングにより形成される。支持溝１１は、突き当て面９ａ及び支持基板９の両側面が開口し、溝幅は、波長選択フィルタ８とほぼ同等に設定される。
【００３０】
また、支持溝１１の深さは、波長選択フィルタ８を挿入したときに、波長選択フィルタ８の一部が突出し、かつ、波長選択フィルタ８の突出した部分の高さが、挿入溝７の深さより若干短くなるように設定される。更に、支持基板９の横幅は、波長選択フィルタ８の横幅より短くなるように設定される。
【００３１】
以上の条件から、支持基板９のサイズは、例えば、横幅Ｗ３を６００μｍ、長さＬ３を４００μｍ、高さＨ３を６５０μｍとした。また、支持溝１１のサイズは、溝幅Ｔ４を３５μｍ、深さＨ４を４１０μｍとした。
【００３２】
これにより、支持溝１１の溝幅Ｔ４は、波長選択フィルタ８の厚さＴ２と略同等である。また、支持基板９の横幅Ｗ３は、波長選択フィルタ８の横幅Ｗ２より狭く、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入したときに、支持基板９の両側面から波長選択フィルタ８が突出する。
【００３３】
更に、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入すると、波長選択フィルタ８の一部は突き当て面９ａから突出し、その突出した部分の高さは、挿入溝７の深さと略同等となる。
【００３４】
＜波長選択フィルタの実装工程＞
図４は波長選択フィルタの実装工程を示す説明図で、以下に、光モジュールの製造方法の実施の形態としての波長選択フィルタ８の実装工程について説明する。
【００３５】
まず、波長選択フィルタ８が挿入される挿入溝７を有する光導波路２は、例えば紫外線硬化型の高分子材料により、フォトリソグラフィプロセスで作製される。また、波長選択フィルタ８を支持する支持基板９は例えばシリコン基板で作製され、ダイシングにより支持溝１１が形成される。
【００３６】
ここで、ダイシングにより支持溝１１を形成することで、突き当て面９ａに対する垂直性が良く、かつ、深さの精度が良い溝を比較的容易に作製することができる。
【００３７】
以上のように作製された光導波路２に、支持基板９を利用して波長選択フィルタ８を実装するには、まず、図４（ａ）に示すように、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入し、図４（ｂ）に示すように、図示しない接着剤で固定する。
【００３８】
図３で説明したように、支持基板９の横幅Ｗ３は、波長選択フィルタ８の横幅Ｗ２より狭いので、支持基板９の両側面から波長選択フィルタ８が突出するように、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入する。
【００３９】
また、支持溝１１の底面に突き当たる位置まで波長選択フィルタ８を挿入することで、支持基板９の突き当て面９ａからの波長選択フィルタ８の突出量を調整して、波長選択フィルタ８を支持基板９に接着固定する。
【００４０】
これにより、波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａに対して略垂直に固定される。また、波長選択フィルタ８の突き当て面９ａからの突出量が、光導波路２の挿入溝７の深さと略同等となる。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、波長選択フィルタ８を接着固定して支持した支持基板９を上下反転させて逆さにし、波長選択フィルタ８の突き当て面９ａから突出した部分を、光導波路２に形成された挿入溝７に挿入し、図２に示すように、接着剤１０で接着固定する。
【００４２】
上述したように、波長選択フィルタ８の突き当て面９ａからの突出量が、挿入溝７の深さと略同等であるので、支持基板９で支持された波長選択フィルタ８を挿入溝７に挿入すると、波長選択フィルタ８は、挿入溝７の底まで挿入されて、コア４を横切る。また、支持基板９の突き当て面９ａが、光導波路２の上面に当接する。
【００４３】
波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａに対して略垂直な状態で支持基板９に固定されているので、支持基板９の突き当て面９ａを光導波路２の上面に当接させると、波長選択フィルタ８は、光導波路２のコア４に対して略垂直となる。
【００４４】
そして、波長選択フィルタ８の挿入溝７に挿入されている部分だけでなく、突き当て面９ａと光導波路２の当接位置も接着剤１０で接着固定することで、接着面積を増加させる。これにより、波長選択フィルタ８を垂直性良く固定することができる。
【００４５】
さて、光導波路２を高分子材料を利用してフォトリソグラフィプロセスで作製すると、フィルム状の薄い導波路を作成することができる。また、挿入溝７の形成位置や形状の自由度が増加し、コア４のパターンの自由度も増加するので、設計自由度の高い光導波路２を作製することができる。
【００４６】
但し、挿入溝７の側壁面は必ずしも平面では形成されず、凹凸がある。例えば、図２においては、挿入溝７の側壁面の凹凸を誇張して図示している。また、形成できる挿入溝７の溝幅Ｔ１は、波長選択フィルタ８の厚さＴ２の倍程度である。このため、支持基板９を用いずに波長選択フィルタ８を挿入溝７に挿入して接着固定した場合、コア４に対して垂直性を確保することは難しい。
【００４７】
これに対して、上述したように、支持基板９で波長選択フィルタ８を支持し、挿入溝７に挿入して接着固定することで、挿入溝７の形状や、挿入溝７の深さを決める光導波路２の厚さ等によらず、挿入溝７内で波長選択フィルタ８を容易に略垂直に固定することができる。
【００４８】
また、支持基板９の底面を構成する突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定するので、支持基板９と光導波路２は広い面積で接着固定され、結果として、波長選択フィルタ８を強い強度で固定することができる。
【００４９】
図５は波長選択フィルタの位置合わせ工程を示す説明図である。上述したように、支持基板９の横幅Ｗ３は、波長選択フィルタ８の横幅Ｗ２より狭く、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入して接着固定したときに、支持基板９の両側面から波長選択フィルタ８を突出させた形態とすることができる。
【００５０】
これにより、支持基板９で支持され挿入溝７に挿入された波長選択フィルタ８の位置Ｐを、上面や側面から容易に視認することが可能である。このため、画像認識技術等により光導波路２の挿入溝７と波長選択フィルタ８の位置合わせを容易に行うことができ、低コストな実装技術を実現できる。
【００５１】
また、波長選択フィルタ８の両端は支持基板９から突出するが、波長選択フィルタ８の主要な中央部分は支持基板９で覆われることになるので、波長選択フィルタ８を保護することができる。
【００５２】
更に、波長選択フィルタ８を支持基板９で支持してから光導波路２の挿入溝７に実装することで、波長選択フィルタ８のハンドリングが容易に行える。
【００５３】
＜第１の実施の形態の光モジュールの動作＞
次に、光モジュール１Ａの動作について説明する。入射ポート６ｂから入射した波長λ１の光は、コア４ａを伝搬され、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、本例では波長λ１の光は透過するので、入射ポート６ｂから入射した波長λ１の光は波長選択フィルタ８を透過して、挿入溝７の先のコア４ａに入射して、更にコア４ａを伝搬される。そして、コア４ａを伝搬された光は出射ポート６ａから出射する。
【００５４】
これに対して、入射ポート６ｂから入射した波長λ２の光は、コア４ａを伝搬され、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、本例では波長λ２の光は反射するので、入射ポート６ｂから入射した波長λ２の光は波長選択フィルタ８で反射してコア４ｂに入射して、コア４ｂを伝搬される。そして、コア４ｂを伝搬された光は出射ポート６ｃから出射する。
【００５５】
上述したように、波長選択フィルタ８は支持基板９を利用することでコア４に対する垂直性が良いので、波長選択フィルタ８とコア４との光結合部分での損失を抑えることができる。これにより、光モジュール１Ａは、低損失波長合分波器として機能する。
【００５６】
＜光モジュールの変形例＞
上述した説明では、支持基板９をシリコンで構成したが、支持基板９は特定の波長透明性を持つ材料で構成しても良い。
【００５７】
例えば、支持基板９をガラス等の透明性の高い材質で作製すると、支持溝１１内部や突き当て面９ａに光を照射することができるので、支持基板９への波長選択フィルタ８の接着固定、及び支持基板９と光導波路２の接着固定に、紫外線硬化型や可視光硬化型等の光反応性接着剤を用いることができる。
【００５８】
これにより、例えば熱硬化型接着剤により光モジュール１Ａを作製する場合に比べて、光導波路２や波長選択フィルタ８への熱ストレスや熱膨張等の熱による影響を削減することができる。
【００５９】
＜第２の実施の形態の光モジュールの構成＞
図６は第２の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図である。第２の実施の形態の光モジュール１Ｂは、第１の実施の形態で説明した光モジュールに、発光素子１２と受光素子１３と光ファイバ１４を備えて、波長多重双方向光通信（ＷＤＭ）を実現する送受信モジュールである。以下の説明で、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同じ構成については、同じ番号を付して説明する。
【００６０】
第２の実施の形態の光モジュール１Ｂにおいて、光導波路２の構成は第１の実施の形態と同じ構成で、コア４は、２本のコア４ａ，４ｂが交差して略Ｙ字型のパターンを有する。
【００６１】
本例では、光導波路２の一方の端部に露出したコア４ａの一方の端面により例えば入射ポートが構成され、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ａの他方の端面により例えば入出射ポートが構成される。また、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ｂの端面により例えば出射ポートが構成される。
【００６２】
発光素子１２は例えば端面発光型の半導体レーザ（ＬＤ）で、光導波路２の一方の端部側でコア４ａの入射ポートに対向して実装基板３に実装され、コア４ａと光学的に結合する。実装基板３は、発光素子１２の実装位置に電極１５を備え、発光素子１２と電極１５はボンディングワイヤ１５ａ等で電気的に接続される。
【００６３】
受光素子（ＰＤ）１３は、光導波路２の他方の端部側でコア４ｂの出射ポートに対向して実装基板３に実装され、コア４ｂと光学的に結合する。実装基板３は、受光素子１３の実装位置に電極１６を備え、受光素子１３と電極１６はボンディングワイヤ１６ａ等で電気的に接続される。
【００６４】
光ファイバ１４は、光導波路２の他方の端部側でコア４ａの入出射ポートに対向して実装基板３に実装される。実装基板３は、光ファイバ１４の実装位置にＶ溝１７を備え、Ｖ溝１７に光ファイバ１４を実装すると、光ファイバ１４と光導波路２のコア４ａが光学的に結合するように構成される。
【００６５】
光導波路２は、コア４ａとコア４ｂとの交差部に挿入溝７を備え、挿入溝７に、図２に示すように支持基板９に支持された波長選択フィルタ８が挿入され、接着固定される。
【００６６】
第２の実施の形態の光モジュール１Ｂでも、支持基板９で波長選択フィルタ８を支持し、支持基板９の突き当て面９ａから突出した部分の波長選択フィルタ８を挿入溝７に挿入し、支持基板９の突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定することで、挿入溝７内で波長選択フィルタ８を略垂直に固定することができる。
【００６７】
また、支持基板９の底面を構成する突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定するので、支持基板９と光導波路２は広い面積で接着固定され、結果として、波長選択フィルタ８を強い強度で固定することができる。
【００６８】
＜第２の実施の形態の光モジュールの動作＞
次に、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂの動作について説明する。ここで、波長選択フィルタ８は、波長λ１の光は透過し、波長λ２の光は反射するように構成される。
【００６９】
光モジュール１Ｂは、図示しない対向機器からの入力信号が波長λ２の光信号で光ファイバ１４から入力される。光ファイバ１４は、Ｖ溝１７に支持されて実装基板３に固定されることで、光導波路２のコア４ａと光学的に結合している。これにより、光ファイバ１４を伝搬される入力光信号は、光導波路２のコア４ａに入射して、コア４ａを伝搬される。
【００７０】
光導波路２のコア４ａを伝搬される入力光信号は、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、本例では波長λ２の光は反射するので、コア４ａを伝搬される波長λ２の入力光信号は、波長選択フィルタ８で反射してコア４ｂに入射し、コア４ｂを伝搬される。
【００７１】
光導波路２のコア４ｂを伝搬される入力光信号は、出射ポートから出射して受光素子１３で受光され、受光素子１３で電気信号に変換される。
【００７２】
一方、光モジュール１Ｂでは、電気信号が発光素子１２で光信号に変換される。ここで、発光素子１２の発振波長はλ１とする。発光素子１２から出射された出力光信号は、入射ポートから光導波路２のコア４ａに入射し、コア４ａを伝搬される。
【００７３】
光導波路２のコア４ａを伝搬される出力光信号は、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、上述したように波長λ１の光は透過するので、コア４ａを伝搬される波長λ１の出力光信号は、波長選択フィルタ８を透過して更に先のコア４ａに入射し、コア４ａを伝搬される。そして、光導波路２のコア４ａを伝搬された出力光信号は、入出射ポートから出射して光ファイバ１４に入射し、光ファイバ１４を伝搬されて図示しない対向機器で受光される。
【００７４】
図示しない対向機器では、光モジュール１Ｂと対になる光モジュールとして、光モジュール１Ｂと同じ構成で、かつ、波長λ１の光は反射し、波長λ２の光は透過する波長選択フィルタと、発振波長λ２の発光素子を備えた光モジュールを用いることで、複数の異なる波長の光信号の分離多重化を行って、１本の光ファイバに複数の異なる波長の光信号を伝送させることが可能となる。
【００７５】
これにより、光モジュール１Ｂは、波長多重双方向光通信（ＷＤＭ）を実現する送受信モジュールとして機能する。
【００７６】
上述した第１の実施の形態の光モジュール１Ａ及び第２の実施の形態の光モジュール１Ｂのように、波長選択フィルタ８を備えた光導波路２により合分波器を構成する光回路では、波長選択フィルタ８の僅かな傾きでも過剰損失が大きく増加する。
【００７７】
その理由は、光導波路２の例えばコア４ａから波長選択フィルタ８に入射し、波長選択フィルタ８で反射した光がコア４ｂに結合する場合、波長選択フィルタ８の角度ずれがθであると、２倍の２θの角度ずれで結合することになるためである。また、波長選択フィルタ８が垂直方向からずれていると、反射する光が横方向にも位置ずれを起こすためである。
【００７８】
これに対して、支持基板９で波長選択フィルタ８を支持し、支持基板９の突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定することで、コア４に対して波長選択フィルタ８を略垂直に固定することができる。これにより、反射損失や透過損失等の過剰損失を低減することができ、波長選択フィルタ８とコア４との光結合部分での光結合の効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、電子機器のボード間やチップ間の光通信モジュールや、光ファイバを利用した通信ケーブルのコネクタ等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図である。
【図２】光モジュールの要部構成を示す挿入溝付近の断面図である。
【図３】波長選択フィルタ及び支持基板の構成を示す説明図である。
【図４】波長選択フィルタの実装工程を示す説明図である。
【図５】波長選択フィルタの位置合わせ工程を示す説明図である。
【図６】第２の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・光モジュール、２・・・光導波路、３・・・実装基板、４・・・コア、５ａ・・・下部クラッド、５ｂ・・・上部クラッド、６ａ・・・出射ポート、６ｂ・・・入射ポート、６ｃ・・・出射ポート、７・・・挿入溝、８・・・波長選択フィルタ、９・・・支持基板、９ａ・・・突き当て面、１０・・・接着剤、１１・・・支持溝、１２・・・発光素子、１３・・・受光素子、１４・・・光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子が挿入されて接着固定される光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。詳しくは、機能性薄膜素子を支持基板で支持し、支持基板の突き当て面と光導波路を当接させて機能性薄膜素子を光導波路の挿入溝に固定することで、機能性薄膜素子を容易に光導波路に対して垂直に固定できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器内のボード間、チップ間等の情報伝達は電気信号により行われてきたが、更に超高速、大容量の情報伝送を実現するために、光配線技術が注目されており、光配線技術を利用して波長多重双方向光伝送を行えるようにした導波路型の光モジュールが提案されている。
【０００３】
波長多重双方向光伝送を実現するためには、異なる波長の光信号を分離多重化する機能が必要であり、例えば、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有する波長選択フィルタを使用した光モジュールが提案されている。
【０００４】
波長選択フィルタ等の機能性薄膜素子を実装する場合、従来は、光導波路にダイシング等で作製した溝に機能性薄膜素子を挿入し、接着固定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１０５８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、光導波路がフィルム状である場合等は、光導波路は非常に薄く、機能性薄膜素子が挿入される溝部の深さも浅くなる。これにより、機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に実装することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、光導波路において機能性薄膜素子が垂直に実装されないと、反射損失や透過損失が増加するという問題がある。
【０００８】
更に、光導波路に機能性薄膜素子を挿入する溝を形成するプロセス上の制約等により、機能性薄膜素子の厚さと同等の溝を形成できない場合がある。この場合、幅の広い溝に対して薄い機能性薄膜素子を実装することになるので、やはり機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に実装することが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、機能性薄膜素子が挿入される溝の形状によらず、機能性薄膜素子を光導波路に対して垂直に固定できる光モジュール及び光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光モジュールは、平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子が挿入されて接着固定される光モジュールにおいて、機能性薄膜素子を支持する支持基板を備え、支持基板は、光導波路と当接する突き当て面と、機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有し、突き当て面から機能性薄膜素子の一部を突出させて機能性薄膜素子が挿入される支持溝とを備え、支持基板の突き当て面から突出した部分の機能性薄膜素子が挿入溝に挿入され、突き当て面を光導波路に当接させて、機能性薄膜素子が挿入溝に固定されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光モジュールでは、機能性薄膜素子は支持基板の支持溝に挿入されて、支持基板に固定される。支持溝は、機能性薄膜素子と同等の溝幅を有するので、支持溝に挿入された機能性薄膜素子の突き当て面に対する角度は一意に決定する。
【００１２】
支持基板に支持された機能性薄膜素子は、突き当て面から突出した部分が光導波路の挿入溝に挿入され、支持基板は、突き当て面を光導波路に当接させて固定される。これにより、機能性薄膜素子は、突き当て面との間の角度を保持して挿入溝に固定される。
【００１３】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子を挿入して接着固定する光モジュールの製造方法において、機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有する支持溝を備えた支持基板の支持溝に機能性薄膜素子を挿入し、機能性薄膜素子の一部を、支持溝が形成された突き当て面から突出させて、機能性薄膜素子を支持基板に固定し、支持基板の突き当て面から突出した部分の機能性薄膜素子を、光導波路の挿入溝に挿入し、支持基板の突き当て面を光導波路に当接させて、機能性薄膜素子を接着固定することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光モジュールの製造方法では、機能性薄膜素子を支持基板の支持溝に挿入して固定すると、機能性薄膜素子の突き当て面に対する角度が一意に決定される。
【００１５】
支持基板に支持された機能性薄膜素子は、突き当て面から突出した部分を光導波路の挿入溝に挿入し、支持基板の突き当て面を光導波路に当接させて固定する。これにより、機能性薄膜素子は、突き当て面との間の角度を保持して挿入溝に固定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光モジュールによれば、支持基板で支持された機能性薄膜素子が、支持基板の突き当て面を光導波路に当接させて光導波路の挿入溝に固定されるので、突き当て面に対して垂直な支持溝を形成して機能性薄膜素子を支持基板に固定することで、光導波路に対して機能性薄膜素子を垂直に実装することができる。
【００１７】
そして、光導波路において機能性薄膜素子を垂直に実装できることで、反射損失や透過損失を低減させることができ、光結合の効率が高い光モジュールを提供できる。
【００１８】
また、本発明の光モジュールの製造方法によれば、機能性薄膜素子を支持基板で支持し、支持基板の突き当て面と光導波路を当接させて機能性薄膜素子を光導波路の挿入溝に固定するので、突き当て面に対して垂直な支持溝に機能性薄膜素子を挿入して支持基板に固定することで、光導波路に対して機能性薄膜素子を容易に垂直に実装することができ、実装コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の光モジュール及び光モジュールの製造方法の実施の形態について説明する。
【００２０】
＜第１の実施の形態の光モジュールの構成＞
図１は第１の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図、図２は光モジュールの要部構成を示す挿入溝付近の断面図である。第１の実施の形態の光モジュール１Ａは、平面型の光導波路２と、光導波路２を支持する実装基板３を備える。実装基板３は例えばシリコン（Ｓｉ）基板であり、表面に光導波路２が実装され、フィルム状の光導波路２を支持している。
【００２１】
光導波路２は例えばアクリル系の高分子材料により構成され、コア４と下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを備えてコア・クラッド構造を有する埋め込み型導波路である。
【００２２】
コア４の構成は、コア径が例えば４０×４０μｍ、コア４と下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂの比屈折率差は例えば０．８％で、コア４の屈折率が下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂより若干大きくなるように構成されて、光がコア４に閉じ込められて伝搬される。
【００２３】
コア４は、２本のコア４ａ，４ｂが交差した略Ｙ字型のパターンを有し、光導波路２の一方の端部に露出したコア４ａの一方の端面により例えば出射ポート６ａが構成され、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ａの他方の端面により例えば入射ポート６ｂが構成される。また、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ｂの端面により例えば出射ポート６ｃが構成される。
【００２４】
光導波路２は、コア４ａとコア４ｂとの交差部に挿入溝７を備える。挿入溝７は、光導波路２の上面に開口部を有し、例えばフォトリソグラフィプロセスで形成される。挿入溝７のサイズは、例えば溝幅Ｔ１が６０μｍ、深さＨ１が９０μｍで、挿入溝７の深さは光導波路２の厚さと同等である。
【００２５】
挿入溝７は、コア４ａとコア４ｂの交差部を横切る方向に延びており、挿入溝７の対向する側壁面の一方に、挿入溝７で分割されたコア４ａの端面が露出し、他方にコア４ａとコア４ｂが交差した部分の端面が露出する。
【００２６】
波長選択フィルタ８は、支持基板９に支持され、支持基板９より突出した部分が挿入溝７に挿入されて、接着剤１０により光導波路２に接着固定される。ここで、接着剤１０は、光導波路２のコア４と同等の屈折率を有するものを利用する。
【００２７】
波長選択フィルタ８は、機能性薄膜素子を構成し、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有し、例えば波長λ１の光は透過し、波長λ２の光は反射するように構成される。
【００２８】
図３は波長選択フィルタ及び支持基板の構成を示す説明図で、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。波長選択フィルタ８のサイズは、例えば横幅Ｗ２が１０００μｍ、厚さＴ２が３０μｍ、高さＨ２が５００μｍで、波長選択フィルタ８の厚さＴ２は、挿入溝７の溝幅Ｔ１の半分程度である。
【００２９】
支持基板９は、例えばシリコン基板で形成され、底面となる突き当て面９ａに支持溝１１を備える。支持溝１１は、突き当て面９ａに対して垂直な溝で、ダイシングにより形成される。支持溝１１は、突き当て面９ａ及び支持基板９の両側面が開口し、溝幅は、波長選択フィルタ８とほぼ同等に設定される。
【００３０】
また、支持溝１１の深さは、波長選択フィルタ８を挿入したときに、波長選択フィルタ８の一部が突出し、かつ、波長選択フィルタ８の突出した部分の高さが、挿入溝７の深さより若干短くなるように設定される。更に、支持基板９の横幅は、波長選択フィルタ８の横幅より短くなるように設定される。
【００３１】
以上の条件から、支持基板９のサイズは、例えば、横幅Ｗ３を６００μｍ、長さＬ３を４００μｍ、高さＨ３を６５０μｍとした。また、支持溝１１のサイズは、溝幅Ｔ４を３５μｍ、深さＨ４を４１０μｍとした。
【００３２】
これにより、支持溝１１の溝幅Ｔ４は、波長選択フィルタ８の厚さＴ２と略同等である。また、支持基板９の横幅Ｗ３は、波長選択フィルタ８の横幅Ｗ２より狭く、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入したときに、支持基板９の両側面から波長選択フィルタ８が突出する。
【００３３】
更に、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入すると、波長選択フィルタ８の一部は突き当て面９ａから突出し、その突出した部分の高さは、挿入溝７の深さと略同等となる。
【００３４】
＜波長選択フィルタの実装工程＞
図４は波長選択フィルタの実装工程を示す説明図で、以下に、光モジュールの製造方法の実施の形態としての波長選択フィルタ８の実装工程について説明する。
【００３５】
まず、波長選択フィルタ８が挿入される挿入溝７を有する光導波路２は、例えば紫外線硬化型の高分子材料により、フォトリソグラフィプロセスで作製される。また、波長選択フィルタ８を支持する支持基板９は例えばシリコン基板で作製され、ダイシングにより支持溝１１が形成される。
【００３６】
ここで、ダイシングにより支持溝１１を形成することで、突き当て面９ａに対する垂直性が良く、かつ、深さの精度が良い溝を比較的容易に作製することができる。
【００３７】
以上のように作製された光導波路２に、支持基板９を利用して波長選択フィルタ８を実装するには、まず、図４（ａ）に示すように、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入し、図４（ｂ）に示すように、図示しない接着剤で固定する。
【００３８】
図３で説明したように、支持基板９の横幅Ｗ３は、波長選択フィルタ８の横幅Ｗ２より狭いので、支持基板９の両側面から波長選択フィルタ８が突出するように、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入する。
【００３９】
また、支持溝１１の底面に突き当たる位置まで波長選択フィルタ８を挿入することで、支持基板９の突き当て面９ａからの波長選択フィルタ８の突出量を調整して、波長選択フィルタ８を支持基板９に接着固定する。
【００４０】
これにより、波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａに対して略垂直に固定される。また、波長選択フィルタ８の突き当て面９ａからの突出量が、光導波路２の挿入溝７の深さと略同等となる。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、波長選択フィルタ８を接着固定して支持した支持基板９を上下反転させて逆さにし、波長選択フィルタ８の突き当て面９ａから突出した部分を、光導波路２に形成された挿入溝７に挿入し、図２に示すように、接着剤１０で接着固定する。
【００４２】
上述したように、波長選択フィルタ８の突き当て面９ａからの突出量が、挿入溝７の深さと略同等であるので、支持基板９で支持された波長選択フィルタ８を挿入溝７に挿入すると、波長選択フィルタ８は、挿入溝７の底まで挿入されて、コア４を横切る。また、支持基板９の突き当て面９ａが、光導波路２の上面に当接する。
【００４３】
波長選択フィルタ８は、突き当て面９ａに対して略垂直な状態で支持基板９に固定されているので、支持基板９の突き当て面９ａを光導波路２の上面に当接させると、波長選択フィルタ８は、光導波路２のコア４に対して略垂直となる。
【００４４】
そして、波長選択フィルタ８の挿入溝７に挿入されている部分だけでなく、突き当て面９ａと光導波路２の当接位置も接着剤１０で接着固定することで、接着面積を増加させる。これにより、波長選択フィルタ８を垂直性良く固定することができる。
【００４５】
さて、光導波路２を高分子材料を利用してフォトリソグラフィプロセスで作製すると、フィルム状の薄い導波路を作成することができる。また、挿入溝７の形成位置や形状の自由度が増加し、コア４のパターンの自由度も増加するので、設計自由度の高い光導波路２を作製することができる。
【００４６】
但し、挿入溝７の側壁面は必ずしも平面では形成されず、凹凸がある。例えば、図２においては、挿入溝７の側壁面の凹凸を誇張して図示している。また、形成できる挿入溝７の溝幅Ｔ１は、波長選択フィルタ８の厚さＴ２の倍程度である。このため、支持基板９を用いずに波長選択フィルタ８を挿入溝７に挿入して接着固定した場合、コア４に対して垂直性を確保することは難しい。
【００４７】
これに対して、上述したように、支持基板９で波長選択フィルタ８を支持し、挿入溝７に挿入して接着固定することで、挿入溝７の形状や、挿入溝７の深さを決める光導波路２の厚さ等によらず、挿入溝７内で波長選択フィルタ８を容易に略垂直に固定することができる。
【００４８】
また、支持基板９の底面を構成する突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定するので、支持基板９と光導波路２は広い面積で接着固定され、結果として、波長選択フィルタ８を強い強度で固定することができる。
【００４９】
図５は波長選択フィルタの位置合わせ工程を示す説明図である。上述したように、支持基板９の横幅Ｗ３は、波長選択フィルタ８の横幅Ｗ２より狭く、支持基板９の支持溝１１に波長選択フィルタ８を挿入して接着固定したときに、支持基板９の両側面から波長選択フィルタ８を突出させた形態とすることができる。
【００５０】
これにより、支持基板９で支持され挿入溝７に挿入された波長選択フィルタ８の位置Ｐを、上面や側面から容易に視認することが可能である。このため、画像認識技術等により光導波路２の挿入溝７と波長選択フィルタ８の位置合わせを容易に行うことができ、低コストな実装技術を実現できる。
【００５１】
また、波長選択フィルタ８の両端は支持基板９から突出するが、波長選択フィルタ８の主要な中央部分は支持基板９で覆われることになるので、波長選択フィルタ８を保護することができる。
【００５２】
更に、波長選択フィルタ８を支持基板９で支持してから光導波路２の挿入溝７に実装することで、波長選択フィルタ８のハンドリングが容易に行える。
【００５３】
＜第１の実施の形態の光モジュールの動作＞
次に、光モジュール１Ａの動作について説明する。入射ポート６ｂから入射した波長λ１の光は、コア４ａを伝搬され、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、本例では波長λ１の光は透過するので、入射ポート６ｂから入射した波長λ１の光は波長選択フィルタ８を透過して、挿入溝７の先のコア４ａに入射して、更にコア４ａを伝搬される。そして、コア４ａを伝搬された光は出射ポート６ａから出射する。
【００５４】
これに対して、入射ポート６ｂから入射した波長λ２の光は、コア４ａを伝搬され、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、本例では波長λ２の光は反射するので、入射ポート６ｂから入射した波長λ２の光は波長選択フィルタ８で反射してコア４ｂに入射して、コア４ｂを伝搬される。そして、コア４ｂを伝搬された光は出射ポート６ｃから出射する。
【００５５】
上述したように、波長選択フィルタ８は支持基板９を利用することでコア４に対する垂直性が良いので、波長選択フィルタ８とコア４との光結合部分での損失を抑えることができる。これにより、光モジュール１Ａは、低損失波長合分波器として機能する。
【００５６】
＜光モジュールの変形例＞
上述した説明では、支持基板９をシリコンで構成したが、支持基板９は特定の波長透明性を持つ材料で構成しても良い。
【００５７】
例えば、支持基板９をガラス等の透明性の高い材質で作製すると、支持溝１１内部や突き当て面９ａに光を照射することができるので、支持基板９への波長選択フィルタ８の接着固定、及び支持基板９と光導波路２の接着固定に、紫外線硬化型や可視光硬化型等の光反応性接着剤を用いることができる。
【００５８】
これにより、例えば熱硬化型接着剤により光モジュール１Ａを作製する場合に比べて、光導波路２や波長選択フィルタ８への熱ストレスや熱膨張等の熱による影響を削減することができる。
【００５９】
＜第２の実施の形態の光モジュールの構成＞
図６は第２の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図である。第２の実施の形態の光モジュール１Ｂは、第１の実施の形態で説明した光モジュールに、発光素子１２と受光素子１３と光ファイバ１４を備えて、波長多重双方向光通信（ＷＤＭ）を実現する送受信モジュールである。以下の説明で、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同じ構成については、同じ番号を付して説明する。
【００６０】
第２の実施の形態の光モジュール１Ｂにおいて、光導波路２の構成は第１の実施の形態と同じ構成で、コア４は、２本のコア４ａ，４ｂが交差して略Ｙ字型のパターンを有する。
【００６１】
本例では、光導波路２の一方の端部に露出したコア４ａの一方の端面により例えば入射ポートが構成され、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ａの他方の端面により例えば入出射ポートが構成される。また、光導波路２の他方の端部に露出したコア４ｂの端面により例えば出射ポートが構成される。
【００６２】
発光素子１２は例えば端面発光型の半導体レーザ（ＬＤ）で、光導波路２の一方の端部側でコア４ａの入射ポートに対向して実装基板３に実装され、コア４ａと光学的に結合する。実装基板３は、発光素子１２の実装位置に電極１５を備え、発光素子１２と電極１５はボンディングワイヤ１５ａ等で電気的に接続される。
【００６３】
受光素子（ＰＤ）１３は、光導波路２の他方の端部側でコア４ｂの出射ポートに対向して実装基板３に実装され、コア４ｂと光学的に結合する。実装基板３は、受光素子１３の実装位置に電極１６を備え、受光素子１３と電極１６はボンディングワイヤ１６ａ等で電気的に接続される。
【００６４】
光ファイバ１４は、光導波路２の他方の端部側でコア４ａの入出射ポートに対向して実装基板３に実装される。実装基板３は、光ファイバ１４の実装位置にＶ溝１７を備え、Ｖ溝１７に光ファイバ１４を実装すると、光ファイバ１４と光導波路２のコア４ａが光学的に結合するように構成される。
【００６５】
光導波路２は、コア４ａとコア４ｂとの交差部に挿入溝７を備え、挿入溝７に、図２に示すように支持基板９に支持された波長選択フィルタ８が挿入され、接着固定される。
【００６６】
第２の実施の形態の光モジュール１Ｂでも、支持基板９で波長選択フィルタ８を支持し、支持基板９の突き当て面９ａから突出した部分の波長選択フィルタ８を挿入溝７に挿入し、支持基板９の突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定することで、挿入溝７内で波長選択フィルタ８を略垂直に固定することができる。
【００６７】
また、支持基板９の底面を構成する突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定するので、支持基板９と光導波路２は広い面積で接着固定され、結果として、波長選択フィルタ８を強い強度で固定することができる。
【００６８】
＜第２の実施の形態の光モジュールの動作＞
次に、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂの動作について説明する。ここで、波長選択フィルタ８は、波長λ１の光は透過し、波長λ２の光は反射するように構成される。
【００６９】
光モジュール１Ｂは、図示しない対向機器からの入力信号が波長λ２の光信号で光ファイバ１４から入力される。光ファイバ１４は、Ｖ溝１７に支持されて実装基板３に固定されることで、光導波路２のコア４ａと光学的に結合している。これにより、光ファイバ１４を伝搬される入力光信号は、光導波路２のコア４ａに入射して、コア４ａを伝搬される。
【００７０】
光導波路２のコア４ａを伝搬される入力光信号は、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、本例では波長λ２の光は反射するので、コア４ａを伝搬される波長λ２の入力光信号は、波長選択フィルタ８で反射してコア４ｂに入射し、コア４ｂを伝搬される。
【００７１】
光導波路２のコア４ｂを伝搬される入力光信号は、出射ポートから出射して受光素子１３で受光され、受光素子１３で電気信号に変換される。
【００７２】
一方、光モジュール１Ｂでは、電気信号が発光素子１２で光信号に変換される。ここで、発光素子１２の発振波長はλ１とする。発光素子１２から出射された出力光信号は、入射ポートから光導波路２のコア４ａに入射し、コア４ａを伝搬される。
【００７３】
光導波路２のコア４ａを伝搬される出力光信号は、波長選択フィルタ８に入射する。波長選択フィルタ８は、上述したように波長λ１の光は透過するので、コア４ａを伝搬される波長λ１の出力光信号は、波長選択フィルタ８を透過して更に先のコア４ａに入射し、コア４ａを伝搬される。そして、光導波路２のコア４ａを伝搬された出力光信号は、入出射ポートから出射して光ファイバ１４に入射し、光ファイバ１４を伝搬されて図示しない対向機器で受光される。
【００７４】
図示しない対向機器では、光モジュール１Ｂと対になる光モジュールとして、光モジュール１Ｂと同じ構成で、かつ、波長λ１の光は反射し、波長λ２の光は透過する波長選択フィルタと、発振波長λ２の発光素子を備えた光モジュールを用いることで、複数の異なる波長の光信号の分離多重化を行って、１本の光ファイバに複数の異なる波長の光信号を伝送させることが可能となる。
【００７５】
これにより、光モジュール１Ｂは、波長多重双方向光通信（ＷＤＭ）を実現する送受信モジュールとして機能する。
【００７６】
上述した第１の実施の形態の光モジュール１Ａ及び第２の実施の形態の光モジュール１Ｂのように、波長選択フィルタ８を備えた光導波路２により合分波器を構成する光回路では、波長選択フィルタ８の僅かな傾きでも過剰損失が大きく増加する。
【００７７】
その理由は、光導波路２の例えばコア４ａから波長選択フィルタ８に入射し、波長選択フィルタ８で反射した光がコア４ｂに結合する場合、波長選択フィルタ８の角度ずれがθであると、２倍の２θの角度ずれで結合することになるためである。また、波長選択フィルタ８が垂直方向からずれていると、反射する光が横方向にも位置ずれを起こすためである。
【００７８】
これに対して、支持基板９で波長選択フィルタ８を支持し、支持基板９の突き当て面９ａを光導波路２に当接させて接着固定することで、コア４に対して波長選択フィルタ８を略垂直に固定することができる。これにより、反射損失や透過損失等の過剰損失を低減することができ、波長選択フィルタ８とコア４との光結合部分での光結合の効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、電子機器のボード間やチップ間の光通信モジュールや、光ファイバを利用した通信ケーブルのコネクタ等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図である。
【図２】光モジュールの要部構成を示す挿入溝付近の断面図である。
【図３】波長選択フィルタ及び支持基板の構成を示す説明図である。
【図４】波長選択フィルタの実装工程を示す説明図である。
【図５】波長選択フィルタの位置合わせ工程を示す説明図である。
【図６】第２の実施の形態の光モジュールの構成の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・光モジュール、２・・・光導波路、３・・・実装基板、４・・・コア、５ａ・・・下部クラッド、５ｂ・・・上部クラッド、６ａ・・・出射ポート、６ｂ・・・入射ポート、６ｃ・・・出射ポート、７・・・挿入溝、８・・・波長選択フィルタ、９・・・支持基板、９ａ・・・突き当て面、１０・・・接着剤、１１・・・支持溝、１２・・・発光素子、１３・・・受光素子、１４・・・光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子が挿入されて接着固定される光モジュールにおいて、
前記機能性薄膜素子を支持する支持基板を備え、
前記支持基板は、前記光導波路と当接する突き当て面と、前記機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有し、前記突き当て面から前記機能性薄膜素子の一部を突出させて前記機能性薄膜素子が挿入される支持溝とを備え、
前記支持基板の前記突き当て面から突出した部分の前記機能性薄膜素子が前記挿入溝に挿入され、前記突き当て面を前記光導波路に当接させて、前記機能性薄膜素子が前記挿入溝に固定された
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記支持溝は、前記突き当て面に対して垂直に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記支持基板の横幅を、前記機能性薄膜素子の横幅より短くし、前記支持基板の両側面から前記機能性薄膜素子が突出した形態で、前記機能性薄膜素子は前記支持基板に支持される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記支持基板の前記突き当て面が、前記光導波路に接着固定される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項５】
前記支持基板は、特定の波長透明性を有する材料で構成される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光導波路は、少なくとも２本のコアが交差し、前記コアの交差部に前記挿入溝が形成されると共に、
前記挿入溝に挿入される前記機能性薄膜素子は、任意の波長領域の光を選択的に反射及び透過させ、光の波長により光路を切り替える波長選択フィルタである
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項７】
平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子を挿入して接着固定する光モジュールの製造方法において、
前記機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有する支持溝を備えた支持基板の前記支持溝に前記機能性薄膜素子を挿入し、前記機能性薄膜素子の一部を、前記支持溝が形成された突き当て面から突出させて、前記機能性薄膜素子を前記支持基板に固定し、
前記支持基板の前記突き当て面から突出した部分の前記機能性薄膜素子を、前記光導波路の挿入溝に挿入し、前記支持基板の前記突き当て面を前記光導波路に当接させて、前記機能性薄膜素子を接着固定する
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記支持基板の横幅を、前記機能性薄膜素子の横幅より短くし、前記支持基板の両側面から前記機能性薄膜素子が突出した形態で、前記機能性薄膜素子は前記支持基板に支持され、
前記支持基板の両側面から突出した前記機能性薄膜素子の位置を認識して前記機能性薄膜素子の位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項７記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１】
平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子が挿入されて接着固定される光モジュールにおいて、
前記機能性薄膜素子を支持する支持基板を備え、
前記支持基板は、前記光導波路と当接する突き当て面と、前記機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有し、前記突き当て面から前記機能性薄膜素子の一部を突出させて前記機能性薄膜素子が挿入される支持溝とを備え、
前記支持基板の前記突き当て面から突出した部分の前記機能性薄膜素子が前記挿入溝に挿入され、前記突き当て面を前記光導波路に当接させて、前記機能性薄膜素子が前記挿入溝に固定された
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記支持溝は、前記突き当て面に対して垂直に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記支持基板の横幅を、前記機能性薄膜素子の横幅より短くし、前記支持基板の両側面から前記機能性薄膜素子が突出した形態で、前記機能性薄膜素子は前記支持基板に支持される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記支持基板の前記突き当て面が、前記光導波路に接着固定される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項５】
前記支持基板は、特定の波長透明性を有する材料で構成される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光導波路は、少なくとも２本のコアが交差し、前記コアの交差部に前記挿入溝が形成されると共に、
前記挿入溝に挿入される前記機能性薄膜素子は、任意の波長領域の光を選択的に反射及び透過させ、光の波長により光路を切り替える波長選択フィルタである
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項７】
平面型の光導波路に形成された挿入溝に機能性薄膜素子を挿入して接着固定する光モジュールの製造方法において、
前記機能性薄膜素子の厚さと同等の溝幅を有する支持溝を備えた支持基板の前記支持溝に前記機能性薄膜素子を挿入し、前記機能性薄膜素子の一部を、前記支持溝が形成された突き当て面から突出させて、前記機能性薄膜素子を前記支持基板に固定し、
前記支持基板の前記突き当て面から突出した部分の前記機能性薄膜素子を、前記光導波路の挿入溝に挿入し、前記支持基板の前記突き当て面を前記光導波路に当接させて、前記機能性薄膜素子を接着固定する
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記支持基板の横幅を、前記機能性薄膜素子の横幅より短くし、前記支持基板の両側面から前記機能性薄膜素子が突出した形態で、前記機能性薄膜素子は前記支持基板に支持され、
前記支持基板の両側面から突出した前記機能性薄膜素子の位置を認識して前記機能性薄膜素子の位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項７記載の光モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１８４７５３（Ｐ２００６−１８４７５３Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３８０３９４（Ｐ２００４−３８０３９４）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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