光モジュール
【課題】同一基板上の複数個の光素子からの漏れ光等が隣り合う光素子等に影響しにくくして、クロストークノイズを大幅に低減できるようにした光モジュールを提供する。
【解決手段】基板１の第１溝１ａ内の内部導波路１６と、ミラー部１５と、光素子１２ａ，１２ｂと外部導波路２を備えている。基板１の第１溝１ａは複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２同士は基板１の端面からの長さＬ１，Ｌ２を異ならせている。この長さの異なる第１溝１ａ−１，１ａ−２の先端部にそれぞれ形成されたミラー部１５と対向するように、光素子１２ａ，１２ｂが基板１の表面に実装されている。
【解決手段】基板１の第１溝１ａ内の内部導波路１６と、ミラー部１５と、光素子１２ａ，１２ｂと外部導波路２を備えている。基板１の第１溝１ａは複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２同士は基板１の端面からの長さＬ１，Ｌ２を異ならせている。この長さの異なる第１溝１ａ−１，１ａ−２の先端部にそれぞれ形成されたミラー部１５と対向するように、光素子１２ａ，１２ｂが基板１の表面に実装されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子を備えた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光モジュールは、基板の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部とを備えている。また、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子を備えている。さらに、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えている。（特許文献１参照）。
【０００３】
このような光モジュールにおいて、双方向の伝送や伝送容量を増大させるためには、複数個の光モジュールを用いる必要があるので、大型化する。そこで、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能な光モジュールの実現化が望まれている。
【０００４】
このような光モジュールを実現化するためには、基板の表面に複数個の光素子を近接させて実装することが考えられ、この複数個の光素子の間隔に合わせて、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成する必要がある。
【０００５】
なお、基板の上に、基板の端面からの長さを異ならせた複数の光伝送路を形成し、各光伝送路の終端に光素子をそれぞれ近接して配置し、各光素子は、発光素子か受光素子のいずれか１種類である光モジュールが提案されている（特許文献２参照）。この特許文献２では、クロストークノイズの対処が全くなされておらず、かつ光ファイバを用いる場合には、異なる長さで光ファイバ長を加工する必要があるので、作製が非常に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６０２２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数個の光素子を近接させ、また、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成すると、光素子からの漏れ光や、ミラー部、内部導波路からの散乱光が隣り合う光素子のミラー部や内部導波路に入り込んで、クロストークノイズが発生する。このようなクロストークノイズは、伝送エラーの原因となるため、可能な限り低減させたいという要望がある。
【０００８】
本発明は、前記要望に応えるためになされたもので、同一基板上の複数個の光素子からの漏れ光等が隣り合う光素子等に影響しにくくして、クロストークノイズを大幅に低減できるようにした光モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、基板の表面に形成された第１溝内に設けられた内部導波路と、この第１溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子と、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えた光モジュールにおいて、前記基板の第１溝は複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝同士は基板の端面からの長さを異ならせて、この長さの異なる第１溝の先端部にそれぞれ形成された前記ミラー部と対向するように、前記光素子が基板の表面にそれぞれ実装されていることを特徴とする光モジュールを提供するものである。
【００１０】
前記複数個の光素子には、発光素子と受光素子の双方が含まれていて、前記発光素子は、前記受光素子より長さが短い内部導波路のミラー部と対向するように、前記基板の表面に実装されている構成とすることができる。
【００１１】
前記基板の表面に、前記内部導波路の第１溝と連なる第２溝が形成され、この第２溝に前記外部導波路を嵌め込み固定することで、内部導波路と外部導波路の光軸が一致するように設定されている構成とすることができる。
【００１２】
前記隣り合う第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように、隣り合う第２溝の間に仕切り壁部分が形成されている構成とすることができる。
【００１３】
前記外部導波路は、複数チャンネルの光ファイバである構成とすることができる。
【００１４】
前記外部導波路は、複数チャンネルのフレキシブル導波路である構成とすることができる。
【００１５】
前記各光素子の間の基板の表面に、前記内部導波路のクラッド部と同材料の凸形層が形成されている構成とすることができる。
【００１６】
前記凸形層は、光を吸収する吸収体である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、隣り合う第１溝の長さを異ならせて、異なる長さの第１溝の先端部のミラー部とそれぞれ対向するように、光素子を基板の表面にそれぞれ実装することにより、長さ方向に互い違いとなった隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てることができる。
【００１８】
したがって、光素子からの漏れ光や、ミラー部、内部導波路からの反射散乱光が隣り合う光素子のミラー部や内部導波路に入り込みにくくなるので、クロストークノイズが発生しにくくなる。また、内部導波路は、複数本が独立状態で略平行に形成された第１溝内に設けているから、隣り合う第１溝の仕切り壁部分で内部導波路同士も干渉しなくなる。
【００１９】
このように、基板に複数個の光素子を幅方向に近接させて実装し、光素子の間隔に合わせて、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成することで、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能となる。加えて、隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てること、および隣り合う内部導波路同士の干渉を防止することが相俟って、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光モジュールの概略側面図である。
【図２】図１の発光側の光モジュールの第１基板であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２の第１基板であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部導波路を形成した斜視図である。
【図４】第１基板であり、（ａ）は発光素子を実装した斜視図、（ｂ）は光ファイバを挿入した斜視図である。
【図５】（ａ）は第１基板に押さえブロックを固定した斜視図、（ｂ）は光ファイバの斜視図である。
【図６】（ａ）は実施形態に係る基板の平面図、（ｂ）は第１溝と内部導波路の拡大平面図である。
【図７】（ａ）は図６（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図、（ｂ）は図６（ａ）のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図８】第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように第２溝の間の仕切り壁部分を形成した基板の平面図である。
【図９】変形例であり、（ａ）は基板の平面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る光モジュールの概略側面図である。図２は図１の発光側の光モジュールの第１基板１であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は第１基板１であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部導波路１６を形成した斜視図である。図４は第１基板１であり、（ａ）は発光素子１２ａを実装した斜視図、（ｂ）は光ファイバ２を挿入した斜視図である。図５（ａ）は押さえブロック２４を固定した斜視図、図５（ｂ）は光ファイバ２の斜視図である。
【００２２】
ここで、図１〜図５は、第１基板１，３の１本の第１溝１ａ内に１本の内部導波路１６を形成した、単チャンネルの光モジュールであるが、この図１〜図５によって、先ず、光モジュールの概要を説明し、その後、本発明に係る多チャンネルの光モジュールについて、図６〜図９で詳細に説明する。
【００２３】
図１において、光モジュールは、発光側の第１基板（マウント基板）１と、受光側の第１（マウント）基板３と、この第１基板１，３を光学的に結合する光ファイバ２とを備えている。
【００２４】
第１基板１，３は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子１２ａから受光素子１２ｂまでの光結合効率が必要になるので、発光素子１２ａと受光素子１２ｂを高精度に実装することや使用中の位置変動を極力抑制する必要がある。このため、第１基板１，３として、本実施形態ではシリコン（Ｓｉ）基板が採用されている。
【００２５】
特にシリコン基板であれば、シリコンの結晶方位を利用して表面に高精度のエッチング溝加工が可能〔この溝を利用して高精度なミラー部１５（後述）、溝内に内部導波路１６（後述）を形成する。〕となる。また、シリコン基板は、平坦性も良好である。
【００２６】
第１基板１，３は、それよりもサイズが大きい第２基板（インタポーザ基板）６の表面（上面）にそれぞれ設置されている。各第２基板６の裏面（下面）には、他の回路装置に電気的に接続するためのコネクタ７がそれぞれ取付けられている。
【００２７】
第１基板１の表面（上面）には、電気信号を光信号に変換する発光素子１２ａが発光面を下向きとしてバンプ１２ｃ（図２参照）でフリップチップ実装されている。また、第２基板６の表面には、この発光素子１２ａに電気信号を送信するためのＩＣ回路が形成されたＩＣ基板（信号処理部）４ａが実装されている。
【００２８】
発光素子１２ａとして、本実施形態では、半導体レーザである面発光レーザ〔ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）〕が採用されている。この発光素子１２ａはＬＥＤ等でもよい。
【００２９】
ＩＣ基板４ａは、前記ＶＣＳＥＬを駆動させるドライバＩＣであり、発光素子１２ａの近傍に配設されている。そして、発光素子１２ａおよびＩＣ基板４ａは、第１基板１の表面に形成されたメタル回路（銅や金スパッタによるパターニング回路）に接続されている。
【００３０】
第１基板１の表面には、図３（ａ）に示すように、略台形状の第１溝（導波路形成用溝）１ａと、第１溝１ａよりも深い略Ｖ字形状の第２溝１ｂが前後方向に連なって形成されている。
【００３１】
第１溝１ａの先端部には、発光素子１２ａの真下となる位置に、光路を９０度屈曲させるための光路変換用のミラー部１５が形成されている。
【００３２】
第１基板１の第１溝１ａ内には、図３（ｂ）に示すように、第１基板１の発光素子１２ａと光学的に結合する内部導波路１６が設けられている。この内部導波路１６は、ミラー部１５から第２溝１ｂの方向に延在していて、第１溝１ａの後端部１ｄと面一となっている。
【００３３】
内部導波路１６は、光が伝播する屈折率の高い断面略正方形状のコア部１７と、それよりも屈折率の低いクラッド部１８とから構成されている。図２（ｃ）のように、コア部１７の左右の両面は、クラッド部１８で覆われている。
【００３４】
図４（ａ）のように、内部導波路１６が設けられた第１基板１の表面の所定位置には、発光素子１２ａが実装され、この発光素子１２ａとコア部１７との間の空間には、図２（ａ）のように、光学透明樹脂（アンダーフィル材）１３が充填されている。
【００３５】
図１に戻って、受光側の第１基板３について説明する。この受光側の第１基板３の基本的な構成は、発光側の第１基板１と同様に構成されている。ただし、受光側の第１基板３の表面（上面）に、光信号を電気信号に変換する受光素子１２ｂが受光面を下向きとしてバンプでフリップチップ実装されている。また、第２基板６の表面に、この受光素子１２ｂに電気信号を送信するためのＩＣ回路が形成されたＩＣ基板（信号処理部）４ｂが実装されている点で、発光側の第１基板１と異なる。この受光素子１２ｂとしては、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）が採用されており、ＩＣ基板４ｂは、電流・電圧の変換を行うＴＩＡ（Ｔｒａｎｓ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの素子である。
【００３６】
発光側の第１基板１と受光側の第１基板３およびＩＣ基板４ａ，４ｂは、第２基板６の表面に取付けたシールドケース８でそれぞれシールドされていて、光ファイバ２は、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通させている。
【００３７】
次に、光ファイバ（外部導波路）２を説明する。光ファイバ２は、図１および図５に示すように、発光側の第１基板１の内部導波路１６のコア部１７と、受光側の第１基板３の内部導波路１６のコア部１７とを光学的に結合可能なファイバコア部２１を内部に有している。そして、このファイバコア部２１の外周を包囲するファイバクラッド部２２と、このファイバクラッド部２２の外周を被覆する被覆部２３とで構成されるコードタイプである。このファイバコア部２１とファイバクラッド部２２と被覆部２３は円形状である。
【００３８】
光ファイバ２は、図１のように、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通して第１基板１の第２溝１ｂの手前付近で被覆部２３が剥がされて、ファイバクラッド部２２が露出されている。
【００３９】
そして、図２（ａ）（ｃ）および図４（ｂ）のように、第１基板１の第２溝１ｂに光ファイバ２のファイバクラッド部２２を設置して、第１溝１ａとの境部分の立ち上がり傾斜部でファイバクラッド部２２の位置決めをする。このときに、第１基板１の内部導波路１６のコア部１７と光ファイバ２のファイバコア部２１の光軸が一致した位置決め状態で光学的に結合されるようになる。
【００４０】
第１基板１の表面の位置において、図２（ａ）および図５のように、光ファイバ２のファイバクラッド部２２の上部には押えブロック２４が配置され、この押えブロック２４と第２溝１ｂとの間の空間には、接着剤１４が充填されている。
【００４１】
このように、光ファイバ２のファイバクラッド部２２の先端側は、押えブロック２４で第２溝１ｂに押え付けられた状態で、押えブロック２４とともに第１基板１に接着剤１４で接着固定されるようになる。
【００４２】
一方、図６および図７は、本発明に係る多チャンネルの光モジュールである。図６（ａ）は基板１の平面図、同（ｂ）は第１溝１ａ−１，１ａ−２と内部導波路１６−１，１６−２の拡大平面図である。なお、図６（ｂ）では、クラッド部１８の範囲をわかりやすくするために、クラッド部１８にハッチングを施している。
【００４３】
図７（ａ）は図６（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図、同（ｂ）は図６（ａ）のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【００４４】
基板１の表面には、複数本（本例では２本）の略台形状の第１溝１ａ−１，１ａ−２が独立状態で、つまり隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の間が仕切り壁部分１ｅで仕切られた状態で略平行に形成されている。
【００４５】
そして、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２同士は第１基板１の端面（本例では第１溝１ａの後端部１ｄ）からの長さＬ１，Ｌ２を異ならせている。各第１溝１ａ−１，１ａ−２内には、前述と同様に、内部導波路１６−１，１６−２がそれぞれ設けられている。
【００４６】
この長さの異なる第１溝１ａ−１，１ａ−２の先端部にそれぞれ形成されたミラー部１５と対向するように、光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）が第１基板１の表面に実装されている。本例では、長さＬ１の長い内部導波路１６−１のミラー部１５と受光素子１２ｂを対向させ、長さＬ２の短い内部導波路１６−２のミラー部１５と発光素子１２ａを対向させている。なお、各内部導波路１６−１，１６−２のミラー部１５に、発光素子１２ａだけを対向させること、あるいは受光素子１２ｂだけを対向させることもできる。また、第１溝１ａ−１，１ａ−２は２本だけに限られるものではなく、３本以上であってもよい。この場合には、３本の隣り合う第１溝同士の長さが異なればよく、１本目と３本目の長さは等しくてもよい。４本以上の場合も同様に、隣り合っていない第１溝同士は長さが等しくてもよい。
【００４７】
第１基板１の表面には、２本の第１溝１ａ−１，１ａ−２にそれぞれ連なる２本の略台形状の第２溝１ｂ−１，１ｂ−２が形成されている。この隣り合う第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の間は、第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の底部と第１溝１ａ−１，１ａ−２の底部との傾斜部分１ｈにおいて、第１溝１ａ−１，１ａ−２の間の仕切り壁部分１ｅと途切れた状態で、仕切り壁部分１ｆで仕切られている。
【００４８】
光ファイバ（外部導波路）２は、図６（ａ）のように、各内部導波路１６−１，１６−２のコア部１７と光学的に結合可能な２本の平行なファイバコア部２１を有し（複数チャンネル）、各ファイバコア部２１の外周はファイバクラッド部２２で包囲されている。なお、光ファイバ２に代えて、複数チャンネルのフレキシブル導波路（外部導波路）を用いることもできる。
【００４９】
そして、第２溝１ｂ−１，１ｂ−２に各ファイバクラッド部２２，２２をそれぞれ嵌め込み固定することで、内部導波路１６−１，１６−２の各コア部１７と光ファイバ２の各ファイバコア部２１の光軸が一致するように設定されている。
【００５０】
図８のように、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の間の仕切り壁部分１ｅと途切れないように、第２溝１ｂ−１，１ｂ−２を独立状態で形成することで、隣り合う第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の間の仕切り壁部分１ｇを形成することもできる。
【００５１】
前記のように光モジュールを構成すれば、第１基板１の隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２長さＬ１，Ｌ２を異ならせる。そして、異なる長さＬ１，Ｌ２の第１溝１ａ−１，１ａ−２の先端部のミラー部１５とそれぞれ対向するように、光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）を第１基板１の表面に実装する。これにより、長さ方向に互い違いとなった隣り合う光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）の間に大きな距離（スペース）Ｓ〔図６（ａ）参照〕を隔てることができる。
【００５２】
したがって、光素子、特に発光素子１２ａからの漏れ光や、ミラー部１５、内部導波路１６−２からの反射散乱光が隣り合う光素子、特に受光素子１２ｂのミラー部１５や内部導波路１６−１に入り込みにくくなる。これにより、クロストークノイズが発生しにくくなる。
【００５３】
また、内部導波路１６−１，１６−２は、複数本（本例では２本）が独立状態で略平行に形成された第１溝１ａ−１，１ａ−２内に設けているから、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の仕切り壁部分１ｅで内部導波路１６−１，１６−２同士も干渉しなくなる。
【００５４】
このように、第１基板１に複数個の光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）を幅方向に近接させて実装し、光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）の間隔に合わせて、内部導波路１６−１，１６−２とミラー部１５を狭いピッチで形成する。これにより、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能となる。
【００５５】
加えて、隣り合う光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）の間に大きな距離Ｓを隔てること、および隣り合う内部導波路１６−１，１６−２同士の干渉を防止することが相俟って、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００５６】
また、複数個の光素子に、発光素子１２ａと受光素子１２ｂの双方が含まれている場合、発光素子１２ａは、受光素子１２ｂより長さＬ２が短い内部導波路１６−２のミラー部１５と対向するように、第１基板１の表面に実装している。
【００５７】
このように、発光素子１２ａは、受光素子１２ｂよりも第１基板１の端面（本例では第１溝１ａの後端部１ｄ）側に配置する。これにより、発光素子１２ａ側のミラー部１５の向きの関係で、発光素子１２ａ側のミラー部１５の反射散乱光が受光素子１２ｂ側に影響しにくくなる。したがって、第１基板１に発光素子１２ａと受光素子１２ｂの双方が実装されていても、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００５８】
さらに、第１基板１の表面に、内部導波路１６−１，１６−２の第１溝１ａ−１，１ａ−２と連なる第２溝１ｂ−１，１ｂ−２を形成する。そして、この第２溝１ｂ−１，１ｂ−２に光ファイバ２の各ファイバクラッド部２２をそれぞれ嵌め込み固定することで、内部導波路１６−１，１６−２の各コア部１７と光ファイバ２の各ファイバコア部２１の光軸が一致するようになる。したがって、第１基板１に、第１溝１ａ−１，１ａ−２と、光ファイバ２の各ファイバクラッド部２２を嵌合させる第２溝１ｂ−１，１ｂ−２とを形成することで、内部導波路１６−１，１６−２光ファイバ２との光学組み立てが容易となり、低コストで高精度な光モジュールを作製できるようになる。
【００５９】
また、図７では、基板１の表面に、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の間の仕切り壁部分１ｅが途切れないように、隣り合う第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の間に仕切り壁部分１ｇを形成している。これによれば、内部導波路１６−１，１６−２と光ファイバ２の光学的結合部分で、漏れ光が隣り合う導波路に干渉することがなくなるので、よりクロストークノイズを低減できるようになる。
【００６０】
さらに、外部導波路が複数チャンネルの光ファイバ２であると、既製品の光ファイバ２のピッチに、内部導波路１６−１，１６−２のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００６１】
また、外部導波路が複数チャンネルのフレキシブル導波路であると、既製品のフレキシブル導波路のピッチに、内部導波路１６−１，１６−２のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００６２】
図９は変形例であり、（ａ）は基板１の平面図、同（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線拡大断面図である。発光素子１２ａと受光素子１２ｂの間の第１基板１の表面に、内部導波路１６のクラッド部１８と同材料の凸形層２６を形成している。
【００６３】
これによれば、屈折率の高いクラッド部１８と同材料の凸形層２６を発光素子１２ａと受光素子１２ｂの間の第１基板１の表面に形成することで、発光素子１２ａと受光素子１２ｂ間の漏れ光をトラップできるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。また、凸形層２６は、発光素子１２ａと受光素子１２ｂと第１基板１の表面との間に充填する光学透明樹脂１３であるアンダーフィル材の流れ止めとしても利用することができる。この凸形層２６の材料は、クラッド部１８と同材料に限らないが、同材料であれば、クラッド部１８の形成工程で同時に形成することができる。
【００６４】
また、凸形層２６の材料として、クラッド部１８と同材料に代えて、光を吸収する吸収体を用いれば、発光素子１２ａと受光素子１２ｂ間の漏れ光を吸収できるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。ここで、吸収体としては、着色樹脂、例えば不透明のアクリル樹脂またはエポキシ樹脂がある。
【００６５】
以上のように、本発明に係る光モジュールは、基板の表面に形成された第１溝内に設けられた内部導波路と、この第１溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子と、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えた光モジュールにおいて、前記基板の第１溝は複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝同士は基板の端面からの長さを異ならせて、この長さの異なる第１溝の先端部にそれぞれ形成された前記ミラー部と対向するように、前記光素子が基板の表面にそれぞれ実装されていることを特徴とするものである。
【００６６】
これによれば、隣り合う第１溝の長さを異ならせて、異なる長さの第１溝の先端部のミラー部とそれぞれ対向するように、光素子を基板の表面にそれぞれ実装することにより、長さ方向に互い違いとなった隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てることができる。
【００６７】
したがって、光素子からの漏れ光や、ミラー部、内部導波路からの反射散乱光が隣り合う光素子のミラー部や内部導波路に入り込みにくくなるので、クロストークノイズが発生しにくくなる。また、内部導波路は、複数本が独立状態で略平行に形成された第１溝内に設けているから、隣り合う第１溝の仕切り壁部分で内部導波路同士も干渉しなくなる。
【００６８】
このように、基板に複数個の光素子を幅方向に近接させて実装し、光素子の間隔に合わせて、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成することで、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能となる。加えて、隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てること、および隣り合う内部導波路同士の干渉を防止することが相俟って、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００６９】
前記複数個の光素子には、発光素子と受光素子の双方が含まれていて、前記発光素子は、前記受光素子より長さが短い内部導波路のミラー部と対向するように、前記基板の表面に実装されている構成とすることができる。
【００７０】
これによれば、発光素子は、受光素子よりも基板の端面側に配置することで、発光素子側のミラー部の向きの関係で、発光素子側のミラー部の反射散乱光が受光素子側に影響しにくくなる。したがって、基板に発光素子と受光素子の双方が実装されていても、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００７１】
前記基板の表面に、前記内部導波路の第１溝と連なる第２溝が形成され、この第２溝に前記外部導波路を嵌め込み固定することで、内部導波路と外部導波路の光軸が一致するように設定されている構成とすることができる。
【００７２】
これによれば、基板に、第１溝と、外部導波路を嵌合させる第２溝とを形成することで、内部導波路と外部導波路との光学組み立てが容易となり、低コストで高精度な光モジュールを作製できるようになる。
【００７３】
前記隣り合う第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように、隣り合う第２溝の間に仕切り壁部分が形成されている構成とすることができる。
【００７４】
これによれば、内部導波路と外部導波路の光学的結合部分で、漏れ光が隣り合う導波路に干渉することがなくなるので、よりクロストークノイズを低減できるようになる。
【００７５】
前記外部導波路は、複数チャンネルの光ファイバである構成とすることができる。
【００７６】
これによれば、既製品の光ファイバのピッチに、内部導波路のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００７７】
前記外部導波路は、複数チャンネルのフレキシブル導波路である構成とすることができる。
【００７８】
これによれば、既製品のフレキシブル導波路のピッチに、内部導波路のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００７９】
前記各光素子の間の基板の表面に、前記内部導波路のクラッド部と同材料の凸形層が形成されている構成とすることができる。
【００８０】
これによれば、屈折率の高いクラッド部と同材料の凸形層を光素子の間の基板の表面に形成することで、光素子間の漏れ光をトラップできるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。また、凸形層は、光素子と基板の表面との間に充填するアンダーフィル材の流れ止めとしても利用することができる。
【００８１】
前記凸形層は、光を吸収する吸収体である構成とすることができる。
【００８２】
これによれば、吸収体を各光素子の間の基板の表面に形成することで、光素子間の漏れ光を吸収できるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 基板
１ａ−１，１ａ−２ 第１溝
１ｂ−１，１ｂ−２ 第２溝
１ｅ，１ｆ，１ｇ 仕切り壁部分
２ 光ファイバ（外部導波路）
１２ａ 発光素子（光素子）
１２ｂ 受光素子（光素子）
１３ 光学透明樹脂
１５ ミラー部
１６−１，１６−２ 内部導波路
１７ コア部
１８ クラッド部
２１ ファイバコア部
２２ ファイバクラッド部
２６ 凸形層（吸収体）
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子を備えた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光モジュールは、基板の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部とを備えている。また、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子を備えている。さらに、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えている。（特許文献１参照）。
【０００３】
このような光モジュールにおいて、双方向の伝送や伝送容量を増大させるためには、複数個の光モジュールを用いる必要があるので、大型化する。そこで、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能な光モジュールの実現化が望まれている。
【０００４】
このような光モジュールを実現化するためには、基板の表面に複数個の光素子を近接させて実装することが考えられ、この複数個の光素子の間隔に合わせて、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成する必要がある。
【０００５】
なお、基板の上に、基板の端面からの長さを異ならせた複数の光伝送路を形成し、各光伝送路の終端に光素子をそれぞれ近接して配置し、各光素子は、発光素子か受光素子のいずれか１種類である光モジュールが提案されている（特許文献２参照）。この特許文献２では、クロストークノイズの対処が全くなされておらず、かつ光ファイバを用いる場合には、異なる長さで光ファイバ長を加工する必要があるので、作製が非常に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６０２２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数個の光素子を近接させ、また、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成すると、光素子からの漏れ光や、ミラー部、内部導波路からの散乱光が隣り合う光素子のミラー部や内部導波路に入り込んで、クロストークノイズが発生する。このようなクロストークノイズは、伝送エラーの原因となるため、可能な限り低減させたいという要望がある。
【０００８】
本発明は、前記要望に応えるためになされたもので、同一基板上の複数個の光素子からの漏れ光等が隣り合う光素子等に影響しにくくして、クロストークノイズを大幅に低減できるようにした光モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、基板の表面に形成された第１溝内に設けられた内部導波路と、この第１溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子と、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えた光モジュールにおいて、前記基板の第１溝は複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝同士は基板の端面からの長さを異ならせて、この長さの異なる第１溝の先端部にそれぞれ形成された前記ミラー部と対向するように、前記光素子が基板の表面にそれぞれ実装されていることを特徴とする光モジュールを提供するものである。
【００１０】
前記複数個の光素子には、発光素子と受光素子の双方が含まれていて、前記発光素子は、前記受光素子より長さが短い内部導波路のミラー部と対向するように、前記基板の表面に実装されている構成とすることができる。
【００１１】
前記基板の表面に、前記内部導波路の第１溝と連なる第２溝が形成され、この第２溝に前記外部導波路を嵌め込み固定することで、内部導波路と外部導波路の光軸が一致するように設定されている構成とすることができる。
【００１２】
前記隣り合う第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように、隣り合う第２溝の間に仕切り壁部分が形成されている構成とすることができる。
【００１３】
前記外部導波路は、複数チャンネルの光ファイバである構成とすることができる。
【００１４】
前記外部導波路は、複数チャンネルのフレキシブル導波路である構成とすることができる。
【００１５】
前記各光素子の間の基板の表面に、前記内部導波路のクラッド部と同材料の凸形層が形成されている構成とすることができる。
【００１６】
前記凸形層は、光を吸収する吸収体である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、隣り合う第１溝の長さを異ならせて、異なる長さの第１溝の先端部のミラー部とそれぞれ対向するように、光素子を基板の表面にそれぞれ実装することにより、長さ方向に互い違いとなった隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てることができる。
【００１８】
したがって、光素子からの漏れ光や、ミラー部、内部導波路からの反射散乱光が隣り合う光素子のミラー部や内部導波路に入り込みにくくなるので、クロストークノイズが発生しにくくなる。また、内部導波路は、複数本が独立状態で略平行に形成された第１溝内に設けているから、隣り合う第１溝の仕切り壁部分で内部導波路同士も干渉しなくなる。
【００１９】
このように、基板に複数個の光素子を幅方向に近接させて実装し、光素子の間隔に合わせて、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成することで、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能となる。加えて、隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てること、および隣り合う内部導波路同士の干渉を防止することが相俟って、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光モジュールの概略側面図である。
【図２】図１の発光側の光モジュールの第１基板であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２の第１基板であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部導波路を形成した斜視図である。
【図４】第１基板であり、（ａ）は発光素子を実装した斜視図、（ｂ）は光ファイバを挿入した斜視図である。
【図５】（ａ）は第１基板に押さえブロックを固定した斜視図、（ｂ）は光ファイバの斜視図である。
【図６】（ａ）は実施形態に係る基板の平面図、（ｂ）は第１溝と内部導波路の拡大平面図である。
【図７】（ａ）は図６（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図、（ｂ）は図６（ａ）のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図８】第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように第２溝の間の仕切り壁部分を形成した基板の平面図である。
【図９】変形例であり、（ａ）は基板の平面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る光モジュールの概略側面図である。図２は図１の発光側の光モジュールの第１基板１であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は第１基板１であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部導波路１６を形成した斜視図である。図４は第１基板１であり、（ａ）は発光素子１２ａを実装した斜視図、（ｂ）は光ファイバ２を挿入した斜視図である。図５（ａ）は押さえブロック２４を固定した斜視図、図５（ｂ）は光ファイバ２の斜視図である。
【００２２】
ここで、図１〜図５は、第１基板１，３の１本の第１溝１ａ内に１本の内部導波路１６を形成した、単チャンネルの光モジュールであるが、この図１〜図５によって、先ず、光モジュールの概要を説明し、その後、本発明に係る多チャンネルの光モジュールについて、図６〜図９で詳細に説明する。
【００２３】
図１において、光モジュールは、発光側の第１基板（マウント基板）１と、受光側の第１（マウント）基板３と、この第１基板１，３を光学的に結合する光ファイバ２とを備えている。
【００２４】
第１基板１，３は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子１２ａから受光素子１２ｂまでの光結合効率が必要になるので、発光素子１２ａと受光素子１２ｂを高精度に実装することや使用中の位置変動を極力抑制する必要がある。このため、第１基板１，３として、本実施形態ではシリコン（Ｓｉ）基板が採用されている。
【００２５】
特にシリコン基板であれば、シリコンの結晶方位を利用して表面に高精度のエッチング溝加工が可能〔この溝を利用して高精度なミラー部１５（後述）、溝内に内部導波路１６（後述）を形成する。〕となる。また、シリコン基板は、平坦性も良好である。
【００２６】
第１基板１，３は、それよりもサイズが大きい第２基板（インタポーザ基板）６の表面（上面）にそれぞれ設置されている。各第２基板６の裏面（下面）には、他の回路装置に電気的に接続するためのコネクタ７がそれぞれ取付けられている。
【００２７】
第１基板１の表面（上面）には、電気信号を光信号に変換する発光素子１２ａが発光面を下向きとしてバンプ１２ｃ（図２参照）でフリップチップ実装されている。また、第２基板６の表面には、この発光素子１２ａに電気信号を送信するためのＩＣ回路が形成されたＩＣ基板（信号処理部）４ａが実装されている。
【００２８】
発光素子１２ａとして、本実施形態では、半導体レーザである面発光レーザ〔ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）〕が採用されている。この発光素子１２ａはＬＥＤ等でもよい。
【００２９】
ＩＣ基板４ａは、前記ＶＣＳＥＬを駆動させるドライバＩＣであり、発光素子１２ａの近傍に配設されている。そして、発光素子１２ａおよびＩＣ基板４ａは、第１基板１の表面に形成されたメタル回路（銅や金スパッタによるパターニング回路）に接続されている。
【００３０】
第１基板１の表面には、図３（ａ）に示すように、略台形状の第１溝（導波路形成用溝）１ａと、第１溝１ａよりも深い略Ｖ字形状の第２溝１ｂが前後方向に連なって形成されている。
【００３１】
第１溝１ａの先端部には、発光素子１２ａの真下となる位置に、光路を９０度屈曲させるための光路変換用のミラー部１５が形成されている。
【００３２】
第１基板１の第１溝１ａ内には、図３（ｂ）に示すように、第１基板１の発光素子１２ａと光学的に結合する内部導波路１６が設けられている。この内部導波路１６は、ミラー部１５から第２溝１ｂの方向に延在していて、第１溝１ａの後端部１ｄと面一となっている。
【００３３】
内部導波路１６は、光が伝播する屈折率の高い断面略正方形状のコア部１７と、それよりも屈折率の低いクラッド部１８とから構成されている。図２（ｃ）のように、コア部１７の左右の両面は、クラッド部１８で覆われている。
【００３４】
図４（ａ）のように、内部導波路１６が設けられた第１基板１の表面の所定位置には、発光素子１２ａが実装され、この発光素子１２ａとコア部１７との間の空間には、図２（ａ）のように、光学透明樹脂（アンダーフィル材）１３が充填されている。
【００３５】
図１に戻って、受光側の第１基板３について説明する。この受光側の第１基板３の基本的な構成は、発光側の第１基板１と同様に構成されている。ただし、受光側の第１基板３の表面（上面）に、光信号を電気信号に変換する受光素子１２ｂが受光面を下向きとしてバンプでフリップチップ実装されている。また、第２基板６の表面に、この受光素子１２ｂに電気信号を送信するためのＩＣ回路が形成されたＩＣ基板（信号処理部）４ｂが実装されている点で、発光側の第１基板１と異なる。この受光素子１２ｂとしては、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）が採用されており、ＩＣ基板４ｂは、電流・電圧の変換を行うＴＩＡ（Ｔｒａｎｓ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの素子である。
【００３６】
発光側の第１基板１と受光側の第１基板３およびＩＣ基板４ａ，４ｂは、第２基板６の表面に取付けたシールドケース８でそれぞれシールドされていて、光ファイバ２は、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通させている。
【００３７】
次に、光ファイバ（外部導波路）２を説明する。光ファイバ２は、図１および図５に示すように、発光側の第１基板１の内部導波路１６のコア部１７と、受光側の第１基板３の内部導波路１６のコア部１７とを光学的に結合可能なファイバコア部２１を内部に有している。そして、このファイバコア部２１の外周を包囲するファイバクラッド部２２と、このファイバクラッド部２２の外周を被覆する被覆部２３とで構成されるコードタイプである。このファイバコア部２１とファイバクラッド部２２と被覆部２３は円形状である。
【００３８】
光ファイバ２は、図１のように、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通して第１基板１の第２溝１ｂの手前付近で被覆部２３が剥がされて、ファイバクラッド部２２が露出されている。
【００３９】
そして、図２（ａ）（ｃ）および図４（ｂ）のように、第１基板１の第２溝１ｂに光ファイバ２のファイバクラッド部２２を設置して、第１溝１ａとの境部分の立ち上がり傾斜部でファイバクラッド部２２の位置決めをする。このときに、第１基板１の内部導波路１６のコア部１７と光ファイバ２のファイバコア部２１の光軸が一致した位置決め状態で光学的に結合されるようになる。
【００４０】
第１基板１の表面の位置において、図２（ａ）および図５のように、光ファイバ２のファイバクラッド部２２の上部には押えブロック２４が配置され、この押えブロック２４と第２溝１ｂとの間の空間には、接着剤１４が充填されている。
【００４１】
このように、光ファイバ２のファイバクラッド部２２の先端側は、押えブロック２４で第２溝１ｂに押え付けられた状態で、押えブロック２４とともに第１基板１に接着剤１４で接着固定されるようになる。
【００４２】
一方、図６および図７は、本発明に係る多チャンネルの光モジュールである。図６（ａ）は基板１の平面図、同（ｂ）は第１溝１ａ−１，１ａ−２と内部導波路１６−１，１６−２の拡大平面図である。なお、図６（ｂ）では、クラッド部１８の範囲をわかりやすくするために、クラッド部１８にハッチングを施している。
【００４３】
図７（ａ）は図６（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図、同（ｂ）は図６（ａ）のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【００４４】
基板１の表面には、複数本（本例では２本）の略台形状の第１溝１ａ−１，１ａ−２が独立状態で、つまり隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の間が仕切り壁部分１ｅで仕切られた状態で略平行に形成されている。
【００４５】
そして、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２同士は第１基板１の端面（本例では第１溝１ａの後端部１ｄ）からの長さＬ１，Ｌ２を異ならせている。各第１溝１ａ−１，１ａ−２内には、前述と同様に、内部導波路１６−１，１６−２がそれぞれ設けられている。
【００４６】
この長さの異なる第１溝１ａ−１，１ａ−２の先端部にそれぞれ形成されたミラー部１５と対向するように、光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）が第１基板１の表面に実装されている。本例では、長さＬ１の長い内部導波路１６−１のミラー部１５と受光素子１２ｂを対向させ、長さＬ２の短い内部導波路１６−２のミラー部１５と発光素子１２ａを対向させている。なお、各内部導波路１６−１，１６−２のミラー部１５に、発光素子１２ａだけを対向させること、あるいは受光素子１２ｂだけを対向させることもできる。また、第１溝１ａ−１，１ａ−２は２本だけに限られるものではなく、３本以上であってもよい。この場合には、３本の隣り合う第１溝同士の長さが異なればよく、１本目と３本目の長さは等しくてもよい。４本以上の場合も同様に、隣り合っていない第１溝同士は長さが等しくてもよい。
【００４７】
第１基板１の表面には、２本の第１溝１ａ−１，１ａ−２にそれぞれ連なる２本の略台形状の第２溝１ｂ−１，１ｂ−２が形成されている。この隣り合う第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の間は、第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の底部と第１溝１ａ−１，１ａ−２の底部との傾斜部分１ｈにおいて、第１溝１ａ−１，１ａ−２の間の仕切り壁部分１ｅと途切れた状態で、仕切り壁部分１ｆで仕切られている。
【００４８】
光ファイバ（外部導波路）２は、図６（ａ）のように、各内部導波路１６−１，１６−２のコア部１７と光学的に結合可能な２本の平行なファイバコア部２１を有し（複数チャンネル）、各ファイバコア部２１の外周はファイバクラッド部２２で包囲されている。なお、光ファイバ２に代えて、複数チャンネルのフレキシブル導波路（外部導波路）を用いることもできる。
【００４９】
そして、第２溝１ｂ−１，１ｂ−２に各ファイバクラッド部２２，２２をそれぞれ嵌め込み固定することで、内部導波路１６−１，１６−２の各コア部１７と光ファイバ２の各ファイバコア部２１の光軸が一致するように設定されている。
【００５０】
図８のように、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の間の仕切り壁部分１ｅと途切れないように、第２溝１ｂ−１，１ｂ−２を独立状態で形成することで、隣り合う第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の間の仕切り壁部分１ｇを形成することもできる。
【００５１】
前記のように光モジュールを構成すれば、第１基板１の隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２長さＬ１，Ｌ２を異ならせる。そして、異なる長さＬ１，Ｌ２の第１溝１ａ−１，１ａ−２の先端部のミラー部１５とそれぞれ対向するように、光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）を第１基板１の表面に実装する。これにより、長さ方向に互い違いとなった隣り合う光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）の間に大きな距離（スペース）Ｓ〔図６（ａ）参照〕を隔てることができる。
【００５２】
したがって、光素子、特に発光素子１２ａからの漏れ光や、ミラー部１５、内部導波路１６−２からの反射散乱光が隣り合う光素子、特に受光素子１２ｂのミラー部１５や内部導波路１６−１に入り込みにくくなる。これにより、クロストークノイズが発生しにくくなる。
【００５３】
また、内部導波路１６−１，１６−２は、複数本（本例では２本）が独立状態で略平行に形成された第１溝１ａ−１，１ａ−２内に設けているから、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の仕切り壁部分１ｅで内部導波路１６−１，１６−２同士も干渉しなくなる。
【００５４】
このように、第１基板１に複数個の光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）を幅方向に近接させて実装し、光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）の間隔に合わせて、内部導波路１６−１，１６−２とミラー部１５を狭いピッチで形成する。これにより、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能となる。
【００５５】
加えて、隣り合う光素子（発光素子１２ａと受光素子１２ｂ）の間に大きな距離Ｓを隔てること、および隣り合う内部導波路１６−１，１６−２同士の干渉を防止することが相俟って、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００５６】
また、複数個の光素子に、発光素子１２ａと受光素子１２ｂの双方が含まれている場合、発光素子１２ａは、受光素子１２ｂより長さＬ２が短い内部導波路１６−２のミラー部１５と対向するように、第１基板１の表面に実装している。
【００５７】
このように、発光素子１２ａは、受光素子１２ｂよりも第１基板１の端面（本例では第１溝１ａの後端部１ｄ）側に配置する。これにより、発光素子１２ａ側のミラー部１５の向きの関係で、発光素子１２ａ側のミラー部１５の反射散乱光が受光素子１２ｂ側に影響しにくくなる。したがって、第１基板１に発光素子１２ａと受光素子１２ｂの双方が実装されていても、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００５８】
さらに、第１基板１の表面に、内部導波路１６−１，１６−２の第１溝１ａ−１，１ａ−２と連なる第２溝１ｂ−１，１ｂ−２を形成する。そして、この第２溝１ｂ−１，１ｂ−２に光ファイバ２の各ファイバクラッド部２２をそれぞれ嵌め込み固定することで、内部導波路１６−１，１６−２の各コア部１７と光ファイバ２の各ファイバコア部２１の光軸が一致するようになる。したがって、第１基板１に、第１溝１ａ−１，１ａ−２と、光ファイバ２の各ファイバクラッド部２２を嵌合させる第２溝１ｂ−１，１ｂ−２とを形成することで、内部導波路１６−１，１６−２光ファイバ２との光学組み立てが容易となり、低コストで高精度な光モジュールを作製できるようになる。
【００５９】
また、図７では、基板１の表面に、隣り合う第１溝１ａ−１，１ａ−２の間の仕切り壁部分１ｅが途切れないように、隣り合う第２溝１ｂ−１，１ｂ−２の間に仕切り壁部分１ｇを形成している。これによれば、内部導波路１６−１，１６−２と光ファイバ２の光学的結合部分で、漏れ光が隣り合う導波路に干渉することがなくなるので、よりクロストークノイズを低減できるようになる。
【００６０】
さらに、外部導波路が複数チャンネルの光ファイバ２であると、既製品の光ファイバ２のピッチに、内部導波路１６−１，１６−２のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００６１】
また、外部導波路が複数チャンネルのフレキシブル導波路であると、既製品のフレキシブル導波路のピッチに、内部導波路１６−１，１６−２のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００６２】
図９は変形例であり、（ａ）は基板１の平面図、同（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線拡大断面図である。発光素子１２ａと受光素子１２ｂの間の第１基板１の表面に、内部導波路１６のクラッド部１８と同材料の凸形層２６を形成している。
【００６３】
これによれば、屈折率の高いクラッド部１８と同材料の凸形層２６を発光素子１２ａと受光素子１２ｂの間の第１基板１の表面に形成することで、発光素子１２ａと受光素子１２ｂ間の漏れ光をトラップできるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。また、凸形層２６は、発光素子１２ａと受光素子１２ｂと第１基板１の表面との間に充填する光学透明樹脂１３であるアンダーフィル材の流れ止めとしても利用することができる。この凸形層２６の材料は、クラッド部１８と同材料に限らないが、同材料であれば、クラッド部１８の形成工程で同時に形成することができる。
【００６４】
また、凸形層２６の材料として、クラッド部１８と同材料に代えて、光を吸収する吸収体を用いれば、発光素子１２ａと受光素子１２ｂ間の漏れ光を吸収できるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。ここで、吸収体としては、着色樹脂、例えば不透明のアクリル樹脂またはエポキシ樹脂がある。
【００６５】
以上のように、本発明に係る光モジュールは、基板の表面に形成された第１溝内に設けられた内部導波路と、この第１溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子と、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えた光モジュールにおいて、前記基板の第１溝は複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝同士は基板の端面からの長さを異ならせて、この長さの異なる第１溝の先端部にそれぞれ形成された前記ミラー部と対向するように、前記光素子が基板の表面にそれぞれ実装されていることを特徴とするものである。
【００６６】
これによれば、隣り合う第１溝の長さを異ならせて、異なる長さの第１溝の先端部のミラー部とそれぞれ対向するように、光素子を基板の表面にそれぞれ実装することにより、長さ方向に互い違いとなった隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てることができる。
【００６７】
したがって、光素子からの漏れ光や、ミラー部、内部導波路からの反射散乱光が隣り合う光素子のミラー部や内部導波路に入り込みにくくなるので、クロストークノイズが発生しにくくなる。また、内部導波路は、複数本が独立状態で略平行に形成された第１溝内に設けているから、隣り合う第１溝の仕切り壁部分で内部導波路同士も干渉しなくなる。
【００６８】
このように、基板に複数個の光素子を幅方向に近接させて実装し、光素子の間隔に合わせて、内部導波路とミラー部を狭いピッチで形成することで、小型・低背でかつ双方向あるいは複数チャンネルの伝送が可能となる。加えて、隣り合う光素子の間に大きな距離を隔てること、および隣り合う内部導波路同士の干渉を防止することが相俟って、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００６９】
前記複数個の光素子には、発光素子と受光素子の双方が含まれていて、前記発光素子は、前記受光素子より長さが短い内部導波路のミラー部と対向するように、前記基板の表面に実装されている構成とすることができる。
【００７０】
これによれば、発光素子は、受光素子よりも基板の端面側に配置することで、発光素子側のミラー部の向きの関係で、発光素子側のミラー部の反射散乱光が受光素子側に影響しにくくなる。したがって、基板に発光素子と受光素子の双方が実装されていても、クロストークノイズを大幅に低減できるようになる。
【００７１】
前記基板の表面に、前記内部導波路の第１溝と連なる第２溝が形成され、この第２溝に前記外部導波路を嵌め込み固定することで、内部導波路と外部導波路の光軸が一致するように設定されている構成とすることができる。
【００７２】
これによれば、基板に、第１溝と、外部導波路を嵌合させる第２溝とを形成することで、内部導波路と外部導波路との光学組み立てが容易となり、低コストで高精度な光モジュールを作製できるようになる。
【００７３】
前記隣り合う第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように、隣り合う第２溝の間に仕切り壁部分が形成されている構成とすることができる。
【００７４】
これによれば、内部導波路と外部導波路の光学的結合部分で、漏れ光が隣り合う導波路に干渉することがなくなるので、よりクロストークノイズを低減できるようになる。
【００７５】
前記外部導波路は、複数チャンネルの光ファイバである構成とすることができる。
【００７６】
これによれば、既製品の光ファイバのピッチに、内部導波路のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００７７】
前記外部導波路は、複数チャンネルのフレキシブル導波路である構成とすることができる。
【００７８】
これによれば、既製品のフレキシブル導波路のピッチに、内部導波路のピッチを合わせることで、光学組み立てが容易になり、低コストで光モジュールを作製できるようになる。
【００７９】
前記各光素子の間の基板の表面に、前記内部導波路のクラッド部と同材料の凸形層が形成されている構成とすることができる。
【００８０】
これによれば、屈折率の高いクラッド部と同材料の凸形層を光素子の間の基板の表面に形成することで、光素子間の漏れ光をトラップできるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。また、凸形層は、光素子と基板の表面との間に充填するアンダーフィル材の流れ止めとしても利用することができる。
【００８１】
前記凸形層は、光を吸収する吸収体である構成とすることができる。
【００８２】
これによれば、吸収体を各光素子の間の基板の表面に形成することで、光素子間の漏れ光を吸収できるので、クロストークノイズをより低減できるようになる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 基板
１ａ−１，１ａ−２ 第１溝
１ｂ−１，１ｂ−２ 第２溝
１ｅ，１ｆ，１ｇ 仕切り壁部分
２ 光ファイバ（外部導波路）
１２ａ 発光素子（光素子）
１２ｂ 受光素子（光素子）
１３ 光学透明樹脂
１５ ミラー部
１６−１，１６−２ 内部導波路
１７ コア部
１８ クラッド部
２１ ファイバコア部
２２ ファイバクラッド部
２６ 凸形層（吸収体）
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成された第１溝内に設けられた内部導波路と、この第１溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子と、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えた光モジュールにおいて、
前記基板の第１溝は複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝同士は基板の端面からの長さを異ならせて、この長さの異なる第１溝の先端部にそれぞれ形成された前記ミラー部と対向するように、前記光素子が基板の表面にそれぞれ実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記複数個の光素子には、発光素子と受光素子の双方が含まれていて、前記発光素子は、前記受光素子より長さが短い内部導波路のミラー部と対向するように、前記基板の表面に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記基板の表面に、前記内部導波路の第１溝と連なる第２溝が形成され、この第２溝に前記外部導波路を嵌め込み固定することで、内部導波路と外部導波路の光軸が一致するように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記隣り合う第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように、隣り合う第２溝の間に仕切り壁部分が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記外部導波路は、複数チャンネルの光ファイバであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記外部導波路は、複数チャンネルのフレキシブル導波路であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記各光素子の間の基板の表面に、前記内部導波路のクラッド部と同材料の凸形層が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記凸形層は、光を吸収する吸収体であることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項１】
基板の表面に形成された第１溝内に設けられた内部導波路と、この第１溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子と、内部導波路のコア部と光学的に結合されるコア部を有する外部導波路を備えた光モジュールにおいて、
前記基板の第１溝は複数本が独立状態で略平行に形成され、隣り合う第１溝同士は基板の端面からの長さを異ならせて、この長さの異なる第１溝の先端部にそれぞれ形成された前記ミラー部と対向するように、前記光素子が基板の表面にそれぞれ実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記複数個の光素子には、発光素子と受光素子の双方が含まれていて、前記発光素子は、前記受光素子より長さが短い内部導波路のミラー部と対向するように、前記基板の表面に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記基板の表面に、前記内部導波路の第１溝と連なる第２溝が形成され、この第２溝に前記外部導波路を嵌め込み固定することで、内部導波路と外部導波路の光軸が一致するように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記隣り合う第１溝の間の仕切り壁部分と途切れないように、隣り合う第２溝の間に仕切り壁部分が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記外部導波路は、複数チャンネルの光ファイバであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記外部導波路は、複数チャンネルのフレキシブル導波路であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記各光素子の間の基板の表面に、前記内部導波路のクラッド部と同材料の凸形層が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記凸形層は、光を吸収する吸収体であることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４９３５（Ｐ２０１３−４９３５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７９６２（Ｐ２０１１−１３７９６２）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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