光モジュール
【課題】光ファイバーからの光信号を受光素子で受ける構成、発光素子からの光信号を光ファイバーで受ける構成のいずれであっても、光結合効率が向上する光モジュールを提供する。
【解決手段】第１溝１ａと、第１溝１ａよりも深い略台形状の第２溝１ｂとが表面に連なって形成された基板１と、この基板１の第１溝１ａ内に設けられた内部導波路１６とを備えている。第１溝１ａの先端部に形成された光路変換用のミラー部１５と、このミラー部１５と対向するように基板１の表面に実装され、ミラー部１５を介して内部導波路１６のコア部１７に光信号を出射する発光素子１２ａとを備えている。第２溝１ｂ内にファイバークラッド部２２が設置され、内部導波路１６のコア部１７と光学的に接続されるファイバーコア部２１を有する光ファイバー２を備えている。
【解決手段】第１溝１ａと、第１溝１ａよりも深い略台形状の第２溝１ｂとが表面に連なって形成された基板１と、この基板１の第１溝１ａ内に設けられた内部導波路１６とを備えている。第１溝１ａの先端部に形成された光路変換用のミラー部１５と、このミラー部１５と対向するように基板１の表面に実装され、ミラー部１５を介して内部導波路１６のコア部１７に光信号を出射する発光素子１２ａとを備えている。第２溝１ｂ内にファイバークラッド部２２が設置され、内部導波路１６のコア部１７と光学的に接続されるファイバーコア部２１を有する光ファイバー２を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を送信あるいは受信する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光モジュールとしては、特許文献１に記載されている光モジュールが知られている。この光モジュールでは、図２０に示すように、基板３０に形状の異なる２つのＶ溝３１，３２が形成されている。一方のＶ溝３１には、光ファイバー３３のクラッド部３３ｂが固定されている。クラッド部３３ｂは、Ｖ溝３１，３２の境部分の立ち上がり傾斜部３６によって位置決めされている。他方のＶ溝３２の先端には、ミラー（反射面）３４が形成されている。このミラー３４によって、光ファイバー３３のコア部３３ａの光軸が変えられる。そして、基板３０に実装される受光素子３５は、光ファイバー３３からの光信号を受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５４２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の光モジュールでは、光ファイバー３３のコア部３３ａの先端３３ｃからミラー３４までの距離が長い。そのため、コア部３３ａから出射された光束が広がるので、光結合効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記問題を解消するためになされたものである。本発明の目的は、光ファイバーからの光信号を受光素子で受ける構成、および発光素子からの光信号を光ファイバーで受ける構成のいずれであっても、光結合効率が向上する光モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、表面において、少なくとも１本の第１溝と前記第１溝よりも深い第２溝とが連続して形成された基板と、前記基板の第１溝内に設けられた内部導波路と、前記第１溝の先端部に設けられた光路変換用のミラー部と、前記ミラー部と対向するように前記基板の前記表面に実装され、前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部に光信号を出射し、若しくは前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部からの光信号を受光する光素子と、前記第２溝内に設置されたファイバークラッド部および前記内部導波路の前記コア部と光学的に接続されるファイバーコア部を有する光ファイバーとを備え、前記第２溝は、所定の幅で形成された底面と、前記底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記ファイバークラッド部の外周を支持した傾斜面とを備え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。
【０００７】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が発光素子である場合において、前記ミラー部から前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０００８】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が受光素子である場合において、前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部から前記ミラー部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０００９】
前記内部導波路の前記コア部の幅は、前記第１溝の上端の幅よりも狭い構成とすることができ、好ましくは、前記ファイバーコア部の幅と略同幅である構成とすることができる。
【００１０】
前記第１溝は断面形状が略台形状であり、前記第１溝の底面は前記内部導波路の前記コア部よりも幅が広い構成とすることができる。
【００１１】
前記基板の前記表面に、前記第２溝に連続して、前記第２溝よりも深い断面形状が略Ｖ字形状の第３溝が形成され、前記第３溝は、所定の幅で形成された底面と、前記第３溝の底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記光ファイバーの被覆部の外周を支持した傾斜面とを備えている構成とすることができる。
【００１２】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの被覆部が固定されている構成とすることができる。
【００１３】
また、前記基板の前記表面に、前記第２溝に連続して、前記第２溝よりも深い断面形状が略Ｖ字形状の第３溝が形成され、前記第３溝には、光ファイバーの被覆部が設置される構成において、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの前記被覆部が固定されている構成とすることができる。
【００１４】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記光ファイバーの被覆部の外周に被覆体が固定されて、前記別基板に、前記光ファイバーの被覆体が固定されている構成とすることができる。
【００１５】
複数の前記第１溝の各々は、互いに分離して前記基板に配置されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板の第１溝にコア部を有する内部導波路を設け、基板の第２溝内に設置した光ファイバーのファイバーコア部を内部導波路のコア部と光学的に接続するようにしている。そして、光素子が発光素子である場合においてミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を出射し、光素子が受光素子である場合において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ようになる。
【００１７】
このように、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間に内部導波路を介在させているから、発光素子から出射された光束、および光ファイバーのファイバーコア部から出射された光束のいずれも広がらない。したがって、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスがほとんど無くなるため、光結合効率が向上するようになる。
【００１８】
例えば光素子の発光面が基板側にあるフリップチップ実装では、光素子の真下に光ファイバを近づけることが望ましいが、ファイバ外径の寸法によっては光素子の下に近づけ難く、また、溝を深くすると光素子との距離が長くなる。このような場合でも、上記のように内部導波路を介在させているから、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスをほとんど無くすことが可能になり、光結合効率を向上できる。
【００１９】
又、第２溝は底面を備えたものとされているため、断面Ｖ字形状のように溝を深くして傾斜面を長くせずに済み、例えば第２溝をエッチングにより形成する場合には、上記断面Ｖ字形状のものに比べて容易に短時間で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態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基板を示す図であり、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第１基板を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は内部導波路を形成した斜視図である。
【図４】第１基板を示す図であり、図４（ａ）は発光素子を実装した斜視図、図４（ｂ）は光ファイバーを挿入した斜視図である。
【図５】図５（ａ）は第１基板に押さえブロックを固定した斜視図、図５（ｂ）は光ファイバーの斜視図である。
【図６】第１溝の底面と内部導波路のコア部との関係を示す正面断面図である。
【図７】第１変形例の第１基板を示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は正面断面図である。
【図８】第２変形例の第１基板の正面断面図である。
【図９】第３変形例の第１基板を示す図であり、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は側面断面図である。
【図１０】発光素子側の内部導波路のコア部の変形例を示す図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の正面断面図、図１０（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ別変形例の平面図である。
【図１１】受光素子側の内部導波路のコア部の変形例を示す図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の正面断面図、図１１（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ別変形例の平面図である。
【図１２】第２基板に光ファイバーの被覆部を接着固定した第１例の側面断面図である。
【図１３】第２基板に光ファイバーの被覆部を接着固定した第２例の側面断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態である第１基板を示す図であり、図１４（ａ）は斜視図、図１４（ｂ）は正面断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態である第１基板を示す図であり、基板表面全体に酸化膜層が形成された第１基板の断面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態である第１基板を示す図であり、基板の表面に形成された酸化膜層を遮蔽部の表面だけ部分的に除去することによって除去部分が形成された第１基板の断面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施形態である第１基板を示す図であり、遮蔽部に光吸収体が配置された第１基板の断面図である。
【図１８】（ａ）は、第２溝の他の実施形態の断面図、（ｂ）は、第２溝の更に他の実施形態の断面図である。
【図１９】光モジュールの他の実施形態に係り、（ａ）は、第２基板の上面にコネクタを配設した断面図、（ｂ）は、第２基板の上面に電気端子を配設した断面図である。
【図２０】特許文献１の光モジュールを示す図であり、図２０（ａ）は側面断面図、図２０（ｂ）は正面断面図である。
【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（ａ）〜（ｃ）は図１の発光側の光モジュールの第１基板１を示す図であり、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３（ａ）〜（ｂ）は第１基板１を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は内部導波路を形成した斜視図である。図４（ａ）〜（ｂ）は第１基板１を示す図であり、図４（ａ）は発光素子１２ａを実装した斜視図、図４（ｂ）は光ファイバー２を挿入した斜視図である。図５は押さえブロック２４を固定した斜視図である。
【００２２】
図１において、光モジュールは、発光側の基板である第１基板（マウント基板）１と、受光側の基板である第１基板（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ー２とを備えている。なお、以下の説明においては、図１の上下方向（矢印Ｙの方向）を上下方向（高さ方向）、紙面と直交する方向を左右方向（幅方向）、図１の左側を前方、右側を後方という。
【００２３】
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、第１基板１、３には、剛性が必要である。また、光伝送の場合には、発光素子から受光素子までの光伝送のために所定割合以上の効率が必要になるので、光素子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。
【００２４】
第１基板１、３がシリコン基板であれば、第１基板１、３は、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である。この溝を利用して高精度なミラー部１５（後述）を形成することが可能である。この溝の内部に内部導波路１６（後述）を形成することが可能になる。また、シリコン基板の平坦性は、良好である。
【００２５】
第１基板１，３は、それよりもサイズが大きい第２基板（別基板、例えば、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
ＩＣ基板４ａは、前記ＶＣＳＥＬを駆動するドライバ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の表面と第２基板６の表面に形成された配線パターンに接続されている。
【００２９】
第１基板１の表面（上面）には、図３（ａ）に示すように、断面形状が略台形状の第１溝（導波路形成用溝）１ａと、第１溝１ａよりも深い第２溝１ｂが前後方向に連続して形成されている。
【００３０】
第２溝１ｂは、所定の幅で形成された底面１ｆと、後述の光ファイバー２のファイバークラッド部２２の外周と当接して支持した２つの傾斜面１ｅとを備えている。これらの傾斜面１ｅは、夫々、底面１ｆの幅方向の両端夫々に接続しそれらの両端夫々から、上方に行くに従い互いの距離が漸次大きくなるように、斜め上方に向かって第１基板１の表面（上面）まで延ばされている。これらの傾斜面１ｅに光ファイバー２のファイバークラッド部２２の外周を当接させることにより、ファイバークラッド部２２のセンターリングを行うことができる。
【００３１】
また、底面１ｆは、傾斜面１ｅと光ファイバー２のファイバークラッド部２２の外周とが当接した際、そのファイバークラッド部２２の外周と非接触になるように形成されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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からミラー部１５側に少し後退している。
【００３４】
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。
【００３５】
図２（ｃ）のように、コア部１７の左右の両面（両側面）は、クラッド部１８で覆われている。また、図示されていないが、コア部１７の上面も、クラッド部１８で薄く覆われている。
【００３６】
図４（ａ）に示されるように、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が実装されている。この発光素子１２ａとコア部１７との間の空間には、図２（ａ）に示されるように、接着性の光学透明樹脂１３が充填されている。
【００３７】
ここで、この発光側の光モジュールの製造方法について説明する。なお、発光側の光モジュールと受光側の光モジュールとを別々に製造することが可能であり、それらの製造方法は同じであるため、代表して発光側の光モジュールの製造方法を説明する。
【００３８】
シリコンウエハ（シリコン基板）を用いて、複数個のマウント基板１を同時に形成し、最終的にシリコンウエハを切断して図３に示すマウント基板１を個片化する。シリコンウエハとしては、次工程のエッチングを行うために、結晶方位を選定したものを準備する。
【００３９】
次に、シリコンウエハに、第１溝（導波路形成用溝）１ａおよびミラー部１５形成用の４５°傾斜面を形成する。これらは、シリコン結晶のエッチング速度の違いを利用した異方性エッチングにより形成する。４５°傾斜面を形成するためには、エッチングマスク形状とエッチャント濃度、組成を調整して形成する。異方性エッチング以外にも、第１溝１ａの形成には、反応性イオンエッチング等のドライエッチングの形成方法がある。
【００４０】
第１溝１ａを４５°傾斜面と同時に形成するときには、第１溝１ａの断面形状が略台形状になって第１溝１ａの溝幅が大きくなる。第１溝１ａは、次工程で形成する発光素子１２ａ用のボンディングパッドにかからなければ問題ないため、このようにすることも可能である。
【００４１】
また、第２溝１ｂは、上記異方性エッチングにより形成できるが、第２溝１ｂは、第１溝１ａを形成する際に同時に形成し、或いは、第１溝１ａとは別に行ってもよい。
【００４２】
シリコンウエハ上に発光素子１２ａを実装するための配線パターン（図示せず）を形成する。配線は、シリコンウエハ上に金を蒸着することによりパターンニングを行う。このとき、４５°傾斜面にも金を同時に蒸着し、ミラー部１５を形成する。なお、使用する波長にもよるが、４５°傾斜面に金を蒸着せずに４５°傾斜面をそのままミラー部１５とすることも可能であるが、例えば近赤外線の光源を用いる場合には、４５°傾斜面に金を蒸着すれば、反射率が上がり、光結合効率が上がる。なお、金以外にも配線材料として、後工程の半田実装の簡便さや接続信頼性の観点で、マウント基板上にチタン、ニッケル、金、アルミニウムあるいは、クロム、ニッケル、金等の多層構造を形成することもある。多層時の厚みは、例えばそれぞれ０．５μｍ、１μｍ、０．２μｍである。
【００４３】
次に、図３に示すように第１溝１ａ内に内部導波路１６を形成する。まず、コア材と第１基板１上に塗布し、平坦な金型を用いてコア材を第１基板１上に平坦になるようにならす。その後、マスクを用いてコア部分のみに紫外線を照射してコア部を硬化させて、コア部以外の不要な部分を現像して除去する。次にコア部が形成された第１溝１ａにコア材よりも屈折率の低いクラッド材を塗布して、コア材と同様に第１基板１上にクラッド材を平坦にする。平坦にした状態で、マスクを用いて、第１溝１ａ部分に紫外線が照射されるように遮蔽して、クラッド材を硬化させる。マスクは、コア部外周部を覆う領域のみを硬化するように調整されており、光素子１２ａの実装部分の回路にクラッド材が覆い被さらないように設計されている。
【００４４】
そして、シリコンウエハに、図４に示すように発光素子１２ａを実装する。発光素子１２ａに、スタッドバンプボンディングによりバンプを形成し、シリコンウエハ、発光素子１２ａを２００℃に加熱して超音波接合を行う。
【００４５】
なお、図示は省略するが、発光素子１２ａの実装後は、発光素子１２ａと第１基板１の間に、アンダーフィル材を充填して、発光素子１２ａと第１基板１との接合強度の補強を行う。また、ファンダーフィル材には、光素子と内部導波路間の空気層をなくし、光結合効率高める効果もある。また、耐環境性を向上させるために、全体を弾性のある封止材で封止してもよい。
【００４６】
そして、図１に示すように第２基板６の表面（上面）に、発光素子１２ａが実装された第１基板１が実装されるとともに、ＩＣ基板４ａが実装され、更に、第２基板６の下面に、コネクタ７が取付けられる。
【００４７】
上述のように、この実施形態では、第２基板６の上面に実装した第１基板１の上面に、発光素子１２ａを実装するとともに、第２基板６の上面にＩＣ基板４ａを実装し、その下面にコネクタ７を実装したものである。
【００４８】
これにより、第２基板６の上面に第１基板１を実装する前に、第１基板６のＩＣ基板４ａと、第１基板１の発光素子１２ａとは、個別に検査することが容易になる。
【００４９】
また、発光素子１２ａとＩＣ基板４ａのいずれかが不良であっても、第２基板６または第１基板１の一方が不良となるだけであるので、基板全体がロスにならなくなる。
【００５０】
さらに、ＩＣ基板４ａを実装した第２基板６ではなく、第１基板１に発光素子１２ａが実装され、ミラー部１５および内部導波路１６が形成されている。これにより、ＩＣ基板４ａからの熱影響が発光素子１２ａに及びにくくなって、発光特性が安定するようになる。
【００５１】
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。
【００５２】
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の表面に取付けられたシールドケース８によってそれぞれシールドされている。光ファイバー２は、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通している。
【００５３】
次に、光ファイバー２を説明する。光ファイバー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ーコア部２１を内部に有している。光ファイバー２は、ファイバーコア部２１と、このファイバーコア部２１の外周を包囲するファイバークラッド部２２と、このファイバークラッド部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。このファイバーコア部２１とファイバークラッド部２２と被覆部２３は、同心状に配置され、これらで構成される光ファイバー２は、円形断面を有する。
【００５４】
光ファイバー２は、図１に示されるように、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通しており、第１基板１の第２溝１ｂの手前付近で被覆部２３が剥がされている。したがって、この剥がされた部分において、ファイバークラッド部２２が露出されている。
【００５５】
図２（ａ）（ｃ）および図４（ｂ）に示されるように、第１基板１の第２溝１ｂには、光ファイバー２のファイバークラッド部２２が設置され、第１溝１ａとの境部分の立ち上がり傾斜部によって、ファイバークラッド部２２は、位置決めされている。このときに、第１基板１の内部導波路１６のコア部１７と光ファイバー２のファイバーコア部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。
【００５６】
第１基板１の内部導波路１６のコア部１７の端面と光ファイバー２のファイバーコア部２１の端面との間の隙間は、０〜２００μｍの範囲である。好適な範囲は両コア部１７，２１の大きさに依るが、一般的には、隙間は０〜６０μｍが好ましい。
【００５７】
第１基板１の上側には、図２（ａ）および図５に示されるように、光ファイバー２のファイバークラッド部２２の上部には押えブロック２４が配置されている。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。
【００５８】
このように、光ファイバー２のファイバークラッド部２２の先端側の部位は、押えブロック２４によって第２溝１ｂに押え付けられた状態となっている。この先端側の部位は、押えブロック２４とともに第１基板１に接着剤１４によって接着固定される。
【００５９】
前記のように構成した光モジュールでは、第１基板１の第１溝１ａにおいて、コア部１７とクラッド部１８とからなる内部導波路１６が設けられている。また、第１基板１の第２溝１ｂ内に設置された光ファイバー２のファイバーコア部２１は、内部導波路１６のコア部１７と光学的に接続されている。そして、光素子が発光素子１２ａである発光側の第１基板１では、ミラー部１５を介して内部導波路１６のコア部１７に光信号を出射し、光素子が受光素子１２ｂである受光側の第１基板３では、ミラー部１５を介して内部導波路１６のコア部１７からの光信号を受光する。
【００６０】
このように、光ファイバー２のファイバーコア部２１の先端とミラー部１５との間に内部導波路１６が介在しているから、発光素子１２ａから出射された光束、および光ファイバー２のファイバーコア部２１から出射された光束のいずれもが広がることがない。したがって、光ファイバー２のファイバーコア部２１の先端とミラー部１５との間の光信号の伝搬ロスがほとんど無くなるため、光結合効率が向上する。
【００６１】
また、第１溝１ａの底面を内部導波路１６のコア部１７よりも広い幅にすれば、図６に示されるように、コア部１７の成形時において、内部導波路１６のコア部１７をパターニング（光硬化）する際、底面での不要な反射がなくなる。したがって、この場合、高精度なコア形状を得ることができる。
【００６２】
図１〜図６に示される実施形態の内部導波路１６では、第１基板１の導波路形成用溝である第１溝１ａを断面略台形状とし、コア部１７を断面略正方形状として、コア部１７の左右の両面がクラッド部１８で覆われている。
【００６３】
しかしながら、内部導波路１６は、このタイプに限られるものではない。例えば、図７（ａ）（ｂ）に示す内部導波路１６のように、第１基板１の第１溝１ａは、第２溝１ｂよりも浅い断面形状が略Ｖ字形状に形成され、コア部１７は、第１溝１ａに適合した断面略五角形形状に形成されて、コア部１７の左右の両面がクラッド部１８で覆われてもよい。
【００６４】
また、図８に示す内部導波路１６のように、第１基板１の表面とともに第１溝１ａ内の表面にも絶縁のためのシリコン酸化膜４０が形成されている場合には、このシリコン酸化膜４０がコア部１７よりも屈折率の低いクラッド部１８として機能する。したがって、シリコン酸化膜（クラッド部１８に相当）４０が形成された第１溝１ａ内の全体にコア用樹脂を充填することにより、断面略逆三角形状のコア部１７を形成してもよい。
【００６５】
図８に示される内部導波路１６では、第１溝１ａ内の全体がコア部１７となることから、発光素子１２ａからの光束がコア部１７で幅方向に広がって、光束の一部が光ファイバー２のファイバーコア部２１に至らないおそれがある。
【００６６】
そこで、図７（ｂ）に示されるように、コア部１７の幅Ｗ１をファイバーコア部２１の幅Ｗ２と略同幅とすることで、光束のほぼ全部を光ファイバー２のファイバーコア部２１に至らせることができるので、光結合効率が向上する。なお、コア部１７の幅Ｗ１は、必ずしもファイバーコア部２１の幅Ｗ２と略同幅とする必要はなく、第１溝１ａの上端の幅Ｗ３よりも狭いものであればよい。これらのことは、図２（ｃ）に示されるように、コア部１７が断面略正方形状のものでも同様である。
【００６７】
内部導波路１６のコア部１７は、光素子が発光素子１２ａである発光側の第１基板１では、図１０（ａ）（ｂ）に示されるように、ミラー部１５から光ファイバー２のファイバーコア部２１との接続端部に向かって、その幅Ｗ（両側面１７ａ間の距離）が直線的に徐々に細くなるような斜面状に形成することができる。また、両側面１７ａは、図１０（ｃ）に示されるような段階的な直線の斜面状、あるいは図１０（ｄ）に示されるような曲線の斜面状に形成することもできる。
【００６８】
逆に、光素子が受光素子１２ｂである受光側の第１基板３では、図１１（ａ）（ｂ）に示されるように、内部導波路１６のコア部１７は、光ファイバー２のファイバーコア部２１との接続端部からミラー部１５に向かって、その幅Ｗ（両側面１７ａ間の距離）が直線的に徐々に細くなるような斜面状に形成するこができる。また、両側面１７ａは、図１１（ｃ）に示されるような段階的な直線の斜面状、あるいは図１１（ｄ）に示されるような曲線の斜面状に形成することもできる。
【００６９】
このようにすれば、光素子が発光素子１２ａのときは、内部導波路１６のコア部１７を先細り（すなわち、前方へ行くにしたがって細くなる形状）とすることによって、発光素子１２ａから出射された光束が収束される。また、光素子が受光素子１２ｂのときは、内部導波路１６のコア部１７を後細り（すなわち、後方へ行くにしたがって細くなる形状）とすることによって、光ファイバー２のファイバーコア部２１から出射された光束が収束される。したがって、いずれの場合でも光結合効率がより向上するようになる。
【００７０】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、第１基板１の表面（上面）には、第２溝１ｂに連続して、第２溝１ｂよりも深い断面形状が略台形状の第３溝１ｃが形成されている。その第３溝１ｃには、光ファイバー２の被覆部２３が設置されることが可能である。
【００７１】
詳しくは、この実施形態の第３溝１ｃは、所定の幅で形成された底面１ｈと、光ファイバー２の被覆部２３の外周と当接して支持する２つの傾斜面１ｇとを備えている。これらの第３溝の傾斜面１ｇは、夫々、第３溝１ｃの底面１ｈの幅方向の両端夫々と接続しそれらの両端夫々から、互いの距離が上方に行くに従い漸次大きくなるように、斜め上方側に向かって第１基板１の表面まで延ばされている。また、第３溝１ｃの底面１ｈは、傾斜面１ｇと光ファイバー２の被覆部２３の外周とが当接した際、その被覆部２３の外周と非接触になるように形成されている。
【００７２】
このようにすれば、光ファイバー２の被覆部２３も第１基板１の第３溝１ｃに設置できるから、ファイバークラッド部２２の被覆部２３との境界部分に光ファイバー２からの応力が集中するのを防止することができる。又、第３溝１ｃの傾斜面１ｇに光ファイバー２の被覆部２３の外周が当接することにより、光ファイバー２の被覆部２３のセンターリングを行うことができる。
【００７３】
ファイバークラッド部２２と同様に、被覆部２３を第３溝１ｃに接着剤で接着固定すれば、光ファイバー２の固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバー２に曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路１６との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下することがない。
【００７４】
また、被覆部２３が第３溝１ｃに接着固定されない場合には、図１２に示すように、第２基板６の表面に肉盛り（すなわち、上方へ突出するように付与）された接着剤２０によって、光ファイバー２の被覆部２３が第２基板６に固定されることが可能である。
【００７５】
このようにすれば、光ファイバー２の被覆部２３を第２基板６に設置して固定できるから、光ファイバー２の固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバー２に曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路１６との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。さらに、光ファイバー２の被覆部２３を第１基板１の第３溝１ｃに設置して固定する構造を併用すれば、より固定強度が向上する。
【００７６】
図１３に示すように、光ファイバー２の被覆部２３にチューブ状の被覆体２５が嵌め込まれる場合には、第２基板６に、光ファイバー２の被覆部２３と被覆体２５とを接着剤２０で固定することができる。この被覆体２５は、各基板１，６に光ファイバー２を平行状態に維持できる外径に設定されている。なお、被覆体２５は、被覆部２３の外周を覆うものであれば、被覆部２３に嵌め込むものに限らない。
【００７７】
また、被覆体２５を第１基板１の第３溝１ｃ部分で接着してもよい（図示せず）。
【００７８】
被覆部２３は、例えばＵＶ硬化性樹脂で形成された厚さ５〜１００μｍ程度の層であり、被覆体２５は、例えばＰＶＣやナイロン、または熱可塑性ポリエステルエラストマー（例えば、ハイトレル（登録商標））で形成され、単心では外径が９００ミクロン程度のものである。
【００７９】
このように構成すれば、被覆体２５は、第２基板６に設置され、光ファイバー２の被覆部２３とともに第２基板６に固定されることが可能である。それによって、光ファイバー２の固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバー２に曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路１６との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。さらに、光ファイバー２の被覆部２３を第１基板１の第３溝１ｃに設置して固定する構造を併用すれば、より固定強度が向上する。加えて、光ファイバー２の自重による撓みを被覆体２５の厚みによって抑制することができ、光ファイバー２を各基板１，６に平行状態で固定できる。それによって、光ファイバー２と内部導波路１６との光結合部に応力が発生しにくいので、光結合効率が低下しにくくなる。なお、第２基板６に被覆体２５のみを接着剤２０で固定しても、同様の作用効果を奏することができる。
【００８０】
被覆体２５は、シールドケース８の貫通孔８ａから外部に出る光ファイバー２の被覆部２３の曲げに対する保護のために、貫通孔８ａの前後部分の被覆部２３に嵌め込む短いタイプ（例えば２０〜４０ｍｍ長さ）がある。また、被覆体２５は、光ファイバー２の全体の強度保護および難燃対応のために、モジュール間を繋ぐ被覆部２３の全長を覆う長いタイプがある。
【００８１】
前記実施形態において、ミラー部１５の傾斜角度を４５度とすれば、光結合効率が良好になる。
【００８２】
また、第１基板１がシリコン（Ｓｉ）製であれば、第１溝１ａと第２溝１ｂは、シリコンの異方性エッチングで形成することができる。これによれば、シリコンの結晶方位性を利用した溝加工が可能であり、第１溝１ａでは高精度なミラー形状を形成でき、第２溝１ｂでは光ファイバー２の設置の位置ずれを低減することができる。
【００８３】
また、内部導波路１６の材料として感光性樹脂を用いることができる。これによれば、イオンドープや堆積法を繰り返して形成する無機内部導波路と比較すると、安価で形成が容易となる。
【００８４】
さらに、第１溝１ａの内部を含む第１基板１の表面にシリコン酸化膜を形成して、内部導波路１６のコア部１７の屈折率をシリコン酸化膜よりも大きくすることができる。これによれば、第１溝１ａに内部導波路１６のコア部１７となる材料を充填することで、容易に内部導波路１６を形成することができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、１つの基板上に第１溝および第２溝がそれぞれ１本ずつ形成された例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示されるように、第１溝１ａおよび第２溝１ｂをそれぞれ複数本ずつ形成し、複数本の第１溝１ａを平行に配置するとともに複数本の第２溝１ｂを平行に配置するようにしてもよい。
【００８６】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示される光モジュールでは、第１基板１の表面には、図１４（ａ）に示すように、断面形状が略台形状の複数の第１溝（導波路形成用溝）１ａが、互いに第１基板１の材料によって分離された状態で平行に配置されている。
【００８７】
さらに、第１基板１の表面には、第１溝１ａよりも深い断面形状が略Ｖ字形状の複数の第２溝１ｂが、各第１溝１ａの端部から前後方向に連続して形成されている。
【００８８】
各々の第１溝１ａの先端部には、図１４（ａ）に示すように、光路変換用のミラー部１５が形成されている。各々の第１溝１ａの内部には、図１４（ｂ）に示すように、各々の第１溝１ａに対応する発光素子１２ａと光学的に結合する内部導波路１６が設けられている。
【００８９】
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１４（ｂ）に示すように、コア部１７の左右の両面（両側面）は、クラッド部１８で覆われている。また、コア部１７の上面には、クラッド部１８が薄く覆われている。
【００９０】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示される構成では、複数の第１溝１ａが互いに第１基板１の材料によって分離された状態で配置されているので、第１溝１ａの各々を通る光信号が隣接する第１溝１ａへ漏洩(クロストーク)することを抑制することが可能である。
【００９１】
また、図１４（ｂ）に示されるように、隣接する内部導波路１６のコア部１７の間隔Ｐは、本発明ではとくに限定するものではなく、任意に設定することが可能である。例えば、従来公知の光ファイバーアレイの光ファイバーが２５０μｍ間隔で配置される場合が多いことを考慮して、コア部１７の間隔Ｐは２５０μｍ程度に設定してもよい。
【００９２】
第２溝１ｂの大きさについても、本発明ではとくに限定するものではない。最も汎用的に用いられる細径の光ファイバーの外径が１２５μｍであることを考慮して、第２溝１ｂの大きさは、クラッド部２２の外径が１２５μｍ程度である光ファイバーに対応する大きさに設定してもよい。なおクロストークの抑制のためには、図１４のように第２溝１ｂについても隣接する第２溝１ｂと分離することが望ましい。
【００９３】
さらに、本発明のさらに他の実施形態として、図１５に示される光モジュールでは、第１溝１ａが複数本配置された構造において、基板１の表面全体（すなわち、第１溝１ａの表面および遮蔽部３０の表面の全体）に酸化膜層３４が形成されている。遮蔽部３０は、基板１における第１溝１ａの間において上向きに突出した部分であり、第１溝１ａの間のミラー部１５の反射光の散乱成分ａが漏洩しないように遮蔽する。
【００９４】
酸化膜層３４は、光信号を第１溝１ａの外へ漏洩しないように反射させることが可能であり、ミラー部１５の反射光の散乱成分ａの漏洩も抑制することが可能である。この構成によれば、酸化膜層３４が光信号を反射する反射層となるので、光信号の漏洩(クロストーク)をより抑制できる。赤外光などからなる光信号は、厳密にいえば、シリコンなどからなる基板１を減衰しながら透過する性質を有しているが、上記のように、光信号を酸化膜層３４で反射することによって、クロストーク抑制効果を向上するができる。
【００９５】
なお、図１５では、光の経路を視認しやすいように、発光部１２ａを有する光素子１１と基板１との隙間が誇張して大きく図示されているが、実際には、この隙間は微小なものであり、大きなクロストークは発生しない。以下、図１６〜１７についても同様である。
【００９６】
さらに、本発明のさらに他の実施形態として、図１６に示される光モジュールは、図１５に示されるように酸化膜層３４が基板１の表面に形成された構造において、上向きに突出した遮蔽部３０の表面の酸化膜層３４が部分的に除去されることによって、除去部分３２が形成されている。この構成によれば、発光部１２ａを有する光素子１１とクラッド部１８との間を多重反射する漏洩光ｄが発生した場合、この漏洩光ｄを酸化膜層３４の除去部分３２から第１基板１に吸収させることができる。
【００９７】
さらに、本発明のさらに他の実施形態として、図１７に示される光モジュールでは、第１基板１の上向きに突出した遮蔽部３０の表面に、この遮蔽部３０に沿った光吸収体３５が配置されている。光吸収体３５としては、例えば不透光性のアクリル若しくはエポキシ樹脂が用いられる。この構成によれば、発光部１２ａを有する光素子１１とクラッド部１８との間を多重反射する漏洩光ｄが発生した場合、この漏洩光ｄを光吸収体３５によって吸収させて光の漏洩を遮断することができる。
【００９８】
また光素子１１は一体アレイ状のものに限らず、発光素子１２ａがそれぞれ分離したものでもよいし、発光素子１２ａと受光素子１２ｂを併載したものでもよい。さらに複数のミラー部１５は必ずしも同一線上に配置する必要はなく、例えば、第一溝１ａおよび内部導波路１６の長さを隣接するチャンネルと異なるようにし、ミラー部１５および発光素子１２ａまたは１２ｂをオフセットして配置することで、クロストーク抑制効果をさらに向上できる。
【００９９】
又、上記実施形態では、第１基板の第２溝の底面は、平面状に形成されたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば図１８（ａ）に示すように、第１基板１００の第２溝１００ｂの底面１００ｆは、湾曲状のものとされ、そして、この湾曲状の底面１００ｆの幅方向の両端夫々から傾斜面１００ｅが斜め上方側に向かって形成されたものでもよい。
【０１００】
又、上記実施形態では、第１基板の第２溝の底面と傾斜面とは、互いに直接接続しものであったが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば図１８（ｂ）に示すように、傾斜面２００ｅと底面２００ｆとは、接続部２００ｉを介して間接的に接続される形態のものでもよい。
【０１０１】
詳しくは、第１基板２００の第２溝２００ｂは、その底面２００ｆの幅方向の両端夫々から鉛直方向に延ばされた接続部２００ｉを備えたものとし、そして、傾斜面２００ｅは、夫々、それらの接続部２００ｉ夫々から、斜め上方側に向かって形成されたものとする。尚、第３溝についても、上記第２溝と同様に、底面は、湾曲状のものとし、又、底面と傾斜面とを、接続部を介して間接的に接続されるものでもよく、適宜変更できる。
【０１０２】
さらに、上記実施形態では、コネクタ７は、第２基板６の裏面（下面）に取付けられたが、この形態のものに限らず、例えば図１９（ａ）に示すように、コネクタ１０７を、第２基板６の表面（上面）に配設することも可能であり、適宜変更できる。
【０１０３】
又、コネクタ７に代え、第２基板６の表面に電気端子２０７を配設したものとしてもよい。そして、例えば第２基板６の端部に係脱自在に嵌合する他のコネクタ２０７ａに、その電気端子２０７と接続する電気端子２０７ｂを設け、上記他のコネクタ２０７ａを第２基板６に嵌合させる。これにより、電気端子２０７を他のコネクタ２０７ａの電気端子２０７ｂに接続できるようにしてもよい。
【０１０４】
以上のように、本実施形態の光モジュールは、表面において、少なくとも１本の第１溝と前記第１溝よりも深い第２溝とが連続して形成された基板と、この基板の第１溝内に設けられた内部導波路と、第１溝の先端部に設けら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出射し、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、前記第２溝内に設置されたクラッド部および内部導波路のコア部と光学的に接続されるファイバーコア部を有する光ファイバーを備え、前記第２溝は、所定の幅で形成された底面と、前記底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記ファイバークラッド部の外周を支持した傾斜面とを備えていることを特徴とするものである。
【０１０５】
これによれば、基板の第１溝にコア部を有する内部導波路を設け、基板の第２溝内に設置した光ファイバーのファイバーコア部を内部導波路のコア部と光学的に接続するようにしている。そして、光素子が発光素子である場合においてミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を出射し、光素子が受光素子である場合において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。
【０１０６】
このように、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間に内部導波路を介在させているから、発光素子から出射された光束、および光ファイバーのファイバーコア部から出射された光束のいずれも広がらない。したがって、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスが何れの方向においてもほとんど無くなるため、光結合効率が向上する。
【０１０７】
例えば光素子の発光面が基板側にあるフリップチップ実装では、光素子の真下に光ファイバを近づけることが望ましいが、ファイバ外径の寸法によっては光素子の下に近づけ難い。また、溝を深くすると光素子との距離が長くなる。このような場合でも、上記のように内部導波路を介在させているから、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスをほとんど無くすことが可能になり、光結合効率を向上できる。
【０１０８】
又、第２溝は底面を備えたものとされているため、断面Ｖ字形状のように溝を深くして傾斜面を長くせずに済み、例えば第２溝をエッチングにより形成する場合には、上記断面Ｖ字形状のものに比べて容易に短時間で形成できる。
【０１０９】
また、前記内部導波路のコア部は、光素子が発光素子である場合において、ミラー部から光ファイバーのファイバーコア部との接続端部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０１１０】
これによれば、光素子が発光素子のときは、内部導波路のコア部を先細りとすることで、発光素子から出射された光束が収束されるようになる。したがって、光結合効率がより向上する。
【０１１１】
また、前記内部導波路のコア部は、光素子が受光素子である場合において、光ファイバーのファイバーコア部との接続端部からミラー部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０１１２】
これによれば、光素子が受光素子のときは、内部導波路のコア部を後細りとすることで、光ファイバーのファイバーコア部から出射された光束が収束されるようになる。したがって、光結合効率がより向上する。
【０１１３】
また、前記内部導波路のコア部の幅は、第１溝の上端の幅よりも狭い構成とすることができる。
【０１１４】
これによれば、内部導波路のコア部の幅が第１溝の上端の幅と同じである場合には、光素子からの光束がコア部で幅方向に広がって、光束の一部が光ファイバーのファイバーコア部に至らないおそれがある。そこで、コア部の幅を第１溝の上端の幅よりも狭く、好ましくは、ファイバーコア部の幅と略同幅とすることで、光束のほぼ全部を光ファイバーのファイバーコア部に至らせることができるので、光結合効率が向上する。
【０１１５】
また、前記第１溝は断面形状が略台形状で、第１溝の底面は内部導波路のコア部よりも幅が広い構成とすることができる。
【０１１６】
これによれば、第１溝の底面を内部導波路のコア部よりも広い幅にしたから、コア部の成形時に、内部導波路のコア部をパターニング（光硬化）する際、底面での不要な反射がなくなるので、高精度なコア形状を得ることができる。因みに、特許文献１に示されるようなＶ溝であると、光が反射してパターニング精度が著しく低下する懸念がある。
【０１１７】
また、前記基板の表面に、第２溝に連続して、第２溝よりも深い第３溝が形成され、前記第３溝は、所定の幅で形成された底面と、前記第３溝の底面の幅方向の両端の夫々と接続され前記光ファイバーの被覆部の外周を支持した傾斜面とを備えている構成とすることができる。
【０１１８】
これによれば、光ファイバーの被覆部も第１基板の第３溝に設置できるから、ファイバークラッド部の被覆部との境界部分に光ファイバーからの応力が集中するのを防止することができる。
【０１１９】
又、第３溝は底面を備えたものとされているため、断面Ｖ字形状のように溝を深くして傾斜面を長くせずに済み、例えば第３溝をエッチングにより形成する場合には、上記断面Ｖ字形状のものに比べて容易に短時間で形成できる。
【０１２０】
また、前記基板は、この基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、この別基板に、前記光ファイバーの被覆部が固定されている構成とすることができる。
【０１２１】
これによれば、光ファイバーの被覆部を別基板に設置して固定できるから、光ファイバーの固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバーに曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。
【０１２２】
また、前記基板は、この基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記光ファイバーの被覆部の外周に被覆体が固定されて、前記別基板に、前記被覆体が固定されている構成とすることができる。
【０１２３】
これによれば、被覆体を別基板に設置して固定できるから、光ファイバーの固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバーに曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。加えて、光ファイバーの自重による撓みを被覆体の厚みで抑制して、光ファイバーを各基板に平行状態で固定できる。それによって、内部導波路との光結合部に応力が発生しにくいので、光結合効率が低下しにくくなる。
【０１２４】
また、複数の前記第１溝の各々は、互いに分離して前記基板に配置されている構成とすることができる。
【０１２５】
これによれば、複数の第１溝１ａが互いに分離された状態で配置されているので、第１溝１ａの各々を通る光信号が漏れて隣接する第１溝１ａを通る光信号へ影響を与える現象、いわゆるクロストークの発生を抑えることが可能である。また、それによって、各々の第１溝１ａにおける光結合効率が高くなる。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 第１基板
１ａ 第１溝
１ｂ、１００ｂ 第２溝
１ｃ 第３溝
１ｅ、１００ｅ 第２溝の傾斜面
１ｆ、１００ｆ 第２溝の底面
２ 光ファイバー
６ 第２基板（別基板）
１２ａ 発光素子（光素子）
１２ｂ 受光素子（光素子）
１５ ミラー部
１６ 内部導波路
１７ コア部
１８ クラッド部
２１ ファイバーコア部
２２ ファイバークラッド部
２３ 被覆部
２５ 被覆体
Ｗ１〜Ｗ３ 幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を送信あるいは受信する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光モジュールとしては、特許文献１に記載されている光モジュールが知られている。この光モジュールでは、図２０に示すように、基板３０に形状の異なる２つのＶ溝３１，３２が形成されている。一方のＶ溝３１には、光ファイバー３３のクラッド部３３ｂが固定されている。クラッド部３３ｂは、Ｖ溝３１，３２の境部分の立ち上がり傾斜部３６によって位置決めされている。他方のＶ溝３２の先端には、ミラー（反射面）３４が形成されている。このミラー３４によって、光ファイバー３３のコア部３３ａの光軸が変えられる。そして、基板３０に実装される受光素子３５は、光ファイバー３３からの光信号を受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５４２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の光モジュールでは、光ファイバー３３のコア部３３ａの先端３３ｃからミラー３４までの距離が長い。そのため、コア部３３ａから出射された光束が広がるので、光結合効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記問題を解消するためになされたものである。本発明の目的は、光ファイバーからの光信号を受光素子で受ける構成、および発光素子からの光信号を光ファイバーで受ける構成のいずれであっても、光結合効率が向上する光モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、表面において、少なくとも１本の第１溝と前記第１溝よりも深い第２溝とが連続して形成された基板と、前記基板の第１溝内に設けられた内部導波路と、前記第１溝の先端部に設けられた光路変換用のミラー部と、前記ミラー部と対向するように前記基板の前記表面に実装され、前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部に光信号を出射し、若しくは前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部からの光信号を受光する光素子と、前記第２溝内に設置されたファイバークラッド部および前記内部導波路の前記コア部と光学的に接続されるファイバーコア部を有する光ファイバーとを備え、前記第２溝は、所定の幅で形成された底面と、前記底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記ファイバークラッド部の外周を支持した傾斜面とを備え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。
【０００７】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が発光素子である場合において、前記ミラー部から前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０００８】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が受光素子である場合において、前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部から前記ミラー部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０００９】
前記内部導波路の前記コア部の幅は、前記第１溝の上端の幅よりも狭い構成とすることができ、好ましくは、前記ファイバーコア部の幅と略同幅である構成とすることができる。
【００１０】
前記第１溝は断面形状が略台形状であり、前記第１溝の底面は前記内部導波路の前記コア部よりも幅が広い構成とすることができる。
【００１１】
前記基板の前記表面に、前記第２溝に連続して、前記第２溝よりも深い断面形状が略Ｖ字形状の第３溝が形成され、前記第３溝は、所定の幅で形成された底面と、前記第３溝の底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記光ファイバーの被覆部の外周を支持した傾斜面とを備えている構成とすることができる。
【００１２】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの被覆部が固定されている構成とすることができる。
【００１３】
また、前記基板の前記表面に、前記第２溝に連続して、前記第２溝よりも深い断面形状が略Ｖ字形状の第３溝が形成され、前記第３溝には、光ファイバーの被覆部が設置される構成において、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの前記被覆部が固定されている構成とすることができる。
【００１４】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記光ファイバーの被覆部の外周に被覆体が固定されて、前記別基板に、前記光ファイバーの被覆体が固定されている構成とすることができる。
【００１５】
複数の前記第１溝の各々は、互いに分離して前記基板に配置されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板の第１溝にコア部を有する内部導波路を設け、基板の第２溝内に設置した光ファイバーのファイバーコア部を内部導波路のコア部と光学的に接続するようにしている。そして、光素子が発光素子である場合においてミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を出射し、光素子が受光素子である場合において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ようになる。
【００１７】
このように、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間に内部導波路を介在させているから、発光素子から出射された光束、および光ファイバーのファイバーコア部から出射された光束のいずれも広がらない。したがって、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスがほとんど無くなるため、光結合効率が向上するようになる。
【００１８】
例えば光素子の発光面が基板側にあるフリップチップ実装では、光素子の真下に光ファイバを近づけることが望ましいが、ファイバ外径の寸法によっては光素子の下に近づけ難く、また、溝を深くすると光素子との距離が長くなる。このような場合でも、上記のように内部導波路を介在させているから、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスをほとんど無くすことが可能になり、光結合効率を向上できる。
【００１９】
又、第２溝は底面を備えたものとされているため、断面Ｖ字形状のように溝を深くして傾斜面を長くせずに済み、例えば第２溝をエッチングにより形成する場合には、上記断面Ｖ字形状のものに比べて容易に短時間で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態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基板を示す図であり、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第１基板を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は内部導波路を形成した斜視図である。
【図４】第１基板を示す図であり、図４（ａ）は発光素子を実装した斜視図、図４（ｂ）は光ファイバーを挿入した斜視図である。
【図５】図５（ａ）は第１基板に押さえブロックを固定した斜視図、図５（ｂ）は光ファイバーの斜視図である。
【図６】第１溝の底面と内部導波路のコア部との関係を示す正面断面図である。
【図７】第１変形例の第１基板を示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は正面断面図である。
【図８】第２変形例の第１基板の正面断面図である。
【図９】第３変形例の第１基板を示す図であり、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は側面断面図である。
【図１０】発光素子側の内部導波路のコア部の変形例を示す図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の正面断面図、図１０（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ別変形例の平面図である。
【図１１】受光素子側の内部導波路のコア部の変形例を示す図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の正面断面図、図１１（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ別変形例の平面図である。
【図１２】第２基板に光ファイバーの被覆部を接着固定した第１例の側面断面図である。
【図１３】第２基板に光ファイバーの被覆部を接着固定した第２例の側面断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態である第１基板を示す図であり、図１４（ａ）は斜視図、図１４（ｂ）は正面断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態である第１基板を示す図であり、基板表面全体に酸化膜層が形成された第１基板の断面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態である第１基板を示す図であり、基板の表面に形成された酸化膜層を遮蔽部の表面だけ部分的に除去することによって除去部分が形成された第１基板の断面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施形態である第１基板を示す図であり、遮蔽部に光吸収体が配置された第１基板の断面図である。
【図１８】（ａ）は、第２溝の他の実施形態の断面図、（ｂ）は、第２溝の更に他の実施形態の断面図である。
【図１９】光モジュールの他の実施形態に係り、（ａ）は、第２基板の上面にコネクタを配設した断面図、（ｂ）は、第２基板の上面に電気端子を配設した断面図である。
【図２０】特許文献１の光モジュールを示す図であり、図２０（ａ）は側面断面図、図２０（ｂ）は正面断面図である。
【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（ａ）〜（ｃ）は図１の発光側の光モジュールの第１基板１を示す図であり、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３（ａ）〜（ｂ）は第１基板１を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は内部導波路を形成した斜視図である。図４（ａ）〜（ｂ）は第１基板１を示す図であり、図４（ａ）は発光素子１２ａを実装した斜視図、図４（ｂ）は光ファイバー２を挿入した斜視図である。図５は押さえブロック２４を固定した斜視図である。
【００２２】
図１において、光モジュールは、発光側の基板である第１基板（マウント基板）１と、受光側の基板である第１基板（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ー２とを備えている。なお、以下の説明においては、図１の上下方向（矢印Ｙの方向）を上下方向（高さ方向）、紙面と直交する方向を左右方向（幅方向）、図１の左側を前方、右側を後方という。
【００２３】
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、第１基板１、３には、剛性が必要である。また、光伝送の場合には、発光素子から受光素子までの光伝送のために所定割合以上の効率が必要になるので、光素子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。
【００２４】
第１基板１、３がシリコン基板であれば、第１基板１、３は、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である。この溝を利用して高精度なミラー部１５（後述）を形成することが可能である。この溝の内部に内部導波路１６（後述）を形成することが可能になる。また、シリコン基板の平坦性は、良好である。
【００２５】
第１基板１，３は、それよりもサイズが大きい第２基板（別基板、例えば、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
ＩＣ基板４ａは、前記ＶＣＳＥＬを駆動するドライバ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の表面と第２基板６の表面に形成された配線パターンに接続されている。
【００２９】
第１基板１の表面（上面）には、図３（ａ）に示すように、断面形状が略台形状の第１溝（導波路形成用溝）１ａと、第１溝１ａよりも深い第２溝１ｂが前後方向に連続して形成されている。
【００３０】
第２溝１ｂは、所定の幅で形成された底面１ｆと、後述の光ファイバー２のファイバークラッド部２２の外周と当接して支持した２つの傾斜面１ｅとを備えている。これらの傾斜面１ｅは、夫々、底面１ｆの幅方向の両端夫々に接続しそれらの両端夫々から、上方に行くに従い互いの距離が漸次大きくなるように、斜め上方に向かって第１基板１の表面（上面）まで延ばされている。これらの傾斜面１ｅに光ファイバー２のファイバークラッド部２２の外周を当接させることにより、ファイバークラッド部２２のセンターリングを行うことができる。
【００３１】
また、底面１ｆは、傾斜面１ｅと光ファイバー２のファイバークラッド部２２の外周とが当接した際、そのファイバークラッド部２２の外周と非接触になるように形成されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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からミラー部１５側に少し後退している。
【００３４】
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。
【００３５】
図２（ｃ）のように、コア部１７の左右の両面（両側面）は、クラッド部１８で覆われている。また、図示されていないが、コア部１７の上面も、クラッド部１８で薄く覆われている。
【００３６】
図４（ａ）に示されるように、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が実装されている。この発光素子１２ａとコア部１７との間の空間には、図２（ａ）に示されるように、接着性の光学透明樹脂１３が充填されている。
【００３７】
ここで、この発光側の光モジュールの製造方法について説明する。なお、発光側の光モジュールと受光側の光モジュールとを別々に製造することが可能であり、それらの製造方法は同じであるため、代表して発光側の光モジュールの製造方法を説明する。
【００３８】
シリコンウエハ（シリコン基板）を用いて、複数個のマウント基板１を同時に形成し、最終的にシリコンウエハを切断して図３に示すマウント基板１を個片化する。シリコンウエハとしては、次工程のエッチングを行うために、結晶方位を選定したものを準備する。
【００３９】
次に、シリコンウエハに、第１溝（導波路形成用溝）１ａおよびミラー部１５形成用の４５°傾斜面を形成する。これらは、シリコン結晶のエッチング速度の違いを利用した異方性エッチングにより形成する。４５°傾斜面を形成するためには、エッチングマスク形状とエッチャント濃度、組成を調整して形成する。異方性エッチング以外にも、第１溝１ａの形成には、反応性イオンエッチング等のドライエッチングの形成方法がある。
【００４０】
第１溝１ａを４５°傾斜面と同時に形成するときには、第１溝１ａの断面形状が略台形状になって第１溝１ａの溝幅が大きくなる。第１溝１ａは、次工程で形成する発光素子１２ａ用のボンディングパッドにかからなければ問題ないため、このようにすることも可能である。
【００４１】
また、第２溝１ｂは、上記異方性エッチングにより形成できるが、第２溝１ｂは、第１溝１ａを形成する際に同時に形成し、或いは、第１溝１ａとは別に行ってもよい。
【００４２】
シリコンウエハ上に発光素子１２ａを実装するための配線パターン（図示せず）を形成する。配線は、シリコンウエハ上に金を蒸着することによりパターンニングを行う。このとき、４５°傾斜面にも金を同時に蒸着し、ミラー部１５を形成する。なお、使用する波長にもよるが、４５°傾斜面に金を蒸着せずに４５°傾斜面をそのままミラー部１５とすることも可能であるが、例えば近赤外線の光源を用いる場合には、４５°傾斜面に金を蒸着すれば、反射率が上がり、光結合効率が上がる。なお、金以外にも配線材料として、後工程の半田実装の簡便さや接続信頼性の観点で、マウント基板上にチタン、ニッケル、金、アルミニウムあるいは、クロム、ニッケル、金等の多層構造を形成することもある。多層時の厚みは、例えばそれぞれ０．５μｍ、１μｍ、０．２μｍである。
【００４３】
次に、図３に示すように第１溝１ａ内に内部導波路１６を形成する。まず、コア材と第１基板１上に塗布し、平坦な金型を用いてコア材を第１基板１上に平坦になるようにならす。その後、マスクを用いてコア部分のみに紫外線を照射してコア部を硬化させて、コア部以外の不要な部分を現像して除去する。次にコア部が形成された第１溝１ａにコア材よりも屈折率の低いクラッド材を塗布して、コア材と同様に第１基板１上にクラッド材を平坦にする。平坦にした状態で、マスクを用いて、第１溝１ａ部分に紫外線が照射されるように遮蔽して、クラッド材を硬化させる。マスクは、コア部外周部を覆う領域のみを硬化するように調整されており、光素子１２ａの実装部分の回路にクラッド材が覆い被さらないように設計されている。
【００４４】
そして、シリコンウエハに、図４に示すように発光素子１２ａを実装する。発光素子１２ａに、スタッドバンプボンディングによりバンプを形成し、シリコンウエハ、発光素子１２ａを２００℃に加熱して超音波接合を行う。
【００４５】
なお、図示は省略するが、発光素子１２ａの実装後は、発光素子１２ａと第１基板１の間に、アンダーフィル材を充填して、発光素子１２ａと第１基板１との接合強度の補強を行う。また、ファンダーフィル材には、光素子と内部導波路間の空気層をなくし、光結合効率高める効果もある。また、耐環境性を向上させるために、全体を弾性のある封止材で封止してもよい。
【００４６】
そして、図１に示すように第２基板６の表面（上面）に、発光素子１２ａが実装された第１基板１が実装されるとともに、ＩＣ基板４ａが実装され、更に、第２基板６の下面に、コネクタ７が取付けられる。
【００４７】
上述のように、この実施形態では、第２基板６の上面に実装した第１基板１の上面に、発光素子１２ａを実装するとともに、第２基板６の上面にＩＣ基板４ａを実装し、その下面にコネクタ７を実装したものである。
【００４８】
これにより、第２基板６の上面に第１基板１を実装する前に、第１基板６のＩＣ基板４ａと、第１基板１の発光素子１２ａとは、個別に検査することが容易になる。
【００４９】
また、発光素子１２ａとＩＣ基板４ａのいずれかが不良であっても、第２基板６または第１基板１の一方が不良となるだけであるので、基板全体がロスにならなくなる。
【００５０】
さらに、ＩＣ基板４ａを実装した第２基板６ではなく、第１基板１に発光素子１２ａが実装され、ミラー部１５および内部導波路１６が形成されている。これにより、ＩＣ基板４ａからの熱影響が発光素子１２ａに及びにくくなって、発光特性が安定するようになる。
【００５１】
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。
【００５２】
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の表面に取付けられたシールドケース８によってそれぞれシールドされている。光ファイバー２は、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通している。
【００５３】
次に、光ファイバー２を説明する。光ファイバー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ーコア部２１を内部に有している。光ファイバー２は、ファイバーコア部２１と、このファイバーコア部２１の外周を包囲するファイバークラッド部２２と、このファイバークラッド部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。このファイバーコア部２１とファイバークラッド部２２と被覆部２３は、同心状に配置され、これらで構成される光ファイバー２は、円形断面を有する。
【００５４】
光ファイバー２は、図１に示されるように、シールドケース８の貫通孔８ａを貫通しており、第１基板１の第２溝１ｂの手前付近で被覆部２３が剥がされている。したがって、この剥がされた部分において、ファイバークラッド部２２が露出されている。
【００５５】
図２（ａ）（ｃ）および図４（ｂ）に示されるように、第１基板１の第２溝１ｂには、光ファイバー２のファイバークラッド部２２が設置され、第１溝１ａとの境部分の立ち上がり傾斜部によって、ファイバークラッド部２２は、位置決めされている。このときに、第１基板１の内部導波路１６のコア部１７と光ファイバー２のファイバーコア部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。
【００５６】
第１基板１の内部導波路１６のコア部１７の端面と光ファイバー２のファイバーコア部２１の端面との間の隙間は、０〜２００μｍの範囲である。好適な範囲は両コア部１７，２１の大きさに依るが、一般的には、隙間は０〜６０μｍが好ましい。
【００５７】
第１基板１の上側には、図２（ａ）および図５に示されるように、光ファイバー２のファイバークラッド部２２の上部には押えブロック２４が配置されている。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。
【００５８】
このように、光ファイバー２のファイバークラッド部２２の先端側の部位は、押えブロック２４によって第２溝１ｂに押え付けられた状態となっている。この先端側の部位は、押えブロック２４とともに第１基板１に接着剤１４によって接着固定される。
【００５９】
前記のように構成した光モジュールでは、第１基板１の第１溝１ａにおいて、コア部１７とクラッド部１８とからなる内部導波路１６が設けられている。また、第１基板１の第２溝１ｂ内に設置された光ファイバー２のファイバーコア部２１は、内部導波路１６のコア部１７と光学的に接続されている。そして、光素子が発光素子１２ａである発光側の第１基板１では、ミラー部１５を介して内部導波路１６のコア部１７に光信号を出射し、光素子が受光素子１２ｂである受光側の第１基板３では、ミラー部１５を介して内部導波路１６のコア部１７からの光信号を受光する。
【００６０】
このように、光ファイバー２のファイバーコア部２１の先端とミラー部１５との間に内部導波路１６が介在しているから、発光素子１２ａから出射された光束、および光ファイバー２のファイバーコア部２１から出射された光束のいずれもが広がることがない。したがって、光ファイバー２のファイバーコア部２１の先端とミラー部１５との間の光信号の伝搬ロスがほとんど無くなるため、光結合効率が向上する。
【００６１】
また、第１溝１ａの底面を内部導波路１６のコア部１７よりも広い幅にすれば、図６に示されるように、コア部１７の成形時において、内部導波路１６のコア部１７をパターニング（光硬化）する際、底面での不要な反射がなくなる。したがって、この場合、高精度なコア形状を得ることができる。
【００６２】
図１〜図６に示される実施形態の内部導波路１６では、第１基板１の導波路形成用溝である第１溝１ａを断面略台形状とし、コア部１７を断面略正方形状として、コア部１７の左右の両面がクラッド部１８で覆われている。
【００６３】
しかしながら、内部導波路１６は、このタイプに限られるものではない。例えば、図７（ａ）（ｂ）に示す内部導波路１６のように、第１基板１の第１溝１ａは、第２溝１ｂよりも浅い断面形状が略Ｖ字形状に形成され、コア部１７は、第１溝１ａに適合した断面略五角形形状に形成されて、コア部１７の左右の両面がクラッド部１８で覆われてもよい。
【００６４】
また、図８に示す内部導波路１６のように、第１基板１の表面とともに第１溝１ａ内の表面にも絶縁のためのシリコン酸化膜４０が形成されている場合には、このシリコン酸化膜４０がコア部１７よりも屈折率の低いクラッド部１８として機能する。したがって、シリコン酸化膜（クラッド部１８に相当）４０が形成された第１溝１ａ内の全体にコア用樹脂を充填することにより、断面略逆三角形状のコア部１７を形成してもよい。
【００６５】
図８に示される内部導波路１６では、第１溝１ａ内の全体がコア部１７となることから、発光素子１２ａからの光束がコア部１７で幅方向に広がって、光束の一部が光ファイバー２のファイバーコア部２１に至らないおそれがある。
【００６６】
そこで、図７（ｂ）に示されるように、コア部１７の幅Ｗ１をファイバーコア部２１の幅Ｗ２と略同幅とすることで、光束のほぼ全部を光ファイバー２のファイバーコア部２１に至らせることができるので、光結合効率が向上する。なお、コア部１７の幅Ｗ１は、必ずしもファイバーコア部２１の幅Ｗ２と略同幅とする必要はなく、第１溝１ａの上端の幅Ｗ３よりも狭いものであればよい。これらのことは、図２（ｃ）に示されるように、コア部１７が断面略正方形状のものでも同様である。
【００６７】
内部導波路１６のコア部１７は、光素子が発光素子１２ａである発光側の第１基板１では、図１０（ａ）（ｂ）に示されるように、ミラー部１５から光ファイバー２のファイバーコア部２１との接続端部に向かって、その幅Ｗ（両側面１７ａ間の距離）が直線的に徐々に細くなるような斜面状に形成することができる。また、両側面１７ａは、図１０（ｃ）に示されるような段階的な直線の斜面状、あるいは図１０（ｄ）に示されるような曲線の斜面状に形成することもできる。
【００６８】
逆に、光素子が受光素子１２ｂである受光側の第１基板３では、図１１（ａ）（ｂ）に示されるように、内部導波路１６のコア部１７は、光ファイバー２のファイバーコア部２１との接続端部からミラー部１５に向かって、その幅Ｗ（両側面１７ａ間の距離）が直線的に徐々に細くなるような斜面状に形成するこができる。また、両側面１７ａは、図１１（ｃ）に示されるような段階的な直線の斜面状、あるいは図１１（ｄ）に示されるような曲線の斜面状に形成することもできる。
【００６９】
このようにすれば、光素子が発光素子１２ａのときは、内部導波路１６のコア部１７を先細り（すなわち、前方へ行くにしたがって細くなる形状）とすることによって、発光素子１２ａから出射された光束が収束される。また、光素子が受光素子１２ｂのときは、内部導波路１６のコア部１７を後細り（すなわち、後方へ行くにしたがって細くなる形状）とすることによって、光ファイバー２のファイバーコア部２１から出射された光束が収束される。したがって、いずれの場合でも光結合効率がより向上するようになる。
【００７０】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、第１基板１の表面（上面）には、第２溝１ｂに連続して、第２溝１ｂよりも深い断面形状が略台形状の第３溝１ｃが形成されている。その第３溝１ｃには、光ファイバー２の被覆部２３が設置されることが可能である。
【００７１】
詳しくは、この実施形態の第３溝１ｃは、所定の幅で形成された底面１ｈと、光ファイバー２の被覆部２３の外周と当接して支持する２つの傾斜面１ｇとを備えている。これらの第３溝の傾斜面１ｇは、夫々、第３溝１ｃの底面１ｈの幅方向の両端夫々と接続しそれらの両端夫々から、互いの距離が上方に行くに従い漸次大きくなるように、斜め上方側に向かって第１基板１の表面まで延ばされている。また、第３溝１ｃの底面１ｈは、傾斜面１ｇと光ファイバー２の被覆部２３の外周とが当接した際、その被覆部２３の外周と非接触になるように形成されている。
【００７２】
このようにすれば、光ファイバー２の被覆部２３も第１基板１の第３溝１ｃに設置できるから、ファイバークラッド部２２の被覆部２３との境界部分に光ファイバー２からの応力が集中するのを防止することができる。又、第３溝１ｃの傾斜面１ｇに光ファイバー２の被覆部２３の外周が当接することにより、光ファイバー２の被覆部２３のセンターリングを行うことができる。
【００７３】
ファイバークラッド部２２と同様に、被覆部２３を第３溝１ｃに接着剤で接着固定すれば、光ファイバー２の固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバー２に曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路１６との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下することがない。
【００７４】
また、被覆部２３が第３溝１ｃに接着固定されない場合には、図１２に示すように、第２基板６の表面に肉盛り（すなわち、上方へ突出するように付与）された接着剤２０によって、光ファイバー２の被覆部２３が第２基板６に固定されることが可能である。
【００７５】
このようにすれば、光ファイバー２の被覆部２３を第２基板６に設置して固定できるから、光ファイバー２の固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバー２に曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路１６との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。さらに、光ファイバー２の被覆部２３を第１基板１の第３溝１ｃに設置して固定する構造を併用すれば、より固定強度が向上する。
【００７６】
図１３に示すように、光ファイバー２の被覆部２３にチューブ状の被覆体２５が嵌め込まれる場合には、第２基板６に、光ファイバー２の被覆部２３と被覆体２５とを接着剤２０で固定することができる。この被覆体２５は、各基板１，６に光ファイバー２を平行状態に維持できる外径に設定されている。なお、被覆体２５は、被覆部２３の外周を覆うものであれば、被覆部２３に嵌め込むものに限らない。
【００７７】
また、被覆体２５を第１基板１の第３溝１ｃ部分で接着してもよい（図示せず）。
【００７８】
被覆部２３は、例えばＵＶ硬化性樹脂で形成された厚さ５〜１００μｍ程度の層であり、被覆体２５は、例えばＰＶＣやナイロン、または熱可塑性ポリエステルエラストマー（例えば、ハイトレル（登録商標））で形成され、単心では外径が９００ミクロン程度のものである。
【００７９】
このように構成すれば、被覆体２５は、第２基板６に設置され、光ファイバー２の被覆部２３とともに第２基板６に固定されることが可能である。それによって、光ファイバー２の固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバー２に曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路１６との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。さらに、光ファイバー２の被覆部２３を第１基板１の第３溝１ｃに設置して固定する構造を併用すれば、より固定強度が向上する。加えて、光ファイバー２の自重による撓みを被覆体２５の厚みによって抑制することができ、光ファイバー２を各基板１，６に平行状態で固定できる。それによって、光ファイバー２と内部導波路１６との光結合部に応力が発生しにくいので、光結合効率が低下しにくくなる。なお、第２基板６に被覆体２５のみを接着剤２０で固定しても、同様の作用効果を奏することができる。
【００８０】
被覆体２５は、シールドケース８の貫通孔８ａから外部に出る光ファイバー２の被覆部２３の曲げに対する保護のために、貫通孔８ａの前後部分の被覆部２３に嵌め込む短いタイプ（例えば２０〜４０ｍｍ長さ）がある。また、被覆体２５は、光ファイバー２の全体の強度保護および難燃対応のために、モジュール間を繋ぐ被覆部２３の全長を覆う長いタイプがある。
【００８１】
前記実施形態において、ミラー部１５の傾斜角度を４５度とすれば、光結合効率が良好になる。
【００８２】
また、第１基板１がシリコン（Ｓｉ）製であれば、第１溝１ａと第２溝１ｂは、シリコンの異方性エッチングで形成することができる。これによれば、シリコンの結晶方位性を利用した溝加工が可能であり、第１溝１ａでは高精度なミラー形状を形成でき、第２溝１ｂでは光ファイバー２の設置の位置ずれを低減することができる。
【００８３】
また、内部導波路１６の材料として感光性樹脂を用いることができる。これによれば、イオンドープや堆積法を繰り返して形成する無機内部導波路と比較すると、安価で形成が容易となる。
【００８４】
さらに、第１溝１ａの内部を含む第１基板１の表面にシリコン酸化膜を形成して、内部導波路１６のコア部１７の屈折率をシリコン酸化膜よりも大きくすることができる。これによれば、第１溝１ａに内部導波路１６のコア部１７となる材料を充填することで、容易に内部導波路１６を形成することができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、１つの基板上に第１溝および第２溝がそれぞれ１本ずつ形成された例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示されるように、第１溝１ａおよび第２溝１ｂをそれぞれ複数本ずつ形成し、複数本の第１溝１ａを平行に配置するとともに複数本の第２溝１ｂを平行に配置するようにしてもよい。
【００８６】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示される光モジュールでは、第１基板１の表面には、図１４（ａ）に示すように、断面形状が略台形状の複数の第１溝（導波路形成用溝）１ａが、互いに第１基板１の材料によって分離された状態で平行に配置されている。
【００８７】
さらに、第１基板１の表面には、第１溝１ａよりも深い断面形状が略Ｖ字形状の複数の第２溝１ｂが、各第１溝１ａの端部から前後方向に連続して形成されている。
【００８８】
各々の第１溝１ａの先端部には、図１４（ａ）に示すように、光路変換用のミラー部１５が形成されている。各々の第１溝１ａの内部には、図１４（ｂ）に示すように、各々の第１溝１ａに対応する発光素子１２ａと光学的に結合する内部導波路１６が設けられている。
【００８９】
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１４（ｂ）に示すように、コア部１７の左右の両面（両側面）は、クラッド部１８で覆われている。また、コア部１７の上面には、クラッド部１８が薄く覆われている。
【００９０】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示される構成では、複数の第１溝１ａが互いに第１基板１の材料によって分離された状態で配置されているので、第１溝１ａの各々を通る光信号が隣接する第１溝１ａへ漏洩(クロストーク)することを抑制することが可能である。
【００９１】
また、図１４（ｂ）に示されるように、隣接する内部導波路１６のコア部１７の間隔Ｐは、本発明ではとくに限定するものではなく、任意に設定することが可能である。例えば、従来公知の光ファイバーアレイの光ファイバーが２５０μｍ間隔で配置される場合が多いことを考慮して、コア部１７の間隔Ｐは２５０μｍ程度に設定してもよい。
【００９２】
第２溝１ｂの大きさについても、本発明ではとくに限定するものではない。最も汎用的に用いられる細径の光ファイバーの外径が１２５μｍであることを考慮して、第２溝１ｂの大きさは、クラッド部２２の外径が１２５μｍ程度である光ファイバーに対応する大きさに設定してもよい。なおクロストークの抑制のためには、図１４のように第２溝１ｂについても隣接する第２溝１ｂと分離することが望ましい。
【００９３】
さらに、本発明のさらに他の実施形態として、図１５に示される光モジュールでは、第１溝１ａが複数本配置された構造において、基板１の表面全体（すなわち、第１溝１ａの表面および遮蔽部３０の表面の全体）に酸化膜層３４が形成されている。遮蔽部３０は、基板１における第１溝１ａの間において上向きに突出した部分であり、第１溝１ａの間のミラー部１５の反射光の散乱成分ａが漏洩しないように遮蔽する。
【００９４】
酸化膜層３４は、光信号を第１溝１ａの外へ漏洩しないように反射させることが可能であり、ミラー部１５の反射光の散乱成分ａの漏洩も抑制することが可能である。この構成によれば、酸化膜層３４が光信号を反射する反射層となるので、光信号の漏洩(クロストーク)をより抑制できる。赤外光などからなる光信号は、厳密にいえば、シリコンなどからなる基板１を減衰しながら透過する性質を有しているが、上記のように、光信号を酸化膜層３４で反射することによって、クロストーク抑制効果を向上するができる。
【００９５】
なお、図１５では、光の経路を視認しやすいように、発光部１２ａを有する光素子１１と基板１との隙間が誇張して大きく図示されているが、実際には、この隙間は微小なものであり、大きなクロストークは発生しない。以下、図１６〜１７についても同様である。
【００９６】
さらに、本発明のさらに他の実施形態として、図１６に示される光モジュールは、図１５に示されるように酸化膜層３４が基板１の表面に形成された構造において、上向きに突出した遮蔽部３０の表面の酸化膜層３４が部分的に除去されることによって、除去部分３２が形成されている。この構成によれば、発光部１２ａを有する光素子１１とクラッド部１８との間を多重反射する漏洩光ｄが発生した場合、この漏洩光ｄを酸化膜層３４の除去部分３２から第１基板１に吸収させることができる。
【００９７】
さらに、本発明のさらに他の実施形態として、図１７に示される光モジュールでは、第１基板１の上向きに突出した遮蔽部３０の表面に、この遮蔽部３０に沿った光吸収体３５が配置されている。光吸収体３５としては、例えば不透光性のアクリル若しくはエポキシ樹脂が用いられる。この構成によれば、発光部１２ａを有する光素子１１とクラッド部１８との間を多重反射する漏洩光ｄが発生した場合、この漏洩光ｄを光吸収体３５によって吸収させて光の漏洩を遮断することができる。
【００９８】
また光素子１１は一体アレイ状のものに限らず、発光素子１２ａがそれぞれ分離したものでもよいし、発光素子１２ａと受光素子１２ｂを併載したものでもよい。さらに複数のミラー部１５は必ずしも同一線上に配置する必要はなく、例えば、第一溝１ａおよび内部導波路１６の長さを隣接するチャンネルと異なるようにし、ミラー部１５および発光素子１２ａまたは１２ｂをオフセットして配置することで、クロストーク抑制効果をさらに向上できる。
【００９９】
又、上記実施形態では、第１基板の第２溝の底面は、平面状に形成されたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば図１８（ａ）に示すように、第１基板１００の第２溝１００ｂの底面１００ｆは、湾曲状のものとされ、そして、この湾曲状の底面１００ｆの幅方向の両端夫々から傾斜面１００ｅが斜め上方側に向かって形成されたものでもよい。
【０１００】
又、上記実施形態では、第１基板の第２溝の底面と傾斜面とは、互いに直接接続しものであったが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば図１８（ｂ）に示すように、傾斜面２００ｅと底面２００ｆとは、接続部２００ｉを介して間接的に接続される形態のものでもよい。
【０１０１】
詳しくは、第１基板２００の第２溝２００ｂは、その底面２００ｆの幅方向の両端夫々から鉛直方向に延ばされた接続部２００ｉを備えたものとし、そして、傾斜面２００ｅは、夫々、それらの接続部２００ｉ夫々から、斜め上方側に向かって形成されたものとする。尚、第３溝についても、上記第２溝と同様に、底面は、湾曲状のものとし、又、底面と傾斜面とを、接続部を介して間接的に接続されるものでもよく、適宜変更できる。
【０１０２】
さらに、上記実施形態では、コネクタ７は、第２基板６の裏面（下面）に取付けられたが、この形態のものに限らず、例えば図１９（ａ）に示すように、コネクタ１０７を、第２基板６の表面（上面）に配設することも可能であり、適宜変更できる。
【０１０３】
又、コネクタ７に代え、第２基板６の表面に電気端子２０７を配設したものとしてもよい。そして、例えば第２基板６の端部に係脱自在に嵌合する他のコネクタ２０７ａに、その電気端子２０７と接続する電気端子２０７ｂを設け、上記他のコネクタ２０７ａを第２基板６に嵌合させる。これにより、電気端子２０７を他のコネクタ２０７ａの電気端子２０７ｂに接続できるようにしてもよい。
【０１０４】
以上のように、本実施形態の光モジュールは、表面において、少なくとも１本の第１溝と前記第１溝よりも深い第２溝とが連続して形成された基板と、この基板の第１溝内に設けられた内部導波路と、第１溝の先端部に設けら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出射し、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、前記第２溝内に設置されたクラッド部および内部導波路のコア部と光学的に接続されるファイバーコア部を有する光ファイバーを備え、前記第２溝は、所定の幅で形成された底面と、前記底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記ファイバークラッド部の外周を支持した傾斜面とを備えていることを特徴とするものである。
【０１０５】
これによれば、基板の第１溝にコア部を有する内部導波路を設け、基板の第２溝内に設置した光ファイバーのファイバーコア部を内部導波路のコア部と光学的に接続するようにしている。そして、光素子が発光素子である場合においてミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を出射し、光素子が受光素子である場合において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。
【０１０６】
このように、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間に内部導波路を介在させているから、発光素子から出射された光束、および光ファイバーのファイバーコア部から出射された光束のいずれも広がらない。したがって、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスが何れの方向においてもほとんど無くなるため、光結合効率が向上する。
【０１０７】
例えば光素子の発光面が基板側にあるフリップチップ実装では、光素子の真下に光ファイバを近づけることが望ましいが、ファイバ外径の寸法によっては光素子の下に近づけ難い。また、溝を深くすると光素子との距離が長くなる。このような場合でも、上記のように内部導波路を介在させているから、光ファイバーのファイバーコア部の先端とミラー部との間の光信号の伝搬ロスをほとんど無くすことが可能になり、光結合効率を向上できる。
【０１０８】
又、第２溝は底面を備えたものとされているため、断面Ｖ字形状のように溝を深くして傾斜面を長くせずに済み、例えば第２溝をエッチングにより形成する場合には、上記断面Ｖ字形状のものに比べて容易に短時間で形成できる。
【０１０９】
また、前記内部導波路のコア部は、光素子が発光素子である場合において、ミラー部から光ファイバーのファイバーコア部との接続端部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０１１０】
これによれば、光素子が発光素子のときは、内部導波路のコア部を先細りとすることで、発光素子から出射された光束が収束されるようになる。したがって、光結合効率がより向上する。
【０１１１】
また、前記内部導波路のコア部は、光素子が受光素子である場合において、光ファイバーのファイバーコア部との接続端部からミラー部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有する構成とすることができる。
【０１１２】
これによれば、光素子が受光素子のときは、内部導波路のコア部を後細りとすることで、光ファイバーのファイバーコア部から出射された光束が収束されるようになる。したがって、光結合効率がより向上する。
【０１１３】
また、前記内部導波路のコア部の幅は、第１溝の上端の幅よりも狭い構成とすることができる。
【０１１４】
これによれば、内部導波路のコア部の幅が第１溝の上端の幅と同じである場合には、光素子からの光束がコア部で幅方向に広がって、光束の一部が光ファイバーのファイバーコア部に至らないおそれがある。そこで、コア部の幅を第１溝の上端の幅よりも狭く、好ましくは、ファイバーコア部の幅と略同幅とすることで、光束のほぼ全部を光ファイバーのファイバーコア部に至らせることができるので、光結合効率が向上する。
【０１１５】
また、前記第１溝は断面形状が略台形状で、第１溝の底面は内部導波路のコア部よりも幅が広い構成とすることができる。
【０１１６】
これによれば、第１溝の底面を内部導波路のコア部よりも広い幅にしたから、コア部の成形時に、内部導波路のコア部をパターニング（光硬化）する際、底面での不要な反射がなくなるので、高精度なコア形状を得ることができる。因みに、特許文献１に示されるようなＶ溝であると、光が反射してパターニング精度が著しく低下する懸念がある。
【０１１７】
また、前記基板の表面に、第２溝に連続して、第２溝よりも深い第３溝が形成され、前記第３溝は、所定の幅で形成された底面と、前記第３溝の底面の幅方向の両端の夫々と接続され前記光ファイバーの被覆部の外周を支持した傾斜面とを備えている構成とすることができる。
【０１１８】
これによれば、光ファイバーの被覆部も第１基板の第３溝に設置できるから、ファイバークラッド部の被覆部との境界部分に光ファイバーからの応力が集中するのを防止することができる。
【０１１９】
又、第３溝は底面を備えたものとされているため、断面Ｖ字形状のように溝を深くして傾斜面を長くせずに済み、例えば第３溝をエッチングにより形成する場合には、上記断面Ｖ字形状のものに比べて容易に短時間で形成できる。
【０１２０】
また、前記基板は、この基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、この別基板に、前記光ファイバーの被覆部が固定されている構成とすることができる。
【０１２１】
これによれば、光ファイバーの被覆部を別基板に設置して固定できるから、光ファイバーの固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバーに曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。
【０１２２】
また、前記基板は、この基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記光ファイバーの被覆部の外周に被覆体が固定されて、前記別基板に、前記被覆体が固定されている構成とすることができる。
【０１２３】
これによれば、被覆体を別基板に設置して固定できるから、光ファイバーの固定強度が向上する。また、モジュール外部から光ファイバーに曲げ力や引っ張り力が作用しても、内部導波路との光結合部に影響しないために、光結合効率が低下しなくなる。加えて、光ファイバーの自重による撓みを被覆体の厚みで抑制して、光ファイバーを各基板に平行状態で固定できる。それによって、内部導波路との光結合部に応力が発生しにくいので、光結合効率が低下しにくくなる。
【０１２４】
また、複数の前記第１溝の各々は、互いに分離して前記基板に配置されている構成とすることができる。
【０１２５】
これによれば、複数の第１溝１ａが互いに分離された状態で配置されているので、第１溝１ａの各々を通る光信号が漏れて隣接する第１溝１ａを通る光信号へ影響を与える現象、いわゆるクロストークの発生を抑えることが可能である。また、それによって、各々の第１溝１ａにおける光結合効率が高くなる。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 第１基板
１ａ 第１溝
１ｂ、１００ｂ 第２溝
１ｃ 第３溝
１ｅ、１００ｅ 第２溝の傾斜面
１ｆ、１００ｆ 第２溝の底面
２ 光ファイバー
６ 第２基板（別基板）
１２ａ 発光素子（光素子）
１２ｂ 受光素子（光素子）
１５ ミラー部
１６ 内部導波路
１７ コア部
１８ クラッド部
２１ ファイバーコア部
２２ ファイバークラッド部
２３ 被覆部
２５ 被覆体
Ｗ１〜Ｗ３ 幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面において、少なくとも１本の第１溝と前記第１溝よりも深い第２溝とが連続して形成された基板と、
前記基板の第１溝内に設けられた内部導波路と、
前記第１溝の先端部に設けられた光路変換用のミラー部と、
前記ミラー部と対向するように前記基板の前記表面に実装され、前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部に光信号を出射し、若しくは前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部からの光信号を受光する光素子と、
前記第２溝内に設置されたファイバークラッド部および前記内部導波路の前記コア部と光学的に接続されるファイバーコア部を有する光ファイバーとを備え、
前記第２溝は、所定の幅で形成された底面と、前記底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記ファイバークラッド部の外周を支持した傾斜面とを備えていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が発光素子である場合において、前記ミラー部から前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有す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】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が受光素子である場合において、前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部から前記ミラー部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有す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４】
前記内部導波路の前記コア部の幅は、前記第１溝の上端の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記第１溝は断面形状が略台形状であり、前記第１溝の底面は前記内部導波路の前記コア部よりも幅が広い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】
前記基板の前記表面に、前記第２溝に連続して、前記第２溝よりも深い第３溝が形成され、
前記第３溝は、所定の幅で形成された底面と、前記第３溝の底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記光ファイバーの被覆部の外周を支持した傾斜面とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの被覆部が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの前記被覆部が固定されていることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記光ファイバーの被覆部の外周に被覆体が固定されて、前記別基板に、前記被覆体が固定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１０】
複数の前記第１溝の各々は、互いに分離して前記基板に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１】
表面において、少なくとも１本の第１溝と前記第１溝よりも深い第２溝とが連続して形成された基板と、
前記基板の第１溝内に設けられた内部導波路と、
前記第１溝の先端部に設けられた光路変換用のミラー部と、
前記ミラー部と対向するように前記基板の前記表面に実装され、前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部に光信号を出射し、若しくは前記ミラー部を介して前記内部導波路の前記コア部からの光信号を受光する光素子と、
前記第２溝内に設置されたファイバークラッド部および前記内部導波路の前記コア部と光学的に接続されるファイバーコア部を有する光ファイバーとを備え、
前記第２溝は、所定の幅で形成された底面と、前記底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記ファイバークラッド部の外周を支持した傾斜面とを備えていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が発光素子である場合において、前記ミラー部から前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有す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】
前記内部導波路の前記コア部は、前記光素子が受光素子である場合において、前記光ファイバーの前記ファイバーコア部との接続端部から前記ミラー部に向かって、前記コア部の幅が徐々に細くなるような斜面を有す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４】
前記内部導波路の前記コア部の幅は、前記第１溝の上端の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記第１溝は断面形状が略台形状であり、前記第１溝の底面は前記内部導波路の前記コア部よりも幅が広い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】
前記基板の前記表面に、前記第２溝に連続して、前記第２溝よりも深い第３溝が形成され、
前記第３溝は、所定の幅で形成された底面と、前記第３溝の底面の幅方向の両端の夫々に接続し前記光ファイバーの被覆部の外周を支持した傾斜面とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの被覆部が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記別基板に、前記光ファイバーの前記被覆部が固定されていることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記基板は、前記基板よりもサイズが大きい別基板に設置され、前記光ファイバーの被覆部の外周に被覆体が固定されて、前記別基板に、前記被覆体が固定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１０】
複数の前記第１溝の各々は、互いに分離して前記基板に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項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１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−５７７２０（Ｐ２０１３−５７７２０Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４７６６（Ｐ２０１１−１９４７６６）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【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３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【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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