JPH0511129A - 光結合器及びその製造方法並びに光結合構造 - Google Patents
光結合器及びその製造方法並びに光結合構造Info
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- JPH0511129A JPH0511129A JP27388191A JP27388191A JPH0511129A JP H0511129 A JPH0511129 A JP H0511129A JP 27388191 A JP27388191 A JP 27388191A JP 27388191 A JP27388191 A JP 27388191A JP H0511129 A JPH0511129 A JP H0511129A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路と受光素子、発光素子との光結合構
造において、ミラー面形成或いはグレーティング形成を
省いて簡便に作製することを目的とする。 【構成】 誘電体基板７上に形成された光導波路６に誘
電体を局所的に２段に積み重ねて光結合素子４を構成
し、この光結合素子４と受光素子１とを光学的に接続す
ることで、光結合構造とした。これによれば、ミラー面
形成又はグレーティング形成を省いて製作効率を格段に
向上させることができる。
造において、ミラー面形成或いはグレーティング形成を
省いて簡便に作製することを目的とする。 【構成】 誘電体基板７上に形成された光導波路６に誘
電体を局所的に２段に積み重ねて光結合素子４を構成
し、この光結合素子４と受光素子１とを光学的に接続す
ることで、光結合構造とした。これによれば、ミラー面
形成又はグレーティング形成を省いて製作効率を格段に
向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光結合器及びその製造方
法並びに光結合構造に関する。
法並びに光結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術に係る光導波路と面受光素子と
の結合器としては、例えば、L. R. Harriott, R. E. Sc
otti, K. D. Cummings, and A. F. Ambrose,“Micromac
hiningof optical structure with focused ion beam
s”, J. Vac. Sci. Technol, B5(1), 207-210, (1987)
に記載されるミラー型、及びG. Hatakoshi, H. Fujima,
and K. Goto, 4th Topical Meeting on Graded-index
Optical ImagingSystems,FS, Kobe, Japan, July 4-5(1
983) に記載されるグレーティング型のものが提案され
ている。
の結合器としては、例えば、L. R. Harriott, R. E. Sc
otti, K. D. Cummings, and A. F. Ambrose,“Micromac
hiningof optical structure with focused ion beam
s”, J. Vac. Sci. Technol, B5(1), 207-210, (1987)
に記載されるミラー型、及びG. Hatakoshi, H. Fujima,
and K. Goto, 4th Topical Meeting on Graded-index
Optical ImagingSystems,FS, Kobe, Japan, July 4-5(1
983) に記載されるグレーティング型のものが提案され
ている。
【０００３】図８にミラー型の光結合器を示す。図中、
２１は面受光素子、２２は受光面、２３はミラー面、２
４は電極、２５は光導波路、２６は誘電体基板である。
かかる光結合器において光導波路２５と面受光素子２１
との光結合形態は光導波路２５中を伝搬してきた光ａが
ミラー面２３により全反射し、光路が９０度曲げられて
面受光素子２１と光結合する。
２１は面受光素子、２２は受光面、２３はミラー面、２
４は電極、２５は光導波路、２６は誘電体基板である。
かかる光結合器において光導波路２５と面受光素子２１
との光結合形態は光導波路２５中を伝搬してきた光ａが
ミラー面２３により全反射し、光路が９０度曲げられて
面受光素子２１と光結合する。
【０００４】上記光結合器における反射面の製作方法の
一例を図９に示す。図中、２３はミラー面、２７は集束
イオンビームである。その製作方法は図中矢印の方向に
従って集束イオンビーム２７を走査し、順次ビームの走
査領域を深さ方向に変化させて加工を行い、斜めのミラ
ー面２３を得るものである。
一例を図９に示す。図中、２３はミラー面、２７は集束
イオンビームである。その製作方法は図中矢印の方向に
従って集束イオンビーム２７を走査し、順次ビームの走
査領域を深さ方向に変化させて加工を行い、斜めのミラ
ー面２３を得るものである。
【０００５】図１０はグレーティングによる受光素子と
光導波路との光結合器を示す。図中、３１は面受光素
子、３２は受光面、３３は電極、３４はグレーティン
グ、３５は光導波路、３６は誘電体基板である。かかる
光結合器においては、導波路伝搬光が光導波路３５の上
面に形成された光波長オーダの周期溝であるグレーティ
ング３４により位相変調を受け、放射モードと結合して
空間に光が放射され、面受光素子３１と光結合する。
光導波路との光結合器を示す。図中、３１は面受光素
子、３２は受光面、３３は電極、３４はグレーティン
グ、３５は光導波路、３６は誘電体基板である。かかる
光結合器においては、導波路伝搬光が光導波路３５の上
面に形成された光波長オーダの周期溝であるグレーティ
ング３４により位相変調を受け、放射モードと結合して
空間に光が放射され、面受光素子３１と光結合する。
【０００６】図１１にグレーティングの製作法の一例を
示す。図中、３５は光導波路、３７は電子ビーム、３４
はグレーティングである。かかる方法によれば、グレー
ティング３４には光波長オーダの微細な周期が要求さ
れ、図に示すように、一般に電子線描画法を用いて、各
グレーティング３４毎に個別に製作する必要がある。
示す。図中、３５は光導波路、３７は電子ビーム、３４
はグレーティングである。かかる方法によれば、グレー
ティング３４には光波長オーダの微細な周期が要求さ
れ、図に示すように、一般に電子線描画法を用いて、各
グレーティング３４毎に個別に製作する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
ミラー型の光結合器は、ミラー面２３毎に個別に、また
グレーティング型の光結合器は各グレーティング３４毎
に個別に製作する必要があり、何れも製作効率が悪いと
いう問題がある。
ミラー型の光結合器は、ミラー面２３毎に個別に、また
グレーティング型の光結合器は各グレーティング３４毎
に個別に製作する必要があり、何れも製作効率が悪いと
いう問題がある。
【０００８】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、光導波路上に局所的に誘電体よりなる光結
合器を設けることにより、製作効率の良い光結合器を提
供することを目的とするものである。
ものであり、光導波路上に局所的に誘電体よりなる光結
合器を設けることにより、製作効率の良い光結合器を提
供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、
明の構成は、
【００１０】誘電体基板表面に該基板の屈折率と異なる
屈折率の第１の誘電体膜を成膜してパタニングすること
により光導波路を形成すると共に該光導波路上に第２の
誘電体膜を光結合素子として局所的に形成して２段構造
としたこと、
屈折率の第１の誘電体膜を成膜してパタニングすること
により光導波路を形成すると共に該光導波路上に第２の
誘電体膜を光結合素子として局所的に形成して２段構造
としたこと、
【００１１】誘電体基板上に該基板と屈折率の異なる第
１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に光
導波路と該光導波路中の光結合素子を形成する部分が欠
落したパタンの第１のエッチングマスクを形成する工程
と、第１のエッチングマスク及びマスク開口部上に第２
の誘電体膜を形成する工程と、第２の誘電体膜上の光結
合素子形成部分に第２のエッチングマスクを形成する工
程と、第１および第２の誘電体膜のエッチングを行い、
第１と第２のエッチングマスクを剥離する工程とを有し
て光導波路上に凸部である光結合素子を形成すること、
１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に光
導波路と該光導波路中の光結合素子を形成する部分が欠
落したパタンの第１のエッチングマスクを形成する工程
と、第１のエッチングマスク及びマスク開口部上に第２
の誘電体膜を形成する工程と、第２の誘電体膜上の光結
合素子形成部分に第２のエッチングマスクを形成する工
程と、第１および第２の誘電体膜のエッチングを行い、
第１と第２のエッチングマスクを剥離する工程とを有し
て光導波路上に凸部である光結合素子を形成すること、
【００１２】誘電体基板上に該基板と屈折率の異なる第
１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に第
２の誘電体膜を形成する工程と、第２の誘電体膜上に光
導波路の形成用の第３のエッチングマスクを形成する工
程と、第１と第２の誘電体膜を前記光導波路の形状にエ
ッチングし、第３のエッチングマスクを剥離する工程
と、前記光導波路を形成した第１と第２の誘電体膜の上
部に第１の感光性樹脂を塗布し、露光・現像を行うこと
により光結合素子の形成部分に開口部を設ける工程と、
開口部に第４のエッチング用マスクを形成し、第１の感
光性樹脂を除去する工程と、前記第１と第２の誘電体膜
のうち、第２の誘電体膜だけをエッチングし、第４のエ
ッチングマスクを除去する工程とを有して光導波路上に
凸部である光結合素子を形成すること、
１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に第
２の誘電体膜を形成する工程と、第２の誘電体膜上に光
導波路の形成用の第３のエッチングマスクを形成する工
程と、第１と第２の誘電体膜を前記光導波路の形状にエ
ッチングし、第３のエッチングマスクを剥離する工程
と、前記光導波路を形成した第１と第２の誘電体膜の上
部に第１の感光性樹脂を塗布し、露光・現像を行うこと
により光結合素子の形成部分に開口部を設ける工程と、
開口部に第４のエッチング用マスクを形成し、第１の感
光性樹脂を除去する工程と、前記第１と第２の誘電体膜
のうち、第２の誘電体膜だけをエッチングし、第４のエ
ッチングマスクを除去する工程とを有して光導波路上に
凸部である光結合素子を形成すること、
【００１３】誘電体基板上に該基板と屈折率の異なる第
１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に光
導波路の形成用の第５のエッチングマスクを形成する工
程と、第１の誘電体膜をエッチングし第５のエッチング
用マスクを剥離する工程と、第１の誘電体膜上に第２の
感光性樹脂を塗布し光結合素子の形成部分を開口する工
程と、開口部に蒸着により誘電体膜を形成し、感光性樹
脂を除去する工程とを有して光導波路上に凸部である光
結合素子を形成すること、
１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に光
導波路の形成用の第５のエッチングマスクを形成する工
程と、第１の誘電体膜をエッチングし第５のエッチング
用マスクを剥離する工程と、第１の誘電体膜上に第２の
感光性樹脂を塗布し光結合素子の形成部分を開口する工
程と、開口部に蒸着により誘電体膜を形成し、感光性樹
脂を除去する工程とを有して光導波路上に凸部である光
結合素子を形成すること、
【００１４】前記光導波路を跨ぐように受光素子を配置
して搭載し、該受光素子のチップ表面にある受光面を前
記光結合器に向け、且つ前記光結合素子のほぼ直上に位
置させて前記光導波路に伝搬する光の一部を前記受光素
子の受光面に受光させること、
して搭載し、該受光素子のチップ表面にある受光面を前
記光結合器に向け、且つ前記光結合素子のほぼ直上に位
置させて前記光導波路に伝搬する光の一部を前記受光素
子の受光面に受光させること、
【００１５】前記光導波路を跨ぐように受光素子を配置
して搭載し、該受光素子のチップ表面にある受光面を前
記光結合器に向け、且つ前記光結合素子の斜め前方に位
置させて前記光導波路に伝搬する光の一部を前記受光素
子の受光面に受光させること、
して搭載し、該受光素子のチップ表面にある受光面を前
記光結合器に向け、且つ前記光結合素子の斜め前方に位
置させて前記光導波路に伝搬する光の一部を前記受光素
子の受光面に受光させること、
【００１６】前記光導波路を跨ぐように発光素子を配置
して搭載し、該発光素子のチップ端面にある発光面を前
記光結合器に向け、且つ前記光結合素子の斜め前方に位
置させて前記発光素子から出射する光を前記光導波路に
入力すること、
して搭載し、該発光素子のチップ端面にある発光面を前
記光結合器に向け、且つ前記光結合素子の斜め前方に位
置させて前記発光素子から出射する光を前記光導波路に
入力すること、
【００１７】前記光結合素子は前記光導波路上に複数形
成され、各光結合素子に対して光結合構造をそれぞれ構
成したことを特徴とする。
成され、各光結合素子に対して光結合構造をそれぞれ構
成したことを特徴とする。
【００１８】
【作用】上記構成の本発明によれば、単に誘電体を積層
する構造であるため、光結合器製作工程においてミラー
面形成又はグレーティング形成を省くことが可能で、単
なる多層化技術により製作可能であるため、製作効率の
良い光結合器が得られる。
する構造であるため、光結合器製作工程においてミラー
面形成又はグレーティング形成を省くことが可能で、単
なる多層化技術により製作可能であるため、製作効率の
良い光結合器が得られる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００２０】図１に本発明の第１の実施例を示す。本実
施例は、面受光素子と組み合わされる光結合器を示すも
のである。
施例は、面受光素子と組み合わされる光結合器を示すも
のである。
【００２１】即ち、本実施例の光結合器は、誘電体基板
７上に、誘電体基板７の屈折率と異なる屈折率を有する
誘電体膜を成膜してパタニングすることにより光導波路
６を形成し、更にこの光導波路６上に、この光導波路６
の屈折率と異なるか、或いは等しい屈折率を有する誘電
体を一か所に積層して２段構造とすることで光結合素子
４を形成して構成されている。
７上に、誘電体基板７の屈折率と異なる屈折率を有する
誘電体膜を成膜してパタニングすることにより光導波路
６を形成し、更にこの光導波路６上に、この光導波路６
の屈折率と異なるか、或いは等しい屈折率を有する誘電
体を一か所に積層して２段構造とすることで光結合素子
４を形成して構成されている。
【００２２】更に、このような光結合器に組み合わされ
る面受光素子１は、前記光導波路６を跨ぐように誘電体
基板７上に、微小位置決め可能なはんだバンプ５を介し
て搭載されている。面受光素子１は、受光面２をチップ
表面に有する受光素子であり、この受光面２は、光結合
器側、つまり、図中下方を向いており、光結合素子４の
ほぼ直上に位置している。
る面受光素子１は、前記光導波路６を跨ぐように誘電体
基板７上に、微小位置決め可能なはんだバンプ５を介し
て搭載されている。面受光素子１は、受光面２をチップ
表面に有する受光素子であり、この受光面２は、光結合
器側、つまり、図中下方を向いており、光結合素子４の
ほぼ直上に位置している。
【００２３】従って、光導波路６を伝搬する信号光ａが
光結合素子４に到達すると、光結合素子４と光導波路６
との間の電磁波の干渉効果により、その信号光ａのパワ
ーの一部である信号光ｂが光結合素子４に移行する。光
パワーの移行は光結合素子４と光導波路６との間の電磁
波の干渉効果を利用したものである為、その光パワー移
行量を、光結合素子４の屈折率、厚み及び長さを変える
ことにより、制御可能である。
光結合素子４に到達すると、光結合素子４と光導波路６
との間の電磁波の干渉効果により、その信号光ａのパワ
ーの一部である信号光ｂが光結合素子４に移行する。光
パワーの移行は光結合素子４と光導波路６との間の電磁
波の干渉効果を利用したものである為、その光パワー移
行量を、光結合素子４の屈折率、厚み及び長さを変える
ことにより、制御可能である。
【００２４】光結合素子４に移行した信号光ｂは、光結
合素子４の端面から空気中に出射し、出射光は、空気と
光結合素子４との屈折率差から上方に屈折する。そし
て、この出射光は、はんだバンプ５で搭載した面受光素
子１の受光面２に受光スポット３を形成し、信号光ｂは
面受光素子１に伝送される。
合素子４の端面から空気中に出射し、出射光は、空気と
光結合素子４との屈折率差から上方に屈折する。そし
て、この出射光は、はんだバンプ５で搭載した面受光素
子１の受光面２に受光スポット３を形成し、信号光ｂは
面受光素子１に伝送される。
【００２５】このように、本実施例の光結合構造は、光
結合素子４を設けて、光導波路６を伝送中の光パワーを
空気中に取り出し、面受光素子１に光結合させることが
できる。また、本実施例の光結合構造は、従来の光結合
構造に比較し、製作簡便な構成である。
結合素子４を設けて、光導波路６を伝送中の光パワーを
空気中に取り出し、面受光素子１に光結合させることが
できる。また、本実施例の光結合構造は、従来の光結合
構造に比較し、製作簡便な構成である。
【００２６】かかる２段構造の光結合構造は、例えば次
の製造方法により製造される。
の製造方法により製造される。
【００２７】図２は、リフトオフ法を応用した製造方法
である本発明の第２の実施例を示す説明図である。同図
に示すように、本実施例では光導波路層６ａ、光結合層
４ａ、光導波路層製作用のエッチングマスク８ａ、光結
合層製作用のエッチングマスク８ｂ及び誘電体基板７か
ら構成される。まず、誘電体基板７上に光導波路層６ａ
をコーティングし、光導波路層６ａを形成する（図２
（ａ））。次に、リフトオフ法により光導波路層６ａ上
にＴｉの光導波路層製作用のエッチングマスク８ａを形
成する（図２（ｂ））。この後、光導波路層製作用のエ
ッチングマスク８ａ上に別の透明誘電体である光結合素
子４となる光結合層４ａを形成する（図２（ｃ））。さ
らに、この上部に光結合層用のエッチングマスク８ｂを
リフトオフ法により、光導波路層製作用のエッチングマ
スク８ａの開口部に形成する（図２（ｄ））。最後に、
これを反応性イオンエッチング法によりエッチングを行
い、光導波路層６ａ上面の１部に誘電体が設置された光
結合器を形成する（図２（ｅ））。このように、上記工
程により前記光結合器は、多数個一括して製作可能とな
る。
である本発明の第２の実施例を示す説明図である。同図
に示すように、本実施例では光導波路層６ａ、光結合層
４ａ、光導波路層製作用のエッチングマスク８ａ、光結
合層製作用のエッチングマスク８ｂ及び誘電体基板７か
ら構成される。まず、誘電体基板７上に光導波路層６ａ
をコーティングし、光導波路層６ａを形成する（図２
（ａ））。次に、リフトオフ法により光導波路層６ａ上
にＴｉの光導波路層製作用のエッチングマスク８ａを形
成する（図２（ｂ））。この後、光導波路層製作用のエ
ッチングマスク８ａ上に別の透明誘電体である光結合素
子４となる光結合層４ａを形成する（図２（ｃ））。さ
らに、この上部に光結合層用のエッチングマスク８ｂを
リフトオフ法により、光導波路層製作用のエッチングマ
スク８ａの開口部に形成する（図２（ｄ））。最後に、
これを反応性イオンエッチング法によりエッチングを行
い、光導波路層６ａ上面の１部に誘電体が設置された光
結合器を形成する（図２（ｅ））。このように、上記工
程により前記光結合器は、多数個一括して製作可能とな
る。
【００２８】図３は２段構造光結合器の製作方法である
本発明の第３の実施例を説明する図である。本実施例で
は光導波路層６ｂ、光結合層４ｂ、感光性樹脂９、光導
波路層製作用のエッチングマスク８ｃ、光導波路層製作
用のエッチングマスク８ｄ及び誘電体基板７から構成さ
れる。まず、誘電体基板７上に光導波路層６ｂを形成す
る（図３（ａ））。次に、光導波路層６ｂ上部に光結合
層４ｂを形成する（図３（ｂ））。さらに、この上部に
感光性樹脂９を回転・塗布し、光導波路パタンの露光・
現像を行う（図３（ｃ））。その後、感光性樹脂９の開
口部にＴｉの光導波路層用のエッチングマスク８ｃをリ
フトオフ法により形成する（図３（ｄ））。これを反応
性イオンエッチング法により、誘電体基板７の面までエ
ッチングを行う（図３（ｅ））。次に、再び感光性樹脂
９を回転・塗布し、今度は光結合層パタンの露光・現像
を行い、レジスタに開口部を設ける（図３（ｆ））。再
度、リフトオフ法によりＴｉの光結合層用のエッチング
マスク８ｄを形成する。最後に有機溶剤により、レジス
トを除去した後、反応性イオンエッチング法により、マ
スクの無い光結合層４ｂのみをエッチングする。このよ
うに、上記工程により前記光結合器は多数一括して製作
可能となる。
本発明の第３の実施例を説明する図である。本実施例で
は光導波路層６ｂ、光結合層４ｂ、感光性樹脂９、光導
波路層製作用のエッチングマスク８ｃ、光導波路層製作
用のエッチングマスク８ｄ及び誘電体基板７から構成さ
れる。まず、誘電体基板７上に光導波路層６ｂを形成す
る（図３（ａ））。次に、光導波路層６ｂ上部に光結合
層４ｂを形成する（図３（ｂ））。さらに、この上部に
感光性樹脂９を回転・塗布し、光導波路パタンの露光・
現像を行う（図３（ｃ））。その後、感光性樹脂９の開
口部にＴｉの光導波路層用のエッチングマスク８ｃをリ
フトオフ法により形成する（図３（ｄ））。これを反応
性イオンエッチング法により、誘電体基板７の面までエ
ッチングを行う（図３（ｅ））。次に、再び感光性樹脂
９を回転・塗布し、今度は光結合層パタンの露光・現像
を行い、レジスタに開口部を設ける（図３（ｆ））。再
度、リフトオフ法によりＴｉの光結合層用のエッチング
マスク８ｄを形成する。最後に有機溶剤により、レジス
トを除去した後、反応性イオンエッチング法により、マ
スクの無い光結合層４ｂのみをエッチングする。このよ
うに、上記工程により前記光結合器は多数一括して製作
可能となる。
【００２９】前記光結合器は光結合層に適当な屈折率を
選定することにより、光導波路の厚みと比較し充分に薄
い光結合層でも光導波路から光結合層へパワー移行がで
きる。
選定することにより、光導波路の厚みと比較し充分に薄
い光結合層でも光導波路から光結合層へパワー移行がで
きる。
【００３０】図４は２段構造光結合器の厚さが薄い場合
に用いられる光結合器の製作方法である本発明の第４の
実施例を示す説明図である。本実施例は、光導波路層６
ｃ、誘電体基板７、光導波路形成用のエッチングマスク
８ｅ、感光性樹脂９、光結合層４ｃから構成される。ま
ず、誘電体基板７上に、光導波路層６ｃを形成する（図
４（ａ））。次に前記光導波路層６ｃ上にリフトオフ法
により、Ｔｉによる光導波路形成用のエッチングマスク
８ｅを形成する（図４（ｂ））。さらに、酸素プラズマ
による反応性イオンエッチングを行い、Ｔｉ光導波路形
成用のエッチングマスク８ｅを除去し、光導波路層６ｃ
を形成する（図４（ｃ））。形成した光導波路層６ｃ上
に感光性樹脂９を回転塗布し、光結合器製作箇所に露光
・現像を行い、感光性樹脂９に開口部を設ける（図４
（ｄ））。さらに、これにＩｎＰ等の透明誘電体である
光結合層４ｃを真空蒸着の後、有機溶剤で感光性樹脂９
を除去する（図４（ｅ））。上記工程により前記光結合
器は多数一括して製作可能となる。
に用いられる光結合器の製作方法である本発明の第４の
実施例を示す説明図である。本実施例は、光導波路層６
ｃ、誘電体基板７、光導波路形成用のエッチングマスク
８ｅ、感光性樹脂９、光結合層４ｃから構成される。ま
ず、誘電体基板７上に、光導波路層６ｃを形成する（図
４（ａ））。次に前記光導波路層６ｃ上にリフトオフ法
により、Ｔｉによる光導波路形成用のエッチングマスク
８ｅを形成する（図４（ｂ））。さらに、酸素プラズマ
による反応性イオンエッチングを行い、Ｔｉ光導波路形
成用のエッチングマスク８ｅを除去し、光導波路層６ｃ
を形成する（図４（ｃ））。形成した光導波路層６ｃ上
に感光性樹脂９を回転塗布し、光結合器製作箇所に露光
・現像を行い、感光性樹脂９に開口部を設ける（図４
（ｄ））。さらに、これにＩｎＰ等の透明誘電体である
光結合層４ｃを真空蒸着の後、有機溶剤で感光性樹脂９
を除去する（図４（ｅ））。上記工程により前記光結合
器は多数一括して製作可能となる。
【００３１】次に、本発明の第５の実施例である光結合
構造について、図５を参照して説明する。本実施例は、
端面発光素子１０と組み合わせた光結合構造を示すもの
である。
構造について、図５を参照して説明する。本実施例は、
端面発光素子１０と組み合わせた光結合構造を示すもの
である。
【００３２】即ち、本実施例の光結合器は、誘電体基板
７上に、誘電体基板７の屈折率と異なる屈折率を有する
誘電体膜を成膜してパタニングすることにより光導波路
６を形成し、更にこの光導波路６上に、この光導波路６
の屈折率と異なるか、或いは等しい屈折率を有する誘電
体を一箇所に積層して光結合素子４を形成して構成され
ている。
７上に、誘電体基板７の屈折率と異なる屈折率を有する
誘電体膜を成膜してパタニングすることにより光導波路
６を形成し、更にこの光導波路６上に、この光導波路６
の屈折率と異なるか、或いは等しい屈折率を有する誘電
体を一箇所に積層して光結合素子４を形成して構成され
ている。
【００３３】更に、このような光結合器に組み合わされ
る端面発光素子１０は、前記光導波路６を跨ぐように誘
電体基板７上に、微小位置決め可能なはんだバンプ５を
介して搭載されている。端面発光素子１０は、発光部１
０ａをチップ端面に有する発光素子であり、光結合器に
対して平行、つまり、図中横方向を向いており、光結合
素子４のほぼ前方に位置している。
る端面発光素子１０は、前記光導波路６を跨ぐように誘
電体基板７上に、微小位置決め可能なはんだバンプ５を
介して搭載されている。端面発光素子１０は、発光部１
０ａをチップ端面に有する発光素子であり、光結合器に
対して平行、つまり、図中横方向を向いており、光結合
素子４のほぼ前方に位置している。
【００３４】従って、端面発光素子１０の発光部１０ａ
から出射した光は光結合素子４内に入射し、続いて誘電
体基板７と光導波路６と光結合素子４と空気からなる４
層光導波路の偶モードと奇モードの電磁波の干渉効果に
より、光結合素子４に入射した光パワーが光導波路６に
移行する。
から出射した光は光結合素子４内に入射し、続いて誘電
体基板７と光導波路６と光結合素子４と空気からなる４
層光導波路の偶モードと奇モードの電磁波の干渉効果に
より、光結合素子４に入射した光パワーが光導波路６に
移行する。
【００３５】このような本実施例の光結合構造において
は、端面に発光部１０ａを有する端面発光素子１０と光
結合素子４との光結合が可能である。
は、端面に発光部１０ａを有する端面発光素子１０と光
結合素子４との光結合が可能である。
【００３６】尚、本実施例では、端面発光素子１０と光
結合素子４との光結合構造について説明したが、端面受
光素子と光導波路との光結合構造であっても適用可能で
ある。
結合素子４との光結合構造について説明したが、端面受
光素子と光導波路との光結合構造であっても適用可能で
ある。
【００３７】図６は、本発明の第６の実施例に関するも
のである。本実施例は、２個の光結合素子４を使用する
光結合構造である。
のである。本実施例は、２個の光結合素子４を使用する
光結合構造である。
【００３８】即ち、本実施例の光結合器は、誘電体基板
７上に、誘電体基板７の屈折率と異なる屈折率を有する
誘電体膜を成膜してパタニングすることにより光導波路
６を形成し、更に、この光導波路６上に、この光導波路
６の屈折率と異なるか、或いは等しい屈折率を有する誘
電体を二箇所に積層して光結合素子４を形成することに
より、構成されている。
７上に、誘電体基板７の屈折率と異なる屈折率を有する
誘電体膜を成膜してパタニングすることにより光導波路
６を形成し、更に、この光導波路６上に、この光導波路
６の屈折率と異なるか、或いは等しい屈折率を有する誘
電体を二箇所に積層して光結合素子４を形成することに
より、構成されている。
【００３９】更に、このような光結合器に組み合わされ
る二つの面受光素子１は、前記光導波路６を跨ぐように
誘電体基板７上に、微小位置決め可能なはんだバンプ５
を介して搭載されて、各面受光素子１の受光面２ａ，２
ｂは、光結合素子４のほぼ直上に位置している。
る二つの面受光素子１は、前記光導波路６を跨ぐように
誘電体基板７上に、微小位置決め可能なはんだバンプ５
を介して搭載されて、各面受光素子１の受光面２ａ，２
ｂは、光結合素子４のほぼ直上に位置している。
【００４０】従って、光導波路６中を伝搬する光信号
が、最初（図中右側）の光結合素子４に到ると、この光
結合素子４で、信号光パワーの一部が取り出され、受光
面２ａに光結合する。更に、光導波路６中に残存する信
号光は、次の（図中左側）光結合素子４まで信号伝達さ
れると、この光結合素子４でも最初の光結合素子４と同
様に信号光が取り出され、受光面２ｂと光結合する。
が、最初（図中右側）の光結合素子４に到ると、この光
結合素子４で、信号光パワーの一部が取り出され、受光
面２ａに光結合する。更に、光導波路６中に残存する信
号光は、次の（図中左側）光結合素子４まで信号伝達さ
れると、この光結合素子４でも最初の光結合素子４と同
様に信号光が取り出され、受光面２ｂと光結合する。
【００４１】従って、本実施例の光結合素子４を１本の
光導波路６上に多数個搭載することにより、光バス接続
が構成可能となる。
光導波路６上に多数個搭載することにより、光バス接続
が構成可能となる。
【００４２】図７は、本発明の第７の実施例を示すもの
である。本実施例は、光導波路６を３層構造としたもの
でる。
である。本実施例は、光導波路６を３層構造としたもの
でる。
【００４３】即ち、光導波路６は、誘電体基板７上にコ
ア６ｄ、上部クラッド６ｅを順に積層したものであり、
その他の構成は前述した第１の実施例と同様である。
ア６ｄ、上部クラッド６ｅを順に積層したものであり、
その他の構成は前述した第１の実施例と同様である。
【００４４】従って、本実施例の動作は、基本的には前
述した第１の実施例と同様であり、光導波路６中を伝搬
してきた光パワーＰt が光結合素子４に到ると、その光
結合素子４でその一部が吸収され、吸収された光パワー
Ｐr は、空気中に斜め方向に取り出され、面受光素子１
と光結合する。光結合素子４に吸収されなかった光パワ
ーＰb は光導波路６中をそのまま伝搬する。
述した第１の実施例と同様であり、光導波路６中を伝搬
してきた光パワーＰt が光結合素子４に到ると、その光
結合素子４でその一部が吸収され、吸収された光パワー
Ｐr は、空気中に斜め方向に取り出され、面受光素子１
と光結合する。光結合素子４に吸収されなかった光パワ
ーＰb は光導波路６中をそのまま伝搬する。
【００４５】本実施例では、面受光素子１と３層構造の
光導波路６との光結合構造について説明したが、第５、
第６の実施例においても光導波路構造を本実施例のよう
にすることも可能である。
光導波路６との光結合構造について説明したが、第５、
第６の実施例においても光導波路構造を本実施例のよう
にすることも可能である。
【００４６】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種
々変更して実施することができるものである。例えば、
前記実施例において、光導波路として、スラブ型の光導
波路又は拡散型の光導波路を使用しても良い。また、前
記実施例中では、空気中を光が伝搬し、受光面と結合す
る構成としているが、光結合器と受光面との間を誘電体
で充填した構造でも良い。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種
々変更して実施することができるものである。例えば、
前記実施例において、光導波路として、スラブ型の光導
波路又は拡散型の光導波路を使用しても良い。また、前
記実施例中では、空気中を光が伝搬し、受光面と結合す
る構成としているが、光結合器と受光面との間を誘電体
で充填した構造でも良い。
【００４７】さらに、製造方法に関する実施例としてリ
フトオフ法による製作法を取り上げたが、マスク形成に
おいてウェットエッチング法を用いた方法でもよい。
フトオフ法による製作法を取り上げたが、マスク形成に
おいてウェットエッチング法を用いた方法でもよい。
【００４８】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は、誘電体基板上に形成された光導波
路に光結合素子を配置するだけで製作できるので、従来
とことなり、ミラー面形成又はグレーティング形成を省
くことができ、製作効率を大幅に向上させることができ
る。
たように、本発明は、誘電体基板上に形成された光導波
路に光結合素子を配置するだけで製作できるので、従来
とことなり、ミラー面形成又はグレーティング形成を省
くことができ、製作効率を大幅に向上させることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例に係る光結合器を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る光結合器の製造方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る光結合器の製造方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る光結合器の製造方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図５】本発明の第５の実施例に係る光結合構造を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図６】本発明の第６の実施例に係る光結合構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】本発明の第７の実施例に係る光結合構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図８】従来のミラー型光結合器を示す断面図である。
【図９】図８の光結合器の製造方法を示す説明図であ
る。
る。
【図１０】従来のグレーティング型光結合器を示す断面
図である。
図である。
【図１１】図１０の光結合器の製造方法を示す説明図で
ある。
ある。
【符号の説明】
１ 面受光素子
２，２ａ，２ｂ 受光面
３ 受光スポット
４ 光結合素子
４ａ，４ｂ，４ｃ 光結合層
５ はんだバンプ
６ 光導波路
６ａ，６ｂ，６ｃ 光導波路層
７ 誘電体基板
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ エッチングマスク
９ 感光性樹脂
１０ 端面発光素子
１０ａ 発光部
Claims (8)
- 【請求項１】 誘電体基板表面に該基板の屈折率と異な
る屈折率の第１の誘電体膜を成膜してパタニングするこ
とにより光導波路を形成すると共に該光導波路上に第２
の誘電体膜を光結合素子として局所的に形成して２段構
造としたことを特徴とする光結合器。 - 【請求項２】 誘電体基板上に該基板と屈折率の異なる
第１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に
光導波路と該光導波路中の光結合素子を形成する部分が
欠落したパタンの第１のエッチングマスクを形成する工
程と、第１のエッチングマスク及びマスク開口部上に第
２の誘電体膜を形成する工程と、第２の誘電体膜上の光
結合素子形成部分に第２のエッチングマスクを形成する
工程と、第１および第２の誘電体膜のエッチングを行
い、第１と第２のエッチングマスクを剥離する工程とを
有して光導波路上に凸部である光結合素子を形成するこ
とを特徴とする光結合器の製造方法。 - 【請求項３】 誘電体基板上に該基板と屈折率の異なる
第１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に
第２の誘電体膜を形成する工程と、第２の誘電体膜上に
光導波路の形成用の第３のエッチングマスクを形成する
工程と、第１と第２の誘電体膜を前記光導波路の形状に
エッチングし、第３のエッチングマスクを剥離する工程
と、前記光導波路を形成した第１と第２の誘電体膜の上
部に第１の感光性樹脂を塗布し、露光・現像を行うこと
により光結合素子の形成部分に開口部を設ける工程と、
開口部に第４のエッチング用マスクを形成し、第１の感
光性樹脂を除去する工程と、前記第１と第２の誘電体膜
のうち、第２の誘電体膜だけをエッチングし、第４のエ
ッチングマスクを除去する工程とを有して光導波路上に
凸部である光結合素子を形成することを特徴とする光結
合器の製造方法。 - 【請求項４】 誘電体基板上に該基板と屈折率の異なる
第１の誘電体膜を形成する工程と、第１の誘電体膜上に
光導波路の形成用の第５のエッチングマスクを形成する
工程と、第１の誘電体膜をエッチングし第５のエッチン
グ用マスクを剥離する工程と、第１の誘電体膜上に第２
の感光性樹脂を塗布し光結合素子の形成部分を開口する
工程と、開口部に蒸着により誘電体膜を形成し、感光性
樹脂を除去する工程とを有して光導波路上に凸部である
光結合素子を形成することを特徴とする光結合器の製造
方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の前記光結合器に、前記光
導波路を跨ぐように受光素子を配置して搭載し、該受光
素子のチップ表面にある受光面を前記光結合器に向け、
且つ前記光結合素子のほぼ直上に位置させて前記光導波
路に伝搬する光の一部を前記受光素子の受光面に受光さ
せることを特徴とする光結合構造。 - 【請求項６】 請求項１記載の前記光結合器に、前記光
導波路を跨ぐように受光素子を配置して搭載し、該受光
素子のチップ表面にある受光面を前記光結合器に向け、
且つ前記光結合素子の斜め前方に位置させて前記光導波
路に伝搬する光の一部を前記受光素子の受光面に受光さ
せることを特徴とする光結合構造。 - 【請求項７】 請求項１記載の前記光結合器に、前記光
導波路を跨ぐように発光素子を配置して搭載し、該発光
素子のチップ端面にある発光面を前記光結合器に向け、
且つ前記光結合素子の斜め前方に位置させて前記発光素
子から出射する光を前記光導波路に入力することを特徴
とする光結合構造。 - 【請求項８】 前記光結合素子は前記光導波路上に複数
形成され、各光結合素子に対して請求項５又は請求項６
記載の光結合構造をそれぞれ構成したことを特徴とする
光結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27388191A JPH0511129A (ja) | 1991-04-30 | 1991-10-22 | 光結合器及びその製造方法並びに光結合構造 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-98476 | 1991-04-30 | ||
| JP9847691 | 1991-04-30 | ||
| JP27388191A JPH0511129A (ja) | 1991-04-30 | 1991-10-22 | 光結合器及びその製造方法並びに光結合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511129A true JPH0511129A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=26439643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27388191A Pending JPH0511129A (ja) | 1991-04-30 | 1991-10-22 | 光結合器及びその製造方法並びに光結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0511129A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098851A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Sony Corp | 光バス部材の製造方法及び光バス装置 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP27388191A patent/JPH0511129A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098851A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Sony Corp | 光バス部材の製造方法及び光バス装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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