JPH05173046A - 光導波路装置 - Google Patents
光導波路装置Info
- Publication number
- JPH05173046A JPH05173046A JP3338717A JP33871791A JPH05173046A JP H05173046 A JPH05173046 A JP H05173046A JP 3338717 A JP3338717 A JP 3338717A JP 33871791 A JP33871791 A JP 33871791A JP H05173046 A JPH05173046 A JP H05173046A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- semiconductor laser
- heat sink
- substrate
- light emitting
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザの光導波路との光学的結合を確
実に行う。 【構成】 光導波路１に半導体レーザ２を光学的に結合
する光導波路装置に於て、半導体レーザ２のヒートシン
ク３上に光導波路１を有する光導波路基板４をその光導
波路１が形成された側の主面４ａをヒートシンク３の平
滑面３ａに当接させて搭載する。
実に行う。 【構成】 光導波路１に半導体レーザ２を光学的に結合
する光導波路装置に於て、半導体レーザ２のヒートシン
ク３上に光導波路１を有する光導波路基板４をその光導
波路１が形成された側の主面４ａをヒートシンク３の平
滑面３ａに当接させて搭載する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路装置、特に入射
光として半導体レーザ光を用いる光導波路装置に係る。
光として半導体レーザ光を用いる光導波路装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光変調器、ＳＨＧ（第２高調波発
生器）、光集積回路等に於ける光導波路を有する光導波
路装置に於て、その光導波路に対する入射光光源とし
て、半導体レーザが用いられる。
生器）、光集積回路等に於ける光導波路を有する光導波
路装置に於て、その光導波路に対する入射光光源とし
て、半導体レーザが用いられる。
【０００３】この場合、半導体レーザと光導波路とは光
学的にできるだけ高い結合効率を以て結合することが望
まれ、このために、半導体レーザの光出射端と光導波路
の入射端との位置合せは、正確に行う必要がある。
学的にできるだけ高い結合効率を以て結合することが望
まれ、このために、半導体レーザの光出射端と光導波路
の入射端との位置合せは、正確に行う必要がある。
【０００４】この位置合せを考慮した結合方法として種
々のものが提案されている。例えば、特開昭５７−１１
８６８６号に開示されたものに於ては、共通のシリコン
基板上に半導体レーザと光導波路基板とを搭載する構造
がとられるものであるが、この場合、基板に凹部を設け
て半導体レーザをこの凹部内に配置することによって、
レーザの光出射端と光導波路の光入射端との位置（高
さ）合せがなされるようにしている。
々のものが提案されている。例えば、特開昭５７−１１
８６８６号に開示されたものに於ては、共通のシリコン
基板上に半導体レーザと光導波路基板とを搭載する構造
がとられるものであるが、この場合、基板に凹部を設け
て半導体レーザをこの凹部内に配置することによって、
レーザの光出射端と光導波路の光入射端との位置（高
さ）合せがなされるようにしている。
【０００５】然し乍ら、この場合、例えばそのシリコン
基板の加工に於て高い精度を必要とする等、加工上に問
題を生じる。
基板の加工に於て高い精度を必要とする等、加工上に問
題を生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は簡潔な構成即
ち簡単な製造方法を採って、半導体レーザと光導波路を
有する光導波路基板との位置合せを正確に行うことが出
来るようにした光導波路装置を提供するものである。
ち簡単な製造方法を採って、半導体レーザと光導波路を
有する光導波路基板との位置合せを正確に行うことが出
来るようにした光導波路装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は図１にその一例
の略線的拡大図を示し、図２にその側面図を示すよう
に、光導波路１に半導体レーザ２を光学的に結合する光
導波路装置に於て、半導体レーザ２のヒートシンク３の
半導体レーザ２が搭載される平滑面３ａ上に光導波路１
を有する光導波路基板４を、その光導波路１の光入射端
面と、半導体レーザ２の光出射端面とを衝合させて光導
波路基板４の光導波路１が形成された側の主面４ａをヒ
ートシンク３の１の平滑面３ａに当接させて搭載する。
の略線的拡大図を示し、図２にその側面図を示すよう
に、光導波路１に半導体レーザ２を光学的に結合する光
導波路装置に於て、半導体レーザ２のヒートシンク３の
半導体レーザ２が搭載される平滑面３ａ上に光導波路１
を有する光導波路基板４を、その光導波路１の光入射端
面と、半導体レーザ２の光出射端面とを衝合させて光導
波路基板４の光導波路１が形成された側の主面４ａをヒ
ートシンク３の１の平滑面３ａに当接させて搭載する。
【０００８】
【作用】上述の本発明構成によれば、半導体レーザ２の
光出射端の中心と光導波路基板４の光導波路１の光入射
端の中心とを正確に一致させることが出来、光学的に効
率の良い結合を行うことが出来る。
光出射端の中心と光導波路基板４の光導波路１の光入射
端の中心とを正確に一致させることが出来、光学的に効
率の良い結合を行うことが出来る。
【０００９】即ち、半導体レーザに於て、その光出射端
面は、このレーザの光共振器の両端即ち半導体レーザの
両端面が結晶の劈開面によって形成されるために、正確
な平面性を有する。一方、この半導体レーザ即ち半導体
チップが取付けられるヒートシンク３の面も予めすぐれ
た平滑面３ａとして加工されている。更にまた、光導波
路基板４の光入射端面もまた平面性にすぐれた平滑な面
として研磨仕上げされている。
面は、このレーザの光共振器の両端即ち半導体レーザの
両端面が結晶の劈開面によって形成されるために、正確
な平面性を有する。一方、この半導体レーザ即ち半導体
チップが取付けられるヒートシンク３の面も予めすぐれ
た平滑面３ａとして加工されている。更にまた、光導波
路基板４の光入射端面もまた平面性にすぐれた平滑な面
として研磨仕上げされている。
【００１０】したがって、光導波路基板４を、半導体レ
ーザ２の光出射端面、即ち劈開面にその光導波路の光入
射端面を衝合させ、ヒートシンク３の平滑面３ａに光導
波路形成側主面４ａを衝合するように搭載接合させるこ
とによって、図１に示すように、互いに直交する軸ｘ，
ｙ及びｚに対して、ヒートシンク３の平滑面３ａが、ｚ
軸と直交するｘ軸及びｙ軸を含むｘ−ｙ平面とし、半導
体レーザ２の光出射端面をｘ軸及びｚ軸を含むｘ−ｚ平
面とすることによって、光導波路基板４、従って光導波
路１は、少くともｚ軸方向及びｙ軸方向が規定されてい
ることから、ｚ軸を中心とする回転θz 、ｙ軸を中心と
する回転θy 、ｘ軸を中心とする回転θ x に関して、そ
の方向が規定される。
ーザ２の光出射端面、即ち劈開面にその光導波路の光入
射端面を衝合させ、ヒートシンク３の平滑面３ａに光導
波路形成側主面４ａを衝合するように搭載接合させるこ
とによって、図１に示すように、互いに直交する軸ｘ，
ｙ及びｚに対して、ヒートシンク３の平滑面３ａが、ｚ
軸と直交するｘ軸及びｙ軸を含むｘ−ｙ平面とし、半導
体レーザ２の光出射端面をｘ軸及びｚ軸を含むｘ−ｚ平
面とすることによって、光導波路基板４、従って光導波
路１は、少くともｚ軸方向及びｙ軸方向が規定されてい
ることから、ｚ軸を中心とする回転θz 、ｙ軸を中心と
する回転θy 、ｘ軸を中心とする回転θ x に関して、そ
の方向が規定される。
【００１１】従って、この構成によれば、ｘ軸方向に関
する設定のみを行えば、半導体レーザ２と、光導波路基
板との位置合せを正確に行うことが出来る。
する設定のみを行えば、半導体レーザ２と、光導波路基
板との位置合せを正確に行うことが出来る。
【００１２】そして、図３に示すように、一般に半導体
レーザ２に於ける光出射端でのスポットＳＰＬの位置
は、ヒートシンク３の面３ａに接合される半導体レーザ
２の表面（実際には、半導体レーザの一方の電極を有す
る面）から、光出射端でのスポットＳＰＬの中心軸まで
の距離ｈ1 が３μｍ程度であり、一方、光導波路基板４
を構成する光学基板の表面４ａ1 から光導波路１の光入
射端の中心までの距離ｈ 2 は２．８μ程度である。した
しながらこの面４ａ1 上には通常ＳｉＯ2 層等のバッフ
ァ層５が形成されているものであることから、予めこの
バッファ層５の厚さを０．２μｍとしておくことによっ
て、基板４の主面からの距離を上述の半導体レーザの光
出射端ＳＰＬの中心軸までの距離ｈ1 と一致させること
が出来ることから、半導体レーザ２の光出射端と光導波
路１の入射端の各中心を前述したｘ軸方向の位置合せの
みで正確に行うことができる。
レーザ２に於ける光出射端でのスポットＳＰＬの位置
は、ヒートシンク３の面３ａに接合される半導体レーザ
２の表面（実際には、半導体レーザの一方の電極を有す
る面）から、光出射端でのスポットＳＰＬの中心軸まで
の距離ｈ1 が３μｍ程度であり、一方、光導波路基板４
を構成する光学基板の表面４ａ1 から光導波路１の光入
射端の中心までの距離ｈ 2 は２．８μ程度である。した
しながらこの面４ａ1 上には通常ＳｉＯ2 層等のバッフ
ァ層５が形成されているものであることから、予めこの
バッファ層５の厚さを０．２μｍとしておくことによっ
て、基板４の主面からの距離を上述の半導体レーザの光
出射端ＳＰＬの中心軸までの距離ｈ1 と一致させること
が出来ることから、半導体レーザ２の光出射端と光導波
路１の入射端の各中心を前述したｘ軸方向の位置合せの
みで正確に行うことができる。
【００１３】
【実施例】図面を参照して本発明による一実施例を更に
詳細に説明するに、本発明に於ては、半導体レーザ２の
ヒートシンク３の平滑面３ａ上に光導波路１を有する光
導波路基板４を、その光導波路１が形成された側の主面
４ａをヒートシンク３の面３ａに当接させると共にヒー
トシンク３上の半導体レーザ２の光出射端面に光導波路
基板４の光入射端面を衝合させて搭載して接着する。
詳細に説明するに、本発明に於ては、半導体レーザ２の
ヒートシンク３の平滑面３ａ上に光導波路１を有する光
導波路基板４を、その光導波路１が形成された側の主面
４ａをヒートシンク３の面３ａに当接させると共にヒー
トシンク３上の半導体レーザ２の光出射端面に光導波路
基板４の光入射端面を衝合させて搭載して接着する。
【００１４】半導体レーザ２即ち半導体レーザチップは
図４に示すように全体の高さが１５０μｍ、幅が３００
μｍ、長さ即ち共振器長が２５０μｍ程度に形成され、
その光出射端即ち、共振器の端面が劈開面によって形成
された平面性にすぐれた端面２ａとして形成される。そ
して、その端面２ａの光出射端ＳＰＬの中心の高さｈ 1
は前述した３μに形成されている。
図４に示すように全体の高さが１５０μｍ、幅が３００
μｍ、長さ即ち共振器長が２５０μｍ程度に形成され、
その光出射端即ち、共振器の端面が劈開面によって形成
された平面性にすぐれた端面２ａとして形成される。そ
して、その端面２ａの光出射端ＳＰＬの中心の高さｈ 1
は前述した３μに形成されている。
【００１５】一方、光導波路基板４は、例えば厚さ１μ
ｍ、幅４ｍｍのニオブ酸リチウムの結晶より成る光学基
板４ｓを有し、その主面４ａ1 側から例えば１０００℃
程度の熱拡散によってＴｉを選択的に拡散することによ
って光導波路１を構成する。
ｍ、幅４ｍｍのニオブ酸リチウムの結晶より成る光学基
板４ｓを有し、その主面４ａ1 側から例えば１０００℃
程度の熱拡散によってＴｉを選択的に拡散することによ
って光導波路１を構成する。
【００１６】そしてこの光導波路１が設けられた面４ａ
1 の表面にはＳｉＯ2 等のバッファ層５がプラズマＣＶ
Ｄや、スパッタ等によって形成される。尚、このような
方法によって形成されたＳｉＯ2 等のバッファ層５は、
μｍオーダの膜を０．０１μｍの精度で容易に作製する
ことが出来る。
1 の表面にはＳｉＯ2 等のバッファ層５がプラズマＣＶ
Ｄや、スパッタ等によって形成される。尚、このような
方法によって形成されたＳｉＯ2 等のバッファ層５は、
μｍオーダの膜を０．０１μｍの精度で容易に作製する
ことが出来る。
【００１７】このバッファ層５は、ＳｉＯ2 に限らず、
屈折率が光導波路１より低く、導波光に対して損失の少
ないものから選定されればよい。
屈折率が光導波路１より低く、導波光に対して損失の少
ないものから選定されればよい。
【００１８】一方、ヒートシンク３は熱伝導性にすぐれ
たＣｕより成り、これに平滑面３ａが加工される。この
面３ａには、例えば金メッキ層が形成されてこれに半導
体レーザ２の図示しないが共振器即ち活性層に近い方の
一方の電極を融着接合する。一方、ヒートシンク３の面
３ａ上に光導波路基板４を、その光導波路１の光入射端
面を半導体レーザの劈開面による光出射端面に衝合し、
且つ、バッファ５の表面を、ヒートシンク３の面３ａに
衝合させて樹脂剤等によって接着する。
たＣｕより成り、これに平滑面３ａが加工される。この
面３ａには、例えば金メッキ層が形成されてこれに半導
体レーザ２の図示しないが共振器即ち活性層に近い方の
一方の電極を融着接合する。一方、ヒートシンク３の面
３ａ上に光導波路基板４を、その光導波路１の光入射端
面を半導体レーザの劈開面による光出射端面に衝合し、
且つ、バッファ５の表面を、ヒートシンク３の面３ａに
衝合させて樹脂剤等によって接着する。
【００１９】この場合、図３に示すように予め、半導体
レーザ２の光出射端ＳＰＬの、平滑面３からの中心まで
の距離ｈ1 と、バッファ層５の表面、即ち光導波路基板
４の主面４ａから光導波路１の入射端の中心軸までの距
離Ｈが等しくなるようにバッファ層５の厚さを選定して
置く。
レーザ２の光出射端ＳＰＬの、平滑面３からの中心まで
の距離ｈ1 と、バッファ層５の表面、即ち光導波路基板
４の主面４ａから光導波路１の入射端の中心軸までの距
離Ｈが等しくなるようにバッファ層５の厚さを選定して
置く。
【００２０】このような構成によれば、図１に示すよう
に、ヒートシンク３の平滑面３ａと半導体レーザ２の光
出射端面即ち劈開面とによって、光導波路基板４がｙ軸
及びｚ軸、更にθx ，θy ，θz 方向の回転に関して規
定されて設定される。
に、ヒートシンク３の平滑面３ａと半導体レーザ２の光
出射端面即ち劈開面とによって、光導波路基板４がｙ軸
及びｚ軸、更にθx ，θy ，θz 方向の回転に関して規
定されて設定される。
【００２１】従って、図１に於けるｘ方向の位置設定を
行うのみで、半導体レーザ２の光出射端の中心軸と、光
導波路基板４上の光導波路１の中心軸との位置合せを正
確に行うことが出来る。
行うのみで、半導体レーザ２の光出射端の中心軸と、光
導波路基板４上の光導波路１の中心軸との位置合せを正
確に行うことが出来る。
【００２２】尚、光導波路基板１は上述のニオブ酸リチ
ウムに限らず、適用する光導波路装置に応じてガラス或
いは半導体等によって構成される。
ウムに限らず、適用する光導波路装置に応じてガラス或
いは半導体等によって構成される。
【００２３】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、半導
体レーザ２が取付けられるヒートシンク３自体に光導波
路基板４を配置するようにしたのでその構造、組立が簡
便となり、しかも光導波路基板４を平面性にすぐれた半
導体レーザの光出射端面とヒートシンク３の平滑面３ａ
によってその位置合せを設定するので、正確な位置合せ
が可能となり、半導体レーザと光導波路の光学的結合を
効率良く行うことが出来る。
体レーザ２が取付けられるヒートシンク３自体に光導波
路基板４を配置するようにしたのでその構造、組立が簡
便となり、しかも光導波路基板４を平面性にすぐれた半
導体レーザの光出射端面とヒートシンク３の平滑面３ａ
によってその位置合せを設定するので、正確な位置合せ
が可能となり、半導体レーザと光導波路の光学的結合を
効率良く行うことが出来る。
【図１】本発明による光導波路の一例の略線的拡大斜視
図である。
図である。
【図２】図１に示した光導波路装置の略線的拡大側面図
である。
である。
【図３】半導体レーザと光導波路の位置関係の説明に供
する図である。
する図である。
【図４】半導体レーザの一例の略線的拡大斜視図であ
る。
る。
【図５】光導波路基板の一例の略線的拡大斜視図であ
る。
る。
１ 光導波路 ２ 半導体レーザ ３ ヒートシンク ４ 光導波路基板
Claims (1)
- 【請求項１】 光導波路に半導体レーザを光学的に結合
する光導波路装置に於て、 半導体レーザのヒートシンクの半導体レーザが搭載され
る平滑面上に、光導波路を有する光導波路基板を、その
光導波路の光入射端面と上記半導体レーザの光出射端面
とを衝合させて上記光導波路基板の光導波路が形成され
た側の主面を上記ヒートシンクの平滑面に当接させて搭
載することを特徴とする光導波路装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338717A JPH05173046A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光導波路装置 |
| EP92121507A EP0548811A1 (en) | 1991-12-20 | 1992-12-17 | Optical waveguide device |
| US07/992,976 US5297218A (en) | 1991-12-20 | 1992-12-18 | Optical semiconductor laser and optical waveguide alignment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338717A JPH05173046A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光導波路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173046A true JPH05173046A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18320798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3338717A Pending JPH05173046A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光導波路装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5297218A (ja) |
| EP (1) | EP0548811A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05173046A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000347083A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-12-15 | Ngk Insulators Ltd | 光学部品の接着構造およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6978342B1 (en) * | 1995-07-31 | 2005-12-20 | Lexar Media, Inc. | Moving sectors within a block of information in a flash memory mass storage architecture |
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