JPH10307221A - 半導体光結合装置及びその組立方法 - Google Patents
半導体光結合装置及びその組立方法Info
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- JPH10307221A JPH10307221A JP9119060A JP11906097A JPH10307221A JP H10307221 A JPH10307221 A JP H10307221A JP 9119060 A JP9119060 A JP 9119060A JP 11906097 A JP11906097 A JP 11906097A JP H10307221 A JPH10307221 A JP H10307221A
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- optical
- filter
- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光集積回路，光導波路，光合分波器，光スイッ
チなどの半導体光結合装置において、光導波路に挿入し
て光を分離，透過するフィルタ、及び溝の形状，形成方
法を適正化する。 【解決手段】予め、光導波路６の途中でダイシング切断
したＵ字，半円などの溝８を形成し、次に溝８に適した
フィルタ形状のものを選定し、フィルタホルダに固定
後、光導波路上に光結合調整，固定する。
チなどの半導体光結合装置において、光導波路に挿入し
て光を分離，透過するフィルタ、及び溝の形状，形成方
法を適正化する。 【解決手段】予め、光導波路６の途中でダイシング切断
したＵ字，半円などの溝８を形成し、次に溝８に適した
フィルタ形状のものを選定し、フィルタホルダに固定
後、光導波路上に光結合調整，固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体光結合装置
及びその組立方法に関する。
及びその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、双方向の光送受信機能と波長多重
合分波機能を兼ね備えた装置において、例えば、１９９
５年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大
会，Ｃ−２２９，“石英系ＰＬＣを用いた誘電体多層膜
フィルタ反射型ＷＤＭ”に記載のように、Ｓｉ基板上に
は石英系ＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）導波路が
形成されている。ＰＬＣ端面には所定位置にＬＤ（Lase
r Diode)，ＰＤ（PhotoDiode)，ファイバがそれぞれ光
学的に結合するように配置し接合されている。石英系導
波路の途中に挿入されるフィルタは、反射型ＷＤＭ(Wav
elength DivisionMultiplexing）フィルタで、誘電体多
層膜で構成されている。
合分波機能を兼ね備えた装置において、例えば、１９９
５年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大
会，Ｃ−２２９，“石英系ＰＬＣを用いた誘電体多層膜
フィルタ反射型ＷＤＭ”に記載のように、Ｓｉ基板上に
は石英系ＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）導波路が
形成されている。ＰＬＣ端面には所定位置にＬＤ（Lase
r Diode)，ＰＤ（PhotoDiode)，ファイバがそれぞれ光
学的に結合するように配置し接合されている。石英系導
波路の途中に挿入されるフィルタは、反射型ＷＤＭ(Wav
elength DivisionMultiplexing）フィルタで、誘電体多
層膜で構成されている。
【０００３】送受信の方法は、まず、受信側では、ファ
イバを通して送信されてきた１.３と１.５μｍ 帯の多
重光をコモンポートから入射し、フィルタで１.３μｍ
帯の光と１.５μｍ 帯の光を分離するとともに１.５μ
ｍ 帯の光を反射させ、導波路に入れる。１.３μｍ 帯
の光は、フィルタを透過して導波路を通ってＹ分岐でＰ
Ｄ素子，ＬＤ素子に結合される。
イバを通して送信されてきた１.３と１.５μｍ 帯の多
重光をコモンポートから入射し、フィルタで１.３μｍ
帯の光と１.５μｍ 帯の光を分離するとともに１.５μ
ｍ 帯の光を反射させ、導波路に入れる。１.３μｍ 帯
の光は、フィルタを透過して導波路を通ってＹ分岐でＰ
Ｄ素子，ＬＤ素子に結合される。
【０００４】一方、送信側では、ＬＤ素子から発信し、
導波路を伝播した光はフィルタを透過して所定の導波路
に入り、コモンポートファイバに再入射される構造とな
っていた。ＷＤＭフィルタはＳｉ基板に溝を設け、この
中に短冊状フィルタを挿入固定した構造で、導波路交差
角が２０度の時フィルタを４μｍ以内に挿入すると結合
損失の少ない組み立てができるとの開示がなされてい
た。
導波路を伝播した光はフィルタを透過して所定の導波路
に入り、コモンポートファイバに再入射される構造とな
っていた。ＷＤＭフィルタはＳｉ基板に溝を設け、この
中に短冊状フィルタを挿入固定した構造で、導波路交差
角が２０度の時フィルタを４μｍ以内に挿入すると結合
損失の少ない組み立てができるとの開示がなされてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、Ｗ
ＤＭフィルタがＳｉ基板に設けた１０から３０μｍのわ
ずかな溝に深さ５００μｍ程度の深さで挿入される。Ｗ
ＤＭフィルタサイズが例えば１.５×０.５×０.０２ の
大きさである。フィルタ挿入の方法については、何ら開
示されていない。したがって、極わずかな溝にフィルタ
を挿入し、導波路間の光結合を極微少のフィルタを保持
しながら調節する方法について、フィルタ保持方法，光
軸調整方法，作業性がなどが不明であった。導波路間に
溝を設けるには、Ｓｉの異方性エッチング，ドライエッ
チング，ブレードを使った切断などが考えられるが、精
度よく切断する方法について、なんら説明がなされてい
なかった。また、例え精度よく加工できても、フィルタ
を光軸合わせし、極微少のフィルタを精度よく固定する
方法は明らかでなかった。
ＤＭフィルタがＳｉ基板に設けた１０から３０μｍのわ
ずかな溝に深さ５００μｍ程度の深さで挿入される。Ｗ
ＤＭフィルタサイズが例えば１.５×０.５×０.０２ の
大きさである。フィルタ挿入の方法については、何ら開
示されていない。したがって、極わずかな溝にフィルタ
を挿入し、導波路間の光結合を極微少のフィルタを保持
しながら調節する方法について、フィルタ保持方法，光
軸調整方法，作業性がなどが不明であった。導波路間に
溝を設けるには、Ｓｉの異方性エッチング，ドライエッ
チング，ブレードを使った切断などが考えられるが、精
度よく切断する方法について、なんら説明がなされてい
なかった。また、例え精度よく加工できても、フィルタ
を光軸合わせし、極微少のフィルタを精度よく固定する
方法は明らかでなかった。
【０００６】本発明の目的は、光ファイバを介して光の
伝送を行う光集積回路，光導波路，光合分波器，光スイ
ッチなどの光素子を内在してなる半導体光結合装置にお
いて、光導波路途中に溝を設けフィルタ挿入し、安定し
て固定できるに好適な半導体光結合装置及びその組立方
法を提供することにある。
伝送を行う光集積回路，光導波路，光合分波器，光スイ
ッチなどの光素子を内在してなる半導体光結合装置にお
いて、光導波路途中に溝を設けフィルタ挿入し、安定し
て固定できるに好適な半導体光結合装置及びその組立方
法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は基板上に形成された光導波路と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられたＬＤ素子，
ＰＤ素子と、光出力端に光結合するように設けられた光
ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行う
フィルタからなる半導体光結合装置において、前記光素
子光伝送路の一部に各種形状の溝を設け、前記溝に各種
形状をしたフィルタを挿入し、接合固定する。
に、本発明は基板上に形成された光導波路と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられたＬＤ素子，
ＰＤ素子と、光出力端に光結合するように設けられた光
ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行う
フィルタからなる半導体光結合装置において、前記光素
子光伝送路の一部に各種形状の溝を設け、前記溝に各種
形状をしたフィルタを挿入し、接合固定する。
【０００８】すなわち、本発明は、基板上に形成された
光集積回路，光導波路，光合分波器，光スイッチなどの
光素子と、前記光素子の光入力端に光結合するように設
けられた半導体素子と、光出力端に光結合するように設
けられた光ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り
替えを行うフィルタからなる半導体光結合装置におい
て、前記光素子光伝送路の一部に溝を設け、前記溝にフ
ィルタを挿入した。
光集積回路，光導波路，光合分波器，光スイッチなどの
光素子と、前記光素子の光入力端に光結合するように設
けられた半導体素子と、光出力端に光結合するように設
けられた光ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り
替えを行うフィルタからなる半導体光結合装置におい
て、前記光素子光伝送路の一部に溝を設け、前記溝にフ
ィルタを挿入した。
【０００９】また、本発明は、基板上に形成された光集
積回路，光導波路，光合分波器，光スイッチなどの光素
子と、前記光素子の光入力端に光結合するように設けら
れた半導体素子と、光出力端に光結合するように設けら
れた光ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り替え
を行うフィルタからなる半導体光結合装置において、前
記光素子光伝送路の一部に溝を設け、前記フィルタの一
部に角形ブロック接合後、前記溝にブロック付フィルタ
を挿入して接着固定した。
積回路，光導波路，光合分波器，光スイッチなどの光素
子と、前記光素子の光入力端に光結合するように設けら
れた半導体素子と、光出力端に光結合するように設けら
れた光ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り替え
を行うフィルタからなる半導体光結合装置において、前
記光素子光伝送路の一部に溝を設け、前記フィルタの一
部に角形ブロック接合後、前記溝にブロック付フィルタ
を挿入して接着固定した。
【００１０】また、本発明は、基板上に形成された光集
積回路，光導波路，光合分波器，光スイッチなどの光素
子と、前記光素子の光入力端に光結合するように設けら
れた半導体素子と、光出力端に光結合するように設けら
れた光ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り替え
を行うフィルタからなる半導体光結合装置において、前
記光素子光伝送路の一部に溝を設け、前記フィルタの両
側に角形ブロック接合後、前記溝にフィルタを挿入して
接着固定した。
積回路，光導波路，光合分波器，光スイッチなどの光素
子と、前記光素子の光入力端に光結合するように設けら
れた半導体素子と、光出力端に光結合するように設けら
れた光ファイバと、光伝送路の波長選択，光路切り替え
を行うフィルタからなる半導体光結合装置において、前
記光素子光伝送路の一部に溝を設け、前記フィルタの両
側に角形ブロック接合後、前記溝にフィルタを挿入して
接着固定した。
【００１１】また、本発明は、前記半導体光結合装置に
おいて、フィルタが１.５μｍ 帯の波長光を反射させる
誘電体多層膜，多層膜を支持する基板，多層膜と基板と
の間のバッファ膜の３層構造とした。
おいて、フィルタが１.５μｍ 帯の波長光を反射させる
誘電体多層膜，多層膜を支持する基板，多層膜と基板と
の間のバッファ膜の３層構造とした。
【００１２】また、本発明は、前記半導体光結合装置に
おいて、フィルタの誘電体多層膜は、ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ
2 などの酸化物，基板は、ポリイミド，Ｓｉ単結晶，ホ
ウケイ酸ガラス，石英ガラス，バッファ膜は、Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ａｌなどの金属膜で形成した。
おいて、フィルタの誘電体多層膜は、ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ
2 などの酸化物，基板は、ポリイミド，Ｓｉ単結晶，ホ
ウケイ酸ガラス，石英ガラス，バッファ膜は、Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ａｌなどの金属膜で形成した。
【００１３】また、本発明は、前記半導体光結合装置に
おいて、溝形状がＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形とし
た。
おいて、溝形状がＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形とし
た。
【００１４】また、本発明は、前記半導体光結合装置に
おいて、フィルタ断面形状がＴ字形，Ｕ字形，円形，三
角形，四角形，Ｈ字形とした。
おいて、フィルタ断面形状がＴ字形，Ｕ字形，円形，三
角形，四角形，Ｈ字形とした。
【００１５】基板上に形成された光集積回路，光導波
路，光合分波器，光スイッチなどの光素子と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられた半導体素子
と、光出力端に光結合するように設けられた光ファイバ
と、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行うフィルタ
からなる半導体光結合装置において、前記光素子光伝送
路の一部に溝を設けた後、光素子の光入力端所定位置に
半導体素子を接合し、次に、光出力端に光ファイバを光
軸調整固定し、光ファイバから入射したモニタ光を使っ
て前記光素子光伝送路の溝にフィルタを挿入し、位置合
わせして固定する組み立てを行う。
路，光合分波器，光スイッチなどの光素子と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられた半導体素子
と、光出力端に光結合するように設けられた光ファイバ
と、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行うフィルタ
からなる半導体光結合装置において、前記光素子光伝送
路の一部に溝を設けた後、光素子の光入力端所定位置に
半導体素子を接合し、次に、光出力端に光ファイバを光
軸調整固定し、光ファイバから入射したモニタ光を使っ
て前記光素子光伝送路の溝にフィルタを挿入し、位置合
わせして固定する組み立てを行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施例を図
１により説明する。図１は、半導体光結合装置を示す斜
視図である。図１によると、Ｓｉ基板１上に光導波路を
形成してＬＤ素子２，ＰＤ素子３と光ファイバ４，５と
を光学的に結合し組み立てている。光導波路である光伝
送路６は、８×８μｍ角のコアガラスとその周りはクラ
ッドガラスから形成され、屈折率差を設けて光を閉じこ
め伝送を行う。
１により説明する。図１は、半導体光結合装置を示す斜
視図である。図１によると、Ｓｉ基板１上に光導波路を
形成してＬＤ素子２，ＰＤ素子３と光ファイバ４，５と
を光学的に結合し組み立てている。光導波路である光伝
送路６は、８×８μｍ角のコアガラスとその周りはクラ
ッドガラスから形成され、屈折率差を設けて光を閉じこ
め伝送を行う。
【００１７】ファイバ４，５と光伝送路６１，６２との
光結合は、予めファイバ端部にブロック９，１０で挟み
込んで接合しておき、一方の伝送路６１，６２端部にも
ブロック１１を接合しておく。このように端面どうしを
成形したものを光結合調整して接合する。ファイバ端面
と伝送路とが直角で光結合すると、ファイバ端面，伝送
路端面でフレネル反射が発生し、伝送路と光結合を起こ
し伝送障害となることがある。そこで、反射を抑制する
方法として、光の伝搬方向に対して８°あるいはそれ以
上傾けるようにブロック９，１０を端面研磨することが
適している。ファイバ端部を固定するブロックの材質
は、光導波路を形成する基板と同一のＳｉ単結晶，サフ
ァイアガラス，ホウケイ酸ガラスなどが適している。ま
た、ブロックにファイバ固定する時、溝を加工しこの中
にファイバ挿入して固定するが、溝形成は、Ｖあるいは
半円形状をダイシング加工あるいは異方性エッチングす
る方法が適している。
光結合は、予めファイバ端部にブロック９，１０で挟み
込んで接合しておき、一方の伝送路６１，６２端部にも
ブロック１１を接合しておく。このように端面どうしを
成形したものを光結合調整して接合する。ファイバ端面
と伝送路とが直角で光結合すると、ファイバ端面，伝送
路端面でフレネル反射が発生し、伝送路と光結合を起こ
し伝送障害となることがある。そこで、反射を抑制する
方法として、光の伝搬方向に対して８°あるいはそれ以
上傾けるようにブロック９，１０を端面研磨することが
適している。ファイバ端部を固定するブロックの材質
は、光導波路を形成する基板と同一のＳｉ単結晶，サフ
ァイアガラス，ホウケイ酸ガラスなどが適している。ま
た、ブロックにファイバ固定する時、溝を加工しこの中
にファイバ挿入して固定するが、溝形成は、Ｖあるいは
半円形状をダイシング加工あるいは異方性エッチングす
る方法が適している。
【００１８】光ファイバ４を通って入射される受信光
は、１.３ 及び１.５μｍ 帯の多重光である。光ファイ
バは、単一モードファイバ（コア径８μｍ）が適してい
る。この多重光が光伝送路６１と光結合されてフィルタ
７に入射すると、１.３μｍ 帯の光はフィルタ透過する
ように、１.５μｍ 帯の光は全反射を起こし、光伝送路
６２から光ファイバ５に入るようにスパッタリング膜を
形成している。フィルタ７はＳｉ基板１に設けた溝８に
挿入され、固定されている。フィルタ寸法は、例えば、
１.５×０.５×０.０２のものを使用する。溝の幅は０.
０２より大きいことが望ましいが、大きすぎると、図２
に示すように、フィルタ７が溝８の中で不安定となり、
全反射した時、光伝送路６２への結合が劣化する可能性
がある。前記の公知例によると、光伝送路角６０が２０
°の時４μｍ以内に合わせることが必要であると報告さ
れている。
は、１.３ 及び１.５μｍ 帯の多重光である。光ファイ
バは、単一モードファイバ（コア径８μｍ）が適してい
る。この多重光が光伝送路６１と光結合されてフィルタ
７に入射すると、１.３μｍ 帯の光はフィルタ透過する
ように、１.５μｍ 帯の光は全反射を起こし、光伝送路
６２から光ファイバ５に入るようにスパッタリング膜を
形成している。フィルタ７はＳｉ基板１に設けた溝８に
挿入され、固定されている。フィルタ寸法は、例えば、
１.５×０.５×０.０２のものを使用する。溝の幅は０.
０２より大きいことが望ましいが、大きすぎると、図２
に示すように、フィルタ７が溝８の中で不安定となり、
全反射した時、光伝送路６２への結合が劣化する可能性
がある。前記の公知例によると、光伝送路角６０が２０
°の時４μｍ以内に合わせることが必要であると報告さ
れている。
【００１９】そこで、図３に示すように、予めフィルタ
７の一部にフィルタホルダ７１，７２を調整し接合固定
したＴ字形形状としておき、この部材を基板１上の溝８
におきフィルタホルダと基板との間を接合する。この
際、フィルタ７と溝８との間に接合剤を注入してもよ
い。このようにフィルタを固定すると、フィルタが溝８
の中だけの固定からフィルタホルダ７１，７２、の固
定、さらにはホルダと基板１との間接的固定からフィル
タの不安定はなく、さらには長期固定信頼性を得ること
ができる。フィルタホルダ７１，７２は、図３に示すよ
うに、ホルダのコーナに溝を付けた形が適している。ま
た、フィルタホルダとフィルタとの固定は、フィルタホ
ルダ７１との固定だけでもよい。
７の一部にフィルタホルダ７１，７２を調整し接合固定
したＴ字形形状としておき、この部材を基板１上の溝８
におきフィルタホルダと基板との間を接合する。この
際、フィルタ７と溝８との間に接合剤を注入してもよ
い。このようにフィルタを固定すると、フィルタが溝８
の中だけの固定からフィルタホルダ７１，７２、の固
定、さらにはホルダと基板１との間接的固定からフィル
タの不安定はなく、さらには長期固定信頼性を得ること
ができる。フィルタホルダ７１，７２は、図３に示すよ
うに、ホルダのコーナに溝を付けた形が適している。ま
た、フィルタホルダとフィルタとの固定は、フィルタホ
ルダ７１との固定だけでもよい。
【００２０】フィルタ７を固定する形状として、短冊状
での構造を示したが、この他の実施例を図４ないし図７
に示す。
での構造を示したが、この他の実施例を図４ないし図７
に示す。
【００２１】図４はフィルタをＵ字形状となるように短
冊フィルタの底部を加工したフィルタ７３で、溝も底部
をＵ字溝８１としている。
冊フィルタの底部を加工したフィルタ７３で、溝も底部
をＵ字溝８１としている。
【００２２】図５は円柱状フィルタ７４に半円形溝８２
としている。このような形状の組み合わせでは、フィル
タの溝への挿入が容易であり、接合固定しても鋭角な接
合部がないため、応力集中を起こすことがなく、安定し
た接合が得られる。また、フィルタの作成においても連
続して作成することができ、自動化もしやすくなる。
としている。このような形状の組み合わせでは、フィル
タの溝への挿入が容易であり、接合固定しても鋭角な接
合部がないため、応力集中を起こすことがなく、安定し
た接合が得られる。また、フィルタの作成においても連
続して作成することができ、自動化もしやすくなる。
【００２３】図６はフィルタ形状を短冊形から四角形に
近い形状とした。短冊状では溝に立てることはむずかし
いが、板厚を増していくと安定して立てるようになる。
したがって、フィルタ７５は正方形である必要はなく、
例えば、０.５ のフィルタ幅に対し、０.２５〜０.５の
厚さが適している。すなわち幅の５０％以上が適してい
る。
近い形状とした。短冊状では溝に立てることはむずかし
いが、板厚を増していくと安定して立てるようになる。
したがって、フィルタ７５は正方形である必要はなく、
例えば、０.５ のフィルタ幅に対し、０.２５〜０.５の
厚さが適している。すなわち幅の５０％以上が適してい
る。
【００２４】図７はフィルタの底の部分に溝を設け、フ
ィルタをＨ形状に近いフィルタ７６とするとともに、溝
コーナに面取りをした溝８４とする。フィルタの溝に入
っている部分にできるだけ凹凸を付けることにより、接
着固定する時の界面でのはがれを起こしにくい形状を提
供する。
ィルタをＨ形状に近いフィルタ７６とするとともに、溝
コーナに面取りをした溝８４とする。フィルタの溝に入
っている部分にできるだけ凹凸を付けることにより、接
着固定する時の界面でのはがれを起こしにくい形状を提
供する。
【００２５】図８はフィルタ形状をくさび形あるいは三
角形状のフィルタ７７とし、溝のフィルタ７７にあった
形状の溝８５としている。
角形状のフィルタ７７とし、溝のフィルタ７７にあった
形状の溝８５としている。
【００２６】このように、図４ないし図８のようなフィ
ルタと溝との組み合わせで構成することにより、フィル
タの挿入，固定を容易でしかも安定したものとすること
ができる。
ルタと溝との組み合わせで構成することにより、フィル
タの挿入，固定を容易でしかも安定したものとすること
ができる。
【００２７】このフィルタと溝との組み合わせは、これ
に限るものではなく、例えば、溝８にフィルタ７３を挿
入し、フィルタの固定にフィルタホルダ７１，７２を使
用してもよい。
に限るものではなく、例えば、溝８にフィルタ７３を挿
入し、フィルタの固定にフィルタホルダ７１，７２を使
用してもよい。
【００２８】フィルタ７の材質は、図９に示すように、
ポリイミドフィルム７ａをベースとし、この上にＳｉＯ
2 ，ＴｉＯ2 などのスパッタリング膜７ｃをつけてフィ
ルタとしているが、さらには、ポリイミドとスパッタリ
ング膜との間に、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌなどの膜７ｂを付け
るとさらによい。これは、ポリイミドフィルムの線膨張
係数が８０×１０~6（／℃）であるのに対し、スパッタ
リング膜の線膨張係数は５×１０~6（／℃）となるた
め、膜を付けると大きな熱ひずみがポリイミドに発生す
る。その結果、ポリイミドがそったり、熱ひずみが大き
い場合には、破壊することがある。これを抑えるため
に、Ｎｉなどのバッファ層７ｂを設けて熱ひずみを吸収
する。さらには、スパッタリング膜を付けた後、さらに
ポリイミドフィルムをつけて、変形を緩和する。
ポリイミドフィルム７ａをベースとし、この上にＳｉＯ
2 ，ＴｉＯ2 などのスパッタリング膜７ｃをつけてフィ
ルタとしているが、さらには、ポリイミドとスパッタリ
ング膜との間に、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌなどの膜７ｂを付け
るとさらによい。これは、ポリイミドフィルムの線膨張
係数が８０×１０~6（／℃）であるのに対し、スパッタ
リング膜の線膨張係数は５×１０~6（／℃）となるた
め、膜を付けると大きな熱ひずみがポリイミドに発生す
る。その結果、ポリイミドがそったり、熱ひずみが大き
い場合には、破壊することがある。これを抑えるため
に、Ｎｉなどのバッファ層７ｂを設けて熱ひずみを吸収
する。さらには、スパッタリング膜を付けた後、さらに
ポリイミドフィルムをつけて、変形を緩和する。
【００２９】溝８の形成方法は、Ｓｉの異方性エッチン
グを使う方法，ドライエッチングを使う方法，ダイシン
グで切断する方法がある。図４ないし図８の溝形成に対
しては、ダイシング切断が、高速で短時間切断でき、し
かもいろいろな形状の切断が可能であるが、表面性状で
はかならずしも最善ではない。切断部分には、光を伝搬
させる光伝送路６があり、結合損失を最小にするために
も低速での切断、あるいは、切断後のひずみ取り研磨あ
るいはエッチングが必要である。異方性エッチングでは
端面はひずみがない面が得られるが、エッチングに時間
がかかる。したがって、ダイシング切断でひずみを生じ
ない速度での切断が適している。
グを使う方法，ドライエッチングを使う方法，ダイシン
グで切断する方法がある。図４ないし図８の溝形成に対
しては、ダイシング切断が、高速で短時間切断でき、し
かもいろいろな形状の切断が可能であるが、表面性状で
はかならずしも最善ではない。切断部分には、光を伝搬
させる光伝送路６があり、結合損失を最小にするために
も低速での切断、あるいは、切断後のひずみ取り研磨あ
るいはエッチングが必要である。異方性エッチングでは
端面はひずみがない面が得られるが、エッチングに時間
がかかる。したがって、ダイシング切断でひずみを生じ
ない速度での切断が適している。
【００３０】本実施例の組み立ては、次のように行う。
まず、Ｓｉ基板１に形成されたＬＤ素子２，ＰＤ素子３
実装用ピットにそれぞれの素子を接合する。接合時に
は、光伝送路６との光軸調整が必要であり、Ｓｉ基板
１，ＬＤ素子２，ＰＤ素子３のそれぞれにマーカを設け
ておき、このマーカの位置合わせで光軸が合う設計とな
っている。各素子のＳｉ基板への接合はＡｕ−Ｓｎはん
だで行う。次に、光ファイバ４，５の光伝送路６１，６
２端面への接合を行う。予め、ファイバ先端部にはブロ
ック９，１０を使って挟み込んで固定する。このブロッ
ク９，１０の端面を適切な角度に研磨しておく。光伝送
路６１，６２側にもブロック１１を接合し、研磨する。
光伝送路とファイバ先端との光軸調整は、フィルタ７の
部分に仮のフィルタを設け、ファイバ４から１.５μｍ
帯のモニタ光を入射させながら光軸合わせ，固定を行
う。次に、仮のフィルタ７を溝８に光軸合わせして固定
する。最後に、ＬＤ素子，ＰＤ素子の電気配線を行う。
ＬＤ素子，ＰＤ素子配線後の実使用では、完全気密環境
での動作が望ましい。したがって、素子ピット上にガラ
スキャップの接合さらにはＳｉ基板全体を金属ケースに
収納する構造が適している。
まず、Ｓｉ基板１に形成されたＬＤ素子２，ＰＤ素子３
実装用ピットにそれぞれの素子を接合する。接合時に
は、光伝送路６との光軸調整が必要であり、Ｓｉ基板
１，ＬＤ素子２，ＰＤ素子３のそれぞれにマーカを設け
ておき、このマーカの位置合わせで光軸が合う設計とな
っている。各素子のＳｉ基板への接合はＡｕ−Ｓｎはん
だで行う。次に、光ファイバ４，５の光伝送路６１，６
２端面への接合を行う。予め、ファイバ先端部にはブロ
ック９，１０を使って挟み込んで固定する。このブロッ
ク９，１０の端面を適切な角度に研磨しておく。光伝送
路６１，６２側にもブロック１１を接合し、研磨する。
光伝送路とファイバ先端との光軸調整は、フィルタ７の
部分に仮のフィルタを設け、ファイバ４から１.５μｍ
帯のモニタ光を入射させながら光軸合わせ，固定を行
う。次に、仮のフィルタ７を溝８に光軸合わせして固定
する。最後に、ＬＤ素子，ＰＤ素子の電気配線を行う。
ＬＤ素子，ＰＤ素子配線後の実使用では、完全気密環境
での動作が望ましい。したがって、素子ピット上にガラ
スキャップの接合さらにはＳｉ基板全体を金属ケースに
収納する構造が適している。
【００３１】本実施例によれば、光伝送路６の途中に設
けた溝８の形状をＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形と
し、フィルタ７の形状をＴ字形，Ｕ字形，円形，三角
形，四角形などとする。フィルタの断面形状は、多層
膜，バッファ層，ベース層の三層構造とする。さらに
は、フィルタ７の溝への固定前にフィルタホルダ７１，
７２との固定を行う。このように構成して、溝８とフィ
ルタ７とを接合すると、フィルタは不安定になることも
なく、確実に溝に固定できる。しかも長期間の使用に対
しても接合部ではく離を起こすこともない。また、多層
膜を積層したフィルタも変形あるいは破壊を起こすこと
もない。また、半導体光結合装置に温度変化が生じても
光結合劣化を起こすこともない。また、ＬＤ，ＰＤ素子
は気密構造であり、長期の使用で寿命劣化することもな
い。
けた溝８の形状をＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形と
し、フィルタ７の形状をＴ字形，Ｕ字形，円形，三角
形，四角形などとする。フィルタの断面形状は、多層
膜，バッファ層，ベース層の三層構造とする。さらに
は、フィルタ７の溝への固定前にフィルタホルダ７１，
７２との固定を行う。このように構成して、溝８とフィ
ルタ７とを接合すると、フィルタは不安定になることも
なく、確実に溝に固定できる。しかも長期間の使用に対
しても接合部ではく離を起こすこともない。また、多層
膜を積層したフィルタも変形あるいは破壊を起こすこと
もない。また、半導体光結合装置に温度変化が生じても
光結合劣化を起こすこともない。また、ＬＤ，ＰＤ素子
は気密構造であり、長期の使用で寿命劣化することもな
い。
【００３２】本実施例では、光導波路を使った半導体光
結合装置を中心に説明したが、この他に光集積回路，光
合分波器，光スイッチを使った半導体光結合装置でも同
様の効果がある。
結合装置を中心に説明したが、この他に光集積回路，光
合分波器，光スイッチを使った半導体光結合装置でも同
様の効果がある。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、光伝送路の途中に設け
た溝の形状をＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形とし、フ
ィルタの形状をＴ字形，Ｕ字形，円形，三角形，四角形
などとする。フィルタの断面形状は、多層膜，バッファ
層，ベース層の三層構造とする。さらには、フィルタの
溝への固定前にフィルタホルダとの固定を行う。このよ
うに構成して、溝とフィルタとを接合すると、フィルタ
は確実に溝に固定できる効果がある。また、フィルタ形
状をコンパクトにしており、溝への固定の容易さあるい
は自動化を図れる効果がある。しかも長期間の使用に対
しても接合部ではく離を起こすこともない。また、多層
膜を積層したフィルタも変形あるいは破壊を起こさない
効果がある。また、半導体光結合装置に温度変化が生じ
ても光結合劣化を起こさない効果がある。また、ＬＤ，
ＰＤ素子は気密構造であり、長期の使用寿命がある効果
がある。このように半導体光結合装置を構成することに
より、双方向伝送を一台の装置で行える。
た溝の形状をＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形とし、フ
ィルタの形状をＴ字形，Ｕ字形，円形，三角形，四角形
などとする。フィルタの断面形状は、多層膜，バッファ
層，ベース層の三層構造とする。さらには、フィルタの
溝への固定前にフィルタホルダとの固定を行う。このよ
うに構成して、溝とフィルタとを接合すると、フィルタ
は確実に溝に固定できる効果がある。また、フィルタ形
状をコンパクトにしており、溝への固定の容易さあるい
は自動化を図れる効果がある。しかも長期間の使用に対
しても接合部ではく離を起こすこともない。また、多層
膜を積層したフィルタも変形あるいは破壊を起こさない
効果がある。また、半導体光結合装置に温度変化が生じ
ても光結合劣化を起こさない効果がある。また、ＬＤ，
ＰＤ素子は気密構造であり、長期の使用寿命がある効果
がある。このように半導体光結合装置を構成することに
より、双方向伝送を一台の装置で行える。
【図１】本発明の一実施例の斜視図。
【図２】本発明の一実施例のフィルタ挿入の状況を示す
断面図。
断面図。
【図３】本発明の一実施例の断面図。
【図４】本発明の第二実施例の断面図。
【図５】本発明の第三実施例の断面図。
【図６】本発明の第四実施例の断面図。
【図７】本発明の第五実施例の断面図。
【図８】本発明の第六実施例の断面図。
【図９】フィルタの他の実施例の断面図。
１…Ｓｉ基板、２…ＬＤ素子、３…ＰＤ素子、４…光フ
ァイバ、６…光伝送路、７…フィルタ、８…溝、９，１
０…ブロック。
ァイバ、６…光伝送路、７…フィルタ、８…溝、９，１
０…ブロック。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 和之 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 石川 忠明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 寺岡 達夫 茨城県日立市日高町五丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 青木 聰 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 岩藤 泰典 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 井上 靖之 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 日比野 善典 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】基板上に形成された光集積回路，光導波
路，光合分波器，光スイッチなどの光素子と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられた半導体素子
と、光出力端に光結合するように設けられた光ファイバ
と、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行うフィルタ
からなる半導体光結合装置において、前記光伝送路の一
部に溝を設け、前記フィルタの一部に角形ブロック接合
後、前記溝にブロック付フィルタを挿入して接着固定す
ることを特徴とする半導体光結合装置。 - 【請求項２】基板上に形成された光集積回路，光導波
路，光合分波器，光スイッチなどの光素子と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられた半導体素子
と、光出力端に光結合するように設けられた光ファイバ
と、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行うフィルタ
からなる半導体光結合装置において、前記光伝送路の一
部に溝を設け、前記フィルタの両側に角形ブロック接合
後、前記溝にフィルタを挿入して接着固定することを特
徴とする半導体光結合装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記フィルタ
が１.５μｍ 帯の波長光を反射させる誘電体多層膜，多
層膜を支持する基板，多層膜と基板との間のバッファ膜
の３層構造である半導体光結合装置。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、前記フィ
ルタの誘電体多層膜は、ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 などの酸化
物，前記基板は、ポリイミド，Ｓｉ単結晶，ホウケイ酸
ガラス，石英ガラス，前記バッファ膜は、Ｎｉ，Ｃｕ，
Ａｌなどの金属膜で形成した半導体光結合装置。 - 【請求項５】請求項１または２において、前記溝の形状
がＴ字形，Ｕ字形，半円形，三角形である半導体光結合
装置。 - 【請求項６】請求項１または２において、フィルタ断面
形状がＴ字形，Ｕ字形，円形，三角形，四角形，Ｈ字形
である半導体光結合装置。 - 【請求項７】基板上に形成された光集積回路，光導波
路，光合分波器，光スイッチなどの光素子と、前記光素
子の光入力端に光結合するように設けられた半導体素子
と、光出力端に光結合するように設けられた光ファイバ
と、光伝送路の波長選択，光路切り替えを行うフィルタ
からなる半導体光結合装置において、前記光伝送路の一
部に溝を設けた後、前記光素子の光入力端所定位置に半
導体素子を接合し、次に、光出力端に光ファイバを光軸
調整固定し、前記光ファイバから入射したモニタ光を使
って前記光素子光伝送路の溝にフィルタを挿入し、位置
合わせして固定することを特徴とする半導体光結合装置
の組立方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119060A JPH10307221A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 半導体光結合装置及びその組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119060A JPH10307221A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 半導体光結合装置及びその組立方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307221A true JPH10307221A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14751921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9119060A Pending JPH10307221A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 半導体光結合装置及びその組立方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307221A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6408121B1 (en) | 1999-02-26 | 2002-06-18 | Nec Corporation | Optical communication module |
| WO2003032031A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module, and manufacturing method thereof |
| WO2003032030A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module and manufacturing method thereof |
| WO2003032032A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module, and manufacturing method thereof |
| JP2004085913A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光接続装置 |
| WO2004057397A1 (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Ngk Insulators, Ltd. | 光デバイス |
| GB2400183A (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | Agilent Technologies Inc | Mounting optic fibre and optical waveguide on substrate |
| US7123798B2 (en) | 2002-03-29 | 2006-10-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device and method of producing the same |
| US7195402B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| JP2007127925A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Seiko Epson Corp | 光モジュール及び光モジュールの製造方法 |
| US7308174B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-12-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device including a filter member for dividing a portion of signal light |
| US7321703B2 (en) | 2002-12-20 | 2008-01-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| US7324729B2 (en) | 2003-06-02 | 2008-01-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP9119060A patent/JPH10307221A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6408121B1 (en) | 1999-02-26 | 2002-06-18 | Nec Corporation | Optical communication module |
| US7039279B2 (en) | 2001-10-04 | 2006-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module and manufacturing method thereof |
| WO2003032031A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module, and manufacturing method thereof |
| WO2003032030A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module and manufacturing method thereof |
| WO2003032032A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module, and manufacturing method thereof |
| US7044649B2 (en) | 2001-10-04 | 2006-05-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module, and manufacturing method thereof |
| US7123798B2 (en) | 2002-03-29 | 2006-10-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device and method of producing the same |
| JP2004085913A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光接続装置 |
| WO2004057397A1 (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Ngk Insulators, Ltd. | 光デバイス |
| US7195402B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| US7308174B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-12-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device including a filter member for dividing a portion of signal light |
| US7321703B2 (en) | 2002-12-20 | 2008-01-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| GB2400183A (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | Agilent Technologies Inc | Mounting optic fibre and optical waveguide on substrate |
| US7474826B2 (en) | 2003-04-01 | 2009-01-06 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Mounting arrangement for optical components |
| US7324729B2 (en) | 2003-06-02 | 2008-01-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| JP2007127925A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Seiko Epson Corp | 光モジュール及び光モジュールの製造方法 |
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