JPH11337776A - 光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い光結合特性を得ることが可能な光モジュ
ールを提供する。 【解決手段】 光ファイバ１６と，光ファイバの端部１
８との間で光の入出射を行う光入射面１７が形成された
面入射型光素子１１と，光ファイバと面入射型光素子と
を光学的にアライメントして固定するＳｉ基板１３とを
備えた光モジュール１０は，Ｓｉ基板が，光ファイバを
固定するＶ溝１４と，光ファイバの端部と光入射面との
間で光を直接授受可能なように，面入射型光素子を素子
キャリア１２を介して固定可能な深溝１５とを備えたこ
とを特徴とする。かかる構成によれば，光ファイバと面
入射型光素子が位置決め固定され，ファイバの出射端か
ら面入射型光素子の入射面までの光学距離は，両者が接
触するまで短くすることができるので，高い結合特性を
得ることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光モジュールおよび
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈ
ｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いた，光送受信回路
等のハイブリッド集積型光モジュールが高機能化，小型
化，低コスト化の面から注目されている。

【０００３】従来の光モジュールにおける光結合構造
を，図２を参照しながら説明する。なお，図２（Ａ）は
光モジュール２０の斜視図であり，図２（Ｂ）は光モジ
ュール２０の正面図であり，図２（Ｃ）は光モジュール
２０の平面図であり，図２（Ｄ）は光モジュール２０の
断面図である。

【０００４】光モジュール２０は，Ｓｉ基板２３上にお
いて，後述の光ファイバ２６の光の出射端２８と，後述
の面入射型光素子２１の光の入射面２７との間で光の入
出射が行われるモジュールである。

【０００５】Ｓｉ基板２３上には，図２（Ａ）の斜視
図，図２（Ｂ）の正面図に示したように，後述の光ファ
イバ２６を固定するためのＶ溝２４が形成されている。
Ｖ溝２４は，図２（Ｃ）の平面図に示したように，Ｓｉ
基板２３の短手方向のエッジの略中央から長手方向と略
平行にＳｉ基板２３の略中央まで形成されている。Ｖ溝
２４の端部には，金属を被膜することにより形成された
ミラー２５が設けられている。ミラー２５は，図２
（Ｄ）の断面図に示したように，後述の光ファイバ２６
の端部に形成された光の出射端２８から水平方向に出射
された光を鉛直方向に反射すべく，光の進路に対して４
５度に傾けられて形成されている。

【０００６】光ファイバ２６は，その端部に光の出射端
２８が形成されている。光ファイバ２６は，図２（Ｂ）
に示したように，Ｖ溝２４に埋め込まれている。光ファ
イバ２６の出射端２８は，図２（Ｄ）に示したように，
ミラー２５に突き当たる位置で，ＵＶ接着剤などによ
り，Ｖ溝２４に接着固定されている。

【０００７】ミラー２５の上部に当たる部分のＳｉ基板
２３の表面には，図２（Ｃ）に示すように，ミラー２５
の全面を覆い尽くすように，面入射型光素子２１が備え
られている。面入射型光素子２１のミラー２５側の面に
は，光の入射面２７が形成されている。Ｓｉ基板２３上
における面入射型光素子２１の位置決めは，面入射型光
素子２１に付された認識マークとＳｉ基板２３に付され
た認識マークとの画像認識により入射面２７を位置決め
することにより行われる。面入射型光素子２１は，Ｓｉ
基板２３に半田付けなどにより搭載固定されている。

【０００８】上述の構成をとることにより，光の出射端
２８から水平方向に出射された光は，Ｖ溝２４の端部の
ミラー２５により反射されて，Ｓｉ基板２３の鉛直方向
に偏向する。ミラー２５により反射された光は，Ｓｉ基
板２３上に備えられた面入射型光素子２１の入射面２７
に結合する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上述した光
結合構造の光モジュールでは，光ファイバの出射端から
出射した光は，ミラーを介して面入射型光素子の入射面
に入射されるため，出射から入射までの光学距離が長
く，光結合効率が低下するという問題があった。

【００１０】本発明は，従来の光モジュールが有する上
記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的
は，光ファイバの出射端から面入射型光素子の入射端ま
での光学距離を短くすることにより，光結合効率を上げ
ることの可能な，新規かつ改良された光モジュールおよ
びその製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，請求項１の記載によれば，光ファイバと，光ファイ
バの端部から出射される光を入射する光入射面が形成さ
れた光素子と，光ファイバと光素子とを光学的にアライ
メントして固定する基板とを備えた光モジュールであっ
て，基板は，光ファイバを固定する溝と，光ファイバの
端部から出射された光が光入射面に直接入射するように
光素子を固定可能な調整面とを備えたことを特徴とする
光モジュールが提供される。

【００１２】かかる構成によれば，光ファイバの端部か
ら光素子の光入射面までの光学距離は，両者が接触する
まで短くすることができるので，高い光結合特性を得る
ことが可能である。

【００１３】また，調整面は，請求項２に記載のよう
に，基板表面に対して後退した段差面として構成される
ようにしてもよい。かかる構成によれば，後退した段差
面に光素子を備えることができ，基板に形成された溝に
固定される光ファイバと，光素子の光入射面との高さ方
向の位置合わせを容易に行うことが可能である。

【００１４】また，光素子は，請求項３に記載のよう
に，調整面に対する光入射面の位置を調整可能な素子キ
ャリアを介して，基板に固定されるようにしてもよい。
かかる構成によれば，光素子をまず素子キャリアに固定
し，次いで素子キャリアを基板に固定することができる
ため，光素子を直接基板に固定する場合に比べて，容易
に位置決めが可能である。

【００１５】さらに好ましくは，請求項４に記載のよう
に，光素子と素子キャリアと基板には，それぞれ，アラ
イメント用の認識マークが付される。かかる構成によれ
ば，光素子と素子キャリアとの位置決めを容易に行うこ
とが可能であり，また，素子キャリアと基板との位置決
めも容易に行うことが可能である。

【００１６】また，請求項５の記載によれば，光ファイ
バと，光ファイバの端部に光を出射する光出射面が形成
された光素子と，光ファイバと光素子とを光学的にアラ
イメントして固定する基板とを備えた光モジュールであ
って，基板は，光ファイバを固定する溝と，光出射面か
ら出射された光が光ファイバの端部に直接入射するよう
に光素子を固定可能な調整面とを備えたことを特徴とす
る光モジュールが提供される。

【００１７】かかる構成によれば，光素子の光出射面か
ら光ファイバの端部までの光学距離は，両者が接触する
まで短くすることができるので，高い光結合特性を得る
ことが可能である。

【００１８】また，調整面は，請求項６に記載のよう
に，基板表面に対して後退した段差面として構成される
ようにしてもよい。かかる構成によれば，後退した段差
面に光素子を備えることができ，基板に形成された溝に
固定される光ファイバと，光素子の光出射面との高さ方
向の位置合わせを容易に行うことが可能である。

【００１９】また，光素子は，請求項７に記載のよう
に，調整面に対する光出射面の位置を調整可能な素子キ
ャリアを介して，基板に固定されるようにしてもよい。
かかる構成によれば，光素子をまず素子キャリアに固定
し，次いで素子キャリアを基板に固定することができる
ため，光素子を直接基板に固定する場合に比べて，容易
に位置決めが可能である。

【００２０】さらに好ましくは，請求項８に記載のよう
に，光素子と素子キャリアと基板には，それぞれ，アラ
イメント用の認識マークが付される。かかる構成によれ
ば，光素子と素子キャリアとの位置決めを容易に行うこ
とが可能であり，また，素子キャリアと基板との位置決
めも容易に行うことが可能である。

【００２１】また，請求項９の記載によれば，光ファイ
バを固定する溝と，光ファイバの端部から出射された光
が光素子の光入射面に直接入射するように光素子を固定
可能な調整面とを備えた基板に対して，光ファイバと光
素子とを光学的にアライメントして固定する光モジュー
ルの製造方法であって，光素子と素子キャリアにそれぞ
れ付された認識マークを用いて，光素子を素子キャリア
の所定位置に固定する工程と，素子キャリアと基板にそ
れぞれ付された認識マークを用いて，光素子が固定され
た素子キャリアを基板に対して，溝の中心線の延長方向
が光素子の光入射面に対して実質的に鉛直を成すように
固定する工程と，光素子の光入射面に対して当接するよ
うに，または所定間隔を開けるように光ファイバを基板
の溝に固定する工程とを含むことを特徴とする光モジュ
ールの製造方法が提供される。なお，調整面は，請求項
１０に記載のように，基板表面に対して後退した段差面
として構成されるようにしてもよい。

【００２２】かかる製造方法によれば，光ファイバの端
部から出射された光を光素子の光入射面に入射する際
に，高い光結合特性を得ることが可能な光モジュールを
容易に製造することが可能である。

【００２３】また，請求項１１の記載によれば，光ファ
イバを固定する溝と，光素子の光出射面から出射された
光が光ファイバの端部に直接入射するように光素子を固
定可能な調整面とを備えた基板に対して，光ファイバと
光素子とを光学的にアライメントして固定する光モジュ
ールの製造方法であって，光素子と素子キャリアにそれ
ぞれ付された認識マークを用いて，光素子を素子キャリ
アの所定位置に固定する工程と，素子キャリアと基板に
それぞれ付された認識マークを用いて，光素子が固定さ
れた素子キャリアを基板に対して，溝の中心線の延長方
向が光素子の光出射面に対して実質的に鉛直を成すよう
に固定する工程と，光素子の光出射面に対して当接する
ように，または所定間隔を開けるように光ファイバを基
板の溝に固定する工程とを含むことを特徴とする光モジ
ュールの製造方法が提供される。なお，調整面は，請求
項１２に記載のように，基板表面に対して後退した段差
面として構成されるようにしてもよい。

【００２４】かかる製造方法によれば，光素子の光出射
面から出射された光を光ファイバの端部に入射する際
に，高い光結合特性を得ることが可能な光モジュールを
容易に製造することが可能である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかる光モジュールおよびその製造方法の好適
な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書
及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構
成要素については，同一の符号を付することにより重複
説明を省略する。

【００２６】本実施の形態にかかる光モジュール１０
を，図１を参照しながら説明する。なお，図１（Ａ）は
光モジュール１０の斜視図であり，図１（Ｂ）は光モジ
ュール１０の正面図であり，図１（Ｃ）は光モジュール
１０の平面図であり，図１（Ｄ）は光モジュール１０の
断面図である。

【００２７】光モジュール１０は，Ｓｉ基板１３上にお
いて，後述の光ファイバ１６の光の出射端１８と，後述
の面入射型光素子１１の光の入射面１７との間で光の入
出射が行われるモジュールである。

【００２８】Ｓｉ基板１３上には，図１（Ａ）の斜視
図，図１（Ｂ）の正面図に示したように，後述の光ファ
イバ１６を固定するためのＶ溝１４が形成されている。
Ｖ溝１４は，図１（Ｃ）の平面図に示したように，Ｓｉ
基板１３の短手方向のエッジの略中央から長手方向と略
平行にＳｉ基板１３の略中央まで形成されている。さら
に，Ｓｉ基板１３のＶ溝が形成される部分以外の面は，
後述する光入射面１７が形成された面入射型光素子１１
を搭載する素子キャリア１２を固定可能な，後退した段
差面（以下，「深溝」という）１５が形成されている。

【００２９】深溝１５は，例えば，エッチングやダイシ
ング加工法等により形成される。深溝１５には，図１
（Ｃ）に示すように，後述する光入射面１７が設けられ
た面入射型光素子１１を搭載する素子キャリア１２が固
定されている。素子キャリア１２は，図１（Ｄ）の断面
図に示したように，Ｓｉ基板１３に対して，Ｖ溝１４の
中心線の延長方向が面入射型光素子１１の光入射面１７
に対して実質的に垂直を成すように固定されている。か
かる固定により，後述するように，光入射面１７に対し
て当接するように，または所定の間隔を開けるように光
ファイバ１６をＳｉ基板１３のＶ溝１４に固定すること
が可能である。

【００３０】光ファイバ１６は，その端部に光の出射端
１８が形成されている。光ファイバ１６は，図１（Ｂ）
に示したように，Ｖ溝１４に埋め込まれている。光ファ
イバ１６の出射端１８は，図１（Ｄ）に示したように，
面入射型光素子１１の光入射面１７に対して当接するよ
うに，ＵＶ接着剤などにより，Ｖ溝１４に接着固定され
る。

【００３１】上述の構成をとることにより，光の出射端
１８から出射された光は，図２に示した従来の光モジュ
ール２０の場合とは異なり，ミラー等の光部材を介する
ことなく，面入射型光素子１１の光入射面１７に直接結
合する。

【００３２】以下では，上述のように構成され，動作す
る光モジュール１０の製造方法について説明する。

【００３３】まず，面入射型光素子１１を素子キャリア
１２に搭載する。面入射型光素子１１は，素子キャリア
１２の外形から決められた位置，例えば，素子キャリア
１２の中心線上で外形から約５３５μｍの位置にて，面
入射型光素子１１に付された認識マークと素子キャリア
１２に付された認識マークとの画像認識により位置決め
し，素子キャリア１２に半田付けなどにより搭載固定さ
れる。

【００３４】次いで，面入射型光素子１１が搭載された
素子キャリア１２をＳｉ基板１３に固定する。素子キャ
リア１２は，Ｓｉ基板１３のＶ溝１４のエッジから決め
られた位置，例えば，Ｖ溝１４の中心線上でエッジから
約５００μｍの位置にて，素子キャリア１２に付された
認識マークとＳｉ基板１３に付された認識マークとの画
像認識により位置決めし，深溝１５に半田付けなどによ
り固定される。

【００３５】最後に，光ファイバ１６をＳｉ基板１３の
Ｖ溝１４に固定する。光ファイバ１６は，素子キャリア
１２に搭載された面入射型光素子１１の入射面１７のエ
ッジから決められた位置，例えば，入射面１７のエッジ
から出射端１８まで約５μｍの位置にて，入射面１７の
エッジと出射端１８との画像認識にて位置決めし，ＵＶ
接着剤などにより，Ｖ溝２４に接着固定される。

【００３６】以上説明したように，本実施の形態によれ
ば，以下のような優れた効果を奏する。すなわち，ファ
イバ１６と面入射型光素子１１が位置決め固定され，フ
ァイバ１６の出射端１８から面入射型光素子１１の入射
面１７までの光学距離は両者が接触するまで短くするこ
とができるので，高い光結合特性を得ることが可能であ
る。

【００３７】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる光モジュールおよびその製造方法の好適な実施形態
について説明したが，本発明はかかる例に限定されな
い。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術
的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想
到し得ることは明らかであり，それらについても当然に
本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【００３８】例えば，発明の実施の形態では，面入射型
光素子を用いた場合の一例について説明したが，本発明
はこれに限定されない。例えば，光出射面が形成された
面発光型光素子を用いることにより同様に本発明は適用
可能である。

【００３９】さらに，発明の実施の形態では，面入射型
光素子は，素子キャリアを介して，基板に固定される場
合に一例につき説明したが，本発明はこれに限定されな
い。例えば，光モジュール外部に設けられた固定手段に
より面入射型光素子を固定することにより同様に本発明
は適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば以
下のような優れた効果を奏する。

【００４１】請求項１に記載の光モジュールによれば，
光ファイバの端部から光素子の光入射面までの光学距離
は，両者が接触するまで短くすることができるので，高
い光結合特性を得ることが可能である。

【００４２】請求項２に記載の光モジュールによれば，
後退した段差面に光素子を備えることができ，基板に形
成された溝に固定される光ファイバと，光素子の光入射
面との高さ方向の位置合わせを容易に行うことが可能で
ある。

【００４３】請求項３に記載の光モジュールによれば，
光素子をまず素子キャリアに固定し，次いで素子キャリ
アを基板に固定することができるため，光素子を直接基
板に固定する場合に比べて，容易に位置決めが可能であ
る。

【００４４】請求項４に記載の光モジュールによれば，
光素子と素子キャリアとの位置決めを容易に行うことが
可能であり，また，素子キャリアと基板との位置決めも
容易に行うことが可能である。

【００４５】請求項５に記載の光モジュールによれば，
光素子の光出射面から光ファイバの端部までの光学距離
は，両者が接触するまで短くすることができるので，高
い光結合特性を得ることが可能である。

【００４６】請求項６に記載の光モジュールによれば，
後退した段差面に光素子を備えることができ，基板に形
成された溝に固定される光ファイバと，光素子の光出射
面との高さ方向の位置合わせを容易に行うことが可能で
ある。

【００４７】請求項７に記載の光モジュールによれば，
光素子をまず素子キャリアに固定し，次いで素子キャリ
アを基板に固定することができるため，光素子を直接基
板に固定する場合に比べて，容易に位置決めが可能であ
る。

【００４８】請求項８に記載の光モジュールによれば，
光素子と素子キャリアとの位置決めを容易に行うことが
可能であり，また，素子キャリアと基板との位置決めも
容易に行うことが可能である。

【００４９】請求項９または１０に記載の光モジュール
の製造方法によれば，光ファイバの端部から出射された
光を光素子の光入射面に入射する際に，上述の高い光結
合特性を得ることが可能な光モジュールを容易に製造す
ることが可能である。

【００５０】請求項１１または１２に記載の光モジュー
ルの製造方法によれば，光素子の光出射面から出射され
た光を光ファイバの端部に入射する際に，高い光結合特
性を得ることが可能な光モジュールを容易に製造するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光モジュールの一実施例を示す
説明図であり，図１（Ａ）は斜視図であり，図１（Ｂ）
は正面図であり，図１（Ｃ）は平面図であり，図１
（Ｄ）は断面図である。

【図２】従来の光モジュールを示す説明図であり，図２
（Ａ）は斜視図であり，図２（Ｂ）は正面図であり，図
２（Ｃ）は平面図であり，図２（Ｄ）は断面図である。

【符号の説明】

１１ 面入射型光素子 １２ 素子キャリア １３ Ｓｉ基板 １４ Ｖ溝 １５ 深溝 １６ ファイバ １７ 入射面 １８ 出射端

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバと，前記光ファイバの端部か
   ら出射される光を入射する光入射面が形成された光素子
   と，前記光ファイバと前記光素子とを光学的にアライメ
   ントして固定する基板とを備えた光モジュールであっ
   て，前記基板は，前記光ファイバを固定する溝と，前記
   光ファイバの端部から出射された光が前記光入射面に直
   接入射するように前記光素子を固定可能な調整面とを備
   えたことを特徴とする，光モジュール。
2. 【請求項２】 前記調整面は，基板表面に対して後退し
   た段差面として構成されることを特徴とする，請求項１
   に記載の光モジュール。
3. 【請求項３】 前記光素子は，前記調整面に対する前記
   光入射面の位置を調整可能な素子キャリアを介して，前
   記基板に固定されることを特徴とする，請求項１または
   ２に記載の光モジュール。
4. 【請求項４】 前記光素子と前記素子キャリアと前記基
   板には，それぞれ，アライメント用の認識マークが付さ
   れていることを特徴とする，請求項３に記載の光モジュ
   ール。
5. 【請求項５】 光ファイバと，前記光ファイバの端部に
   光を出射する光出射面が形成された光素子と，前記光フ
   ァイバと前記光素子とを光学的にアライメントして固定
   する基板とを備えた光モジュールであって，前記基板
   は，前記光ファイバを固定する溝と，前記光出射面から
   出射された光が前記光ファイバの端部に直接入射するよ
   うに前記光素子を固定可能な調整面とを備えたことを特
   徴とする，光モジュール。
6. 【請求項６】 前記調整面は，基板表面に対して後退し
   た段差面として構成されることを特徴とする，請求項５
   に記載の光モジュール。
7. 【請求項７】 前記光素子は，前記調整面に対する前記
   光出射面の位置を調整可能な素子キャリアを介して，前
   記基板に固定されることを特徴とする，請求項５または
   ６に記載の光モジュール。
8. 【請求項８】 前記光素子と前記素子キャリアと前記基
   板には，それぞれ，アライメント用の認識マークが付さ
   れていることを特徴とする，請求項７に記載の光モジュ
   ール。
9. 【請求項９】 光ファイバを固定する溝と，前記光ファ
   イバの端部から出射された光が光素子の光入射面に直接
   入射するように光素子を固定可能な調整面とを備えた基
   板に対して，前記光ファイバと前記光素子とを光学的に
   アライメントして固定する光モジュールの製造方法であ
   って，光素子と素子キャリアにそれぞれ付された認識マ
   ークを用いて，前記光素子を前記素子キャリアの所定位
   置に固定する工程と，前記素子キャリアと前記基板にそ
   れぞれ付された認識マークを用いて，前記光素子が固定
   された前記素子キャリアを前記基板に対して，前記溝の
   中心線の延長方向が前記光素子の光入射面に対して実質
   的に鉛直を成すように固定する工程と，前記光素子の光
   入射面に対して当接するように，または所定間隔を開け
   るように前記光ファイバを前記基板の溝に固定する工程
   と，を含むことを特徴とする，光モジュールの製造方
   法。
10. 【請求項１０】 前記調整面は，前記基板表面に対して
    後退した段差面として構成されることを特徴とする，請
    求項９に記載の光モジュール。
11. 【請求項１１】 光ファイバを固定する溝と，光素子の
    光出射面から出射された光が前記光ファイバの端部に直
    接入射するように光素子を固定可能な調整面とを備えた
    基板に対して，前記光ファイバと前記光素子とを光学的
    にアライメントして固定する光モジュールの製造方法で
    あって，光素子と素子キャリアにそれぞれ付された認識
    マークを用いて，前記光素子を前記素子キャリアの所定
    位置に固定する工程と，前記素子キャリアと前記基板に
    それぞれ付された認識マークを用いて，前記光素子が固
    定された前記素子キャリアを前記基板に対して，前記溝
    の中心線の延長方向が前記光素子の光出射面に対して実
    質的に鉛直を成すように固定する工程と，前記光素子の
    光出射面に対して当接するように，または所定間隔を開
    けるように前記光ファイバを前記基板の溝に固定する工
    程と，を含むことを特徴とする，光モジュールの製造方
    法。
12. 【請求項１２】 前記調整面は，前記基板表面に対して
    後退した段差面として構成されることを特徴とする，請
    求項１１に記載の光モジュール。