JP2003114365A - 光路変換デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、光結合用光導波路をアレイ化し
て、光結合用光導波路の反りの発生を抑えるとともに、
複数の光結合用光導波路をユニット単位で位置決めを可
能とする光路変換デバイスおよびその製造方法を得る。 【解決手段】 アレイ型光結合用光導波路ユニット３０
Ａ、３０Ｂは、４本のコア３１がその光軸を平行に、か
つ、同一平面上に位置させて配列された状態で、素ラッ
ド３２に埋設一体化されて作製され、アレイ型光変換素
子ユニット１０の光電変換素子とミラー４０との間に、
コア３１の光軸がコア２１の光軸と、ミラー４０上で交
差し、かつ、ミラー４０上の該交差点における垂線に対
して対称となり、さらに光電変換素子の素子面の中心を
通るように配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光電変換素子と
光導波路との間を光結合する光路変換デバイスおよびそ
の製造方法に関し、特にアレイ状に配列された光電変換
素子と光導波路との間に配置されるアレイ型光結合用光
導波路ユニットの構造および製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速大容量の光通信システムや多
数のプロセッサ間を並列信号処理する超並列コンピュー
タの開発に向けて、高密度で装置内を通信する光インタ
ーコネクションの開発が精力的に行われている。このよ
うな光インターコネクションを行う際、伝送された光信
号の処理は電子デバイスで担われる。そして、それらの
電子デバイスを結合する境界デバイスには、光導波路、
光電変換素子、電子制御用のＬＳＩやスイッチ、あるい
は電子部品を駆動させるための電気回路があわさった光
−電気混合デバイスが必要となる。特に、高速広帯域の
通信システムを実現するために、VCSEL(Vertical Cavit
y Surface Emitting Laser)、LD(Laser Diode)、PD(Pho
to Diode)のような光電変換素子を備えたデバイスの要
求が高まっている。

【０００３】このような要求に対し、マイクロミラー付
き光ピンを光電変換素子上に設け、光ピンと同形のスル
ーホールを光プリント基板に設け、光ピンをスルーホー
ルに嵌め込んで光電変換素子と光プリント基板とを光結
合させる技術が、例えばエレクトロニクス実装学会誌
（vol.2, No.5, P368-372, 1999)に「光回路実装におけ
る９０度光路変換技術」として提案されている。

【０００４】この従来の光回路実装における９０度光路
変換技術は、図１４に示されるように、光プリント基板
１には光導波路となるコア２が埋設され、スルーホール
３がコア２を切断するように光プリント基板１に形成さ
れ、光電変換素子４に固定されたマイクロミラー付き光
ピン５をスルーホール３に嵌め込むものである。そし
て、スルーホール３はその穴中心をコア２の光軸と直交
するように光プリント基板１に形成され、光ピン５の先
端面をその光軸と４５度の角度を有するマイクロミラー
５ａに形成している。これにより、例えばコア２を伝播
してきた光がマイクロミラー５ａで全反射されて光ピン
５に導かれ、光ピン５内を伝播して光電変換素子４に到
達する。つまり、コア２と光電変換素子４とを、９０度
光路変換させて光結合させている。

【０００５】この従来の光路変換技術を採用することに
より、発光素子から空間に出射される光や光導波路から
空間に出射される光が放射角を持って広がることに起因
する発光素子と光導波路との光結合や光導波路と受光素
子との光結合の低下を防止できる。さらに、この従来の
光路変換技術によれば、マイクロミラー５ａを介してVC
SEL等の発光素子（光電変換素子）からコア２に光を入
射させる場合にも、コア２からPD等の受光素子（光電変
換素子）に光を出射させる場合にも、同構造で光電変換
素子４とコア２との光結合が行えるという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光路変換技術
は、以上のように構成されているので、マイクロミラー
付き光ピン５を光電変換素子４のそれぞれに対して単品
で固定しなければならず、製造プロセスが煩雑となると
ともに、低コスト化が図られない。また、光ピン５を嵌
め込むためにスルーホール３を光プリント基板１に形成
する必要がある。この光ピン５は数μｍ〜数百μｍの直
径であり、スルーホール３も光ピン５と同等の径を有す
るように形成しなければならず、スルーホール３の加工
が極めて困難であり、生産性が悪化してしまう。そし
て、スルーホール３の個数が多くなるほど、この問題が
顕著となる。さらに、微細なスルーホール３の内壁面を
凹凸なく形成することは困難であり、スルーホール３に
よって形成されたコア２の端面の凹凸に起因してコア２
と光ピン５との光結合効率が低下してしまう。また、光
電変換素子４をアレイ化する構成では、多数の光電変換
素子４に対して光ピン５を１つづつ固定しなければらな
ず、光ピン５の位置精度が悪化する。これにより、光電
変換素子４と光ピン５との光軸ずれが生じ、光結合効率
の低下をもたらすことになる。また、光電変換素子４の
素子数の増大に対応するためにコア２をアレイ化した層
を多層に配置する構成では、光ピン５の長さはコア層毎
に異なり、長尺の光ピン５が必要となる。この光ピン５
の長尺化は、光ピン５の反りをもたらし、コア２の光軸
に対するマイクロミラー５ａの位置精度が悪化してしま
い、光結合効率が低下する。

【０００７】この発明は、上記の課題を解消するために
なされたもので、光導波路と光電変換素子との間に配設
される光結合用光導波路をアレイ化して、光結合用光導
波路の反りの発生を抑えるとともに、複数の光結合用光
導波路をユニット単位で位置決めを可能とし、製造プロ
セスの簡略化を図り、低価格化を実現できるとともに、
光結合効率の低下を抑えることができる光路変換デバイ
スおよびその製造方法を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光路変換
デバイスは、少なくとも２つの光電変換素子が基板上に
配設されたアレイ型光電変換素子ユニットと、少なくと
も２つの光導波路がその光軸を平行に、かつ、同一平面
上に位置させて配列一体化されたアレイ型光導波路ユニ
ットと、上記アレイ型光導波路ユニットの各光導波路の
端部にそれぞれ設けられて該光導波路の光軸に対して所
定の角度を有するミラーと、少なくとも２つの光結合用
光導波路がその光軸を平行に、かつ、同一平面上に位置
させて配列一体化されてなり、上記アレイ型光変換素子
ユニットの光電変換素子と上記ミラーとの間に、該光結
合用光導波路の光軸が上記光導波路の光軸と、該ミラー
上で交差し、かつ、該ミラー上の該交差点における垂線
に対して対称となり、さらに該光電変換素子の素子面の
中心を通るように配設されているアレイ型光結合用光導
波路ユニットとを備えたものである。

【０００９】また、上記アレイ型光結合用光導波路ユニ
ットは、少なくとも２本の光ファイバが、その光軸を平
行に、かつ、同一平面上に位置させて配列一体化されて
構成されているものである。

【００１０】また、上記アレイ型光結合用光導波路ユニ
ットは、光軸を平行に、かつ、同一平面上に位置させて
配列された少なくとも２本のコアがクラッドにより埋設
一体化されて構成されているものである。

【００１１】また、この発明に係る光路変換デバイスの
製造方法は、少なくとも２本の光ファイバを、その光軸
を平行に、かつ、同一平面上に位置させて配列させ、配
列された上記光ファイバを一体化し、ついで一体化され
た上記少なくとも２本の光ファイバを所定長さに切断し
てアレイ型光結合用光導波路ユニットを作製する工程を
有するものである。

【００１２】さらに、この発明に係る光路変換デバイス
の製造方法は、第１のクラッド層を基板上に形成し、コ
ア層を上記第１のクラッド層上に積層形成し、上記コア
層をパターニングしてその長軸方向を平行に、かつ、同
一平面上に位置させて配列された少なくとも２本の断面
矩形のコアを形成し、ついで第２のクラッド層を被覆形
成して、配列された上記少なくとも２本のコアを上記第
１および第２のクラッド層により埋設一体化し、その後
上記第１および第２のクラッド層により埋設一体化され
た上記少なくとも２本のコアを上記基板および上記第１
および第２のクラッド層ごと所定長さに切断してアレイ
型光結合用光導波路ユニットを作製する工程を有するも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る光
路変換デバイスを示す斜視図、図２はこの発明の実施の
形態１に係る光路変換デバイスの構成を模式的に示す縦
断面図である。各図において、アレイ型光電変換素子ユ
ニット１０は、VCSEL、LD、PD等の光電変換素子１１が
仕様に応じて適宜選択されて所定の間隔で４列に配列さ
れて基板１２上に実装されている。そして、各列には、
光電変換素子１１が所定ピッチで４つ配列されている。

【００１４】アレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂ
は、それぞれ光導波路となる断面矩形のコア２１が、そ
の光軸を平行として、かつ、光軸を同一平面上に位置す
るようにして、光電変換素子１１の各列における配列ピ
ッチと同ピッチで４本配列された状態で、クラッド２２
に埋め込まれて作製されている。そして、コア２１の長
さ方向におけるユニット２０Ａ、２０Ｂの一側端面がコ
ア２１の光軸に対して４５度の角度（ミラー角度θ）の
平坦面に形成され、金メッキが施されてミラー４０を構
成している。また、ユニット２０の他側端面はコア２１
の光軸に対して９０度の角度の平坦面に形成されてい
る。なお、アレイ型光導波路ユニット２０Ｂの長さは、
アレイ型光導波路ユニット２０Ａに対して、光電変換素
子１１の列間の間隔分短く形成されている。ここで、コ
ア２１およびクラッド２２の材料にはフッ素化ポリイミ
ドが用いられているが、コア２１には、クラッド２２の
フッ素化ポリイミドより屈折率の大きいフッ素化ポリイ
ミドが用いられている。そして、両者の屈折率差は０．
１〜１．０％である。

【００１５】アレイ型光結合用光導波路ユニット３０
Ａ、３０Ｂは、それぞれ光結合用光導波路となる断面矩
形のコア３１が、その光軸を平行として、かつ、光軸を
同一平面上に位置するようにして、光電変換素子１１の
各列における配列ピッチと同ピッチで４本配列された状
態で、クラッド３２に埋め込まれて作製されている。そ
して、コア３１の長さ方向のユニット３０Ａ、３０Ｂの
両端面がコア３１の光軸に対して９０度の角度の平坦面
に形成されている。なお、アレイ型光結合用光導波路ユ
ニット３０Ｂの長さは、アレイ型光結合用光導波路ユニ
ット３０Ａに対して、アレイ型光導波路ユニット２０Ｂ
の厚み分短く形成されている。ここで、コア３１および
クラッド３２の材料にはフッ素化ポリイミドが用いられ
ているが、コア３１には、クラッド３２のフッ素化ポリ
イミドより屈折率の大きいフッ素化ポリイミドが用いら
れている。そして、両者の屈折率差は０．１〜１．０％
である。

【００１６】そして、アレイ型光導波路ユニット２０
Ａ、２０Ｂは他側端面の面位置を合わせて積層一体化さ
れている。そして、積層一体化されたアレイ型光導波路
ユニット２０Ａ、２０Ｂの対が、光電変換素子１１の列
間の間隔分離されて、ミラー４０を対向させて配置され
る。一方、アレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、
３０Ｂは、基板１２上に、ユニット３０Ｂ、ユニット３
０Ａ、ユニット３０Ａおよびユニット３０Ｂの順に４列
に配列されて固着されている。この時、アレイ型光結合
用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂは、コア３１の光軸
がそれぞれ各列の対応する光電変換素子１１の素子面
（発光面もしくは受光面）の中心に一致するように、位
置決めされている。

【００１７】そして、アレイ型光電変換素子ユニット１
０が、アレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０
Ｂの先端面をアレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂ
の上面に密接するように配設されて、光路変換デバイス
１００を構成している。この時、対応するコア２１およ
びコア３１の光軸同士がミラー４０上で交わり、かつ、
ミラー４０上の交差点における垂線に対して対称となる
ように、アレイ型光電変換素子ユニット１０、アレイ型
光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂおよびアレイ型光結合
用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂが位置決めされてい
る。これにより、コア２１、３１の光軸が互いに一致
し、光電変換素子１１の素子面の中心が、コア３１の光
軸に一致している。

【００１８】このように構成された光路変換デバイス１
００は、図３の（ａ）に示されるように、アレイ型光導
波路ユニット２０Ａを基板９に固定し、あるいは、図３
の（ｂ）に示されるように、アレイ型光電変換素子ユニ
ット１０を基板９に固定して、例えば光通信システムや
超並列コンピュータに組み込まれる。そして、電気配線
が基板９の内部あるいは外部に設けられ、光電変換素子
１１と該電気配線とが半田バンプやワイヤボンディング
により電気的に接続され、アレイ型光導波路ユニット２
０Ａ、２０Ｂのコア２１と光スイッチや合分波器等の光
デバイスとが光コネクタ等により接続されて、光通信シ
ステムや超並列コンピュータが構成される。

【００１９】ここで、基板９には、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＡｌＮ等の無機材料や、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機材料が用い
られるが、光路変換デバイス１００を支持できるもので
あれば、これに限定されるものではない。

【００２０】ついで、この光路変換デバイス１００の動
作について説明する。光電変換素子１１がVCSEL、LDの
ような発光素子であれば、光電変換素子１１から出射さ
れた光は、アレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、
３０Ｂのコア３１内に導かれ、コア３１内を伝播した
後、コア３１の端面から出射されてミラー４０で反射さ
れる。そして、ミラー４０により光路を９０度変換され
た光は、アレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂのコ
ア２１内に導かれ、コア２１内を伝播する。また、光電
変換素子１１がPDのような受光素子であれば、アレイ型
光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂのコア２１内を伝播し
た光はミラー４０で反射される。そして、ミラー４０に
より光路を９０度変換された光は、アレイ型光結合用光
導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂのコア３１内に導かれ、
コア３１内を伝播して光電変換素子１１に受光される。

【００２１】この実施の形態１によれば、コア２１と光
電変換素子１１とを９０度光路変換させて光結合できる
光路変換デバイス１００が得られる。そして、４本のコ
ア３１がクラッド３２により埋設一体化されてアレイ型
光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂに構成されて
いるので、１列に配列された４つの光電変換素子１１に
４本のコア３１をユニット単位で、即ち１工程で固定で
き、製造プロセスが簡略化され、低コスト化が図られ
る。また、４本のコア３１の配列ピッチを４つの光電変
換素子１１の配列ピッチに合わせてアレイ型光結合用光
導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを作製することにより、
コア３１の光軸と光電変換素子１１の素子面中心とのず
れが簡易に抑えられ、コア３１と光電変換素子１１との
間の光結合効率の低下が抑えられる。

【００２２】また、４本のコア３１がクラッド３２によ
り埋設一体化されてアレイ型光結合用光導波路ユニット
３０Ａ、３０Ｂに構成されているので、コア３１の長尺
化に起因するコア３１の反りの発生は従来技術のように
光ピン５単品に発生する反りに比べて著しく低減され
る。その結果、コア３１の長さを高精度に確保でき、ア
レイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂを多層に積層す
る構成に適用しても、光結合効率の低下が抑えられる。
また、従来技術のようにスルーホールをアレイ型光導波
路ユニット２０Ａ、２０Ｂに設ける必要がないので、極
めて困難なスルーホール加工が不要となる分、生産性が
向上される。さらに、スルーホール加工に起因するコア
端面の凹凸がなく、即ちコア２１の端面を平滑面に形成
できるので、その点においても光結合効率の低下が抑え
られる。

【００２３】また、光電変換素子１１が発光素子、受光
素子に拘わらず、同構造で光電変換素子１１とコア２１
との光結合を実現できる。さらに、光電変換素子１１と
して受光素子と発光素子とが混在する光路変換デバイス
を実現できる。さらに、コア２１とコア３１とがミラー
４０を介して光結合されているので、発光素子から空間
に出射される光や光導波路から空間に出射される光が放
射角を持って広がることに起因する発光素子と光導波路
との光結合や光導波路と受光素子との光結合の低下を防
止できる。また、アレイ型光結合用光導波路ユニット３
０Ａ、３０Ｂが光電変換素子１１を覆うように基板１２
上に固着されているので、光電変換素子１１が保護さ
れ、光電変換素子１１の長寿命化が図られる。

【００２４】ここで、この光路変換デバイス１００の製
造方法について図４および図５を参照しつつ説明する。
まず、光電変換素子１１のチップを基板１２上に４×４
のマトリクス状に実装してアレイ型光電変換素子ユニッ
ト１０が作製される。

【００２５】つぎに、基板５０上に第１のフッ素化ポリ
イミド溶液をスピンコートし、ベーキングして１０μｍ
厚の第１のクラッド層５１ａを形成する。さらに、第１
のフッ素化ポリイミドより屈折率の大きい第２のフッ素
化ポリイミド溶液をスピンコートし、ベーキングして５
μｍ厚のコア層５３を形成する。これにより、図４の
（ａ）に示されるように、第１のクラッド層５１ａおよ
びコア層５３が基板５０上に２層に重なって形成され
る。ついで、コア層５３上にフォトレジストを塗布し、
写真製版技術を用いてフォトレジストをパターニング
し、その後反応性イオンエッチングによりコア層５３の
不要部分を除去する（パターニングする）。そして、フ
ォトレジストを除去し、図４の（ｂ）に示されるよう
に、５μｍ幅のコア５２が平行に４本形成される。な
お、コア５２は、光電変換素子１１の各列における配列
ピッチと等しいピッチに配列されている。ついで、第１
のフッ素化ポリイミド溶液をスピンコートし、ベーキン
グして１０μｍ厚の第２のクラッド層５１ｂを形成す
る。これにより、図４の（ｃ）に示されるように、４本
の断面矩形状のコア５２が第１および第２のクラッド層
５１ａ、５１ｂ（クラッド層５１）に埋設されてなる構
造体５４を得る。

【００２６】ついで、該構造体５４をダイヤモンドブレ
ード（図示せず）を用いて所定長さに切断し、該切断面
を研磨して図４の（ｄ）に示される構造体５５Ａ、５５
Ｂを得る。この構造体５５Ａ、５５Ｂは、コア５２の長
さ方向の両端面がコア５２の長さ方向と直交する平坦面
に形成され、その長さがアレイ型光導波路ユニット２０
Ｂの厚み分異なっている。このように作製された構造体
５５Ａ、５５Ｂの基板５０を除去して、アレイ型光結合
用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを得る。なお、コア
５２がコア３１に相当し、クラッド層５１がクラッド３
２に相当する。

【００２７】さらに、図４の（ｅ）に示されるように、
アレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを、
基板１２上に、ユニット３０Ｂ、ユニット３０Ａ、ユニ
ット３０Ａおよびユニット３０Ｂの順に４列に配列して
固着する。この時、アレイ型光結合用光導波路ユニット
３０Ａ、３０Ｂは、光電変換素子１１が受光素子である
場合には、コア３１から光を入射させ、光電変換素子１
１の出力をモニターし、該出力が最大となる位置で、光
硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の接着剤を
用いて固定する。また、光電変換素子１１が発光素子で
ある場合には、光電変換素子１１の出射光をコア３１に
対して位置決めされた受光素子に受光させ、該受光素子
の出力をモニターし、該出力が最大となる位置で、光硬
化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の接着剤を用
いて固定する。これにより、アレイ型光結合用光導波路
ユニット３０Ａ、３０Ｂを構成する４つのコア３１の光
軸は、それぞれ各列の対応する光電変換素子１１の素子
面中心に一致する。

【００２８】つぎに、該構造体５４を９０度Ｖ字型ダイ
ヤモンドブレード５７を用いて所定長さに切断し、図５
の（ａ）に示される構造体５６Ａ、５６Ｂを得る。この
構造体５６Ａ、５６Ｂは、コア５２の長さ方向の一側端
面がコア５２の長さ方向と４５度の角度を有する平坦面
に形成され、他側端面がコア５２の長さ方向と直交する
平坦面に平成されている。ついで、構造体５６Ａ、５６
Ｂの両端面が研磨され、金メッキが一側端面に被覆さ
れ、ミラー４０となる。さらに、このように作製された
構造体５６Ａ、５６Ｂの基板５０を除去して、アレイ型
光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂを得る。なお、コア５
２がコア２１に相当し、クラッド層５１がクラッド２２
に相当する。そして、アレイ型光導波路ユニット２０
Ａ、２０Ｂが他側端面の面位置を合わせて積層され、光
硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の接着剤を
用いて固定される。この一体化されたアレイ型光導波路
ユニット２０Ａ、２０Ｂの対が、図５の（ｂ）に示され
るように、光電変換素子１１の列間の間隔分離されて、
ミラー４０を対向させて配置される。

【００２９】ついで、アレイ型光電変換素子ユニット１
０が、アレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０
Ｂの先端面をアレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂ
の上面に密接するように配置される。そして、光電変換
素子１１が受光素子である場合には、コア２１から光を
入射させ、光電変換素子１１の出力をモニターし、該出
力が最大となるようにアレイ型光電変換素子ユニット１
０を位置決め固定することになる。一方、光電変換素子
１１が発光素子である場合には、光電変換素子１１の出
射光をコア２１に対して位置決めされた受光素子に受光
させ、該受光素子の出力をモニターし、該出力が最大と
なるようにアレイ型光電変換素子ユニット１０を位置決
め固定することになる。これにより、対応するコア２１
およびコア３１の光軸同士がミラー４０上で交わり、か
つ、ミラー４０上の交差点における垂線に対して対称と
なるように、アレイ型光電変換素子ユニット１０、アレ
イ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂおよびアレイ型光
結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを配列してなる
光路変換デバイス１００が得られる。

【００３０】この実施の形態１による光路変換デバイス
の製造方法によれば、基板５０上に第１のクラッド層５
１ａを被覆し、さらに第１のクラッド層５１ａ上にコア
層５３を被覆した後、コア層５３をエッチングにより所
定ピッチに配列した４本のコア５２を形成し、ついで第
２のクラッド層５１ｂを被覆してコア５２が第１および
第２のクラッド層５１ａ、５１ｂに埋設された構造体５
４を作製し、その後構造体５４を所定長さに切断し、さ
らに基板５０を除去してアレイ型光結合用光導波路ユニ
ット３０Ａ、３０Ｂを作製しているので、コア３１の配
列ピッチを高精度に確保でき、かつ、反りの発生しにく
いアレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを
作製できる。

【００３１】このように作製されたアレイ型光結合用光
導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを光路変換デバイスに適
用すれば、アレイ型光電変換素子ユニット１０の各列の
光電変換素子１１とコア３１との位置合わせがユニット
単位で行われ、光路変換デバイスの生産性が向上され
る。同様に、アレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂ
のコア２１とアレイ型光結合用光導波路ユニット３０
Ａ、３０Ｂのコア３１との位置合わせがユニット単位で
行われ、光路変換デバイスの生産性が向上される。ま
た、アレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂ
が反りの発生しにくい構造となっているので、アレイ型
光導波路ユニット２０Ａ、２０Ｂが層状に配列され、ア
レイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂが長尺
化しても、ユニット３０Ａ、３０Ｂの反りに起因する光
結合効率の低下が抑えられる。

【００３２】また、構造体５４を切断してアレイ型光結
合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを作製しているの
で、長さの異なるアレイ型光結合用光導波路ユニットを
簡易に作製でき、アレイ型光導波路ユニットの多層化に
容易に対応できる。また、コア５２がクラッド層５１に
埋設された構造をスピンコート技術や真空成膜技術の成
膜技術と写真製版技術およびエッチング技術を利用した
パターニング技術により作製しているので、コア５２を
任意の配列ピッチで高精度に配列させることができる容
易にできる。そこで、コア５２（コア３１）の間隔を制
御しやすく、光電変換素子１１の素子間を狭間隔化した
高密度実装にも対応でき、光路変換デバイスの小型化が
実現できる。同様に、構造体５５Ａ、５５Ｂの基板５０
を除去してアレイ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、
３０Ｂが作製されているので、アレイ型光結合用光導波
路ユニット３０Ａ、３０Ｂの小型化が図られ、光電変換
素子１１の列間を狭間隔化した高密度実装にも対応で
き、光路変換デバイスの小型化が実現できる。

【００３３】また、アレイ型光導波路ユニット２０Ａ、
２０Ｂおよびアレイ型光結合用光導波路ユニット３０
Ａ、３０Ｂの端面が研磨されているので、コア２１、３
１端面の凹凸に起因する光結合効率の低下が抑えられ
る。また、ミラー４０がコア２１の端面に金メッキを施
して形成されているので、コア２１やコア３１から出射
される光がミラー４０で全反射され、光結合効率の低下
が抑えられる。

【００３４】ここで、上記実施の形態１では、基板５０
には、Ｓｉ等の無機材料が用いられるが、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機材料を用い
てもよい。また、上記実施の形態１では、アレイ型光結
合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂをアレイ型光電変
換素子ユニット１０に固定するものとしているが、アレ
イ型光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂはミラー
４０とアレイ型光電変換素子ユニット１０との間に配設
されていればよく、アレイ型光結合用光導波路ユニット
３０Ａ、３０Ｂをアレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２
０Ｂの上面（光電変換素子１１に対向する面）に固定す
るようにしても良い。

【００３５】また、上記実施の形態１では、アレイ型光
結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂとアレイ型光電
変換素子ユニット１０とを、あるいはアレイ型光結合用
光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂとアレイ型光導波路ユ
ニット２０Ａ、２０Ｂとを接着剤を用いて固定するもの
としているが、両ユニットの接合部にメタライズ層を形
成し、半田接合や金属超音波接合等の金属接合を用いて
もよい。また、上記実施の形態１では、構造体５６Ａ、
５６Ｂの支持基板５０を除去してアレイ型光結合用光導
波路ユニット２０Ａ、２０Ｂを作製するものとしている
が、支持基板５０を薄板化してアレイ型光結合用光導波
路ユニットを作製するようにしてもよい。この場合、ア
レイ型光結合用光導波路ユニットの大型化をもたらす
が、アレイ型光結合用光導波路ユニットの強度を大きく
でき、反りの発生を確実に抑えることができる。

【００３６】また、上記実施の形態１では、構造体５４
をダイヤモンドブレードを用いて切断するものとしてい
るが、構造体５４の切断方法はこれに限定されるもので
はなく、構造体５４を精度良く切断できる方法であれば
よく、例えばエッチング等の方法を用いることができ
る。また、切断後、研磨処理を行うことにより、切断面
の平滑化および長さの高精度化が図られる。また、上記
実施の形態１では、光電変換素子１１のチップを基板１
２上にマトリクス状に実装してアレイ型光電変換素子ユ
ニット１０を作製するものとしているが、基板としてシ
リコンウエハを用い、半導体製造技術を用いてシリコン
ウエハ上に光電変換素子１１を直接作り込んでアレイ型
光電変換素子ユニットを作製してもよい。

【００３７】また、上記実施の形態１では、第２のフッ
素化ポリイミドのスピンコート層を反応性イオンエッチ
ングによりパターニングするものとしているが、第２の
フッ素化ポリイミドに光硬化性を付与すれば、反応性イ
オンエッチングを用いることなく、写真製版技術のみで
そのスピンコート層をパターニングでき、製造プロセス
の簡略化が図られる。つまり、所定ピッチで配列された
コア相当部が光透過するパターンに形成されたフォトマ
スクを介してスピンコート層に光照射し、スピンコート
層の光照射部分を光硬化させる。そして、光未照射部
分、つまり未硬化部分を除去することで、所定ピッチで
配列されたコア５２が得られる。

【００３８】また、上記実施の形態１では、コア２１、
３１およびクラッド２２、３２の材料にフッ素化ポリイ
ミドを用いるものとして説明しているが、コアおよびク
ラッドの材料は、フッ素化ポリイミドに限定されるもの
ではなく、導波に必要な屈折が得られ、かつ、伝播波長
に対して低損失である材料であればよく、例えば石英、
ポリメチルメタアクリレート（PMMA）、シリコーン樹脂
等が用いられる。そして、コア、クラッドにフッ素化ポ
リイミドに代えてPMMA、シリコーン樹脂等の有機材料が
用いられる場合には、上記実施の形態１と同様にして、
スピンコート技術とパターニング技術とを組み合わせる
ことにより、コアをクラッドに埋設する構造を作製する
ことができる。また、コア、クラッドにフッ素化ポリイ
ミドに代えて石英等の無機材料が用いられる場合には、
スパッタ等の真空成膜技術とパターニング技術とを組み
合わせることにより、コアをクラッドに埋設する構造を
作製することができる。さらに、コアおよびクラッドを
異なる材料で作製することも可能であり、さらにはその
一方を石英等の無機材料で作製し、他方をフッ素化ポリ
イミド等の有機材料で作製することも可能である。

【００３９】実施の形態２．この実施の形態２では、図
６に示されるように、アレイ型光導波路ユニット２０Ｃ
は、一側端面がコア２１の光軸に対して３０度の角度を
有する平坦面に形成され、該平坦面に金メッキが施され
てミラー角度（θ）を３０度とするミラー４０に形成さ
れている。また、アレイ型光結合用光導波路ユニット３
０Ｃは、端面がコア３１の光軸に対して３０度の角度を
持った平坦面に形成され、コア２１（あるいはコア３
１）から出射してミラー４０で反射された光の光軸が、
コア３１（あるいはコア２１）の光軸に一致するように
している。なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様
に構成されている。

【００４０】従って、この実施の形態２によれば、上記
実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、コア２
１と光電変換素子１１とを１２０度光路変換させて光結
合できる光路変換デバイスが得られる。

【００４１】ここで、ミラー角度（θ）が３０度に限ら
ず、任意に設定すれば、コア２１と光電変換素子１１と
を任意の角度で光路変換させて光結合できる光路変換デ
バイスが得られる。

【００４２】実施の形態３．この実施の形態３では、図
７に示されるように、アレイ型光導波路ユニット２０
Ｄ、２０Ｅは、両端面がコア２１の光軸に対して９０度
の角度を有する平坦面に形成されている。また、アレイ
型光結合用光導波路ユニット３０Ｄ、３０Ｅは、一側端
面がコア３１の光軸に対して４５度の角度を持った平坦
面に形成され、該平坦面に金メッキが施されてミラー角
度（θ）を４５度とするミラー４０に形成されている。
この場合においても、コア２１（あるいはコア３１）か
ら出射してミラー４０で反射された光の光軸が、コア３
１（あるいはコア２１）の光軸に一致するようになって
いる。なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構
成されている。従って、この実施の形態３においても、
上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００４３】実施の形態４．この実施の形態４では、図
８に示されるように、石英、シリコン、金属等により作
製されたミラー部材４１をアレイ型光導波路ユニット２
０Ｄの端面近傍に配置し、ミラー部材４１にコア２１の
光軸に対して４５度の角度を有するミラー４０が形成さ
れている。そして、図示していないが、アレイ型光結合
用光導波路ユニット３０Ａが、コア２１（あるいはコア
３１）から出射してミラー４０で反射された光の光軸
が、コア３１（あるいはコア２１）の光軸に一致するよ
うに、配置されている。また、図示していないが、アレ
イ型光導波路ユニット２０Ｅ、ミラー部材４１およびア
レイ型光結合用光導波路ユニット３０Ｂが、同様な位置
関係で配列されている。なお、他の構成は、上記実施の
形態１と同様に構成されている。従って、この実施の形
態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得ら
れる。

【００４４】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５に係る光路変換デバイスの構成を模式的に示す縦断
面図である。図９において、アレイ型光電変換素子ユニ
ット１０Ａは、受光素子からなる光電変換素子１１ａと
発光素子からなる光電変換素子１１ｂとを基板１２上に
４×４のマトリクス状に実装して作製されている。ま
た、アレイ型光導波路ユニット２０Ｆ、２０Ｇは、コア
２１の長さ方向の両端面が４５度のミラー角度を有する
ミラー４０を構成している点を除いて、アレイ型光導波
路２０Ａ、２０Ｂと同様に形成されている。

【００４５】そして、アレイ型光結合用光導波路ユニッ
ト３０Ａ、３０Ｂがアレイ型光電変換素子ユニット１０
Ａにコア３１の光軸を光電変換素子１１ａ、１１ｂの素
子面中心に一致するように位置決め固定されている。ま
た、２つのアレイ型光電変換素子ユニット１０Ａの光電
変換素子１１ａ、１１ｂが、積層されたアレイ型光導波
路ユニット２０Ｆ、２０Ｇおよびアレイ型光結合用光導
波路ユニット３０Ａ、３０Ｂにより光結合されている。
さらに、各アレイ型光電変換素子ユニット１０Ａの光電
変換素子１１ａ、１１ｂが、それぞれアレイ型光結合用
光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂを介してアレイ型光導
波路ユニット２０Ａ、２０Ｂに光結合されている。この
時、対応するコア２１およびコア３１の光軸同士がミラ
ー４０上で交わり、かつ、ミラー４０上の交差点におけ
る垂線に対して対称となるように、即ちコア２１および
コア３１の光軸が一致するように、アレイ型光導波路ユ
ニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｆ、２０Ｇおよびアレイ型
光結合用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂが位置決めさ
れている。また、アレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２
０Ｂのコア２１の端部は、コネクタ（図示せず）を介し
て光スイッチや合分波器等の光デバイスに光結合されて
いる。

【００４６】つぎに、このように構成された光路変換デ
バイス１０１の動作について説明する。一方のアレイ型
光電変換素子ユニット１０Ａの光電変換素子１１ｂから
出射された光がアレイ型光結合用光導波路ユニット３０
Ａ、３０Ｂのコア３１に入射し、コア３１内を伝播し、
アレイ型光導波路ユニット２０Ｆ、２０Ｇの一方のミラ
ー４０で反射されてアレイ型光導波路ユニット２０Ｆ、
２０Ｇのコア２１に入射する。そして、コア２１内を伝
播し、他方のミラー４０で反射されて、アレイ型光結合
用光導波路ユニット３０Ａ、３０Ｂのコア３１に入射
し、コア３１内を伝播し、他方のアレイ型光電変換素子
ユニット１０Ａの光電変換素子１１ａに受光される。ま
た、コネクタを介してアレイ型光導波路ユニット２０
Ａ、２０Ｂのコア２１に入射した光は、コア２１内を伝
播し、ミラー４０で反射されてアレイ型光結合用光導波
路ユニット３０Ａ、３０Ｂのコア３１に入射し、コア３
１内を伝播して、一方のアレイ型光電変換素子ユニット
１０Ａの光電変換素子１１ａに受光される。さらに、他
方のアレイ型光電変換素子ユニット１０Ａの光電変換素
子１１ｂから出射された光は、アレイ型光結合用光導波
路ユニット３０Ａ、３０Ｂのコア３１に入射し、コア３
１内を伝播し、アレイ型光導波路ユニット２０Ａ、２０
Ａのミラー４０で反射されてコア２１に入射し、コア２
１内を伝播し、コネクタを介して光デバイスに送光され
る。

【００４７】このように、この実施の形態５によれば、
受光素子および発光素子が複合配列されたアレイ型光電
変換素子ユニット１０Ａ間を光結合できる光路変換デバ
イス１０１を実現できる。

【００４８】実施の形態６．この実施の形態６では、図
１０に示されるように、アレイ型光結合用光導波路ユニ
ット３０Ａに代えて短尺のアレイ型光結合用光導波路ユ
ニット３０Ｆを２層に積層して配設している。なお、他
の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

【００４９】この実施の形態６によれば、短尺のアレイ
型光結合用光導波路ユニット３０Ｂ、３０Ｆを用いてい
るので、アレイ型光結合用光導波路ユニットの長尺化に
起因する反りの発生が抑えられ、光結合効率の低下が抑
えられる。

【００５０】なお、上記実施の形態６では、短尺のアレ
イ型光結合用光導波路ユニットを２層に積層するものと
しているが、３層以上に積層するようにしてもよい。こ
の場合、中間のアレイ型光結合用光導波路ユニットにレ
ンズ機能を付加することにより、光結合効率を向上させ
ることができる。

【００５１】実施の形態７．上記各実施の形態では、配
列された矩形断面のコア３１をクラッド３２に埋設して
作製されたアレイ型光結合用光導波路ユニットを用いる
ものとしているが、この実施の形態７では、配列された
光ファイバを一体化して作製されたアレイ型光結合用光
導波路ユニットを用いるものとしている。なお、光ファ
イバは円形断面のコアをクラッドにより被覆して形成し
たものである。また、光ファイバにおいても、コアとク
ラッドとの屈折率差は０．１〜１．０％としている。

【００５２】この実施の形態７による光路変換デバイス
１０２では、図１１に示されるように、アレイ型光結合
用光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂは、それぞれ光結合
用光導波路となる光ファイバ６１が、その光軸を平行と
して、かつ、光軸を同一平面上に位置するようにして、
光電変換素子１１の各列における配列ピッチと同ピッチ
で４本配列された状態で一体化されて作製されている。
そして、光ファイバ６１の長さ方向のユニット６０Ａ、
６０Ｂの両端面が光ファイバ６１の光軸に対して９０度
の角度の平坦面に形成されている。なお、アレイ型光結
合用光導波路ユニット６０Ｂの長さは、アレイ型光結合
用光導波路ユニット６０Ａに対して、アレイ型光導波路
ユニット２０Ｂの厚み分短く形成されている。そして、
アレイ型光結合用光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂは、
基板１２上に、ユニット６０Ｂ、ユニット６０Ａ、ユニ
ット６０Ａおよびユニット６０Ｂの順に４列に配列され
て固着されている。この時、アレイ型光結合用光導波路
ユニット６０Ａ、６０Ｂは、光ファイバ６１の光軸がそ
れぞれ各列の対応する光電変換素子１１の素子面の中心
に一致するように、位置決めされている。なお、他の構
成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

【００５３】ここで、アレイ型光結合用光導波路ユニッ
トの製造方法について図１２を参照しつつ説明する。ま
ず、図１２の（ａ）に示されるように、シリコンウエハ
からなる支持基板７０をエッチングして所定ピッチで配
列されたＶ溝７０ａを形成する。なお、Ｖ溝７０ａの配
列ピッチは、光電変換素子１１の各列における配列ピッ
チと同じである。ついで、図１２の（ｂ）に示されるよ
うに、円形断面の光ファイバ７１を各Ｖ溝７０ａに載置
する。そして、図１２の（ｃ）に示されるように、各Ｖ
溝７０ａに光ファイバ７１を入れるようにもう１つの支
持基板７０を載置し、支持基板７０間にエポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の接着剤７２を充填硬
化し、所定のピッチで配列された４本の光ファイバ７１
を一体化した構造体７３を得る。

【００５４】ついで、該構造体７３をダイヤモンドブレ
ード（図示せず）を用いて所定長さに切断し、該切断面
を研磨して図１２の（ｄ）に示される構造体７４Ａ、７
４Ｂを得る。この構造体７４Ａ、７４Ｂは、光ファイバ
７１の長さ方向の両端面が光ファイバ７１の長さ方向と
直交する平坦面に形成され、その長さがアレイ型光導波
路ユニット２０Ｂの厚み分異なる。このように作製され
た構造体７４Ａ、７４Ｂの基板７０を除去して、アレイ
型光結合用光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂを得る。な
お、光ファイバ７１が光ファイバ６１に相当する。

【００５５】さらに、図１２の（ｅ）に示されるよう
に、アレイ型光結合用光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂ
を、基板１２上に、ユニット６０Ｂ、ユニット６０Ａ、
ユニット６０Ａおよびユニット６０Ｂの順に４列に配列
して固着する。この時、アレイ型光結合用光導波路ユニ
ット６０Ａ、６０Ｂは、光電変換素子１１が受光素子で
ある場合には、光ファイバ６１から光を入射させ、光電
変換素子１１の出力をモニターし、該出力が最大となる
位置で、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等
の接着剤を用いて固定する。また、光電変換素子１１が
発光素子である場合には、光電変換素子１１の出射光を
光ファイバ６１に対して位置決めされた受光素子に受光
させ、該受光素子の出力をモニターし、該出力が最大と
なる位置で、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹
脂等の接着剤を用いて固定する。これにより、アレイ型
光結合用光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂを構成する４
つの光ファイバ６１の光軸は、それぞれ各列の対応する
光電変換素子１１の素子面中心に一致する。

【００５６】このようにアレイ型光結合用光導波路ユニ
ット６０Ａ、６０Ｂが固着されたアレイ型光電変換素子
ユニット１０と、積層されたアレイ型光導波路ユニット
２０Ａ、２０Ｂとを、上記実施の形態１と同様に配置
し、光路変換デバイス１０２が作製される。

【００５７】この実施の形態７では、上記実施の形態１
と同様の効果が得られるとともに、光結合用光導波路が
光ファイバ６１、即ち円形断面のコアで構成されている
ので、光結合用光導波路内を伝播する光の損失を少なく
することができる。また、安価な光ファイバ７１を配列
一体化した構造体７３を切断することでアレイ型光結合
用光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂを作製できるので、
製造プロセスが簡略化され、生産性が向上するととも
に、低価格化が図られる。

【００５８】なお、上記実施の形態７では、上記実施の
形態１によるアレイ型光結合用光導波路ユニットに代え
て光ファイバ６１を配列一体化したアレイ型光結合用光
導波路ユニットを用いるものとしているが、上記実施の
形態２〜６によるアレイ型光結合用光導波路ユニットに
代えて光ファイバ６１を配列一体化したアレイ型光結合
用光導波路ユニットを用いてもよい。また、上記実施の
形態７では、光ファイバ７１を配列一体化した構造体７
３を所定長さに切断してアレイ型光結合用光導波路ユニ
ット６０Ａ、６０Ｂを作製するものとしているが、該構
造体７３を切断して作製されたものをアレイ型光導波路
ユニットに適用してもよいことはいうまでもないことで
ある。また、上記実施の形態７では、支持基板７０にシ
リコンウエハを用いるものとしているが、支持基板７０
はシリコンウエハに限定されるものではなく、光ファイ
バ７１を精度良く支持できるものであればよく、例えば
銅、ニッケル等の金属材料、石英、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等
の無機材料、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル
樹脂等の有機材料が用いられる。

【００５９】また、上記実施の形態７では、支持基板７
０にエッチングによりＶ溝７０ａを形成するものとして
いるが、Ｖ溝７０ａの形成方法はエッチングに限定され
るものではなく、光ファイバ７１の光軸が平行で、か
つ、同一平面上に一致するように支持基板７０に形成で
きればよく、例えばダイシングで形成してもよい。ま
た、上記実施の形態７では、光ファイバ７１を接着剤７
２で一体化するものとしているが、光ファイバ７１の一
体化方法は接着剤７２に限定されるものではなく、例え
ば光ファイバ７１および支持基板７０に金属メッキを施
し、半田等の低融点金属により両者を接合するようにし
てもよい。また、上記実施の形態７では、一対の支持基
板７０により配列された光ファイバ７１を支持するもの
としているが、１つの支持基板７０で配列された光ファ
イバ７１を支持するようにしてもよい。

【００６０】また、上記実施の形態７では、構造体７４
Ａ、７４Ｂの支持基板７０を除去してアレイ型光結合用
光導波路ユニット６０Ａ、６０Ｂを作製するものとして
いるが、支持基板７０を薄板化してアレイ型光結合用光
導波路ユニットを作製するようにしてもよい。この場
合、アレイ型光結合用光導波路ユニットの大型化をもた
らすが、アレイ型光結合用光導波路ユニットの強度を大
きくでき、反りの発生を確実に抑えることができる。ま
た、上記実施の形態７では、ダイヤモンドブレードを用
いて構造体７３を切断するものとしているが、構造体７
３の切断方法はこれに限定されるものではなく、構造体
７３を精度よく切断できるものであればよい。また、上
記実施の形態７では、アレイ型光結合用光導波路ユニッ
ト６０Ａ、６０Ｂを基板１２に接着剤を用いて固定する
ものとしているが、アレイ型光結合用光導波路ユニット
６０Ａ、６０Ｂの固定方法は接着剤に限定されるもので
はなく、例えばアレイ型光結合用光導波路ユニット６０
Ａ、６０Ｂと支持基板１２との接合部に金属メッキを施
し、半田等の低融点金属により両者を接合するようにし
てもよい。

【００６１】実施の形態８．この実施の形態８は、光フ
ァイバ７１を配列一体化する他の方法を提供するもので
ある。ここで、この実施の形態８による光ファイバを配
列一体化する方法を図１３に基づいて説明する。まず、
図１３の（ａ）に示されるように、深さｌ、幅ｗの凹部
７５ａが形成された整列型７５を作製する。なお、深さ
ｌは光ファイバ７１の直径に等しく、幅ｗは光ファイバ
７１の直径の整数倍（ここでは７倍）に形成されてい
る。ついで、図１３の（ｂ）に示されるように、７本の
光ファイバ７１を整列型７５の凹部７５ａに配列させ
る。この時、凹部７５ａの幅ｗが光ファイバ７１の直径
の７倍に形成されているので、７本の光ファイバ７１
が、光軸を平行に、かつ、同一平面上に一致させて、隙
間無く配列されて凹部７５ａ内に収納される。さらに、
図１３の（ｃ）に示されるように、接着剤７２を凹部７
５ａ内に充填硬化させて、光ファイバ７１を配列一体化
する。

【００６２】そして、このように作製された構造体を所
定長さに切断し、アレイ型光結合用光導波路ユニットや
アレイ型光導波路ユニットに適用される。

【００６３】この実施の形態８によれば、整列型７５の
作製が、Ｖ溝７０ａが形成された支持基板７０の作製に
比べて容易であり、低コスト化が図られる。

【００６４】ここで、上記実施の形態８では、配列され
た光ファイバ７１を接着剤７２により一体化するものと
しているが、光ファイバ７１と整列型７５との接合部、
あるいは光ファイバ７１同士の接合部に金属メッキを施
し、半田等の低融点金属により両者を接合一体化するよ
うにしてもよい。

【００６５】なお、上記各実施の形態では、コアの材料
とクラッドの材料との屈折率差を０．１〜１．０％とす
るものとして説明しているが、両者の屈折率差はこれに
限定されるものではなく、用途によって適宜設定される
ものである。また、上記各実施の形態では、アレイ型光
導波路ユニットおよびアレイ型光結合用光導波路ユニッ
トはそれぞれ４本のコア２１、３１を有するものとして
説明しているが、コア２１、３１の本数は４本に限定さ
れるものではなく、２本以上であれば、本発明の効果が
得られる。同様に、アレイ型光電変換素子ユニットにお
いても、光電変換素子が２つ以上基板１２上に配列され
ていればよい。また、上記各実施の形態では、アレイ型
光導波路ユニットが２層に積層されているものとしてい
るが、アレイ型光導波路ユニットは１層の単層構造で
も、２層以上の積層構造であってもよい。

【００６６】また、本発明による光路変換デバイスで
は、光電変換素子１１の扱える波長は、０．８５ｕｍ、
１．３ｕｍ、１．５５ｕｍのものが一般的であるが、こ
れに限定されるものではなく、必要に応じて任意の波長
を用いることができる。また、光電変換素子１１の波長
特性を活用して、複数の波長を扱えるようにしても良
い。この場合、隣接する光導波路を伝播する光のクロス
トークが抑えられるようになる。また、光導波路内を伝
播するモードはシングルモードでも、マルチモードでも
よいことは言うまでもないことである。

【００６７】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されているような効果を奏する。

【００６８】この発明によれば、少なくとも２つの光電
変換素子が基板上に配設されたアレイ型光電変換素子ユ
ニットと、少なくとも２つの光導波路がその光軸を平行
に、かつ、同一平面上に位置させて配列一体化されたア
レイ型光導波路ユニットと、上記アレイ型光導波路ユニ
ットの各光導波路の端部にそれぞれ設けられて該光導波
路の光軸に対して所定の角度を有するミラーと、少なく
とも２つの光結合用光導波路がその光軸を平行に、か
つ、同一平面上に位置させて配列一体化されてなり、上
記アレイ型光変換素子ユニットの光電変換素子と上記ミ
ラーとの間に、該光結合用光導波路の光軸が上記光導波
路の光軸と、該ミラー上で交差し、かつ、該ミラー上の
該交差点における垂線に対して対称となり、さらに該光
電変換素子の素子面の中心を通るように配設されている
アレイ型光結合用光導波路ユニットとを備えたので、光
結合用光導波路の反りの発生が抑えられるとともに、複
数の光結合用光導波路をユニット単位で位置決めできる
ようになり、製造プロセスの簡略化を図り、低価格化を
実現できるとともに、光結合効率の低下を抑えることが
できる光路変換デバイスが得られる。

【００６９】また、上記アレイ型光結合用光導波路ユニ
ットは、少なくとも２本の光ファイバが、その光軸を平
行に、かつ、同一平面上に位置させて配列一体化されて
構成されているので、光結合用光導波路内を伝播する光
の損失が抑えられる。

【００７０】また、上記アレイ型光結合用光導波路ユニ
ットは、光軸を平行に、かつ、同一平面上に位置させて
配列された少なくとも２本のコアがクラッドにより埋設
一体化されて構成されているので、コア間を狭間隔化で
き、高密度実装に対応することができる。

【００７１】また、この発明に係る光路変換デバイスの
製造方法は、少なくとも２本の光ファイバを、その光軸
を平行に、かつ、同一平面上に位置させて配列させ、配
列された上記光ファイバを一体化し、ついで一体化され
た上記少なくとも２本の光ファイバを所定長さに切断し
てアレイ型光結合用光導波路ユニットを作製する工程を
有するので、製造プロセスが簡略化され、低価格化が図
られる光路変換デバイスの製造方法が得られる。

【００７２】さらに、この発明に係る光路変換デバイス
の製造方法は、第１のクラッド層を基板上に形成し、コ
ア層を上記第１のクラッド層上に積層形成し、上記コア
層をパターニングしてその長軸方向を平行に、かつ、同
一平面上に位置させて配列された少なくとも２本の断面
矩形のコアを形成し、ついで第２のクラッド層を被覆形
成して、配列された上記少なくとも２本のコアを上記第
１および第２のクラッド層により埋設一体化し、その後
上記第１および第２のクラッド層により埋設一体化され
た上記少なくとも２本のコアを上記基板および上記第１
および第２のクラッド層ごと所定長さに切断してアレイ
型光結合用光導波路ユニットを作製する工程を有するの
で、コア間を狭間隔化でき、小型化を可能とする光路変
換デバイスの製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る光路変換デバ
イスを示す斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る光路変換デバ
イスの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る光路変換デバ
イスの実装状態を説明する縦断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る光路変換デバ
イスにおけるアレイ型光結合用光導波路ユニットの製造
方法を説明する工程図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係る光路変換デバ
イスにおけるアレイ型光導波路ユニットの製造方法を説
明する工程断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る光路変換デバ
イスの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３に係る光路変換デバ
イスの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態４に係る光路変換デバ
イスの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態５に係る光路変換デバ
イスの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６に係る光路変換デ
バイスの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態７に係る光路変換デ
バイスを示す斜視図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７に係る光路変換デ
バイスにおけるアレイ型光結合用光導波路ユニットの製
造方法を説明する工程図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８に係る光路変換デ
バイスにおけるアレイ型光結合用光導波路ユニットの製
造方法を説明する工程断面図である。

【図１４】 従来の光路変換デバイスの構成を説明する
模式図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ アレイ型光電変換素子ユニット、１１
光電変換素子、１１ａ受光素子、１１ｂ 発光素子、１
２ 基板、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、
２０Ｆ、２０Ｇ アレイ型光導波路ユニット、２１ コ
ア（光導波路）、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３
０Ｅ、３０Ｆ、６０Ａ、６０Ｂ アレイ型光結合用光導
波路ユニット、３１ コア（光結合用光導波路）、３２
クラッド、５０ 基板、５１ａ 第１のクラッド層、
５１ｂ 第２のクラッド層、５２ コア、５３ コア
層、７１ 光ファイバ、１００、１０１、１０２ 光路
変換デバイス。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの光電変換素子が基板上
   に配設されたアレイ型光電変換素子ユニットと、 少なくとも２つの光導波路がその光軸を平行に、かつ、
   同一平面上に位置させて配列一体化されたアレイ型光導
   波路ユニットと、 上記アレイ型光導波路ユニットの各光導波路の端部にそ
   れぞれ設けられて該光導波路の光軸に対して所定の角度
   を有するミラーと、 少なくとも２つの光結合用光導波路がその光軸を平行
   に、かつ、同一平面上に位置させて配列一体化されてな
   り、上記アレイ型光変換素子ユニットの光電変換素子と
   上記ミラーとの間に、該光結合用光導波路の光軸が上記
   光導波路の光軸と、該ミラー上で交差し、かつ、該ミラ
   ー上の該交差点における垂線に対して対称となり、さら
   に該光電変換素子の素子面の中心を通るように配設され
   ているアレイ型光結合用光導波路ユニットとを備えたこ
   とを特徴とする光路変換デバイス。
2. 【請求項２】 上記アレイ型光結合用光導波路ユニット
   は、少なくとも２本の光ファイバが、その光軸を平行
   に、かつ、同一平面上に位置させて配列一体化されて構
   成されていることを特徴とする請求項１記載の光路変換
   デバイス。
3. 【請求項３】 上記アレイ型光結合用光導波路ユニット
   は、光軸を平行に、かつ、同一平面上に位置させて配列
   された少なくとも２本のコアがクラッドにより埋設一体
   化されて構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の光路変換デバイス。
4. 【請求項４】 少なくとも２本の光ファイバを、その光
   軸を平行に、かつ、同一平面上に位置させて配列させ、
   配列された上記光ファイバを一体化し、ついで一体化さ
   れた上記少なくとも２本の光ファイバを所定長さに切断
   してアレイ型光結合用光導波路ユニットを作製する工程
   を有することを特徴とする光路変換デバイスの製造方
   法。
5. 【請求項５】 第１のクラッド層を基板上に形成し、コ
   ア層を上記第１のクラッド層上に積層形成し、上記コア
   層をパターニングしてその長軸方向を平行に、かつ、同
   一平面上に位置させて配列された少なくとも２本の断面
   矩形のコアを形成し、ついで第２のクラッド層を被覆形
   成して、配列された上記少なくとも２本のコアを上記第
   １および第２のクラッド層により埋設一体化し、その後
   上記第１および第２のクラッド層により埋設一体化され
   た上記少なくとも２本のコアを上記基板および上記第１
   および第２のクラッド層ごと所定長さに切断してアレイ
   型光結合用光導波路ユニットを作製する工程を有するこ
   とを特徴とする光路変換デバイスの製造方法。