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WO2010098171A1 - 光導波路および光導波路モジュール - Google Patents

光導波路および光導波路モジュール Download PDF

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WO2010098171A1
WO2010098171A1 PCT/JP2010/051222 JP2010051222W WO2010098171A1 WO 2010098171 A1 WO2010098171 A1 WO 2010098171A1 JP 2010051222 W JP2010051222 W JP 2010051222W WO 2010098171 A1 WO2010098171 A1 WO 2010098171A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical waveguide
optical
lens
waveguide module
convex
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2010/051222
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English (en)
French (fr)
Inventor
康信 松岡
俊樹 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN201080006571.6A priority patent/CN102308236B/zh
Priority to US13/201,272 priority patent/US20110299808A1/en
Priority to KR1020117018936A priority patent/KR101305848B1/ko
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    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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    • 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
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres

Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide and an optical waveguide module, and in particular, when transmitting a high-speed optical signal transmitted / received between chips or boards using an optical waveguide as a wiring medium between devices such as a data processing device or within a device.
  • the present invention relates to a technique that is effective when applied to an optical waveguide module serving as a terminal.
  • a high-frequency signal transmitted from the outside such as Ethernet through an optical fiber is input to a line card.
  • This line card is composed of several cards for one backplane, and the input signals to each line card are further collected in the switch card via the backplane and processed by the LSI in the switch card. , Again to each line card via the backplane.
  • signals of 300 Gbit / s or more from each line card are collected on the switch card via the backplane.
  • FIG. 8 shows a basic configuration of a PLC (Planer LightwaveirCircuit) module in which optical components such as an optical element and an optical waveguide are arranged on the same substrate as an example of a conventional method of a planar optical waveguide module.
  • optical components 101 and 103 for example, 101 is LD: Laser Diode, 103 is PD: Photo Diode
  • optical components such as the filter 102 can be integrated on the same platform substrate 100, so the number of components is small.
  • the module can be downsized.
  • an optical waveguide 104 and an optical fiber 105 are disposed on the platform substrate 100.
  • the optical axis alignment is a passive alignment method performed simultaneously with mounting each optical component on the platform substrate 100, a module can be manufactured with a small number of mounting steps.
  • Patent Document 1 a module form in which a separate film optical waveguide array is mounted on an optical element array mounted on a substrate and optical connection is made is disclosed in Patent Document 1.
  • the film-shaped optical waveguide is provided with a concavo-convex portion using a transfer substrate, and the optical waveguide is fixed in position by concavo-convex fitting to a support provided on an element mounting substrate.
  • optical elements are optically coupled.
  • each optical element is passively aligned with only the component mounting position accuracy while monitoring the alignment marks and the like provided on the platform substrate 100. Because it is an alignment method and requires optical connection in a very small area between the end face of the optical element and the end face of the optical waveguide, the mounting margin for satisfying the positioning accuracy of each optical component at the same time is small, and good optical performance Is difficult to secure. Furthermore, when the number of optical elements and optical waveguides is increased, it becomes increasingly difficult to secure a production yield for obtaining a stable optical connection.
  • a passive film optically connected to the optical element array is also obtained by fitting a separate film optical waveguide array to the support of the element mounting substrate.
  • this is a mounting method and the manufacturing process is simple, the positioning accuracy for obtaining a stable optical connection depends on the manufacturing accuracy and component mounting accuracy of each optical component, so that there is a limit to increasing the accuracy.
  • mounting accuracy of about 1 ⁇ m order is required. The required accuracy becomes severe.
  • an object of the present invention is to provide an optical waveguide module that satisfies high precision and stable optical connection between an optical element and an optical waveguide and can be easily manufactured.
  • the convex member has a shape that allows the concave portion of the optical element to be fitted into the convex member when an optical element having a concave portion is mounted on the first surface of the semiconductor substrate.
  • the optical waveguide is made of a polymer.
  • the said convex-shaped member is comprised with the material similar to the said core layer.
  • An optical waveguide module of the present invention includes an optical waveguide surrounded by a clad layer and having a mirror portion having a tapered surface on one end side, an optical element having a recess on a first surface of a semiconductor substrate, and the mirror portion And a convex member provided on the cladding layer so as to overlap in a plane, and the convex member is fitted in the concave portion of the optical element.
  • Each of the optical waveguide modules of the present invention includes a plurality of optical waveguides, each of which is surrounded by a clad layer, each having a mirror portion having a tapered surface on one end side, and each arranged in parallel.
  • An optical element array comprising a plurality of optical elements formed on the semiconductor substrate, each having a recess on a first surface of the semiconductor substrate, each corresponding to a mirror portion of each of the plurality of optical waveguides; Of the plurality of optical waveguides, two convex members provided on the cladding layer so as to overlap each of the mirror portions of at least two optical waveguides in a plane, and among the plurality of optical elements, The two convex members are fitted in the concave portions of at least two optical elements. (6) In the above (4) or (5), the convex member has a convex lens function.
  • the optical element has a lens on a bottom surface of the concave portion, and the lens is separated from the convex-shaped member.
  • the optical element includes a lens provided on a bottom surface of the concave portion, and a second opposite to the first surface of the semiconductor substrate facing the lens.
  • a light emitting element having a light emitting portion provided on the surface side of the light emitting element.
  • the optical element includes a lens provided on the bottom surface of the back portion, and a first surface opposite to the lens and opposite to the first surface of the semiconductor substrate. 2 is a light-receiving element having a light-receiving portion provided on the surface side.
  • the number of the plurality of optical waveguides is three or more, and at least one optical waveguide is disposed between the two optical waveguides corresponding to the two convex-shaped members. .
  • the number of the plurality of optical waveguides is three or more, and the two convex-shaped members are two optical waveguides positioned on both sides of the row composed of the three or more optical waveguides. It corresponds to the mirror part.
  • An optical waveguide module is surrounded by a clad layer and has an optical waveguide having a mirror portion having a tapered surface on one end side and the other end side, a light emitting element having a first recess, and a second recess
  • a first convex member provided on the cladding layer so as to planarly overlap a mirror portion on one end side of the optical waveguide, and a mirror portion on the other end side of the optical waveguide;
  • a second convex member provided on the clad layer so as to overlap in plane, and the first convex member is fitted in the first concave portion of the light emitting element, The second convex member is fitted in the second concave portion of the element.
  • the first and second convex members have a convex lens function.
  • the light emitting element and the light receiving element have a lens on a bottom surface of the concave portion, and the lens is separated from the convex member.
  • a convex member having a convex step is provided so as to overlap the mirror portion of the waveguide in a planar manner, the concave portion is provided in the optical element, and each is fitted, thereby easily and accurately Device mounting can be realized. Moreover, since it can be mounted with high accuracy, the element and the waveguide can be coupled with low loss, so that it is possible to provide an optical waveguide module capable of realizing efficient and high-quality optical transmission with low power consumption.
  • this convex step is made of a material similar to the core layer of the optical waveguide, it can be formed by photolithography patterning in the optical waveguide manufacturing process. Since this can be formed by a continuous process, not only can it be manufactured in a short time, but also the positional deviation from the core layer of the optical waveguide can be made smaller than the positional deviation when another member is mounted. Thus, an optical waveguide having a high coupling efficiency can be formed.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 1B.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line BB in FIG. 1B.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the light-emitting element array following FIG. 2B (a state in which a protective film is patterned on the surface of the semiconductor substrate opposite to the crystal growth layer). It is sectional drawing which shows the manufacturing process (state which formed the lens in the semiconductor substrate) of the light emitting element array following FIG. 2C.
  • FIG. 3D is a cross-sectional view showing the optical waveguide substrate manufacturing process (the state in which the core pattern is covered with a cladding layer) following FIG. 3C.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line CC in FIG. 5A.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line DD in FIG. 5A.
  • Example 1 In the first embodiment, a light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are arranged, a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements are arranged, and an optical waveguide substrate in which a plurality of optical waveguides that optically connect them are arranged.
  • an optical waveguide substrate in which a plurality of optical waveguides that optically connect them are arranged.
  • FIG. 1A to 1E are diagrams related to an optical waveguide module that is Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1A is a perspective view showing a schematic configuration of an optical waveguide module
  • FIG. 1B is a plan view showing a schematic configuration of the optical waveguide module
  • 1C is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 1B
  • 1D is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line BB in FIG. 1B
  • FIG. 1E is a cross-sectional view showing a state in which the optical elements (light emitting elements, light receiving elements) are omitted from FIG. 1C.
  • the optical waveguide module includes, for example, a light emitting element array 17 and a light receiving element array 18 as optical element arrays, and between these optical element arrays (light emitting element array 17-light receiving element). And an optical waveguide substrate 30 for optically connecting the array 18).
  • Each of the optical waveguide substrates 30 extends in the first direction (for example, the X direction) on the substrate 10, and each of the optical waveguide substrates 30 is in a second direction (for example, the Y direction) orthogonal to the first direction in the same plane.
  • the optical waveguide array has a multi-channel structure composed of a plurality of optical waveguides 13 arranged in parallel.
  • the substrate 10 is made of a material such as glass epoxy, ceramic, or semiconductor.
  • Each of the plurality of optical waveguides 13 is surrounded by a clad layer 11 provided on the substrate 10 and is formed of a core 12 made of a material having a higher refractive index than the clad layer 11.
  • Each of the plurality of optical waveguides 13 has a tapered surface for converting the optical path of propagating light into a substantially vertical direction with respect to the extending direction of the optical waveguide 13 on one end side and the other end side positioned on opposite sides.
  • the mirror part (reflecting mirror) 14a, 14b which consists of consists of.
  • the mirror portion 14 a on one end side is formed at an angle of approximately 45 degrees counterclockwise with respect to the thickness direction of the cladding layer 11 or the substrate 10, and the mirror portion 14 b on the other end side is formed on the cladding layer 11 or the substrate 10. It is formed at an angle of approximately 45 degrees clockwise with respect to the thickness direction.
  • the plurality of optical waveguides 13 include an optical waveguide 13a (see FIG. 1C) and an optical waveguide 13b (see FIG. 1D) whose optical path is longer than the optical waveguide 13a.
  • the optical waveguide 13b are alternately and repeatedly arranged in the second direction.
  • the mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13a is located on the inner side (on the mirror portion 14b side on the other end side of the optical waveguide 13a) than the mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13b.
  • the mirror portion 14b on the other end side of the waveguide 13a is disposed so as to be located on the inner side (the mirror portion 14a side on the one end side of the optical waveguide 13a) than the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13b. That is, in the optical waveguide array of this embodiment, the mirror portions 14a on one end side and the mirror portions 14b on the other end side of each of the plurality of optical waveguides 13 are staggered in the second direction.
  • the light emitting element array 17 has a plurality of light emitting elements LD corresponding to the number of the optical waveguides 13, and each of the plurality of light emitting elements LD is, for example, one common semiconductor substrate 19a (see FIGS. 1C and 1D). Is formed.
  • the plurality of light emitting elements LD of the light emitting element array 17 are arranged in a staggered manner corresponding to the staggered arrangement of the mirror portions 14a on one end side of each of the plurality of optical waveguides 3 (see FIG. 1B).
  • the light receiving element array 18 has a plurality of light receiving elements PD corresponding to the number of the optical waveguides 13, and each of the plurality of light receiving elements PD is, for example, one common semiconductor substrate 19b (see FIGS. 1C and 1D). Is formed.
  • the plurality of light receiving elements PD of the light receiving element array 18 are arranged in a staggered manner corresponding to the staggered arrangement of the mirror portions 14b on the other end side of each of the plurality of optical waveguides 13 (see FIG. 1B).
  • the light emitting element array 17 is arranged on the clad layer 11 so that the plurality of light emitting elements LD are planarly overlapped with the mirror part 14a on one end side of the plurality of optical waveguides 13, in other words, facing each other. (See FIGS. 1C and 1D).
  • the light receiving element array 18 is arranged on the clad layer 11 so that the plurality of light receiving elements PD overlap in a plane with the mirror portion 14b on the other end side of the plurality of optical waveguides 13, in other words, face each other. (See FIG. 1C and FIG. 1D).
  • the light emitting element array 17 includes a plurality of light emitting elements LD arranged in a staggered manner corresponding to the staggered arrangement of the mirror portions 14a on one end side of each of the plurality of optical waveguides 13.
  • the light emitting element array 17 includes a first column of light emitting elements LD1 and a second column of light emitting elements LD2 from the side closer to the light receiving element array 18, and the first column of light emitting elements LD1 includes a plurality of light emitting elements LD1.
  • the second light emitting element LD ⁇ b> 2 is arranged corresponding to the mirror portion 14 a on one end side of the optical waveguide 13 a (inside the mirror portion 14 a on one end side of the optical waveguide 13 b).
  • the mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13b of the optical waveguide 13 is shifted by a half pitch with respect to the light emitting element LD1 in the first row.
  • the light receiving element array 18 has a plurality of light receiving elements PD arranged in a staggered manner corresponding to the staggered arrangement of the mirror portions 14 b on the other end side of the plurality of optical waveguides 13.
  • the light receiving element array 18 includes the first light receiving element PD1 and the second light receiving element PD2 from the side closer to the light emitting element array 17, and the first column.
  • the light receiving element PD1 is disposed corresponding to the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13a among the plurality of optical waveguides 13 (inside the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13b), and is arranged in the second row.
  • the light receiving element PD2 of the eye corresponds to the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13b among the plurality of optical waveguides 13 (outside the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13a), and is in the first row. Is shifted by a half pitch with respect to the light receiving element PD1. It is located.
  • the optical waveguide module of the present embodiment has the light emitting element LD1 in the first column (inside the second column) of the light emitting element array 17 and the first column (in the second column) of the light receiving element array 18.
  • the light receiving element PD1 on the inner side is optically connected (inner-inner optical connection) with the optical waveguide 13a whose optical path is shorter than that of the optical waveguide 13b, and the second column (from the first column) of the light emitting element array 17
  • the outer light-emitting element LD2 and the light-receiving element PD2 in the second row (outside the first row) of the light-receiving element array 18 are optically connected (outer-outer side) with an optical waveguide 13b having a longer optical path than the optical waveguide 13a.
  • Optical connection ).
  • Each of the plurality of light emitting elements LD of the light emitting element array 17 includes a recess 15a that is recessed from the second surface of the semiconductor substrate 19a toward the first surface on the opposite side, and the recess A lens 16a provided on the bottom surface of 15a, and a light emitting portion 21 provided on the first surface side of the semiconductor substrate 19a corresponding to the lens 16a, from the light emitting portion 21 to the semiconductor substrate 19a Light is emitted in the vertical direction (thickness direction of the semiconductor substrate 19a). That is, each light emitting element LD of the light emitting element array 17 is configured by a surface light emitting diode that emits light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 19a.
  • Each of the plurality of light receiving elements PD of the light receiving element array 18 includes a recess 15b that is recessed from the second surface of the semiconductor substrate 19b toward the first surface on the opposite side, and the recess A lens 16b provided on the bottom surface of 15b, and a light receiving portion 23 provided on the first surface side of the semiconductor substrate 19b corresponding to the lens 16b, and in the vertical direction of the semiconductor substrate 19b by the light receiving portion 23 Light from (thickness direction) is received. That is, each light receiving element PD of the light receiving element array 18 is configured by a surface light receiving diode that receives light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 19b.
  • a conductive layer is formed on the cladding layer 11 of the optical waveguide substrate 30.
  • the light emitting element array 17 is electrically connected to the conductive layer on the cladding layer 11 through low temperature solder in a state where the lens 16a and the light emitting part 21 of the light emitting element LD face the mirror part 14a on one end side of the optical waveguide 13. Further, they are mechanically connected and mounted on the optical waveguide substrate 30.
  • low-temperature solder is applied to the conductive layer on the cladding layer 11 with the lens 16 b and the light receiving part 23 of the light receiving element PD facing the mirror part 14 b on the other end side of the optical waveguide 13. Are electrically and mechanically connected to each other and mounted on the optical waveguide substrate 30.
  • the clad layer 11 of the optical waveguide substrate 30 is planarly overlapped with the mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13, in other words, facing the mirror portion 14a.
  • a convex member 6a having a convex step is formed.
  • a convex member 6 b having a convex step is formed on the clad layer 11 of the optical waveguide substrate 30 so as to overlap the mirror portion 14 b on the other end side of the optical waveguide 13 in a planar manner.
  • the convex member 6a can be fitted with the concave portion 15a of the light emitting element LD, and the optical waveguide 13 is fitted by fitting the concave portion 15a of the light emitting element LD with the convex member 6a of the optical waveguide substrate 30.
  • the one end side mirror portion 14a and the light emitting element LD are positioned, and high-accuracy element mounting can be easily realized.
  • the convex member 6b can be fitted with the concave portion 15b of the light receiving element PD, and the concave portion 15b of the light receiving element PD and the convex member 6b of the optical waveguide substrate 30 are fitted.
  • the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13 and the light emitting element LD are positioned, so that highly accurate element mounting can be easily realized.
  • each of the convex members 6a and 6b is not limited to this, but the mirror portions (14a, 14b) on one end side and the other end side of each of the plurality of optical waveguides 13, in other words, the convex member. 6a corresponds to the number of light-emitting elements LD of the light-emitting element array 17, and the convex member 6b is provided with a plurality facing the number of light-receiving elements PD of the light-receiving element array 18.
  • the convex members 6a and 6b are made of a material having a transmittance of at least 10% or more with respect to the emission wavelength of the light emitting element LD, for example, a light transmissive resin.
  • the step of the convex member can be made of the same material as the core layer of the optical waveguide. In this case, it can be formed by photolithography patterning in the optical waveguide manufacturing process. Since this can be formed by a continuous process, not only can it be manufactured in a short time, but also the positional deviation from the core layer of the optical waveguide can be made smaller than the positional deviation when another member is mounted. Thus, an optical waveguide having a high coupling efficiency can be formed.
  • the convex members 6a and 6b have a convex lens function.
  • the lens 16a of the light emitting element LD and the convex member 6a of the optical waveguide substrate 30 constitute a two-lens optical system
  • the lens of the light receiving element PD. 16b and the convex member 6b of the optical waveguide substrate 30 constitute a two-lens optical system.
  • the convex member 6a is fitted in the concave portion 15a of the light emitting element LD. In this state, the convex member 6a is separated from the lens 16a in the concave portion 15a. That is, the convex member 6a is formed at a height lower than the depth from the mounting surface on the concave portion 15a side of the light emitting element LD to the lens 16a in the concave portion 15a in order to avoid contact with the lens 16a in the concave portion 15a. ing.
  • the convex member 6b is fitted in the concave portion 15b of the light receiving element PD. In this state, the convex member 6b is separated from the lens 16b in the concave portion 15b. That is, the convex member 6b is formed at a height lower than the depth from the mounting surface on the concave portion 15b side of the light receiving element PD to the lens 16b in the concave portion 15b in order to avoid contact with the lens 16b in the concave portion 15b. ing.
  • the planar shape of the concave portions (15a, 15b) of the light emitting element LD and the light receiving element PD is formed in a circular shape, and accordingly, the convex shape members (6a, 6b) are also formed in a circular shape.
  • the recesses (15a, 15b) and the convex members (6a, 6b) of the optical element (light emitting element LD, light receiving element PD) are fitted to each other as compared with the case where the plane is rectangular. Therefore, the optical element (light emitting element LD, light receiving element PD) can be easily positioned with respect to the mirror portions (14a, 14b) of the optical waveguide 13.
  • the optical signal emitted from the light emitting element LD in the substrate vertical direction is collected by the lens 16a formed on the semiconductor substrate 19a, and is collected by the convex member 6a having a convex lens function.
  • the optical path is changed in the horizontal direction of the substrate via the mirror portion 14 a of the optical waveguide 13 and propagates in the optical waveguide 13.
  • the optical path is converted again in the vertical direction of the substrate by the mirror portion 14b, and the light signal emitted after being condensed by the convex member 6b having the convex lens function is condensed by the lens 16b formed on the semiconductor substrate 19b.
  • photoelectric conversion is performed in the light receiving element PD and is extracted as an electric signal.
  • the plurality of light emitting elements LD of the light emitting element array 17 and the plurality of optical waveguides 13 of the optical waveguide array are formed on the semiconductor substrate 19a, the convex member 6a having a convex lens function, and one end side of the optical waveguide 13 A lens 16b in which a plurality of light receiving elements PD of the light receiving element array 18 and a plurality of optical waveguides 13 of the optical waveguide array are formed on the semiconductor substrate 19b, and a convex member having a convex lens function.
  • optical connection can be made with low loss and high density.
  • the lenses 16 a and 16 b are integrally formed on the semiconductor substrates (19 a and 19 b) of the light emitting element array 17 and the light receiving element array 18.
  • the mirror portions 14 a and 14 b and the convex members 6 a and 6 b having a convex lens function are formed on the optical waveguide 13. Since it is formed at both ends, it is not necessary to mount an optical component between the optical waveguide and the optical element. Therefore, the optical waveguide module can be configured with a small number of components and a manufacturing process.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views (a diagram illustrating an example of a manufacturing procedure of the light-emitting element array 17) showing a manufacturing process of the light-emitting element array incorporated in the optical waveguide module that is Embodiment 1 of the present invention.
  • the present invention can be applied to both single elements and array elements, and the production procedure is the same for both.
  • the figure used for explanation here shows the case of an array element.
  • FIG. 2A is a diagram showing a state in which the crystal growth layer 20 is formed on the semiconductor substrate 19a.
  • the material of the semiconductor substrate 19a include gallium arsenide (GaAs) and indium phosphide (InP), which are generally used for compound semiconductor optical devices. As described above, light passes through the semiconductor substrate 19a. A material transparent to the emission wavelength is desirable so that the loss does not increase.
  • the light emitting portion 21 is formed by subjecting the crystal growth layer 20 to a processing process such as photolithography and etching.
  • a processing process such as photolithography and etching.
  • a mirror structure or the like is also provided in or near the light emitting unit 21 so that light from the light emitting unit 21 is emitted in the direction of the semiconductor substrate 19a.
  • protective films 22a and 22b are formed by lithography on the surface of the semiconductor substrate 19a opposite to the crystal growth layer 20.
  • the material of the protective films 22a and 22b may be a photosensitive resist or a silicon oxide film, but it is necessary to select a material having resistance to a semiconductor etching process when forming a lens, which will be described later.
  • the protective film 22a has a curved surface shape by interference lithography or the like so as to form a lens shape when semiconductor etching is performed.
  • the lens 16a is formed on the semiconductor substrate 19a by the semiconductor etching process, and the light emitting element array 17 is completed.
  • a semiconductor etching method is not particularly mentioned, but it can be formed by dry etching using plasma and gas, wet etching with chemicals, or a combination of both.
  • the light receiving element array 18 which is another component of the optical waveguide module of the present invention can be manufactured by the same procedure as described above.
  • FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating an example of a manufacturing procedure of an optical waveguide substrate incorporated in the optical waveguide module that is Embodiment 1 of the present invention (a diagram illustrating an example of a manufacturing procedure of the optical waveguide substrate).
  • the present invention can be applied to both a single waveguide and an arrayed waveguide, and the production procedure is the same for both.
  • the figure used for description here shows the case of an arrayed waveguide.
  • FIG. 3A is a diagram showing a state in which the clad layer 11a is formed on the substrate 10 by coating or pasting.
  • the material of the substrate 10 is glass epoxy or the like generally used for printed circuit boards.
  • the material of the clad layer 11a it is preferable to use a photosensitive polymer material that has a better affinity with a printed circuit board process than a quartz-based material and can be easily produced by lithography.
  • the core patterns 12a and 12b on the upper surface of the clad layer 11a are formed into a rectangular parallelepiped shape by photolithography.
  • the material of the core patterns 12a and 12b it is preferable to use the same photosensitive polymer material as that of the cladding layer 11a.
  • tapered mirror portions 14a and 14b are formed at both ends of the core patterns 12a and 12b, respectively.
  • the mirror portions 14a and 14b can be manufactured by using a technique such as dicing, physical processing using a laser, or inclined lithography.
  • the surfaces of the mirror portions 14a and 14b are structured so as to have a vacant wall and use total reflection due to the difference in refractive index between the air and the core, or deposit a metal such as Au in order to reflect light with high efficiency. Or may be covered with plating.
  • each of the core patterns 12a and 12b is covered with a clad layer 11b so as to be surrounded by the clad layer 11 (11a and 11b) and made of a material having a refractive index higher than that of the clad layer 11.
  • An optical waveguide substrate 30 including an optical waveguide array having a plurality of optical waveguides 13 (13a, 13b) formed of the core 12 (core patterns 12a, 12b) is completed.
  • the optical waveguide substrate 30 having a convex step as shown in FIG. 1C is realized by pasting convex members (6a, 6b) having a convex lens function by a method such as adhesion. Is done.
  • the light emitting element array 17 provided with the lens 16a on the same semiconductor substrate 19a and the other mirror portion 14b of the optical waveguide array on the one mirror portion 14a of the optical waveguide array.
  • a light receiving element array 18 having a lens 16b is mounted on the same semiconductor substrate 19b, and light is transferred between the light emitting element LD of the light emitting element array 17 and the optical waveguide 13 (core 12) of the optical waveguide array. This is performed through a lens 16 a provided on the semiconductor substrate 19 a of the light emitting element LD, a convex member 6 a having a convex lens function provided on the cladding layer 11 of the optical waveguide substrate 30, and a mirror portion 14 a of the optical waveguide 13.
  • the light transmission / reception between the light receiving element PD of the light receiving element array 18 and the optical waveguide 13 (core 12) of the optical waveguide array is performed by the semiconductor substrate 19b of the light receiving element PD.
  • the convex member 6b having a convex lens function provided on the clad layer 11 of the optical waveguide substrate 30, and the mirror portion 14b of the optical waveguide 13, the optical waveguide 13 and the photoelectrical member are obtained. No optical component mounting is required between the conversion elements (light emitting element LD, light receiving element PD), and the optical connection loss due to the beam spreading of the emitted light from the light emitting element LD or the optical waveguide 13 can be suppressed.
  • the lenses (16a, 16b) are replaced with the same semiconductor substrate (19a, 19b) of the optical element array (light emitting element array 17, light receiving element array 18). Therefore, it is possible to avoid the increase in the number of parts, the manufacturing process, and the yield.
  • the light-emitting element array 17 is formed so as to overlap the clad layer 11 of the optical waveguide substrate 30 with the mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13 in a plane (in other words, to face the mirror portion 14a).
  • a convex member 6 a having a convex step that can be fitted to the concave portion 15 a of the light emitting element LD is provided, and the mirror portion 14 a on one end side of the optical waveguide 13 of the optical waveguide substrate 30 and the light emitting element LD of the light emitting element array 17.
  • the convex member 6a is fitted in the concave portion 15a of the light emitting element LD, the light emitting element LD and the mirror portion 14a on the one end side of the optical waveguide 13 are positioned. Mounting of the light emitting element array 17 (light emitting element LD) with high accuracy can be realized.
  • the light receiving element array is formed so as to overlap the clad layer 11 of the optical waveguide substrate 30 in a plane with the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13 (in other words, to face the mirror portion 14b).
  • a convex member 6 b having a convex step that can be fitted to the concave portion 15 b of the 18 light receiving elements PD is provided, and the light receiving element array 18 receives light from the mirror portion 14 b on the other end side of the optical waveguide 13 of the optical waveguide substrate 30.
  • the convex member 6b When optically connecting the element PD, the convex member 6b is fitted into the concave portion 15b of the light receiving element PD, thereby positioning the light receiving element PD and the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13.
  • the light receiving element array 18 (light receiving element PD) with high accuracy.
  • the element and the waveguide can be coupled with low loss.
  • An optical waveguide module capable of realizing efficient and high-quality optical transmission can be provided.
  • the lens 16a of the light emitting element LD and the convex member 6a of the optical waveguide substrate 30 constitute a two-lens optical system
  • the lens 16b and the convex member 6b of the optical waveguide substrate 30 constitute a two-lens optical system.
  • a lateral shift margin of the optical elements (light emitting element LD, light receiving element PD) with respect to the planar direction of the optical waveguide substrate 30 can be secured, and passive optical element mounting can be achieved. It is valid.
  • each of the convex members 6a and 6b emits light from the mirror portions (14a, 14b) on one end side and the other end side of each of the plurality of optical waveguides 13, in other words, the convex member 6a emits light.
  • the convex members 6a and 6b are It is not always necessary to provide all the mirror portions (14a, 14b).
  • convex members 6a and 6b are provided corresponding to the mirror portions (14a, 14b) of at least two optical waveguides 13. Also good.
  • the convex members (6a, 6b) are disposed between the two optical waveguides 13 to be provided with the convex members (6a, 6b). It is desirable to provide the convex members (6a, 6b) so that one or more optical waveguides that are not to be installed are arranged.
  • the two optical waveguides 13 positioned on both sides of the row composed of the three or more optical waveguides 13 are provided with convex members (6a, 6b). It is desirable to provide convex members (6a, 6b) corresponding to the two optical waveguides 13 as the object.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of an optical waveguide module which is a modification of the first embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 1C.
  • the lens 16a in order to protect the lens 16a formed in the recess 15a of the light emitting element LD of the light emitting element array 17, the lens 16a is covered with the protective film 7 formed in the recess 15a.
  • the convex member 6a is separated from the protective film 7 in the concave portion 15a in a state where it is fitted in the concave portion 15a of the light emitting element LD. That is, the convex member 6a has a height lower than the depth from the mounting surface on the concave portion 15a side of the light emitting element LD to the protective film 9 in the concave portion 15a in order to avoid contact with the protective film 7 in the concave portion 15a. Is formed.
  • the protective film 7 is made of a material having a transmittance of at least 10% or more with respect to the emission wavelength of the light emitting element LD, for example, a light transmissive resin.
  • the lens 16b is formed in the recess 15b. May be covered. Also in this case, the convex member 6b is separated from the protective film in the concave portion 15b in a state of being fitted into the concave portion 15b of the light receiving element PD.
  • FIG. 5A to 5C are diagrams related to an optical waveguide module that is Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5A is a plan view (top view) showing a schematic configuration of an optical waveguide module;
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line CC in FIG. 5A;
  • FIG. 5C is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line DD in FIG. 5A.
  • the optical waveguide module of Example 2 has basically the same configuration as that of Example 1 described above, and the following configuration is different.
  • the optical waveguide substrate 30 having the single-layer optical waveguide array has been described.
  • an optical waveguide 13a and an optical waveguide 13b having a longer optical path than the optical waveguide 13a are separated from each other. It has a multilayer structure formed in layers.
  • the optical waveguide 13b is formed in the first layer
  • the optical waveguide 13a is formed in the second layer above the first layer
  • the optical waveguides 13a and 13b when viewed in plan are shown in FIG.
  • it has the same arrangement
  • an optical signal emitted from the light emitting element LD1 in the first column of the light emitting element array 17 in the substrate vertical direction is a lens 16a formed on the semiconductor substrate 19a. Condensed by (16a1), further converged by a convex member 6a having a convex lens function, and optical path-converted in the horizontal direction of the substrate through the mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13a located in the upper layer, and the optical waveguide 13a Propagate inside.
  • the optical path is converted again in the direction perpendicular to the substrate by the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13a, and the optical signal emitted after being condensed by the convex member 6b having a convex lens function is formed on the semiconductor substrate 19b.
  • the lens 16b (16b1) After being condensed by the lens 16b (16b1), it is photoelectrically converted by the light receiving element PD (PD1) in the first column of the light receiving element array 18 and taken out as an electric signal.
  • an optical signal emitted from the light emitting element LD2 in the second column of the light emitting element array 17 in the substrate vertical direction is a lens 16a (16a2) formed on the semiconductor substrate 19a.
  • a convex member 6a having a convex lens function is optically converted in the horizontal direction of the substrate through a mirror portion 14a on one end side of the optical waveguide 13b located in the lower layer, and the inside of the optical waveguide 13b Propagate.
  • the optical path is converted again in the direction perpendicular to the substrate by the mirror portion 14b on the other end side of the optical waveguide 13b, and the optical signal emitted after being condensed by the convex member 6b having the convex lens function is formed on the semiconductor substrate 19b.
  • the lens 16b (16b2) After being condensed by the lens 16b (16b2), it is photoelectrically converted by the light receiving element PD (PD2) in the second column of the light receiving element array 18 and taken out as an electric signal.
  • the lens 16a1 of the light emitting element LD1 in the first column of the light emitting element array 17 and the lens 16a2 of the light emitting element LD2 in the second column of the light emitting element array 17 are Each of the optical waveguides 13 (13a, 13b) to be optically connected has a different distance to the mirror portion 14a.
  • the focal position according to the distance to the optical waveguide 13 (13a, 13b) is optimized by changing the curvature and radius of curvature of each lens 16a1, 16a2. Specifically, the curvature can be reduced by deepening the recess 15a formed around the lenses 16a1 and 16a2, and the curvature radius can be increased by increasing the groove diameter.
  • the lens 16a1 corresponding to the light emitting element LD1 in the first column of the light emitting element array 17 is compared with the lens 16a2 corresponding to the light emitting element LD2 in the second column, and the mirror portion of the optical waveguide 13 (13a, 13b). Since the distance to 14a is short, the curvature of the lens 16a1 is reduced by making the recess 15a corresponding to the light emitting element LD1 in the first row deeper and smaller in diameter than the recess 15a corresponding to the light emitting element LD2 in the second row. The radius of curvature is smaller than that of the lens 16a2.
  • 16b2 differs in the distance to the mirror part 14b of the optical waveguide 13 (13a, 13b) which each carries out optical connection. Therefore, the focal position corresponding to the distance to the optical waveguide 13 (13a, 13b) is optimized by changing the curvature and radius of curvature of the respective lenses 16b1, 16b2.
  • the curvature can be reduced by deepening the recess 15b formed around the lenses 16b1 and 16b2, and the radius of curvature can be increased by increasing the groove diameter. Therefore, the lens 16b1 corresponding to the light receiving element PD1 in the first column of the light receiving element array 18 is compared with the lens 16b2 corresponding to the light receiving element PD2 in the second column, and the mirror portion of the optical waveguide 13 (13a, 13b). Since the distance to 14b is short, the curvature of the lens 16b1 is reduced by making the recess 15b corresponding to the light receiving element PD1 in the first row deeper and smaller in diameter than the recess 15b corresponding to the light receiving element PD2 in the second row. In addition, the radius of curvature is smaller than that of the lens 16b2.
  • changing the curvature and radius of curvature of the lens can be easily and collectively manufactured by changing the pattern of the protective film for semiconductor etching on the same semiconductor substrate.
  • optical waveguide arrays are stacked in multiple layers and optically connected to the optical element array, so that the optical elements and optical waveguides can be densified within a smaller area.
  • FIG. 6A and 6B are diagrams related to an optical waveguide module that is Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the optical waveguide module
  • 6B is a cross-sectional view showing a state in which the optical element array (light emitting element array, light receiving element array) is not shown in FIG. 6A.
  • a flexible optical waveguide made of a material that can be bent with an arbitrary curvature is used for the waveguide portion.
  • FIG. 7 is a diagram showing an outline of an opto-electric hybrid circuit to which the optical waveguide module of the present invention is applied as Example 4 of the present invention.
  • the optical waveguide module of the present invention described in the first and second embodiments is applied to the daughter board 97 connected to the backplane 95, respectively.
  • the optical signals from each daughter board 97 are collected on the switch card 94 via the fiber 40 of the backplane 95 and the like.
  • optical element array 90 is optically connected to the optical element array 90 via the optical waveguide 13 provided on the switch card 94, and has a function of inputting / outputting signals processed by the integrated circuit 91 to / from each daughter board 97 again via the optical element array 90.

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Abstract

　光素子と光導波路との高精度且つ安定な光接続を満足するとともに、簡便に作製可能な光導波路モジュールを提供する。その手段として、クラッド層で囲まれ、一端側にテーパ面からなるミラー部を有する光導波路と、半導体基板の第１の面に凹部を有する光素子と、前記ミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた凸形状部材とを備えた光導波路モジュールにおいて、前記光素子の凹部に前記凸形状部材を嵌合させる。

Description

光導波路および光導波路モジュール
　本発明は、光導波路、光導波路モジュールに関し、特に、データ処理装置などの機器間又は機器内において、配線媒体に光導波路を用いてチップ間やボード間で送受信される高速光信号を伝送する際の端末となる光導波路モジュールに適用して有効な技術に関するものである。
　近年情報通信分野において、光を用いて大容量のデータを高速でやりとりする通信トラフィックの整備が急速に行われつつあり、これまで基幹、メトロ、アクセス系といった数ｋｍ以上の比較的長い距離について光ファイバ網が展開されてきた。今後はさらに、伝送装置間（数ｍ～数百ｍ）或いは装置内（数ｃｍ～数十ｃｍ）といった極めて近距離についても、大容量データを遅延なく処理するため、信号配線を光化することが有効である。
　機器間／内の光配線化に関して、例えばルータ／スイッチなどの伝送装置では、イーサなど外部から光ファイバを通して伝送された高周波信号をラインカードに入力する。このラインカードは１枚のバックプレーンに対して数枚で構成されており、各ラインカードへの入力信号はさらにバックプレーンを介してスイッチカードに集められ、スイッチカード内のＬＳＩにて処理した後、再度バックプレーンを介して各ラインカードに出力している。ここで、現状の装置では各ラインカードから現状３００Ｇbit／ｓ以上の信号がバックプレーンを介してスイッチカードに集まる。これを現状の電気配線で伝送するには、伝播損失の関係で配線１本あたり１～３Ｇbit／ｓ程度に分割する必要があるため、１００本以上の配線数が必要となる。
　さらに、これら高周波線路に対して波形成形回路や、反射、或いは配線間クロストークの対策が必要である。今後、さらにシステムの大容量化が進み、Ｔbit／ｓ以上の情報を処理する装置になると、従来の電気配線では配線本数やクロストーク対策等の課題がますます深刻となってくる。これに対し、装置内ラインカード～バックプレーン～スイッチカードのボード間、さらにはボード内チップ間の信号伝送線路を光化することによって、１０Ｇbps以上の高周波信号を低損失で伝播可能となるため、配線本数が少なくすむことと、高周波信号に対しても上記の対策が必要無くなるため有望である。また、上記ルータ／スイッチの他にも、ビデオカメラなどの映像機器やＰＣ、携帯電話などの民生機器においても、今後画像高精細化にあたりモニタと端末間での映像信号伝送の高速・大容量化が求められるとともに、従来の電気配線では信号遅延、ノイズ対策等の課題が顕著となるため、信号伝送線路の光化が有効である。
　このような高速光インターコネクション回路を実現し、機器間／内に適用するためには、安価な作製手段で性能面、小型・集積化、および部品実装性に優れる光モジュール、回路が必要となる。そこで、配線媒体に従来の光ファイバより安価で高密度化に有利な光導波路を用い、基板上に光学部品と光導波路を集積した小型、高速の平面型光導波路モジュールが提案されている。
　図８に平面型光導波路モジュールの従来方式の一例として、光素子、光導波路などの各光学部品を同一基板上に配置したＰＬＣ(Planer Lightwave Circuit)モジュールの基本構成を示す。本方式では、同一プラットフォーム基板１００上に光素子１０１、１０３（例えば、１０１がLD：Laser Diode，１０３がPD：Photo Diode）、フィルタ１０２などの光学部品を集積可能であるため、部品点数を少なくでき、モジュールの小型化が可能である。なお、図８において、プラットフォーム基板１００上には光導波路１０４および光ファイバ１０５が配置されている。また、光軸合せは各光学部品をプラットフォーム基板１００上に搭載すると同時に行なうパッシブアライメント方式のため、少ない実装工数にてモジュールの作製が可能である。
　さらに、平面型光導波路モジュールの従来方式の他の例として、基板上に搭載された光素子アレイに対して、別体のフィルム光導波路アレイを実装し、光学接続を行なうモジュール形態が特許文献１に開示されている。この例では、フィルム状の光導波路に対し、転写用基板を用いて凹凸部を設け、同光導波路を素子実装基板に設けた支持体に対して凹凸嵌合することによって位置固定され、光導波路と光素子との光結合が行なわれる。これにより、作製工程が簡便となり、光モジュールの低コスト化が図れる。
特開２００５－２９２３７９号公報
　図８に示す平面型光導波路モジュールの従来方式の一例であるＰＬＣモジュールでは、各光素子をプラットフォーム基板１００に設けられたアライメントマーク等をモニタしながら部品の搭載位置精度のみで調芯する、パッシブアライメント方式であり、且つ光素子の端面と光導波路端面間の微小領域での光接続が必要であるため、各々の光部品の位置決め精度を同時に満たすための実装裕度が小さく、良好な光学性能の確保が困難である。さらに、光素子及び光導波路を多チャンネル化する場合には、安定な光接続を得るための作製歩留まりの確保がますます困難となる。
　一方、特許文献１に開示されている平面型光導波路モジュールにおいても、別体のフィルム光導波路アレイを素子実装基板の支持体に対して凹凸嵌合することによって光素子アレイと光接続するパッシブな実装方式であり、作製工程が簡便となる反面、安定な光接続を得るための位置決め精度が各光学部品の作製精度及び部品実装精度に依存するため、高精度化に限界がある。特に、シングルモード光導波路などの、コア径が数μｍと微小な光配線と光素子との高効率な光接続を満足するには、１μｍ前後オーダーの実装精度が求められ、さらにアレイ化の場合には要求精度が厳しくなる。
　したがって、本発明の目的は、光素子と光導波路との高精度且つ安定な光接続を満足するとともに簡便に作製可能な光導波路モジュールを提供することにある。
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）コア層がクラッド層で囲まれ、一端側にテーパ面からなるミラー部を有し、光素子が搭載されることで光が伝わる光導波路であって、
　前記ミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた凸形状部材とを備え、
　前記凸形状部材は、半導体基板の第１の面に凹部を有する光素子が搭載された場合に、前記光素子の凹部が前記凸形状部材に嵌合しうる形状をしている。
（２）前記（１）において、前記光導波路はポリマで構成されている。
（３）前記（２）において、前記凸形状部材は、前記コア層と同系材料で構成されている。
（４）本発明の光導波路モジュールは、クラッド層で囲まれ、一端側にテーパ面からなるミラー部を有する光導波路と、半導体基板の第１の面に凹部を有する光素子と、前記ミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた凸形状部材とを備え、前記光素子の凹部に前記凸形状部材が嵌合している。
（５）本発明の光導波路モジュールは、各々がクラッド層で囲まれ、各々が一端側にテーパ面からなるミラー部を有し、各々が並設して配置された複数の光導波路と、各々が半導体基板の第１の面に凹部を有し、各々が前記複数の光導波路の各々のミラー部に対応して前記半導体基板に形成された複数の光素子を具備する光素子アレイと、前記複数の光導波路のうち、少なくとも２つの光導波路のミラー部の各々と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた２つの凸形状部材とを備え、前記複数の光素子のうち、少なくとも２つの光素子の凹部に、前記２つの凸形状部材が嵌合している。
（６）前記（４）又は（５）において、前記凸形状部材は、凸レンズ機能を有する。
（７）前記（６）において、前記光素子は、前記凹部の底面にレンズを有し、前記レンズは、前記凸形状部材から離間されている。
（８）前記（４）又は（５）において、前記光素子は、前記凹部の底面に設けられたレンズと、前記レンズに対向して前記半導体基板の第１の面とは反対側の第２の面側に設けられた発光部とを有する発光素子である。
（９）前記（４）又は（５）において、前記光素子は、前記奥部の底面に設けられたレンズと、前記レンズに対向して前記半導体基板の第１の面とは反対側の第２の面側に設けられた受光部とを有する受光素子である。
（１０）前記（５）において、前記複数の光導波路は、３つ以上であり、前記２つの凸形状部材と対応する２つの光導波路の間に少なくとも１つ以上の光導波路が配置されている。
（１１）前記（５）において、前記複数の光導波路は、３つ以上であり、前記２つの凸形状部材は、前記３つ以上の光導波路からなる列の両側に位置する２つの光導波路のミラー部に対応している。
（１２）本発明の光導波路モジュールは、クラッド層で囲まれ、一端側及び他端側にテーパ面からなるミラー部を有する光導波路と、第１の凹部を有する発光素子と、第２の凹部を有する受光素子と、前記光導波路の一端側のミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた第１の凸形状部材と、前記光導波路の他端側のミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた第２の凸形状部材とを備え、前記発光素子の前記第１の凹部に、前記第１の凸形状部材が嵌合し、前記受光素子の前記第２の凹部に、前記第２の凸形状部材が嵌合している。
（１３）前記（１２）において、前記第１及び第２の凸形状部材は、凸レンズ機能を有する。
（１４）前記（１２）において、前記発光素子及び受光素子は、前記凹部の底面にレンズを有し、前記レンズは、前記凸形状部材から離間されている。
　本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
　本発明によれば、導波路のミラー部と平面的に重なるようにして凸状段差を有する凸形状部材を設け、光素子に凹部を設け、各々を嵌合させることで、簡易に高精度な素子実装を実現できる。また、高精度に搭載できることで、素子と導波路間を低損失に結合することが出来るため、小さな消費電力で、効率がよい高品質な光伝送を実現可能な光導波路モジュールを提供できる。
　さらに、この凸状形状の段差を光導波路のコア層と同系材料で構成すれば、光導波路の製造プロセスにおけるホトリソのパターニングで形成することができる。これは連続的なプロセスで形成できることから短時間での製造が実現できるだけでなく、光導波路のコア層との位置ズレを、別部材を搭載する場合の位置ズレよりも小さくできるので、光素子との結合効率が高い光導波路を形成できることになる。
本発明の実施例１である光導波路モジュールの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施例１である光導波路モジュールの概略構成を示す平面図である。 図１ＢのＡ－Ａ線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１ＢのＢ－Ｂ線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１Ｃにおいて光素子（発光素子，受光素子）を省略した状態を示す断面図である。 本発明の実施例１である光導波路モジュールに組み込まれる発光素子アレイの製造工程（半導体基板上に結晶成長層を形成した状態）を示す断面図である。 図２Ａに続く発光素子アレイの製造工程（結晶成長層に加工プロセスを施すことによって発光部を形成した状態）を示す断面図である。 図２Ｂに続く発光素子アレイの製造工程（結晶成長層と反対側の半導体基板表面に保護膜をパターン形成した状態）を示す断面図である。 図２Ｃに続く発光素子アレイの製造工程（半導体基板にレンズを形成した状態）を示す断面図である。 本発明の実施例１である光導波路モジュールに組み込まれる光導波路基板の製造工程（基板上にクラッド層を形成した状態）を示す断面図である。 図３Ａに続く光導波路基板の製造工程（クラッド層上にコアパターンを形成した状態）を示す断面図である。 図３Ｂに続く光導波路基板の製造工程（コアパターンの両端部にテーパ形状のミラー（反射鏡）を形成した状態）を示す断面図である。 図３Ｃに続く光導波路基板の製造工程（コアパターンをクラッド層で覆った状態）を示す断面図である。 本発明の実施例１の変形例である光導波路モジュールの一部を図１Ｃに対応して示す断面図である。 本発明の実施例２である光導波路モジュールの平面図である。 図５ＡのＣ－Ｃ線に沿った断面構造を示す断面図である。 図５ＡのＤ－Ｄ線に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施例３である光導波路モジュールの断面図である。 図６Ａにおいて光素子（発光素子，受光素子）を省略した状態を示す断面図である。 本発明の光導波路モジュールを応用した実施例４の概要を示す図である。 光導波路モジュールの従来方式の一例である、ＰＬＣモジュールの基本構成を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
　［実施例１］
　本実施例１では、複数の発光素子が配置された発光素子アレイと、複数の受光素子が配置された受光素子アレイと、これらを光接続する複数の光導波路が配置された光導波路基板とを有する光導波路モジュールに本発明を適用した例について説明する。
　図１Ａ乃至図１Ｅは、本発明の実施例１である光導波路モジュールに係る図であり、
図１Ａは、光導波路モジュールの概略構成を示す斜視図、
図１Ｂは、光導波路モジュールの概略構成を示す平面図、
図１Ｃは、図１ＢのＡ－Ａ線に沿った断面構造を示す断面図、
図１Ｄは、図１ＢのＢ－Ｂ線に沿った断面構造を示す断面図、
図１Ｅは、図１Ｃにおいて光素子（発光素子，受光素子）を省略した状態を示す断面図である。
　図１Ａ乃至図１Ｄに示すように、本実施例１の光導波路モジュールは、光素子アレイとして例えば発光素子アレイ１７及び受光素子アレイ１８と、これらの光素子アレイ間（発光素子アレイ１７－受光素子アレイ１８）を光接続するための光導波路基板３０とを備えている。
　光導波路基板３０は、基板１０上に、各々が第１の方向（例えばＸ方向）に延在し、各々が同一平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向（例えばＹ方向）に並設された複数の光導波路１３からなる多チャンネル構造の光導波路アレイを有している。基板１０は、例えばガラスエポキシ、セラミック或いは半導体等の材料で形成されている。複数の光導波路１３の各々は、基板１０上に設けられたクラッド層１１で囲まれ、クラッド層１１よりも屈折率の高い材料からなるコア１２で形成されている。また、複数の光導波路１３の各々は、互いに反対側に位置する一端側及び他端側に、光導波路１３の延在方向に対して伝播光の光路をほぼ垂直方向に変換するためのテーパ面からなるミラー部（反射鏡）１４ａ，１４ｂを有している。一端側のミラー部１４ａは、クラッド層１１若しくは基板１０の厚さ方向に対して反時計回りで略４５度の角度をもって形成され、他端側のミラー部１４ｂは、クラッド層１１若しくは基板１０の厚さ方向に対して時計回りで略４５度の角度をもって形成されている。
　本実施例において、複数の光導波路１３は、光導波路１３ａ（図１Ｃ参照）と、この光導波路１３ａよりも光路の長さが長い光導波路１３ｂ（図１Ｄ参照）とを含み、この光導波路１３ａと光導波路１３ｂとが前記第２の方向に交互に繰り返し配置されている。光導波路１３ａ及び１３ｂは、光導波路１３ａの一端側のミラー部１４ａが光導波路１３ｂの一端側のミラー部１４ａよりも内側（光導波路１３ａの他端側のミラー部１４ｂ側）に位置し、光導波路１３ａの他端側のミラー部１４ｂが光導波路１３ｂの他端側のミラー部１４ｂよりも内側（光導波路１３ａの一端側のミラー部１４ａ側）に位置するように配置されている。即ち、本実施例の光導波路アレイは、前記第２の方向において、複数の光導波路１３の各々の一端側のミラー部１４ａ及び各々の他端側のミラー部１４ｂが千鳥配置されている。
　発光素子アレイ１７は、光導波路１３の数に対応して複数の発光素子ＬＤを有し、この複数の発光素子ＬＤの各々は、例えば１つの共通の半導体基板１９ａ（図１Ｃ及び図１Ｄ参照）に形成されている。発光素子アレイ１７の複数の発光素子ＬＤは、複数の光導波路３の各々の一端側のミラー部１４ａの千鳥配置に対応して千鳥配置されている（図１Ｂ参照）。
　受光素子アレイ１８は、光導波路１３の数に対応して複数の受光素子ＰＤを有し、この複数の受光素子ＰＤの各々は、例えば１つの共通の半導体基板１９ｂ（図１Ｃ及び図１Ｄ参照）に形成されている。受光素子アレイ１８の複数の受光素子ＰＤは、複数の光導波路１３の各々の他端側のミラー部１４ｂの千鳥配置に対応して千鳥配置されている（図１Ｂ参照）。
　発光素子アレイ１７は、その複数の発光素子ＬＤが複数の光導波路１３の一端側のミラー部１４ａと平面的に重なるようにして、換言すれば対向するようにして、クラッド層１１上に配置されている（図１Ｃ及び図１Ｄ参照）。受光素子アレイ１８は、その複数の受光素子ＰＤが複数の光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂと平面的に重なるようにして、換言すれば対向するようにして、クラッド層１１上に配置されている（図１Ｃ及び図１Ｄ参照）。
　ここで、発光素子アレイ１７は、複数の光導波路１３の各々の一端側のミラー部１４ａの千鳥配置に対応して千鳥配置された複数の発光素子ＬＤを有しているが、換言すれば、発光素子アレイ１７は、受光素子アレイ１８に近い側から、第１列目の発光素子ＬＤ１と、第２列目の発光素子ＬＤ２とを有し、第１列目の発光素子ＬＤ１は、複数の光導波路１３のうちの光導波路１３ａの一端側のミラー部１４ａ（光導波路１３ｂの一端側のミラー部１４ａよりも内側）に対応して配置され、第２列目の発光素子ＬＤ２は、複数の光導波路１３のうちの光導波路１３ｂの一端側のミラー部１４ａ（光導波路１３ａの一端側のミラー部１４ａよりも外側）に対応し、第１列目の発光素子ＬＤ１に対して半ピッチずらされて配置されている。
　また、受光素子アレイ１８も発光素子アレイ１７と同様に、複数の光導波路１３の各々の他端側のミラー部１４ｂの千鳥配置に対応して千鳥配置された複数の受光素子ＰＤを有しているが、換言すれば、受光素子アレイ１８は、発光素子アレイ１７に近い側から、第１列目の受光素子ＰＤ１と、第２列目の受光素子ＰＤ２とを有し、第１列目の受光素子ＰＤ１は、複数の光導波路１３のうちの光導波路１３ａの他端側のミラー部１４ｂ（光導波路１３ｂの他端側のミラー部１４ｂよりも内側）に対応して配置され、第２列目の受光素子ＰＤ２は、複数の光導波路１３のうちの光導波路１３ｂの他端側のミラー部１４ｂ（光導波路１３ａの他端側のミラー部１４ｂよりも外側）に対応し、第１列目の受光素子ＰＤ１に対して半ピッチずらされて配置されている。
　即ち、本実施例の光導波路モジュールは、発光素子アレイ１７の第１列目（第２列目よりも内側）の発光素子ＬＤ１と受光素子アレイ１８の第１列目（第２列目よりも内側）の受光素子ＰＤ１とを光導波路１３ｂよりも光路の長さが短い光導波路１３ａで光接続（内側－内側の光接続）し、発光素子アレイ１７の第２列目（第１列目よりも外側）の発光素子ＬＤ２と受光素子アレイ１８の第２列目（第１列目よりも外側）の受光素子ＰＤ２とを光導波路１３ａよりも光路が長い光導波路１３ｂで光接続（外側－外側の光接続）している。
　発光素子アレイ１７の複数の発光素子ＬＤの各々は（図１Ｃ及び図１Ｄ参照）、半導体基板１９ａの第２の面からその反対側の第１の面に向かって窪む凹部１５ａと、この凹部１５ａの底面に設けられたレンズ１６ａと、このレンズ１６ａに対応して半導体基板１９ａの第１の面側に設けられた発光部２１とを有し、この発光部２１から半導体基板１９ａに対して垂直方向（半導体基板１９ａの厚さ方向）に発光する。即ち、発光素子アレイ１７の各々の発光素子ＬＤは、半導体基板１９ａに対して垂直方向に発光する面発光ダイオードで構成されている。
　受光素子アレイ１８の複数の受光素子ＰＤの各々は（図１Ｃ及び図１Ｄ参照）、半導体基板１９ｂの第２の面からその反対側の第１の面に向かって窪む凹部１５ｂと、この凹部１５ｂの底面に設けられたレンズ１６ｂと、このレンズ１６ｂに対応して半導体基板１９ｂの第１の面側に設けられた受光部２３とを有し、この受光部２３で半導体基板１９ｂの垂直方向（厚さ方向）からの光を受光する。即ち、受光素子アレイ１８の各々の受光素子ＰＤは、半導体基板１９ｂに対して垂直方向に受光する面受光ダイオードで構成されている。
　光導波路基板３０のクラッド層１１上には、図示していないが、導電層が形成されている。発光素子アレイ１７は、その発光素子ＬＤのレンズ１６ａ及び発光部２１が光導波路１３の一端側のミラー部１４ａと対向する状態でクラッド層１１上の前記導電層に低温ハンダを介して電気的に且つ機械的に接続され、光導波路基板３０に実装されている。同様に、受光素子アレイ１８においても、その受光素子ＰＤのレンズ１６ｂ及び受光部２３が光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂと対向する状態でクラッド層１１上の前記導電層に低温ハンダを介して電気的にかつ機械的に接続され、光導波路基板３０に実装されている。
　図１Ｃ乃至図１Ｅに示すように、光導波路基板３０のクラッド層１１上には、光導波路１３の一端側のミラー部１４ａと平面的に重なるようにして、換言すれば対向するようにして、凸状段差を有する凸形状部材６ａが形成されている。また、光導波路基板３０のクラッド層１１上には、光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂと平面的に重なるようにして、凸状段差を有する凸形状部材６ｂが形成されている。
　凸形状部材６ａは、発光素子ＬＤの凹部１５ａとの嵌合が可能になっており、発光素子ＬＤの凹部１５ａと光導波路基板３０の凸形状部材６ａとを嵌合させることにより、光導波路１３の一端側のミラー部１４ａと発光素子ＬＤとの位置決めがなされ、簡易に高精度な素子実装を実現できる。
　同様に、凸形状部材６ｂにおいても、受光素子ＰＤの凹部１５ｂとの嵌合が可能になっており、受光素子ＰＤの凹部１５ｂと光導波路基板３０の凸形状部材６ｂとを嵌合させることにより、光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂと発光素子ＬＤとの位置決めがなされ、簡易に高精度な素子実装を実現できる。
　本実施例において、凸形状部材６ａ及び６ｂの各々は、これに限定されないが、複数の光導波路１３の各々の一端側及び他端側のミラー部（１４ａ，１４ｂ）、換言すれば凸形状部材６ａにおいては発光素子アレイ１７の発光素子ＬＤの数に対応し、凸形状部材６ｂにおいては受光素子アレイ１８の受光素子ＰＤの数に対向して複数設けられている。
　凸形状部材６ａ及び６ｂは、発光素子ＬＤの発光波長に対して少なくとも１０％以上の透過率を有する材料、例えば光透過性樹脂で形成されている。さらに、この凸形状部材の段差を光導波路のコア層と同じ材料で構成することもできる。この場合、光導波路の製造プロセスにおけるホトリソのパターニングで形成することができる。これは連続的なプロセスで形成できることから短時間での製造が実現できるだけでなく、光導波路のコア層との位置ズレを、別部材を搭載する場合の位置ズレよりも小さくできるので、光素子との結合効率が高い光導波路を形成できることになる。
　本実施例において、凸形状部材６ａ及び６ｂは、凸レンズ機能を有している。凸形状部材６ａ及び６ｂの各々に凸レンズ機能を持たせることにより、発光素子ＬＤのレンズ１６ａと光導波路基板３０の凸形状部材６ａとで２レンズ光学系が構成され、また、受光素子ＰＤのレンズ１６ｂと光導波路基板３０の凸形状部材６ｂとで２レンズ光学系が構成される。この２レンズ光学系では、光の拡がりを抑制することができるため、光導波路基板３０の平面方向に対する光素子（発光素子ＬＤ，受光素子ＰＤ）の横ずれマージンを確保でき、パッシブな光素子実装に有効である。
　凸形状部材６ａは、発光素子ＬＤの凹部１５ａに嵌合されており、この状態において凸形状部材６ａは、凹部１５ａ内のレンズ１６ａから離間している。即ち、凸形状部材６ａは、凹部１５ａ内のレンズ１６ａとの接触を回避するため、発光素子ＬＤの凹部１５ａ側の実装面から凹部１５ａ内のレンズ１６ａまでの深さよりも低い高さで形成されている。
　凸形状部材６ｂは、受光素子ＰＤの凹部１５ｂに嵌合されており、この状態において凸形状部材６ｂは、凹部１５ｂ内のレンズ１６ｂから離間している。即ち、凸形状部材６ｂは、凹部１５ｂ内のレンズ１６ｂとの接触を回避するため、受光素子ＰＤの凹部１５ｂ側の実装面から凹部１５ｂ内のレンズ１６ｂまでの深さよりも低い高さで形成されている。
　発光素子ＬＤ及び受光素子ＰＤの凹部（１５ａ，１５ｂ）は、平面形状が円形状で形成され、これに伴って凸形状部材（６ａ，６ｂ）も平面形状が円形状で形成されている。このような構成とすることにより、平面が方形状の場合と比較して、光素子（発光素子ＬＤ，受光素子ＰＤ）の凹部（１５ａ，１５ｂ）と凸形状部材（６ａ，６ｂ）との嵌合が容易となるため、光導波路１３のミラー部（１４ａ，１４ｂ）に対する光素子（発光素子ＬＤ，受光素子ＰＤ）の位置決めを容易に行うことができる。
　本実施例の光導波路モジュールにおいて、発光素子ＬＤから基板垂直方向に出射された光信号は、半導体基板１９ａに形成されたレンズ１６ａによって集光され、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ａで集光されて光導波路１３のミラー部１４ａを介して基板水平方向に光路変換され、光導波路１３内を伝播する。その後、ミラー部１４ｂで再び基板垂直方向に光路変換され、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ｂで集光されてから出射された光信号は半導体基板１９ｂに形成されたレンズ１６ｂで集光されたのち、受光素子ＰＤ内で光電変換され、電気信号として取り出される。
　これによって、発光素子アレイ１７の複数の発光素子ＬＤと光導波路アレイの複数の光導波路１３とが半導体基板１９ａに形成されたレンズ１６ａ、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ａ及び光導波路１３の一端側に形成されたミラー部１４ａを介して、受光素子アレイ１８の複数の受光素子ＰＤと光導波路アレイの複数の光導波路１３とが半導体基板１９ｂに形成されたレンズ１６ｂ、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ｂ及び光導波路１３の他端側に形成されたミラー部１４ｂを介して、低損失且つ高密度に光接続可能となる。
　さらに、レンズ１６ａ、１６ｂは発光素子アレイ１７および受光素子アレイ１８の半導体基板（１９ａ，１９ｂ）に一体形成され、ミラー部１４ａ、１４ｂ、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ａ、６ｂは光導波路１３の両端に形成されているため、光導波路と光素子間の光部品実装を必要としないため、少ない部品数や作製工程にて光導波路モジュールを構成可能である。
　次に、本発明の実施例１である光導波路モジュールの各構成部品の作製方法について簡単に説明する。
　図２Ａ乃至図２Ｄは、本発明の実施例１である光導波路モジュールに組み込まれる発光素子アレイの製造工程を示す断面図（発光素子アレイ１７の作製手順の一例を説明する図）である。尚、本発明は、単一素子およびアレイ素子の双方に適用できるものであり、作成手順は双方とも同じである。ここでの説明に用いる図は、アレイ素子の場合を示している。
　図２Ａは半導体基板１９ａ上に結晶成長層２０を形成した状態を示す図である。半導体基板１９ａの材料は、化合物半導体の光素子に一般的に用いられる、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）などが挙げられるが、前述したように、半導体基板１９ａ内を光が通過する際に損失が増大しないように、発光波長に透明な材料が望ましい。
　次に、図２Ｂのように、結晶成長層２０にフォトリソグラフィやエッチングなどの加工プロセスを施すことによって、発光部２１を形成する。詳細な作製方法については特に言及しないが、発光部２１からの光が半導体基板１９ａ方向に出射するように、発光部２１内或いはその近傍にミラー構造なども具備する。
　次に、図２Ｃのように、結晶成長層２０と反対側の半導体基板１９ａ表面に保護膜２２ａ、２２ｂをリソグラフィによってパターン形成する。ここで、保護膜２２ａ、２２ｂの材料は感光性レジストや酸化ケイ素膜で良いが、後述するレンズ形成する際の半導体エッチングプロセスに耐性を有する材料を選択する必要がある。また、保護膜２２ａは半導体エッチングを施した際にレンズ形状を成すように、干渉リソグラフィなどで曲面形状にすることが有効である。
　次に、図２Ｄに示すように、半導体エッチングプロセスにより半導体基板１９ａにレンズ１６ａを形成し、発光素子アレイ１７を完成する。半導体エッチング方法についても特に言及しないが、プラズマとガスを用いたドライエッチングや、化学薬品によるウェットエッチング、或いは双方の組合せ等によって形成可能である。
　なお、ここでは発光素子アレイ１７の作製方法の一例について述べたが、本発明の光導波路モジュールの他構成部品である、受光素子アレイ１８についても上述と同様の手順によって作製可能である。
　図３Ａ－図３Ｄは、本発明の実施例１である光導波路モジュールに組み込まれる光導波路基板の製造工程を示す断面図（光導波路基板の作製手順の一例を説明する図）である。尚、本発明は、単一導波路およびアレイ導波路の双方に適用できるものであり、作成手順は双方とも同じである。ここでの説明に用いる図は、アレイ導波路の場合を示している。
　図３Ａは基板１０上にクラッド層１１ａを塗布または貼付けによって形成した状態を示す図である。基板１０の材料はプリント基板に一般的に使用されるガラスエポキシなどを用いる。また、クラッド層１１ａの材料として、石英系などと比較してプリント基板プロセスとの親和性が良く、リソグラフィによって簡便に作製可能な感光性ポリマ材料を用いることが好適である。
　次に、図３Ｂのように、クラッド層１１ａの上面のコアパターン１２ａ、１２ｂをフォトリソグラフィによって直方体形状にパターン形成する。コアパターン１２ａ、１２ｂの材料は、クラッド層１１ａと同様の感光性ポリマ材料を用いることが好適である。
　次に、図３Ｃのように、コアパターン１２ａ、１２ｂの両端部にそれぞれテーパ形状のミラー部１４ａ、１４ｂを形成する。また、ミラー部１４ａ、１４ｂの作製は、ダイシングやレーザによる物理加工、または傾斜リソグラフィなどといった手法を用いることでできる。さらに、ミラー部１４ａ、１４ｂの表面は、空壁を設け空気とコアとの屈折率差による全反射を利用した構造とするか、さらに光を高効率で反射させるためにＡｕなどの金属を蒸着やメッキなどで被覆しても良い。
　次に、図３Ｄに示すように、コアパターン１２ａ、１２ｂをそれぞれクラッド層１１ｂで覆うことにより、クラッド層１１（１１ａ，１１ｂ）で囲まれ、このクラッド層１１よりも屈折率の高い材料からなるコア１２（コアパターン１２ａ，１２ｂ）で形成された複数の光導波路１３（１３ａ，１３ｂ）を有する光導波路アレイを備えた光導波路基板３０が完成される。なお、ここでは単層の光導波路アレイを備えた光導波路基板３０の作製方法の一例について述べたが、同光導波路アレイを多層積層する場合においても、上述した図３Ａ乃至図３Ｄの手順を繰返し実施することによって作製可能である。
　さらに、図３Ｄの状態で、凸レンズ機能を有する凸形状部材（６ａ，６ｂ）を接着などの方法で貼り付けることで、図１Ｃに示したような、凸状段差を有する光導波路基板３０が実現される。
　以上説明したように、本実施例１によれば、光導波路アレイの一方のミラー部１４ａ上に、同一半導体基板１９ａにレンズ１６ａを具備した発光素子アレイ１７、光導波路アレイの他方のミラー部１４ｂ上に、同一半導体基板１９ｂにレンズ１６ｂを具備した受光素子アレイ１８をそれぞれ載置し、発光素子アレイ１７の発光素子ＬＤと光導波路アレイの光導波路１３（コア１２）との光の授受を、発光素子ＬＤの半導体基板１９ａに具備されたレンズ１６ａと、光導波路基板３０のクラッド層１１上に具備された凸レンズ機能を有する凸形状部材６ａと、光導波路１３のミラー部１４ａとを介して行い、受光素子アレイ１８の受光素子ＰＤと光導波路アレイの光導波路１３（コア１２）との光の授受を、受光素子ＰＤの半導体基板１９ｂに具備されたレンズ１６ｂと、光導波路基板３０のクラッド層１１上に具備された凸レンズ機能を有する凸形状部材６ｂと、光導波路１３のミラー部１４ｂとを介して行うことにより、光導波路１３と光電変換素子（発光素子ＬＤ，受光素子ＰＤ）間の光部品実装を必要とせず、発光素子ＬＤ或いは光導波路１３からの出射光のビーム拡がりによる光接続損失を抑制できる。
　さらに、光素子アレイ（発光素子アレイ１７，受光素子アレイ１８）の作製過程でレンズ（１６ａ，１６ｂ）を光素子アレイ（発光素子アレイ１７，受光素子アレイ１８）の同一半導体基板（１９ａ，１９ｂ）に作製することが可能であるため、部品数や作製工程の増大及び歩留まりの悪化を回避できる。
　また、光導波路基板３０のクラッド層１１上に、光導波路１３の一端側のミラー部１４ａと平面的に重なるようにして（換言すればミラー部１４ａと対向するようにして）、発光素子アレイ１７の発光素子ＬＤの凹部１５ａとの嵌合が可能な凸状段差を有する凸形状部材６ａを設け、光導波路基板３０の光導波路１３の一端側のミラー部１４ａと発光素子アレイ１７の発光素子ＬＤとを光接続する際、発光素子ＬＤの凹部１５ａに凸形状部材６ａを嵌合させることにより、発光素子ＬＤと光導波路１３の一端側のミラー部１４ａとの位置決めが成されるため、簡易に高精度な発光素子アレイ１７（発光素子ＬＤ）の実装を実現できる。
　また、光導波路基板３０のクラッド層１１上に、光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂと平面的に重なるようにして（換言すればミラー部１４ｂと対向するようにして）、受光素子アレイ１８の受光素子ＰＤの凹部１５ｂとの嵌合が可能な凸状段差を有する凸形状部材６ｂを設け、光導波路基板３０の光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂと受光素子アレイ１８の受光素子ＰＤとを光接続する際、受光素子ＰＤの凹部１５ｂに凸形状部材６ｂを嵌合させることにより、受光素子ＰＤと光導波路１３の他端側のミラー部１４ｂとの位置決めが成されるため、簡易に高精度な受光素子アレイ１８（受光素子ＰＤ）の実装を実現できる。
　また、高精度に発光素子アレイ１７（発光素子ＬＤ）及び受光素子アレイ１８（受光素子ＰＤ）を実装できることで、素子と導波路間を低損失に結合することが出来るため、小さな消費電力で、効率がよい高品質な光伝送を実現可能な光導波路モジュールを提供できる。
　また、凸形状部材６ａ及び６ｂの各々に凸レンズ機能を持たせることにより、発光素子ＬＤのレンズ１６ａと光導波路基板３０の凸形状部材６ａとで２レンズ光学系が構成され、また、受光素子ＰＤのレンズ１６ｂと光導波路基板３０の凸形状部材６ｂとで２レンズ光学系が構成される。この２レンズ光学系では、光の拡がりを抑制することができるため、光導波路基板３０の平面方向に対する光素子（発光素子ＬＤ，受光素子ＰＤ）の横ずれマージンを確保でき、パッシブな光素子実装に有効である。
　なお、本実施例では、凸形状部材６ａ及び６ｂの各々を、複数の光導波路１３の各々の一端側及び他端側のミラー部（１４ａ，１４ｂ）、換言すれば凸形状部材６ａにおいては発光素子アレイ１７の発光素子ＬＤの数に対応し、凸形状部材６ｂにおいては受光素子アレイ１８の受光素子ＰＤの数に対向して複数設けた例について説明したが、凸形状部材６ａ及び６ｂは、必ずしも全てのミラー部（１４ａ，１４ｂ）に対応して設ける必要はない。
　例えば、本実施例のように複数の光導波路１３が並設して配置される場合、少なくとも２つの光導波路１３のミラー部（１４ａ，１４ｂ）に対応させて凸形状部材６ａ及び６ｂを設けてもよい。
　ただし、３つ以上の光導波路１３が並設して配置される場合、凸形状部材（６ａ，６ｂ）の設置対象となる２つの光導波路１３の間に少なくとも凸形状部材（６ａ，６ｂ）の設置対象とならない光導波路が１つ以上配置されるように、凸形状部材（６ａ，６ｂ）を設けることが望ましい。
　また、３つ以上の光導波路１３が並設して配置される場合、３つ以上の光導波路１３からなる列の両側に位置する２つの光導波路１３を凸形状部材（６ａ，６ｂ）の設置対象とし、この２つの光導波路１３に対応して凸形状部材（６ａ，６ｂ）を設けることが望ましい。
　図４は、本発明の実施例１の変形例である光導波路モジュールの一部を図１Ｃに対応して示す断面図である。
　本変形例では、発光素子アレイ１７の発光素子ＬＤの凹部１５ａに形成されたレンズ１６ａを保護するため、レンズ１６ａがその凹部１５ａ内に形成された保護膜７によって覆われている。
　凸形状部材６ａは、発光素子ＬＤの凹部１５ａに嵌合された状態において、凹部１５ａ内の保護膜７から離間している。即ち、凸形状部材６ａは、凹部１５ａ内の保護膜７との接触を回避するため、発光素子ＬＤの凹部１５ａ側の実装面から凹部１５ａ内の保護膜９までの深さよりも低い高さで形成されている。保護膜７は、発光素子ＬＤの発光波長に対して少なくとも１０％以上の透過率を有する材料、例えば光透過性樹脂で形成されている。
　なお、図示していないが、発光素子ＬＤと同様に、受光素子アレイ１８の受光素子ＰＤの凹部１５ｂに形成されたレンズ１６ｂを保護するため、レンズ１６ｂをその凹部１５ｂ内に形成された保護膜によって覆ってもよい。この場合も、凸形状部材６ｂは、受光素子ＰＤの凹部１５ｂに嵌合された状態において、凹部１５ｂ内の保護膜から離間している。
　本変形例においても、前述の実施例１と同様の効果が得られる。
　［実施例２］
　図５Ａ乃至図５Ｃは、本発明の実施例２である光導波路モジュールに係る図であり、
図５Ａは光導波路モジュールの概略構成を示す平面図（上面図）、
図５Ｂは図５ＡのＣ－Ｃ線に沿った断面構造を示す断面図、
図５Ｃは図５ＡのＤ－Ｄ線に沿った断面構造を示す断面図である。
　本実施例２の光導波路モジュールは、基本的に前述の実施例１と同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
　即ち、前述の実施例１では、１層の光導波路アレイを有する光導波路基板３０について説明した。
　これに対し、本実施例２の光導波路基板３０は、図５Ａ乃至図５Ｃに示すように、光導波路１３ａと、この光導波路１３ａよりも光路の長さが長い光導波路１３ｂとをそれぞれ別の層に形成した多層構造になっている。本実施例において、光導波路１３ｂは、第１の層に形成され、これよりも上層の第２の層に光導波路１３ａが形成され、平面的に見たときの光導波路１３ａ及び１３ｂは、図５Ａに示すように、前述の実施例１（図１Ｂ参照）と同様の配置になっている。
　本実施例の光導波路モジュールにおいて、図５Ｂに示すように、発光素子アレイ１７の第１列目の発光素子ＬＤ１から基板垂直方向に出射された光信号は、半導体基板１９ａに形成されたレンズ１６ａ（１６ａ１）によって集光され、更に凸レンズ機能を有する凸形状部材６ａで集光されて上層に位置する光導波路１３ａの一端側のミラー部１４ａを介して基板水平方向に光路変換され、光導波路１３ａ内を伝播する。その後、光導波路１３ａの他端側のミラー部１４ｂで再び基板垂直方向に光路変換され、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ｂで集光されてから出射された光信号は半導体基板１９ｂに形成されたレンズ１６ｂ（１６ｂ１）で集光されたのち、受光素子アレイ１８の第１列目の受光素子ＰＤ（ＰＤ１）で光電変換され、電気信号として取り出される。
　また、図５Ｃに示すように、上記と同様に、発光素子アレイ１７の第２列目の発光素子ＬＤ２から基板垂直方向に出射された光信号は、半導体基板１９ａに形成されたレンズ１６ａ（１６ａ２）によって集光され、更に凸レンズ機能を有する凸形状部材６ａで集光されて下層に位置する光導波路１３ｂの一端側のミラー部１４ａを介して基板水平方向に光路変換され、光導波路１３ｂ内を伝播する。その後、光導波路１３ｂの他端側のミラー部１４ｂで再び基板垂直方向に光路変換され、凸レンズ機能を有する凸形状部材６ｂで集光されてから出射された光信号は半導体基板１９ｂに形成されたレンズ１６ｂ（１６ｂ２）で集光されたのち、受光素子アレイ１８の第２列目の受光素子ＰＤ（ＰＤ２）で光電変換され、電気信号として取り出される。
　本構造において、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、発光素子アレイ１７の第１列目の発光素子ＬＤ１のレンズ１６ａ１と、発光素子アレイ１７の第２列目の発光素子ＬＤ２のレンズ１６ａ２は、それぞれ光接続する光導波路１３（１３ａ，１３ｂ）のミラー部１４ａ迄の距離が異なる。このため、それぞれのレンズ１６ａ１、１６ａ２の曲率及び曲率半径を変えることによって、光導波路１３（１３ａ，１３ｂ）迄の距離に応じた焦点位置を最適化している。具体的には、レンズ１６ａ１、１６ａ２の周囲に形成する凹部１５ａを深くすることにより曲率を小さく、溝径を大きくすることにより曲率半径を大きくできる。
　そこで、発光素子アレイ１７の第１列目の発光素子ＬＤ１に対応するレンズ１６ａ１は、第２列目の発光素子ＬＤ２に対応するレンズ１６ａ２と比較し、光導波路１３（１３ａ，１３ｂ）のミラー部１４ａまでの距離が短いため、第１列目の発光素子ＬＤ１に対応する凹部１５ａを第２列目の発光素子ＬＤ２に対応する凹部１５ａよりも深く且つ径を小さくすることによって、レンズ１６ａ１の曲率及び曲率半径をレンズ１６ａ２よりも小さくしている。
　また、上記と同様に、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、受光素子アレイ１８の第１列目の受光素子ＰＤ１のレンズ１６ｂ１と、受光素子アレイ１８の第２列目の受光素子ＰＤ２のレンズ１６ｂ２は、それぞれ光接続する光導波路１３（１３ａ、１３ｂ）のミラー部１４ｂ迄の距離が異なる。このため、それぞれのレンズ１６ｂ１、１６ｂ２の曲率及び曲率半径を変えることによって、光導波路１３（１３ａ、１３ｂ）迄の距離に応じた焦点位置を最適化している。具体的には、レンズ１６ｂ１、１６ｂ２の周囲に形成する凹部１５ｂを深くすることにより曲率を小さく、溝径を大きくすることにより曲率半径を大きくできる。そこで、受光素子アレイ１８の第１列目の受光素子ＰＤ１に対応するレンズ１６ｂ１は、第２列目の受光子ＰＤ２に対応するレンズ１６ｂ２と比較し、光導波路１３（１３ａ，１３ｂ）のミラー部１４ｂまでの距離が短いため、第１列目の受光素子ＰＤ１に対応する凹部１５ｂを第２列目の受光素子ＰＤ２に対応する凹部１５ｂよりも深く且つ径を小さくすることによって、レンズ１６ｂ１の曲率及び曲率半径をレンズ１６ｂ２よりも小さくしている。
　なお、上記レンズの曲率及び、曲率半径を変化させることは、同一半導体基板上にて半導体エッチング用保護膜のパターンを変化させることで、一括且つ簡便に作製可能である。
　本構造のように、光導波路アレイを多層積層し、光素子アレイと光接続した構成とすることによって、より小さい面積内で光素子、光導波路の高密度化が可能となる。
　［実施例３］
　図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施例３である光導波路モジュールに係る図であり、図６Ａは光導波路モジュールの概略構成を示す断面図、
図６Ｂは図６Ａにおいて光素子アレイ（発光素子アレイ，受光素子アレイ）の図示を省略した状態を示す断面図である。
　ここでは、導波路部分に任意の曲率で曲げることが可能な材料で作製された、フレキシブル性を有する光導波路を用いている。
　［実施例４］
　図７は、本発明の実施例４として、本発明の光導波路モジュールを応用した光電気混載回路の概要を示す図である。ここでは、バックプレーン９５にそれぞれ接続されたドータボード９７に実施例１および２で説明した本発明の光導波路モジュールを適用した例を示す。
　図７のように基板外部に伝送される機能イーサなどボードのフロント部からファイバ４０を介して光導波路１３を伝送した光素子アレイ９０で電気信号に変換され、集積回路９２にて処理した電気信号をさらに光素子アレイ９０にて光信号に変換し、光導波路１３を介してバックプレーン９５側の光コネクタ９６と光接続している。さらに、各ドータボード９７からの光信号はバックプレーン９５のファイバ４０などを介してスイッチカード９４に集められる。さらにスイッチカード９４上に設けた光導波路１３を介して光素子アレイ９０と光接続され、集積回路９１で処理した信号を光素子アレイ９０を介して再度各ドータボード９７に入出力する機能をもつ。
　以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前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において種々変更可能であることは勿論である。
　データ処理装置などの機器間又は機器内において、配線媒体に光導波路を用いてチップ間やボード間で送受信される高速光信号を伝送する際の端末であり、光素子と光導波路との高精度且つ安定な光接続を満足するとともに簡便に作製可能な光導波路モジュール、およびそれを用いてボード上にて信号処理を行なう光電気混載回路を提供できる。
　６ａ，６ｂ…凸形状部材
　７，９…保護膜
　１０…基板
　１１,１１ａ,１１ｂ…クラッド層
　１２…コア
　１２ａ,１２ｂ…コアパターン
　１３，１３ａ,１３ｂ…光導波路
　１４ａ,１４ｂ…ミラー部
　１５ａ,１５ｂ…凹部
　１６ａ,１６ａ１，１６ａ２，１６ｂ,１６ｂ１，１６ｂ２…レンズ
　１７…発光素子アレイ
　１８…受光素子アレイ
　１９ａ，１９ｂ…半導体基板
　２０…結晶成長層
　２１…発光部
　２２ａ,２２ｂ…保護膜
　２３…受光部
　３０…光導波路基板、
　４０…ファイバ
　４１,９６…光コネクタ
　９１,９２…集積回路
　９０…光素子アレイ
　９４…スイッチカード
　９５…バックプレーン
　９７…ドータボード

Claims (19)

  1. 　コア層がクラッド層で囲まれ、一端側にテーパ面からなるミラー部を有し、光素子が搭載されることで光が伝わる光導波路であって、
    　前記ミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた凸形状部材とを備え、
    　前記凸形状部材は、半導体基板の第１の面に凹部を有する光素子が搭載された場合に、前記光素子の凹部が前記凸形状部材に嵌合しうる形状をしていることを特徴とする光導波路。
  2. 　請求項１において、
    　前記光導波路はポリマで構成されていることを特徴とする光導波路。
  3. 　請求項２において、
    　前記凸形状部材は、前記コア層と同じ材料で構成されていることを特徴とする光導波路。
  4. 　クラッド層で囲まれ、一端側にテーパ面からなるミラー部を有する光導波路と、
    　半導体基板の第１の面に凹部を有する光素子と、
    　前記ミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた凸形状部材とを備え、
    　前記光素子の凹部に前記凸形状部材が嵌合していることを特徴とする光導波路モジュール。
  5. 　各々がクラッド層で囲まれ、各々が一端側にテーパ面からなるミラー部を有し、各々が並設して配置された複数の光導波路と、
    　各々が半導体基板の第１の面に凹部を有し、各々が前記複数の光導波路の各々のミラー部に対応して前記半導体基板に形成された複数の光素子を具備する光素子アレイと、
    　前記複数の光導波路のうち、少なくとも２つの光導波路のミラー部の各々と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた２つの凸形状部材とを備え、
    　前記複数の光素子のうち、少なくとも２つの光素子の凹部に、前記２つの凸形状部材が嵌合していることを特徴とする光導波路モジュール。
  6. 　請求項４に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記凸形状部材は、凸レンズ機能を有することを特徴とする光導波路モジュール。
  7. 　請求項５に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記凸形状部材は、凸レンズ機能を有することを特徴とする光導波路モジュール。
  8. 　請求項６に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記光素子は、前記凹部の底面にレンズを有し、
    　前記レンズは、前記凸形状部材から離間されていることを特徴とする光導波路モジュール。
  9. 　請求項７に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記光素子は、前記凹部の底面にレンズを有し、
    　前記レンズは、前記凸形状部材から離間されていることを特徴とする光導波路モジュール。
  10. 　請求項４に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記光素子は、前記凹部の底面に設けられたレンズと、前記レンズに対向して前記半導体基板の第１の面とは反対側の第２の面側に設けられた発光部とを有する発光素子であることを特徴とする光導波路モジュール。
  11. 　請求項５に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記光素子は、前記凹部の底面に設けられたレンズと、前記レンズに対向して前記半導体基板の第１の面とは反対側の第２の面側に設けられた発光部とを有する発光素子であることを特徴とする光導波路モジュール。
  12. 　請求項４に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記光素子は、前記奥部の底面に設けられたレンズと、前記レンズに対向して前記半導体基板の第１の面とは反対側の第２の面側に設けられた受光部とを有する受光素子であることを特徴とする光導波路モジュール。
  13. 　請求項５に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記光素子は、前記奥部の底面に設けられたレンズと、前記レンズに対向して前記半導体基板の第１の面とは反対側の第２の面側に設けられた受光部とを有する受光素子であることを特徴とする光導波路モジュール。
  14. 　請求項５に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記複数の光導波路は、３つ以上であり、
    　前記２つの凸形状部材と対応する２つの光導波路の間に少なくとも１つ以上の光導波路が配置されていることを特徴とする光導波路モジュール。
  15. 　請求項６に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記複数の光導波路は、３つ以上であり、
    　前記２つの凸形状部材は、前記３つ以上の光導波路からなる列の両側に位置する２つの光導波路のミラー部に対応していることを特徴とする光導波路モジュール。
  16. 　請求項７に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記複数の光導波路は、３つ以上であり、
    　前記２つの凸形状部材は、前記３つ以上の光導波路からなる列の両側に位置する２つの光導波路のミラー部に対応していることを特徴とする光導波路モジュール。
  17. 　クラッド層で囲まれ、一端側及び他端側にテーパ面からなるミラー部を有する光導波路と、
    　第１の凹部を有する発光素子と、
    　第２の凹部を有する受光素子と、
    　前記光導波路の一端側のミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた第１の凸形状部材と、
    　前記光導波路の他端側のミラー部と平面的に重なるようにして前記クラッド層上に設けられた第２の凸形状部材とを備え、
    　前記発光素子の前記第１の凹部に、前記第１の凸形状部材が嵌合し、
    　前記受光素子の前記第２の凹部に、前記第２の凸形状部材が嵌合していることを特徴とする光導波路モジュール。
  18. 　請求項１７に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記第１及び第２の凸形状部材は、凸レンズ機能を有することを特徴とする光導波路モジュール。
  19. 　請求項１７に記載の光導波路モジュールにおいて、
    　前記発光素子及び受光素子は、前記凹部の底面にレンズを有し、
    　前記レンズは、前記凸形状部材から離間されていることを特徴とする光導波路モジュール。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012098484A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Alps Electric Co Ltd 高分子光導波路および高分子光導波路の製造方法
JP2014112650A (ja) * 2012-11-12 2014-06-19 Japan Oclaro Inc 受光モジュール
JP2015518184A (ja) * 2012-05-29 2015-06-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光配線
JP2015184667A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 光デバイス、光コネクタ・アセンブリおよび光接続方法
US10048117B2 (en) 2013-11-15 2018-08-14 Oclaro Japan, Inc. High efficiency optical receiver module and optical transmitter module with multiple channels
JP2020095035A (ja) * 2018-12-07 2020-06-18 旭化成エレクトロニクス株式会社 ガスセンサ
JP2020136431A (ja) * 2019-02-18 2020-08-31 株式会社東芝 半導体デバイスの製造方法および半導体デバイス
US20220381888A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Intel Corporation Photonic integrated circuit, light detection and ranging system and vehicle having the same
JPWO2024043280A1 (ja) * 2022-08-25 2024-02-29

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012151441A (ja) * 2010-12-28 2012-08-09 Ricoh Co Ltd 光デバイス、光走査装置及び画像形成装置
CN102565968B (zh) * 2010-12-31 2015-05-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光纤通信装置
CN103163600B (zh) * 2011-12-15 2016-03-09 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光耦合模块及其制备方法
CN103424824B (zh) * 2012-05-25 2016-12-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光传输连接组件及其使用的光电转换模组
KR20140064530A (ko) * 2012-11-20 2014-05-28 삼성전자주식회사 광 연결을 포함하는 다중 칩 패키지
US9664858B2 (en) 2012-12-20 2017-05-30 Intel Corporation Optical photonic circuit coupling
JP6066319B2 (ja) * 2013-06-20 2017-01-25 日東電工株式会社 光電気混載モジュール
JP6349792B2 (ja) * 2014-03-07 2018-07-04 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光送信装置
JP6610540B2 (ja) * 2014-05-13 2019-11-27 ソニー株式会社 光電モジュール
TWI495917B (zh) 2014-06-17 2015-08-11 Unimicron Technology Corp 光電線路板及其組裝方法
US20150381278A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Low-profile optical transceiver system with top and bottom lenses
NL2013524B1 (en) * 2014-09-25 2016-09-07 Anteryon Wafer Optics B V An optical light guide element and a method for manufacturing.
JP6962195B2 (ja) * 2015-09-30 2021-11-05 ソニーグループ株式会社 光通信コネクタ、光通信ケーブル及び電子機器
WO2017124227A1 (zh) * 2016-01-18 2017-07-27 华为技术有限公司 一种光耦合装置和方法
JP6623344B2 (ja) 2016-03-22 2019-12-25 日東電工株式会社 光導波路積層体およびその製法
CN107231195B (zh) * 2016-03-23 2022-01-25 中兴通讯股份有限公司 一种实现板间通信的方法和装置
US10168495B1 (en) * 2017-06-28 2019-01-01 Kyocera Corporation Optical waveguide and optical circuit board
US10705302B2 (en) * 2018-02-27 2020-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Photonic integrated circuit packages
US10989885B2 (en) * 2019-05-15 2021-04-27 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package structure and method for manufacturing the same
CN113053835A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体封装及其形成方法
CN114137669B (zh) * 2020-09-03 2023-09-22 英业达科技有限公司 服务器及光通信元件
TWI873228B (zh) * 2020-11-18 2025-02-21 芯巧科技股份有限公司 具光耦特性之電子元件的改良結構
CN112596172B (zh) * 2020-12-14 2023-04-18 中航光电科技股份有限公司 一种光无线光电集成链路及其实现装置
US11754794B2 (en) 2021-05-25 2023-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device including optical through via and method of making
US11768338B2 (en) * 2021-05-27 2023-09-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Optical interconnect structure, package structure and fabricating method thereof

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09307134A (ja) * 1996-05-13 1997-11-28 Fujitsu Ltd 受光素子及びその光モジュール並びに光ユニット
JPH1039162A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置並びに半導体受光素子および光ファイバーの形成方法
JP2004101996A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ファイバ付き面型光半導体モジュール
JP2004361858A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Sharp Corp マイクロレンズ付き光導波路およびその製造方法
JP2005195991A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Sony Corp 光電複合装置及びこの装置に用いられる光導波路、並びに光電複合装置の実装構造
JP2005338125A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Sony Corp 光導波路及びその製造方法、並びに光情報処理装置
JP2006162850A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Sony Corp 光導波装置及びその製造方法、並びに光情報処理装置及び電子機器
US20080085076A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Industrial Technology Research Institute Optical interconnection module
JP2008216794A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 光結合器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081524A (ja) * 1998-09-07 2000-03-21 Sony Corp 光送受信システム
JP2002258081A (ja) * 2001-02-28 2002-09-11 Fujitsu Ltd 光配線基板、光配線基板の製造方法及び多層光配線
KR100865127B1 (ko) * 2007-10-09 2008-10-24 정경희 광모듈 및 그 제조방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09307134A (ja) * 1996-05-13 1997-11-28 Fujitsu Ltd 受光素子及びその光モジュール並びに光ユニット
JPH1039162A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置並びに半導体受光素子および光ファイバーの形成方法
JP2004101996A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ファイバ付き面型光半導体モジュール
JP2004361858A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Sharp Corp マイクロレンズ付き光導波路およびその製造方法
JP2005195991A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Sony Corp 光電複合装置及びこの装置に用いられる光導波路、並びに光電複合装置の実装構造
JP2005338125A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Sony Corp 光導波路及びその製造方法、並びに光情報処理装置
JP2006162850A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Sony Corp 光導波装置及びその製造方法、並びに光情報処理装置及び電子機器
US20080085076A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Industrial Technology Research Institute Optical interconnection module
JP2008216794A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 光結合器

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012098484A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Alps Electric Co Ltd 高分子光導波路および高分子光導波路の製造方法
US10365439B2 (en) 2012-05-29 2019-07-30 3M Innovative Properties Company Optical interconnect
JP2015518184A (ja) * 2012-05-29 2015-06-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光配線
JP2014112650A (ja) * 2012-11-12 2014-06-19 Japan Oclaro Inc 受光モジュール
US11022484B2 (en) 2013-11-15 2021-06-01 Lumentum Japan, Inc. Optical receiver module having a shifted center axis of light receiving element
US10048117B2 (en) 2013-11-15 2018-08-14 Oclaro Japan, Inc. High efficiency optical receiver module and optical transmitter module with multiple channels
US9977191B2 (en) 2014-03-26 2018-05-22 International Business Machines Corporation Optical connecting method
JP2015184667A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 光デバイス、光コネクタ・アセンブリおよび光接続方法
JP2020095035A (ja) * 2018-12-07 2020-06-18 旭化成エレクトロニクス株式会社 ガスセンサ
JP7448344B2 (ja) 2018-12-07 2024-03-12 旭化成エレクトロニクス株式会社 ガスセンサ
JP2020136431A (ja) * 2019-02-18 2020-08-31 株式会社東芝 半導体デバイスの製造方法および半導体デバイス
US20220381888A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Intel Corporation Photonic integrated circuit, light detection and ranging system and vehicle having the same
JPWO2024043280A1 (ja) * 2022-08-25 2024-02-29

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