(57)【要約】      （修正有）【課題】光導波路のコアとレンズ付きフェルールのレンズとの位置ずれのない光モジュールを提供する。【解決手段】複数のコア１１１を有する光導波路１１０と、複数のレンズ１２１を有するフェルール１２０とが接合された光モジュールであって、光導波路１１０は、光導波路１１０の端面のコア１１１が形成されている位置に形成された凸部を有し、フェルール１２０は、前記凸部が入る凹部を有することを特徴とする光モジュールを提供することにより上記課題を解決する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアを有する光導波路と、複数のレンズを有するフェルールとが接合された光モジュールであって、
前記光導波路は、
前記光導波路の端面の前記コアが形成されている位置に形成された凸部を有し、
前記フェルールは、前記凸部が入る凹部を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記コアは信号光が伝搬しないダミーコアを有し、
前記凸部は、前記ダミーコアの形成された位置に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記コアは信号光が伝搬する伝搬コアを有し、
前記凸部は、前記伝搬コアの形成された位置に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
複数のコアと、
前記コアを覆うクラッドと、
を有する光導波路であって、
前記光導波路の端面の前記コアが形成されている位置に、凸部が設けられていることを特徴とする光導波路。
【請求項５】
コアが設けられた光導波路の端面に紫外線硬化樹脂を接触させる工程と、
前記コアに紫外線を入射し、前記コアより出射する紫外線により前記紫外線硬化樹脂を硬化させ凸部を形成する工程と、
を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記コアは、伝搬コアと、ダミーコアとを有しており、
前記凸部を、前記ダミーコアに紫外線を入射して形成することを特徴とする請求項５に記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、光導波路及び光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の用途において、シート状の光導波路とレンズ付きフェルールとが接着された光モジュールが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような光モジュールでは、レンズ付きフェルールの開口部に光導波路を入れて接着することにより作製されるが、光導波路のコアとレンズ付きフェルールのレンズとの位置とがずれていると光損失が増加し、所望の特性を得ることができない。
【０００５】
このため、コアとレンズとの間で位置ずれのない光モジュールが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施の形態の一観点によれば、複数のコアを有する光導波路と、複数のレンズを有するフェルールとが接合された光モジュールであって、前記光導波路は、前記光導波路の端面の前記コアが形成されている位置に形成された凸部を有し、前記フェルールは、前記凸部が入る凹部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の光モジュールによれば、コアとレンズとの間で位置ずれのない光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】光導波路の外観図
【図２】光導波路の断面図（１）
【図３】光導波路の断面図（２）
【図４】光導波路の断面図（３）
【図５】レンズ付きフェルールの断面図（１）
【図６】レンズ付きフェルールの断面図（２）
【図７】光導波路とレンズ付きフェルールの接続の説明図（１）
【図８】光導波路とレンズ付きフェルールの接続の説明図（２）
【図９】第１の実施の形態の光導波路の断面図（１）
【図１０】第１の実施の形態の光導波路の断面図（２）
【図１１】第１の実施の形態のレンズ付きフェルールの断面図（１）
【図１２】第１の実施の形態のレンズ付きフェルールの断面図（２）
【図１３】第１の実施の形態の光モジュールの説明図（１）
【図１４】第１の実施の形態の光モジュールの説明図（２）
【図１５】第１の実施の形態の光モジュールの断面図
【図１６】第１の実施の形態の光導波路の製造工程の工程図（１）
【図１７】第１の実施の形態の光導波路の製造工程の工程図（２）
【図１８】第１の実施の形態の光導波路の他の製造工程の工程図（１）
【図１９】第１の実施の形態の光導波路の他の製造工程の工程図（２）
【図２０】第１の実施の形態のレンズ付きフェルールの製造方法の説明図
【図２１】第１の実施の形態の光モジュールの変形例１の説明図
【図２２】第１の実施の形態の光モジュールの変形例２の説明図
【図２３】第２の実施の形態の光モジュールの説明図
【図２４】第３の実施の形態の光モジュールの説明図
【図２５】第４の実施の形態の光モジュールの説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。また、説明の便宜上、縦横の寸法比等は実際とは異なる場合がある。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
最初に、光導波路のコアとレンズ付きフェルールのレンズとの位置ずれについて説明する。図１は光導波路１０の外観図であり、図２は図１の一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面図であり、図３は図２の一点鎖線２Ａ−２Ｂにおいて切断した断面図であり、図４は図２の一点鎖線２Ｃ−２Ｄにおいて切断した断面図である。
【００１１】
光導波路１０は、図１から図４に示されるように、シート状に形成されており、複数のコア１１の周囲がクラッド１２により覆われており、クラッド１２の周囲には樹脂層１３が形成されている。図２及び図３は、便宜上拡大されている。
【００１２】
レンズ付きフェルール２０は透明な樹脂材料により形成されており、図５及び図６に示されるように複数のレンズ２１と光導波路１０が入るスリット２２が形成されている。図５はレンズ付きフェルール２０の幅方向の断面図であり、図６は高さ方向の断面図である。
【００１３】
スリット２２は、光導波路１０が入るように、幅Ｗｃは光導波路１０の幅Ｗａよりも若干大きめに形成されており、高さＨｃは光導波路１０の厚さＴａよりも若干大きめに形成されている。
【００１４】
樹脂材料により形成される光導波路１０は、製造誤差等により厚さＴａが所定の厚さとなるように製造することは困難である。また、光導波路１０をダイシングブレードで切断・成型する際、切断装置動作の精度やダイシングブレードの摩耗等により切断ずれが生じるため、幅Ｗａが所定の幅となるように製造することは困難である。このため、光導波路１０では幅Ｗａや厚さＴａにバラツキが生じてしまう。
【００１５】
一方、レンズ付きフェルール２０は透明な樹脂材料を金型に入れて硬化させることにより形成するが、樹脂材料の硬化収縮等により、スリット２２の幅Ｗｃや高さＨｃについてもバラツキが生じる場合がある。
【００１６】
光導波路１０の幅Ｗａや高さＴａが所定よりも小さい場合や、スリット２２の幅Ｗｃや高さＴｃが所定よりも大きい場合には、スリット２２に光導波路１０を入れた際に隙間が生じてしまうため、コア１１とレンズ２１との位置ずれが生じ、光損失が生じる。
【００１７】
図７に示されるように、スリット２２及び光導波路１０が所望の形状に形成されている理想的な状態では、コア１１とレンズ２１は光導波路１０の外形とスリット２２内部の形状とを基準に位置合わせされ、光導波路１０をスリット２２に入れた際にコア１１の中心とレンズ２１の中心とが一致する。そのため、光損失が殆ど生じることなくコア１１から出射された光はレンズ２１より出射される。
【００１８】
しかしながら、光導波路１０の幅Ｗａがスリット２２の幅Ｗｃに対し小さい場合には、図８に示されるようにスリット２２内で光導波路１０が幅方向に動いてしまうため、スリット２２内で光導波路１０を正確に位置合わせすることができず、コア１１の中心とレンズ２１の中心とがずれてしまう。このため、コア１１から出射された光の一部にレンズ２１に入射しない成分が生じ、光損失が生じてしまう。光導波路１０の高さＴａがスリット２２の高さＴｃに対し小さい場合も、スリット２２内で光導波路１０が高さ方向に動いてしまうため、同様に光損失が生じる。
【００１９】
尚、レンズ付きフェルール２０形成時の硬化収縮によりスリット２２の幅方向に対して複数のレンズ２１の中心がずれている場合や、スリット２２の高さ方向の中心に対しレンズ２１の中心がずれている場合にも、同様に光損失が生じる。
【００２０】
また、光導波路１０において、光導波路１０の幅方向に対し複数のコア１１の中心がずれている場合や、光導波路１０の高さ方向の中心に対しコア１１の中心がずれている場合も、同様に光損失が生じる。
【００２１】
（光モジュール）
次に、第１の実施の形態における光モジュールについて説明する。図９は本実施の形態における光導波路１１０の面方向に平行な断面図であり、図１０は厚さ方向の断面図である。本実施の形態における光モジュールは、光導波路１１０とレンズ付きフェルール１２０とを有する。
【００２２】
光導波路１１０は、図９及び図１０に示すように、シート状に形成されており、複数のコア１１１及びダミーコア１１４の周囲がクラッド１１２により覆われており、クラッド１１２の周囲にはポリイミド等による樹脂層１１３が形成されている。また、レンズ付きフェルール１２０と接続される側の端面１１０ａには、凸部１１５が設けられている。
【００２３】
光導波路１１０では、信号光はコア１１１内を伝搬し、ダミーコア１１４内は伝搬しない。凸部１１５は、光導波路１１０の端面１１０ａのダミーコア１１４の先端に対応する位置に形成されている。凸部１１５は、高さＨｄが約４０μｍであり、幅方向及び高さ方向の幅Ｗｄが約５０μｍとなるように形成されている。尚、本願において、信号光が伝搬するコア１１１を伝搬コアとも記載する。また、光導波路１１０のレンズ付きフェルール１２０と接続される側の幅Ｗｅは約３〜４ｍｍ、厚さＴｅは約１００〜２００μｍであり、コア１１１の断面は一辺の幅Ｗｆが約５０μｍの略正方形に形成されている。
【００２４】
図９に示される光導波路１１０では、コア１１１は光導波路１１０の幅方向において一方（図示上側）に４本、他方（図示下側）に４本、合わせて８本設けられている。ダミーコア１１４は、光導波路１１０の幅方向の中央部分に、一方の４本のコア１１１と他方の４本のコア１１１の間に４本設けられており、更に、光導波路１１０の幅方向の両端近傍、即ち、一方の４本のコア１１１よりも更に外側と、他方の４本のコア１１１よりも更に外側とに、各々１本設けられている。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるレンズ付きフェルール１２０について、図１１及び図１２に基づき説明する。図１１はレンズ付きフェルール１２０の幅方向の断面図であり、図１２は高さ方向の断面図である。レンズ付きフェルール１２０は透明な樹脂材料により形成されており、複数のレンズ１２１と、光導波路１１０が入るスリット１２２が形成されている。
【００２６】
スリット１２２は、光導波路１１０が入るように、幅Ｗｇは光導波路１１０の幅Ｗｅよりも大きめに形成されており、高さＨｇは光導波路１１０の厚さＴｅよりも若干大きめに形成されている。レンズ付きフェルール１２０では、スリット１２２の奥の、光導波路１１０の端面１１０ａと当接する当接面１２２ａに、光導波路１１０の凸部１１５に対応する凹部１２３が設けられている。凹部１２３は一辺の幅Ｗｈが約５５μｍの略正方形に形成されており、深さＤｈは５０μｍ〜１００μｍである。
【００２７】
本実施の形態における光モジュールを組み立てる際には、最初に、図１３及び図１４に示されるように、スリット１２２に、光導波路１１０を端面１１０ａの側より入れ、当接面１２２ａに設けられた凹部１２３に光導波路１１０の凸部１１５を入れ、当接面１２２ａに光導波路１１０の端面１１０ａを当接させる。
【００２８】
本実施の形態においては、凹部１２３と凸部１１５は、凹部１２３に凸部１１５が入れられた状態でレンズ１２１の中心とコア１１１の中心とが略一致するように形成されている。この状態で、図１５に示されるように、紫外線硬化樹脂等の接着剤１３０により光導波路１１０とレンズ付きフェルール１２０とを接合することにより、光損失の少ない光モジュールを作製することができる。
【００２９】
光導波路１１０とレンズ付きフェルール１２０とは、凸部１１５と凹部１２３の接続によって高い精度で正確に位置合わせされるため、スリット１２２の幅及び高さを光導波路１１０の幅および厚みより広くしてもよく、光導波路１１０に対してスリット１２２の幅・高さを高精度に合わせる必要はない。
【００３０】
本実施の形態においては、凸部１１５は光導波路１１０において光が伝搬しないダミーコア１１４の先端に設けられているため、光導波路１１０に凸部１１５を設けても凸部１１５には信号光が伝搬しない。従って、凸部１１５を形成する際に屈折率等を考慮することなく、広い範囲で凸部の材料を選択することが可能である。このため、凸部１１５は、着色材料により形成することも可能である。
【００３１】
（光導波路の製造方法１）
次に、本実施の形態における光導波路１１０の製造方法について説明する。
【００３２】
最初に、図１６（ａ）に示すように、光導波路１１０の端面１１０ａに凸部を形成するためのマスク１４０を設置する。マスク１４０は金属等の材料により形成されており、厚さＴｈが５０μｍ、幅Ｗｉが１００μｍの開口部１４０ａを有している。ダミーコア１１４の上に開口部１４０ａが位置するようにマスク１４０を端面１１０ａに設置する。尚、マスク１４０は、端面１１０ａに張り付けられる樹脂材料等により形成してもよい。
【００３３】
次に、図１６（ｂ）に示すように、開口部１４０ａ内に液状の紫外線硬化樹脂１４１を入れる。これにより、端面１１０ａに紫外線硬化樹脂１４１が接した状態となる。
【００３４】
次に、図１７（ａ）に示すように、ダミーコア１１４の他方の端面より紫外線を入射する。ダミーコア１１４に入射した紫外線は、破線矢印に示されるようにダミーコア１１４内を伝搬し、端面１１０ａより出射する。開口部１４０ａ内で端面１１０ａに接触している紫外線硬化樹脂は紫外線が照射された部分が硬化し、端面１１０ａに凸部１１５が形成される。ダミーコア１１４内を伝搬する紫外線はクラッド１１２には漏れることなく端面１１０ａより出射するため、凸部１１５はダミーコア１１４の形状に対応した形状で形成される。この際用いられる紫外線の波長は、例えば３６５ｎｍであり、光源には水銀ランプ等が用いられる。
【００３５】
次に、マスク１４０及び硬化していない紫外線硬化樹脂１４１を除去する。これにより、端面１１０ａには、図１７（ｂ）に示すようにダミーコア１１４の中心と中心が一致する凸部１１５が形成される。
【００３６】
光導波路１１０の製造時には、ダミーコア１１４はコア１１１と同時に露光等により形成される。そのため、コア１１１とダミーコア１１４との位置関係は正確に定まる。このようなダミーコア１１４の先端に凸部１１５を形成するため、凸部１１５とコア１１１との位置精度も高くできる。このため、凸部１１５を、レンズ付きフェルール１２０への光導波路１１０取り付け時の位置決めに用いることができる。
【００３７】
（光導波路の製造方法２）
光導波路１１０は、図１８及び図１９に示す方法により製造することも可能である。
【００３８】
最初に、図１８（ａ）に示すように、液溜部材１４２の凹部に液状の紫外線硬化樹脂１４１を入れる。液溜部材１４２の凹部の深さは約４０μｍである。
【００３９】
次に、図１８（ｂ）に示すように、液溜部材１４２の凹部に入れられている紫外線硬化樹脂１４１に光導波路１１０の端面１１０ａを上から接触させる。
【００４０】
次に、図１９（ａ）に示すように、ダミーコア１１４の他方の端面より紫外線を入射させる。ダミーコア１１４に入射した紫外線は、破線矢印に示されるようにダミーコア１１４内を伝搬し端面１１０ａより出射する。ダミーコア１１４より出射した紫外線により紫外線硬化樹脂１４１が硬化し、ダミーコア１１４の形状に対応した形状の凸部１１５が端面１１０ａに形成される。この方法では、液溜部材１４２で紫外線が反射されると凸部１１５が所望の形状に形成されない可能性がある。このため、液溜部材１４２は紫外線を透過し紫外線硬化樹脂１４１と屈折率の近い材料、または紫外線を吸収する材料により形成されている。
【００４１】
次に、光導波路１１０を上に持ち上げ、硬化していない紫外線硬化樹脂１４１を除去する。これにより、図１９（ｂ）に示すように、光導波路１１０の端面１１０ａには、ダミーコア１１４の中心と中心が一致する凸部１１５が形成される。
【００４２】
次に、本実施の形態におけるレンズ付きフェルール１２０の製造方法について説明する。本実施の形態では、レンズ付きフェルール１２０は金型に充填した熱硬化樹脂を硬化させることにより形成される。尚、樹脂は他の種類のものでもよい。図２０はレンズ付きフェルール１２０を形成するための金型１５０を示す。金型１５０には、スリット１２２に凹部１２３を形成するための凸部１５１が形成されている。
【００４３】
金型１５０には、レンズ付きフェルール１２０にレンズ１２１を形成するための不図示の金型と位置合わせされた状態で熱硬化樹脂が供給され、レンズ付きフェルール１２０が形成される。凹部１２３とレンズ１２１が隣接しているため、樹脂の硬化収縮による凹部１２３とレンズ１２１の位置ズレを小さくすることができ、レンズ１２１と凹部１２３との位置関係が正確となるようにレンズ付きフェルール１２０を高い精度で作製することができる。
【００４４】
以上のようにして、コア１１１と凸部１１５との位置精度が高い光導波路１１０と、レンズ１２１と凹部１２３との位置精度が高いレンズ付きフェルール１２０とが作成される。この結果、凸部１１５と凹部１２３を基準として、コア１１１とレンズ１２１との位置も高精度で合わせることが可能となるので、凹部１２３に凸部１１５を入れることにより、コア１１１の中心とレンズ１２１の中心とが高い精度で一致した光モジュールを作製することができる。
【００４５】
また、本実施形態によらない場合、コア１１１とレンズ１２１との位置精度を高くするには、（１）スリットの寸法精度（幅及び高さ）、（２）スリットに対するレンズ形成位置の精度、（３）光導波路の寸法精度（幅及び高さ）、（４）光導波路に対するコア形成位置の精度、といった多くの要素の考慮が必要である。これに対し、本実施形態では精度を考慮すべき要素を低減させることができる。前述の通り（１）および（３）は考慮不要であり、コア１１１とダミーコア１１４の位置精度はもともと高いため凸部１１５をコア１１１に対して高い位置精度で配置することは比較的容易であるので、レンズ付きフェルール１２０形成時のレンズ１２１と凹部１２３との位置精度を制御できればコア１１１とレンズ１２１との高い位置精度を実現できる。
【００４６】
（変形例）
本実施の形態は、図２１に示すように、光導波路１１０の幅方向の両側に凸部１１５を設け、中央部分には凸部を設けないものであってもよい。図２１では、８本のコア１１１の両側のダミーコア１１４に対応する部分にのみ凸部１１５が設けられている。尚、光導波路１１０には凸部１１５が２以上設けられている。
【００４７】
また、図２２に示されるように、光導波路１１０に形成される凸部１１５ａが半球状のものであってもよい。
【００４８】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における光導波路２１０は、図２３に示されるように、凸部２１５の幅Ｗｊが広く形成されている。凸部２１５の幅Ｗｊは、例えば約１００μｍである。光導波路２１０は、ダミーコア２１４の幅を広く、例えば約１００μｍとすることにより作製可能である。光導波路２１０に対応するフェルール２２０の当接面２２２ａには、凸部２１５に対応した幅の広い凹部２２３が設けられている。両端に近い側の凸部２１５は、それよりも内側の凸部１１５に比べて外からの力を受けやすいため、凸部１１５に比べて凸部２１５の幅を広くすることにより強度を高めている。
【００４９】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５０】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態における光導波路３１０は、図２４に示されるように、凸部１１５が光導波路３１０の幅方向において非対称となるように配置されている。図２４では、コア１１１の外側の一方に２つの凸部１１５が、コア１１１の外側の他方に１つの凸部１１５が、光導波路３１０の幅方向に非対称に形成されている。レンズ付きフェルール３２０の当接面３２２ａには、凸部１１５に対応するように、一方に２つの凹部１２３が、他方に１つの凹部１２３が形成されている。
【００５１】
本実施の形態においては、光導波路３１０に凸部１１５を非対称に形成することにより、光導波路３１０の取り付け方向の間違えを防ぐことができる。光導波路３１０は、コア１１１の一方側に２本のダミーコア１１４を形成し、他方側に１本のダミーコア１１４を形成することにより作製可能である。
【００５２】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。凸部は、ダミーコアではなく伝搬コアの先端に形成することも可能である。本実施の形態における光導波路４１０は、図２５に示されるように、伝搬コア１１１の先端に凸部４１５が形成されている。尚、レンズ付きフェルール４２０の当接面４２２ａには、凸部４１５に対応した凹部４２３が形成されている。
【００５４】
本実施の形態においては、光導波路４１０は凸部４１５が凹部４２３に入れられた状態で接合される。本実施の形態では伝搬コア１１１の先端に形成された凸部４１５に光が伝搬するため、伝搬コア１１１との間の反射などを防ぐために、凸部４１５は透明でコア１１１と屈折率の近い材料により形成されている。尚、凸部をダミーコア先端に形成する場合には、凸部における光の散乱や反射による光伝搬損失の可能性を考慮する必要はなくなる。
【００５５】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【００５６】
上記実施の形態では全てのダミーコア、あるいは全ての伝搬コアの先端に凸部を形成しているが、一部のダミーコア、一部の伝搬コアの先端のみに凸部を形成してもよい。また、凸部はダミーコアと伝搬コアとの双方に形成してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１１０      光導波路
１１０ａ    端面
１１１      コア
１１２      クラッド
１１４      ダミーコア
１１５      凸部
１２０      レンズ付きフェルール
１２１      レンズ
１２２      スリット
１２２ａ    当接面
１２３      凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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