(57)【要約】【課題】屈折率整合と耐熱性を両立する光学素子を実装した光導波路デバイス及び光学素子の光導波路デバイスへの実装方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る光導波路デバイスは、光導波路２と光導波路３と光導波路２の端面及び光導波路２の端面と対向する光導波路３の端面が形成された溝４とを含む基板１を備える。また、溝４に挿入され、光導波路２の端面から出力された光を透過して光導波路３の端面に入力する光学素子５と、光導波路２の端面と光学素子５との間及び光導波路３の端面と光学素子５との間に塗布された接着剤６−１、２とを備える。さらに、光学素子５を基板１に固定する接着剤７−１、２を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光導波路と第２の光導波路と前記第１の光導波路の端面及び前記第１の光導波路の端面と対向する第２の光導波路の端面が形成された溝とを含む基板と、
前記溝に挿入され、前記第１の光導波路の端面から出力された光を透過して前記第２の光導波路の端面に入力する光学素子と、
前記第１の光導波路の端面と前記光学素子との間及び前記第２の光導波路の端面と前記光学素子との間に塗布された第１の接着剤と、
前記光学素子を前記基板に固定する第２の接着剤と、
を備える光導波路デバイス。
【請求項２】
前記第１の接着剤は紫外線硬化接着剤であり、
前記第２の接着剤は熱硬化接着剤であることを特徴とした、
請求項１に記載の光導波路デバイス。
【請求項３】
前記熱硬化接着剤は、前記紫外線硬化接着剤と接触しないように塗布されることを特徴とした、
請求項２に記載の光導波路デバイス。
【請求項４】
前記基板は、前記紫外線硬化接着剤の塗布される領域と前記熱硬化接着剤の塗布される領域の間にスリット構造を有することを特徴とした、
請求項３に記載の光導波路デバイス。
【請求項５】
前記光学素子は、前記紫外線硬化接着剤の塗布される領域と前記熱硬化接着剤の塗布される領域の間にスリット構造を有することを特徴とした、
請求項３又は４に記載の光導波路デバイス。
【請求項６】
第１の光導波路と第２の光導波路と前記第１の光導波路の端面及び前記第１の光導波路の端面と対向する第２の光導波路の端面が形成された溝とを含む基板において、
前記第１の光導波路の端面から出力された光を透過して前記第２の光導波路の端面に入力する光学素子を前記溝に挿入し、
前記第１の光導波路の端面と前記光学素子との間及び前記第２の光導波路の端面と前記光学素子との間に第１の接着剤を塗布し、
前記光学素子を前記基板に第２の接着剤で固定することを特徴とした、
光導波路デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記第１の接着剤は紫外線硬化接着剤であり、
前記第２の接着剤は熱硬化接着剤であり、
前記熱硬化接着剤を塗布前に、前記紫外線硬化接着剤を紫外線照射により硬化することを特徴とした、
請求項７に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記熱硬化接着剤は、前記紫外線硬化接着剤と接触しないように塗布されることを特徴とした、
請求項７に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の光導波路デバイスへの実装方法及び光学素子を実装した光導波路デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な光モジュールにおいては、光フィルタや偏光分離素子を微小なレンズ等の光学系に挿入するマイクロオプティクス技術が用いられてきた。
【０００３】
近年、光モジュールの高機能化および低コスト化のため、光導波路デバイスにフィルタリングや偏光分離等の機能が求められている。光導波路デバイスにフィルタリング機能や偏光分離機能を持たせる安価な方法の一つとして、例えば、当該機能を持った光学素子を光導波路デバイスに実装する方法がある。
【０００４】
図５は一般的な光学素子を実装した光導波路デバイスの構成及び実装手順を示す図である。まず、導波路２０、３０を形成した基板１０に溝４０を形成し（図５（ａ））、次に、溝４０に光学素子５０を挿入する（図５（ｂ））。その後、接着剤６０−１、２を塗布して硬化する（図５（ｃ））。
【０００５】
光学素子の光導波路デバイスへの実装において、接着剤は熱硬化接着剤又は紫外線硬化接着剤が使用されることが一般的である。熱硬化接着剤は耐熱性が良く、200℃を超えるような高温の工程が実装後にあっても、接着剤が変性せず接着強度が低下しない。従って、耐熱性を求める場合は、熱硬化接着剤を使用することが一般的である。
【０００６】
しかし、耐熱性を有する一方で、熱硬化接着剤の屈折率は一般的に光ファイバや光導波路の屈折率と大きな差がある。屈折率の差は光の反射を生じさせ、特性劣化等の悪影響を生じさせる。従って、屈折率整合を求める場合には熱硬化接着剤を用いることが出来ない。
【０００７】
一方、紫外線硬化接着剤は、添加物によって接着剤の屈折率を光信号が伝送される光ファイバや光導波路の屈折率に近づけることが可能である。従って、屈折率整合の観点から反射を低減させることができるため、紫外線硬化接着剤は導波路と相性が良い。
【０００８】
特許文献１に、紫外線硬化接着剤を用いて光路を形成する部材の端面に薄膜フィルタを接合する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１７４３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、紫外線硬化接着剤が良好な屈折率を持つ一方で、紫外線硬化接着剤は耐熱性に大きな欠点を持つ。特許文献１に記載の方法のように紫外線硬化接着剤によって光学薄膜フィルタが接着された場合、後の製造工程において、例えば、半田実装等で200℃以上の熱がかかると、熱によって接着剤が変性して接着剤の接着強度が大幅に低下する。その結果、光学素子がずれたり、基板から外れたりすることがある。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を鑑み、屈折率整合と耐熱性を両立する光学素子を実装した光導波路デバイス及び光学素子の光導波路デバイスへの実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、第１の光導波路と第２の光導波路と前記第１の光導波路の端面及び前記第１の光導波路の端面と対向する第２の光導波路の端面が形成された溝とを含む基板と、
前記溝に挿入され、前記第１の光導波路の端面から出力された光を透過して前記第２の光導波路の端面に入力する光学素子と、
前記第１の光導波路の端面と前記光学素子との間及び前記第２の光導波路の端面と前記光学素子との間に塗布された第１の接着剤と、
前記光学素子を前記基板に固定する第２の接着剤と、
を備える光導波路デバイスが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、屈折率整合と耐熱性を両立する光学素子を実装した光導波路デバイス及び光学素子の光導波路デバイスへの実装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態に係る光導波路デバイスの（ａ）斜視図、（ｂ）上面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光導波路デバイスの構成及び光学素子の実装手順を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る光導波路デバイスの構成を示す上面図である。
【図４】第４の実施形態に係る光導波路デバイスの構成を示す上面図である。
【図５】一般的な光学素子を実装した光導波路デバイスの構成及び実装手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る光導波路デバイスの（ａ）斜視図、（ｂ）上面図である。第１の実施形態に係る光導波路デバイスは、光導波路２と光導波路３と光導波路２の端面及び光導波路２の端面と対向する光導波路３の端面が形成された溝４とを含む基板１を備える。また、溝４に挿入され、光導波路２の端面から出力された光を透過して光導波路３の端面に入力する光学素子５と、光導波路２の端面と光学素子５との間及び光導波路３の端面と光学素子５との間に塗布された接着剤６−１、２とを備える。さらに、光学素子５を基板１に固定する接着剤７−１、２を備える。
【００１６】
次に、本実施形態に係る光導波路デバイスの実装手順について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る光導波路デバイスの構成及び光学素子の実装手順を示す図である。まず、光導波路２、３を形成した基板１に溝４を形成し（図２（ａ））、次に、溝４に光学素子５を挿入する（図２（ｂ））。その後、接着剤６−１、２を塗布して硬化し（図２（ｃ））、接着剤７−１、７−２で光学素子５を固定する（図２（ｄ））。
【００１７】
本実施形態によれば、接着剤６−１、２と接着剤７−１、２を別の物性を持つ接着剤とすることができるため、屈折率整合と耐熱性を両立する光学素子を実装した光導波路デバイス及び光学素子の光導波路デバイスへの実装方法を提供することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る光導波路デバイスは、第１の実施形態に係る図１の構成と同等であるが、接着剤６−１、２を紫外線硬化接着剤とし、接着剤７−１、２を熱硬化接着剤としている点で異なる。ここで、基板１は、ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に用いられる石英系の基板等である。また、光学素子５は、波長分離機能や偏光分離機能等を有する機能性素子であり、例えば、偏光分離フィルタ、波長板、サーバール板、光アイソレータ、エタロン等である。
【００１９】
本実施形態に係る光導波路デバイスの実装手順は、第１の実施形態に係る光デバイスと同様であるが、紫外線硬化接着剤の硬化は紫外線照射により行い（図２（ｃ））、熱硬化接着剤による固定は熱硬化接着剤を熱することにより行う（図２（ｄ））。溝４は、基板１に対するダイシング又はドライエッチング等にて形成することができる。
【００２０】
本実施形態によれば、紫外線硬化接着剤により光導波路２、３との屈折率整合を補償し、熱硬化接着剤により耐熱性を補償するため、屈折率整合と耐熱性を両立する光学素子を実装した光導波路デバイスを提供することができる。
【００２１】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係る光導波路デバイスの構成を示す上面図である。本実施形態においては、基板１の接着剤６−１、２と接着剤７−１、２を塗布する部分の間にスリット８を設けている。ここで、スリット８はダイシングまたはドライエッチングにて形成することが出来る。
【００２２】
接着剤６−１、２と接着剤７−１、２は異なる物性を有するため、これら２種類の接着剤が直接触れると相互拡散により両者が変質し、屈折率変化や接着強度の劣化を引き起こす可能性がある。本実施形態においては、スリット８が２種類の接着剤それぞれの逃げ道となり、回り込みによる接触を防ぐことが出来る。
【００２３】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、回り込みによる接触を防ぐことができるため、接着剤の変質を防ぐことが出来る。
【００２４】
（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係る光導波路デバイスの構成を示す上面図である。本実施形態においては、光学素子５の接着剤６−１、２と接着剤７−１、２を塗布する部分の間にスリット９を設けている。
【００２５】
本実施形態によっても、第３の実施形態と同様に、第１の実施形態の効果に加え、回り込みによる接触を防ぐことができるため、接着剤の変質を防ぐことが出来る。
【００２６】
本発明の各実施形態において、屈折率が整合するのであれば、紫外線硬化接着剤でなくても良く、耐熱性が確保出来るのであれば、熱硬化接着剤でなくても良い。例えば、耐熱性を確保するための接着剤の変わりに、耐寒性を確保するための接着剤、耐湿性を確保するための接着剤であっても良い。また、基板上に実装する光学素子の数は複数であっても良い。光学素子に接続する導波路が複数ある場合において、接続する導波路ごとに屈折率が異なる接着剤を使用しても良い。
【００２７】
以上に記載の実施形態は、本発明の例示であって、本発明においては実施形態に示す以外の様々な構成をとり得る。
【００２８】
（実施形態の他の表現）
以上に記載の実施形態の一部又は全部は、以下の付記の様にも記載され得るが、以下には限られない。
【００２９】
（付記）
（付記１）
第１の光導波路と第２の光導波路と前記第１の光導波路の端面及び前記第１の光導波路の端面と対向する第２の光導波路の端面が形成された溝とを含む基板と、
前記溝に挿入され、前記第１の光導波路の端面から出力された光を透過して前記第２の光導波路の端面に入力する光学素子と、
前記第１の光導波路の端面と前記光学素子との間及び前記第２の光導波路の端面と前記光学素子との間に塗布された第１の接着剤と、
前記光学素子を前記基板に固定する第２の接着剤と、
を備える光導波路デバイス。
（付記２）
前記第１の接着剤は紫外線硬化接着剤であり、
前記第２の接着剤は熱硬化接着剤であることを特徴とした、
付記１に記載の光導波路デバイス。
（付記３）
前記熱硬化接着剤は、前記紫外線硬化接着剤と接触しないように塗布されることを特徴とした、
付記２に記載の光導波路デバイス。
（付記４）
前記基板は、前記紫外線硬化接着剤の塗布される領域と前記熱硬化接着剤の塗布される領域の間にスリット構造を有することを特徴とした、
付記３に記載の光導波路デバイス。
（付記５）
前記光学素子は、前記紫外線硬化接着剤の塗布される領域と前記熱硬化接着剤の塗布される領域の間にスリット構造を有することを特徴とした、
付記３又は４に記載の光導波路デバイス。
（付記６）
第１の光導波路と第２の光導波路と前記第１の光導波路の端面及び前記第１の光導波路の端面と対向する第２の光導波路の端面が形成された溝とを含む基板において、
前記第１の光導波路の端面から出力された光を透過して前記第２の光導波路の端面に入力する光学素子を前記溝に挿入し、
前記第１の光導波路の端面と前記光学素子との間及び前記第２の光導波路の端面と前記光学素子との間に第１の接着剤を塗布し、
前記光学素子を前記基板に第２の接着剤で固定することを特徴とした、
光導波路デバイスの製造方法。
（付記７）
前記第１の接着剤は紫外線硬化接着剤であり、
前記第２の接着剤は熱硬化接着剤であり、
前記熱硬化接着剤を塗布前に、前記紫外線硬化接着剤を紫外線照射により硬化することを特徴とした、
付記７に記載の光導波路デバイスの製造方法。
（付記８）
前記熱硬化接着剤は、前記紫外線硬化接着剤と接触しないように塗布されることを特徴とした、
付記７に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００３０】
１                    基板
２、３                光導波路
４                    溝
５                    光学素子
６−１、２            接着剤
７−１、２            接着剤
８                    スリット
９                    スリット
１０                  基板
２０、３０            光導波路
４０                  溝
５０                  光学素子
６０−１、２          接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014016504.tif 000005
【図４】
2014016504.tif 000006
【図５】
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