(57)【要約】  本発明の目的は、マルチチップ集積デバイスを実装した光モジュールであっても、光ファイバとの接続を考慮して小型化を図った光モジュールを提供することである。  光モジュール１１０は、光機能部材１１２の両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）１１３ａ、ｂが接続され一体化されたマルチチップ集積デバイスが、パッケージ１１１に収容されてなる。  前記ＰＬＣの各々には、折返し導波路１３１ａ、ｂが形成され、それを介して、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバ１１４ａ、ｂとが接続される。  また、前記ＰＬＣの各々には、前記光ファイバを接続するための接続部品１２０ａ、ｂと前記光機能部材とが同一の面で接続され、前記光ファイバが、前記パッケージの対向する面からそれぞれ取り出される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣの各々には、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、
前記ＰＬＣの各々に接続され、前記光機能部材と前記光ファイバとを同一の面で接続するための接続部品を備え、
前記光ファイバが前記パッケージの対向する面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光ファイバは、前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光ファイバは、前記パッケージの長手方向に対向する第１の面と接する第２の面であって、前記第１の面の近傍の第２の面から取り出されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光ファイバは、前記パッケージの長手方向に対向する第１の面と接する第２の面であって、前記第２の面の中央付近から取り出されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光機能部材は、石英ガラス系材料、誘電体材料、半導体材料または有機材料のうちのいずれかであ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６】
前記ＰＬＣは石英ガラス系材料からなり、前記光機能部材はＬｉＮｂＯ３であり、前記マルチチップ集積デバイスは光変調器であ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７】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣのうち第１のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、
前記第１のＰＬＣに接続され、前記光機能部材と前記光ファイバとを同一の面で接続するための接続部品を備え、
前記光ファイバが前記パッケージの同一の面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
前記ＰＬＣのうち第２のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された２本の光導波路を接続する折返し導波路が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記光機能部材は、石英ガラス系材料、誘電体材料、半導体材料または有機材料のうちのいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記ＰＬＣは石英ガラス系材料からなり、前記光機能部材はＬｉＮｂＯ３であり、前記マルチチップ集積デバイスは光変調器であることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項１１】
平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第１の光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、
前記ＰＬＣに接続され、前記光機能部材と前記第１の光ファイバとを同一の面で接続するための第１の接続部品を備え、
前記光機能部材の前記ＰＬＣと接続する反対側の面において、前記光機能部材に形成された光導波路と第２の光ファイバとを接続するための第２の接続部品を備え、
前記第１および第２の光ファイバが前記パッケージの同一の面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
前記光機能部材は、石英ガラス系材料、誘電体材料、半導体材料または有機材料のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の光モジュール。
【請求項１３】
前記ＰＬＣは石英ガラス系材料からなり、前記光機能部材はＬｉＮｂＯ３であり、前記マルチチップ集積デバイスは光変調器であることを特徴とする請求項１１に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関し、より詳細には、光ファイバとの接続を考慮して小型化を図った光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信トラフィックの増大に伴い、幹線系の光伝送ネットワークにおいては、光ファイバ１本当たりに、より多くのデータを伝送する大容量伝送が求められている。これを実現する手段として、周波数利用効率の向上と長距離伝送とを実現するための多値変調技術およびデジタルコヒーレント受信技術が注目されている。多値変調方式においては、光の位相を考慮した高機能な光変調器の実現が必須となる。【０００３】
光変調器とは、電気信号を光の強弱信号などに変換する、光通信の基幹デバイスであり、一般に高速・低損失・低消費電力・小型・高信頼性が求められている。光変調器を実現する方式は、直接変調方式と外部変調方式とに分類される。高速・基幹ネットワークにおいては、高速性と長距離伝送性といった点から、外部変調方式が主流である。外部変調方式を適用した光変調器として、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム、以下、ＬＮという）などの誘電体材料、電気光学効果（以下、ＥＯという）を利用した半導体材料または有機材料、電界吸収効果を用いた半導体材料などが用いられている。【０００４】
多値変調方式の光変調器においては、光の偏波などを積極的に利用する必要があるため、それらを分波・合波する受動的な光回路を備える必要がある。しかしながら、ＬＮ、半導体材料の光学的特性は、ガラス材料と比較して、低損失性、光ファイバとの接続性の観点から劣るため、機能向上に課題があった。【０００５】
受動的な光回路を、低損失で実現するデバイスとして、石英ガラスをＳｉ基板などの上に堆積させた平面光波回路（Planer Lightwave circuit、以下、ＰＬＣという）が知られている。石英ガラス系材料からなる石英ＰＬＣの優れた光学的特性を利用し、石英ＰＬＣと、ＬＮ等の誘電体材料または半導体材料、有機材料などからなる光機能部材とを組み合わせる技術が注目されている。【０００６】
このような光変調器においては、石英ＰＬＣのチップと光機能部材のチップとの間の光入出力部が、適切に接続されて一体化されている。２つ以上のチップを集積したものを、１つのデバイス（以下、マルチチップ集積デバイス）として扱い、外部との光入出力を行う光ファイバとマルチチップ集積デバイスとを接続する。マルチチップ集積デバイスを用いた光変調器の代表的な例としては、石英ＰＬＣとＬＮ導波路とを組み合わせた変調器（以下、石英−ＬＮ変調器という）が知られている。【０００７】
一般的に、光変調器などの光デバイスを通信装置内のボードに搭載する際、信頼性、ガスバリア性などの観点から、金属、セラミックなどからなるパッケージ、ケースなどに収容している。光ファイバと光デバイスとは、ガラスなどからなるファイバ接続部品により接着固定される方法が一般的である。光ファイバは、パッケージまたはケースのパイプ部を貫通して、光デバイスと接続される。光ファイバに金属皮膜を付したメタルコートファイバを用いて、パイプ部をハンダ封止したり、光ファイバを接着剤などにより固定するなどして、封止することが多い。【０００８】
このような形態において、光ファイバは、パッケージ内に実装された光デバイスの接続部品とパイプ部との２点で固定されている。このとき、パッケージに使用される金属材料と、光デバイスに使用されるガラス材料、半導体材料等とは、熱膨張係数が異なるため、温度変化に応じた熱応力に起因して、光ファイバに引張応力または圧縮応力が加わり、光ファイバの位置が変動する。これに伴って、光ファイバ自体または光ファイバを固定する部材の機械的信頼性および光学特性が低下するという問題があった。【０００９】
上述した問題に対処するために、これまでにいくつかの研究がなされており、例えば、光デバイスの接続部とパイプ部との間で、光ファイバを一定の長さ座屈させ、位置変動を吸収する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。石英−ＬＮ変調器などのマルチチップ集積デバイスの場合も同様に、光ファイバは、パッケージ内の２点で固定される構成となり、２つ以上のチップの間にも熱膨張係数の差があることから、熱応力の問題がさらに大きくなる。【００１０】
図１に、従来の石英−ＬＮ変調器の構成を示す。石英−ＬＮ変調器１０は、両端部に石英ＰＬＣ１３ａ，１３ｂを接続したＬＮ変調器１２を、パッケージ１１に収容している。光ファイバ１４ａ，１４ｂは、接続用端面２１ａ，２１ｂにおいて、ファイバ接続部品２０ａ，２０ｂにより、石英ＰＬＣ１３ａ，１３ｂに接続され、パッケージ１１のパイプ部２２ａ，２２ｂに固定されている。【００１１】
例えば、これら部品の熱膨張係数（単位：×１０−６／Ｋ）は、下表の通りである。【００１２】
【表１】
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【００１３】
特に、パッケージ材料としてステンレスを用いると、ステンレスと石英ＰＬＣとの間の熱膨張係数の差は、ガラスからなるファイバ接続部品と石英ＰＬＣとの差よりも大きく、光ファイバと石英ＰＬＣ上の光導波路との接続部、および石英ＰＬＣ上の光導波路とＬＮ変調器の光導波路との接続部に応力が集中し、機械的信頼性を低下させる。ＬＮ変調器と、ステンレスからなるパッケージとを比較しても、完全に一致した熱膨張係数とはならないため、熱応力の問題が残る。【００１４】
これらを鑑みて、石英−ＬＮ変調器１０においては、光ファイバ１４ａ，１４ｂを固定する２点間において、光ファイバを座屈させ、上述した熱応力に起因する引張応力または圧縮応力を吸収させる。そのため、パッケージ内には、一定量を座屈させるためのファイバ余長２３ａ，２３ｂが必要となる。例えば、長手方向が１００〜２００ｍｍ程度のパッケージ１１を使用する場合、ファイバ余長２３ａ，２３ｂは、それぞれ８〜１５ｍｍ程度の長さを必要とする。【００１５】
従って、光ファイバをパッケージ内で座屈させる構造をとると、ファイバ接続部品とパイプ部との間に一定長の空間を確保する必要があり、パッケージサイズの小型化を阻害する要因となる。光ファイバの座屈量を増大すれば、この距離は短くなるが、ファイバ曲げ損失の増大を招いたり、信頼性の低下を招くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平２―７３２０７号公報
【特許文献２】特許第３２７３４９０号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】N. Mekada. et al, “Practical method of waveguide-to-fiber connection: direct preparation of waveguide endface by cutting machine and reinforcement using ruby beads,”APPLIED OPTICS, pp.5096-5102, Vol. 29, No. 34,1 December 1990
【発明の概要】
【００１８】
本発明の目的は、マルチチップ集積デバイスを実装した光モジュールであっても、光ファイバとの接続を考慮して小型化を図った光モジュールを提供することにある。
【００１９】
このような目的を達成するために、第１の態様は、両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣの各々には、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記ＰＬＣの各々に接続され、前記光機能部材と前記光ファイバとを同一の面で接続するための接続部品を備え、前記光ファイバが前記パッケージの対向する面から取り出されることを特徴とする。
【００２０】
第２の態様は、両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣのうち第１のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記第１のＰＬＣに接続され、前記光機能部材と前記光ファイバとを同一の面で接続するための接続部品を備え、前記光ファイバが前記パッケージの同一の面から取り出されることを特徴とする。
【００２１】
第３の態様は、第２の態様において、前記ＰＬＣのうち第２のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された２本の光導波路を接続する折返し導波路が形成されている。
【００２２】
第６の態様は、平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第１の光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記ＰＬＣに接続され、前記光機能部材と前記第１の光ファイバとを同一の面で接続するための第１の接続部品を備え、前記光機能部材の前記ＰＬＣと接続する反対側の面において、前記光機能部材に形成された光導波路と第２の光ファイバとを接続するための第２の接続部品を備え、前記第１および第２の光ファイバが前記パッケージの同一の面から取り出されることを特徴とする。
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、従来、石英ＰＬＣとパイプ部との間に設けていたファイバ余長が不要となり、パッケージの長手方向の短尺化を図ることができる。また、石英ＰＬＣと光ファイバとの接続において作業性を向上することができ、加えて、熱変動による機械的信頼性の確保を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の石英−ＬＮ変調器の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第４の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。
【図５Ｂ】第４の実施形態にかかる光モジュールの変形例を示す図である。
【図６Ａ】本発明の第５の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。
【図６Ｂ】第５の実施形態にかかる光モジュールの変形例を示す図である。
【図７Ａ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第１例を示す図である。
【図７Ｂ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第１例を示す図である。
【図７Ｃ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第１例を示す図である。
【図８Ａ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第２例を示す図である。
【図８Ｂ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第２例を示す図である。
【図８Ｃ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第２例を示す図である。
【図９Ａ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第３例を示す図である。
【図９Ｂ】第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第３例を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態においては、石英−ＬＮ変調器を実装する光モジュールを例に説明するが、両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスであれば、これに限られない。また、ＰＬＣには、上述した受動的な光回路として、変調方式に応じた合分波器、偏波合分波器などを、光入出力部の導波路間に集積されている。第１の実施形態に一例を示すが、他の実施形態では、説明の簡略化のため図面では省略している。さらに、ＬＮ変調器には、光信号を導波する光導波路の他に、変調動作を行うための電極などが取り付けられているが、これらも同様に図面では省略している。
【００２６】
（第１の実施形態）
図２に、本発明の第１の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す。石英−ＬＮ変調器１１０は、両端部に石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂを接続したＬＮ変調器１１２が一体化されたマルチチップ集積デバイスであり、パッケージ１１１に収容されている。石英ＰＬＣ１１３ａには、ＬＮ変調器１１２に形成された複数の光導波路に接続された合分波器１３２ａ、波長板１３３、および偏波合成器１３４が形成されている。ＬＮ変調器１１２の出力は、これら光回路を透過して、折返し導波路１３１ａにより、光ファイバ１１４ａに接続される。石英ＰＬＣ１１３ｂには、合分波器１３２ｂ、折返し導波路１３１ｂが形成されており、光ファイバ１１４ｂからの入力は、これら光回路を透過して、ＬＮ変調器１１２に接続される。これにより、石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂに接続されたファイバ接続部品１２０ａ，１２０ｂは、ＬＮ変調器１１２と光ファイバ１１４ａ，１１４ｂとを同一の接続用端面１２１ａ，１２１ｂにおいて接続している。
【００２７】
光ファイバ１１４ａは、石英ＰＬＣ１１３ａとの接続部品であるファイバ接続部品１２０ａと、対向する遠い方のパイプ部１２２ｂとに固定され、光ファイバ１１４ｂは、ファイバ接続部品１２０ｂと、対向する遠い方のパイプ部１２２ａに固定される。その結果、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂは、パッケージ１１１の長手方向で対向するそれぞれの面から取り出される。
【００２８】
従来は、石英ＰＬＣにおいて、石英−ＬＮ変調器の接続面と、ファイバ接続部品の接続面とが対向する別々の面（ＰＬＣ両端に存在）であった。第１の実施形態では、ＬＮ変調器の接続面とファイバ接続部品の接続面とを、石英ＰＬＣにおいて同一面としたことにより、以下のような顕著な作用効果を奏する。
【００２９】
（１）石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂには、半径Ｒ＝２〜３ｍｍ程度の折返し導波路１３１ａ，１３１ｂを設けるため、石英ＰＬＣの幅はやや大きくなるが、従来、石英ＰＬＣとパイプ部との間に設けていたファイバ余長が不要となり、パッケージの長手方向の短尺化を図ることができる。例えば、一実施例では、１４０ｍｍ程度のパッケージを１２０ｍｍ程度に短縮できる。
【００３０】
（２）従来、出来る限りファイバ接続部品の大きさを小さくするために、光ファイバを小型のキャピラリと一体化した小型のファイバ接続部品などにより接続することが行われていた（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。第１の実施形態によれば、ファイバ接続部品１２０ａ，１２０ｂの長さは、パッケージの長さに影響を与えないため、小型部品で接続する必要がない。また、小型部品で接続するためには、信頼性を確保するための複雑な設計と実装作業が必要であったが、第１の実施形態によれば、その必要もなく、信頼性を維持することができる。
【００３１】
（３）パッケージ１１１の内部において、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを固定する２カ所の接続点の間の距離が必然的に長くなり、光ファイバの座屈量を減らしたり、座屈の曲げ半径を大きくすることができる。このように余長を十分に確保することができるので、熱変動による機械的信頼性の確保を容易にできる。
【００３２】
（４）石英ＰＬＣの端面は、ＬＮ変調器、光ファイバとの接続面で低反射、低損失を確保するために研磨処理する必要があった。第１の実施形態では、研磨処理を石英ＰＬＣの片面のみ行えばよいので、製造コストの低減も図ることができる。
【００３３】
第１の実施形態で示したように、光機能部材としてＬＮ変調器を用いると、パッケージが短尺化された上で、従来のパッケージサイズの場合と同等の変調機能を有するマルチチップ集積デバイスを実現できることが確認された。すなわち、変調機能はもちろんのこと、従来のパッケージサイズの場合と比べても遜色ない光損失、消光比などの光導波特性が実現できることが確認された。
【００３４】
本実施形態では、光機能部材としては、ＬＮ以外の誘電材料、例えば、ＬｉＴａＯ３（以下、「ＬＴ」という）からなるＬＴ変調器を用いても、同等の短尺化および変調機能を実現することができる。さらに、半導体材料であるＧａＮからなるＧａＮ変調器、ＩｎＰからなるＩｎＰ変調器を用いても、それらの高いＥＯ効率を活かしたまま、同等の作用効果を得ること、および、有機ＥＯ材料を用いても、その高速応答性の利点を低減させることなく、同等の作用効果を得ることができる。
【００３５】
光機能部材は、第１の実施形態で示した変調機能に限られず、例えば、有機材料、半導体材料からなるＥＯスイッチ導波路や、Ｓｉ等からなる熱光学スイッチ導波路を用いることもできる。これらの場合でも、光スイッチ機能を維持したまま、パッケージの長手方向の短尺化を図ることが可能である。
【００３６】
（第２の実施形態）
図３に、本発明の第２の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す。石英−ＬＮ変調器２１０は、両端部に石英ＰＬＣ２１３，２１５を接続したＬＮ変調器２１２が一体化されたマルチチップ集積デバイスであり、パッケージ２１１に収容されている。石英ＰＬＣ２１３には、ＬＮ変調器２１２に形成された光導波路と光ファイバ２１４ａとを接続する折返し導波路２３１が形成されている。これにより、石英ＰＬＣ２１３に接続されたファイバ接続部品２２０は、ＬＮ変調器２１２と光ファイバ２１４ａとを同一の接続用端面２２１で接続している。石英ＰＬＣ２１５は、従来の石英ＰＬＣと同じ構成である。
【００３７】
第２の実施形態では、ＬＮ変調器の接続面とファイバ接続部品の接続面とを同一面とした石英ＰＬＣを、２つの石英ＰＬＣのうち片方の石英ＰＬＣにのみ適用した。このような構成により、第１の実施形態で示した（１）−（４）の作用効果の一部を奏することができる。
【００３８】
また、第２の実施形態では、パッケージ２１１のパイプ部２２２が１カ所であり、パッケージ２１１の同一面から２本の光ファイバ２１４ａ，２１４ｂを取り出すことができる。従って、石英−ＬＮ変調器２１０を通信装置内のボードに搭載する際、他のデバイスとの接続において、実装上の制約を緩和することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４に、本発明の第３の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す。石英−ＬＮ変調器３１０は、両端部に石英ＰＬＣ３１３，３１５を接続したＬＮ変調器３１２が一体化されたマルチチップ集積デバイスであり、パッケージ３１１に収容されている。石英ＰＬＣ３１３には、ＬＮ変調器３１２に形成された光導波路と光ファイバ３１４ａ，３１４ｂとを接続する折返し導波路３３１，３３２が形成されている。石英ＰＬＣ３１５には、ＬＮ変調器３１２に形成された２本の光導波路を接続する折返し導波路３３３が形成されている。これにより、石英ＰＬＣ３１３に接続されたファイバ接続部品３２０においては、ＬＮ変調器３１２と光ファイバ３１４ａ，３１４ｂとを同一の面３２１で接続している。
【００４０】
このような構成により、第１の実施形態で示した（１）−（４）の作用効果を奏することができる。また、第２の実施形態と同様に、パッケージ３１１の同一面から２本の光ファイバ３１４ａ，３１４ｂを取り出すことができるので、通信装置内のボードに搭載する際に実装上の制約を緩和することができる。
【００４１】
さらに、石英ＰＬＣ３１５の折返し導波路３３３により、変調動作を行うためのＬＮ変調器３１２の光導波路の実効的作用長を２倍にすることができる。加えて、石英ＰＬＣと光ファイバとの接続を、１カ所のファイバ接続部品で接続できるので、さらに製造コストの低減も図ることができる。
【００４２】
（第４の実施形態）
図５Ａに、本発明の第４の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す。図５Ａの光モジュールと第１の実施形態の光モジュールとの相違点は、石英ＰＬＣ４１３ａ，４１３ｂに接続されるファイバ接続部品４２０ａ，４２０ｂにある。第１の実施形態においては、２本の光ファイバとの接続部分が、ＬＮ変調器を挟んで両側に１カ所ずつ設けられている構成であったが、第４の実施形態では、２本の光ファイバとの接続部分が、ＬＮ変調器４１２に対して同一の側に設けられている。
【００４３】
パイプ部４２２ａ，４２２ｂは、第１の実施形態と同様に、パッケージ４１１の対向する面に設けられている。しかし、第１の実施形態においては、２本の光ファイバの取り出し口が対称となる位置にないが、第４の実施形態では、対向する面の対称となる位置に設けられている。従って、パッケージの製作が容易であり、通信装置内のボードに搭載する際にも実装上有利になる場合がある。
【００４４】
図５Ｂの光モジュールは、２本の光ファイバの取り出し口を、パッケージ４５１の長手方向に対向する面（第１面）ではなく、第１面に接する側面（第２面）であって、第１面の近傍に設けている。
【００４５】
この構成によれば、パッケージ４５１の内部において、光ファイバ４５４ａ，４５４ｂを固定する２カ所の接続点の間において、光ファイバ４５４ａ，４５４ｂに比較的大きな半径の曲げを与えることができる。従って、光ファイバの座屈と同等の効果を与えることができる。
【００４６】
（第５の実施形態）
図６Ａおよび６Ｂに、本発明の第５の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す。第５の実施形態は、２本の光ファイバの取り出し口を、パッケージ５１１，５５１の長手方向に対向する面（第１面）ではなく、第１面に接する側面（第２面）であって、パッケージの中央付近に設けている。図６Ａは第２面のうちの同一の面に、図６Ｂは第２面の対向する面のそれぞれに光ファイバの取り出し口を設けている。
【００４７】
この構成によれば、第１〜４の実施形態と比較して、さらにパッケージ５１１，５５１のパイプ部にかかる部分の長さを短縮することができる。また、通信装置内のボードに搭載する際に、他のデバイスとの接続において、光ファィバの余長処理が容易になり、実装上の制約を緩和することができる。
【００４８】
（光モジュールの実装方法）
次に、本実施形態にかかる光モジュールの実装方法について説明する。
【００４９】
図７Ａ〜７Ｃに、第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第１例を示す。最初に、図７Ａに示すように、接続用端面１２１ａ、１２１ｂにおいて、ＬＮ変調器１１２に、石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂ固定して一体化する。一体化されたマルチチップ集積デバイスを、パッケージ１１１に収容して固定する（図７Ｂ）。
【００５０】
次に、図７Ｃに示すように、接続端面にファイバ接続部品が固定された光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを、パッケージ１１１のパイプ部１２２ａ，１２２ｂから挿入する。接続用端面１２１ａ、１２１ｂにおいて、光ファイバに固定されたファイバ接続部品１２０ａ，１２０ｂと、石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂの光導波路とを調心して、固定する。最後に、パイプ部１２２ａ，１２２ｂにおいて、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを固定する。
【００５１】
従来の光モジュールでは、パッケージのパイプ部と石英ＰＬＣとの間にファイバ余長が設けられているものの、その長さは１０ｍｍ前後であり、ファイバ接続部品と光導波路とを接続するための空間としては非常に狭く、作業性が悪かった。本実施例によれば、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを固定する２カ所の接続点の間の距離が長く、接続のための作業性が大幅に向上する。
【００５２】
図８Ａ〜８Ｃに、第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第２例を示す。最初に、図８Ａに示すように、接続用端面１２１ａ、１２１ｂにおいて、ＬＮ変調器１１２に、石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂ固定して一体化する。さらに、接続用端面１２１ａ、１２１ｂに、キャピラリ１２４ａ，１２４ｂを、予め石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂの光導波路と調心した上で固定しておく。
【００５３】
キャピラリ１２４は、図８Ｂに示すように、予め光ファイバの心線を挿入することができるように、ガイド孔が形成された接続部品である（例えば、特許文献２参照）。キャピラリ１２４が固定され、一体化されたマルチチップ集積デバイスを、パッケージ１１１に収容して固定する。
【００５４】
図８Ｃに示すように、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを、パッケージ１１１のパイプ部１２２ａ，１２２ｂから挿入し、キャピラリ１２４ａ，１２４ｂのガイド孔に挿入して、固定する。最後に、パイプ部１２２ａ，１２２ｂにおいて、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを固定する。
【００５５】
本実施例によれば、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを固定する際に、パッケージ１１１の内部において、調心作業が不要であり、接続のための作業時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
図９Ａおよび９Ｂに、第１の実施形態にかかる光モジュールの実装方法の第３例を示す。最初に、図９Ａに示すように、接続用端面１２１ａ、１２１ｂにおいて、ＬＮ変調器１１２に、石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂを固定して一体化する。さらに、接続用端面１２１ａ、１２１ｂに、ファイバ接続部品１２０ａ、１２０ｂが固定された光ファイバ１１４ａ，１１４ｂとを、予め石英ＰＬＣ１１３ａ，１１３ｂの光導波路と調心した上で固定しておく。光ファイバ１１４が固定され、一体化されたマルチチップ集積デバイスを、パッケージ１１１に収容して固定する。
【００５７】
図９Ｂに示すように、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを、パッケージ１１１の内側からパイプ部１２２ａ，１２２ｂに挿入し、パッケージ１１１の外側へ引き出す。石英−ＬＮ変調器１１０は、通信装置内のボードに搭載する場合には、光ファイバの長さが２０-５０ｃｍ程度である。本実施例によれば、光ファイバ１１４ａ，１１４ｂを固定する２カ所の接続点の間の距離が長いので、光ファィバをパイプ部を通す作業を容易に行うことができる。
【００５８】
（第６の実施形態）
図１０に、本発明の第６の実施形態にかかる光モジュールの構成を示す。石英−ＬＮ変調器６１０は、石英ＰＬＣ６１３とＬＮ変調器６１２とが接続されて一体化されたマルチチップ集積デバイスであり、パッケージ６１１に収容されている。石英ＰＬＣ６１３には、ＬＮ変調器６１２に形成された光導波路と光ファイバ６１４ａとを接続する折返し導波路６３１が形成されている。これにより、石英ＰＬＣ６１３に接続されたＬＮ変調器６１２と、ファイバ接続部品６２０ａで固定された光ファイバ６１４ａとを同一の接続用端面６２１で接続している。一方で、ＬＮ導波路６１２の石英ＰＬＣ６１３と接続している面と対向する端面には、ファイバ接続部品６２０ｂと一体化した光ファイバ６１４ｂが接続されている。２本の光ファイバ６１４ａ，６１４ｂはパイプ部６２２から取り出される。
【００５９】
従来の２チップ型のマルチチップ集積モジュールでは、ＰＬＣと変調器との接続端面とは反対の端面において光ファイバを接続し、パッケージの長手方向で対向するそれぞれの面から、２本の光ファイバを取り出す必要があった。第６の実施形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
【００６０】
（１）石英ＰＬＣ６１３には、半径Ｒ＝２〜３ｍｍ程度の折返し導波路６３１を設けるため、石英ＰＬＣの幅はやや大きくなるが、従来、石英ＰＬＣとパイプ部との間に設けていたファイバ余長が片端分不要となり、パッケージの長手方向の短尺化、すなわちパッケージの小型化を図ることができる。例えば、一実施例では、従来の２チップ型のマルチチップ集積モジュールを収容するパッケージの長さが１２０ｍｍであったものを、第６の実施形態によれば、長さ１００ｍｍとすることができる。
【００６１】
また、第１の実施形態で示した（２）、（４）と同じ効果を奏することができる。第１の実施形態で示した（３）の効果に関しても、光ファイバ６１４ａを固定する接続点間の距離が必然的に長くなり、光ファイバの座屈量を減らしたり、座屈の曲げ半径を大きくしたりすることができる。
【００６２】
さらに、第６の実施形態では、パッケージ６１１のパイプ部６２２が１カ所であり、パッケージ６１１の同一面から２本の光ファイバ６１４ａ，６１４ｂを取り出すことができる。従って、石英−ＬＮ変調器６１０を通信装置内のボードに搭載する際、他のデバイスとの接続において、実装上の制約を緩和することができる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年5月13日(2015.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
このような目的を達成するために、第１の態様は、両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣの各々には、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記光ファイバとを接続するための接続部品が接続され、前記光ファイバの各々は、前記ＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第２の態様は、両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣのうち第１のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第１の光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する第１の接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記第１の光ファイバとを接続するための第１の接続部品が接続され、前記ＰＬＣのうち第２のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第２の光ファイバとを接続するための導波路が形成され、前記光機能部材を接続する第２の接続面とは反対の面において、前記導波路と前記第２の光ファイバとを接続するための第２の接続部品が接続され、前記第１および第２の光ファイバは、前記第１のＰＬＣの前記光機能部材を接続する第１の接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第３の態様は、両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣのうち第１のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された２本の光導波路を接続する折返し導波路が形成され、前記ＰＬＣのうち第２のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された２本の光導波路のそれぞれと２本の光ファイバとを接続するための２本の折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記２本の折返し導波路と前記２本の光ファイバとを接続するための接続部品が接続され、前記２本の光ファイバは、前記第２のＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第６の態様は、平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、前記ＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第１の光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記第１の光ファイバとを接続するための第１の接続部品が接続され、前記光機能部材の前記ＰＬＣと接続する反対側の面において、前記光機能部材に形成された光導波路と第２の光ファイバとを接続するための第２の接続部品が接続され、前記第１および第２の光ファイバは、前記ＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣの各々には、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記光ファイバとを接続するための接続部品が接続され、
前記光ファイバの各々は、前記ＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣの各々には、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記光ファイバとを接続するための接続部品が接続され、
前記光ファイバの各々は、前記ＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する第１の面と接する第２の面であって、前記第１の面の近傍の第２の面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣの各々には、前記光機能部材に形成された光導波路と光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記光ファイバとを接続するための接続部品が接続され、
前記光ファイバの各々は、前記ＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する第１の面と接する第２の面であって、前記第２の面の中央付近から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣのうち第１のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第１の光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する第１の接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記第１の光ファイバとを接続するための第１の接続部品が接続され、
前記ＰＬＣのうち第２のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第２の光ファイバとを接続するための導波路が形成され、前記光機能部材を接続する第２の接続面とは反対の面において、前記導波路と前記第２の光ファイバとを接続するための第２の接続部品が接続され、
前記第１および第２の光ファイバは、前記第１のＰＬＣの前記光機能部材を接続する第１の接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
両端部に平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣのうち第１のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された２本の光導波路を接続する折返し導波路が形成され、
前記ＰＬＣのうち第２のＰＬＣには、前記光機能部材に形成された２本の光導波路のそれぞれと２本の光ファイバとを接続するための２本の折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記２本の折返し導波路と前記２本の光ファイバとを接続するための接続部品が接続され、
前記２本の光ファイバは、前記第２のＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
平面光波回路（ＰＬＣ）を接続した光機能部材が一体化されたマルチチップ集積デバイスをパッケージに、前記光機能部材の光軸方向が前記パッケージの長手方向となるように収容した光モジュールにおいて、
前記ＰＬＣには、前記光機能部材に形成された光導波路と第１の光ファイバとを接続するための折返し導波路が形成され、前記光機能部材を接続する接続面と同一の面において、前記折返し導波路と前記第１の光ファイバとを接続するための第１の接続部品が接続され、
前記光機能部材の前記ＰＬＣと接続する反対側の面において、前記光機能部材に形成された光導波路と第２の光ファイバとを接続するための第２の接続部品が接続され、
前記第１および第２の光ファイバは、前記ＰＬＣの前記光機能部材を接続する接続面と前記パッケージの長手方向に対向する面から取り出されることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記光機能部材は、石英ガラス系材料、誘電体材料、半導体材料または有機材料のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記ＰＬＣは石英ガラス系材料からなり、前記光機能部材はＬｉＮｂＯ3であり、前記マルチチップ集積デバイスは光変調器であることを特徴とする請求項１ないし６に記載の光モジュール。
【国際調査報告】
2013161299.tif 000021
2013161299.tif 000022