(57)【要約】【課題】小型化しても優れた受光特性を維持することができ、生産性に優れた光出力監視装置を提供する。【解決手段】フォトダイオード（ＰＤ）２と、ＰＤ２がその一の面に配設されたＰＤ用サブマウント３と、ＰＤ用サブマウントの一の面３ａにその裏面側を向けて配設された板状のスペーサ４とを有する光出力監視装置１であって、スペーサ４が、厚さ方向に貫通する第１貫通孔６を有する第１スペーサ部５と、第１スペーサ部の表面５ａ側（スペーサの表面４ａ側）に配設され第１貫通孔６と連通するように厚さ方向に貫通する第２貫通孔８を有する第２スペーサ部７とを有し、ＰＤ２が、第１貫通孔６内に位置し、第１スペーサ部の表面５ａの少なくとも一部が、第２スペーサ部７の外側に露出し、第１スペーサ部接着面５ｃとなる光出力監視装置。【選択図】図１
2006019614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオード（ＰＤ）と、前記ＰＤがその一の面に配設されたＰＤ用サブマウントと、前記ＰＤ用サブマウントの一の面にその裏面側を向けて配設された板状のスペーサとを有する光出力監視装置であって、
前記スペーサが、厚さ方向に貫通する第１貫通孔を有する第１スペーサ部と、前記第１スペーサ部の表面側（スペーサの表面側）に配設され前記第１貫通孔と連通するように厚さ方向に貫通する第２貫通孔を有する第２スペーサ部とを有し、
前記ＰＤが、前記第１貫通孔内に位置し、
前記第１スペーサ部の表面の少なくとも一部が、前記第２スペーサ部の外側で露出し第１スペーサ部接着面となる光出力監視装置。
【請求項２】
前記第１スペーサ部と前記第２スペーサ部とが一体的に形成されてなる請求項１に記載の光出力監視装置。
【請求項３】
前記第２スペーサ部の表面側（スペーサの表面側）の前記ＰＤを挟んで対向する位置に、前記対向する位置間を結ぶ方向に突き抜けるように形成された溝（ファイバ逃がし溝）を有する請求項１又は２に記載の光出力監視装置。
【請求項４】
前記第１スペーサ部が、その裏面側に、前記ＰＤ用サブマウントの側面を囲むように形成された筒状部を有する請求項１〜３のいずれかに記載の光出力監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光出力監視装置に関し、更に詳しくは、小型化しても優れた受光特性を維持することができ、生産性に優れた光出力監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の光通信技術において、通信品質の監視技術は重要な項目となっている。中でも光出力の監視については、特に波長多重通信技術の分野において重要な位置付けを占めている。近年こうした光出力監視技術に対する小型化、高性能化、低コスト化の要求が高まりつつある。その中で、導波路或いは光ファイバに直接スリット構造を設けて光信号を取り出し、信号品質の監視を行うインラインＴＡＰ（タップ）方式が注目を集めている。このようなタップ式のインラインモジュールは、光ファイバから一定の光量を取り出し、フォトダイオード（ＰＤ）に入射させ出力を監視するものであり、ＰＤにタップ光を入射させるために、ＰＤと光ファイバとの間の距離を一定に保つように構成されている。
【０００３】
タップ式インラインモジュールは、例えば、光ファイバ（光伝達部材）が固定されたＶ溝基板等と、光出力監視装置とを有してなるものである。ここで、Ｖ溝基板とは、例えば、光ファイバを配置し固定するためのＶ字状の溝が形成された板状の基板である。光ファイバは、所定の角度でスリット形成された分岐部（タップ）を有し、そこにフィルタが挿入され、光ファイバに入力された光の一部をその分岐部より外部に取り出すように構成される。そして、光出力監視装置は、ＰＤが所定のサブマウント（ＰＤ固定用の基台）に固定されてなり、ＰＤに入射した光を電流に変換し、光出力を監視するものである。そして、ＰＤをタップに近づけて、ＰＤに分岐光が入射するように、上記光ファイバが固定されたＶ溝基板等に光出力監視装置が配設されて使用される。このとき、ＰＤやワイヤがＶ溝基板等に接触しないようにある一定距離を保つ必要があるため、距離を制御したスペーサをＰＤとＶ溝基板等との間に設置する事が考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、小型化されたタップ式インラインモジュール（単チャンネル）において、光ファイバを固定したＶ溝基板等とＰＤとの間にスペーサを配設するためには、非常に小さいスペーサを作製しなければならないため、小型化の障害になるという問題があった。更に、部品点数が多く、量産化には向かないという問題があった。
【０００５】
また、光ファイバの分岐部から光を取り出しＰＤに入射させるために、ＰＤと光ファイバとの間に屈折率整合材を介在させる必要があり、更に、光ファイバを固定したＶ溝基板等と、ＰＤを固定したサブマウント等とを固定するために、ＰＤとＶ溝基板等との間に接着用の樹脂（硬化性樹脂）を充填する必要がある。このように、屈折率整合材と樹脂との両方をＰＤと光ファイバ（Ｖ溝基板等）との間に介在（充填）させるため、小型化を進めていくと、屈折率整合材と樹脂とが混在する可能性があり、受光特性の劣化、及びＶ溝基板とスペーサ（サブマウント）との接着強度の低下を引き起こす可能性があった。
【特許文献１】国際公開第０３／０８３５４２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化しても優れた受光特性を維持することができ、生産性に優れた光出力監視装置を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって以下の光出力監視装置が提供される。
【０００８】
［１］  フォトダイオード（ＰＤ）と、前記ＰＤがその一の面に配設されたＰＤ用サブマウントと、前記ＰＤ用サブマウントの一の面にその裏面側を向けて配設された板状のスペーサとを有する光出力監視装置であって、前記スペーサが、厚さ方向に貫通する第１貫通孔を有する第１スペーサ部と、前記第１スペーサ部の表面側（スペーサの表面側）に配設され前記第１貫通孔と連通するように厚さ方向に貫通する第２貫通孔を有する第２スペーサ部とを有し、前記ＰＤが、前記第１貫通孔内に位置し、前記第１スペーサ部の表面の少なくとも一部が、前記第２スペーサ部の外側で露出し第１スペーサ部接着面となる光出力監視装置。
【０００９】
［２］  前記第１スペーサ部と前記第２スペーサ部とが一体的に形成されてなる［１］に記載の光出力監視装置。
【００１０】
［３］  前記第２スペーサ部の表面側（スペーサの表面側）の前記ＰＤを挟んで対向する位置に、前記対向する位置間を結ぶ方向に突き抜けるように形成された溝（ファイバ逃がし溝）を有する［１］又は［２］に記載の光出力監視装置。
【００１１】
［４］  前記第１スペーサ部が、その裏面側に、前記ＰＤ用サブマウントの側面を囲むように形成された筒状部を有する［１］〜［３］のいずれかに記載の光出力監視装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光出力監視装置によれば、貫通孔（連通する第１の貫通孔と第２の貫通孔）を有し第１スペーサ部の表面に第２スペーサ部が配設されてなるスペーサが、ＰＤ用サブマウントの一の面に第１スペーサ部側が接するように配設され、ＰＤが、その貫通孔内に配置されるようにＰＤ用サブマウントの一の面に配設され、第１スペーサ部の表面の少なくとも一部が、第２スペーサ部の外側で露出し、第１スペーサ部接着面となっているため、光出力監視装置を、ＰＤを光ファイバ（光伝達部材）側に向けて、光デバイス（光ファイバと光ファイバが固定されたＶ溝基板等とを有する光デバイス）に固定するときに、第２スペーサ部の内側に位置する貫通孔（スペーサの貫通孔）内に屈折率整合材を充填し、第２スペーサ部の外側に位置する第１スペーサ部接着面とＶ溝基板等との間に接着用の樹脂を充填することができる。これにより、第２スペーサ部の内側（貫通孔内）に屈折率整合材、第２スペーサ部の外側に樹脂がそれぞれ充填され、屈折率整合材と樹脂とが第２スペーサ部により仕切られるようになるため、屈折率整合材と樹脂とが混ざることが防止される。そしてこのように構成することにより、光出力監視装置を小型化しても、第２スペーサ部により、屈折率整合材が充填される空間と樹脂が充填される空間とを仕切ることができるため、屈折率整合材と樹脂との混合を防ぐことができ、光出力監視装置の受光特性が低下することを防ぐことができ、更にスペーサ（ＰＤ用サブマウント）とＶ溝基板等との接着強度が低下することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施の形態」という）を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００１４】
図１は、本発明の光出力監視装置の一の実施の形態を模式的に示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。
【００１５】
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、本実施の形態の光出力監視装置１は、フォトダイオード（ＰＤ）２と、ＰＤ２がその一の面（ＰＤ用サブマウントの一の面）３ａに配設されたＰＤ用サブマウント３と、ＰＤ用サブマウントの一の面３ａにその裏面（スペーサの裏面）４ｂ側を向けて配設された板状のスペーサ４とを有するものである。そして、本実施の形態の光出力監視装置１は、スペーサ４が、厚さ方向Ｗに貫通する第１貫通孔６を有する第１スペーサ部５と、第１スペーサ部の表面５ａ側（スペーサの表面４ａ側）に配設され第１貫通孔６と連通するように厚さ方向Ｗに貫通する第２貫通孔８を有する第２スペーサ部７とを有し、ＰＤ２が、第１貫通孔６内に位置するようにＰＤ用サブマウントの一の面３ａに配設され、第１スペーサ部の表面５ａの少なくとも一部が、第２スペーサ部７の外側で露出する第１スペーサ部接着面５ｃとなる。ここで、第１スペーサ部の表面５ａ側と、スペーサの表面４ａ側とは、同じ側の表面である。
【００１６】
図２（ａ）、図２（ｂ）は、本実施の形態の光出力監視装置を光デバイスに固定する様子を模式的に示した図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）、図２（ｂ）に示す、光デバイス１１は、一のＶ溝１４が形成されたＶ溝基板１３と、Ｖ溝１４に固定された１の光伝達部材１２とを備え、光伝達部材１２に光軸に対して斜めにギャップ１５が形成され、ギャップ１５内に光分岐フィルタ１６を備えるものである。ギャップ（スリット）１５の厚さは５〜５０μｍであることが好ましい。５μｍ未満の場合、光分岐フィルタ（分岐部材）１６が薄くなりすぎるため、実装が困難になってしまうことがある。また５０μｍより厚くすると、過剰損失が大きくなり実仕様に適さなくなる。スリットの深さ（スリット深さ）は１３０μｍ〜２５０μｍとすることが望ましい。１３０μｍ未満の場合Ｖ溝１４が光伝達部材１２途中で止まってしまう可能性があるために、この溝Ｖ溝１４を起点として光伝達部材１２にダメージを与える可能性がある。また２５０μｍより大きいとＶ溝基板１３の強度の低下を招くことがある。光伝達部材１２としては、光ファイバ等が使用される。ギャップ１５は光伝達部材１２を所定の幅で切断することにより形成される。ギャップ１５内は屈折率整合材が充填されて屈折率整合層が形成されている。本実施の形態ではギャップ１５を３０μｍ、角度を２０°とした。本実施の形態の光出力監視装置１を光デバイス１１に固定するときには、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、光出力監視装置１のスペーサの表面４ａに光デバイス１１の光伝達部材１２が被さるように固定する。
【００１７】
図３（ａ）、図３（ｂ）は、本実施の形態の光出力監視装置を光デバイスに固定してタップ式インラインモジュールを形成したときの配置を模式的に示した図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、光出力監視装置１を光デバイス１１に固定したときには、光デバイス１１の光伝達部材１２が、光出力監視装置１の第２スペーサ部の表面７ａに形成されたファイバ逃がし溝７ｃ内を通るような状態であることが好ましい。
【００１８】
上述のように、光伝達部材が納まる場所を確保するために、第２スペーサ部の表面には、ファイバ逃がし溝が形成されていることが好ましい。図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、ファイバ逃がし溝７ｃ，７ｃは、第２スペーサ部の表面７ａ側（スペーサの表面４ａ側）のＰＤ２を挟んで対向する位置に、対向する位置間を結ぶ方向に突き抜けるように形成された溝であることが好ましい。
【００１９】
図４は、本実施の形態の光出力監視装置を光デバイスに固定してタップ式インラインモジュールを形成したときの状態を模式的に示した断面図である。図４においては、ＰＤは省略している。図４に示すように、本実施の形態の光出力監視装置１をＶ溝基板１３に固定するときには、Ｖ溝基板１３、第１スペーサ部５、第２スペーサ部７及びＰＤ用サブマウントの一の面３ａにより囲まれた空間内（図４においては、第１貫通孔６及び第２貫通孔８内）に屈折率整合材２１を充填した状態で、樹脂２２をＶ溝基板１３と第１スペーサ部接着面５ｃとの間に充填し、樹脂２２により固定する。このように、本実施の形態の光出力監視装置１とＶ溝基板１３とを固定するときに、光出力監視装置１の第２スペーサ部の表面７ａにＶ溝基板１３が配設されるため、第２スペーサ部７の内側に形成される第２貫通孔８及び第１貫通孔６と、第２スペーサ部７の外側に位置する第１スペーサ部接着面５ｃとＶ溝基板１３との間の空間とが、第２スペーサ部７により仕切られて、それぞれの空間に充填されたもの（樹脂又は屈折率整合材）が他の空間に移動できないように形成されることになる。これにより、第２スペーサ部７の内側の空間（第１貫通孔６及び第２貫通孔８）に充填された屈折率整合材２１と、第２スペーサ部７の外側の空間（第１スペーサ部接着面５ｃとＶ溝基板１３との間に形成される空間）に充填された樹脂２２とが第２スペーサ部７により分離され、互いに混ざることが防止されることになる。そして、本実施の形態の光出力監視装置１のように第２スペーサ部７を形成することにより、光出力監視装置１を小型化しても、第２スペーサ部７により、屈折率整合材２１が充填される空間と樹脂２２が充填される空間とを仕切ることができるため、屈折率整合材２１側に樹脂２２が混入することを防ぐことができる。これにより屈折率整合材２１の屈折率の変動を防止することができるため、小型化しても光出力監視装置１の受光特性が低下しないようにすることができる。また、同様に樹脂２２側に屈折率整合材２１が混入することを防ぐことができるため、樹脂２２の硬化阻害を防止でき、小型化してもスペーサ４とＶ溝基板１３との間の接着強度が低下することを防ぐことができる。
【００２０】
屈折率整合材２１は、光伝達部材１２のギャップ１５から取り出した光を効率的にＰＤに入射させるために上記空間内に充填される。屈折率整合材２１としては、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等を使用することができる。
【００２１】
樹脂２２としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等を使用することができる。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態の光出力監視装置１を構成するＰＤ２は、円柱状のＰＤ用サブマウント３の一の面上に配設され、ＰＤ用サブマウント３の裏面（一の面の裏側に位置する面）からアノード及びカソードをリードＡ及びリードＣで取り出す構造としている。ＰＤ２は表面入射型であり、アノードはワイヤ３１でリードＡに繋がっている。
【００２３】
本実施の形態の光出力監視装置において、ＰＤの種類としては特に限定されることはなく、光伝達部材のギャップから取り出した光を感知できるものであればよい。例えば、ＰＩＮフォトダイオード等が挙げられる。ＰＤの受光径（直径）としてはφ３０〜５００μｍが好ましく、本実施の形態ではφ３００μｍとした。ＰＤは、ＰＤ用サブマウントの一の面３ａ上の、どの位置に配設されてもよいが、中心付近に配設されることが好ましい。図１（ｂ）に示すリードＡ及びリードＣは、φ０．３〜１ｍｍの金属線であり、材質としてはコバールに金メッキを施したものが好適に使用される。本実施の形態ではφ０．４５ｍｍのものを使用した。ワイヤ３１は、直径２０〜１００μｍ金属線であり、材質としてはＡｌ−Ｓｉ、Ａｕが好適に使用される。本実施の形態ではφ２５μｍのものを使用した。
【００２４】
本実施の形態の光出力監視装置において、ＰＤ用サブマウントの形状は特に限定されるものではなく、上述のように、円柱（板）状であってもよいし、四角柱等の多角柱状であってもよいし、その他の形状であってもよい。ＰＤ用サブマウントの材質は特に限定されるものではなく、アルミナ、ＡｌＮ等を使用することができる。これらの中でもコスト、熱膨張係数の観点から、本実施の形態ではアルミナを使用した。また、ＰＤ用サブマウントの高さ（ＰＤ用サブマウントの一の面に対して垂直方向の長さ）は第１のスペーサよりも厚くても薄くてもよい（貫通孔より飛び出していても引っ込んでいてもよい）。
【００２５】
本実施の形態の光出力監視装置において、スペーサは第１スペーサ部及び第２スペーサ部から構成されている。図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、第１スペーサ部５は、四角い板状であり、図１（ａ）の平面図において、四つの頂点部分が円弧状に形成され、中央付近に円形の第１貫通孔６が形成されている。また、図１（ｂ）に示すように、第１スペーサ部５は、その裏面（第１スペーサ部の裏面）５ｂ側に、ＰＤ用サブマウントの側面３ｂを囲むように形成された筒状部５ｄを有する。第１スペーサ部５は、ＰＤ用サブマウント３上に安定的に固定されることができるため、筒状部５ｄを有することが好ましいが、筒状部５ｄを有しなくてもよい。ＰＤ用サブマウントは第１のスペーサよりも厚くても薄くてもよい（貫通孔より飛び出していても引っ込んでいてもよい）。第１スペーサ部５の材質は、特に限定されるものではなく、ＬＣＰ（液晶ポリマー），ＰＰＳ（ポリ・フェニレン・サルファイド）等を使用することができる。本実施の形態ではＬＣＤ（液晶ポリマー）を用いた。
【００２６】
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、第２スペーサ部７は、第１スペーサ部５より小さい四角い板状であり、中央付近に円形の第２貫通孔８が形成されている。第２スペーサ部７は、第２貫通孔８が第１貫通孔６と連通するように第１スペーサ部の表面５ａに配設されている。第２貫通孔８は、第１スペーサ部５の第１貫通孔６と同じ大きさであり、第１貫通孔６と中心軸を共通にして連通している。第１貫通孔６の直径と第２貫通孔８の直径は、加工が容易な点から同じ大きさであることが好ましいが、大きさが異なっていてもよい。第２スペーサ部７は、図１（ａ）に示す平面図において、第１スペーサ部５より小さく形成されており、第１スペーサ部の表面５ａ上の、第２スペーサ部７が配設されている部分の外側に、第１スペーサ部接着面５ｃが存在している。
【００２７】
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、第２スペーサ部の表面７ａには、上述のように、ファイバ逃がし溝７ｃが形成されている。図１（ｃ）の側面図における、ファイバ逃がし溝７ｃの形状は、図１（ｃ）に示すように四角形であってもよいし、半円形等の他の形状であってもよい。ファイバ逃がし溝７ｃの深さは、第２のスペーサより深くてもよい。
【００２８】
本実施の形態の光出力監視装置において、第２スペーサ部７の厚さは、０．２ｍｍとした。
【００２９】
第２スペーサ部７の外周形状は、特に限定されるものではなく、図１（ａ）に示すように四角形であってもよいし、図５に示すように円形であってもよいし、その他いずれの形状でもよい。ここで、図５は、本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。図５に示す光出力監視装置１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す光出力監視装置１において、第２スペーサ部７の外周形状を円形にしたものである。第２スペーサ部７の材質は、第１スペーサ部５の材質と同じにすることが好ましい。本実施の形態ではＬＣＰを切削したものを使用した。
【００３０】
第１スペーサ部と第２スペーサ部とは、一体的に形成されることが好ましい。一体的に形成することにより、光出力監視装置を小型化したときに特に小さく形成する必要がある第２スペーサ部を単独で形成する必要がなくなり、小型の光出力監視装置を効率的に生産することができる。また、一体化することにより部品点数も少なくなるため、生産性に優れた（量産化に適した）ものとなる。
【００３１】
図６は、本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。図６に示す光出力監視装置１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す光出力監視装置１において、ＰＤ用サブマウントの一の面３ａ、第１貫通孔６及び第２貫通孔８を四角形に形成したものである。これらの形状は、円形や四角形だけでなく他の多角形やその他の形状であってもよい。
【００３２】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図、図７（ｃ）は側面図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す本実施の形態の光出力監視装置１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す光出力監視装置１において、第１スペーサ部５に筒状部５ｄが配設されておらず、第１スペーサ部５の外周形状が、ＰＤ用サブマウントの一の面の外周形状と同一である。
【００３３】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は側面図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す本実施の形態の光出力監視装置１は、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す光出力監視装置１において、第１スペーサ部の外周形状をＰＤ用サブマウントの一の面３ａの外周形状より小さくしたものである。
【００３４】
次に、本発明の光出力監視装置の一の実施の形態の製造方法について説明する。ここでは、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す光出力監視装置１と同様の形状の光出力監視装置を製造する方法を説明するが、スペーサ、ＰＤ用サブマウント等の形状等は、上述のように、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す形状等に限定されるものではない。
【００３５】
ＰＤ用サブマウントは、電極の印刷されたアルミナを用いた。電極はそれぞれアノード、カソードと繋がっている。ＰＤはカソードコモンのものを使用した。
【００３６】
ＰＤのカソードはＡｇペーストなどの導電性ペーストでサブマウント上の電極につないだ。アノードはＡｌＳｉワイヤを用い、ＰＤとサブマウント上の電極につないだ。
【００３７】
スペーサは、第１スペーサ部と第２スペーサ部とを一体的に作製することが好ましい。所定の材料を、ＰＤ用サブマウントより一回り大きくなるように四角形状に切り出して、スペーサ用の基板とする。四角形の頂点部分は円弧状に丸くなるように加工することが好ましい。四角形のスペーサ用の基板の中央部には、ＰＤ用サブマウントの円柱の直径より小さな直径の円形の貫通孔（第１貫通孔及び第２貫通孔）を切削により形成する。スペーサは静電気破壊を防止するため、導電性の材料（例えば導電性ＬＣＰ）を用いるのが好ましい。
【００３８】
次に、上記スペーサ用の基板の一の面に第２スペーサ部を形成するため、スペーサ用の基板の一の面を、上記貫通孔の周囲に四角形の突状部分（第２スペーサ部）が形成されるように切削加工する。このとき切削加工により形成された新たな表面（第２スペーサ部の外側に位置する面）が第１スペーサ部接着面となる。また、突状部分の、貫通孔を挟んで対向する２箇所に、第１スペーサ部接着面まで到達しない深さのファイバ逃がし溝（断面四角形）を切削加工により形成する。
【００３９】
次に、スペーサ用の基板の一の面に対して反対側の面（裏面）側からＰＤ用サブマウントがちょうどはまり込むような直径の溝を所定の深さで形成する。このとき、この溝が上記第２スペーサ部まで到達しないようにする。形成された溝は上記貫通孔と連通しているため、溝の底は上記貫通孔による孔が開いている。この溝を取り巻く外周が第１スペーサ部の円筒部となり、上記溝の底に相当するリング状の面が、第１スペーサ部の裏面となる。そして、上記第１スペーサ部接着面と上記溝の底との間に形成される部分が、筒状部を除いた第１スペーサ部となる。上記、所定の材質からなる板をスペーサまで加工する各工程の順番は特に限定されるものではない。
【００４０】
本実施の形態の光出力監視装置に使用するスペーサは、上述のように、第１スペーサ部と第２スペーサ部とを一体的に形成することが、生産性を向上させるために好ましいが、第１スペーサ部と第２スペーサ部とを別々に作製して樹脂等により接着してもよい。
【００４１】
上記方法で得られたＰＤを配設したＰＤ用サブマウントに、上記方法で得られたスペーサを配設して、本実施の形態の光出力監視装置を作製する。ＰＤ用サブマウントにスペーサを配設するときには、ＰＤ用サブマウントの一の面（ＰＤが配設されている面）側を第１スペーサ部の筒状部内（溝内）にはめ込み、樹脂（熱硬化性樹脂等）により接着する。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
本発明の光出力監視装置及び単心タイプのインラインファイバアレイを作製し、作製したインラインファイバアレイに光出力監視装置を装着して、「単心タイプ、パワーモニタモジュール」を作製した。
【００４４】
（１）基板加工工程
まずインラインファイバ固定用Ｖ溝基板に使用するガラス基板を研削加工にて作成した。基板材料はホウケイ酸ガラス材料（ここでは特にパイレックスガラス）を使用した。チップ寸法は長さ５ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍとした。なおＶ溝の加工には＃１２００のメタル砥石を使用した。ファイバ被服部収納用の凹部分は基板上面より深さ約０．１６ｍｍ、位置は基板端から１．５ｍｍとした。ファイバ曲げ緩和部を０．１５ｍｍとし、ファイバが搭載されるＶ溝部分の長さは約２ｍｍとした。Ｖ溝角度は７０°とした。４組のＶ溝（３ｍｍピッチ）と凹部を作製して５ｍｍ×１１．５ｍｍの４個取りＶ溝基板を作製した。
【００４５】
尚、Ｖ溝角度は後のスリット加工時のファイバへの負荷を把持することを考えると４５°以上が好ましく、逆にフタ無しファイバアレイとする為十分な接着剤量（＝接着強度）の確保の為に９５°以下が好ましい。また、固定用Ｖ溝基板は組み立てた後に切断する目的でガラス基板に複数のＶ溝及び凹部を作製しても良い。
【００４６】
（２）インラインファイバアレイ組み立て工程
インラインファイバアレイの組み立てを行った。ファイバは２５０μｍファイバ素線を用いた。途中の被覆除去部（中剥き部）が３ｍｍになる様に、３ｍｍの間隔で２箇所に、一般的なストリッパーにて被覆に刃を入れキズを付けておいた。このキズの間にファイバがキズ付かない程度に刃を入れ、カンナ引きの要領で中剥きし、洗浄をした。この中剥きしたファイバ部分を固定用Ｖ溝基板へ収納した。
【００４７】
次に図９に示すように、ファイバ１０１をＶ溝１１０に搭載した。ここで、ファイバ１０１はファイバ素線１０２とそれを被覆するファイバ被覆部１０３とから構成される。インラインの状態なので、ファイバ１０１が前後両側で拘束されている為、位置ズレ等に対し許容が少ないため、正確にＶ溝１１０に搭載する為に以下方法を採用した。まず、前後のファイバ被覆部１０３を治具で固定しファイバ１０１が張った状態にした。Ｖ溝基板１１１を荷重治具ごと可動ステージ上に配置し、ステージを調整しＶ溝１１０がファイバ１０１にちょうど合う位置に配置した。ステージの荷重でＶ溝１１０にファイバ１０１が押さえつけられる程度の位置とし、その状態で長さ３ｍｍのテフロンの仮押さえ基板（仮蓋）１２０を配置し、荷重治具で仮蓋１２０から荷重を掛けファイバ１０１をＶ溝１１０に固定させた。
【００４８】
本実施例では４個多個取り基板を用い、中剥きしたファイバ素線を３ｍｍピッチで治具に固定し、上記と同じように荷重をかけ、ファイバをＶ溝基板に固定をした。この時テフロンコートの仮蓋は３×１１．５ｍｍにし、４個を一度に固定をした。
【００４９】
この状態にて紫外線硬化型接着剤（樹脂）１３０を仮蓋１２０の前後片側端から塗布する。もう一方の端から樹脂１３０が流れ出た状態で、紫外線を斜め上方から照射し仮固定する。仮固定状態で加重治具から外し、ファイバアレイ裏面から再度紫外線を照射する。さらに仮蓋１２０を外し、上方（ファイバ側）から紫外線を照射して本硬化とし、インラインファイバアレイ１００を完成させた。
【００５０】
この時のファイバ固定樹脂が反射光路に残ることになり、この樹脂がＰＤＬ等特性に悪影響を与える場合があるため、除去作業を余儀なくされることがある。この問題を予め排除する為に、下記方法を取ることができる。
【００５１】
つまり、図１０に示すように、仮押さえ基板（仮蓋）１２０を前後に分割した構造とし、上から荷重ｆをかけ、反射光路となる部分には樹脂１３０の無い状態としておく。この場合、前後それぞれの端（それぞれの被覆側）から樹脂１３０を塗布し、中央付近まで樹脂１３０が流れたところで樹脂１３０を硬化することで完全に反射光路部には樹脂が存在しない状態となる。但し、Ｖ溝底部（＝ファイバ下部）は繋がっているので、樹脂１３０が流れ込み存在している。この状態は反射光路には樹脂レスでスリット加工時に必要最低限のファイバ固定用の樹脂１３０は存在するという好適な状態と言える。スリット加工時はファイバは接着固定されている必要はあるが、樹脂１３０が多いと目詰まりや微妙な砥石ブレを生じさせるなど加工に不具合を与える要因となる為である。
【００５２】
（３）スリット加工、分岐部材製作、分岐部材実装工程
次にインラインファイバアレイにスリット（ギャップ）加工を行った。スリットは厚さ３０μｍ、深さ２００μｍ、傾斜角度θ（図１１参照）は２０°とした。このスリットは厚さ２５μｍ、φ７３ｍｍ，＃２０００の電鋳砥石にて研削加工により形成した。加工機としてマイクログラインダーを用い、砥石回転数８０００ｒｐｍ，送りスピードを５０ｍｍ／ｍｉｎとした。このとき、深さ２００μｍを１回の加工で行った（切り込み深さ２００μｍ）。砥石の周速度が遅ければ加工面はキレイとなるが砥石へのダメージが大きく結果としてクラック等に結びついてしまうし、周速度が早ければ砥石ダメージは少ないが加工面が若干粗くなる。この兼ね合いにより上記条件を決定した。
【００５３】
尚、スリットが２５μｍと非常に薄いので、砥石の管理が非常に重要となる為、加工前にまず、硬めの砥石（ＧＣ＃８００）を加工しツルーイングを行い、次にＷＡ砥石を加工し砥石の目立てを行った。さらに、目立ては必要であるものの、目が立ち過ぎても加工欠陥が生じるため、最後に被加工物と同材であるｐｙｒｅｘ、５０ｍｍのダミー材に５回プレカットを施し砥石を慣らした上で本加工を行った。
【００５４】
次に分岐部材の製作を行った。分岐部材基板は石英ガラスとした。尚、部材材料は部材のハンドリング等を考慮した場合、プラスチック材料、高分子材料、ポリミド材料でも良いが、角度が２０°と大きいので、屈折により透過側の光軸がずれることを抑える為にファイバ（石英）と同じ屈折率の材料が好ましい。
【００５５】
この石英ガラス基板に分岐用の多層膜を形成した。石英基板は厚さ１ｍｍの板を６０×７０ｍｍの大きさで切り出した。傾斜設計は２０°、分岐比率は透過９３％、反射７％とした。膜構成はＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の多層膜を蒸着法にて形成した。また波長帯域は１５１０ｎｍ〜１６３０ｎｍにおいて特性（反射率）がフラットになるよう設計した。また分岐膜自身の偏光特性については上記帯域において、透過側＜０．０５ｄＢ、反射側＜０．１ｄＢとなるよう最適設計した。
【００５６】
この多層膜を付した石英基板を１．５ｍｍ×８ｍｍ（多個取りの場合１４ｍｍ）の寸法に切断を行いチップ化した。その後幅方向（１．５ｍｍ）を研磨するため、接着し直しを行い、幅を１．５ｍｍから０．２ｍｍまで研磨を行う。
【００５７】
このチップ化したものを厚み方向に２８μｍまで研磨するよう接着し直し薄板加工を行った。＃８００レジン砥石を用い、１５μｍ／ｍｉｎで横型研削盤にて加工を行っていき、厚み２８μｍになった段階以降は３μｍ／ｍｉｎとし、最後にスパークアウト（切り込まず同位置での加工）を３０秒施した。こと時の相対回転数は３５００ｒｐｍとした。横型研削盤による研磨が終了後、オスカー研磨機にてコロイダルシリカを用いバフ研磨を施した。
【００５８】
尚、このとき研磨面と反対面に反射膜が形成されており、この面が研磨加工時の固定面となる。この為、予めこの面にレジストを塗布しておき、保護した状態でワックスにて固定した。キズ等の保護の意味もあるが、これにより、最終的に除去の必要のあるワックスも反射膜上に残ることなく完全に除去することが可能であった。
【００５９】
分岐部材の挿入は以下のように行った。まずスリットへ未硬化の紫外線硬化型接着剤を塗布する。未硬化の樹脂は粘度が低いので、分岐部材を挿入する時の潤滑材の働きをする。図１１に示すように、分岐部材１０５をファイバ１０１のスリット１０４の側面から挿入し、紫外線照射により硬化させ実装を行った。その後９０℃、２Ｈの熱養生を行い、樹脂を完全に硬化させた。本実施例では４個分の分岐部材１０５（０．２×１４ｍｍの部材）を挿入し、硬化を行った。樹脂の熱養生終了後、４個多個取りで作製したインラインファイバアレイは１．５×３ｍｍで４個に切断し、単心のインラインファイバアレイとした。
【００６０】
（４）ＰＤ（フォトダイオード）のサブマウント実装
図１２に示すＰＤ１４０の寸法は高さ１５０μｍ、５００ｍｍ×５００ｍｍとした。ＰＤ１４０の構造は表面入射型構造を採用した。受光径は３００μｍでＰＤ１４０はカソードコモンのものを採用した。受光面と反対の裏面カソード電極となっており、アノード電極はＰＤ受光面と同じ両面側に作製した。
【００６１】
ＰＤ用サブマウント１４３はアルミナを採用し、ＰＤ用サブマウント１４３のカソード電極１４１、アノード電極１４２は直接それぞれのサブマウント下面から出ている円柱型のリード（カソードリード１４４、アノードリード１４５；Ａｕメッキしたコバール）とつながっている。ＰＤの裏面カソード電極はサブマウントのカソード電極１４１に銀ペースト１４６で固定した。固定はＡｕ半田を用いてもよい。ＰＤ表面のアノード電極とサブマウントのアノード電極１４２は２５μｍのＡｕワイア１４７でつなげた。ＰＤのサブマウント実装後ＰＤの受光表面にも屈折率差による反射を抑える目的でＳｉＮのコーティングを行った。
【００６２】
（５）ＰＤとスペーサ接着
次にスペーサとＰＤ（ＰＤ用サブマウント）とを固定する。スペーサは、第１スペーサ部と第２スペーサ部とを一体的に作製した。導電性ＬＣＰを、ＰＤ用サブマウントより一回り大きくなるように四角形状に切り出して、スペーサ用の基板とする。四角形の頂点部分は円弧状に丸くなるように加工した。四角形のスペーサ用の基板の中央部には、ＰＤ用サブマウントの円柱の直径より小さな直径の円形の貫通孔（第１貫通孔及び第２貫通孔）を切削により形成した。尚、スペーサは静電気破壊を防止するため、導電性の材料を用いるのが好ましい。
【００６３】
次に、上記スペーサ用の基板の一の面に第２スペーサ部を形成するため、スペーサ用の基板の一の面を、上記貫通孔の周囲に四角形の突状部分（第２スペーサ部）が形成されるように切削加工した。このとき切削加工により形成された新たな表面（第２スペーサ部の外側に位置する面）が第１スペーサ部接着面となる。また、突状部分の、貫通孔を挟んで対向する２箇所に、第１スペーサ部接着面まで到達しない深さのファイバ逃がし溝（断面四角形）を切削加工により形成した。
【００６４】
次に、スペーサ用の基板の一の面に対して反対側の面（裏面）側からＰＤ用サブマウントがちょうどはまり込むような直径の溝を所定の深さで形成した。このとき、この溝が上記第２スペーサ部まで到達しないようにした。形成された溝は上記貫通孔と連通しているため、溝の底は上記貫通孔による孔が開いている。この溝を取り巻く外周が第１スペーサ部の円筒部となり、上記溝の底に相当するリング状の面が、第１スペーサ部の裏面となる。そして、上記第１スペーサ部接着面と上記溝の底との間に形成される部分が、筒状部を除いた第１スペーサ部となる。
【００６５】
上記方法で得られたＰＤを配設したＰＤ用サブマウントに、上記方法で得られたスペーサを配設して、本実施の形態の光出力監視装置を作製した。ＰＤ用サブマウントにスペーサを配設するときには、ＰＤ用サブマウントの一の面（ＰＤが配設されている面）側を第１スペーサ部の筒状部内（溝内）にはめ込み、樹脂（熱硬化性樹脂等）により接着した。
【００６６】
（６）ＰＤとインラインファイバアレイの実装
次にＰＤのインラインファイバアレイへの実装を行った。まず、第２のスペーサとＰＤの間にある隙間にＵＶ硬化型光路樹脂を塗布した。光路樹脂がＰＤとファイバ分岐部との間に十分な量が確保できない場合は光路樹脂に予めＵＶ光を照射し、仮固定をしておいても良い（熱をかけなければ完全に硬化はされない）。第１のスペーサのファイバアレイが載る部分に接着用樹脂を塗布しておいた（第２のスペーサがあるため、光路樹脂とは混ざらない）。
【００６７】
次にファイバに光を入射し反射光のＰＤ受光パワーが最大になるようアクティブアライメントにて行った。この時のＰＤの出力はサブマウントにプローブを当て、電流値を見ながら行った。受光径が３００μｍと大きいので、調芯のクリアランスは±１００μｍと大きい。そのため、ダイヤルゲージなどで固定用治具の位置を決めておいてパッシブアライメントでの調芯も十分可能である。
【００６８】
尚、この時、より厳密な特性を得る為に調心時の使用波長を決定した。つまり、本モジュールの使用波長帯域がＣバンド（１５２０〜１５７０ｎｍ）の場合、その中心である１５４５ｎｍを用いた。Ｌバンド（１５７０〜１６１０ｎｍ）である場合は１５９０ｎｍを用いた。さらに、Ｃ、Ｌバンド共用の場合はＣ，Ｌバンドの中心である１５６５ｎｍを使用した。これにより、使用波長に対しよりフラットな特性を得ることができた。
【００６９】
最後に紫外線によりＰＤとインラインファイバアレイを固定した。この時、紫外線の照射はまず１００ｍＷで横方向から調心器上にて３分行った。
【００７０】
（７）樹脂封止、蓋固定工程
図１３に示すように、ＰＤとインラインファイバアレイ１００とを固定した後に、インラインファイバアレイ１００を覆うように、蓋１５１を被せた。蓋１５１はスペーサ１５０と同じ材料で作製し、熱硬化エポキシ樹脂１５３でスペーサ１５０に接着した。蓋１５１はファイバ１０１の取り出し溝が空いており、そこにファイバを通す構造とした。蓋１５１をつけただけではファイバの固定がされておらず、ファイバ曲げ強度を上げるだめにも補強が必要である。本実施例ではＵＶ硬化樹脂を用い、ファイバ１０１を囲むようにファイバ補強樹脂１５２によりファイバ補強を行った。
【００７１】
（８）完成検査
以上工程を経て完成した単心タイプ、パワーモニタモジュール（インライン型）について完成検査を実施した。透過側特性、分岐側特性について各項目を検査した。透過側特性については挿入損失、偏光依存ロス、波長依存性について各ｃｈの特性を測定した。結果として、挿入損失＜０．８ｄＢ、偏光依存ロス＜０．０５ｄＢ、波長依存性＜０．１ｄＢと使用上問題ないレベルの結果を得た。分岐側特性については、ＰＤ受光効率、ＰＤ受光効率の偏光依存性、波長依存性、各ｃｈの特性を測定した。その結果、ＰＤ受光効率５０〜７０ｍＡ／Ｗ、ＰＤ受光効率偏光依存性＜０．２ｄＢ、波長依存性＜０．５ｄＢで有り、実使用上問題ないレベルであることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の光出力監視装置は、小型化しても優れた受光特性を維持することができ、生産性に優れたものであるため、光通信分野において、光出力を監視するために広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の光出力監視装置の一の実施の形態を模式的に示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。
【図２】本発明の光出力監視装置の一の実施の形態を光デバイスに固定する様子を模式的に示した図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の光出力監視装置の一の実施の形態を光デバイスに固定してタップ式インラインモジュールを形成したときの配置を模式的に示した図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の光出力監視装置の一の実施の形態を光デバイスに固定してタップ式インラインモジュールを形成したときの状態を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図、図７（ｃ）は側面図である。
【図８】本発明の光出力監視装置の他の実施の形態を模式的に示す図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は側面図である。
【図９】実施例で使用したインラインファイバアレイを模式的に示す正面図である。
【図１０】実施例で使用したインラインファイバアレイを模式的に示す正面図である。
【図１１】実施例で使用したファイバのスリットを模式的に示す断面図である。
【図１２】実施例で使用したＰＤを配設したＰＤ用サブマウントを模式的に示す正面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例で作製した単心タイプパワーモニタモジュールを模式的に示す正面図であり、図１３（ｂ）は、実施例で作製した単心タイプパワーモニタモジュールを模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…光出力監視装置、２，１４０…フォトダイオード（ＰＤ）、３，１４３…ＰＤ用サブマウント、３ａ…ＰＤ用サブマウントの一の面、３ｂ…ＰＤ用サブマウントの側面、４…スペーサ、４ａ…スペーサの表面、４ｂ…スペーサの裏面、５…第１スペーサ部、５ａ…第１スペーサ部の表面、５ｂ…第１スペーサ部の裏面、５ｃ…第１スペーサ部接着面、５ｄ…筒状部、６…第１貫通孔、７…第２スペーサ部、７ａ…第２スペーサ部の表面、７ｃ…ファイバ逃がし溝、８…第２貫通孔、１１…光デバイス、１２…光伝達部材、１３，１１１…Ｖ溝基板、１４，１１０…Ｖ溝、１５…ギャップ、１６…光分岐フィルタ、２１…屈折率整合材、２２…樹脂、３１…ワイヤ、１００…インラインファイバアレイ、１０１…ファイバ、１０２…ファイバ素子、１０３…ファイバ被覆部、１０４…スリット、１０５…分岐部材、１２０…仮押さえ基板（仮蓋）、１３０…紫外線硬化型接着剤（樹脂）、１４１…カソード電極、１４２…アノード電極、１４４…カソードリード、１４５…アノードリード、１４６…銀ペースト、１４７…Ａｕワイヤ、１５０…スペーサ、１５１…蓋、１５２…ファイバ補強樹脂、１５３…熱硬化エポキシ樹脂、Ａ，Ｃ…リード、Ｗ…厚さ方向。
【図１】
2006019614.tif 000003
【図２】
2006019614.tif 000004
【図３】
2006019614.tif 000005
【図４】
2006019614.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006019614.tif 000008
【図７】
2006019614.tif 000009
【図８】
2006019614.tif 000010
【図９】
2006019614.tif 000011
【図１０】
2006019614.tif 000012
【図１１】
2006019614.tif 000013
【図１２】
2006019614.tif 000014
【図１３】
2006019614.tif 000015