(57)【要約】【課題】  信頼性の高い平面光回路アセンブリを提供する。【解決手段】  本発明の一実施形態による平面光回路アセンブリ（１００）は、光素子（１１８）を平面光回路に光学的に結合して第１の接着剤（１１３）で固着し、その上から第２の接着剤（１１４）でさらに補強する。さらに、平面光回路アセンブリを保護する保護部材を前記第２の接着剤で固着することもできる。第２の接着剤により、第１の接着剤と平面光回路の界面から侵入する水分を防ぎ、耐湿熱特性を改善することができる。また、第２の接着剤および保護部材により、平面光回路アセンブリに対する機械的外力から保護することができ、機械的安定性を含めた耐環境特性を強化することができる。【選択図】  図２
2006323192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を第１の接着剤により平面光回路に光学的に結合した平面光回路アセンブリにおいて、
第２の接着剤が前記第１の接着剤を覆うように適用されたことを特徴とする平面光回路アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の平面光回路アセンブリにおいて、
前記第２の接着剤は、前記光素子に触れないように適用されたことを特徴とする平面光回路アセンブリ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の平面光回路アセンブリにおいて、
前記第２の接着剤は、前記第１の接着剤よりも弾性率が大きいことを特徴とする平面光回路アセンブリ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の平面光回路アセンブリにおいて、
前記平面光回路アセンブリを保護する保護部材をさらに備え、前記保護部材は、前記第２の接着剤で固着されたことを特徴とする平面光回路アセンブリ。
【請求項５】
請求項４に記載の平面光回路アセンブリにおいて、
前記保護部材は、前記光素子を収容する凹部を備えたことを特徴とする平面光回路アセンブリ。
【請求項６】
請求項５に記載の平面光回路アセンブリにおいて、
前記保護部材の凹部は、前記平面光回路と接する角が面取りされていることを特徴とする平面光回路アセンブリ。
【請求項７】
平面光回路に光素子を実装した平面光回路アセンブリの製造方法であって、
前記光素子を前記平面光回路に光学的に結合して第１の接着剤で固着することと、
前記第１の接着剤の上から第２の接着剤でさらに補強することと
を備えることを特徴とする平面光回路アセンブリの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の平面光回路アセンブリの製造方法であって、
前記平面光回路アセンブリを保護する保護部材を前記第２の接着剤で固着することをさらに備えることを特徴とする平面光回路アセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面光回路に光素子を搭載した平面光回路アセンブリおよびその製造方法に関し、特に、信頼性の高い平面光回路アセンブリおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及に伴い、一般の家庭においても高速で大容量の情報伝送が要求されるようになり、光ファイバを用いた家庭への情報伝送システム（ＦＴＴＨ）に対する需要が高まっている。ＦＴＴＨを実現するためには、各家庭に電話局との間で光信号を送受信する光送受信モジュールが必要となる。各家庭に配設されるこのようなモジュールは、安価で、信頼性が高く、量産化可能であることが要求される。
【０００３】
このような光送受信モジュールの一例には、特許文献１に記載のモジュールがある。このモジュールの構成を図９に示す。図９（ａ）は、光送受信モジュールの平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の線分Ｅ−Ｅ’での拡大断面図である。この光送受信モジュールでは、波長多重された１．３μｍおよび１．５５μｍの光信号が、光ファイバ２１−１から入出力ポート２Ａを介して光導波路２に入射される。ここで、波長１．５５μｍの光信号は、誘電体多層膜フィルタ５によって反射され、光導波路３から入出力ポート３Ａを介して光ファイバ２１−２に出力される。また、波長１．３μｍの光信号は、誘電体多層膜フィルタ５で透過され、光導波路９を介して、Ｙ分岐６で分岐される。分岐された１．３μｍの光信号はそれぞれ、レーザダイオード７およびフォトダイオード８に結合される。このように、このモジュールは、例えば映像信号として波長１．５５μｍの光信号を受信し、通信信号として波長１．３μｍの光信号を送受信する光送受信モジュールとして機能する。
【０００４】
この従来技術による光送受信モジュールは、光ファイバ２１−１および２１−２からなる光ファイバアレイ２０と、誘電体多層膜フィルタ５、レーザダイオード７および導波型フォトダイオード８を実装した平面光波回路アセンブリ１とから構成されている。平面光波回路アセンブリ１には、Ｙ分岐された光導波路の一部を除去して作製した切り欠き部（シリコンテラス）が設けられ、レーザダイオード７およびフォトダイオード８がこれらの導波路と光学的に結合されている。また、光導波路２、３および９の交差部には、溝４が設けられ、誘電体多層膜フィルタ５が挿入され、シリコーン系の接着剤１３で固定されている。
【０００５】
このように、平面光回路を加工して、光フィルタ機能や光路変換機能、光位相変換機能を有する光素子、あるいは発光機能や光受光機能を有する光素子を搭載し、各種の平面光回路アセンブリを実現することができる。その他にも、アレイ導波路回折格子のアレイ導波路部に溝を形成し、その溝に薄膜の波長板を挿入することによって、アレイ導波路回折格子の波長依存性を解消した光合分波モジュールなどが商用化されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１９００２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、平面光回路への光素子の搭載には、接着強度の弱いシリコーン樹脂が使用されている。これは、特許文献１に記載されているように、シリコーン系の接着剤は接着強度が弱いものの３００℃程度の温度でも変質せず、高温で接着剤の剥離が生じないためである。しかしながら、長期の信頼性を考えた場合、接着強度の弱いシリコーン接着剤では、接着界面から水分が浸入し、剥離を生じる危険性がある。特に、平面光回路を加工して組み立てる実装工程では、切断や研磨などの切削加工を含むため、平面光回路の表面が切削屑や研磨砥粉などで汚染され易く、接着剤の界面で剥離が発生しやすい。さらに、誘電体多層膜フィルタなどの光素子は、機械的な力が加わると、簡単に破損したり、特性が劣化したりする。このように、従来の接着強度の弱い光素子の固定方法では、耐湿熱特性、機械的安定性を含め、長期的な耐環境特性に問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、より高い信頼性を有する平面光回路アセンブリおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光素子を第１の接着剤により平面光回路に光学的に結合した平面光回路アセンブリにおいて、第２の接着剤が前記第１の接着剤を覆うように適用されたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の平面光回路アセンブリにおいて、前記第２の接着剤は、前記光素子に触れないように適用されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の平面光回路アセンブリにおいて、前記第２の接着剤は、前記第１の接着剤よりも弾性率が大きいことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の平面光回路アセンブリにおいて、前記平面光回路アセンブリを保護する保護部材をさらに備え、前記保護部材は、前記第２の接着剤で固着されたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の平面光回路アセンブリにおいて、前記保護部材は、前記光素子を収容する凹部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の平面光回路アセンブリにおいて、前記保護部材の凹部は、前記平面光回路と接する角が面取りされていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、平面光回路に光素子を実装した平面光回路アセンブリの製造方法であって、前記光素子を前記平面光回路に光学的に結合して第１の接着剤で固着することと、前記第１の接着剤の上から第２の接着剤でさらに補強することとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の平面光回路アセンブリの製造方法であって、前記平面光回路アセンブリを保護する保護部材を前記第２の接着剤で固着することをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１の接着剤に加えて、第２の接着剤を使用することにより、湿熱や機械的外力から光素子を保護し、平面光回路アセンブリの長期的な信頼性を改善することができる。
【００１８】
また、第１の接着剤は、光素子を実装した平面光回路アセンブリの溝や切り欠き部での剥離を防止することを目的として選定し、第２の接着剤は、光素子の接着部を湿熱または機械的外力などから保護することを目的として選定することができる。これにより、それぞれの要求に応じて最適な接着剤の選定が可能になる。
【００１９】
さらに、平面光回路アセンブリの保護部材を第２の接着剤で固定することによって、光素子の接着部を湿熱から保護しつつ、機械的外力に対する保護を一層強化することができる。また、保護部材を固定する接着剤を第２の接着剤とし、第２の接着剤を塗布する工程と保護部材を実装する工程を一体化することによって、工程の短縮が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１に、本発明の第１の実施例に係るアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの構成の一例を示す。図１（ａ）は、ＡＷＧモジュールの平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の線分Ａ−Ａ’での断面図である。また、図２は、図１（ｂ）の一部を拡大した断面図である。本実施例に係るＡＷＧモジュールは、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を形成する平面光回路アセンブリ１００と、平面光回路アセンブリ１００に接続する光ファイバを備えた光ファイバアレイ１２０Ａおよび１２０Ｂとを備えている。平面光回路アセンブリ１００は、アレイ導波路回折格子が形成された平面光回路１０１と、平面光回路に実装された波長板１１８と、平面光回路の入出力端部を保護する保護部材１１５Ａおよび１１５Ｂとから構成されている。
【００２２】
平面光回路１０１は、入出力光導波路１０２および１０３と、第１および第２のスラブ導波路１１６Ａおよび１１６Ｂと、隣接する導波路の長さがそれぞれ僅かに異なるアレイ導波路１１７とを備え、アレイ導波路回折格子を形成している。導波路１０２、１０３および１１７は、シリコン基板１１１上に形成されたコアと、このコアを包み込むように形成され、コアよりも低い屈折率の低いクラッド１１２とから構成される。平面光回路１０１には、第１および第２のスラブ導波路１１６Ａおよび１１６Ｂの間に、アレイ導波路１１７のコアが露出するように導波路に対して概ね垂直に溝１０４が形成されている。この溝１０４には、図２に示すように、光の偏光を９０度回転するポリイミド製の薄膜波長板１１８が挿入され、第１の接着剤１１３および第２の接着剤１１４で固定されている。
【００２３】
光ファイバアレイ１２０Ａおよび１２０Ｂは、光ファイバ１２１Ａおよび１２１Ｂをそれぞれ導波路１０２および１０３に光学的に結合するように平面光回路アセンブリ１００に接続されている。光ファイバアレイ１２０Ａおよび１２０Ｂは、ガラスＶ溝に光ファイバ１２１Ａおよび１２１Ｂをそれぞれ整列配置して固定し、光ファイバの被覆部をファイバ固定用の接着剤１２２でガラスＶ溝に固着して作製されている。
【００２４】
このＡＷＧモジュールは、光波長多重（ＷＤＭ）システムにおいて使用される波長多重された光信号を分波・合波する光合分波モジュールとして機能する。例として、光ファイバ１２１Ａから光導波路１０２に入射した光信号（波長λ１，λ２…λｎ）は、第１のスラブ導波路１１６Ａを介して、アレイ導波路１１７に入射し、波長板１１８によって偏光が９０度回転され、第２のスラブ導波路１１６Ｂに入射する。第２のスラブ導波路１１６Ｂから出射する光信号は、波長ごとに異なる導波路１０３に結合し、光ファイバ１２１Ｂの各々から出射する。
【００２５】
次に、本実施例に係る平面光回路アセンブリ１００の作製手順の一例について説明する。厚さ１ｍｍのシリコン基板１１１に入出力光導波路１０２および１０３、第１および第２のスラブ導波路１１６Ａおよび１１６Ｂ、アレイ導波路１１７を形成し、この平面光回路１０１を機械加工によって所望の大きさに切り出す。次に、アレイ導波路部１１７に機械加工によって溝１０４を形成する。本実施例では、挿入する波長板の大きさを幅３０μｍ、高さ１ｍｍ、長さ７ｍｍとし、溝１０４のサイズは波長板１１８の幅およびシリコン基板１１１の厚さを考慮して、幅３０μｍ、深さ２００μｍとした。ここで、溝１０４のサイズは、平面光回路アセンブリ１００の光学特性および機械的強度を劣化させない範囲であれば選択可能である。
【００２６】
次に、波長板１１８を溝１０４に挿入して、第１の接着剤１１３で固定する。ここで、第１の接着剤１１３の量を適切に制御する必要がある。これは、接着剤が少なすぎると、波長板と溝の間に隙間が生じ信頼性上の問題となり、また、接着剤が多すぎると、硬化に時間が掛かり、未硬化の部分が点在すると信頼性上の問題となるためである。実際には、図１に示すように、波長板１１８と溝１０４の間を満たし、波長板１１８全体を覆わない程度に制御して滴下すれば良い。なお、本実施例では、第１の接着剤１１３として、紫外線硬化型エポキシ系接着剤を使用した。
【００２７】
次に、硬化した第１の接着剤１１３とクラッド１１２の表面に重なるように第２の接着剤１１４を滴下して硬化する。第２の接着剤１１４をクラッド１１２の表面にまで塗布する理由は、一般にクラッド表面はゴミなどの異物で汚染されていることが多く、第１の接着剤とクラッドの界面が水分の浸入路となり易く、第１の接着剤の剥離が発生しやいためである。したがって、強い接着力を有する第２の接着剤１１４をある程度の範囲にわたってクラッド表面に塗布することは、水分の侵入路を遮断する効果がある。本実施例では、第２の接着剤１１４は、第１の接着剤１１３よりもクラッド１１２との接着力が強く、大きな弾性率を有する紫外線硬化型エポキシ系接着剤を使用した。なお、第２の接着剤としては、機械強度を考慮すると第１の接着剤に比べて高い弾性率を有することが望ましい。ただし、一般に光素子は外部応力が印加されると破損したり、特性が劣化するため、第２の接着剤の選択の自由度を阻害しないためには、第２の接着剤が直接光素子に触れない構成を実現する必要がある。
【００２８】
次に、平面光回路アセンブリ１００の入出力端部に１．５ｍｍ厚の保護部材１１５を接着剤で固定し、入出力導波路１０２および１０３の端面を斜め８度に研磨する。この場合、この研磨の前に、波長板１１８が第２の接着剤１１４で保護されているため、研磨砥粉、研磨水、および研磨時の振動による影響から波長板の接着部を保護することができる。最後に、平面光回路アセンブリ１００の入出力端面に光ファイバアレイ１２０Ａおよび１２０Ｂを接続し、光合分波モジュールを完成する。
【００２９】
本実施例により作製した光合分波モジュールを８５℃８５％Ｒｈで５０００時間の湿熱試験にかけた結果、光合分波特性に劣化がないことを確認した。
【実施例２】
【００３０】
図３に、本発明の第２の実施例に係る光合分波モジュールを示す。図３（ａ）は、光合分波モジュールの一部を破断した平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の線分Ｂ−Ｂ’での断面図である。本実施例に係る光合分波モジュールは、光合分波機能を有する平面光回路アセンブリ２００と、平面光回路アセンブリ２００に接続する光ファイバを備えた光ファイバアレイ２２０Ａおよび２２０Ｂとを備えている。平面光回路アセンブリ２００は、導波路が形成された平面光回路２０１と、平面光回路に実装された誘電体多層膜フィルタ２０５と、平面光回路の入出力端部および誘電体多層膜フィルタを保護する保護部材２１５とから構成されている。
【００３１】
平面光回路２０１は、シリコン基板２１１上に形成されたコアと、このコアを包み込むように形成され、コアよりも屈折率の低いクラッド２１２とから構成された３つの入出力光導波路２０２、２０３および２０９を備えている。平面光回路２０１には、これら光導波路の交差部に、導波路のコアが露出するように溝２０４が形成されている。この溝２０４には、特定の波長の光を反射し、特定の波長の光を透過する誘電体多層膜フィルタ２０５が挿入され、第１の接着剤２１３および第２の接着剤２１４で固定されている。保護部材２１５は、誘電体多層膜フィルタ２０５およびその接着部と、平面光回路の入出力端部を保護するために、誘電体多層膜フィルタを収容するように平面光回路の上面に被せられ、接着剤で固定されている。
【００３２】
光ファイバアレイ２２０Ａは、光ファイバ２２１−１Ａおよび２２１−２Ａをそれぞれ導波路２０２および２０３に光学的に結合するように平面光回路アセンブリ２００に接続され、光ファイバアレイ２２０Ｂは、光ファイバ２２１Ｂを導波路２０９に光学的に結合するように平面光回路アセンブリ２００に接続されている。光ファイバアレイ２２０Ａおよび２２０Ｂは、ガラスＶ溝に光ファイバ２２１−１Ａ、２２１−２Ａおよび光ファイバ２２１Ｂをそれぞれ整列配置して固定し、光ファイバの被覆部をファイバ固定用の接着剤２２２でガラスＶ溝に固着して作製されている。
【００３３】
この光合分波モジュールは、波長多重された光信号を分波または合波する光合分波モジュールとして機能する。例として、波長多重された１．３μｍおよび１．５５μｍの光信号が光ファイバ２２１−１Ａから光導波路２０２に入射し、波長１．５５μｍの光信号が誘電体多層膜フィルタ２０５で反射して光導波路２０３から光ファイバ２２１−２Ａに出射される。また、波長１．３μｍの光信号は、誘電体多層膜フィルタ２０５を透過して光導波路２０９から光ファイバ２２１Ｂに出射される。このように、光合分波モジュールは、波長多重された１．３μｍおよび１．５５μｍの光信号を分波する。
【００３４】
次に、図４〜７を参照して、本実施例による光合分波モジュールの作製手順の一例について説明する。図４（ａ）は、シリコン基板上に形成された複数のチップを示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ部を拡大した平面図である。光導波２０２、２０３および２０９を備えた平面光回路２０１がチップとして厚さ１ｍｍのシリコン基板２１１上に形成される。平面光回路上で、導波路２０２と導波路２０９は対向し、導波路２０３は、導波路２０２または導波路２０９と交差部２１０で交わるように配置されている。図４（ｂ）に示したチップの拡大図では、導波路２０２、２０３および２０９が便宜上、繋がっているように図示してあるが、交差部２１０の溝が形成される部分は必ずしも連続である必要はない。
【００３５】
次に、導波路２０２、２０３および２０９のコアが露出するように、連続して配置されているチップを機械加工によって短冊状に切り出す。切り出した短冊の各チップの交差部２１０に、機械加工によって、導波路のコアが露出するように溝２０４を形成する。次いで、溝２０４に、誘電体多層膜フィルタ２０５を挿入し、第１の接着剤２１３で固着する。この状態を図５に示す。図５（ａ）は、このようにして作製した短冊２２３を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＹ部を拡大した平面図である。
【００３６】
本実施例では、誘電体多層膜フィルタ２０５は、波長１．３μｍの光を透過し、波長１．５５μｍの光を反射するものを使用している。また、挿入する誘電体多層膜フィルタ２０５の大きさを幅２５μｍ、高さ１ｍｍ、長さ２ｍｍとし、溝２０４のサイズは幅３０μｍ、深さ２００μｍとした。
【００３７】
また、本実施例では、第１の接着剤２１３として、紫外線硬化型エポキシ系接着剤を使用した。しかし、第１の接着剤は、用途や目的に応じて、様々なものから選択することができる。したがって、熱硬化型のものや、化学反応性のものを適用することもできる。例えば、シリコーン系、ポリウレタン樹脂系、ポリビニルアセタール系接着剤などである。
【００３８】
次に、図６（ａ）に示すように凹部２１９を有するガラス製の保護部材２１５を短冊２２３の上に被せ第２の接着剤で固着する。保護部材２１５は、凹部２１９が誘電体多層膜フィルタ２０５を収容するように構成され、第２の接着剤２１４は、第１の接着剤２１３に重なり、凹部２１９内のチップ表面を覆って保護部材２１５に接着するように滴下される。図６（ｂ）に、保護部材２１５を短冊２２３に固着した状態を示す。また、図７に、図６（ｂ）の線分Ｃ−Ｃ’での断面図を示す。
【００３９】
図７に示すように、誘電体多層膜フィルタ２０５は、第１の接着剤２１３によって溝２０４に固定され、保護部材２１５の凹部２１９に収容されている。保護部材を短冊に接着する第２の接着剤２１４の量は、誘電体多層膜フィルタ２０５に触れず、第１の接着剤２１３に重なるように調整されている。これは、第２の接着剤の硬度が高いため、フィルタに触れていると、接着剤の硬化時に発生する応力によって誘電体多層膜フィルタの特性を劣化させる可能性があるためである。また、保護部材の凹部２１９には、第２の接着剤の液だめとして面取り部２２７を設けてもよい。これにより、第２の接着剤と保護部材の接着性がよくなるだけでなく、第２の接着剤の量が調整しやすくなる。このように、第２の接着剤２１４を保護部材２１５の接着と、誘電体多層膜フィルタ２０５の保護の両方に使用することにより、工程数の削減および作製時間の短縮が可能となる。
【００４０】
本実施例では、第２の接着剤２１４として、紫外線硬化型エポキシ系接着剤を使用したが、導波路との接着強度および外力から光素子を保護するための硬度を有する接着剤であれば、用途や目的に応じて、様々なものから選択することができる。例えば、フェノール樹脂系、アクリル樹脂系接着剤なども適用することができる。なお、第２の接着剤としては、機械強度を考慮すると第１の接着剤に比べて高い弾性率を有することが望ましい。ただし、一般に光素子は外部応力が印加されると破損したり、特性が劣化するため、第２の接着剤の選択の自由度を阻害しないためには、第２の接着剤が直接光素子に触れない構成を実現する必要がある。
【００４１】
また、誘電体多層膜フィルタおよびその接着部が保護部材２１５により保護されているので、その後の実装加工工程およびモジュールとしての実装後に、外部からの力による損傷を防ぐことができるという利点がある。さらに、保護部材２１５の幅は、短冊２２３の幅と概ね一致するように作られており、保護部材２１５は、誘電体多層膜フィルタおよびその接着部を保護するだけでなく、チップの表面および導波路の入出力端部を保護することができる。
【００４２】
なお、保護部材２１５は、入力端面から出力端面までの長さが１５ｍｍで、厚さは１．５ｍｍとした。保護部材２１５に形成された凹部２１９は、第１の接着剤が保護部材２１５の実装に干渉せず、保護部材２１５の機械的強度を確保するために、その内壁から誘電体多層膜フィルタ２０５までの距離Ｌ１およびＬ２が０．１〜５ｍｍの範囲であることが望ましい。ただし、溝２０４に挿入する光素子の種類によっては、距離Ｌ１およびＬ２が５ｍｍ以上であってもよい。また、距離Ｌ１およびＬ２は、必ずしも等しくする必要はない。
【００４３】
保護部材２１５の材質は、基板２１１と同じものが好ましいが、概ね等しい膨張係数を有する材料であれば十分に使用可能である。例えば、基板がシリコンであれば、保護部材には、ホウ珪酸ガラス、アルミナ、チタン、タングステンおよびこれらの合金などを使用することができる。また、石英基板であれば、保護部材に石英、コバールなどを使用することができる。
【００４４】
保護部材２１５を実装後、導波路２０２、２０３、２０９の入出力端面が斜め８度になるように、短冊２２３を研磨した後、チップごとに機械加工によって切り出す。最後に、図３（ａ）および（ｂ）に示したように、チップの入出力端に光ファイバアレイ２２０Ａおよび２２０Ｂを接続して、光合分波モジュールとする。
【００４５】
本実施例で作製した光合分波モジュールを８５℃８５％Ｒｈで５０００時間の湿熱試験にかけた結果、光合分波特性に劣化がないことを確認した。
【実施例３】
【００４６】
図８に、本発明の第３の実施例に係る光送受信モジュールを示す。図８（ａ）は、光送受信モジュールの斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の線分Ｄ−Ｄ’での断面図である。本実施例に係る光送受信モジュールは、光信号を送受信する機能を有する平面光回路アセンブリ３００と、平面光回路アセンブリ３００に接続する光ファイバを備えた光ファイバアレイ３２０とを備えている。平面光回路アセンブリ３００は、導波路３０２、３０３および３０９が形成された平面光回路３０１と、平面光回路に実装された誘電体多層膜フィルタ３０５と、平面光回路に実装されたレーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８と、平面光回路の入出力端部を保護する保護部材３１５とから構成されている。
【００４７】
平面光回路３０１は、シリコン基板３１１上に形成されたコアと、このコアを包み込むように形成され、コアよりも屈折率の低いクラッド３１２とから構成された３つの入出力光導波路３０２、３０３、３０９およびＹ分岐３０６を備えている。平面光回路３０１には、これら光導波路の交差部に、導波路のコアが露出するように溝３０４が形成されている。この溝３０４には、特定の波長の光を反射し、特定の波長の光を透過する誘電体多層膜フィルタ３０５が挿入され、第１の接着剤３１３および第２の接着剤３１４で固定されている。また、平面光回路３０１には、Ｙ分岐３０６で分岐された光導波路の一部をコアが露出するように除去したシリコンテラス３２４が形成されている。このシリコンテラスには、光導波路のコアと光学的に結合するようにレーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８が設置され、ハンダ３２６と、第１の接着剤３１３および第２の接着剤３１４とで固定されている。
【００４８】
光ファイバアレイ３２０は、光ファイバ３２１−１および３２１−２をそれぞれ導波路３０２および３０３に光学的に結合するように平面光回路アセンブリ３００に接続されている。光ファイバアレイ３２０は、ガラスＶ溝に光ファイバ３２１−１および３２１−２をそれぞれ整列配置して固定し、光ファイバの被覆部をファイバ固定用の接着剤３２２でガラスＶ溝に固着して作製されている。
【００４９】
この光送受信モジュールは、特許文献１に示されたものと同様に、波長多重された光信号を送受信する光送受信モジュールとして機能する。
【００５０】
次に、本実施例による光送受信モジュールの作製手順の一例について説明する。先ず、平面光回路３０１のシリコン基板３１１上に、機械加工により、溝３０４およびシリコンテラス３２４を形成する。形成したシリコンテラスの上に薄膜ハンダ３２６を作製し、レーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８を位置決めする。その後、ハンダ３２６をリフローして、レーザダイオードおよびフォトダイオードを固定する。
【００５１】
次に、Ｙ分岐３０６で分岐された導波路と、レーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８との間に、結合損失を低減するため、第１の接着剤３１３を充填する。第１の接着剤が硬化した後、第１の接着剤３１３と、クラッド３１２およびシリコンテラス３２４の表面に重なるように第２の接着剤３１４を塗布する。これにより、第１の接着剤とクラッドおよびシリコンテラスの界面から侵入する水分を防ぎ、レーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８の特性の劣化を防止することができる。しかし、第２の接着剤２１４は、レーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８に触れないように塗布する量を調整している。第２の接着剤がレーザダイオード３０７およびフォトダイオード３０８に触れていると、第２の接着剤の硬化時に発生する応力などによって、レーザダイオードおよびフォトダイオードの特性を劣化させる可能性があるためである。なお、本実施例では、第１の接着剤３１３として、シリコーン接着剤を、第２の接着剤として、エポキシ系接着剤を使用した。なお、第２の接着剤としては、機械強度を考慮すると第１の接着剤に比べて高い弾性率を有することが望ましい。ただし、一般に光素子は外部応力が印加されると破損したり、特性が劣化するため、第２の接着剤の選択の自由度を阻害しないためには、第２の接着剤が直接光素子に触れない構成を実現する必要がある。
【００５２】
溝３０４には、誘電体多層膜フィルタ３０５が挿入され、第１の接着剤３１３で固定した後、さらに第１の接着剤３１３とクラッド３１２の表面に重なるように第２の接着剤３１４を塗布し、硬化する。
【００５３】
次に、平面光回路アセンブリ３００の入出力端部に保護部材３１５を接着剤で固定し、入出力導波路３０２および３０３の端面を斜めに研磨し、最後に、平面光回路アセンブリ３００の入出力端面に光ファイバアレイ３２０を接続し、光送受信モジュールを完成する。
【００５４】
本実施例により作製した光送受信モジュールを８５℃８５％Ｒｈで５０００時間の湿熱試験にかけた結果、光送受信特性に劣化がないことを確認した。
【００５５】
以上、本発明について、いくつかの実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施例は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施例は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施例に係るアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの構成の一例を示す模式図であり、図１（ａ）はＡＷＧモジュールの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の線分Ａ−Ａ’での断面図である。
【図２】図１（ｂ）の波長板が接合された部分を拡大した断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る光合分波モジュールの構成の一例を示す模式図であり、図３（ａ）は光合分波モジュールの保護部材の一部を破断した平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の線分Ｂ−Ｂ’での断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る光合分波モジュールの作製手順の一例を説明するための模式図であり、図４（ａ）はシリコン基板上に形成された複数のチップを示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＸ部を拡大した平面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る光合分波モジュールの作製手順の一例を説明するための模式図であり、図５（ａ）はシリコン基板から短冊状に切り出し、誘電体多層膜フィルタを実装したチップを示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＹ部を拡大した平面図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る光合分波モジュールの作製手順の一例を説明するための模式図であり、図６（ａ）は短冊状のチップに保護部材を被せる様子を示す斜視図であり、図６（ｂ）は短冊状のチップに保護部材を被せた状態を示す斜視図である。
【図７】図６（ｂ）の線分Ｃ−Ｃ’での断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係る光送受信モジュールの構成の一例を示す模式図であり、図８（ａ）は光送受信モジュールの斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の線分Ｄ−Ｄ’での断面図である。
【図９】従来技術による光送受信モジュールの構成の一例を示す模式図であり、図９（ａ）は光送受信モジュールの平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の線分Ｅ−Ｅ’での断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  平面光波回路アセンブリ
２，３，９  光導波路
２Ａ，３Ａ  入出力ポート
４  溝
５  誘電体多層膜フィルタ
６  Ｙ分岐
７  レーザダイオード
８  フォトダイオード
１１  シリコン基板
１２  クラッド層
１３  接着剤
２０  光ファイバアレイ
２１−１，２１−２  光ファイバ
１００  平面光回路アセンブリ
１０１  平面光回路
１０２，１０３  光導波路
１０４  溝
１１１  シリコン基板
１１２  クラッド
１１３  第１の接着剤
１１４  第２の接着剤
１１５Ａ，１１５Ｂ  保護部材
１１６Ａ，１１６Ｂ  スラブ導波路
１１７  アレイ導波路１１７
１１８  波長板
１２０Ａ，１２０Ｂ  光ファイバアレイ
１２１Ａ，１２１Ｂ  光ファイバ
１２２  接着剤
２００  平面光回路アセンブリ
２０１  平面光回路
２０２，２０３，２０９  光導波路
２０４  溝
２０５  誘電体多層膜フィルタ
２１０  交差部
２１１  シリコン基板
２１２  クラッド
２１３  第１の接着剤
２１４  第２の接着剤
２１５  保護部材
２１９  凹部
２２０Ａ，２２０Ｂ  光ファイバアレイ
２２１−１Ａ，２２１−２Ａ，２２１Ｂ  光ファイバ
２２２  接着剤
２２３  短冊
２２７  面取り部
３００  平面光回路アセンブリ
３０１  平面光回路
３０２，３０３，３０９  入光導波路
３０４  溝
３０５  誘電体多層膜フィルタ
３０６  Ｙ分岐
３０７  レーザダイオード
３０８  フォトダイオード
３１１  シリコン基板
３１２  クラッド
３１３  第１の接着剤
３１４  第２の接着剤
３１５  保護部材
３２０  光ファイバアレイ
３２１−１，３２１−２  光ファイバ
３２２  接着剤
３２４  シリコンテラス
３２６  ハンダ
【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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