(57)【要約】      （修正有）【課題】光素子の搭載実装において、光素子とのアライメントを行う際に、高精度に実装を行うための構造を備えた光導波路部品を提供する。【解決手段】基板４上に、アンダークラッドと、コアと、オーバークラッドとが積層されて形成された光導波路を備え、コアを調芯した状態で光素子との間で信号光の入出力を行う光導波路部品１であって、光導波路は、光信号用導波路１０と、調芯用の光を入力する調芯用入力導波路１１ａと、調芯用の光を出力する調芯用出力導波路１１ｂと、調芯用入力導波路に入力された光を調芯用出力導波路へ伝搬する折り返し導波路１１ｃとを含み、光信号用導波路の一端部と、調芯用入力導波路と、調芯用出力導波路とが光導波路部品の光導波路端部の同じ面内に形成されている。【選択図】図３
2019045832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、アンダークラッドと、コアと、オーバークラッドとが積層されて形成された光導波路を備え、前記コアを調芯した状態で光素子との間で信号光の入出力を行う光導波路部品であって、
前記光導波路は、光信号用導波路と、調芯用の光を入力する調芯用入力導波路と、調芯用の光を出力する調芯用出力導波路と、調芯用入力導波路に入力された光を調芯用出力導波路へ伝搬する折り返し導波路とを含み、
前記光信号用導波路の一端部と、前記調芯用入力導波路と、前記調芯用出力導波路とが前記光導波路部品の光導波路端部の同じ面内に形成されていることを特徴とする光導波路部品。
【請求項２】
調芯用の光を入力する調芯用入力導波路は、前記光導波路端部に向けて幅広となるテーパー構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路部品。
【請求項３】
前記調芯用入力導波路と、前記調芯用出力導波路と、該調芯用入力導波路および調芯用出力導波路に対応した折り返し導波路との組み合わせが２つ以上設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路部品。
【請求項４】
前記折り返し導波路は、前記調芯用入力導波路から入力された光を、前記光信号用導波路に光結合する光カプラ回路が形成され、該光カプラ回路が形成された光信号用導波路は前記調芯用出力導波路を兼ねていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光導波路部品。
【請求項５】
前記光導波路部品の光導波路端部は、ミラーを有する傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光導波路部品。
【請求項６】
請求項３に記載の光導波路部品におけるコアの調芯方法であって、
同軸落射型顕微鏡からの照射光を、前記光導波路部品の端面に向けて照射するステップと、
前記同軸落射型顕微鏡の視野を、前記調芯用入力導波路と前記調芯用出力導波路との両方が入るように調整しながら前記同軸落射型顕微鏡の対物レンズのフォーカスを前記光導波路部品の端面に合わせるステップと、
前記同軸落射型顕微鏡の対物レンズを介して前記光導波路部品の端面の画像を取得しながら、前記対物レンズに対する前記前記光導波路部品の回転角度を調整するステップと、
２つの調芯用出力導波路のコアの明るさが最も明るくなった位置に、前記対物レンズに対する前記光導波路部品の回転角度を固定するステップと、を含むことを特徴とするコアの調芯方法。
【請求項７】
ミラーを有する傾斜面に形成された光導波路端部を有する請求項３に記載の光導波路部品においてコアを調芯して光素子を固定する光素子の実装方法であって、
同軸落射型顕微鏡からの照射光を、前記光導波路部品の前記基板と反対側の表面である第１の面に向けて照射するステップと、
前記同軸落射型顕微鏡の視野を、前記調芯用入力導波路と前記調芯用出力導波路との両方が入るように調整しながら前記同軸落射型顕微鏡の対物レンズのフォーカスを前記光導波路部品の前記第１の面に合わせるステップと、
前記同軸落射型顕微鏡の対物レンズを介して前記光導波路部品の前記表面の画像を取得しながら、前記対物レンズに対する前記前記光導波路部品の前記第１の面の回転角度を調整するステップと、
２つの調芯用出力導波路のコアの明るさが最も明るくなった位置に、前記対物レンズに対する前記光導波路部品の第１の面の回転角度を固定し、かつ前記対物レンズに対する前記光導波路部品の第１の面の回転角度を特定するステップと、
前記特定した回転角度と、コア、クラッド、空気のそれぞれの屈折率とをスネルの法則に当てはめることで、実際のミラーの角度を算出するステップと、
前記算出したミラー角度に基づいて、設計値のミラー角度に対するミラーの角度誤差を算出するステップと、
前記調芯用出力導波路のコア中心を前記光導波路部品の基準位置に設定して、ミラーの角度誤差調整後の設計位置に光素子を配置することにより、光素子をアライメントするステップと、
前記光素子をアライメントした位置で前記光導波路部品を固定するステップと、を含むことを特徴とする光素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに応用可能な光導波路部品に関し、フォトダイオードやレーザーダイオードなどの光素子を実装する際に用いる光導波路部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ伝送の普及に伴い、多数の光機能素子を高密度に集積する技術が求められており、その一つとして、石英系平面光波回路（以下、ＰＬＣ）が知られている。ＰＬＣは低損失、高信頼性、高い設計自由度といった優れた特徴を有する導波路型光デバイスであり、実際に光通信伝送端における伝送装置には合分波器、分岐・結合器等の機能を集積したＰＬＣが搭載されている。伝送装置内にはＰＬＣ以外の光デバイスとして、光と電気の信号を変換するフォトダイオード（以下ＰＤ）や、レーザーダイオード（ＬＤ）などの光素子も搭載されている。
【０００３】
また、さらなる通信容量の拡大に向けて、光信号処理を行うＰＬＣ等の光導波路と光電変換を行うＰＤ等の光デバイスを集積した高機能な光電子集積型デバイスが求められている。このような集積型光デバイスのプラットフォームとしてＰＬＣは有望であり、ＰＤチップとＰＬＣチップをハイブリッドに集積した光電子集積型デバイスが提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載されている例では、ＰＬＣ導波路の一部の領域に４５度ミラーを設け、その導波路上にＰＤを実装することで、光導波路を伝搬する光をミラーで垂直に光路変換し、ＰＤとの光結合を行う方法が採用されている。このようなＰＬＣ上に光結合用の光路変換ミラー、およびＰＤ等の光素子を実装するデバイス構造は、デバイスの小型化、および光回路の設計自由度の面で利点がある。
【０００４】
さらに近年では、数十ＧＨｚ程度の高速な光素子とＰＬＣを低損失に光結合するために、光素子を高精度に実装することが求められている。
【０００５】
そこで光素子上およびＰＬＣ上に設けられた位置基準マーカーに対し、それらを顕微鏡などで確認しながら設計位置に実装することが行われている。例えば、ＰＬＣの導波路を基準にして、光素子の十字マーカーをアライメントする場合、顕微鏡カメラで得られた画像で導波路中心を認識し、同様に光素子の十字マーカー中心を認識し、導波路に対して十字マーカーが設計位置になるようにして搭載する。また、ＰＬＣの位置基準となる導波路と、光素子の十字マーカーの位置が重なるように設計されている場合には、赤外線顕微鏡で光素子を透過観察しながらアライメントすることも可能である。ＰＬＣ側の位置基準を導波路とすることで、コアやクラッドの製造誤差があったとしても、信号光導波路と同じ面に同時に形成されているため、信号光導波路と位置基準となる導波路の相対的な位置誤差が生じにくいというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０７０３６５号公報
【特許文献２】特願２０１０−１８１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シングルモード導波路のようなコア・クラッド間の屈折率差が小さい導波路の場合、コアとクラッドの境界が見えにくくなり、正確な位置合わせの基準とすることが困難になっている。光素子を高精度に実装するため、ＰＬＣ側の位置基準となる導波路コアを識別しやすくすることが求められている。
【０００８】
導波路コアを識別しやすくする方法として、以下の方法が挙げられる。１つ目の方法では、図１に示すように、ファイバブロック１０４をＰＬＣ１０１の調芯用入力導波路１１１ａに接続し、そこに光を伝搬させて、調芯用出力導波路１１１ｂから光出力する。調芯用出力導波路１１１ｂから光出力されるため、ＰＤを挟んで顕微鏡１０３などで観察するとコアが明るく見えて、コア・クラッド間のコントラストが増加し、コアの識別が容易にできるようになる。しかしながらこの方法では、ファイバブロック１０４を調芯用入力導波路１１１ａに接続するという追加の工程が入るため、実装工程が煩雑になるというデメリットがあり、高スループットな工程を実現するためには不向きである。
【０００９】
２つ目の方法では、図２に示すように、ＰＬＣ１０１の調芯用入力導波路１１１ａに照明光１０５を照射し、導波路に結合する一部の光を調芯用出力導波路１１１ｂへ伝搬させ出力する。ＰＬＣ１０１側の位置基準となる調芯用入力導波路１１１ａが設けられたＰＬＣ１０１の端面に照明を当てることで一部の光が伝搬し、調芯用出力導波路１１１ｂから光出力されコアが明るく見えるようになり、識別が容易になる。しかしながら、この方法では照明光１０５を調芯用入力導波路１１１ａに光結合させるために照明を当てる角度や距離を精密に微調整する必要があり煩雑な工程となってしまう。また照明光１０５は広がってＰＬＣ１０１端面に照射されるため、導波路に結合する光はわずかであり、コアを識別するだけの十分な光量が得られないことがある。
【００１０】
このようにＰＬＣをプラットフォームとした光素子とのハイブリッド集積において、光素子の高精度な実装を実現する上で、コア・クラッド間のコントラストを上げて、ＰＬＣ側の位置基準となる導波路コアを識別しやすくするための簡便な手法が必要とされている。
【００１１】
本発明はこのような問題を鑑みてなされたもので、本発明の課題は、光素子の搭載実装において、光素子とのアライメントを行う際に、高精度に実装を行うための構造を備えた光導波路部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、一実施形態に記載の発明は、基板上に、アンダークラッドと、コアと、オーバークラッドとが積層されて形成された光導波路を備え、前記コアを調芯した状態で光素子との間で信号光の入出力を行う光導波路部品であって、前記光導波路は、光信号用導波路と、調芯用の光を入力する調芯用入力導波路と、調芯用の光を出力する調芯用出力導波路と、調芯用入力導波路に入力された光を調芯用出力導波路へ伝搬する折り返し導波路とを含み、前記光信号用導波路の一端部と、前記調芯用入力導波路と、前記調芯用出力導波路とが前記光導波路部品の光導波路端部の同じ面内に形成されていることを特徴とする光導波路部品である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光ファイバブロックを用いた接続方法を説明する図である。
【図２】照明光を用いた接続方法を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の光導波路部品の接続を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の光導波路部品の部分拡大図である。
【図５】平行出し工程の処理フローを示す図である。
【図６】第２の実施形態の光導波路部品の部分拡大図を示す図である。
【図７】第３の実施形態の光導波路部品の部分拡大図を示す図である。
【図８】第４の実施形態の光導波路部品の接続を説明する図である。
【図９】第４の実施形態の光導波路部品の部分拡大図を示す図である。
【図１０】光素子実装工程の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図３は第１の実施形態の光導波路部品の接続を説明する図であり、図４は第１の実施形態の光導波路部品の部分拡大図である。図４（ａ）は調芯用入出力導波路および信号用導波路を示し、図４（ｂ）は光導波路部品の端面を示している。
【００１６】
本実施形態の光導波路部品１は、図３に示すように、内部に、アンダークラッドと、コアと、オーバークラッドとが積層されて形成された光導波路が形成されたＰＬＣであり、ＰＤやＬＤなどの光素子２との間で、光信号を導波して入出力する光信号用導波路１０の一端部と、調心用の光を入出力する調芯用導波路１１の入出力部（調芯用入力導波路１１ａ、調芯用出力導波路１１ｂ）が、図４（ｂ）に示すように同じ面に形成されている。すなわち、本実施形態の光導波路部品１は、光信号を入出力する光回路を構成する光信号用導波路１０に加えて、調心用の入力導波路１１ａおよび出力導波路１１ｂを設けており、光素子２との間で光信号を入出力する光信号用導波路１０の一端部と、調心用の入力導波路１１ａおよび出力導波路１１ｂが同じ端面に形成されている。調心用導波路１１は、折り返し導波路１１ｃを介して調心用入力導波路１１ａと調心用出力導波路１１ｂとが互いに接続された構成である。
【００１７】
この光導波路部品（ＰＬＣ）１の端面に光素子２を実装するにあたっては、光導波路部品１の端面に対して同軸落射照明をする機能を有するカメラや顕微鏡（同軸落射型顕微鏡３という）などを用いて観察すると、調心用入力導波路１１ａに照明光が入射され、入射された照明光は折り返し導波路１１ｃを介して伝搬して調心用出力導波路１１ｂから出射される。同軸落射照明で対物レンズを介して観察することで照明光が観察エリアに集光されるため、単に照明光を照射するよりも効率的に光導波路に照明光を結合でき、光導波路から出射される光も明るくなり、導波路のコントラストが改善する。このように光導波路部品１の調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂが折り返し導波路１１ｃで接続されて同じ面にあることで、同軸落射照明型顕微鏡３で両導波路が入る視野で観察するだけでコントラストのはっきりしたコア形状を識別し、位置基準とすることができる。このような構成により、調心用導波路のコントラストが改善し、調心用導波路１１を位置基準とした実装を正確に行うことが可能になる。また従来必要であったファイバブロック接続や照明光の精密な調整が不要となる。
【００１８】
因みに、従来の一般的なＰＬＣの断面構造は、ＳｉやＳｉＯ２の基板上に、ＳｉＯ２の薄膜が、アンダークラッドとして約２０μｍ、コアとして３〜１０μｍ、オーバークラッドとして約２０μｍ堆積されている。このような従来の構成では、コア・クラッド間の屈折率差が数％の小型のコアに対し、単純に照明光を照射するだけでははっきりしたコア形状のコントラストを得ることは難しかった。
【００１９】
本実施形態の光導波路部品１はまた、光信号用導波路１０の一端部と調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂが同じ面にあることで、作成誤差などが生じたとしても、それぞれの導波路の相対位置は変わらないため、光導波路部品の表面に位置基準となるマーカーを備えるよりも精度の高い位置合わせが可能となる。
【００２０】
調心用の入力導波路１１ａおよび出力導波路１１ｂは互いに近接している方が、精度よく位置を確認するために高倍率で観察した際の視野に入るものの、あまりに近接すると光が結合してしまい、コア形状のコントラストが劣化するため、少なくともコアサイズの２倍の間隔を確保した導波路レイアウトとすることが望ましい。
【００２１】
また調心用の入力導波路１１ａおよび出力導波路１１ｂの組み合わせを２つ以上設けて位置基準を増やすことが望ましい。調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂを設けることでＰＬＣの位置基準は得られるものの、１つだけでは光素子２との光結合面の、面に垂直な軸まわりの回転方向におけるアライメントが困難であるからである。２つ以上の調心用の入出力導波路の組合せによれば、明るさをモニタしながら最も明るくなるようにＰＬＣ１の設置角度を調整することで、光素子２を搭載する際のＰＬＣ１の平行度を調整でき、精度よく実装することが可能となる。
【００２２】
以上の構成の光導波路部品は、フォトダイオードやレーザーダイオード等の光素子の表面実装に適用可能で、光路変換により光素子との間での光信号入出力を行う際に、低損失な光結合を簡便な工程で実現することができる。
【００２３】
次に、光導波路部品においてコアを調芯する方法を説明する。この方法では、上記と同様の構成の光導波路部品を用い、光導波路部品の調心用出力導波路を位置基準として識別して実装を行った例を挙げて説明する。
【００２４】
光導波路部品として用いるＰＬＣは、図３、４に示すように、４つの光信号用導波路１０、２組の調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂ、２組の調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂにそれぞれ対応する２つの折り返し導波路１１ｃで構成された光導波路が形成されている。またこの光導波路部品１に実装するＰＤ２は、図３に示すように、４つの出力ポート（受光部）２１と２つの調心用基準マーカー２２で構成されている。この光導波路部品の２つの調心用出力導波路１１ｂをＰＬＣ１側の基準とし、ＰＤ２の２つの調心用基準マーカー２２をＰＤ側の基準として、それぞれの位置を識別して設計した位置へ実装することで集積型デバイスが実現できる。
【００２５】
ＰＬＣ１は、サイズが縦１０ｍｍ、横１５ｍｍで、コア径３．５μｍ×３．５μｍ、オーバークラッド膜厚１６．５μｍ、アンダークラッド膜厚２０μｍ、コアとクラッドの屈折率２．５％の導波路がシリコン基板４上に形成された石英系ＰＬＣを用いた。また、図４に示すように、ＰＬＣ１端面には、光信号用導波路１０の一端部と調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂが並んで形成されている。光信号用導波路１０の一端部は５０μｍピッチ間隔、調心用の入出力導波路１１ａ、１１ｂは光信号用導波路１０の一端部から１００μｍの間隔をあけて、５０μピッチでそれぞれレイアウトされている。
【００２６】
図５は平行出し工程の処理フローを示す図である。まず、図５に示す工程によりＰＬＣ１の入出力光の平行出しをおこなう。平行出しは、図３に示すように対物レンズ付きの同軸落射型顕微鏡３で、実装するＰＬＣ１の端面（光信号用導波路１０の一端部側の面）を観察して行う。ハロゲンを光源とする同軸落射型顕微鏡３からの照明光をＰＬＣ１の端面に向けて照射する（Ｓ１）。このとき照明光は、顕微鏡３の光学系を経て対物レンズで集光され顕微鏡の視野の範囲に照射される。さらに、顕微鏡の視野を調心用の入力導波路１１ａおよび出力導波路１１ｂの両方が入るように調整しながら顕微鏡の対物レンズのフォーカスをＰＬＣ１の端面に合わせる（Ｓ２）。フォーカスがＰＬＣ１の端面に合うにことで、調心用の出力導波路のコアがクラッドより明るくなり、位置基準のコアが認識できる。
【００２７】
フォーカスが合った後、対物レンズを介して、顕微鏡３に接続するカメラで画像取得しながら、ＰＬＣ１の回転角度を調整する（Ｓ３）。回転角度の調整は、同軸落射型顕微鏡３の対物レンズに対するＰＬＣ１の端面のあおりを調整することによって行う。具体的には例えば、ＰＬＣ１の端面の面内における直交する２軸まわりにＰＬＣ１を回転させることによりあおりの調整ができる。このとき、コア部の明るさが最も明るくなるように同軸落射型顕微鏡３の対物レンズに対する端面の回転角度を調整することで端面の平行を得る（Ｓ４）。Ｓ４では２つの調芯用出力導波路に対して最も明るくなる（Ｓ４：Ｙｅｓ）ように平行度調整を行なう。Ｓ４では２つの調芯用出力導波路１１ｂに対して最も明るくなる点が一致しない場合には、両者の中間の平行度に設定する。
【００２８】
平行出しが完了した状態で調芯用出力導波路１１ｂのコア中心をＰＬＣ１の基準位置に設定する。この基準位置に対してＰＤ２を設計位置にアライメントする。この際、同軸落射型顕微鏡３として赤外顕微鏡を用いて行うことで、ＰＤ２を透過してアライメントを確認することができる。
【００２９】
図３のようにＰＤ２の外側に調心用入力導波路１１ａがあるようにレイアウトしたため照明光がそのまま入射し、調心用出力導波路１１ｂから出射された光をＰＤ２越しに確認することができる。このとき、実装の設計位置は、ＰＤ２の調心用基準マーカー２２と調心用出力導波路１１ｂのコアが重なる位置としているため、赤外顕微鏡により一致していることを確認できる。その後ＵＶ硬化接着剤を用いてＰＤ２を固定することでＰＤ２をＰＬＣ１に搭載する。
【００３０】
実際にＰＬＣ１の光信号用導波路１０へ光入力して受光感度を確認したところ、ＰＤ２の４つの受光部２１で０．９０±０．０１Ａ／Ｗを確認でき、低損失で均一な光結合が出来ていることを確認した。この光信号用導波路１０からの出力を測定すると、位置ずれによる過剰損失は０．３ｄＢ以下であり、低損失な光結合が出来ていることが分かった。このように本実施形態の光導波路部品を用いることで、簡便に高効率の光結合が出来る実装が可能となり、集積デバイスの高スループットな実装を実現することができるといえる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態の光導波路部品の部分拡大図である。図６（ａ）は調芯用入出力導波路および信号用導波路を示す部分であり、図６（ｂ）は光導波路部品端面を示す部分である。本実施形態では、調心用入力導波路１１ａ’を図６に示すようにテーパー型にしているが、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３２】
この構成によれば、より多くの照明光を結合できるので、導波路コアのコントラストをさらに上げることができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態の光導波路部品の部分拡大図を示す図である。図７（ａ）は調芯用の入出力導波路および信号用導波路を示す部分であり、図７（ｂ）は光導波路部品端面を示す部分である。本実施形態では、図７のように、折り返し導波路１１ｃから光信号用導波路１０へ光結合する光カプラを折り返し導波路１１ｃに設ける構成としているが、その他の構成は第１の実施形態と同様である。この構成によれば、ＰＤ２の実装の際にＰＬＣ１の位置基準とすることができる調心用出力導波路１１ｂを光信号用導波路１０が兼ねることにより実現できる。
【００３４】
このように、光導波路部品と光素子とのハイブリッド集積において、調心用の入出力導波路を、光素子の実装部に設ける工夫により、集積型デバイスの実装におけるより一層の高スループットな工程の実現に貢献する光導波路部品を提供することが可能となる。
【００３５】
（第４の実施形態）
図８は第４の実施形態の光導波路部品の構成例を示す図であり、図９は図８の光導波路部品の部分拡大図である。図９（ａ）は調芯用入出力導波路および信号用導波路を示す部分であり、図９（ｂ）は光導波路部品端部における光導波路の配置関係であり、図９（ｃ）は光導波路端部における表面を示す部分であり、図９（ｄ）は導波路端部の断面を示す部分である。
【００３６】
本実施形態の光導波路部品は、図８、９に示すように、光導波路１０、１１ａ、１１ｂのコア端部が傾斜面１ａに形成され、傾斜面１ａにはミラーを設ける構成としている。傾斜面１ａは、コア端部から出射される光が基板とは反対側（上面側）に反射する角度に形成される。この構成により、光の入出力方向を光導波路部品の上面側にすることができる。ミラーが設けられた傾斜面１ａが形成されている以外は、光導波路部品は第１の実施形態と同様に構成できる。光素子であるＰＤ２は、第１の実施形態とは、その接続位置が異なる。
【００３７】
石英系ＰＬＣはシリコン基板上に形成され、その光導波路のコア端部には傾斜面が形成されている。傾斜面には反射膜としてアルミが蒸着されており、オーバークラッド方向との間で入射または出射されるビームの伝搬方向をコアへと光路変換するためのミラーとして機能する。このとき、基板に対する傾斜面の角度をミラー角度とする。
【００３８】
上記の構造の光導波路部品を作製するプロセスを説明すると、まず適切な工程により作製した石英系ＰＬＣを用意し、特許文献２などの公知の方法でドライエッチングにより深さが導波路より深くなるように傾斜面を形成する。なお、傾斜面の作製方法が、発明の効果を限定するものではないが、ドライエッチングにより作製することで高精度かつ自由度の高いミラーレイアウトが可能となる。続いて傾斜面に対し、蒸着またはスパッタなどにより金やアルミ等の金属を被着させ反射膜とし、ミラーを形成する。このとき、蒸着源、またはスパッタリングターゲットに対して基板表面を傾斜させることで、傾斜面に反射膜が成膜される。ミラーの位置は、ＰＤが設計値に実装されるように、エッチングシフト等を考慮して設定する。
【００３９】
次に、上記のように作製した光導波路部品であるＰＬＣに対し、ＰＤを実装する工程について説明する。まず、図８に示すように対物レンズ付きの同軸落射型顕微鏡３で実装するＰＬＣ１の導波路端部における表面を観察する。同軸落射型顕微鏡３はハロゲンを光源とし、照明光は顕微鏡の光学系を経て対物レンズで集光され顕微鏡の視野の範囲に照射される。同軸落射型顕微鏡３の視野を調心用の入力導波路１１ａおよび出力導波路１１ｂの両方が入るように調整しながらフォーカスをＰＬＣ１の光導波路端面に合わせる。フォーカスを導波路端面に合わせることで、調心用の出力導波路１１ｂのコアがクラッドより明るくなり、位置基準のコアが認識できる。
【００４０】
ここまでは、ＰＬＣ端部に対する同軸落射型顕微鏡の方向が異なる（本実施形態では基板とは反対の上面側）以外は第１の実施形態のＳ１およびＳ２と同様のフローで行われる。
【００４１】
図１０は、光素子実装工程の処理フローを示す図である。本実施形態では、さらに、図１０に示す工程によりミラー誤差を調整しつつＰＬＣ１とＰＤの位置合わせ固定をおこなう。まず第１の実施形態と同様に、同軸落射型顕微鏡３の対物レンズに対するＰＬＣ１の上面（第１の実施形態では端面）のあおりを調整することで、ＰＬＣ１の回転角度を調整することで、形成したミラー角度を確認することができる。最も明るくなったときのＰＬＣ１の回転角度を特定し（Ｓ１１）、この回転角度と、コア、クラッド、空気のそれぞれの屈折率とを用いて、これらをスネルの法則に当てはめることで、実際のミラーの角度を算出する（Ｓ１２）。回転角度は実際のミラー角度を特定するものなので、ミラーが形成された傾斜面１ａの傾斜軸と平行な軸において考えればよい。しかしながら、傾斜面１ａの傾斜軸は必ずしもＰＬＣ１の短手方向の辺と平行とは限らないため、第１の実施形態と同様に、同軸落射型顕微鏡３の対物レンズに対するＰＬＣ１の上面（第１の実施形態では端面）のあおりを調整する（２軸方向の回転を調整する）ことでミラーの角度を算出することができる。
【００４２】
このようにして求めたミラー角度と設計値のミラー角度との誤差であるミラーの角度誤差を求める（Ｓ１３）。このミラーの角度誤差に合わせてＰＤ２の実装位置（傾斜面１ａに対する設計位置からミラーの角度誤差に応じたずれ）を調整することで、ミラー角度誤差が発生したとしても後から調整でき、その結果、高効率な光結合を実現することができる。
【００４３】
次に、ＰＬＣ１の回転角度を０に戻した状態で、調芯用出力導波路１１ｂのコア中心をＰＬＣ１の基準位置に設定し、この基準位置に対してＰＤ２を設計位置（ミラーの角度誤差がない場合）、あるいはミラーの角度誤差調整後の位置（ミラーの角度誤差がある場合）にアライメントする（Ｓ１４）。ミラーの角度誤差調整は、ＰＬＣ１の上面において配置するＰＤ２の位置をずらすことによって、ＰＬＣ１のコアとＰＤ２との間の光がＰＬＣ１のコアに対して平行に接続される位置にすることによってなされる。この際、同軸落射型顕微鏡３として赤外顕微鏡を用いて行うことで、ＰＤ２を透過してアライメントを確認することができる。図８のようにＰＤ２の外側に調心用入力導波路１１ａがあるようにレイアウトしたため、同軸落射型顕微鏡３からの照明光がＰＬＣ１にそのまま入射し、調心用出力導波路１１ｂから出射された光をＰＤ２越しに確認することができる。このとき、実装の設計位置は、ＰＤ２の調心用基準マーカー２２とＰＬＣ１の調心用出力導波路コア１１ｂが重なる位置としているため、赤外顕微鏡により一致していることを確認できる。その後ＵＶ硬化接着剤を用いてＰＤ２をＰＬＣ１に固定する（Ｓ１５）ことで搭載する。
【００４４】
このように本実施形態の光導波路部品を用いることで、簡便に高効率の光結合が出来る実装が可能となり、集積デバイスの高スループットな実装を実現することができるといえる。
【符号の説明】
【００４５】
１  光導波路部品（ＰＬＣ）
１ａ  傾斜面
１１  調心用出力導波路
１０  光信号用導波路
１１ａ  調心用入力導波路
１１ｂ  調心用出力導波路
１１ｃ  折り返し導波路
２  光素子（ＰＤ）
２１  出力ポート（受光部）
２２  調心用基準マーカー
３  同軸落射型顕微鏡
４  基板
１０１  ＰＬＣ
１１１ａ  調芯用入力導波路
１１１ｂ  調芯用出力導波路
１０３  顕微鏡
１０４  ファイバブロック
１０５  照明光
【図１】
2019045832.tif 000003
【図２】
2019045832.tif 000004
【図３】
2019045832.tif 000005
【図４】
2019045832.tif 000006
【図５】
2019045832.tif 000007
【図６】
2019045832.tif 000008
【図７】
2019045832.tif 000009
【図８】
2019045832.tif 000010
【図９】
2019045832.tif 000011
【図１０】
2019045832.tif 000012