(57)【要約】【課題】光デバイス間を、互いの位置関係の制約を抑制した状態で、樹脂による光導波路で端面接続できるようにする。【解決手段】第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２と、光導波路１０３とを備える。光導波路１０３は、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａと、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａとを光接続する。また、光導波路１０３は、光が透過する樹脂からなる樹脂コア１０４より構成され、変形可能とされている。例えば、光導波路１０３は、曲げ方向に変形可能とされている。また、光導波路１０３は、伸縮方向に変形可能とされている。【選択図】  図１
2019074708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光デバイスと、
第２光デバイスと、
前記第１光デバイスの光入出力部と前記第２光デバイスの光入出力部とを光学的に接続する樹脂からなる樹脂コアによる光導波路と
を備え、
前記光導波路は変形可能とされ、
前記第１光デバイスと前記第２光デバイスとの互いの位置関係は変更可能とされている
ことを特徴する光接続構造。
【請求項２】
請求項１記載の光接続構造において、
前記光導波路は、曲げ方向に変形可能とされていることを特徴とする光接続構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の光接続構造において、
前記光導波路は、伸縮方向に変形可能とされていることを特徴とする光接続構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記光導波路は、らせん状の部分、ミアンダ状の部分、屈曲部分の少なくとも１つを備えることを特徴とする光接続構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記第１光デバイスと前記光導波路との接続部分および前記第２光デバイスと前記光導波路との接続部分の各々に、接続の機械的な強度を補強する補強部材を備える
ことを特徴とする光接続構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記光導波路は、前記樹脂コアの周囲を覆うクラッドを備えることを特徴とする光接続構造。
【請求項７】
第１光デバイスの光入出力部の端面および第２光デバイスの光入出力部の端面をそれぞれ第１端面および第２端面とし、前記第１端面および前記第２端面を露光のための露光光の照射方向に対して垂直にかつ前記露光光が照射される側に向けて配置する第１工程と、
前記露光光を照射することにより光硬化樹脂を硬化することで、前記第１端面から前記第２端面にかけて前記光硬化樹脂が光硬化した樹脂コアを形成し、前記第１端面および前記第２端面を前記樹脂コアによる光導波路で光学的に接続する第２工程と、
前記光導波路を変形して前記第１光デバイスと前記第２光デバイスとの互いの位置関係を変更する第３工程と
を備え、
前記光硬化樹脂は、光硬化により光が透過する樹脂となり、
前記光導波路は変形可能とされている
ことを特徴する光接続構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの光デバイスを樹脂による光導波路で接続する光接続構造およびその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークの進展に伴い、光通信用デバイスの集積度を向上させ、光デバイスの小型化が強く求められている。光通信用デバイスとして用いられる光回路では、従来、ガラスをコアとする石英ガラス系からなる平面光波回路（Planar Lightwave Circuit；ＰＬＣ）が広く用いられている。これは、光ファイバとの結合に優れ、材料としての信頼性も高いため、スプリッタ、波長合分波器、光スイッチ、偏波制御素子など光通信用の多種多様な機能素子へ応用されている。
【０００３】
近年では、前述の光回路の小型化に対応するために、コアの屈折率を大きくし、クラッドとの屈折率差を大きくすることで最小曲げ径を小さく設計する高屈折率差の光回路の研究が進んでいる。また、近年では、光の閉じ込めの強いシリコンをコアとしたシリコンフォトニクス技術が進展し、ガラス系よりもより小型な光回路が実現されている。シリコンフォトニクス技術には、電子部品などで一般に用いられているシリコンプロセスが適用できる。
【０００４】
また、透明な高分子重合体などの樹脂からなる樹脂光導波路などもよく知られている。また、光変調素子や波長変換素子、増幅素子としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）などに代表される強誘電体材料をコアとする光回路なども広く利用されている。また、発光素子や受光素子、光変調素子としては、インジウムリン（ＩｎＰ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などに代表されるＩＩＩ−Ｖ族半導体も実用化されており、これらに光の導波機構を有する光回路集積型の発光素子、受光素子、光変調素子なども広く応用がなされている。これら強誘電体系や半導体系の光導波路に関しても、ガラスよりも屈折率が大きいことから、光の閉じ込めが強く、回路の小型化が期待できる。以上をまとめて、単に光デバイスと呼ぶこととする。
【０００５】
上記のような、光デバイスの小型化に合わせて、光導波路の光入出力部の小型化の需要が増大している。従来、石英ガラス系ＰＬＣの光入出力部での光学的な接続（光接続）の例では、光ファイバのクラッド径以下に接続ピッチを小さくできないことから、光回路上で接続ピッチを広げたのちに、光ファイバと光接続することが一般的である。この接続ピッチが制限となり、光入出力部を含めると光デバイス全体が小型化できないという課題がある。このため、光ファイバのクラッド径で制限されるピッチ以下で光接続する技術が求められている。
【０００６】
一般に、上記光ファイバ間、光ファイバと光デバイスとの間、光デバイス同士の間の光接続においては、光デバイスの光軸に直交する接続端面同士を向かい合う状態に配置し、お互いのコア位置の軸ずれがないよう位置決めして光接続するバッドカップリング技術が知られている。他方、光デバイスの光軸に直交する接続端面から出射した光ビームをレンズなどの空間光学系を介して、集光するなどして、再度光デバイスに接続する空間光学系接続なども広く用いられている。
【０００７】
上記のバッドカップリング技術では、必ず光デバイスの光接続面同士を向かい合わせて配置しなければいけないことや、熱膨張係数や導波光のモード径の整合性の観点などから実装上の制約が大きいという課題がある。また、空間光学系結合においても、ビーム径の広がりによる制約や、微小のレンズ、ミラーなどの製造上の制約があり、接続ピッチの小型化や量産性向上に技術限界がある。
【０００８】
上述した限界を打破する技術として、上記素子間を樹脂光導波路で接続する技術が提案されている。例えば、自己形成光導波路を用いた光接続や、非特許文献１に記載のように２光子吸収を用いたナノレベルの光造形技術により、任意の光立体配線パターンを作製し、樹脂内に光を導波させて前記光ファイバ間、光ファイバと光デバイスとの間、および光デバイス同士の間を光学的に接続（光接続）する方法がある。
【０００９】
これは、基板上に樹脂の原材料となるレジスト液などを浸漬させ、レーザからの光ビームをレンズなどにより集光させ、前記光ビームの集光部に２光子吸収を誘起させることにより集光部の樹脂のみを硬化させ、更に、このレーザを走査することにより集光部を任意に動かし、結果として、光造形を行う技術であり、光造形型の３次元プリンタとしても知られている。
【００１０】
特に、２光子吸収を用いた光造形の技術は、よく知られているように、集光サイズが極微小であることから、微小駆動する走査部と組み合わせることにより、ナノレベルの光造形が可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】N. Lindenmann et al., "Photonic wire bonding: a novel concept for chipscale interconnects", Optics Express, vol. 20, no. 16, pp. 17667-17677, 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した光造形による光学的な接続は、作製上の特徴から、形成できる配線パターンに制限がある。光造形では、一度空間上に広がった光ビームをレンズにより集光して対象となる樹脂を光硬化させている。この際に、光ビームを遮る物体がある場合は、造形ができない。例えば、造形起点となる基板から造形用レーザまでの方向を高さとすると、高さ方向の像側、あるいは、物体側にレーザ光を遮る構造物がある場合、その付近では光造形物を形成できないという課題がある。
【００１３】
例えば、図１３に示すように、光ファイバ６０１ａと光ファイバ６０１ｂとを光接続する場合を考える。光造形では、レンズ６０２と造形用レーザビーム６０３による露光系を用い、集光部６０４の樹脂を硬化させることで、樹脂配線を形成する。ここで、光ファイバ６０１ａ，６０１ｂは、光を導波するコア６１１の上下がクラッド６１２，６１３に挾まれている。この場合、造形用レーザビーム６０３の照射側から見て、コア６１１の位置は、クラッド６１３よりも深い位置にある。
【００１４】
このため、端面が相対する光ファイバ６０１ａのコア６１１と、光ファイバ６０１ｂのコア６１１とを光接続しようとすると、造形用レーザビーム６０３が上側のクラッド６１３に遮られる。この結果、光ファイバ６０１ａのコア６１１および光ファイバ６０１ｂのコア６１１の端面に直接接続する樹脂の配線パターンが形成できない。
【００１５】
例えば、リブ型光導波路などのように、上側クラッドが空気など、構造物が無い状態、すなわちコアがむき出しになった光デバイスであれば、図１４に示すように、光デバイス７０１ａのコア７０２、および光デバイス７０１ｂのコア７０２の光軸に沿った方向に、樹脂光導波路７０３が形成できる。例えば、光軸に沿った方向に光造形を行い、コア７０２の導波方向に沿って這わせるようにして樹脂を硬化させれば、樹脂光導波路７０３が形成できる。樹脂光導波路７０３を用いることで、コア７０２を導波する導波光のしみ出しによるエバネッセント結合により光接続する断熱的な光回路間の樹脂配線が実現できる。
【００１６】
しかしながら、この光接続は、コアがむき出しになっている場合に適用可能であり、前述のような埋め込み型の光導波路に対応できない。また、エバネッセント結合による光接続では、端面接続に比べて、光の接続損失が大きいという問題があった。
【００１７】
さらに、上記光接続では、光接続の配線形成に求められる精度と、配線パターンの造形サイズの両立に制限があるという問題がある。一般に、上記の光造形においては、露光系あるいは集光部をステージなどで走査しながら造形していく。この、ステージの位置精度は、市販されている高精度なピエゾモータによる駆動の場合、非常に高精度であるが、この精度を担保する可動範囲はサブミリ程度と制限される。このため、２つ以上の光デバイスのコア同士を光接続するうえでは、２つの光デバイス間の光学的な距離を、上記範囲内に収める必要があり、実装上あるいは配線パターンのレイアウト上の制約が大きい。
【００１８】
一方、可動範囲が広いステージを用いると、走査精度誤差が生じ、造形サイズずれ、造形位置ずれなどが生じる。光接続においては、サブミクロン精度の位置決め精度と光配線パターンが求められるため、上述したずれは、大きな接続損失を生むこととなり、光接続の用途に適さない。走査系にガルバノミラーなどを導入するなどにより、上記造形範囲を拡大しながら精度を上げる工夫も可能ではあるが、この場合においても、ピエゾステージなどに比べると精度が落ち、かつ装置が複雑になるなどの欠点がある。
【００１９】
以上に説明したように、従来、光接続に用いる配線パターンとしては、接続される２以上の光デバイスの位置関係が造形領域に制限され、低接続損失を実現する上では、２つの光デバイス間の位置関係に制約があるという問題があった。
【００２０】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、光デバイス間を、互いの位置関係の制約を抑制した状態で、樹脂による光導波路で端面接続できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る光接続構造は、第１光デバイスと、第２光デバイスと、第１光デバイスの光入出力部と第２光デバイスの光入出力部とを光学的に接続する樹脂からなる樹脂コアによる光導波路とを備え、光導波路は変形可能とされ、第１光デバイスと第２光デバイスとの互いの位置関係は変更可能とされている。
【００２２】
上記光接続構造において、光導波路は、曲げ方向に変形可能とされている。
【００２３】
上記光接続構造において、光導波路は、伸縮方向に変形可能とされている。
【００２４】
上記光接続構造において、光導波路は、らせん状の部分、ミアンダ状の部分、屈曲部分の少なくとも１つを備える。
【００２５】
上記光接続構造において、第１光デバイスと光導波路との接続部分および第２光デバイスと光導波路との接続部分の各々に、接続の機械的な強度を補強する補強部材を備えるようにしてもよい。また、光導波路は、樹脂コアの周囲を覆うクラッドを備えるようにしてもよい。
【００２６】
本発明に係る光接続構造の形成方法は、第１光デバイスの光入出力部の端面および第２光デバイスの光入出力部の端面をそれぞれ第１端面および第２端面とし、第１端面および第２端面を露光のための露光光の照射方向に対して垂直にかつ露光光が照射される側に向けて配置する第１工程と、露光光を照射することにより光硬化樹脂を硬化することで、第１端面から第２端面にかけて光硬化樹脂が光硬化した樹脂コアを形成し、第１端面および第２端面を樹脂コアによる光導波路で光学的に接続する第２工程と、光導波路を変形して第１光デバイスと第２光デバイスとの互いの位置関係を変更する第３工程とを備え、光硬化樹脂は、光硬化により光が透過する樹脂となり、光導波路は変形可能とされている。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、第１光デバイスの光入出力部と第２光デバイスの光入出力部とを光学的に接続する樹脂からなる樹脂コアによる光導波路を変形可能としたので、光デバイス間を、互いの位置関係の制約を抑制した状態で、樹脂による光導波路で端面接続できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態１における光接続構造の形成方法を説明するための各工程における状態を示す説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態１における光接続構造の形成方法を説明するための各工程における状態を示す説明図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態１における光接続構造の形成方法を説明するための各工程における状態を示す説明図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３における光接続構造の構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態４における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態４における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態５における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態６における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態６における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態７における光接続構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１３は、光接続構造の形成方法を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、光接続構造の構成を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００３０】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１における光接続構造について、図１を用いて説明する。この光接続構造は、第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２と、光導波路１０３とを備える。第１光デバイス１０１は、例えば、コア１０５を備える光ファイバである。また、第２光デバイス１０２は、例えば、コア１０６と、この周囲のクラッド１０６ａとによる光導波路が基板１０７の上に形成されている平面光波回路デバイスである。
【００３１】
なお、光デバイスは、光を伝搬し、また入出力するデバイスであればよい。例えば、光デバイスは、レーザなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子、光変調器などでもよい。また、光デバイスは、アイソレータ、偏波回転、偏波分離素子、光減衰器などの任意の光機能デバイスであっても当然適用可能である。
【００３２】
光導波路１０３は、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａと、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａとを光学的に接続（光接続）する。また、光導波路１０３は、光が透過する樹脂からなる樹脂コア１０４より構成され、変形可能とされている。例えば、光導波路１０３は、曲げ方向に変形可能とされている。また、光導波路１０３は、伸縮方向に変形可能とされている。なお、実施の形態１では、樹脂コア１０４の周囲の空気をクラッドとしている。
【００３３】
このように構成された実施の形態１における光接続構造では、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係が、変更可能とされている。実施の形態１では、製造初期に、第１端面１２１と第２端面１２２とが同一の方向に向いていた状態より、第１端面１２１と第２端面１２２とが対向する状態に、第１光デバイスと第２光デバイスとの互いの位置関係を変更している。
【００３４】
例えば、第１光デバイス１０１を伝搬してきた光が、光入出力部１０１ａの第１端面１２１において、光導波路１０３に入力される。第１端面１２１において光導波路１０３に入力された光は、光導波路１０３を伝搬し、光入出力部１０２ａの第２端面１２２において、第２光デバイス１０２に入力される。
【００３５】
また、例えば、第２光デバイス１０２を伝搬してきた光は、光入出力部１０２ａの第２端面１２２において、光導波路１０３に入力される。第２端面１２２において光導波路１０３に入力された光は、光導波路１０３を伝搬し、光入出力部１０１ａの第１端面１２１において、第１光デバイス１０１に入力される。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態１における光接続構造の形成方法について、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを用いて説明する。
【００３７】
まず、図２Ａに示すように、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａの第１端面１２１、および第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａの第２端面１２２を、露光のための露光光１５１が照射される方向に向けて配置する。また、第１端面１２１および第２端面１２２は、露光光１５１が照射される方向（露光光１５１の光軸１５２）に対して垂直となるように配置する（第１工程）。この状態で、第１光デバイス１０１および第２光デバイス１０２を固定する。例えば、固定治具を用いて機械的に固定する。また、粘着樹脂やワックスなどにより、固定基板に固定するようにしてもよい。なお、露光光１５１は、レーザなどの光源（不図示）から出射され、レンズなどによる光学系１５３で集光される。
【００３８】
次に、図２Ｂに示すように、露光光１５１を照射することにより光硬化樹脂を硬化することで、第１端面１２１から第２端面１２２にかけて光硬化樹脂が光硬化した樹脂コア１０４を形成する。光硬化樹脂は、光硬化により光が透過し、加えて変形可能な樹脂となるものを用いる。樹脂は、例えば、弾性体であればよい。また、樹脂は、可塑性を有していてもよい。
【００３９】
樹脂コア１０４は、例えば、Ｕ字状に形成する。樹脂コア１０４を形成し、第１端面１２１および第２端面１２２を、樹脂コア１０４による光導波路１０３で光学的に接続する（第２工程）。この工程において、樹脂を形成するための露光学系の軌道は、３Ｄプリンタなどで用いられるいずれの技術でもよく、例えば、第１端面と第２端面の各々から樹脂を積み上げるように形成していき、頂点付近でお互いの樹脂を結合させるなどすればよい。
【００４０】
次に、第１光デバイス１０１および第２光デバイス１０２を固定状態より解放し、光導波路１０３を変形して、図２Ｃに示すように、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係を所望の状態に変更する（第３工程）。図２Ｃに示す例では、第１端面１２１と第２端面１２２とが同一の方向に向いていた状態より、第１端面１２１と第２端面１２２とが対向する状態となるように、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係を変更している。
【００４１】
また、第１光デバイス１０１の光軸と第２光デバイス１０２の光軸とが一致する状態に、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２とを配置してもよい。この状態は、従来のバッドカップリング技術やレンズなどを用いた光接続と同等の位置関係となる。このように互いの位置関係を変更した後、第１光デバイス１０１および第２光デバイス１０２を、を接着剤やはんだ、機械固定などで所定の基盤に固定して実装する。
【００４２】
ここで、上述した第２工程では、第１端面１２１および第２端面１２２を、露光光１５１が照射される方向に向け、かつ、光軸１５２に対して垂直に配置し、樹脂による光導波路１０３の形成を実施する。これらにより、２つの光デバイス間を、樹脂による光導波路１０３で接続する光接続構造を実現している。
【００４３】
上述した樹脂による光導波路１０３の形成工程（第２工程）において、レーザ（露光）とレンズ（光学系）に対し、光造形の起点となる接続端面（第１端面１２１、第２端面１２２）が容易に観察できる。またこの場合、遮蔽物の影響がない。これらのことから、２つの光デバイス間に、高効率かつ微小領域で樹脂光導波路を形成することが可能となる。
【００４４】
次に、光造形の方法について、より詳細に説明する。
【００４５】
第１の方法としては、まず、紫外線（ＵＶ）硬化型の樹脂やＳＵ８などに代表されるフォトレジストの膜を、塗布することで光デバイスの端面に形成する。あるいは、フォトレジストを充填した容器に、光デバイスの端面を浸漬させる。
【００４６】
次に、所定の光学系を介し、光導波路形成用のレーザからのＵＶ光を集光して照射する。この照射位置を走査して、所望とする任意の樹脂光導波路を形成する。ＵＶ光が照射されたフォトレジストは、光硬化するので、照射位置を走査することで、走査の軌跡に沿って樹脂が硬化して樹脂光導波路が形成できる。例えば、光源および光学系を、モータあるいはピエゾステージなどを用いて走査させればよい。
【００４７】
第２の方法としては、レーザとして、光硬化する樹脂が硬化する波長よりも長い波長のフェムト秒レーザを用い、光造形を行う方法がある。この方法では、集光することで一定の光強度とされた箇所に、非線形効果により、樹脂が硬化する波長の２光子吸収を発生させる。この２光子吸収が発生する集光箇所を、前述同様に走査することで、樹脂光導波路を形成する。この方法によれば、よく知られているように、高精度、かつ、ナノレベルの光造形を行うことが可能である。
【００４８】
上述したように、光硬化により造形したのちに、未硬化領域の樹脂を除去すれば、樹脂光導波路が形成できる。なお、ここで、樹脂としては、伝搬距離が微小ではあるが、光デバイスに入出力する光の波長において、透過率が高いことが好ましい。
【００４９】
樹脂光導波路（樹脂コア）は、光を伝搬するサイズ（径）であれば、任意であるが、空気層をクラッド層にシングルモードとして伝搬する径であることが、接続損失の低減と曲げロスの低減の観点から好ましい。このシングルモードの条件は、樹脂の屈折率から計算することが可能である。更に、微小曲げを行う観点から、樹脂コアの径は小さいほど好ましい。上記２点の観点から、樹脂コアの径は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下であると良い。
【００５０】
ところで、光造形を実施する装置の精度上、第１端面の中心部と第２端面の中心部との距離は、０．３ｍｍ以下の状態とするとよい。光造形を行う装置の操作を行うステージの位置精度は、市販されている高精度なピエゾモータによる駆動の場合、非常に高精度であるが、その精度を担保する可動範囲は０．３ｍｍ程度である。このため、上述した距離は、装置の位置精度の範囲とした方がよい。この精度保障の可動範囲によって決定される第１端面の中心部と第２端面の中心部との距離により、樹脂コアの折り返し部の曲率を任意に決めることができる。
【００５１】
ところで、光造形は、図３に示すように、第１端面１２１および第２端面１２２が、同一の平面１２３上に配置された状態で実施するとよい。この構成とすることで、樹脂コア１０４を形成するための光造形の起点/終点となる第１端面１２１，第２端面１２２が、更に容易に観察可能となる。
【００５２】
一般に、光造形の起点/終点は、光学系による焦点位置を、観察により決定する。前述した実施の形態１では、第１端面１２１と第２端面１２２とで、焦点位置が異なることになり、焦点位置を各々決定することになる。これに対し、上述したように、第１端面１２１と第２端面１２２とを同一の平面１２３に配置すれば、焦点位置がほぼ同じであり、第１端面と第２端面の各々から樹脂を積み上げながら形成していく場合などにおいては、より容易に樹脂コア１０４の光造形ができるようになる。
【００５３】
第１端面１２１および第２端面１２２の位置については、機械的な実装精度で、ほぼ同一の高さとなるように配置すればよい。あるいは、より高精度に第１端面１２１および第２端面１２２の位置を決定するために、第１光デバイス１０１および第２光デバイス１０２を固定（実装）した後に、ダイシング加工あるいは、研磨加工により、第１端面１２１および第２端面１２２の位置が、より高い精度で同一となるように加工してもよい。この後に、前述と同様に、光造形を行うことで、より簡易に樹脂コア１０４が形成できるようになる。
【００５４】
以上に説明したように、実施の形態１によれば、光導波路１０３の形成では、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２とを光造形に適した配置関係とし、実装などにおいて所望とする位置関係に第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２とを配置させることができる。実施の形態１によれば、光導波路１０３を形成した後で、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との配置を決定している。従って、光導波路１０３が光造形できない位置関係であっても、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２とを配置させることが容易である。このように、実施の形態１によれば、光デバイス間を、互いの位置関係の制約を抑制した状態で、樹脂による光導波路で端面接続できる。
【００５５】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２における光接続構造について、図４，図５を参照して説明する。この光接続構造は、第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２と、光導波路１０３ａとを備える。第１光デバイス１０１は、例えば、コア１０５を備える光ファイバである。また、第２光デバイス１０２は、例えば、コア１０６と、この周囲のクラッド１０６ａとによる光導波路が基板１０７の上に形成されている平面光波回路デバイスである。
【００５６】
光導波路１０３ａは、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａと、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａとを光学的に接続（光接続）する。また、光導波路１０３ａは、光が透過する樹脂からなる樹脂コア１０４より構成され、変形可能とされ、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係が、変更可能とされている。上述した構成は、前述した実施の形態１と同様である。
【００５７】
図４に示す光接続構造は、樹脂コア１０４の一部にループ構造（らせん状の部分）を備える光導波路１０３ａとしている。このようにループ構造を備えることで、光導波路１０３ａが、より容易に変形可能となる。例えば、光導波路１０３ａを９０°屈曲した状態とすることで、図５に示すように、第１端面１２１と第２端面１２２の各々が、互いに直交する方向を向くように、第１光デバイスと第２光デバイスとの互いの位置関係が変更できる。また、光導波路１０３ａを、ほぼ直線状態に変形した後、９０°屈曲した状態に変形することも可能である。
【００５８】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３における光接続構造について、図６を参照して説明する。この光接続構造は、複数の第１光デバイス１０１と、複数の光導波路（不図示）を備える第２光デバイス１０２’と、複数の光導波路１０３とを備える。第１光デバイス１０１は、前述した実施の形態１と同様の光ファイバであり、基盤２０１の上に配列されている。
【００５９】
第２光デバイス１０２’は、例えばシリコン基板上に堆積して形成された石英ガラス薄膜からなる平面光波回路である。また、第２光デバイス１０２’は、導波機構を有する光導波路デバイスであれば、これに限らない。例えば、基板や光導波路として、石英ガラスの他、有機物からなる樹脂や、Ｓｉ、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）などの半導体あるいは化合物半導体光導波路、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）、周期的分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）などの誘電体を用いてもよい。
【００６０】
また、第２光デバイス１０２’は、信号を処理するための各種信号処理光回路や、発光・受光・変調・制御などするための各種光機能素子が集積されていてもよい。光デバイスは、この接続部（接続端面）にその特徴を有するのであって、光デバイスの回路構成や回路の機能によらない。
【００６１】
実施の形態３では、各第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２’の対応する光導波路との各々が、光導波路１０３により光接続されている。このように、複数の光導波路を有する光デバイスに対して、各々の光導波路と接続されるような複数の光ファイバアレイを個別に接続したような光接続構造も実現可能である。
【００６２】
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４における光接続構造について、図７，図８を参照して説明する。この光接続構造は、第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２と、光導波路１０３ｂとを備える。第１光デバイス１０１は、例えば、コア１０５を備える光ファイバである。また、第２光デバイス１０２は、例えば、コア１０６と、この周囲のクラッド１０６ａとによる光導波路が基板１０７の上に形成されている平面光波回路デバイスである。
【００６３】
光導波路１０３ｂは、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａと、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａとを光接続する。また、光導波路１０３ｂは、光が透過する樹脂からなる樹脂コア１０４より構成され、変形可能とされ、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係が、変更可能とされている。上述した構成は、前述した実施の形態１と同様である。
【００６４】
図７に示す光接続構造は、樹脂コア１０４の一部に螺旋構造１３１を備える光導波路１０３ｂとしている。このように螺旋構造１３１を備えることで、光導波路１０３ｂが、より容易に変形可能となる。また、図７に示すように、光導波路１０３ｂの途中に２つの螺旋構造１３１を設けるようにしてもよく、図８に示すように、光導波路１０３ｂの途中に１つの螺旋構造１３１を設けるようにしてもよい。なお、図７では、第１端面１２１および第２端面１２２が、同一の平面１２３上に配置された状態に、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２とを配置している。また、図８では、第１端面１２１と第２端面１２２とが対向する状態に、第１光デバイスと第２光デバイスとを配置している。螺旋構造１３１を設けることで、光導波路１０３ｂが、曲げ方向に加えて伸縮方向に変形可能となる。
【００６５】
［実施の形態５］
次に、本発明の実施の形態５における光接続構造について、図９を参照して説明する。この光接続構造は、第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２と、光導波路１０３ｃとを備える。第１光デバイス１０１は、例えば、コア１０５を備える光ファイバである。また、第２光デバイス１０２は、例えば、コア１０６と、この周囲のクラッド１０６ａとによる光導波路が基板１０７の上に形成されている平面光波回路デバイスである。
【００６６】
光導波路１０３ｃは、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａと、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａとを光接続する。また、光導波路１０３ｃは、光が透過する樹脂からなる樹脂コア１０４より構成され、変形可能とされ、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係が、変更可能とされている。上述した構成は、前述した実施の形態１と同様である。
【００６７】
図９に示す光接続構造は、樹脂コア１０４の一部にミアンダ状の構造を備える光導波路１０３ｃとしている。このようにミアンダ構造を備えることで、光導波路１０３ｃが、より容易に変形可能となる。ミアンダ構造は、光導波路１０３ｃの途中に２つ設けるようにしてもよく、光導波路１０３ｃの途中に１つ設けるようにしてもよい。ミアンダ構造を設けることで、光導波路１０３ｃが、曲げ方向に加えて伸縮方向に変形可能となる。
【００６８】
［実施の形態６］
次に、本発明の実施の形態６における光接続構造について、図１０を用いて説明する。この光接続構造は、第１光デバイス１０１と、第２光デバイス１０２と、光導波路１０３とを備える。第１光デバイス１０１は、例えば、コア１０５を備える光ファイバである。また、第２光デバイス１０２は、コア１０６と、この周囲のクラッド１０６ａとによる光導波路が基板１０７の上に形成され、この光導波路に活性部および共振器を備えるよく知られた光導波路型レーザ素子である。また、基板１０７は、レーザ発振波長を安定化するための温調装置１０９の上に配置されている。
【００６９】
この場合、基板１０７は、ＩｎＰ基板やシリコン基板である。このような基板１０７の上に、結晶成長あるいは貼りあわせられたＩＩＩ−Ｖ族の半導体層からなる分布帰還型（Distributed Feedback：ＤＦＢ）レーザや、回折格子構造などを集積した分布反射型（Distributed Bragg Reflector:ＤＢＲ）レーザが設けられている。例えば１．３μｍ近傍や１．５５μｍ近傍で単一モード発振するＩｎＰ系の半導体を活性層とした半導体レーザである。
【００７０】
このような半導体レーザによる光導波路型レーザ素子では、電流注入により閾値以上の電流で発振してレーザ光を出力し、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａの端面から出射し、光導波路１０３を伝搬し、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａより光ファイバに入射し、他端の光出力部より出力される。なお、第２光デバイス１０２の半導体レーザには、図示していないが、ワイヤボンディングあるいはフリップチップ接続などにより電源あるいはドライバ回路などが接続されている。
【００７１】
実施の形態６においても、光導波路１０３は、第１光デバイス１０１の光入出力部１０１ａと、第２光デバイス１０２の光入出力部１０２ａとを光学的に接続（光接続）する。また、光導波路１０３は、光が透過する樹脂からなる樹脂コア１０４より構成され、変形可能とされている。例えば、光導波路１０３は、曲げ方向に変形可能とされている。また、光導波路１０３は、伸縮方向に変形可能とされている。
【００７２】
上述した構成に加え、実施の形態６では、第１光デバイス１０１と光導波路１０３との接続部分、および第２光デバイス１０２と光導波路１０３との接続部分の各々に、接続の機械的な強度を補強する補強部材１０８を備える。例えば、光導波路１０３が弾性体の場合、第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との配置関係を変更するために光導波路１０３を変形させると、接続部に応力が加わり、破損する場合が発生する。このような破損などを抑制するために、補強部材１０８を設けて機械的な接続強度を補強する。補強部材１０８により物理的な径を大きくすることで接続面積を増やし、接続端面との密着力を大きくさせる。このように密着力を大きくすることで、より安定に第１光デバイス１０１と第２光デバイス１０２との互いの位置関係を所望の状態に変更できるようになる。
【００７３】
なお、補強部材１０８は、樹脂コア１０４からなる光導波路１０３の母材と同一の材料で、樹脂コア１０４を形成するときに同時に形成すればよい。また、樹脂コア１０４を形成した後に、接続端面の根元付近を覆うように異なる樹脂を別途に塗布し、これを硬化するなどして固定して補強部材１０８としてもよい。また、接続部における樹脂コア１０４の全周を覆うような構成とせずとも、タワーの補強などのようによく知られるトラス構造を組み合わせ、樹脂コア１０４を中空につるすように補強してもよい。
【００７４】
また、図１１に示すように、光導波路１０３が、樹脂コア１０４の周囲を覆うクラッド１１０を備えるようにしてもよい。例えば、可塑性を有して樹脂コア１０４より小さい屈折率の樹脂からクラッド１１０を構成すればよい。クラッド１１０を形成することで、樹脂コア１０４の機械的な強度が補強できるようになる。
【００７５】
［実施の形態７］
次に、本発明の実施の形態７における光接続構造について、図１２を参照して説明する。この光接続構造は、複数の光導波路１１１を備える第１光デバイス１０１’と、複数の光導波路１１１を備える第２光デバイス１０２’と、複数の光導波路１０３ｂとを備える。光導波路１０３ｂは、実施の形態４と同様に、一部に螺旋構造を備える。
【００７６】
第１光デバイス１０１’および第２光デバイス１０２’は、例えばシリコン基板上に堆積して形成された石英ガラス薄膜からなる平面光波回路である。また、第２光デバイス１０２’は、導波機構を有する光導波路デバイスであれば、これに限らない。例えば、基板や光導波路１１１として、石英ガラスの他、有機物からなる樹脂や、Ｓｉ、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）などの半導体あるいは化合物半導体光導波路、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）、周期的分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）などの誘電体を用いてもよい。
【００７７】
また、第１光デバイス１０１’および第２光デバイス１０２’は、信号を処理するための各種信号処理光回路や、発光・受光・変調・制御などするための各種光機能素子が集積されていてもよい。光デバイスは、この接続部（接続端面）にその特徴を有するのであって、光デバイスの回路構成や回路の機能によらない。
【００７８】
実施の形態７では、第１光デバイス１０１’と、第２光デバイス１０２’の対応する光導波路１１１との各々が、螺旋構造を備える光導波路１０３ｂにより光接続されている。このように、複数の光導波路を有する光デバイスに対して、各々の光導波路と接続されるような複数の光ファイバアレイを個別に接続したような光接続構造も実現可能である。
【００７９】
また、実施の形態７によれば、光導波路１０３ｂが螺旋構造を備えて変形可能とされているので、各光導波路１０３ｂの光導波路長を一定としても、各々複数の光導波路１１１を備える第１光デバイス１０１’と第２光デバイス１０２’との配置関係が、変更可能である。例えば、図１２に示すように、各光デバイスの平面を共通とした状態で、第１光デバイス１０１’の入出力端面と第２光デバイス１０２’の入出力端面とが、直角となる場合、接続する入出力端の間隔が異なることになる。しかしながら、螺旋構造を備えて変形可能な光導波路１０３ｂを用いることで、各光導波路長を一定とすることが可能となり、ポート間のロス差も軽減することが可能となる。
【００８０】
以上に説明したように、本発明によれば、第１光デバイスの光入出力部と第２光デバイスの光入出力部とを光学的に接続する樹脂からなる樹脂コアによる光導波路を変形可能としたので、光デバイス間を、互いの位置関係の制約を抑制した状態で、樹脂による光導波路で端面接続できるようになる。
【００８１】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００８２】
１０１…第１光デバイス、１０１ａ…光入出力部、１０２…第２光デバイス、１０２ａ…光入出力部、１０３…光導波路、１０４…樹脂コア、１０５…コア、１０６…コア、１２１…第１端面、１２２…第２端面。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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