(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光波を発する又は受ける光素子と、
前記光波を伝送するための光導波路と、
前記光波を集束するレンズと、
前記光波の進行方向を変換して前記光素子及び前記光導波路を光結合するためのミラーと、
前記ミラーの向きを操作するための操作レバーと、
前記ミラーを支持するための支持ばねと、
前記ミラー、前記操作レバー及び前記支持ばねと一体化した基板と、
を備え、
前記ミラーは、前記光波を反射する鏡面を有し、前記鏡面と前記光導波路との間の第１光路と、前記鏡面と前記光素子との間の第２光路と、のいずれに対しても直交はしないように、前記鏡面は斜めを向き、
前記支持ばねは、前記ミラーが、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられるように、前記ミラーと前記基板を連結し、
前記操作レバーは、前記ミラーから、前記光導波路への接近を避ける方向に延び、前記基板に、ろう材、紫外線硬化樹脂及び接着剤のいずれかによって固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記支持ばねは、前記操作レバーと異なる方向に延びている、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光モジュールであって、
前記支持ばねは、互いに異なる方向に延びて複数設けられる、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記操作レバーは、屈曲して前記ミラーに接続し、前記支持ばねに沿って延びている、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記操作レバーに隣接して前記基板に設けられ、前記ろう材を溶融させる電極をさらに備える、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記基板は、ＳＯＩ基板であり、
前記ミラー、前記操作レバー及び前記支持ばねは、前記ＳＯＩ基板の表面Ｓｉ層に一体的に形成されている、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記レンズは、前記光素子と一体で形成されている、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記光素子は、アレイ光素子であり、複数の光波をそれぞれ発し又は受け、
前記光導波路は、前記複数の光波をそれぞれ伝送する、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記ミラーと前記光導波路との間に、光アイソレータをさらに備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記光素子は、半導体レーザ素子である、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記光素子は、半導体受光素子である、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
光波を発する又は受ける光素子、前記光波を伝送するための光導波路及び前記光波を集束するレンズを基板に設ける工程と、
前記光波の進行方向を変換して前記光素子及び前記光導波路を光結合し、前記光波を反射する鏡面を有し、前記鏡面と前記光導波路との間の第１光路と、前記鏡面と前記光素子との間の第２光路と、のいずれにも直交はしないように、前記鏡面が斜めを向いたミラーと、
前記ミラーの向きを操作し、前記ミラーから、前記光導波路への接近を避ける方向に延びている操作レバーと、
前記ミラーを支持し、前記ミラーが、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられるように、前記ミラーと前記基板を連結する支持ばねと、を一体的に前記基板に形成する工程と、
前記操作レバーにより前記ミラーの向きを操作し、前記ミラーで反射された前記光波の進行方向を調整する調整工程と、
前記調整工程による調整の後、前記操作レバーと前記基板の間に、ろう材、紫外線硬化樹脂及び接着剤のいずれかを流し込み、前記操作レバーを前記基板に固定する固定工程と、
を有することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光モジュールの製造方法であって、
前記調整工程において、前記ミラーの向きは、前記ミラーが配置される位置を基準として前記光導波路の反対側に位置する前記操作レバーのハンドルに外力を加えることで操作する、
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の伝送速度及び伝送容量を向上させるため、複数の光信号をパラレル伝送する技術が研究されている。パラレル伝送を行う光モジュールは、各光信号の光軸を個別に調整する光軸調整機構を備える場合がある。
【０００３】
下記特許文献１には、第１部材及び第２部材にレーザ光を照射して塑性変形させることにより、光学素子の位置を調整するステップを含む光学装置の製造方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、第１導波路の光を第２導波路に合焦させるレンズを保持する可動のレバーを含む光学アセンブリが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、屈曲部を有し、レンズが設けられたＭＥＭＳ（MicroElectroMechanical System）レバーによる調整機構を有する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２３１９３７号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１７０２８号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１５／００７８７０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数の光信号の光軸を個別に調整する光軸調整機構を備える光モジュールは、伝送される光信号のチャネル数の増加に応じてモジュールが大型化する場合がある。ここで、モジュールを小型化するために光軸調整機構を小型化すると、調整可能な範囲が制限されたり、微細な機構を操作するために高度な制御が必要とされたりする場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、光軸調整機構の調整可能範囲及び操作性を良好に保ちつつ、小型化が可能な光モジュール及び光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、光波を発する又は受ける光素子と、前記光波を伝送するための光導波路と、前記光波を集束するレンズと、前記光波の進行方向を変換して前記光素子及び前記光導波路を光結合するためのミラーと、前記ミラーの向きを操作するための操作レバーと、前記ミラーを支持するための支持ばねと、前記ミラー、前記操作レバー及び前記支持ばねと一体化した基板と、を備え、前記ミラーは、前記光波を反射する鏡面を有し、前記鏡面と前記光導波路との間の第１光路と、前記鏡面と前記光素子との間の第２光路と、が重ならならないように、前記鏡面は斜め上方を向き、前記支持ばねは、前記ミラーが、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられるように、前記ミラーと前記基板を連結し、前記操作レバーは、前記ミラーから、前記光導波路への接近を避ける方向に延びていることを特徴とする。
【００１０】
（２）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記支持ばねは、前記操作レバーと異なる方向に延びている、ことを特徴とする光モジュール。
【００１１】
（３）上記（２）に記載の光モジュールであって、前記支持ばねは、互いに異なる方向に延びて複数設けられる、ことを特徴とする光モジュール。
【００１２】
（４）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記操作レバーは、屈曲して前記ミラーに接続し、前記支持ばねに沿って延びている、ことを特徴とする光モジュール。
【００１３】
（５）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記操作レバーは、前記基板にろう接されている、ことを特徴とする光モジュール。
【００１４】
（６）上記（５）に記載の光モジュールであって、前記操作レバーに隣接して前記基板に設けられ、ろう材を溶融させる電極をさらに備える、ことを特徴とする光モジュール。
【００１５】
（７）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記基板は、ＳＯＩ基板であり、前記ミラー、前記操作レバー及び前記支持ばねは、前記ＳＯＩ基板の表面Ｓｉ層に一体的に形成されている、ことを特徴とする光モジュール。
【００１６】
（８）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記レンズは、前記光素子と一体で形成されている、ことを特徴とする光モジュール。
【００１７】
（９）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記光素子は、アレイ光素子であり、複数の光波をそれぞれ発し又は受け、前記光導波路は、前記複数の光波をそれぞれ伝送する、ことを特徴とする光モジュール。
【００１８】
（１０）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記ミラーと前記光導波路との間に、光アイソレータをさらに備えることを特徴とする光モジュール。
【００１９】
（１１）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記光素子は、半導体レーザ素子である、ことを特徴とする光モジュール。
【００２０】
（１２）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記光素子は、半導体受光素子である、ことを特徴とする光モジュール。
【００２１】
（１３）上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールの製造方法は、光波を発する又は受ける光素子、前記光波を伝送するための光導波路及び前記光波を集束するレンズを基板に設ける工程と、前記光波の進行方向を変換して前記光素子及び前記光導波路を光結合し、前記光波を反射する鏡面を有し、前記鏡面と前記光導波路との間の第１光路と、前記鏡面と前記光素子との間の第２光路と、が重ならならないように、前記鏡面が斜め上方を向いたミラーと、前記ミラーの向きを操作し、前記ミラーから、前記光導波路への接近を避ける方向に延びている操作レバーと、前記ミラーを支持し、前記ミラーが、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられるように、前記ミラーと前記基板を連結する支持ばねと、を一体的に前記基板に形成する工程と、前記操作レバーにより前記ミラーの向きを操作し、前記ミラーで反射された前記光波の進行方向を調整する調整工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
（１４）上記（１３）に記載の光モジュールの製造方法であって、前記調整工程による調整の後、前記操作レバーと前記基板の間にろう材を流し込み、前記操作レバーを前記基板にろう接するろう接工程をさらに有する、ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【００２３】
（１５）上記（１３）に記載の光モジュールの製造方法であって、前記調整工程において、前記ミラーの向きは、前記ミラーが配置される位置を基準として前記光導波路の反対側に位置する前記操作レバーのハンドルに外力を加えることで操作する、ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、光軸調整機構の調整可能範囲及び操作性を良好に保ちつつ、小型化が可能な光モジュール及び光モジュールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る光モジュールを示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光モジュールを示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光モジュールの製造方法における調整工程を示す上面図である。
【図４】本発明の実施形態の第１の変形例に係る光モジュールの光軸調整機構を示す上面図である。
【図５】本発明の実施形態の第２の変形例に係る光モジュールの光軸調整機構を示す上面図である。
【図６】本発明の実施形態の第３の変形例に係る光モジュールの光軸調整機構を示す上面図である。
【図７】本発明の実施形態の第４の変形例に係る光モジュールを示す側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る光モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る光モジュール１を示す側面図である。図１は、ｙ−ｚ平面を表し、ｘ軸は紙面を貫く手前向きの軸である。また、図２は、本発明の実施形態に係る光モジュール１を示す上面図である。図２は、ｘ−ｚ平面を表し、ｙ軸は紙面を貫く手前向きの軸である。図２では、説明を簡明にするため、アレイ型半導体レーザ素子２０の記載を省略している。本実施形態に係る光モジュール１は、ミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３を含む光軸調整機構として、第１の光軸調整機構Ａ、第２の光軸調整機構Ｂ、第３の光軸調整機構Ｃ及び第４の光軸調整機構Ｄを有する。本実施形態に係る光モジュール１では、アレイ間隔（第１の光軸調整機構Ａに入射するレーザ光と第２の光軸調整機構Ｂに入射するレーザ光とのｘ軸方向についての間隔）は２５０μｍである。
【００２８】
光モジュール１は、光素子であるアレイ型半導体レーザ素子２０と、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板１０と、光導波路３０とを備える。アレイ型半導体レーザ素子２０は、複数の光波を発する（発信する）光素子であって、具体的には４つのレーザ光を発振するアレイ光素子である。アレイ型半導体レーザ素子２０は、レーザ光を発振する光共振器２１と、レーザ光を下方に反射する鏡面２２と、レーザ光を集束するレンズ２３とを含む。ここで、レンズ２３は、光波を集束するレンズであり、アレイ型半導体レーザ素子２０と一体で形成されている。レンズ２３がアレイ型半導体レーザ素子２０と一体で形成されていることにより、光モジュール１がより小型化される。
【００２９】
ＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ基板の上に絶縁層（ＳｉＯ２層）と表面Ｓｉ層が順に積層された基板である。本実施形態に係るＳＯＩ基板１０は、ミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３と一体化している。ミラー１２は、光波の進行方向を変換してアレイ型半導体レーザ素子２０及び光導波路３０を光結合する。また、操作レバー１１は、ｚ軸方向に延伸して設けられ、ミラー１２の向きを操作するレバーである。支持ばね１３は、ミラー１２を支持する。ミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３は、ＳＯＩ基板１０の内側で宙に浮いた状態で形成されており、支持ばね１３によって全体が支持されている。ここで、支持ばね１３は、ｘ軸方向に延伸して設けられ、図１では不図示である。
【００３０】
ミラー１２で反射されたレーザ光は、光導波路３０に入射する。光導波路３０は、光波を伝送する。本実施形態に係る光モジュール１において、光素子は、アレイ光素子であり、複数の光波をそれぞれ発信する。また、光導波路３０は、複数の光波をそれぞれ伝送する。光素子及び光導波路３０をアレイ化することで、光モジュール１を小型化することができる。
【００３１】
図１に示すように、ミラー１２は、光波を反射する鏡面を有し、鏡面と光導波路３０との間の第１光路と、鏡面とアレイ型半導体レーザ素子２０との間の第２光路と、が重ならならないように、鏡面は斜め上方を向いている。これにより、アレイ型半導体レーザ素子２０からｙ軸に関して負の方向に出射されたレーザ光は、ｚ軸に関して正の方向に反射されて光導波路３０に入射する。ミラー１２は小型化が容易であり、操作レバー１１の先端にミラー１２を設けることで、操作レバー１１にボールレンズ等の他の光学部品を設ける場合と比較して、光軸調整機構を小型化でき、光モジュール１を小型化できる。また、ミラー１２と光導波路３０との距離を短くすることができ、光モジュール１を小型化できる。なお、本実施形態に係るミラー１２の鏡面は、法線方向がｙ−ｚ平面内に収まる平面だが、湾曲面であってもよいし、法線方向がｙ−ｚ平面から外れる平面であってもよい。
【００３２】
支持ばね１３は、ミラー１２が、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられるように、ミラー１２とＳＯＩ基板１０を連結する。具体的には、支持ばね１３は、ミラー１２がｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿って移動できるように設けられている。また、支持ばね１３は、ミラー１２がｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を中心として回転できるように設けられている。このように、ミラー１２が、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられることで、レーザ光が光導波路３０に結合するように光軸を調整することができる。また、レーザ光毎に、独立して光軸調整機構が設けられることで、全ての光導波路３０について光結合を最適化することができる。なお、本実施形態に係る支持ばね１３は、弾性変形するものであるが、塑性変形するものであってもよい。また、支持ばね１３のばねの段数や幅を調整することで、ミラー１２を変位させるのに必要となる外力の大きさ及びミラー１２の保持力を適宜調整することができる。
【００３３】
操作レバー１１は、ミラー１２から、光導波路３０への接近を避ける方向に延びている。具体的には、操作レバー１１は、ｚ軸に関して負の方向に延びている。言い換えると、操作レバー１１は、光導波路３０の延伸方向と同じ方向に延びている。操作レバー１１が光導波路３０への接近を避ける方向に延びていることで、操作レバー１１の可動範囲が広く確保され、アレイ型半導体レーザ素子２０等との干渉が無い位置で操作レバー１１を操作できるため、光軸調整機構の調整可能範囲及び操作性が良好となる。
【００３４】
本実施形態に係る光モジュール１において、操作レバー１１は、ろう材１５によって、ＳＯＩ基板１０にろう接されている。ここで、第２の光軸調整機構Ｂに含まれる操作レバー１１は、ｘ軸に関して負の方向に変位した状態でＳＯＩ基板１０にろう接されている。また、第４の光軸調整機構Ｄに含まれる操作レバー１１は、ｘ軸に関して正の方向に変位した状態でＳＯＩ基板１０にろう接されている。このように、操作レバー１１を変位させてろう接することで、光導波路３０との光結合が確実に得られた状態で光モジュール１を出荷することができる。なお、操作レバー１１のうちＳＯＩ基板１０にろう接される部分に金等の金属膜を蒸着して、濡れ性を向上させてもよい。
【００３５】
本実施形態に係る光モジュール１は、操作レバー１１に隣接してＳＯＩ基板１０に設けられ、ろう材を溶融させる電極１４をさらに備える。電極１４は、電圧を印加されて電流が流れることで発熱し、ろう材１５を溶融させる。図２に示す例では、第２の光軸調整機構Ｂ及び第４の調整機構Ｄにおいて、ろう材１５が溶融されずに電極１４の上に残されている。操作レバー１１を変位してＳＯＩ基板１０にろう接する場合、第２の光軸調整機構Ｂや第４の調整機構Ｄのように、片側のろう材１５のみでろう接が十分に行える場合があり、固定に使用されなかったろう材１５は電極１４の上に残される場合がある。このように、電極１４によってろう材１５を溶融させることで、微細な領域にろう材を流し込む工程が容易に実行可能となり、操作レバー１１の固定が比較的容易に行えるようになる。なお、本実施形態に係る光モジュール１では、ろう材１５が全ての電極１４の上に予め用意されているが、ろう材１５は、操作レバー１１をろう接する際に、電極１４の上に置かれるものであってもよい。その場合、操作レバー１１を所望の位置まで変位させて、ろう材１５を電極１４の上にセットし、電極１４に電流を流してろう材１５を溶融させ、操作レバー１１をろう接する。なお、操作レバー１１は、紫外線硬化樹脂や接着剤で固定されてもよい。
【００３６】
本実施形態に係る光モジュール１において、ミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３は、ＳＯＩ基板１０の表面Ｓｉ層に一体的に形成されている。ミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３は、ＳＯＩ基板１０の表面Ｓｉ層及び絶縁層をエッチングして外形を切り出した後、絶縁層のみをエッチングにより溶解させることで形成される。そのような工程により、宙に浮いたミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３が得られる。ミラー１２、操作レバー１１及び支持ばね１３をＳＯＩ基板１０の表面Ｓｉ層に一体的に形成することで、微細で可動範囲の広い光軸調整機構を得ることができ、光軸調整範囲が広く、小型化された光モジュール１が得られる。
【００３７】
なお、本実施形態に係るアレイ型半導体レーザ素子２０は、ＳＯＩ基板１０に平行な方向に光共振器２１を備えたレーザに、ＳＯＩ基板１０に垂直な方向に発振光を出射させる鏡面２２を有しているタイプであるが、これに限定されない。例えば、ＳＯＩ基板１０に垂直な方向に光共振器を備え、ＳＯＩ基板１０に垂直な方向に発振光を出射する所謂ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ）を用いてもよい。さらには、ＳＯＩ基板１０に平行な方向に光共振器を備え、ＳＯＩ基板１０に平行な方向に発振光を出射する端面出射型レーザを用いてもよい。なお、端面出射型レーザを用いる場合は、出射端面側をＳＯＩ基板１０に対向するように配置し、該出射端面とミラー１２との間に集光レンズを別に設ける等の配置が好ましい。また、本実施形態に係るアレイ型半導体レーザ２０は、波長がおおよそ１３１０ｎｍであるレーザ光を発振するものであるが、レーザ光の波長は、光通信において通常用いられる１．３μｍ帯又は１．５５μｍ帯であってもよい。
【００３８】
なお、ミラー１２の鏡面は、４５°の面としてもよいし、ＳＯＩ層１０に異方性ウェットエッチングを施すことにより４５°以外の面としてもよい。シリコンの場合、水酸化カリウムによるウェットエッチングで傾斜角が約５４°の結晶面を形成することができる。その場合、例えば出射光をＹ軸から光共振器２１の端面側に約１８°傾ければ、ミラー１２の鏡面で反射された光の光軸をＳＯＩ基板１０とほぼ平行とすることができる。
【００３９】
図３は、本発明の実施形態に係る光モジュール１の製造方法における調整工程を示す上面図である。本実施形態に係る光モジュール１の製造方法では、まずＳＯＩ基板１０にミラー１２と、操作レバー１１と、支持ばね１３と、を一体的に形成する工程が行われる。また前記工程とは別に、光波を発信又は受信する（受ける）光素子（アレイ型半導体レーザ素子２０）、及び光波を伝送するための光導波路３０を準備する工程が行われる。なお、光波を集光するレンズ２３は、アレイ型半導体レーザ素子２０に集積されて形成されている。ただし、これに限定されず別体としてレンズ２３を用意しても構わない。次に、これらを図１、図２で示すような形態となるように組み立てる。ここで、ミラー１２は、光波の進行方向を変換してアレイ型半導体レーザ素子２０及び光導波路３０を光結合し、光波を反射する鏡面を有し、鏡面と光導波路３０との間の第１光路と、鏡面とアレイ型半導体レーザ素子２０との間の第２光路と、が重ならならないように、鏡面が斜め上方を向いている。また、操作レバー１１は、ミラー１２の向きを操作し、ミラー１２から、光導波路３０への接近を避ける方向に延びている。また、支持ばね１３は、ミラー１２を支持し、ミラー１２が、少なくとも２軸に沿った移動又は回転によって向きを変えられるように、ミラー１２とＳＯＩ基板１０を連結する。
【００４０】
次に、調整工程が行なわれる。調整工程は、操作レバー１１によりミラー１２の向きを操作し、ミラー１２で反射された光波の進行方向を調整する工程である。図３に示す例では、光軸の向きがｙ軸を中心として角度θだけ回転させられ、第１の方向Ｐ１から第２の方向Ｐ２に変えられている。調整工程によって、前工程においてアレイ型半導体レーザ素子２０や光導波路３０の取付け位置に誤差が生じた場合であっても、光信号が光導波路３０に確実に光結合され、光信号の損失を低減して伝送することができる光モジュール１が得られる。
【００４１】
調整工程において、ミラー１２の向きは、ミラー１２が配置される位置を基準として光導波路３０の反対側に位置する操作レバー１１のハンドル１１ａに外力Ｆを加えることで操作する。ハンドル１１ａは、マニピュレータにより把持したり、鈎をかけたりすることができるものであってよい。ハンドル１１ａに加えられる外力は、マニピュレータにより直接加えられる接触力であってよい。もっとも、ハンドル１１ａに加えられる外力は、静電気力等の遠隔力であってもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態に係る光モジュール１の製造方法では、調整工程による調整の後、操作レバー１１とＳＯＩ基板１０の間にろう材１５を流し込み、操作レバー１１をＳＯＩ基板１０にろう接するろう接工程を有する。ろう材１５は、電極１４に電流を流して加熱することで溶融され、操作レバー１１とＳＯＩ基板１０の間に流し込まれる。これにより、光結合が確保された状態で操作レバー１１が固定され、アレイ素子から発振される各レーザ光が確実に光導波路３０に光結合した光モジュール１が得られる。
【００４３】
本実施形態に係る光モジュール１において、支持ばね１３は、操作レバー１１と異なる方向に延びている。すなわち、操作レバー１１はｚ軸方向に延びているのに対して、支持ばね１３はｘ軸方向に延びている。また、支持ばね１３は、ミラー１２を支持するように、互いに反対方向から２つ設けられている。支持ばね１３が、操作レバー１１と異なる方向に延びていることで、支持ばね１３の伸縮し易い方向（図３の例の場合ｘ軸方向）と操作レバー１１の延伸する方向が直交することになり、ミラー１２の可動範囲が広がる。また、支持ばね１３が、ミラー１２を支持するように、互いに反対方向から２つ設けられていることで、操作レバー１１を操作した場合にミラー１２のねじれが抑制され、ミラー１２の向きが安定する。
【００４４】
また、本実施形態に係る光モジュール１において、支持ばね１３の支点は、ミラー１２と光導波路３０との間には設けられず、ミラー１２から光導波路３０に接近しない方向に遠ざかって設けられる。これにより、ミラー１２と光導波路３０との間の距離を縮めることができ、光モジュール１を小型化できる。なお本実施形態では支持ばね１３を「ばね」と呼称したが、これはその機能を表現しているに過ぎず、弾性的にミラー１２を稼動できれば所謂ばね形状である必要はなく、何かしらの弾性体であってもよい。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態の第１の変形例に係る光モジュール１ａの光軸調整機構を示す上面図である。本変形例の光モジュール１ａにおいて、ミラー１２は、第１の片持ちばね１３ａで支持されている。また、電極１４及びろう材１５が、第１の片持ちばね１３ａが設けられている側にのみ備えられている。
【００４６】
本変形例のように、第１の片持ちばね１３ａを有する場合であっても、操作レバー１１を操作することでミラー１２の向きを変えることができ、レーザ光を光導波路３０に光結合させることができる。また、光軸調整工程後に、ろう材１５を流し込んで操作レバー１１をろう接することができる。
【００４７】
本変形例のように、第１の片持ちばね１３ａと、電極１４及びろう材１５とを片側に偏らせて設けることで、第１の実施形態と比べてさらに光軸調整機構を小型化することができ、アレイ化した場合に光モジュール１ａ全体を小型にすることができる。また、第１の片持ちばね１３ａを採用することで、比較的小さな外力でミラー１２を大きく変位させることができるようになる。
【００４８】
図５は、本発明の実施形態の第２の変形例に係る光モジュール１ｂの光軸調整機構を示す上面図である。本変形例の光モジュール１ｂにおいて、支持ばね（傾斜ばね１３ｂ）は、互いに異なる方向に延びて複数設けられる。具体的には、傾斜ばね１３ｂは、ミラー１２に２つ設けられ、ｘ軸方向からｚ軸の正方向に向かって傾斜して設けられる。このように、互いに異なる方向に延びて複数設けられる傾斜ばね１３ｂを有することで、傾斜ばね１３ｂの伸縮し易い方向（傾斜ばね１３ｂの延伸方向）がｘ軸と直交しなくなり、ミラー１２をｚ軸方向に移動させることが容易となる。また、支持ばねを同一の方向に２つ設ける場合よりも、光軸調整機構のｘ軸方向の幅を狭めることができ、光モジュール１ｂを小型化することができる。
【００４９】
図６は、本発明の実施形態の第３の変形例に係る光モジュール１ｃの光軸調整機構を示す上面図である。本変形例の光モジュール１ｃにおいて、操作レバー（屈曲レバー１１ｂ）は、屈曲してミラー１２に接続し、支持ばね（第２の片持ちばね１３ｃ）に沿って延びている。屈曲レバー１１ｂは、ミラー１２の対してｘ軸方向から接続し、ｚ軸方向に屈曲して延伸している。第２の片持ちばね１３ｃは、ミラー１２とＳＯＩ基板１０の間に設けられ、ｚ軸方向に延伸している。このように、屈曲レバー１１ｂと第２の片持ちばね１３ｃを有する場合であっても、ミラー１２で反射されたレーザ光の光軸を調整することができ、光モジュール１ｃを小型化することができる。
【００５０】
図７は、本発明の実施形態の第４の変形例に係る光モジュール１ｄを示す側面図である。本変形例に係る光モジュール１ｄは、ミラー１２と光導波路３０との間に、光アイソレータ４０をさらに備える。光アイソレータ４０は、ｚ軸の正方向に進行する光波を通過させるが、ｚ軸の負方向に進行する光波は遮断する。そのため、アレイ型半導体レーザ素子２０への戻り光が抑制される。
【００５１】
また、本変形例に係る光モジュール１ｄにおいて、アレイ型半導体レーザ素子２０と一体に形成されたレンズは、コリメートレンズ２４である。コリメートレンズ２４は、鏡面２２で反射された発散光を平行光に変換してミラー１２に入射させる。そのため、光アイソレータ４０には、平行光が入射する。
【００５２】
光アイソレータ４０と光導波路３０との間には、集束レンズ４１が設けられる。集束レンズ４１は、光アイソレータ４０を通過した平行光を集束させ、光導波路３０に光結合させる。本実施形態においては、支持ばね１３とＳＯＩ基板１０との接合部は、光導波路３０側になく、ミラー１２と光導波路３０との間には何もない空間が設けられている。そのため、この空間に本実施形態で示したように光アイソレータ４０等を配置することができ、かつ光モジュール１全体のサイズが大幅に大きくなることを防止することができる。
【００５３】
図８は、本発明の他の実施形態に係る光モジュール１ｅの側面図である。本実施形態に係る光モジュール１ｅにおいて、光素子は、アレイ型半導体受光素子５０である。アレイ型半導体受光素子５０は、光導波路３０によって伝送され、ミラー１２によって反射された光波を受光し、光信号の内容を読み取る素子である。アレイ型半導体受光素子５０には、レンズ５１が一体的に形成され、ミラー１２で反射された発散光を集束させて受光する。
【００５４】
本実施形態に係る光モジュール１ｅの製造方法では、調整工程において、操作レバー１１によりミラー１２の向きを操作し、ミラー１２で反射された光波の進行方向を調整して、光波がアレイ型半導体受光素子５０に光結合するように調整される。このようにして、アレイ型半導体受光素子５０や光導波路３０の取付け位置に誤差が生じた場合であっても、光信号がアレイ型半導体受光素子５０に確実に光結合され、光信号の損失を低減して読み取ることができる光モジュール１ｅが得られる。
【符号の説明】
【００５５】
１  光モジュール、１ａ  第１の変形例に係る光モジュール、１ｂ  第２の変形例に係る光モジュール、１ｃ  第３の変形例に係る光モジュール、１ｄ  第４の変形例に係る光モジュール、１ｅ  光モジュール、１０  ＳＯＩ基板、１１  操作レバー、１１ａ  ハンドル、１１ｂ  屈曲レバー、１２  ミラー、１３  支持ばね、１３ａ  第１の片持ちばね、１３ｂ  傾斜ばね、１３ｃ  第２の片持ちばね、１４  電極、１５  ろう材、２０  アレイ型半導体レーザ素子、２１  光共振器、２２  鏡面、２３  レンズ、２４  コリメートレンズ、３０  光導波路、４０  光アイソレータ、４１  集束レンズ、５０  アレイ型半導体受光素子、５１  レンズ。
【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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