(57)【要約】【課題】反射面を備えたプリズムと、光ファイバアレイとの位置決めが容易であると共に、光ファイバの端部でのフレネル反射を防止した光接続装置と、その光接続装置の光素子パッケージへの実装方法の提供。【解決手段】複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えた光接続装置において、前記反射面を光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成し、互いの光ファイバのコアの軸が平行となるように、光ファイバを光ファイバ配列用基板に配列し、コアの屈折率と同一の屈折率を有する光透過性材料でプリズム及び光ファイバ配列用基板を構成すると共に、更に、光ファイバの端部と、前記端部と対向するプリズムの端面とを接合すると共に、プリズムと光ファイバ配列用基板とを接合し、反射面に反射膜を形成する。【選択図】  図１
2008015224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
前記コアの屈折率と同一の屈折率を有する光透過性材料で前記プリズム及び前記光ファイバ配列用基板が構成され、
更に、前記光ファイバの端部と、前記端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置。
【請求項２】
複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
光透過性材料で前記光ファイバ配列用基板が構成され、
更に、前記光ファイバの端部と、前記端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記端部と、前記端部と対向する前記プリズムの前記端面とに、前記光ファイバの前記コアの軸方向に垂直な方向に対して、
【数１】
2008015224.tif 000008
で設定される角度θｆ（但し、ＲＬ：前記光ファイバの端部と、前記端部と対向する前記プリズムの端面とが接合される接合面でのリターンロス、ｎ１：前記コアの屈折率、ｎ２：前記プリズムの屈折率、λ：前記光ファイバを伝搬する光の波長、ω１：前記光ファイバのモードフィールド半径、とする）が設けられることを特徴とする光接続装置。
【請求項３】
請求項２記載の光接続装置において、前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の光接続装置において、
前記端部と、前記端部と対向する前記プリズムの前記端面とが、直接接合又はフッ酸接合によって接合されることを特徴とする光接続装置。
【請求項５】
複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
前記コアの屈折率と同一の屈折率を有する光透過性材料で前記プリズム及び前記光ファイバ配列用基板が構成され、
前記光ファイバの端部にＧＲＩＮレンズが具備されると共に、
更に、前記ＧＲＩＮレンズの中心屈折率が前記コアの屈折率と同一に設定され、
前記ＧＲＩＮレンズのレンズ長が０．２５Ｐ（但し、Ｐ：ＧＲＩＮレンズのピッチ）以上に設定され、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置。
【請求項６】
複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
光透過性材料で前記光ファイバ配列用基板が構成され、
更に、前記光ファイバの端部にＧＲＩＮレンズが具備されると共に、前記ＧＲＩＮレンズのレンズ長が０．２５Ｐ（但し、Ｐ：ＧＲＩＮレンズのピッチ）以上に設定され、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの前記端面とに、前記ＧＲＩＮレンズの端部の軸方向に垂直な方向に対して、
【数２】
2008015224.tif 000009
で設定される角度θｆ（但し、ＲＬ’：前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの端面とが接合される接合面でのリターンロス、ｎ３：前記ＧＲＩＮレンズの中心屈折率、ｎ２：前記プリズムの屈折率、λ：前記光ファイバを伝搬する光の波長、ω２：前記ＧＲＩＮレンズの端部でのビームウエスト半径、とする）が設けられることを特徴とする光接続装置。
【請求項７】
請求項６記載の光接続装置において、前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置。
【請求項８】
請求項５又は６の何れかに記載の光接続装置において、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの前記端面とが、直接接合又はフッ酸接合によって接合されることを特徴とする光接続装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の光接続装置において、
前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが、直接接合又はフッ酸接合によって接合されることを特徴とする光接続装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れかに記載の光接続装置において、
前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板が一体成型されることを特徴とする光接続装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の光接続装置において、
前記反射面に凹面ミラーが設けられることを特徴とする光接続装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れかに記載の光接続装置において、
前記光接続装置の光入出射部分に、凸レンズ部が形成されることを特徴とする光接続装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかに記載の光接続装置において、
前記光接続装置の光入出射部分に、反射防止膜が形成されることを特徴とする光接続装置。
【請求項１４】
前記請求項１乃至１３の何れかに記載の光接続装置を、光素子を搭載したパッケージに、直接接合又はフッ酸接合によって接合したことを特徴とする光接続装置の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバアレイと、ＶＣＳＥＬやＰＤと云った光素子を、光学的に結合する光接続装置、及び光接続装置を光素子のパッケージに実装するための実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報機器の高ビットレート化のために、ＣＰＵとメモリなどのＬＳＩ同士を光ファイバによって接続するボード内光接続が有望視されている。ボード内光接続では光信号の入出力機構を持つＬＳＩを用い、ＬＳＩの入出力信号を光ファイバアレイによって伝搬させる。
【０００３】
このような光接続装置は多々提案されているが、中でもＬＳＩに光入出力機構を設ける構造の一つとして、発光素子を電光変換に用いると共に、光電変換を受光素子によって行い、前記発光素子又は受光素子と云った光素子を、光ファイバと結合させる構造が有力候補の一つである。電光変換には、垂直共振器表面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）を用いると共に、光電変換にはフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ）を用いる。更に、これらの光素子をその表面が配列用の基板と平行になるように実装し、光素子間の光路をミラーによって９０度折り曲げて、レンズを介して光ファイバと結合させる。
【０００４】
このような光接続装置としては、光素子を実装した基板に対して、光ファイバを並行に保持した構造のものが多く考案されている。この光接続装置は、光ファイバの先端をコア軸に対して４５度に斜め研磨して反射面とする一方、電気的に接続された光素子を基板上に搭載し、光ファイバを基板面上に対して並行に保持した構造である。光ファイバ内の伝搬光を反射面で反射させて９０度光路を切り換えて伝搬光を光素子に入射させるか、或いは光素子からの出射光を反射面で反射させて９０度光路を切り換えて光ファイバ内に伝搬させる。このような構造とすることにより、光ファイバと光素子とが基板面に対して並行となるので、小型・高密度な実装が可能となる。
【０００５】
しかし、このような構造の光接続装置では、前記反射面からの反射光は光ファイバの軸方向には集光性を持たないため、前記軸方向に長径を有する楕円形状のスポットとなって受光素子の受光部に入射される。受光素子の容量を小さくして周波数特性を向上させた高速光接続装置では、受光部の直径が数１０μｍ以下と極めて小さいため、楕円形状のスポット光との結合効率は劣化してしまう。
【０００６】
そこで、光ファイバアレイと受光素子とを効率良く結合可能にした光接続装置として図２４に示すようなものが考案されている（特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２７３４４４号公報（第３−４頁、第１図）
【０００８】
図２４に特許文献１の光接続装置の構造を示す。図２４の光接続装置１００は、プリント基板等の基板１０１上に受光部１０２ａを有する受光素子１０２が実装され、基板１０１上の電極とボンディングワイヤ１０３により電気的に接続されている。光ファイバ１０４は、例えば外径１２５μｍであり、劈開して光出射端が形成されている。平板状のレンズ１０５は、例えばガラス板に屈折率分布をつけてレンズ効果を持たせた微小レンズであって、光軸を例えば４５度に横切る面でその一部を光学研磨加工して反射面１０６を形成してある。
【０００９】
レンズ１０５は、光ファイバ１０４から出射されて反射面１０６で反射される光の光路について、前記光路が横切る２つの端面の一方が光ファイバ１０４の光出射端と対向し、もう片側の端面が受光素子１０２の受光部１０２ａと対向するように形成されている。又、光ファイバ１０４と受光素子１０２とが、レンズ１０５を介して光学的に結合されるように、各光素子１０２，１０４，１０５が配置してある。
【００１０】
光ファイバ１０４から出射した光はレンズ１０５に入射し、レンズ１０５の屈折率分布によるレンズ効果と反射面１０６により集光・反射されてレンズ１０５から出射され、受光部１０２ａに高効率で入射するので、高効率な結合が得られる。
【００１１】
更に、光路切り換え部である反射面１０６とレンズ１０５を一体化しているので、反射面１０６と光ファイバ１０４との位置決めと同時に、レンズ１０５の位置決めも行えるため、実装工程が簡略化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図２４の光接続装置１００の構造では、複数の光ファイバ１０４とレンズ１０５とがｘ軸方向に一列に配置されているため、それら光ファイバ１０４とレンズ１０５とをｙ軸方向で精緻に位置決めすることは困難であった。
【００１３】
更に、光ファイバ１０４の光出射端と、前記光出射端と対向するレンズ１０５の端面との間が離間しているため、前記光出射端とレンズ１０５との空間で屈折率差が生じる。この屈折率差によって、光ファイバ１０４からの出射光の一部がフレネル反射により戻り光となって光ファイバ１０４に再結合するため、光接続装置１００と受光素子１０２との結合効率が低下するだけでなく、ノイズの原因となる。
【００１４】
又、光出射端が劈開された光ファイバ１０４を使用すると、前記フレネル反射による戻り光がそのまま光ファイバ１０４に再結合されるため、このような光接続装置１００の構成ではフレネル反射の防止と結合効率の向上は不可能であった。
【００１５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射面を備えたプリズムと、光ファイバアレイとの位置決めが容易であると共に、光ファイバの端部でのフレネル反射を防止した光接続装置と、その光接続装置の光素子パッケージへの実装方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
前記コアの屈折率と同一の屈折率を有する光透過性材料で前記プリズム及び前記光ファイバ配列用基板が構成され、
更に、前記光ファイバの端部と、前記端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置である。
【００１７】
又、本発明の請求項２に記載の発明は、複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
光透過性材料で前記光ファイバ配列用基板が構成され、
更に、前記光ファイバの端部と、前記端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記端部と、前記端部と対向する前記プリズムの前記端面とに、前記光ファイバの前記コアの軸方向に垂直な方向に対して、
【数３】
2008015224.tif 000003
で設定される角度θｆ（但し、ＲＬ：前記光ファイバの端部と、前記端部と対向する前記プリズムの端面とが接合される接合面でのリターンロス、ｎ１：前記コアの屈折率、ｎ２：前記プリズムの屈折率、λ：前記光ファイバを伝搬する光の波長、ω１：前記光ファイバのモードフィールド半径、とする）が設けられることを特徴とする光接続装置である。
【００１８】
更に、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２記載の光接続装置において、前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置である。
【００１９】
更に、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の光接続装置において、
前記端部と、前記端部と対向する前記プリズムの前記端面とが、直接接合又はフッ酸接合によって接合されることを特徴とする光接続装置である。
【００２０】
又、本発明の請求項５に記載の発明は、複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
前記コアの屈折率と同一の屈折率を有する光透過性材料で前記プリズム及び前記光ファイバ配列用基板が構成され、
前記光ファイバの端部にＧＲＩＮレンズが具備されると共に、
更に、前記ＧＲＩＮレンズの中心屈折率が前記コアの屈折率と同一に設定され、
前記ＧＲＩＮレンズのレンズ長が０．２５Ｐ（但し、Ｐ：ＧＲＩＮレンズのピッチ）以上に設定され、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置である。
【００２１】
又、本発明の請求項６に記載の発明は、複数の光ファイバと、反射面が備えられたプリズムと、前記光ファイバを配列する光ファイバ配列用基板とを備えており、
前記反射面は、前記光ファイバのコアの軸方向に対して０度＜θ＜９０度の範囲の所定の角度θに形成され、
互いの前記光ファイバのコアの軸が平行となるように、前記光ファイバが前記光ファイバ配列用基板に配列されると共に、
光透過性材料で前記光ファイバ配列用基板が構成され、
更に、前記光ファイバの端部にＧＲＩＮレンズが具備されると共に、前記ＧＲＩＮレンズのレンズ長が０．２５Ｐ（但し、Ｐ：ＧＲＩＮレンズのピッチ）以上に設定され、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの端面とが接合されると共に、前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが接合され、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの前記端面とに、前記ＧＲＩＮレンズの端部の軸方向に垂直な方向に対して、
【数４】
2008015224.tif 000004
で設定される角度θｆ（但し、ＲＬ’：前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの端面とが接合される接合面でのリターンロス、ｎ３：前記ＧＲＩＮレンズの中心屈折率、ｎ２：前記プリズムの屈折率、λ：前記光ファイバを伝搬する光の波長、ω２：前記ＧＲＩＮレンズの端部でのビームウエスト半径、とする）が設けられることを特徴とする光接続装置である。
【００２２】
更に、本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６記載の光接続装置において、前記反射面に反射膜が形成されることを特徴とする光接続装置である。
【００２３】
更に、本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５又は６の何れかに記載の光接続装置において、
前記ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの前記端面とが、直接接合又はフッ酸接合によって接合されることを特徴とする光接続装置である。
【００２４】
更に、本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の光接続装置において、
前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板とが、直接接合又はフッ酸接合によって接合されることを特徴とする光接続装置である。
【００２５】
更に、本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の光接続装置において、
前記プリズムと前記光ファイバ配列用基板が一体成型されることを特徴とする光接続装置である。
【００２６】
更に、本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の光接続装置において、
前記反射面に凹面ミラーが設けられることを特徴とする光接続装置である。
【００２７】
又、本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の光接続装置において、
前記光接続装置の光入出射部分に、凸レンズ部が形成されることを特徴とする光接続装置である。
【００２８】
更に、本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２の何れかに記載の光接続装置において、
前記光接続装置の光入出射部分に、反射防止膜が形成されることを特徴とする光接続装置である。
【００２９】
更に、本発明の請求項１４に記載の発明は、前記請求項１乃至１３の何れかに記載の光接続装置を、光素子を搭載したパッケージに、直接接合又はフッ酸接合によって接合したことを特徴とする光接続装置の実装方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１，２，５及び６に記載の光接続装置に依れば、光ファイバ配列用基板を具備し、その光ファイバ配列用基板の各溝に光ファイバアレイを配列するので、各光ファイバをプリズムに対して微調整する必要が無く、光ファイバアレイの配列方向（ｘ軸方向）と直交方向であるｙ軸方向での、プリズムに対する各光ファイバの位置決めが容易になる。従って、光素子に対して光ファイバを精度良く容易に配列することが可能となる。
【００３１】
更に、本発明の請求項１又は５記載の光接続装置に依れば、光ファイバ配列用基板とプリズムとを、光ファイバのコアと同一の屈折率を有する光透過性材料で構成しているので、光ファイバ配列用基板及びプリズムにおける光のフレネル反射が防止され、光ファイバ又は光素子への戻り光が解消される。
【００３２】
更に、本発明の請求項２に記載の光接続装置に依れば、光ファイバの端部と、前記端部と対向するプリズムの端面とに、光ファイバのコアの軸方向に垂直な方向に対して、所定の角度θｆを設けるため、光ファイバの端部でのフレネル反射が防止され、光ファイバ又は光素子への戻り光が解消される。
【００３３】
更に、本発明の請求項６に記載の光接続装置に依れば、ＧＲＩＮレンズの端部と、前記ＧＲＩＮレンズの端部と対向する前記プリズムの前記端面とに、前記ＧＲＩＮレンズの端部の軸方向に垂直な方向に対して、所定の角度θｆを設けるため、ＧＲＩＮレンズの端面でのフレネル反射が防止され、光ファイバへの戻り光が解消される。
【００３４】
更に、本発明の請求項３又は７に記載の光接続装置に依れば、反射面での全反射条件を満たさない小さな屈折率の材料も、光接続装置に使用することが可能となる。
【００３５】
更に、本発明の請求項５又は６に記載の光接続装置に依れば、ＧＲＩＮレンズを備えると共に、ＧＲＩＮレンズのレンズ長を０．２５Ｐに設定することで、光をコリメート光に変換して光ファイバと受光素子と結合することが出来る。従って、光が広がることなく光ファイバと受光素子との結合が可能なため、光接続装置と受光素子との結合効率が向上する。
【００３６】
又、ＧＲＩＮレンズのレンズ長を０．２５Ｐから０．５Ｐの間に設定することで、光ファイバからの出射光を収束してプリズムの反射面に入射することが出来る。従って、反射面からの反射光も収束光のまま受光素子と結合されるため、光接続装置と受光素子との結合効率を更に向上させることが可能となる。或いは、光素子が発光素子であっても、光素子と光ファイバとを結合させることが可能となるため、光接続装置の汎用性が高められる。
【００３７】
更に、本発明の請求項４記載の光接続装置に依れば、光ファイバの端部とプリズムの端面とを接合することにより、前記端部と前記端面との間でのフレネル反射を防止することが可能となる。従って、光ファイバ又は光素子への戻り光が解消される。
【００３８】
更に、本発明の請求項８記載の光接続装置に依れば、ＧＲＩＮレンズの端部とプリズムの端面とを接合することにより、前記ＧＲＩＮレンズの端部と前記端面との間でのフレネル反射を防止することが可能となる。従って、光ファイバ又は光素子への戻り光が解消される。
【００３９】
更に、本発明の請求項９記載の光接続装置に依れば、前記各請求項記載の光接続装置が備える効果に加えて、光学接着剤や中間材を介さないでプリズムと光ファイバ配列用基板とを接合することにより、光学接着剤や中間材の耐湿性の劣化や、高パワーの光に対する変質や信頼性の低下と云った問題を解消することが出来る。又、光学接着剤からのアウトガスの発生も防止されるので、光素子へのアウトガスの付着も防止することが出来る。更に、直接接合やフッ酸接合ならば、プリズムと光ファイバ配列用基板とを室温下にて接合するので、プリズムや光ファイバ配列用基板の熱応力とクラック発生を抑制して、接合箇所の剥離を防止することが出来る。
【００４０】
更に、本発明の請求項１０記載の光接続装置に依れば、前記各請求項記載の光接続装置が備える効果に加えて、モールド成形による一回の加工でプリズムと光ファイバ配列用基板とを製造するので、プリズムと光ファイバ配列用基板とを常に一定の形状で製造することができ、外形形状のバラツキを解消することが可能となる。従って、前記バラツキによってプリズムの反射面で発生する反射光の光路のバラツキが防止されるので、光素子と光ファイバとを高効率に結合させることが可能となる。更に、プリズムと光ファイバ配列用基板の製造を、モールド成形の一工程のみで終了することが出来るので、製造工程数の削減化に伴い光接続装置の低コスト化も達成することが可能となる。
【００４１】
更に、本発明の請求項１１記載の光接続装置に依れば、前記各請求項記載の光接続装置が備える効果に加えて、反射面での反射光が集光され、収束光に変換されて、光ファイバ又は光素子に集光されるため、光接続装置と光素子との結合効率が更に向上する。
【００４２】
更に、本発明の請求項１２記載の光接続装置に依れば、前記各請求項記載の光接続装置が備える効果に加えて、凸レンズ部で光が集光され、収束光に変換されて、光ファイバ又は光素子に集光されるため、光接続装置と光素子との結合効率が更に向上する。
【００４３】
更に、本発明の請求項１３記載の光接続装置に依れば、前記各請求項記載の光接続装置が備える効果に加えて、光接続装置の光入出射部分に反射防止膜を形成することにより、光入出射部分での反射による戻り光を防止して、光素子と光接続装置との結合効率を向上させることが可能となる。
【００４４】
更に、本発明の請求項１４記載の光接続装置の実装方法に依れば、光接続装置と光素子のパッケージとを直接接合又はフッ酸接合により接合することで、耐湿性の劣化解消、高パワーの光に対する変質防止と信頼性確保、プリズムや光ファイバ配列用基板の熱応力とクラック発生の抑制、及び接合箇所の剥離の防止と云う種々の効果が得られる。更に、光学接着剤から発生するアウトガスが、窓部からパッケージ内部に侵入して光素子に付着することも防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の光接続装置の第１の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。なお、各図に示したｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸はそれぞれ一対一に対応している。本発明の光接続装置１は、光ファイバ２とプリズム３と光ファイバ配列用基板４とから構成されており、光素子５と光学的に結合される。図３に示すように、パッケージ６は、光素子５を搭載しており、樹脂のトランスファモールド等によってその外形が製作される。光素子５として、ＰＤや高速動作用ＰＤ（例えば、ＰＩＮフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなど）と云った受光素子や、ＶＣＳＥＬのような発光素子が挙げられる。光素子５は、パッケージ６内部の基板上の電極とボンディングワイヤ７により電気的に接続されており、ｘ軸方向に複数の光素子５が横一列にアレイ状に整列されて光素子アレイが形成されている。パッケージ６には、光を通過させる窓部６ａが設けられる。
【００４６】
光ファイバ２は、コア２ａ、及び、コア２ａの屈折率より低い屈折率のクラッド２ｂが前記コア２ａの周囲を囲むことで構成される石英系のシングルモード型、又は石英系のマルチモード型（屈折率分布型、ステップインデックス型）、或いはプラスチック光ファイバが好適である（図１、図４参照）。図１〜図４の場合は光ファイバ２の端部が劈開されており、複数の光ファイバ２が互いのコア２ａの軸が平行となるようにｘ軸方向に亘って等間隔に横一列に配列されて、光ファイバアレイが構成されている。
【００４７】
プリズム３には反射面３ａが備えられると共に、光ファイバアレイの端部と対向する端面３ｂ、及び光素子５の発光部又は受光部５ａと対向するもう片側の端面３ｃとで、その外形が形成されている。更に、プリズム３はｘ軸方向に延長して形成される。
【００４８】
反射面３ａは、光ファイバ２のコア２ａの軸方向（ｚ軸方向）に対して、所定の角度θ（０度＜θ＜９０度の範囲：本実施形態ではθは４５度と設定する）をなして形成されている。更に、端面３ｂが前記光素子５の面方向であるｘ軸方向に対して垂直に形成されると共に、もう一方の端面３ｃはｘ軸方向と平行に形成される。反射面３ａはミラーとして作用するように、その面上に金属膜又は誘電体多層膜といった反射膜が形成される。
【００４９】
プリズム３を構成する材料としては、光ファイバ２のコア２ａと同一な屈折率を有する光透過性材料が好ましく、具体的にはガラスやプラスチック等が挙げられる。
【００５０】
光ファイバ配列用基板（以下、配列用基板）４は、平板状の基板面上に光ファイバ２の本数分の溝４ａがｘ軸方向に等間隔で各々平行に形成されたもので、各光ファイバ２がそれぞれ各溝４ａ内に配列される（図１参照）。各溝４ａの断面形状はＶ形に形成されている（以下、溝４ａをＶ溝４ａと云う）。
【００５１】
Ｖ溝４ａの形成面の一端側には段差が形成され、その段差にプリズム３が設置される。段差の各平面とプリズムの端面３ｂ，３ｃとを接合することにより、配列用基板４とプリズム３が一体化される。プリズム３と配列用基板４との接合面での、屈折率差による光のフレネル反射を防止するために、プリズム３と配列用基板４を同一材料で構成する方が望ましい。この様に材料を選定することで、フレネル反射による光ファイバ２への戻り光又は光素子５への戻り光が解消される。
【００５２】
プリズム３と配列用基板４とをガラスで製造する場合は、それぞれをモールド成形による製造、或いは研削及び研磨加工により製造する。又、プラスチックで製造する場合は金型による射出成形で製造するのが好適である。
【００５３】
プリズム３と配列用基板４との接合は、光学接着剤による接合、又は光学接着剤や中間材（反射防止膜、金属膜）等を介さない直接接合又はフッ酸接合により行う。光学接着材を使用すれば、低コストで配列用基板４とプリズム３とを一体化することが出来る。又、高パワーの光で光ファイバアレイと光素子５とを結合するような耐パワー性が要求される場合は、直接接合又はフッ酸接合によって一体化する方が好ましい。光学接着剤による接合の場合には、前記コア２ａ及びプリズム３と同一の屈折率を有する光学接着剤を用いて、プリズム３−配列用基板４の接合面でのフレネル反射を防止する。
【００５４】
一方、直接接合又はフッ酸接合の場合、光学接着剤や中間材を介さないので、光学接着剤や中間材の耐湿性の劣化や、高パワーの光に対する変質や信頼性の低下と云った問題を解消することが出来る。又、光学接着剤からのアウトガスの発生も防止されるので、光素子５へのアウトガスの付着も防止することが出来る。
【００５５】
更に、直接接合やフッ酸接合ならば、プリズム３と配列用基板４とを室温下にて接合するので、プリズム３や配列用基板４の熱応力とクラックの発生を抑制して、接合箇所の剥離を防止することが出来る。
【００５６】
又、プリズム３の端面３ｂと、光ファイバ２の端部とを、前記のような光学接着剤、或いは前記直接接合又はフッ酸接合によって接合すれば、前記端部と前記端面３ｂとの間でのフレネル反射を防止して、光ファイバ２への戻り光又は光素子５への戻り光を解消することが可能となる。特に直接接合又はフッ酸接合の方が、前記と同様、光学接着剤の耐湿性の劣化解消、高パワーの光に対する変質防止と信頼性確保、プリズム３や光ファイバ２の熱応力とクラック発生の抑制、及び接合箇所の剥離の防止と云う種々の効果が得られるため、より好ましい接合方法である。
【００５７】
更に、光接続装置１の光出射部分と光素子アレイの各発光部又は受光部５ａとが、ｙ軸方向で面対向するように、ｘ、ｚ軸方向で光接続装置１の位置調整を行って、光接続装置１とパッケージ６とを接合する。その接合は、光接続装置１とパッケージ６を前記直接接合又はフッ酸接合で接合して、光接続装置１をパッケージ６に実装することで行う。直接接合又はフッ酸接合によって接合することで、前記と同様、耐湿性の劣化解消、高パワーの光に対する変質防止と信頼性確保、プリズム３や配列用基板４の熱応力とクラック発生の抑制、及び接合箇所の剥離の防止と云う種々の効果が得られる。更に、光学接着剤から発生するアウトガスが窓部６ａからパッケージ６内部に侵入して光素子５へ付着することも防止される。光素子５の厚さと実装高さは、光素子５とプリズム３との距離が最適となるように適宜調整する。
【００５８】
次に、図４を参照して、光接続装置１と光素子５との結合について説明する。図４では光素子５がＰＤと云った受光素子の場合を例に取り、結合状態の説明を行うこととする（以下、必要に応じて受光素子５と表記する）。光ファイバ２から出射した光はプリズム３に入射し、反射面３ａで反射されて受光素子５の受光部５ａに結合される。前記の通り、反射面３ａには反射膜が形成されているので、光ファイバ２からｚ軸方向に出射された光は反射面３ａで全反射（反射）されて、ｙ軸方向に９０度光路が変換されてプリズム３から出射し、配列用基板４を透過して受光素子５の受光部５ａに結合する。
【００５９】
光接続装置１の光出射部分となる配列用基板４の面（窓部６ａと面対向している面）上には、反射防止膜が形成される。反射防止膜としては、例えばＳｉＯ２やＴｉＯ２或いはＴａ２Ｏ５と云った無機材料からなる厚さ約数百ｎｍの多層膜が挙げられる。前記光出射部分に反射防止膜を形成することにより、光出射部分での反射による戻り光を防止して、受光素子５と光接続装置１との結合効率を向上させることが可能となる。
【００６０】
図４は光素子５が受光素子の場合の、光接続装置１と光素子５との結合状態を示しているが、光素子５をＶＣＳＥＬと云った面発光レーザに置き換えても良い。この場合、図４は図１０に示すように、光素子５の発光部５ａから出射された光が反射面３ａで反射されて、光ファイバ２のコア２ａに結合される状態図となる。ＶＣＳＥＬを用いる場合には、集光用の凸レンズ５ｂを発光部５ａの面上に一体に設けたものが好ましい。なお、図４で光出射部分と表記していた光接続装置１の箇所は光入射部分になる（以下、光入出射部分とする）。
【００６１】
以上、説明したように、光接続装置１に配列用基板４を具備し、Ｖ溝４ａに光ファイバアレイを配列することにより、各光ファイバ２をプリズム３に対して微調整する必要が無く、光ファイバアレイの配列方向（ｘ軸方向）と直交方向であるｙ軸方向での、プリズム３に対する各光ファイバ２の位置決めが容易になる。従って、光素子５に対して光ファイバ２を精度良く容易に配列することが可能となる。
【００６２】
なお、プリズム３と配列用基板４とをモールド成形により一体成型で製造しても良い。図５〜図７に示すように、プリズム３と配列用基板４を一体化した外形形状に加工された型８ａ，８ｂを正確に位置決めし、その間にガラスロッド材又はプリフォーム（以下、ガラス材）９を挟み込む。型８ａ，８ｂの材料には超硬合金などを使用する。次に非酸化雰囲気中で、ガラス材９と型８ａ，８ｂとをガラス材９の軟化点近傍まで昇温し、ガラス材９と型８ａ，８ｂがほぼ等しい温度で型８ａ，８ｂによりガラス材９を加圧し、その後加圧を維持しながら型温度を転移点以下まで降温する。その後、型８ａ，８ｂから成型されたガラス材９を抜き出す。型抜きされたガラス材９が、プリズム３と配列用基板４との一体成型物１０となる（図８参照）。
【００６３】
モールド成形による一回の加工でプリズム３と配列用基板４とを製造するので、プリズム３と配列用基板４とを常に一定の形状で製造することができ、外形形状のバラツキが解消される。従って、前記バラツキによって反射面３ａで発生する反射光の光路のバラツキを防止して、光素子５と光ファイバ２とを高効率に結合させることが可能となる。
【００６４】
更に、プリズム３と配列用基板４の製造を、モールド成形の一工程のみで終了することが出来るので、製造工程数の削減化に伴い光接続装置１の低コスト化も達成することが可能となる。
【００６５】
又、プラスチックでプリズム３と配列用基板４とを一体成型する場合には、射出成形法を用いれば良い。
【００６６】
又、本実施の形態では、プリズム３と配列用基板４との接合構造として、配列用基板４の段差にプリズム３を接合する構造を説明したが、この構造に換えて、図９のようにプリズム３の端面３ｂと配列用基板４の一平面とを接合するように変更することも可能である。
【００６７】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を図１１と図１２を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略若しくは簡略化して説明する。図１２の光素子５を、受光素子として以下、説明を続ける。
【００６８】
第２の実施の形態が前記各実施の形態と異なる点は、光ファイバ２の端部に光をコリメート又は収束するＧＲＩＮ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ）レンズ１３が具備される点である。ＧＲＩＮレンズ１３のレンズ長を０．２５Ｐとした場合（Ｐ：ＧＲＩＮレンズ１３のピッチ）、光ファイバ２からの出射光は図１２に示すようにコリメート光に変換されて、反射面３ａに入射される。これにより、反射面３ａで反射される反射光もコリメート光のまま受光素子５の受光部５ａに結合されるため、光が広がることなく受光部５ａに結合されて、光接続装置１と受光素子５との結合効率が向上する。
【００６９】
又、ＧＲＩＮレンズ１３の中心屈折率がコア２ａの屈折率と同一とみなせる場合、プリズム３の端面３ｂと、ＧＲＩＮレンズ１３の端部とを、第１の実施の形態で説明したような光学接着剤、或いは前記直接接合又はフッ酸接合によって接合すれば、ＧＲＩＮレンズ１３の端部と前記端面３ｂとの間でのフレネル反射が防止されて、光ファイバ２への戻り光（光素子５がＶＣＳＥＬなどの発光素子の場合は、光素子５への戻り光）を解消することが可能となる。特に直接接合又はフッ酸接合の方が、光学接着剤の耐湿性の劣化解消、高パワーの光に対する変質防止と信頼性確保、プリズム３やＧＲＩＮレンズ１３の熱応力とクラック発生の抑制、及び接合箇所の剥離の防止と云う種々の効果が得られるため、より好ましい接合方法である。
【００７０】
又、ＧＲＩＮレンズ１３のレンズ長を０．２５Ｐから０．５Ｐの間に設定することで収束光となり、図１３に示すように、光素子５がＶＣＳＥＬと云った発光素子であっても、光素子５と光ファイバ２とを結合させることが可能となる。従って、光接続装置１の汎用性が高まる。
【００７１】
又、光素子５が、高速動作用ＰＤと云った受光部５ａの直径が数十μｍ以下と極小な場合でも、光ファイバ２からの出射光を収束させて、プリズム３の反射面３ａに入射することが出来る（図１３参照）。従って、反射面３ａからの反射光も収束光に変換されて受光素子５と結合されるため、光接続装置１と受光素子５との結合効率を更に向上させることが可能となる。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態を図１４〜図１７を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略若しくは簡略化して説明する。
【００７３】
第３の実施の形態が前記各実施の形態と異なる点は、光ファイバ２’の端部とプリズム３’の端面３ｂ’に、光ファイバ２’のコア２ａ’の軸方向（図中のｚ軸方向）に垂直な方向に対して、所定の角度θｆを設けたことである。光ファイバ２’又は光素子５への戻り光への要求が厳しい場合に、フレネル反射の防止を目的として、光ファイバ２’の端部とプリズム３’の端面３ｂ’とに角度θｆを設けるものである。
【００７４】
以下、光素子５が受光素子の場合を例に取り、説明を続ける。プリズム３’及び配列用基板４’の屈折率がコア２ａ’の屈折率と異なる場合に、角度θｆを設けることで、光ファイバ２’から出射した光は光ファイバ２’の端部で屈折して、プリズム３’内部において斜め上方へと伝搬する。その伝搬光は反射面３ａで反射されて受光素子５の受光部５ａに結合される。角度θｆを設定したことに伴い、反射面３ａの角度θは０度＜θ＜９０度の範囲において、前記第１及び第２の実施形態の角度θよりも若干小さくする。角度θを変更することにより、反射面３ａからの反射光の光路をｙ軸方向と平行に変換して受光部５ａに結合することが出来る。
【００７５】
プリズム３’及び配列用基板４’の屈折率が、前記コア２ａ’の屈折率と異なっていても、光ファイバ２’の端部と、前記端部と対向するプリズム３’の端面３ｂ’とに、光ファイバ２’のコア２ａ’の軸方向に垂直な方向に対して、所定の角度θｆを設けるため、光ファイバ２’の端部でのフレネル反射が防止され、光ファイバ２’への戻り光が解消される。
【００７６】
前記の説明より、プリズム３’及び配列用基板４’には、前記コア２ａ’と異なる屈折率を有する光透過性材料を用いることが可能となり、前記各実施の形態で説明したガラス又はプラスチックの他に、シリコン単結晶等も使用することが出来る。プリズム３’と配列用基板４’とをシリコン単結晶で製造する場合は異方性エッチング又は研磨加工により製造すれば良い。
【００７７】
シリコン単結晶等と云った高屈折率材料を、プリズム３’及び配列用基板４’に用いた場合、その屈折率が反射面３ａでの入射光の臨界角条件を満たす屈折率以上の屈折率の場合、光が反射面３ａで全反射するため、反射面３ａに前記のような反射膜は不要となる。反射面３ａで光が全反射する条件として、反射面３ａに対して光を臨界角以上で入射させる必要がある。そこで、前記角度θを変更して光の入射角が臨界角となるように設定する。
【００７８】
しかしながら、前記角度θを変更するだけでは全反射は達成されず、プリズム３’の材料の屈折率によって臨界角条件を満たすように、プリズム３’の材料を選択する必要がある。光ファイバ２’が一般的な単一モード型の場合、その開口数（ＮＡ）は０．１と仮定されるので、図１６より光ファイバ２’からの出射光のほぼ全てのパワーが含まれる広がり角φは１２度となる。従って、反射面３ａに対する光の入射角ｉは角度θから広がり角φを差し引いた３３度となる。更に、光ファイバアレイモジュール１の使用環境を考慮すると、周囲の雰囲気は空気（屈折率１）と考えられるので、空気に対して臨界角３３度となる屈折率はスネルの法則より１．８３６・・・となり、屈折率が約１．８４より大きい光透過性材料であれば、反射面３ａで光を全反射させることが出来る。プリズム３’に好適な材料としては、屈折率が１．８４より大きい光透過性である、ガラス、シリコン単結晶等が挙げられる。
【００７９】
次に、図１６を参照して、光接続装置１と受光素子５との結合について説明する。光ファイバ２’から出射した光はプリズム３’に入射し、反射面３ａで全反射されて受光素子５の受光部５ａに結合される。前記の通り、反射面３ａに対して光は臨界角ｉで入射すると共に、プリズム３’の屈折率は臨界角条件を満たすので、光ファイバ２’からｚ軸方向に出射された光は反射面３ａで全反射されて、ｙ軸方向に９０度光路が変換される。その後、光路が変換された光はプリズム３’から出射し、配列用基板４’を透過して受光素子５の受光部５ａに結合する。全反射を利用することで反射面３ａでの光の伝搬ロスを解消することが可能となる。
【００８０】
勿論、臨界角条件を満たさない屈折率（前記の場合、１．８４以下）の材料をプリズム３’に適用することも可能である。この場合、反射面３ａでの全反射条件は満たせないため、反射面３ａに前記のような反射膜を形成する必要がある。反射膜を反射面３ａ上に形成することによって、反射面３ａでの全反射条件を満たさない小さな屈折率の材料も、光接続装置１に使用することが可能となる。
【００８１】
プリズム３’の端面３ｂ’と、光ファイバ２’の端部とは、光学接着剤、或いは前記直接接合又はフッ酸接合によって接合する。特に直接接合又はフッ酸接合の方が、第１の実施形態の理由からみてより好ましい。プリズム３’及び配列用基板４’にシリコン単結晶を使用すると共に、光学接着剤で接合する場合、シリコン単結晶の屈折率は１５５０ｎｍで３．４８と大きいので、プリズム３’の端面に、光学接着剤等の屈折率に整合した反射防止膜を形成する。
【００８２】
角度θｆは次のようにして求める。光ファイバ２’から出射した光がプリズムで反射されて再度光ファイバ２’に結合する効率をη’、プリズム３’の端面３ｂ’と光ファイバ２’の端部との接合面でのｓ波の反射率をＲｓ、図１７より前記接合面の法線に対する光の入射角をθｆ、前記法線に対する屈折角をθｆ’、光ファイバ２’を伝搬する光の波長をλ、光ファイバ２’のモードフィールド半径をω１、コア２ａ’の屈折率をｎ１、プリズム３’の屈折率をｎ２とすると、前記接合面でのリターンロスＲＬは、以下の式で表される。
【００８３】
【数５】
2008015224.tif 000005
【００８４】
θｆおよびθｆ’が十分に小さいものとして、数５を整理すると、
【００８５】
【数６】
2008015224.tif 000006
【００８６】
と表される角度θｆの設定式が求められる。数６に示すように、光接続装置１のＲＬの仕様と、コア２ａ’の屈折率ｎ１、プリズム３’の屈折率ｎ２、及び光ファイバ２’と光素子５とを結合する光の波長λと光ファイバ２’のモードフィールド半径ω１を決定することで、角度θｆを自動的に求めることが出来る。その具体的数値の一例として、ＲＬ＞５０ｄＢ、コア２ａ’の屈折率ｎ１＝１．４５、プリズム３’の屈折率ｎ２＝１．５１の場合、角度θｆは５．２度以上であればよい。
【００８７】
なお、プリズム３’の端面３ｂ’と、光ファイバ２’の端部の間に、第２の実施の形態で説明したようなＧＲＩＮレンズ１３を挿入しても良い。この場合、図１８に示すようにＧＲＩＮレンズ１３の端部と、この端部と対向するプリズム３’の端面３ｂ’とを、光学接着剤、或いは前記直接接合又はフッ酸接合によって接合する。特に直接接合又はフッ酸接合の方が、第２の実施形態の理由からみてより好ましい。
【００８８】
ＧＲＩＮレンズ１３の端部と、前記端部と対向するプリズム３’の端面３ｂ’とに、前記端部の軸方向（図１８のｚ軸方向）に垂直な方向に対して、数７で設定される角度θｆを設けることにより、ＧＲＩＮレンズ１３の端面でのフレネル反射が防止されて、光ファイバ２’への戻り光が解消される。プリズム３’と光ファイバ２’の間に、ＧＲＩＮレンズ１３を挿入しているので、前記ＲＬは、ＲＬ’（前記ＧＲＩＮレンズ１３の端部と、ＧＲＩＮレンズ１３の端部と対向するプリズム３’の端面３ｂ’とが接合される接合面でのリターンロス）に、前記ｎ１はｎ３（ＧＲＩＮレンズ１３の中心屈折率）に、前記ω１はω２（ＧＲＩＮレンズ１３の端部でのビームウエスト半径）に、それぞれ置き換えられる。
【００８９】
【数７】
2008015224.tif 000007
【００９０】
なお、図１５においては、光素子５をＶＣＳＥＬと云った面発光レーザに置き換え可能である。この場合、光素子５から出射された光が反射面３ａで反射されて、光ファイバ２’のコア２ａ’に結合される。ＶＣＳＥＬを用いる場合には、図１０で示した集光用の凸レンズ５ｂを発光部５ａの面上に一体に設けたものが好ましい。
【００９１】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態を図１９〜図２０を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略若しくは簡略化して説明する。
【００９２】
第４の実施の形態が前記各実施の形態と異なる点は、前記反射面３ａのうち少なくとも光ファイバ２からの出射光が反射する反射面領域に、凹面ミラー１２を設けたことである。凹曲面形状を有する凹面ミラー１２が、光ファイバ２の本数と同一の数、光ファイバ２の配列ピッチと同一ピッチでアレイ状に反射面３ａに形成されている。
【００９３】
以下、光素子５が受光素子の場合を例に取り、説明を続ける。図２０より、光ファイバ２から出射された光は、前記放射角φ’で広がりながら反射面３ａに入射する。ここで凹面ミラー１２の凹曲面形状により、広がった入射光が集光されて収束光に変換され、受光素子５の受光部５ａに集光されるため、光接続装置１と受光素子５との結合効率が向上される。
【００９４】
凹面ミラー１２をガラスで製造する場合は、モールド成形により製造する。又、プラスチックで製造する場合は金型による射出成形で製造するのが好適である。
【００９５】
なお、光素子５をＶＣＳＥＬと云った面発光レーザに置き換え可能である。この場合、光素子５から出射された光が、凹面ミラー１２の凹曲面形状により集光されて収束光に変換され、光ファイバ２のコア２ａに集光、結合されるため、光接続装置１と光素子５との結合効率が向上される。
【００９６】
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態を図２１〜図２２を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略若しくは簡略化して説明する。
【００９７】
第５の実施の形態が前記各実施の形態と異なる点は、光接続装置１の前記光入出射部分に、凸レンズ部４ｂを一体的に形成したことである。凸曲面形状を有する凸レンズ部４ｂが、光ファイバ２の本数と同一の数、光ファイバ２の配列ピッチと同一ピッチでアレイ状に、配列用基板４の底面に形成されている。
【００９８】
以下、光素子５が受光素子の場合を例に取り、説明を続ける。図２２より、光ファイバ２から出射された光は、前記放射角φ’で広がりながら反射面３ａに入射し、反射されて凸レンズ部４ｂに入射する。ここで凸レンズ部４ｂの凸曲面形状により、広がって入射した光が集光されて収束光に変換され、受光素子５の受光部５ａに集光されるため、光接続装置１と受光素子５との結合効率が向上される。
【００９９】
凸レンズ部４ｂをガラスで製造する場合は、モールド成形により製造する。又、プラスチックで製造する場合は金型による射出成形で製造するのが好適である。
【０１００】
光素子５は、ＶＣＳＥＬと云った面発光レーザに置き換え可能である。この場合、光素子５から出射された光が、凸レンズ部４ｂの凸曲面形状により集光されて収束光に変換され、光ファイバ２のコア２ａに集光、結合されるため、光接続装置１と光素子５との結合効率が向上される。凸レンズ部４ｂを用いる場合は、図１０に示す凸レンズ５ｂは不要である。
【０１０１】
なお、本実施の形態を図２３に示すように、光ファイバ２’の端部とプリズム３’の端面３ｂ’に、光ファイバ２’のコア２ａ’の軸方向（図中のｚ軸方向）に垂直な方向に対して、前記所定の角度θｆを設けるように変更することも可能である。
【０１０２】
又、本発明はその技術思想に基づいて、種々変更可能であり、例えば図８で示した、プリズム３と配列用基板４との一体成型物をシリコン単結晶で作製しても良い。シリコン単結晶で一体成型する場合には、異方性エッチング又は研磨加工により製造すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明による光接続装置は、コンピュータ等の情報機器内部の光接続装置に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光接続装置の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光接続装置の側面図。
【図３】図１の光接続装置を光素子パッケージに実装した状態を表す模式図。
【図４】第１の実施の形態に係る光接続装置における光の伝搬状態を表す模式図。
【図５】プリズムと光ファイバ配列用基板の一体成型物の製造方法において、型の          間にガラス材を挟み込む工程を示す側面図。
【図６】プリズムと光ファイバ配列用基板の一体成型物の製造方法において、ガラ          ス材を型により加圧する工程を示す側面図。
【図７】プリズムと光ファイバ配列用基板の一体成型物の製造方法において、型か          ら成型されたガラス材を抜き出す工程を示す側面図。
【図８】モールド成形によりプリズムと光ファイバ配列用基板とを一体化した一体          成型物を示す斜視図。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光接続装置の変更例を表す斜視図。
【図１０】光素子が発光素子の場合の、第１の実施の形態に係る光接続装置の光の            伝搬状態を表す模式図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る光接続装置の斜視図。
【図１２】第２の実施の形態に係る光接続装置における、光の伝搬状態を表す模式            図。
【図１３】第２の実施の形態に係る別形態の光接続装置における光の伝搬状態を表            す模式図。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る光接続装置の側面図。
【図１５】第３の実施の形態に係る光接続装置における、光の伝搬状態を表す模式            図。
【図１６】第３の実施の形態に係る光接続装置において、反射面で光が全反射する            場合の、光の伝搬状態を表す模式図。
【図１７】図１５の円囲み部分Ａの拡大図。
【図１８】第３の実施形態に係る光接続装置の変更例における光の伝搬状態を表す            模式図。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る光接続装置の側面図。
【図２０】第４の実施の形態に係る光接続装置における、光の伝搬状態を表す模式            図。
【図２１】本発明の第５の実施形態に係る光接続装置の側面図。
【図２２】第５の実施の形態に係る光接続装置における、光の伝搬状態を表す模式            図。
【図２３】第５の実施形態の変更例の光接続装置における、光の伝搬状態を表す模            式図。
【図２４】従来の光接続装置の一例を表す斜視図。
【符号の説明】
【０１０５】
１                光接続装置
２                光ファイバ
３                プリズム
３ａ              反射面
３ｂ，３ｃ        端面
４                光ファイバ配列用基板
４ａ              溝
４ｂ              凸レンズ部
５                光素子
５ａ              発光部又は受光部
６                パッケージ
７                ボンディングワイヤ
８ａ，８ｂ        型
９                ガラス材
１０              一体成型物
１２              凹面ミラー
１３              ＧＲＩＮ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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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