(57)【要約】【課題】光素子の気密封止性を良くすることができると共に、光素子の実装を容易にできる光モジュールを提供する。【解決手段】ポリマ導波路１１と、そのポリマ導波路１１のコア１２の端面側１３に配置されて光信号を送受信する光素子とを備え、ポリマ導波路１１のコア端面側１３でそのポリマ導波路１１を挟む嵌め込み溝１４が形成されたパッケージ１５を設けると共に、そのパッケージ１５内に光素子をポリマ導波路１１のコア１２と対向するよう設け、ポリマ導波路１１とパッケージ１５との間を樹脂１６で覆った。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマ導波路と、そのポリマ導波路のコアの端面側に配置されて光信号を送受信する光素子とを備えた光モジュールにおいて、
上記ポリマ導波路のコア端面側でそのポリマ導波路を挟む嵌め込み溝が形成されたパッケージを設けると共に、そのパッケージ内に上記光素子をポリマ導波路のコアの端面と対向するよう設け、ポリマ導波路と上記パッケージとの間を樹脂で覆ったことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
上記パッケージは、一側が開口した箱形に形成され、そのパッケージの内部に上記光素子を収容する収容室を形成し、その収容室の左右両側の側壁に上記嵌め込み溝が形成され、上記樹脂は、嵌め込み溝を覆い、かつポリマ導波路とパッケージの上壁との間、及びポリマ導波路とパッケージの下壁との間を覆う請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
上記樹脂は、上記収容室内に充填される請求項２記載の光モジュール。
【請求項４】
上記パッケージの光素子が設けられた面には、光素子を外部に電気的に接続するためのスルーホールが形成される請求項２または３に記載の光モジュール。
【請求項５】
上記パッケージは、セラミック或いはＳｉで形成されている請求項１〜４いずれかに記載の光モジュール。
【請求項６】
上記パッケージは、無機フィラーを含有する樹脂で形成されている請求項１〜４いずれかに記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマ導波路とＬＤ或いはＰＤ等の光素子とを光学的結合させた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有する光導波路として、複数のコアを有するポリマ導波路が開発され、このポリマ導波路を用いて他の光デバイスと接続することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、基板を有しない単体のポリマ導波路を形成し、そのポリマ導波路のコアの端面にＬＤ等の光素子を光学的に接続して、光素子とポリマ導波路間で光信号の送受信を行う光モジュールが提案されている。
【０００４】
このような光モジュールは、可撓性を有するために、構造上の理由で制限されることが少なく、汎用的な光−電気変換デバイスとして利用することが期待されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９７２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＬＤ等の光素子がポリマ導波路の端面側で外部に対して剥き出しに設けられ、光素子をポリマ導波路と光学的結合させた光モジュールでは、光素子に水分（水蒸気）が接触し、その水分が光素子の特性を劣化させる、及び素子寿命を短くしてしまう問題があった。
【０００７】
また、ポリマ導波路の各コアの端面に、光素子から出射される光信号のスポットを合わせて（或いは、光素子に、コアの端面から入射される光信号のスポットを合わせて）、光素子をポリマ導波路に実装する際には各チャネル毎にアライメントが必要であり、光モジュールの作製に時間が掛かってしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、光素子の気密封止性を良くすることができると共に、光素子の実装を容易にできる光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ポリマ導波路と、そのポリマ導波路のコアの端面側に配置されて光信号を送受信する光素子とを備えた光モジュールにおいて、上記ポリマ導波路のコア端面側でそのポリマ導波路を挟む嵌め込み溝が形成されたパッケージを設けると共に、そのパッケージ内に上記光素子をポリマ導波路のコアの端面と対向するよう設け、ポリマ導波路と上記パッケージとの間を樹脂で覆った光モジュールである。
【００１０】
請求項２の発明は、上記パッケージが、一側が開口した箱形に形成され、そのパッケージの内部に上記光素子を収容する収容室を形成し、その収容室の左右両側の側壁に上記嵌め込み溝が形成され、上記樹脂は、嵌め込み溝を覆い、かつポリマ導波路とパッケージの上壁との間、及びポリマ導波路とパッケージの下壁との間を覆う請求項１に記載の光モジュールである。
【００１１】
請求項３の発明は、上記樹脂が、上記収容室内に充填される請求項２記載の光モジュールである。
【００１２】
請求項４の発明は、上記パッケージの光素子が設けられた面には、光素子を外部に電気的に接続するためのスルーホールが形成される請求項２または３に記載の光モジュールである。
【００１３】
請求項５の発明は、上記パッケージが、セラミック或いはＳｉで形成されている請求項１〜４いずれかに記載の光モジュールである。
【００１４】
請求項６の発明は、上記パッケージが、無機フィラーを含有する樹脂で形成されている請求項１〜４いずれかに記載の光モジュールである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光素子の気密封止性を良くすることができると共に、光素子の実装を容易にできるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１は本発明に係る好適な実施の形態の光モジュールを示した斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態の光モジュール１０は、ポリマ導波路１１と、そのポリマ導波路１１のコア１２の端面１３側に配置されて光信号を送受信する光素子とを備え、ポリマ導波路１１のコア端面１３側でそのポリマ導波路１１を挟む嵌め込み溝１４が形成されたパッケージ１５を設けると共に、そのパッケージ１５内に光素子（図示せず）をポリマ導波路１１のコア１２の端面１３と対向するよう設け、ポリマ導波路１１とパッケージ１５との間を樹脂１６で覆ったものである。
【００１９】
ポリマ導波路１１は、光路となるコア１２と、そのコア１２を覆いコアより屈折率の低い樹脂で形成されたクラッドとからなる。ポリマ導波路１１は、樹脂（ポリマ）で形成されており、可撓性を有する。本実施の形態では、４本のコア（光路）１２が形成された４チャネルのポリマ導波路１１を形成したが、チャネル数及び光路のパターンは図示されたものに限定されない。
【００２０】
本実施の形態では、４本のコア１２がポリマ導波路１１の一端からコア１２間の間隔を大きくしてポリマ導波路１１の他端に延びており、パッケージ１５は、コア１２の端面１３間の間隔が狭い側に設けられている。
【００２１】
パッケージ１４を覆う樹脂１６としては、耐湿性に優れたエポキシ樹脂が用いられる。
【００２２】
なお、図２は、ポリマ導波路１１と、ポリマ導波路１１に固定されたパッケージ１５を示す斜視図であり、図２（ａ）はパッケージ側から見た斜視図、図２（ｂ）はポリマ導波路１１側から見た斜視図である。
【００２３】
パッケージ１５について、図３（ａ）、図３（ｂ）に基づいて説明する。
【００２４】
図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、パッケージ１５は、一辺がそれぞれ数ｍｍの略直方体状に形成されたブロックに、コア端面に臨んで光素子を収容する収容室２２が形成されてなる。すなわち、パッケージ１５は、収容室２２がパッケージ１５の一面に開口する開口部２３が形成された箱形パッケージである。
【００２５】
収容室２２の互いに対向する左右の両側壁２４，２４には、ポリマ導波路１１を挟む嵌め込み溝１４，１４が形成されている。側壁２４，２４は、図中矢印方向からみてコ字状に形成され、嵌め込み溝１４の溝幅Ｓは、ポリマ導波路１１の厚さと略同じ長さに形成される。
【００２６】
収容室２２の開口部２３は、その高さ（図中、Ｌ）がポリマ導波路１１の厚さよりも長く形成される。よって、嵌め込み溝１４が形成されていない互いに対向する一対の壁２５，２６（図中上側の壁を上壁２５、下側の壁を下壁２６とする）と、嵌め込み溝１４に挟んで固定されるポリマ導波路１１との間には隙間（図５参照）が形成される。
【００２７】
開口部２３に対向する面２７には、光素子３１が設けられると共に、光素子３１に接続される図示されない電気配線パターンが設けられ、さらに、光素子３１を外部に電気的に接続するためのスルーホール３２が形成されている。スルーホール３２はパッケージ１５の外側（パッケージ１５の背面３３）に貫通して形成され、光素子３１と外部とで電気信号の送受信を行うことができる。本実施の形態では、光素子３１は、４チャネルのコア１２に対応して、面発光型のレーザダイオード（ＬＤ）３４またはフォトダイオード（ＰＤ）が４つ並列に設けられてなるＬＤアレイまたはＰＤアレイとした。ＬＤアレイの各ＬＤ３４は、ＬＤ３４にそれぞれ光学的に接続されるコア１２の間隔に沿って配置される。
【００２８】
図１に示したように、パッケージ１５は、嵌め込み溝１４，１４にポリマ導波路１１を嵌め込むことにより、ポリマ導波路１１を固定する。したがって、ポリマ導波路１１を嵌め込んだ際、光素子３１の各ＬＤ３４から出射する光信号のスポットがコア１２の端面１３に位置するように、光素子２１とコア端面１３とが所定の距離を隔てるべく嵌め込み溝１４の深さ（光信号出射方向の長さ）が決定されるのが好ましい。
【００２９】
パッケージ１５は、耐湿性のよい材料で形成されるのが好ましい。耐湿性のよい材料としてはセラミック、或いはＳｉ等が挙げられる。パッケージ１５をセラミック或いはＳｉで形成することにより、パッケージ１５の水分（高湿度）による劣化を防ぐ。
【００３０】
或いは、パッケージ１５は、樹脂で形成されてもよい。樹脂は、上記のセラミック、Ｓｉに比べて安価であり、パッケージへの加工が容易である。ただし、樹脂は耐湿性に劣るために、樹脂に無機フィラーを含有させた材料を用いてパッケージ１５を形成することが好ましい。無機フィラーを含有させることで、耐湿性を向上させることができる。
【００３１】
パッケージ１５は、予めパッケージ１５の形状に形成してある複数枚のセラミック部品を積層し、積層した各セラミック部品間の接合部分（図３（ａ）中、点線３５で示す）を、銀ロウ等を用いて接着されて作製される。
【００３２】
さて、図４は、ポリマ導波路１１にパッケージ１５を固定し、ポリマ導波路１１とパッケージ１５との間を樹脂１６で覆った部分の詳細を示す上面図である。
【００３３】
図４に示すように、樹脂１６は、パッケージ全体のうち、パッケージ１５の背面３３を除いた部分を全て覆っている（樹脂ポッディングされている）。パッケージ１５の背面３３には、収容室２２内の光素子３１と電気的接続するためスルーホール３２が形成されているために、パッケージ１５の背面３３は樹脂１６で覆わないでいる。
【００３４】
このとき図５に示すように、収容室２２の断面では、樹脂１６が、ポリマ導波路１１とパッケージ１５の上壁２５との間に形成される隙間４１、及びポリマ導波路１１とパッケージ１５の下壁２６との間に形成される隙間４２を塞ぐようにパッケージ１５を覆って設けられている。
【００３５】
図６に示すように、側壁２３の断面では、樹脂１６が、嵌め込み溝１４とポリマ導波路１１との接触部分４３を覆って設けられる。以上、図５及び図６から、収容室２２が外部に臨む箇所（開口部２３）及びポリマ導波路１１とパッケージ１５とが接触する部分（嵌め込み溝１４）が全て樹脂１６で覆われることになり、収容室２２は完全に気密封止された状態となる。したがって、収容室２２は、光モジュール外部から遮断されているので、外部環境に含まれる水分が収容室２２内に浸入して、光素子３１に接触することがなくなり、光素子３１の光学特性の劣化や素子寿命の短縮を防ぐことができる。すなわち、本光モジュール１０は、外部環境に対する信頼性を向上させることができる。
【００３６】
また、図６では、収容室２２の隙間４１，４２に樹脂１６を注入していたが、隙間４１，４２を塞ぐべくその隙間４１，４２に樹脂を注入すると、樹脂１６がポリマ導波路１１のコア端面１３を覆って、コア端面１３と光素子２１との間が樹脂１６である箇所と空気である箇所とにばらつき、収容室２２内の屈折率が不均一になってしまう可能性がある。したがって、収容室２２内の屈折率分布を均一にするべく、収容室２２内を全て樹脂１６で充填してもよい。
【００３７】
収容室２２を樹脂１６で充填しても、当然、光素子２１は外気に晒されることはないので、図６の場合と同様に、光素子３１の光学特性の劣化や素子寿命の短縮を防ぐことができる。
【００３８】
また、本実施の形態の光モジュール１０は、パッケージ１５に形成される嵌め込み溝１４、及び収容室２２内に設けられる光素子３１（例えば、ＬＤアレイ）の位置を、光素子３１から出射する光信号のスポットがコア１２の端面１３に位置するように設計されれば、パッケージ１５の嵌め込み溝１４にポリマ導波路１１を嵌め込むだけで、光素子３１とポリマ導波路１１のコア端面１３とが自動的にアライメントされて作製することができる。したがって、本光モジュール１０は、光素子３１のポリマ導波路１１への実装を容易にすることができるので、光モジュール製造における工程数を低減し低コストに作製することができる。
【００３９】
次に、好適な他の実施の形態の光モジュールについて説明する。
【００４０】
図７に示すように、本実施の形態の光モジュール５０は、その基本的な構成部分が上述した図１の光モジュール１０とほぼ同様であり、同一構成部分には、図１の場合と同一の符号を付してあるが、パッケージ１５の背面３３に電気コネクタ５１を設けた点において異なる。
【００４１】
電気コネクタ５１は、電気信号を増幅するアンプ等を内蔵しており、他の電気機器と接続するための、複数の入出力ピン５２が設けられている。例えば、入出力ピン５２は、少なくとも光モジュール５０のチャネル数（コアの数）と同数設けられる電気信号入出力用、ＬＤ（またはＰＤ）及びアンプの電源用、及びＧＮＤ用のものである。これら入出力ピン５２は、パッケージ１５内の光素子３１とスルーホールを介して電気的接続されている。
【００４２】
電気コネクタ５１は、パッケージ１５の背面３３に接着剤を用いて接着固定されている。或いは、電気コネクタ５１は、電気コネクタ５１に設けられる図示されないモジュール固定用の治具（スナップ）を用いてパッケージ１５に固定される。
【００４３】
本実施の形態の光モジュール５０は、パッケージ１５及びポリマ導波路１１が前実施の形態の光モジュール１０と同じであるので、光モジュール１０と同様な作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る好適な実施の形態の光モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１のポリマ導波路及びパッケージを示す図であり、（ａ）は前方斜視図、（ｂ）は後方斜視図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、パッケージの詳細を説明するための斜視図である。
【図４】図１の光モジュールの要部拡大上面図である。
【図５】図４の５Ａ−５Ａ線断面図である。
【図６】図４の６Ａ−６Ａ線断面図である。
【図７】好適な他の実施の形態の光モジュールを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  光モジュール
１１  ポリマ導波路
１２  コア
１４  嵌め込み溝
１５  パッケージ
１６  樹脂
２２  収容室
３１  光素子
【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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