(57)【要約】【課題】作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを提供する。【解決手段】基板１０１上に形成された平面光導波回路において、コア１０２、クラッド層１０３から成る光導波路１０４と、光導波路の端部１０５に、光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝１０８と、構造体の一面に反射体１２２が形成され、反射体と光導波路の端部とが対向するように、ミラー溝の内部に配置された光路変換ミラー１２１とを備えた。【選択図】図２
2008262116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された光導波回路において、
コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路と、
該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝と、
前記ミラー溝の内部に配置され、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように配置された光路変換ミラーを備え、
前記構造体は、前記反射体が形成された一面と接する第１の面に形成された第１の金属膜を有し、前記ミラー溝の底面に形成された第２の金属膜と半田により固定され、
前記構造体は、前記第１の面と対向する第２の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、
前記第１の金属膜は、前記反射体が形成された一面と接する辺と平行に形成された溝により、少なくとも２つ以上形成され、
前記第２の金属膜の面積は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積より小さく、前記第２の金属膜の面積重心は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成されていることを特徴とする光導波回路。
【請求項２】
前記溝の幅は、２０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光導波回路。
【請求項３】
基板上に形成された光導波回路において、
コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路と、
該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝と、
前記ミラー溝の内部に配置され、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように配置された光路変換ミラーを備え、
前記構造体は、前記反射体が形成された一面と接する第１の面に、前記反射体が形成された一面と接する辺と平行に形成された凹部を有し、
前記構造体は、前記凹部の内面に形成された第１の金属膜を有し、前記ミラー溝の底面に形成された第２の金属膜と半田により固定され、
前記構造体は、前記第１の面と対向する第２の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、
前記第２の金属膜の面積は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積より小さいことを特徴とする光導波回路。
【請求項４】
前記第２の金属膜の面積重心は、前記第１の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光導波回路。
【請求項５】
前記凹部の深さは、３〜１０μｍであることを特徴とする請求項３または４に記載の光導波回路。
【請求項６】
前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、前記反射体が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波回路。
【請求項７】
前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、レンズ形状の凸面または凹面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波回路。
【請求項８】
前記光導波路は、石英系平面光導波路またはシリコン系平面光導波路であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光導波回路。
【請求項９】
基板上に形成され、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路を含む光導波回路に、光路を変換するための光路変換ミラーを実装する光導波回路の作製方法において、
該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝を形成する第１工程と、
構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように、光路変換ミラーを前記ミラー溝の内部に配置する第２工程であって、前記構造体の前記反射体が形成された一面と接する第１の面に形成された第１の金属膜と、前記ミラー溝の底面に形成された第２の金属膜とを半田により固定する第２工程とを備え、
前記第１の金属膜は、前記反射体が形成された一面と接する辺と平行に形成された溝により、少なくとも２つ以上形成され、
前記第２の金属膜の面積は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積より小さく、前記第２の金属膜の面積重心は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成されていることを特徴とする光導波回路の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波回路およびその作製方法に関し、より詳細には、マイクロミラー構造体により光路を変換する機能を有する光導波回路およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信、光情報処理の分野においては、平面光導波回路を用いて光機能部品を構成し、集積することが行われている。このような平面光導波回路と受発光素子との間には、平面光導波回路の一領域から光波の一部または全部を取り出して、フォトダイオード（以下「ＰＤ」という）によって受光したり、または半導体レーザダイオード（以下「ＬＤ」という）からの出力光を平面光導波回路に入力させるための結合が必要になる。例えば、波長多重分割伝送方式におけるノード装置においては、平面光導波回路の中の複数の光導波路について、光強度を監視するための多数のＰＤを集積化する必要がある。
【０００３】
このような光素子と平面光導波回路との光結合構造として、平面光導波回路の光導波路端部の微小部位に、光路を変換するための光路変換ミラーを設け、回路面と垂直方向に光を入出力する垂直入出力構造が知られている。上述したノード装置の光導波回路に適用される光路変換ミラーは、（１）監視対象となる光導波路と、対象外の光導波路とが混在しているので、他の光導波路に対して物理的にも光学的にも影響を与えることなく、任意の光導波路の光を取り出すことができること、（２）アレイ型のＰＤとの光学的結合のために、高い位置精度、角度精度が必要（例えば、位置精度＝±３μｍ、角度精度＝±３°）、（３）ＰＤにおける受光損失の増大、クロストークの劣化を防ぐために、高い鏡面粗さ精度が必要、（４）小型化、集積化のために光路変換ミラーに近接してＰＤを実装できること（例えば、受光径２０μｍのＰＤでは、光導波路端部からＰＤの受光面まで５０〜１００μｍが望ましい）、（５）ＰＤを実装するときのアライメント、および使用環境条件において位置ズレを起こさないように、半田による固定が好ましい、（６）光導波回路の高機能化のために、レンズ効果、フィルタ効果を追加することができるミラーが好ましい、等の要求条件を満たす必要がある。
【０００４】
従来から実績のある垂直入出力構造には、（ａ）平面光導波回路にダイシングソー等の機械加工により基板垂直方向に対して斜めに傾いた溝を形成し、この溝の中に、薄膜反射フィルタを挿入する構造、（ｂ）ポリマ導波路の一端部にレーザブレーションによりマイクロミラーを形成する構造、（ｃ）導波路端部にエッチングにより基板面まで溝を掘り、溝の中に樹脂の表面張力を用いた斜面を形成し、この斜面にミラーを設置する構造などが提案されている。（ａ）の機械加工による方法は、簡便なものの、導波路端部において、所望の光導波路以外の光導波路を、一緒に切断してしまう恐れがあり、用途が限定されるという問題がある。（ｂ）の方法は、ポリマ導波路のみに適用でき、実用的な平面光導波回路として最も期待される石英系光導波路では、レーザブレーションによる加工が極めて難しいという問題がある。
【０００５】
（ｃ）の方法は、石英系光導波路をはじめとする各種導波路材料に幅広く適用でき、作製も容易な構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の構造は、樹脂斜面をミラー支持体とする構造であり、ミラーの鏡面精度、光導波路とのアライメント精度が高く、高性能かつ生産性の高い光路変換ミラーである。
【０００６】
図１に、従来の光路変換ミラーの構造と作製方法とを示す（例えば、特許文献２参照）。平面光導波回路は、平坦な基板３１上に、コア３２を取り囲んだクラッド層３３からなる導波路３４が作製されている。図１（ａ）に示すように、所望の導波路端部３５を、基板３１に達するまで堀り込み、断面形状が凹状の溝３８を形成する。図１（ｃ）に示すように、溝３８と連接して樹脂供給溝３７ａ，３７ｂが設けられている。樹脂供給溝３７ａから液状樹脂を供給すると、液状樹脂は、溝３８の壁面３６に沿って流れ、４０〜５０度の傾斜角の斜面３９を得ることができる。導波路３４からの出射光があたる斜面３９の一部をミラーの支持体とし、金を蒸着するなど反射材を形成することにより光路変換ミラーを得ることができる。
【０００７】
ここで、図１（ｃ）に示すように、溝３８の底面４０に、液状樹脂に対してヌレ性の良い（接触角の小さい）領域４１と、これと隣接するヌレ性の悪い（接触角の大きい）領域４２をあらかじめ形成しておく。このような領域を作製するためには、例えば、特許文献３に記載された方法を用いる。すなわち、基板３１の斜め上方３５．３度の角度から、Ｔｉを０．１μｍの厚みで斜めに蒸着を行う。すると、図１（ｃ）の網点の部分は影となって、ここにはＴｉは付着しない。次に、基板３１を回転させながら、影ができないように、Ｃｒを０．１μｍの厚みで全面に蒸着する。希フッサン液に浸積してＴｉでＣｒをリフトオフすると、図１（ｃ）の網点の部分にＣｒが残る。次に、希釈したシリコン油等、液状樹脂に対して高接触角を与える表面処理剤を全面にスピンコートする。Ｃｒエッチング液で表面処理膜をリフトオフすると、図１（ｃ）の網点の領域は、液状樹脂に対してヌレが良く、一方それ以外の領域は接触角が４５度以上となって液状硬化樹脂に対してヌレが悪くなる。液状樹脂を供給すれば、自動的に高接触角領域と低接触角領域の境界で液状樹脂がせき止められるので、容易にミラー斜面を形成することができる。
【０００８】
【特許文献１】特許第３１４７３２７号明細書
【特許文献２】特許第３４０５０６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の平面光導波回路に光路変換ミラーを形成する方法は、エッチングによる溝の形成、液状樹脂の供給と固化、金属材料の蒸着など、工程が複雑なことから、製造コストが高く、上述した要求条件を全て満たすことができないという問題があった。
【００１０】
従来の方法は、機械加工、レーザ加工による製造方法として比較して、ミラーの鏡面精度は高いものの、液状樹脂の固化によって形成されたミラー支持体となる斜面の精度を、製造後に正確に評価することが難しい。樹脂であるために、熱耐性に劣るので、環境条件によりミラーに変形が生じる場合がある。また、光路変換ミラーを形成し、平面光導波回路と光素子とを結合した後に、所望の性能を発揮しているか否かを確認することも難しい。
【００１１】
一方、平面光導波回路とは別個に、予め光路変換ミラー構造体を作製しておき、光導波路端部に形成された溝に実装する構造が提案されている。しかしながら、ミラー構造体を別個に作製しておくという概念的な提案であって、上述した要求条件を満たすように、均一な精度の小型ミラーを、歩留まり良く作製することは困難である。また、光路変換ミラー構造体を、光機能部品が多数集積化された平面光導波回路に、適切に実装することも困難である。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上述した要求条件を満たし、作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを有する光導波回路およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上に形成された光導波回路において、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路と、該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝と、前記ミラー溝の内部に配置され、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように配置された光路変換ミラーを備え、前記構造体は、前記反射体が形成された一面と接する第１の面に形成された第１の金属膜を有し、前記ミラー溝の底面に形成された第２の金属膜と半田により固定され、前記構造体は、前記第１の面と対向する第２の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、前記第１の金属膜は、前記反射体が形成された一面と接する辺と平行に形成された溝により、少なくとも２つ以上形成され、前記第２の金属膜の面積は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積より小さく、前記第２の金属膜の面積重心は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記溝の幅は、２０〜１５０μｍであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、基板上に形成された光導波回路において、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路と、該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝と、前記ミラー溝の内部に配置され、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように配置された光路変換ミラーを備え、前記構造体は、前記反射体が形成された一面と接する第１の面に、前記反射体が形成された一面と接する辺と平行に形成された凹部を有し、前記構造体は、前記凹部の内面に形成された第１の金属膜を有し、前記ミラー溝の底面に形成された第２の金属膜と半田により固定され、前記構造体は、前記第１の面と対向する第２の面と前記ミラー溝の底面との間の距離が、前記ミラー溝の深さより小さく、前記第２の金属膜の面積は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積より小さいことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光導波回路において、前記第２の金属膜の面積重心は、前記第１の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の前記凹部の深さは、３〜１０μｍであることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、前記反射体が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の前記構造体は、ガラスブロックからなり、直方体の一面に形成された斜面に、レンズ形状の凸面または凹面が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の前記光導波路は、石英系平面光導波路またはシリコン系平面光導波路であることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、基板上に形成され、コア、上部クラッドおよび下部クラッドから成る光導波路を含む光導波回路に、光路を変換するための光路変換ミラーを実装する光導波回路の作製方法において、該光導波路の端部に、前記光導波路のコアよりも深く形成されたミラー溝を形成する第１工程と、構造体の一面に形成された反射体が、前記光導波路の端部と対向するように、光路変換ミラーを前記ミラー溝の内部に配置する第２工程であって、前記構造体の前記反射体が形成された一面と接する第１の面に形成された第１の金属膜と、前記ミラー溝の底面に形成された第２の金属膜とを半田により固定する第２工程とを備え、前記第１の金属膜は、前記反射体が形成された一面と接する辺と平行に形成された溝により、少なくとも２つ以上形成され、前記第２の金属膜の面積は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積より小さく、前記第２の金属膜の面積重心は、前記半田により固定される前記第１の金属膜の面積重心よりも、前記光導波路の端部側にずらして形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロミラー構造体の一面に反射体が形成され、反射体と平面光導波回路の光導波路の端部とが対向するように、平面光導波回路のミラー溝の内部に配置したので、作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、予め作製されたマイクロミラー構造体を、光導波路端部に形成された溝の内部に配置する。マイクロミラー構造体の作製方法を工夫することにより、作製が容易で、精度の高い光路変換ミラーを実現することができる。また、マイクロミラー構造体の実装方法を工夫することにより、適切に平面光導波回路に実装することができる。
【００２４】
図２に、本発明の一実施形態にかかる光路変換ミラーの構造を示す。図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は斜視図である。平面光導波回路は、平坦な基板１０１上に、コア１０２を取り囲んだクラッド層１０３からなる導波路１０４が作製されている。図２（ａ）に示すように、所望の導波路端部１０５を、基板１０１に達するまで堀り込み、断面形状が凹状の溝１０８を形成する。本実施形態では、溝１０８の長さＬ＝５００μｍ、幅Ｗ＝２００μｍ、深さｄ＝５０μｍである。
【００２５】
一方、マイクロミラー構造体１２１は、直方体の一面に斜面１２３が形成された形状を有しており、溝１０８の底面１１０に固定されている。マイクロミラー構造体１２１は、ガラスブロックからなり、斜面１２３に金属の薄膜からなる反射体１２２が形成されている。マイクロミラー構造体１２１の高さは、溝１０８の深さよりも低くい。すなわち、マイクロミラー構造体１２１の上面（第２の面）と底面１１０との間の距離が、溝１０８の深さよりも小さくする。このように、平面光導波回路には溝１０８を形成するだけでよいので、作製工程を大幅に簡略化することができる。また、光路変換ミラーの作製も、予め作製されたマイクロミラー構造体１２１を溝１０８の内部に固定するだけなので、作製が容易である。
【００２６】
図３に、本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の作製方法を示す。最初に、直方体のガラスブロック１３１の一面に斜面１３３を形成し、鏡面研磨を行う。研磨した面には反射体１３２となるＡｕなどの金属を蒸着しておく（図３（ａ））。ガラスブロック１３１として、例えば、３ｃｍ×３ｃｍ×５ｃｍの直方体を用いて、その一面をダイシングソーでカットし、研磨して斜面１３３を形成する。このように大きなガラスブロック１３１の一面にわたって斜面１３３を形成するので、精度の高い斜面を形成することができる。また、このような斜面に形成されたミラー面の評価・検査が容易になるので、選別により精度の高い反射体を確保することができる。
【００２７】
次に、ダイシングソー１４３により、ガラスブロック１３１を厚さ５０μｍのガラス基板１３１ａに切り出す。ここで、板状のガラス基板の側面に、上述した反射体が現れるようにする。切り出されたガラス基板１３１ａ，１３１ｂを、試料ホルダ１４１に固定して、研磨板１４２により研磨して、板厚を整える（図３（ｂ））。板厚は、上述した平面光導波回路に形成された溝１０８の深さよりも薄くする。試料ホルダ１４１に固定したまま、ガラス基板１３１ａ，１３１ｂの底面１３４、すなわちマイクロミラー構造体の底面（第１の面）となる面に、スパッタまたは蒸着などの方法によりＴｉ、Ｃｒなどの金属膜１３５を形成する（図３（ｃ））。
【００２８】
図３（ｄ）は、ガラス基板１３１ａの底面１３４から見た図である。ここで、マイクロミラー構造体１２１を切り出す前に、底面に形成された金属膜１３５にパターニングを行う。パターニングは、マイクロミラー構造体１２１の底面となる箇所に、機械切削により、１つの溝１３６を形成する。溝１３６は、反射体１３２が形成される斜面１３３と接する辺と平行に形成される。溝１３６の幅は、後述するように、２０〜１５０μｍが好ましい。
【００２９】
最後に、ガラス基板１３１ａ，１３１ｂを、ダイシングソーにより幅２００μｍに切り出し、さらに斜面を含む構造体の長さが３００μｍになるように切り出す（図３（ｄ））。このようにして、直方体の一面に反射体を含むように切り出された構造体が、マイクロミラー構造体１２１となる。
【００３０】
図４に、本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す。図４（ａ）は斜視図であり、図４（ｂ）は断面図である。マイクロミラー構造体１２１に形成されている反射体１２２を、導波路のコア１０２と対向するように、溝１０８に固定する。固定の方法は、マイクロミラー構造体１２１の底面に形成された金属膜１３５ｂ（第１の金属膜）と、対向して設けられた溝１０８の底面１１０に形成された金属膜１１１（第２の金属膜）とを、半田１４４により接続する。
【００３１】
ここで、半田１４４で接続される底面１１０の金属膜１１１の面積重心を、マイクロミラー構造体１２１の金属膜１３５の面積重心よりも、導波路端部１０５側にずらして設けておく。具体的には、底面１１０の金属膜１１１における導波路端部１０５と平行するそれぞれの辺を、マイクロミラー構造体１２１の金属膜１３５ｂにおける導波路端部１０５と平行するそれぞれの辺、すなわち斜面１３３と接する辺と平行するそれぞれの辺よりも、導波路端部１０５側にずらして形成しておく。図４（ｂ）では、金属膜１１１を、導波路端部１０５に近い辺を１０μｍ、遠い辺を２０μｍだけ、導波路端部１０５側にずらしている。これにより、マイクロミラー構造体１２１が導波路端部１０５に引き寄せられ、セルフアライメントの効果を発揮する。
【００３２】
また、底面１１０の金属膜１１１におけるコア１０２と平行する辺を、マイクロミラー構造体１２１の金属膜１３５ｂにおけるコア１０２と平行する辺よりも内側にずらし、金属膜１１１の面積を、金属膜１３５ｂの面積より小さく形成しておく。
【００３３】
なお、マイクロミラー構造体１２１の底面に形成された金属膜１３５と、底面１１０の金属膜１１１との重心が一致するように、半田の張力によってセルフアライメント効果が生ずるので、金属膜の形状はこの例に限らない。例えば、底面１１０の金属膜１１１における導波路端部１０５に近い辺を、マイクロミラー構造体１２１の斜面１３３と接する辺と平行する辺と同一の位置とし、金属膜１１１における導波路端部１０５と平行する辺であって導波路端部１０５から遠い辺のみを、導波路端部側１０５にずらしても構わない。逆に、遠い辺を同一の位置とし、近い辺のみをずらしても構わない。
【００３４】
マイクロミラー構造体１２１の底面の溝１３６は、半田１４４が、金属の薄膜からなる反射体１２２に付着することを防ぐ役割を有する。これにより、半田１４４が反射体１２２に濡れ拡がったり、付着することによって生ずる反射体の性能劣化、セルフアライメントの効果の低減を防ぐことができる。なお、半田１４４は、ＡｕＳｎまたはＡｕＧｅを用いることができ、特に、融点の高いＡｕＧｅが好ましい。
【００３５】
本実施形態によれば、大きなガラスブロック１３１の一面にわたって斜面１３３を形成するので、精度の高い反射体を確保することができる。また、反射体としての膜の選択性が拡大するので、例えば、誘電体多層膜を用いて、機能を付加することがきる。さらに、均一な精度の反射体を有するガラスブロックから、マイクロミラー構造体を切り出すので、均一な精度のマイクロミラー構造体を歩留まり良く作製することができる。
【００３６】
このようなマイクロミラー構造体を、セルフアライメント効果を利用して溝に固定するだけなので、精度の高い光路変換ミラーを複数構成することができる。また、半田によるセルフアライメント効果と、マイクロミラー構造体のエッジを導波路端部に突き当てるメカニカルアライメントの併用により、マイクロミラー構造体を導波路のコアに近接して配置することができる。
【実施例１】
【００３７】
図５に、実施例１にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す。図５（ａ）は、ガラス基板１３１ａの底面１３４から見た図である。図３（ｄ）に示した構造体と同じ構造体であるが、ここで、マイクロミラー構造体１２１を切り出す前に、底面に形成された金属膜１３５にパターニングを行う。パターニングは、マイクロミラー構造体１２１の底面となる箇所に、機械切削により、複数の溝１３６ａ〜１３６ｃを形成する。
【００３８】
図５（ｂ）は、光路変換ミラーの構造を示す断面図である。マイクロミラー構造体１２１に形成されている反射体１２２を、導波路のコア１０２と対向するように、溝１０８に固定する。固定の方法は、マイクロミラー構造体１２１の底面に形成された２つの金属膜と、溝１０８の底面１１０に形成された２つの金属膜１１１ａ，１１１ｂとを、半田１４４ａ，１４４ｂにより接続する。なお、半田は、実装直前にプリフォーム剤、ペーストの状態で供給しても良い。また、あらかじめ溝底部の金属膜と一体として、あるいは金属膜の上部に薄膜パタンとして形成しておいても良い。
【００３９】
ここで、平面光導波回路の溝１０８の底面１１０に形成された金属膜１１１ａ，１１１ｂは、上述した実施形態と同様に、対向するマイクロミラー構造体１２１の底面に形成された金属膜の形状よりも小さな形状とする。また、半田１４４ａ，１４４ｂで接続される金属膜１１１ａ，１１１ｂの面積重心を、対向する各々のマイクロミラー構造体１２１の金属膜の面積重心よりも、導波路端部１０５側にずらして形成しておく。実施例１では、マイクロミラー構造体１２１を固定するための金属膜の形状を方形にして、エッジの数を増やすことにより、アライメント効果を向上させることができる。これにより、ＡｕＧｅなどの濡れ性の低い半田を用いた場合でも、効果的なセルフアライメントを実現することができる。
【実施例２】
【００４０】
図６に、実施例２にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す。図６（ａ）は、ガラス基板１３１ａの底面１３４から見た図である。図３（ｄ）に示した構造体と同じ構造体であるが、ここで、マイクロミラー構造体１２１を切り出す前に、底面に幅２００μｍ、深さ３〜１０μｍの溝を形成する。溝は、マイクロミラー構造体１２１の底面に形成された凹部１３６となり、凹部１３６の内面となる面に、金属膜１３５を形成しておく。例えば、以下のような方法で作製する。図３（ｂ）に示した研磨の後に、マイクロミラー構造体１２１の底面となる面にレジストを一面に塗布し、その後ダイシングソーによって凹部１３６を形成する。次に、この底面に金属膜を蒸着し、レジストを除去する。このようにして、凹部２３６の内面、すなわち内側の底となる面と内側の壁面とにのみ金属膜を設けた構造を、容易に作製することができる。
【００４１】
図６（ｂ）は、光路変換ミラーの構造を示す断面図である。マイクロミラー構造体１２１に形成されている反射体１２２を、導波路のコア１０２と対向するように、溝１０８に固定する。固定の方法は、マイクロミラー構造体１２１の凹部２３６の内面に形成された金属膜１３５と、溝１０８の底面１１０に形成された金属膜１１１とを、半田１４４により接続する。
【００４２】
ここで、平面光導波回路の溝１０８の底面１１０に形成された金属膜１１１は、上述した実施形態と同様に、マイクロミラー構造体１２１の底面に形成された金属膜の形状よりも小さな形状としておく。また、底面１１０の金属膜１１１の面積重心を、マイクロミラー構造体１２１の金属膜１３５の面積重心よりも、導波路端部１０５側にずらして設けておくのが好ましい。
【００４３】
凹部１３６の深さは、３〜１０μｍが好ましい。底面１１０に形成された金属膜１１１に、厚さ２〜３μｍの半田膜を形成する。この半田膜の半田量を調整することにより、高さ方向のアライメントを行うことができる。より簡便には、ディスペンサ等により、ペースト状の半田を金属膜１１１に供給してもよい。
【００４４】
実施例２によれば、半田の引張りにより、マイクロミラー構造体の底面の凸部を溝の底面に突き当てるメカニカルアライメントにより、高さ方向のアライメントが容易になる。また、マイクロミラー構造体の凹部の容積を適宜大きくすることにより、余剰の半田を凹部に収納し、接合面に影響を与えないようにすることができる。
【実施例３】
【００４５】
図７に、実施例３にかかる光路変換ミラーの構造を示す。マイクロミラー構造体１２１は、直方体の一面に斜面が形成された形状を有しており、溝１０８の底面１１０に固定されている。実施例３のマイクロミラー構造体１２１は、図３に示した製造方法において、切り出されたガラス基板の上面を研磨し（図３（ｂ）参照）、マイクロミラー構造体１２１の上面となる面に、金属膜を形成する（図３（ｃ）参照）。上述した実施形態と同様に、上面となる箇所に、機械切削により、１つの溝を形成しておく（図３（ｄ）参照）。マイクロミラー構造体１２１の上面に形成された金属膜１３５と、溝１０８の底面１１０に形成された金属膜１１１とを、半田１４４により接続する。マイクロミラー構造体１２１および溝１０８の金属膜の形状は、実施例１および２と同じである。
【００４６】
図２（ａ）では、導波路１０４のコア１０２から出射された光ビームの光路を、基板平面方向から垂直上方に変換する。実施例３では、基板平面方向から垂直下方に変換する。例えば、基板１０１の底面に光モジュール２０１を接合する。光路変換ミラーは、筐体２０２と蓋２０３とにより密封された光素子２０４と、導波路１０４のコア１０２とを光学的に結合する。
【実施例４】
【００４７】
図８に、実施例４にかかる光路変換ミラーの構造を示す。マイクロミラー構造体１２１は、直方体の一面に斜面が形成された形状を有しており、溝１０８の底面１１０に固定されている。実施例４のマイクロミラー構造体１２１は、透明なガラスブロックを用いて、実施例３と同様に作製する。マイクロミラー構造体１２１の反射体１２２は、空気と接する外面ではなく、ガラスブロックの内面を鏡面として利用する。
【実施例５】
【００４８】
図９に、実施例５にかかる光路変換ミラーの構造を示す。マイクロミラー構造体１２１は、直方体の一面に斜面が形成された形状を有しており、溝１０８の底面１１０に固定されている。実施例５のマイクロミラー構造体１２１は、透明なガラスブロックを用いて、実施例４と同様に、斜面１２３に金属の薄膜からなる反射体１２２を作製する。実施例５では、斜面１２３に予めレンズ形状の凸面１２４を作製しておき、反射体１２２を凹面鏡として機能させる。
【００４９】
凸面１２４は、図３（ａ）において、直方体のガラスブロック１３１の一面に斜面１３３を形成した後、機械加工によって、斜面１３３上に削りだす。凸面１２４は、凹状レンズが形成された金型を用いて、斜面１３３に転写してもよい。また、レジストを予め凸レンズ形状に加工し、これをマスクとしてドライエッチングすることにより、凸形状を作製することもできる。
【００５０】
典型的な平面光導波回路の導波路１０４のスポットサイズは、５μｍである。コア１０２から出射された光を、反射体１２２の凹面鏡により、スポットサイズ１〜２μｍに集光することができる。
【００５１】
なお、図３（ａ）において、直方体のガラスブロック１３１の一面に斜面１３３を形成した後、レンズ形状の凹面を形成してから、金属の薄膜からなる反射体１２２を作製する。実施例１，２と同様に実装して、反射体１２２を凹面鏡として機能させてもよい。すなわち、斜面１２３に予めレンズ形状の凸面または凹面を作製しておき、反射体１２２にレンズ効果を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の光路変換ミラーの構造と作製方法とを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の作製方法を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す図である。
【図５】実施例１にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す図である。
【図６】実施例２にかかるマイクロミラー構造体の実装方法を示す図である。
【図７】実施例３にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。
【図８】実施例４にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。
【図９】実施例５にかかる光路変換ミラーの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
３１，１０１  基板
３２，１０２  コア
３３，１０３  クラッド層
３４，１０４  導波路
３５，１０５  導波路端部
３６  壁面
３７  樹脂供給溝
３８，１０８  溝
３９，１２３，１３３  斜面
４０，１１０，１３４  底面
４１  ヌレ性の良い（接触角の小さい）領域
４２  ヌレ性の悪い（接触角の大きい）領域
１１１，１３５  金属膜
１２１  マイクロミラー構造体
１２２，１３２  反射体
１２４  凸面
１３１  ガラスブロック
１３６  溝
１４１  試料ホルダ
１４２  研磨板
１４３  ダイシングソー
１４４  半田
【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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