(57)【要約】【課題】２以上の層状導波路を積層させた導波路を用いることで大きいアスペクト比の実現が容易でかつ量産性の高い光結合器を提供する。  【解決手段】光結合器１００は、光素子１１０上に形成された光結合用導波路１４１と光回路基板１２０上に形成された光結合用導波路１４２とを備えている。各光結合用導波路１４１、１４２は、アスペクト比の小さい層状導波路１４５を２層以上重ねて形成されている。層状導波路１４５は、層状コア１４６と層状クラッド１４７とを備えており、層状コア１４６の位置が一致するように複数重ねることで、光結合用導波路１４１及び１４２を形成することができる。【選択図】図１
2008233404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための光結合器であって、
前記光伝送路の第１の光軸と略直交する第２の光軸を有する光結合用導波路を備え、
前記光結合用導波路が、さらに所定のアスペクト比を有する層状導波路を前記第２の光軸方向に２層以上備えている
ことを特徴とする光結合器。
【請求項２】
前記光結合用導波路は、前記第２の光軸を前記光素子の第３の光軸に一致させて前記光素子に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光結合器。
【請求項３】
前記光結合用導波路は、前記光伝送路に設けられた反射部で前記第２の光軸と前記第１の光軸とを直交させて前記光回路基板に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光結合器。
【請求項４】
前記光結合用導波路を２つ備え、
一方の前記光結合用導波路は、前記第２の光軸を前記第３の光軸に一致させて前記光素子に固定され、
他方の前記光結合用導波路は、前記第２の光軸と前記第１の光軸とを前記反射部で直交させて前記光回路基板に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光結合器。
【請求項５】
前記アスペクト比は、３以下である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光結合器。
【請求項６】
前記アスペクト比は、１．２以下である
ことを特徴とする請求項５に記載の光結合器。
【請求項７】
電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための積層光導波路を備えた光結合器の製造方法であって、
第１の工程として、
前記光素子の受発光面側または前記電気回路基板の開口部に未硬化のクラッド材を装填するステップと、
未硬化の前記クラッド材に型材を押し込み、前記クラッド材を硬化させ、前記型材を除去するステップと、
前記型材を除去することで前記クラッド材に形成された凹部に、未硬化のコア材を装填して硬化させるステップと、
を含む工程により層状導波路を形成し、
第２の工程として、
既に形成された層状導波路上に未硬化のクラッド材を装填するステップと、
未硬化の前記クラッド材に型材を押し込み、前記クラッド材を硬化させ、前記型材を除去するステップと、
前記型材を除去することで前記クラッド材に形成された凹部に、未硬化のコア材を装填して硬化させるステップと、
を含む工程により層状導波路を形成し、
前記第２の工程を１回ないし複数回繰り返すことで前記層状導波路を２層以上形成する
ことを特徴とする光結合器の製造方法。
【請求項８】
電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための積層光導波路を備えた光結合器の製造方法であって、
第１の工程として、
前記光素子の受発光面側または前記電気回路基板の開口部に未硬化の光硬化性のコア材を装填するステップと、
前記コア材の所定位置に光を照射して所定のコア形状に硬化させた後、コア材の未硬化部分を除去するステップと、
硬化されたコア材の周囲にクラッド材を装填して硬化させるステップと、
を含む工程により層状導波路を形成し、
第２の工程として、
既に形成された層状導波路上に未硬化の光硬化性のコア材を装填するステップと、
前記コア材の所定位置に光を照射して所定のコア形状に硬化させた後、コア材の未硬化部分を除去するステップと、
硬化されたコア材の周囲にクラッド材を装填して硬化させるステップと、
を含む工程により層状導波路を形成し、
前記第２の工程を１回ないし複数回繰り返すことで前記層状導波路を２層以上形成する
ことを特徴とする光結合器の製造方法。
【請求項９】
電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための光結合器の製造方法であって、
前記光素子の受発光面側又は前記電気回路基板の開口部に、所定の形状のコア部が埋め込まれたシートを、前記伝送路の光軸と直交して前記光素子を通る線上に前記コア部が位置されるように２枚以上積層させる
ことを特徴とする光結合器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回路基板に備えられた光導波路と光素子とを、光軸を直交させて光結合させる光結合器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体からなる集積素子の分野では、高速・高密度化への進展が著しく、従来の電気的な配線による相互接続では、信号の遅延、減衰、干渉等により、十分な特性が期待できなくなることが問題となっている。この問題は、ＩＯボトルネックといわれ、これを解決するために光インターコネクション技術が注目されている。光インターコネクション技術は、通信機器相互間や通信機器内のボード間にとどまらず、１つのボード内の集積回路素子間にも適用することが検討されている。
【０００３】
従来のボード内光インターコネクションを実現するための光回路基板としては、特許文献１に開示されている光導波路が形成された多層プリント基板が知られている。ここでは、基板表面に実装された面発光型素子（ＶＣＳＥＬ）から基板に垂直な方向に出射された信号光を、光配線に形成された光路変換ミラーで反射させることで光導波路を導波させ、導波した信号光を別の光路変換ミラーで反射させて面受光型光素子（プレーナー型フォトダイオード）によって受光するものである。
【０００４】
光信号を用いた光伝送システムでは、発光素子や受光素子等に加えて、光信号を伝播させるための光伝送路が必要となり、各受発光素子を光伝送路に光結合させて用いている。光信号は、光強度の高低で表されることから、光伝送システムでは光強度を維持することが重要である。また、受発光素子を実装するには電気回路基板が必要となり、これが受発光素子と光伝送路との間に実装されるため、受発光素子と光伝送路とが離れた構造となっている。その結果、受発光素子と光伝送路との間で十分な光強度が確保できなくなってしまうといった問題があった。
【０００５】
このような構造の光伝送システムにおいて、十分な光強度を確保するには受発光素子と光伝送路との間を高い光結合効率で光結合する手段が必要となる。高い光結合効率を実現する光結合手段として、受発光素子と光伝送路との間に光を伝搬させるための光導波路を用いるものが従来から知られている（特許文献１）。特許文献１に開示された光導波路を用いた光結合手段を図１１に示す。ここでは、光素子９０１と光伝送路９０２との間を、光導波路（光ピン）９０３を用いて光結合した例を示している。
【０００６】
光素子と光伝送路との間に光を結合させるための光導波路を形成する方法の他の一例を、図１２に示す。同図では、型材を用いて光素子搭載基板にコアとクラッドとよりなる光導波路を形成する方法を示している。すなわち、光素子９０１の受発光面側に装填された未硬化の樹脂（クラッド材）９１３に型材９１４を押し込んで凹部９１５を形成し、この凹部９１５にコア材を注入してコア９１１を形成している。
【０００７】
また、特許文献２には、いわゆる自己形成の方法で光導波路を形成する方法が開示されている。自己形成法を利用して光結合用の光導波路の形成する方法を図１３に示す。同図（ａ）に示す方法では、光素子９０１の受発光面側にコア材として未硬化の光硬化樹脂９１３を装填し、これにコアを形成する位置に貫通孔を設けたマスク９１６を載置し、その上から紫外光等の光を照射することでコア９１１の部分を硬化させている。コア９１１を硬化させた後に未硬化部分の樹脂を除去し、コア９１１の周りにクラッド材を注入してクラッド９１２を形成している。また、図１３（ｂ）に示す方法では、光硬化樹脂９１３に照射する光として、マスクが不要なレーザ光を用いている。
【特許文献１】特許公開２００４-８５９１３
【特許文献２】特許公開平１１−３２６６６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の光結合手段では、以下のような問題があった。従来の光導波路を用いた光結合手段では、光導波路の光軸が光伝送路の光軸と直交するようにして光素子や光回路基板上に形成する必要があるが、光素子と光回路基板との距離が光導波路の径に比べて極めて長く、アスペクト比（コアの径に対する光軸方向の長さの比）の大きいコアを有する光導波路を形成する必要があった。
【０００９】
しかし、アスペクト比の大きい光導波路を型材を用いて成形加工したり、自己形成法を用いて形成することは極めて困難で、その量産性にも欠けるといった問題があった。図１２に示した型材を用いる方法では、型材９１４を押し込んで凹部９１５を形成した後、押し込んだ型材９１４を引抜くときに凹部９１５が変形してしまったり、コア材を注入したときにエア９１７が残ってしまう等の問題があった。
【００１０】
また、図１３（ａ）に示した自己形成法では、マスク９１６を用いて光硬化樹脂９１３に紫外光を照射しているために、回折によりコア９１１がテーパ状に形成されてしまうといった問題があった。さらに、照射光としてレーザ光を用いる図１３（ｂ）に示した方法では、アスペクト比が大きいため未硬化の樹脂９１３を除去したときにコア９１１が曲がったり折れてしまう等の問題があった。
【００１１】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、２以上の層状導波路を積層させた導波路を用いることで、実質的に大きいアスペクト比の実現が容易で光素子と光回路基板との距離が長い場合に適用可能な量産性の高い光結合器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の光結合器の第１の態様は、電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための光結合器であって、前記光伝送路の第１の光軸と略直交する第２の光軸を有する光結合用導波路を備え、前記光結合用導波路が、さらに所定のアスペクト比を有する層状導波路を前記第２の光軸方向に２層以上備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明の光結合器の他の態様は、前記光結合用導波路は、前記第２の光軸を前記光素子の第３の光軸に一致させて前記光素子に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明の光結合器の他の態様は、前記光結合用導波路は、前記光伝送路に設けられた反射部で前記第２の光軸と前記第１の光軸とを直交させて前記光回路基板に固定されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明の光結合器の他の態様は、前記光結合用導波路を２つ備え、一方の前記光結合用導波路は、前記第２の光軸を前記第３の光軸に一致させて前記光素子に固定され、他方の前記光結合用導波路は、前記第２の光軸と前記第１の光軸とを前記反射部で直交させて前記光回路基板に固定されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明の光結合器の他の態様は、前記アスペクト比は、３以下であることを特徴とする。
【００１７】
この発明の光結合器の他の態様は、前記アスペクト比は、１．２以下であることを特徴とする。
【００１８】
この発明の光結合器の製造方法の第１の態様は、電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための積層光導波路を備えた光結合器の製造方法であって、第１の工程として、前記光素子の受発光面側または前記電気回路基板の開口部に未硬化のクラッド材を装填するステップと、未硬化の前記クラッド材に型材を押し込み、前記クラッド材を硬化させ、前記型材を除去するステップと、前記型材を除去することで前記クラッド材に形成された凹部に、未硬化のコア材を装填して硬化させるステップと、を含む工程により層状導波路を形成し、第２の工程として、既に形成された層状導波路上に未硬化のクラッド材を装填するステップと、未硬化の前記クラッド材に型材を押し込み、前記クラッド材を硬化させ、前記型材を除去するステップと、前記型材を除去することで前記クラッド材に形成された凹部に、未硬化のコア材を装填して硬化させるステップと、を含む工程により層状導波路を形成し、前記第２の工程を１回ないし複数回繰り返すことで前記層状導波路を２層以上形成することを特徴とする。
【００１９】
この発明の光結合器の製造方法の他の態様は、電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための積層光導波路を備えた光結合器の製造方法であって、第１の工程として、前記光素子の受発光面側または前記電気回路基板の開口部に未硬化の光硬化性のコア材を装填するステップと、前記コア材の所定位置に光を照射して所定のコア形状に硬化させた後、コア材の未硬化部分を除去するステップと、硬化されたコア材の周囲にクラッド材を装填して硬化させるステップと、を含む工程により層状導波路を形成し、第２の工程として、既に形成された層状導波路上に未硬化の光硬化性のコア材を装填するステップと、前記コア材の所定位置に光を照射して所定のコア形状に硬化させた後、コア材の未硬化部分を除去するステップと、硬化されたコア材の周囲にクラッド材を装填して硬化させるステップと、を含む工程により層状導波路を形成し、前記第２の工程を１回ないし複数回繰り返すことで前記層状導波路を２層以上形成することを特徴とする。
【００２０】
この発明の光結合器の製造方法の他の態様は、電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための光結合器の製造方法であって、前記光素子の受発光面側又は前記電気回路基板の開口部に、所定の形状のコア部が埋め込まれたシートを、前記伝送路の光軸と直交して前記光素子を通る線上に前記コア部が位置されるように２枚以上積層させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、製造が容易なアスペクト比の小さな層状導波路を２以上備え、これを積層させることで実質的に大きいアスペクト比の光導波路を備えた光結合器を提供することが可能となる。したがって、本発明によれば、光素子と光回路基板との距離が大きい場合であっても高い光結合効率を得ることが容易である。また、本発明の光結合器の製造方法によれば、アスペクト比を低くすることで層状導波路を容易に製造でき、これを２以上積層することで、実質的にアスペクト比の大きい光導波路を備えた光結合器を容易に製造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】
【００２２】
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における光結合器の構成及びその製造方法について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２３】
本発明の光結合器の実施の形態を、図１から図３を用いて以下に説明する。図１では、光素子１１０が光素子搭載基板１１１に固定されており、これが光回路基板１２０上に載置されて半田１３１及び封止樹脂１３２で固定されている。光回路基板１２０は、電気回路基板１２１と、これに平行に設けられた光伝送路１２２とを備えており、光伝送路１２２の光軸（以下では、第１の光軸という）が電気回路基板１２１と平行となるよう構成されている。
【００２４】
これに対し、光素子１１０の光軸（以下では、第３の光軸という）は、光回路基板１２０と垂直な方向に設定されている。そこで、光伝送路１２２の第１の光軸を光素子１１０の第３の光軸に変換するために、光伝送路１２２に反射部１２３が設けられている。光伝送路１２２は、その第１の光軸が反射部１２３で光回路基板１２０と垂直な方向に９０度変換されて、光素子１１０と光結合する構成となっている。
【００２５】
光素子１１０と光伝送路１２２との間には電気回路基板１２１が設けられており、さらに光素子搭載基板１１１を光回路基板１２０上に固定するために、半田１３１が布設されている。そのため、光伝送路１２２と光素子１１０との間の距離が大きくなってしまうが、その間での光損失を防止するために、図１に示す本実施形態の光結合器１００では、光素子１１０の受発光面側に形成された光結合用導波路１４１と光回路基板１２０上（電気回路基板１２１の開口部）に形成された光結合用導波路１４２とを備えている。これにより、光素子１１０と光伝送路１２２との区間全体が光結合用導波路１４１、１４２で光結合される構成となっている。光結合用導波路１４１、１４２の光軸（以下では、第２の光軸という）は、光素子１１０の第３の光軸と一致し、光伝送路１２２の第１の光軸とは直交している。
【００２６】
光素子１１０と光伝送路１２２との間の光結合は、必ずしもその区間全体に光結合用導波路を設ける必要はなく、図２に示す光結合器１０１のように、光素子１１０の受発光面側のみに光結合用導波路１４１を設けるようにしてもよく、あるいは、図３に示す光結合器１０２のように、光回路基板１２０上（電気回路基板１２１の開口部）のみに光結合用導波路１４２を設けるようにしてもよい。光結合器１００、１０１又は１０２のいずれかを用いることにより、光伝送路１２２と光素子１１０との間での光損失を低減することができる。
【００２７】
本実施形態の光結合器１００、１０１、１０２を構成する光結合用導波路１４１、１４２は、それぞれコア１４３とクラッド１４４を備えており、光結合器１００ではコア１４３ａとコア１４３ｂとが一致するように接続されている。光素子１１０と光導波路１２２との距離が大きいため、光結合用導波路１４１及び１４２とも、コア１４３ａ、１４３ｂの径の長さに比べて光軸方向に長くなっている。すなわち、光結合用導波路１４１及び１４２のアスペクト比は、ともに大きな値となっている。
【００２８】
既述のように、従来アスペクト比の大きな導波路を形成するには製造上大きな問題があったが、本実施形態の光結合器１００、１０１、１０２では、光結合用導波路１４１及び１４２をアスペクト比の小さい層状導波路１４５を２層以上重ねて形成している。アスペクト比の小さな導波路を形成するのは比較的容易であり、層状導波路１４５は、後述のような本発明の光結合器の製造方法を用いて容易に形成することができる。
【００２９】
層状導波路１４５は、層状コア１４６と層状クラッド１４７とを備えており、層状コア１４６の位置が一致するように複数重ねることで、光結合用導波路１４１及び１４２を形成することができる。本実施形態では、所定のコア材に光を照射して層状コア１４６を形成する自己形成型の層状導波路１４５を用いている。
【００３０】
層状導波路１４５のアスペクト比は、３以下とするのがよく、より好ましくは１．２以下とするのがよい。このように、層状コア１４６の径に対し光軸方向の長さを短くしてアスペクト比を小さくした層状導波路１４５は、製造が容易で層状コア１４６を安定的に形成することができる。
【００３１】
上記の通り、本実施形態では、アスペクト比の小さい層状導波路１４５を２以上積層させることで実質的にアスペクト比の大きい光結合用導波路１４１、１４２を製造することができ、これを備えた光結合器１００，１０１、または１０２を容易に提供することが可能となる。本実施形態によれば、例えば従来は成形困難であったアスペクト比１０の光結合用導波路を、アスペクト比２の光導波層を５層積層することにより実質的に実現することが可能になる。
【００３２】
本発明の光結合器の別の実施の形態を、図４から図６に示す。本実施形態でも、光伝送路１２２と光素子１１０との間に、実質的にアスペクト比の大きい光結合用導波路２４１、２４２が設けられている。すなわち図４に示す光結合器２００は、光素子１１０の受発光面側に形成された光結合用導波路２４１と光回路基板１２０上（電気回路基板１２１の開口部）に形成された光結合用導波路２４２とを備えており、これにより光素子１１０と光伝送路１２２との区間全体が光結合される構成となっている。
【００３３】
また、図５に示す光結合器２０１では、光素子１１０の受発光面側にのみ光結合用導波路２４１が設けられており、図６に示す光結合器２０２では光回路基板１２０上（電気回路基板１２１の開口部）のみに光結合用導波路２４２が設けられている。光結合器２００、２０１又は２０２のいずれかを用いることにより、光伝送路１２２と光素子１１０との間での光損失を低減することができる。
【００３４】
本実施形態の光結合器２００、２０１、２０２でも、光結合用導波路２４１、２４２をアスペクト比の小さな層状導波路２４５を２層以上重ねて形成している。本実施形態で用いられている層状導波路２４５は、層状クラッド材２４７の略中央部に型枠を用いて形成した凹部内に層状コア２４６を形成した導波路である。このような型枠を用いて形成された層状導波路２４５では、光軸方向の一端面にクラッド材を残した状態で層状コア２４６が形成される。
【００３５】
本実施形態においても、層状導波路２４５のアスペクト比は、３以下とするのがよく、より好ましくは１．２以下とするのがよい。アスペクト比の小さい層状導波路２４５を２以上積層させることで、実質的にアスペクト比の大きい光結合用導波路２４１、２４２を備えた光結合器２００、２０１、２０２を容易に提供することが可能となる。
【００３６】
次に、本発明の光結合器の製造方法を、図面を用いて以下に説明する。図７は、本発明の実施形態である光結合器の製造方法を説明する図である。本実施形態の光結合器の製造方法は、上記の光結合器１００、１０１、１０２、２００、２０１、２０２のいずれにも適用できる。図７は、光素子１１０上に光結合用導波路２４１を備えた光結合器２０１を製造する工程を示している。
【００３７】
まず、光素子１１０の受発光面側に未硬化のクラッド材３０１を所定の厚さ（層状導波路２４５の厚さ）となるまで装填し、所定の形状の型枠３１０を押し込む（図７（ａ））。次いで、型枠を押し込んだ状態でクラッド材３０１を硬化させ、硬化後、型枠３１０を除去する（図７（ｂ））。ここで用いる型枠３１０は、径が層状コア２４６に略等しく、長さが光結合用導波路２４１の長さ以上の挿入片３１１を備えている。
【００３８】
次に、クラッド材３０１に形成された凹部３１２にコア材３０２を装填し、これを硬化させる（図７（ｃ））。以上よりなる第１の工程により、層状クラッド２４７の中央に層状コア２４６が形成された１層目の層状導波路２４５を形成することができる。
【００３９】
次の第２の工程では、上記のように光素子１１０の受発光面側に形成された１層目の層状導波路２４５の上に、未硬化のクラッド材３０１を所定の厚さとなるまで装填し、所定の形状の型枠３１０を押し込む。次いで、型枠を押し込んだ状態でクラッド材３０１を硬化させ、硬化後、型枠３１０を除去する。そして、クラッド材３０１に形成された凹部３１２にコア材３０２を装填し、これを硬化させる。これにより、２層目の層状導波路２４５が形成される。
【００４０】
層状導波路２４５をさらに形成して積層する場合には、上記の第２の工程を必要な回数繰り返し実施する。これにより、図７（ｄ）に示すように、光素子１１０上に必要な長さの光結合用導波路２４１を形成することができ、例えば図５に示した光結合器２０１を製造することが可能となる。
【００４１】
なお、上記では、光素子１１０の受発光面側に層状導波路を積層する場合について説明したが、光回路基板上（電気回路基板の開口部）に層状導波路を積層する場合についても同様である。
【００４２】
本発明の光結合器の製造方法の別の実施形態を、図８を用いて以下に説明する。本実施形態の光結合器の製造方法は、上記の第１の実施形態の製造方法と同様に、型枠を用いて層状導波路２４５を製造するものであるが、本実施形態で用いる型枠４１０の形状が型枠３１０と異なっている。
【００４３】
本実施形態で用いる型枠４１０は、挿入片４１１の長さが層状導波路２４５の長さに略等しくなっている。挿入片４１１の長さを層状導波路２４５の長さに略等しくすることで、押圧片４１３でクラッド材３０１を平坦に押圧するようにしている。このような型枠４１０を用いることで、クラッド材３０１の表面を平坦に成形しながら層状導波路２４５を形成することができる。
【００４４】
このような型枠４１０を用いる場合、押圧片４１３がクラッド材３０１の表面に達するよう、光素子搭載基板１１１の支持部１１２の高さもクラッド材３０１の表面と同じにするのがよい。図８では、支持部１１２の高さをクラッド材３０１の表面と同じにして凹部３１２を形成している。
【００４５】
本実施形態で光結合用導波路２４１を製造する工程は、型枠３１０の代わりに型枠４１０を用いる以外は、上記第１の実施形態の製造方法と同じである。また、本実施形態の光結合器の製造方法も、上記の光結合器１００、１０１、１０２、２００、２０１、２０２のいずれにも適用できる。層状導波路２４５を必要数だけ積層することにより、図８（ｄ）に示すように、光素子１１０上に必要な長さの光結合用導波路２４１を形成することができ、例えば図５に示した光結合器２０１を製造することが可能となる。
【００４６】
本発明の光結合器の製造方法のさらに別の実施形態を、図９を用いて以下に説明する。本実施形態の光結合器の製造方法は、光硬化性樹脂を用いてコアを形成する自己形成導波路の製造方法を層状導波路の製造に適用したものである。
【００４７】
まず、光素子１１０の受発光面側に未硬化の光硬化性樹脂５０１を所定の厚さ（層状導波路２４５の厚さ）となるまで装填し、その上にマスク５１０を載置して光を照射する（図９（ａ））。マスク５１０には、層状コア２４６を形成する位置に孔が形成されており、この部分の光硬化性樹脂５０１が硬化する。照射する光として、例えば紫外光が用いられる。
【００４８】
次いで、硬化された層状コア２４６の部分以外の未硬化の光硬化性樹脂５０１を除去する（図９（ｂ））。次いで、未硬化の光硬化性樹脂５０１が除去された部分にクラッド材３０１を装填し、これを硬化する（図９（ｃ））。以上の第１の工程により、１層目の層状導波路２４５が形成される。
【００４９】
図１３において説明したように、光を照射して層状導波路２４５を形成する場合、光の回折等により層状コア２４６がテーパ状に形成されてしまうが、本実施形態では、光軸方向の長さが短いことから、層状コア２４６の径の拡がりは非常に小さく、問題とならない。
【００５０】
次の第２の工程では、１層目の層状導波路２４５の上に未硬化の光硬化性樹脂５０１を所定の厚さとなるまで装填し、その上にマスク５１０を載置して光を照射する。マスク５１０には、層状コア２４６を形成する位置に孔が形成されており、この部分の光硬化性樹脂５０１が硬化する。次いで、硬化された層状コア２４６の部分以外の未硬化の光硬化性樹脂５０１を除去する。そして、未硬化の光硬化性樹脂５０１が除去された部分にクラッド材３０１を装填し、これを硬化する。これにより、２層目の層状導波路２４５が形成される。
【００５１】
層状導波路２４５をさらに形成して積層する場合には、上記の第２の工程を必要な回数繰り返し実施する。これにより、図９（ｄ）に示すように、光素子１１０上に必要な長さの光結合用導波路２４１を形成することができ、例えば図２に示した光結合器１０１を製造することが可能となる。
【００５２】
なお、上記では、光素子１１０の受発光面側に層状導波路を積層する場合について説明したが、光回路基板上（電気回路基板の開口部）に層状導波路を積層する場合についても同様である。
【００５３】
本発明の光結合器の製造方法のさらに別の実施形態を、図１０を用いて以下に説明する。本実施形態の光結合器の製造方法は、光硬化性樹脂にレーザ光を照射して層状コア２４６を形成するようにしたものである。レーザ光を用いる場合には、決められた範囲に光を直線状に照射することが可能となることから、マスク５１０を用いる必要がなくなる。
【００５４】
まず、光素子１１０の受発光面側に未硬化の光硬化性樹脂５０１を所定の厚さ（層状導波路２４５の厚さ）となるまで装填し、その上から層状コア２４６を形成する位置にレーザ光を直接照射する（図１０（ａ））。
【００５５】
次いで、硬化された層状コア２４６の部分以外の未硬化の光硬化性樹脂５０１を除去する（図１０（ｂ））。次いで、未硬化の光硬化性樹脂５０１が除去された部分にクラッド材３０１を装填し、これを硬化する（図１０（ｃ））。以上の第１の工程により、１層目の層状導波路２４５が形成される。
【００５６】
次の第２の工程では、１層目の層状導波路２４５の上に未硬化の光硬化性樹脂５０１を所定の厚さとなるまで装填し、その上から層状コア２４６を形成する位置にレーザ光を直接照射する。次いで、硬化された層状コア２４６の部分以外の未硬化の光硬化性樹脂５０１を除去する。そして、未硬化の光硬化性樹脂５０１が除去された部分にクラッド材３０１を装填し、これを硬化する。これにより、２層目の層状導波路２４５が形成される。
【００５７】
層状導波路２４５をさらに形成して積層する場合には、上記の第２の工程を必要な回数繰り返し実施する。これにより、図１０（ｄ）に示すように、光素子１１０上に必要な長さの光結合用導波路２４１を形成することができ、例えば図２に示した光結合器１０１を製造することが可能となる。
【００５８】
なお、上記では、光素子１１０の受発光面側に層状導波路を積層する場合について説明したが、光回路基板上（電気回路基板の開口部）に層状導波路を積層する場合についても同様である。
【００５９】
本発明の光結合器の製造方法のさらに別の実施形態として、光素子の受発光面側又は光回路基板上（電気回路基板の開口部）に、所定形状のコア部が事前に埋め込まれたシートを層状に必要枚数だけ積層させることで光結合用導波路を形成して光結合器を製造することも可能である。上記で説明した光結合器の製造方法では、いずれも光結合用導波路を光素子１１０又は光伝送路１２２の上に直接形成するものであったが、本実施形態では事前に作成されているシートを層状導波路に用い、これを第２の光軸に沿って必要枚数積層することで、所定の光結合用導波路を形成することができ、これを用いた光結合器を提供することが可能となる。
【００６０】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る光結合器及びその製造方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における光結合器及びその製造方法の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る光結合器の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光結合器の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光結合器の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光結合器の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光結合器の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光結合器の構成を示す図である。
【図７】本発明の光結合器の製造方法の実施の形態を説明する図である。
【図８】本発明の光結合器の製造方法の実施の形態を説明する図である。
【図９】本発明の光結合器の製造方法の実施の形態を説明する図である。
【図１０】本発明の光結合器の製造方法の実施の形態を説明する図である。
【図１１】従来の光結合手段の一例を示す図である。
【図１２】従来の光結合用の光導波路を形成する例を示す図である。
【図１３】従来の光結合用の光導波路を形成する例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００、１０１、１０２、２００、２０１、２０２    光結合器
１１０    光素子
１１１    光素子搭載基板
１１２    支持部
１２０    光回路基板
１２１    電気回路基板
１２２    光伝送路
１２３    反射部
１３１    半田
１３２    封止樹脂
１４１、１４２、２４１、２４２    光結合用導波路
１４３、２４３    コア
１４４、２４４    クラッド
１４５、２４５    層状導波路
１４６、２４６    層状コア
１４７、２４７    層状クラッド
３０１    クラッド材
３０２    コア材
３１０、４１０    型枠
３１１、４１１    挿入片
３１２    凹部
４１３    押圧片
５０１    光硬化性樹脂
５１０    マスク
９０１    発光素子
９０２    光伝送路
９０３    光導波路
９１１    コア
９１２    クラッド
９１３    光硬化樹脂
９１４    型材
９１６    マスク
【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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