(57)【要約】【課題】  光導波路領域と光ファイバ固定領域の間に凹溝を形成され、光ファイバの端部が凹部に突出するように配置された光導波路モジュールにおいて、凹溝内もしくはその上方で光ファイバが位置ずれを起こしにくい構造を提供する。【解決手段】  光導波路コア３９を有する光導波路領域と光ファイバ３７を保持する光ファイバ固定領域とが凹溝３５を介して基板３１の上面に形成され、端部が凹溝３５内へ張り出すようにして、かつ、光導波路コア３９と結合するようにして接着剤４２により光ファイバ固定領域に光ファイバ３７の端面が接着されている。光ファイバ３７の下面と凹溝３５の内壁面との間には、接着剤４２の充填されない空洞４３が形成されており、空洞４３は凹溝３５の一方端面から他方端面まで貫通した空間となっている。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路コアを有する光導波路領域と光ファイバを保持する光ファイバ固定領域とが凹溝を介して基板の上面に形成され、端部が前記凹溝内へ張り出すようにして、かつ、前記光導波路コアと結合するようにして接着剤により前記光ファイバ固定領域に光ファイバが接着された光導波路モジュールにおいて、
前記光ファイバの下面と前記凹溝の内壁面との間に、接着剤の充填されない空洞を形成するようにして、前記光ファイバの端面が前記光導波路領域の凹溝側端面に接着剤で接着されたことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】
前記空洞が、前記凹溝の一方端面から他方端面まで貫通した空間であることを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
【請求項３】
前記空洞内に、接着剤よりも線膨張係数の小さな材料を埋設したことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
【請求項４】
前記空洞内に、接着剤よりも弾性係数の小さな材料を埋設したことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
【請求項５】
前記光ファイバの上面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部、および前記光ファイバの下面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部に、それぞれ接着剤をフィレット形状に塗布したことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
【請求項６】
前記フィレット形状が、互いにほぼ等しい曲率を有していることを特徴とする、請求項５に記載の光導波路モジュール。
【請求項７】
前記光ファイバ固定領域において、前記光ファイバをカバープレートで押さえて前記基板に接着し、前記カバープレートの端面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間に空気層を形成し、前記光ファイバの上面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部、前記光ファイバの下面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部、および前記光ファイバの上面と前記カバープレートの端面との間の隅部に、それぞれ接着剤をフィレット形状に塗布したことを特徴とする、請求項２に記載の光導波路モジュール。
【請求項８】
前記フィレット形状が、互いにほぼ等しい曲率を有していることを特徴とする、請求項７に記載の光導波路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光導波路モジュールに関し、光導波路と光ファイバとの接続方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光導波路モジュールにあっては、光導波路を実装された光導波路領域と光ファイバを固定するための光ファイバ固定領域との間に凹溝を形成したものが多用されている。このような従来例としては、例えば特許文献１〜３に記載されたものがある。
【０００３】
図１は従来の光導波路モジュール１１の一部を拡大して示す断面図である。基板１２の上面には、凹溝１３で区切って光導波路領域Ａと光ファイバ固定領域Ｂとが形成されている。光導波路領域Ａにおいては、基板１２の上面に光導波路１４が実装されている。光ファイバ固定領域Ｂにおいては、基板１２に設けた光ファイバ位置決め溝１５に光ファイバ１６を保持させ、接着剤１８により光ファイバ１６を光ファイバ位置決め溝１５などに接着させて固定し、光ファイバ１６の端面と光導波路１４のコア１７とを対向させている。
【０００４】
また、図２は従来の別な光導波路モジュール２１の一部を拡大して示す断面図である。この光導波路モジュール２１にあっては、カバーパネル２２で光ファイバ１６を押えた状態でカバーパネル２２を光ファイバ１６と基板１２に接着させている。
【０００５】
よって、これらの光導波路モジュール１１、２１では、光導波路１４のコア１７と光ファイバ１６との光軸調整を簡略化しつつ、光導波路１４と光ファイバ１６の端面の接続を行うことができる。
【０００６】
一方、光ファイバ１６の端面と光導波路１４のコア端面とは光学的に必要な距離で対向させる必要があるので、必然的に光ファイバ１６の先端が凹溝１３上に突き出した構造となり、かつ、光ファイバ１６の先端付近を接着剤１８で光導波路１４端面などに固定した構造となる。このとき、従来にあっては凹溝１３にも接着剤１８が充填されて光ファイバ１６が固定されている。凹溝１３に接着剤１８が充填された場合、図１のような光導波路モジュール１１の場合では、光ファイバ１６の先端部の下面側にのみ厚く接着剤１８が充填される。また、図２のような光導波路モジュール２１では、光ファイバ１６の先端部の上面側に充填された接着剤１８の厚みと下面側に充填された接着剤１８の厚みは、一般的に異なった厚みとなっている。
【０００７】
そのため、凹溝１３に充填された接着剤１８が硬化収縮や熱膨張収縮による体積変化を起こした場合、光ファイバ１６の先端部が変位して反りが発生する。その結果、光ファイバ１６と光導波路１４との光軸がずれて光導波路モジュール１１、２１の光学特性が損なわれる。
【０００８】
また、光ファイバ１６の反りにより光ファイバ１６の端面と光導波路１４との間の剪断応力が大きくなると、光ファイバ１６の端面と光導波路１４との間の接着剤１８が剥離することになり、その結果生じた光ファイバ１６と光導波路１４との光軸ずれは永久的なずれとなり、光導波路モジュール１１、２１の光学特性の劣化がそのまま残ることになる。このようなメカニズムによっても、接着剤１８の硬化収縮や熱膨張収縮が大きい場合に、光導波路モジュール１１、２１の光学特性が損なわれるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１８８２３４号公報
【特許文献２】特開平８−３１３７５６号公報
【特許文献３】特許第２７７１１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光導波路領域と光ファイバ固定領域の間に凹溝を形成された光導波路モジュールにおいて、凹溝内もしくはその上方で光ファイバが位置ずれを起こしにくい構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる光導波路モジュールは、光導波路コアを有する光導波路領域と光ファイバを保持する光ファイバ固定領域とが凹溝を介して基板の上面に形成され、端部が前記凹溝内へ張り出すようにして、かつ、前記光導波路コアと結合するようにして接着剤により前記光ファイバ固定領域に光ファイバが接着された光導波路モジュールにおいて、前記光ファイバの下面と前記凹溝の内壁面との間に、接着剤の充填されない空洞を形成するようにして、前記光ファイバの端面が前記光導波路領域の凹溝側端面に接着剤で接着されたことを特徴としている。
【００１２】
本発明にかかる光導波路モジュールにあっては、光ファイバの下面と凹溝の内壁面との間に空洞が形成されているので、接着剤の量を光ファイバの端面と光導波路領域の凹溝側端面とを接着固定するのに必要な最小限の量とすることができ、接着剤の硬化収縮や熱膨張収縮による光ファイバと凹溝との間の体積変化を小さくすることができる。よって、接着剤の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う接着剤の熱膨張収縮が発生しても光ファイバの先端部の上下方向への変位を小さくすることができる。よって、光ファイバと光導波路コアとの間の光結合効率等の光学特性を安定させることができる。
【００１３】
本発明の光導波路モジュールのある実施態様は、前記空洞が、前記凹溝の一方端面から他方端面まで貫通した空間となっている。光ファイバの下面側の空洞を空間（空気層）とすれば、光ファイバの上面側と下面側とを同様な条件にでき、光ファイバの上下方向に発生する応力を均衡させて光ファイバの先端部の変位を小さくできる。また、接着剤の硬化収縮量そのものを減らすことができる。さらに、硬化収縮あるいは熱膨張収縮による接着剤の体積変化分を凹溝内の空間へ逃がすことができるので、接着剤の体積変化に伴って光ファイバに作用する力を小さくできる。よって、凹溝内の接着剤の体積変化に伴う光ファイバの調芯ずれを無くし、良好な光学初期特性、温度特性を得ることができる。
【００１４】
本発明の光導波路モジュールの別な実施態様においては、前記空洞内に、接着剤よりも線膨張係数の小さな材料が埋設されている。空洞内に接着剤よりも線膨張係数の小さな材料を充填させることによっても、接着剤の量を光ファイバの端面と光導波路領域の凹溝側端面とを接着固定するのに必要な最小限の量とすることができ、周囲温度変化による光ファイバの下面側の体積変化を小さくできる。また、空洞内を空間とするよりも製造が容易になる。
【００１５】
本発明の光導波路モジュールのさらに別な実施態様においては、前記空洞内に、接着剤よりも弾性係数の小さな材料を埋設したことを特徴としている。空洞内に接着剤よりも弾性係数の小さな材料を充填させることによっても、接着剤の量を光ファイバの端面と光導波路領域の凹溝側端面とを接着固定するのに必要な最小限の量とすることができ、また接着剤の熱膨張収縮を弾性係数の小さな材料によって吸収させることができ、周囲温度変化による光ファイバの下面側の体積変化を小さくできる。また、空洞内を空間とするよりも製造が容易になる。
【００１６】
本発明の光導波路モジュールのさらに別な実施態様においては、前記光ファイバの上面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部、および前記光ファイバの下面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部に、それぞれ接着剤がフィレット形状に塗布されている。かかる実施態様によれば、部材間に位置する各隅部における接着面積を大きくすることで各隅部に生じる応力を相対的に小さくすることができ、光ファイバの先端部の変位を小さくできる。また、各隅部における応力を緩和して光ファイバの先端部の変位を小さくできる。よって、かかる実施態様によれば、外力に対する光ファイバの調芯ずれを無くし、良好な光学初期特性、温度特性を得ることができ、さらに、外力に対する光ファイバの端面の強度を高くし、耐熱性を向上させることができる。
【００１７】
本発明の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、前記フィレット形状が、互いにほぼ等しい曲率を有するものである。かかる実施態様によれば、各フィレット形状を形成する接着剤の体積変化に伴って発生する光ファイバ上下面に作用する力を均等にでき、光ファイバを上下に変位させる力を実質的に小さくできる。よって、光ファイバの先端部の変位をより小さくでき、接着剤の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う熱膨張収縮による光学特性の変化を小さし、光学特性を安定させることができる。
【００１８】
本発明の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、前記光ファイバ固定領域において、前記光ファイバをカバープレートで押さえて前記基板に接着し、前記カバープレートの端面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間に空気層を形成し、前記光ファイバの上面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部、前記光ファイバの下面と前記光導波路領域の凹溝側端面との間の隅部、および前記光ファイバの上面と前記カバープレートの端面との間の隅部に、それぞれ接着剤をフィレット形状に塗布したものである。かかる実施態様によれば、カバープレートの端面を光導波路領域の凹溝側端面に接着しているので、カバープレートの端面を固定することができるので、凹溝へ突出した光ファイバの端部をカバープレートの下面に接着させることで光ファイバの先端部の変位を小さくすることができる。よって、光ファイバの先端部の変位をより小さくでき、接着剤の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う熱膨張収縮による光学特性の変化を小さし、光学特性を安定させることができる。
【００１９】
本発明の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、上記カバープレートを備えた実施態様における前記フィレット形状が、互いにほぼ等しい曲率を有するものである。かかる実施態様によれば、各フィレット形状を形成する接着剤の体積変化に伴って発生する光ファイバ上下面に作用する力を均等にでき、光ファイバを上下に変位させる力を実質的に小さくできる。よって、光ファイバの先端部の変位をより小さくでき、接着剤の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う熱膨張収縮による光学特性の変化を小さし、光学特性を安定させることができる。
【００２０】
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００２２】
図３は本発明の実施例１による光導波路モジュール１０１を示す斜視図、図４はその分解斜視図である。また、図５は接着剤を塗布された光ファイバ固定領域Ｂを示す平面図である。図６は図５のＸ−Ｘ線断面図、図７は図５のＹ−Ｙ線断面図、図８は図５のＺ矢視図である。
【００２３】
図４に示すように、シリコン基板よりなる基板３１の上面中央部には光導波路固定面３２が形成されており、両端部上面には光ファイバ固定面３３が形成されている。光導波路固定面３２は、図４では平坦に形成されているが、光導波路３８を支持させるための突起（図示せず）を設けていてもよい。光導波路固定面３２の上には、光導波路３８を実装することによって光導波路領域Ａが形成される。
【００２４】
両光ファイバ固定面３３にはそれぞれ、裸光ファイバ又はファイバ素線（以下、光ファイバという。）３７を位置決めするためのＶ溝状をした光ファイバ位置決め溝３４が、基板３１の長手方向と平行に１本ないし複数本凹設されている。この光ファイバ位置決め溝３４が形成された光ファイバ固定面３３が、光ファイバ固定領域Ｂとなっている。
【００２５】
基板３１の上面には、光導波路固定面３２と各光ファイバ固定面３３との間において、光導波路固定面３２（または、光導波路領域Ａ）と光ファイバ固定面３３（または、光ファイバ固定領域Ｂ）を仕切るようにして、基板３１の全幅にわたる凹溝３５が形成されている。図８に示すように、凹溝３５の断面形状は斜めに傾斜しており、側面方向（図５のＺ矢視方向）から見て、上方へ行くに従って凹溝３５が光導波路領域Ａ側へ近づき、下方へ行くに従って凹溝３５が光ファイバ固定領域Ｂ側へ近づくように凹溝３５の断面形状は斜めに傾斜している。
【００２６】
光導波路３８は、透明なクラッド用樹脂からなる上クラッド部４０内に、上クラッド部４０よりも屈折率の高いコア用樹脂で成形された光導波路コア３９を埋め込み、光導波路コア３９及び上クラッド部４０の下面に上クラッド部４０と等しい屈折率の透明樹脂からなる下クラッド部４１を形成したものである。光導波路コア３９は、信号の合波、分波、合成、分岐などの目的に応じた構造を有しており、光導波路コア３９の端面は光導波路３８の両端面に露出している。光導波路３８は、光導波路固定面３２の上に固着されている。
【００２７】
光ファイバ３７は、ファイバ芯線３６の端部の被覆を剥いで外部に露出させたものであり、光ファイバ３７の端面は軸心方向に対して垂直にカットされている。図６に示すように、各光ファイバ３７は、Ｖ溝状をした光ファイバ位置決め溝３４内に嵌り込むことによって左右方向及び上下方向の位置決めをされており、光ファイバ３７のコア中心が光導波路コア３９の端面の中心と一致するように位置決めされている。そして、図３及び図５に示すように、光ファイバ３７の上から光ファイバ固定面３３の上面全体に接着剤４２を塗布し硬化させることによって光ファイバ３７を光ファイバ固定面３３に固定している。
【００２８】
また、図４に示すように、光ファイバ３７は、端部が凹溝３５内に片持ち状に突出しており、光ファイバ３７の端面下端部が光導波路領域Ａの凹溝側の端面、すなわち凹溝３５の光導波路領域側の壁面（以下、単に凹溝３５の壁面という。）又は光導波路３８の凹溝側の端面（以下、単に光導波路３８の端面という。）に当接している。そして、図７及び図８に示すように、接着剤４２は光ファイバ３７の凹溝３５に突出した部分にも塗布されており、光ファイバ３７の端面は接着剤４２よって光導波路領域Ａの凹溝側の端面に接着されている。
【００２９】
一方、図７及び図８に示すように、光ファイバ３７の下面と凹溝３５の内壁面との間には接着剤４２の充填されていない空洞４３が形成されており、しかも、この空洞４３は凹溝３５の一方端面から他方端面に向けて貫通した空間（空気層）となっている。
【００３０】
次に、基板３１に凹溝３５が設けられている理由を説明する。凹溝３５は主として光導波路モジュール１０１の製造方法に関係しているので、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）により光導波路モジュール１０１の製造方法を簡単に説明する。ただし、実際には光導波路モジュール１０１はウエハにより多数個一度に製作されるが、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）では、単体の光導波路モジュール１０１だけを表わしている。なお、図９及び図１０では、図を簡略にするため光ファイバ３７の本数を４本に減らしている。
【００３１】
まず、複数組のコア用凹部を有する上クラッド部４０（ウエハ）を透明なクラッド用樹脂により成形した後、この上クラッド部４０の中央部に高屈折率のコア用樹脂を滴下する。そして、このコア用樹脂を平板状をしたスタンパ（図示せず）で押圧することにより、図９（ａ）のように各コア用凹部内にコア用樹脂を押し広げて光導波路コア３９を成形する。一方、図９（ｂ）に示すように、シリコンウエハからなる基板３１上面の光ファイバ固定面３３には、エッチング等によって複数組の光ファイバ位置決め溝３４が形成される。シリコンウエハは、一般に（１００）面ウエハが用いられるので、このとき光ファイバ位置決め溝３４の端には傾斜面３４ａが生じる。ついで、基板３１の光導波路固定面３２の上にクラッド用樹脂４１ａを供給し、光導波路固定面３２及び光ファイバ固定面３３の上に、光導波路コア３９を下にして上クラッド部４０を重ね合わせ、基板３１と上クラッド部４０との間で下クラッド部４１を成形し、図９（ｃ）に示すように、光導波路固定面３２の上に光導波路３８を形成する。
【００３２】
ついで、図１０（ａ）に示すように、光導波路３８から基板３１に向けて斜めに凹溝３５を形成する。このとき光ファイバ位置決め溝３４の傾斜面３４ａを通過するようにして凹溝３５を形成し、それによって傾斜面３４ａを除去する。この後、図１０（ｂ）に示すように、光ファイバ固定面３３の上の光導波路３８を光ファイバ固定面３３から剥がして光ファイバ位置決め溝３４を露出させる。次に、基板３１の上に光導波路３８を積層一体化したもの（ウエハ）をダイサー等によって個々のモジュール毎に切り離す。
【００３３】
そして、図１０（ｃ）に示すように、光ファイバ位置決め溝３４に光ファイバ３７を納めて光ファイバ３７の端面を凹溝３５の壁面に押し当てるようにして位置決めし、図５に示すように光ファイバ３７の上から光ファイバ固定面３３に接着剤４２を塗布する。このとき光ファイバ３７の先端部に塗布する接着剤４２の量を調整することによって凹溝３５内に接着剤４２が充填されないようにしており、光ファイバ３７の先端部の下面と凹溝３５との間には接着剤４２の充填されない空洞４３が形成される。最後に、接着剤４２を硬化させて光ファイバ３７を光ファイバ固定面３３に固定し、図３のような光導波路モジュール１０１を得る。
【００３４】
このようにウエハ状態で複数個の光導波路モジュール１０１を一度に製造する際、凹溝３５を切り込むことによって光ファイバ位置決め溝３４の傾斜面３４ａが除去されるので、光ファイバ３７の端面を光導波路コア３９の端面に近接させることが可能になる。また、凹溝３５を形成する際に光導波路３８をカットすることで、余分な光導波路３８を除去することができる。また、ダイサーで凹溝３５を切り込むことによって、光導波路コア３９の端面が同時に鏡面加工されるという意義もある。
【００３５】
こうして光導波路モジュール１０１においては、光導波路領域Ａと光ファイバ固定領域Ｂとの間に凹溝３５が生じている。そして、図８に示すように、光ファイバ３７の端部が凹溝３５内もしくはその上方へ張り出すように突出しており、光ファイバ３７の端面下端部が傾斜した凹溝３５の壁面に当接して凹溝３５の壁面で支えられている。
【００３６】
また、実施例１の光導波路モジュール１０１では、光ファイバ３７の端部下面と凹溝３５との間に接着剤４２が充填されることなく空洞４３が形成されているので、光ファイバ３７の下面に接着剤４２が付着していても少ない量となっている。よって、光ファイバ３７の先端部下面側にある接着剤４２の硬化収縮に伴う体積変化や、周囲温度変化に対する接着剤４２の熱膨張収縮による体積変化を最小にすることができ、光ファイバ３７の先端部に作用する力を小さくできる。そのため、接着剤４２に硬化収縮や熱膨張収縮が発生しても、凹溝３５に位置する光ファイバ３７の先端部が変位しにくく、光ファイバ３７と光導波路コア３９との光軸ずれを抑制することができ、光ファイバ３７と光導波路コア３９の光結合効率などの光学特性の変動を抑制することができる。
【００３７】
さらに、周囲温度変化に対する接着剤４２の熱膨張による体積増加分を空洞４３で吸収することにより、接着剤４２と光導波路３８の端面、接着剤４２と凹溝３５、接着剤４２と光ファイバ３７のそれぞれの界面に生じる応力を小さくできる。よって、光ファイバ３７の凹溝３５へ突出した部分に作用する力をさらに小さくでき、また、それぞれの前記界面に生じる応力が小さくなるので、周囲温度の変化に対してそれぞれの界面での剥離が生じにくくなり、その結果、光導波路モジュール１０１の耐熱性が向上する。
【００３８】
上記のように、光ファイバ３７の先端面の角（下端部）が傾斜した凹溝３５の壁面に当接して凹溝３５の壁面により下方から支えられているので、光ファイバ３７の先端部は下方へ動くことがない。しかも、光ファイバ３７と凹溝３５とが当接しているにも拘わらず、光ファイバ３７の端面の傾きと光導波路３８の端面の傾きとが異なっていて光ファイバ３７の端面と光導波路コア３９の端面との間に隙間が生じて離間しているので、例えば光導波路モジュール１０１の組立時などに光ファイバ３７の端面や光導波路コア３９の端面に擦り傷などがついて光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３９】
さらに、この光導波路モジュール１０１では、光ファイバ３７の端面と光導波路領域Ａの凹溝側端面の傾きを適宜定めることにより、光ファイバ３７のコア端面と光導波路コア３９の端面との距離を所定距離となるように定めることができる。例えば、光ファイバ３７の端面と光導波路領域Ａの凹溝側端面との間の角度θを５°〜８°にすれば、光ファイバ３７の端面を凹溝３５の壁面に当接させるだけで光ファイバ３７のコア端面と光導波路コア３９の端面との距離を６〜１０μｍ程度にすることができる。
【００４０】
また、実施例１では、光ファイバ３７の端面を軸心方向に垂直にカットしているので、光ファイバ３７を光ファイバ固定面３３に設置するときに光ファイバ３７の軸心回りの回転角度を考慮する必要が無く、光ファイバ３７の角度調整が不要で組立が容易になる。一方、光導波路３８の端面は傾斜していることにより、光信号の反射損失が小さくなる。
【００４１】
従って、本発明によれば、光導波路モジュール１０１を高精度で安価に組立てることができ、しかも周囲温度の変化による光学特性の変動なども小さくなり、特性を安定させることができる。
【実施例２】
【００４２】
図１１は、本発明の実施例２による光導波路モジュール１０２の光ファイバ固定領域Ｂを示す平面図である。図１２は図１１のＷ−Ｗ線断面図である。図１３は図１１の縦断面図である。実施例１の光導波路モジュール１０１では、空洞４３は凹溝３５の端から端まで貫通した空間となっていて各光ファイバ３７の下の空洞４３が連通していたが、実施例２の光導波路モジュール１０２では、空洞４３は貫通していない。図１２に示すように、隣接する光ファイバ３７の先端部の間の隙間から垂れた接着剤４２によって隣接する光ファイバ３７の下の空洞４３どうしが部分的に、あるいは全体的に区切られている場合であっても、各光ファイバ３７の先端部の下面と凹溝３５との間に空洞４３が残り、かつ、その空洞４３が密閉されていなければよい。温度変化等で膨張した空洞４３内の空気を接着剤４２の孔（破れ）ｂから外部へ逃がせるようにするためである。
【００４３】
実施例２のように各光ファイバ３７の下面側に空洞４３が残っていれば、各光ファイバ３７の下面側における接着剤４２の硬化収縮や熱膨張収縮による体積変化を小さくすることができ、また、光ファイバ３７を固定している接着剤４２の体積変化を空洞４３で吸収させることができるので、実施例１と同様に、光導波路モジュール１０２の光学特性を安定させることができる。
【実施例３】
【００４４】
図１４は、本発明の実施例３による光導波路モジュール１０３の光ファイバ固定領域Ｂの断面図である。実施例３においては、光ファイバ３７の下面と凹溝３５との間の空洞４３内にセラミックスや石英系のガラスなどの低線膨張材料４４を充填又は挿入している。ここでいう低線膨張材料４４とは、接着剤４２よりも線膨張係数の小さい材料である。
【００４５】
この光導波路モジュール１０３によれば、凹溝３５内に低線膨張材料４４を充填又は挿入しているので、接着剤４２の硬化収縮による体積変化や、周囲温度変化に対する凹溝３５内の物質の熱膨張収縮等による体積変化を最小限にすることができ、凹溝３５内の光ファイバ３７の先端部の変位を抑えて光導波路モジュール１０３の光学特性を安定させることができる。しかも、接着剤４２を塗布する前に凹溝３５内に低線膨張材料４４を挿入又は充填しておくだけでよいので、接着剤４２を塗布しながら空洞４３（空間）を形成するのに比べて光導波路モジュール１０３の製造が容易になる。
【００４６】
実施例３では、空洞４３内に低線膨張材料４４を充填したが、低線膨張材料４４に代えてシリコーン樹脂やゲル、エラストマー等の低弾性率材料を充填又は挿入してもよい。ここでいう低弾性率材料とは、接着剤４２よりも弾性率の小さい材料である。なお、低線膨張材料４４や低弾性率材料が流動性を有するものである場合には、空洞４３の両端を接着剤４２により塞いでもよい。
【００４７】
かかる変形例によれば、接着剤４２の硬化収縮による体積変化や、周囲温度変化に対する凹溝３５内の物質の熱膨張収縮等による体積変化を低弾性率材料の体積変化によって吸収することができるので、凹溝３５内の光ファイバ３７の先端部の変位を抑えて光導波路モジュールの光学特性を安定させることができる。
【実施例４】
【００４８】
図１５は、本発明の実施例４による光導波路モジュール１０４の光ファイバ固定領域Ｂの断面図である。実施例４においては、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５との間に、凹溝３５の一方端面から他方端面にかけて貫通した空洞４３（空間）が形成されている。さらに、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５の光導波路領域Ａ側の壁面の間の隅部４５、および光ファイバ３７の先端部上面と光導波路３８の端面との間の隅部４６にそれぞれ接着剤４２によるフィレット形状を形成している。また、光ファイバ３７の下面と凹溝３５の光ファイバ固定領域Ｂ側の壁面との間の隅部４７にも、接着剤４２によるフィレット形状を形成しておくことが望ましい。
【００４９】
このような構造によれば、実施例１で説明したような凹溝３５の端から端まで貫通した空洞４３の効果に加え、それぞれの隅部４５、４６における接着剤４２の体積変化を最小にしつつ接着面積を増やせるため、それぞれの隅部４５、４６に発生する応力を小さくできる。さらに、一般的にフィレット形状の目的は、エッジやコーナー付近の接着剤形状に応力集中の生じにくい形状として局所的なクラックが発生するのを防止することにあるが、本実施例においても同様の効果を期待できる。
【００５０】
よって、光導波路モジュール１０４においては、光ファイバ３７の基板３１から凹溝３５へ突出した端部に作用する力を小さくし、光ファイバ３７の先端部の変位を少なくすることで接着剤４２の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う光導波路モジュール１０４の光学特性の変化を小さくできる。また、それぞれの隅部４５、４６に生じる応力が小さくなるので、周囲温度の変化に対して光ファイバ３７と凹溝３５の壁面や光ファイバ３７と光導波路３８の端面などの界面での剥離が生じにくくなり、この結果、光導波路モジュール１０４の耐熱性が向上する。
【００５１】
また、この光導波路モジュール１０４では、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５の光導波路領域Ａ側の壁面の間の隅部４５における接着剤４２のフィレット形状の曲率と、光ファイバ３７の先端部上面と光導波路３８の端面との間の隅部４６における接着剤４２のフィレット形状の曲率とが、ほぼ等しくなるようにしている。両フィレット形状の曲率をほぼ等しくしてあれば、各フィレット形状を形成する接着剤４２の体積変化に伴って発生する光ファイバ３７上下面に作用する力を均等にでき、光ファイバ３７を上下に変位させる力を実質的に小さくできる。これにより、光ファイバ３７の先端部に作用する力をさらに小さくでき、光ファイバ３７の先端部の変位を小さくし、接着剤４２の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う熱膨張収縮による光学特性の変化を小さくし、また、それぞれの隅部４５、４６に生じる応力を小さくできるので、周囲温度の変化に対してそれぞれの隅部４５、４６での接着剤４２の剥離が生じにくくなり、その結果、光導波路モジュール１０４の耐熱性をさらに向上させることができる。
【実施例５】
【００５２】
図１６は、本発明の実施例５による光導波路モジュール１０５の光ファイバ固定領域Ｂの断面図である。実施例５の光導波路モジュール１０５では、図４において２点鎖線で示したように、光ファイバ３７の上にカバープレート５１を被せて押圧し、接着剤４２でカバープレート５１を光ファイバ固定面３３に接着している。
【００５３】
カバープレート５１はガラス基板よりなり、下面には光ファイバ３７を保持するための角溝状をしたファイバ固定用凹部５２が設けられている。図１６に示すように、光ファイバ３７は先端部を凹溝３５に向けて突出させるようにして光ファイバ位置決め溝３４内に位置決めされており、カバープレート５１は、ファイバ固定用凹部５２内に光ファイバ３７を納めるようにして光ファイバ固定面３３に重ねられ、ファイバ固定用凹部５２の天面で光ファイバ３７を押えて固定し、接着剤４２によって光ファイバ３７と基板３１に接着固定される。カバープレート５１の凹溝側端面は、凹溝３５と同じ傾きで同じ方向に傾斜していて凹溝３５の壁面と平行になっている。
【００５４】
カバープレート５１を基板３１に接着した状態では、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５との間には接着剤４２の充填されていない空洞４３が形成されており、空洞４３は凹溝３５の一方端面から他方端面にかけて貫通した空間（空気層）となっている。また、カバープレート５１の端面と光導波路３８の凹溝側端面との間でも凹溝３５の上に空間（空気層）が形成されている。そして、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５の光導波路領域Ａ側の壁面の間の隅部４５、光ファイバ３７の先端部上面と光導波路３８の端面の間の隅部４６、および光ファイバ３７の上面とカバープレート５１の端面の間の隅部４８にはそれぞれ接着剤４２によりフィレット形状が形成されている。そして、各隅部４５、４６、４８におけるフィレット形状の曲率を互いにほぼ等しくしている。また、光ファイバ３７の下面と凹溝３５の光ファイバ固定領域Ｂ側の壁面の間の隅部４７にも、接着剤４２によってほぼ曲率の等しいフィレット形状が形成されていることが望ましい。
【００５５】
実施例５のような構造によれば、凹溝３５内に端から端まで貫通した空洞４３を形成しているので、光ファイバ３７の先端部下面側ないし凹溝３５内の接着剤４２の硬化収縮に伴う体積変化や、周囲温度変化に対する接着剤４２の熱膨張収縮による体積変化を最小限にすることができる。
【００５６】
また、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５の光導波路領域Ａ側の壁面の間の隅部４５、光ファイバ３７の先端部上面と光導波路３８の端面の間の隅部４６、および光ファイバ３７の上面とカバープレート５１の端面の間の隅部４８に接着剤４２によるフィレット形状を形成することで、各隅部４５、４６、４８における接着剤４２の体積変化を最小にしつつ接着面積を増やせるため、各隅部４５、４６、４８に発生する応力を小さくできるとともに、応力集中を緩和できる。
【００５７】
この結果、光ファイバ３７の凹溝３５へ突出した部分に作用する力を小さくし、光ファイバ３７の先端部の変位を少なくすることにより、接着剤４２の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う熱膨張収縮による１０５の光学特性の変化を小さくできる。また、それぞれの隅部４５、４６、４８に生じる応力を小さくできるので、周囲温度の変化に対してそれぞれの隅部４５、４６、４８における接着剤４２の剥離が生じにくくなり、光導波路モジュール１０５の耐熱性が向上する。
【００５８】
さらに、この実施例では、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５の光導波路領域Ａ側の壁面の間の隅部４５、光ファイバ３７の先端部上面と光導波路３８の端面の間の隅部４６、および光ファイバ３７の上面とカバープレート５１の端面の間の隅部４８に形成された接着剤４２によるフィレット形状の曲率をほぼ等しくしているので、当該フィレット形状を形成する接着剤４２の体積変化に伴って光ファイバ３７の端部上下面に作用する力を均等にでき、光ファイバ３７に上下方向に作用する力を実質的に小さくできる。
【００５９】
この結果、光ファイバ３７の凹溝３５へ突出した部分に作用する力を均衡させることにより、光ファイバ３７の先端部の変位を少なくすることで接着剤４２の硬化収縮や周囲温度の変化に伴う熱膨張収縮による光学特性の変化をさらに小さくできる。また、それぞれの隅部４５、４６、４８に生じる応力が均衡することで、周囲温の変化に対して各隅部４５、４６、４８で剥離が生じにくくなり、光導波路モジュー１０５ルの耐熱性がより向上する。
【実施例６】
【００６０】
図１７は、本発明の実施例６による光導波路モジュール１０６の光ファイバ固定領域Ｂの断面図である。実施例６の光導波路モジュール１０６では、光ファイバ３７の上に被せたカバープレート５１の端面は凹溝３５と同じ傾きで同じ方向に傾斜していて凹溝３５の壁面と平行になっている。カバープレート５１の端面は、光導波路３８の端面に当接されているか、あるいは接着剤４２で接着されている。凹溝３５に向けて突出させられた光ファイバ３７はカバープレート５１の下面に接着剤４２で接着されており、光ファイバ３７の先端部下面と凹溝３５との間には接着剤４２の充填されていない空洞４３が形成されており、空洞４３は凹溝３５の一方端面から他方端面にかけて貫通した空間（空気層）となっている。また、光ファイバ３７の下面と凹溝３５の光導波路領域Ａ側の壁面の間の隅部４５、および光ファイバ３７の下面と凹溝３５の光ファイバ固定領域Ｂ側の壁面の間の隅部４７にはそれぞれ接着剤４２によるフィレット形状が形成されている。
【００６１】
この実施例においては、カバープレート５１の端面と光導波路３８の端面との間の接着剤４２が十分に薄い層となっているので、この部分の接着剤４２の体積変化により光ファイバ３７の先端が調芯ずれを起こすことはなく、カバープレート５１の前端面と光導波路３８の端面との間に空間を形成する必要はない。
【００６２】
また、カバープレート５１の端面を光導波路３８の端面に当接させるか接着させることによってカバープレート５１の先端を固定しているので、カバープレート５１の端部が変位しにくくなっている。そして、凹溝３５へ突出した光ファイバ３７の先端部を剛性の高いカバープレート５１の下面に接着固定しているので、凹溝３５へ突出した光ファイバ３７の先端部が機械的に拘束されて変位が防止される。よって、接着剤４２の硬化収縮や熱膨張収縮による光ファイバ３７の先端部の変位を防止することができ、光導波路モジュール１０６の初期光学特性、温度特性、耐熱性能を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、従来の光導波路モジュールの一部を拡大して示す断面図である。
【図２】図２は、従来の別な光導波路モジュールの一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１による光導波路モジュールを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１による光導波路モジュールの分解斜視図である。
【図５】図５は、接着剤を塗布された光ファイバ固定領域Ｂを示す平面図である。
【図６】図６は、図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】図７は、図５のＹ−Ｙ線断面図である。
【図８】図８は、図５のＺ矢視図である。
【図９】図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、実施例１による光導波路モジュールの製造方法を説明する斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、実施例１による光導波路モジュールの製造方法を説明する図であって、図９（ｃ）の後に続く工程を表している。
【図１１】図１１は、本発明の実施例２による光導波路モジュールの光ファイバ固定領域を示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＷ−Ｗ線断面図である。
【図１３】図１３は、図１１の断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例３による光導波路モジュールの光ファイバ固定領域を示す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施例４による光導波路モジュールの光ファイバ固定領域を示す断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例５による光導波路モジュールの光ファイバ固定領域を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施例６による光導波路モジュールの光ファイバ固定領域を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ  光導波路領域
Ｂ  光ファイバ固定領域
３１  基板
３２  光導波路固定面
３３  光ファイバ固定面
３４  光ファイバ位置決め溝
３５  凹溝
３７  光ファイバ
３８  光導波路
３９  光導波路コア
４２  接着剤
４３  空洞
４４  低線膨張材料
４５  隅部
４６  隅部
４７  隅部
４８  隅部
５１  カバープレート
１０１〜１０６  光導波路モジュール
【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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