(57)【要約】      （修正有）【課題】ＦＴＴＨ等で用いられる双方向光送受信モジュールにおいて、送信用ＬＤからの漏れ光が受信用ＰＤに入るのを防止し、受信感度の低下を抑制する双方向光送受信モジュールの作製方法。【解決手段】光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部からなる双方向光送受信モジュールにおいて、各部を独立に作製した後、光送信部及び光受信部を光導波路部の同一辺にアクティブに調整して接合し、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部を、受信波長及び送信波長の光を吸収するような樹脂で被覆する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部からなる双方向光送受信モジュールにおいて、各部を独立に作製した後、光送信部及び光受信部を光導波路部の同一辺にアクティブに調整して接合し、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部を、受信波長及び送信波長の光を吸収するような樹脂で被覆することを特徴とする、双方向光送受信モジュールの作製方法。
【請求項２】
隣り合う光信号送信部と光信号受信部の間隙に、光信号送信部から出射される波長の光を遮蔽する遮蔽板を挿入することを特徴とする、請求項１に記載の双方向光送受信モジュールの作製方法。
【請求項３】
光導波路部がポリイミド基板に形成された光導波路であることを特徴とする、請求項１または２に記載の双方向光送受信モジュールの作製方法。
【請求項４】
光導波路部がシリコン基板に形成された光導波路であることを特徴とする、請求項１または２に記載の双方向光送受信モジュールの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＴＴＨ等で用いられる双方向光送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常ＦＴＴＨやＣＡＴＶでは、例えば上りに１.３μｍ帯の光信号が、下りに１.５５μｍ帯の光信号が用いられ、双方向の信号を同時に送受信するシステムになっている。図７は、これらに使用される双方向光送受信モジュールの概略構成図である。図７に示すように、基板２６、光導波路２７、送信用ＬＤ２８、受信用ＰＤ２９、光ファイバ３０からなっている。
【０００３】
この場合、ＬＤ２８から出た光はモジュール内での減衰は少なく高い強度を有しており、そのため導波路に漏れ込んだ迷光がＰＤ２９に入射し、ＰＤ２９の受信に対してノイズになり受信感度を下げる。遠方から送られてくる微弱な受信用信号を出来るだけ正確に受信出来るようにするためにはＰＤ２９に入射するＬＤ２８からの迷光を出来るだけ低減する必要がある。
【０００４】
従来技術においては、例えば迷光となるＬＤの波長を阻止し、ＰＤの波長を透過するように設計した誘電体多層膜フィルタを光導波路中に適宜挿入する構造が知られている (特許文献１参照)。
【０００５】
また、導波路から漏れた迷光が下部基板によって反射されてＰＤに入射することを防ぐために、基板と導波路材料の間に遮光層を形成する構造（特許文献２参照）や、さらには導波路からの漏れ光を防ぐために導波路自体を細くして光吸収性樹脂で覆ってしまうものも知られている(特許文献３参照)。
【特許文献１】特開平１１−６８７０５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３６４２号公報
【特許文献３】特開２００３−３１８４７８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、前述した例えば特開平１１−６８７０５号公報記載の構成では、フッ素化ポリイミド光導波路を用いた双方向光送受信モジュールにおいては、必要とされるレベルまでの受信用ＰＤへの送信用ＬＤからの迷光の入射の低減を図ることは難しかった。これは、導波路から漏れて再び導波路に入り込む所謂漏れ光を遮断することが出来ないためであると思われる。
【０００７】
また、上記特開２００１−１３３６４２号公報記載の構成は、上記漏れ光が下部基板に反射してＰＤに入ることを防ぐものであるが、漏れ光は複雑に多重反射を起こし、また直線的に進むとも限らないので、漏れ光を完全に遮断できるものではない。また、余分な層を作成するため、コストが掛かるという欠点がある。
【０００８】
上記特開２００３−３１８４７８号の導波路を樹脂で覆う方法は効果が高く、他の方法と組み合わせることで、漏れ光を殆ど遮断することが可能である。しかし、導波路毎に樹脂で覆うのは極めて煩雑であり、コストの点からも実用的とはいえない。
【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、本発明では基本的に平面基板上に形成された光導波路と送信用ＬＤと受信用ＰＤから構成される双方向光送受信モジュールにおいて、送信用ＬＤ部と受信用ＰＤ部のそれぞれを、光吸収性をもつ黒色樹脂で被覆する製造法を提案する。
【００１０】
すなわち本発明は、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部からなる双方向光送受信モジュールにおいて、各部を独立に作製した後、光送信部及び光受信部を光導波路部の同一辺にアクティブに調整して接合し、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部を、受信波長及び送信波長の光を吸収するような樹脂で被覆する双方向光送受信モジュールの作製方法である。
【００１１】
また、隣り合う光信号送信部と光信号受信部の間隙に、光信号送信部から出射される波長の光を遮蔽する遮蔽板を挿入することを特徴とする、上記の双方向光送受信モジュールの作製方法である。
【００１２】
また、光導波路部がポリイミド基板に形成された光導波路であることを特徴とする、上記の双方向光送受信モジュールの作製方法である。
【００１３】
また、光導波路部がシリコン基板に形成された光導波路であることを特徴とする、上記の双方向光送受信モジュールの作製方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＦＴＴＨ等で用いられる双方向光送受信モジュールに関し、導波路、レーザダイオード（ＬＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）を基板上に集積した光回路において、そのＬＤ光の受信ＰＤへの漏れ込む迷光を抑制し、ＰＤの受信に対してノイズになり受信感度の低下を起こすという問題を抑える技術を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部からなる双方向光送受信モジュールにおいて、各部を独立に作製した後、光送信部及び光受信部を光導波路部の同一辺にアクティブに調整して接合し、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部を、受信波長及び送信波長の光を吸収するような樹脂で被覆する双方向光送受信モジュールの作製方法である。
【００１６】
一般に、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部からなる双方向光送受信モジュールでは、各部を独立に作製した後、導波路部と光送信部及び光受信部を接合する。この場合、間隙はそのままでもよいが、導波路のコア層の屈折率に近似した透明な樹脂で埋めると、結合損失の低下を抑えることが出来るので望ましい。
【００１７】
この後、光導波路部、光信号送信部及び光信号受信部を、受信波長及び送信波長の光を吸収するような樹脂で被覆する。光導波路部を被覆することで、光導波路その他から漏れ、パッケージ内壁等に反射して光導波路に再結合する種類の迷光を防ぐことが可能となる。また、光信号送信部を被覆することで、ＬＤから送出されたが光導波路に結合できなかった種類の迷光を防ぐことが可能となる。さらに、光信号受信部を被覆することで、種々の迷光が光受信部ＰＤに入射することを防ぐことが可能となる。
【００１８】
なお、先に述べたように光信号送信部のＬＤ及び光信号受信部のＰＤと光導波路端との間隙を透明な樹脂で埋めた後にこの工程を行うと、間隙に受信波長及び送信波長の光を吸収するような樹脂が入り込み結合損失の低下が起こることを防止できる。
【００１９】
隣り合う光信号送信部と光信号受信部の間隙に、光信号送信部から出射される波長の光を反射又は吸収することによって遮蔽する遮蔽板を挿入することも望ましい。このことで、光信号送信部から出射される波長の光が漏れ光となって光信号受信部に受光されることを防ぐことができる。さらに、光信号送信部のＬＤ及び光信号受信部のＰＤと光導波路端との間隙を透明な樹脂で埋めた場合に、この樹脂が、光信号送信部のＬＤと光信号受信部のＰＤで繋がり、ＬＤから送出されて光導波路に結合できなかった光が、光信号送信部のＬＤと光信号受信部のＰＤで繋がった樹脂を通してＰＤに受光されることを遮蔽板で防ぐことができるからである。
【００２０】
本発明の双方向光送受信モジュールの作成について詳細に説明する。図１は３波双方向光送受信モジュールの場合の概略構成を示す図である。
【００２１】
この場合、誘電体多層膜フィルタ３と１０を用いた波長合分波器を採用し、更に受信用ＰＤ１１を誘電体多層膜フィルタ３，１０に対してその入出力ファイバ側に、送信用ＬＤ５と受信用ＰＤ９をその反対側に配置する構成となっており、誘電体多層膜フィルタ３は送信用波長（１３１０ｎｍ）を透過し受信用波長（１４９０ｎｍと１５５０ｎｍ）を反射するものを用い、誘電体フィルタ１０は受信用波長（１５５０ｎｍ）を透過し、受信用波長（１４９０ｎｍ）を反射するものを用いれば良い。
【００２２】
図４は、本発明の光導波路部の作製法を示したものである。光導波路部は以下のような工程で作製される。図４(a)では基板１４上に下部クラッド層１５、コア層１６とフォトレジスト層１７が成膜され、(b)ではこのマスク層にフォトリソグラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）の技法により光導波路パターンが形成される。(c)では、ＲＩＥ技法により、フォトレジスト層と同様にパターン化されたコア形状が形成される。(d)ではフォトレジスト層の除去を行い、形成したコアパターン１８を露出させる。(e)では上部クラッド層１９を成膜して光導波路が作製される。次に光導波路の分岐部に多層膜フィルタを挿入し固定する。
【００２３】
次に光信号受信部の電極の作製法を図５に示す。基板２１に送信用ＰＤ用電極パターンを形成する。形成法は基板上にフォトレジスト２０で電極パターンを形成し、その上に蒸着法あるいはスパッタリング法により電極となる金属層２２を成膜し、リフトオフ法によりレジストを剥離し電極パターン２３を形成する。次に電極パターンの作製法と同様な方法で半田パターンを形成する。次にＰＤの一方の極を一方の電極にボンディングする。次にＰＤのもう一方の極をもう一方の電極に接続する。光信号送信部も同様な方法で作製する。
【００２４】
次にそれぞれ独自に作製した各部を接続する方法を示す。光導波路部にまず光ファイバを接続する。
【００２５】
光ファイバ１端を光導波路の入出射側に合わせ、光導波路部の光送信部側の端部にマルチモードファイバに置き、光ファイバ１に１３１０ｎｍの光を通し、光ファイバ１と光導波路とマルチモードファイバを調芯し、光ファイバ１と光導波路を接合する。次に光信号送信部をＬＤ５を発光させながら光ファイバ１から出射する光量が最大になるように光導波路部２と光信号送信部７の位置を調整し両部を接合する。次に光ファイバ１に１５５０ｎｍの光を入射し、光信号受信部１２のＰＤ１１の出力電流が最大になるように光導波路部２と光信号受信部１２の位置を調整し両部を接合する。次に光ファイバ１に１４９０ｎｍの光を入射させ光信号受信部８のＰＤ９の出力電流が最大になるように光導波路部２と光信号受信部８の位置を調整し両部を接合する。接合した光ファイバー付きチップをパッケージに納め、各電極とパッケージのピンとを接続する。
【００２６】
隣り合う光信号送信部と光信号受信部の間隙に、光信号送信部から出射される波長の光を遮蔽する遮蔽板を挿入する場合は、第１の光信号送信部７と第１の光信号受信部８の間隙に、光信号送信部のＬＤ５から出射される波長の光を遮蔽する遮蔽板１３を挿入し、接着剤で固定する。
【００２７】
次に光信号送信部７、光信号受信部８、光信号受信部１２のＬＤ５およびＰＤ９，１１およびこれらと光導波路間の間隙を通信波長帯の光を透過する接着剤４でポッティングし、これらを受信波長及び送信波長の光を吸収する樹脂で被覆後、パッケージを機密封止する。
【００２８】
以下、実施例を示す。
【実施例１】
【００２９】
実施例１は、先に述べた図１の構成による。
【００３０】
このように、本実施例では、誘電体多層膜フィルタ３と１０を用いた波長合分波器を採用し、更に受信用ＰＤ１１を誘電体多層膜フィルタ３，１０に対してその入出力ファイバ側に、送信用ＬＤ５と受信用PD９をその反対側に配置する構成となっており、誘電体多層膜フィルタ３は送信用波長（１３１０ｎｍ）を透過し受信用波長（１４９０ｎｍと１５５０ｎｍ）を反射するものを用いた。誘電体フィルタ１０は受信用波長（１５５０ｎｍ）を透過し、受信用波長（１４９０ｎｍ）を反射するものを用いた。誘電体多層膜フィルタ３の特性を図２に、誘電体多層膜フィルタ１０の特性を図３に示す。
【００３１】
光導波路部は、図４に従って作成した。図４(a)の基板１４にはポリイミド基板を使用し、この基板上に下部クラッド層１５、コア層１６とフォトレジスト層１７を成膜し、(b)ではこのマスク層にフォトリソグラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）の技法により光導波路パターンを形成した。(c)では、ＲＩＥ技法により、フォトレジスト層と同様にパターン化されたコア形状が形成した。(d)ではフォトレジスト層の除去を剥離液によって行い、形成したコアパターン１８を露出させた。(e)では上部クラッド層１９を成膜して光導波路が作製した。フィルタ挿入用の溝はダイサーを用いて形成し、光導波路の分岐部に多層膜フィルタを挿入し接着剤で固定した。
【００３２】
光信号受信部の電極の作製は図５に従って行った。基板２１には、熱酸化膜付きＳｉ基板を使用し、同基板上に送信用ＰＤ用電極パターンを形成した。形成法はＳｉ基板上にフォトレジスト２０で電極パターンを形成し、その上に蒸着法により電極となる金属層２２を成膜し、リフトオフ法によりレジストを剥離し電極パターン２３を形成した。次に電極パターンの作製法と同様な方法で半田パターンを形成した。次にＰＤの一方の極を高精度ボンダーを使用して一方の電極にボンディングした。次にＰＤのもう一方の極をワイヤーボンディングによりもう一方の電極に接続した。光信号送信部も同様な方法で作製した。
【００３３】
光ファイバ１端を光導波路の入出射側に合わせ、光導波路部の光送信部側の端部にマルチモードファイバに置き、光ファイバ１に１３１０ｎｍの光を通し、光ファイバ１と光導波路とマルチモードファイバを調芯し、光ファイバ１と光導波路を紫外線硬化接着剤で接合した。次に光信号送信部をLD５を発光させながら光ファイバ１から出射する光量が最大になるように光導波路部２と光信号送信部７の位置を調整し紫外線硬化接着剤で両部を接合した。次に光ファイバ１に１５５０ｎｍの光を入射し、光信号受信部１２のＰＤ１１の出力電流が最大になるように光導波路部２と光信号受信部１２の位置を調整し紫外線硬化接着剤で両部を接合した。次に光ファイバ１に１４９０ｎｍの光を入射させ光信号受信部８のＰＤ９の出力電流が最大になるように光導波路部２と光信号受信部８の位置を調整し紫外線硬化接着剤で両部を接合した。接合した光ファイバー付きチップをパッケージに納め、各電極とパッケージのピンとをワイヤーボンディングで接続した。
【００３４】
次に第１の光信号送信部７と第１の光信号受信部８の間隙に、光信号送信部のＬＤ５から出射される波長の光を吸収・遮蔽する遮蔽板１３を挿入し、紫外線硬化接着剤で固定した。
【００３５】
次に光信号送信部７、光信号受信部８、光信号受信部１２のＬＤ５およびＰＤ９，１１およびこれらと光導波路間の間隙を通信波長帯の光を透過する紫外線硬化接着剤４でポッティングし、これらを受信波長及び送信波長の光を吸収する黒色の樹脂状塗料で被覆後、パッケージを機密封止した。
【００３６】
得られた双方向光送受信モジュールの送信用ＬＤ５からの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は−４６ｄＢ以下であった。
【実施例２】
【００３７】
本実施例は光導波路部の基板としてＳｉ基板を使用したものである。
【００３８】
図６は、本発明の光導波路部の作製法を示したものである。光導波路部は以下のような工程で作製した。(a)ではＳｉ基板２５上に密着改良層２４、下部クラッド層１５、コア層１６とフォトレジスト層１７が成膜され、(b)ではこのマスク層にフォトリソグラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）の技法により光導波路パターンが形成された。(c)では、ＲＩＥ技法により、フォトレジスト層と同様にパターン化されたコア形状が形成された。(d)ではフォトレジスト層の除去を剥離液によって行い、形成したコアパターン１８を露出させた。(e)では上部クラッド層１９を成膜して光導波路が作製された。次にフィルタ挿入用の溝をダイサーを用いて形成し、光導波路の分岐部に多層膜フィルタを挿入し接着剤で固定した。使用した多層膜フィルタは、実施例１と同様のものである。
【００３９】
光信号送信部７、光信号受信部８、１２の作製法およびこれらの接合法、パッケージへの組み込み法は実施例１と同じに行った。得られた双方向光送受信モジュールの送信用ＬＤ５からの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は−４７ｄＢ以下であった。
（比較例１）
光導波路部、光信号送信部、光信号受信部の作成、及び各部の接続は実施例１と同様に行ったが、光信号送信部のＬＤ５から出射される波長の光を遮蔽する遮蔽板は挿入せず、ＬＤ５およびＰＤ９，１１およびこれらと光導波路間の間隙を通信波長帯の光を透過する紫外線硬化接着剤でのポッティング及び、これらを受信波長及び送信波長の光を吸収する黒色の塗料で被覆することも行わなかった。
【００４０】
得られた双方向光送受信モジュールの送信用ＬＤ５からの光が受信用ＰＤに漏れ込む光は約−２９ｄＢであり、無視できないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、光通信分野における通信システムはもちろん、評価・測定など光伝送の応用分野にも利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１の３波双方向光送受信モジュールの概略構成を示す図である。
【図２】誘電体多層膜フィルタ３の特性を示す図である。
【図３】誘電体多層膜フィルタ１０の特性を示す図である。
【図４】光導波路部の作製法を示す図である。
【図５】光信号受信部の電極の作製法を示す図である。
【図６】本発明の光導波路部の作製法を示す図である。
【図７】既存の双方向光送受信モジュールの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    光ファイバ
２    光導波路部
３    誘電体多層膜フィルタ(1550nm/1490nm反射、1310nm透過)
４    通信波長帯の光を透過する紫外線硬化接着剤
５    ＬＤ
６    モニタＰＤ
７    光信号送信部
８    第１の光信号受信部
９    ＰＤ
１０  誘電体多層膜フィルタ(1550nm透過、1490nm反射)
１１  ＰＤ
１２  第２の光信号受信部
１３  遮蔽板  
１４  基板
１５  下部クラッド層
１６  コア層
１７  フォトレジスト層
１８  コアパターン
１９  上部クラッド層
２０  フォトレジスト
２１  基板
２２  金属層
２３  電極パターン
２４  密着改良層
２５  Ｓｉ基板
２６  基板
２７  光導波路
２８  送信用ＬＤ
２９  受信用ＰＤ
３０  光ファイバ
【図１】
2007139960.tif 000002
【図２】
2007139960.tif 000003
【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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