(57)【要約】【課題】  製造コストの低減化か可能な光伝送モジュール、光伝送モジュールの製造方法、光伝送装置および電子機器を提供する。【解決手段】  第１基板と、第１基板に対して直交するように接続されている第２基板と、第１基板に配置されている面発光レーザと、第２基板に配置されているマイクロレンズとを有し、面発光レーザの光軸がマイクロレンズを貫くように面発光レーザ及びマイクロレンズが配置されていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板が接続されている基板であって前記第１基板の平面方向が該基板の平面方向に対して直交するように該接続がなされている第２基板と、
前記第１基板に配置されている電気光学素子であって該第１基板の平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が設定されている電気光学素子と、
前記第２基板に配置されていて光伝播路の構成要素となる光学部材であって該第２基板の平面に平行に光軸が設定されている光学部材と、を有し、
前記電気光学素子の光軸が前記光透過部材を貫くように該電気光学素子及び光透過部材が配置されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項２】
前記電気光学素子は、面発光レーザ又は受光素子であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
【請求項３】
前記光学部材は、マイクロレンズ又は導波路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送モジュール。
【請求項４】
前記第１基板は、前記第２基板を割る又は折り曲げることで構成したものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送モジュール。
【請求項５】
前記第１基板と第２基板とは、該第１基板及び第２基板の平面上に形成された弾性及び絶縁性を有する絶縁部材を有して接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送モジュール。
【請求項６】
前記第１基板と第２基板とは、該第１基板及び第２基板の平面上に形成された弾性及び絶縁性を有する第１絶縁部材と、前記第１絶縁部材上に形成された配線と、少なくとも前記配線を覆うように形成された弾性及び絶縁性を有する第２絶縁部材と、を有して接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送モジュール。
【請求項７】
前記マイクロレンズは、前記第２基板の平面に凸状に形成された土台の上に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光伝送モジュール。
【請求項８】
前記土台は、前記第２基板の平面に凸状に形成された部位がリング形状をなすものであり、
前記リング形状の中心点が前記マイクロレンズの中心軸上に位置していることを特徴とする請求項７に記載の光伝送モジュール。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に配置された複数のマイクロレンズと、を有し、
前記複数のマイクロレンズは、それぞれが少なくとも他の１つのマイクロレンズと光結合するように配置されているとともに、１つの前記マイクロレンズの透過光のみが単独で通るように配置されている枝マイクロレンズと、少なくとも２つの前記マイクロレンズの透過光が合波して通るように配置されている幹マイクロレンズとを有することを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項１０】
前記基板に接続されている半導体基板であって前記基板の平面方向が該半導体基板の平面方向に対して直交するように該接続がなされている半導体基板と、
前記半導体基板に配置されている複数の電気光学素子であって該半導体基板の平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が設定されている複数の電気光学素子と、を有し、
前記複数の電気光学素子それぞれの光軸が前記枝マイクロレンズのいずれかを貫くように該複数の電気光学素子及び枝マイクロレンズが配置されていることを特徴とする請求項９に記載の光伝送モジュール。
【請求項１１】
前記マイクロレンズは、前記基板上に形成された球形の第１部材と、前記第１部材を覆うように配置された第２部材とで構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光伝送モジュール。
【請求項１２】
基板の平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が位置する電気光学素子を該基板に形成する工程と、
前記基板の平面に平行に光軸が位置する光学部材を該基板に形成する工程と、
前記基板を割る又は折り曲げることにより、該基板の側面をＬ字形状にして、前記電気光学素子の光軸が前記光透過部材を貫くように、該電気光学素子に対する光透過部材の向きを変更する工程とを有することを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれかに記載の光伝送モジュール、又は請求項１２に記載の光伝送モジュールの製造方法を用いて製造された光伝送モジュールを備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光伝送装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送モジュール、光伝送モジュールの製造方法、光伝送装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、端面発光型の半導体レーザよりも低消費電力であり、高速動作が可能であるという特徴を持つ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が、通信データ量の増大などに伴い注目されている。面発光レーザの利点としては検査が容易であり、端面発光型の半導体レーザと比較すると安価である点も挙げられる。このような面発光レーザを用いて、コンパクトな光伝送モジュールを構成する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４６２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、面発光レーザは、基板の平面に対して垂直にレーザ光を出射するものであり、端面発光型の半導体レーザより１素子当たりの面積を小さく作成でき、アレイ化するのが容易である。
【０００４】
しかしながら、基板の平面上に導波路を配置した場合などは、その基板の平面に垂直にレーザ光を出射する面発光レーザは却って利用しにくいものとなり、製造コストの増大を招いてしまう。すなわち、１つの基板の平面上に面発光レーザと導波路を配置した場合、面発光レーザから出射されたレーザ光をミラーで反射させるなどして、基板平面に対して垂直に出射されたレーザ光の進行方向を９０度曲げる必要が生じる。ここで、必要となるミラーの配置等により、製造コストの増大および光結合効率の低下などが生じる。
【０００５】
一方、導波路型受光素子は、光ファイバのようにコア層とクラッド層を持っている。導波路型受光素子は、端面から光吸収層となるコア層に光が入射することで、その光がコア層内を水平方向に伝搬する。これにより、導波路型受光素子は、薄い光吸収層であっても充分な感度を得ることができ、なおかつ、高周波数特性にも優れている。導波路型受光素子のコア層と光導波路のコア層とを連続的に形成することにより、光結合効率が低下させずに光接続する技術を開発する動きもある。しかし、光導波路型受光素子を単体で製造した後に、光ファイバなどの光導波路と結合する場合、その光結合の工程は容易でなく、製造コストの増大および光結合効率の低下などの問題が生じる。
【０００６】
特に、高周波化を狙って光吸収層を薄くした場合、光入射面が極端に小さくなるので、どうしてもレンズ系を用いて入射光スポットを極力絞らなければならない。この結果、光伝送モジュールとして構成した場合、実装体積が増加して小型化を妨げ、製造コスト増大の要因ともなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、製造コストの低減化か可能な光伝送モジュール、光伝送モジュールの製造方法、光伝送装置および電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、発光素子又は受光素子と導波路等との光結合効率を高めながら、小型化及び製造コストの低減化か可能な光伝送モジュール、光伝送モジュールの製造方法、光伝送装置および電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の光伝送モジュールは、第１基板と、前記第１基板が接続されている基板であって前記第１基板の平面方向が該基板の平面方向に対して直交するように該接続がなされている第２基板と、前記第１基板に配置されている電気光学素子であって該第１基板の平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が設定されている電気光学素子と、前記第２基板に配置されていて光伝播路の構成要素となる光学部材であって該第２基板の平面に平行に光軸が設定されている光学部材と、を有し、前記電気光学素子の光軸が前記光透過部材を貫くように該電気光学素子及び光透過部材が配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、第１基板の平面と第２基板の平面とが直角に接続されている。第１基板に配置されている電気光学素子の光軸は、第１基板の平面に直交するので、第２基板の平面に平行となる。そこで、本発明は、第１基板の平面に垂直方向に光軸を有する電気光学素子と、第２基板の平面に平行に光軸を有する光学部材と、の光結合構造を有する光伝送モジュールを、低コストで提供することができる。また、本発明によれば、ミラーなどを用いずに、前記電気光学素子と光学部材との光結合をすることができるので、発光素子又は受光素子と導波路等との光結合効率を高めながら、小型化及び製造コストの低減化か可能な光伝送モジュールを提供することができる。例えば、第１基板と第２基板との接続箇所（第１基板の端部）から電気光学素子までの距離が第２基板の平面から光学部材の光透過領域（例えばマイクロレンズの中心近傍）までの高さの範囲内になるように構成することで、電気光学素子と光学部材とを光結合させた構成となる。
【０００９】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記電気光学素子が面発光レーザ又は受光素子であることが好ましい。
また、本発明の光伝送モジュールは、前記光学部材がマイクロレンズ又は導波路であることが好ましい。
本発明によれば、基板平面に垂直方向に光軸がある面発光レーザ又は受光素子と、基板平面に平行に光軸があるマイクロレンズ又は導波路とを、高効率に光結合した光伝送モジュールを、低コストで提供することができる。また、本発明に係る光伝送モジュールの電気光学素子としては、各種発光素子及び各種受光素子が適用できる。また、本発明に係る光伝送モジュールの光学部材としては、導波路型受光素子なども適用できる。
【００１０】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記第１基板が、前記第２基板を割る又は折り曲げることで構成されたものであることが好ましい。
本発明によれば、第２基板を所定位置で割る又は折り曲げ、その割った部分又は折り曲げて部分を第１基板とすることにより、第２基板に直角に接続された第１基板を簡便に製造することができる。ここで、第１基板と第２基板の接続箇所は、接着剤などで固定してもよい。
【００１１】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記第１基板と第２基板とが、該第１基板及び第２基板の平面上に形成された弾性及び絶縁性を有する絶縁部材により接続されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、第２基板の平面上に絶縁部材の膜を形成し、その後、第２基板を割る又は折り曲げて上記第１基板を形成することにより、第１基板と第２基板を絶縁部材で接続した構成とすることができる。また、第２基板を割るなどするときに、その割るための治具を第２基板に強く押し付ける必要があるが、絶縁部材が緩衝材となって第２基板に悪影響を与えることを回避することができる。絶縁部材としては、ポリイミドなどを適用できる。
【００１２】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記第１基板と第２基板とが、該第１基板及び第２基板の平面上に形成された弾性及び絶縁性を有する第１絶縁部材と、前記第１絶縁部材上に形成された配線と、少なくとも前記配線を覆うように形成された弾性及び絶縁性を有する第２絶縁部材と、により接続されていることが好ましい。
本発明によれば、第１絶縁部材と第２絶縁部材とで配線を挟持したサンドイッチ構造により、第１基板と第２基板を接続する構成となる。そこで、本発明は、第１基板と第２基板間を電気的にも接続しながら、光結合効率が高く、小型化及び製造コストの低減化か可能な光伝送モジュールを提供することができる。
【００１３】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記マイクロレンズが、前記第２基板の平面に凸状に形成された土台の上に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、土台の上にマイクロレンズを配置することにより、球に近い形状のマイクロレンズを液滴吐出方式などを用いて簡便に製造することができる。そこで、上記電気光学素子と光学部材（マイクロレンズ）との光軸調整の許容度を大きくすることができる。したがって、本発明は、光結合効率を高めながら、製造コストの低減化か可能な光伝送モジュールを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記土台が前記第２基板の平面に凸状に形成された部位がリング形状をなすものであり、前記リング形状の中心点が前記マイクロレンズの中心軸上に位置していることが好ましい。
本発明によれば、リング形状の土台の上にマイクロレンズを配置した構成であるので、液滴吐出方式などを用いて、所望の大きさ及び形状のマイクロレンズを簡便に形成することができる。そこで、本発明は、光結合効率を高めながら、製造コストの低減化か可能な光伝送モジュールを提供することができる。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の光伝送モジュールは、基板と、前記基板上に配置された複数のマイクロレンズと、を有し、前記複数のマイクロレンズは、それぞれが少なくとも他の１つのマイクロレンズと光結合するように配置されているとともに、１つの前記マイクロレンズの透過光のみが単独で通るように配置されている枝マイクロレンズと、少なくとも２つの前記マイクロレンズの透過光が合波して通るように配置されている幹マイクロレンズとを有することを特徴とする。
本発明によれば、各マイクロレンズ間で光伝送することができる。また、各マイクロレンズを所定距離だけ空けることなどにより、１つの長手形状の透明部材で導波路を構成した場合よりも、構成材料の総量を大幅に低減することができる。また、複数の枝マイクロレンズにそれぞれ入射した光が、その各枝マイクロレンズから出射して、１つの幹マイクロレンズに入射する構成とすることができる。そこで、本発明は、例えば、波長分割多重通信に好適であって、簡便に低コストで製造できる光伝送モジュールを提供することができる。なお、各枝マイクロレンズに入射する光は、同一波長であってもよい。
【００１６】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記基板に接続されている半導体基板であって前記基板の平面方向が該半導体基板の平面方向に対して直交するように該接続がなされている半導体基板と、前記半導体基板に配置されている複数の電気光学素子であって該半導体基板の平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が設定されている複数の電気光学素子と、を有し、前記複数の電気光学素子それぞれの光軸が前記枝マイクロレンズのいずれかを貫くように該複数の電気光学素子及び枝マイクロレンズが配置されていることが好ましい。
本発明によれば、各電気光学素子と各枝マイクロレンズとの光結合を簡便に且つ高い効率として実行できる光伝送モジュールを提供することができる。そこで、本発明は、例えば、波長分割多重通信に好適であって、簡便に低コストで製造できる光伝送モジュールを提供することができる。なお、各電気光学素子が出射又は入射する光は、同一波長であってもよい。
【００１７】
また、本発明の光伝送モジュールは、前記マイクロレンズが、前記基板上に形成された球形の第１部材と、前記第１部材を覆うように配置された第２部材とで構成されていることが好ましい。
本発明によれば、マイクロレンズが、光ファイバのようにコア層（第１部材）とクラッド層（第２部材）とで構成されているものとすることができる。そこで、本発明は、光結合効率がさらに高く、簡便に低コストで製造できる光伝送モジュールを提供することができる。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の光伝送モジュールの製造方法は、基板の平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が位置する電気光学素子を該基板に形成する工程と、前記基板の平面に平行に光軸が位置する光学部材を該基板に形成する工程と、前記基板を割る又は折り曲げることにより、該基板の側面をＬ字形状にして、前記電気光学素子の光軸が前記光透過部材を貫くように、該電気光学素子に対する光透過部材の向きを変更する工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、基板の平面に垂直方向に光軸を有する電気光学素子と、基板の平面に平行に光軸を有する光学部材と、の光結合構造を有する光伝送モジュールを、低コストで製造することができる。また、本発明によれば、ミラーなどを用いずに、前記電気光学素子と光学部材との光結合をすることができるので、光結合効率を高めながら、従来よりもコンパクトな光伝送モジュールを製造することができる。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の光伝送装置は、前記光伝送モジュールを備えることを特徴とする。
本発明によれば、光結合効率が高く、小型化及び製造コストの低減化か可能な光伝送装置を提供することができる。また、前記光伝送モジュールを備えＴＯＳＡ（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｕｂ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）、ＲＯＳＡ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を提供することもできる。
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、前記光伝送装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、情報伝送速度が極めて高く、小型化及び製造コストの低減化が可能な電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下で参照する各図面においては、図面を見易くするために、各構成要素の縮尺を適宜変更して表示している。
【００２２】
［第１実施形態］
図１から図４は、本発明の第１実施形態に係る光伝送モジュールの製造方法を示す模式断面図である。また、図４は、本実施形態に係る光伝送モジュールの構成を示している。
【００２３】
（光伝送モジュールの構成）
図４に示すように、本実施形態の光伝送モジュール１０は、第１基板１１ａと、第２基板１１ｂと、面発光レーザ（電気光学素子）３０と、マイクロレンズ（光学部材）３５とを有して構成されている。第１基板１１ａと第２基板１１ｂとは、第１基板１１ａの平面方向が第２基板１１ｂの平面方向に対して直交するように接続されている。換言すれば、第１基板１１ａの平面と第２基板１１ｂの平面とがなす角度を約９０度とする。この角度は、正確に９０度である必要はなく、所定の許容度がある。少なくとも、面発光レーザ３０の出射光がマイクロレンズ３５に入射するように、上記角度などが設定されていればよい。第１基板１１ａ及び第２基板１１ｂは、例えば化合物半導体からなり、ｎ型ＧａＡｓ基板などで構成される。
【００２４】
面発光レーザ３０は、第１基板１１ａに形成されている電気光学素子である。面発光レーザ３０の代わりに、他の発光素子又は受光素子を配置してもよい。ただし、その発光素子又は受光素子は、第１基板１１ａの平面に直交する方向に発光又は受光の光軸が設定されていることを要する。面発光レーザ３０の光出射面には、マイクロレンズ３４が形成されている。
【００２５】
面発光レーザ３０は、下部ＤＢＲ（下側反射層）１２と、活性層１３と、上部ＤＢＲ（上側反射層）１４と、電流狭窄層１８と、絶縁層１９と、第１電極２０と、第２電極２１とを有して構成されている。下部ＤＢＲ１２は、第１基板１１ａの上層に形成されている。下部ＤＢＲ１２は、屈折率の異なる層を交互に積層した反射層で構成されている。例えば下部ＤＢＲ１２は、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラー（ＤＢＲミラー）を構成している。活性層１３は、下部ＤＢＲ１２の上層に形成されている。そして、活性層１３は、例えば厚さ３ｎｍのＧａＡｓのウエル層と厚さ３ｎｍのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓのバリア層からなり、そのウエル層が３層で構成されている量子井戸活性層を構成している。
【００２６】
上部ＤＢＲ１４は、活性層１３の上に設けられている。そして、上部ＤＢＲ１４は、屈折率の異なる層を交互に積層した反射層で構成されている。例えば上部ＤＢＲ１４は、ｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（ＤＢＲミラー）を構成している。
【００２７】
下部ＤＢＲ１２は、Ｓｉがドーピングされることによりｎ型半導体にされている。上部ＤＢＲ１４は、Ｃがドーピングされることによりｐ型半導体にされている。活性層１３には、不純物がドーピングされていない。これらにより、下部ＤＢＲ１２、活性層１３及び上部ＤＢＲ１４は、ｐｉｎダイオードを構成しており、面発光レーザ３０の共振器を構成している。この共振器における活性層１３及び上部ＤＢＲ１４は、第１基板１１ａ及び下部ＤＢＲ１２の上面に凸形状に形成された円柱形状の柱部を構成している。なお、下部ＤＢＲ１２も凸形状として、その下部ＤＢＲ１２における上側の一部を柱部の一部としてもよい。この柱部の上面及び下面が面発光レーザ３０のレーザ光出射面となる。
【００２８】
絶縁層１９は、下部ＤＢＲ１２及び活性層１３などから第２電極２１を絶縁するための層である。例えば、ポリイミド等により絶縁層１９を構成する。第１電極２０は、面発光レーザ３０のカソード電極をなすものであり、下部ＤＢＲ１２と電気的に接続されている。第２電極２１は、面発光レーザ３０のアノード電極をなすものであり、上部ＤＢＲ１４と電気的に接続されている。電流狭窄層１８は、活性層１３を通って流れる電流の流路を制限する絶縁領域をなすものであり、活性層１３の上に形成されている。
【００２９】
マイクロレンズ３５は、第２基板１１ｂに配置されて光学部材である。また、マイクロレンズ３５は、第２基板１１ｂの平面に凸状に形成されている土台３１の上に配置されている。マイクロレンズ３５の光軸は、第２基板１１ｂの平面と平行に設定されている。マイクロレンズ３５の代わりに、光導波路などを配置してもよい。ただし、その光導波路の光軸は、第２基板１１ｂの平面と平行に設定されていることを要する。
【００３０】
上記のように、面発光レーザ３０の光軸がマイクロレンズ３５を貫くように、面発光レーザ３０及びマイクロレンズ３５が配置されている。
【００３１】
（製造方法）
次に、図１から図４を参照して光伝送モジュール１０の製造方法について説明する。先ず、図１に示すように、半導体基板１１上に面発光レーザ３０及び土台３１を形成する。半導体基板１１は、上記第１基板１１ａ及び第２基板１１ｂと同一材料で構成されている。半導体基板１１上における面発光レーザ３０と土台３１との間隔、及び、土台３１の高さ等は、図４に示す状態において、面発光レーザ３０の光軸とマイクロレンズ３５の光軸とがほぼ一致するように、調整されている。
【００３２】
次いで、図２に示すように、面発光レーザ３０の出射光面の上にマイクロレンズ３４を形成し、土台３１の上にマイクロレンズ３５を形成する。このマイクロレンズ３４，３５の形成は、インクジェットノズル３２から液滴３３を吐出する液滴吐出方式で行うことが好ましい。液滴３３は、マイクロレンズ３４，３５の形成材料を含む液状体である。液滴３３は、所定の粘度を有し、面発光レーザ３０及び土台３１の上面に複数滴だけ塗布されることにより半球又は球形状となり、乾燥等してマイクロレンズ３４，３５となる。
【００３３】
次いで、図３に示すように、半導体基板１１の両端（又は一端）を保持部材（図示せず）で保持しながら、刃４０を半導体基板１１の所定位置４１に押し付ける。これにより、半導体基板１１を所定位置４１で割る（又は折り曲げる）。ここで、半導体基板１１は、面発光レーザ３０側の基板（図４の第１基板１１ａ）とマイクロレンズ３５側の基板（図４の第２基板１１ｂ）とに分かれるが、その２つの基板は弾性部材である絶縁層１９で接続されている。所定位置４１は、図４に示す状態において、面発光レーザ３０の光軸とマイクロレンズ３５の光軸とがほぼ一致するように、調整されている。なお、マイクロレンズ３５の光軸とは、図４に示す状態において、面発光レーザ３０から出射された光が複数のマイクロレンズ３５を順次透過するときのその光の光軸をいう。
【００３４】
次いで、図４に示すように、第２基板１１ｂを保持しながら第１基板１１ａを矢印方向に引き起こす。そして、第１基板１１ａの平面と第２基板１１ｂの平面とのなす角度を約９０度にして、その状態が固定するように割った部位に接着剤を塗布して固める。これで本実施形態の光伝送モジュール１０が完成する。
【００３５】
これらにより、本実施形態の光伝送モジュール１０によれば、第１基板１１ａと第２基板１１ｂとが直角をなすように接続されており、第１基板１１ａに配置されている面発光レーザ３０の光軸が、第２基板１１ｂの平面に平行となる。したがって、半導体基板１１における面発光レーザ３０及びマイクロレンズ３５の形成位置、及び、割る部位である所定位置４１などを予め設定しておくことにより、面発光レーザ３０の光軸とマイクロレンズ３５の光軸とが自動的に合わせられることとなる。そこで、本実施形態によれば、光結合効率を高めながら、小型化及び製造コストの低減化か可能な光伝送モジュール１０を提供することができる。
【００３６】
また、本実施形態において、第１基板１１ａと第２基板１１ｂとを接続する絶縁層１９は、弾性及び絶縁性を有する絶縁部材（例えばポリイミド）であることが好ましい。このようにすると、半導体基板１１を割るときに、その割るための治具である刃４０が絶縁層１９に当たり、絶縁層１９が緩衝材となって第１基板１１ａ及び第２基板１１ｂに悪影響を与えることを回避することができる。
【００３７】
また、本実施形態の光伝送モジュール１０は、所定位置４１において、絶縁層１９の上に配線が形成され、その配線を覆うように絶縁層が形成された構成を備えてもよい。このようにすると、絶縁部材で配線を挟持したサンドイッチ構造により、第１基板１１ａと第２基板１１ｂを接続する構成となる。そこで、第１基板１１ａと第２基板１１ｂ間を電気的にも接続しながら、光結合効率が高く、小型化及び製造コストの低減化か可能な光伝送モジュール１０を提供することができる。
【００３８】
また、本実施形態の光伝送モジュール１０は、マイクロレンズ３５が、第２基板１１ｂの平面に凸状に形成された土台３１の上に配置されている。このように、土台３１の上にマイクロレンズ３５を形成することにより、球に近い形状のマイクロレンズを液滴吐出方式などを用いて簡便に製造することができる。そこで、面発光レーザ３０とマイクロレンズ３５との光軸調整の許容度をより大きくすることができる。
【００３９】
（第１実施形態の変形例）
図５から図８は、第１実施形態の変形例に係る光伝送モジュールを示す模式断面図である。図５から図８に示す光伝送モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、土台３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが図１の光伝送モジュール１０の土台３１と異なる。
【００４０】
図５に示す光伝送モジュール１０Ａは、第２基板１１ｂ（図１の半導体基板１１）についてフォトリソ及びエッチングして、凸形状の土台３１ａを形成したものである。このようにすると、土台３１ａの形状及び位置について、簡便に且つ高精度に形成することができる。また、面発光レーザ３０を形成する工程の中で、土台３１ａを形成することができる。
【００４１】
図６に示す光伝送モジュール１０Ｂは、土台３１ｂをポリイミド、樹脂、半導体の微小タイルなどで凸形状の土台３１ｃを形成したものである。例えば、型を用いてポリイミドの土台３１ｂのみを作り、その土台３１ｂを第２基板１１ｂの所定位置に接着することで、光伝送モジュール１０Ｂを製造する。半導体基板についてリフトオフ工程を施すことで微小なタイルを作り、そのタイルを土台３１ｂとして第２基板１１ｂに接着してもよい。
【００４２】
図７に示す光伝送モジュール１０Ｃの土台３１ｃは、第２基板１１ｂの平面に凸状に形成された部位がリング形状をなすものである。土台３１ｃのリング形状の中心点がマイクロレンズ３５の中心軸上に位置している。このようにすると、マイクロレンズ３５の形状をより球に近づけることができ、光結合についての配置の許容度などをさらに高めることができる。また、マイクロレンズ３５の一部が土台３１ｃの峰よりも下に位置するので、土台３１ｃからマイクロレンズ３５が飛び出てしまうことを低減することができる。
【００４３】
図８に示す光伝送モジュール１０Ｄは、図１から図４に示す製造方法で形成されたものではなく、図３及び図４に示す折り曲げる工程を行わずに製造されたものである。例えば第１基板１１ａ’に面発光レーザ３０及びマイクロレンズ３４を形成する。次いで、第１基板１１ａ’とは別の基板として形成された第２基板１１ｂ’の端部に、図８に示すように、第１基板１１ａ’を接続する。この接続は、第２基板１１ｂ’に形成した溝に第１基板１１ａ’の端辺を差し込むことで行ってもよく、接着剤を用いて行ってもよい。次いで、第２基板１１ｂ’に土台３１ｄを形成し、その土台３１ｄの上にマイクロレンズ３５を形成して、光伝送モジュール１０Ｄが完成する。土台３１ｄの形成方法は、図５から図７のいずれの方法を用いてもよい。また、マイクロレンズ３４の形成時期は、上記以外でもよく、マイクロレンズ３５の形成工程と一緒に行ってもよい。
【００４４】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係る光伝送モジュールを示す模式平面図である。図９において、図１から図８に示す第１実施形態の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。本実施形態の光伝送モジュール１０Ｅにおいて第１実施形態の光伝送モジュールとの相違点は、第１基板１１ａ上に複数の面発光レーザＶＣ１〜ＶＣ４を備え、第２基板１１ｂ上に複数の枝マイクロレンズ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｆ，３５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，３５ｋ，３５ｌ，３５ｍ，３５ｎ，３５ｏ，３５ｑ，３５ｒ，３５ｓ，３５ｔ，３５ｕと複数の幹マイクロレンズ３５ｅ，３５ｇ，３５ｐとを備える点である。
【００４５】
面発光レーザＶＣ１〜ＶＣ４は、それぞれ図４に示す面発光レーザ３０に相当するものである。また、面発光レーザＶＣ１〜ＶＣ４は、それぞれ波長が異なるものとしてもよく、同一波長の光を出射するものとしてもよい。
【００４６】
枝マイクロレンズ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｆ，３５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，３５ｋ，３５ｌ，３５ｍ，３５ｎ，３５ｏ，３５ｑ，３５ｒ，３５ｓ，３５ｔ，３５ｕ
は、それぞれが少なくとも他の１つのマイクロレンズと光結合するように配置されているとともに、１つのマイクロレンズの透過光のみが単独で通るように配置されている。例えば、枝マイクロレンズ３５ｂは、枝マイクロレンズ３５ａ，３５ｃと光結合するように配置されているとともに、枝マイクロレンズ３５ａの透過光のみが単独で通るように配置されている。
【００４７】
幹マイクロレンズ３５ｅ，３５ｇは、それぞれが少なくとも他の２つのマイクロレンズと光結合するように配置されているとともに、少なくとも２つのマイクロレンズの透過光が合波して通るように配置されている。例えば、幹マイクロレンズ３５ｅは、枝マイクロレンズ３５ｄの透過光と枝マイクロレンズ３５ｄ’の透過光とが入射し、その２つの光を合波して枝マイクロレンズ３５ｆに向けて出射するように配置されている。
【００４８】
面発光レーザＶＣ１から出射された光は、枝マイクロレンズ３５ａ，３５ｂ，３５ｃを通り、幹マイクロレンズ３５ｅに入射する。面発光レーザＶＣ２から出射された光は、枝マイクロレンズ３５ｉ，３５ｋ，３５ｌを通り、幹マイクロレンズ３５ｅに入射する。幹マイクロレンズ３５ｅでは、面発光レーザＶＣ１から出射された光と面発光レーザＶＣ２から出射された光を合波して枝マイクロレンズ３５ｆに向けて出射する。
【００４９】
面発光レーザＶＣ２から出射された光は、枝マイクロレンズ３５ｍ，３５ｎ，３５ｏを通り、幹マイクロレンズ３５ｐに入射する。面発光レーザＶＣ４から出射された光は、枝マイクロレンズ３５ｒ，３５ｓ，３５ｔ，３５ｕを通り、幹マイクロレンズ３５ｐに入射する。幹マイクロレンズ３５ｐでは、面発光レーザＶＣ３から出射された光と面発光レーザＶＣ４から出射された光を合波して枝マイクロレンズ３５ｑに向けて出射する。
【００５０】
幹マイクロレンズ３５ｇでは、枝マイクロレンズ３５ｆと枝マイクロレンズ３５ｑから出射された光を合波して枝マイクロレンズ３５ｈに向けて出射する。これにより、枝マイクロレンズ３５ｈ，３５ｉでは、面発光レーザＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４からそれぞれ出射された光が合波されて伝搬する。
【００５１】
これらにより、本実施形態の光伝送モジュール１０Ｅによれば、面発光レーザＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４それぞれからの出射光の波長を相互に異なる波長とすることにより、波長分割多重伝送（ＷＤＭ）をすることができる。また、光伝送モジュール１０Ｅは、各マイクロレンズの間に間隔があるので、１つの長手形状の透明部材で導波路を構成した場合よりも、構成材料の総量を大幅に低減することができる。また、本実施形態の光伝送モジュール１０Ｅによれば、各マイクロレンズを液滴吐出方式などで形成でき、各マイクロレンズの配置を簡便に変更することができる。そこで、各マイクロレンズの配置を変更することで、簡便に光路を変更することができる。これらにより、本実施形態によれば、波長分割多重通信に好適であって、簡便に低コストで製造できる光伝送モジュールを提供することができる。
【００５２】
また、光伝送モジュール１０Ｅにおいて、面発光レーザＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４それぞれからの出射光の波長を相互に同一波長としてもよい。このようにすると、枝マイクロレンズ３５ｈ，３５ｉを伝搬する光の強度が面発光レーザＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４の発光強度の４倍となり、強度の高い光を伝搬させることができる。
【００５３】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係る光伝送モジュールを示す模式平面図である。図１１は、図１０の位置ＬＬについての断面図である。図１０及び図１１において、図１から図９に示す光伝送モジュールの構成要素と同一のものには同一符号を付けている。本実施形態の光伝送モジュール１０Ｆにおいて第２実施形態の光伝送モジュール１０Ｅとの相違点は、各面発光レーザ３５が隣りの面発光レーザ３５と接触又は重なりを持って配置されている点と、各マイクロレンズ３５がコア層（第１部材）３５Ａとクラッド層（第２部材）３５Ｂとで構成されている点である。
【００５４】
すなわち、各マイクロレンズ３５は、第２基板１１ｂ上に形成された球形のコア層３５Ａと、コア層３５Ａを覆うように形成された外観が球形のクラッド層３５Ｂとで構成されている。また、土台３１は、第２基板１１ｂ上に凸状に形成された土台３１Ａと、土台３１Ａの上面の上に凸状に形成された土台３１Ｂとで構成されている。コア層３５Ａは、土台３１Ｂの上面を覆うように形成されている。クラッド層３５Ｂは、土台３１Ａの上面を覆うように形成されている。また、コア層３５Ａ及びクラッド層３５Ｂは、それぞれ液滴吐出方式を用いて形成することができる。
【００５５】
これらにより、本実施形態の光伝送モジュール１０Ｆによれば、複数のマイクロレンズ３５のコア層３５Ａ及びクラッド層３５Ｂにより、光ファイバと同様の光導波路を構成することができる。また、本実施形態の光伝送モジュール１０Ｆは、第２実施形態の光伝送モジュール１０Ｅと同様に複数光の合波（又は分岐）をすることができ、設計及び製造が容易である。そこで、本実施形態によれば、光結合効率がさらに高く、簡便に低コストで製造できる光伝送モジュール１０Ｆを提供することができる。
【００５６】
［第４実施形態］
図１２は、本発明の第４実施形態に係る光伝送モジュールを示す模式断面図である。図１２において、図１の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。本実施形態の光伝送モジュール１０Ｇは、第１から第３実施形態の光伝送モジュールにおいて面発光レーザ３０を受光素子５０に置き換えたものと見ることができる。
【００５７】
受光素子５０は、導波路型受光素子である。受光素子５０は、第２基板１１ｂ上に形成された被覆層５１と、被覆層５１上に形成されたクラッド層５２と、クラッド層５２上に形成されたコア層５３と、コア層５３上に形成されたクラッド層５４と、クラッド層５４上に形成された被覆層５５とを有して構成されている。したがって、コア層５３はクラッド層５２，５４で挟持され、クラッド層５２，５４は被覆層５１，５５で挟持されている。
【００５８】
また、マイクロレンズ３５の入射光がそのマイクロレンズ３５から出射してコア層５３に入射するように、土台３１、マイクロレンズ３５及び受光素子５０の形状・配置が設定されている。
【００５９】
本実施形態の光伝送モジュール１０Ｇによれば、受光素子５０及び土台３１をフォトリソ工程などの半導体プロセスによって形成することができる。そこで、本実施形態によれば、受光素子５０と導波路をなすマイクロレンズ３５との光軸合わせを、簡便に且つ高精度に実行することができ、コンパクトで高性能な光伝送モジュール１０Ｇを低コストで提供することができる。
【００６０】
［光伝送装置］
図９は、本発明の実施形態に係る光伝送モジュール１０（又は光伝送モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ）を有してなる光伝送装置を示す図である。光伝送装置２００は、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の電子機器２０２を相互に接続するものである。電子機器２０２は、情報通信機器であってもよい。光伝送装置２００は、ケーブル２０４の両端にプラグ２０６が設けられたものであってもよい。ケーブル２０４は、光ファイバを含む。プラグ２０６は、光伝送モジュール１０（又は光伝送モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ）を内蔵する。プラグ２０６は、半導体チップをさらに内蔵してもよい。
【００６１】
ケーブル２０４の一方の端部に設けられたプラグ２０６は、例えば上述の実施形態に係る光伝送モジュール１０（送信部）を内蔵し、ケーブル２０４の他方の端部に設けられたプラグ２０６は上述の実施形態に係る光伝送モジュール１０Ｇ（受信部）を内蔵することとしてもよい。このようなケーブル２０４及びプラグ２０６を２組用いることにより、双方向通信をすることができる。すなわち、電子機器２０２から出力された電気信号は、ケーブル２０４の一方端部のプラグ２０６において光信号に変換される。この光信号は、ケーブル２０４を通りそのケーブル２０４の他方端部のプラグ２０６において電気信号に変換される。この電気信号は、他方端部のプラグ２０６が接続されている電子機器２０２に取り込まれる。同様にして、逆方向への信号伝送も行われる。こうして、本実施形態に係る光伝送装置２００によれば、光信号を用いて、電子機器２０２間において情報伝達を行うことができる。
【００６２】
［光伝送装置の使用形態］
図１４は、図１３に示す光伝送装置の使用形態を示す図である。光伝送装置２１２は、図１３の光伝送装置２００に相当するものである。光伝送装置２１２は、電子機器２１０間を接続する。電子機器２１０として、液晶表示モニタ又はディジタル対応のＣＲＴ（金融、通信販売、医療、教育の分野で使用されることがある。）、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ディジタルＴＶ、小売店のレジ（ＰＯＳ（Point of Sale Scanning）用）、ビデオ、チューナ、ゲーム装置、プリンタ等が挙げられる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００６４】
例えば、本発明に係る光伝送モジュールは、光を用いる電子機器などに対して広く適用できる。すなわち、本発明に係る光伝送モジュールを備えた応用回路又は電子機器としては、光インターコネクション回路、光ファイバ通信モジュール、レーザプリンタ、レーザビーム投射器、レーザビームスキャナ、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダ、変位センサ、圧力センサ、ガスセンサ、血液血流センサ、指紋センサ、高速電気変調回路、無線ＲＦ回路、携帯電話、無線ＬＡＮなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光伝送モジュールの製法の模式断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光伝送モジュールの製法の模式断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光伝送モジュールの製法の模式断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光伝送モジュールの製法の模式断面図である。
【図５】第１実施形態の光伝送モジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図６】第１実施形態の光伝送モジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図７】第１実施形態の光伝送モジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図８】第１実施形態の光伝送モジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光伝送モジュールを示す模式平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る光伝送モジュールを示す模式平面図である。
【図１１】同上の光伝送モジュールの断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る光伝送モジュールを示す模式断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る光伝送装置を示す図である。
【図１４】同上の光伝送装置の使用形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ…光伝送モジュール、１１…半導体基板、１１ａ…第１基板、１１ｂ…第２基板、１９…絶縁層（絶縁部材）、３０…面発光レーザ、３１…土台、３４，３５…マイクロレンズ、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｆ，３５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，３５ｋ，３５ｌ，３５ｍ，３５ｎ，３５ｏ，３５ｑ，３５ｒ，３５ｓ，３５ｔ，３５ｕ…枝マイクロレンズ、３５ｅ，３５ｇ，３５ｐ…幹マイクロレンズ、３５Ａ…コア層、３５Ｂ…クラッド層、４０…刃、５０…受光素子
【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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【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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