(57)【要約】 【課題】  光ファイバからの光信号を受光して電気信号に変換する、または電気信号を光信号に変換して光ファイバへ出射する光素子をファイバ端面に取り付けた光素子付き光ファイバにおいて、そのファイバ端面への光素子の接着に際し、両者の光軸合わせを容易に且つ安価に実現することのできる光素子付き光ファイバおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  ファイバ端面１１に付着させた接着剤３に光素子２を付着させ、この接着剤３の表面張力によって光素子２の中心を光ファイバ１の中心に一致させる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送媒体の端面に接着剤によって光素子が取り付けられており、この光素子の重さおよび接着剤の表面張力によって光素子の中心が光伝送媒体の中心と一致していることを特徴とする光素子付き光伝送媒体。
【請求項２】
光伝送媒体端面の接着剤に光素子が付着された際に接着剤の表面張力によって光素子が安定した状態で光伝送媒体のコアと一致するように、予め光素子とコアの位置が設計されていることを特徴とする請求項１記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項３】
光伝送媒体のコアが親水性、クラッドが疎水性を有し、且つ接着剤が親水性を有しており、光伝送媒体端面にて親水性の接着剤が親水性のコアにのみ付着していることを特徴とする請求項１または２記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項４】
光伝送媒体のコアが疎水性、クラッドが親水性を有し、且つ接着剤が疎水性を有しており、光伝送媒体端面にて疎水性の接着剤が疎水性のコアにのみ付着していることを特徴とする請求項１または２記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項５】
光素子における接着剤付着部分が親水性、接着剤非付着部分が疎水性を有しており、親水性の接着剤に親水性の接着剤付着部分が付いていることを特徴とする請求項１、２、または３記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項６】
光素子における接着剤付着部分が疎水性、接着剤非付着部分が親水性を有しており、疎水性の接着剤に疎水性の接着剤付着部分が付いていることを特徴とする請求項１、２、または４記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項７】
光素子の受発光点上に接着剤付着用凸部が設けられており、この接着剤付着用凸部にて接着剤と付着していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項８】
接着剤が、光伝送媒体と光素子とを結ぶ導光路構造を有してい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素子付き光伝送媒体。
【請求項９】
光素子が取り付けられた光伝送媒体の端部にプラグ体が取り付けられて、同軸電気配線の端部に取り付けられたソケット体と接続可能となっていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１０】
光素子は貫通電極および裏面電極を持つチップ基板と一体化されており、プラグ体とソケット体との接続時にチップ基板裏面の裏面電極が同軸電気配線端部の電極に電気的接続可能となっていることを特徴とする請求項９記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１１】
光伝送媒体に分岐路が設けられており、各分岐路の端面に光素子が取り付けられていることを特徴とする請求項９記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１２】
光素子が取り付けられた各分岐路をまとめて一つのプラグ体が取り付けられていることを特徴とする請求項１１記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１３】
光伝送媒体が光ファイバであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１４】
光ファイバの端部にフェルールが取り付けられていることを特徴とする請求項１３記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１５】
光伝送媒体が光導波管であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１６】
光伝送媒体が光導波路であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体。
【請求項１７】
光伝送媒体端面に付着させた接着剤に光素子を付着させて、光素子の重さおよび接着剤の表面張力によって光素子の中心を光伝送媒体の中心に一致させることを特徴とする光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項１８】
光伝送媒体端面の接着剤に光素子が付着された際に接着剤の表面張力によって光素子が安定した状態で光伝送媒体のコアと一致するように、予め光素子とコアの位置を設計しておくことを特徴とする請求項１７記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項１９】
親水性のコアおよび疎水性のクラッドを持つ光伝送媒体の端面に、親水性の接着剤を付着させることを特徴とする請求項１７または１８記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２０】
疎水性のコアおよび親水性のクラッドを持つ光伝送媒体の端面に、疎水性の接着剤を付着させることを特徴とする請求項１７または１８記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２１】
親水性の接着剤付着部分および疎水性の接着剤非付着部分を持つ光素子を、その親水性の接着剤付着部分にて親水性の接着剤に付着させることを特徴とする請求項１７、１８、または１９記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２２】
疎水性の接着剤付着部分および親水性の接着剤非付着部分を持つ光素子を、その疎水性の接着剤付着部分にて疎水性の接着剤に付着させることを特徴とする請求項１７、１８、または２０記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２３】
光素子の受発光点上に接着剤付着用凸部を持つ光素子を、その接着剤付着用凸部にて接着剤に付着させることを特徴とする請求項１７ないし２２のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２４】
光硬化樹脂の接着剤を光伝送媒体端面に付着させ、光伝送媒体および光素子のいずれか一方または両方からの露光により接着剤に導光路コアを形成させることを特徴とする請求項１７ないし２３のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２５】
光硬化樹脂が可視光硬化樹脂、紫外光硬化樹脂、赤外光硬化樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項２４記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２６】
接着剤の未硬化部分を取り除き、前記導光路コアの周りを空気クラッドとすることを特徴とする請求項２４記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２７】
接着剤の未硬化部分を取り除き、前記導光路コアの周りにクラッドを形成することを特徴とする請求項２４記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２８】
光伝送媒体端面を接着剤に浸漬することを特徴とする請求項１７ないし２７のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項２９】
光伝送媒体端面に接着剤をインクジェット吹付けすることを特徴とする請求項１７ないし２７のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３０】
光伝送媒体端面に、接着剤をはじく表面および光伝送媒体端面と略同形状の開口部を有する型枠を載せ、この型枠の上から接着剤を塗布することを特徴とする請求項１７ないし２７のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３１】
光素子が取り付けられた光伝送媒体の端部に、同軸電気配線の端部に取り付けられたソケット体と接続可能なプラグ体を取り付けることを特徴とする請求項１７ないし３０のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３２】
光素子を貫通電極および裏面電極を持つチップ基板と一体化させ、プラグ体を、ソケット体との接続時にチップ基板裏面の裏面電極が同軸電気配線端部の電極に電気的接続可能な構成とすることを特徴とする請求項３１記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３３】
光伝送媒体に設けられた各分岐路の端面に光素子を取り付けることを特徴とする請求項３１記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３４】
光素子が取り付けられた各分岐路をまとめて一つのプラグ体を取り付けることを特徴とする請求項３３記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３５】
光伝送媒体が光ファイバであることを特徴とする請求項１７ないし３４のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３６】
光ファイバの端部がフェルールに挿入されている場合において、フェルール端面から露出しているファイバ端面に接着剤によって光素子を付着させることを特徴とする請求項３５記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３７】
光伝送媒体が光導波管であることを特徴とする請求項１７ないし３４のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３８】
光伝送媒体が光導波路であることを特徴とする請求項１７ないし３４のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【請求項３９】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の光素子付き光伝送媒体を、当該光伝送媒体の端部に取り付けられたプラグ体と同軸電気配線の端部に取り付けられたソケット体との接合によって、同軸電気配線に接続することを特徴とする光素子付き光伝送媒体と同軸電気配線との接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光通信に有用な、光ファイバ、光導波管、光導波路といった光伝送媒体からの光信号を受光して電気信号に変換する、または電気信号を光信号に変換して光伝送媒体へ出射する光素子を、光伝送媒体端面に取り付けた、光素子付き光伝送媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記の光素子付き光伝送媒体の一つである光素子付き光ファイバとしては、たとえば特許文献１〜４に記載のものが知られており、これによれば、光ファイバと、垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：いわゆる面発光レーザ）、フォトダイオード（ＰＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などといった光素子とを、別体の光コネクタやガイド基板などを用いることなく実質的に直接接合させることができ、光通信に必要とされる光／電気変換デバイスとも呼べる光モジュールの小型化が可能になる。
【特許文献１】特開２００４−１９１３８９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４２６７５号公報
【特許文献３】特開２００２−２８６９７７号公報
【特許文献４】特開平４−１５９５０４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、この光ファイバと光素子との間にて光信号の誤りのない伝播を実現させるには、両者の光軸を一致させることが重要であり、またその光軸合わせ処理の簡易化も、製造コストの観点から必須である。
【０００４】
この点に関し、上記特許文献１では、光素子をファイバ端面に貼り付ける際に、光素子を備えた微小タイル状素子をフレキシブルテープの片方面に仮接着して、その位置をハンドリングすることが開示されている。また、接着剤を塗布したファイバ端面に微小タイル状素子を押しつけて接合させ、さらに接着剤について加熱処理を施して本接合し、その押しつけ接合の前に微小タイル状素子を移動させてアライメントすることも開示されている。しかしながら、具体的なハンドリング手法やアライメント手法に関する開示はなく、また、いずれも外部から何等かの力を加えてハンドリングまたは移動アライメントを行っていると考えられるが、これでは、製造工程において位置合わせ用の微調整処理が別途必要になってしまう。
【０００５】
上記特許文献２においても、光素子とファイバ端面とを当接させ、光素子上の端子とファイバ外面の配線パターンとが接触した部位に接着性を有する導電性ペースト等の導電材を塗布し、必要に応じてさらにファイバ／素子当接部位の周囲に電気的絶縁性を有する接着剤を塗布して、光素子と光ファイバとを接合させることが開示されており、この接合時にファイバコアの中心と光素子の受発光部の中心とを位置合わせする、つまり光素子と光ファイバとの光軸を位置合わせすることが開示されているが、やはり具体的な位置合わせ手法に関する開示はない。
【０００６】
上記特許文献３においては、ファイバ端面にＩｎＺｎ、ＡｕＺｎ、ＩｎＡｕ等によりなる電極を形成しておき、そのファイバ端面を光素子の光放出面に接触させた状態で、電極を光放出面に加熱融着させることで、光ファイバと光素子とを固定することが開示されているが、集光レンズ等の光学部品が必要なくアライメントが不要になるとの開示があるだけで、具体的なアライメント手法については全く開示されていない。
【０００７】
上記特許文献４においては、ファイバ端面を受光素子の受光部に合わせた後、周囲をエポキシ系樹脂で固定しており、その際に、光ファイバの他端から入射した光を素子受光部に照射しながら最大光量が発生する位置にて固定することが開示されているが、これはいわゆるアクティブアライメントであり、製造コストを考慮すると、光素子を駆動させずに位置合わせを行うことのできるパッシブアライメントがより好ましい。
【０００８】
もちろん、光軸合わせは、他の光伝送媒体である光導波管、光導波路に光素子を一体化させた光素子付き光導波管、光素子付き光導波路においても、重要である。
【０００９】
そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本願発明は、これら従来の光素子付き光伝送媒体では発想されていなかった全く新しいアライメント手法をもって、光伝送媒体端面への光素子の接着に際して両者の光軸合わせを容易に且つ安価に実現することのできる、光素子付き光伝送媒体およびその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体の端面に接着剤によって光素子が取り付けられており、この光素子の重さおよび接着剤の表面張力によって光素子の中心が光伝送媒体の中心と一致していることを特徴とする。
【００１１】
第２には、光伝送媒体端面の接着剤に光素子が付着された際に接着剤の表面張力によって光素子が安定した状態で光伝送媒体のコアと一致するように、予め光素子とコアの位置が設計されていることを特徴とする請求項１記載の光素子付き光伝送媒体。
【００１２】
第３には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体のコアが親水性、クラッドが疎水性を有し、且つ接着剤が親水性を有しており、光伝送媒体端面にて親水性の接着剤が親水性のコアにのみ付着していることを特徴とする。
【００１３】
第４には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体のコアが疎水性、クラッドが親水性を有し、且つ接着剤が疎水性を有しており、光伝送媒体端面にて疎水性の接着剤が疎水性のコアにのみ付着していることを特徴とする。
【００１４】
第５には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光素子における接着剤付着部分が親水性、接着剤非付着部分が疎水性を有しており、親水性の接着剤に親水性の接着剤付着部分が付いていることを特徴とする。
【００１５】
第６には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光素子における接着剤付着部分が疎水性、接着剤非付着部分が親水性を有しており、疎水性の接着剤に疎水性の接着剤付着部分が付いていることを特徴とする。
【００１６】
第７には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光素子の受発光点上に接着剤付着用凸部が設けられており、この接着剤付着用凸部にて接着剤と付着していることを特徴とする。
【００１７】
第８には、前記光素子付き光伝送媒体であって、接着剤が、光ファイバと光素子とを結ぶ導光路構造を有していることを特徴とする。
【００１８】
第９には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光素子が取り付けられた光伝送媒体の端部にプラグ体が取り付けられて、同軸電気配線の端部に取り付けられたソケット体と接続可能となっていることを特徴とする。
【００１９】
第１０には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光素子は貫通電極および裏面電極を持つチップ基板と一体化されており、プラグ体とソケット体との接続時にチップ基板裏面の裏面電極が同軸電気配線端部の電極に電気的接続可能となっていることを特徴とする。
【００２０】
第１１には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体に分岐路が設けられており、各分岐路の端面に光素子が取り付けられていることを特徴とする。
【００２１】
第１２には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光素子が取り付けられた各分岐路をまとめて一つのプラグ体が取り付けられていることを特徴とする。
【００２２】
第１３には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体が光ファイバであることを特徴とする。
【００２３】
第１４には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光ファイバの端部にフェルールが取り付けられていることを特徴とする。
【００２４】
第１５には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体が光導波管であることを特徴とする。
【００２５】
第１６には、前記光素子付き光伝送媒体であって、光伝送媒体が光導波路であることを特徴とする。
【００２６】
またさらに、本願発明は、第１７には、光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体の端面に付着させた接着剤に光素子を付着させて、光素子の重さおよび接着剤の表面張力によって光素子の中心を光伝送媒体の中心に一致させることを特徴とする。
【００２７】
第１８には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体端面の接着剤に光素子が付着された際に接着剤の表面張力によって光素子が安定した状態で光伝送媒体のコアと一致するように、予め光素子とコアの位置を設計しておくことを特徴とする。
【００２８】
第１９には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、親水性のコアおよび疎水性のクラッドを持つ光伝送媒体の端面に、親水性の接着剤を付着させることを特徴とする。
【００２９】
第２０には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、疎水性のコアおよび親水性のクラッドを持つ光伝送媒体の端面に、疎水性の接着剤を付着させることを特徴とする。
【００３０】
第２１には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、親水性の接着剤付着部分および疎水性の接着剤非付着部分を持つ光素子を、その親水性の接着剤付着部分にて親水性の接着剤に付着させることを特徴とする。
【００３１】
第２２には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、疎水性の接着剤付着部分および親水性の接着剤非付着部分を持つ光素子を、その疎水性の接着剤付着部分にて疎水性の接着剤に付着させることを特徴とする。
【００３２】
第２３には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光素子の受発光点上に接着剤付着用凸部を持つ光素子を、その接着剤付着用凸部にて接着剤に付着させることを特徴とする。
【００３３】
第２４には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光硬化樹脂の接着剤をファイバ端面に付着させ、光伝送媒体および光素子のいずれか一方または両方からの露光により接着剤に導光路コアを形成させることを特徴とする。
【００３４】
第２５には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光硬化樹脂が可視光硬化樹脂、紫外光硬化樹脂、赤外光硬化樹脂のいずれかであることを特徴とする。
【００３５】
第２６には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、接着剤の未硬化部分を取り除き、前記導光路コアの周りを空気クラッドとすることを特徴とする。
【００３６】
第２７には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、接着剤の未硬化部分を取り除き、前記導光路コアの周りにクラッドを形成することを特徴とする。
【００３７】
第２８には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体端面を接着剤に浸漬することを特徴とする。
【００３８】
第２９には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体端面に接着剤をインクジェット吹付けすることを特徴とする。
【００３９】
第３０には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体端面に、接着剤をはじく表面および光伝送媒体端面と略同形状の開口部を有する型枠を載せ、この型枠の上から接着剤を塗布することを特徴とする。
【００４０】
第３１には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光素子が取り付けられた光伝送媒体の端部に、同軸電気配線の端部に取り付けられたソケット体と接続可能なプラグ体を取り付けることを特徴とする。
【００４１】
第３２には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光素子を貫通電極および裏面電極を持つチップ基板と一体化させ、プラグ体を、ソケット体との接続時にチップ基板裏面の裏面電極が同軸電気配線端部の電極に電気的接続可能な構成とすることを特徴とする。
【００４２】
第３３には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体に設けられた各分岐路の端面に光素子を取り付けることを特徴とする。
【００４３】
第３４には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光素子が取り付けられた各分岐路をまとめて一つのプラグ体を取り付けることを特徴とする請求項３３記載の光素子付き光伝送媒体の製造方法。
【００４４】
第３５には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体が光ファイバであることを特徴とする。
【００４５】
第３６には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光ファイバの端部がフェルールに挿入されている場合において、フェルール端面から露出しているファイバ端面に接着剤によって光素子を付着させることを特徴とする。
【００４６】
第３７には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体が光導波管であることを特徴とする。
【００４７】
第３８には、前記光素子付き光伝送媒体の製造方法であって、光伝送媒体が光導波路であることを特徴とする。
【００４８】
第３９には、前記光素子付き光伝送媒体と同軸電気配線との接続方法であって、前記光素子付き光伝送媒体を、当該光伝送媒体の端部に取り付けられたプラグ体と同軸電気配線の端部に取り付けられたソケット体との接合によって、同軸電気配線に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４９】
以下、上記のとおりの特徴を有する本願発明の効果について、主に光伝送媒体が光ファイバの場合で説明する。もちろん、光伝送路が光導波管、光導波路の場合であっても同様な効果が得られることは言うまでもなく、適宜「光ファイバ」を「光導波管」、「光導波路」として以下の説明を読めばよい。
【００５０】
上記第１の発明によれば、光伝送媒体が光ファイバの場合で説明すると、図１に例示したように、光ファイバ１の端面１１に接着剤３を付着させ、これに光素子２を付着させると、光素子２の重さと接着剤３の表面張力によって、光素子２が自ら移動して光ファイバ１の中心位置と一致することになり、光軸合わせされた光素子付き光ファイバが実現される。
【００５１】
すなわち、本願発明は、光素子付き光ファイバにおいて、光素子２の重さと接着剤３の表面張力によるセルフアライメント効果を利用することで光軸合わせを簡単に実現できるという、本願発明の発明者等による全く新しい発想に基づいてなされたものであり、これにより、外部からの力を何等加える必要なく、また光素子２を駆動させる必要もなく、極めて容易に且つスピーディーに、そして安価に、ファイバ端面１１への光素子２の接着とともに両者の光軸合わせを実現し、光信号ロスの少ない優れた光素子付き光ファイバを提供することができる。
【００５２】
なおこの場合に用いる接着剤３は、ファイバ端面１１に付着した状態でさらに光素子２が付着した際に、表面張力によるセルフアライメント効果を発揮可能なものとする。
【００５３】
また、ファイバ端面１１の接着剤３に光素子２を付着させる際には、押し付けたりする必要はない。逆にそのような力を加えると、表面張力によるセルフアライメント効果が得られなくなる。光素子を接触させて表面張力が働く状態にさせればよいのである。
【００５４】
もちろん、光素子は、セルフアライメント効果により位置が安定した後、接着剤３の硬化によってファイバ端面１１に接着されて固定される。
【００５５】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明と同様な効果が得られ、また、上記のセルフアライメントでは、表面張力によって一番安定となる場所に、つまり接着剤３の表面積が最小となるように光素子２が落ち着くので、一番安定して落ち着いた状態で光素子２とファイバコア１２が一致するように、予め光素子２とファイバコア１２の位置を設計しておくことで、ファイバ端面１１への光素子２の取り付けを行うアセンブリ工程では、何等位置調整を行うことなく、表面張力のセルフアライメント効果のみで良好な位置合わせが実現される。
【００５６】
上記第３の発明によれば、上記第１〜第２の発明と同様な効果が得られ、また、ファイバクラッド１３に疎水性を持たせ、ファイバコア１２および接着剤３に親水性を持たせることで、親水性の接着剤３が、ファイバ端面１１において疎水性のファイバクラッド１３からははじかれ、親水性のファイバコア１２にのみ付着するため、ファイバコア１２領域内にて表面張力で得られたセルフアライメント位置がファイバコア１２の中心位置と一致し、一層正確な光軸合わせが実現される。
【００５７】
上記第４の発明によれば、上記第１〜第２の発明と同様な効果が得られ、また、上記第３の発明とは親水性−疎水性の関係を逆にしているが、同様にして、疎水性の接着剤３がファイバ端面１１において疎水性のファイバコア１２にのみ付着することで、表面張力によりファイバコア１２との中心が一致して、一層正確な光軸合わせが実現される。
【００５８】
上記第５の発明によれば、上記第１〜第４の発明と同様な効果が得られ、また、光素子２における接着剤３との付着部分に親水性、それ以外の非付着部分に疎水性を持たせることで、親水性の接着剤３が親水性の接着剤付着部分にのみ付着するため、一層正確な光軸合わせが実現される。
【００５９】
上記第６の発明によれば、上記第１〜第３の発明と同様な効果が得られ、また、上記第４の発明とは親水性−疎水性の関係を逆にしているが、同様にして、疎水性の接着剤３が疎水性の接着剤付着部分にのみ付着し、一層正確な光軸合わせが実現される。
【００６０】
上記第７の発明によれば、上記第１〜第３の発明と同様な効果が得られ、また、光素子２の受発光点上に接着剤付着用凸部を設けることで、この接着剤付着用凸部にて接着剤３と付着し、受発光点を保護できるようにもなる。
【００６１】
上記第８の発明によれば、上記第１〜第７の発明と同様な効果が得られ、また、接着剤３に、光ファイバ１と光素子２とを結ぶ導光路構造を与えることで、接着剤３の厚さ分の間隙が両者間に生まれていても、接着剤３の導光路構造を通して光信号の伝播がより的確に行われるようになる。
【００６２】
上記第９の発明によれば、上記第１〜第８の発明と同等な効果が得られ、また、光素子が取り付けられた光伝送媒体をプラグ−ソケット接続によって簡単に同軸電気配線に接続させることができ、同軸電気配線を採用した高速通信を光素子付き光伝送媒体にて実現できるようになる。
【００６３】
上記第１０の発明によれば、上記第９の発明と同等な効果が得られ、さらには、光素子について貫通電極および裏面電極によってチップ基板を間にして受発光面とは反対側に電極面を形成させることができ、この電極面に現れている裏面電極を上記プラグ−ソケット接続時に同軸電気配線端部の電極に電気的接続して、高速かつ高信頼性の光電気通信を実現できるようになる。
【００６４】
上記第１１の発明によれば、上記第９の発明と同等な効果が得られ、さらには、光伝送媒体の適宜位置に分岐路を設けた場合に、各分岐路の端面に光素子を取り付けることで、たとえば各分岐路に受光機能および発光機能を割り当てた双方向伝送の光伝送媒体を実現できる。
【００６５】
上記第１２の発明によれば、上記第１１の発明と同等な効果が得られ、さらには、複数の分岐路を一つのプラグ体によって一度に容易に同軸電気配線に接続させることができる。
【００６６】
そして、上記第１３および第１４の発明は、光伝送媒体が光ファイバの場合およびそのファイバ端部にフェルールが取り付けられている場合のものであって、上述したとおりの効果を得ることができ、また、上記第１５および第１６の発明は、光伝送媒体が光導波管および光導波路の場合のものであり、これらについても同様に光ファイバの場合で説明した上記効果を得ることができる。
【００６７】
またさらに、上記第１７および第１８の発明によれば、それぞれ、光伝送媒体が光ファイバの場合で説明すると、上記第１および第２の発明と同様に、接着剤３をファイバ端面１１に付着させ、この接着剤３に光素子２を付着させるだけで、またその付着後の表面張力による光素子の安定状態を考慮した位置設計を光素子２およびファイバコア１２に対して予め行っておくことで、光素子２の重さと接着剤３の表面張力によって光素子２が光ファイバ３の中心にセルフアライメントすることになり、アセンブリ工程にて何等位置調整を行うことなく、極めて容易に且つスピーディーに、そして安価に光軸合わせされた光素子付き光ファイバを製造できるようになる。
【００６８】
上記第１９〜第２３の発明によれば、それぞれ、上記第１７〜第１８の発明と同様な効果が得られ、また、上記第３〜第７の発明と同様に、一層正確な光軸合わせを実現することができる。
【００６９】
上記第２４の発明によれば、上記第１７〜第２３の発明と同様な効果が得られ、また、光硬化樹脂の接着剤３に、導光路構造としての導光路コアを、光ファイバ１からの露光、または光素子２からの露光、または光ファイバ１および光素子２両方からの露光により自己形成させることができ、上記第８の発明と同様に、この導光路コアの存在によって光信号の伝播がより的確に行われるようになる。
【００７０】
上記第２５の発明によれば、上記第２４の発明と同様な効果が得られ、また、接着剤３を構成する光硬化樹脂について、可視光硬化樹脂、紫外光硬化樹脂、赤外光硬化樹脂などを用い、適宜選択した可視光、紫外光、赤外光などの適切な波長を有する光によって露光を行うことができる。
【００７１】
上記第２６および第２７の発明によれば、上記第２４の発明と同様な効果が得られ、また、露光硬化後の接着剤３の未硬化部分を取り除き、導光路コアの周りを空気クラッドとしたり、導光路コアの周りに別体のクラッドを後から取り付けたりできる。
【００７２】
上記第２８〜第３０の発明によれば、上記第１７〜第２７の発明と同様な効果が得られ、また、ファイバ端面１１への接着剤３の付着を、接着剤３への浸漬、接着剤３のインクジェット吹付け、上記のとおりの型枠を介した接着剤３の塗布によって行うことができ、いずれの場合にも微小液滴の接着剤３の付着を実現できる。
【００７３】
上記第３１〜第３４の発明によれば、上記第１７〜第３０の発明と同様な効果が得られ、また、上記第９〜第１２の発明と同様に、プラグ−ソケット接続によって簡単に同軸電気配線に接続可能な高速通信に対応した光素子付き光伝送媒体を実現でき、これにおいてさらに、光素子を光伝送媒体端面への取付側を受発光面、その反対側を電極面として、プラグ−ソケット接続時に同軸電気配線との電気的接続をより容易かつ確実に可能ならしめ、またさらには、分岐路を持つ双方向伝送可能な光伝送媒体を実現し、これにおいて一つのプラグ体で一度に同軸電気配線への接続を可能ならしめることができる。  そして、上記第３５および第３６の発明は、光伝送媒体が光ファイバの場合およびそのファイバ端部にフェルールが取り付けられている場合のものであって、上述したとおりの効果を得ることができ、また、上記第３７〜第３８の発明は、光伝送媒体が光導波管および光導波路の場合のものであり、これらについても同様に光ファイバの場合で説明した上記効果を得ることができる。
【００７４】
最後に、上記第３９の発明によれば、上記のとおりに光素子が取り付けられた光伝送媒体と同軸電気配線との接続をプラグ−ソケット接続によって簡単に且つ確実に行うことができ、高速且つ高信頼性の光電気通信を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
［第１の実施形態］
図２は、上記のとおりの特徴を有する本願発明の一実施形態を示したものである。
【００７６】
本実施形態は、光伝送媒体として光ファイバ１を用いた光素子付き光ファイバであり、親水性のファイバコア１２および疎水性のファイバクラッド１３を持つ光ファイバ１の端面１１に親水性の接着剤３を付着させ、これに光素子２を付着させている。
【００７７】
この場合、まず、親水性の接着剤３は、ファイバ端面１１にて露出している親水性のファイバコア１２にのみ付着し、さらに表面張力により半球状となり、この時点で半球状の接着剤３とファイバコア１２との中心位置が揃う。そして、半球状の接着剤３に光素子２を付着させると、この光素子２は、図１（ａ）（ｂ）に例示したように、仮に中心位置がずれていたとしても、光素子２の重さと接着剤３の表面張力により、自ら中心方向に動き、接着剤３の中心位置と揃う。これにより、接着剤３を介して、ファイバコア１２と光素子２の中心が一致することとなる。
【００７８】
後は、接着剤３を硬化させて、位置合わせされた状態の光素子２をファイバ端面１１に接着固定すればよい。硬化については、接着剤３の材質によって加熱硬化や露光硬化などを行う。
【００７９】
以上により、何等外部から力を加えることなく、また光素子２を駆動させることもなく、セルフアライメント効果により光ファイバ１と光素子２との光軸合わせが実現する。
【００８０】
なおもちろん、接着剤３は、光素子２の重さが伝わるとともに、自己の表面張力によって上記のとおりのセルフアライメント効果が発揮される程度に微小な液滴であることが好ましい。たとえば本実施形態では、接着剤３の適量一滴をファイバ端面１１に付着させる。
【００８１】
また、ＶＣＳＥＬ等の通常の光素子２は小さくて軽いので、重力の影響が接着剤３の表面張力より十分に小さい場合には、図１に例示したようにファイバ端面１１に接着剤３および光素子２をぶら下げて製作するのではなく、ファイバ端面１１を上向きにしてそれに接着剤３および光素子２を順に載せるようにしても製作できる。
【００８２】
また、上述したようにセルフアライメントでは、表面張力によって一番安定となる場所に、つまり接着剤３の表面積が最小となるように光素子２が落ち着くので、本願発明においても、光素子２とファイバコア１２は、予め、接着剤３に付着された際に光素子２が一番安定して落ち着いた状態でファイバコア１２と一致する位置、言い換えると、光素子２が接着剤３に付着された際に接着剤３の表面積が最小となる状態で光素子２とファイバコア１２が一致する位置に設計されている。この位置は具体的には、たとえば、光素子２、ファイバコア１２ともに各々の重心点である。
【００８３】
さらに説明すると、表面張力と重力によって一番安定して落ち着いた状態は、接着剤３を付着させる場所や光素子２の形状および重さ等によって変化する。
【００８４】
たとえば、光素子２が凹凸の無い均一な厚さの円形もしくは正方形で、ファイバ端面１１の接着剤３が付く所が円形もしくは正方形で、鉛直方向に光ファイバ１を設置した場合は、光素子２と接着剤３が付くファイバ端面１１の重心がそれぞれ一致する。したがって、光素子２とファイバ端面１１つまりファイバコア１２の重心点を求め、これが一致するように光素子２および光ファイバ１のファイバコア１２を設計しておくことで、セルフアライメント時に光素子２が一番安定して落ち着いた状態でファイバコア１２と一致することになる。
【００８５】
光素子２が凹凸の無い均一な厚さの長方形(たとえばアレイ型VCSEL)で、光ファイバ１がＭＴ(Mechanically Transferable)フェルールのような長方形の場合は、それぞれの長軸が平行で且つ重心が一致した位置にて、光素子２は安定する。したがって、この場合も重心点を用いた設計を行っておけばよい。
【００８６】
光ファイバ１を鉛直方向でない方向に設置した場合は、重力の影響でずれが生じることは容易に把握できるため、このずれを考慮した重心点を求めればよい。
【００８７】
また、光素子２が不定形で厚さに凹凸が有る場合は、液滴である接着剤３の表面積が小さく 、つまり液体状態の接着剤３の持つ表面自由エネルギーが小さく、且つ光素子２の位置エネルギーが小さくなるようにバランスするため、そのバランス位置を求めればよい。
【００８８】
端的には、セルフアライメント時の光素子２は、接着剤３の表面自由エネルギーと光素子２の位置エネルギーと接着剤３の位置エネルギーの合計が最小になる位置で安定すると言える。
【００８９】
もちろん以上の説明は光ファイバ以外の他の光伝送媒体についても当て嵌まる。
【００９０】
［第２の実施形態］
図３は、本願発明の別の一実施形態を示したものである。
【００９１】
上記図２の実施形態ではセルフアライメント後に接着剤３を硬化させているが、この図３に例示したように、常温では流動し難い比較的粘度の高い接着剤３（後述のホットメルトタイプなど）を用いる場合には、常温で接着剤３と光素子２を付着させた後、位置が一致する前に加熱を始めるといった実施形態も可能である。
【００９２】
このとき、加熱により接着剤３の粘度が一時的に低下し、セルフアライメント効果により光素子２と光ファイバ１との中心が一致し、その後硬化が完了することになる。
【００９３】
つまるところ、セルフアライメント効果による位置合わせは、ファイバ端面１１と光素子２との間で生じる接着剤３の表面張力と、接着剤３の粘度や光素子２の重さなどで決まり、粘度は温度によって変化するため、何度で位置合わせができるかは一概に決める必要はなく、接着剤３が最適な粘度になる温度で位置合わせを行えばよい。
【００９４】
また、この位置合わせは、上述したとおりに表面張力によって一番安定となる場所に光素子２が落ち着く作用を利用したものである。したがって、表面張力が大きい材料の方が位置合わせし易いため、本願発明では、表面張力が大きい接着剤３を用いることが好ましい。
【００９５】
［第３の実施形態］
ここで、親水性および疎水性の関係については、上記実施形態とは逆に、ファイバクラッド１３を親水性、ファイバコア１２を疎水性のものとし、接着剤３を疎水性のものとしてもよい。
【００９６】
この場合においても、疎水性の接着剤３は親水性のファイバクラッド１３からはじかれて、疎水性のファイバコア１２の部分にのみ集まり、さらに表面張力により半球状となる。そして、この接着剤３に付着させた光素子２はセルフアライメント効果によって中心位置がファイバコア１２と一致し、後はその状態で接着剤３を硬化させればよい。
【００９７】
［第４の実施形態］
親水性および疎水性については、光素子２においても、接着剤３との付着部分および非付着部分との間で区別を付けることが、好ましい一実施形態であると言える。
【００９８】
すなわち、図４に例示したように、光素子２における接着剤３との付着部分２１を親水性、それ以外の非付着部分２２を疎水性とする、またはその逆とすることで、接着剤３が親水性の場合には、疎水性の非付着部分２２からははじかれて、親水性の付着部分２１でのみ接着することになり、接着剤３が疎水性の場合には、親水性の非付着部分２２からははじかれて、疎水性の付着部分２１でのみ接着することになる。
【００９９】
［第５の実施形態］
またさらに、図５に例示したように、光素子２の受発光点上に接着剤３と接触するための凸部２３を設けるようにしてもよい。
【０１００】
この接着剤付着用凸部２３の存在によって、接着剤３との接触に際して受発光点を保護することができる。
【０１０１】
したがって、接着剤付着用凸部２３の突出高さや形状は、接着剤３との接触および受発光点の保護の両方が可能になるものであればよい。たとえば、少なくとも受発光点を覆う形状を有し、且つ接着剤３と受発光点との間に保護に必要な間隔を保つ突出高さを有する一実施形態が可能である。
【０１０２】
またこの場合、接着剤付着用凸部２３を上記接着剤付着部分２１とみなし、接着剤付着用凸部２３以外の光素子２上の部分を上記接着剤非付着部分２２とみなして、上記のとおりの親水性および疎水性の関係を付与する一実施形態も可能であることは言うまでもなく、これによれば、接着剤付着用凸部２３へのより一層的確な接着を実現できる。
【０１０３】
なおもちろん、この接着剤付着用凸部２３は導光特性を有する樹脂等で形成する必要があることは言うまでもない。
【０１０４】
［第６の実施形態］
接着剤３のファイバ端面１１への付着については、たとえば、図６（ａ）に例示したように、ファイバ端面１１を接着剤３の液溜めに浸漬させたり（ディップコートとも呼べる）、図６（ｂ）に例示したように、ファイバ端面１１に接着剤３を一滴、インクジェット吹付けさせたりする。
【０１０５】
また、図６（ｃ）に例示したように、ファイバ端面１１上に、接着剤３をはじく特性の表面４１、およびこの表面４１に形成されたファイバ端面１１と略同形状の開口部４２を持つ型枠４を置き、この型枠４上にスピンコートやロールコート、刷け塗り、マスク印刷等によって接着剤３を塗り付けて、表面４１のはじく力で開口部４２からファイバ端面１１に接着剤３が集まり、その後型枠４を外す方法も可能である。
【０１０６】
いずれの場合においても、接着剤３は前述したとおりの親水性および疎水性の関係を持つファイバコア１２にのみ付着し、表面張力で半球状になる。
【０１０７】
［第７の実施形態］
これらの付着方法では接着剤３は常温で液体である必要があるが、これらの付着方法を用いない場合には、常温で固体であって加熱により溶けて接合する、いわゆるホットメルトタイプの接着剤３を用いることもできる。
【０１０８】
より具体的には、ホットメルトタイプの接着剤３は、常温（または室温）で粘度の高い半固形の接着剤であり、これを塗り付けて光ファイバ１と光素子２とを仮固定した後、加熱により粘度が低下した時に表面張力によるセルフアライメント効果が働き、位置合わせできるようになる。
【０１０９】
［第８の実施形態］
接着剤３の材質については、可視光硬化樹脂、紫外光硬化樹脂、赤外光硬化樹脂などといった光硬化樹脂を用いることもできる。
【０１１０】
この場合、たとえば、図７（ａ）（ｂ）に例示したように、光ファイバ１からの露光、または光ファイバ１および光素子２両方からの露光により、光硬化樹脂でなる接着剤３に導光路コア３１を自己形成させるようにしてもよい。
【０１１１】
より具体的には、ファイバコア１２を通してコア形成用光５を接着剤３に入射させると（図７（ａ）参照）、または光素子２からもコア形成用光５を接着剤３に入射させると（図７（ｂ）参照）、コア形成用光５が通った部分に低光損失の導光路コア３１が形成される。
【０１１２】
後は、接着剤３全体を別のクラッド形成用光６を照射して硬化させれば、導光路コア３１の周りのクラッドとなる部分が形成され、よって接着剤３自体が、光ファイバ１と光素子２との間にて両者を繋ぐ導光路構造を持つこととなる。
【０１１３】
この場合の接着剤３としては、通信に使用する波長と光硬化に使用する波長が同じ波長帯に属し、通信に使用する光を吸収してしまう場合には、露光用光５を吸収する成分（たとえば増感剤）が露光で分解して光損失が減るという特性を持つ材料を用いる必要がある。コア形成用光５を吸収する成分（たとえば増感剤）が光通信に使用する波長の光を吸収しない、つまり光損失にならない場合には、分解せずそのまま残る材料を用いても良い。後者の接着剤３は、光ファイバ１側からの露光に特に有用である。
【０１１４】
ここで、コア形成用光５とクラッド形成用光６とは、互いに異なる波長を有する光とすることが好ましく、たとえば可視光、紫外光、赤外光などから適宜選択して組み合わせる。
【０１１５】
この場合、波長Ａの光で硬化する高屈折率の光硬化性樹脂と波長Ｂの光で硬化する低屈折率の光硬化性樹脂とを混合した樹脂を、接着剤３として用いることが好ましく、この混合樹脂の接着剤３に対して、まず波長Ａのコア形成用光５を光ファイバ１および光素子２のいずれか一方または両方から照射することで、混合樹脂中の高屈折率樹脂を硬化させて、導光路コア３１を形成し、続いて接着剤３全体に対して、波長Ｂのクラッド形成用光６を照射することで、混合樹脂中の低屈折率樹脂を硬化させて、導光路クラッド３２を形成することができる。
【０１１６】
［第９の実施形態］
コア形成後のクラッド形成つまり接着剤３全体の硬化については、熱硬化を用いることもできる。
【０１１７】
この場合では、図８（ａ）（ｂ）に例示したように、ある波長の光で硬化する高屈折率の光硬化性樹脂と低屈折率の熱硬化性樹脂とを混合した樹脂を、接着剤３として用い、この混合樹脂の接着剤３に対して、まずある波長のコア形成用光５を光ファイバ１および光素子２のいずれか一方または両方から照射することで、混合樹脂中の高屈折率樹脂を硬化させて、導光路コア３１を露光形成し、続いて接着剤３全体を加熱７することで、混合樹脂中の低屈折率樹脂を硬化させて、導光路クラッド３２を熱形成する。
【０１１８】
［第１０の実施形態］
導光路クラッド３２については、たとえば、図８に例示したように、導光路コア３１を露光形成した後、上述のように接着剤３全体を硬化させる代わりに、導光路コア３１の周りの未硬化部分を溶媒洗浄等により取り除いて空気クラッドとする実施形態も可能である。
【０１１９】
また、未硬化部分の除去後に、導光路コア３１の周りにクラッドを別途形成する実施形態も可能である。この場合、たとえば、未硬化部を溶媒で洗浄することにより除去し、光素子を基板などに実装させた後、この光素子２と一体化した導光路コア３１全体をそれより低い屈折率を持つ樹脂で封止することにより、クラッドを形成する。または、光素子２下面の電極に樹脂が付かないようにマスキングした後、低屈折率の樹脂を滴下し硬化させて、樹脂製のクラッドを形成する。
【０１２０】
［第１１の実施形態］  ところで、上述した図２の実施形態では、光ファイバ１のコア１２およびクラッド１３ならびに接着剤３に親水性および疎水性を与えて、ファイバコア１２にのみ接着剤３を付着させるようにしているが、本願発明では、接着剤３を必ずしもファイバコア１２のみに付着させる必要は無い。
【０１２１】
なんとなれば、ファイバ端面１１の全体に接着剤３が拡がっていても、拡がっていなくても、上述したとおりの予めの位置設計が行われており、表面張力によるセルフアライメント効果が働き最終的に光素子２とファイバコア１２の位置が一致すれば、目的は達成されるからである。
【０１２２】
図１０は、ファイバ端面１１の略全体に接着剤３が拡がっている場合を例示している。
【０１２３】
［第１２の実施形態］
以上の本願発明で用いられる光素子２については、大きさや重さなどは特に限定されないが、上述したとおりの光素子２自身の重さと接着剤３の表面張力により得られるセルフアライメント効果を実現できる程度のものであることは必要である。
【０１２４】
また、接着剤３に付着される側は発光面側であるので、その発光面側とは反対側に電極が設けられることになる。
【０１２５】
もしくは、発光面と同じ側に電極を設ける場合には、接着剤が付かないように工夫する必要が有る。
【０１２６】
［第１３の実施形態］
光ファイバ１については、ファイバ径や素材（ガラスファイバやプラスチックファイバ等）などは特に限定されない。
【０１２７】
また、図１１（ａ）（ｂ）に例示したように、一芯ではなく、多芯ファイバであってもよい。この場合、多芯ファイバに対応させた多チャンネルの光素子２を用い、各コア１２と各受発光点を一致させる。
【０１２８】
ここで、多芯であっても単芯であっても、上述したとおりに、セルフアライメント効果によれば、光素子２の受発光点の場所とは関係なく、表面張力によって一番安定となる場所に光素子２が落ち着くので、その状態で光素子２と光ファイバ１のコア１２が一致するように予め、光素子２とファイバコア１２の位置を設計しておけばよい。
【０１２９】
したがって、図１１（ｂ）の場合では、セルフアライメントで位置が合うように、予め光素子２の受発光点のピッチや光素子２の配置、ファイバコア１２の位置、さらに好ましくは接着剤３を付ける位置を設計しておくことで、光素子２そのものに接着剤３を付けなくても、位置合わせ用に接着剤３を付ける位置を別に作っておき、そこに接着剤３を付着させるだけで、光素子２とファイバコア１２の位置合わせが可能になる。
【０１３０】
［第１４の実施形態］
以上のとおりの光素子付き光ファイバについては、図１２（ａ）（ｂ）に例示したように、一本ずつ製作したものを任意の配列に並べて固定した実施形態も可能である。図１２（ａ）では横一列に配列し、図１２（ｂ）では縦横に二次元配列している。
【０１３１】
［第１５の実施形態］
また、図１３に例示したように、光素子２だけでなく、そのドライバチップ７をも一緒にファイバ端面１１に接着させて、一体化させる実施形態も可能である。
【０１３２】
より具体的には、たとえば、光素子２とドライバチップ８とを集積したワンチップ素子を、光素子２が光ファイバ１側に位置するように、ファイバ端面１１に付着させる。
【０１３３】
［第１６の実施形態］
また、図１４（ａ）（ｂ）に例示したように、光ファイバ１の端部にフェルール９が取り付けられている実施形態も可能である。
【０１３４】
より具体的には、たとえば、光ファイバ１の端部がフェルール９に挿入されている場合において、フェルール端面９１から露出しているファイバ端面１１に、前述したとおりに接着剤３によって光素子２を付着させる。
【０１３５】
また、フェルール９は、ジルコニアセラミックス、プラスチック、ガラス、ＭＴといった樹脂製を考慮でき、フェルール９単体で光コネクタの役割を果たしているものや、バネ等の周辺部品とともに光コネクタハウジングに内蔵されたものであってもよい。
【０１３６】
なお、図１４（ａ）では、接着剤３はファイバ端面１１に付着されており、図１４（ｂ）では、接着剤３はファイバ端面１１を含むフェルール端面９１を覆うように付着されている。
【０１３７】
［第１７の実施形態］
以上の実施形態は全て光ファイバ１に関するものであるが、本願発明では、光導波管や光導波路を用いることもできる。
【０１３８】
図１５は、光素子付き光導波管の一実施形態、図１６は、光素子付き光導波路の一実施形態を示したものである。
【０１３９】
図１５では、管状のクラッド１０３およびそれに囲まれた空洞状のコア１０２を持つ光導波管１００を上向きにし、その端面１０１に接着剤３および光素子２を順に付着させており、光素子２を接着剤３上に置くだけで、位置調整を行うことなく、上述したとおりのセルフアライメント効果による位置合わせが実現される。もちろん、予めのコア１０２および光素子２の位置設計、さらには接着剤３の付着位置設計も施されている。
【０１４０】
図１６では、基板２０４上にて複数のコア２０２がクラッド２０３内に形成された埋込み型のフィルム状光導波路２００となっており、この端面２０１のほぼ全体に接着剤３が付着されて、これに光素子２が付着されている。この場合にも、予めのコア２０２の位置および光素子２の位置、さらには接着剤３の付着位置の設計が施され、セルフアライメント効果のみで位置合わせが実現されている。この光導波路２００については、高分子材料といった各種材料でなるものを用いることができる。たとえば高分子材料についてはエポキシ樹脂、ポリイミド、アクリル（ＰＭＭＡなど）、ポリシラン、シリコーン樹脂（ポリシロキサンなど）、ポリカーボネートなどを考慮でき、それぞれ、全フッ素化、部分フッ素化、全重水素化、部分重水素化の材料を使用することも可能である。
【０１４１】
［第１８の実施形態］
ところで、以上のとおりの本願発明の光素子付き光ファイバについては、実際に光通信を行う上で、ファイバ端面１１の光素子２と外部機器や外部回路とを電気的接続させて両者間で電気信号の送受を可能ならしめる必要がある。
【０１４２】
また、近年の光通信の高速化に対応するには、光素子２と外部間の電気信号伝送路となる電気配線を同軸構造とすることが好ましい。
【０１４３】
そこで、本願発明は、上記光素子付き光ファイバにおいて、簡単にファイバ端面１１の光素子２と同軸構造の電気配線（以下「同軸電気配線」）とを電気的接続させることができる接続技術をも提供する。
【０１４４】
なお、上記特許文献１には、光素子と外部電極との接続をソケット構造により実現することが開示されている。より具体的には、光ファイバ側の構成をファイバ端面に光素子およびその電極を設けたものとし、ソケット側の構成をファイバ挿入穴の底面に電極を設けたものとし、光ファイバをソケットに挿入させた際にファイバ端面の電極と挿入穴底面の電極とが電気的に接触する構成としている。しかしながら、上記特許文献１では、ソケット内を挿入穴底面から横方向に水平に走る電極が開示されているのみで、同軸構造については全く考慮されていない。
【０１４５】
図１７および図１８は、各々、本願発明の一実施形態を示したものである。
【０１４６】
本実施形態において、まず、光素子付き光ファイバ１の端部は、ファイバ端部にプラグ体３００が取り付けられたプラグ構造となっており、プラグ体３００は、ファイバ挿入部３０１と電極開口部３０２と嵌合凸部３０３とを有している。
【０１４７】
より具体的には、まず、上述したとおりにファイバ端面１１に接着剤３によって取り付けられている光素子２は、図１９（ａ）（ｂ）にも例示したように、駆動用のチップ基板２４（前述の図１３に例示したドライバチップ８と同等）に搭載されており、チップ基板２４は貫通電極２５および裏面電極２６を備えている。貫通電極２５は、チップ基板２４の内部を上下方向に貫通したスルー電極である。裏面電極２６は、チップ基板２４の裏面に設けられた平板電極であり、貫通電極２５を介してチップ基板２４上の光素子２に電気的接続されている。光素子２は、これら貫通電極２５および裏面電極２６によってチップ基板２４を間にしてファイバ端面１１側が受発光面、その反対側が電極面となっており、後述するとおりに光素子２に向かって同軸電気配線４００から真っ直ぐ伸びた配線電極４０１と電気的接続されて、光信号６００から変換した電気信号または光信号６００に変換する電気信号を同軸電気配線４００との間で送受可能となる。なお、貫通電極２５および裏面電極２６については、適宜の手法を用いて、光素子２をファイバ端面１１に取り付けた後に設けることもできる。
【０１４８】
プラグ体３００は、樹脂製のもので、光素子付き光ファイバ１の端部を囲むようにして、その端部壁面に接着剤等によって取り付けられている。
【０１４９】
このプラグ体３００の略中央には、光素子２およびそのチップ基板２４ならびにファイバ端部を挿入可能な穴状のファイバ挿入部３０１が設けられており、このファイバ挿入部３０１に光素子２およびチップ基板２４とともにファイバ端部が挿入されて、ファイバ端部とファイバ挿入部３０１とが接着剤等によって固定されている。
【０１５０】
プラグ体３００の先端部には、ファイバ挿入部３０１に挿入された光素子２のチップ基板２４裏面の裏面電極２６が露出する電極開口部３０２が設けられている。この電極開口部３０２は、ファイバ挿入部３０１から先端方向に開口した形状を有しており、後述の同軸電気配線４００の配線電極４０１と裏面電極２６とが接触可能な程度に十分に開口して、プラグ体３００先端にて裏面電極２６を露出させている。
【０１５１】
プラグ体３００の外壁面における適宜位置には、外方に突出した嵌合突部３０３が設けられている。この嵌合突部３０３は、外壁面をぐるり一周した帯状となっていても、複数箇所に散在した点状となっていてもよい。
【０１５２】
次に、同軸電気配線４００の端部は、配線端部にソケット体５００が取り付けられたソケット構造となっており、ソケット体５００は、配線挿入部５０１とプラグ体挿入部５０２と電極部５０３と嵌合凹部５０４とを有している。
【０１５３】
より具体的には、同軸電気配線４００は、同軸構造の電気配線であって、端面から配線電極４０１が外方に真っ直ぐ突出して伸びている。
【０１５４】
ソケット体５００は、樹脂製のもので、同軸電気配線４００の端部を囲むようにして、その端部壁面に接着剤等によって取り付けられている。
【０１５５】
このソケット体５００の略中央には、同軸電気配線４００の端部を挿入可能な穴状の配線挿入部５０１が設けられており、配線挿入部５０１に同軸電気配線４００の端部が挿入されて、互いに接着剤等によって固定されている。
【０１５６】
ソケット体５００における配線挿入部５０１とは反対側には、上記光素子付き光ファイバ１のプラグ体３００が挿入可能な穴状のプラグ体挿入部５０２が設けられており、プラグ体３００が挿入された際に光素子付き光ファイバ１と同軸電気配線４００とが同一直線上にて向かい合うようになっている。
【０１５７】
また、ソケット体５００における配線挿入部５０１とプラグ体挿入部５０２との間には、配線挿入部５０１に挿入された同軸電気配線４００の端面から上記のとおりに突出している配線電極４０１がプラグ体挿入部５０２内に露出する電極部５０３が設けられている。配線電極４０１は、配線挿入部５０１から電極部５０３を貫通してプラグ体挿入部５０２へ露出しており、その露出した端部は、電極部５０３上にて折れ曲がり、光素子２のチップ基板２４裏面の裏面電極２６との接触部分を形成している。
【０１５８】
さらに、ソケット体５００の内壁面つまりプラグ体挿入部５０２の側壁面における適宜位置には、プラグ体３００の上記嵌合凸部３０３が嵌合される嵌合凹部５０４が設けられている。この嵌合凹部５０４は、嵌合凸部３０３と同様に、外壁面をぐるり一周した帯状や複数箇所に散在した点状とできる。嵌合凸部３０３の形状および位置に対応していればよい。なお、ソケット体５００は、少なくともプラグ体挿入部５０２を囲んだ側壁部分にある程度の弾性を持っており、プラグ体３００がプラグ体挿入部５０２に挿入されて嵌合凸部３０３が嵌合凹部５０４に嵌合する際に押圧力により一旦外方に広がり、嵌合した時にその力から解放されて元の形に戻るようになっている。
【０１５９】
そして、上記のとおりのプラグ体３００によりプラグ構造とされた光素子付き光ファイバ１の端部とソケット体５００によりソケット構造とされた同軸電気配線４００の端部とを接続させる際には、プラグ体３００をソケット体５００に挿入させることで、嵌合凸部３０３および嵌合凹部５０４が嵌合してプラグ体３００およびソケット体５００が接合されるとともに、電極部５０３が電極開口部３０２に嵌り込み、電極開口部３０２にて露出しているチップ基板２４の裏面電極２６および電極部５０３にて露出している同軸電気配線４００の配線電極４０１が接触することとなる（図１８参照）。
【０１６０】
これにより、光素子付き光ファイバ１と同軸電気配線４００との接続をプラグ−ソケット接続だけで行うことができ、よって光素子付き光ファイバ１について同軸電気配線４００を採用した１０Ｇｂｐｓ以上もの高速通信を簡単に且つ確実に実現できる。
【０１６１】
以上のとおりの本願発明の接続構造を採用することで、たとえば図２０に例示したように、光ファイバ１の一方の端部に発光素子となる光素子２を設けるとともにその端部を上記プラグ構造とし、他方の端部に受光素子となる光素子２を設けるとともにその端部を上記プラグ構造として、それぞれの端部を上記ソケット構造とされた同軸電極配線４の端部と簡単に電気的接続させることができ、両端にて同軸電気配線４００を用いた高速光電気通信を実現できる。
【０１６２】
［第１９の実施形態］
ところで、光素子付き光ファイバ１については、たとえば図２１に例示したように、適宜位置に分岐路１４を設け、各分岐路１４に受光機能および発光機能を割り当てて、双方向伝送を可能ならしめる実施形態も考えられる。
【０１６３】
しかしながら、図２１に示した形態では、光ファイバ１の各分岐路１４端にて個別に同軸電気配線４００との接続を行う必要があり、上記のとおりのプラグ−ソケット構造により簡単に行えるとしても、一つ一つを接続するにはやはり手間がかかる。
【０１６４】
そこで、本願発明では、図２２に例示したように、上記のプラグ構造およびソケット構造を、一度に複数のファイバ端部および配線端部を接続できる構造として、分岐路１４を持つ双方向伝送形態の光素子付き光ファイバ１に対応可能なものとすることができる。
【０１６５】
より具体的には、まず、プラグ構造を構成するプラグ体３００については、分岐路１４に応じて上述したとおりのファイバ挿入部３０１および電極開口部３０２を複数対並設させる（図２２では二対）。他方、ソケット構造を構成するソケット体５００についても、上述したとおりの配線挿入部５０１および電極部５０３を複数対並設させる（図２２では二対）。ソケット体５００のプラグ体挿入部５０２は、同様に複数対並設させてもよいが、図２２に例示したようにプラグ体全体が嵌る開口面積を広げた形状としてもよい。
【０１６６】
これにより、一つのプラグ体３００にて複数のファイバ端部をまとめたプラグ構造、一つのソケット体５００にて複数の配線端部をまとめたソケット構造を実現でき、よって図２３および図２４にも例示したように、光ファイバ１の各分岐路１４端の光素子２をそれぞれ対応する同軸電気配線４００に対して一度に簡単に電気的接続できるようになる。
【０１６７】
図２３では、両端にて２分岐した双方向伝送形態の光素子付き光ファイバ１を１系路、対応した２本の同軸電気配線４００に接続させており、図２４の例は、両端にて２分岐した双方向伝送形態の光素子付き光ファイバ１を２系路、対応した４本の同軸電気配線４００に接続させており、それぞれ一つのプラグ体３００およびソケット体５００によってこれを行っている。
【０１６８】
またさらに、本実施形態におけるプラグ体３００は、光ファイバ１の分岐路１４をもプラグ体３００内に納める形態を有しており、各分岐路１４および各分岐路１４端の光素子２ならびにそれらを囲むプラグ体３００を一体化させたプラグ構造を実現している。
【０１６９】
より具体的には、図２２に例示したように、プラグ体３００は、各ファイバ挿入部３０１に連通した空間を持つ分岐路納め部３０４を有しており、各分岐路１４の端部および光素子２が分岐路納め部３０４を通ってファイバ挿入部３０１内に挿入されて納まるとともに、それに続いて各分岐路１４が分岐路納め部３０４内に入り込んで納まるようになる。
【０１７０】
これにより、一層納まりが良く、扱い易い双方向伝送形態の光素子付き光ファイバ１の同軸電気配線４００への接続を実現することができる。
【０１７１】
もちろん、以上の第１６および第１７の実施形態は、光ファイバ１以外の光伝送媒体である光導波管および光導波路にも適用でき、同様にして同軸電気配線４００を採用した高速光電気通信を実現できる。プラグ体３００を光素子２付きの光導波管または光導波路の端部に取り付けることができる形状や大きさとすればよく、ソケット体５００もこのプラグ体３００に合わせた形状等とすればよい。
【０１７２】
［第２０の実施形態］
ここで、光素子付き光ファイバ１のさらなる一実施形態ついて説明する。
【０１７３】
光ファイバ１にはシングルモードとマルチモードの２種類があるが、一般的には多種類の波長の光を多重できるマルチモードが用いられる。この場合、石英製の光ファイバ１ではコア径が５０ミクロン程度になる。一方、光素子２の寸法は、たとえばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）では発光部が１０ミクロン径程度である。ＶＣＳＥＬから出る光は一定の角度を持って広がるため、発光面と光ファイバ１の端面間の距離が大きいと、ＶＣＳＥＬの光を十分に光ファイバ１に導入することが困難になる。
【０１７４】
従来では、そのためにＶＣＳＥＬとファイバ間にレンズを挿入するなどしていた。
【０１７５】
これに対し、本願発明が対象とする光素子付き光ファイバ１においては、ファイバ端面１１にＶＣＳＥＬを直接貼り付けるため、ＶＣＳＥＬと光ファイバ１の距離をミクロンオーダーで近接することが可能で、十分な結合が得られる。
【０１７６】
また、このときのＶＣＳＥＬと光ファイバ１のアライメントについては、たとえば、ＶＣＳＥＬの発光部を直径１０ミクロン、光ファイバ１のコア１２を直径５０ミクロンとすれば、±４５ミクロンの精度でよいことになる。この値は、機械的精度で十分にアライメント可能であり、光を用いた光軸合わせであるアクティブアライメントを必要とせずに、機械的なアライメントであるパッシブアライメントによって接続できることを示す。そのため、コストの削減に大きく貢献する。
【０１７７】
以上の理由から、たとえば図２５に例示したように、一つのチップ基板２１上に複数のＶＣＳＥＬが集積されたアレイ型ＶＣＳＥＬチップについても、ＶＣＳＥＬに対応する本数をまとめた光ファイバ１と、パッシブアライメントで接着することが可能である。たとえば、４つのＶＣＳＥＬが２５０ミクロン間隔で集積されている場合には、４本の光ファイバ１をフェルール状の固定部材１５によって２５０ミクロン間隔でまとめて固定しておき、パッシブアライメント接着する。これにより、複数ＶＣＳＥＬおよび複数ファイバを一体化させた一つの光素子付き光ファイバ１を実現できる。
【０１７８】
そして、この光素子付き光ファイバ１の電気的な接続も、上述と同様なプラグ体３００およびソケット体５００によって、各光ファイバ１に対応する同軸構造で実現できる。プラグ体３００において、ファイバ挿入部３０１は光素子付き光ファイバ１の端部をフェルール状の固定部材１５とともに挿入可能なもの、電極開口部３０２は各ＶＣＳＥＬに対応する裏面電極２３を露出可能なものとする。ソケット体５００においては、配線挿入部５０１は複数の同軸電気配線４００を挿入可能なもの、電極部５０３は各同軸電気配線４００の配線電極４０１がプラグ体挿入部５０２に露出可能なものとする。嵌合凸部３０３、プラグ体挿入部５０２、嵌合凹部５０４その他の部位も当然、プラグ−ソケット接続を可能ならしめる形状寸法となっている。複数の同軸電気配線４００は、予め一つにまとめて固定されていてもよい。
【０１７９】
以上のとおりの本実施形態は、アレイ型ＶＣＳＥＬチップを用いて大容量の信号伝送を行う場合に特に有効である。もちろん、ＶＣＳＥＬ以外のＰＤ、ＬＤ、ＬＥＤなどの光素子２についても、同様に本実施形態を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】（ａ）（ｂ）は各々本願発明について説明するための図。
【図２】光伝送媒体が光ファイバである場合の本願発明の一実施形態について説明するための工程図。
【図３】光伝送媒体が光ファイバである場合の本願発明の別の一実施形態について説明するための工程図。
【図４】光素子の一実施形態を示した斜視図。
【図５】光素子の別の一実施形態を示した斜視図。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は各々ファイバ端面への接着剤付着について説明するための図。
【図７】（ａ）（ｂ）は各々接着剤の導光路構造について説明するための図。
【図８】（ａ）（ｂ）は各々接着剤の導光路構造について説明するための別の図。
【図９】接着剤の別の導光路構造について説明するための図。
【図１０】光伝送媒体が光ファイバである場合の本願発明のさらに別の一実施形態について説明するための工程図。
【図１１】（ａ）（ｂ）は各々多芯ファイバを用いた一実施形態を示した概略図。
【図１２】（ａ）（ｂ）は各々光素子付き光ファイバを複数配列させた一実施形態を示した概略図。
【図１３】光素子およびそのドライバチップを光ファイバに取り付けた一実施形態を示した概略図。
【図１４】（ａ）（ｂ）は各々光ファイバ端部にフェルールが取り付けられている一実施形態を示した概略図。
【図１５】光伝送体が光導波管である場合の本願発明の一実施形態を示した概略斜視図。
【図１６】光伝送体が光導波路である場合の本願発明の一実施形態を示した概略斜視図。
【図１７】本願発明の同軸電気配線との接続に関わる一実施形態を示した断面図。
【図１８】図１７の実施形態の接続後を示した断面図。
【図１９】（ａ）（ｂ）は各々発光素子および受光素子としての光素子を例示した断面図。
【図２０】図１７の実施形態の一使用例を示した概略図。
【図２１】図１７の実施形態の別の一使用例を示した概略図。
【図２２】本願発明の同軸電気配線との接続に関わる別の一実施形態を示した断面図。
【図２３】図２２の実施形態の一使用例を示した概略図。
【図２４】図２２の実施形態の一応用例を示した概略図。
【図２５】本願発明の同軸電気配線との接続に関わるさらに別の一実施形態を示した断面図。
【符号の説明】
【０１８１】
１  光ファイバ（光素子付き光ファイバ）
１１  端面（ファイバ端面）
１２  コア（ファイバコア）
１３  クラッド（ファイバクラッド）
１４  分岐路
１５  フェルール状の固定部材
２  光素子
２１  接着剤付着部分
２２  接着剤非付着部分
２３  凸部（接着剤付着用凸部）
２４  チップ基板
２５  貫通電極
２６  裏面電極
３  接着剤（親水性接着剤）
３１  導光路コア
３２  導光路クラッド
４  型枠
４１  表面
４２  開口部
５  コア形成用光
６  クラッド形成用光
７  加熱
８  ドライバチップ
９  フェルール
９１  端面（フェルール端面）
１００  光導波管
１０１  端面
１０２  コア
１０３  クラッド
２００  光導波路
２０１  端面
２０２  コア
２０３  クラッド
２０４  基板
３００  プラグ体
３０１  ファイバ挿入部
３０２  電極開口部
３０３  嵌合凸部
３０４  分岐路納め部
４００  同軸電気配線
４０１  配線電極
５００  ソケット体
５０１  配線挿入部
５０２  プラグ体挿入部
５０３  電極部
５０４  嵌合凹部
６００  光信号
【図１７】
2007017808.tif 000003
【図１８】
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【図２２】
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【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】
2007017808.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2007017808.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
2007017808.tif 000025
【図２４】
2007017808.tif 000026
【図２５】
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