(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバの斜め端面のラフネスに起因する光損失を低減できる光学デバイスを提供する。【解決手段】光学デバイスは、第１端面１７ｉ、第２端面１７ｊ及び第３端面１７ｋを含む一端部、並びに他端部を有するホルダ部品１７と、第３端面１７ｋ上に設けられ反射面２３ａを有する反射部品２３と、反射部品２３の反射面２３ａと第３端面１７ｋとの間に設けられ光学樹脂を含む平坦化層２５とを含むホルダ２７と、光ファイバ１３と、を備える。第１端面１７ｉは、第１軸Ａｘ１に交差する第１基準面Ｒ１に沿ってホルダ２７の側面から光ファイバ１３のクラッド１３ｄまで延在し、第２端面１７ｊ及び反射部品２３の一側面は第２基準面Ｒ２に沿って延在し、第３端面１７ｋは第１軸Ａｘ１に対して傾斜する第３基準面Ｒ３に沿って延在し、光ファイバ１３のクラッド１３ｄは、第２端面１７ｊに位置し、光ファイバ１３の一端１３ａは第３端面１７ｋに位置する。【選択図】図２
2017142325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学デバイスであって、
一又は複数の光ファイバと、
第１端面、第２端面及び第３端面を含む一端部、該一端部の反対側に位置する他端部、並びに前記光ファイバを支持する支持部を有するホルダ部品と、前記ホルダ部品の前記第３端面上に設けられ反射面及び一側面を有する反射部品と、前記ホルダ部品の前記第３端面と前記反射部品の前記反射面との間に設けられ光学樹脂を備える平坦化層と、を含むホルダと、
を備え、
前記支持部は、前記一端部から前記他端部への第１軸の方向に前記一端部から延在しており、
前記一端部の前記第１端面は、前記第１軸に交差する第１基準面に沿って前記ホルダの側面から前記光ファイバのクラッドまで延在し、
前記一端部の前記第２端面及び前記反射部品の前記一側面は、前記一端部及び前記他端部の一方から他方への方向に向かう第２基準面に沿って延在し、
前記一端部の前記第３端面は、前記第１軸に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度で傾斜する第３基準面に沿って延在し、
前記光ファイバのクラッドは、前記第２端面に位置しており、前記光ファイバの一端は前記第３端面に位置する、光学デバイス。
【請求項２】
前記ホルダ部品は、前記一端部から前記他端部までに延在する貫通孔を有し、
前記反射部品の側縁は、前記第３端面における前記光ファイバの縁から離れており、前記第３端面上において前記貫通孔から離れている、請求項１に記載された光学デバイス。
【請求項３】
前記反射部品は、前記反射面を提供する金属膜、誘電体多層膜、並びに金属及び誘電体多層膜のいずれかを含む、請求項１又は請求項２に記載された光学デバイス。
【請求項４】
前記光ファイバは、前記一端部及び前記他端部に交差する平面に沿って配列されて、光ファイバ配列を構成し、
前記ホルダは、前記第２端面において前記光ファイバの前記クラッドの間に位置する第２１エリアを有しており、
前記光ファイバの前記一端部は、前記第２端面及び前記第３端面が構成する縁に配列されている、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された光学デバイス。
【請求項５】
前記光ファイバは、前記ホルダ内に延在する第１部分と、前記ホルダの前記他端部から延出する第２部分とを含む、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された光学デバイス。
【請求項６】
前記光ファイバは、前記ホルダの前記一端部から前記ホルダの前記他端部まで延在する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された光学デバイス。
【請求項７】
光処理デバイスであって、
光結合素子と、該光結合素子に接続された光処理素子とを含む半導体光デバイスと、
前記半導体光デバイス上に設けられており、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された光学デバイスと、
を備える、光処理デバイス。
【請求項８】
前記光学デバイスの前記第２端面と前記半導体光デバイスの前記光結合素子との間に設けられた樹脂体を更に備え、
前記樹脂体は、前記光処理デバイスが処理する光を透過可能である、請求項７に記載された光処理デバイス。
【請求項９】
光学デバイスを作製する方法であって、
一端及び他端を有する支持体と、前記支持体内において前記支持体によって支持されており前記一端から前記他端への第１方向に延在する光ファイバ部品とを含む第１本体部品を形成する工程と、
前記支持体の前記一端及び前記光ファイバ部品を加工して、加工面を前記第１本体部品に形成する工程と、
前記第１本体部品の前記支持体、前記第１本体部品の前記加工面上に設けられ反射面を有する反射部材、及び前記第１本体部品の前記加工面と前記反射部材の前記反射面との間に設けられた光学樹脂体を含む第２本体部品を形成する工程と、
前記第２本体部品を作製した後に、前記反射部材、前記光学樹脂体、前記支持体及び前記光ファイバ部品を加工して、加工された反射部材、加工された光学樹脂体、加工された支持体、及び加工された光ファイバ部品を含み第１面及び第２面を有する第３本体部品に形成する工程と、
を備え、
前記第３本体部品の前記第１面は、前記第１方向に交差する第１基準面に沿って延在し、前記第３本体部品の前記第２面は、前記第１基準面に交差する第２基準面に沿って前記第１方向に延在し、
前記第３本体部品の前記第１面は、前記加工された支持体の側面から前記加工された光ファイバ部品のクラッドに到達すると共に、前記加工された支持体の第１端面及び前記加工された光ファイバ部品の端面を含み、
前記第３本体部品の前記第２面は、前記加工された反射部材の一側面、加工された光学樹脂体の一側面、前記加工された支持体の第２端面、及び前記加工された光ファイバ部品のクラッド側面を含み、
加工面を前記第１本体部品に形成する前記工程では、前記加工面は、前記第１方向に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度で傾斜する第３基準面に沿って延在する、光学デバイスを作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイス、光処理デバイス、及び光学デバイスを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、光ファイバ端面を斜めに加工した光学装置の構造を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３０８８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、裸線の光ファイバの端を加工して光ファイバのコアの延在方向に対して傾斜した光ファイバ端面を形成すると共に、光ファイバ端から上記の方向に延在する平坦なクラッド側面を形成する。光ファイバの斜め端面及び平坦なクラッド側面の形成は、光ファイバを削ることを必要とする。また、加工された光ファイバを光素子に固定する工程は、加工済みの光ファイバを単独で取り扱うことを必要とする。
【０００５】
特に、光通信の高速化のための光信号の並列伝送は、複数の光ファイバを並列に配列すると共にこれらの光ファイバを並列に光素子に光学的に結合させることを必要とする。これは、複数の光ファイバを実質的に同じ形状に加工すると共にその加工された複数の光ファイバを実質的に同じく光結合させることを要求する。
【０００６】
発明者の知見によれば、単一の光ファイバの斜め端面は、加工に起因したラフネスを有しており、このラフネスは、光ファイバからの光の一部を乱反射させる。複数の光ファイバの斜め端面の傾斜角は、加工に依存したばらつきを有し、また斜め端面のラフネスもばらつく。
【０００７】
本発明の一側面は、光ファイバの斜め端面のラフネスに起因する光損失を低減できる光学デバイスを提供することを目的とし、また本発明の別の側面は、この光学デバイスを含む光処理デバイスを提供することを目的とし、さらに、本発明の更なる別の側面は、該光学デバイスを作製される方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る光学デバイスは、一又は複数の光ファイバと、第１端面、第２端面及び第３端面を含む一端部、該一端部の反対側に位置する他端部、並びに前記光ファイバを支持する支持部を有するホルダ部品と、前記ホルダ部品の前記第３端面上に設けられ反射面及び一側面を有する反射部品と、前記ホルダ部品の前記第３端面と前記反射部品の前記反射面との間に設けられ光学樹脂を備える平坦化層と、を含むホルダと、を備え、前記支持部は、前記一端部から前記他端部への第１軸の方向に前記一端部から延在しており、前記一端部の前記第１端面は、前記第１軸に交差する第１基準面に沿って前記ホルダの側面から前記光ファイバのクラッドまで延在し、前記一端部の前記第２端面及び前記反射部品の前記一側面は、前記一端部及び前記他端部の一方から他方への方向に向かう第２基準面に沿って延在し、前記一端部の前記第３端面は、前記第１軸に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度で傾斜する第３基準面に沿って延在し、前記光ファイバのクラッドは、前記第２端面に位置しており、前記光ファイバの一端は前記第３端面に位置する。
【０００９】
本発明の別の側面に係る光処理デバイスは、光結合素子と、該光結合素子に接続された光処理素子とを含む半導体光デバイスと、前記半導体光デバイス上に設けられており、一側面に係る光学デバイスと、を備える。
【００１０】
本発明の更なる別の側面に係る光学デバイスを作製する方法は、一端及び他端を有する支持体と、前記支持体内において前記支持体によって支持されており前記一端から前記他端への第１方向に延在する光ファイバ部品とを含む第１本体部品を形成する工程と、前記支持体の前記一端及び前記光ファイバ部品を加工して、加工面を前記第１本体部品に形成する工程と、前記第１本体部品の前記支持体、前記第１本体部品の前記加工面上に設けられ反射面を有する反射部材、及び前記第１本体部品の前記加工面と前記反射部材の前記反射面との間に設けられた光学樹脂体を含む第２本体部品を形成する工程と、前記第２本体部品を作製した後に、前記反射部材、前記光学樹脂体、前記支持体及び前記光ファイバ部品を加工して、加工された反射部材、加工された光学樹脂体、加工された支持体、及び加工された光ファイバ部品を含み第１面及び第２面を有する第３本体部品に形成する工程と、を備え、前記第３本体部品の前記第１面は、前記第１方向に交差する第１基準面に沿って延在し、前記第３本体部品の前記第２面は、前記第１基準面に交差する第２基準面に沿って前記第１方向に延在し、前記第３本体部品の前記第１面は、前記加工された支持体の側面から前記加工された光ファイバ部品のクラッドに到達すると共に、前記加工された支持体の第１端面及び前記加工された光ファイバ部品の端面を含み、前記第３本体部品の前記第２面は、前記加工された反射部材の一側面、加工された光学樹脂体の一側面、前記加工された支持体の第２端面、及び前記加工された光ファイバ部品のクラッド側面を含み、加工面を前記第１本体部品に形成する前記工程では、前記加工面は、前記第１方向に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度で傾斜する第３基準面に沿って延在する。
【００１１】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の一側面によれば、光ファイバの斜め端面のラフネスに起因する光損失を低減できる光学デバイスが提供される。また、本発明の別の側面によれば、この光学デバイスを含む光処理デバイスが提供される。さらに、本発明の更なる別の側面によれば、該光学デバイスを作製される方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る光学デバイスを概略的に示す図面である。
【図２】図２は、本実施形態に係る光学デバイスを概略的に示す図面である。
【図３】図３は、本実施形態に係る光学デバイスの典型的な構造を示す図面である。
【図４】図４は、本実施形態に係る光学デバイスに接続される、例えばＭＴコネクタＭＴＣＯＮを示す図面である。
【図５】図５は、本実施形態に係る光処理デバイスを概略的に示す図面である。
【図６】図６は、本実施形態に係る光学デバイス及びシリコンフォトニクス素子を概略的に示す平面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る光学デバイス及びシリコンフォトニクス素子の光結合を概略的に示す平面図である。
【図８】図８は、発明者によって行われた実験を概略的に示す図面である。
【図９】図９は、第３端面における光ファイバの一端部の端面におけるラフネスの影響を低減可能な光学デバイスを概略的に示す図面である。
【図１０】図１０は、ダイシング装置のダイシングソーを用いて切断される組立物を示す図面である。
【図１１】図１１は、中間生産物ＭＰ１の傾斜端面上に反射部材のための反射部品を配置する工程を示す図面である。
【図１２】図１２は、ダイシング装置のダイシングソーを用いて別の中間生産物ＭＰ２に切り込みを形成する工程を示す図面である。
【図１３】図１３は、ベースと、反射面を提供する反射膜とを含む反射部材を備える光デバイスを示す図面である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係るホルダ部品を示す図面である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係るホルダ部品の別の構造を示す図面である。
【図１６】図１６は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図１７】図１７は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図１８】図１８は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図１９】図１９は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図２０】図２０は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図２１】図２１は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図２２】図２２は、本実施形態に係る光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
引き続き、いくつかの具体例を説明する。
【００１５】
一形態に係る光学デバイスは、（ａ）一又は複数の光ファイバと、（ｂ）第１端面、第２端面及び第３端面を含む一端部、該一端部の反対側に位置する他端部、並びに前記光ファイバを支持する支持部を有するホルダ部品と、前記ホルダ部品の前記第３端面上に設けられ反射面及び一側面を有する反射部品と、前記ホルダ部品の前記第３端面と前記反射部品の前記反射面との間に設けられ光学樹脂を備える平坦化層と、を含むホルダと、を備え、前記支持部は、前記一端部から前記他端部への第１軸の方向に前記一端部から延在しており、前記一端部の前記第１端面は、前記第１軸に交差する第１基準面に沿って前記ホルダの側面から前記光ファイバのクラッドまで延在し、前記一端部の前記第２端面及び前記反射部品の前記一側面は、前記一端部及び前記他端部の一方から他方への方向に向かう第２基準面に沿って延在し、前記一端部の前記第３端面は、前記第１軸に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度で傾斜する第３基準面に沿って延在し、前記光ファイバのクラッドは、前記第２端面に位置しており、前記光ファイバの一端は前記第３端面に位置する。
【００１６】
この光学デバイスによれば、平坦化層が反射部品の反射面と第３端面との間に設けられる。この平坦化層は、光ファイバの屈折率に実質的に整合する屈折率の光学樹脂を備え、この光学樹脂は、第３端面のラフネスが平坦化層と反射面との界面を通過する光に及ぼす影響を低減できる。
【００１７】
一形態に係る光学デバイスでは、前記ホルダ部品は、前記一端部から前記他端部までに延在する貫通孔を有し、前記反射部品の側縁は、前記第３端面における前記光ファイバの縁から離れており、前記第３端面上において前記貫通孔から離れている。
【００１８】
この光学デバイスによれば、反射部品は、第３端面における光ファイバの端面上に設けられると共に光ファイバの縁から離れているので、光ファイバの端面からの光を確実に反射できる。また、反射部品は、第３端面上において貫通孔から離れているので、貫通孔の使用を妨げない。反射部品は、ホルダ部品の貫通孔に連通する開口を有していないので、反射部品の反射性能及び平坦化層の均一性は、開口の形成に起因する影響を受けない。
【００１９】
一形態に係る光学デバイスでは、前記反射部品は、前記反射面を提供する金属膜、誘電体多層膜、並びに金属及び誘電体多層膜のいずれかを含む。
【００２０】
この光学デバイスによれば、反射部品は、所望の反射膜を反射部品のベース上に備えることができる。
【００２１】
一形態に係る光学デバイスでは、前記光ファイバは、前記一端部及び前記他端部に交差する平面に沿って配列されて、光ファイバ配列を構成し、前記ホルダは、前記第２端面において前記光ファイバの前記クラッドの間に位置する第２１エリアを有しており、前記光ファイバの一端は、前記第２端面及び前記第３端面が構成する縁に配列されている。
【００２２】
この光学デバイスによれば、加工に起因するラフネスのばらつきを有する第３端面における反射を利用することなく、制御された反射面を配列された光ファイバに提供できる。
【００２３】
一形態に係る光学デバイスでは、前記光ファイバは、前記ホルダ内に延在する第１部分と、前記ホルダの前記他端部から延出する第２部分とを含む。
【００２４】
この光学デバイスによれば、ピグテール型の光接続装置を提供できる。
【００２５】
一形態に係る光学デバイスでは、前記光ファイバは、前記ホルダの前記一端部から前記ホルダの前記他端部まで延在する。
【００２６】
この光学デバイスによれば、スタブ型の光接続装置を提供できる。
【００２７】
一形態に係る光処理デバイスは、（ａ）光結合素子と、（ｂ）該光結合素子に接続された光処理素子とを含む半導体光デバイスと、（ｃ）前記半導体光デバイス上に設けられており、本実施形態に係る光学デバイスと、を備える。
【００２８】
光処理デバイスによれば、光学デバイスの光ファイバは、ホルダの反射部品を介して半導体光デバイスの光結合素子に光学的に結合される。
【００２９】
一形態に係る光処理デバイスは、前記光学デバイスの前記第２端面と前記半導体光デバイスの前記光結合素子との間に設けられた樹脂体を更に備え、前記樹脂体は、前記光処理デバイスが処理する光を透過可能である。
【００３０】
光処理デバイスによれば、光学デバイスは、樹脂体を介して半導体光デバイスの光結合素子に光学的に結合される。
【００３１】
一形態に係る光学デバイスを作製する方法は、（ａ）一端及び他端を有する支持体と、前記支持体内において前記支持体によって支持されており前記一端から前記他端への第１方向に延在する光ファイバ部品とを含む第１本体部品を形成する工程と、（ｂ）前記支持体の前記一端及び前記光ファイバ部品を加工して、加工面を前記第１本体部品に形成する工程と、（ｃ）前記第１本体部品の前記支持体、前記第１本体部品の前記加工面上に設けられ反射面を有する反射部材、及び前記第１本体部品の前記加工面と前記反射部材の前記反射面との間に設けられた光学樹脂体を含む第２本体部品を形成する工程と、（ｄ）前記第２本体部品を作製した後に、前記反射部材、前記光学樹脂体、前記支持体及び前記光ファイバ部品を加工して、加工された反射部材、加工された光学樹脂体、加工された支持体、及び加工された光ファイバ部品を含み第１面及び第２面を有する第３本体部品に形成する工程と、を備え、前記第３本体部品の前記第１面は、前記第１方向に交差する第１基準面に沿って延在し、前記第３本体部品の前記第２面は、前記第１基準面に交差する第２基準面に沿って前記第１方向に延在し、前記第３本体部品の前記第１面は、前記加工された支持体の側面から前記加工された光ファイバ部品のクラッドに到達すると共に、前記加工された支持体の第１端面及び前記加工された光ファイバ部品の端面を含み、前記第３本体部品の前記第２面は、前記加工された反射部材の一側面、加工された光学樹脂体の一側面、前記加工された支持体の第２端面、及び前記加工された光ファイバ部品のクラッド側面を含み、加工面を前記第１本体部品に形成する前記工程では、前記加工面は、前記第１方向に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度で傾斜する第３基準面に沿って延在する。
【００３２】
光学デバイスを作製する方法によれば、支持体及び光ファイバ部品を含む第１本体部品を加工して、第３基準面に沿って延在する加工面を第１本体部品に形成する。第１本体部品の加工面上に光学樹脂体及び反射部材を設けて、第２本体部品を形成する。第２本体部品の形成においては、加工面の一部又は全部上に光学樹脂体及び反射部材の積層を形成する。第２本体部品の加工により、第１方向に交差する第１基準面に沿って延在する第１面、及び第２基準面に沿って第１方向に延在する第２面を形成する。このように作製された第３本体部品では、光学デバイスを伝搬する光は、加工面と光学樹脂体との界面ではなく、加工された反射部材の反射面において反射する。反射光は、第２面を通して光学デバイスから出射される。
【００３３】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、光学デバイス、光処理デバイス、光学デバイスを作製する方法に係る実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３４】
図１及び図２は、本実施形態に係る光学デバイスを概略的に示す図面である。図１の（ａ）部及び図１の（ｂ）部は、光学デバイス１１の外観を示すために斜視図として描かれている。図２の（ｂ）部、図２の（ｃ）部及び図２の（ｄ）部は、光学デバイス１１の構造を示すために、いくつかの方向から平面図として描かれている。図２の（ａ）部は、図２の（ｂ）部、図２の（ｃ）部及び図２の（ｄ）部のＩａ−Ｉａ線にそって取られた断面を示す。図２の（ａ）部には、３つの矢印（ｂ、ｃ、ｄ）が示されており、これらの矢印（ｂ、ｃ、ｄ）は、それぞれ、図２の（ｂ）部、図２の（ｃ）部及び図２の（ｄ）部のための視線を示す。図２の（ｂ）部においては、反射部品２３が置かれるべき位置を破線で示している。
【００３５】
光学デバイス１１は、一又は複数の光ファイバ１３、ホルダ部品１７、反射部品２３、及び平坦化層２５を備える。ホルダ部品１７、反射部品２３、及び平坦化層２５は、ホルダ２７を構成する。ホルダ２７は、光ファイバ１３を保持する。光ファイバ１３の各々は、一端１３ａ及び他端１３ｂを備える。また、光ファイバ１３の各々は、コア１３ｃ及びクラッド１３ｄを備える。反射部品２３は、反射面２３ａ、一側面２３ｂ及び一側面２３ｃ（他側面２３ｄ）を有する。反射部品２３の反射面２３ａは、光ファイバ１３に関連する光を反射する。平坦化層２５は光学樹脂体を備え、光学樹脂体は、一部１３ａのファイバ端面のラフネスの形状に合う接触面を有する。これ故に、平坦化層２５は、一端１３ａのファイバ端面に接触を成して、このファイバ端面のラフネスに起因する光反射及び／又は光散乱を低減する。平坦化層２５は、ホルダ２７に保持された光ファイバ１３の一端１３ａと反射部品２３の反射面２３ａとの間に設けられて、一端１３ａの一端面のラフネスに起因する光散乱を低減する。一方、反射部品２３の反射面２３ａは、光ファイバ１３の一端１３ａからの光を平坦化層２５を介して受けて、この光を反射する。或いは、光ファイバ１３は、反射部品２３の反射面２３ａによって反射された光を平坦化層２５を介して一端１３ａにおいて受ける。光学樹脂体の材料は、例えばエポキシ樹脂であることができる。平坦化層２５の屈折率は、光ファイバ１３のコア部分の屈折率を基準にして比率（平坦化層２５の屈折率／光ファイバ１３のコア部分の屈折率）０．９１〜１．１２の範囲にあることが好ましい。平坦化層２５の厚さは、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下にあることができる。厚さ０．１μｍ以上の平坦化層２５は、ファイバ端面に発生するラフネスをカバーするのに必要な厚みであり、厚さ１０μｍ以下の平坦化層２５は、光ファイバ１３の一端１３ａから出た光が自由媒質である平坦化層２５中を伝搬する間の、光の回折によるビーム広がりの影響が概ね無視できる範囲にとどめることができるものである。
【００３６】
平坦化層２５の樹脂体は、一端１３ａのファイバ端面のラフネスを充分に埋め込んで、平坦化層２５の樹脂体と一端１３ａのファイバ端面との界面における光学的なラフネスを低減する。この界面おける光反射及び／光散乱は、一端１３ａのファイバ端面が構造的なラフネスを不可避的に有するけれども、平坦化層２５によって低くなる。
【００３７】
反射部品２３は、ベース２４に、研磨によって形成された反射面２３ａを含むことができる。或いは、反射部品２３は、ベース２２ａと、反射面２３ａを提供する反射膜２２ｂとを含むことができる。
【００３８】
図１及び図２を参照すると、ホルダ部品１７は、光ファイバ１３を支持するための支持部１７ｃを有する。ホルダ部品１７は、更に、一端部１７ｇ及び他端部１７ｈを含み、一端部１７ｇは他端部１７ｈの反対側にある。また、ホルダ部品１７の支持部１７ｃは、一端部１７ｇから他端部１７ｈへの第１軸Ａｘ１の方向に一端部１７ｇから延在する。一端部１７ｇは、第１端面１７ｉ、第２端面１７ｊ、及び第３端面１７ｋを有する。本実施例では、第１端面１７ｉ、第２端面１７ｊ及び第３端面１７ｋは、一端部１７ｇの一端面を構成すると共に、他端部１７ｈは、第４端面１７ｔを有する。第４端面１７ｔは、他端部１７ｈの他端面を構成する。平坦化層２５は、ホルダ部品１７の第３端面１７ｋ上に設けられる。また、ホルダ部品１７及びホルダ２７は、第１側面１７ｍ、第２側面１７ｎ、第３側面１７ｐ、及び第４側面１７ｑを有する。
【００３９】
第１端面１７ｉは、第１軸Ａｘ１に交差（例えば直角の交差）を成す第１基準面Ｒ１に沿ってホルダ部品１７の外面（例えば第１側面１７ｍ）から光ファイバ１３のクラッド１３ｄまで延在し、第１端面１７ｉの端は、コア１３ｃから離れている。第２端面１７ｊは、一端部１７ｇから他端部１７ｈへの方向に向く第２基準面Ｒ２に沿って延在し、反射部品２３の一側面２３ｂ及び平坦化層２５の一側面２５ｂも第２基準面Ｒ２に沿って延在する。第３端面１７ｋは、第１軸Ａｘ１に対してゼロ度より大きく９０度より小さい角度ＴＨで傾斜する第３基準面Ｒ３に沿って延在する。光ファイバ１３のクラッド１３ｄは、第２端面１７ｊに位置している。ホルダ部品１７の第２端面１７ｊは、ホルダ部品１７の材料からなる複数の第２１エリア１７ｒを含む。光ファイバ１３の一端１３ａは第３端面１７ｋに位置している。ホルダ部品１７の第３端面１７ｋは、ホルダ部品１７の材料からなり光ファイバ１３の一端１３ａを囲む第３１エリア１７ｓを含む。
【００４０】
図１及び図２に示されるように、この光学デバイス１１では、光ファイバ１３は一端部１７ｇから他端部１７ｈへの方向に第２基準面Ｒ２に沿って延在する。各光ファイバ１３のクラッド面１３ｅは、ホルダ部品１７の第２端面１７ｊに位置すると共に第２基準面Ｒ２に沿って延在する。各光ファイバ１３の一端１３ａのファイバ端面は、ホルダ部品１７の第３端面１７ｋに位置すると共に第３基準面Ｒ３に沿って延在する。ホルダ部品１７の第２端面１７ｊがホルダ部品１７の材料からなる複数の第２１エリア１７ｒを有しており、光ファイバ１３のクラッド面１３ｅは第２１エリア１７ｒの間において第２基準面Ｒ２に沿って延在する。ホルダ部品１７の第３端面１７ｋは、ホルダ部品１７の材料からなる第３１エリア１７ｓを有しており、光ファイバ１３の一端１３ａは第３１エリア１７ｓの間において第３基準面Ｒ３に沿って延在する。この構造においては、個々の光ファイバ１３はホルダ部品１７に位置決めされると共に、光ファイバ１３の一端１３ａのファイバ端面及び第３１エリア１７ｓは、第３基準面Ｒ３に沿って延在する。また、光ファイバ１３のクラッド面１３ｅ及び第２１エリア１３ｒは共に第２基準面Ｒ２に沿って延在する。各光ファイバ１３の一端１３ａのファイバ端面は、ホルダ部品１７の第３端面１７ｋに位置し、平坦化層２５との間の界面を構成する。この界面を通過した光は、反射部品２３の反射面２３ａによって反射されて、その進行方法を変える。反射光は、平坦化層２５を介してホルダ２７から出射される。或いは、ホルダ２７に入射する光は、反射部品２３の反射面２３ａによって反射されて、その進行方法を変える。反射光は、上記の界面を通過して光ファイバ１３に入射する。図１及び図２に示される光学デバイス１１では、光ファイバ１３は、第２基準面Ｒ２に沿って配列されている。ホルダ部品１７の第２端面１７ｊにおける第２１エリア１７ｒは、光ファイバ１３のクラッド１３ｄの間に位置している。光ファイバ１３の一端１３ａは第２端面１７ｊと第３端面１７ｋとが出会う接続部１７ｕに配列されている。第２１エリア１７ｒ及び第３１エリア１７ｓは、光ファイバ１３間において延在して、ホルダ部品１７が光ファイバ１３のクラッドの外周をしっかり保持する。この保持によって、一端面の形成に際して個々の光ファイバ１３の向きが変化することを防止できる。ホルダ部品１７の第２１エリア１７ｒ及び第３１エリア１７ｓの形成は、クラッド面１３ｅが、光ファイバ１３の配列全体にわたって同じ方向を向くことを可能にしている。光ファイバ１３が単一の平面に沿って配列されている。また、光ファイバ１３の一端１３ａの端面が単一の平面に沿って配列されている。平坦化層２５は、一端１３ａのファイバ端面を覆うように、ホルダ部品１７の第３端面１７ｋと反射部品２３の反射面２３ａとの間に設けられる。
【００４１】
この光学デバイスによれば、平坦化層２５が反射部材（例えば反射板）の反射面２３ａと第３端面１７ｋとの間に設けられる。この平坦化層２５は、光ファイバ１３の屈折率に実質的に整合する屈折率の光学樹脂を備え、この光学樹脂は、第３端面１７ｋのラフネスが、平坦化層２５と第３端面１７ｋとの界面を通過する光に及ぼす影響を低減できる。例えば、この界面を通過した光は、反射部品２３の反射面２３ａによって反射されて、その進行方法を変える。反射光は、平坦化層２５を介してホルダ２７から出射される。或いは、ホルダ２７に入射する光は、反射部品２３の反射面２３ａによって反射されて、その進行方法を変える。反射光は、上記の界面を通過して光ファイバ１３に入射する。
【００４２】
この光学デバイス１１によれば、光ファイバ１３の配列は一端部１７ｇから他端部１７ｈへの方向に第２基準面Ｒ２に沿って延在する。図２の（ａ）部、図２の（ｂ）部、図２の（ｃ）部及び図２の（ｄ）部には、直交座標系Ｓが示されており、光ファイバ１３は、本実施例では、直交座標系ＳのＹ軸及びＺ軸によって規定される平面に平行に配置されている。ホルダ部品１７の第２端面１７ｊの第２１エリア１７ｒは、一の光ファイバ１３のクラッド面１３ｅと、当該光ファイバ１３の隣りの光ファイバ１３のクラッド面１３ｅとの間に位置し、ホルダ部品１７の第３端面１７ｋの第３１エリア１７ｓは、一の光ファイバ１３の一端１３ａの傾斜したファイバ端面とこの隣りの光ファイバ１３の一端１３ａの傾斜したファイバ端面との間に位置する。複数の光ファイバ１３のクラッド面１３ｅ及び第２１エリア１７ｒは第２基準面Ｒ２に沿って配列される。複数の光ファイバ１３の一端１３ａのファイバ端面及び第３１エリア１７ｓは第３基準面Ｒ３に沿って配列される。
【００４３】
複数の光ファイバ１３を伝搬する光ビームは、第３基準面Ｒ３に位置するそれぞれの光ファイバ１３のファイバ端面と平坦化層２５との界面を通過すると共に、これらの通過光ビームは、反射部品２３による反射によって伝搬方向を変える。これらの反射光ビームは、光ファイバ１３のクラッド面１３ｅ、もしくは平坦化層２５、またはその両方を通過して光学デバイス１１から出射される。或いは、光ファイバ１３のクラッド面１３ｅもしくは平坦化層２５、またはその両方を介して光学デバイス１１に入射する複数の光ビームは、反射部品２３による反射によって伝搬方向を変えると共に、これらの反射光ビームは、光学デバイス１１における複数の光ファイバ１３のファイバ端面と平坦化層２５との界面を通過して、光ファイバ１３に入射する。この光学デバイス１１は、個々の光ファイバ１３の一端１３ａの端面のラフネスに起因する光学ロスを低減できると共に光ファイバ１３の一端１３ａを光素子に光学的に結合させることができる。
【００４４】
ホルダ部品１７は、ガイド部１７ｄを備えることができる。このガイド部１７ｄは、一端部１７ｇから他端部１７ｈに第１軸Ａｘ１の方向に延在する。この光学デバイス１１によれば、ガイド部１７ｄは、光学デバイス１１の光ファイバ１３のための支持部１７ｃに対して位置決めされている。これ故に、光学デバイス１１のガイド部１７ｄは、光学デバイス１１を光素子に対して位置決めするために役立つ。
【００４５】
本実施例では、ガイド部１７ｄは、一端部１７ｇから他端部１７ｈに第１軸Ａｘ１の方向に延在する貫通孔であることができる。反射部品２３の一側面２３ｃ及び他側面２３ｄは、第３端面１７ｋにおける光ファイバ１３の一端１３ａの縁から離れており、第３端面１７ｋ上においてガイド部１７ｄの貫通孔から離れている。この光学デバイス１１によれば、反射部品２３は、第３端面１７ｋにおける光ファイバ１３のファイバ端面上に設けられると共に光ファイバ１３の一端１３ａの縁から離れているので、光ファイバ１３のファイバ端面からの光を確実に反射できる。また、反射部品２３は、第３端面１７ｋ上において貫通孔から離れているので、貫通孔の使用を妨げない。
【００４６】
第３端面１７ｋにおけるガイド部１７ｄのための貫通孔の縁と反射部品２３の一側面２３ｃ（他側面２３ｄ）との距離は、平坦化層２５の均一性を保つために１００μｍ以上であることができる。
【００４７】
一実施例では、光ファイバ１３は石英製シングルモードファイバであることができる。ホルダ部品１７の材料は、例えば石英フィラーを含有したポリフェニレンサルファイド（耐熱温度：１５０度）、又はガラス材等であることができる。光ファイバ１３のピッチは、例えば２５０μｍであり、ガイドピンのためのガイド部１７ｄは例えば７００μｍ径である。クラッド面１３ｅを支持する第２１エリア１７ｒの長さＬは、第２端面１７ｊにおいて接続部１７ｕから接続部１７ｖへの方向に例えば１．５ｍｍであり、適切な光結合のために１ｍｍ以上であることが好ましい。適切な光ファイバ保持のために第３１エリア１７ｓの幅は、３ｍｍ以上であることができる。また、ホルダ部品１７の幅Ｗは、例えば６．４ｍｍであることができ、ホルダ部品１７の厚さＴＨＭは、例えば２．４ｍｍであることができる。
【００４８】
図３は、本実施形態に係る光学デバイスの典型的な構造を示す図面である。図３の（ａ）部を参照すると、光学デバイス１１の一構造が示されている。この構造の光学デバイス１１では、光ファイバ１３は、ホルダ部品１７内に延在する第１部分１４ａと、ホルダ部品１７の他端面から延出する第２部分１４ｂとを含むことができる。本実施例では、第２部分１４ｂは、光ファイバ１３の他端１３ｂを備えており、他端１３ｂには光コネクタＣＯＮが設けられている。この構造によれば、ピグテール型が実現される。
【００４９】
また、図３の（ｂ）部を参照すると、光学デバイス１１の別の構造が示されている。この構造の光学デバイス１１では、光ファイバ１３は、ホルダ部品１７の一端部１７ｇ（具体的には第３端面１７ｋ）からホルダ部品１７の第４端面１７ｔまで延在する。この構造によれば、光学デバイス１１にスタブ型を提供できる。本実施例では、図４に示されるように、第４端面１７ｔは、例えばＭＴコネクタＭＴＣＯＮに接続されることができる。ＭＴコネクタＭＴＣＯＮの接続端面として用いられる一端面には、複数の光ファイバ端が配列されており、図４の（ａ）部に示されるように、光学デバイス１１、ＭＴコネクタＭＴＣＯＮ及びガイドピンＧＰＩＮを準備する。ＭＴコネクタＭＴＣＯＮの他端面からは、複数の光ファイバを束ねるファイバリボンＰＩＧＴが延出する。図４の（ｂ）部に示されるように、ガイドピンＧＰＩＮによる位置合わせによって、光学デバイス１１の第４端面１７ｔのファイバ端は、ＭＴコネクタＭＴＣＯＮの接続端面のファイバ端に光学的に位置合わせされる。
【００５０】
図５は、本実施形態に係る光処理デバイスを概略的に示す図面である。図５の（ａ）部及び（ｂ）部を参照すると、光処理デバイス１０１は、光学デバイス１１及び半導体光デバイス１０３を備える。半導体光デバイス１０３は、光結合素子１０３ａと、該光結合素子１０３ａに接続された光処理素子１０３ｂとを含む。光結合素子１０３ａは、半導体光デバイス１０３の主面１０３ｃに設けられている。光学デバイス１１は、半導体光デバイス１０３上に配置されている。光学デバイス１１の光ファイバ１３は、ホルダ部品１７の第２端面１７ｊのクラッド面１３ｅ、もしくは平坦化層２５、またはその両方を介して半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａに光学的に結合されている。この光処理デバイス１０１によれば、光学デバイス１１と半導体光デバイス１０３との間に良好な光学的結合を提供できる。光結合素子１０３ａは、例えばグレーティングカプラＧＣを備えることができる。
【００５１】
このように、光学デバイス１１の光ファイバ１３は、ホルダ部品１７の第２端面１７ｊを介して半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａに光学的に結合されている。この光学的な結合を示すために、図５の（ａ）部及び（ｂ）部には、矢印ＡＲＷ１と共に第２軸Ａｘ２（矢印ＡＲＷ１の方向に延在する軸）が示されている。光学デバイス１１の光ファイバ１３を伝搬してきた光ビームは、光ファイバ１３の一端１３ａと平坦化層２５との界面を通過すると共に反射部品２３によって反射されて、クラッド面１３ｅ、もしくは平坦化層２５、またはその両方を介して半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａに入射する。また、半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａによって放出された光ビームは、反射部品２３の反射面２３ａに入射して該反射面２３ａによって反射されると共に、光学デバイス１１の光ファイバ１３の一端１３ａと平坦化層２５との界面を介して光ファイバ１３を入射する。クラッド面１３ｅを横切る伝搬方向（第２軸Ａｘ２）は、主面１０３ｃの法線軸ＮＶに対して第１角度ＢＥＴＡを成しており、この角度は、半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａと光学デバイス１１の一端１３ａとの結合角になる。光処理デバイス１０１によれば、図５の（ａ）部に示されるように、光学デバイス１１の厚さと、該光学デバイス１１に接続された半導体光デバイス１０３との厚さ、つまり光処理デバイス１０１の厚さＴ１を薄くできる。
【００５２】
光学デバイス１１の光ファイバ１３の一端１３ａと半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａとの光結合を可能にするために、第３端面１７ｋのための第３基準面Ｒ３と第２端面１７ｊのための第２基準面Ｒ２との成す第２角度ＡＬＰＨＡは、当該光学デバイス１１が結合されるべき光素子の光結合素子１０３ａの結合角に関連づけられる。この光学デバイス１１によれば、光素子からの光の受光及び／又は光素子への光の出射が容易になる。
【００５３】
図５の（ｂ）部に示されるように、光処理デバイス１０１は、必要な場合には樹脂体１０５を更に備えることができる。樹脂体１０５は、光学デバイス１１の第２端面１７ｊと半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａとの間に設けられ、また樹脂体１０５の屈折率は、光ファイバ１３の屈折率に実質的に等しいことが好ましい。樹脂体１０５は、例えばエポキシ樹脂といった光学樹脂である。光ファイバ１３を伝搬する光は、樹脂体１０５を透過でき、光処理デバイス１０１で処理される光は、樹脂体１０５を透過できる。
【００５４】
光学デバイス１１の光ファイバ１３を伝搬する光ビームは、一端１３ａから出射して、光閉じ込め構造を持たない平坦化層２５内を反射面２３ａに向けて伝搬する。反射面２３ａにおける光ビームの広がりは、平坦化層２５の厚さに依存する。これらの光ビームは反射面２３ａによって反射されて、これらの反射光は、平坦化層２５もしくは光ファイバ１３の一端１３ａ、またはその両方を半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａに向けて伝搬する。或いは、半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａから出射された光ビームは、光閉じ込め構造を持たない平坦化層２５もしくは光ファイバ１３の一端１３ａ、またはその両方を反射面２３ａに向けて伝搬する。これらの光ビームは反射面２３ａによって反射されて、これらの反射光ビームは、平坦化層２５を光ファイバ１３の一端１３ａに向けて伝搬する。いずれの伝搬においても、経路の向き変更に係る反射は、反射面２３ａによって生じる。半導体光デバイス１０３の光結合素子１０３ａからの光の広がりは、光ファイバ１３の一端１３ａの端面と平坦化層２５との界面において、光ファイバ１３の一端１３ａからの光の広がりに比べて大きい。平坦化層２５の厚さは、第３端面１７ｋ、具体的には光ファイバ１３の一端１３ａ及びその近傍において、実質的に一定であり、また平坦化層２５は、平坦化層２５と第３端面１７ｋとの界面の全体において実質的に一定な厚さを有するように作成可能である。平坦化層を構成する樹脂は硬化前の粘性は１０００ｃｐ以下の低粘性の物を使用し、第３端面１７ｋに反射部品２３を押圧、硬化することにより、厚さ一定の平坦化層を形成できる。押圧はほぼ均一に行われることが好ましい。
【００５５】
図６は、本実施形態に係る光学デバイス及びシリコンフォトニクス素子を概略的に示す平面図である。図７は、本実施形態に係る光学デバイスとシリコンフォトニクス素子との光結合を概略的に示す平面図である。図６に示されるように、光学デバイス１１における光ファイバ１３の配列のピッチは、半導体光デバイス１０３として参照されるシリコンフォトニクス素子のグレーティングカプラＧＣのピッチＰＴに合っている。図７に示されるように、光学デバイス１１は、半導体光デバイス１０３の主面１０３ｃ上において光学的に位置決めされて、光学デバイス１１の光ファイバ１３の配列は、シリコンフォトニクス素子のグレーティングカプラＧＣの配列に光学的に結合される。
【００５６】
図６及び図７を参照すると、シリコンフォトニクス素子の一辺には、素子と外部光の入力及び／又は光出力のためのグレーティングカプラＧＣが配列されている。これらのグレーティングカプラＧＣの配列のうちの４つは、マッハツェエンダー変調器といった光変調器１０３ｄに光導波路を介して接続されて、変調光の出力のために使用される。グレーティングカプラＧＣのうちの１つは、光導波路を介して光変調器１０３ｄに接続されて、変調光前の入力光を受けるために使用される。グレーティングカプラＧＣの配列のうちの４つは、受光素子１０３ｅに光導波路を介して接続されており、信号光の入力のために使用される。
【００５７】
光送信器では、入力光は、４つの光導波路に分岐されて、４つのマッハツェエンダー変調器（ＭＯＤ）に提供される。これらのマッハツェエンダー変調器（ＭＯＤ）には、変調駆動回路１０３ｆから変調用の電気信号が導電線を介して供給される。これらの電気信号に応じて、それぞれのマッハツェエンダー変調器（ＭＯＤ）は、入力光の変調（振幅変調、位相変調等）を行う。マッハツェエンダー変調器（ＭＯＤ）は、それぞれのグレーティングカプラＧＣに光導波路を介して接続されて、個々のグレーティングカプラＧＣから変調光が出力される。
【００５８】
光受信器では、複数の信号光は、グレーティングカプラＧＣで受光されて、受光された光は、それぞれのｐｉｎ型フォトダイオード（ＰＤ）に光導波路を介して入力される。個々のｐｉｎ型フォトダイオードは、受けた光信号に応じた光電流といった電気信号を生成する。これらの電気信号は、トランスインピーダンスアンプといった信号処理回路１０３ｇに提供されて、増幅といった所望の処理が行われる。
【００５９】
半導体光デバイス１０３は、シリコンフォトニクス素子に限定されることなく、例えば面発光レーザ、斜め反射ミラー付の分布帰還（ＤＦＢ）型半導体レーザ、面型受光素子といった半導体光素子であることができる。面発光レーザ、斜め反射ミラー付のＤＦＢ半導体レーザ、及び面型受光素子では、個々の光素子からの入射方向及び／又は出射方向は、例えば当該光素子の表面に対して垂直方向である。一方、グレーティングカプラＧＣを持つ表面入出力型のＳｉフォトニクス素子の入射方向及び／又は出射方向は、当該光素子の表面に対して垂直方向から５度〜１５度程度の角度で傾いている。斜め反射面で反射された光のビーム形状は、光ファイバ１３のクラッドの伝搬中に発散していく。発明者の知見によれば、図５の（ａ）部に示されるように、間隔ＤＴがゼロより大きく２５μｍ以下であるとき、高効率の光結合（−１ｄＢ以下）が実現される。
【００６０】
光学デバイス１１の光ファイバ１３が石英シングルモードファイバであると共に半導体光デバイス１０３はシリコンフォトニクス素子のグレーティングカプラＧＣである実施例では、第２端面１７ｊにおける光ファイバ１３のクラッド面１３ｅと光ファイバ１３のコア１３ｃ外周との間隔（図６に示された「ＤＴ」）が２５μｍ以下であることが好ましく、または、主面１０３ｃの法線軸ＮＶと第２軸Ａｘ２との成す第１角度ＢＥＴＡは、５度〜１５度の範囲であることが好ましい。このような光学的な配置により、光学デバイス１１と半導体光デバイス１０３との間に、高効率な光結合を提供できる。この角度範囲内の角度を光結合に提供するためには、第２端面１７ｊと第３端面１７ｋとの成す第２角度ＡＬＰＨＡは、４２．５度〜３７．５度の範囲にある。
【００６１】
図８は、発明者によって行われた実験を示す概略的に示す図面である。これらの実験では、グレーティングカプラを有するシリコンフォトニクス素子の光導波路に光ファイバを光結合させる。図８の（ａ）部は、光ファイバを伝搬した光を光コネクタの斜め研磨面によって反射させてシリコンフォトニクス素子の主面の法線に対して約８度オフの方向に光の進路を変える）シリコンフォトニクス素子に光結合する反射結合光学系Ｃ１を示し、図８の（ｂ）部は、約８度オフの角度に研磨した光ファイバ端面をシリコンフォトニクス素子に直接に（反射無しに）光結合する直接結合光学系Ｃ２を示す。多数の反射結合光学系Ｃ１及び多数の直接結合光学系Ｃ２を準備すると共に、これらの光学系の光学結合損を測定する。反射結合光学系Ｃ１のデバイスは、直接結合光学系Ｃ２の光学結合損に比べて大きな光学結合損を示す。また、反射結合光学系Ｃ１のデバイスの光学結合損は、光コネクタのロットや光コネクタのホルダ中のチャネル位置に依存して、直接結合光学系Ｃ２に比べて大きなばらつきを示す。
【００６２】
発明者は、図８の（ｃ）部に示されるような更なる実験を行う。この実験では、反射結合光学系Ｃ１における斜め端面によって反射された光の近視野像（ＮＦＰ：Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ）を観察する。この観察によれば、結合損失の大きい反射結合光学系Ｃ１の近視野像は、本来の反射成分に加えて、散乱された光の成分を含むことがわかった。散乱成分の増加は、斜め端面の製作の際に作り込まれた斜めファイバ端面の光学的平坦性に不十分さに起因し、また斜め端面による光散乱成分が光学損の原因となる。このような光散乱を抑制することが求められる。
【００６３】
図９は、第３端面１７ｋにおける光ファイバ１３の一端１３ａの端面におけるラフネスの影響を低減可能な光学デバイスを概略的に示す図面である。図５に示される第１角度ＢＥＴＡの実現と共に第２角度ＡＬＰＨＡの形成を容易にするために、第１軸Ａｘ１（ホルダ部品１７内の光ファイバ１３が延在する導波軸）が第２基準面Ｒ２（第２端面１７ｊが延在する平面）に対して、ゼロより大きい第３角度ＧＡＭＭＡを成すことが好ましい。この構造によれば、図１に示される光学デバイス１１において所望の第１角度ＢＥＴＡを実現することに比べて、同じ角度の第１角度ＢＥＴＡを実現するための第２角度ＡＬＰＨＡの値を大きくできる。第２角度ＡＬＰＨＡは、第２基準面Ｒ２と第３基準面Ｒ３との成す角度として規定されている。平坦化層２５の厚さが第３端面１７ｋ上において実質的に一定であるので、第２角度ＡＬＰＨＡは、反射面２３ａと第２基準面Ｒ２との成す角度として利用されることができる。一例を示せば、第１角度ＢＥＴＡが８度であるとき、図１の構造において第２角度ＡＬＰＨＡは４１度である。一方、第３角度ＧＡＭＭＡを１０度に取った場合には、８度の第１角度ＢＥＴＡを形成するために、第２角度ＡＬＰＨＡは４６度になる。また、この構造によれば、接続部１７ｖが、光ファイバ１３内ではなく、ホルダ部品１７内に位置するように加工できる。この構造によって、接続部１７ｖに起因する応力が光ファイバ１３に加わることを低減できる。
【００６４】
また、図９に示される構造は、傾斜端面の作製において利点を発揮する。光ファイバ１３のための光ファイバ部品及びホルダ部品１７のための部品を組み立てて組立物を作製する。この組立物において、光ファイバ部品は第１軸Ａｘ１の方向に延在している。組立物は、図１０に示されるように、ダイシング装置６のダイシングソー５０を用いてＤ１方向に切断される。この切断は、第１軸Ａｘ１に直交する直交面に対してある角度（ゼロより大きな角度）で傾斜した第３基準面Ｒ３に沿ってダイシングソー５０を動かすことによって行われる。ダイシングソー５０による加工によって、ラフネスを有する傾斜端面３３が組立物に形成されて、中間生産物ＭＰ１が作製される。次いで、図１１に示されるように、中間生産物ＭＰ１の傾斜端面３３上に反射部品２３のための反射部材３５を配置する。この配置に際して、傾斜端面３３を覆うように平坦化層２５のための光学樹脂層３７を形成する。光学樹脂層３７は、反射部材３５と傾斜端面３３との間に設けられる。中間生産物ＭＰ１、反射部材３５及び光学樹脂層３７から、別の中間生産物ＭＰ２が作製される。傾斜端面３３は、光の透過及び反射に影響する可能性のあるラフネスを有しており、このラフネスは、ダイシングソー５０による加工に起因する。光学樹脂層３７は、ダイシングソー５０による加工によって形成された傾斜端面３３に接触して、傾斜端面３３のラフネスが光の透過及び反射に影響することを低減できる。図１２に示されるように、ダイシング装置６のダイシングソー５０を用いてＤ２方向に、別の中間生産物ＭＰ２に切り込みを形成する。この切り込みによって、別の中間生産物ＭＰ２に下端面３９が形成される。下端面３９には、光ファイバ１３のクラッドが現れているけれども、光ファイバ１３のコアは現れていない。
【００６５】
図９に示される第３角度ＧＡＭＭＡは第２方向Ｄ２に関連しており、この第２方向Ｄ２は、ダイシングソー５０の切り込み角を規定する。このように、第２端面１７ｊは、ダイシングソーを用いる切り込みよって形成される。第２端面１７ｊにおいてクラッド面１３ｅが所望の形状を有するように、必要な場合に下端面３９に研磨を行うことができる。第２基準面Ｒ２の方向に規定される長さ（クラッド面１３ｅの長さ）及び第３角度ＧＡＭＭＡによって、必要な研磨量を見積もることができる。この加工によって、間隔ＤＴの制御が容易になる。また、必要な場合には、第２端面１７ｊ及びクラッド面１３ｅ上に無反射コートを施すことができる。
【００６６】
図１３の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、反射部品２３は、ベース２２ａと、反射面２３ａを提供する反射膜２２ｂとを含むことができる。反射膜２２ｂは、ベース２２ａ上に設けられる。反射膜２２ｂは、例えば、金属膜（例えばＴｉ／Ａｕ）、誘電体多層膜（例えばＴｉＯ２／ＳｉＯ２）、並びに金属及び誘電体多層膜の複合膜（例えばＡｌ２Ｏ３／Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３）のいずれかを含む。反射部品２３は、反射部品２３のベース２２ａ上に所望の反射膜２２ｂを備えることができ、或いは、反射部品２３は、所望の反射率を有する反射面２３ａ（ベース２４の研磨された平面）を有することができる。
【００６７】
図１４は、本実施形態に係るホルダ部品を示す図面である。図１４の（ａ）部及び（ｂ）部を参照すると、ホルダ部品１７の支持部１７ｃは、一端部１７ｇから他端部１７ｈへの方向に第１端面１７ｉ及び第３端面１７ｋから延在する貫通孔を含み、この貫通孔内において、光ファイバ１３は接着部材２９によりホルダ部品１７に固定される。光ファイバ１３の配列は、貫通孔の配列によって規定される。また、ホルダ部品１７のガイド部１７ｄは、一端部１７ｇから他端部１７ｈへの方向に第１端面１７ｉ及び第３端面１７ｋから延在する貫通孔を含む。ガイド部１７ｄには、例えばガイドピンが挿入される。
【００６８】
ホルダ部品１７は、第１部材１９及び第２部材２１を備える。第１部材１９は、光ファイバ１３を支持するための第１溝ＧＶ１を有し、この第１溝ＧＶ１は、第１１支持面１９ａａ及び第１２支持面１９ａｂを有する。第２部材２１は、光ファイバ１３を支持するための第２溝ＧＶ２を有し、この第２溝ＧＶ２は、第２１支持面２１ａａ及び第２２支持面２１ａｂを有する。第１部材１９及び第２部材２１は、第１溝ＧＶ１及び第２溝ＧＶ２が上記の貫通孔を構成するように接着部材２９により張り合わされる。第１部材１９は、ガイドのための第３溝ＧＶ３を有し、この第３溝ＧＶ３は、第１３支持面１９ｂａ及び第１４支持面１９ｂｂを有する。第２部材２１は、ガイドのための第４溝ＧＶ４を有し、この第４溝ＧＶ４は、第２３支持面２１ｂａ及び第２４支持面２１ｂｂを有する。第１部材１９及び第２部材２１は、第３溝ＧＶ３及び第４溝ＧＶ４が上記の貫通孔を構成するように接着部材２９により張り合わされる。本実施例では、第１溝ＧＶ１〜第４溝ＧＶ４の各々は、例えばＶ溝を備える。
【００６９】
ホルダ部品１７は、図１５に示されるような構造を有することができる。図１５を参照すると、第１部材１９は、図１５に示される第１溝ＧＶ１を備えるけれども、第２部材２１は、溝を用いることなく共通の平坦面２１ｃによって光ファイバ１３を支持する。
【００７０】
図１４及び図１５に示されるホルダ部品１７を用いる光学デバイス１１では、第１部材１９及び第２部材２１として、耐熱製ガラスからなるガラス部材が用いられる。このガラス部材にはＶ型溝が形成されており、図１４に示される光学デバイス１１では、第１部材１９及び第２部材２１として、実質的に同じ構造のガラス部材が用いられる。これらのガラス部材のＶ溝に光ファイバを挟み込んで、ガラス部品及び光ファイバ部品は、耐熱性接着剤といった接着部材２９によって互いに接着されている。このような耐熱性接着剤としては、例えば熱硬化性エポキシ接着剤が、使用されることができ、硬化後（つまり接着後）において、ガラス部品の温度変化に対して小さい体積変化を示す。光ファイバの位置をＶ溝によって所望の位置に正確に整列させるために、個々の光ファイバは、ガラス部材の２つのＶ溝の４つの斜面に接している。この支持を実現するために、光ファイバを挟む２つのガラス部材は、互いに接触することなく、光ファイバを介する支持によって１〜５μｍ程度の間隙で隔置される。耐熱性接着剤は、２つのガラス部材のＶ溝および上記の間隙に充填されている。これ故に、耐熱性接着剤は、光ファイバがＶ溝に接する部分を除き、光ファイバのクラッド外周の全体に接触している。ホルダ部品１７は、第１部材１９及び第２部材２１並びに光ファイバ１３の間にしっかりと充たされた接着部材２９を含む。
【００７１】
既に説明された例示によれば、ホルダ２７の第３端面１７ｋのための傾斜端面３３がダイシングソーによる切削によって形成された後に、傾斜端面３３上に平坦化層２５のための樹脂層が形成されると共にこの樹脂層上に反射部品２３のための部品が取り付けられる。反射部品２３のための部品の一端からダイシングソーによって該部品をホルダ部品１７まで切り込んで、ホルダ部品１７の第１端面１７ｉ及び第２端面１７ｊを形成する。第３端面１７ｋのための傾斜端面３３を形成するために、ダイシングソーは、第１部材１９及び第２部材２１のためのガラス部品、及び光ファイバ部品を削る。第１端面１７ｉ及び第２端面１７ｊを形成するために、ダイシングソーは、第１部材１９及び第２部材２１のためのガラス部品、光ファイバ部品、反射部材３５、及び平坦化層２５のための光学樹脂層３７を削る。発明者らの実験によれば、２つのＶ溝を用いる４面で光ファイバを支持する構造に比べて、１つのＶ溝と平坦面２１ｃの３つの面で光ファイバを支持する構造は、切削に際した光ファイバ部品の破損や溝内の接着剤の剥がれの発生を低減できる。
【００７２】
図１６〜図２２を参照しながら、光学デバイス１１を作製する方法における主要な工程を説明する。図１６に示されるように、光ファイバ１３に対応する光ファイバ部品６７、第１部材１９に対応する第１部品６９、及び第２部材２１に対応する第２部品７１を準備する。本実施例では、第１部品６９は、光ファイバ１３を支持する第１溝ＧＶ１に対応する複数の支持溝６９ａを有しており、支持溝６９ａは、第１１支持面１９ａａ及び第１２支持面１９ａｂにそれぞれ対応する第１支持面６９ａａ及び第２支持面６９ａｂを有する。支持溝６９ａは、例えばＶ溝であることができる。複数の支持溝６９ａは、第１部品６９の面６９ｃに設けられている。第２部品７１は、第１部品６９における支持溝６９ａの配列の幅より広い第３支持面７１ｃを有している。
【００７３】
図１７に示されるように、光ファイバ部品６７が第１部品６９及び第２部品７１によって挟まれるように、複数の支持溝６９ａにそれぞれ複数の光ファイバ部品６７を配置する。第１部品６９及び第２部品７１の間には、間隔ＧＡＰが形成される。光ファイバ部品６７並びに第１部品６９及び第２部品７１の隙間に、接着部材７３が充填されるように、接着剤を設ける。この工程によって、第１本体部品ＳＰ１が形成される。第１本体部品ＳＰ１は、支持体７５と、光ファイバ部品６７とを含む。支持体７５は、接着部材７３並びに該接着部材７３に接着された第１部品６９及び第２部品７１によって構成される。支持体７５は、図１８に示されるように、一端７５ａ及び他端７５ｂを有する。光ファイバ部品６７は、支持体７５内において支持体７５によって支持されており、一端７５ａから他端７５ｂへの第１方向ＤＲＣに延在する。端面加工を考慮して、光ファイバ部品６７の一端６７ａは、一端７５ａに対して奥まっている一方で、光ファイバ部品６７の他端６７ｂは、他端７５ｂから突出している。
【００７４】
図１９に示されるように、スタブ型を作製するときには、支持体７５の他端７５ｂを研磨して、支持体７５の研磨面７５ｃを形成する。第１本体部品ＳＰ１の支持体７５は、一端７５ａ及び研磨面７５ｃを有する。
【００７５】
第１本体部品ＳＰ１を作製した後に、図２０に示されるように、本実施例では、ダイシング装置のダイシングソー５０を用いて、支持体７５の一端７５ａ及び光ファイバ部品６７を切削して、第３端面１７ｋのための加工面７５ｇを有する第２本体部品ＳＰ２を形成する。加工面７５ｇは、第１基準面Ｒ１及び第２基準面Ｒ２に傾斜する第３基準面Ｒ３に沿って延在する。
【００７６】
第２本体部品ＳＰ２を作製した後に、図２１に示されるように、平坦化のための樹脂層７７を加工面７５ｇ上に塗布すると共に、樹脂層７７上に反射部品２３のための反射部材７９を取り付ける。反射部材７９のサイズは、加工面７５ｇにおける複数の一端１３ａ（コア及びクラッド）の全てを覆うと共に、反射部材７９の４つの側端は、加工面７５ｇにおける一端１３ａの縁から離れている。この組み立てによって、第３本体部品ＳＰ３が作製される。
【００７７】
第３本体部品ＳＰ３を作製した後に、図２２に示されるように、本実施例では、ダイシング装置のダイシングソー５０を用いて、光ファイバ部品６７、支持体７５、樹脂層７７及び反射部材７９を加工して、第１面７５ｉ及び第２面７５ｊを有する第４本体部品ＳＰ４に形成する。第１面７５ｉは、第１方向ＤＲＣに交差する第１基準面Ｒ１に沿って延在する。第２面７５ｊは、第１基準面Ｒ１に交差する第２基準面Ｒ２に沿って一端７５ａから他端７５ｂへの方向に一端７５ａから延在する。本実施例では、第１基準面Ｒ１は第１方向ＤＲＣに実質的に直交しており、第２基準面Ｒ２は、第１方向ＤＲＣに実質的に平行に延在することができる。第１基準面Ｒ１に沿って第１面７５ｉを形成するようにダイシングソー５０で第３本体部品ＳＰ３に切り込みをいれる。切り込み深さは、図１７に示されるラインＣＵＴ（クラッド面１３ｅが形成されるべき位置）までの深さよりも、第２面７５ｊを形成するダイシングソー５０の刃の厚さの程度だけ浅くする。次に第２基準面Ｒ２に沿って第２面７５ｊを形成するようにダイシングソー５０で第３本体部品ＳＰ３に切り込みを形成する。この切り込みの深さは、ダイシングソー５０の刃先が第１面７５ｉのために形成した切り込み部分に達する深さである。第２基準面Ｒ２の位置、換言すれば、ダイシングソー５０の刃の切り込みの位置は、光ファイバ部品６７のコアを外すと共に光ファイバ部品６７のクラッドを第１方向ＤＲＣに切削できるように位置決めされる。この位置は、図１７においてラインＣＵＴによって示されている。第２面７５ｊは、反射部材７９の一側面７９ａ及びクラッド面７３ｅを含む。
【００７８】
第４本体部品ＳＰ４の第２面７５ｊを研磨して、クラッド面７３ｅの形状、及びクラッド面７３ｅとコア外周との距離を調整することができる。これらの工程により、光学デバイス１１を作製する方法における主要な工程が完了した。
【００７９】
この作製方法によれば、光ファイバ部品６７及び支持体７５を含む第１本体部品ＳＰ１を加工して、第３基準面に沿って延在する加工面７５ｇを第１本体部品ＳＰ１に形成する。第２本体部品ＳＰ２の加工面７５ｇ上に、樹脂層７７及び反射部材７９を設けて、第３本体部品ＳＰ３を形成する。第２本体部品ＳＰ２の形成においては、加工面７５ｇの一部又は全部を樹脂層７７の光学樹脂体で覆った後に、樹脂層７７上に反射部材７９を設ける。第１軸Ａｘ１の方向に交差する第１基準面Ｒ１に沿って延在する第１面７５ｉ、及び第２基準面Ｒ２に沿って第１軸Ａｘ１の方向に延在する第２面７５ｊを第２本体部品の加工により形成する。このように作製された第４本体部品ＳＰ４は、光学デバイス１１を伝搬する光を、加工面７５ｇと光学樹脂体との界面ではなく、加工された反射部材７９（反射部品２３の反射面２３ａ）において反射させる。反射光は、第２面７５ｊを通して光学デバイス１１から出射される。
【００８０】
また、この作製方法では、ダイシング装置を用いて、第３本体部品ＳＰ３に切り込みを形成することによって、第１基準面Ｒ１に沿って延在する第１面７５ｉ、及び第２基準面Ｒ２に沿った第２面７５ｊを有する第４本体部品ＳＰ４に形成できる。第２基準面Ｒ２に沿った第２面７５ｊを加工するダイシング装置のダイシングソー５０は、一端における光ファイバ部品６７のコアを避けると共に光ファイバ部品６７のクラッドを部分的に削るように位置決めされる。この切り込みにより、第２面７５ｊに光ファイバ部品６７のクラッドが現れる。切り込みの深さは、クラッド面１７ｅの長さを規定する。
【００８１】
上記の作製工程から理解されるように、第１面７５ｉ、第２面７５ｊ及び第３面７５ｋ（加工面７５ｇの残り）は、それぞれ、例えば図１に示される第１端面１７ｉ、第２端面１７ｊ及び第３端面１７ｋに対応している。これ故に、第１面７５ｉ（第１端面１７ｉ）には光ファイバ部品６７のクラッド端が現れており、第２面７５ｊ（第２端面１７ｊ）には光ファイバ部品６７のクラッド側面が現れており、第３面７５ｋ（第３端面１７ｋ）には、光ファイバ部品６７の一端面が位置する。この作製方法によれば、第３本体部品ＳＰ３の加工によって、光ファイバ部品６７のクラッド端面が現れる第１面７５ｉと、光ファイバ部品６７のクラッド側面が現れる第２面７５ｊとを形成することができる。また、第２本体部品ＳＰ２の加工によって、光ファイバ部品６７の一端面が位置する第３面７５ｋを形成できる。第３面７５ｋは、鋭角を成して第２面７５ｊに到達する。
【００８２】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光ファイバの斜め端面のラフネスに起因する光損失を低減できる光学デバイスが提供される。また、本実施形態によれば、この光学デバイスを含む光処理デバイスが提供される。さらに、本実施形態によれば、該光学デバイスを作製される方法が提供される。
【符号の説明】
【００８４】
１１…光学デバイス、１３…光ファイバ、１３ａ…一端、１３ｂ…他端、１３ｃ…コア、１３ｄ…クラッド、１７…ホルダ部品、１７ｃ…支持部、１７ｇ…一端部、１７ｈ…他端部、１７ｉ…第１端面、１７ｊ…第２端面、１７ｋ…第３端面、１７ｒ…第２１エリア、１７ｓ…第３１エリア、２５…平坦化層、２７…ホルダ、Ｒ１…第１基準面、Ｒ２…第２基準面、Ｒ３…第３基準面、ＴＨ…角度。
【図１】
2017142325.tif 000003
【図２】
2017142325.tif 000004
【図３】
2017142325.tif 000005
【図４】
2017142325.tif 000006
【図５】
2017142325.tif 000007
【図６】
2017142325.tif 000008
【図７】
2017142325.tif 000009
【図８】
2017142325.tif 000010
【図９】
2017142325.tif 000011
【図１０】
2017142325.tif 000012
【図１１】
2017142325.tif 000013
【図１２】
2017142325.tif 000014
【図１３】
2017142325.tif 000015
【図１４】
2017142325.tif 000016
【図１５】
2017142325.tif 000017
【図１６】
2017142325.tif 000018
【図１７】
2017142325.tif 000019
【図１８】
2017142325.tif 000020
【図１９】
2017142325.tif 000021
【図２０】
2017142325.tif 000022
【図２１】
2017142325.tif 000023
【図２２】
2017142325.tif 000024