(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、
前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の両方について、前記入力光ファイバと前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを具備し、
前記内部ホルダのみが内部ホルダ用切り欠き部を具備し、
前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする導波路型光デバイスモジュール。
【請求項２】
基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバ、もしくは該光を取り出すための出力光ファイバのどちらか一方を有し、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、
前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側もしくは前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の一方について、前記入力光ファイバと前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを具備し、
前記内部ホルダのみが内部ホルダ用切り欠き部を具備し、
前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする導波路型光デバイスモジュール。
【請求項３】
基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、
前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の両方について、前記入力光ファイバと前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを各々具備し、
前記内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を、該外部ホルダには外部ホルダ用切り欠き部を有し、
前記外部ホルダ用切り欠き部の少なくとも一部が径方向において前記内部ホルダ用切り欠き部に重ならない状態で、前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする導波路型光デバイスモジュール。
【請求項４】
基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバ、もしくは該光を取り出すための出力光ファイバのどちらか一方を有し、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、
前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側、もしくは前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の一方について、前記入力光ファイバもしくは前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを具備し、
前記内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を、該外部ホルダには外部ホルダ用切り欠き部を有し、
前記外部ホルダ用切り欠き部の少なくとも一部が径方向において前記内部ホルダ用切り欠き部に重ならない状態で、固定され、前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする導波路型光デバイスモジュール。
【請求項５】
前記内部ホルダ用切り欠き部と前記外部ホルダ用切り欠き部が重ならないことを特徴とする請求項３もしくは請求項４に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項６】
前記外部ホルダの後端が前記内部ホルダの後端よりも張り出していることを特徴とする請求項１から請求項５に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項７】
前記外部ホルダの後端に蓋を具備することを特徴とする請求項１から請求項６に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項８】
前記基板が電気光学効果を有することを特徴とする請求項１から請求項７に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項９】
前記基板がリチウムナイオベートからなることを特徴とする請求項１から請求項８に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項１０】
前記基板が半導体からなることを特徴とする請求項１から請求項８に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項１１】
前記電極は前記光を変調するための中心導体と接地導体を具備することを特徴とする請求項１から請求項１０に記載の導波路型光デバイスモジュール。
【請求項１２】
基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備え、
前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の少なくとも一方について、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、該内部ホルダを内包する外部ホルダを各々具備し、該内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を、該外部ホルダには外部ホルダ用切り欠き部を有する導波路型光デバイスモジュールの製造方法であって、
前記内部ホルダ内に前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを挿入する工程と、
前記内部ホルダ用切り欠き部から前記内部ホルダ内に接着剤を充填し、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとを固定する工程と、
前記内部ホルダの外周に前記外部ホルダを配置し、前記内部ホルダ用切り欠き部と前記外部ホルダ用切り欠き部の相対位置を所定位置に設定する工程と、
前記外部ホルダ用切り欠き部から、前記内部ホルダと前記外部ホルダとの隙間の少なくとも一部に接着剤を充填する工程と、
前記外部ホルダ用切り欠き部の少なくとも一部が径方向において前記内部ホルダ用切り欠き部に重ならなくなるように、前記外部ホルダを回転させる工程と、
を含むことを特徴とする導波路型光デバイスモジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記外部ホルダを回転させる工程において、前記内部ホルダ用切り欠き部と前記外部ホルダ用切り欠き部の位置が重ならなくなるよう回転させることを特徴とする請求項１２に記載の導波路型光デバイスモジュールの製造方法。
【請求項１４】
基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備え、
前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の少なくとも一方について、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、該内部ホルダを内包する外部ホルダを各々具備し、該内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を有する導波路型光デバイスモジュールの製造方法であって、
前記内部ホルダ内に前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを挿入する工程と、
前記内部ホルダ用切り欠き部から前記内部ホルダ内に接着剤を充填し、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとを固定する工程と、
前記内部ホルダの外周に接着剤を塗布する工程と、
前記内部ホルダの外周に前記筐体の外部から前記外部ホルダを配置して前記内部ホルダと前記外部ホルダとを固定する工程と、
を含むことを特徴とする導波路型光デバイスモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製作の歩留まりが良く、信頼性の高い光変調器モジュールなど、導波路型光デバイスモジュールの分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な導波路型光デバイスモジュールとして、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）のように電界を印加することにより屈折率が変化する、いわゆる電気光学効果を有する基板（以下、リチウムナイオベート基板をＬＮ基板と略す）に光導波路と進行波電極を形成した進行波電極型リチウムナイオベート光変調器（以下、ＬＮ光変調器と略す）をモジュール化した、ＬＮ光変調器モジュール（光変調器モジュール、あるいは簡単に光変調器とも呼ぶ）がある。このＬＮ光変調器は、その優れたチャーピング特性から２．５Ｇｂｉｔ/ｓ、１０Ｇｂｉｔ/ｓの大容量光伝送システムに適用されている。最近はさらに４０Ｇｂｉｔ/ｓの超大容量光伝送システムにも適用が検討されており、キーデバイスとして期待されている。
【０００３】
（従来技術）
このＬＮ光変調器にはｚ−カット基板を使用するタイプとｘ−カット基板（あるいはｙ−カット基板）を使用するタイプがある。ここでは、従来技術としてｘ−カットＬＮ基板とコプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）進行波電極を使用したｘ−カット基板ＬＮ光変調器をとり上げ、その斜視図を図１４に示す。図１５は図１４のＡ−Ａ’における断面図である。なお、以下の議論はｚ−カット基板でも同様に成り立つ。なお、ｚ−カットＬＮ基板の場合には図１６のような断面構造になる。
【０００４】
図１４において、１はｘ−カットＬＮ基板、２は１．３μｍ、あるいは１．５５μｍなど光通信において使用する波長領域では透明な２００ｎｍから１μｍ程度の厚みのＳｉＯ２バッファ層、３はｘ−カットＬＮ基板１にＴｉを蒸着後、１０５０℃で約１０時間熱拡散して形成した光導波路であり、マッハツェンダ干渉系（あるいは、マッハツェンダ光導波路）を構成している。なお、３ａ、３ｂは電気信号と光が相互作用する部位（相互作用部と言う）における光導波路（あるいは、相互作用光導波路）、つまりマッハツェンダ光導波路の２本のアームである。ＣＰＷ進行波電極４は中心導体４ａ、接地導体４ｂ、４ｃからなっている。図１６では基板としてｚ−カットＬＮ基板１´を用いる。以下、ｘ−カットＬＮ基板１とｚ−カットＬＮ基板１´を総称してＬＮ基板と略す。なお、進行波電極は簡単に電極とも呼ばれる。
【０００５】
ＬＮ光変調器においては、中心導体４ａと接地導体４ｂ、４ｃ間にバイアス電圧（通常はＤＣバイアス電圧）と高周波電気信号（ＲＦ電気信号、あるいは簡単に電気信号とも言う）を重畳して印加する。また、バッファ層２は高周波電気信号のマイクロ波実効屈折率ｎｍを光導波路３ａ、３ｂを伝搬する光の実効屈折率ｎｏに近づけることにより、光変調帯域を拡大するという重要な働きをしている。
【０００６】
次に、このように構成されるＬＮ光変調器の動作について説明する。図１７に示す電圧−光出力特性はある状態でのＬＮ光変調器の電圧−光出力特性であり、Ｖｂはその際のＤＣバイアス電圧である。この図１６に示すように、通常、ＤＣバイアス電圧Ｖｂは光出力特性の山と底の中点に設定される。
【０００７】
さて、図１５や図１６において、中心導体４ａと接地導体４ｂの間には５Ｖ程度の電圧が印加されるが、これらのギャップは１５μｍ程度と小さい。従って、中心導体４ａと接地導体４ｂの間には約３×１０５Ｖ／ｍもの高電界が印加されている。そのため、ＬＮ光変調器が内蔵される筐体１０の内部に水分が入ると中心導体４ａと接地導体４ｂの間で電気的なショート状態が発生し、光変調器モジュールが壊れてしまう。
【０００８】
これを防ぐためには光変調器モジュールを気密封止することが不可欠となる。そしてこの気密封止には半田材を用いるのが一般的である。図１８に示す特許文献１に開示された従来技術は半田材による気密封止の例である。
【０００９】
ここで、１はＬＮ基板、７ｂは光変調器から光を取り出す単一モード光ファイバのファイバジャケット、８ｂは出力用の単一モード光ファイバの素線（あるいは、光ファイバ素線）、１０はパッケージ筐体（あるいは、筐体）、１０ａは筐体の蓋（あるいは、リッド）、１０ｂはロー付け部、１０ｃは外側スリーブ、１０ｄは中間スリーブ、３０は接着補強ブロック、３１は接着補強キャピラリ、３２は金属の半田材、３８は内側スリーブ、３９は接着剤である。
【００１０】
図１８からわかるように、半田材３２を用いて気密封止を行うためには必ず単一モード光ファイバの素線をメタライズする必要がある。ところが、単一モード光ファイバの直径１２５μｍと細くて丸い素線８ｂをメタライズすることは一般的に難しく、光変調器モジュールとしてのコストが上昇する。さらに半田材を溶かすには２００〜３００℃もの高温にする必要があり、局所的に温度を上げることが難しい。また、図１８の従来技術において、半田ゴテで温度を上げようとすると近接する光ファイバ素線８ｂを損傷するなど、製品として出来上がる直前に行う気密封止の工程において光変調器のモジュールを壊してしまうことがある。そして、この工程での歩留まり悪化は製品の原価に大きく影響することになる。
【特許文献１】特開平７−１９８９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、半田材で気密封止を行う従来技術では光ファイバのメタライズが要求されコストが高い、かつ局所的に高温に上げる必要があるので技術的に難しい、さらに半田ごてを用いる場合には光ファイバを損傷することがあった。そのため、より簡易な工程で、製品としての歩留まりの高い気密封止の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の導波路型光デバイスモジュールは、基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の両方について、前記入力光ファイバと前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを具備し、前記内部ホルダのみが内部ホルダ用切り欠き部を具備し、前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２の導波路型光デバイスモジュールは、基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバ、もしくは該光を取り出すための出力光ファイバのどちらか一方を有し、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側もしくは前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の一方について、前記入力光ファイバと前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを具備し、前記内部ホルダのみが内部ホルダ用切り欠き部を具備し、前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３の導波路型光デバイスモジュールは、基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の両方について、前記入力光ファイバと前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを各々具備し、前記内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を、該外部ホルダには外部ホルダ用切り欠き部を有し、前記外部ホルダ用切り欠き部の少なくとも一部が径方向において前記内部ホルダ用切り欠き部に重ならない状態で、前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４の導波路型光デバイスモジュールは、基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバ、もしくは該光を取り出すための出力光ファイバのどちらか一方を有し、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備えた導波路型光デバイスモジュールにおいて、前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側、もしくは前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の一方について、前記入力光ファイバもしくは前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、前記筐体の外部から取り付けられて該内部ホルダを内包する外部ホルダを具備し、前記内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を、該外部ホルダには外部ホルダ用切り欠き部を有し、前記外部ホルダ用切り欠き部の少なくとも一部が径方向において前記内部ホルダ用切り欠き部に重ならない状態で、固定され、前記内部ホルダの内部の少なくとも一部に前記内部ホルダ用切り欠き部を介して接着剤が充填されることにより前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとが固定されてなるとともに、前記内部ホルダと前記外部ホルダの隙間の少なくとも一部に接着剤が充填されることにより前記筐体の外部から取り付けられる前記外部ホルダと前記内部ホルダとが固定されてなり、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダおよび前記外部ホルダとの間の気密封止が完了することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５の導波路型光デバイスモジュールは、前記内部ホルダ用切り欠き部と前記外部ホルダ用切り欠き部が重ならないことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６の導波路型光デバイスモジュールは、前記外部ホルダの後端が前記内部ホルダの後端よりも張り出していることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７の導波路型光デバイスモジュールは、前記外部ホルダの後端に蓋を具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８の導波路型光デバイスモジュールは、前記基板が電気光学効果を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項９の導波路型光デバイスモジュールは、前記基板がリチウムナイオベートからなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１０の導波路型光デバイスモジュールは、前記基板が半導体からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１１の導波路型光デバイスモジュールは、前記電極は前記光を変調するための中心導体と接地導体を具備することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１２の導波路型光デバイスモジュールの製造方法は、基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備え、前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の少なくとも一方について、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、該内部ホルダを内包する外部ホルダを各々具備し、該内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を、該外部ホルダには外部ホルダ用切り欠き部を有する導波路型光デバイスモジュールの製造方法であって、前記内部ホルダ内に前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを挿入する工程と、前記内部ホルダ用切り欠き部から前記内部ホルダ内に接着剤を充填し、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとを固定する工程と、前記内部ホルダの外周に前記外部ホルダを配置し、前記内部ホルダ用切り欠き部と前記外部ホルダ用切り欠き部の相対位置を所定位置に設定する工程と、前記外部ホルダ用切り欠き部から、前記内部ホルダと前記外部ホルダとの隙間の少なくとも一部に接着剤を充填する工程と、前記外部ホルダ用切り欠き部の少なくとも一部が径方向において前記内部ホルダ用切り欠き部に重ならなくなるように、前記外部ホルダを回転させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１３の導波路型光デバイスモジュールの製造方法は、前記外部ホルダを回転させる工程において、前記内部ホルダ用切り欠き部と前記外部ホルダ用切り欠き部の位置が重ならなくなるよう回転させることを特徴とする。
本発明の請求項１４の導波路型光デバイスモジュールの製造方法は、基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、該光を入力するための入力光ファイバと、該光を取り出すための出力光ファイバと、前記基板を内蔵するための筐体と、前記基板の一方の面側に形成された電極とを備え、前記光が導波路型光デバイスモジュールに入力する側と前記光が導波路型光デバイスモジュールから出力する側の少なくとも一方について、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを内包する内部ホルダと、該内部ホルダを内包する外部ホルダを各々具備し、該内部ホルダには内部ホルダ用切り欠き部を有する導波路型光デバイスモジュールの製造方法であって、前記内部ホルダ内に前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバを挿入する工程と、前記内部ホルダ用切り欠き部から前記内部ホルダ内に接着剤を充填し、前記入力光ファイバまたは前記出力光ファイバと前記内部ホルダとを固定する工程と、前記内部ホルダの外周に接着剤を塗布する工程と、前記内部ホルダの外周に前記筐体の外部から前記外部ホルダを配置して前記内部ホルダと前記外部ホルダとを固定する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では光ファイバを内包する内部ホルダと外部ホルダを備え、少なくとも内部ホルダが切り欠き部を有し、内部ホルダの内部と、内部ホルダと外部ホルダの間に気密封止をするための接着剤が少なくとも一部に充填されているので、半田材を用いない簡易な工程により気密を行うことができる。さらに、内部ホルダのみならず外部ホルダにも切り欠き部を有する場合には、内部ホルダの切り欠き部と外部ホルダの切り欠き部の少なくとも一部を合わせる事により、内部ホルダのみならず外部ホルダと内部ホルダの間に再現性良く接着剤を充填できる構造とし、さらにその接着剤を充填後に外部ホルダを回転させることにより内部ホルダの切り欠き部と外部ホルダの切り欠き部の重なり部分を少なく、望ましくは重なり部分がないようにすることにより、さらに新たに外部ホルダを設ける場合と比較して、部材費と実装の工数を増加することなく、かつファイバ実装部の外形をコンパクトに保ったまま、気密を高めることができる構造としている。本発明により、高い歩留まり、優れた製造性、及び高い気密性を有する優れた光変調器モジュール、即ち導波路型光デバイスモジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明するが、図１４から図１５に示した従来技術と同一番号は同一機能部に対応しているため、ここでは同一番号を持つ機能部の説明を省略する。
【００２７】
（第１の実施形態）
本発明に係る導波路型光デバイスモジュールとして光変調器モジュールを取り上げる。そして、そのファイバ成端部に着目して、第１の実施形態の構造とその製造方法を図１から図４を用いて説明する。製造の手順は以下の通りである。
【００２８】
前述のように、気密封止に半田材を用いると、コストが高くなる光ファイバのメタライズが必要不可欠となる、また局所的に高温に上げる難易度の高い技術が必要とされる、さらに半田ごてにより光ファイバ素線を損傷する可能性のあるなどの問題があった。そこで、本発明ではより簡単な工程である接着剤による気密封止を行う。
【００２９】
接着剤により気密封止する光変調器モジュールを導波路型光デバイスモジュールの第１の実施形態として図１にその概略的な上面図を示す。ここで、７ａと７ｂは各々光変調器モジュールに光を入力する、あるいは光を出力するための単一モード光ファイバのファイバジャケット、８ａと８ｂは各々入力用と出力用の単一モード光ファイバ（各々入力光ファイバ及び出力光ファイバと呼ばれる）の素線（あるいは、光ファイバ素線）である。９ａと９ｂは各々入力光ファイバ用内部ホルダ、及び出力光ファイバ用内部ホルダであるが、両者とも簡単に内部ホルダと呼ばれる。１０はパッケージ筐体（あるいは、筐体）、１１ａと１１ｂは光ファイバ素線８ａや８ｂ、あるいはファイバジャケット７ａや７ｂを固定するための接着剤である。なお、内部ホルダ９ａと９ｂは筐体１０に固定されている。
【００３０】
図１において光を出力する側のＩの部分を拡大して図２に示す。ここで１２は内部ホルダ９ｂに開けた窓であり、本発明の特徴の一つである。なお、実際の光変調器モジュールでは図１や図２の内部ホルダ９ｂの外側に後述の図３や図４に示すように出力光ファイバ用外部ホルダ（あるいは、簡単に外部ホルダ）１４がある。なお、図には示していないが、実際には入力光ファイバ側も同様の構造であり、入力光ファイバ用外部ホルダ（あるいは、簡単に外部ホルダ）がある。
【００３１】
この第１の実施形態の光変調器モジュールについて、光を出力する側を例にとり、その製造方法を図１でのＢ−Ｂ´での断面図として図３と図４に説明している。こうした光ファイバの実装部分はファイバ成端部とも呼ばれている。
（１）図３に示すように、内部ホルダ９ｂに単一モード光ファイバの素線８ｂとファイバジャケット７ｂを差し込んだ後に、内部ホルダ９ｂに設けた窓(切り欠き部）１２から接着剤１１ｂを注入し、これらを固定する。
（２）図２の内部ホルダ９ｂの外側全体に気密封止をするための接着剤１３を塗布する。
（３）図４のように、内部ホルダ９ｂの外側に、毛細管現象を利用しつつ外部ホルダ１４を差し込む。なお、実際には（１）の工程において、接着剤１１ｂは窓１２において凹んだ形状としておいた方が外部ホルダ１４をスムースに挿入できる。
【００３２】
最終的に図４の構造とすることにより半田材を用いることなく、取り扱い易い接着剤により気密封止が可能となる。
【００３３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態により接着剤による気密封止が可能となったものの、第１の実施形態において問題が生じる場合があった。以下にその点について詳しく説明する。
【００３４】
第１の実施形態では、図３のように接着剤を内部ホルダ９ｂの外側全体に塗布した後に外部ホルダ１４を差し込むが、この時外部ホルダ１４が接着剤１３を押しのけてしまうことがある。
【００３５】
そして外部ホルダ１４が接着剤１３を押しのけてしまうと、図４において筐体１０と外部ホルダ１４との接触部に接着剤１３が盛り上がって溜まってしまうので、外部ホルダ１４を内部ホルダ９ｂの外側に完全に差し込んだ後で余分な接着剤１３を有機溶剤により拭き取る必要が生じる。しかしながら、この拭き取りが完全でないと光変調器モジュールとしての美観に問題が生じることがある。また、拭き取りの工数がかかるので光変調器モジュールとしてのコストも上昇する。
【００３６】
さらに、内部ホルダ９ｂと外部ホルダ１４の間に接着剤１３が完全には充填されず、図５に示すように空隙部１５が生じてしまう場合がある。このようにしてできた空隙部１５の面積が大きい場合には、図５に示すように、内部ホルダ９ｂと外部ホルダ１４の後端から大気中の水分子１６が接着剤１３を透過し、筐体１０の内部に侵入してしまう。そして、筐体１０の内部に水分が入ると中心導体４ａと接地導体４ｂの間で電気的な抵抗が下がるのでＬＮ光変調器の特性の観点から好ましくない。
【００３７】
これを解決するために第２の実施形態を開発した。その構造と製造方法について図６から図８を用いて説明する。
（１）図６のように、内部ホルダ９ｂの切り欠き部（あるいは、内部ホルダ用切り欠き部）１２から接着剤１１ｂを注入し、光ファイバ素線８ｂとファイバジャケット７ｂを内部ホルダ９ｂに固定した後（但し、光ファイバ素線８ｂとファイバジャケット７ｂを固定せず、接着剤１１ｂを注入しただけでも良い）、切り欠き部（あるいは、外部ホルダ用切り欠き部）１７のある外部ホルダ１８を内部ホルダ９ｂの外側から差し込む。
（２）内部ホルダ９ｂの切り欠き部１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７を位置的に合わせておき、気密封止をするための接着剤１９を切り欠き部１７から注入する。この時、毛細管現象により接着剤１９は内部ホルダ９ｂと外部ホルダ１８との隙間に入り易い。あるいは外部ホルダ１８を内部ホルダ９ｂに対して少し抜き差しする、あるいは回転させるなどすると、接着剤１９はより内部ホルダ９ｂと外部ホルダ１８との隙間に入り易い。
（３）最後に、内部ホルダ９ｂに対して外部ホルダ１８を最大１８０度回転して内部ホルダ９ｂの切り欠き部１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７が望ましくは完全に重ならないようにし、気密性を高める。
【００３８】
本実施形態においては、気密を保持するための接着剤１９を外部ホルダ１８の切り欠き部１７から注入するので、外部ホルダ１８と内部ホルダ９ｂの間に接着剤１９が浸透し易い。実際の実験では図７のように接着剤１９は外部ホルダ１８と内部ホルダ９ｂの間に充分浸透し、ファイバジャケット７ｂの部分にまで染み出していた。このように、光変調器モジュールのファイバ成端部としての歩留まりが著しく向上し、かつ工程が簡単なので製作の工数が減り、原価を低減することができた。
【００３９】
さらに、本実施形態では最終的に内部ホルダ９ｂの切り欠き部１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７が完全に重ならないように、外部ホルダ１８を最大１８０度回転している。こうすることにより、切り欠き部１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７が重なる場合と比較して著しく気密性を改善することが可能となる。
【００４０】
つまり、本発明では光変調器モジュール製作時には２つの切り欠き部１２と１７を一致させることにより、接着剤１１ｂが切り欠き部１２において凹んでいる場合にもそこを埋めることが可能となり、接着剤１９が外部ホルダ１８と内部ホルダ９ｂの間を埋め尽くしやすい（図６から図８がこの場合に相当する。またこうすることにより接着剤１１ｂが切り欠き部１２から上に飛び出さないので外部ホルダ１８を差し込み易い）。さらに外部ホルダ１８の後端部まで接着剤１９が染み出させることも可能である。
【００４１】
また、図６において先にファイバジャケット７ｂを内部ホルダ９ｂに固定した後、接着剤１１ｂを窓１２から内部ホルダ９ｂに注入し、その後、外部ホルダ１８を外側から差込んだ後に、内部ホルダ９ｂの窓１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７を合わせて接着剤１９を切り欠き部１７から注入しても良い。
【００４２】
そして、外部ホルダ１８を回転させることにより、２つの切り欠き部１２と１７が重ならないようにでき、その結果、短い工数で高い気密性を実現できる。いわば、高い製作性、コスト低減、高い気密性を同時に実現可能な構造であり、かつ製造方法であると言える。なお、部品点数は一つ増えるが、切り欠き部１７の外側にこれをふさぐ小さな蓋を接着するか、もしくは金属製の接着剤を塗布することにより、気密性をより一層高めることができる。
【００４３】
図９は２つの切り欠き部１２と１７の重なり具合と外気の水分子が筐体１０の中に透過する割合を示すグラフである。図からわかるように、最終的に２つの切り欠き部１２と１７が完全に重ならないことが望ましいが、例えある程度は重なってもその重なり具合を小さくすることにより、高い気密性を実現できる。なお、図９において重なり具合が０％の場合における水分子の透過率は、光ファイバ素線８ｂをメタライズした後に半田材で封止した場合とほとんど同じであり、測定誤差の範囲であった。
【００４４】
ここで、図７から図８において、Δが正の値を持つように、外部ホルダ１８の後端を内部ホルダ９ｂの後端よりも張り出しておけば、気密性と出力光ファイバ７ｂの固定強度の観点から有利となる。なお、Δの値は正の値が望ましいが、零もしくは負の値であっても本発明の効果を発揮できることはいうまでもない。
【００４５】
本発明における第２の実施形態の構造と製造方法により、光変調器としてのコストを低減するとともに、高い歩留まりを保ち、かつ優れた気密性を保つことが可能となる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図１０には本発明における第３の実施形態の断面図を示す。また図１０においてファイバジャケット７ｂ側から見た模式図を図１１に示す。図からわかるように、本実施形態では蓋２０を設けることにより、外部ホルダ１８の後端からの水分の浸入を防ぐことができるので、気密性を第１の実施形態や第２の実施形態よりも一層高めることが可能となる。
【００４７】
なお、図１１の蓋２０の形では光ファイバ素線８ｂとファイバジャケット７ｂを蓋２０の穴に通す必要があるが、蓋を図１２の２１のように加工することにより、光変調器モジュール組み立て後に上もしくは横から差し込むことが可能となる。さらに、図１３のように蓋２１を２枚交互に組み合わせることにより気密性をより高めることも可能である。
【００４８】
（各実施形態について）
例えば、第１の実施形態から第３の実施形態おける接着剤１１ｂと１３、１９は同じ種類であっても良いし、異なる種類であっても良く、ＵＶ硬化接着剤や気密シール用接着剤など各種の接着剤を適用できる。
【００４９】
また、以上の説明では気密のための接着剤が内部ホルダ９ｂの内部全体に充填されているとして説明した。勿論、内部ホルダ９ｂの内部全体に充填されていることが最も望ましいが、一部充填されていなくても本発明としての効果を発揮できることはいうまでもない。
【００５０】
また、これまでの説明では内部ホルダ９ｂの切り欠き部１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７は両方とも穴として説明してきたが、形状はこれに限らない。つまり、内部ホルダ９ｂの切り欠き部１２と外部ホルダ１８の切り欠き部１７の少なくとも一方が各ホルダの後端まで切り欠かれていても良いことは言うまでもない。
【００５１】
また、ホルダとしては内部ホルダ９ｂと外部ホルダ１８の２個として説明したが、これ以上の数のホルダがあっても良いことは言うまでもない。さらに、２個のホルダで充分な気密性を実現できるので、さらにその外側にホルダを装備する場合には切り欠き部はなくてもよいし、簡単にゴムカバーのような物を取り付けても良い。そして、接着剤の種類と切り欠き部の形状や数についてのこれらのことは本発明の全ての実施形態について言える。
【００５２】
進行波電極としてはＣＰＷ電極を例にとり説明したが、非対称コプレーナストリップ（ＡＣＰＳ）や対称コプレーナストリップ（ＣＰＳ）などの各種進行波電極、あるいは集中定数型の電極でも良いことは言うまでもない。また、光導波路としてはマッハツェンダ型光導波路の他に、方向性結合器や直線など、その他の光導波路でも良いことは言うまでもない。
【００５３】
また、以上の実施形態においては、ｘ−カット、ｙ−カットもしくはｚ−カットの面方位、即ち、基板表面（カット面）に対して垂直な方向に結晶のｘ軸、ｙ軸もしくはｚ軸を持つ基板でも良いし、以上に述べた各実施形態での面方位を主たる面方位とし、これらに他の面方位が副たる面方位として混在しても良いし、ＬＮ基板のみでなく、リチウムタンタレート、さらには半導体などその他の基板でも良いことは言うまでもない。
【００５４】
また、本発明は光変調器モジュールのみならず、気密性が要求されるその他の導波路型光デバイスモジュールにも適用可能である。フォトダイオードモジュールのような入力光ファイバのみを有する導波路型光デバイスや先球ファイバを用いた半導体レーザモジュールのように出力光ファイバのみを有する導波路型光デバイスにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係る導波路型光デバイスモジュールは、部材費と実装の工数を増加することなく、かつファイバ実装部の外形をコンパクトに保ったまま、気密を高めることができるので、高い歩留まり、優れた製造性、及び高い気密性を有する優れた光変調器モジュールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態の模式的な上面図
【図２】図１のＩ（ファイバ成端部近傍）の拡大図
【図３】図１のＢ−Ｂ´部の断面図により本発明の第１の実施形態の製造工程を説明する図
【図４】図１のＢ−Ｂ´部の断面図により本発明の第１の実施形態の製造工程を説明する図
【図５】図１のＢ−Ｂ´部の断面図により本発明の第１の実施形態の問題点を説明する図
【図６】本発明の第２の実施形態の構造と製造工程を説明する断面図
【図７】本発明の第２の実施形態の構造と製造工程を説明する断面図
【図８】本発明の第２の実施形態の構造と製造工程を説明する断面図
【図９】本発明の第２の実施形態の気密封止の原理を説明する図
【図１０】本発明の第３の実施形態の構造と製造工程を説明する断面図
【図１１】本発明の第３の実施形態の後端図
【図１２】本発明の第３の実施形態で使用する蓋
【図１３】本発明の第３の実施形態で使用する蓋
【図１４】従来技術に係る光変調器の斜視図
【図１５】従来技術のＡ−Ａ’線における断面図（ｘ−カット基板の場合）
【図１６】従来技術のＡ−Ａ’線における断面図（ｚ−カット基板の場合）
【図１７】従来技術に係る光変調器の動作を説明する図
【図１８】従来技術に係る光変調器モジュールの模式的な断面構造
【符号の説明】
【００５７】
１：ｘ−カットＬＮ基板（ＬＮ基板）
１´：ｚ−カットＬＮ基板（ＬＮ基板）
２：ＳｉＯ２バッファ層（バッファ層）
３：光導波路
３ａ、３ｂ：相互作用部の光導波路（光導波路）
４：進行波電極
４ａ：中心導体
４ｂ、４ｃ：接地導体
５：マイクロ波給電用ケーブル
６：マイクロ波出力用ケーブル
７ａ、７ｂ：単一モード光ファイバのファイバジャケット
８ａ、８ｂ：光ファイバ素線
９ａ、９ｂ：内部ホルダ
１０：パッケージ筐体（筐体）
１０ａ：筐体の蓋（リッド）
１０ｂ：ロー付け部
１０ｃ：外側スリーブ
１０ｄ：中間スリーブ
１１ａ、１１ｂ：接着剤
１２：内部ホルダに開けた窓
１３：接着剤
１４、１８：外部ホルダ
１５：空隙部
１６：水分子
１９：接着剤
２０、２１：蓋
３０：接着補強ブロック
３１：接着補強キャピラリ
３２：半田材
３６：メタライズ部
３８：内側スリーブ
３９：接着剤
【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】
0005086755.tif 000016
【図１６】
0005086755.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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