(57)【要約】【課題】本発明は横方向結合光ファイバー構造部材に係り、その１つの表面に少なくとも１つの凹型溝を設ける１つの第１基板と、前記凹型溝に設置してある光ファイバーと、前記第１基板に設置され、且つ前記光ファイバーをカバーする第２基板とを含み、前記第１基板と第２基板の間に位置される前記光ファイバーの片端に斜面が設置され、前記斜面は、光ファイバーの中で伝導する光束の全反射を実現することに用いられる。【解決手段】結合光ファイバーの端面に対して直接で完全な拘束を行い、光電転換素子装着基板との配合することによって、厳しい要求に対して安定で信頼できる光ファイバー横方向結合を実現する。【選択図】図１
2012521570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その１つの表面に少なくとも１つの凹型溝を設ける第１基板と、
前記凹型溝に設置してある光ファイバーと、
前記第１基板上に設置され、且つ前記光ファイバーをカバーする第２基板と、を含み、
前記第１基板と第２基板の間に位置される前記光ファイバーの片端に斜面が設置され
前記斜面は、光ファイバーの中で伝導する光束の全反射を実現させることに用いられる、  ことを特徴とする横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項２】
前記第１基板と前記第２基板とを固定する、ことを特徴とする請求項１に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項３】
前記第１基板と第２基板の片端面が前記光ファイバーの斜面と同じ平面に位置される、ことを特徴とする請求項２に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項４】
前記第２基板に第１光通孔が設置され、第１光通孔が前記光ファイバーの斜面から生じる全反射の光束通路と対応しており、または前記第２基板が前記光ファイバーにおける導光材料と同じ、または類似な材料を用いて作製される、ことを特徴とする請求項３に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項５】
前記第２基板を光学拡張台座とし、その上に少なくとも１つの光学素子を設置してある、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項６】
前記第２基板に設置する光学素子がレンズであり、前記レンズの透過エリアが前記全反射光束の投射エリアと一致する、ことを特徴とする請求項５に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項７】
さらに前記第２基板に設置するスペーサーを含み、前記スペーサーに溝孔を開口し、前記レンズと前記溝孔とが配合される、ことを特徴とする請求項６に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項８】
さらに前記スペーサーに設置する光受信チップ基板を含み、前記光受信チップ基板に前記レンズの投射エリアと対応する第２光通孔を設置しており、１つの光受信チップが前記第２光通孔に設置され、且つ前記光受信チップ基板と結合する、ことを特徴とする請求項７に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項９】
横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法において、
光ファイバーを第１基板の凹型溝に設置するステップと、
粘着方式で前記第１基板と第２基板とを固定することによって、前記光ファイバーの変位をなくすステップと、
前記光ファイバーの中に伝導する光束を、前記斜面において全反射を実現させるように、前記光ファイバー、第１基板と第２基板の片端面を研磨し、または切削して、同じ平面に位置する斜面を形成するステップと、
を含むことを特徴とする横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法。
【請求項１０】
さらに第１基板と第２基板とを固定した後で、水平状態を維持するステップを含み、
前記第１基板の他の凹型溝内に少なくとも前記光ファイバーと同じ直径を持つ１つの光ファイバーを設置した後、前記第１基板と第２基板とを固定して接続する、ことを特徴とする請求項９に記載の横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電子素子の光結合パッケージング技術、特に光通信分野における半導体光電子素子の横方向結合光ファイバー構造部材とその加工方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
光信号またはエネルギーを送受信するための光電子素子においては、光電子素子と外部との光伝導は光ファイバーを介して完成することが多い。それで、これらの光電子素子では、素子の核心とする光電転換素子と光ファイバーとの光結合問題が存在しており、言わば光電子素子の光ファイバー結合パッケージング問題である。
【０００３】
ご参照するように、図１では、従来技術における横方向結合光ファイバー構造部材の原理図を示している。即ち、光束は光ファイバーの軸方向ではなく、軸方向に垂直するラジアル方向に沿って、光ファイバー端面で入出力を行う。このような横方向結合は、光ファイバー端面１４０で全反射角条件を満足できる斜め端面を加工することによって実現されている。普通、このような横方向結合の構造はあるパッケージング形式を採用する光ファイバーと表面型光電転換素子１００との結合に利用されているが、よく見られているのは、バタフライ型パイプにパッケージングされる光ファイバー１１０と表面型構造の半導体光レシーバーチップとの結合である。
【０００４】
参照するように、図２では、従来技術における横方向結合光ファイバー構造部材の実施形態説明図を示している。光ファイバー１１０が空間位置に固定されることは通常、光電転換素子１００を被装する金属製のパッケージングパイプ１５０を介して実現される。パッケージングパイプ１５０に、光ファイバーを通過させる円形通孔１６０があり、光ファイバー１１０のある部分は通孔１６０で固定されている。代表的な固定工程は、外層保護材料が取り除かれた裸光ファイバー１１０に金属カバー１７０を緊密に覆う後で、金属溶接材料で金属カバー１７０を付けた光ファイバー１１０を通孔１６０に溶接して固定することによって、密封で安定なパッケージングを形成する。
【０００５】
従来技術の横方向結合構造では、光ファイバーは表面型光電転換素子の上部に置く必要となる。それは主に下記２つの原因で決められている。
【０００６】
１、光電転換素子の作業表面を上に向け、光ファイバーの端面を作業表面上部に置く構造を採用すると、観察と位置合わせが便利になる。光電転換素子の作業表面の有効作業エリアは普通大きさが限定される円形エリア１２０であり、周りに金属製電極１３０を取り囲み（図１で示す）、顕微鏡の下で観察と位置付けを完成する。
【０００７】
２、光電転換素子から引出電極１３０は普通、素子の作業表面と同じ面に位置され（図１で示す）、素子台座までに電極を引き出し、普通、リードボーディングの方式を採用して各素子とパッケージングパイプの電気接続を実現させる。一般的に、導線は金製で極めて細いものであり、專門のリードボーディング設備で完成し、リードボーディングの工程要求に従って各電極表面は上に向かうものとするため、光電転換素子の作業表面も上に向かう必要がある。
【０００８】
従来の技術において、光ファイバーを光電転換素子の上部に置いたら、観察と位置付けが便利になるが、光ファイバーの固定方式に制限されているので、光ファイバー固定の安定性問題は未だ存在している。特に光電転換素子の作業表面がとても小さい場合に、この問題が顕在化される。光通信で光受信に用いる半導体光電子チップにとって、作業エリアの大きさは直接にチップの稼働速度に影響を与え、速度が速いほど、設計する作業面積を小さくする必要がある。従来技術では光ファイバーの固定と言えば、その端面に対する直接に固定するものではなく、ある程度端面から離れる限定エリアに固定しているため、光ファイバー端面はスペース上により大きな自由度があり、特に固定部分の小さい曲り角の変化に対して、光ファイバー端面でより大きな移動を生じる可能性がある。光ファイバーを固定するには熱膨張効果が大きな金属構造部材を採用しているが、その中には、不均一に分布されている金属溶接材料が含まれる。密封性パッケージングの要求によってこのような金属化溶接を採用しているため、温度変化によって溶接エリアの応力が変化して、光ファイバーの固定部分で小さい移動が生じた場合には、光ファイバーの端面は元々の最適結合位置から外しやすいので、素子の性能が低くなったり、失効になったりする可能性がある。
【０００９】
現在の光通信システムで伝送速度が１０Ｇ（１Ｇ＝１０９）ビット／ｓとなるシングル光ファイバー回路では、光受信に用いる半導体光電子チップの作業エリアの直径は既に３０ミクロンを下回り、次の応用段階で速度が４０Ｇになると、直径はさらに１２ミクロンまで下がる。しかし、普通に利用するシングルモードファイバーでは、伝送する光束の直径が１０ミクロンぐらいなので、速度の向上に伴い、結合が光ファイバー位置の変化に対する敏感度はますます高くなる傾向がある。現在、１０Ｇをメインとする製品開発と生産実践において、この結合の不安定性により、信頼性指標が合格しにくくとなり、一回目の合格率が低く、製造時間が長いという諸問題が存在しているため、規模化生産が難しく、コストが高い現状となっている。
【００１０】
一方、応用速度がさらに高まることによって、光電子素子の電気パッケージングに対する要求も高くなっている。金製導線が高周波電気信号に対する抵抗と寄生インダクタンスは、信号周波数の増加に伴って高くなり、ある程度になったら性能が著しく悪化するおそれがある。理論上では、導線の長さを減らすことによって、周波数変化の要求を満足することができるが、リードボーディングの技術に制限されているため、制限無く導線を短くすることもありえない。信号接続線を１００ミクロン以下に短くしたら、リードボーディング技術の利用は大変困難になる。この場合には、速度が４０Ｇビット／ｓ時に導線長さへの要求に対応している。
【００１１】
チップの「逆設」技術は有効な解決方法として利用することができ、つまり、チップ引出電極の方向を下に向け、台座と基板の電気回路部分を直接にボーディングすることであり、よく利用している方法は溶接材料での溶接方式であり、接続距離が最も短いから、高速性能上の要求を満足できる。それとともに、逆設技術は放熱の向上や、電気接続密度の増加等の優れた点もある。逆設技術は既に微電子分野で利用される従来技術である。光電子素子にとって、引出電極と光結合作業表面を同じ面にするのが主なタイプである、逆設技術を採用すれば、作業表面を下に向かって配置する必要があるので、従来の光ファイバー結合パッケージングと両立することができない。従来技術では、パッケージングパイプ本体上の通孔を介して光ファイバーの位置決めと固定を行うため、光ファイバーの結合はパッケージングパイプ本体で実施しなければならない。それによって、光ファイバーの端面が見えないから、作業表面が下に向かう光電転換素子下方の結合方式をなかなか実施しにくくなる。このため、従来の光結合技術は、数多くの光電素子における逆設技術の利用を制限している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、上記のディメリットを解決するように横方向結合光ファイバー構造部材とその加工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を実現するために、本発明で採用した技術手段は、まず横方向結合光ファイバーの構造部材であって、
その１つの表面に少なくとも１つの凹型溝を設ける第１基板と、
前記凹型溝に設置してある光ファイバーと、
前記第１基板上に設置され、且つ前記光ファイバーをカバーする第２基板と、を含み、
前記第１基板と第２基板の間に位置される前記光ファイバーの片端に斜面が設置され
前記斜面は、光ファイバーの中で伝導する光束の全反射を実現させることに用いられ、
前記第１基板と第２基板を固定することによって、前記光ファイバーの変位をなくすようにする。
【００１４】
好ましくは、前記する第１基板と第２基板の片端面は前記する光ファイバーの斜面と同じ平面に位置される。
【００１５】
前記第２基板に第１光通孔が設置され、第１光通孔が前記光ファイバーの斜面から生じる全反射の光束通路と対応しており、または前記第２基板が前記光ファイバーにおける導光材料と同じ、または類似な材料を用いて作製されるによって、反射損失を減らす。
【００１６】
好ましくは、前記第２基板を１つの光学拡張台座とし、その上に少なくとも１つの光学素子を設置してある。
【００１７】
前記第２基板に設置する光学素子がレンズであってもよく、前記レンズの透過エリアが前記全反射光束の投射エリアと一致する。
【００１８】
好ましくは、さらに前記第２基板に設置するスペーサーを含み、前記スペーサーに溝孔を開口し、前記レンズと前記溝孔とが配合される。
【００１９】
好ましくは、さらに前記スペーサーに設置する光受信チップ基板を含み、前記光受信チップ基板に前記レンズの投射エリアと対応する１つの第２光通孔を設置しており、１つの光受信チップが前記第２光通孔に設置され、且つ前記光受信チップ基板と結合する。
【００２０】
本発明はまた、横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法を提供してあり、
光ファイバーを第１基板の凹型溝に設置するステップと、
粘着方式で前記第１基板と第２基板とを固定することによって、前記光ファイバーの変位をなくすステップと、
前記光ファイバーの中に伝導する光束を、前記斜面において全反射を実現させるように、前記光ファイバー、第１基板と第２基板の片端面を研磨し、または切削して、同じ平面に位置する斜面を形成するステップと、を含む。
【００２１】
第１基板と第２基板を固定した後で、水平状態を維持するためのステップは、
前記第１基板の他の凹型溝内に少なくとも前記光ファイバーと同じ直径を持つ１つの光ファイバーを設置して、前記第１基板と第２基板とを固定して接続する。
【００２２】
従来技術と比べれば、本発明は下記の有益な効果がある。まず、横方向結合光ファイバー構造部材として、直接で完全に結合光ファイバーの端面を拘束し、光電転換素子装着基板との組合せによって、厳しい要求に対し、安定で信頼できる光ファイバー横方向結合を実現することができる。
【００２３】
そして、本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の取付け方式は柔軟であり、素子逆設を含む複数のパッケージング技術と両立できる。
【００２４】
最後に、本発明の横方向結合光ファイバー構造部材は新たな組立プラットフォームを提供でき、多機能一体化の横方向結合光ファイバー構造部材までに拡張することができるが、完全な素子取付プラットフォームまでに拡張して実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来技術における横方向結合光ファイバー構造部材の原理図である。
【図２】従来技術における横方向結合光ファイバー構造部材の実施形態説明図である。
【図３】本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例１の立体説明図である。
【図４】本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例１の側面説明図である。
【図５】本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例２の立体説明図である。
【図６】本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例２の側面説明図である。
【図７】本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例３の側面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面に合せて本発明の前記とそれ以外の技術特徴及び優れた点を詳しく説明する。
【００２７】
図３と図４に示されるのは、それぞれ本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例１の立体説明図と側面説明図である。本発明の横方向結合光ファイバー構造部材は、少なくとも１つの凹型溝を設ける第１基板２００と、１つの凹型溝に位置する光ファイバー２１０と、１つの凹型溝基板の上に置かれて且つ凹型溝内の光ファイバーを閉塞（カバー）する第２基板２２０とを含む。前記凹型溝の形状はその中に設ける光ファイバー２１０が凹型溝両側の側面と同時に接触すると共に、光ファイバーの一部が凹型溝の表面から露出して、前記第２基板２２０との接触を実現するように満足すべきである。凹型溝の側面と前記第２基板２２０とは共同して、光ファイバー２１０を完全に凹型溝内に配設される。一般的には、該光ファイバー２１０は、外部塗装材料、プラスチックカバーなどの保護層が取り除かれて、内部の光ファイバーを露出する裸光ファイバーである。標準のシングルモード光ファイバーにとって、その内部光ファイバーの材料は石英であり、繊維の直径は１２５ミクロンとする。
【００２８】
前記第２基板２２０と第１基板２００の間は、粘着剤２３０で一体に固定することができる。例えば、簡単な紫外粘着剤を用いても良い。軽く粘着した後で、紫外線で照射して粘着剤を固化し、各部分を緊密に粘着させる。粘着固定で緊密に連接した場合、光ファイバー２１０は凹型溝内において完全に動けなくなり、光ファイバー２１０は凹型溝の軸方向に沿って平行に移動すること及び自らの軸方向に沿って回転することをも含むため、光ファイバー端面２４０の位置と状態は、完全に前記横方向結合光ファイバー構造部材より決めることになる。
【００２９】
本発明の横方向結合光ファイバー構造部材では下記に述べる重要な特徴がある。光ファイバー２１０の端面２４０は、全反射条件を満足できる斜め斜面を加工して、光ファイバー２１０の軸方向に沿って進める光を、前記端面で側面に沿って進める光に転換させ、且つ斜面の位置によって、前記側面に沿って進める光を、第２基板２２０の片側に位置させる。物理的には、前記第２基板２２０において、光束を前記する第２基板を通さないで直接に通過させるように１つの通孔または裂け目を作製し、さらに前記第２基板に光ファイバー端面２４０の一部を残すこともできる。しかし、粘着剤の流出が光ファイバー端面を「汚染」するという避けられない問題が存在しているため、下記簡単な方法を採用することができる。前記第２基板２２０は光ファイバー２１０と同じ、または類似な材料を利用する上に、粘着剤２３０は光ファイバー２１０と第２基板２２０の屈折率と合わせると同時に、光吸収が少ない、市販で入手しやすい材料と製品を採用する。それから、第２基板２２０によって光ファイバー２１０を完全に閉塞カバーする。各部分の材料の屈折率が近いので、光束が同じ材料で伝導される時と同じであるので、内部で多くの反射損失と影響を引き起こすことはない。光束が第２基板２２０上部表面に沿って前進する状況は普通の光ファイバーが軸方向に沿って端面に入出力を実施する状況と同じであり、この表面に対する反射影響を計算入れてもいいし、反射の発生を減らすように該表面に対して光学透過フィルムをめっきすることもできる。
【００３０】
光ファイバー端面２４０の角度θは光ファイバー材料と位置される媒質環境とが形成する通過表面の全反射臨界角によって決める。光ファイバー２１０における伝導する光束が前記端面での入射角は該臨界角より大きい場合、光束は前記端面において完全な内部反射が発生されて、投射出力はありえない。このため、この斜面角度θの所定値は単一なものではなく、光束の射出方向、表面反射影響などの要素によって決めることができる。石英と空気とで形成する表面に対して、ここで斜面角度θは４２度に設定することが可能である。
【００３１】
本発明にとって、前記第２基板を光学拡張台座とし、その上に少なくとも１つの光学素子を設置できる。それは本発明で重点として説明しょうとする特徴でもある。
【００３２】
図５と図６に示されるのは、それぞれ本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例２の立体説明図と側面説明図である。この拡張を実現できる原因としては、第２基板２２０は実際に組立機能を提供している。前記第２基板２２０の上に、レンズ、フィルター、偏光子と反射レンズ等を含む他種の光学素子を簡単に取付けて固定したり、及びその上に光電子と電子素子を直接に取付けたりすることができる。原理からみれば、該第２基板２２０が提供できる機能は、各種類の素子を取付けるために使用する普通の装着基板と大きな違いはない。前記第２基板２２０には、半導体チップ製造工程で作製したマイクロレンズ２７０が新たに付加され、その直径は１ミリメートル以下にすることができる。マイクロレンズの曲面は半導体工芸であるフォトリソグラフィと化学腐食工芸で製造されている。このチップ型マイクロレンズ２７０は既にビジネス取引されている製品である。レンズは石英と硅などの材料で製造するので、光通信分野で利用する赤外線波長をうまく透過することができる。マイクロレンズ２７０は単面レンズ、または双面レンズに作ってもよい。本実施例では単面型レンズを採用することによって、直接にレンズ底部のスムーズ表面を第２基板２２０の表面に粘着するほかに、簡単に取付けられるメリットがある。マイクロレンズ２７０のレンズ表面と底部表面では、需要に応じて反射影響を減少するように透過補強フィルムをメッキすることができる。マイクロレンズ２７０と第２基板２２０の間では、同じように屈折率が相当する粘着剤２３０で接続することができる。取付け工芸において、結合光ファイバー端面２４０から発射する光束をレンズ２７０の有効エリアを通過させる必要があるので、マイクロレンズ２７０が光ファイバー端面２４０の軸心ポイントに対して精確に位置を決める問題が存在している。この時、前記斜め端面加工において形成された第２基板２２０の上部表面にある位置整合指示縁２５０を利用して行うことができる。半導体チップ工芸によって、前記チップ型マイクロレンズ２７０は口径以外の材料表面においてイメージ位置整合標識を設計して作製でき、前記標識と、第２基板２２０の上部表面にある位置整合指示縁２５０と、また凹溝などのその他の位置整合基準とを配合して使用すれば、前記レンズの位置決めを正しく実施することができる。表面でフィルムの添加と、位置整合標識を指定した該マイクロレンズ２７０は、メーカーよりカスタマイズで製造して提供することができる。
【００３３】
前記マイクロレンズ２７０を付加したと共に、元々の横方向結合光ファイバー構造部材のベースに１つの新しい完全な構造部材が形成される。前記マイクロレンズ２７０を付加することによって、光ファイバー２１０が外部に伝送する光束を制御する機能を追加することができる。例えば、光ファイバー２１０から出力する光は発散性質有するが、マイクロレンズ２７０はそれを集中する役割を果たす。それは受信エリア直径が小さい高速素子にとって極めて重要なものである。光発射素子から言えば、例え光通信分野で使用される半導体レーザーダイオードチップから発射するレーザーの光束も同じ発散性質を持つため、前記レンズは同じ集中機能を果たすことができる。マイクロレンズ２７０を添加した後で、第２基板２２０自体の厚さは、横方向結合光ファイバー構造部材の光学特性を制御する重要なパラメーターになる。
【００３４】
図７に示されるのは、本発明の横方向結合光ファイバー構造部材の実施例３の側面説明図であり、これは光通信分野の高速光受信機の１つの光ファイバー結合パッケージングに実施されており、１つの表面型半導体光受信チップ１００を設置し、および前記チップの基板３００が取り付けられる。高速の要求に適応するために、前記する光受信器チップ１００の電気接続ではチップ逆設工芸を採用している。合金溶接材料３１０で光受信チップ１００の表面電極と基板３００のマイクロ波伝送回路を直接に一体ボーディングし、光受信器チップ１００は光結合の作業表面に利用されるため、基板３００に向かって配設している。基板３００は対応する場所で１つの第２光通孔３２０を開口し、孔の直径はチップ１００の寸法を下回っているが、高速に利用される光受信チップ１００の作業エリアの直径より遥かに大きい。４０Ｇビット／ｓの速度が応用される場合には、光受信チップ１００の作業エリアの直径は１２ミクロンであり、第２光通孔３２０の直径は２００ミクロンに設定することができる。
【００３５】
前記内容に従って、もう１つのチップ型マイクロレンズ２７０をさらに追加することによって、新たな拡張構造部材を構成することができる。前記第２基板２２０の厚さは、レンズ２７０の物体距離パラメーターを決めている。光受信チップの基板３００下に一枚のスペーサー３３０を添加して、前記スペーサー３３０と光受信チップの基板３００とが一体に粘着される。スペーサー３３０が第２光通孔３２０に対応するエリアに大きな四角穴、または溝３４０がある。それで、横方向結合光ファイバー構造部材の第２基板２２０の上部表面はスペーサー３３０の下部表面とに粘着することができる。第２基板２２０に取付けるマイクロレンズ２７０はスペーサー３３０に形成される孔または溝３４０に入れることができる。このような光ファイバー２１０は作業表面が下に向かう光受信チップ１００下部に位置される結合の形式は、従来技術で光ファイバー結合と素子の逆設パッケージングが両立できない問題を解決した。前記実施例において、同時にスペーサー３３０はレンズ２７０像距離パラメーターを制御する役にも立つ。
【００３６】
前記実施例において、光ファイバーの結合パッケージングは既に光電転換素子のパッケージングパイプ本体１５０から離れている。光受信チップ１００の基板３００を取付けて、横方向結合光ファイバー構造部材との結合と固定工程は単独で実施することができる。操作過程において、光受信チップ１００が取り付けられた基板３００を逆転することができ、光ファイバー結合の観察と位置整合を実施する。結合・固定した後で、両者を合せてパッケージングパイプ１５０に入れる。この時、光ファイバー２１０は同じようにパッケージングパイプ１５０の通孔１６０を通過すべきであるが、但しその際に通孔が光ファイバーに対する固定は気密性と機械強度という２つの要素だけに関係され、光の結合と関連しなくなる。それに、その通孔１６０の固定が光ファイバーの固定部分に対する変位では、前記結合状態に影響しなくなる。光ファイバー端面２４０の変位度は既に本発明の横方向結合光ファイバー構造部材及びそれに固接するチップ装着基板３００によって完全に制限されている。このような光ファイバー端面に対する直接固定する方式は、従来技術における結合状態が通孔１６０の固定位置に影響されやすいことによる結合安定性が悪い問題を解決した。
【００３７】
本発明では、同時に横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法も提供している。
光ファイバーを第１基板の凹型溝に設置するステップと、
粘着方式で前記第１基板と第２基板を固定することによって、前記光ファイバーの変位をなくすステップと、
前記光ファイバーの中に伝導する光束を、前記斜面において全反射を実現させるように、前記光ファイバー、第１基板と第２基板の片端面を研磨し、または切削して、同じ平面に位置する斜面を形成するステップと、を含む。
【００３８】
図４に従って、光ファイバー端面２４０を斜め端面角度θに加工して、且つ厳密に所定の方位によって凹型溝に配置する。まず、未加工の光ファイバー２１０を凹型溝に入れ、粘着剤２３０で第２基板２２０、光ファイバー２１０、第１基板２００を三位一体固定した後で、三者から形成する共通な端面を專門な金型で加工し、必要な角度を研磨してまたは切削する。全体研磨または切削は光ファイバー２１０の放置方位に対する配慮を除くことができるほかに、前記第２基板２２０上部表面で加工によって形成する位置整合指示縁２５０の、光ファイバー端面２４０に対する軸心位置の水平方向における距離は、いつでも計算で入手可能な固定値である。このため、該位置整合指示縁２５０は、光ファイバー端面２４０軸心位置を指示する位置整合標識として利用することができる。光ファイバーのサイズは小さくて、且つ材料は透明で均一だから、光ファイバー軸心の位置は肉眼のみで正しく判断しにくい。前記位置整合指示縁２５０の存在は、構造と機能の面から横方向結合光ファイバー構造部材の拡張に有利な条件で提供することになる。
【００３９】
前記第２基板２２０の取扱いに対して、第２基板２２０の上部表面が水平位置に位置されるか否かは極めて重要であり、それは光束が第２基板２２０を通過後の前進方向に係わっているので、第２基板２２０の上部表面と下部表面は高いレベルの平行度を持つほかに、同時に第１基板２００において複数の同じ凹型溝を作ることもでき、且つ同一の、長さが限定されて、凹型溝の長さのみに合わせる補助用光ファイバー２６０を入れて、これらの補助用凹型溝と光ファイバーを介して、第２基板２２０の下部表面と第１基板２００を粘着して固定した後でも、水平状態を維持させることができる。
【００４０】
上記した内容は本発明の好ましい実施例のみであり、本発明に対して説明的な役割を果たすことで、それには限らないものとする。当業者は関連内容を理解したうえで、本発明の権利と要求に定める主旨と範囲において、複数の変更、修正、延いては同等効果を行うことができる。しかし、それらは全て本発明の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００４１】
２００…第１基板、２１０…光ファイバー、２２０…第２基板、２３０…粘着剤、２４０…光ファイバー端面、２５０…位置整合指示縁、２６０…補助用光ファイバー。
【図１】
2012521570.tif 000003
【図２】
2012521570.tif 000004
【図３】
2012521570.tif 000005
【図４】
2012521570.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月12日(2011.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その１つの表面に少なくとも１つの凹型溝を設ける第１基板と、
前記凹型溝に設置してある光ファイバーと、
前記第１基板上に設置され、且つ前記光ファイバーをカバーする第２基板と、を含み、
前記第１基板と第２基板の間に位置される前記光ファイバーの片端に斜面が設置され
前記斜面は、光ファイバーの中で伝導する光束の全反射を実現させることに用いられる、ことを特徴とする横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項２】
前記第１基板と前記第２基板とを固定する、ことを特徴とする請求項１に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項３】
前記第１基板と第２基板の片端面が前記光ファイバーの斜面と同じ平面に位置される、ことを特徴とする請求項２に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項４】
前記第２基板に第１光通孔が設置され、第１光通孔が前記光ファイバーの斜面から生じる全反射の光束通路と対応しており、または前記第２基板が前記光ファイバーにおける導光材料と同じ、または類似な材料を用いて作製される、ことを特徴とする請求項３に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項５】
前記第２基板を光学拡張台座とし、その上に少なくとも１つの光学素子を設置してある、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項６】
前記第２基板に設置する光学素子がレンズであり、前記レンズの透過エリアが前記全反射光束の投射エリアと一致する、ことを特徴とする請求項５に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項７】
さらに前記第２基板に設置するスペーサーを含み、前記スペーサーに溝孔を開口し、前記レンズと前記溝孔とが配合される、ことを特徴とする請求項６に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項８】
さらに前記スペーサーに設置する光受信チップ基板を含み、前記光受信チップ基板に前記レンズの投射エリアと対応する第２光通孔を設置しており、１つの光受信チップが前記第２光通孔に設置され、且つ前記光受信チップ基板と結合する、ことを特徴とする請求項７に記載の横方向結合光ファイバー構造部材。
【請求項９】
横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法において、
光ファイバーを第１基板の凹型溝に設置するステップと、
粘着方式で前記第１基板と第２基板とを固定することによって、前記光ファイバーの変位をなくすステップと、
前記光ファイバーの中に伝導する光束を、前記斜面において全反射を実現させるように、前記光ファイバー、第１基板と第２基板の片端面を研磨し、または切削して、同じ平面に位置する斜面を形成するステップと、
を含むことを特徴とする横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法。
【請求項１０】
さらに第１基板と第２基板とを固定した後で、水平状態を維持するステップを含み、
前記第１基板の他の凹型溝内に少なくとも前記光ファイバーと同じ直径を持つ１つの光ファイバーを設置した後、前記第１基板と第２基板とを固定して接続する、ことを特徴とする請求項９に記載の横方向結合光ファイバー構造部材の加工方法。
【請求項１１】
光ファイバーと該光ファイバーを、閉塞、固定する一組の基板とから構成され、
前記一組の基板のいずれかの基板が、閉塞、固定された光ファイバーの反対側の表面にマイクロレンズを載置し、
前記光ファイバーが端面に、前記マイクロレンズに向けて鋭角とされ、光ファイバー内を伝導する光束を全反射させる斜面を備え、
前記マイクロレンズを載置する側の基板が、前記光ファイバーの斜面と同一平面とされた斜面を備えること
を特徴とする横方向結合型光ファイバー構造部材。
【請求項１２】
前記マイクロレンズを載置する側の基板は、その端部が位置整合指示縁とされたことを特徴とする請求項１１に記載された横方向結合型光ファイバー構造部材。
【国際調査報告】
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