(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールアセンブリであって、
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平端部と、第１端及び第２端を有するフェルールと；
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し；
前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記光ファイバは前記切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とするフェルールアセンブリ。
【請求項２】
フェルールアセンブリであって、
貫通孔と、円筒状部分と、該円筒状部分の両側に形成されたそれぞれ前記貫通孔を露出する第１及び第２切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと；
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し；
前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記光ファイバは前記第１及び第２切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とするフェルールアセンブリ。
【請求項３】
光モジュールであって、
溝を有する基板と；
一端が前記溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と；
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと；
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し；
前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記光ファイバの前記第１端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記フェルールが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
前記光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板上に搭載された光素子を更に具備した請求項３記載の光モジュール。
【請求項５】
光モジュールであって、
両端部分に第１及び第２の溝を有する基板と；
一端及び他端が前記第１及び第２の溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板の中間部分に形成された光導波路層と；
それぞれ貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有する第１及び第２フェルールと；
前記第１及び第２フェルールの貫通孔中に挿入され、該第１及び第２フェルールの前記円筒状部分で固定された第１及び第２ベア光ファイバとを具備し；
前記第１光ファイバは前記第１フェルールの第１端と面一の第１端部と、該第１フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記第２光ファイバは前記第２フェルールの第１端と面一の第１端部と、該第２フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記第１光ファイバの前記第１端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記第１光ファイバが前記基板の第１の溝中に挿入されて、前記第１フェルールが前記第１切欠平坦部で前記基板に固定されており、
前記第２光ファイバの前記第１端部が前記光導波路コア部の他端に突き当てられるように前記第２光ファイバが前記基板の第２の溝中に挿入されて、前記第２フェルールが前記第２切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
光モジュールであって、
溝を有する基板と；
前記溝に整列して前記基板上に搭載された光素子と；
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと；
前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し；
前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記光ファイバの前記第１端部が前記光素子に光結合するように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記フェルールが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記基板は前記光素子に整列した第２の溝を有しており；
第２貫通孔を有する第２フェルールと；
前記第２貫通孔中に挿入されて固定された第２ベア光ファイバを更に具備し；
前記第２フェルールは前記第２貫通孔中に挿入された前記第２光ファイバが半分露出するような第２切欠平坦部を有しており、
前記第２光ファイバの一端が前記光素子に光結合するように前記第２光ファイバが前記基板の第２の溝中に挿入されて、前記第２フェルールが第２切欠平坦部で前記基板に固定されている請求項６記載の光モジュール。
【請求項８】
光モジュールであって、
互いに整列した第１及び第２の溝を有する基板と；
前記第１及び第２の溝の間で該第１及び第２の溝に実質上直交するように前記基板に搭載された受動光部品と；
第１貫通孔と、第１円筒状部分と、前記第１貫通孔を露出する第１切欠平坦部と、第１端及び第２端を有する第１フェルールと；
第２貫通孔と、第２円筒状部分と、前記第２貫通孔を露出する第２切欠平坦部と、第１端及び第２端を有する第２フェルールと；
前記第１貫通孔中に挿入され前記第１円筒状部分で固定された第１ベア光ファイバと；
前記第２貫通孔中に挿入され前記第２円筒状部分で固定された第２ベア光ファイバとを具備し；
前記第１光ファイバは前記第１フェルールの第１端と面一の第１端部と、該第１フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記第２光ファイバは前記第２フェルールの第１端と面一の第１端部と、該第２フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記第１光ファイバの前記第１端部が前記受動光部品に突き当てられるように前記第１光ファイバが前記基板の第１の溝中に挿入されて、前記第１フェルールが前記第１切欠平坦部で前記基板に固定されており、
前記第２光ファイバの前記第１端部が前記受動光部品に突き当てられるように前記第２光ファイバが前記基板の第２の溝中に挿入されて、前記第２フェルールが前記第２切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
光モジュールであって、
第１及び第２の溝を有する基板と；
第１及び第２端を有する第１光導波路コア部と、一端が前記第１光導波路コア部の中間部分に接続された第２光導波路コア部と、該第１及び第２光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と；
前記第１及び第２光導波路コア部の接続部分を横切るように前記基板上に搭載された光波長フィルタと；
それぞれ貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１及び第２端を有するフェルールと、該貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記各光ファイバが前記基板の前記第１及び第２の溝中に挿入されて、前記各フェルールが前記切欠平坦部で前記基板にそれぞれ固定された第１及び第２半面切欠フェルールアセンブリと；
前記第１及び第２光導波路コア部のいずれか一方に光結合するように前記基板に搭載された光素子とを具備し；
前記各光ファイバは前記各フェルールの第１端と面一の第１端部と、前記各フェルールの第２端と面一の第２端部を有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
前記第１半面切欠フェルールアセンブリは内蔵された光ファイバが前記第１光導波路コア部の第１端に光結合するように前記基板に搭載され、前記第２半面切欠フェルールアセンブリは内蔵する光ファイバが前記第２光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載されており、前記光素子は前記第１光導波路コア部の第２端に光結合するように前記基板上に搭載されている請求項９記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記第１半面切欠フェルールアセンブリは内蔵された光ファイバが前記第１光導波路コア部の第１端に光結合するように前記基板に搭載され、前記第２半面切欠フェルールアセンブリは内蔵された光ファイバが前記第１光導波路コア部の第２端に光結合するように前記基板に搭載されており、前記光素子は前記第２光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載されている請求項９記載の光モジュール。
【請求項１２】
光モジュールであって、
溝を有する基板と；
第１及び第２端を有する第１光導波路コア部と、一端が前記第１光導波路コア部の中間部分に接続された第２光導波路コア部と、該第１及び第２光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と；
前記第１及び第２光導波路コア部の接続部分を横切るように前記基板上に搭載された光波長フィルタと；
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記光ファイバの一端が前記第１光導波路コア部の第１端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記切欠平坦部で前記基板に固定された半面切欠フェルールアセンブリと；
前記第１光導波路コア部の第２端に光結合するように前記基板に搭載された第１光素子と；
前記第２光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載された第２光素子とを具備し；
前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
前記第１光素子はフォトダイオードであり、前記第２光素子はレーザダイオードである請求項１２記載の光モジュール。
【請求項１４】
前記光波長フィルタは１．５５μｍ帯の光を透過し、１．３μｍ帯の光を反射する請求項１３記載の光モジュール。
【請求項１５】
光モジュールであって、
表面上に第１マーカーの形成された基板と；
光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った幅の狭い第１部分と幅の広い第２部分とを有する光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と；
溝と第２マーカーとを有し、該第２マーカーが前記第１マーカーに位置あわせされて前記溝が前記光導波路クラッド部の前記第１部分を収容するように前記基板上に固定されたガラス板と；
貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記切欠平坦部で前記ガラス板に固定された半面切欠フェルールアセンブリとを具備し；
前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項１６】
前記基板は前記第１マーカーの形成された端部と反対側の端部に第３マーカーを有しており、前記光導波路クラッド部は前記第１部分の反対に幅の狭い第３部分を有している請求項１５記載の光モジュール。
【請求項１７】
多芯コネクタアセンブリであって、
複数の貫通孔と、該各貫通孔が露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するブロックと；
前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数のベア光ファイバと；
前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを具備し；
前記各光ファイバは前記ブロックの第１端と面一の第１端部と、該ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記各光ファイバは前記切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とする多芯コネクタアセンブリ。
【請求項１８】
光モジュールであって、
複数の溝を有する基板と；
それぞれの一端が前記各溝の一端に整列した複数の光導波路コア部と、前記複数の光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と；
複数の貫通孔と、該各貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定され前記切欠平坦部で半円筒状に露出する複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含んだコネクタアセンブリとを具備し；
前記各光ファイバは前記ブロックの第１端と面一の第１端部と、該ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記各光ファイバの一端が前記各光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記各光ファイバが前記基板の各溝中に挿入されて、前記ブロックが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１９】
前記複数の光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板上に搭載された複数の光素子を更に具備した請求項１８記載の光モジュール。
【請求項２０】
光モジュールであって、
一端部に第１の溝を有し、他端部に複数の第２の溝を有する基板と；
一端部が前記第１の溝の一端部に整列し、他端部が複数に分岐されてそれぞれ前記複数の第２の溝の一端部に整列した光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った光導波路クラッドとを有する、前記基板上に形成された光導波路層と；
第１貫通孔を有する第１ブロックと、前記第１貫通孔中に挿入されて固定された第１ベア光ファイバと、前記第１ブロックに固定された複数の第１ガイドピンとを含み、前記第１ブロックは前記第１貫通孔中に挿入された前記第１光ファイバが半分露出するような第１切欠平坦部を有している第１コネクタアセンブリと；
複数の第２貫通孔を有する第２ブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数の第２ベア光ファイバと、前記第２ブロックに固定された複数の第２ガイドピンとを含み、前記第２ブロックは前記各第２貫通孔中に挿入された前記各第２光ファイバが半分露出するような第２切欠平坦部を有している第２コネクタアセンブリとを具備し；
前記第１光ファイバは前記第１ブロックの第１端と面一の第１端部と、前記第１ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記各第２光ファイバは前記第２ブロックの第１端と面一の第１端部と、前記第２ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記第１光ファイバの一端が前記光導波路コア部の前記一端部に突き当てられるように前記第１光ファイバが前記基板の第１の溝中に挿入されて、前記第１コネクタアセンブリが前記第１切欠平坦部で前記基板に固定されており、
前記複数の第２光ファイバの一端が前記光導波路コア部の複数に分岐した前記各他端部に突き当てられるように前記複数の第２光ファイバが前記基板の前記複数の第２の溝中にそれぞれ挿入されて、前記第２コネクタアセンブリが前記第２切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２１】
光モジュールであって、
複数の溝を有する基板と；
それぞれ各溝の一端部に隣接して前記基板上に搭載された複数の光素子と；
複数の貫通孔を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含み、前記ブロックは前記各貫通孔中に挿入された前記各光ファイバが半円筒状に露出するような切欠平坦部を有しているコネクタアセンブリとを具備し；
前記各光ファイバは前記ブロックの第１端と面一の第１端部と、前記ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記各光ファイバの前記第１端部が前記各光素子に光結合するように前記各光ファイバが前記基板の各溝中に挿入されて、前記コネクタアセンブリが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２２】
光モジュールであって、
表面上に第１マーカーの形成された基板と；
一端部で複数に分岐された光導波路コア部と、幅の狭い第１部分を有する前記光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含む、前記基板上に形成された光導波路層と；
複数の貫通孔を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含み、前記ブロックは前記各貫通孔中に挿入された前記各光ファイバが半円筒状に露出するような切欠平坦部を有しているコネクタアセンブリ；
第２マーカーと、前記複数の光ファイバを収容するように適合した複数の第１の溝と、前記光導波路クラッド部の第１部分を収容するように適合した第２の溝とを有するガラス板とを具備し；
前記各光ファイバは前記ブロックの第１端と面一の第１端部と、前記ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、
前記第１マーカーと第２マーカーとを位置あわせして、前記第２の溝が前記光導波路クラッド部の第１部分を収容するように前記ガラス板が前記基板に固定されており、前記各光ファイバが前記各第１の溝中に収容されるように前記コネクタアセンブリが前記切欠平坦部で前記ガラス板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に光通信分野に使用される光伝送モジュールに関し、特に、レセプタクル型光伝送モジュールに関する。
【０００２】
近年の情報通信分野では、情報の高度化に伴い演算処理の高速化・大容量化及びデータ伝送の高速化が必要とされている。これを実現するには光伝送が不可欠であり、現在光通信網の拡大・普及に向けて整備が進められている。
【０００３】
光伝送システムにおいて各所に多数使用される装置として、光電変換又は電光変換を行なう光回路と電気回路が混在した光伝送モジュールがある。現在、この光伝送モジュールの通信メーカー１社当りの生産規模は１０万個／年程度であるが、光通信網の普及に伴い、将来は１００万個／年以上の生産規模が必要となり、また、その製造コストを現状の１／１０以下にまで低減する必要があるといわれている。
【０００４】
このため、光伝送モジュールは部品点数を極力削減し、その組立工程を簡単化することにより量産化・低価格化を実現し、且つ、高信頼性・高寿命が確保できる形態が強く求められている。
【０００５】
【従来の技術】
通信装置に組み込まれるプリント配線板に実装される部品は、一般に表面実装型とスルーホール実装型に分類される。表面実装型部品の代表例はＬＳＩであり、フラットパッケージ型といわれる形状を有している。
【０００６】
この部品はリフロー半田付けという方法によって半田付けが行なわれる。即ち、ペースト状の半田をプリント配線板に印刷し、このペースト半田部分に表面実装型部品を粘着させ、半田の表面温度が２２０℃以上となるコンベア炉の中で半田付けを行なう。
【０００７】
スルーホール実装型部品の代表例は、大容量コンデンサや端子数の多い（２００端子以上）ＬＳＩである。端子数の多いＬＳＩはＰＧＡ（Pin Grid Array）という端子形態をなしている。
【０００８】
これらのスルーホール実装型部品はフロー半田付けという方法によって半田付けが行なわれる。即ち、スルーホール実装型部品の端子をプリント配線板のスルーホールに挿入し、プリント配線板を部品実装面と反対の側から２６０℃程度の半田槽に入れ、半田付けを行なう。
【０００９】
ところで、光モジュールを表面実装型部品又はスルーホール実装型部品と同様に半田付け工程でプリント配線板上に実装するには、いわゆるピグテール型と呼ばれる光ファイバコード付光モジュールは不向きである。
【００１０】
通常、光ファイバコードはナイロン製被覆を有しており、このナイロン製被覆は耐熱性が８０℃程度しかないため半田付け工程で溶けてしまう。また、光ファイバコード自体が製造現場において収容や取り扱いの不具合をもたらし、プリント配線板への実装効率を著しく低下させることになる。
【００１１】
このため、光モジュールの半田付け工程を可能として製造コストの低減を図るには、光ファイバコードを含まない、いわゆるレセプタクル型光モジュールの適用が不可欠となっている。
【００１２】
このような半田付け工程が可能なレセプタクル型光伝送モジュールを提供する従来例として、1996年電子情報通信学会総合大会講演論文集、C-207（文献１）に記載のものが知られている。
【００１３】
文献１には光電変換素子とフェルール付光ファイバをシリコン基板で保持し、これにシリコンキャップを被せて光結合部を気密封止した後、全体をエポキシ系樹脂でモールド成形したレセプタクル型光モジュールが記載されている。
【００１４】
シリコン基板には光ファイバとフェルールを位置決めするＶ溝が形成され、両者がシリコンキャップで同時に固定されている。また、リードフレームを直接シリコン基板に接着固定し、リードフレームが電気的入出力端子を形成している。
【００１５】
光ファイバ接続部には市販のＭＵ型コネクタハウジングを取り付け、光ファイバの着脱を実現している。モールドパッケージより伸びたリードフレームのフロー半田付けにより、光モジュールがプリント配線板へ実装される。
【００１６】
別の従来例として、1997年電子情報通信学会総合大会講演論文集、C-3-61（文献２）に記載された技術が知られている。文献１に記載された技術と同様に、シリコン基板にベア光ファイバとフェルールを位置決めするＶ溝が形成されており、ベア光ファイバがガラス板によりＵＶ接着剤でシリコン基板に固定されて、光電変換素子との光結合を実現している。
【００１７】
光電変換素子と光ファイバとの光結合部は透明エポキシ樹脂で封止されている。シリコン基板は電気入力端子を形成するリードフレームに固定され、リードフレームは金線ワイヤにより光電変換素子と接続されている。
【００１８】
そして、フェルール終端を残して樹脂モールド成形した後、光コネクタアダプタを取り付けて光モジュールが完成する。光コネクタアダプタは光モジュールに他の光ファイバを着脱するために使用される。モールドパッケージより伸びたリードフレームのフロー半田付けにより、光モジュールがプリント配線板へ実装される。
【００１９】
光加入者系伝送システムでは、光伝送システム自体の経済化も必要である。このため、多数の加入者が１台の局側装置を共用し、波長多重の双方向通信を行なうシステムが提案され、標準化されている。
【００２０】
この構成を実現するためには、加入者側と局側に波長分波／合波機能を有する光モジュールが必要である。特に、波長分波／合波機能を１チップに集積したＰＬＣ（平面光導波回路：Planer Lightwave Circuit）を内蔵した光モジュールは、量産及び低コスト化の点で期待されている。
【００２１】
加入者系光伝送モジュールの組立費削減に対しては、光ファイバインターフェイス部のレセプタクル構造、特に、波長分波／合波機能を内蔵したＰＬＣと光ファイバとのインターフェイス部の低コスト化技術が重要である。
【００２２】
従来、ＰＬＣと光ファイバとの接続をセルフ・アライメントで行なう技術が知られている。この従来技術のように、光導波路のコア中心と光ファイバのコア中心が一致するように、シリコン基板上にファイバガイドを形成しておけば、ＰＬＣと光ファイバの最適配置が自己整合的に決定される。
【００２３】
セルフ・アライメント実装方法では、光半導体素子に通電する必要がなく、光導波路のコア中心と光ファイバのコア中心を一致させるための複雑な調芯装置や調芯のための時間を必要としないので、量産や低コスト化に適している。
【００２４】
レセプタクル型光モジュールの他の従来例として、Ｖ溝付のシリコン基板を介して、光素子とレセプタクル用のフェルールをセルフ・アライメントで光学的に接続する技術が知られている。
【００２５】
この従来技術で光素子を光導波路に置き換えれば、Ｖ溝付のＰＬＣ基板を介して、光導波路とレセプタクル用のフェルールをセルフ・アライメントで光学的に接続する構造が得られる。
【００２６】
また、別の従来技術として複数の光導波路コア部を有するＰＬＣと多芯光ファイバとのインターフェイスを提供するレセプタクル型光モジュールも知られている。
【００２７】
この従来技術では、基板上に２個のガイドピン用のＶ溝が設けられており、基板上に搭載された複数の光素子あるいは複数の光導波路コア部と、複数の光ファイバとの光結合が２本のガイドピンを介して達成される。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のレセプタクル型光モジュールには次のような問題点がある。すなわち、フェルールを基板に搭載するために、基板に深いＶ溝を形成する必要があり、光素子を搭載するシリコン基板やＰＬＣ基板の厚さを厚くしなければならない。その結果、部材費は高くなる。また、フェルールの下側に基板を残す必要があるため、薄型化に不利である。
【００２９】
また、従来のレセプタクル型光モジュールでは、Ｖ溝中に搭載されたフェルールと光素子又は光導波路コア部との芯出しをしている。このため、光導波路のコア中心（又は光素子の活性層）と光ファイバのコア中心の相互位置ずれ量が大きくなり、光結合損失が大きくなりやすい。これは、光モジュールの特性を低下させる。
【００３０】
よって本発明の目的は、低コスト化、小型化に適したレセプタクル型光モジュールを提供することである。
【００３１】
本発明の他の目的は、レセプタクル型光モジュールを組み立てるのに要求されるフェルールアセンブリを提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、フェルールアセンブリであって、貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平端部と、第１端及び第２端を有するフェルールと；前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し；前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、前記光ファイバは前記切欠平坦部で半円筒形状に露出していることを特徴とするフェルールアセンブリが提供される。
【００３３】
本発明の他の側面によると、光モジュールであって、溝を有する基板と；一端が前記溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と；貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと；前記貫通孔中に挿入され前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを具備し；前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、前記光ファイバの前記第１端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記フェルールが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【００３４】
好ましくは、フェルールが搭載された側と反対側の基板端部上にはレーザダイオード又はフォトダイオード等の光素子が光導波路コア部と光結合するように搭載されている。
【００３５】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、両端部分に第１及び第２の溝を有する基板と；一端及び他端が前記第１及び第２の溝の一端に整列した光導波路コア部と該光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板の中間部分に形成された光導波路層と；それぞれ貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有する第１及び第２フェルールと；前記第１及び第２フェルールの貫通孔中に挿入され、該第１及び第２フェルールの前記円筒状部分で固定された第１及び第２ベア光ファイバとを具備し；前記第１光ファイバは前記第１フェルールの第１端と面一の第１端部と、該第１フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、前記第２光ファイバは前記第２フェルールの第１端と面一の第１端部と、該第２フェルールの第２端と面一の第２端部を有しており、前記第１光ファイバの前記第１端部が前記光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記第１光ファイバが前記基板の第１の溝中に挿入されて、前記第１フェルールが前記第１切欠平坦部で前記基板に固定されており、前記第２光ファイバの前記第１端部が前記光導波路コア部の他端に突き当てられるように前記第２光ファイバが前記基板の第２の溝中に挿入されて、前記第２フェルールが前記第２切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【００３６】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、溝を有する基板と；第１及び第２端を有する第１光導波路コア部と、一端が前記第１光導波路コア部の中間部分に接続された第２光導波路コア部と、該第１及び第２光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と；前記第１及び第２光導波路コア部の接続部分を横切るように前記基板上に搭載された光波長フィルタと；貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記光ファイバの一端が前記第１光導波路コア部の第１端に突き当てられるように前記光ファイバが前記基板の溝中に挿入されて、前記切欠平坦部で前記基板に固定された半面切欠フェルールアセンブリと；前記第１光導波路コア部の第２端に光結合するように前記基板に搭載された第１光素子と；前記第２光導波路コア部の他端に光結合するように前記基板に搭載された第２光素子とを具備し；前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有していることを特徴とする光モジュールが提供される。
【００３７】
例えば、第１光素子は波長１．５５μｍ帯のレーザビームを受光するフォトダイオードであり、第２光素子は波長１．３μｍ帯のレーザビームを出射するレーザダイオードである。
【００３８】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、表面上に第１マーカーの形成された基板と；光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った幅の狭い第１部分と幅の広い第２部分とを有する光導波路クラッド部とを含んだ、前記基板上に形成された光導波路層と；溝と第２マーカーとを有し、該第２マーカーが前記第１マーカーに位置あわせされて前記溝が前記光導波路クラッド部の前記第１部分を収容するように前記基板上に固定されたガラス板と；貫通孔と、円筒状部分と、前記貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するフェルールと、前記貫通孔中に挿入されて前記円筒状部分で固定されたベア光ファイバとを含み、前記切欠平坦部で前記ガラス板に固定された半面切欠フェルールアセンブリとを具備し；前記光ファイバは前記フェルールの第１端と面一の第１端部と、該フェルールの第２端と面一の第２端部を有していることを特徴とする光モジュールが提供される。
【００３９】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、複数の溝を有する基板と；それぞれの一端が前記各溝の一端に整列した複数の光導波路コア部と、前記複数の光導波路コア部を覆った光導波路クラッド部とを有する、前記基板上に形成された光導波路層と；複数の貫通孔と、該各貫通孔を露出する切欠平坦部と、第１端及び第２端を有するブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定され前記切欠平坦部で半円筒状に露出する複数のベア光ファイバと、前記ブロックに固定された複数のガイドピンとを含んだコネクタアセンブリとを具備し；前記各光ファイバは前記ブロックの第１端と面一の第１端部と、該ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、前記各光ファイバの一端が前記各光導波路コア部の一端に突き当てられるように前記各光ファイバが前記基板の各溝中に挿入されて、前記ブロックが前記切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【００４０】
本発明の更に他の側面によると、光モジュールであって、一端部に第１の溝を有し、他端部に複数の第２の溝を有する基板と；一端部が前記第１の溝の一端部に整列し、他端部が複数に分岐されてそれぞれ前記複数の第２の溝の一端部に整列した光導波路コア部と、該光導波路コア部を覆った光導波路クラッドとを有する、前記基板上に形成された光導波路層と；第１貫通孔を有する第１ブロックと、前記第１貫通孔中に挿入されて固定された第１ベア光ファイバと、前記第１ブロックに固定された複数の第１ガイドピンとを含み、前記第１ブロックは前記第１貫通孔中に挿入された前記第１光ファイバが半分露出するような第１切欠平坦部を有している第１コネクタアセンブリと；複数の第２貫通孔を有する第２ブロックと、前記各貫通孔中に挿入されて固定された複数の第２ベア光ファイバと、前記第２ブロックに固定された複数の第２ガイドピンとを含み、前記第２ブロックは前記各第２貫通孔中に挿入された前記各第２光ファイバが半分露出するような第２切欠平坦部を有している第２コネクタアセンブリとを具備し；前記第１光ファイバは前記第１ブロックの第１端と面一の第１端部と、前記第１ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、前記各第２光ファイバは前記第２ブロックの第１端と面一の第１端部と、前記第２ブロックの第２端と面一の第２端部を有しており、前記第１光ファイバの一端が前記光導波路コア部の前記一端部に突き当てられるように前記第１光ファイバが前記基板の第１の溝中に挿入されて、前記第１コネクタアセンブリが前記第１切欠平坦部で前記基板に固定されており、前記複数の第２光ファイバの一端が前記光導波路コア部の複数に分岐した前記各他端部に突き当てられるように前記複数の第２光ファイバが前記基板の前記複数の第２の溝中にそれぞれ挿入されて、前記第２コネクタアセンブリが前記第２切欠平坦部で前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュールが提供される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の数多くの実施形態を詳細に説明する。各実施形態の説明において、実質的に同一又は類似構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明の一部を省略する。
【００４２】
図１を参照すると、本発明第１実施形態の光モジュール２の分解斜視図が示されている。図２は光モジュール２の一部断面側面図であり、図３は図２の３−３線断面図である。光モジュール２はＰＬＣ（平面光導波回路）４と半面切欠フェルールアセンブリ１６とから構成される。
【００４３】
ＰＬＣ４はシリコン基板６上に形成された光導波路層８を有している。光導波路層８は光導波路コア部１０と該光導波路コア部１０を覆った光導波路クラッド部１２を含んでいる。光導波路コア部１０はその断面の一辺が約８μｍの矩形をしており、光信号は屈折率が高い光導波路コア部１０を伝搬する。
【００４４】
シリコン基板６の一端部では基板表面６ａが露出しており、Ｖ溝１４がシリコンの異方性エッチングにより形成されている。直径１２５μｍの円形断面を有するベア光ファイバがＶ溝１４中に搭載されたとき、ベア光ファイバのコア部（直径９．５μｍ）の中心と光導波路コア部１０の中心が一致するように、Ｖ溝１４の位置と寸法が選ばれている。
【００４５】
半面切欠フェルールアセンブリ１６は貫通孔２０を有するフェルール１８と、貫通孔２０中に挿入され固定されたベア光ファイバ２２を含んでいる。フェルール１８は例えばジルコニアから形成されている。フェルール１８は更に、貫通孔２０中に挿入された光ファイバ２２が半分露出するような切欠平坦部２４を有している。
【００４６】
フェルール１８の一部を切り欠いた切欠平坦部２４をまず形成し、この状態で貫通孔２０中にベア光ファイバ２２を挿入し、ベア光ファイバ２２の両端面をフェルール１８の両端面とほぼ一致するように形成する。ベア光ファイバ２２は切り欠いてない貫通孔２０中で接着固定される。
【００４７】
半面切欠フェルールアセンブリ１６を反転して、ベア光ファイバ２２の一端２２ａが光導波路コア部１０の一端10ａに突き当てられるように、ベア光ファイバ２２をＶ溝１４中に挿入し、半面切欠フェルールアセンブリ１６を切欠平坦部２４でシリコン基板６に接着する。
【００４８】
図３で、シリコン基板６表面とフェルール１８の切欠平坦部２４との間のギャップ２６に接着剤を適用し、フェルール１８をシリコン基板６に固定する。図３において、符号２８はベア光ファイバ２２のコアを示しており、光導波路コア部１０に一致している。
【００４９】
本実施形態の光モジュール２は以下のような利点を有している。
【００５０】
（1）  フェルールやベア光ファイバを固定するための押さえ板が不要であり、最小限の部品（ＰＬＣ４とフェルールアセンブリ１６だけ）と組立費で済む。
【００５１】
（2）  フェルールの直径に加えて両側に接着領域を設ける必要がないので、ＰＬＣ基板（シリコン基板）６の幅を小さくできる。
【００５２】
（3）  フェルールを搭載するための溝をＰＬＣ基板６に形成する必要がなく、ベア光ファイバを搭載する溝があればよいので、ＰＬＣ基板６の厚さを薄くできる。
【００５３】
（４）  ベア光ファイバがフェルールから突き出ていないので、組立工程で光ファイバが折れることがなく、作業者の安全性や良品率が改善される。
【００５４】
（５）  ベア光ファイバは屈曲部が生じないようにフェルールに接着固定されるので、温度変動等に対して安定であり、特性変動が少なく信頼性が高い。
【００５５】
図4を参照すると、本発明第２実施形態の光モジュール３０の分解斜視図が示されている。図５は光モジュール３０の一部断面側面図であり、図６は光モジュール３０の概略的断面図である。本実施形態の光モジュール３０はＰＬＣ４Ａと、フェルールアセンブリ１６と、Ｖ溝３６を有するガラス板３４から構成される。
【００５６】
ＰＬＣ４Ａの光導波路層８はクラッド層１２の一部を除去した幅の狭い部分８ａを有しており、光導波路コア部１０はシリコン基板長手方向全長に渡り伸長している。
【００５７】
光導波路層の幅が狭い部分８ａの両側ではシリコン基板６の表面が露出しており、Ｖ溝付ガラス板３４と位置合わせを行なうための一対のマーカー溝３２がエッチングにより形成されている。
【００５８】
半面切欠フェルールアセンブリ１６は、上述した第１実施形態の光モジュール２に採用した反面切欠フェルールアセンブリ１６と同様な構造をしている。ガラス板３４はその片面にＶ溝３６と、ＰＬＣ４Ａとの位置合わせ用の一対のマーカー溝３８を有している。Ｖ溝３６及びマーカー溝３８は切削又はガラスモールド等により形成される。
【００５９】
図６に最も良く示されるように、ガラス板３４とＰＬＣ４Ａは、幅の狭い光導波路層部分８ａをＶ溝３６中に収容してＰＬＣ4Ａのマーカー溝３２とガラス板３４のマーカー溝３８が一致するように接着固定される。
【００６０】
一方、ガラス板３４と半面切欠フェルールアセンブリ１６は、ベア光ファイバ２２がＶ溝３６に勘合することによって自己整合的に位置合わせをされて接着固定される。
【００６１】
半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部２４とガラス板３４の下面との間には約１０μm程度のギャップがあり、このギャップ中に接着剤が充填されてガラス板３４と半面切欠フェルールアセンブリ１６が接着固定される。
【００６２】
Ｖ溝３６の形状、寸法及びマーカー溝３２，３８との相対位置は、図６に示すように光導波路コア部１０の中心とベア光ファイバ２２のコア２８の中心が一致するように選択される。
【００６３】
本実施形態の光モジュール３０は以下のような利点を有している。
【００６４】
（１）  ＰＬＣにＶ溝を形成しなくても、Ｖ溝付のガラス板３４を介して半面切欠フェルールアセンブリ１６をＰＬＣ４Ａに接続することによって、低損失の光接続を低コストで実現することができる。
【００６５】
（２）  フェルールの直径に加えて両側に接着領域を設ける必要がないので、ＰＬＣ基板（シリコン基板）６の幅を小さくできる。
【００６６】
（３）  ベア光ファイバがフェルールから突き出ていないので、組立工程で光ファイバが折れることがなく、作業者の安全性や良品率が改善される。
【００６７】
（４）  ベア光ファイバは屈曲部が生じないようにフェルールに接着固定されるので、温度変動等に対して安定であり、特性変動が少なく信頼性が高い。
【００６８】
図７を参照すると、本発明の他の実施形態の半面切欠フェルールアセンブリ１６Ａの斜視図が示されている。フェルールアセンブリ１６Ａはフェルール１８の両端部に貫通孔２０中に挿入された光ファイバ２２が半分露出するような切欠平坦部２４を有している。
【００６９】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は更に他の実施形態の半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｂ〜１６Ｄを示している。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は切欠平坦部２４の幅を狭くした実施形態であり、図８（Ｃ）に示された実施形態はフェルール１８の円筒部の端部にテーパ面４０を形成した実施形態である。後述する小型の波長フィルタモジュールを構成するときに有効である。
【００７０】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は更に他の実施形態の半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｅ，１６Ｆをそれぞれ示している。図９（Ａ）に示す半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｅは直方体フェルール４２を採用した実施形態である。フェルール４２の両端部に貫通孔４４中に挿入されたベア光ファイバ２２が半分露出するような切欠平坦部４６を有している。
【００７１】
図９（Ｂ）に示す半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆは、直方体フェルール４２´中に複数本のベア光ファイバ２２を挿入固定した実施形態である。
【００７２】
ＰＬＣと光素子間の接続やＰＬＣとＰＬＣ間の接続には、フェルールの外形が円筒形である必要はなく、小型化を目的として図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す実施形態は高密度の光接続に有効である。
【００７３】
図１０を参照すると、異種フェルールの結合構造が示されている。直径が異なる２個の半面切欠フェルール１８，１８´を組み合わせることによって、外形寸法を変換するフェルール構造が簡単に得られる。ベア光ファイバ２２の屈曲が発生しないため、信頼性に優れる。
【００７４】
図１１を参照すると、本発明第３実施形態の光モジュール５０の斜視図が示されている。本実施形態は、Ｖ溝付のＰＬＣ４Ｂの基板６上に光素子５２と半面切欠フェルールアセンブリ１６を搭載した実施形態である。
【００７５】
レーザダイオード又はフォトダイオード等の光素子５２は光導波路層８の光導波路コア部と光学的に結合するように基板６上に搭載されており、光素子５２の電極５４が基板６上に形成されている。
【００７６】
半面切欠フェルールアセンブリ１６のベア光ファイバ２２がＰＬＣ４ＢのＶ溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ１６が切欠平坦部２４で基板６に接着固定されている。これにより、光導波路コア部の中心と光ファイバ２２のコア中心とは概略一致し、低損失の光結合が実現される。
【００７７】
半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部２４と接着する領域では、光導波路層８は除去されてシリコン基板６表面が露出しており、シリコン基板６表面には接着剤を充填するための溝５６が形成されている。
【００７８】
光導波路層８には、波長フィルタ、光分岐回路、光変調器、光スイッチ等の光機能回路が組み込まれる。搭載される光素子５２は複数でもよく、光素子アレイでもよい。基板６上に搭載される半面切欠フェルールアセンブリ１６は複数でもよい。
【００７９】
図１２を参照すると、本発明第４実施形態の光モジュール５８の斜視図が示されている。本実施形態は、両端にＶ溝を有するＰＬＣ４Ｃの基板６上に２個の半面切欠フェルールアセンブリ１６を搭載した実施形態である。
【００８０】
各半面切欠フェルールアセンブリ１６のベア光ファイバ２２がＰＬＣ４ＣのＶ溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ１６が基板６に接着固定されている。これにより、光導波路コア部の中心と光ファイバ２２のコア中心とは概略一致し、低損失の光結合が実現される。
【００８１】
半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部と接着する領域では、光導波路層８は除去されてシリコン基板６の表面が露出しており、シリコン基板６表面には接着剤を充填するための溝５６が形成されている。光導波路層８には、波長フィルタ、光分岐回路、光変調器、光スイッチ等の光機能回路が組み込まれる。
【００８２】
図１３を参照すると、本発明第５実施形態の光モジュール６０の斜視図が示されている。本実施形態は、Ｖ溝１４を有するシリコン基板６に光素子５２と半面切欠フェルールアセンブリ１６を搭載した実施形態である。光素子５２の電極５４が基板６上に形成されている。
【００８３】
半面切欠フェルールアセンブリ１６のベア光ファイバ２２がＶに勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ１６が基板６上に接着固定される。これにより、光素子５２の活性層と光ファイバ２２のコア中心とはほぼ一致し、低損失の光学的結合が実現される。
【００８４】
半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部と接着する領域では、シリコン基板６に接着剤を充填するための溝５６が形成されている。基板６上に搭載される光素子５２は複数でもよく、アレイ状の光素子でもよい。
【００８５】
図１４を参照すると、本発明第６実施形態の光モジュール６２の斜視図が示されている。本実施形態は、両端部にＶ溝を有するシリコン基板６に光素子５２と一対の半面切欠フェルールアセンブリ１６を搭載した実施形態である。光素子５２の電極５４が基板６上に形成されている。
【００８６】
各半面切欠フェルールアセンブリ１６のベア光ファイバ２２がＶ溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ１６が基板６上に接着固定される。これにより、光素子５２の活性層と各光ファイバ２２のコア中心とはほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部と接着する領域では、シリコン基板表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【００８７】
図１５を参照すると、本発明第７実施形態の光モジュール６４の斜視図が示されている。本実施形態は両端部にＶ溝を有するシリコン基板６に一対の半面切欠フェルールアセンブリ１６と、薄膜又は薄板形状の受動光部品６８を搭載した実施形態である。受動光部品６８はシリコン基板６に形成された溝６６にほぼ垂直に挿入され固定される。
【００８８】
各半面切欠フェルールアセンブリ１６のベア光ファイバ２２が基板６のＶ溝に勘合するように、各半面切欠フェルールアセンブリ１６が基板６に接着固定される。これにより、相対する光ファイバ２２のコア中心はほぼ一致し、低損失の光結合が実現される。
【００８９】
薄膜又は薄板形状の受動光部品６８は、シリコン基板６表面から突き出しているが、両側を半面切欠フェルールアセンブリ１６の端面で挟まれた状態で接着固定される。
【００９０】
このため、接着面積が大きく、両側を支持されているので、固定強度が高く安定である。半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部と接着する領域では、シリコン基板６表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【００９１】
図１６を参照すると、本発明第８実施形態の光モジュール７０の斜視図が示されている。本実施形態は、Ｖ溝を有するＰＬＣ4Ｄの基板６上に光素子５２と、半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂと、薄膜形状の光波長フィルタ８４を搭載した実施形態である。
【００９２】
シリコン基板６上に形成された光導波路層７２は第１光導波路コア部７４と、中間部分で第１光導波路コア部７４に接続された第２光導波路コア部７６を有しており、これらの光導波路コア部７４，７６が光導波路クラッド部７８により覆われている。
【００９３】
薄膜光波長フィルタ８４は、Ｙ分岐型光導波路コア部の分岐部８０、すなわち、第１光導波路コア部７４と第２光導波路コア部７６の接続部において基板６上に形成された溝８２にほぼ垂直に挿入され固定されている。
【００９４】
各半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂのベア光ファイバ２２が基板６に形成されたＶ溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂがその切欠平坦部で基板６に接着固定されている。これにより、光導波路コア部７４，７６の中心と光ファイバ２２のコア中心がほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【００９５】
半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂの切欠平坦面と接着する領域では、光導波路層７２は除去されてシリコン基板６表面が露出しており、シリコン基板６表面には接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【００９６】
例えば、一方の半面切欠フェルールアセンブリ１６ａから入射した光のうち、波長フィルタ８４を透過する成分は光素子５２に入射し、波長フィルタ８４で反射された成分は他方の半面切欠フェルールアセンブリ１６ｂから出射される。
【００９７】
図１７を参照すると、本発明第９実施形態の光モジュール８６の斜視図が示されている。本実施形態は、上述した第８実施形態と類似しており、Ｖ溝を有するＰＬＣ４Ｅの基板６上に光素子５２と、一対の半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂと、薄膜形状の光波長フィルタ８４を搭載した実施形態である。
【００９８】
薄膜波長フィルタ８４は、Ｙ分岐型光導波路の分岐部８０においてＰＬＣ基板６上に形成された溝８２にほぼ垂直に挿入され固定されている。
【００９９】
各半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂのベア光ファイバ２２が基板６のＶ溝に勘合するように、各半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂが基板６に接着固定されている。これにより、光導波路コア部７４，７６の中心と光ファイバ２２のコア中心がほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【０１００】
各半面切欠フェルールアセンブリ１６ａ，１６ｂの切欠平坦部と接着する領域では、光導波路層７２が除去されてシリコン基板６表面が露出しており、シリコン基板６表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【０１０１】
一方の半面切欠フェルールアセンブリ１６ａから入射した光のうち、波長フィルタ８４で反射された成分は光素子５２に入射し、波長フィルタ８４を透過する成分は他方の半面切欠フェルールアセンブリ１６ｂから出射される。
【０１０２】
または、光素子５２がレーザダイオード等の発光素子の場合には、波長フィルタ８４で反射される成分は一方の半面切欠フェルールアセンブリ１６ａから出射し、波長フィルタ８４を透過する成分は他方の半面切欠フェルールアセンブリ１６ｂから出射される。
【０１０３】
図１８を参照すると、本発明第１０実施形態の光モジュール８８の斜視図が示されている。本実施形態は上述した第８及び第９実施形態に類似しており、Ｖ溝を有するＰＬＣ基板６上に光素子５２ａ，５２ｂと、半面切欠フェルールアセンブリ１６と、薄膜形状の光波長フィルタ８４を搭載した実施形態である。
【０１０４】
薄膜波長フィルタ８４はＹ分岐型光導波路の分岐部８０においてＰＬＣ基板６上に形成された溝８２にほぼ垂直に挿入され固定されている。例えば、波長フィルタ８４は１．５５μｍ帯の光を透過し、１．３μｍ帯の光を反射する。
【０１０５】
半面切欠フェルールアセンブリ１６の光ファイバ２２が基板６のＶ溝に勘合するように、半面切欠フェルールアセンブリ１６が基板６に接着固定されている。これにより、光導波路コア部７４の中心と光ファイバ２２のコア中心とはほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【０１０６】
半面切欠フェルールアセンブリ１６の切欠平坦部と接着する領域では、光導波路層７２は除去されてシリコン基板６表面が露出しており、シリコン基板６表面に接着剤を充填するための図示しない溝が形成されている。
【０１０７】
半面切欠フェルールアセンブリ１６から入手した光のうち、波長フィルタ８４で反射された成分は光素子５２ａに入射し、波長フィルタ８４を透過した成分は光素子５２ｂに入射する。
【０１０８】
あるいは、光素子５２ａがレーザダイオード等の発光素子の場合には、波長フィルタ８４で反射された成分は半面切欠フェルールアセンブリ１６から出射する。
【０１０９】
図１９を参照すると、本発明第１１実施形態の光モジュール９０の斜視図が示されている。本実施形態は、図７に示した両端切欠フェルールアセンブリ１６Ａを利用した実施形態であり、シリコン基板６に形成されたＶ溝に光ファイバ２２を勘合するように両端切欠フェルールアセンブリ１６Ａを基板６上に接着固定したものである。この光モジュール９０を他方の切欠平坦部２４で図示しないＰＬＣへ接続することによって、光機能システムを簡単に構成できる。
【０１１０】
図２０を参照すると、本発明第１２実施形態の光モジュール９２の斜視図が示されている。本実施形態は図１９に示された光モジュール９０をＰＬＣ４Ｇに接続した実施形態である。
【０１１１】
ＰＬＣ４Ｇの他端部には半面切欠フェルールアセンブリ１６が搭載されている。光導波路層８に波長フィルタが搭載されていてもよく、光スイッチ回路を有していてもよい。
【０１１２】
図２１を参照すると、本発明第１３実施形態の光モジュール９４の斜視図が示されている。シリコン基板６にはシリコンの異方性エッチングによりＶ溝１４が形成されている。
【０１１３】
基板６上には光素子５２が搭載されており、Ｖ溝１４中に挿入された光ファイバ２２のコア中心が光素子５２に光結合するようにＶ溝１４のサイズが選択されている。Ｖ溝１４の端部における傾斜部を削除するためにＶ溝１４に直交する溝９６が切削加工により形成されている。
【０１１４】
図２２（Ａ）を参照すると、本発明第１４実施形態の光モジュール９８の斜視図が示されている。本実施形態では、シリコン基板６に整列した一対のＶ溝１４が形成されている。
【０１１５】
各Ｖ溝１４中に挿入された光ファイバ２２のコア中心が光素子５２´に光結合するように各Ｖ溝１４のサイズが選択されている。光素子５２´は、例えば光信号を増幅するＬＤアンプである。
【０１１６】
図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）に示した実施形態の変形例の光モジュール１００であり、シリコン基板６上に複数の光素子５２´が搭載されている。
【０１１７】
図２３を参照すると、本発明第１５実施形態の光モジュール１０２の斜視図が示されている。本実施形態は、図８（Ｃ）に示したテーパ状端部を有する半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｄを、光ファイバ２２がシリコン基板６のＶ溝に勘合するように搭載し、光素子５２と光ファイバ２２の光学的結合をとった光モジュールである。
【０１１８】
図２４を参照すると、本発明第１６実施形態の光モジュール１０４の平面図が示されている。基板１０５には直交する２本の溝１０６，１０８が形成されている。
【０１１９】
基板１０５の溝１０６，１０８中に先端部がテーパ形状の２個の円筒フェルール１１２ａ，１１２ｂと、先端部がテーパ形状の２個の半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｄ１，１６Ｄ２が挿入されている。更に、波長フィルタ１１０が溝１０６，１０８に対して４５°の傾きを有する溝中に挿入固定されている。
【０１２０】
円筒フェルール１１２ａからの入射光は、波長フィルタ１１０で反射される成分が光素子５２ａに入射し、波長フィルタ１１０を透過する成分が光素子５２ｂに入射する。一方、円筒フェルール１１２ｂからの入射光は、波長フィルタ１１０で反射された成分が光素子５２ｂに入射し、透過する成分が光素子５２ａに入射する。
【０１２１】
また、例えば光素子５２ａとして発光素子を採用し、光素子５２ｂとして受光素子を採用した場合には、双方向の波長多重光伝送モジュールを簡単に組み立てることができ、しかもモジュールを小型化することができる。
【０１２２】
図２５を参照すると、本発明第１７実施形態の光モジュール１１４の斜視図が示されている。基板１１６上にＬＤアンプアレイ１１８が搭載されている。そして、図９（Ｂ）に示した半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆに類似した２個のフェルールアセンブリ１６Ｆ´を使用して、ＬＤアンプアレイ１１８がＰＬＣ4Ｈ，4Ｈ´に光学的に接続されている。
【０１２３】
ＰＬＣ４Ｈ，4Ｈ´にはそれぞれ複数の半面切欠フェルールアセンブリ１６が搭載されている。例えば、半面切欠フェルールアセンブリ１６を通して左側のＰＬＣ４Ｈに入力された光信号は、ＬＤアンプアレイ１１８により増幅されてＰＬＣ４Ｈ´に入力され、更に半面切欠フェルールアセンブリ１６から出力される。
【０１２４】
図２６を参照すると、本発明第１８実施形態の光モジュール１２０の斜視図が示されている。本実施形態は、直径が異なる複数の半面切欠フェルールアセンブリ１６，１６´とＶ溝付のＰＬＣ４Ｉを組み合わせることによって、フェルールの外形寸法やピッチを自由に変換できるようにしたものである。
【０１２５】
図２７を参照すると、本発明第１９実施形態の光モジュール１２２の斜視図が示されている。図２８は第１９実施形態のＰＬＣ４Ｊを示しており、図２９（Ａ）は第１９実施形態のガラス板３４を示している。
【０１２６】
図２８に示されるように、ＰＬＣ４Ｊはその両端部で光導波路層8が部分的に除去されて幅の狭い光導波路層部８ａ，８ｂを両端部に有している。
【０１２７】
光導波路層部８ａの両側には一対の位置合わせ用のマーカー溝３２が形成されており、光導波路層部８ｂの両側にも位置合わせ用の一対のマーカー溝３３が形成されている。本実施形態の基板６はＶ溝を有していない。
【０１２８】
図２９（Ａ）に示すように、ガラス板３４には切削加工等によりＶ溝３６が形成されている。Ｖ溝３６の両側には一対の位置合わせ用のマーカー溝３８が切削等により形成されている。
【０１２９】
まず、ＰＬＣ４Ｊとガラス板３４は、ＰＬＣ４Ｊのマーカー溝３２，３３とガラス板３４のマーカー溝３８を位置合わせすることにより、パッシブアライメント法により高い寸法精度で接着固定される。
【０１３０】
ガラス板３４と半面切欠フェルールアセンブリ１６とは、ガラス板３４のＶ溝３６中に半面切欠フェルールアセンブリ１６の光ファイバ２２を勘合し、セルフ・アライメント法により位置合わせを行なって、切欠平坦部２４で半面切欠フェルールアセンブリ１６をガラス板３４に接着固定する。
【０１３１】
このように、ＰＬＣ４ＪがＶ溝を有しない場合にも、Ｖ溝付ガラス板３４を利用することによって、半面切欠フェルールアセンブリ１６のベア光ファイバ２２とＰＬＣ４Ｊの光導波路コア部との高精度な光結合が比較的簡単に得られる。
【０１３２】
ＰＬＣ４Ｊ上の光導波路部分８ａ，８ｂの幅が小さい場合には図２９（Ａ）に示すガラス板３４を用い、光導波路部分８ａ，８ｂの幅が大きい場合には溝１２４を有する図２９（Ｂ）に示すガラス板３４´を使用する。溝１２４中に光導波路部分８ａ，８ｂが容易に収容される。
【０１３３】
図３０（Ａ）を参照すると、本発明第２０実施形態の光モジュール１２６の組立前の分解斜視図が示されている。図３０（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【０１３４】
本実施形態の光モジュール１２６は、Ｖ溝を有するＰＬＣ４Ｋと、多芯半面切欠コネクタ１２８とから構成される。ＰＬＣ４Ｋはシリコン基板６上に形成された光導波路コア部１０と光導波路クラッド部１２とからなる光導波路層８を有している。光信号は屈折率が高い光導波路コア部１０を伝搬する。
【０１３５】
ＰＬＣ４Ｋが光ファイバ２２と接続する領域では、光導波路層８は除去され、シリコン基板の表面６ａが露出している。基板表面が露出した領域には複数のＶ溝１４が形成されており、ベア光ファイバ２２がＶ溝１４中に搭載されたときに、光ファイバ２２のコア部の中心と光導波路コア部１０の中心が一致するように、Ｖ溝１４の位置と寸法が選ばれている。
【０１３６】
多芯半面切欠コネクタ１２８は複数本の貫通孔を有するブロック１３０を含んでいる。ブロック１３０は貫通孔中に挿入されたベア光ファイバ２２が半分露出するような切欠平坦部１３２を有している。切欠平坦部１３２を有するブロック１３０は、鋳型を用いてプラスチックのトランスファーモールドにより形成される。
【０１３７】
このようにして形成したブロック１３０の貫通孔中にベア光ファイバ２２を挿入し、切り欠いてない部分のみでベア光ファイバ２２をブロック１３０に接着固定する。
【０１３８】
一対のガイドピン１３４がブロック１３０に挿入固定されている。このガイドピン１３４の挿入固定はＰＬＣ４Ｋを多芯半面切欠コネクタ１２８に接続した後でもよい。
【０１３９】
多芯半面切欠コネクタ１２８の光ファイバ２２がＰＬＣ４ＫのＶ溝１４に勘合するように、ＰＬＣ４Ｋが多芯半面切欠コネクタ１２８の切欠平坦部１３２に接着固定される。これにより、光導波路コア部１０の中心と光ファイバ２２のコア中心とがほぼ一致するようになり、低損失の光学的結合が実現される。
【０１４０】
多芯半面切欠コネクタ１２８の切欠平坦部１３２と接着する領域では、光導波路層８は除去されてシリコン基板６が露出しており、シリコン基板表面６ａには接着剤を充填するための溝５６が形成されている。
【０１４１】
本実施形態の光モジュール１２６は従来のレセプタクル構造の問題点を解決し、以下のような利点を有している。
【０１４２】
（１）  ガイドピンを搭載するための深いＶ溝がＰＬＣ基板側に不要であり、ＰＬＣ基板の厚さを薄く且つその幅を狭くでき、部材費を低減できる。
【０１４３】
（２）  ブロックにベア光ファイバを固定するための押さえ板が不要であり、最小限の部品と組立費で済む。
【０１４４】
（３）  Ｖ溝の加工誤差及びベア光ファイバの外形誤差は共に小さく、光導波路のコア部中心と光ファイバのコア中心の相互位置ずれ量を小さくすることができ、光結合損失を最小限に押さえることが可能となる。
【０１４５】
図３１を参照すると、本発明第２１実施形態の光モジュール１３６の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態は第２０実施形態の光モジュール１２６と、ＰＬＣ４Ｌの構造のみが相違する。
【０１４６】
すなわち、光導波路層８に波長フィルタ８４が搭載されており、シリコン基板６上に複数の光素子５２ａ，５２ｂ，５２ｃが搭載されている。例えば、光素子５２ａはレーザダイオード、光素子５２ｂは光信号検出用のフォトダイオード、光素子５２ｃはモニタ用のフォトダイオードである。符号５４は光素子５２ａ，５２ｂ，５２ｃの電極である。
【０１４７】
図３２を参照すると、他の実施形態に係る多芯半面切欠コネクタ１３８の斜視図が示されている。本実施形態では、ブロック１３０から光ファイバ２２が露出する境界部分から切欠平坦部１３２の水平面よりも少し低くなるように光ファイバ２２の軸に垂直な方向に幅０．１〜１ｍｍの段溝１４０が形成されている。
【０１４８】
この段溝１４０を形成することによって、ブロック１３０に挿入した光ファイバ２２を接着剤で固定する際に、接着剤が溢れ出して光ファイバ２２の勘合する面に接着剤が付着するのを防止することができる。
【０１４９】
図３３を参照すると、本発明第２２実施形態の光モジュール１４２の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態においては、多芯半面切欠コネクタ１２８´のベア光ファイバ２２がブロック１３０から約０．１〜２ｍｍ程度突き出している。また、ＰＬＣ４Ｋ´は、図３０（Ａ）に示したＰＬＣ４Ｋに類似している。
【０１５０】
このように複数の光ファイバ２２をブロック１３０から突き出させることによって、光ファイバ２２の先端と光導波路コア部あるいは光素子との間の間隔を容易に制御することが可能となる。
【０１５１】
図３４を参照すると、本発明第２３実施形態の光モジュール１４４の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態は、図１９（Ｂ）に示した両端部に切欠平坦部４６を有する半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆを利用する。
【０１５２】
基板１４６は複数のＶ溝１４８を有しており、これらのＶ溝１４８に整列して複数の光素子５２が搭載されている。符号１５０は接着剤逃がし用の溝である。
【０１５３】
半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆの一方の切欠平坦部４６に光ファイバ２２がＶ溝１４中に勘合されるようにＰＬＣ４Ｋが接着固定され、他方の切欠平坦部４６に光ファイバ２２がＶ溝１４８に勘合するように基板１４６が接着固定される。本実施形態によると、半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆを介して基板１４６上に搭載された光素子５２とＰＬＣ４Ｋが光学的に結合される。
【０１５４】
図３５（Ａ）を参照すると、本発明第２４実施形態の光モジュール１５２の組立前の分解斜視図が示されている。図３５（Ｂ）は組立後の光モジュール１５２の斜視図を示している。
【０１５５】
本実施形態は、両端に複数のＶ溝１４を有するＰＬＣ４Ｍを介して、２個の多芯半面切欠コネクタ１２６´，１５４を光学的に結合した実施形態である。
【０１５６】
ＰＬＣ４Ｍの光導波路層８は複数のＹ分岐型光導波路コア部１０を有している。よって、コネクタ１２６´から入力された光信号を複数に分岐してコネクタ１５４から出力することができる。逆に、コネクタ１５４から入力された光信号はＰＬＣ４Ｍで合波されて、コネクタ１２６´から出力される。
【０１５７】
図３６（Ａ）を参照すると、本発明第２５実施形態の光モジュール１５６の組立前の分解斜視図が示されている。図３６（Ｂ）は組立後の光モジュール１５６の斜視図を示している。
【０１５８】
本実施形態は図３４に示した第２３実施形態に類似しており、ＰＬＣ４Ｎの一端に接続される多芯半面切欠コネクタ１２８を付加したものである。ＰＬＣ４Ｎの光導波路層８には波長フィルタ８４が搭載されており、ＰＬＣ基板６の両端部に複数のＶ溝１４が形成されている。
【０１５９】
半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆの一方の切欠平坦部４６に光ファイバ２２がＶ溝１４に勘合するようにＰＬＣ４Ｎの一端が接着固定され、半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆの他方の切欠平坦部４６に光ファイバ２２がＶ溝１４８に収容されるように基板１４６が接着固定される。
【０１６０】
一方、ＰＬＣ４Ｎの他端部には光ファイバ２２がＶ溝１４中に収容されるように多芯半面切欠コネクタ１２８の切欠平坦部１３２が接着固定される。本実施形態によれば、基板１４６上に搭載された光素子５２とコネクタ１２８を半面切欠フェルールアセンブリ１６Ｆ及びＰＬＣ４Ｎを介して光学的に結合することができる。
【０１６１】
図３７（Ａ）を参照すると、本発明第２６実施形態の光モジュール１５８の組立前の分解斜視図が示されている。図３７（Ｂ）は組立後の光モジュール１５８の斜視図を示している。
【０１６２】
基板１６０上にはＬＤアレイ又はＰＤアレイ等の光素子アレイ１６２が搭載されており、光素子アレイ１６２の電極１６４が形成されている。基板１６０には更に、光素子アレイ１６２を構成する個々の光素子に対応して複数のＶ溝１６６が形成されている。
【０１６３】
光素子アレイ１６２が搭載された基板１６０は各光ファイバ２２がＶ溝１６６中に収容されるようにして多芯半面切欠コネクタ１５４の切欠平坦部１３２に接着固定される。これにより、光素子アレイ１６２を構成する個々の光素子と各光ファイバ２２が光学的に結合される。
【０１６４】
図３８を参照すると、本発明第２７実施形態の光モジュール１６８の組立前の分解斜視図が示されている。本実施形態は多芯半面切欠コネクタ１２８´をシリコン基板から形成した実施形態である。
【０１６５】
シリコン基板１７０に所定の間隔で複数の光ファイバ挿入用Ｖ溝１７２とガイドピン用Ｖ溝１７４を設け、Ｖ溝１７２に光ファイバ２２を搭載し、ガイドピン用Ｖ溝１７４にガイドピン１３４を搭載して、上から光ファイバ２２が半分隠れるようにＶ溝を有するカバー１７６を被せて固定した実施形態である。
【０１６６】
図３９（Ａ）を参照すると、本発明第２８実施形態の光モジュール１７８の組立前の分解斜視図が示されている。図３９（Ｂ）は組立後の光モジュール１７８の斜視図を示している。
【０１６７】
ＰＬＣ４Ｐの光導波路層８はその一端部において幅の狭い光導波路層部分８ａを有しており、光導波路層部分８ａの両側の基板６には位置合わせ用の一対のマーカー溝１８０が形成されている。
【０１６８】
ガラス板１８２には光ファイバ勘合用の複数のＶ溝１８４と、導波路層部分８ａを収容する溝１８６が形成されている。ガラス板１８２は更に位置合わせ用の一対のマーカー溝１８８を有している。
【０１６９】
ＰＬＣ４Ｐとガラス板１８２は位置合わせ用のマーカー溝１８０，１８８を整列させることにより、パッシブアライメント法により高い寸法精度で接着固定される。
【０１７０】
ガラス板１８２と多芯半面切欠コネクタ１２８とは、光ファイバ２２をＶ溝１８４中に勘合することにより位置合わせが行なわれ、ガラス板１８２がコネクタ１２８の切欠平坦部１３２に接着固定される。
【０１７１】
このようにＰＣＬ４ＰがＶ溝を有しない場合にも、Ｖ溝付ガラス板１８２を利用することによって、多芯半面切欠コネクタ１２８のベア光ファイバ２２とＰＬＣ４Ｐの光導波路コア部１０との高精度な光結合を比較的簡単に実現できる。
【０１７２】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバとのインターフェイス部に半面切欠フェルールアセンブリを使用することにより、低コスト化、小型化に適したレセプタクル型光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図２】第１実施形態の一部断面側面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】本発明第２実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図５】第２実施形態の一部断面側面図である。
【図６】第２実施形態の横断面図である。
【図７】フェルールアセンブリの他の実施形態を示す図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）はフェルールアセンブリの更に他の実施形態を示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）はフェルールアセンブリの更に他の実施形態を示す図である。
【図１０】異種フェルールの結合関係を示す斜視図である。
【図１１】本発明第３実施形態の斜視図である。
【図１２】本発明第４実施形態の斜視図である。
【図１３】本発明第５実施形態の斜視図である。
【図１４】本発明第６実施形態の斜視図である。
【図１５】本発明第７実施形態の斜視図である。
【図１６】本発明第８実施形態の斜視図である。
【図１７】本発明第９実施形態の斜視図である。
【図１８】本発明第１０実施形態の斜視図である。
【図１９】本発明第１１実施形態の斜視図である。
【図２０】本発明第１２実施形態の斜視図である。
【図２１】本発明第１３実施形態の斜視図である。
【図２２】図２２（Ａ）は本発明第１４実施形態の斜視図であり、図２２（Ｂ）はその変形例図である。
【図２３】本発明第１５実施形態の斜視図である。
【図２４】本発明第１６実施形態の平面図である。
【図２５】本発明第１７実施形態の斜視図である。
【図２６】本発明第１８実施形態の斜視図である。
【図２７】本発明第１９実施形態の斜視図である。
【図２８】第１９実施形態のＰＬＣを示す斜視図である。
【図２９】図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）は第１９実施形態に使用されるガラス板の斜視図である。
【図３０】図３０（Ａ）は本発明第２０実施形態の組立前の分解斜視図であり、図３０（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【図３１】本発明第２１実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図３２】多芯半面切欠コネクタの他の実施形態を示す斜視図である。
【図３３】本発明第２２実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図３４】本発明第２３実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図３５】図３５（Ａ）は本発明第２４実施形態の組立前の分解斜視図であり、図３５（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【図３６】図３６（Ａ）は本発明第２５実施形態の組立前の分解斜視図であり、図３６（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【図３７】図３７（Ａ）は本発明第２６実施形態の組立前の分解斜視図であり、図３７（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【図３８】本発明第２７実施形態の組立前の分解斜視図である。
【図３９】図３９（Ａ）は本発明第２８実施形態の組立前の分解斜視図であり、図３９（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【符号の説明】
４  ＰＬＣ
６  シリコン基板
８  光導波路層
１０  光導波路コア部
１２  光導波路クラッド部
１４  Ｖ溝
１６  半面切欠フェルールアセンブリ
１８  フェルール
２０  貫通孔
２２  ベア光ファイバ
２４  切欠平坦部
３２，３８  マーカー溝
３４  ガラス板
３６  Ｖ溝
５２  光素子
８４  光フィルタ
【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】
0003850569.tif 000011
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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