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公開番号2025009241
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112106
出願日2023-07-07
発明の名称光モジュール及び光モジュールの製造方法
出願人新光電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 6/30 20060101AFI20250110BHJP(光学)
要約【課題】簡易に調芯できる光モジュールを提供する。
【解決手段】光モジュール20は、基板30上に形成された第1クラッド層50と、第1クラッド層50を厚さ方向に貫通する第1溝部51と、第1クラッド層50の上面に形成された第2クラッド層60とを有する。光モジュール20は、第1クラッド層50及び第2クラッド層60を厚さ方向に貫通する第2溝部62と、第1クラッド層50の上面に搭載されたシリコンフォトニクス部品70と、第2溝部62に嵌合されたシングルモードファイバ80とを有する。シリコンフォトニクス部品70は、本体部71の下面よりも下方に位置する光軸A1を有する。本体部71の下面は、第1クラッド層50の上面に接触している。光軸A1は、第1溝部51に収容されている。シングルモードファイバ80の外周面は、第2溝部62の底面に接触するとともに、第2溝部62の内壁面64に接触している。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１クラッド層と、
前記第１クラッド層を厚さ方向に貫通する第１溝部と、
前記第１クラッド層の上面に形成された第２クラッド層と、
前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層を厚さ方向に貫通するとともに、前記第１溝部に連通する第２溝部と、
前記第２クラッド層から露出する前記第１クラッド層の上面に搭載されたシリコンフォトニクス部品と、
前記第２溝部に嵌合されたシングルモードファイバと、を有し、
前記シリコンフォトニクス部品は、本体部と、前記本体部の下面よりも下方に突出した位置に設けられる光軸とを有し、
前記本体部の下面は、前記第１クラッド層の上面に接触しており、
前記本体部の側面は、前記第２クラッド層の側面に接触しており、
前記光軸は、前記第１溝部に収容されており、
前記シングルモードファイバの外周面は、前記第２溝部の底面に接触するとともに、前記第２溝部の内壁面に接触しており、
前記光軸は、前記シングルモードファイバのコアに対向している光モジュール。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記シングルモードファイバは、円柱状に形成されており、
前記第２溝部の平面形状は、第１方向に延びる長方形状に形成されており、
前記第２溝部は、前記第１方向と直交する第２方向において互いに対向する一対の前記内壁面を有し、
前記シングルモードファイバの外周面は、前記一対の内壁面の両方に接触しており、
前記光軸は、前記第１方向から見た平面視において、前記第２溝部の前記第２方向の中心に重なるように設けられている請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記一対の内壁面の各々は、前記第２クラッド層の上面から前記基板に向かうに連れて前記第２溝部の前記第２方向の中心に近づくように傾斜している請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第２溝部の前記第２方向に沿う開口幅は、前記第１溝部の前記第２方向に沿う開口幅よりも大きい請求項２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記基板の上面に形成された金属層を有し、
前記金属層は、前記第２クラッド層と平面視で重なるように形成されており、
前記第１クラッド層は、前記金属層を被覆するように前記基板の上面に形成されており、
前記第２溝部は、前記金属層の上面を露出するように形成されており、
前記シングルモードファイバの外周面は、前記第２溝部から露出する前記金属層の上面に接触している請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光軸のサイズは、前記コアのサイズよりも小さい請求項１に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記シリコンフォトニクス部品と前記シングルモードファイバとを接合する光学接着剤を有し、
前記光学接着剤は、前記シリコンフォトニクス部品と前記シングルモードファイバとの間の隙間に充填されている請求項１に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記第２溝部は、前記第１クラッド層のみの単層部分に延びる延長溝部を有し、
前記光軸は、前記第１溝部及び前記延長溝部に収容されている請求項１に記載の光モジュール。
【請求項９】
基板上に、第１溝部を有する第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上面に第２クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層と前記第２クラッド層とを厚さ方向に貫通するとともに、前記第１溝部に連通する第２溝部を形成する工程と、
本体部と前記本体部の下面よりも下方に突出した位置に設けられた光軸とを有するシリコンフォトニクス部品を、前記第２クラッド層から露出する前記第１クラッド層の上面に搭載する工程と、
前記第２溝部にシングルモードファイバを嵌合する工程と、を有し、
前記シリコンフォトニクス部品は、前記本体部の下面が前記第１クラッド層の上面に接触され、前記本体部の側面が前記第２クラッド層の側面に接触されるとともに、前記光軸が前記第１溝部に収容された状態で、前記第１クラッド層の上面に搭載され、
前記シングルモードファイバは、前記第２溝部の底面と前記第２溝部の内壁面とに接触された状態で、前記第２溝部に嵌合される光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記基板の上面に金属層を形成する工程を有し、
前記第１クラッド層は、前記金属層を被覆するように前記基板の上面に形成され、
前記第２溝部は、レーザ加工法により、前記第１クラッド層と前記第２クラッド層とを厚さ方向に貫通して前記金属層の上面を露出するように形成される請求項９に記載の光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、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、光通信に使用される光モジュールとしては、シリコンフォトニクス部品と光ファイバとを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。光モジュールでは、シリコンフォトニクス部品の光軸と光ファイバのコアとを精度良く位置合わせする必要がある。すなわち、光モジュールでは、シリコンフォトニクス部品と光ファイバとの光軸を合わせる調芯を高精度に行う必要がある。特に、光ファイバがシングルモードファイバである場合には、そのシングルモードファイバのコア径が１０μｍ程度であるため、位置合わせにおいて数μｍしか位置ずれを許容できず、高精度の調芯が要求される。このような調芯には、アクティブアライメントが用いられる。アクティブアライメントでは、シリコンフォトニクス部品から光を出射させながらその光の分布をモニタし、最も光が強くなるようにシリコンフォトニクス部品に対してシングルモードファイバを位置合わせする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０７９０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、アクティブアライメントは、専用の装置と長い作業時間とを必要とする。そこで、簡易な方法によってシリコンフォトニクス部品とシングルモードファイバとを調芯できる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に形成された第１クラッド層と、前記第１クラッド層を厚さ方向に貫通する第１溝部と、前記第１クラッド層の上面に形成された第２クラッド層と、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層を厚さ方向に貫通するとともに、前記第１溝部に連通する第２溝部と、前記第２クラッド層から露出する前記第１クラッド層の上面に搭載されたシリコンフォトニクス部品と、前記第２溝部に嵌合されたシングルモードファイバと、を有し、前記シリコンフォトニクス部品は、本体部と、前記本体部の下面よりも下方に突出した位置に設けられる光軸とを有し、前記本体部の下面は、前記第１クラッド層の上面に接触しており、前記本体部の側面は、前記第２クラッド層の側面に接触しており、前記光軸は、前記第１溝部に収容されており、前記シングルモードファイバの外周面は、前記第２溝部の底面に接触するとともに、前記第２溝部の内壁面に接触しており、前記光軸は、前記シングルモードファイバのコアに対向している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一観点によれば、簡易に調芯できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、一実施形態の光モジュールを示す概略斜視図である。
図２は、一実施形態の光モジュールを示す概略平面図である。
図３は、一実施形態の光モジュールを示す概略断面図（図２における３－３線断面図）である。
図４は、一実施形態の光モジュールを示す概略断面図（図２における４－４線断面図）である。
図５は、一実施形態の光モジュールを示す概略断面図（図２における５－５線断面図）である。
図６は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。
図７は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。
図８は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図（図７における８－８線断面図）である。
図９は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。
図１０は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図（図９における１０－１０線断面図）である。
図１１は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略斜視図である。
図１２は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。
図１３は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図（図１２における１３－１３線断面図）である。
図１４は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図（図１２における１４－１４線断面図）である。
図１５は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略斜視図である。
図１６は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。
図１７は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。
図１８は、一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、一実施形態について添付図面を参照して説明する。
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率については各図面で異なる場合がある。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。各図面では、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。以下の説明では、便宜上、Ｘ軸に沿って延びる方向をＸ軸方向と称し、Ｙ軸に沿って延びる方向をＹ軸方向と称し、Ｚ軸に沿って延びる方向をＺ軸方向と称する。なお、本明細書において、「平面視」とは、特に記載がない限り、対象物をＺ軸方向から見ることを言う。また、本明細書において、「平面形状」とは、特に記載がない限り、対象物をＺ軸方向から見た形状のことを言う。また、本明細書における「対向」とは、面同士又は部材同士が互いに正面の位置にあることを指し、互いが完全に正面の位置にある場合だけでなく、互いが部分的に正面の位置にある場合を含む。本明細書における「対向」とは、２つの部材が互いに離れている場合だけでなく、２つの部材が互いに接触している場合も含む。
【０００９】
（光モジュール２０の全体構成）
図１及び図２に示すように、光モジュール２０は、基板３０と、金属層４０と、第１クラッド層５０と、第２クラッド層６０とを有している。光モジュール２０は、基板３０に搭載された１以上（本実施形態では、１つ）のシリコンフォトニクス部品７０と、基板３０に搭載された１以上（本実施形態では、１つ）のシングルモードファイバ８０とを有している。
【００１０】
図１に示すように、シングルモードファイバ８０は、光信号を伝搬するコア８１と、そのコア８１の外周を包囲するクラッド８２とを有している。シングルモードファイバ８０は、円柱状に形成されている。シングルモードファイバ８０のサイズは、任意の大きさに設定することができる。本実施形態のシングルモードファイバ８０の直径（外径）は、１２５μｍである。シングルモードファイバ８０のコア径、つまりコア８１の直径は、例えば、１０μｍ程度である。
（【００１１】以降は省略されています）

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