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公開番号2025018508
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122262
出願日2023-07-27
発明の名称光デバイス、光送信装置及び光受信装置
出願人富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G02B 6/30 20060101AFI20250130BHJP(光学)
要約【課題】光導波路と光ファイバとの間の光結合損失を抑制できる。
【解決手段】光デバイスは、光素子と、光ファイバブロックとを有する。光素子は、光導波路と、前記光導波路の端面が配置された第1の端面と、前記第1の端面に対して突出する第2の端面とを有する。光ファイバブロックは、光ファイバと、前記光ファイバの端面が配置された第3の端面と、前記第3の端面に対してへこんでいる第4の端面とを有する。光デバイスは、前記第2の端面と前記第4の端面とが当て付けるように固定された状態で、前記第1の端面と前記第3の端面とがバットカップリングで接続して前記光導波路の端面と前記光ファイバの端面とを光結合する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光導波路と、前記光導波路の端面が配置された第１の端面と、前記第１の端面に対して突出する第２の端面とを有する光素子と、
光ファイバと、前記光ファイバの端面が配置された第３の端面と、前記第３の端面に対してへこんでいる第４の端面とを有する光ファイバブロックと、を有し、
前記第２の端面と前記第４の端面とが当て付けるように固定された状態で、前記第１の端面と前記第３の端面とがバットカップリングで接続して前記光導波路の端面と前記光ファイバの端面とを光結合することを特徴とする光デバイス。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記光ファイバブロックは、
前記第３の端面と前記第４の端面との間に開口部が配置されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記光ファイバブロックは、
第１のガラスブロックと、前記第１のガラスブロックとは異なる第２のガラスブロックとを有し、
前記第４の端面は、
前記第２のガラスブロックの端面で構成することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１の端面と前記第２の端面との間の第１の段差は、前記第３の端面と前記第４の端面との間の第２の段差に略等しいことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項５】
光導波路と、前記光導波路の端面が配置された第１の端面と、前記第１の端面に対して突出する第２の端面とを有する光変調器素子と、
光ファイバと、前記光ファイバの端面が配置された第３の端面と、前記第３の端面に対してへこんでいる第４の端面とを有する光ファイバブロックと、を有し、
前記第２の端面と前記第４の端面とが当て付けるように固定された状態で、前記第１の端面と前記第３の端面とがバットカップリングで接続して前記光導波路の端面と前記光ファイバの端面とを光結合することを特徴とする光送信装置。
【請求項６】
光導波路と、前記光導波路の端面が配置された第１の端面と、前記第１の端面に対して突出する第２の端面とを有する光受信器素子と、
光ファイバと、前記光ファイバの端面が配置された第３の端面と、前記第３の端面に対してへこんでいる第４の端面とを有する光ファイバブロックと、を有し、
前記第２の端面と前記第４の端面とが当て付けるように固定された状態で、前記第１の端面と前記第３の端面とがバットカップリングで接続して前記光導波路の端面と前記光ファイバの端面とを光結合することを特徴とする光受信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、光送信装置及び光受信装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光導波路を備えた光デバイスでは、光データの伝送容量の大容量化が求められている。また、光送受信機能を備えた光トランシーバでは、小型集積化に適した光導波路が広く採用されている。
【０００３】
図１９は、従来の光デバイス１００の一例を示す略断面図である。図１９に示す光デバイス１００は、光素子１１０と、光ファイバブロック１２０とを有する。光素子１１０は、ＳＯＩ(Silicon On Insulator)ウエハをベースとして作成された光学素子である。光素子１１０は、Ｓｉ基板１１１と、絶縁層１１２と、光導波路１１３と、パッシベーション層１１４とを有する。Ｓｉ基板１１１は、ＳＯＩウエハを構成する支持基板である。絶縁層１１２は、Ｓｉ基板１１１上に積層されたＳｉＯ
２
で形成し、光導波路１１３の下部クラッド層として機能する。光導波路１１３は、絶縁層１１２上に形成されたＳｉの光導波路である。パッシベーション層１１４は、例えば、ＳｉＯ
２
やＳｉ
３
Ｎ
４
等で形成され、光導波路１１３の上部クラッド層として機能する。
【０００４】
光ファイバブロック１２０は、光ファイバ１２１と、ガラスブロック１２２とを有する。光ファイバ１２１は、コア１２１Ｂと、コア１２１Ｂを覆うクラッド１２１Ａと、を有する。光ファイバ１２１は、ガラスブロック１２２の中に挿入された状態で、光ファイバ１２１とガラスブロック１２２とが光学接着剤Ａで固定されている。
【０００５】
光導波路１１３の端面１１３Ａ及び光ファイバ１２１のコア端面１２１Ｂ１は、光散乱を防ぐために、光学面（鏡面）となっている。そして、光通信波長域で透明な光学接着剤Ａを用いて、光導波路１１３の端面１１３Ａとコア端面１２１Ｂ１とをバットジョイント（Butt-Joint）で光結合している。この際、光導波路１１３と光ファイバ１２１のコア１２１Ｂとの間の光結合損失を十分に小さくするために、光導波路１１３の端面１１３Ａと光ファイバ１２１のコア端面１２１Ｂ１とは、上下左右方向に、ほぼ同じ位置に光軸調整される。更に、光導波路１１３の端面１１３Ａと光ファイバ１２１のコア端面１２１Ｂ１との間の距離も十分に短くしている。
【０００６】
図２０は、従来の光素子１１０の切削工程の一例を示す略断面図である。光素子１１０は、図２０に示すように、回転する切断用ブレードＢ１を用いて、垂直にダイシングされることになる。図２１は、切削工程後の光素子１１０の一例を示す略断面図である。ダイシング後の光素子１１０では、図２１に示すように、光導波路１３の端面１１３Ａを含む切断面１１０Ａが粗く、このままでは光散乱が大きくなるため、光導波路１１３と光ファイバ１２１との間の光結合損失が大きくなる。
【０００７】
図２２は、研磨工程の光素子１１０の一例を示す略断面図である。ダイシング後の光素子１１０では、図２２に示すように、切断面１１０Ａを下にした状態で、研磨機Ｂ２を用いて、光導波路１１３の端面１１３Ａを光学研磨することで、端面１１３Ａが光学面となる。また、光ファイバ１２１のコア端面１２１Ｂ１も同様に光学研磨の加工が必要となる。従って、光素子１１０では、切断（ダイシング）及び光学研磨の加工工程を経ることになるため、加工コストの増加やリードタイムが長くなる。
【０００８】
そこで、近年、研磨砥粒をブレード側面に付けた特殊なブレードＢ３を用いるラップ加工なる手法が開発され、ブレードダイシング装置１台で切断工程と、端面研磨工程とを連続して実行することでリードタイムを短縮化できる。図２３は、光素子１１０のラップ加工工程の一例を示す略断面図である。例えば、ブレードＢ３を用いて光素子１１０のダイシングを実行した後、そのまま連続して、ブレードＢ３で切断された光素子１１０内の切断溝１１０Ｃに挿入して、ブレードＢ３で光素子１１０の上方にある光導波路１１３の端面１１３Ａを研磨加工することで切断面１１０Ａに端面１１０Ｂを形成する。その結果、光素子１１０の光導波路１１３の端面１１３Ａを含む端面１１０Ｂが光学面となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２０－１０６６７８号公報
特開２００３－０５７４６７号公報
特開２００７－１９９２５４号公報
米国特許出願公開第２００２／０１５４８６６号明細書
特開平９－０２６５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ラップ加工で光素子１１０の切断面１１０Ａの全面を研磨しようとしても、その切断面１１０Ａに当て付けられたラップ加工のブレードＢ３は光素子１１０の端面からの反発力によって反ってしまう。その結果、光素子１１０の切断面１１０Ａにある光導波路１１３の端面１１３Ａと光ファイバ１２１のコア端面１２１Ｂ１との間の距離を短くできない。従って、光導波路１１３と光ファイバ１２１との間の光結合損失を抑制するのは困難である。
（【００１１】以降は省略されています）

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