JP4140094B2 - 光導波路素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波送受信モジュール等に用いる光導波路素子及びその製造方法に関し、詳細には、平面基板上の導波路に交差する溝に干渉フィルタを挿入した光導波路素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広帯域・低損失・無誘導という優れた特徴を持つ光ファイバに、波長の異なる複数の光を伝搬して同一方向又は双方向の伝送容量を拡大する波長多重通信を行う際に、波長の合波並びに分波を司る光合分波器が必要となる。
【０００３】
ＷＤＭ（波長合分波回路）機能を有する光波送受信モジュールとして、例えば、導波路内に干渉フィルタとして誘電体多層膜フィルタを挿入した反射型ＷＤＭがある。
【０００４】
図５は従来のこの種のモジュールの概略構成を示す図である。
【０００５】
図５において、シリコン基板１００上に光導波路１０１，１０２，１０３が形成され、光導波路１０１，１０２の交差する位置の近傍に溝１０４が設けられ、その溝の中に誘電体多層膜フィルタ１０５が挿入され固定されている。
【０００６】
上記誘電体多層膜フィルタ１０５に対して光導波路１０１，１０２と反対側に形成されている光導波路１０３のフィルタ１０５に臨んだ部分の光軸は、光導波路１０１のフィルタ１０５に臨んだ部分の光軸と一致している。光導波路１０１と光導波路１０２はフィルタ１０５の法線を中心線としてある角度で分岐している。
【０００７】
誘電体多層膜フィルタ１０５は、１．３μの光は透過して、１．５５μの光は反射する特性を持つ。波長多重化された１．３μと１．５５μの光が光導波路１０１に入射され、１．５５μの光はフィルタ１０５で反射されて、光導波路１０２へ導かれる。１．３μの光はフィルタ１０５を透過し、Ｙ分岐部で分かれて、それぞれの導波路はレーザダイオード（ＬＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）に接続されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の誘電体多層膜フィルタを挿入した光導波路素子にあっては、平面導波路内に形成された溝の中に、誘電体多層膜フィルタを挿入する工程が難しく、その作業に時間を要するという問題点があった。
【０００９】
すなわち、フィルタの厚みに対し、溝の幅をできるだけ近づければ、挿入損失を抑えることができ、しかも溝内部での倒れ角を小さくすることができる。しかし、微小なフィルタを溝の中に挿入することは非常に難しく、時間が掛かりコスト上昇の原因となっていた。一方、溝の幅を大きくすると、フィルタを挿入するのは容易になるが、溝の幅が広がることにより挿入損失が大きくなり、かつ溝の中での倒れ角が大きくなって、挿入損失が大きくなる欠点がある。
【００１０】
これらの問題を改善するため、平面導波路内に形成された溝の中に、誘電体多層膜フィルタを挿入した光導波路素子として、例えば特開平９−１０５８２４号公報に開示されたものがある。この公報記載の素子は、反りのある光素子を挿入することによって溝へのフィルタの倒れ角を防止して、フィルタの挿入損失を安定化させることと、溝の挿入口を広げた構造とすることによりフィルタの溝への挿入の容易化を図ろうとする。
【００１１】
しかし、この公報記載の素子においては、フィルタそのものは１４μｍの厚さ、１ｍｍ角程度の非常に小型で、かつ反りを有しているため、これをハンドリングして、狭い溝の中に挿入することは依然として難しい。
【００１２】
本発明は、フィルタ素子を導波路の溝に挿入する際の作業性を向上させることができ、さらに、光導波路素子の基板に対し垂直性を保ち、特性のばらつきを小さくした光導波路素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光導波路素子の製造方法は、平面基板上に光導波路を形成するステップと、前記光導波路に交差するフィルタ用の溝を形成するステップと、波長分波機能を持つ干渉フィルタを挟み込む側の第１の面及び該第１の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第１のテーパ及び第２のテーパを有する第１の補強用ブロックの前記第１の面と、前記干渉フィルタを挟み込む側の第２の面及び該第２の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第３のテーパ及び第４のテーパを有する第２の補強用ブロックの前記第２の面とに、接着剤を塗布する、又は、前記第１の面の前記干渉フィルタとの間及び前記第２の面の前記干渉フィルタとの間に接着剤を流し込むステップと、前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とで、前記接着剤を介して前記干渉フィルタを挟み付ける力を付与することによって、前記接着剤の余分な部分が、前記第１の補強用ブロックの前記第１のテーパ及び前記第２のテーパ並びに前記第２の補強用ブロックの前記第３のテーパ及び前記第４のテーパに逃げるように、且つ、前記干渉フィルタの一方の部分が前記第２のテーパ及び前記第４のテーパより外側に突出し且つ前記干渉フィルタの他方の部分が少なくとも前記第１のテーパ及び前記第３のテーパ内に位置するように、干渉フィルタブロックを形成するステップと、前記フィルタ用の溝に前記干渉フィルタの前記一方の部分が挿入されるように、前記干渉フィルタブロックを前記平面基板上に固定するステップとを有することを特徴としている。
【００１５】
上記光導波路は、アンダークラッド層、コア層、クラッド層の順に積層されて構成されており、フィルタ用の溝は、少なくとも光導波路のコア層の深さに形成されているものであってもよい。
【００１６】
上記フィルタ用の溝は、ダイシング加工により形成されたものであってもよく、また、フォトリソグラフィ、及びエッチング加工により形成されたものであってもよい。
【００１７】
本発明に係る光導波路素子は、平面基板と、前記平面基板上に形成された光導波路と、前記光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝と、波長分波機能を有する干渉フィルタと、前記干渉フィルタを挟み込む側の第１の面及び該第１の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第１のテーパ及び第２のテーパを有する第１の補強用ブロックと、前記干渉フィルタを挟み込む側の第２の面及び該第２の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第３のテーパ及び第４のテーパを有する第２の補強用ブロックと、前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と、前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とに塗布された、又は、前記第１の面の前記干渉フィルタとの間及び前記第２の面の前記干渉フィルタとの間に流し込まれた接着剤とを有し、前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とで、前記接着剤を介して付与された前記干渉フィルタを挟み付ける力によって、前記接着剤の余分な部分が、前記第１の補強用ブロックの前記第１のテーパ及び前記第２のテーパ並びに前記第２の補強用ブロックの前記第３のテーパ及び前記第４のテーパに逃げており、且つ、前記干渉フィルタの一方の部分が前記第２のテーパ及び前記第４のテーパより外側に突出し且つ前記干渉フィルタの他方の部分が少なくとも前記第１のテーパ及び前記第３のテーパ内に位置するように、干渉フィルタブロックを形成し、前記フィルタ用の溝に前記干渉フィルタの前記一方の部分が挿入されるように、前記干渉フィルタブロックを前記平面基板上に固定したことを特徴とする。
【００１８】
上記干渉フィルタは、誘電体多層膜フィルタであってもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態に係る光導波路素子（平面光集積回路）の構造を示す断面図であり、光導波路素子を光合分波に用いられるフィルタ型合分波光導波路素子に適用した例である。
【００２１】
図１において、１０はフィルタ型合分波光導波路の光導波路基板であり、光導波路基板１０は、後述の光導波路と交差して誘電体多層膜フィルタ（干渉フィルタ）２０が挿入される。
【００２２】
干渉フィルタ２０は、補強用ブロック３１，３２（第１及び第２の補強用ブロック）により両側から挟み込まれて接着剤で固定されており、干渉フィルタ２０の一部は、補強用ブロック３１，３２の下側表面から所定の飛び出し量だけ突出するようにして固定されている。また、干渉フィルタ２０を挟み込む補強用ブロック３１，３２の端面の上下部には、テーパ３３〜３６が形成されている。
【００２３】
干渉フィルタ２０を補強用ブロック３１，３２により挟んで固定した干渉フィルタブロック３０は、光導波路基板１０上において、平面導波路内の溝１８に干渉フィルタ２０を案内するように位置合わせされて接着材４０で固定されている。この状態で干渉フィルタ２０の突出部２０ａが溝１８内に突出している。
【００２４】
図１は光導波路基板１０に干渉フィルタブロック３０を載せた組立て後の構造を示している。
【００２５】
図２は上記光導波路基板１０の構造を示す平面図である。
【００２６】
図２において、光導波路基板１０は、シリコンの基板１１の上に石英系のガラスを堆積して光導波路１２が形成されている。この光導波路１２はアンダークラッド層、コア層、クラッド層の順に積層されて構成されている。コア層はクラッド層よりも高屈折率となっており、その比屈折率差は０．２〜０．８％程度となっている。ここでは、アンダークラッド層を２０μ、上クラッド層を２０μとし、コアパターンの断面寸法、幅及び厚さは５〜１０μｍが好ましく、ここでは８μに設定した。
【００２７】
上記積層構造を有する光導波路基板１０は、平行な一対の端面１３，１４と、この端面１３，１４に対し直交する平行な一対の端面から形成された四辺形形状である。
【００２８】
光導波路基板１０の導波路となるコア層には、所望の光導波路コアパターンとして、光導波路基板１０の一方の端面１３に臨みフィルタ２０に入射する光を導く入力導波路１５と、フィルタ２０を透過して出力される光を導く出力導波路１６と、フィルタ２０により反射されて出力される光を導く出力導波路１７とが形成されている。
【００２９】
また、上記各導波路１５，１６，１７が交差する箇所には、フィルタ用の溝１８が形成されている。このフィルタ用の溝１８は導波路端面１３，１４と平行の位置関係にある。このフィルタ用の溝１８の断面はフィルタ２０の幅よりもやや広く加工して、一例として１５μｍ幅の厚さのフィルタが挿入できるように、１７〜２０μｍの幅、１００μｍほどの深さに加工されている。
【００３０】
出力導波路１６は、フィルタ用の溝１８を挟んで入力導波路１５の延長上にあり、端面１３と反対側の端面１４に臨んでいる。
【００３１】
出力導波路１７と入力導波路１５とは、フィルタ用の溝面の法線を中心線として反対側にかつ法線に対して等しい角度θをなす位置関係にあり、出力導波路１７と入力導波路１５との交差角は２θである。
【００３２】
ここで示した角度θは、フィルタの性能の点から６度から１０度、好ましくは８度に設定するのがよい。
【００３３】
入力導波路１３には図示しない光ファイバから波長多重化された１．３μと１．５５μの光が入射され、そのうち１．５５μの光はフィルタ２０で反射されて、一方の出力導波路１７へ導かれる。１．３μの光はフィルタ２０を透過し、他方の出力導波路１６へ出力される。
【００３４】
このように、本実施形態に係るフィルタ型合分波光導波路は、光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝１８を有する光導波路基板１０と、波長分波機能を有する干渉フィルタ２０と、干渉フィルタ２０の一部が表面から飛び出すように補強用ブロック３１，３２により両側から挟み込んで固定した干渉フィルタブロック３０とを備え、干渉フィルタブロック３０を、光導波路基板１０上において、フィルタ用の溝１８に干渉フィルタ２０を案内するように位置合わせして接着材４０により固定した構造となっている。
【００３５】
以下、上述のように構成されたフィルタ型合分波光導波路の製造方法を説明する。
【００３６】
まず、光導波路基板１０の製造方法を説明する。
【００３７】
シリコン基板母材（ウエハ）上にＣＶＤ法によりアンダークラッド層とコア層を形成を形成する。例えば、アンダークラッド層を２０μ、上クラッド層を２０μとし、コアパターンの断面寸法、幅及び厚さは５から１０μｍが好ましく、ここでは８μに設定した。
【００３８】
アンダークラッド層とコア層が形成された後、光導波路コアパターンが描かれたフォトマスクパターンを用いてマスク材をパターン化するフォトリソグラフィ工程によりマスク材を作製する。
【００３９】
次に、このマスク材を用いて反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により石英系コア層の不要部分を除去し、光導波路コアパターンを形成する。
【００４０】
次に、その光導波路コアパターン上に再度ＣＶＤにより上クラッド層を形成し、光導波路コア部を埋め込む。
【００４１】
この製造方法によると、一枚のフォトマスクパターンを用いて導波路コアパターンが形成されるため、その相対位置精度は非常に高い。
【００４２】
ここまでの工程により、導波路基板上に図２に示す光導波路コアパターンが形成される。
【００４３】
導波路基板母材に同一回路パターンの光導波路基板を多数隣接して形成した後、所定の位置にフィルタ用の溝１８を通すための溝切り加工を行う。この溝切り加工には、例えばダイシング装置を用いる。このフィルタ用の溝１８の断面は、フィルタ２０の幅よりもやや広く加工して、一例として１５μｍ幅の厚さのフィルタが挿入できるように、１７〜２０μｍの幅とし、深さは１００μｍほどにダイシングする。
【００４４】
また、本実施形態では、ダイシングにより溝を形成しているが、溝の深さを小さくすることができるので、ダイシングのような機械加工でなく、フィルタ溝パターンが描かれたフォトマスクパターンを用いてフォトリソグラフィ、エッチングでも溝形成は可能である。
【００４５】
次に、上記母材を所定の分割枠に沿って切断し、多数の四辺形の光導波路基板を形成する。
【００４６】
以上の工程により、図２に示す光導波路コアパターン及びフィルタ用の溝１８が形成された導波路基板１０が得られる。
【００４７】
次に、干渉フィルタブロック３０の製作方法について説明する。
【００４８】
図３は干渉フィルタブロック３０の構造を示す断面図、図４はその平面図である。
【００４９】
図３及び図４に示すように、干渉フィルタブロック３０の組立て用ステージとなる平面度が高い固定用ベース５０上に、補強板である補強用ブロック３１，３２を載せ、その補強用ブロック３１，３２の間に干渉フィルタ２０を挟み込む。この時、固定用ベース５０上に補強用ブロック３１，３２の一方の面、及び干渉フィルタ２０の一方の端面が固定用ベース５０の上面に当接して、干渉フィルタ２０に傾きがないように合せ込む。
【００５０】
干渉フィルタ２０を挟んで固定した補強用ブロック３１，３２が干渉フィルタブロック３０となる。
【００５１】
干渉フィルタブロック３０は、上方から見たときの外形が光導波路基板１０の外形と略等しく、干渉フィルタ２０を挟み込んで固定した状態で光導波路基板１０表面を覆うことができる。
【００５２】
補強用ブロック３１，３２は、光導波路と同じ材質が好ましく、ここではガラス板を用いた。また、補強用ブロック３１，３２は、干渉フィルタ２０を挟み込んで固定した場合に、干渉フィルタ２０の突出部２０ａがその表面から所定の飛び出し量２１突出する厚みに加工する。例えば、約１．６ｍｍの高さを有する干渉フィルタ２０を用いる場合には、補強用ブロック３１，３２の厚さを約１．５ｍｍに加工することにより、フィルタ突出部２０ａの飛び出し量２１を約０．０５〜０．１ｍｍ飛び出すようにする。
【００５３】
補強用ブロック３１，３２は、固定用ベース５０の表面に対し垂直な端面を有し、干渉フィルタ２０を挟み込む端面は精密に垂直度が保たれる。
【００５４】
補強用ブロック３１，３２と干渉フィルタ２０は接着剤を用いて固定する。接着剤の塗布方法は、挟み込む前に、補強用ブロック３１，３２のフィルタ２０と対向する面に塗布した。この他に、合せ込んだ後、干渉フィルタ２０と補強用ブロック３１，３２との間に接着剤を流してもよい。接着剤には、紫外線硬化型のものを使用する。
【００５５】
次に、紫外線光源を上部から照射して硬化固定させる。この硬化中、両側の補強用ブロック３１，３２から適度な圧力Ｆをかけて、接着剤の厚さが均等かつ、適正な厚さになるようにする。この圧力Ｆにより、干渉フィルタ２０にあった反り、曲がりなどが矯正され、フラットな面にすることができる。このときの余分な接着剤は補強用ブロック３１，３２の角に形成したテーパ３３，３４，３５，３６に逃げるようにする。
【００５６】
固定用ベース５０の材料はこの接着作業で接着しないよう、非接着性の材料、例えばテフロン系の材料を用いた。２つの補強用ブロック３１，３２と、干渉フィルタ２０の高さ寸法は精度高いものを用意し、補強用ブロック３１，３２の表面からの干渉フィルタ２０の突出部２０ａの飛び出し量２１を調整した。
【００５７】
一例として、補強用ブロック３１，３２には、パイレックスガラスを使用し、その厚さは１．５ｍｍ、干渉フィルタ２０の厚さは１５μ、その高さは１．６ｍｍに設定してフィルタ突出部２０ａの飛び出し量２１を８０μに設定した。この飛び出し量２１は０．０５〜０．１ｍｍの範囲を目標にした。
【００５８】
次に、上述のようにして製作された光導波路基板１０及び干渉フィルタブロック３０の組立てについて説明する。
【００５９】
図１は光導波路基板１０に干渉フィルタブロック３０を載せた組立て後の様子を示している。
【００６０】
まず、干渉フィルタブロック３０の搭載前に導波路基板１０のフィルタ用の溝１８の内部と基板１０の上面に接着剤４０を適量塗布する。接着剤４０には、紫外線硬化型のものを使用する。
【００６１】
次に、導波路基板１０のフィルタ用の溝１８に、干渉フィルタブロック３０のフィルタ突出部２０ａを挿入するように載せる。すなわち、図３に示す干渉フィルタブロック３０を、飛び出し量２１で示されるフィルタ突出部２０ａが下になるようにひっくり返し、フィルタ用の溝１８にフィルタ突出部２０ａを挿入するようにして載せる。
【００６２】
フィルタ用の溝１８に干渉フィルタブロック３０のフィルタ突出部２０ａを挿入するように載せることがフィルタ２０の装着作業となるが、この作業は、フィルタ２０と一体化された干渉フィルタブロック３０を担持して行うものであるため、フィルタ単体を溝に挿入する従来のフィルタ挿入する場合に比べ、作業が極めて容易となる。
【００６３】
次に、紫外線光源を干渉フィルタブロック３０の上方から照射して接着剤４０を硬化させ、光導波路と干渉フィルタブロック３０を固定して組み立てを完了する。本実施形態では、フィルタ２０は干渉フィルタブロック３０の下部から８０μほど突き出しており、光導波路上面から２０〜３０μほどに位置するコア部に対応した位置まで延びている。
【００６４】
なお、フィルタ用の溝１８の深さは、フィルタ突出部２０ａの挿入深さより大きければよく、一致する必要はない。フィルタ２０の保持は補強用ブロック３１，３２で行うからである。
【００６５】
以下、上述のように構成されたフィルタ型合分波光導波路の動作を説明する。
【００６６】
入力導波路１５には図示しない光ファイバから波長多重化された１．３μと１．５５μ光が入射され、フィルタ２０には入射角θで入射される。
【００６７】
そのうち、１．３μの光はフィルタ２０を透過し、出力導波路１６へ出力される。１．５５μの光はフィルタ２０で反射されて、出力導波路１７へ導かれる。出力導波路１６，１７から導波路端面１３，１４へ出射される光は、それぞれ図示しない光ファイバへと出射される。
【００６８】
以上説明したように、実施形態に係るフィルタ型合分波光導波路は、光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝１８を有する光導波路基板１０と、波長分波機能を有する干渉フィルタ２０と、干渉フィルタ２０の一部が表面から飛び出すように補強用ブロック３１，３２により両側から挟み込んで固定した干渉フィルタブロック３０とを備えた構成とし、その製造方法は、平面度が高い固定用ベース５０上に、干渉フィルタ２０と、干渉フィルタ２０を挟んで保持する補強用ブロック３１，３２とを載せ、補強用ブロック３１，３２により干渉フィルタ２０の一部が飛び出し量２１だけ突出するように挟んで固定し、干渉フィルタ２０を固定した干渉フィルタブロック３０を、光導波路のフィルタ用の溝１８に、干渉フィルタ２０の突出部２０ａが挿入されるように位置合わせし、光導波路素子上に干渉フィルタブロック３０を接着材４０により固定するようにしているので、フィルタ２０の装着作業は、補強用ブロック３１，３２で一体化された干渉フィルタブロック３０を担持して行うことになりその作業性が極めて良好となる。その結果、フィルタ用の溝１８への挿入に要する時間を大幅に短縮することができ、また、ハンドリング中にフィルタが破損するような事故を少なくすることができた。
【００６９】
また、干渉フィルタブロック３０は、上方から見た形状が光導波路基板１０の外形と略等しいものとしたので、光導波路基板１０上に干渉フィルタブロック３０を固定して一体化した場合に、干渉フィルタブロック３０の端面と光導波路基板１０の導波路端面とが同一面上で揃い、結果として光導波路基板１０端面の面積を拡大したようになるため、光ファイバを保持する光ファイバ保持部材と結合する際の強度を強める機能を得ることができる。
【００７０】
また、フィルタ２０の保持は補強板である補強用ブロック３１，３２が行うため、光導波路素子の溝へのフィルタ２０の挿入深さは小さくてよい。この場合、フィルタ２０の溝への突き出し量は、光導波路のコア部に対応する位置に延在すればよく、溝の深さをより浅く抑えた方が、溝の幅のばらつきが小さくでき、損失変動を少なくできる。溝の深さが従来より浅くてよいので、ダイシングブレードの切断時の振れなどにより発生する溝幅ばらつきを抑えることができる。その結果、挿入損失を小さくし、そのばらつきも抑えることができる。
【００７１】
さらに、溝の深さを小さくすることができることから、溝はシリコン基板まで入り込む必要はなく、石英部だけでも十分であり、ダイシング加工のような機械加工でなく、導波路パターンを形成したフォトリソグラフィ、及びエッチングも可能である。このようなフォトリソ、エッチングで製作すると、溝の加工精度を大幅に高めることができる。
【００７２】
したがって、本実施形態では、フィルタの挿入に掛かる時間が短縮され、低コストで、歩留まりが高い、誘電体多層膜フィルタを用いた波長合分波光導波路が実現できる。
【００７３】
このような優れた特長を有する光導波路素子を、反射型ＷＤＭ光導波路素子に適用すれば、導波路全体の損失を少なくすることができ、製造工程の効率化及びコスト低減を図ることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、石英系導波路を用いた場合について説明したが、これに限定されず、石英系導波路以外の拡散ガラス導波路、有機ポリマ系導波路等どのような埋込み型導波路に対しても適用可能である。
【００７５】
また、光ファイバから波長多重化された１．３μと１．５５μの光を入射し、１．３μの光を透過し、１．５５μの光を反射する波長合分波器に適用して説明したが、それ以外の波長領域の波長合分波器としても使用できる。
【００７６】
また、上記光導波路素子を構成する基板、コア層、クラッド層、光導波路コアパターン、干渉フィルタ、補強用ブロック等の種類などは上述した実施形態に限られない。
【００７７】
【発明の効果】
本発明に係る光導波路及びその製造方法では、平面基板上に形成された光導波路と、光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝と、波長分波機能を有する干渉フィルタと、干渉フィルタの一部が突出するように、該干渉フィルタを挟んで固定する干渉フィルタブロックとを備え、フィルタ用の溝に干渉フィルタが挿入されるように、干渉フィルタブロックを位置合わせして、光導波路上に干渉フィルタブロックを固定するようにしたので、フィルタ素子を導波路の溝に挿入する際の作業性を向上させることができ、さらに、光導波路面に対し垂直性を保ち、特性のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施形態に係る光導波路素子の構造を示す断面図である。
【図２】上記光導波路素子の光導波路基板の構造を示す平面図である。
【図３】上記光導波路素子の干渉フィルタを取り付けた干渉フィルタブロックの構造を示す断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】従来の光送受信モジュールの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光導波路基板、１１ シリコンの基板、１２ 光導波路、１３，１４ 端面、１５ 入力導波路、１６，１７ 出力導波路、１８ フィルタ用の溝、２０ 誘電体多層膜フィルタ（干渉フィルタ）、２０ａ フィルタ突出部、２１ 飛び出し量、３０ 干渉フィルタブロック、３１，３２ 補強用ブロック（第１及び第２の補強用ブロック）、４０ 接着材、５０ 固定用ベース
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波送受信モジュール等に用いる光導波路素子及びその製造方法に関し、詳細には、平面基板上の導波路に交差する溝に干渉フィルタを挿入した光導波路素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広帯域・低損失・無誘導という優れた特徴を持つ光ファイバに、波長の異なる複数の光を伝搬して同一方向又は双方向の伝送容量を拡大する波長多重通信を行う際に、波長の合波並びに分波を司る光合分波器が必要となる。
【０００３】
ＷＤＭ（波長合分波回路）機能を有する光波送受信モジュールとして、例えば、導波路内に干渉フィルタとして誘電体多層膜フィルタを挿入した反射型ＷＤＭがある。
【０００４】
図５は従来のこの種のモジュールの概略構成を示す図である。
【０００５】
図５において、シリコン基板１００上に光導波路１０１，１０２，１０３が形成され、光導波路１０１，１０２の交差する位置の近傍に溝１０４が設けられ、その溝の中に誘電体多層膜フィルタ１０５が挿入され固定されている。
【０００６】
上記誘電体多層膜フィルタ１０５に対して光導波路１０１，１０２と反対側に形成されている光導波路１０３のフィルタ１０５に臨んだ部分の光軸は、光導波路１０１のフィルタ１０５に臨んだ部分の光軸と一致している。光導波路１０１と光導波路１０２はフィルタ１０５の法線を中心線としてある角度で分岐している。
【０００７】
誘電体多層膜フィルタ１０５は、１．３μの光は透過して、１．５５μの光は反射する特性を持つ。波長多重化された１．３μと１．５５μの光が光導波路１０１に入射され、１．５５μの光はフィルタ１０５で反射されて、光導波路１０２へ導かれる。１．３μの光はフィルタ１０５を透過し、Ｙ分岐部で分かれて、それぞれの導波路はレーザダイオード（ＬＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）に接続されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の誘電体多層膜フィルタを挿入した光導波路素子にあっては、平面導波路内に形成された溝の中に、誘電体多層膜フィルタを挿入する工程が難しく、その作業に時間を要するという問題点があった。
【０００９】
すなわち、フィルタの厚みに対し、溝の幅をできるだけ近づければ、挿入損失を抑えることができ、しかも溝内部での倒れ角を小さくすることができる。しかし、微小なフィルタを溝の中に挿入することは非常に難しく、時間が掛かりコスト上昇の原因となっていた。一方、溝の幅を大きくすると、フィルタを挿入するのは容易になるが、溝の幅が広がることにより挿入損失が大きくなり、かつ溝の中での倒れ角が大きくなって、挿入損失が大きくなる欠点がある。
【００１０】
これらの問題を改善するため、平面導波路内に形成された溝の中に、誘電体多層膜フィルタを挿入した光導波路素子として、例えば特開平９−１０５８２４号公報に開示されたものがある。この公報記載の素子は、反りのある光素子を挿入することによって溝へのフィルタの倒れ角を防止して、フィルタの挿入損失を安定化させることと、溝の挿入口を広げた構造とすることによりフィルタの溝への挿入の容易化を図ろうとする。
【００１１】
しかし、この公報記載の素子においては、フィルタそのものは１４μｍの厚さ、１ｍｍ角程度の非常に小型で、かつ反りを有しているため、これをハンドリングして、狭い溝の中に挿入することは依然として難しい。
【００１２】
本発明は、フィルタ素子を導波路の溝に挿入する際の作業性を向上させることができ、さらに、光導波路素子の基板に対し垂直性を保ち、特性のばらつきを小さくした光導波路素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光導波路素子の製造方法は、平面基板上に光導波路を形成するステップと、前記光導波路に交差するフィルタ用の溝を形成するステップと、波長分波機能を持つ干渉フィルタを挟み込む側の第１の面及び該第１の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第１のテーパ及び第２のテーパを有する第１の補強用ブロックの前記第１の面と、前記干渉フィルタを挟み込む側の第２の面及び該第２の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第３のテーパ及び第４のテーパを有する第２の補強用ブロックの前記第２の面とに、接着剤を塗布する、又は、前記第１の面の前記干渉フィルタとの間及び前記第２の面の前記干渉フィルタとの間に接着剤を流し込むステップと、前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とで、前記接着剤を介して前記干渉フィルタを挟み付ける力を付与することによって、前記接着剤の余分な部分が、前記第１の補強用ブロックの前記第１のテーパ及び前記第２のテーパ並びに前記第２の補強用ブロックの前記第３のテーパ及び前記第４のテーパに逃げるように、且つ、前記干渉フィルタの一方の部分が前記第２のテーパ及び前記第４のテーパより外側に突出し且つ前記干渉フィルタの他方の部分が少なくとも前記第１のテーパ及び前記第３のテーパ内に位置するように、干渉フィルタブロックを形成するステップと、前記フィルタ用の溝に前記干渉フィルタの前記一方の部分が挿入されるように、前記干渉フィルタブロックを前記平面基板上に固定するステップとを有することを特徴としている。
【００１５】
上記光導波路は、アンダークラッド層、コア層、クラッド層の順に積層されて構成されており、フィルタ用の溝は、少なくとも光導波路のコア層の深さに形成されているものであってもよい。
【００１６】
上記フィルタ用の溝は、ダイシング加工により形成されたものであってもよく、また、フォトリソグラフィ、及びエッチング加工により形成されたものであってもよい。
【００１７】
本発明に係る光導波路素子は、平面基板と、前記平面基板上に形成された光導波路と、前記光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝と、波長分波機能を有する干渉フィルタと、前記干渉フィルタを挟み込む側の第１の面及び該第１の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第１のテーパ及び第２のテーパを有する第１の補強用ブロックと、前記干渉フィルタを挟み込む側の第２の面及び該第２の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第３のテーパ及び第４のテーパを有する第２の補強用ブロックと、前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と、前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とに塗布された、又は、前記第１の面の前記干渉フィルタとの間及び前記第２の面の前記干渉フィルタとの間に流し込まれた接着剤とを有し、前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とで、前記接着剤を介して付与された前記干渉フィルタを挟み付ける力によって、前記接着剤の余分な部分が、前記第１の補強用ブロックの前記第１のテーパ及び前記第２のテーパ並びに前記第２の補強用ブロックの前記第３のテーパ及び前記第４のテーパに逃げており、且つ、前記干渉フィルタの一方の部分が前記第２のテーパ及び前記第４のテーパより外側に突出し且つ前記干渉フィルタの他方の部分が少なくとも前記第１のテーパ及び前記第３のテーパ内に位置するように、干渉フィルタブロックを形成し、前記フィルタ用の溝に前記干渉フィルタの前記一方の部分が挿入されるように、前記干渉フィルタブロックを前記平面基板上に固定したことを特徴とする。
【００１８】
上記干渉フィルタは、誘電体多層膜フィルタであってもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態に係る光導波路素子（平面光集積回路）の構造を示す断面図であり、光導波路素子を光合分波に用いられるフィルタ型合分波光導波路素子に適用した例である。
【００２１】
図１において、１０はフィルタ型合分波光導波路の光導波路基板であり、光導波路基板１０は、後述の光導波路と交差して誘電体多層膜フィルタ（干渉フィルタ）２０が挿入される。
【００２２】
干渉フィルタ２０は、補強用ブロック３１，３２（第１及び第２の補強用ブロック）により両側から挟み込まれて接着剤で固定されており、干渉フィルタ２０の一部は、補強用ブロック３１，３２の下側表面から所定の飛び出し量だけ突出するようにして固定されている。また、干渉フィルタ２０を挟み込む補強用ブロック３１，３２の端面の上下部には、テーパ３３〜３６が形成されている。
【００２３】
干渉フィルタ２０を補強用ブロック３１，３２により挟んで固定した干渉フィルタブロック３０は、光導波路基板１０上において、平面導波路内の溝１８に干渉フィルタ２０を案内するように位置合わせされて接着材４０で固定されている。この状態で干渉フィルタ２０の突出部２０ａが溝１８内に突出している。
【００２４】
図１は光導波路基板１０に干渉フィルタブロック３０を載せた組立て後の構造を示している。
【００２５】
図２は上記光導波路基板１０の構造を示す平面図である。
【００２６】
図２において、光導波路基板１０は、シリコンの基板１１の上に石英系のガラスを堆積して光導波路１２が形成されている。この光導波路１２はアンダークラッド層、コア層、クラッド層の順に積層されて構成されている。コア層はクラッド層よりも高屈折率となっており、その比屈折率差は０．２〜０．８％程度となっている。ここでは、アンダークラッド層を２０μ、上クラッド層を２０μとし、コアパターンの断面寸法、幅及び厚さは５〜１０μｍが好ましく、ここでは８μに設定した。
【００２７】
上記積層構造を有する光導波路基板１０は、平行な一対の端面１３，１４と、この端面１３，１４に対し直交する平行な一対の端面から形成された四辺形形状である。
【００２８】
光導波路基板１０の導波路となるコア層には、所望の光導波路コアパターンとして、光導波路基板１０の一方の端面１３に臨みフィルタ２０に入射する光を導く入力導波路１５と、フィルタ２０を透過して出力される光を導く出力導波路１６と、フィルタ２０により反射されて出力される光を導く出力導波路１７とが形成されている。
【００２９】
また、上記各導波路１５，１６，１７が交差する箇所には、フィルタ用の溝１８が形成されている。このフィルタ用の溝１８は導波路端面１３，１４と平行の位置関係にある。このフィルタ用の溝１８の断面はフィルタ２０の幅よりもやや広く加工して、一例として１５μｍ幅の厚さのフィルタが挿入できるように、１７〜２０μｍの幅、１００μｍほどの深さに加工されている。
【００３０】
出力導波路１６は、フィルタ用の溝１８を挟んで入力導波路１５の延長上にあり、端面１３と反対側の端面１４に臨んでいる。
【００３１】
出力導波路１７と入力導波路１５とは、フィルタ用の溝面の法線を中心線として反対側にかつ法線に対して等しい角度θをなす位置関係にあり、出力導波路１７と入力導波路１５との交差角は２θである。
【００３２】
ここで示した角度θは、フィルタの性能の点から６度から１０度、好ましくは８度に設定するのがよい。
【００３３】
入力導波路１３には図示しない光ファイバから波長多重化された１．３μと１．５５μの光が入射され、そのうち１．５５μの光はフィルタ２０で反射されて、一方の出力導波路１７へ導かれる。１．３μの光はフィルタ２０を透過し、他方の出力導波路１６へ出力される。
【００３４】
このように、本実施形態に係るフィルタ型合分波光導波路は、光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝１８を有する光導波路基板１０と、波長分波機能を有する干渉フィルタ２０と、干渉フィルタ２０の一部が表面から飛び出すように補強用ブロック３１，３２により両側から挟み込んで固定した干渉フィルタブロック３０とを備え、干渉フィルタブロック３０を、光導波路基板１０上において、フィルタ用の溝１８に干渉フィルタ２０を案内するように位置合わせして接着材４０により固定した構造となっている。
【００３５】
以下、上述のように構成されたフィルタ型合分波光導波路の製造方法を説明する。
【００３６】
まず、光導波路基板１０の製造方法を説明する。
【００３７】
シリコン基板母材（ウエハ）上にＣＶＤ法によりアンダークラッド層とコア層を形成を形成する。例えば、アンダークラッド層を２０μ、上クラッド層を２０μとし、コアパターンの断面寸法、幅及び厚さは５から１０μｍが好ましく、ここでは８μに設定した。
【００３８】
アンダークラッド層とコア層が形成された後、光導波路コアパターンが描かれたフォトマスクパターンを用いてマスク材をパターン化するフォトリソグラフィ工程によりマスク材を作製する。
【００３９】
次に、このマスク材を用いて反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により石英系コア層の不要部分を除去し、光導波路コアパターンを形成する。
【００４０】
次に、その光導波路コアパターン上に再度ＣＶＤにより上クラッド層を形成し、光導波路コア部を埋め込む。
【００４１】
この製造方法によると、一枚のフォトマスクパターンを用いて導波路コアパターンが形成されるため、その相対位置精度は非常に高い。
【００４２】
ここまでの工程により、導波路基板上に図２に示す光導波路コアパターンが形成される。
【００４３】
導波路基板母材に同一回路パターンの光導波路基板を多数隣接して形成した後、所定の位置にフィルタ用の溝１８を通すための溝切り加工を行う。この溝切り加工には、例えばダイシング装置を用いる。このフィルタ用の溝１８の断面は、フィルタ２０の幅よりもやや広く加工して、一例として１５μｍ幅の厚さのフィルタが挿入できるように、１７〜２０μｍの幅とし、深さは１００μｍほどにダイシングする。
【００４４】
また、本実施形態では、ダイシングにより溝を形成しているが、溝の深さを小さくすることができるので、ダイシングのような機械加工でなく、フィルタ溝パターンが描かれたフォトマスクパターンを用いてフォトリソグラフィ、エッチングでも溝形成は可能である。
【００４５】
次に、上記母材を所定の分割枠に沿って切断し、多数の四辺形の光導波路基板を形成する。
【００４６】
以上の工程により、図２に示す光導波路コアパターン及びフィルタ用の溝１８が形成された導波路基板１０が得られる。
【００４７】
次に、干渉フィルタブロック３０の製作方法について説明する。
【００４８】
図３は干渉フィルタブロック３０の構造を示す断面図、図４はその平面図である。
【００４９】
図３及び図４に示すように、干渉フィルタブロック３０の組立て用ステージとなる平面度が高い固定用ベース５０上に、補強板である補強用ブロック３１，３２を載せ、その補強用ブロック３１，３２の間に干渉フィルタ２０を挟み込む。この時、固定用ベース５０上に補強用ブロック３１，３２の一方の面、及び干渉フィルタ２０の一方の端面が固定用ベース５０の上面に当接して、干渉フィルタ２０に傾きがないように合せ込む。
【００５０】
干渉フィルタ２０を挟んで固定した補強用ブロック３１，３２が干渉フィルタブロック３０となる。
【００５１】
干渉フィルタブロック３０は、上方から見たときの外形が光導波路基板１０の外形と略等しく、干渉フィルタ２０を挟み込んで固定した状態で光導波路基板１０表面を覆うことができる。
【００５２】
補強用ブロック３１，３２は、光導波路と同じ材質が好ましく、ここではガラス板を用いた。また、補強用ブロック３１，３２は、干渉フィルタ２０を挟み込んで固定した場合に、干渉フィルタ２０の突出部２０ａがその表面から所定の飛び出し量２１突出する厚みに加工する。例えば、約１．６ｍｍの高さを有する干渉フィルタ２０を用いる場合には、補強用ブロック３１，３２の厚さを約１．５ｍｍに加工することにより、フィルタ突出部２０ａの飛び出し量２１を約０．０５〜０．１ｍｍ飛び出すようにする。
【００５３】
補強用ブロック３１，３２は、固定用ベース５０の表面に対し垂直な端面を有し、干渉フィルタ２０を挟み込む端面は精密に垂直度が保たれる。
【００５４】
補強用ブロック３１，３２と干渉フィルタ２０は接着剤を用いて固定する。接着剤の塗布方法は、挟み込む前に、補強用ブロック３１，３２のフィルタ２０と対向する面に塗布した。この他に、合せ込んだ後、干渉フィルタ２０と補強用ブロック３１，３２との間に接着剤を流してもよい。接着剤には、紫外線硬化型のものを使用する。
【００５５】
次に、紫外線光源を上部から照射して硬化固定させる。この硬化中、両側の補強用ブロック３１，３２から適度な圧力Ｆをかけて、接着剤の厚さが均等かつ、適正な厚さになるようにする。この圧力Ｆにより、干渉フィルタ２０にあった反り、曲がりなどが矯正され、フラットな面にすることができる。このときの余分な接着剤は補強用ブロック３１，３２の角に形成したテーパ３３，３４，３５，３６に逃げるようにする。
【００５６】
固定用ベース５０の材料はこの接着作業で接着しないよう、非接着性の材料、例えばテフロン系の材料を用いた。２つの補強用ブロック３１，３２と、干渉フィルタ２０の高さ寸法は精度高いものを用意し、補強用ブロック３１，３２の表面からの干渉フィルタ２０の突出部２０ａの飛び出し量２１を調整した。
【００５７】
一例として、補強用ブロック３１，３２には、パイレックスガラスを使用し、その厚さは１．５ｍｍ、干渉フィルタ２０の厚さは１５μ、その高さは１．６ｍｍに設定してフィルタ突出部２０ａの飛び出し量２１を８０μに設定した。この飛び出し量２１は０．０５〜０．１ｍｍの範囲を目標にした。
【００５８】
次に、上述のようにして製作された光導波路基板１０及び干渉フィルタブロック３０の組立てについて説明する。
【００５９】
図１は光導波路基板１０に干渉フィルタブロック３０を載せた組立て後の様子を示している。
【００６０】
まず、干渉フィルタブロック３０の搭載前に導波路基板１０のフィルタ用の溝１８の内部と基板１０の上面に接着剤４０を適量塗布する。接着剤４０には、紫外線硬化型のものを使用する。
【００６１】
次に、導波路基板１０のフィルタ用の溝１８に、干渉フィルタブロック３０のフィルタ突出部２０ａを挿入するように載せる。すなわち、図３に示す干渉フィルタブロック３０を、飛び出し量２１で示されるフィルタ突出部２０ａが下になるようにひっくり返し、フィルタ用の溝１８にフィルタ突出部２０ａを挿入するようにして載せる。
【００６２】
フィルタ用の溝１８に干渉フィルタブロック３０のフィルタ突出部２０ａを挿入するように載せることがフィルタ２０の装着作業となるが、この作業は、フィルタ２０と一体化された干渉フィルタブロック３０を担持して行うものであるため、フィルタ単体を溝に挿入する従来のフィルタ挿入する場合に比べ、作業が極めて容易となる。
【００６３】
次に、紫外線光源を干渉フィルタブロック３０の上方から照射して接着剤４０を硬化させ、光導波路と干渉フィルタブロック３０を固定して組み立てを完了する。本実施形態では、フィルタ２０は干渉フィルタブロック３０の下部から８０μほど突き出しており、光導波路上面から２０〜３０μほどに位置するコア部に対応した位置まで延びている。
【００６４】
なお、フィルタ用の溝１８の深さは、フィルタ突出部２０ａの挿入深さより大きければよく、一致する必要はない。フィルタ２０の保持は補強用ブロック３１，３２で行うからである。
【００６５】
以下、上述のように構成されたフィルタ型合分波光導波路の動作を説明する。
【００６６】
入力導波路１５には図示しない光ファイバから波長多重化された１．３μと１．５５μ光が入射され、フィルタ２０には入射角θで入射される。
【００６７】
そのうち、１．３μの光はフィルタ２０を透過し、出力導波路１６へ出力される。１．５５μの光はフィルタ２０で反射されて、出力導波路１７へ導かれる。出力導波路１６，１７から導波路端面１３，１４へ出射される光は、それぞれ図示しない光ファイバへと出射される。
【００６８】
以上説明したように、実施形態に係るフィルタ型合分波光導波路は、光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝１８を有する光導波路基板１０と、波長分波機能を有する干渉フィルタ２０と、干渉フィルタ２０の一部が表面から飛び出すように補強用ブロック３１，３２により両側から挟み込んで固定した干渉フィルタブロック３０とを備えた構成とし、その製造方法は、平面度が高い固定用ベース５０上に、干渉フィルタ２０と、干渉フィルタ２０を挟んで保持する補強用ブロック３１，３２とを載せ、補強用ブロック３１，３２により干渉フィルタ２０の一部が飛び出し量２１だけ突出するように挟んで固定し、干渉フィルタ２０を固定した干渉フィルタブロック３０を、光導波路のフィルタ用の溝１８に、干渉フィルタ２０の突出部２０ａが挿入されるように位置合わせし、光導波路素子上に干渉フィルタブロック３０を接着材４０により固定するようにしているので、フィルタ２０の装着作業は、補強用ブロック３１，３２で一体化された干渉フィルタブロック３０を担持して行うことになりその作業性が極めて良好となる。その結果、フィルタ用の溝１８への挿入に要する時間を大幅に短縮することができ、また、ハンドリング中にフィルタが破損するような事故を少なくすることができた。
【００６９】
また、干渉フィルタブロック３０は、上方から見た形状が光導波路基板１０の外形と略等しいものとしたので、光導波路基板１０上に干渉フィルタブロック３０を固定して一体化した場合に、干渉フィルタブロック３０の端面と光導波路基板１０の導波路端面とが同一面上で揃い、結果として光導波路基板１０端面の面積を拡大したようになるため、光ファイバを保持する光ファイバ保持部材と結合する際の強度を強める機能を得ることができる。
【００７０】
また、フィルタ２０の保持は補強板である補強用ブロック３１，３２が行うため、光導波路素子の溝へのフィルタ２０の挿入深さは小さくてよい。この場合、フィルタ２０の溝への突き出し量は、光導波路のコア部に対応する位置に延在すればよく、溝の深さをより浅く抑えた方が、溝の幅のばらつきが小さくでき、損失変動を少なくできる。溝の深さが従来より浅くてよいので、ダイシングブレードの切断時の振れなどにより発生する溝幅ばらつきを抑えることができる。その結果、挿入損失を小さくし、そのばらつきも抑えることができる。
【００７１】
さらに、溝の深さを小さくすることができることから、溝はシリコン基板まで入り込む必要はなく、石英部だけでも十分であり、ダイシング加工のような機械加工でなく、導波路パターンを形成したフォトリソグラフィ、及びエッチングも可能である。このようなフォトリソ、エッチングで製作すると、溝の加工精度を大幅に高めることができる。
【００７２】
したがって、本実施形態では、フィルタの挿入に掛かる時間が短縮され、低コストで、歩留まりが高い、誘電体多層膜フィルタを用いた波長合分波光導波路が実現できる。
【００７３】
このような優れた特長を有する光導波路素子を、反射型ＷＤＭ光導波路素子に適用すれば、導波路全体の損失を少なくすることができ、製造工程の効率化及びコスト低減を図ることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、石英系導波路を用いた場合について説明したが、これに限定されず、石英系導波路以外の拡散ガラス導波路、有機ポリマ系導波路等どのような埋込み型導波路に対しても適用可能である。
【００７５】
また、光ファイバから波長多重化された１．３μと１．５５μの光を入射し、１．３μの光を透過し、１．５５μの光を反射する波長合分波器に適用して説明したが、それ以外の波長領域の波長合分波器としても使用できる。
【００７６】
また、上記光導波路素子を構成する基板、コア層、クラッド層、光導波路コアパターン、干渉フィルタ、補強用ブロック等の種類などは上述した実施形態に限られない。
【００７７】
【発明の効果】
本発明に係る光導波路及びその製造方法では、平面基板上に形成された光導波路と、光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝と、波長分波機能を有する干渉フィルタと、干渉フィルタの一部が突出するように、該干渉フィルタを挟んで固定する干渉フィルタブロックとを備え、フィルタ用の溝に干渉フィルタが挿入されるように、干渉フィルタブロックを位置合わせして、光導波路上に干渉フィルタブロックを固定するようにしたので、フィルタ素子を導波路の溝に挿入する際の作業性を向上させることができ、さらに、光導波路面に対し垂直性を保ち、特性のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施形態に係る光導波路素子の構造を示す断面図である。
【図２】上記光導波路素子の光導波路基板の構造を示す平面図である。
【図３】上記光導波路素子の干渉フィルタを取り付けた干渉フィルタブロックの構造を示す断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】従来の光送受信モジュールの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光導波路基板、１１ シリコンの基板、１２ 光導波路、１３，１４ 端面、１５ 入力導波路、１６，１７ 出力導波路、１８ フィルタ用の溝、２０ 誘電体多層膜フィルタ（干渉フィルタ）、２０ａ フィルタ突出部、２１ 飛び出し量、３０ 干渉フィルタブロック、３１，３２ 補強用ブロック（第１及び第２の補強用ブロック）、４０ 接着材、５０ 固定用ベース
Claims (6)
- 平面基板上に光導波路を形成するステップと、
前記光導波路に交差するフィルタ用の溝を形成するステップと、
波長分波機能を持つ干渉フィルタを挟み込む側の第１の面及び該第１の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第１のテーパ及び第２のテーパを有する第１の補強用ブロックの前記第１の面と、前記干渉フィルタを挟み込む側の第２の面及び該第２の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第３のテーパ及び第４のテーパを有する第２の補強用ブロックの前記第２の面とに、接着剤を塗布する、又は、前記第１の面の前記干渉フィルタとの間及び前記第２の面の前記干渉フィルタとの間に接着剤を流し込むステップと、
前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とで、前記接着剤を介して前記干渉フィルタを挟み付ける力を付与することによって、前記接着剤の余分な部分が、前記第１の補強用ブロックの前記第１のテーパ及び前記第２のテーパ並びに前記第２の補強用ブロックの前記第３のテーパ及び前記第４のテーパに逃げるように、且つ、前記干渉フィルタの一方の部分が前記第２のテーパ及び前記第４のテーパより外側に突出し且つ前記干渉フィルタの他方の部分が少なくとも前記第１のテーパ及び前記第３のテーパ内に位置するように、干渉フィルタブロックを形成するステップと、
前記フィルタ用の溝に前記干渉フィルタの前記一方の部分が挿入されるように、前記干渉フィルタブロックを前記平面基板上に固定するステップと
を有することを特徴とする光導波路素子の製造方法。 - 前記光導波路を形成するステップは、前記平面基板側から、アンダークラッド層と、コア層と、上クラッド層とをこの順に積層するように形成するステップを含み、
前記フィルタ用の溝は、少なくとも前記光導波路の前記コア層の深さに形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路素子の製造方法。 - 前記フィルタ用の溝を形成するステップは、ダイシング加工により実行されることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の光導波路素子の製造方法。
- 前記フィルタ用の溝を形成するステップは、フォトリソグラフィ、及びエッチング加工により実行されることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の光導波路素子の製造方法。
- 前記干渉フィルタは、誘電体多層膜フィルタであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光導波路素子の製造方法。
- 平面基板と、
前記平面基板上に形成された光導波路と、
前記光導波路に交差して設けられたフィルタ用の溝と、
波長分波機能を有する干渉フィルタと、
前記干渉フィルタを挟み込む側の第１の面及び該第１の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第１のテーパ及び第２のテーパを有する第１の補強用ブロックと、
前記干渉フィルタを挟み込む側の第２の面及び該第２の面の上の角及び下の角にそれぞれ形成された第３のテーパ及び第４のテーパを有する第２の補強用ブロックと、
前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と、前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とに塗布された、又は、前記第１の面の前記干渉フィルタとの間及び前記第２の面の前記干渉フィルタとの間に流し込まれた接着剤と
を有し、
前記第１の補強用ブロックの前記第１の面と前記第２の補強用ブロックの前記第２の面とで、前記接着剤を介して付与された前記干渉フィルタを挟み付ける力によって、前記接着剤の余分な部分が、前記第１の補強用ブロックの前記第１のテーパ及び前記第２のテーパ並びに前記第２の補強用ブロックの前記第３のテーパ及び前記第４のテーパに逃げており、且つ、前記干渉フィルタの一方の部分が前記第２のテーパ及び前記第４のテーパより外側に突出し且つ前記干渉フィルタの他方の部分が少なくとも前記第１のテーパ及び前記第３のテーパ内に位置するように、干渉フィルタブロックを形成し、
前記フィルタ用の溝に前記干渉フィルタの前記一方の部分が挿入されるように、前記干渉フィルタブロックを前記平面基板上に固定した
ことを特徴とする光導波路素子。
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