JPH0588028A - 表面実装型光集積回路及びその製造方法 - Google Patents

表面実装型光集積回路及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0588028A
JPH0588028A JP27726891A JP27726891A JPH0588028A JP H0588028 A JPH0588028 A JP H0588028A JP 27726891 A JP27726891 A JP 27726891A JP 27726891 A JP27726891 A JP 27726891A JP H0588028 A JPH0588028 A JP H0588028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical fiber
substrate
waveguides
integrated circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27726891A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshisada Sekiguchi
利貞 関口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP27726891A priority Critical patent/JPH0588028A/ja
Publication of JPH0588028A publication Critical patent/JPH0588028A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立・調整工数を削減し、基板及び光学部品
に高い加工精度を必要としない、低コストの表面実装型
光集積回路を提供する。 【構成】 基板1の上には、方向性結合器型のマトリク
ススイッチ3aが搭載されている。マトリクススイッチ
3aと光導波路2a,2bとは、それぞれ光ファイバ4
によって光結合されている。光ファイバ4と導波路2
a,2b,12とは、光ファイバカプラや方向性結合器
と同様に光ファイバ4と光導波路2,12とを平行に近
接配置して結合されている。両者の接続は、電気的な接
続を図るためのワイヤーボンディングと同様の方法によ
って行われている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路が形成された
基板上にキャリア注入型又は方向性結合器型の光スイッ
チ素子、光アイソレータ素子、光変調器、半導体レーザ
及び光検出器等の光学部品を搭載してなる表面実装型光
集積回路及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】表面実装型の光集積回路は、設計変更に
対して柔軟で少量生産機種に適しているという利点を持
っている。また、表面実装型の光集積回路では、基板上
に配置された半導体レーザ、光検出器及び光スイッチ等
の光学部品と、これらを光結合する光導波路との間の光
学軸を精度良く合致させることが実装技術上の課題とな
っている。従来、この種の光集積回路の表面実装技術と
しては、集束型微小光学系を介して各光学部品を光結合
するマイクロオプティクス型と、基板上に形成された孔
と各光学部品に設けられたガイドピンとを嵌合させるこ
とにより、各光学部品間の位置決めを行うプラグ型光学
部品を用いた方法とが知られている(「微小光学と実装
技術」;微小光学特別セミナーVIII(1990) ,応用物理
学会,日本光学会)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロオプティクス型の表面実装技術では、組立工数及び調
整工数が膨大であるという欠点がある。即ち、光通信の
分野では単一モード光ファイバを使用するのが一般的に
なっており、そのコア系は10μm程度であるため、光
学部品との光軸合わせ精度は1μm以下となっている。
このため、光学部品の配置に極めて高い精度を要求され
るうえ光軸調整工程も極めて難しいという問題点があ
る。また、プラグ型光学部品を用いた表面実装技術にお
いても、光学部品とガイドピン及びそれを実装する基板
の孔位置等に極めて高い加工精度が要求されるという問
題点がある。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、組立・調整工数を大幅に削減することができ、基
板及び光学部品に高い加工精度を要求されることがな
い、低コストの表面実装型光集積回路及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る表面実装型
光集積回路は、光導波路が形成された基板上に1又は複
数の光学部品が搭載された表面実装型光集積回路におい
て、前記光導波路間、前記光学部品間及び前記光導波路
と前記光学部品との間の少なくとも一つを光ファイバに
よって光学的に結合してなることを特徴とする。また、
本発明に係る表面実装型光集積回路の製造方法は、光導
波路が形成された基板上に1又は複数の光学部品を固着
したのち、前記光導波路間、前記光学部品間及び前記光
導波路と前記光学部品との間の少なくとも一つを光ファ
イバによって光学的に結合することを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明によれば、基板上の光学部品間又は光導
波路と光学部品とをフレキシブルな光ファイバを介して
接続しているため、基板と光学部品との間を正確に位置
合わせする必要がない。また、本発明によれば、光導波
路間を光ファイバで接続することによって複雑に交差し
た光経路の光結合を可能にすることができる。光導波路
と光ファイバとの接続及び光学部品と光ファイバとの接
続は、単に光ファイバの先端を光導波路及び光学部品の
光入出力端に位置合わせするだけであるから、例えば通
常のIC製造技術として既に確立されているワイヤボン
ディング技術を応用すれば極めて容易かつ正確に位置合
わせすることができる。また、例えば基板と光学部品に
位置決め用のマーカ等を付加しておけばボンディング工
程の自動化も可能となり、組立コスト及び調整コストが
更に削減されることになる。更に、光学部品への電気的
な接続は、従来のワイヤボンディング技術を用いれば、
生産性はかなり向上することになる。
【0007】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。図2は本発明の第1の実施例に係る
1×16マトリクススイッチを示す平面図である。例え
ば樹脂、ガラス、セラミック等の薄板上にSiウェハを
形成してなる基板1の上には、光入力端側に1つの1×
4マトリクススイッチ3aが搭載され、光出力端側に4
つの1×4マトリクススイッチ3b〜3eが搭載されて
いる。基板1上には、光入力端からマトリクススイッチ
3aの光入力端にかけて1本の光導波路2aが形成さ
れ、マトリクススイッチ3aの4つの光出力端からマト
リクススイッチ3b〜3eの各1つの光入力端にかけて
4本の光導波路2bが形成され、マトリクススイッチ3
b〜3eの各光出力端から基板1の各光出力端にかけて
16本の光導波路2cが形成されている。光導波路2a
〜2cは、基板1のSiウェハ上にフォトリソ工程、エ
ッチング工程、CVD等による異種屈折率膜形成工程等
によって形成されたもので、SiO2 又はSi3 N4 の
コア部とSiO2のクラッド部とから構成されている。
光学部品としての各マトリクススイッチ3a〜3eと光
導波路2a〜2cとは、それぞれ光ファイバ4によって
光結合されている。
【0008】図1は、1×4マトリクススイッチ3aの
周辺を更に詳細に示す斜視図である。他のマトリクスス
イッチ3b〜3eの周辺もこれとほぼ同様の構成となっ
ている。マトリクススイッチ3aは、LiNbO3 等の
酸化物結晶又はガラス等の基板11上に、TiやMgO
等を拡散することにより光導波路12を形成してなる導
波路型の光ICである。光導波路12は、1対4に分岐
するように形成されている。各分岐部には、2本の光導
波路12が平行に近接配置されている。その上側には電
極13が配置されている。即ち、マトリクススイッチ3
aは、電極13への印加電圧で両光導波路12の結合の
度合いを電気光学的に制御する方向性結合器型のスイッ
チとなっている。電極13は、電極パターン14を介し
て基板11の端部まで引き出されている。一方、基板1
のマトリクススイッチ3a周辺部にも、電極パターン5
が形成されており、この電極パターン5の端部に形成さ
れた電極パッド6とマトリクススイッチ3aの電極パタ
ーン14の端部の電極パッド15とがボンディングワイ
ヤ7を介して接続されている。
【0009】マトリクススイッチ3a〜3eは、以下の
方法によって基板1へ実装することができる。先ず、光
導波路2a〜2cが形成された基板1上の所定位置に、
マトリクススイッチ3a〜3eを接着剤等を用いてダイ
ボンディングする。このとき、基板1と各マトリクスス
イッチ3a〜3eとの位置合わせは厳密に行う必要はな
い。次に基板1の光導波路2a〜2cの端部とマトリク
ススイッチ3a〜3eの光導波路12の端部とを光ファ
イバ4にて接続する。光ファイバ4と光導波路2,12
との接続は、電気的な接続を図るためのワイヤーボンデ
ィングと同様の方法にて行うことができる。光ファイバ
4と導波路2,12との結合方法としては、光ファイバ
カプラや方向性結合器と同様に光ファイバ4と光導波路
2,12とを平行に近接配置して結合する第1の結合方
法と、光ファイバ4と光導波路2,12の端面同士を突
合わせる第2の結合方法を用いることができる。
【0010】図3(a)は、第1の結合方法を示すもの
である。この場合、接続しようとする光導波路2,12
と光ファイバ4とが光結合に十分な程度に近接配置され
るように、光導波路2,12の表面からの深さと光ファ
イバ4のクラッドの厚さとが設定される。そして、例え
ば光ファイバ4のクラッドの周囲に被覆した透明な樹脂
又は低融点ガラス等を溶融することによって光ファイバ
4は光導波路2,12の表面に融着される。図3(b)
は、第2の結合方法を示すものである。この方法は、光
学部品及び基板からの光の入出力方向が基板表面に対し
て垂直な場合に有効である。光導波路2,12を基板
1,11の表面に対して垂直に形成するには、基板1,
11上の必要箇所を45°にエッチングし、その上に光
導波路を形成し、更にエッチングと埋め込みとで光導波
路の垂直部分を形成するようにすればよい。光ファイバ
4がプラスチックファイバ又は低融点ファイバである場
合、ファイバ端面はレーザ等で予め溶融され、光導波路
2,12の端面に融着される。また、光ファイバ4が通
常のガラスファイバである場合には、予め光ファイバ4
の端面には樹脂又は低融点ガラスが融着され、上記と同
様の方法で光ファイバ4と光導波路2,12とが融着さ
れる。
【0011】なお、上記第1及び第2の結合方法におい
てUV硬化樹脂を用いれば、位置決め終了後、UV光を
照射するだけで光ファイバ4と光導波路2,12とを容
易に固定することもできる。また、図3(c)に示すよ
うに、光ファイバ3の一方の端部を前記第1の方法で結
合し、他方の端部を前記第2の方法で結合するようにし
てもよい。光ファイバ4のボンディング工程を自動化す
るには、光導波路2,12の形成工程において基板1,
11に位置決めパターン8,16を形成しておき、この
位置決めパターン8,16を基準として位置合わせを行
なえばよい。
【0012】なお、上記実施例では光学部品と基板との
間を光ファイバで光結合するようにしたが、基板上に形
成された光導波路同士の光結合に光ファイバを用いるよ
うにしてもよい。図4は、16×16マトリクススイッ
チの構成を示す平面図である。基板21上の光入力側に
は4つの4×4マトリクススイッチ22a〜22dが搭
載され、基板21の光出力側には4つの4×4マトリク
ススイッチ22e〜22hが搭載されている。基板21
上に形成された光導波路23と各マトリクススイッチ2
2a〜22hとは光ファイバ24によって結合されてい
る。また、各マトリクススイッチ22a〜22dの光出
力端からスイッチ22e〜22hの光入力端へ至る光経
路は、互いに交差する部分があるため、この交差する部
分にも光ファイバ25をジャンパ線として用いるように
している。図中黒丸で示したPの部分が光ファイバ25
と光導波路23とのボンディング部分であるが、マトリ
クススイッチ21a〜21dとマトリクススイッチ21
e〜21hとを直接、光ファイバ25に接続するように
してもよい。この実施例によれば、光導波路23が複雑
に交差して光導波路のパターン形成が困難な場合でも光
ファイバ25によって必要な部分を光結合することがで
きるという利点がある。
【0013】図5は、光通信の中継増幅器に使用される
変復調回路用の光集積回路に本発明を適用した第3の実
施例を示す平面図である。光ファイバ31を介して入力
される周波数f1 ,f2 の変調光信号は、光IC32内
の光導波路33に導かれ、共振回路34,35によって
各周波数成分を抽出され、光導波路36,37を介して
検波用の光検出器38,39によってそれぞれ光−電気
変換されて復調電気信号として図示しないICに出力さ
れるようになっている。また、図示しない他のICから
供給された周波数f3 ,f4 の変調電気信号はそれぞれ
ICレーザ40,41に入力されている。ICレーザ4
0,41から出力される光信号は、アイソレータ42,
43を介して変調器44,45に入力され、ここで変調
電気信号に従って変調されるようになっている。各変調
器44,45の出力は、光導波路46,47をそれぞれ
介して共振回路48,49で増幅され、光導波路33を
介して光ファイバ31に出力される。
【0014】ここで、ICレーザ40、アイソレータ4
2及び変調器44、並びにICレーザ41、アイソレー
タ43及び変調器45がそれぞれモジュール化されてい
るならば、変調器44,45と光導波路46,47との
間及び光導波路36,37と光検出器38,39との間
を光ファイバー48,49によって接続すればよい。ま
た、光ファイバ31の光入出力端と光IC32の光入出
力端との接続に前述した第1又は第2の接続方法を適用
することも可能である。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
学部品間又は光導波路と光学部品との間をフレキシブル
な光ファイバによって光学的に結合するようにしたの
で、光学部品を基板に対して正確に位置決めする必要は
なく、また、光学部品と光学部品との間の相対位置もそ
れほど精度を要求されない。このため、部品加工工数、
組立工数、及び調整工数を従来よりも大幅に削減するこ
とができ、低コストの光集積回路を提供することができ
るという効果を奏する。また、本発明によれば、光導波
路間を光ファイバで結合することによって複雑に交差し
た光経路の光結合が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例に係る光集積回路の要
部を示す斜視図である。
【図2】 同光集積回路の平面図である。
【図3】 同実施例における光学部品と光導波路との接
続方法を示す断面図である。
【図4】 本発明の第2の実施例に係る光集積回路の平
面図である。
【図5】 本発明の第3の実施例に係る光集積回路の平
面図である。
【符号の説明】
1,11,21…基板、2a〜2c,12,23,3
3,36,37,46,47…光導波路、3a〜3e…
1×4マトリクススイッチ、4,24,25,31…光
ファイバ、5,14…電極パターン、6,15…電極パ
ッド、7…ボンディングワイヤ、8,16…位置決めパ
ターン、13…電極、22a〜22h…4×4マトリク
ススイッチ、32…光IC、34,35,48,49…
共振回路、38,39…光検出器、40,41…ICレ
ーザ、42,43…アイソレータ、44,45…変調
器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波路が形成された基板上に1又は複
    数の光学部品が搭載された表面実装型光集積回路におい
    て、前記光導波路間、前記光学部品間及び前記光導波路
    と前記光学部品との間の少なくとも一つを光ファイバに
    よって光学的に結合してなることを特徴とする光集積回
    路。
  2. 【請求項2】 光導波路が形成された基板上に1又は複
    数の光学部品を固着したのち、前記光導波路間、前記光
    学部品間及び前記光導波路と前記光学部品との間の少な
    くとも一つを光ファイバによって光学的に結合すること
    を特徴とする表面実装型光集積回路の製造方法。
JP27726891A 1991-09-27 1991-09-27 表面実装型光集積回路及びその製造方法 Pending JPH0588028A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27726891A JPH0588028A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 表面実装型光集積回路及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27726891A JPH0588028A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 表面実装型光集積回路及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0588028A true JPH0588028A (ja) 1993-04-09

Family

ID=17581157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27726891A Pending JPH0588028A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 表面実装型光集積回路及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0588028A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5955010A (en) * 1996-01-05 1999-09-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical transmission line forming method
WO2001018567A2 (en) * 1999-09-03 2001-03-15 Teraconnect, Inc Optoelectronic connector system
WO2001027669A1 (en) * 1999-10-13 2001-04-19 Lockheed Martin Corporation Cluster integration approach to optical transceiver arrays and fiber bundles
US6434308B1 (en) 1999-09-03 2002-08-13 Teraconnect, Inc Optoelectronic connector system
US6700302B1 (en) 1999-07-23 2004-03-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric resonator
JP2009229842A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光導波路基板の製造方法
US7902731B2 (en) 2005-08-10 2011-03-08 Daishinku Corporation Piezoelectric resonator device and method for manufacturing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61186907A (ja) * 1985-02-15 1986-08-20 Fujikura Ltd 光−電子導波路基板装置
JPH01269903A (ja) * 1988-04-20 1989-10-27 Nec Corp 多層配線基板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61186907A (ja) * 1985-02-15 1986-08-20 Fujikura Ltd 光−電子導波路基板装置
JPH01269903A (ja) * 1988-04-20 1989-10-27 Nec Corp 多層配線基板

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5955010A (en) * 1996-01-05 1999-09-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical transmission line forming method
US6065881A (en) * 1996-01-05 2000-05-23 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical transmission line forming method and apparatus, and optical circuit
US6126432A (en) * 1996-01-05 2000-10-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical transmission line forming apparatus
US6700302B1 (en) 1999-07-23 2004-03-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric resonator
WO2001018567A2 (en) * 1999-09-03 2001-03-15 Teraconnect, Inc Optoelectronic connector system
WO2001018567A3 (en) * 1999-09-03 2002-01-24 Lockheed Corp Optoelectronic connector system
US6434308B1 (en) 1999-09-03 2002-08-13 Teraconnect, Inc Optoelectronic connector system
WO2001027669A1 (en) * 1999-10-13 2001-04-19 Lockheed Martin Corporation Cluster integration approach to optical transceiver arrays and fiber bundles
US7902731B2 (en) 2005-08-10 2011-03-08 Daishinku Corporation Piezoelectric resonator device and method for manufacturing the same
JP2009229842A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光導波路基板の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3117708B2 (ja) 光学システム
JPH1010362A (ja) 受動的に調整されたファイバーを有する光集積回路
JPH07110420A (ja) 半導体レーザ素子モジュール,およびその組立方法
JP3866186B2 (ja) 単チャネル又は多チャネル導波装置をファイバへ接続する光コネクタ・アダプタ及びそれを製造する方法
WO2020059639A1 (ja) 光回路および光接続構造体
JP7231028B2 (ja) ガイド部材の形成方法
JP4752092B2 (ja) 光導波路接続構造及び光素子実装構造
KR100265795B1 (ko) 광도파로칩
JPH11271562A (ja) 光学素子を光学集積回路に取付ける受動的方法と該方法を実施するためのテンプレ―ト
JPH0588028A (ja) 表面実装型光集積回路及びその製造方法
JPH06308519A (ja) フレキシブル電気光混載配線板
US6744953B2 (en) Planar optical waveguide with alignment structure
JPS63226607A (ja) 光結合構造
JPS6146911A (ja) 導波形光モジユ−ル
US5879571A (en) Lensed planar optical waveguides for packaging opto-electronic devices
KR20010022335A (ko) 평면 광학장치 커넥터 및 이의 제조방법
WO2020116146A1 (ja) 光接続構造
US6917725B2 (en) Modulated light source
JPH04161908A (ja) 光ic結合装置
JP4018852B2 (ja) 光導波路基板
JP7347505B2 (ja) 光ファイバガイド構造および光ファイバ接続構造
JP2613880B2 (ja) 光導波路と光ファイバの接続方法
JP2002221637A (ja) 光ファイバアレイ及びそれを用いた結合方法
JP3670654B2 (ja) 光回路部品
JP3243021B2 (ja) 光導波路素子の作製方法