光模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種能夠抑制由于溫度變化發(fā)生的光軸偏差、和光功能回路的特性劣化這雙方的光模塊。具備：平面型光波回路，具有在基板上形成的波導(dǎo)路型的光功能回路，并且，包括與形成了出射來(lái)自光功能回路的出射光的光波導(dǎo)路的出射端面或者入射向光功能回路的入射光的光波導(dǎo)路的入射端面的一邊相接而僅形成有光波導(dǎo)路的波導(dǎo)路區(qū)域；固定用固定架，僅在形成了波導(dǎo)路區(qū)域的部分保持平面型光波回路；以及輔助固定架，和與形成了出射端面或者入射端面的一邊對(duì)向的邊相接并保持平面型光波回路，通過(guò)具有比固定平面型光波回路和固定用固定架的粘接劑或者接合材料的彈性率小的彈性率的彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體，固定平面型光波回路和輔助固定架。
【專利說(shuō)明】光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成了平面型光波回路、和發(fā)光元件、受光元件或者光學(xué)系統(tǒng)的功能元件的光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨光通信技術(shù)的發(fā)展，光部件的開(kāi)發(fā)越來(lái)越重要。關(guān)于光發(fā)送接收器尤其研究了傳送速度、響應(yīng)速度的高速化，通信容量大幅擴(kuò)大。一般的光發(fā)送接收器的結(jié)構(gòu)由使用光半導(dǎo)體而制作的發(fā)光元件或者受光元件、和輸出用或者輸入用的光纖構(gòu)成，它們經(jīng)由透鏡而光耦合。例如，在光接收器的情況下，從輸入側(cè)的光纖出射的光通過(guò)透鏡在受光元件中成像，而被直接檢波(強(qiáng)度檢波)。
[0003]在關(guān)注光傳送系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)處理技術(shù)時(shí)，使用了相位調(diào)制方式的信號(hào)傳送被廣泛實(shí)用化。相移鍵控(PSK)方式是通過(guò)調(diào)制光的相位來(lái)傳送信號(hào)的方法，能夠通過(guò)調(diào)制的多值化等，比以往大幅擴(kuò)大傳送容量。
[0004]為了接收這樣的PSK信號(hào)，需要對(duì)光的相位進(jìn)行檢波。受光元件雖然能夠?qū)π盘?hào)光的強(qiáng)度進(jìn)行檢波，但無(wú)法對(duì)光的相位進(jìn)行檢波。因此，需要將光的相位變換為光強(qiáng)度的單元。因此，有通過(guò)使用光的干涉，對(duì)相位差進(jìn)行檢波的方法等。通過(guò)使信號(hào)光和其他光(參照光)干涉，并用受光元件對(duì)該干涉光的光強(qiáng)度進(jìn)行檢波，能夠得到光的相位信息。在檢波的方法中，有作為參照光使用另外準(zhǔn)備的光源的相干檢波、和使信號(hào)光自身一部分分支而作為參照光并使兩者干涉的差動(dòng)檢波。這樣，相比于以往的僅使用了強(qiáng)度調(diào)制方式的光接收機(jī)，在近年來(lái)的PSK方式的光接收機(jī)中，需要通過(guò)光的干涉將相位信息變換為強(qiáng)度信息的光干涉回路。
[0005]這樣的光干涉回路能夠使用平面型光波回路(PLC:Planar Light Circuit)來(lái)實(shí)現(xiàn)。平面型光波回路根據(jù)量產(chǎn)性、低成本性以及高可靠性的面具有優(yōu)良的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)各種光干涉回路。實(shí)際上，作為在PSK方式的光接收機(jī)中使用的光干涉回路，實(shí)現(xiàn)光延遲干涉回路、90度混合回路等并實(shí)用化。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的攝影法、蝕刻技術(shù)以及FHD(Flame HydrolysisDeposition，火焰水解法)等玻璃堆積技術(shù)制作了這樣的平面型光波回路。
[0006]在概述具體的制造工藝時(shí)，最初，在Si等基板上，使以石英玻璃等為主原料的底部包層、和具有比包層高的折射率的芯層堆積。之后，在芯層中形成各種波導(dǎo)路圖案，最后通過(guò)上部包層埋入由芯層形成的波導(dǎo)路。通過(guò)這樣的工藝，制作波導(dǎo)路型的光功能回路。信號(hào)光被封入經(jīng)由上述那樣的工藝制作的波導(dǎo)路內(nèi)，在平面型光波回路內(nèi)部傳輸。
[0007]圖1示出以往的平面型光波回路和光接收器的光連接方法。在關(guān)注PSK方式的光接收機(jī)中的平面型光波回路和光接收器的光連接方法時(shí)，這些基本的連接方法是圖1所示那樣的單純的光纖連接。通過(guò)用光纖連接對(duì)輸入輸出端連接了光纖3a、3b的平面型光波回路1、和具有輸入光纖3b的光接收器2來(lái)進(jìn)行光耦合。在光耦合中使用的光纖的根數(shù)由從平面型光波回路輸出的輸出光的數(shù)量決定，還有成為多根的情況。但是，在使用了這樣的光纖連接的光模塊的結(jié)構(gòu)中，存在尺寸變大這樣的問(wèn)題。因此，通過(guò)使用透鏡直接對(duì)平面型光波回路的輸出和光接收器的輸入進(jìn)行光耦合，并將整體集成到I個(gè)封裝中，能夠?qū)崿F(xiàn)小型的結(jié)構(gòu)。將這樣的平面型光波回路和光接收器被直接光耦合了的方式的光模塊稱為集成型光接收機(jī)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)集成型光接收機(jī)，平面型光波回路的固定方法特別重要。在使從平面型光波回路輸出的光在空間中傳輸并通過(guò)透鏡等與受光元件光耦合的情況下，如果光的出射端、透鏡、受光元件的位置關(guān)系變化，則無(wú)法通過(guò)受光元件對(duì)所有光進(jìn)行受光，而成為損失。特別，在收納光接收器的封裝的溫度、環(huán)境溫度、各個(gè)元件溫度等變化了的情況下，由于熱膨脹的影響而它們的位置變動(dòng)，所以損失的問(wèn)題變得顯著。因此，為了實(shí)現(xiàn)低損失的光耦合，即使在環(huán)境溫度等變化了的情況下，需要使各個(gè)位置關(guān)系至少不相對(duì)地變動(dòng)。
[0009]特別，平面型光波回路相對(duì)環(huán)境溫度，熱膨脹所致的形狀變化比受光元件等非常地大。進(jìn)而，平面型光波回路在光模塊中所占的面積相比于受光元件大I個(gè)數(shù)量級(jí)至2個(gè)數(shù)量級(jí)程度，熱膨脹所致的形狀的變化也大I個(gè)數(shù)量級(jí)至2個(gè)數(shù)量級(jí)程度。另外，構(gòu)成平面型光波回路的基板和所堆積的薄膜玻璃具有大的熱膨脹系數(shù)差，所以通過(guò)溫度變化發(fā)生大的翹曲。因此，相對(duì)受光元件的來(lái)自平面型光波回路的出射光的位置的變位以及出射角度的變化成為非常大的問(wèn)題。由于這些2個(gè)變化，來(lái)自平面型光波回路的出射光的位置、角度變化，發(fā)生光軸偏差。光軸偏差使向受光元件的光耦合劣化，發(fā)生損失。在集成型光接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)中，將這樣的光軸偏差消除或者無(wú)害化變得重要。
[0010]圖2示出以往的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。已知有以不發(fā)生上述那樣的溫度變化所致的光軸偏差的方式，將平面型光波回路的底面的大致全面緊固地固定的方法。在圖2所示的集成型光接收機(jī)中，分別將固定用固定架12a、12b、12c作為支承構(gòu)件，在基體基板11上固定有作為光功能回路形成了光干涉回路的平面型光波回路13、透鏡14、以及受光元件15。光纖16和平面型光波回路13經(jīng)由光纖固定部件17連接。從光纖16輸入的光在平面型光波回路13中干涉之后通過(guò)透鏡14與受光元件15耦合。
[0011]固定用固定架12a和平面型光波回路13通過(guò)粘接劑18或者焊錫等接合材料固定。通過(guò)將平面型光波回路13的底面的大致全面緊固地固定到固定用固定架中，抑制溫度所致的膨脹、翹曲的變化。另外，透鏡14、受光元件15也被固定到固定用固定架，從而不會(huì)發(fā)生溫度變化所致的光軸偏差。
[0012]但是，在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，雖然能夠大幅抑制溫度變化所致的光軸偏差，但溫度變化所致的平面型光波回路的特性變化變得顯著。如上所述，平面型光波回路13由具有大的熱膨脹系數(shù)差的Si基板13a和石英玻璃層13b構(gòu)成，所以溫度變化所致的翹曲的變化、熱膨脹大。在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，平面型光波回路13的底面被全面固定，所以熱膨脹、翹曲的變化被抑制。
[0013]另一方面，在該情況下，在Si基板13a與石英玻璃層13b之間發(fā)生大的熱應(yīng)力。應(yīng)力通過(guò)光彈性效果，在石英玻璃層13b內(nèi)部引起折射率變化。關(guān)于在平面型光波回路13內(nèi)構(gòu)成的光干涉回路，為了控制干涉特性，正確地調(diào)整了波導(dǎo)路的長(zhǎng)度和折射率。經(jīng)由應(yīng)力發(fā)生的折射率變化導(dǎo)致等價(jià)回路長(zhǎng)的變化，使干涉計(jì)的特性變化，所以使光干涉回路的特性劣化。
[0014]相對(duì)于此，如果為了通過(guò)抑制熱應(yīng)力的發(fā)生來(lái)抑制光學(xué)特性的變化，作為粘接劑18，使用了彈性粘接劑、膏等柔軟的粘接劑、或者固定用膏(例如，參照專利文獻(xiàn)1)，則上述光軸偏差的影響變得顯著，發(fā)生損失。
[0015]另外，作為集成了平面型光波回路和光學(xué)系統(tǒng)的功能元件的光模塊，已知波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中使用的平面型光波回路是形成了由輸入輸出波導(dǎo)路、板條波導(dǎo)路以及陣列波導(dǎo)路構(gòu)成的陣列波導(dǎo)路型光輸入輸出回路的光回路。相對(duì)于形成了圖2所示的光干涉回路的光回路的大小(長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度)是IOmm~20mm程度，形成了陣列波導(dǎo)路型光輸入輸出回路的光回路的大小(長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度)大到30mm~200mm程度(例如，參照非專利文獻(xiàn)I)。
[0016]平面型光波回路的大型化導(dǎo)致溫度變化所致的翹曲的變化增大、熱膨脹所致的伸長(zhǎng)量增大。而且，產(chǎn)生通過(guò)由于振動(dòng)、沖擊、特別是共振頻率的降低所致的可靠性的劣化、從光纖固定部件對(duì)平面型光波回路施加的應(yīng)力的增大，而使上述光學(xué)特性的變化增大這樣的問(wèn)題。
[0017]【專利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)2009-175364號(hào)公報(bào)
[0018]【專利文獻(xiàn)2】日本專利第4960294號(hào)公報(bào)
[0019]【非專利文獻(xiàn)I】 Kazunori Seno, et., al, “Spatial beam transformer forwavelength selective switch consisting of silica-based planar lightwavecircuit，，，0FC/NF0EC Technical Digest，Optical Society of America，2012
實(shí)用新型內(nèi)容
[0020]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠抑制由于溫度變化發(fā)生的光軸偏差、和光功能回路的特性劣化這雙方的光模塊。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供一種光模塊，其特征在于，具備:平面型光波回路，具有在基板上形成的波導(dǎo)路型的光功能回路，并且，包括與形成了出射來(lái)自所述光功能回路的出射光的光波導(dǎo)路的出射端面或者入射向所述光功能回路的入射光的光波導(dǎo)路的入射端面的一邊相接而僅形成有光波導(dǎo)路的波導(dǎo)路區(qū)域；固定用固定架，僅在形成了所述波導(dǎo)路區(qū)域的部分保持所述平面型光波回路；以及輔助固定架，和與形成了所述出射端面或者入射端面的一邊對(duì)向的邊相接并保持所述平面型光波回路，通過(guò)具有比固定所述平面型光波回路和所述固定用固定架的粘接劑或者接合材料的彈性率小的彈性率的彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體，固定所述平面型光波回路和所述輔助固定架。
[0022]另外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式的特征在于還包括:中間輔助固定架，插入在所述平面型光波回路與所述輔助固定架之間，通過(guò)彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體固定所述平面型光波回路和所述中間輔助固定架，通過(guò)粘接劑或者接合材料固定所述中間輔助固定架和所述輔助固定架。
[0023]另外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式的特征在于:在所述平面型光波回路的所述基板的面、與所述平面型光波回路的所述光功能回路的面之間的2個(gè)部位，通過(guò)所述彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體，固定所述平面型光波回路和所述輔助固定架。
[0024]另外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式的特征在于:固定所述平面型光波回路的所述基板的面的面積、和固定所述平面型光 波回路的所述光功能回路的面的面積不同，為了使由于溫度變化發(fā)生所述平面型光波回路的翹曲而2個(gè)部位的彈性粘接劑變位后的各自的厚度、和彈性粘接劑自身發(fā)生的力相等時(shí)的所述2個(gè)部位的彈性粘接劑各自的厚度一致，決定2個(gè)部位的面積。
[0025]另外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式的特征在于:具備多個(gè)輔助固定架。
[0026]另外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式的特征在于:所述彈性粘接劑的厚度是ΙΟΟμπι?Imm0
[0027]如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)用新型，僅在僅形成了光波導(dǎo)路的波導(dǎo)路區(qū)域中固定，所以不會(huì)受到溫度變化所致的平面型光波回路的翹曲的變化、熱膨脹所致的向水平方向的位置變化，而能夠固定波導(dǎo)路區(qū)域的出射端面或者入射端面的位置。另外，通過(guò)不固定平面型光波回路的光干涉回路的區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)特性的穩(wěn)定化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是示出以往的平面型光波回路和光接收器的光連接方法的圖。其中，符號(hào)I表示平面型光波回路，符號(hào)2表示光接收器。
[0029]圖2是示出以往的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0030]圖3是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例1的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0031]圖4Α是示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法的圖。
[0032]圖4Β是示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法的圖。
[0033]圖4C是示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法的圖。
[0034]圖4D是示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法的圖。
[0035]圖5Α是示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法的圖。
[0036]圖5Β是示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法的圖。
[0037]圖6是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例2的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0038]圖7是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例3的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0039]圖8是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例4的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0040]圖9是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例5的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0041]圖1OA是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例6的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0042]圖1OB是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例6的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0043]圖1OC是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例6的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0045]在本實(shí)施方式中，僅將平面型光波回路上的光回路中的、特別是為了防止光軸偏差而必須強(qiáng)固地固定的光輸入輸出用的波導(dǎo)路區(qū)域固定于固定用固定架上。形成了易于受到應(yīng)力的影響的光干涉回路等光功能回路的區(qū)域未固定于固定用固定架上。由此，即使由于溫度變化而發(fā)生了變形、翹曲，關(guān)于光功能回路的部分，應(yīng)力的影響仍最小，能夠抑制光功能回路的特性劣化。另外，波導(dǎo)路區(qū)域被固定于固定用固定架上，所以能夠抑制由于溫度變化發(fā)生的光軸偏差，作為光模塊能夠?qū)⑨槍?duì)溫度變化的動(dòng)作余量取得較大。
[0046]進(jìn)而，在與固定于固定用固定架上的區(qū)域?qū)ο虻膮^(qū)域中，將平面型光波回路固定于輔助固定架上。此時(shí)，通過(guò)使用彈性粘接劑來(lái)固定，不僅吸收由于溫度所致的膨脹、翹曲的變化，還能夠抑制平面型光波回路的振動(dòng)，還吸收從光纖固定部件施加的力。[0047]【實(shí)施例1】
[0048]圖3示出本實(shí)用新型的實(shí)施例1的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。分別將固定用固定架32a、32b,32c作為支承構(gòu)件，在基體基板31上固定有作為光功能回路形成了光干涉回路的平面型光波回路33、透鏡34、以及受光元件35。光纖36和平面型光波回路33經(jīng)由光纖固定部件37連接。在集成型光接收機(jī)中，針對(duì)從光纖36輸入的光在平面型光波回路33中進(jìn)行了干涉等光信號(hào)處理之后，通過(guò)透鏡34與受光元件35耦合。平面型光波回路33在Si基板33a上層疊有形成了由芯、包層構(gòu)成的波導(dǎo)路型的光功能回路的石英玻璃層33b。
[0049]圖4A~4D示出實(shí)施例1的平面型光波回路的固定方法。詳細(xì)示出圖3所示的平面型光波回路33的固定方法。如圖4A所示，在平面型光波回路33的石英玻璃層33b中，形成了作為光功能回路形成有光干涉回路的區(qū)域33y、和與向透鏡34的出射光被出射的光波導(dǎo)路的出射端面所形成的一邊相接而僅形成有光波導(dǎo)路(未形成光干涉回路)的波導(dǎo)路區(qū)域33x。固定用固定架32a如圖3所示在從側(cè)面觀察時(shí)呈現(xiàn)逆L字形狀或者鉤型的形狀，通過(guò)粘接劑38或者焊錫等接合材料僅固定平面型光波回路33上的光回路中的波導(dǎo)路區(qū)域33x (參照?qǐng)D4B)。[0050]平面型光波回路33的光干涉回路的區(qū)域33y未固定于固定用固定架32a上，成為從固定用固定架32a浮起來(lái)的狀態(tài)。即使由于溫度變化而在平面型光波回路33中產(chǎn)生翹曲，也能夠自如地變化(參照?qǐng)D4C、4D)，所以不易受到應(yīng)力的影響。由此，不會(huì)受到溫度變化所致的平面型光波回路33的翹曲的變化、熱膨脹所致的向水平方向(相對(duì)平面型光波回路33的回路平面)的位置變化，而能夠固定波導(dǎo)路區(qū)域33x的出射端的位置。透鏡34、受光元件35也被固定于固定用固定架上，所以不會(huì)發(fā)生溫度變化所致的光軸偏差。
[0051]通過(guò)實(shí)裝發(fā)生的應(yīng)力、應(yīng)力變化引起光波導(dǎo)路的雙折射變化。光干涉回路對(duì)雙折射變化敏感，易于受到特性劣化，所以通過(guò)不將光干涉回路的區(qū)域33y固定于固定用固定架32a上，能夠?qū)崿F(xiàn)特性的穩(wěn)定化。另一方面，波導(dǎo)路區(qū)域33x固定于固定用固定架32a上，但平面型光波回路33的翹曲的變化所致的應(yīng)力的影響相比于固定了全面的情況更小，所以能夠減小雙折射變化所致的特性劣化。
[0052]固定用固定架32a中的未固定平面型光波回路33的部分(非固定部分)，需要以即使發(fā)生溫度變化所致的平面型光波回路33的翹曲的變化，仍使平面型光波回路33和非固定部分的上表面不接觸的方式，與固定部分附加高低差。其原因?yàn)?，在產(chǎn)生了翹曲的變化時(shí)，如果平面型光回路33接觸到固定用固定架32a，則發(fā)生向基板的應(yīng)力，導(dǎo)致特性劣化。在用Si基板和石英系玻璃材料制作了平面型光波回路33的情況下，需要設(shè)置幾100 μ m程度的非固定部分和固定部分的階梯h (參照?qǐng)D4C)。
[0053]另外，雖然敘述了用Si基板和石英系玻璃材料制作了平面型光波回路33的情況，但也可以全部用半導(dǎo)體材料或者玻璃系材料等構(gòu)成，也可以用LiNbO3等電介體材料等構(gòu)成。不論在哪一個(gè)情況下，都能夠抑制平面型光波回路的實(shí)裝時(shí)、溫度變化時(shí)的應(yīng)力的影響。
[0054]另外，為了在溫度變化、實(shí)裝時(shí)不使特性劣化，還能夠限定平面型光波回路和固定用固定架的固定部分。具體而言，如圖5A所示，相比于圖4所示的固定用固定架32a，使用限定了固定部分的形狀的固定用固定架42a。如果如圖5B所示，將平面型光回路33的波導(dǎo)路區(qū)域33z與固定用固定架42a的固定部分的形狀符合地限定于出射端面的一邊的一部分中，則不會(huì)受到熱膨脹所致的向水平方向的位置變化，而能夠固定波導(dǎo)路區(qū)域33z的出射端的位置。由此，相比于圖4所示的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步抑制實(shí)裝時(shí)的應(yīng)力、針對(duì)溫度變化的應(yīng)力變化。
[0055]另外，平面型光波回路和固定用固定架的固定部分只要是除了區(qū)域33y以外的光出射端附近，就得到同樣的效果。因此，固定部分不限于平面型光回路33的Si基板33a的下表面，也可以是石英玻璃層33b的上表面、光出射端的端面。
[0056]【實(shí)施例2】
[0057]圖6示出本實(shí)用新型的實(shí)施例2的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。分別將固定用固定架52a、52b,52c作為支承構(gòu)件，在基體基板51上固定有作為光功能回路形成了陣列波導(dǎo)路型光輸入輸出回路的平面型光波回路53、透鏡54、以及光功能元件55。光纖56和平面型光波回路53經(jīng)由光纖固定部件57連接。在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，從光纖56輸入的光在平面型光波回路53中進(jìn)行了合分波、光束尺寸的整形等光信號(hào)處理之后，通過(guò)透鏡54與光功能元件55耦合。平面型光波回路53在Si基板53a上層疊有形成了由芯、包層構(gòu)成的波導(dǎo)路型的光功能回路的石英玻璃層53b。
[0058]說(shuō)明平面型光波回路53的固定方法。固定用固定架52a與實(shí)施例1同樣地通過(guò)粘接劑58僅固定平面型光波回路53上的光回路中的波導(dǎo)路區(qū)域。固定用固定架52a也可以如圖4所示固定向透鏡54的出射光被出射的光波導(dǎo)路的出射端面所形成的一邊、或者如圖5所示限定固定部分 的形狀。粘接劑58中使用丙烯酸系或者環(huán)氧系等一般的粘接劑，硬化之后的彈性率是IOMPa程度以上即可。通過(guò)利用這樣的粘接劑58強(qiáng)固地固定，平面型光波回路53、透鏡54以及光功能元件55的光學(xué)性的耦合不會(huì)由于溫度變化而受到影響。另外，只要能夠強(qiáng)固地固定，則不限于粘接劑，還能夠應(yīng)用利用焊錫等接合劑、焊接的固定。固定用固定架52a只要能夠強(qiáng)固地固定平面型光波回路53即可，所以例如，在相對(duì)400 X IOOmm的基板，如圖5所示，限定固定部分的形狀的情況下，使用3~IOmm見(jiàn)方程度的固定用固定架 52a。
[0059]另一方面，在基體基板51中，設(shè)置和平面型光波回路53的與形成了出射端面的一邊對(duì)向的邊相接地保持平面型光波回路53的輔助固定架61。此處，平面型光波回路53和輔助固定架61通過(guò)彈性粘接劑62固定。彈性粘接劑62使用硬化之后的彈性率比粘接劑58的彈性率小且成為0.1MPa程度以下的粘接劑。作為這樣的粘接劑，例如，已知變質(zhì)硅樹(shù)脂系粘接劑等。另外，相對(duì)于粘接劑58的厚度是5~20 μ m，彈性粘接劑62為了吸收溫度所致的膨脹、翹曲的變化，需要使厚度成為100μπι~Imm程度。
[0060]另外，通過(guò)代替彈性粘接劑，而使用具有相同程度的彈性率的彈簧等彈性構(gòu)造體來(lái)固定，能夠得到等同的效果。
[0061]形成了陣列波導(dǎo)路型光輸入輸出回路的平面型光波回路53長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度大到30mm~200mm程度,所以如果如實(shí)施例1那樣僅通過(guò)固定用固定架固定,則平面型光波回路53的共振頻率變低(2kHz以下)，針對(duì)振動(dòng)的可靠性降低。另外，在經(jīng)由光纖固定部件57連接的光纖56是具有多個(gè)芯的光纖陣列的情況下，從這些構(gòu)件對(duì)平面型光波回路53施加的力增大。在遠(yuǎn)離固定用固定架52a的位置、即與形成了出射端面的一邊對(duì)向的邊中，支承這些構(gòu)件時(shí)，存在強(qiáng)度上比較困難的情況。
[0062]在實(shí)施例2中，通過(guò)在與形成了出射端面的一邊對(duì)向的邊中，使用彈性粘接劑62固定到輔助固定架61上，能夠抑制平面型光波回路53的振動(dòng)，吸收從光纖固定部件57施加的力。即使在平面型光波回路53和基體基板51的熱膨脹系數(shù)中有差的情況下，也能夠通過(guò)彈性粘接劑62，吸收熱膨脹所致的伸長(zhǎng)量的差。因此，關(guān)于輔助固定架61，只要能夠吸收這些振動(dòng)、應(yīng)力即可，所以例如，針對(duì)40X IOOmm的基板，使用I~2個(gè)5mm見(jiàn)方程度的固定用固定架52a。
[0063]【實(shí)施例3】
[0064]圖7示出本實(shí)用新型的實(shí)施例3的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。分別將固定用固定架52a、52b,52c作為支承構(gòu)件，在基體基板51上固定了作為光功能回路形成了光合分波回路的平面型光波回路53、透鏡54、以及光功能元件55。光纖56和平面型光波回路53經(jīng)由光纖固定部件57連接。固定用固定架52a與實(shí)施例2同樣地通過(guò)粘接劑58僅固定平面型光波回路53上的光回路中的波導(dǎo)路區(qū)域。另一方面，平面型光波回路53和輔助固定架61經(jīng)由中間輔助固定架63連接。[0065]在固定平面型光波回路53的步驟中，最初，將平面型光波回路53固定于固定用固定架52a上，確立平面型光波回路53和光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性的連接。接下來(lái)，固定平面型光波回路53和輔助固定架61。但是，在實(shí)施例2所示的結(jié)構(gòu)中，如果在平面型光波回路53與輔助固定架61之間涂覆彈性粘接劑62并使其硬化，則有在硬化時(shí)收縮而對(duì)平面型光波回路53提供應(yīng)力的可能性。或者，還有通過(guò)硬化時(shí)的收縮，彈性粘接劑伸長(zhǎng)，而成為不具有用于吸收振動(dòng)、應(yīng)力的彈力的狀態(tài)的可能性。
[0066]因此，在實(shí)施例3中，在用彈性粘接劑62固定平面型光波回路53和中間輔助固定架63之后，將平面型光波回路53固定于固定用固定架52a上，確立平面型光波回路53和光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性的連接。接下來(lái)，通過(guò)粘接劑64固定中間輔助固定架63和輔助固定架61。由此，防止彈性粘接劑62對(duì)平面型光波回路53提供不需要的應(yīng)力。
[0067]中間輔助固定架63和輔助固定架61的固定方法不限于粘接劑，通過(guò)止動(dòng)螺釘、焊接等方法，也能夠得到防止提供不需要的應(yīng)力的效果。
[0068]【實(shí)施例4】
[0069]圖8示出本實(shí)用新型的實(shí)施例4的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。分別將固定用固定架52a、52b,52c作為支承構(gòu)件，在基體基板51上固定了作為光功能回路形成了光合分波回路的平面型光波回路53、透鏡54、以及光功能元件55。為了簡(jiǎn)化附圖，省略與光纖的連接。關(guān)于固定用固定架52a，與實(shí)施例2同樣地，通過(guò)粘接劑58僅固定平面型光波回路53上的光回路中的波導(dǎo)路區(qū)域。另一方面，輔助固定架65如圖8所示從側(cè)面觀察時(shí)具有口字的形狀，在Si基板53a的面和石英玻璃層53b的面的2個(gè)部位，固定平面型光波回路53和輔助固定架65。
[0070]在實(shí)施例2以及3中，如果由于使用光模塊的環(huán)境溫度的變化，而彈性粘接劑62熱膨脹/收縮，則有對(duì)平面型光波回路53提供應(yīng)力的可能性。因此，在實(shí)施例4中，在輔助固定架65上固定平面型光波回路53時(shí)，在Si基板53a的面和石英玻璃層53b的面中，大致同時(shí)涂覆同量的彈性粘接劑62a、62b并使它們硬化。由此，對(duì)Si基板53a的面提供的應(yīng)力和對(duì)石英玻璃層53b的面提供的應(yīng)力大致相等，對(duì)平面型光波回路53施加的應(yīng)力被抵消。另外，由于使彈性粘接劑62a、62b同時(shí)硬化，所以如實(shí)施例3說(shuō)明，彈性粘接劑硬化時(shí)的收縮所致的應(yīng)力也能夠抵消。[0071 ] 另外，平面型光波回路53與輔助固定架65的間隙如上所述是100 μ m~Imm程度。另外，^字的形狀的輔助固定架65和平面型光波回路53在平面上重疊的部分、即彈性粘接劑62a、62b的涂覆面積如上所述是5mm見(jiàn)方程度。因此，通過(guò)利用表面張力來(lái)涂覆硬化前的彈性粘接劑，能夠涂覆大致同量的粘接劑。另外，即使彈性粘接劑62a與彈性粘接劑62b之間的厚度不同，原理上，也不會(huì)對(duì)上下方向的應(yīng)力的平衡造成影響，所以還具有在將平面型光波回路53嵌入到光模塊內(nèi)時(shí)，不需要高的機(jī)械精度這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0072]【實(shí)施例5】
[0073]圖9示出本實(shí)用新型的實(shí)施例5的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。分別將固定用固定架52a、52b,52c作為支承構(gòu)件，在基體基板51上固定了作為光功能回路形成了光合分波回路的平面型光波回路53、透鏡54、以及光功能元件55。為了簡(jiǎn)化附圖，省略與光纖的連接。關(guān)于固定用固定架52a，與實(shí)施例2同樣地，通過(guò)粘接劑58僅固定平面型光波回路53上的光回路中的波導(dǎo)路區(qū)域。另一方面，輔助固定架66在從側(cè)面觀察時(shí)具有-字的形狀。在Si基板53a的面和石英玻璃層53b的面的2個(gè)部位，固定平面型光波回路53和輔助固定架66，但固定Si基板53a的面(下表面)的面積大于固定石英玻璃層53b的面(上表面)的面積。
[0074]平面型光波回路53由于是異種材料的層構(gòu)造，所以有由于溫度變化而翹曲變化的可能性。在翹曲的溫度依賴性充分小的情況下，優(yōu)選實(shí)施例4記載的構(gòu)造。但是，在翹曲的溫度依賴性大的情況下，通過(guò)輔助固定架強(qiáng)制性地按壓平面型光波回路53，所以由于溫度變化而發(fā)生新的應(yīng)力。 [0075]因此，在實(shí)施例5中，以使由于溫度變化發(fā)生平面型光波回路53的翹曲而彈性粘接劑62a、62b變位(分別壓縮和伸長(zhǎng))之后的各自的厚度、和彈性粘接劑自身發(fā)生的力相等時(shí)的彈性粘接劑62a、62b各自的厚度一致的方式，變更上表面以及下表面的粘接面積。
[0076]【實(shí)施例6】
[0077]圖1OA~IOC示出本實(shí)用新型的實(shí)施例6的光模塊的內(nèi)部構(gòu)造。在實(shí)施例1~5中，在基體基板51上水平地載置了平面型光波回路53，但在實(shí)施例6中相對(duì)基體基板51垂直地載置。作為光功能回路，具備透鏡54和光功能元件55，分別將固定用固定架52a、52b、52c作為支承構(gòu)件，而固定于基體基板51上的點(diǎn)與實(shí)施例1~5相同。光纖56和平面型光波回路53經(jīng)由光纖固定部件57連接。光纖56是具有多個(gè)芯的帶狀的光纖陣列。
[0078]固定用固定架52a與實(shí)施例1~5同樣地通過(guò)粘接劑58僅固定平面型光波回路53上的光回路中的波導(dǎo)路區(qū)域。另一方面，輔助固定架67a、67b如圖1OC所示在從側(cè)面觀察時(shí)具有二字的形狀，在Si基板53a的面和石英玻璃層53b的面的2個(gè)部位，固定平面型光波回路53和輔助固定架67a、67b。
[0079]在實(shí)施例6中，通過(guò)在平面型光波回路53的與出射端面所形成的一邊對(duì)向的邊中，使用彈性粘接劑62固定于輔助固定架67a上，能夠抑制平面型光波回路53的振動(dòng)，吸收從光纖固定部件57施加的力。另外，通過(guò)在平面型光波回路53的出射端面所形成的一邊與對(duì)向的邊之間也固定于輔助固定架67b上，在平面型光波回路53振動(dòng)后，能夠按壓振幅大的部位。
[0080]雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例介紹了本實(shí)用新型，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。隨附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被賦予最寬的解釋以包含所有這些修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種光模塊，其特征在于包括: 平面型光波回路，具有在基板上形成的波導(dǎo)路型的光功能回路，并且，包括與形成了出射來(lái)自所述光功能回路的出射光的光波導(dǎo)路的出射端面或者入射向所述光功能回路的入射光的光波導(dǎo)路的入射端面的一邊相接而僅形成有光波導(dǎo)路的波導(dǎo)路區(qū)域； 固定用固定架，僅在形成了所述波導(dǎo)路區(qū)域的部分保持所述平面型光波回路；以及 輔助固定架，和與形成了所述出射端面或者入射端面的一邊對(duì)向的邊相接并保持所述平面型光波回路， 通過(guò)具有比固定所述平面型光波回路和所述固定用固定架的粘接劑或者接合材料的彈性率小的彈性率的彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體，固定所述平面型光波回路和所述輔助固定架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于還包括: 中間輔助固定架，插入在所述平面型光波回路與所述輔助固定架之間， 通過(guò)彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體固定所述平面型光波回路和所述中間輔助固定架，通過(guò)粘接劑或者接合材料固定所述中間輔助固定架和所述輔助固定架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于:在所述平面型光波回路的所述基板的面、與所述平面型光波回路的所述光功能回路的面之間的2個(gè)部位，通過(guò)所述彈性粘接劑或者彈性構(gòu)造體，固定所述平面型光波回路和所述輔助固定架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光模塊，其特征在于:固定所述平面型光波回路的所述基板的面的面積、和固定所述平面型光波回路的所述光功能回路的面的面積不同，為了使由于溫度變化發(fā)生所述平面型光波回路的翹曲而2個(gè)部位的彈性粘接劑變位后的各自的厚度、和彈性粘接劑自身發(fā)生的力相等時(shí)的所述2個(gè)部位的彈性粘接劑各自的厚度一致，決定2個(gè)部位的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于:具備多個(gè)輔助固定架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于:所述彈性粘接劑的厚度是ΙΟΟμπι?Imm0
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK203705693SQ201420016166
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月10日
【發(fā)明者】大庭直樹(shù), 富田大司, 小林賢二, 河尻祐子, 鈴木賢哉 申請(qǐng)人:Ntt電子股份有限公司, 日本電信電話株式會(huì)社