図面 (/)

技術 光導波路、光モジュールおよび電子機器

出願人 住友ベークライト株式会社
発明者 寺田信介
出願日 2019年3月27日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-060307
公開日 2020年10月1日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-160307
状態 未査定
技術分野 光集積回路 ライトガイドの光学的結合
主要キーワード 本線分 変換角度 マイクロプロセッサーユニット 光入射点 本線側 広がり幅 ルーター装置 分散度合い
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

分岐に伴う過剰損失が小さく、入射光位置ずれ許容性が大きい光導波路、かかる光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供する。

解決手段

入射コア部191と、これを本線分岐部1921および支線分岐部1922に分岐する分岐部192と、本線コア部193と、支線コア部194と、を備えるコア層を有し、光入射点1915aから支線側光出射点1946aまでの長さL[mm]、光入射点から第1終端1916までの長さL1[mm]、第1終端から第2終端1926までの長さL2[mm]、光入射端1915の幅をW[μm]、本線入射部1911の幅をW1[μm]、支線入射部1912の幅W2[μm]、本線分岐部と直線VLとの距離α2、支線分岐部と直線との距離β2として、0.5≦L≦2.0、0.15≦L1≦0.60、0.05≦L2≦0.40、42≦W≦52、4≦W1/W2≦6、0<α2≦β2を満たす。

概要

背景

光導波路を用いた光通信では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は、光導波路を伝搬し、受光素子により受光される。

このような光通信では、外部環境経時変化等の理由によって発光素子の特性が変化し、それに伴って光導波路に入射する光強度が変化することがある。このような光強度の変化は、光通信の安定性を低下させる原因となる。

そこで、特許文献1には、発光素子と、発光素子から出射する光を伝搬させる主導波路コアと、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアと、モニター用導波路コアから出射する光を受光する受光素子と、主導波路コアを伝搬する光の伝搬方向を変換する反射面となる空孔と、を備える光導波路モジュールが開示されている。この光導波路モジュールは、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアを備えているため、発光素子の発光強度の経時変化を察知することができる。これにより、例えば発光強度が一定になるように発光素子の駆動を制御することが可能になる。

概要

分岐に伴う過剰損失が小さく、入射光位置ずれ許容性が大きい光導波路、かかる光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供する。入射コア部191と、これを本線分岐部1921および支線分岐部1922に分岐する分岐部192と、本線コア部193と、支線コア部194と、を備えるコア層を有し、光入射点1915aから支線側光出射点1946aまでの長さL[mm]、光入射点から第1終端1916までの長さL1[mm]、第1終端から第2終端1926までの長さL2[mm]、光入射端1915の幅をW[μm]、本線入射部1911の幅をW1[μm]、支線入射部1912の幅W2[μm]、本線分岐部と直線VLとの距離α2、支線分岐部と直線との距離β2として、0.5≦L≦2.0、0.15≦L1≦0.60、0.05≦L2≦0.40、42≦W≦52、4≦W1/W2≦6、0<α2≦β2を満たす。

目的

本発明の目的は、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、入射光の位置ずれ許容性が大きい光導波路、ならびに、かかる光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

幅の中心に光入射点を含む光入射端、および、第1終端を有し、仮想直線に沿って直線状に延在する入射コア部と、前記入コア部の前記第1終端に隣接して設けられ、前記入射コア部を本線分岐部および支線分岐部分岐する分岐部であって、分岐の開始点が前記仮想直線上に位置しているとともに、前記仮想直線と直交する方向における前記本線分岐部と前記支線分岐部との距離が4μmになる位置に第2終端を有する分岐部と、前記本線分岐部の前記第2終端に隣接する本線コア部と、前記支線分岐部の前記第2終端に隣接し、支線側光出射点を有する支線コア部と、を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、前記光入射点から前記支線側光出射点までの前記仮想直線に沿った長さをL[mm]とし、前記光入射点から前記第1終端までの前記仮想直線に沿った長さをL1[mm]とし、前記第1終端から前記第2終端までの前記仮想直線に沿った長さをL2[mm]とし、前記光入射端の幅をW[μm]とし、前記仮想直線を境にして前記入射コア部を本線入射部と支線入射部とに分けるとき、前記本線入射部の幅をW1[μm]とし、前記支線入射部の幅をW2[μm]とし、前記第2終端における、前記本線分岐部と前記仮想直線との距離をα2[μm]とし、前記第2終端における、前記支線分岐部と前記仮想直線との距離をβ2[μm]とするとき、0.5≦L≦2.0、0.15≦L1≦0.60、0.05≦L2≦0.40、42≦W≦52、4≦W1/W2≦6、および、0<α2≦β2、を満たすことを特徴とする光導波路

請求項2

前記支線側光出射点における、前記本線コア部と前記仮想直線との距離をα3[μm]とし、前記支線側光出射点における、前記支線コア部と前記仮想直線との距離をβ3[μm]とするとき、α2≦α3≦30、および、20≦β3≦60、を満たす請求項1に記載の光導波路。

請求項3

前記第2終端と前記支線側光出射点との間における、前記本線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、前記本線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい請求項1または2に記載の光導波路。

請求項4

前記支線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、前記支線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光導波路。

請求項5

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光導波路と、前記光導波路の前記光入射点と光学的に接続されている発光素子と、前記光導波路の前記支線側光出射点と光学的に接続されている受光素子と、を有することを特徴とする光モジュール

請求項6

請求項5に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器

技術分野

0001

本発明は、光導波路光モジュールおよび電子機器に関するものである。

背景技術

0002

光導波路を用いた光通信では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は、光導波路を伝搬し、受光素子により受光される。

0003

このような光通信では、外部環境経時変化等の理由によって発光素子の特性が変化し、それに伴って光導波路に入射する光強度が変化することがある。このような光強度の変化は、光通信の安定性を低下させる原因となる。

0004

そこで、特許文献1には、発光素子と、発光素子から出射する光を伝搬させる主導波路コアと、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアと、モニター用導波路コアから出射する光を受光する受光素子と、主導波路コアを伝搬する光の伝搬方向を変換する反射面となる空孔と、を備える光導波路モジュールが開示されている。この光導波路モジュールは、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアを備えているため、発光素子の発光強度の経時変化を察知することができる。これにより、例えば発光強度が一定になるように発光素子の駆動を制御することが可能になる。

先行技術

0005

特開2007−057760号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1に記載の光導波路モジュールでは、主導波路コア(本線コア部)と空孔との界面(反射部)におけるフレネル反射を利用して、光導波路の面内において光の伝搬方向を変換している。このため、空孔やモニター用導波路コア(支線コア部)を配置するためのスペースを広く確保する必要があり、それに伴って光導波路モジュールの小型化が難しくなるという問題がある。

0007

特に、光導波路モジュールの小型化を図る場合、空孔についても小型化する必要があるが、微小な反射面の面精度を高めることは容易ではないことから、分岐に伴う過剰損失が大きいという問題がある。

0008

また、小型化に伴い、光導波路と発光素子との位置合わせの難易度が高くなる。すなわち、位置ずれ許容性が低下するという問題がある。

0009

本発明の目的は、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、入射光の位置ずれ許容性が大きい光導波路、ならびに、かかる光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

このような目的は、下記(1)〜(6)の本発明により達成される。
(1) 幅の中心に光入射点を含む光入射端、および、第1終端を有し、仮想直線に沿って直線状に延在する入射コア部と、
記入射コア部の前記第1終端に隣接して設けられ、前記入射コア部を本線分岐部および支線分岐部に分岐する分岐部であって、分岐の開始点が前記仮想直線上に位置しているとともに、前記仮想直線と直交する方向における前記本線分岐部と前記支線分岐部との距離が4μmになる位置に第2終端を有する分岐部と、
前記本線分岐部の前記第2終端に隣接する本線コア部と、
前記支線分岐部の前記第2終端に隣接し、支線側光出射点を有する支線コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記光入射点から前記支線側光出射点までの前記仮想直線に沿った長さをL[mm]とし、
前記光入射点から前記第1終端までの前記仮想直線に沿った長さをL1[mm]とし、
前記第1終端から前記第2終端までの前記仮想直線に沿った長さをL2[mm]とし、
前記光入射端の幅をW[μm]とし、
前記仮想直線を境にして前記入射コア部を本線入射部と支線入射部とに分けるとき、前記本線入射部の幅をW1[μm]とし、前記支線入射部の幅をW2[μm]とし、
前記第2終端における、前記本線分岐部と前記仮想直線との距離をα2[μm]とし、
前記第2終端における、前記支線分岐部と前記仮想直線との距離をβ2[μm]とするとき、
0.5≦L≦2.0、
0.15≦L1≦0.60、
0.05≦L2≦0.40、
42≦W≦52、
4≦W1/W2≦6、および、
0<α2≦β2、
を満たすことを特徴とする光導波路。

0011

(2) 前記支線側光出射点における、前記本線コア部と前記仮想直線との距離をα3[μm]とし、
前記支線側光出射点における、前記支線コア部と前記仮想直線との距離をβ3[μm]とするとき、
α2≦α3≦30、および、20≦β3≦60、
を満たす上記(1)に記載の光導波路。

0012

(3) 前記第2終端と前記支線側光出射点との間における、前記本線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、
前記本線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい上記(1)または(2)に記載の光導波路。

0013

(4) 前記支線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、
前記支線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の光導波路。

0014

(5) 上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の光導波路と、
前記光導波路の前記光入射点と光学的に接続されている発光素子と、
前記光導波路の前記支線側光出射点と光学的に接続されている受光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。

0015

(6) 上記(5)に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。

発明の効果

0016

本発明によれば、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、発光素子の位置ずれ許容性が大きい光導波路が得られる。

0017

また、本発明によれば、小型でかつ信頼性の高い光モジュールが得られる。
さらに、本発明によれば、信頼性の高い電子機器が得られる。

図面の簡単な説明

0018

実施形態に係る光モジュールを示す断面図である。
図1に示す光モジュールのうち筐体レセプタクルを除く部位を示す平面図である。
図2に示す光導波路が備えるコア部の一部を拡大して示す平面図である。
図2に示す光導波路の部分拡大斜視図である。
図3部分拡大図である。
実施例に相当する実験例51、および、比較例に相当する実験例15、45、49の光導波路について測定した本線側損失の分布および分岐比の分布を示すグラフである。

0019

以下、本発明の光導波路、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

0020

1.光モジュール
まず、実施形態に係る光導波路および実施形態に係る光モジュールについて説明する。

0021

図1は、実施形態に係る光モジュールを示す断面図である。図2は、図1に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。なお、本願の各図では、互いに直交する3つの軸を、X軸、Y軸およびZ軸とする。また、以下の説明では、Z軸の先端側を「上」、基端側を「下」、X軸の先端側を「右」、基端側を「左」ともいう。

0022

図1に示す光モジュール100(実施形態に係る光モジュール)は、光導波路1(実施形態に係る光導波路)と、電気基板2と、光導波路1と光学的に接続されている発光素子31および受光素子32と、制御素子4と、レンズアレイ5と、レセプタクル61と、筐体7と、を有している。このような光モジュール100では、発光素子31で出射した光を光導波路1に導入するとともに内部で通信用の光とモニター用の光とに分配する。そして、モニター用の光を受光素子32で受光し、その光強度を監視しつつ、通信用の光に十分な光強度を確保して、高品質な光通信が可能になっている。

0023

このうち、図1に示す電気基板2は、絶縁基板21と、絶縁基板21の上面に設けられた導電層22および接点23と、を備えている。

0024

また、図1に示す電気基板2の上面には、発光素子31と、受光素子32と、制御素子4と、が搭載されている。これらの素子と導電層22との間は、図示しないボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。なお、この接続構造は、ボンディングワイヤーに限定されず、その他の構造、例えばフリップチップボンディング等で代替されてもよい。

0025

発光素子31としては、例えば、面発光レーザーVCSEL)、発光ダイオードLED)、有機EL素子等が挙げられる。

0026

また、受光素子32としては、例えば、フォトダイオード(PD、APD)、フォトトランジスター等が挙げられる。

0027

さらに、制御素子4としては、例えば、ドライバーIC、トランスインピーダンスアンプ(TIA)、リミッティングアンプ(LA)、またはこれらの素子を複合したコンビネーションIC等が挙げられる。

0028

なお、電気基板2には、上述した素子以外に、CPU(中央演算処理装置)、MPU(マイクロプロセッサーユニット)、LSI、IC、RAM、ROM、コンデンサーコイル抵抗ダイオード等の各種電子部品が搭載されていてもよい。

0029

また、図1に示す電気基板2の左端には、導電層22と電気的に接続された接点23が設けられている。そして、この接点23が設けられた部分は、図1に示す電気配線81の右端に取り付けられた電気コネクター82に挿入され、嵌合している。これにより、電気コネクター82を介して電気基板2と電気配線81との間が電気的に接続されている。その結果、光モジュール100に対して外部からの電気的接続が図られる。

0030

一方、図1および図2に示す光導波路1は、シート状をなしている。そして、光導波路1の内部に形成されたコア部14が導光路になっている。なお、図2では、コア部14を透視して図示している。

0031

また、光導波路1の右端には、MT型光コネクター62が装着されている。このMT型光コネクター62は、レセプタクル61に対してその左側から挿入されている。すなわち、レセプタクル61の左側には、MT受容部611が形成されており、そのMT型受容部611にMT型光コネクター62が挿入されている。

0032

なお、MT型受容部611およびMT型光コネクター62は、互いに嵌合可能な別のコネクター規格を満たす部材で代替されてもよい。

0033

また、光導波路1には、反射部16a、16bが形成されている。この反射部16a、16bを介して図1の左右方向に延在する光路P1が、図1の上下方向に延在する光路P2に変換されている。この光路P2により、光導波路1と発光素子31および受光素子32との間がそれぞれ光学的に接続されている。なお、図1に示す光路P1、P2は、それぞれ光が伝搬する経路の一例を示している。

0034

レンズアレイ5は、光導波路1と電気基板2との間に設けられている。図1に示すレンズアレイ5は、上方に底部51を有し、下方に開口を有する容器状をなしており、底部51と、底部51の縁から下方に向かって立設された壁部52と、を備えている。そして、壁部52の下面が電気基板2の上面に接合され、底部51の上面に光導波路1が接合されている。これにより、底部51、壁部52および電気基板2で取り囲まれた空洞53が形成される。また、この空洞53には、前述した発光素子31、受光素子32および制御素子4が収まっている。これにより、発光素子31、受光素子32および制御素子4を外部環境や異物付着等から保護することができる。なお、レンズアレイ5は、上記の構成に限定されず、例えば空洞53は一部が開放していてもよい。

0035

レンズアレイ5は、光透過性を有しており、光路P2を通過させることができる。また、底部51にはレンズ54が形成されている。このレンズ54は、例えば凸レンズであり、光路P2を伝搬する光を目的とする位置に集束することができる。

0036

なお、レンズアレイ5には、レンズ54の他に、回折格子偏光子プリズムフィルター等が設けられていてもよい。

0037

また、レセプタクル61の右側には、MPO型受容部612が形成されている。そして、このMPO型受容部612には、光ファイバー91の左端に取り付けられたMPO型光コネクター92が挿入され、嵌合している。これにより、光ファイバー91と光導波路1との間が光学的に接続されている。その結果、光モジュール100に対して外部からの光学的接続が図られる。

0038

なお、MPO型受容部612およびMPO型光コネクター92は、互いに嵌合可能な別のコネクター規格を満たす部材で代替されてもよい。また、これらのレセプタクル61やMPO型光コネクター92を用いることなく、光導波路1と光ファイバー91とが直接接続されていてもよい。

0039

筐体7は、電気配線81や電気コネクター82および光ファイバー91やMPO型光コネクター92を除く各部を収納する箱状の部材である。このような筐体7に収納することにより、各部を外部環境から保護し、光モジュール100の信頼性および可搬性を高めることができる。

0040

なお、筐体7の一部には貫通孔が設けられ、そこから電気基板2の接点23が設けられた部分が突出している。これにより、接点23に対して電気コネクター82を容易に装着することができる。また、同様に、筐体7の一部に設けられた貫通孔からレセプタクル61のMPO型受容部612が露出している。これにより、MPO型受容部612に対してMPO型光コネクター92を挿入するだけで、光モジュール100に対して光ファイバー91を容易に接続することができる。

0041

筐体7の構成材料としては、例えばステンレス鋼アルミニウム合金チタン合金のような金属材料の他、各種樹脂材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。また、筐体7は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。その場合、レンズアレイ5や光導波路1を覆うようにモールド樹脂を設けるようにしてもよい。なお、このモールド樹脂は、筐体7の内部を充填するように設けられてもよい。

0042

1.1光導波路
次に、光導波路1について説明する。

0043

図3は、図2に示す光導波路が備えるコア部の一部を拡大して示す平面図である。図4は、図2に示す光導波路の部分拡大斜視図である。図5は、図3の部分拡大図である。

0044

本実施形態に係る光導波路1は、図4の下側から、下側保護層17、クラッド層11、コア層13、クラッド層12、および上側保護層18がこの順で積層されてなる積層体10を備えている。また、コア層13中には、図3の左右方向に延在する長尺状のコア部14と、コア層13の厚さ方向から見てコア部14の側面に隣接して設けられた側面クラッド部15と、が形成されている。

0045

一方、図3および図4に示す光導波路1は、前述したように、図1に示す光路P1と光路P2との間を相互に変換する反射部16a、16bを備えている。この反射部16a、16bは、図4に示すように、積層体10の上面に開口し、コア層13を貫通する凹部160の内面の一部である。すなわち、反射部16a、16bは、空洞である凹部160とコア部14との界面の一部である。反射部16a、16bでは、屈折率差に基づく反射によって光路P1と光路P2との間を相互に変換することができる。

0046

以下、光導波路1の各部についてさらに詳述する。
1.1.1コア層
図4に示すコア層13中に形成されているコア部14は、その側面が、側面クラッド部15およびクラッド層11、12で囲まれている。そして、コア部14の屈折率は、側面クラッド部15やクラッド層11、12の屈折率よりも高くなっている。これにより、コア部14に光を閉じ込めて伝搬させることができる。なお、側面クラッド部15と、クラッド層11、12のうちのいずれか一方または双方と、が一体になっていてもよい。

0047

コア層13において、光路P1に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス(SI)型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックスGI)型の分布であってもよい。

0048

また、コア部14の光路P1に直交する面による断面形状は、特に限定されず、真円、楕円形長円形等の円形三角形四角形五角形六角形等の多角形、その他の異形状であってもよい。

0049

また、コア層13を厚さ方向から見たとき、コア部14は、その延在方向の途中で2つに分岐している。これにより、光信号を2つに分配することができる。なお、この分岐構造については後に詳述する。

0050

また、コア層13の平均厚さは、特に限定されないが、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、10〜70μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路1の伝送効率の低下を抑えつつ光導波路1の薄型化を図ることができる。

0052

1.1.2クラッド層
クラッド層11、12の平均厚さは、それぞれ1〜200μm程度であるのが好ましく、3〜100μm程度であるのがより好ましく、5〜60μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路1が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド層11、12としての機能が確保される。

0053

また、クラッド層11、12の構成材料としては、例えば、前述したコア層13の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂および環状オレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であるのが好ましい。

0054

なお、クラッド層11、12は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。このとき、例えばコア層13が外気(空気)に曝されていれば、その外気がクラッド層11、12として機能する。

0055

1.1.3 保護層
図4に示す光導波路1では、下側保護層17および上側保護層18がコア層13やクラッド層11、12を保護し、外部環境等に起因したコア部14の伝送効率の低下を抑制することができる。

0056

下側保護層17および上側保護層18の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、環状オレフィン系樹脂等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

0057

下側保護層17および上側保護層18の平均厚さは、特に限定されないが、5〜500μm程度であるのが好ましく、10〜400μm程度であるのがより好ましい。

0058

また、下側保護層17および上側保護層18は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。

0059

なお、下側保護層17および上側保護層18は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、少なくとも一方が省略されていてもよい。

0060

1.1.4 凹部
コア部14は、前述したように2つに分岐している。そして、分岐前の端部および分岐後の一方の端部に、それぞれ凹部160が設けられている。凹部160の内面に設けられた反射部16a、16bは、コア部14の光路P1に対して傾斜する面である。この反射部16a、16bの傾斜角度に応じて、光路P1の変換角度を調整することができる。

0061

図4に示す凹部160は、コア層13の面内において光路P1と直交する方向から見たとき、図1に示すように、三角形をなしている。そして、反射部16a、16bは、それぞれ、図4に示すように、上側保護層18からクラッド層12およびコア層13を貫通してクラッド層11に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。なお、凹部160の形状は、図4に示す形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。また、反射部16a、16bは、平坦面に限定されず、湾曲面であってもよい。

0062

反射部16a、16bの傾斜角度は、特に限定されないが、図1に示す光導波路1の下面を基準面としたとき、基準面と反射部16a、16bとが光路P1側においてなす角度は、30〜60°程度であるのが好ましく、40〜50°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、反射部16a、16bにおいてコア部14の光路P1を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。

0063

なお、凹部160の最深部の位置は、特に限定されないが、少なくともコア層13よりもクラッド層11側であればよい。

0064

また、本実施形態では、凹部160内は空洞であるが、凹部160内にコア部14よりも低屈折率の材料が充填されていてもよく、反射部16a、16bに金属膜成膜されていてもよい。

0065

さらに、凹部160に代えて、光路P1と光路P2とを接続する湾曲導波路が設けられていてもよい。

0066

なお、また、反射部16aおよびそれが設けられる凹部160については省略されてもよい。その場合、後述する光入射端1915に対して光が入射するように発光素子31の配置を適宜変更するようにすればよい。

0067

1.1.5分岐パターン
図2および図3に示す光導波路1は、それぞれ分岐構造を含む4本のコア部14が形成されたコア層13を有している。すなわち、コア層13には、4つの分岐パターン19が形成されており、各分岐パターン19はコア部14で構成されている。

0068

図3に示す分岐パターン19は、Y軸に沿って直線状に延在する入射コア部191と、入射コア部191を2つに分岐する分岐部192と、分岐部192からそれぞれY軸先端側に向かって延在する本線コア部193および支線コア部194と、を備えている。なお、本線コア部193は、支線コア部194よりもX軸先端側に位置している。また、図3に示す分岐部192において、分岐が始まっている点を分岐の開始点Dとする。つまり、入射コア部191の終端である第1終端1916および分岐の始端である分岐の開始点Dは、Y軸に沿った位置が同じである。そして、この分岐の開始点Dを通過し、入射コア部191の延在方向と平行な直線を仮想直線VLとする。

0069

入射コア部191は、Y軸基端に位置する光入射端1915、および、Y軸先端に位置する第1終端1916を有し、仮想直線VLに沿って直線状に延在している。また、光入射端1915のうち、X軸方向に沿った長さ、つまり幅の中心点を光入射点1915aとする。

0070

さらに、入射コア部191には、光入射端1915および第1終端1916をそれぞれ通過するように仮想直線VLが貫いている。そして、入射コア部191は、仮想直線VLを境にして、X軸先端側に位置する部分を本線入射部1911とし、X軸基端側に位置する部分を支線入射部1912とする。

0071

分岐部192は、入射コア部191の第1終端1916に隣接して設けられ、入射コア部191を2つに分岐させてなる本線分岐部1921および支線分岐部1922を有している。すなわち、本線分岐部1921は、本線入射部1911の第1終端1916に接続され、支線分岐部1922は、支線入射部1912の第1終端1916に接続されている。

0072

本線分岐部1921および支線分岐部1922は、それぞれ分岐の開始点DからY軸先端側に向かって延在するとともに、X軸方向において互いに徐々に離れるように構成されている。そして、分岐部192は、X軸方向、すなわち仮想直線VLと直交する方向において、本線分岐部1921と支線分岐部1922との距離が4μmになる位置に設けられた第2終端1926を有している。

0073

本線コア部193は、本線分岐部1921の第2終端1926に隣接するように設けられている。そして、第2終端1926からY軸先端側に向かって延在するとともに、X軸先端側に徐々に変位している。また、本線コア部193は、Y軸先端に位置する本線側光出射点1936aを有している。なお、本線側光出射点1936aは、本線コア部193のY軸先端のうち、X軸に沿った長さ、つまり幅の中心点である。

0074

支線コア部194は、支線分岐部1922の第2終端1926に隣接するように設けられている。そして、第2終端1926からY軸先端側に向かって延在するとともに、X軸基端側に徐々に変位している。これにより、本線コア部193および支線コア部194は、Y軸先端側に向かうにつれて、X軸方向において互いに徐々に離れるように構成されている。また、支線コア部194は、Y軸先端に位置する支線側光出射点1946aを有している。なお、支線側光出射点1946aは、支線コア部194のY軸先端のうち、X軸に沿った長さ、つまり幅の中心点である。

0075

以上のような分岐パターン19に対し、光入射点1915aから光を入射すると、その光は、入射コア部191を経て分岐部192で2つに分配される。そして、本線コア部193側に分配された光は、本線側光出射点1936aから出射し、図示しない受光素子または光ファイバー等の光学部品で受光される。一方、支線コア部194側に分配された光は、支線側光出射点1946aから出射し、後述する受光素子で受光される。

0076

本線コア部193側に分配された光は、例えば通信用の光として用いることができる。すなわち、光入射点1915aから入射し、本線側光出射点1936aから出射する光を受光することにより、光通信を行うことができる。一方、支線コア部194側に分配された光は、例えばモニター用の光として用いることができる。このモニター用の光は、受光素子32によって受光されることにより、通信用の光に影響を与えることなく、通信用の光の品質等を検査するために用いられる。具体的には、例えば、モニター用の光の強度を検出することにより、発光素子31の健全性を監視することができる。
なお、光導波路1は、上記の用途以外に用いられてもよい。

0077

また、光入射点1915aには、それと重なるように反射部16aが位置している。これにより、Z軸基端からZ軸先端に向かう光を、反射部16aで反射し、光入射点1915aから入射コア部191に入射させることができる。

0078

さらに、支線側光出射点1946aには、それと重なるように反射部16bが位置している。これにより、支線コア部194を伝搬し、支線側光出射点1946aに到達した光を、反射部16bで反射し、Z軸先端からZ軸基端に向かう光として出射させることができる。

0079

ここで、分岐パターン19は、各部の寸法が以下のように規定されている。なお、後述する説明において「幅」とは、いずれもX軸に沿った長さのことをいう。

0080

まず、光入射点1915aから支線側光出射点1946aまでの仮想直線VLに沿った長さをL[mm]とする。

0081

また、光入射点1915aから第1終端1916までの仮想直線VLに沿った長さをL1[mm]とする。

0082

さらに、第1終端1916から第2終端1926までの仮想直線VLに沿った長さをL2[mm]とする。
また、光入射端1915の幅をW[μm]とする。

0083

さらに、仮想直線VLを境にして入射コア部191を本線入射部1911と支線入射部1912とに分けるとき、本線入射部1911の幅をW1[μm]とし、支線入射部1912の幅をW2[μm]とする。

0084

また、第2終端1926における、本線分岐部1921と仮想直線VLとの距離をα2[μm]とする。

0085

さらに、第2終端1926における、支線分岐部1922と仮想直線VLとの距離をβ2[μm]とする。

0086

このとき、本実施形態に係る分岐パターン19は、以下の[1]〜[6]の不等式で表される6つの条件を全て満たしている。

0087

[1]0.5≦L≦2.0
[2]0.15≦L1≦0.60
[3]0.05≦L2≦0.40
[4]42≦W≦52
[5]4≦W1/W2≦6
[6]0<α2≦β2

0088

以下、[1]〜[6]について順次説明する。
[1]0.5≦L≦2.0
長さLは、前述したように、光入射点1915aから支線側光出射点1946aまでの仮想直線VLに沿った長さである。この長さが0.5mm以上2.0mm以下であることにより、反射部16aと反射部16bとの距離が短くなる。その結果、Y軸に沿った発光素子31と受光素子32との距離も短くすることができるので、光モジュール100の小型化、特に発光素子31や受光素子32を配置する部分の小型化を図ることが可能な光導波路1を実現することができる。

0089

なお、長さLが前記下限値を下回ると、発光素子31と受光素子32との距離が短すぎるので、発光素子31と受光素子32とが干渉したり、支線コア部194の曲率が大きくなることで曲げ損失が増大したりするおそれがある。一方、長さLが前記上限値を上回ると、光モジュール100の小型化を図ることができないおそれがある。
なお、長さLは、好ましくは0.5mm以上1.0mm以下とされる。

0090

[2]0.15≦L1≦0.60
長さL1は、前述したように、直線状に延在している入射コア部191の長さである。入射コア部191は、光入射点1915aで入射した光が最初に伝搬する部分であるため、ある程度の長さ、直線状に延在していることが求められる。そこで、長さL1を前記範囲内に設定することにより、入射直後の光の伝搬を安定させることができる。これにより、光入射点1915aに対する光の入射位置がずれたとしても、分岐部192における分岐比が変動しにくくなる。その結果、一定の光量を支線分岐部1922側に分配しやすくなる。

0091

なお、長さL1が前記下限値を下回ると、入射コア部191における光の伝搬が安定しないことがあるため、コア部14の伝送効率が低下するおそれがある。また、光の入射位置に応じて分岐比が変動しやすくなる。一方、長さL1が前記上限値を上回ると、光入射点1915aから分岐部192までの距離が長くなるため、光モジュール100の小型化を図ることができないおそれがある。

0092

なお、長さL1は、好ましくは0.15mm以上0.40mm以下であり、より好ましくは0.15mm以上0.35mm以下である。

0093

[3]0.05≦L2≦0.40
長さL2は、前述したように、分岐部192の長さである。長さL2が最適化されることにより、分岐に伴う過剰損失の増大を抑えつつ、光モジュール100の小型化を図ることができる。

0094

なお、長さL2が前記下限値を下回ると、分岐部192における支線分岐部1922の曲率が大きくなるため、曲げ損失が増大するおそれがある。一方、長さL2が前記上限値を上回ると、光モジュール100の小型化を図ることができないおそれがある。

0095

なお、長さL2は、好ましくは0.10mm以上0.30mm以下であり、より好ましくは0.10mm以上0.25mm以下である。

0096

[4]42≦W≦52
幅Wは、前述したように、光入射端1915の幅である。幅Wが最適化することにより、光入射端1915に入射する光の広がり幅とのバランスが図られる。このため、位置合わせの精度が高くなりすぎるのを防止しつつ、光入射点1915aに対する光の入射位置に応じて分岐比が変動しにくくなる。

0097

なお、幅Wが前記下限値を下回ると、幅Wが狭くなりすぎるため、光入射点1915aに対する光の入射位置がずれたとき、光入射端1915に入射する光量が減少しやすくなる。このため、光導波路1に対する発光素子31の位置合わせの精度を高める必要があり、作業の難易度が高くなるおそれがある。一方、幅Wが前記上限値を上回ると、幅Wが広くなりすぎるため、分岐比が変動しやすくなるおそれがある。
なお、幅Wは、好ましくは45μm以上50μm以下である。

0098

[5]4≦W1/W2≦6
幅W1は、前述したように、本線入射部1911の幅である。また、幅W2は、支線入射部1912の幅である。そして、比W1/W2は、幅W2に対する幅W1の比である。この比W1/W2は、分岐パターン19の分岐比に影響を及ぼすため、モニター用の光に必要な光量に応じて比W1/W2を適宜設定する。

0099

なお、比W1/W2が前記下限値を下回ると、モニター用の光の光量が小さくなりすぎるため、モニターのS/N比が低下して、発光素子31の健全性を監視するという目的が果たせないおそれがある。一方、比W1/W2が前記上限値を上回ると、モニター用の光の光量が大きくなりすぎるため、相対的に通信用の光の光量が小さくなり、通信のS/N比が低下するおそれがある。
なお、比W1/W2は、好ましくは4.5以上5.5以下である。

0100

[6]0<α2≦β2
距離α2は、前述したように、第2終端1926における、本線分岐部1921と仮想直線VLとの距離である。具体的には、第2終端1926の位置における、仮想直線VLと直交する方向(X軸方向)での、本線分岐部1921の最も仮想直線VL側の位置と仮想直線VLとの距離である。

0101

また、距離β2は、前述したように、第2終端1926における、支線分岐部1922と仮想直線VLとの距離である。具体的には、第2終端1926の位置における、仮想直線VLと直交する方向での、支線分岐部1922の最も仮想直線VL側の位置と仮想直線VLとの距離である。

0102

そして、距離α2および距離β2が前記不等式を満たすことにより、本線分岐部1921および支線分岐部1922は、双方が仮想直線VLから徐々に離れるように延在することになる。そうすると、分岐部192のY軸に沿った長さをできるだけ短くしながら、第2終端1926における本線分岐部1921と支線分岐部1922との距離を十分に確保することができる。これにより、分岐部192における過剰損失を抑えつつ、光モジュール100の小型化を図ることができる。

0103

なお、距離α2が距離β2よりも大きい場合には、本線分岐部1921の曲がり方が急になってしまうため、本線分岐部1921における曲げ損失が増大するおそれがある。また、距離α2が0以下である場合には、第2終端1926において、本線分岐部1921と支線分岐部1922とを距離を十分に確保するために、支線分岐部1922の曲がり方を急にする必要が出てくるので、支線分岐部1922における曲げ損失が増大するおそれがある。

0104

なお、距離α2と距離β2の合計は、前述したように4μmである。したがって、β2[μm]=4[μm]−α2[μm]が成り立つ。
また、好ましくは0.5≦α2≦β2である。

0105

以上の[1]〜[6]の不等式で表される6つの条件を全て満たす本実施形態に係る光導波路1は、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、発光素子31を位置合わせする際の位置ずれ許容性が大きいものとなる。このため、光モジュール100を組み立てる際の組み立て作業が容易であり、内部での損失が小さく、信頼性の高い光モジュール100を実現することができる。

0106

また、位置ずれ許容性が大きいため、分岐パターン19同士で、通信用の光の強度のバラつきや、分岐比のバラつきを小さく抑えることができる。これにより、使い勝手のよい光導波路1が得られる。

0107

さらに、分岐に伴う過剰損失が小さいため、本線コア部193の幅を狭くしても、十分な光強度を確保することができる。これにより、本線側光出射点1936aに接続される光学部品との結合効率を高めることができる。同様に、支線コア部194の幅を狭くすることができるので、例えば支線分岐部1922と支線コア部194との接続部において、曲げられていても、幅が広い場合に比べて曲げ損失を抑制することができる。

0108

また、本実施形態に係る光モジュール100は、光導波路1と、光導波路1の光入射点1915aと光学的に接続されている発光素子31と、光導波路の支線側光出射点1946aと光学的に接続されている受光素子32と、を有している。このような光モジュール100は、光導波路1が上記のような効果を有していることから、小型でかつ信頼性の高いものとなる。

0109

一方、支線側光出射点1946aにおける、本線コア部193と仮想直線VLとの距離をα3[μm]とする。

0110

また、支線側光出射点1946aにおける、支線コア部194と仮想直線VLとの距離をβ3[μm]とする。

0111

このとき、分岐パターン19は、以下の[7]、[8]の不等式で表される2つの条件の双方を満たすことが好ましい。
[7]α2≦α3≦30
[8]20≦β3≦60

0112

以下、[7]および[8]について順次説明する。
[7]α2≦α3≦30
距離α3は、前述したように、支線側光出射点1946aにおける、本線コア部193と仮想直線VLとの距離である。具体的には、支線側光出射点1946aの位置における、仮想直線VLと直交する方向(X軸方向)での、本線コア部193の最も仮想直線VL側の位置と仮想直線VLとの距離である。

0113

また、距離α2は、前述したように、第2終端1926における、本線分岐部1921と仮想直線VLとの距離である。

0114

そして、距離α2および距離α3が前記不等式を満たすことにより、支線側光出射点1946aから十分に離れた位置まで本線コア部193が離れるように、本線コア部193が構成されていることになる。このため、支線側光出射点1946aを中心とした範囲に、図3に示すような反射部16bを設けたとき、十分な幅を持つ反射部16bを設けるためのスペースを確保することができる。その結果、面精度の高い反射部16bを形成しやすくなり、反射部16bでの反射を介した光導波路1と受光素子32との結合効率を高めやすくなる。

0115

また、距離α3が前記上限値以下であれば、本線コア部193の曲率が大きくなりにくいため、本線コア部193の曲げ損失の増大を防止することができる。

0116

[8]20≦β3≦60
距離β3は、前述したように、支線側光出射点1946aにおける、支線コア部194と仮想直線VLとの距離である。具体的には、支線側光出射点1946aの位置における、仮想直線VLと直交する方向での、支線コア部194の最も仮想直線VL側の位置と仮想直線VLとの距離である。

0117

そして、距離β3が前記不等式を満たすことにより、支線側光出射点1946aを本線コア部193から十分に離すことができる。これにより、支線側光出射点1946aを中心とした範囲に、図3に示すような反射部16bを設けたとき、十分な幅を持つ反射部16bを設けるためのスペースを確保することができる。その結果、面精度の高い反射部16bを形成しやすくなり、反射部16bでの反射を介した光導波路1と受光素子32との結合効率を高めやすくなる。

0118

なお、距離β3が前記下限値を下回ると、このスペースを十分に確保することが難しくなるので、反射部16bの面精度が低下するおそれがある。一方、距離β3が前記上限値を上回ると、支線コア部194の曲率が大きくなるため、曲げ損失が増大するおそれがある。

0119

また、長さL2および距離α2により、図5に示すように、本線分岐部1921の仮想直線VLに対する平均傾き角度α4を求めることができる。

0120

さらに、第2終端1926から支線側光出射点1946aまでの仮想直線VLに沿った長さをL3[mm]とする。そうすると、距離α3と距離α2との差(α3−α2)および長さL3により、本線コア部193が仮想直線VLから離れるときの本線コア部193の傾き方、つまり、第2終端1926と支線側光出射点1946aとの間における、本線コア部193の仮想直線VLに対する平均傾き角度α5を求めることができる。

0121

本実施形態に係る分岐パターン19では、平均傾き角度α5が平均傾き角度α4より小さくてもよいが、大きいことが好ましい。これにより、本線分岐部1921から本線コア部193にかけて、徐々に傾き角度を大きくすることになるため、それらを伝搬する通信用の光の曲げ方も徐々に大きくすることができる。このような曲げ方をすることで、曲げ損失の増大を抑制することができ、通信のS/N比の低下を抑制することができる。

0122

なお、平均傾き角度α4は、tan−1(α2/L2/1000)で求めることができる。また、平均傾き角度α5は、tan−1{(α3−α2)/L3/1000}で求めることができる。

0123

また、長さL3は、好ましくは0.5mm以上0.9mm以下であり、より好ましくは0.6mm以上0.8mm以下である。

0124

また、長さL2および距離β2により、図5に示すように、支線分岐部1922の仮想直線VLに対する平均傾き角度β4を求めることができる。

0125

さらに、距離β3と距離β2との差(β3−β2)および長さL3により、支線コア部194が仮想直線VLから離れるときの支線コア部194の傾き方、つまり、支線コア部194の仮想直線VLに対する平均傾き角度β5を求めることができる。

0126

本実施形態に係る分岐パターン19では、平均傾き角度β5が平均傾き角度β4より小さくてもよいが、大きいことが好ましい。これにより、支線分岐部1922から支線コア部194にかけて、徐々に傾き角度を大きくすることになるため、それらを伝搬するモニター用の光の曲げ方も徐々に大きくすることができる。このような曲げ方をすることで、曲げ損失の増大を抑制することができ、モニターのS/N比の低下を抑制することができる。

0127

なお、平均傾き角度β4は、tan−1(β2/L2/1000)で求めることができる。また、平均傾き角度β5は、tan−1{(β3−β2)/L3/1000}で求めることができる。

0128

また、光導波路1の全長LL、すなわち、光入射点1915aから本線側光出射点1936aまでの仮想直線VLに沿った長さは、特に限定されないが、3.0mm以上100.0mm以下であるのが好ましく、4.0mm以上50.0mm以下であるのがより好ましい。

0129

なお、本線分岐部1921および本線コア部193は、それぞれ直線状のパターンをなしていてもよく、曲線状のパターンをなしていてもよく、双方が混在していてもよい。

0130

同様に、支線分岐部1922および支線コア部194も、それぞれ直線状のパターンをなしていてもよく、曲線状のパターンをなしていてもよく、双方が混在していてもよい。

0131

また、光導波路1に含まれる分岐パターン19の数は、1〜3であっても、5以上であってもよい。なお、分岐パターン19の数が多い場合には、必要に応じて光導波路1を多層化してもよい。図4に示すクラッド層12上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねるようにしてもよい。

0132

互いに隣り合う分岐パターン19のピッチ、すなわち、図2に示す隣り合う分岐パターン19の仮想直線VL同士の距離L4は、100μm以上300μm以下であるのが好ましく、150μm以上250μm以下であるのがより好ましい。分岐パターン19同士の干渉を避けつつ、分岐パターン19の配置密度を十分に高めることができる。その結果、光導波路1の小型化と多チャンネル化とを両立させることができる。また、分岐パターン19同士の間で、互いに漏れ光が影響し合うのを抑制することができる。これにより、モニター用の光の光強度の検出精度が低下したり、光通信の品質が低下したりするのを抑制することができる。

0133

また、本線側光出射点1936aが支線側光出射点1946aと同じ位置にあると仮定したときの通信用の光の強度を本線出射強度とし、支線側光出射点1946aから出射するモニター用の光の強度を支線出射強度とするとき、本線出射強度に対する支線出射強度の比(分岐比)は、−30dB以上であることが好ましく、−25〜−15dBであることがより好ましい。このような分岐比であれば、本線コア部193から出射する通信用の光の強度と、支線コア部194から出射するモニター用の光の強度と、のバランスが特に良好になる。すなわち、光通信の品質を著しく低下させることなく、モニター用の光の強度を十分に確保することができる。その結果、良好な光通信を行いながら、同時に、発光素子31の健全性をより正確に監視し続けることができる。

0134

2.電子機器
上述したような本発明の光導波路によれば、前述したように、モニター用の光の光強度を監視可能になっており、かつ、通信用の光の光強度を十分に確保することができるので、光通信機能を備えた電子機器に対して、発光素子31の健全性を監視する機能を容易に付与可能である。しかも、光導波路1は、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、発光素子31の位置ずれ許容性が高いため、高品質な光通信が可能であるとともに、光導波路1を備えた光モジュール100の組立容易性を高め、ひいては、電子機器の組立容易性を高めることができる。さらには、光導波路1によれば、光モジュール100の小型化を図ることができるので、電子機器の小型化も図ることができる。したがって、光モジュール100を備えることにより、信頼性の高い電子機器(本発明の電子機器)が得られる。

0136

以上、本発明の光導波路、光モジュールおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

0137

例えば、前記実施形態では、光導波路と受発光素子との間にレンズを配置しているが、このレンズは必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。

0138

また、電気基板には、リジッド基板フレキシブル基板のような樹脂基板がよく用いられるが、セラミックス基板ガラス基板等であってもよい。

0139

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.光導波路の作製
(実験例1)
まず、図3に示す光導波路を作製した。なお、この光導波路の分岐パターンを表す数値は、以下の通りである。

0140

・長さL(=長さLL):1.0mm
・長さL1 :0.10mm
・長さL2 :0.10mm
・幅W :48μm
・幅W1 :32μm
・幅W2 :16μm
・比W1/W2 :2
・距離α2 :0μm
・距離β2:4μm

0141

なお、用意した光導波路は、評価の都合上、長さLと長さLLとが等しくなるようにした。つまり、支線側光出射点1946aのY軸方向における位置と本線側光出射点1936aのY軸方向における位置とが同じになるようにした。

0142

また、本線分岐部および本線コア部は、それぞれ直線状に延在する形状とし、その幅は、本線入射部の幅W1がそのまま引き継がれるようにした。

0143

さらに、支線分岐部および支線コア部も、それぞれ直線状に延在する形状とし、その幅は、支線入射部の幅W2がそのまま引き継がれるようにした。

0144

(実験例2〜6)
長さL1、L2を、それぞれ表1に示すように変更した以外は、実験例1と同様にして光導波路を得た。

0145

(実験例7)
幅W1、W2を、表1に示すように変更した以外は、実験例1と同様にして光導波路を得た。

0146

(実験例8〜12)
長さL1、L2を、それぞれ表1に示すように変更した以外は、実験例7と同様にして光導波路を得た。

0147

(実験例13)
幅W1、W2を、表1に示すように変更した以外は、実験例1と同様にして光導波路を得た。

0148

(実験例14〜18)
長さL1、L2を、それぞれ表1に示すように変更した以外は、実験例13と同様にして光導波路を得た。

0149

(実験例19)
距離α2、β2を、表1に示すように変更した以外は、実験例1と同様にして光導波路を得た。

0150

(実験例20〜24)
長さL1、L2を、それぞれ表1に示すように変更した以外は、実験例19と同様にして光導波路を得た。

0151

(実験例25〜54)
長さL1、L2、幅W1、W2、距離α2、β2を、それぞれ表1に示すように変更した以外は、実験例1と同様にして分岐パターンを有する光導波路を作製した。

0152

なお、以上の各実験例では、いずれも、距離α3および距離β3が、α2≦α3≦30、および、20≦β3≦60を満たしていた。

0153

2.光導波路の評価
次に、各実験例で得られた光導波路の光入射点1915aに対し、発光素子(VCSEL)に接続された直径50μmのグレーデッドインデックス型の光ファイバーを接続した。

0154

また、光導波路の本線側光出射点1936aおよび支線側光出射点1946aに対し、それぞれ、受光素子(PD)に接続された直径50μmのグレーデッドインデックス型の光ファイバーを接続した。

0155

次に、発光素子から波長850nmのレーザー光を出射し、光導波路を経て、本線側光出射点1936aおよび支線側光出射点1946aでそれぞれ出射した光を、受光素子で受光した。そして、本線出射強度および支線出射強度をそれぞれ測定し、以下の評価を行った。

0156

2.1本線側損失の評価
まず、光入射点1915aを中心にして幅方向に少なくとも±10μmの範囲で、発光素子に接続された光ファイバーの位置をずらしながら本線側損失の分布を測定した。そして、分布の最大値を「本線側損失」とし、以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表1に示す。

0157

(評価基準)
A:本線側損失が1.25dB以下である
B:本線側損失が1.25dB超2.00dB以下である
C:本線側損失が2.00dB超である

0158

2.2分岐比の評価
次に、光入射点1915aを中心にして幅方向に少なくとも±10μmの範囲で、発光素子に接続された光ファイバーの位置をずらしながら本線出射強度に対する支線出射強度の比である分岐比をそれぞれ測定した。そして、測定した分岐比を以下の評価基準に照らして評価した。なお、分岐比を算出する際の本線出射強度には分布の最大値を用いた。評価結果を表1に示す。

0159

(評価基準)
A:分岐比が−25dB以上−15dB以下である
B:分岐比が−15dB超−10dB以下または−30dB以上−25dB未満である
C:分岐比が−10dB超または−30dB未満である

0160

2.3本線側損失の標準偏差σの評価
次に、光入射端の幅を2μmごとの区間に分け、各区間に光ファイバーが位置していたときの本線側損失をそれぞれ求めた。続いて、各区間の本線側損失から、平均値および偏差を求め、「標準偏差σ」を算出した。そして、算出した標準偏差σを以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表1に示す。

0161

(評価基準)
A:標準偏差σが0.1667以下である
B:標準偏差σが0.1667超0.3000以下である
C:標準偏差σが0.3000超である

0162

2.4分岐比の標準偏差σの評価
次に、光入射端の幅を2μmごとの区間に分け、各区間に光ファイバーが位置していたときの分岐比をそれぞれ求めた。続いて、各区間の分岐比から、平均値および偏差を求め、「標準偏差σ」を算出した。そして、算出した標準偏差σを以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表1に示す。

0163

(評価基準)
A:標準偏差σが1.667以下である
B:標準偏差σが1.667超3.000以下である
C:標準偏差σが3.000超である
以上の評価結果を表1に示す。

0164

0165

表1に示す実験例1〜54のうち、太線で囲んだ範囲が「実施例」に相当し、それ以外が「比較例」に相当する。

0166

実施例の光導波路では、いずれも、本線側損失が十分に小さく、かつ、本線側損失の標準偏差σも十分に小さいことが認められた。これにより、実施例の光導波路は、通信用の光の強度を十分に確保することができ、通信のS/N比の低下を防止し得ることが認められた。また、入射光の位置ずれがあったとしても、本線側損失およびその標準偏差σに及ぼす影響を小さく抑え得ることが認められた。したがって、実施例の光導波路は、本線側損失およびその分散度合いについての入射光の位置ずれ許容性が大きいことが認められた。

0167

また、実施例の光導波路では、いずれも、分岐比が必要かつ十分な範囲内に収まっており、かつ、分岐比の標準偏差σも十分に小さいことが認められた。これにより、実施例の光導波路は、モニター用の光として必要十分な強度を確保し得ることが認められた。さらに、入射光の位置ずれがあったとしても、分岐比およびその標準偏差σに及ぼす影響を小さく抑え得ることが認められた。したがって、実施例の光導波路は、分岐比およびその分散度合いについての入射光の位置ずれ許容性が大きいことが認められた。

0168

そして、本線側損失および分岐比を総合すると、実施例の光導波路では、分岐に伴う過剰損失も小さく抑えられていることが認められた。

0169

ここで、以上の評価結果の一例をグラフで示す。
図6(a)は、実施例に相当する実験例51の光導波路について測定した本線側損失の分布および分岐比の分布を示すグラフである。なお、中央の縦軸が本線側損失であり、右の縦軸が分岐比である。また、横軸は、光入射端における光入射点からのずれ量を表しており、プラスは支線入射部側にずれていることを表し、マイナスは本線入射部側にずれていることを表す。

0170

一方、図6(b)は比較例に相当する実験例15に対応しており、図6(c)は比較例に相当する実験例45に対応しており、図6(d)は比較例に相当する実験例49に対応している。

0171

図6から明らかなように、実施例では、±10μmの範囲において、本線側損失の分布および分岐比の分布がそれぞれ比較的フラットであることから、入射光の位置ずれ許容性が大きいことがわかる。一方、比較例では、本線側損失の分布または分岐比の分布が変動しており、入射光の位置ずれ許容性が大きくないことがわかる。

実施例

0172

なお、表1には示さないものの、幅Wを54μmに変更した以外、上記と同様にして作製した光導波路についても同様の評価を行ったところ、表1に示す評価結果と同様の結果を得た。

0173

1光導波路
2電気基板
4制御素子
5レンズアレイ
7筐体
10積層体
11クラッド層
12 クラッド層
13コア層
14コア部
15側面クラッド部
16a反射部
16b 反射部
17 下側保護層
18 上側保護層
19分岐パターン
21絶縁基板
22導電層
23接点
31発光素子
32受光素子
51 底部
52 壁部
53 空洞
54レンズ
61レセプタクル
62MT型光コネクター
81電気配線
82電気コネクター
91光ファイバー
92 MPO型光コネクター
100光モジュール
160 凹部
191入射コア部
192分岐部
193 本線コア部
194支線コア部
611MT型受容部
612 MPO型受容部
1911 本線入射部
1912支線入射部
1915光入射端
1915a光入射点
1916 第1終端
1921本線分岐部
1922 支線分岐部
1926 第2終端
1936a本線側光出射点
1946a 支線側光出射点
D開始点
L4 距離
LL全長
P1光路
P2 光路
VL仮想直線
α2 距離
α3 距離
α4平均傾き角度
α5 平均傾き角度
β2距離
β3 距離
β4 平均傾き角度
β5 平均傾き角度

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 集積光モジュールの製造方法」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】互いに異なる波長の光を扱う複数の光素子と、光素子に個々に設けられ、一端が光素子のうちの1つの光素子の主面に対向された複数のコリメートレンズ(104)と、一端が各コリメートレンズ(10... 詳細

  • 古河電気工業株式会社の「 光偏波素子およびその製造方法」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】光偏波素子は、第1ポート導波路と、2つの第2ポート導波路と、前記第1ポート導波路及び前記2つ第2ポート導波路と光学的に接続された多モード干渉導波路と、を備え、前記多モード干渉導波路に... 詳細

  • ソニー株式会社の「 光通信コネクタ、光通信ケーブル、及び電子機器」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】本技術は、伝送エラーの発生を抑制することができるようにする光通信コネクタ、光通信ケーブル、及び電子機器に関する。光信号を伝送する複数の光伝送路からの光をコリメートするコリメートレンズ... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ