JP2003270462A - Optical coupling structure - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来技術に比べて、さらに高い光結合効率を有
する光結合構造を提供すること。
【解決手段】基板１上に形成された光導波路２と、基板
１上に形成され、基板１上方から入射する光ビームを光
導波路２へ向けて反射する光ビーム反射手段と、前記光
ビームを集光する光ビーム集光手段とを有する光結合構
造であって、光導波路２の前記光ビーム入射端面８での
基板１表面と平行な方向のコア寸法が、光導波路２の前
記光ビーム出射端面９での基板１表面と平行な方向のコ
ア寸法よりも大きいことを特徴とする光結合構造を構成
することによって、上記課題を解決する。
(57) [Problem] To provide an optical coupling structure having higher optical coupling efficiency than the conventional technology. An optical waveguide (2) formed on a substrate (1), a light beam reflecting means formed on the substrate (1) for reflecting a light beam incident from above the substrate (1) toward the optical waveguide (2), and An optical coupling structure having a light beam condensing means for converging, wherein a core dimension of the optical waveguide 2 in a direction parallel to the surface of the substrate 1 at the light beam incident end face 8 is equal to the light beam emission of the optical waveguide 2. The above problem is solved by forming an optical coupling structure characterized in that the core size is larger than the core dimension in the direction parallel to the surface of the substrate 1 at the end face 9.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光結合構造に関し、
特に、基板上に形成された光導波路を構成要素とする光
結合構造に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical coupling structure,
In particular, it relates to an optical coupling structure having an optical waveguide formed on a substrate as a constituent element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光導波路を有する基板に光素子を実装す
る半導体装置の検討が進んでいる。光導波路の光入力部
と光素子との光結合には、光結合効率が高く、製造上も
簡易な光結合構造が要望されている。2. Description of the Related Art A semiconductor device in which an optical element is mounted on a substrate having an optical waveguide is under study. For optical coupling between the optical input section of the optical waveguide and the optical element, an optical coupling structure having high optical coupling efficiency and being easy to manufacture is demanded.
【０００３】図９は従来の光導波路を有する基板に光半
導体を実装する半導体装置、特に、光導波路の光入出力
部と光半導体素子の光結合構造を説明するための図であ
る。FIG. 9 is a view for explaining a conventional semiconductor device in which an optical semiconductor is mounted on a substrate having an optical waveguide, in particular, an optical coupling structure between an optical input / output portion of the optical waveguide and an optical semiconductor element.
【０００４】図９において、シリコン等からなる基板１
上に光導波路２が形成され、光パッケージ３とＬＳＩ６
との結合体がはんだボール４によって固定されている。
なお、図において、光導波路２の一部はボール４の陰に
なっている。In FIG. 9, a substrate 1 made of silicon or the like is used.
The optical waveguide 2 is formed on the optical package 3 and the LSI 6
The combined body with is fixed by the solder balls 4.
In the figure, a part of the optical waveguide 2 is behind the ball 4.
【０００５】光導波路２は、基板１上に下クラッドを形
成し、下クラッド上にコアを形成し、さらに、コアを覆
うように、下クラッド及びコア上に上クラッドを形成す
ることによって構成されている。The optical waveguide 2 is formed by forming a lower clad on the substrate 1, forming a core on the lower clad, and further forming a lower clad and an upper clad on the core so as to cover the core. ing.
【０００６】光パッケージ３内には、ＬＳＩ６によって
駆動される光素子５が装着されている。光素子５はＶＣ
ＳＥＬ（垂直共振器半導体レーザ）等の発光素子または
ＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子であるが、ここ
では、発光素子であるとして説明する。発光素子５が発
する光ビームは、基板１上に形成されている反射面７に
よって光導波路２へ向けて反射され、光導波路２に光導
波路端面８から入射し、光導波路２を通り、他の光導波
路端面（図示せず）から出射し、別の半導体装置の受光
部（図示せず）に入射する。この場合に、反射面７と光
導波路２が１つの光結合構造を構成している。An optical element 5 driven by an LSI 6 is mounted in the optical package 3. Optical element 5 is VC
Although it is a light emitting element such as a SEL (vertical cavity semiconductor laser) or a light receiving element such as a PD (photodiode), it is described here as a light emitting element. The light beam emitted by the light emitting element 5 is reflected toward the optical waveguide 2 by the reflection surface 7 formed on the substrate 1, enters the optical waveguide 2 from the end surface 8 of the optical waveguide, passes through the optical waveguide 2, and passes through another optical waveguide. The light is emitted from the end face (not shown) of the optical waveguide and made incident on the light receiving portion (not shown) of another semiconductor device. In this case, the reflecting surface 7 and the optical waveguide 2 constitute one optical coupling structure.
【０００７】前記の下クラッド、コア及び上クラッドは
例えばＳｉＯ２を主成分としており、各部分の屈折率の
調整は、ＳｉＯ２にドープするドーパントの濃度により
調整される。コアと対向した位置に、４５°ミラー面
（反射面７）をもつ微小光部品が配置されている。そし
て、光半導体素子（光パッケージ３とＬＳＩ６との結合
体）は、光素子５と光導波路端面８のコアとが良好な光
結合をなしうるような基板１上の位置に固定される。The lower clad, the core, and the upper clad have, for example, SiO 2 as a main component, and the refractive index of each portion is adjusted by the concentration of the dopant with which SiO 2 is doped. A minute optical component having a 45 ° mirror surface (reflection surface 7) is arranged at a position facing the core. Then, the optical semiconductor element (combined body of the optical package 3 and the LSI 6) is fixed at a position on the substrate 1 where the optical element 5 and the core of the end face 8 of the optical waveguide can make good optical coupling.
【０００８】図１０は第２の従来例を示す図である。光
導波路２は、図９の従来技術におけるのと同様に、基板
１上に下クラッド、コア及び上クラッドを形成して構成
される。光導波路２の光導波路端面８は、ｚ方向（光導
波路光軸方向）に直交しており、この光導波路端面８に
対向する湾曲面上には反射膜が形成され、これが集光性
の反射面７となっている。そして、光素子５（図示せ
ず）は、光素子５と光導波路端面８のコアの端面とが、
湾曲した反射面７の反射集光作用により良好な光結合を
なしうるように、すなわち、光素子５が発した光ビーム
が反射面７の反射集光作用によって光導波路端面８に効
率よく入射するように、基板１上に固定される。FIG. 10 is a diagram showing a second conventional example. The optical waveguide 2 is formed by forming a lower clad, a core and an upper clad on the substrate 1 as in the prior art of FIG. The optical waveguide end face 8 of the optical waveguide 2 is orthogonal to the z direction (optical waveguide optical axis direction), and a reflective film is formed on the curved surface facing the optical waveguide end face 8, and this is a light-collecting reflection. It is a surface 7. Then, in the optical element 5 (not shown), the optical element 5 and the end surface of the core of the optical waveguide end surface 8 are
In order to achieve good optical coupling by the reflecting and converging action of the curved reflecting surface 7, that is, the light beam emitted by the optical element 5 is efficiently incident on the end face 8 of the optical waveguide by the reflecting and converging action of the reflecting surface 7. Thus, it is fixed on the substrate 1.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、第１の従来
例での光結合構造（図９）にあっては、光導波路２の入
出力部における微小部品の４５°ミラー面（反射面７）
は平面であって何らのレンズ作用も持たず、光入出力部
と光半導体素子の光結合効率が低いという問題があっ
た。By the way, in the optical coupling structure (FIG. 9) in the first conventional example, the 45 ° mirror surface (reflection surface 7) of the minute component in the input / output portion of the optical waveguide 2 is used.
Has a problem that the optical coupling efficiency between the optical input / output portion and the optical semiconductor element is low because the surface is flat and does not have any lens effect.
【００１０】第２の従来例での光結合構造（図１０）に
あっては、ｘ方向（基板の法線方向）に曲率を有するた
め一定のレンズ作用を持ち、第１の従来例での光結合構
造に比べると光結合効率は改善される。しかしながら、
ｙ方向（基板奥行き方向＜紙面の法線方向＞）には曲率
を有する面が形成されておらず、光結合効率は未だに不
十分といわざるをえない。In the optical coupling structure of the second conventional example (FIG. 10), since it has a curvature in the x direction (the normal direction of the substrate), it has a certain lens action, and the optical coupling structure of the first conventional example. The optical coupling efficiency is improved as compared with the optical coupling structure. However,
A surface having a curvature is not formed in the y direction (the substrate depth direction <the normal direction to the paper surface>), and it cannot be said that the optical coupling efficiency is still insufficient.
【００１１】本発明の目的は、従来技術に比べて、さら
に高い光結合効率を有する光結合構造を提供することで
ある。An object of the present invention is to provide an optical coupling structure having higher optical coupling efficiency as compared with the prior art.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、請求項１に記載のように、基板
上に形成された光導波路と、前記基板上に形成され、前
記基板上方から入射する光ビームを前記光導波路へ向け
て反射する光ビーム反射手段と、前記光ビームを集光す
る光ビーム集光手段とを有する光結合構造であって、前
記光導波路の前記光ビーム入射端面での前記基板表面と
平行な方向のコア寸法が、前記光導波路の前記光ビーム
出射端面での前記基板表面と平行な方向のコア寸法より
も大きいことを特徴とする光結合構造を構成する。In order to solve the above problems, according to the present invention, an optical waveguide formed on a substrate and a substrate formed on the substrate according to claim 1 are provided. An optical coupling structure having a light beam reflecting means for reflecting a light beam incident from above toward the optical waveguide, and a light beam condensing means for condensing the light beam, wherein the light beam of the optical waveguide An optical coupling structure is characterized in that a core dimension in a direction parallel to the substrate surface at an incident end face is larger than a core dimension in a direction parallel to the substrate surface at the light beam emission end face of the optical waveguide. To do.
【００１３】また、本発明においては、請求項２に記載
のように、前記光ビーム集光手段が、前記光ビーム反射
手段として形成された湾曲反射面であること特徴とする
請求項１に記載の光結合構造を構成する。Further, according to the present invention, as described in claim 2, the light beam condensing means is a curved reflecting surface formed as the light beam reflecting means. Optical coupling structure.
【００１４】また、本発明においては、請求項３に記載
のように、前記光ビーム集光手段は、前記光ビーム反射
手段の上に設けられ、表面の一部分がシリンドリカルレ
ンズ形状をなす透明材であることを特徴とする請求項１
に記載の光結合構造を構成する。Further, in the present invention, as described in claim 3, the light beam condensing means is provided on the light beam reflecting means, and is a transparent material having a part of the surface in the shape of a cylindrical lens. Claim 1 characterized by the above.
The optical coupling structure described in 1. is configured.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】本発明に係る光結合構造は、基板
上に形成された光導波路と、前記基板上に形成され、前
記基板上方から入射する光ビームを前記光導波路へ向け
て反射する光ビーム反射手段と、前記光ビームを集光す
る光ビーム集光手段とを有する光結合構造であって、前
記光導波路の前記光ビーム入射端面での前記基板表面と
平行な方向のコア寸法が、前記光導波路の前記光ビーム
出射端面での前記基板表面と平行な方向のコア寸法によ
りも大きいことを特徴とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An optical coupling structure according to the present invention includes an optical waveguide formed on a substrate and a light beam formed on the substrate and reflected from above the substrate toward the optical waveguide. An optical coupling structure having a light beam reflecting means and a light beam condensing means for condensing the light beam, wherein a core dimension in a direction parallel to the substrate surface at the light beam incident end face of the optical waveguide is It is also larger than the core size in the direction parallel to the substrate surface at the light beam emitting end face of the optical waveguide.
【００１６】また、前記光ビーム集光手段は、前記光ビ
ーム反射手段として形成された湾曲反射面であってもよ
く、この場合には、光ビーム反射手段が光ビーム集光手
段の役割を兼ねている。The light beam converging means may be a curved reflecting surface formed as the light beam reflecting means. In this case, the light beam reflecting means also serves as the light beam condensing means. ing.
【００１７】あるいは、前記光ビーム集光手段は、前記
光ビーム反射手段の上の透明材であって、シリンドリカ
ルレンズ状（表面が筒面である形状）に形成されていて
るものであってもよい。Alternatively, the light beam condensing means may be a transparent material on the light beam reflecting means and formed in a cylindrical lens shape (the surface of which is a cylindrical surface). .
【００１８】本発明によると、光導波路端面に入射する
光ビームは、ｘ方向（基板の法線方向）に関しては、例
えば等方性エッチングや湾曲面を有するダイヤモンドブ
レードによる機械加工などにより形成可能な湾曲反射
面、あるいは、湾曲面を有するダイヤモンドブレードな
どにより形成可能なシリンドリカルレンズ（表面が筒面
であるレンズ）により、集光されて光導波路の光ビーム
入射端面に集光される。According to the present invention, the light beam incident on the end face of the optical waveguide can be formed in the x direction (the normal direction of the substrate) by, for example, isotropic etching or machining with a diamond blade having a curved surface. It is condensed by a cylindrical lens (lens whose surface is a cylindrical surface) that can be formed by a curved reflecting surface or a diamond blade having a curved surface, and is condensed on the light beam incident end surface of the optical waveguide.
【００１９】一方、光導波路端面に入射する光ビーム
は、ｙ方向（光導波路の光ビーム入射端面での基板表面
と平行な方向）に関しては集光性を持たないので、光素
子からの光ビームは伝搬と共にｙ方向には広がるが、光
ビーム入射端面でのｙ方向コア寸法が、光ビーム出射端
面でのｙ方向コア寸法よりも拡大されているため、広が
った光ビームでも効率良くコアに導かれ、出射する。従
って、このようなコア寸法に関する条件を満足する光導
波路を光結合構造の構成要素とすることによって、光結
合構造の光結合効率の低下を防止し、発光素子との間の
光結合効率を高めることができる。On the other hand, the light beam incident on the end face of the optical waveguide has no condensing property in the y direction (the direction parallel to the substrate surface at the end face of the optical waveguide on which the light beam enters the optical waveguide). Spreads in the y direction as it propagates, but the y-direction core size at the light beam entrance end face is larger than the y-direction core size at the light beam exit end face, so even a spread light beam can be efficiently guided to the core. He goes out. Therefore, by using an optical waveguide satisfying such a condition regarding the core size as a constituent element of the optical coupling structure, a decrease in the optical coupling efficiency of the optical coupling structure is prevented and the optical coupling efficiency with the light emitting element is improved. be able to.
【００２０】さらに、光導波路の光出射端面におけるコ
ア幅（ｙ方向コア寸法）は、光ビーム入射端面と比べて
狭いため、出射光ビームの広がり角を小さく抑えること
が可能となり、受光素子と間の光結合効率を高めること
ができる。Furthermore, since the core width (y-direction core size) at the light emitting end face of the optical waveguide is narrower than that of the light beam incident end face, it is possible to suppress the divergence angle of the emitted light beam to a small extent, and to provide a space between the light receiving element and The optical coupling efficiency can be increased.
【００２１】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて
説明するが、本発明はこれに限られることはない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these.
【００２２】図１は本発明に係る光結合構造における光
導波路部分の斜視図である。プリント配線板などの基板
１上にコアとクラッドで構成される光導波路２が形成さ
れている。光導波路２は光ビームが入射する光導波路端
面８と、光ビームが出射する光導波路端面９とを有して
いる。もちろん、光導波路の材料、構成は本実施の形態
例以外にも、様々な様態をとりうる。FIG. 1 is a perspective view of an optical waveguide portion in an optical coupling structure according to the present invention. An optical waveguide 2 composed of a core and a clad is formed on a substrate 1 such as a printed wiring board. The optical waveguide 2 has an optical waveguide end face 8 on which a light beam is incident and an optical waveguide end face 9 on which a light beam is emitted. Of course, the material and the structure of the optical waveguide may take various modes other than the present embodiment.
【００２３】図２は前記光結合構造の光ビーム入射側端
面の断面図、図３は光ビーム出射側端面の断面図であ
る。光ビーム入射側の光導波路端面８のｙ方向コア寸法
は、光ビーム出射側の光導波路端面９のそれに対して大
きくなっている。FIG. 2 is a sectional view of the light beam incident side end surface of the optical coupling structure, and FIG. 3 is a sectional view of the light beam emitting side end surface. The y-direction core size of the optical waveguide end face 8 on the light beam incident side is larger than that of the optical waveguide end face 9 on the light beam emitting side.
【００２４】図１、２及び３に示した形状の光導波路２
は、例えば、つぎのようにして作製することができる。
すなわち、基板１にＳＯＧ（スピンオンガラス、シラノ
ール系化合物の有機溶媒溶液）を塗布し、乾燥、加熱し
て、組成がＳｉＯ２に近い下クラッド層を形成し、その
上に、屈折率を高めるドーパントを含有するＳＯＧを塗
布し、乾燥、加熱してコア層を形成し、そのコア層を、
フォトリソグラフィ法等により、図１に示した扇形の形
状に加工した後、下クラッド層とコア層との上にＳＯＧ
を塗布し、乾燥、加熱して上クラッド層を形成し、必要
に応じて上クラッド層表面を平面研磨し、フォトリソグ
ラフィ法等により、光導波路端面８及び９を形成すれば
よい。An optical waveguide 2 having the shape shown in FIGS.
Can be produced, for example, as follows.
That is, SOG (spin-on glass, an organic solvent solution of a silanol compound) is applied to the substrate 1, dried and heated to form a lower clad layer having a composition close to that of SiO 2, and a dopant for increasing the refractive index thereon. Containing SOG, dried and heated to form a core layer, and the core layer is
After being processed into a fan shape shown in FIG. 1 by photolithography or the like, SOG is formed on the lower clad layer and the core layer.
Is applied, dried and heated to form an upper clad layer, and the surface of the upper clad layer is polished as required, and the optical waveguide end faces 8 and 9 may be formed by a photolithography method or the like.
【００２５】図４は、図１に示した光導波路２と、光ビ
ーム反射手段であり光ビーム集光手段でもある湾曲反射
面７と有する本発明の第１の実施の形態例の部分破断側
面図である。光導波路２は、図９、１０の従来における
のと同様に、光導波路基板１上に下クラッド、コア及び
上クラッドを形成して構成される。光導波路２の光導波
路端面８は、ｚ方向に直交しており、この光導波路端面
８に対向する湾曲面上には反射膜が形成され、湾曲反射
面７となっている。このような形状の光導波路端面８及
び湾曲反射面７の形成方法については後述する。FIG. 4 is a partially broken side view of the first embodiment of the present invention having the optical waveguide 2 shown in FIG. 1 and a curved reflecting surface 7 which is a light beam reflecting means and a light beam condensing means. It is a figure. The optical waveguide 2 is formed by forming a lower clad, a core and an upper clad on the optical waveguide substrate 1 as in the conventional case of FIGS. The optical waveguide end surface 8 of the optical waveguide 2 is orthogonal to the z direction, and a reflecting film is formed on the curved surface facing the optical waveguide end surface 8 to form the curved reflecting surface 7. A method of forming the optical waveguide end face 8 and the curved reflecting face 7 having such a shape will be described later.
【００２６】湾曲反射面７はｚ方向に対して傾斜してい
るので、ｘ方向から入射した光ビームは反射面７でｚ方
向に反射され、光導波路２に入射する。よって、半導体
発光素子を、その半導体発光素子からの光ビームが光導
波路２に入射するように、光導波路基板上に固着するこ
とで、光導波路と半導体発光素子の光結合構造が構成で
きる。Since the curved reflecting surface 7 is inclined with respect to the z direction, the light beam incident from the x direction is reflected by the reflecting surface 7 in the z direction and enters the optical waveguide 2. Therefore, by fixing the semiconductor light emitting element on the optical waveguide substrate so that the light beam from the semiconductor light emitting element enters the optical waveguide 2, the optical coupling structure of the optical waveguide and the semiconductor light emitting element can be configured.
【００２７】図５は、図４の光入出力部の製造プロセス
の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of a manufacturing process of the light input / output section of FIG.
【００２８】まず、図５の（Ａ）に示すように、基板１
上に形成された光導波路２の上クラッド上に、適当な幅
の帯状部分を残してフォトリソグラフィ法等によりマス
ク層１０を形成する。First, as shown in FIG. 5A, the substrate 1
The mask layer 10 is formed on the upper clad of the optical waveguide 2 formed above by a photolithography method or the like while leaving a strip portion having an appropriate width.
【００２９】次いで、ＲＩＥ法（反応性イオンエッチン
グ法）等により異方性エッチングを行い、図５の（Ｂ）
に示すように、基板１に達するような溝を形成する。こ
の溝に露出する対向する光導波路端面（その一方は光導
波路端面８となる）はｚ軸に直交している。Next, anisotropic etching is performed by the RIE method (reactive ion etching method) or the like, and then, as shown in FIG.
As shown in, a groove is formed so as to reach the substrate 1. Opposing optical waveguide end faces (one of which becomes the optical waveguide end face 8) exposed in the groove are orthogonal to the z axis.
【００３０】続いてマスク層１０を除去する。その後、
図５の（Ｃ）に示すように、一方の光導波路端面８側は
上クラッド全体を覆うように、且つ、他方の光導波路端
面側については光導波路端面から適当な距離の位置まで
の部分を除いて上クラッドを覆うように、マスク層１１
をフォトリソグラフィ法等により形成する。Then, the mask layer 10 is removed. afterwards,
As shown in FIG. 5C, one optical waveguide end face 8 side covers the entire upper clad, and the other optical waveguide end face side has a portion from the optical waveguide end face to a position at an appropriate distance. Mask layer 11 so as to cover the upper cladding except
Are formed by a photolithography method or the like.
【００３１】その後、光導波路端面についてプラズマエ
ッチング法等により等方性エッチングを行う。そうする
と、光導波路端面８側のマスクでマスキングされている
部分まで下クラッド、コア及び上クラッドがエッチング
されていき、図５の（Ｄ）に示すように、湾曲面１２が
形成される。After that, the end face of the optical waveguide is isotropically etched by a plasma etching method or the like. Then, the lower clad, the core, and the upper clad are etched up to the portion masked by the mask on the optical waveguide end face 8 side, and the curved surface 12 is formed as shown in FIG. 5D.
【００３２】所定形状の湾曲面１２が得られたならば、
エッチングを中止し、マスク層１１を除去する。そし
て、誘電体膜等からなる反射膜を蒸着等により形成し、
図５の（Ｅ）に示すように、湾曲面上に反射面７を形成
する。When the curved surface 12 having a predetermined shape is obtained,
The etching is stopped and the mask layer 11 is removed. Then, a reflective film made of a dielectric film or the like is formed by vapor deposition or the like,
As shown in FIG. 5E, the reflecting surface 7 is formed on the curved surface.
【００３３】図６は、図１に示した光導波路部分を有す
る本発明の第２の実施の形態例を示す図である。前記第
１の実施の形態例では、湾曲反射面７によりｘ方向のレ
ンズ作用を持たせていたが、本実施の形態例では、反射
面７は単純な平面である。ｘ方向のレンズ作用は、別途
作製する光ビーム集光手段である、透明材１４の凸表面
であるシリンドリカルレンズ１３に持たせる。FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention having the optical waveguide portion shown in FIG. In the first embodiment, the curved reflecting surface 7 has a lens function in the x direction, but in the present embodiment, the reflecting surface 7 is a simple flat surface. The lens action in the x direction is given to the cylindrical lens 13 which is the convex surface of the transparent material 14, which is a separately prepared light beam condensing unit.
【００３４】シリンドリカルレンズ１３は、例えば、図
７の（Ａ）に示したように、目的に適した形状のダイヤ
モンドブレード１５による透明材１４の切削加工によっ
て作製する。The cylindrical lens 13 is manufactured, for example, by cutting the transparent material 14 with a diamond blade 15 having a shape suitable for the purpose, as shown in FIG. 7 (A).
【００３５】第１の実施の形態例では、湾曲反射面７の
エッチングによる作製例を示したが、上述したように多
段階の工程を要する。刃先を所望の形状にしたダイヤモ
ンドブレードによる切削では、ｙ方向にダイヤモンドブ
レードを１回走査させることで、所望の湾曲面形状を得
ることができる。すなわち、図７の（Ｂ）に示したよう
に、目的に適した形状のダイヤモンドブレード１６を用
いれば、前記第１の実施の形態例で必要な湾曲反射面７
も、ダイヤモンドブレード１６による切削加工で作製で
きる。In the first embodiment, an example of manufacturing the curved reflecting surface 7 by etching is shown, but as described above, a multi-step process is required. In cutting with a diamond blade having a desired cutting edge shape, a desired curved surface shape can be obtained by scanning the diamond blade once in the y direction. That is, as shown in FIG. 7B, if the diamond blade 16 having a shape suitable for the purpose is used, the curved reflecting surface 7 required in the first embodiment is required.
Can also be manufactured by cutting with the diamond blade 16.
【００３６】よって、さらに別の実施の形態例である湾
曲反射面７とシリンドリカルレンズ１３とを組み合わせ
た構成（図８に示す）も、ダイヤモンドブレードによる
切削加工を用いれば、同じ機械装置によって、反射面７
とシリンドリカルレンズ１３とを加工することができ
る。Therefore, also in the configuration (shown in FIG. 8) in which the curved reflecting surface 7 and the cylindrical lens 13 are combined, which is another embodiment, if the cutting processing by the diamond blade is used, the reflection is performed by the same mechanical device. Face 7
And the cylindrical lens 13 can be processed.
【００３７】なお、上記の実施の形態例において、光ビ
ーム集光手段である湾曲反射面７及びシリンドリカルレ
ンズ１３の表面の曲率は、基板１の法線と光導波路２の
光軸（ｚ方向）とがなす面内において最大となり、これ
らの表面は筒面である。In the above embodiment, the curvatures of the curved reflecting surface 7 and the cylindrical lens 13 which are the light beam condensing means are the normal of the substrate 1 and the optical axis of the optical waveguide 2 (z direction). The maximum is in the plane formed by and, and these surfaces are cylindrical surfaces.
【００３８】以上説明したように、本発明の係る光結合
構造は高い光結合効率を有し、この光結合構造は、エッ
チング加工技術あるいはダイヤモンドブレードによる切
削加工技術を用いて作製することが可能である。As described above, the optical coupling structure according to the present invention has a high optical coupling efficiency, and this optical coupling structure can be manufactured by using the etching technique or the cutting technique with a diamond blade. is there.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明の実施により、従来技術に比べ
て、さらに高い光結合効率を有する光結合構造を提供す
ることが可能となる。By implementing the present invention, it becomes possible to provide an optical coupling structure having higher optical coupling efficiency as compared with the prior art.
【００４０】[0040]
【図１】本発明の光導波路部分を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an optical waveguide portion of the present invention.
【図２】図１の光導波路の光ビーム入射端面の部分破断
側面図である。FIG. 2 is a partially cutaway side view of a light beam incident end surface of the optical waveguide shown in FIG.
【図３】図１の光導波路の光出射端面の部分破断側面図
である。3 is a partially cutaway side view of a light emitting end face of the optical waveguide of FIG.
【図４】本発明の第１の実施の形態例を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view showing a first exemplary embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施の形態例の光結合構造の製
造プロセスを説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical coupling structure according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施の形態例を示す断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment example of the present invention.
【図７】本発明の第２の実施の形態例の光結合構造を製
造するためのダイヤモンドブレードと、本発明の第１の
実施の形態例の光結合構造を製造するためのダイヤモン
ドブレードを説明する図である。FIG. 7 illustrates a diamond blade for manufacturing the optical coupling structure of the second embodiment of the present invention and a diamond blade for manufacturing the optical coupling structure of the first embodiment of the present invention. FIG.
【図８】本発明のその他の実施の形態例を示す断面図で
ある。FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図９】第１の従来技術例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a first prior art example.
【図１０】第２の従来技術例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a second conventional technology example.
１…基板、２…光導波路、３…光パッケージ、４…はん
だボール、５…光素子、６…ＬＳＩ、７…反射面、８、
９…光導波路端面、１０、１１…マスク層、１２…湾曲
面、１３…シリンドリカルレンズ、１４…透明材、１
５、１６…ダイヤモンドブレード。1 ... Substrate, 2 ... Optical waveguide, 3 ... Optical package, 4 ... Solder ball, 5 ... Optical element, 6 ... LSI, 7 ... Reflecting surface, 8,
9 ... Optical waveguide end face, 10, 11 ... Mask layer, 12 ... Curved surface, 13 ... Cylindrical lens, 14 ... Transparent material, 1
5, 16 ... Diamond blade.
Claims (3)
上に形成され、前記基板上方から入射する光ビームを前
記光導波路へ向けて反射する光ビーム反射手段と、前記
光ビームを集光する光ビーム集光手段とを有する光結合
構造であって、前記光導波路の前記光ビーム入射端面で
の前記基板表面と平行な方向のコア寸法が、前記光導波
路の前記光ビーム出射端面での前記基板表面と平行な方
向のコア寸法よりも大きいことを特徴とする光結合構
造。1. An optical waveguide formed on a substrate, a light beam reflecting means formed on the substrate for reflecting a light beam incident from above the substrate toward the optical waveguide, and the light beam collecting means. An optical coupling structure having a light beam condensing means for shining, wherein a core dimension in a direction parallel to the substrate surface at the light beam incident end face of the optical waveguide is at the light beam emitting end face of the optical waveguide. An optical coupling structure having a core size larger than the core size in a direction parallel to the substrate surface.
射手段として形成された湾曲反射面であることを特徴と
する請求項１に記載の光結合構造。2. The optical coupling structure according to claim 1, wherein the light beam focusing means is a curved reflecting surface formed as the light beam reflecting means.
射手段の上に設けられ、表面の一部分がシリンドリカル
レンズ形状をなす透明材であることを特徴とする請求項
１に記載の光結合構造。3. The optical coupling according to claim 1, wherein the light beam condensing means is provided on the light beam reflecting means and is a transparent material having a part of the surface in the shape of a cylindrical lens. Construction.
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