[go: up one dir, main page]

JP2017032695A - Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same - Google Patents

Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2017032695A
JP2017032695A JP2015150686A JP2015150686A JP2017032695A JP 2017032695 A JP2017032695 A JP 2017032695A JP 2015150686 A JP2015150686 A JP 2015150686A JP 2015150686 A JP2015150686 A JP 2015150686A JP 2017032695 A JP2017032695 A JP 2017032695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
composite module
light
optical axis
axis direction
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
JP2015150686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
松嶋 直樹
Naoki Matsushima
直樹 松嶋
中條 徳男
Tokuo Nakajo
徳男 中條
石榑 崇明
Takaaki Ishigure
崇明 石榑
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.)
Keio University
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Keio University
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 Hitachi Metals Ltd, Keio University filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP2015150686A priority Critical patent/JP2017032695A/en
Publication of JP2017032695A publication Critical patent/JP2017032695A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

【課題】コンパクトなサイズで大容量化、高密度化を実現した光電気複合モジュールを提供する。【解決手段】光電気複合モジュール1は、光の入力部または出力部を備えた光素子12と、光素子12と光の入力部または出力部で接続する光導波路14と、光素子12と電気的に接続する光送受信回路素子13と、光素子12と光送受信回路素子13とを搭載する回路基板11とを備え、光素子12と光導波路14とは、光素子12の光の入力部または出力部側の光の光軸、または光導波路14から光素子12側の光の光軸を傾ける光軸方向変換部17を介して光学的に接続するようにした。【選択図】図1APROBLEM TO BE SOLVED: To provide an opto-electric composite module having a compact size, a large capacity and a high density. An optical-electric composite module 1 includes an optical element 12 provided with an input or output unit of light, an optical waveguide 14 connecting the optical element 12 with the input or output unit of light, and the optical element 12 and electricity. The optical element 12 and the optical waveguide 14 are provided with an optical transmission / reception circuit element 13 to be specifically connected to the optical transmission / reception circuit element 13 and a circuit board 11 on which the optical element 12 and the optical transmission / reception circuit element 13 are mounted. The optical axis of the light on the output unit side or the optical waveguide 14 is optically connected via the optical axis direction conversion unit 17 that tilts the optical axis of the light on the optical element 12 side. [Selection diagram] FIG. 1A

Description

本発明は、光素子と光導波路の光結合構造に関し、特に大容量の光信号を一括処理する光電気複合モジュールとそれを用いた伝送装置に関する。   The present invention relates to an optical coupling structure of an optical element and an optical waveguide, and more particularly to an optoelectric composite module that collectively processes a large-capacity optical signal and a transmission device using the same.

近年、情報通信分野において光信号による通信トラフィックの整備が急速に行われてお
り、これまで基幹、メトロ、アクセス系といった数km以上の長い距離において光ファイ
バ網が展開されてきた。今後はさらに、伝送装置間(数m〜数百m)、装置内(数cm〜
数十cm)といった近距離も大容量データを遅延なく処理するために光信号を用いること
が有効であり、ルータ、サーバ等の情報機器内部のLSI間またはLSI−バックプレー
ン間伝送の光化が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, communication traffic using optical signals has been rapidly developed in the information and communication field, and optical fiber networks have been deployed over long distances of several kilometers or more such as trunk, metro, and access systems. In the future, between transmission devices (several meters to several hundreds of meters), within devices (several centimeters
It is effective to use optical signals in order to process large volumes of data without delay even at short distances (several tens of centimeters), and optical transmission between LSIs or LSI-backplanes in information equipment such as routers and servers is effective. It is being advanced.

光信号による伝送装置を構築する際、重要となるのが電気から光に変換した光信号を如何に簡便かつ高効率に伝送させるかである。発光素子からの光信号を光ファイバや光導波路等の光配線に効率よく伝搬させる、あるいは光伝送路から伝搬した光信号を受光素子に効率よく入射させることが重要となる。一般に、光素子と光伝送路との光結合効率を良好にするためには、光素子と光伝送路との位置合わせを高精度に行う必要があるが、一方で、量産性や実用性を考慮すると、多数の光素子を一括で位置合わせする構造であることも重要である。   When constructing a transmission apparatus using optical signals, what is important is how to easily and efficiently transmit an optical signal converted from electricity to light. It is important to efficiently propagate an optical signal from the light emitting element to an optical wiring such as an optical fiber or an optical waveguide, or to efficiently enter an optical signal propagated from the optical transmission path to the light receiving element. In general, in order to improve the optical coupling efficiency between the optical element and the optical transmission line, it is necessary to align the optical element and the optical transmission line with high precision. In consideration, it is also important to have a structure in which a large number of optical elements are aligned together.

例えば、特開2006−267502号公報(特許文献1)においては、光配線である光導波路基板をサブマウント基板に対して垂直方向に配置して、基板上の1次元光素子アレイに対し一括して光結合を行うことができる構造となっている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-267502 (Patent Document 1), an optical waveguide substrate which is an optical wiring is arranged in a direction perpendicular to a submount substrate and is collectively applied to a one-dimensional optical element array on the substrate. Thus, the structure can perform optical coupling.

特開2006−267502号公報JP 2006-267502 A

しかしながら、上記の従来技術では、以下の問題点が生じる。光導波路基板がサブマウント基板に対して垂直に設置されているので、光導波路基板がサブマウント基板と平行な方向に対しての可撓性が得られない。すなわち、光導波路の端部の位置を自由に配置することができない。また、同様の理由から光複合配線モジュールの高さを低くすることに限界が生じる。   However, the above-described conventional technique has the following problems. Since the optical waveguide substrate is installed perpendicular to the submount substrate, the optical waveguide substrate cannot be flexible in the direction parallel to the submount substrate. That is, the position of the end of the optical waveguide cannot be freely arranged. For the same reason, there is a limit to reducing the height of the optical composite wiring module.

次世代の情報装置は、大量の情報を処理するために大容量化、高密度化が必須であるが、それに適用する光電気複合モジュールには、コンパクトなサイズで大容量化、高密度化を実現することが望まれている。   Next-generation information devices require large capacity and high density in order to process a large amount of information, but the opto-electric composite modules applied to them will have large capacity and high density in a compact size. Realization is desired.

また、情報装置には、光電気複合モジュールを多数組み込んで構成される場合があるが、この時、装置全体をコンパクト化するためには、それぞれの光電気複合モジュールの厚さ(高さ)をできるだけ小さく(低背化)する必要がある。そのためには、光電気複合モジュールに用いられる光導波路を、できるだけ光電気複合モジュールの基板の表面の近くで基板の表面に沿って(基板の表面に平行に)配線できるような構造にすることが求められる。   In addition, information devices may be configured by incorporating a large number of photoelectric composite modules. At this time, in order to make the entire device compact, the thickness (height) of each photoelectric composite module must be set. It is necessary to make it as small as possible (low profile). For this purpose, the optical waveguide used in the optoelectronic composite module should be structured so that it can be routed as close to the surface of the optoelectronic composite module substrate as possible (in parallel to the surface of the substrate). Desired.

本発明では、上記した従来技術の課題を解決して、コンパクトなサイズで大容量化、高密度化を実現することを可能にする光電気複合モジュールとそれを用いた伝送装置を提供するものである。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a photoelectric composite module and a transmission device using the same, which can realize a large capacity and high density in a compact size. is there.

上記課題を解決するための本発明の構成の一例は、
光の入力部または出力部を備えた光素子と、該光素子と前記光の入力部または出力部で光学的に接続する光導波路と、該光素子と電気的に接続する光送受信回路素子と、該光素子と前記光送受信回路素子とを搭載する回路基板と、を備えた光電気複合モジュールにおいて、該光素子と外光導波路を、該光素子の該光の入力部または出力部の光の光軸、または該記光導波路から該光素子側の光の光軸を傾ける光軸方向変換部を介して光学的に接続されていることを特徴とする光電気複合モジュールである。
An example of the configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
An optical element including an optical input unit or an output unit; an optical waveguide optically connected to the optical element at the optical input unit or output unit; and an optical transceiver circuit element electrically connected to the optical element; And a circuit board on which the optical element and the optical transceiver circuit element are mounted, wherein the optical element and the outer optical waveguide are connected to the light input portion or the output portion of the optical element. Or an optical-electrical module characterized in that it is optically connected via an optical axis direction conversion section that inclines the optical axis of light on the optical element side from the optical waveguide.

本発明のさらなる構成、効果は、以下明細書前提により明らかとなる。   Further configurations and effects of the present invention will become apparent from the following description.

本発明によれば、高い光結合効率を確保しつつ光電気複合モジュールの高さを低減することができるため、光電気複合モジュールの小型化、低背化を実現できる。   According to the present invention, since the height of the photoelectric composite module can be reduced while ensuring high optical coupling efficiency, the photoelectric composite module can be reduced in size and height.

本願発明の更なる効果は、以下実施例の説明を踏まえ本願明細書全体から明かになる。   Further effects of the present invention will become apparent from the entire description of the present application based on the description of the embodiments below.

本発明の実施例1における光電気複合モジュールの概略の構成を示す光電気複合モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric composite module which shows the schematic structure of the photoelectric composite module in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における光電気複合モジュールの光素子と光導波路との接続部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the connection part of the optical element and optical waveguide of the photoelectric composite module in Example 1 of this invention was expanded. レンズの焦点距離を変えたときの、光の出射点とレンズの中心軸との位置ずれ量とその時にレンズから出射する光ビームの光軸の傾きとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the positional offset amount of the light emission point and the center axis | shaft of a lens when the focal distance of a lens is changed, and the inclination of the optical axis of the light beam radiate | emitted from a lens at that time. 本発明の実施例2における光電気複合モジュールの概略の構成を示す光電気複合モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric composite module which shows the schematic structure of the photoelectric composite module in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における光電気複合モジュールの光素子と光導波路との接続部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the connection part of the optical element and optical waveguide of the photoelectric composite module in Example 2 of this invention was expanded. 本発明の実施例3における光電気複合モジュールの概略の構成を示す光電気複合モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric composite module which shows the schematic structure of the photoelectric composite module in Example 3 of this invention. 本発明の実施例3における光電気複合モジュールの光素子と光導波路との接続部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the connection part of the optical element and optical waveguide of the photoelectric composite module in Example 3 of this invention was expanded. 本発明の実施例3の変形例における光電気複合モジュールの光素子と光導波路との接続部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the connection part of the optical element and optical waveguide of the photoelectric composite module in the modification of Example 3 of this invention was expanded. 本発明の実施例4における光電気複合モジュールの概略の構成を示す光電気複合モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric composite module which shows the schematic structure of the photoelectric composite module in Example 4 of this invention. 本発明の実施例4における光電気複合モジュールの光素子と光導波路との接続部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the connection part of the optical element and optical waveguide of the photoelectric composite module in Example 4 of this invention was expanded. 本発明の実施例5における光電気複合モジュールの概略の構成を示す光電気複合モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric composite module which shows the schematic structure of the photoelectric composite module in Example 5 of this invention. 本発明の実施例5における光電気複合モジュールの光素子と光導波路との接続部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the connection part of the optical element and optical waveguide of the photoelectric composite module in Example 5 of this invention was expanded. 本発明の実施例6における伝送装置の概略の構成を示す伝送装置の断面図である。It is sectional drawing of the transmission apparatus which shows the schematic structure of the transmission apparatus in Example 6 of this invention.

本発明は、光結合部近傍で湾曲したコアを有する光導波路と、前記光導波路と光結合する光素子を備え、光素子から出射または光素子に入射する光の方向を湾曲したコアの光軸と略同方向になる光軸方向変換構造を備えた光導波路結合構造を特徴とする光電気複合モジュールである。   The present invention includes an optical waveguide having a core curved in the vicinity of an optical coupling portion, and an optical element optically coupled to the optical waveguide, the optical axis of the core curved in the direction of light emitted from or incident on the optical element This is an optoelectric composite module characterized by an optical waveguide coupling structure provided with an optical axis direction conversion structure that is substantially in the same direction as the above.

本発明は、光導波路結合構造において高い光結合効率を確保しつつ、光電気複合モジュールの小型化、低背化を実現できるようにしたものである。光導波路結合構造において高い結合効率を得るためには、光素子の入出射方向に対して光導波路を平行に配置することが重要である。一方、光電気複合モジュールを低背化するためには、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置することが重要である。   The present invention makes it possible to reduce the size and height of a photoelectric composite module while ensuring high optical coupling efficiency in an optical waveguide coupling structure. In order to obtain high coupling efficiency in the optical waveguide coupling structure, it is important to arrange the optical waveguide in parallel with the light incident / exit direction of the optical element. On the other hand, in order to reduce the height of the photoelectric composite module, it is important to arrange the optical waveguide parallel to the incident / exit surface of the optical element.

本発明では、この二つの要求を両立させるために、高屈折率な材料で形成した断面が円又は楕円の球体形状の光軸方向変換構造を受発光点に対して位置ずれさせることにより光素子の入出射方向を傾け、その傾けた方向に光導波路の端面を配置することで入出射光と光導波路の平行を確保するようにした。また、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせることができるため、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えることができ、光電気複合モジュールの高さを低減することができるようにした。
以下に、本発明の実施例を、図を用いて説明する。
In the present invention, in order to satisfy these two requirements, an optical element is formed by shifting the optical axis direction conversion structure having a circular or elliptical cross section formed of a material having a high refractive index with respect to the light emitting and receiving point. The incident / outgoing direction of the optical waveguide is inclined, and the end face of the optical waveguide is arranged in the inclined direction so as to ensure the parallelism of the incoming / outgoing light and the optical waveguide. Further, since the end face of the optical waveguide can be tilted rather than perpendicular to the optical element installation surface, the optical waveguide is required to be arranged in parallel to the incident / exit surface of the optical element. The height of the photoelectric module can be reduced, and the height of the photoelectric composite module can be reduced.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図1A及び図1Bに本発明の第一の実施の形態を示す。図1Aは、本実施例に係る光電気複合モジュール1の断面図である。図1Bは、光素子と光導波路との光結合部を拡大したものである。   First, FIG. 1A and FIG. 1B show a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view of the photoelectric composite module 1 according to this embodiment. FIG. 1B is an enlarged view of the optical coupling portion between the optical element and the optical waveguide.

本実施例に係る光電気複合モジュール1は、基板11、光素子12、光送受信回路素子13、光導波路14を備えている。基板11には、半導体レーザ、フォトダイオード等の光素子12と該光素子12用の光送受信回路素子13が搭載されている。実装方式は、本実施例では光素子12、光送受信回路素子13ともにフリップチップ実装となっている。光素子12と光送受信回路素子13とは、はんだバンプ15と第一の基板11に形成された電気配線16により電気的に接続されている。   The photoelectric composite module 1 according to this embodiment includes a substrate 11, an optical element 12, an optical transceiver circuit element 13, and an optical waveguide 14. An optical element 12 such as a semiconductor laser or a photodiode and an optical transmission / reception circuit element 13 for the optical element 12 are mounted on the substrate 11. In the present embodiment, the mounting method is flip-chip mounting for both the optical element 12 and the optical transceiver circuit element 13. The optical element 12 and the optical transmission / reception circuit element 13 are electrically connected to each other by the solder bump 15 and the electric wiring 16 formed on the first substrate 11.

光素子12として半導体レーザを用いた場合、光送信回路素子13から電気配線15を介して電気信号が光素子12である半導体レーザに伝送され、半導体レーザにて電気から光信号に変換される。一方、光素子12として受光素子を用いた場合には、光導波路14から受光素子に入射した光信号が受光素子で電気信号に光電変換されて受光素子から出力され、電気配線15を介して光送信回路素子13に電気信号が送られる。光素子12は、本実施例では複数の出入射点がある光素子アレイを用いている。本実施例では2×12チャネルのマトリクス状の光素子アレイを適用した。   When a semiconductor laser is used as the optical element 12, an electric signal is transmitted from the optical transmission circuit element 13 to the semiconductor laser that is the optical element 12 through the electric wiring 15, and is converted from an electric signal to an optical signal by the semiconductor laser. On the other hand, when a light receiving element is used as the optical element 12, an optical signal incident on the light receiving element from the optical waveguide 14 is photoelectrically converted into an electric signal by the light receiving element and output from the light receiving element. An electrical signal is sent to the transmission circuit element 13. In this embodiment, the optical element 12 is an optical element array having a plurality of incident / incident points. In this embodiment, a 2 × 12 channel matrix optical element array is applied.

実装方式に関しては、光素子12、光送受信回路素子13いずれもフリップチップ実装以外の、例えばダイボンディングとワイヤボンディングの組み合わせでも構わない。アレイ形状も、1×12チャネルのような一次元的アレイでも構わないし、単チャネルの光素子でも構わないが、本発明の効果はマトリクス状(N×M、N≧2、M≧2)アレイ素子にて特に発揮される。   Regarding the mounting method, both the optical element 12 and the optical transmission / reception circuit element 13 may be a combination of die bonding and wire bonding other than flip-chip mounting. The array shape may be a one-dimensional array such as a 1 × 12 channel or a single-channel optical element, but the effect of the present invention is a matrix (N × M, N ≧ 2, M ≧ 2) array. It is especially demonstrated in the element.

光素子12として半導体レーザなどの発光素子を用いた場合、発光素子から出射される光信号の元になる電気信号は、基板11から、基板11の上方に載置された発光素子に伝搬される。また、光素子として受光素子を用いた場合には、受光素子に入射した光信号は、基板11の上方から基板11の内部に伝搬される。基板11の光素子12設置面に対し、光信号が垂直に出入射される。光素子12の上方には光導波路14が設置される。   When a light emitting element such as a semiconductor laser is used as the optical element 12, an electrical signal that is a source of an optical signal emitted from the light emitting element is propagated from the substrate 11 to the light emitting element mounted above the substrate 11. . When a light receiving element is used as the optical element, an optical signal incident on the light receiving element is propagated from above the substrate 11 into the substrate 11. An optical signal enters and exits perpendicularly to the optical element 12 installation surface of the substrate 11. An optical waveguide 14 is installed above the optical element 12.

光導波路14は、図1Bに示すように、屈折率が相対的に高いコア141と、その周辺をコアよりも屈折率が低いクラッド142で覆った状態で構成される。光信号は、コア141とクラッド142との屈折率差によりコア141の中に閉じ込められて伝搬する構造となっている。コア141とクラッド142とが一体化されて、光導波路14が形成される。   As shown in FIG. 1B, the optical waveguide 14 is configured with a core 141 having a relatively high refractive index and its periphery covered with a clad 142 having a refractive index lower than that of the core. The optical signal has a structure in which it is confined in the core 141 due to the difference in refractive index between the core 141 and the clad 142 and propagates. The optical waveguide 14 is formed by integrating the core 141 and the clad 142.

本実施例における光導波路14は、コア141の端部143付近が湾曲した構造となっているのが特徴である。コア141の端部143の湾曲構造は、光素子12から遠ざかるに従って基板11の光素子12設置面と平行になるような形状となっている。クラッド142を形成する材料を主成分として構成される光導波路フィルム144は、撓むことができるよう薄く作られている。   The optical waveguide 14 in this embodiment is characterized in that the vicinity of the end 143 of the core 141 is curved. The curved structure of the end portion 143 of the core 141 has a shape that becomes parallel to the optical element 12 installation surface of the substrate 11 as the distance from the optical element 12 increases. The optical waveguide film 144 composed mainly of the material forming the clad 142 is made thin so that it can be bent.

光素子12と光導波路14の端部143との間には、光軸方向変換構造17が具備されている。本実施例では、光軸方向変換構造17として、周囲の材料よりも高い屈折率を有する部材による断面が円又は楕円の球体形状の光軸方向変換構造17を用いている。本実施例では周囲の材料は光導波路クラッド142、球体形状の光軸方向変換構造17には光導波路コア141と同じ材料を用いている。   An optical axis direction conversion structure 17 is provided between the optical element 12 and the end portion 143 of the optical waveguide 14. In the present embodiment, as the optical axis direction conversion structure 17, an optical axis direction conversion structure 17 having a spherical shape with a circular or elliptical cross section by a member having a higher refractive index than the surrounding material is used. In the present embodiment, the optical waveguide cladding 142 is used as the surrounding material, and the same material as the optical waveguide core 141 is used for the spherical optical axis direction conversion structure 17.

光素子12の光の出入射点121の中心位置に対して球体形状の光軸方向変換構造17は、中心軸171が光素子12の表面上で位置をずらした状態で設置される。球体形状の光軸方向変換構造17はレンズとして機能する。レンズの中心軸を、レンズを伝搬する光ビーム123の光軸に対してずらして配置すると、レンズに入射した光ビーム123の光軸に対して、レンズから出射する光ビーム123の光軸122は、レンズの曲率に応じて傾く。   The spherical optical axis direction conversion structure 17 with respect to the center position of the light exit / incident point 121 of the optical element 12 is installed with the center axis 171 shifted on the surface of the optical element 12. The spherical optical axis direction conversion structure 17 functions as a lens. When the central axis of the lens is arranged so as to be shifted with respect to the optical axis of the light beam 123 propagating through the lens, the optical axis 122 of the light beam 123 emitted from the lens is relative to the optical axis of the light beam 123 incident on the lens. Tilt according to the curvature of the lens.

図2に、レンズの位置ずれ量と光軸の傾きの相関を示す計算結果を示す。例えば、レンズの焦点距離が0.1mm(100μm)のとき、入射する光ビーム123の光軸をレンズの中心に対して30μm位置ずれさせると、レンズの光軸に対して平行に入射した光ビーム123は、レンズ光軸に対して17°傾いて出射する。   FIG. 2 shows a calculation result indicating the correlation between the lens position shift amount and the inclination of the optical axis. For example, when the focal length of the lens is 0.1 mm (100 μm), if the optical axis of the incident light beam 123 is shifted by 30 μm from the center of the lens, the incident light beam is parallel to the optical axis of the lens. 123 emits with an inclination of 17 ° with respect to the optical axis of the lens.

光素子12と光導波路14とを光結合させる形態を、光素子12として発光素子を用い、光素子12から出射した出射光を例にとって図1Bを用いて説明する。   A mode in which the optical element 12 and the optical waveguide 14 are optically coupled will be described with reference to FIG. 1B, taking a light emitting element as the optical element 12 and the emitted light emitted from the optical element 12 as an example.

まず、光素子12として半導体レーザのような発光素子を用いた場合、発光素子12の光の入出射点121から出射した光ビーム123は、発光素子12の表面に対して垂直方向に出射する。発光素子12から垂直方向に出射した光ビーム123はその先にある球体形状の光軸方向変換構造17を通過するが、発光素子12の光の出入射点121の中心軸122と球体形状の光軸方向変換構造17の中心軸171が発光素子12の表面の垂線方向に対して位置をずらした状態で配置されているため、球体形状の光軸方向変換構造17を通過した光ビーム123の光軸は、発光素子12の表面の垂線方向に対して光導波路14のコア141の方向に傾く。球体形状の光軸方向変換構造17から出射した光ビーム123の進行方向に、先端が湾曲した光導波路14のコア端部143を設置する。   First, when a light emitting element such as a semiconductor laser is used as the optical element 12, the light beam 123 emitted from the light incident / exit point 121 of the light emitting element 12 is emitted in a direction perpendicular to the surface of the light emitting element 12. The light beam 123 emitted from the light emitting element 12 in the vertical direction passes through the spherical-shaped optical axis direction conversion structure 17 ahead of the light emitting element 12, but the light is incident on the central axis 122 of the light incident / incident point 121 of the light emitting element 12 and spherical light. Since the central axis 171 of the axial direction conversion structure 17 is arranged with its position shifted with respect to the normal direction of the surface of the light emitting element 12, the light of the light beam 123 that has passed through the spherical optical axis direction conversion structure 17. The axis is inclined in the direction of the core 141 of the optical waveguide 14 with respect to the normal direction of the surface of the light emitting element 12. The core end portion 143 of the optical waveguide 14 having a curved tip is installed in the traveling direction of the light beam 123 emitted from the spherical optical axis direction conversion structure 17.

光導波路14のコア端部143は、球体形状の光軸方向変換構造17を通過して発光素子12の表面の垂線方向に対して光導波路14のコア141の方向に傾いた方向に出射した光ビーム123が平行に入射する位置、即ち、球体形状の光軸方向変換構造17を通過した光ビーム123の進行方向に沿って配置されている。光導波路14のコア端部143をこのように配置することにより、発光素子12の入出射点121から出射して球体形状の光軸方向変換構造17を通過した光ビーム123は、光導波路14のコア141に対して平行に入射する。これにより効率良く光信号を光導波路に伝搬させることができる。光導波路14に入射した光信号は、光導波路14のコア141に沿って光コネクタ26の側に伝搬する。   The core end portion 143 of the optical waveguide 14 passes through the spherical optical axis direction conversion structure 17 and is emitted in a direction inclined in the direction of the core 141 of the optical waveguide 14 with respect to the normal direction of the surface of the light emitting element 12. The beam 123 is disposed along the position where the beam 123 enters in parallel, that is, along the traveling direction of the light beam 123 that has passed through the spherical optical axis direction conversion structure 17. By arranging the core end portion 143 of the optical waveguide 14 in this way, the light beam 123 that has exited from the incident / exit point 121 of the light emitting element 12 and passed through the spherical optical axis direction conversion structure 17 is Incident parallel to the core 141. Thereby, an optical signal can be efficiently propagated to the optical waveguide. The optical signal incident on the optical waveguide 14 propagates along the core 141 of the optical waveguide 14 to the optical connector 26 side.

光導波路14の先端部分が湾曲してその先が発光素子12の表面に対して平行に形成されたコア141により、光導波路14に入射した光ビーム123は発光素子12の表面すなわち基板11の表面に対し平行方向に伝わる。   The light beam 123 incident on the optical waveguide 14 is incident on the surface of the light-emitting element 12, that is, the surface of the substrate 11, by the core 141 formed by bending the tip portion of the optical waveguide 14 and the tip thereof being parallel to the surface of the light-emitting element 12 Is transmitted in a parallel direction.

ここで、球体形状の光軸方向変換構造17を用いずに発光素子12の入出射点121から垂直な方向に出射した光ビーム123を、発光素子12の入出射点121に対して垂直な方向に配置したコア141に入射させ、その先で光導波路14を90°曲げることによっても発光素子12の入出射点121から出射した光ビーム123を発光素子12の表面すなわち基板11の表面に対し平行方向に送ることができる。しかし、この場合、基板11の表面に対し平行方向に送る高さは、光導波路14の許容される最少曲率半径分の高さが必要になり、光電気複合モジュール1をコンパクトに構成するという本発明の目的を達成することができなくなってしまう。   Here, the light beam 123 emitted in the direction perpendicular to the incident / exit point 121 of the light emitting element 12 without using the spherical optical axis direction conversion structure 17 is perpendicular to the incident / exit point 121 of the light emitting element 12. The light beam 123 emitted from the incident / exit point 121 of the light emitting element 12 is also made parallel to the surface of the light emitting element 12, that is, the surface of the substrate 11. Can be sent in the direction. However, in this case, the height sent in the direction parallel to the surface of the substrate 11 needs to be a height corresponding to the minimum allowable radius of curvature of the optical waveguide 14, and the optoelectronic composite module 1 is configured to be compact. The object of the invention cannot be achieved.

これに対して、本実施例による球体形状の光軸方向変換構造17を用いた方式では、発光素子12の入出射点121から垂直な方向に出射した光ビーム123を球体形状の光軸方向変換構造17を透過させることにより光ビーム123の光軸を入出射点121に垂直な方向に対して光導波路14のコア141の方向に傾けてからコア141に入射させるので、光導波路14に入射した光ビーム123を発光素子12の表面すなわち基板11の表面に対し平行方向に伝えるのに要する基板11の表面からの高さを上記した球体形状の光軸方向変換構造17を用い場合と比べて十分に小さくすることが可能になる。   On the other hand, in the system using the spherical optical axis direction conversion structure 17 according to the present embodiment, the light beam 123 emitted in the direction perpendicular to the incident / exit point 121 of the light emitting element 12 is converted into the spherical optical axis direction conversion. By passing through the structure 17, the optical axis of the light beam 123 is inclined in the direction of the core 141 of the optical waveguide 14 with respect to the direction perpendicular to the incident / exit point 121, and is incident on the core 141. The height from the surface of the substrate 11 required to transmit the light beam 123 in a direction parallel to the surface of the light emitting element 12, that is, the surface of the substrate 11 is sufficient as compared with the case where the spherical optical axis direction conversion structure 17 described above is used. It becomes possible to make it small.

光素子12として発光素子の代わりに受光素子を用いた場合には、これと逆方向の光伝搬がおきる。   When a light receiving element is used as the optical element 12 instead of the light emitting element, light propagation in the opposite direction occurs.

図1Bに示した構成では、球体形状の光軸方向変換構造17と光導波路14のコア141の先端143とは接触しておらず、その間にクラッド材142が存在する構造となっているが、コア141の先端143が球体形状の光軸方向変換構造17と接触又は球体形状の光軸方向変換構造17の中に含まれていても構わない。   In the configuration shown in FIG. 1B, the spherical optical axis direction conversion structure 17 and the tip 143 of the core 141 of the optical waveguide 14 are not in contact with each other, and the clad material 142 exists between them. The tip 143 of the core 141 may be in contact with the spherical optical axis direction conversion structure 17 or included in the spherical optical axis direction conversion structure 17.

球体形状の光軸方向変換構造17ならびに光導波路14のコア141の形成方法としては、硬化前のクラッド材にニードルを用いて高屈折率材を注入して作製する方法を採用すればよい。本手法を用いれば、球体形状の光軸方向変換構造17ならびに曲げ光導波路14は樹脂材料の吐出量やニードル位置を制御することで容易に所望の形状を提供することができる。もちろん、作製方法としてフォトリソグラフィ等を用いた別の方法を用いても構わない。   As a method of forming the spherical optical axis direction conversion structure 17 and the core 141 of the optical waveguide 14, a method of injecting a high refractive index material into the clad material before curing using a needle may be employed. By using this method, the spherical optical axis direction conversion structure 17 and the bent optical waveguide 14 can easily provide a desired shape by controlling the discharge amount of the resin material and the needle position. Of course, another method using photolithography or the like may be used as a manufacturing method.

本実施例では、高屈折率材で形成された球体形状の光軸方向変換構造の中心軸の位置を光素子の受発光点の中心位置からずれさせて配置した光軸方向変換構造を用いることにより、光結合部近傍で湾曲したコアを有する光導波路と光素子とを光結合させる構成とした。   In this embodiment, an optical axis direction conversion structure in which the position of the central axis of a spherical optical axis direction conversion structure formed of a high refractive index material is shifted from the center position of the light receiving and emitting points of the optical element is used. Thus, the optical waveguide having the core curved in the vicinity of the optical coupling portion and the optical element are optically coupled.

その結果、本実施例によれば、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせることができるため、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えることができ、光電気複合モジュールの高さを低減することができる。   As a result, according to the present embodiment, the end face of the optical waveguide can be inclined rather than perpendicular to the optical element installation surface, so that the optical waveguide is arranged in parallel to the incident / exit surface of the optical element. The height of the required optical element from the incident / exit surface can be kept low, and the height of the photoelectric composite module can be reduced.

また、本実施例によれば、光素子から出射または光素子に入射する光の通路となる光導波路を、光素子の方向を湾曲したコアの光軸と略同方向になる光軸方向変換構造を有する光導波路結合構造を備えた光電気複合モジュールを提供することができる。   Further, according to the present embodiment, the optical waveguide direction conversion structure in which the optical waveguide serving as a path of light emitted from the optical element or incident on the optical element is substantially in the same direction as the optical axis of the core curved in the direction of the optical element. It is possible to provide an optoelectric composite module including an optical waveguide coupling structure having the following.

次に、図3A及び図3Bを用いて本発明の第二の実施の形態を説明する。図3Aと図3Bの関係は、実施例1で説明した図1Aと図1Bの関係と同様である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. The relationship between FIGS. 3A and 3B is the same as the relationship between FIGS. 1A and 1B described in the first embodiment.

本実施例の実施例1との違いは、図3Aに示すように、光軸方向変換構造217が光素子12の出入射部上に形成されている点である。本実施例では、光素子12の光の出入射点121上に、光軸方向変換構造217を形成する高屈折率樹脂(例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など)を滴下することにより、光軸方向変換構造217を形成している。その結果、滴下された光軸方向変換構造217を形成する樹脂の形状は、図3Bに示すような断面が半円または楕円の半球体形状となっている。   The difference of the present embodiment from the first embodiment is that an optical axis direction conversion structure 217 is formed on the light incident / incident part of the optical element 12 as shown in FIG. 3A. In this embodiment, a high refractive index resin (for example, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like) that forms the optical axis direction conversion structure 217 is dropped on the light incident / incident point 121 of the optical element 12 to thereby change the optical axis direction. A conversion structure 217 is formed. As a result, the shape of the resin forming the dropped optical axis direction conversion structure 217 has a semispherical shape with a semicircular or elliptical cross section as shown in FIG. 3B.

この半球体形状の光軸方向変換構造217は、実施例1で説明した球体形状の光軸方向変換構造17と同様に、光素子12の光の出入射点121の中心の位置(出入射点121から出射する光の光軸中心)に対して中心軸271の位置をずらして形成されており、これにより半球体形状の光軸方向変換構造217から出射する光または入射した光の光路を光導波路214のコア241の方向に傾ける効果を得ている。   The hemispherical optical axis direction conversion structure 217 is similar to the spherical optical axis direction conversion structure 17 described in the first embodiment in the position of the light incident / incident point 121 of the optical element 12 (the incident / incident point). 121 is formed by shifting the position of the central axis 271 with respect to the optical axis direction of the light beam emitted from the hemispherical optical axis direction conversion structure 217 or the optical path of the incident light. The effect of inclining in the direction of the core 241 of the waveguide 214 is obtained.

半球体形状の光軸方向変換構造217の上方には、光軸方向変換構造217から出射した光の光軸方向に平行に光導波路214のコア先端部分243が配置されている。光導波路214は、光導波路コア241をクラッド242で覆って形成されており、光素子12と光導波路214が光結合できるような構造となっている。   Above the hemispherical optical axis direction conversion structure 217, a core tip portion 243 of the optical waveguide 214 is disposed in parallel to the optical axis direction of the light emitted from the optical axis direction conversion structure 217. The optical waveguide 214 is formed by covering the optical waveguide core 241 with the clad 242 and has a structure that allows the optical element 12 and the optical waveguide 214 to be optically coupled.

半球体形状の光軸方向変換構造217が形成された光素子12と光導波路214とは、接着材251で固定されている。   The optical element 12 on which the hemispherical optical axis direction conversion structure 217 is formed and the optical waveguide 214 are fixed by an adhesive 251.

本実施例の説明では、半球体形状の光軸方向変換構造217を光素子12の光の出入射点121上に形成する例を説明したが、半球体形状の光軸方向変換構造217を光導波路214のコア先端部分243に形成するようにしてもよい。   In the description of the present embodiment, the example in which the hemispherical optical axis direction conversion structure 217 is formed on the light incident / incident point 121 of the optical element 12 is described. However, the hemispherical optical axis direction conversion structure 217 is light-guided. You may make it form in the core front-end | tip part 243 of the waveguide 214. FIG.

本実施例では、半球体形状の光軸方向変換構造の中心軸の位置を受発光点の中心位置からずれさせて配置して、光結合部近傍で湾曲したコアを有する光導波路と光素子とを光結合させことができるようにした。   In this embodiment, an optical waveguide having a core curved in the vicinity of the optical coupling portion and an optical element, the center axis of the hemispherical optical axis direction conversion structure being shifted from the central position of the light emitting and receiving point Can be photocoupled.

その結果、本実施例によれば、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせることができるため、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えることができ、光電気複合モジュールの高さを低減することができる。   As a result, according to the present embodiment, the end face of the optical waveguide can be inclined rather than perpendicular to the optical element installation surface, so that the optical waveguide is arranged in parallel to the incident / exit surface of the optical element. The height of the required optical element from the incident / exit surface can be kept low, and the height of the photoelectric composite module can be reduced.

また、本実施例によれば、光素子から出射または光素子に入射する光の方向を湾曲したコアの光軸と略同方向になる半球体形状の光軸方向変換構造を有する光導波路結合構造を備えた光電気複合モジュールを提供することができる。   Further, according to the present embodiment, the optical waveguide coupling structure having the hemispherical optical axis direction conversion structure in which the direction of the light emitted from or incident on the optical element is substantially the same as the optical axis of the curved core It is possible to provide a photoelectric composite module including

次に、図4を用いて本発明の第三の実施の形態を説明する。図4Aと図4Bの関係は、実施例1で説明した図1Aと図1Bの関係と同様である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The relationship between FIGS. 4A and 4B is the same as the relationship between FIGS. 1A and 1B described in the first embodiment.

本実施例の特徴は、光軸方向変換構造として、実施例2で説明した高屈折率樹脂で形成した球状構造371に加えてミラー構造318を用いていることにある。また、他の実施例と異なり、球状構造317により光ビーム123の傾きを生じさせる方向が、光導波路コア先端が存在する方向と逆方向に傾けていることである。   A feature of this embodiment is that a mirror structure 318 is used as the optical axis direction conversion structure in addition to the spherical structure 371 formed of the high refractive index resin described in the second embodiment. Further, unlike the other embodiments, the direction in which the light beam 123 is inclined by the spherical structure 317 is inclined in the direction opposite to the direction in which the tip of the optical waveguide core exists.

本実施例の構成を、光素子12として発光素子12を用いた場合について光結合の形態を説明する。まず、発光素子12の光の出入射点121から光ビームを出射して光の出入射点121上に形成された球体形状の光軸方向変換構造317に入射させる。球体形状の光軸方向変換構造317に入射した光ビーム123は、球体形状の光軸方向変換構造317の中心軸371が光の出入射点121の中心122から左側にずれているために、球体形状の光軸方向変換構造317から出射するときにミラー318が存在する方向に傾いて出射する。   The configuration of this example will be described in the case of using the light emitting element 12 as the optical element 12 in the form of optical coupling. First, a light beam is emitted from the light incident / incident point 121 of the light emitting element 12 and is incident on a spherical optical axis direction conversion structure 317 formed on the light incident / incident point 121. The light beam 123 that has entered the spherical optical axis direction conversion structure 317 has a spherical shape because the central axis 371 of the spherical optical axis direction conversion structure 317 is shifted to the left from the center 122 of the light incident / incident point 121. When the light is emitted from the optical axis direction conversion structure 317 having a shape, the light is emitted while being inclined in the direction in which the mirror 318 exists.

次に、球体形状の光軸方向変換構造317から出射した光ビーム123をミラー18面で反射させて光ビーム123の進行方向を変換する。進行方向が変換された先に光導波路コア314の先端343を光ビーム123と平行になるように配置することにより、高い結合効率で光信号が光導波路314に伝搬することができる。   Next, the light beam 123 emitted from the spherical optical axis direction conversion structure 317 is reflected by the mirror 18 surface to change the traveling direction of the light beam 123. By disposing the tip 343 of the optical waveguide core 314 in parallel with the light beam 123 before the traveling direction is changed, an optical signal can propagate to the optical waveguide 314 with high coupling efficiency.

半球体形状の光軸方向変換構造317が形成された光素子12と光導波路314とは、接着材351で固定されている。   The optical element 12 on which the hemispherical optical axis direction conversion structure 317 is formed and the optical waveguide 314 are fixed with an adhesive 351.

ミラー18の形成方法としては、一例として、クラッド材342をダイシングによる方法、レーザ加工による方法などで成形し、反射面にクロム(Cr)の膜などを形成することによりミラー18を形成する。   As an example of a method for forming the mirror 18, the clad material 342 is formed by a method using dicing, a method using laser processing, or the like, and a chromium (Cr) film or the like is formed on the reflecting surface to form the mirror 18.

本実施例によれば、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせることができるため、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えることができ、光電気複合モジュールの高さを低減することができる。   According to the present embodiment, since the end face of the optical waveguide can be inclined rather than perpendicular to the optical element installation surface, the optical element required for arranging the optical waveguide in parallel with the incident / exit surface of the optical element The height from the incident / exit surface can be kept low, and the height of the photoelectric composite module can be reduced.

また、本実施例の変形例として、球状形状の光軸方向変換構造317による光ビーム123の屈折角度とミラー構造318の反射角度を適切に設定することにより、図4Cに示すように、光導波路360のクラッド362に形成したミラー381と382で反射した光ビーム123の進行方向を発光素子12の表面と平行にすることができ、光導波路360のコア361の先端363を曲げることなく、直線状に成形することができる。   As a modification of the present embodiment, by appropriately setting the refraction angle of the light beam 123 by the spherical optical axis direction conversion structure 317 and the reflection angle of the mirror structure 318, as shown in FIG. The traveling direction of the light beam 123 reflected by the mirrors 381 and 382 formed on the cladding 362 of 360 can be made parallel to the surface of the light emitting element 12, and the linear shape can be obtained without bending the tip 363 of the core 361 of the optical waveguide 360. Can be molded.

本変形例によれば、光導波路の端面を光素子設置面に対して平行に形成することができるため、光素子の入出射面から光導波路のコア端面までの高さを低く抑えることができ、光電気複合モジュールの高さを低減することができる。   According to this modification, since the end face of the optical waveguide can be formed in parallel to the optical element installation surface, the height from the input / output surface of the optical element to the core end face of the optical waveguide can be kept low. The height of the photoelectric composite module can be reduced.

次に、図5を用いて本発明の第四の実施の形態を説明する。図5A及び図5Bの関係は、図1Aと図1Bの関係と同様である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The relationship between FIGS. 5A and 5B is the same as the relationship between FIGS. 1A and 1B.

本実施例の特徴は、光ビーム伝搬路が光素子412に対して下側にあることである。すなわち、光導波路414は光素子412の下方に配置される。本実施例では、光導波路フィルム414は基板411に搭載され、光導波路フィルム414上に電極419が形成され、そこに光素子412がフリップチップ実装される形態となっている。光導波路フィルム414の構造は実施例1と同様で、先端443が湾曲した光導波路コア441と、クラッド442に対して高い屈折率を有する樹脂からなる球体形状の光軸方向変換構造417が具備されている。   The feature of the present embodiment is that the light beam propagation path is below the optical element 412. That is, the optical waveguide 414 is disposed below the optical element 412. In this embodiment, the optical waveguide film 414 is mounted on a substrate 411, an electrode 419 is formed on the optical waveguide film 414, and the optical element 412 is flip-chip mounted thereon. The structure of the optical waveguide film 414 is the same as that of the first embodiment, and includes an optical waveguide core 441 having a curved tip 443 and a spherical optical axis direction conversion structure 417 made of a resin having a high refractive index with respect to the cladding 442. ing.

光素子412は、その受発光点421から出射する光ビーム123の光軸中心422と、該球体形状の光軸方向変換構造417の中心軸471とが位置ずれするように配置されている。この構造により該球体形状の光軸方向変換構造417を通過した光ビーム123は、屈折して傾きを持つことになる。光の伝搬する形態は、方向が異なるだけで実施例1にて記したものと同じ形態となる。   The optical element 412 is disposed such that the optical axis center 422 of the light beam 123 emitted from the light emitting / receiving point 421 and the central axis 471 of the spherical optical axis direction conversion structure 417 are displaced. With this structure, the light beam 123 that has passed through the spherical optical axis direction conversion structure 417 is refracted and tilted. The form of light propagation is the same as that described in the first embodiment except that the direction is different.

本実施例によれば、光素子の下側に光の入出射点を配置した構成において、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせることができるため、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えて光素子の下側に配置することができので、光導波路による高さの増分をなくして光電気複合モジュールの高さを低減することができるようになった。   According to the present embodiment, in the configuration in which the light incident / exit point is arranged on the lower side of the optical element, the end face of the optical waveguide can be inclined rather than perpendicular to the optical element installation surface. The height from the entrance / exit surface of the optical element required until the optical waveguide is arranged in parallel to the exit surface can be kept low and placed below the optical element. Without this, the height of the photoelectric composite module can be reduced.

次に、図6を用いて、本発明による第五の実施の形態を示す。図6Aと図6Bの関係は、図1Aと図1Bの関係と同様である。   Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The relationship between FIGS. 6A and 6B is the same as the relationship between FIGS. 1A and 1B.

本実施例は、光ビーム伝搬路が光素子の下側にあるという点で実施例4と同様である。高屈折率樹脂で形成された光軸方向変換構造517の位置が異なる点が特徴である。高屈折率樹脂で形成された光軸方向変換構造517は、光導波路フィルム514の上面に実施例2で説明したものと同様な樹脂を滴下する形で設置している。   The present embodiment is similar to the fourth embodiment in that the light beam propagation path is on the lower side of the optical element. It is characterized in that the position of the optical axis direction conversion structure 517 made of high refractive index resin is different. The optical axis direction conversion structure 517 formed of a high refractive index resin is installed on the upper surface of the optical waveguide film 514 so as to drop a resin similar to that described in the second embodiment.

これにより実施例2と同様に高屈折率樹脂で形成された光軸方向変換構造517の表面は半球体状になっている。この半球体形状の高屈折率樹脂で形成された光軸方向変換構造517により光素子412の受発光点421から出射する光ビーム123に傾きを生じさせ、先端543が湾曲した光導波路514のコア541に効率よく光を伝搬させることができる。   As a result, the surface of the optical axis direction conversion structure 517 made of a high refractive index resin is hemispherical as in the second embodiment. The optical axis direction conversion structure 517 made of this hemispherical high refractive index resin causes the light beam 123 emitted from the light receiving / emitting point 421 of the optical element 412 to be inclined, and the core of the optical waveguide 514 in which the tip 543 is curved. Light can be efficiently propagated to 541.

本実施例によれば、光素子の下側に光の入出射点を配置した構成において、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせることができるため、光素子の入出射面に対して光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えて光素子の下側に配置することができので、光導波路による高さの増分をなくして光電気複合モジュールの高さを低減することができるようになった。   According to the present embodiment, in the configuration in which the light incident / exit point is arranged on the lower side of the optical element, the end face of the optical waveguide can be inclined rather than perpendicular to the optical element installation surface. The height from the entrance / exit surface of the optical element required until the optical waveguide is arranged in parallel to the exit surface can be kept low and placed below the optical element. Without this, the height of the photoelectric composite module can be reduced.

次に、図7を用いて、本発明による光電気複合モジュール1が伝送装置100に適用される形態を示す。   Next, a configuration in which the photoelectric composite module 1 according to the present invention is applied to the transmission apparatus 100 will be described with reference to FIG.

図7において、伝送装置100は、第二の基板21上に光電気複合モジュール1と電子部品(IC22)が搭載されて形成されている。光電気複合モジュール1は、はんだバンプ25により伝送装置100の第二の基板21上に搭載されている。第二の基板21上には、同じくはんだバンプ25によりスイッチLSI等のIC22が搭載されている。   In FIG. 7, the transmission device 100 is formed by mounting the photoelectric composite module 1 and an electronic component (IC 22) on a second substrate 21. The photoelectric composite module 1 is mounted on the second substrate 21 of the transmission device 100 by solder bumps 25. Similarly, an IC 22 such as a switch LSI is mounted on the second substrate 21 by solder bumps 25.

IC22は、第二の基板21に具備される電気配線23を介して光電気複合モジュール1に搭載されている光送受信回路素子13に電気的に接続されている。すなわち、伝送装置100において、IC22からの電気信号が光送信回路13に伝送され、さらに光送信回路13から電気信号が光素子(発光素子)12に伝送され、光信号に変換された後に光導波路14を伝搬して光信号が伝送される。あるいは、光導波路14を伝搬してきた光信号が光素子(受光素子)12で電気信号に変換され、光送受信回路13を通ってIC32に達する。光導波路14の端部は光コネクタ26が備わっており、ここに別の光導波路(光ファイバ)等を接続することによりボード間やラック間の光伝送が可能となる。   The IC 22 is electrically connected to the optical transmission / reception circuit element 13 mounted on the photoelectric composite module 1 via the electrical wiring 23 provided on the second substrate 21. That is, in the transmission apparatus 100, an electrical signal from the IC 22 is transmitted to the optical transmission circuit 13, and further, the electrical signal is transmitted from the optical transmission circuit 13 to the optical element (light emitting element) 12 and converted into an optical signal, and then the optical waveguide. 14 is transmitted through the optical signal. Alternatively, the optical signal propagating through the optical waveguide 14 is converted into an electric signal by the optical element (light receiving element) 12, and reaches the IC 32 through the optical transmission / reception circuit 13. An optical connector 26 is provided at the end of the optical waveguide 14. By connecting another optical waveguide (optical fiber) or the like to this end, optical transmission between boards or racks is possible.

光電気複合モジュール1は、実施例1の形態のものを用いているが、これ以外の実施例2〜5のいずれの形態を用いても構わない。光電気複合モジュール1やIC22の第二の基板21への実装形態も、はんだ以外の電気ソケット等を用いたものでも構わない。   Although the photoelectric composite module 1 uses the form of Example 1, any form of Examples 2 to 5 other than this may be used. The mounting form of the photoelectric composite module 1 or the IC 22 on the second substrate 21 may also be an electrical socket other than solder.

本実施例によれば、光導波路の端面を光素子設置面に対して垂直でなく傾けさせて、光素子の入出射面に対し光導波路を平行に配置するまでに要する光素子の入出射面からの高さを低く抑えるようにして高さを低くおさえた光電気複合モジュールを用いることにより、伝送装置全体の厚みを比較的薄く構成することがきるようになった。   According to the present embodiment, the end face of the optical waveguide is tilted rather than perpendicular to the optical element installation surface, and the optical element entrance / exit plane required for placing the optical waveguide in parallel with the optical element entrance / exit plane By using an opto-electric composite module that keeps the height of the transmission device low, the overall thickness of the transmission device can be made relatively thin.

1・・・光電気複合モジュール 11・・・基板 12・・・光素子 13・・・光送受信回路素子 14・・・光導波路 15・・・はんだバンプ 16・・・電気配線 17・・・光軸方向変換構造(球体形状、半球体形状) 18・・・ミラー 19・・・電極 21・・・第二の基板 22・・・IC 23・・・電気配線 24・・・電極 25・・・はんだバンプ 26・・・光コネクタ 100・・・伝送装置 121・・・光素子の出射点/入射点 141・・・光導波路コア 142・・・光導波路クラッド 143・・・光導波路コアの端部 144・・・光導波路フィルム 171・・・球体形状、半球体形状の中心軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoelectric composite module 11 ... Board | substrate 12 ... Optical element 13 ... Optical transmission / reception circuit element 14 ... Optical waveguide 15 ... Solder bump 16 ... Electric wiring 17 ... Light Axial direction conversion structure (spherical shape, hemispherical shape) 18 ... mirror 19 ... electrode 21 ... second substrate 22 ... IC 23 ... electrical wiring 24 ... electrode 25 ... Solder bump 26 ... Optical connector 100 ... Transmission device 121 ... Optical element exit point / incident point 141 ... Optical waveguide core 142 ... Optical waveguide clad 143 ... End of optical waveguide core 144... Optical waveguide film 171... Center axis of spherical shape and hemispherical shape

Claims (15)

光の入力部または出力部を備えた光素子と、
前記光素子と前記光の入力部または出力部で光学的に接続する光導波路と
前記光素子と電気的に接続する光送受信回路素子と、
前記光素子と前記光送受信回路素子とを搭載する回路基板と、
を備えた光電気複合モジュールであって、
前記光素子と前記光導波路とは、前記光素子の前記光の入力部または出力部の光の光軸、または前記光導波路から前記光素子側の光の光軸を傾ける光軸方向変換部を介して光学的に接続されていることを特徴とする光電気複合モジュール。
An optical element having an input part or an output part of light;
An optical waveguide optically connected to the optical element at the input or output part of the light, and an optical transmission / reception circuit element electrically connected to the optical element;
A circuit board on which the optical element and the optical transceiver circuit element are mounted;
A photoelectric composite module comprising:
The optical element and the optical waveguide include an optical axis direction conversion unit that tilts an optical axis of light of the light input part or output part of the optical element, or an optical axis of light on the optical element side from the optical waveguide. An optical / electrical composite module characterized in that it is optically connected.
請求項1記載の光電気複合モジュールであって、前記光導波路は屈折率が比較的高いコアと前記コアの周囲を屈折率が比較的低いクラッドで覆った構成を有し、前記コアは前記光素子の前記光の入力部または出力部が形成された面と平行に直線状に伸びる部分を有し、前記コアの前記光軸方向変換部の側の端部において前記光軸方向変換部の側に湾曲して形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   2. The photoelectric composite module according to claim 1, wherein the optical waveguide includes a core having a relatively high refractive index and a periphery of the core covered with a clad having a relatively low refractive index. A portion extending linearly in parallel with the surface on which the light input portion or output portion of the element is formed, and at the end of the core on the optical axis direction conversion portion side, on the side of the optical axis direction conversion portion The photoelectric composite module is characterized by being curved in a curved line. 請求項1記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は、前記クラッドと同じ材質で球状または楕円状に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   2. The photoelectric composite module according to claim 1, wherein the optical axis direction conversion portion is formed in a spherical shape or an elliptical shape with the same material as the clad. 3. 請求項1記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は、前記光素子の光を送信または受信する面上に半球状に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   2. The photoelectric composite module according to claim 1, wherein the optical axis direction conversion unit is formed in a hemispherical shape on a surface of the optical element that transmits or receives light. . 請求項2記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は、前記光導波路の前記コアの前記光軸方向変換部の側に湾曲して形成された端面に半球状に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   3. The photoelectric composite module according to claim 2, wherein the optical axis direction converting portion is hemispherically formed on an end surface of the optical waveguide that is curved toward the optical axis direction converting portion. A photoelectric composite module characterized by comprising: 請求項1記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は反射面を有し、前記光素子側の光又は前記光導波路側の光を前記反射面で反射させて前記光素子側の光の光軸、または前記光導波路側の光の光軸を傾けることを特徴とする光電気複合モジュール。   2. The photoelectric composite module according to claim 1, wherein the optical axis direction conversion unit has a reflection surface, and the light on the optical element side or the light on the optical waveguide side is reflected on the reflection surface. An optical / electrical composite module characterized in that the optical axis of the light on the side or the optical axis of the light on the optical waveguide side is inclined. 請求項1記載の光電気複合モジュールであって、前記光素子は、前記光の入力部または出力部が前記光素子を搭載する回路基板の側に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   2. The photoelectric composite module according to claim 1, wherein the optical element has an input part or an output part of the light formed on a circuit board on which the optical element is mounted. module. 光の入力部または出力部を備えた光素子と、
前記光素子側の光の光軸を傾ける光軸方向変換部と、
前記光軸方向変換部を介して前記光素子と光学的に接続する光導波路と、
光送受信回路素子と、
前記光素子と前記光送受信回路素子とを搭載する基板と、
を備えた光電気複合モジュールであって、
前記光導波路は、屈折率が比較的高いコアと前記コアの周囲を屈折率が比較的低いクラッドで覆った構成を有し、前記コアは前記光素子の前記光の入力部または出力部が形成された面と平行に直線状に伸びる部分を有し、前記コアの前記光軸方向変換部の側の端部において前記光軸方向変換部の側に湾曲して形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。
An optical element having an input part or an output part of light;
An optical axis direction conversion unit that inclines the optical axis of the light on the optical element side;
An optical waveguide optically connected to the optical element via the optical axis direction converter,
An optical transceiver circuit element;
A substrate on which the optical element and the optical transceiver circuit element are mounted;
A photoelectric composite module comprising:
The optical waveguide has a structure in which a core having a relatively high refractive index and a periphery of the core are covered with a clad having a relatively low refractive index, and the core is formed by the light input portion or the output portion of the optical element. A portion extending linearly in parallel with the formed surface, wherein the end of the core on the side of the optical axis direction conversion unit is curved toward the side of the optical axis direction conversion unit. Photoelectric composite module.
請求項8記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は、前記クラッドと同じ材質で球状または楕円状に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   9. The photoelectric composite module according to claim 8, wherein the optical axis direction converting portion is formed in a spherical shape or an elliptical shape with the same material as the cladding. 請求項8記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は、前記光素子側の面上に半球状に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   9. The photoelectric composite module according to claim 8, wherein the optical axis direction conversion portion is formed in a hemispherical shape on the surface on the optical element side. 請求項8記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は、前記光導波路の前記コアの前記光軸方向変換部の側に湾曲して形成された端面に半球状に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   9. The photoelectric composite module according to claim 8, wherein the optical axis direction converting portion is formed in a hemispherical shape on an end surface of the optical waveguide that is curved toward the optical axis direction converting portion. A photoelectric composite module characterized by comprising: 請求項8記載の光電気複合モジュールであって、前記光軸方向変換部は反射面を有し、前記光素子側の光を前記反射面で反射させて前記光素子側の光の光軸、または前記光導波路側の光の光軸を傾けることを特徴とする光電気複合モジュール。   9. The photoelectric composite module according to claim 8, wherein the optical axis direction conversion unit has a reflection surface, and the light on the optical element side is reflected by the reflection surface to reflect the light axis on the optical element side. Alternatively, a photoelectric composite module characterized in that an optical axis of light on the optical waveguide side is inclined. 請求項8記載の光電気複合モジュールであって、前記光素子は、前記光の入力部または出力部が前記光素子を搭載する回路基板の側に形成されていることを特徴とする光電気複合モジュール。   9. The photoelectric composite module according to claim 8, wherein the optical element has an input part or an output part of the light formed on a circuit board on which the optical element is mounted. module. 光電気複合モジュールと、
前記光電気複合モジュールと電気的に接続する半導体素子と、
前記光電気複合モジュールと前記半導体素子とを搭載して前記光電気複合モジュールと前記半導体素子とを電気的に接続する配線パターンが形成された回路基板と
を備えた伝送装置であって、
前記光電気複合モジュールは、
光の入力部または出力部を備えた光素子と、
前記光素子の光の入力部側または出力部側の光の光軸を傾ける光軸方向変換部と、
前記光軸方向変換部を介して前記光素子と光学的に接続する光導波路と、
光送受信回路素子と、
前記光素子と前記光送受信回路素子とを搭載する基板とを備え構成されている
ことを特徴とする光電気複合モジュールを用いた伝送装置。
A photoelectric composite module;
A semiconductor element electrically connected to the photoelectric composite module;
A transmission apparatus comprising: a circuit board on which a wiring pattern for mounting the photoelectric composite module and the semiconductor element and electrically connecting the photoelectric composite module and the semiconductor element is formed;
The photoelectric composite module is
An optical element having an input part or an output part of light;
An optical axis direction conversion unit that inclines the optical axis of light on the light input part side or output part side of the optical element;
An optical waveguide optically connected to the optical element via the optical axis direction converter,
An optical transceiver circuit element;
A transmission device using an opto-electric composite module, comprising: a substrate on which the optical element and the optical transceiver circuit element are mounted.
請求項14記載の光電気複合モジュールを用いた伝送装置であって、前記光電気複合モジュールの前記光導波路は、屈折率が比較的高いコアと前記コアの周囲を屈折率が比較的低いクラッドで覆った構成を有し、前記コアは前記光素子の前記光の入力部または出力部が形成された面と平行に直線状に伸びる部分を有し、前記コアの前記光軸方向変換部の側の端部において前記光軸方向変換部の側に湾曲して形成されていることを特徴とする光電気複合モジュールを用いた伝送装置。   15. The transmission device using the optoelectric composite module according to claim 14, wherein the optical waveguide of the optoelectronic composite module is a core having a relatively high refractive index and a clad having a relatively low refractive index around the core. The core has a portion extending linearly in parallel with the surface on which the light input portion or output portion of the optical element is formed, and the core is on the side of the optical axis direction conversion portion. A transmission device using a photoelectric composite module, characterized in that it is bent at the end of the optical axis direction conversion portion.
JP2015150686A 2015-07-30 2015-07-30 Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same Pending JP2017032695A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015150686A JP2017032695A (en) 2015-07-30 2015-07-30 Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015150686A JP2017032695A (en) 2015-07-30 2015-07-30 Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017032695A true JP2017032695A (en) 2017-02-09

Family

ID=57987910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015150686A Pending JP2017032695A (en) 2015-07-30 2015-07-30 Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017032695A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023047347A (en) * 2021-09-24 2023-04-05 ヒロセ電機株式会社 Media adapter for multimode waveguide interconnections

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023047347A (en) * 2021-09-24 2023-04-05 ヒロセ電機株式会社 Media adapter for multimode waveguide interconnections
US12332490B2 (en) 2021-09-24 2025-06-17 Hirose Electric Co., Ltd. Media adaptor for multimode waveguide interconnects
JP7719043B2 (en) 2021-09-24 2025-08-05 ヒロセ電機株式会社 Media adapters for multimode waveguide interconnections

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101305848B1 (en) Optical waveguide and optical waveguide module
JP5532929B2 (en) Optical wiring printed circuit board manufacturing method
US9341828B2 (en) Multi-core fiber optical coupling elements
US9804334B2 (en) Fiber to chip optical coupler
JP6127053B2 (en) Multichannel transceiver
TW442678B (en) Connector-type optical transceiver using SOI optical waveguide
US20050175306A1 (en) Waveguides with integrated lenses and reflective surfaces
KR20150024431A (en) Optical assembly with diffractive optical element
KR20140054384A (en) Mechanically aligned optical engine
KR20080068405A (en) Flexible printed circuit board with optical / electrical wiring using optical fiber
JP5395042B2 (en) Manufacturing method of optical path conversion device
CN106170724A (en) Optical waveguide, manufacturing method thereof, and optical component using the optical waveguide
US9423581B2 (en) Parallel optical system with integrated monitoring photodetectors
JP2013012548A (en) Optical module and photo-electric hybrid board
JP2017032695A (en) Photoelectric composite module and transmission apparatus using the same
Guidotti et al. Edge viewing photodetectors for strictly in-plane lightwave circuit integration and flexible optical interconnects
JP5898732B2 (en) Manufacturing method of optical module
JP6205001B2 (en) Photoelectric conversion module and active optical cable
JP2008134444A (en) Optical module and optical waveguide structure
JP4607063B2 (en) Manufacturing method of optical path conversion connector
TWI766444B (en) Optical communication module
JP2009223340A (en) Optical component and optical path changing device used for the same
US20150234134A1 (en) Optical Path Converting Optical Coupling Device Connected with Optical Fiber, and Optical Module
JP2015068997A (en) Photoelectric conversion device and optical module using the same
JP5664910B2 (en) Optical module