JP6851550B2 - Alignment method of optical element - Google Patents
Alignment method of optical element Download PDFInfo
- Publication number
- JP6851550B2 JP6851550B2 JP2020525012A JP2020525012A JP6851550B2 JP 6851550 B2 JP6851550 B2 JP 6851550B2 JP 2020525012 A JP2020525012 A JP 2020525012A JP 2020525012 A JP2020525012 A JP 2020525012A JP 6851550 B2 JP6851550 B2 JP 6851550B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- passive element
- reflected light
- light
- semiconductor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 205
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 68
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 18
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
この発明は、光素子を実装基板に実装する際の位置合わせの技術に関するものである。 The present invention relates to an alignment technique when mounting an optical element on a mounting substrate.
半導体レーザ素子に代表される光素子を、光通信デバイスとして用いる場合、実装基板上に当該光素子を実装して光学的に結合させる。光素子間で高い結合効率を実現するためには、各光素子を精確に位置合わせすることが要求される。
半導体レーザ素子の位置調整方法としては、主に、アクティブアライメント方式とパッシブアライメント方式とに分類される。アクティブアライメント方式は、半導体レーザ素子を駆動させ、当該駆動状態にある半導体レーザ素子の入力信号を用いて光検出器の受光強度を観測して位置を調整する手法である。
一方、パッシブアライメント方式は、半導体レーザ素子を駆動することなく、当該半導体レーザ素子の画像信号を用いて位置を調整する手法である。このパッシブアライメント方式の位置調整方法を用いて位置調整用のアライメントマークを適切に配置することにより半導体レーザ素子の実装精度を高める技術が提案されている。When an optical element represented by a semiconductor laser element is used as an optical communication device, the optical element is mounted on a mounting substrate and optically coupled. In order to achieve high coupling efficiency between optical elements, it is required to accurately align each optical element.
The position adjusting method of the semiconductor laser element is mainly classified into an active alignment method and a passive alignment method. The active alignment method is a method of driving a semiconductor laser element and observing the light receiving intensity of the photodetector using the input signal of the semiconductor laser element in the driven state to adjust the position.
On the other hand, the passive alignment method is a method of adjusting the position by using the image signal of the semiconductor laser element without driving the semiconductor laser element. A technique has been proposed in which the mounting accuracy of a semiconductor laser device is improved by appropriately arranging alignment marks for position adjustment using this passive alignment method of position adjustment method.
例えば、特許文献1に開示された半導体レーザ素子は、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークを、積層方向から半導体レーザ素子を平面視した場合に、活性層に形成される導波路の長手方向とは直交する方向に一定の幅とされる。第1アライメントマークは、その一端が半導体レーザ素子の切断面に接する状態で導波路の長手方向に沿って延在する。一方、第2アライメントマークは、半導体レーザ素子の切断面と接する第1アライメントマークの一端とは逆の他端を基準として切断面側とは逆側に位置し、導波路の長手方向に沿って延在する。
上述した構成により、特許文献1に開示された半導体レーザ素子では、第1アライメントマークの端点に対して所定の位置関係にある点に第2アライメントマークが位置していれば、それら2点は、半導体レーザ素子の切断面の状態にかかわらず絶対的な基準となり、当該点に基づいて正確な位置合わせを実現している。For example, in the semiconductor laser device disclosed in
With the above-described configuration, in the semiconductor laser device disclosed in
上述した特許文献1に記載された半導体レーザ素子では、積層方向から半導体レーザ素子を平面視した場合に、アライメントマークとの相対的な位置ずれを低減することができるが、積層方向の位置ずれを調整することができないという問題があった。積層方向から半導体レーザ素子を平面視した場合に、平面方向および積層方向の調整を行うためには、アクティブアライメント方式の位置調整方法を用いることが有効である。しかし、アクティブアライメント方式の位置調整方法は、位置調整に時間を要するという課題があった。
In the semiconductor laser device described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、アクティブアライメント方式の位置調整方法において位置調整に要する時間を短縮することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the time required for position adjustment in the position adjustment method of the active alignment method.
この発明に係る光素子の調芯方法は、実装基板に実装された第1の素子が出射面から光を出射するステップと、第1の素子の出射面と対向する光の入射面を有する光導波路と、基板層とを積層して構成された第2の素子の基板層に形成された傾斜面において、第1の素子から出射された光が反射されて得られる反射光を撮像するステップと、反射光の撮像位置が目的とする地点に一致するように、第2の素子を光導波路及び基板層の積層方向に移動させて、第1の素子と第2の素子との相対位置関係を調整するステップと、相対位置関係の調整後、第2の素子を積層方向に予め決定された量移動させ、第1の素子から出射された光を第2の素子の光導波路の中心に向けるステップと、第1の素子から出射された光を光導波路の中心に向けた後、第2の素子が備える光検出機能を用いて、第2の素子の調芯を行うステップとを備えるものである。 Core method adjustment of the optical device according to the present invention includes the steps of first element mounted on the mounting substrate to emit light from the emission surface, the light having an incident surface of the exit surface facing the light of the first element A step of imaging the reflected light obtained by reflecting the light emitted from the first element on the inclined surface formed on the substrate layer of the second element formed by laminating the waveguide and the substrate layer. , The second element is moved in the stacking direction of the optical waveguide and the substrate layer so that the imaging position of the reflected light coincides with the target point, and the relative positional relationship between the first element and the second element is determined. The step of adjusting and the step of moving the second element in the stacking direction by a predetermined amount after adjusting the relative positional relationship, and directing the light emitted from the first element toward the center of the optical waveguide of the second element. And, after directing the light emitted from the first element to the center of the optical waveguide, the step of aligning the second element by using the light detection function provided by the second element is provided. ..
この発明によれば、アクティブアライメント方式の位置調整方法において位置調整に要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to shorten the time required for position adjustment in the position adjustment method of the active alignment method.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る光素子装置1の概略を示す斜視図である。
光素子装置1は、実装基板10、半導体光増幅器(第1の素子)20および光受動素子(第2の素子)30を主な構成要素として備える。
実装基板10は、半導体光増幅器20および光受動素子30を実装するための基板である。実装基板10は、光受動素子30を実装する領域に位置決めマーク(図示しない)を有している。当該位置決めマークは、実装基板10に実装された半導体光増幅器20の実装位置を基準として、パッシブアライメント方式で光受動素子30を位置決めするためのマークである。なお、以下では、実装基板10に半導体光増幅器20が実装されているものとして説明する。Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the
The
The
半導体光増幅器20は、実装基板10に平行な活性層を有する端面発光型の光素子である。半導体光増幅器20は、電流が流れると自然放出光を出射する。出射された光は光受動素子30に入射する。半導体光増幅器20は、InPなどの半導体化合物を材料として構成される。
The semiconductor
光受動素子30は、例えばSilicon On Insulator(SOI)基板で構成される基板層31と、光を伝播する光導波路であるSi層32で構成される。光受動素子30は、内部に光検出機能を有する。Si層32は、半導体光増幅器20の出射面21と対向する面に入射面32aを有する。後述する光受動素子30の位置調整を行うことより、出射面21から出射された光が光受動素子30の入射面32aから光導波路に入射するように、半導体光増幅器20と光受動素子30との光学的な結合が行われる。
なお、説明を容易にするため、適宜、図中にXYZの座標軸を示す。半導体光増幅器20が自然放出光を出射する方向を+X方向、X軸方向に互いに垂直な2つの方向をY軸方向、Z軸方向としている。また、光受動素子30の幅方向はX軸方向と一致し、光受動素子30の積層方向はY軸方向と一致し、光受動素子30の奥行き方向はZ軸方向と一致する。The optical
For ease of explanation, the coordinate axes of XYZ are shown in the figure as appropriate. The direction in which the semiconductor
光受動素子30の基板層31は、基板表面の一部に凹部33を備える。凹部33は、入射面32aが形成された面と基板層31の表面とのなす辺の一部を切り欠いて形成される。凹部33の形状は、基板層31を三角柱形状に切り欠いた形状である。また、凹部33は、基板層31の基板表面に対して傾斜を有する平面である傾斜面34を有する。図2に示すように、傾斜面34は、光受動素子30の中央から、入射面32aが形成された面側に向けて、光受動素子30の高さが積層方向(Y軸方向)に低くなる傾斜を有している。凹部33および傾斜面34は、基板層31のみに形成され、光導波路を有するSi層32からは一定距離離間している。凹部33および傾斜面34は、半導体エッチング技術を用いて形成することができるので、光導波路を有するSi層32から一定距離離間した基板層31のみに導入することができる。
The
図2は、実施の形態1に係る光素子装置1の光受動素子30の構成を示す斜視図である。図2を参照しながら、光受動素子30の光導波路と傾斜面34との関係について説明する。
Y軸方向に伸びる線分であって、且つSi層32の光導波路の中心32bを通る線分L1と、X−Y平面に平行な面上において、傾斜面34の中心点35を通り、傾斜面34の傾斜に沿って伸びる線分L2とが交わる。即ち、光導波路の中心32bのZ軸方向の位置と、傾斜面34の中心点35のZ軸方向との位置とが一致する。FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the optical
A line segment extending in the Y-axis direction and passing through the
次に、図3および図4を参照しながら、傾斜面34における光の反射について説明する。
図3は、実施の形態1に係る光素子装置1の構成を示す上面図である。図4Aから図4Dは、図3のA−A線断面図である。
図3および図4では、実装基板10の実装面に設けられた位置決めマークを用いて、予めパッシブアライメント方式により光受動素子30の実装基板10の平面方向での位置決めが行われているものとする。なお、パッシブアライメント方法による光受動素子30の位置決め技術は公知であるため、説明を省略する。Next, the reflection of light on the
FIG. 3 is a top view showing the configuration of the
In FIGS. 3 and 4, it is assumed that the mounting
傾斜面34は、光を反射するための表面処理、例えば金属コーティングが施されている。傾斜面34は、当該表面処理により、半導体光増幅器20から放出される放出光Pを反射し、反射光Pa,Pb,Pcとする。カメラ101は、反射光Pa,Pb,Pcを撮像し、撮像データを制御装置(図示しない)に出力する。制御装置は、入力された撮像データを解析し、半導体光増幅器20と光受動素子30との相対位置関係を評価する。制御装置は、評価結果に基づいて、光受動素子30に接続された駆動装置(図示しない)を制御し、光受動素子30をY軸方向に移動させる。
The
図4Aおよび図4Bに示したように、光受動素子30の位置をY軸方向に移動させた場合、カメラ101における反射光Paの撮像位置はX軸方向に移動する。カメラ101における反射光Paの撮像位置が目標とする地点と一致するように、制御装置が上述した制御を行い、光受動素子30をY軸方向に移動させる。これにより、半導体光増幅器20と光受動素子30とが、目標とする相対位置関係になるように調整される。上述した目標とする地点としては、例えばカメラ101における反射光Paの撮像位置が、半導体光増幅器20側に最も近づいた地点Q(図4(A)参照)等を設定可能である。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the position of the optical
半導体光増幅器20と光受動素子30とを目標とする相対位置関係に調整した後、制御装置は、光受動素子30をY軸方向のプラス方向に予め決定された量移動させる。当該移動により、放出光Pが光導波路の中心32bに向けられる。ここで、Y軸方向のプラス方向に移動させる量は、上述した目標とした地点と、光導波路の中心32bとの位置関係に基づいて設定される。上述した処理により、半導体光増幅器20と光受動素子30との第1の調芯処理が終了する。
After adjusting the semiconductor
その後、第2の調芯処理として、光受動素子30が光検出機能を用いて、半導体光増幅器20が放出した自然放出光の検出強度を算出する。制御装置は、当該算出された検出強度に基づいて、光受動素子30の位置を調整する。
上述した第1の調芯および第2の調芯により、半導体光増幅器20の出射面21と光受動素子30の光導波路とが光学的に結合される。Then, as the second alignment process, the optical
The
また、図4Cおよび図4Dに示したように、傾斜面34の傾斜角度の変化よって、反射光Pc,Pdの反射方向が変化する。そのため、カメラ101の配置位置は、傾斜面34の傾斜角度によって、適宜設定可能である。
Further, as shown in FIGS. 4C and 4D, the reflection directions of the reflected lights Pc and Pd change depending on the change in the inclination angle of the
以上のように、実施の形態1によれば、光を伝搬する光導波路と、当該光の出射面21とを有する半導体光増幅器20と、光を伝搬する光導波路と、半導体光増幅器20の出射面21と対向する光の入射面32aとを有する光受動素子30とを備え、光受動素子30は、基板層31に、半導体光増幅器20から出射された光を反射する傾斜面34が形成された凹部33を有し、当該凹部33が光導波路から一定距離離間した位置に形成したので、光検出機能のみを用いてアクティブアライメント方式の位置調整を行う場合と比較して半導体光増幅器20と光受動素子30との調芯処理に要する時間を短縮することができる。
As described above, according to the first embodiment, the semiconductor
実施の形態2.
図5は、実施の形態2に係る光素子装置1Aの概略を示す斜視図である。
実施の形態2の光素子装置1Aは、光受動素子30Aの凹部の形状を変形して構成している。
なお、以下では、実施の形態1に係る発明の光素子装置1の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態1で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、以下では、実装基板10に半導体光増幅器20が実装されているものとして説明する。Embodiment 2.
FIG. 5 is a perspective view showing an outline of the
The
In the following, the same or corresponding parts as the components of the
図5に示すように、実施の形態2の光受動素子30Aの基板層31は、基板表面の一部に凹部33Aを備える。凹部33Aは、入射面32aが形成された面と、基板層31の表面とのなす辺の一部を切り欠いて形成される。凹部33Aの形状は、基板層31を三角錘形状に切り欠いた形状である。詳細には、凹部33Aは、基板層31の基板表面に三角錐の頂点38が位置し、入射面32aが形成された面側に三角錐の底辺が位置するように切り欠いて形成される。切り欠いた三角錐の2つ側面が、基板層31の基板表面に対して傾斜を有する2つの傾斜面36,37となる。
As shown in FIG. 5, the
傾斜面36と傾斜面37が交わる辺は、光受動素子30Aの中心から、入射面32aが形成された面側に向けて、光受動素子30Aの高さが積層方向(Y軸方向)に低くなる傾斜を有している。凹部33Aおよび傾斜面36,37は、基板層31のみに形成され、光導波路を有するSi層32からは一定距離離間している。凹部33Aおよび傾斜面36,37は、光導波路を有するSi層32から一定距離離間した基板層31のみに導入することができる。
At the side where the
図6は、実施の形態2に係る光素子装置1Aの光受動素子30Aの構成を示す斜視図である。図6を参照しながら、光受動素子30Aの光導波路と傾斜面36,37との関係について説明する。
Y軸方向に伸びる線分であって、且つSi層32の光導波路の中心32bを通る線分L3と、X−Y平面に平行な面上において、凹部33Aの三角錐の頂点38を通り、傾斜面36または傾斜面37の傾斜に沿って伸びる線分L4とが交わる。即ち、光導波路の中心32bのZ軸方向の位置と、凹部33Aの三角錐の頂点38のZ軸方向との位置とが一致する。FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the optical
A line segment extending in the Y-axis direction and passing through the
次に、図7および図8を参照しながら、傾斜面36,37における光の反射について説明する。
図7は、実施の形態2に係る光素子装置1Aの構成を示す上面図である。
図8は、図7のB−B線断面図である。
図7および図8では、実施の形態1と同様に、パッシブアライメント方式により光受動素子30Aの実装基板10の平面方向での位置決めが行われている。Next, the reflection of light on the
FIG. 7 is a top view showing the configuration of the
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
In FIGS. 7 and 8, similarly to the first embodiment, the mounting
傾斜面36,37は、光を反射するための表面処理、例えば金属コーティングが施されている。傾斜面36,37は、半導体光増幅器20から放出される放出光Pを反射し、反射光Pdとする。カメラ101は、反射光Pdを撮像し、撮像データを制御装置に出力する。制御装置は、撮像データを解析し、半導体光増幅器20と光受動素子30Aとの相対位置関係を評価する。制御装置は、評価結果に基づいて、光受動素子30Aに接続された駆動装置を制御し、光受動素子30AをY軸方向に移動させる。
The inclined surfaces 36 and 37 are subjected to surface treatment for reflecting light, for example, a metal coating. The inclined surfaces 36 and 37 reflect the emitted light P emitted from the semiconductor
凹部33Aが2つの傾斜面36,37を有することから、当該凹部33Aを用いて光受動素子30Aを、Y軸方向に加えて、実装基板10の平面方向の位置合わせを行うことができる。まず、光受動素子30Aの位置をY軸方向に移動させた場合、カメラ101における反射光Pdの撮像位置はX軸方向に移動する。次に、光受動素子30Aを図6で示したZ軸方向に移動させた場合、カメラ101における撮像位置は、Y軸方向に移動する。例えば、光受動素子30Aの位置を、Z軸方向に図7で示した地点Raから地点Rbまで移動させた場合、カメラ101における反射光Pdの撮像位置は、図7の紙面左から右へ移動し、再び左へ移動する。カメラ101における反射光Pdの撮像位置が図7の紙面の最も右側に来た場合に、実装基板10の平面方向の位置合わせが行われる。
Since the
その後、カメラ101における反射光Pdの撮像位置が目標とする地点と一致するように、光受動素子30AをY軸方向に移動させながら、制御装置が上述した制御を行う。これにより、半導体光増幅器20と光受動素子30Aとが、目標とする相対位置関係となるように調整される。上述した目標とする地点としては、例えばカメラ101における反射光Pdの撮像位置が、半導体光増幅器20側に最も近づいた地点Q(図8参照)等を設定可能である。
After that, the control device performs the above-mentioned control while moving the optical
半導体光増幅器20と光受動素子30Aとを目標とする相対関係に調整した後、制御装置は、光受動素子30AをY軸方向のプラス方向に予め決定された量移動させる。ここで、Y軸方向のプラス方向に移動させる量は、上述した目標とした地点と、光導波路の中心32bとの位置関係に基づいて設定される。以上で、半導体光増幅器20と光受動素子30Aとの第1の調芯処理が終了する。
After adjusting the semiconductor
その後、第2の調芯処理として、光受動素子30Aが光検出機能を用いて、半導体光増幅器20が放出した自然放出光の検出強度を算出する。制御装置は、当該算出された検出強度に基づいて、光受動素子30Aの位置を調整する。
上述した第1の調芯および第2の調芯により、半導体光増幅器20の出射面21と光受動素子30Aの光導波路とが光学的に結合される。Then, as the second alignment process, the optical
By the first alignment and the second alignment described above, the
この実施の形態2においても、カメラ101の配置位置は、傾斜面36,37の傾斜角度によって、適宜設定可能である。
Also in the second embodiment, the arrangement position of the
以上のように、実施の形態2によれば、凹部33Aが、入射面32aが形成された面と基板層31の表面とのなす辺の一部を切り欠いて設けられ、その形状が三角錘形状に切り欠いた形状であるので、光受動素子を、Y軸方向に加えて、実装基板の平面方向の位置合わせを行うことができる。また、実施の形態1と同様に、光検出機能のみを用いてアクティブアライメント方式の位置調整を行う場合と比較して半導体光増幅器と光受動素子との調芯処理に要する時間を短縮することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
実施の形態3.
図9は、実施の形態3に係る光素子装置1Bの概略を示す斜視図である。
図10は、図9のC−C線断面図である。
実施の形態3の光素子装置1Bは、光受動素子30Bおよびカメラ101の配置を変化させて構成している。
実施の形態3の光素子装置1Bは、光受動素子30Bの基板層31を実装基板10と対向させて配置している。
なお、以下では、実施の形態1に係る光素子装置1Bの構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態1で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、以下では、実装基板10に半導体光増幅器20が実装されているものとして説明する。Embodiment 3.
FIG. 9 is a perspective view showing an outline of the
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
The
In the
In the following, the same or corresponding parts as the components of the
図9および図10で示した光受動素子30Bの構成は、実施の形態1と同一であり、基板層31、Si層32、および凹部33を有する。一方、当該光受動素子30Bは、基板層31が実装基板10と対向し、光導波路を有するSi層32が最上層となるように配置する。また、実装基板10は光受動素子30Bの傾斜面34で反射された反射光を吸収しない材質で構成される。実装基板10において反射光が吸収されないため、当該実装基板10の下方に配置したカメラ101において反射光を撮像する。
The configuration of the optical
実施の形態1と同様に、光受動素子30Bは、半導体光増幅器20から放出される放出光Pを傾斜面34で反射し、反射光Peとする。カメラ101は、反射光Peを撮像し、撮像データを制御装置に出力する。制御装置は、入力された撮像データを解析し、半導体光増幅器20と光受動素子30との相対位置関係を評価する。制御装置は、評価結果に基づいて、光受動素子30に接続された駆動装置を制御し、光受動素子30をY軸方向に移動させる。
Similar to the first embodiment, the optical
カメラ101における反射光Peの撮像位置が目標とする地点と一致するように光受動素子30BをY軸方向に移動させながら、制御装置が上述した制御を行う。これにより、半導体光増幅器20と光受動素子30Bとが、目標とする相対位置関係にとなるように調整が行われる。なお、第1の調芯処理および第2の調芯処理は実施の形態1と同一であるため、詳細な説明は省略する。
The control device performs the above-mentioned control while moving the optical
図11は、実施の形態3に係る光素子装置1Bの変形例を示す図である。
実装基板10が反射光Peを吸収する場合には、実装基板10に反射光Peを通過させる穴部11を形成する。カメラ101は、穴部11を通過した反射光Peを撮像する。これにより、実装基板10の材質は限定されることなく、自由に選択することができる。FIG. 11 is a diagram showing a modified example of the
When the mounting
以上のように、この実施の形態3によれば、半導体光増幅器20および光受動素子30を実装する実装基板10を備え、当該実装基板10は傾斜面34で反射された反射光を吸収しない材質であること、または反射光が通過する穴部11を備えるように構成したので、反射光を実装基板10の非実装面から撮像することができる。また、穴部11を設けた場合、実装基板10の材質を自由に選択することができる。
As described above, according to the third embodiment, the mounting
上述した実施の形態3では、実施の形態1で示した光受動素子30の基板層31を実装基板10と対向させ、傾斜面34で反射された反射光を実装基板10の下方に配置したカメラ101で撮像する場合を示した。なお、これに限定されることなく、実施の形態2で示した光受動素子30Aの基板層31を実装基板10と対向させて配置し、傾斜面36,37で反射された反射光をカメラ101で撮像する構成としてもよい。
In the third embodiment described above, the
実施の形態4.
図12は、実施の形態4に係る光素子装置1Cの構成を示す上面図である。
図13は、図12のD−D線断面図である。
実施の形態4の光受動素子30Cは、半導体光増幅器20から放出された自然放出光を基板層31内で吸収することなく通過させ、傾斜面34で反射させ、反射光をカメラ101側に出力する。
なお、以下では、実施の形態1,3に係る光素子装置1,1Bの構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態1で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、以下では、実装基板10に半導体光増幅器20が実装されているものとして説明する。Embodiment 4.
FIG. 12 is a top view showing the configuration of the
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
The optical
In the following, the same or corresponding parts as the components of the
光受動素子30Cは、実施の形態1で示した光受動素子30に対して凹部33の形成位置を変化させている。凹部33は、基板層31の表面を、半導体光増幅器20側の辺の一部を切り欠くように形成されている。凹部33は、基板層31の基板表面に対して傾斜を有する平面である傾斜面34を有する。図13に示すように、傾斜面34は、光受動素子30Cの中央から、入射面32aが形成された面と対向する面側に向けて、光受動素子30の高さが積層方向(Y軸方向)に低くなる傾斜を有している。凹部33および傾斜面34は、基板層31のみに形成され、光導波路を有するSi層32からは一定距離離間している。凹部33および傾斜面34は、半導体エッチング技術を用いて形成することができるので、光導波路を有するSi層32から一定距離離間した基板層31のみに導入することができる。
The optical
図示は省略するが、図13においてY軸方向に伸びる線分であって、且つSi層32の光導波路の中心32bを通る線分と、X−Y平面に平行な面上において、傾斜面34の中心点を通り、傾斜面34の傾斜に沿って伸びる線分とが交わる。即ち、光導波路の中心32bのZ軸方向の位置と、傾斜面34の中心点のZ軸方向との位置とが一致する。
Although not shown, a line segment extending in the Y-axis direction in FIG. 13 and passing through the
また、実装基板10は、光受動素子30Cの傾斜面34で反射された反射光を吸収しない材質で構成される。実装基板10において反射光が吸収されないため、当該実装基板10の下方に配置されたカメラ101において反射光を撮像する。
なお、第1の調芯処理および第2の調芯処理は実施の形態1と同一であるため、詳細な説明は省略する。Further, the mounting
Since the first alignment process and the second alignment process are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
図14は、実施の形態4に係る光素子装置1Cの変形例を示す図である。
実装基板10が反射光を吸収する場合には、実装基板10に反射光を通過させる穴部11を形成する。カメラ101は、穴部11を通過した反射光を撮像する。これにより、実装基板10の材質は限定されることなく、自由に選択することができる。FIG. 14 is a diagram showing a modified example of the
When the mounting
以上のように、この実施の形態4によれば、半導体光増幅器20および光受動素子30を実装する実装基板10を備え、当該実装基板10は傾斜面34で反射された反射光を吸収しない材質であること、または反射光が通過する穴部11を備えるように構成したので、反射光を実装基板10の非実装面から撮像することができる。これにより、光受動素子30の構成の自由度を高めることができる。また、穴部11を設けた場合、実装基板10の材質を自由に選択することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the mounting
上述した実施の形態4では、実施の形態1で示した光受動素子30の凹部33の形成位置を変化させる場合を示した。なお、これに限定されることなく、実施の形態2で示した光受動素子30Aの凹部33Aの形成位置を変化させる構成としてもよい。
In the fourth embodiment described above, the case where the formation position of the
なお、上述した実施の形態1から実施の形態4では、光受動素子30,30A,30B、30Cに傾斜面を有する凹部を形成する構成を示したが、光受動素子30,30A,30B、30Cに限定されることなく、少なくとも光が入射する素子が傾斜面を有する凹部を備える。
In the above-described first to fourth embodiments, the optical
上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In addition to the above, the present invention allows free combination of each embodiment, modification of any component of each embodiment, or omission of any component in each embodiment within the scope of the invention. It is possible.
この発明に係る光素子装置は、光素子間で高い結合効率が求められる光デバイス等に適用するのが好ましい。 The optical element device according to the present invention is preferably applied to an optical device or the like that requires high coupling efficiency between optical elements.
1,1A,1B,1C 光素子装置、10 実装基板、11 穴部、20 半導体光増幅器、21 出射面、30,30A,30B,30C 光受動素子、31 基板層、32 Si層、32a 入射面、32b 光導波路の中心、33,33A 凹部、34,36,37 傾斜面、35 中心点、38 頂点。 1,1A, 1B, 1C optical element device, 10 mounting board, 11 holes, 20 semiconductor optical amplifier, 21 exit surface, 30, 30A, 30B, 30C optical passive element, 31 substrate layer, 32 Si layer, 32a incident surface , 32b Center of optical waveguide, 33, 33A recess, 34, 36, 37 inclined surface, 35 center point, 38 apex.
Claims (2)
前記第1の素子の出射面と対向する光の入射面を有する光導波路と、基板層とを積層して構成された第2の素子の前記基板層に形成された傾斜面において、前記第1の素子から出射された光が反射されて得られる反射光を撮像するステップと、
前記反射光の撮像位置が目的とする地点に一致するように、前記第2の素子を前記光導波路及び前記基板層の積層方向に移動させて、前記第1の素子と前記第2の素子との相対位置関係を調整するステップと、
前記相対位置関係の調整後、前記第2の素子を前記積層方向に予め決定された量移動させ、前記第1の素子から出射された光を前記第2の素子の光導波路の中心に向けるステップと、
前記第1の素子から出射された光を前記光導波路の中心に向けた後、前記第2の素子が備える光検出機能を用いて、前記第2の素子の調芯を行うステップと、
を備えることを特徴とする光素子の調芯方法。 The step in which the first element mounted on the mounting board emits light from the emission surface,
An optical waveguide having an entrance surface of the exit surface facing the light of the first element, in the inclined surface formed on the substrate layer of the second element configured by laminating a substrate layer, said first The step of capturing the reflected light obtained by reflecting the light emitted from the element of
The second element is moved in the stacking direction of the optical waveguide and the substrate layer so that the imaging position of the reflected light coincides with the target point, and the first element and the second element are combined with each other. Steps to adjust the relative positional relationship of
After adjusting the relative positional relationship, the second element is moved in the stacking direction by a predetermined amount, and the light emitted from the first element is directed to the center of the optical waveguide of the second element. When,
A step of directing the light emitted from the first element toward the center of the optical waveguide and then aligning the second element using the photodetection function provided in the second element.
A method for aligning an optical element, which comprises.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/022606 WO2019239525A1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Optical element device and optical element aligning method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019239525A1 JPWO2019239525A1 (en) | 2020-10-22 |
JP6851550B2 true JP6851550B2 (en) | 2021-03-31 |
Family
ID=68843064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020525012A Expired - Fee Related JP6851550B2 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Alignment method of optical element |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6851550B2 (en) |
WO (1) | WO2019239525A1 (en) |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2955781B2 (en) * | 1991-06-25 | 1999-10-04 | 京セラ株式会社 | Optical waveguide connection structure |
JPH05281443A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Toshiba Corp | Optical coupling method |
JP3169917B2 (en) * | 1998-12-17 | 2001-05-28 | 松下電子工業株式会社 | Semiconductor laser device |
JP4582489B2 (en) * | 2000-01-21 | 2010-11-17 | 住友電気工業株式会社 | Light emitting device |
JP2003240511A (en) * | 2002-02-14 | 2003-08-27 | Sony Corp | Method and apparatus for detecting light-emitting point of laser source |
JP2005148466A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device and method for alignment of optical fiber |
JP2010210836A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Tilt mirror driving device and tilt mirror optical signal exchange device |
JP2012247529A (en) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | Light source device and optical axis adjustment method |
JP2014048577A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Fujitsu Ltd | Optical fiber joint method, and optical fiber joint device |
US9651746B2 (en) * | 2013-03-27 | 2017-05-16 | Ccs Technology, Inc. | Optoelectronic device and method for assembling an optoelectronic device |
JP2018010179A (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | アルプス電気株式会社 | Display unit and head-up display device |
-
2018
- 2018-06-13 JP JP2020525012A patent/JP6851550B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2018-06-13 WO PCT/JP2018/022606 patent/WO2019239525A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019239525A1 (en) | 2019-12-19 |
JPWO2019239525A1 (en) | 2020-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000231041A (en) | Coupling structure of optical semiconductor element and optical transmission path and its coupling method | |
JPH0743565A (en) | Structure and method for coupling optical semiconductor element and optical waveguide | |
JP2005019950A (en) | Bonding device | |
JP2020533632A (en) | Hybrid integration of photonic chips that combine on a single side | |
JP4028814B2 (en) | Mapping device | |
JPH1123914A (en) | Structure for fixing optical element to optical fiber | |
US6381386B1 (en) | V-shaped optical coupling structure | |
JP6851550B2 (en) | Alignment method of optical element | |
JP7065725B2 (en) | Joining device and joining method | |
JP6929103B2 (en) | Optical module | |
US9874705B2 (en) | Optical waveguide module | |
JP4828015B2 (en) | Optical module manufacturing method | |
US7021832B2 (en) | Optical module with a coupling member having an elliptic outer shape for coupling an optical device thereto | |
US7517158B2 (en) | Method for manufacturing an optical module | |
JP2002043673A (en) | Optical module assembly method and device | |
JP2001274499A (en) | Semiconductor laser device and mounting method for semiconductor laser chip | |
JP7215161B2 (en) | Optical waveguide evaluation method and optical module manufacturing method | |
JP6190325B2 (en) | Optical semiconductor device mounting method and apparatus | |
JP2000147311A (en) | Positioning method in optical waveguide coupling device and optical waveguide coupling device realized by the method | |
JPH0339706A (en) | Optical module | |
JP2004157558A (en) | Optical semiconductor module | |
KR100351561B1 (en) | Vertical cavity surface emitting laser and optical transmitter using the same | |
US6729530B2 (en) | Fiber alignment apparatus and process using cornercube offset tool | |
JP2002258118A (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for optical semiconductor module | |
KR100985362B1 (en) | Integrated optical module package and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200708 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200708 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200708 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201201 |
|
A603 | Late request for extension of time limit during examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A603 Effective date: 20201201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6851550 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |