JP4831667B2 - Filter built-in type optical waveguide, WDM module, optical integrated circuit, and manufacturing method thereof - Google Patents
Filter built-in type optical waveguide, WDM module, optical integrated circuit, and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4831667B2 JP4831667B2 JP2005364164A JP2005364164A JP4831667B2 JP 4831667 B2 JP4831667 B2 JP 4831667B2 JP 2005364164 A JP2005364164 A JP 2005364164A JP 2005364164 A JP2005364164 A JP 2005364164A JP 4831667 B2 JP4831667 B2 JP 4831667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- optical
- filter
- multiplexing
- demultiplexing
- 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
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
本願発明は、CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing:低密度波長分割多重)に特に有用な、WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長分割多重)により高速光信号伝送が可能なフィルタ内蔵型光導波路およびWDMモジュール、ならびにそれらを用いた光集積回路に関するものである。 The present invention is particularly useful for CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing), an optical waveguide with a built-in filter and a WDM module capable of high-speed optical signal transmission by WDM (Wavelength Division Multiplexing), and The present invention relates to an optical integrated circuit using them.
従来、WDMモジュールについては、光素子の上に光導波路とは別の個別部品としての合分波器を実装し、さらにこの合分波器に光入出力用の光導波路を接続した構成のものが知られている(たとえば非特許文献1,2参照)。非特許文献1には、波長990〜1080nmの間の4波多重のCWDMモジュール、非特許文献2には、波長778〜864nmの間の8波多重のCWDMモジュールが開示されている。
Conventionally, a WDM module has a configuration in which a multiplexer / demultiplexer is mounted on an optical element as a separate component separate from the optical waveguide, and an optical input / output optical waveguide is connected to the multiplexer / demultiplexer. Is known (for example, see Non-Patent
これらの他にも、WDMを利用した光通信については盛んに研究開発が進んでおり、たとえば、光導波路に設けた斜めの溝に波長選択性を持つWDMフィルタを挿入させることが知られている(たとえば特許文献1−3参照)。特許文献3には、WDMフィルタとして透明な誘電体多層膜からなるフィルタを用い、2種類あるいはそれ以上の種類の屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して所望の反射・透過特性を実現することが開示されている。
しかしながら、上記従来のWDMモジュールでは、合分波器が光導波路とは個別のブロック部品となっており、小型化は進んでいるものの、モジュールの全体サイズの低減に限界があった。 However, in the conventional WDM module, the multiplexer / demultiplexer is a separate block component from the optical waveguide, and although the miniaturization is progressing, there is a limit to the reduction in the overall size of the module.
光導波路の溝にWDMフィルタを挿入した従来構造においても、WDMフィルタは光導波路に対して著しく大きく、やはり別部品であると言え、光導波路とWDMフィルタを一体化させた構造と呼ぶには程遠いものである。 Even in the conventional structure in which the WDM filter is inserted into the groove of the optical waveguide, the WDM filter is significantly larger than the optical waveguide, and it can be said that it is a separate component, which is far from being a structure in which the optical waveguide and the WDM filter are integrated. Is.
そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本願発明は、光導波路内に合分波機能を持たせ、光導波路と合分波器を一体化した高密度実装により、モジュールサイズの極小化、および組み立て工数低減による低コスト化を図ることのできるフィルタ内蔵型光導波路、ならびにこれを用いた小型且つ安価なWDMモジュールおよび光集積回路を提供することを課題としている。 Therefore, in view of the circumstances as described above, the present invention has an optical waveguide having a multiplexing / demultiplexing function, miniaturization of the module size, and assembly by high-density mounting in which the optical waveguide and the multiplexer / demultiplexer are integrated. It is an object of the present invention to provide an optical waveguide with a built-in filter that can reduce costs by reducing the number of steps, and a small and inexpensive WDM module and an optical integrated circuit using the optical waveguide.
本願発明のフィルタ内蔵型光導波路は、上記の課題を解決するものとして、光素子から入射した波長λ1,λ2,λ3・・・λnの光を合波して光導波路のコア内へ導く、または光導波路のコア内の光を波長λ1,λ2,λ3・・・λnの光に分波して光素子へ出射する、各波長λ1,λ2,λ3・・・λnに対応した複数の合分波フィルタが、光導波路内にてその導光方向に沿って並設されており、各合分波フィルタは、自己が担当する波長λ1,λ2,λ3・・・λnの一つを反射し、且つ他の波長を透過することを特徴とする。 An optical waveguide with a built-in filter according to the present invention solves the above-described problems by combining light of wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Λ n incident from an optical element into the core of the optical waveguide. Or splitting the light in the core of the optical waveguide into light of wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Λ n and emitting the light to the optical element, each wavelength λ 1 , λ 2 , λ 3. A plurality of multiplexing / demultiplexing filters corresponding to λ n are juxtaposed along the light guiding direction in the optical waveguide, and each multiplexing / demultiplexing filter has wavelengths λ 1 and λ 2 that it is responsible for. , Λ 3 ... Λ n is reflected, and the other wavelengths are transmitted.
第2には、各合分波フィルタは、誘電体多層膜フィルタまたはチャープグレーティングフィルタで構成されていることを特徴とする。 Second, each multiplexing / demultiplexing filter is formed of a dielectric multilayer filter or a chirped grating filter.
第3には、各合分波フィルタは、光軸に対して斜めに設けられた誘電体多層膜フィルタで構成されていることを特徴とする。 Thirdly, each multiplexing / demultiplexing filter is characterized by being composed of a dielectric multilayer filter provided obliquely with respect to the optical axis.
第4には、各合分波フィルタは、光素子の発光中心または受光中心の直上に位置し、且つ光軸に対して斜めに形成されたチャープグレーティングフィルタで構成されており、当該チャープグレーティングフィルタ内において、回折光がブラッグ条件を満たし、且つ光素子の発光中心または受光中心に焦点を有するように、回折格子を光軸に対して傾け、且つ回折格子間のピッチをチャープさせた構造となっていることを特徴とする。 Fourth, each multiplexing / demultiplexing filter is composed of a chirped grating filter that is positioned immediately above the light emission center or the light receiving center of the optical element and is formed obliquely with respect to the optical axis. The diffraction grating is tilted with respect to the optical axis and the pitch between the diffraction gratings is chirped so that the diffracted light satisfies the Bragg condition and has a focal point at the light emission center or light reception center of the optical element. It is characterized by.
第5には、各合分波フィルタは、光軸に対して斜めに設けられたチャープグレーティングフィルタで構成されており、当該チャープグレーティングフィルタの回折格子への光素子からの光の入射角または回折格子から光素子への光の出射角が大きくなるに従い、光軸に対する回折格子の傾斜角度が小さく、且つ回折格子間のピッチが大きくなっていることを特徴とする。 Fifth, each multiplexing / demultiplexing filter is composed of a chirped grating filter provided obliquely to the optical axis, and the incident angle or diffraction of light from the optical element to the diffraction grating of the chirped grating filter. As the light emission angle from the grating to the optical element increases, the tilt angle of the diffraction grating with respect to the optical axis decreases and the pitch between the diffraction gratings increases.
第6には、光導波路内に複数のスリットが設けられ、各スリットに合分波フィルタが挿入されていることを特徴とする。 Sixth, a plurality of slits are provided in the optical waveguide, and a multiplexing / demultiplexing filter is inserted into each slit.
第7には、光導波路が、光導波路フィルムまたは光ファイバであることを特徴とする。 Seventh, the optical waveguide is an optical waveguide film or an optical fiber.
また、本願発明のWDMモジュールは、上記の課題を解決するものとして、第8には、前記フィルタ内蔵型光導波路を備えたことを特徴とする。 The WDM module according to the present invention is characterized in that, in order to solve the above-mentioned problems, eighthly, the optical waveguide with a built-in filter is provided.
第9には、前記フィルタ内蔵型光導波路が光素子上に備えられていることを特徴とする。 Ninth, the optical waveguide with a built-in filter is provided on an optical element.
第10には、波長λ1,λ2,λ3・・・λnの光を発光または受光する光素子上に前記フィルタ内蔵型光導波路が備えられており、同じ波長を担当する光素子と合分波フィルタは、当該波長の光が互いに入出射できる位置にあることを特徴とする。 Tenth, the filter-embedded optical waveguide is provided on an optical element that emits or receives light of wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Λ n , The multiplexing / demultiplexing filter is characterized in that it is in a position where light of the wavelength can enter and exit each other.
第11には、前記フィルタ内蔵型光導波路に光素子が埋め込まれていることを特徴とする。 Eleventh, an optical element is embedded in the optical waveguide with a built-in filter.
そして、本願発明の光集積回路は、上記の課題を解決するものとして、第12には、前記フィルタ内蔵型光導波路により、各半導体チップの光I/Oポート間が光配線されていることを特徴とする。 The optical integrated circuit according to the present invention solves the above-mentioned problem. Twelfth, the optical I / O port of each semiconductor chip is optically wired by the filter built-in type optical waveguide. Features.
第13には、前記WDMモジュールにより、各半導体チップの光I/Oポートおよびそれを結ぶ光配線が構成されていることを特徴とする。 13thly, the said WDM module comprises the optical I / O port of each semiconductor chip and the optical wiring which connects it.
上記第1〜第7の発明によれば、上記のとおりの合分波フィルタを光導波路内に具備させることで、光導波路そのものに合分波機能を持たせ、光導波路と合分波器を一体化した高密度実装を可能ならしめ、これにより、WDMモジュールサイズの極小化、および組み立て工数低減による低コスト化を実現するフィルタ内蔵型光導波路が提供される。 According to the first to seventh inventions, the optical waveguide itself is provided with the multiplexing / demultiplexing filter as described above in the optical waveguide, so that the optical waveguide itself has a multiplexing / demultiplexing function. An integrated high-density mounting is possible, thereby providing an optical waveguide with a built-in filter that realizes minimization of the WDM module size and cost reduction by reducing assembly man-hours.
上記第8〜第11の発明によれば、上記フィルタ内蔵型光導波路を上記のとおりに受発光機能を持つ光素子とともに具備した、小型且つ低コストなWDMモジュールが提供される。 According to the eighth to eleventh aspects of the present invention, there is provided a small and low-cost WDM module comprising the filter built-in type optical waveguide as described above together with an optical element having a light receiving / emitting function.
そして、第12および第13の発明によれば、光配線や光I/Oポートとして上記フィルタ内蔵型光導波路または上記WDMモジュールを用いた、小型且つ低コストな光集積回路が実現される。 According to the twelfth and thirteenth inventions, a compact and low-cost optical integrated circuit using the filter built-in type optical waveguide or the WDM module as an optical wiring or an optical I / O port is realized.
[フィルタ内蔵型光導波路およびWDMモジュールに関する実施形態1]
図1および図2は、各々、本願発明の一実施形態を示したものである。
[
1 and 2 each show an embodiment of the present invention.
これら図1および図2において、1はフィルタ内蔵型光導波路、2は光導波路、3a,3b,3c,3dは合分波フィルタ(WDMフィルタとも呼べる)、4a,4b,4c,4dは光素子であり、10はフィルタ内蔵型光導波路1と光素子4a,4b,4c,4dを一体化させた4波長多重のWDMモジュールである。
1 and 2, 1 is an optical waveguide with a built-in filter, 2 is an optical waveguide, 3a, 3b, 3c and 3d are multiplexing / demultiplexing filters (also called WDM filters), 4a, 4b, 4c and 4d are optical elements.
まず、フィルタ内蔵型光導波路1は、コア21およびクラッド22を持つ光導波路2に、四つの合分波フィルタ3a,3b,3c,3dが内蔵されたものである。
First, the filter built-in type
合分波フィルタ3a,3b,3c,3dは、それぞれ、光導波路2内にてその導光方向に沿って並設されており、たとえば光軸に対して斜めの複数のスリットがコア21を中心に形成され、これに挿入固定されている。その寸法の一例としては、コア21に沿って250μm間隔に、幅20μm、深さ500μm程度のスリットを設け、それらに挿入する。
The multiplexing /
挿入プロセスは、たとえば図3および図4に例示したように市販の自動機などによって行うことができる。より具体的には、まず、予め必要本数のスリット30a,30b,30c,30dを形成した光導波路2を、約45度までの範囲内で所定の角度に設けたステージ9に真空チャック等により固定する。他方、市販の自動機などに備え付けのプローブ31を用いて、合分波フィルタ3a,3b,3c,3dの真空チャックを行う。そして、この状態を保った合分波フィルタ3a,3b,3c,3dを、対応するスリット30a,30b,30c,30dの中に順に落とし込み、透光性樹脂により接着する。もちろん、図4のように複数個のフィルタ3a,3b,3c,3dを1つの部品として形成し、一括装着することも可能である。
The insertion process can be performed by, for example, a commercially available automatic machine as illustrated in FIGS. 3 and 4. More specifically, first, the
これら各合分波フィルタ3a,3b,3c,3dは、光素子4a,4b,4c,4dから入射した波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を合波して一本の光導波路2のコア21内へ導く(図1参照)、または一本の光導波路2のコア21内を進んできた波長多重光を波長λ1,λ2,λ3,λ4の光に分波して光素子4a,4b,4c,4dへ出射する(図2参照)ものであり、それぞれ担当する波長λ1,λ2,λ3,λ4の一つを反射し、且つ他の波長を透過する波長選択性を有している。
Each of these multiplexing /
たとえば、図1において、合分波フィルタ3aは波長λ1のみを反射し、他の波長λ2,λ3,λ4を透過させ、合分波フィルタ3bは波長λ2のみを反射し、他の波長λ1,λ3,λ4を透過させ、以後の合分波フィルタ3c,3dも同様な波長選択性を持つ。
For example, in FIG. 1, the multiplexing /
さらに説明すると、合分波フィルタ3a,3b,3c,3dとしては、誘電体多層膜フィルタまたはチャープグレーティングフィルタを用いることが好ましい。
More specifically, it is preferable to use a dielectric multilayer filter or a chirped grating filter as the multiplexing /
誘電体多層膜フィルタの場合、目的の波長帯に合わせて作製したものを用い、寸法および形状については、たとえば4素子アレイ/波長の場合では、厚み20μm、高さ0.5mm以下、幅1〜2.5mm程度の直方体のフィルタを採用できる。
In the case of a dielectric multilayer filter, a filter produced according to the target wavelength band is used, and the dimensions and shape are, for example, in the case of 4 element array / wavelength, thickness 20 μm, height 0.5 mm or less,
また、フィルタ特性については、たとえば、各フィルタのCWDM波長間隔10〜20nm、各フィルタ帯域+/−5〜10nm(−3dBの場合)、挿入損失1〜2dB以下などとすることができる。 As for the filter characteristics, for example, the CWDM wavelength interval of each filter is 10 to 20 nm, each filter band is +/− 5 to 10 nm (in the case of −3 dB), and the insertion loss is 1 to 2 dB or less.
チャープグレーティングフィルタの場合では、たとえば図5に例示したように、それぞれ、波長λ1,λ2,λ3,λ4のうちの同じ波長を担当する光素子4a,4b,4c,4dの発光中心または受光中心の直上に位置し、且つ光軸に対して斜めに形成され、そのフィルタ内において、回折光がブラッグ条件を満たし、且つ光素子4a,4b,4c,4dの発光中心または受光中心に焦点を有するように、回折格子を光軸に対して予め求めたある一定の角度範囲で傾け、且つ回折格子間のピッチを予め求めたある一定の範囲でチャープつまり変化させた構造とする。
In the case of the chirped grating filter, for example, as illustrated in FIG. 5, the emission centers of the
すなわち、当該チャープグレーティングフィルタの回折格子への光素子4a,4b,4c,4dからの光の入射角θ、または回折格子から光素子4a,4b,4c,4dへの光の出射角θが大きくなるに従い、光軸に対する回折格子の傾斜角度を小さく、且つ回折格子間のピッチを大きく設定している。
That is, the incident angle θ of light from the
図5の実施形態において、各チャープグレーティングフィルタの一つ一つの回折格子は、図中の左から右に向かうにつれて、光の入射角θ(分波の場合は出射角θ)が大きくなっており、これに従い徐々に、その光の光軸に対する傾斜角が小さく、且つピッチが広くなっている。 In the embodiment of FIG. 5, each diffraction grating of each chirped grating filter has a light incident angle θ (an outgoing angle θ in the case of demultiplexing) that increases from left to right in the figure. In accordance with this, the inclination angle of the light with respect to the optical axis is gradually reduced and the pitch is increased.
具体的な数値例としては、たとえば、波長0.63nmの場合において、角度範囲45.7°〜46.4°、ピッチ0.294μm〜0.302μm、グレーティング長100μm、回折格子の本数約100本に設定できる。他の波長に対しても、同様にして適宜求めた数値範囲で設定する。 As specific numerical examples, for example, in the case of a wavelength of 0.63 nm, an angle range of 45.7 ° to 46.4 °, a pitch of 0.294 μm to 0.302 μm, a grating length of 100 μm, and about 100 diffraction gratings. Can be set. For other wavelengths as well, the values are set in the same numerical range as appropriate.
材質については、たとえば、0.85μm短波長帯ではエポキシ、1.3μm長波長帯ではフッ素化ポリイミドなどを用いることができる。 As for the material, for example, epoxy can be used in the 0.85 μm short wavelength band, and fluorinated polyimide can be used in the 1.3 μm long wavelength band.
作製手法は、たとえば、干渉光を照射して干渉縞により屈折率の大小を形成する公知のホログラフィック干渉法(Stephen M. Schultz et.al,"Volume grating preferential-order focusing waveguide coupler", OPTICS LETTERS, Vol.24, No.23, 1999)などを採用できる。 The fabrication method is, for example, the well-known holographic interferometry (Stephen M. Schultz et.al, “Volume grating preferential-order focusing waveguide coupler”, OPTICS LETTERS). , Vol.24, No.23, 1999).
以上のとおりの合分波フィルタ3a,3b,3c,3dにより、光導波路2自体に波長の分岐および挿入機能、つまり合分波機能を持たせたフィルタ内蔵型光導波路1が実現されることとなる。
By the multiplexing /
なお、上述した各数値や材質などは一例であって、光導波路2内に組み込まれた状態で適切なWDMを実現することができれば特に限定されるものではない。
The numerical values and materials described above are merely examples, and are not particularly limited as long as an appropriate WDM can be realized in a state of being incorporated in the
合分波フィルタ3a,3b,3c,3dが組み込まれる光導波路2としては、光導波路フィルムや光ファイバなどを採用できる。
As the
そして、これら光導波路フィルムおよび光ファイバのいずれの場合であっても、合分波フィルタ3a,3b,3c,3dを内蔵したフィルタ内蔵型光導波路1は、光素子4a,4b,4c,4d上に、互いに接触した状態(図1および図2参照)あるいは近接した状態(図5参照)で搭載することができ、これにより、低背高化が図られた4波長多重のWDMモジュール10が実現される。
In any case of these optical waveguide films and optical fibers, the filter-embedded
このとき、同じ波長を担当する光素子4a,4b,4c,4dと合分波フィルタ3a,3b,3c,3dは、その波長の光が互いに入出射できる位置となるように位置合わせされる。
At this time, the
光素子4a,4b,4c,4dについては、互いに異なる波長λ1,λ2,λ3,λ4で作動する面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)等の発光素子や受光素子を用いることができる。図1および図2の実施形態では、貫通電極51および薄膜配線52を具備した配線基板5上にて、波長間隔数ナノメールから数10ナノメートル単位で一列に集積実装されており、同じく実装されている駆動IC6により制御される。
For the
また、たとえば、各波長を有する一つのモノリシック型アレイ形態、または波長毎に個別の複数素子形態を採用できる。いずれの場合でも、発光点または受光点の間隔は、たとえば250μm程度とすることができる。もちろん、図面に垂直な奥行き方向にも配列可能であり、この場合でも詰めて整列させることで、奥行き方向にたとえば250μm程度の発光点または受光点の間隔とできる。 もちろん、4波長多重だけでなく、それ以下またはそれ以上の波長多重も可能であることは言うまでもない。分割多重する波長λ1,λ2,λ3・・・λnの数nに合わせて、上述した実施形態と同様に合分波フィルタ3を光導波路2に内蔵させ、光素子4を配線基板5上に搭載させ、これらを一体化させればよく、CWDMに特に有用なWDMモジュール10を実現できる。
In addition, for example, one monolithic array form having each wavelength or a plurality of individual element forms for each wavelength can be adopted. In any case, the interval between the light emitting points or the light receiving points can be set to about 250 μm, for example. Of course, they can also be arranged in the depth direction perpendicular to the drawing, and in this case as well, by arranging and aligning them in the depth direction, for example, an interval between light emitting points or light receiving points of about 250 μm can be obtained. Of course, it goes without saying that not only four wavelength multiplexing but also wavelength multiplexing of less or more than that is possible. In accordance with the number n of wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Λ n to be multiplexed by division, the multiplexing /
以上のWDMモジュール10の実装形態としては、単一のフィルタ内蔵型光導波路1を発光素子および受光素子上に搭載したTRxトランシーバ・モジュール形態や、個別のフィルタ内蔵型光導波路1を各々発光素子および受光素子上に一対一に搭載した送信Tx、受信Rxモジュール形態を考慮できる。
As a mounting form of the
また、たとえば、光素子4上にフィルタ内蔵型光導波路1を搭載させる他に、フィルタ内蔵型光導波路1上に光素子4を貼り付ける形態も可能である。いずれの形態でも、たとえば図6に例示したように、透光性樹脂7を用いて、UV光照射や加熱等による樹脂硬化接着によって直接貼り付けできる。
Further, for example, in addition to mounting the filter built-in type
この場合の光素子4としては、通常の厚みのものはもちろんのこと、エピタキシャル・リフト・オフ(Epitaxial Lift Off:略称ELO)等により厚み10μm程度に薄片化したものも採用できる。
As the
図6における光素子4は、フィルタ内蔵型光導波路1との接着側とは反対側に突出した電極40を有しており、これを介して電気基板8(またはLSI等の半導体素子)に電気的接続される。
The
[フィルタ内蔵型光導波路およびWDMモジュールに関する実施形態2]
フィルタ内蔵型光導波路1と光素子4との関係については、さらに、たとえば図7および図8に例示したように、フィルタ内蔵型光導波路1内に光素子4を埋め込んだ形態も可能である。
[
Regarding the relationship between the filter built-in type
図7では、光素子4は、フィルタ内蔵型光導波路1の光導波路2を構成する支持基板23に埋め込まれている。図8では、支持基板23のない形態の光導波路2を構成するクラッド22に埋め込まれている。
In FIG. 7, the
これらの場合の光素子4としては、たとえばELO等により厚み10μm程度に薄片化したものが好ましい。
As the
図7における光素子4は、それに設けられた突出電極40および支持基板23に貫通形成したスルーホール電極231を介して、支持基板23の底部に当接された電気基板8(またはLSI等の半導体素子)に電気的接続されている。図8の光素子4は、電極40のみがクラッド22の外側に突出して、クラッド22の底部に近接配置された電気基板8に電気的接続されている。
The
なお図7の形態では、支持基板23がクラッド22と同じポリマ材等のクラッド材で形成されており、コア21およびクラッド22とともに光導波路2を一体構成している。無論、支持基板23として、クラッド材とは異なるポリマ材を使用することも可能である。
In the embodiment shown in FIG. 7, the
いずれのプロセス技術によっても、WDMモジュール10のさらなる小型化が可能になる。
Any process technology enables further miniaturization of the
[フィルタ内蔵型光導波路およびWDMモジュールに関する実施形態3]
ここで、図7に例示したフィルタ内蔵型光導波路1およびWDMモジュール10の作製プロセスの一例について、図9(a)〜(e)および図10(a)〜(d)を適宜参酌しながら説明する。
[
Here, an example of a manufacturing process of the filter built-in type
まず、合分波フィルタ3が誘電体多層膜フィルタ等の場合では、図9(a)に例示したように、予め合分波フィルタ3用のスリット30を形成した光導波路2上に、ELO等により薄片化した突出電極40を有する光素子4を透光性樹脂7により直接貼り付ける。その接着は、裏面からのUV光照射や加熱等により透光性樹脂7を硬化させて行う。続いて、図9(b)に例示したように、クラッド22と同じポリマ材等を用いて、支持基板23を、光素子4を覆い且つクラッド22を支持できる形態にスピンコート等によりコーティングする。無論、支持基板23として、クラッド材とは異なるポリマ材を使用することも可能である。次に、図9(c)に例示したように、その支持基板23にスルーホール電極231を形成する。そして、図9(d)(e)に例示したように、これを電気基板8(またはLSI等の半導体素子)上に搭載した状態で、スリット30に合分波フィルタ3を挿入する。フィルタ挿入プロセスについては前述の図3および図4を参照のこと。
First, when the multiplexing /
一方、合分波フィルタ3が前述の図5に例示したようなチャープグレーティングフィルタである場合には、図10(a)に例示したように、予め合分波フィルタ3を光導波路2に内蔵させておき、このフィルタ内蔵型光導波路1に対して、図10(b)〜(d)に例示したように、上記と同様な支持基板23およびスルーホール電極231の形成、ならびに電気基板8への搭載処理を行う。
On the other hand, when the multiplexing /
[光集積回路に関する実施形態]
以上のとおりのフィルタ内蔵型光導波路1およびWDMモジュール10を用いることで、たとえば図11に例示したように、ボード101内のメモリ102やCPU103等の半導体チップ間の光伝送を実現した光集積回路100が実現される。
[Embodiment related to optical integrated circuit]
By using the filter built-in type
より具体的には、図11の実施形態では、ボード101上のメモリ102およびCPU103の間を結ぶ光I/Oポートおよび光配線が、各メモリ102からの各波長の光信号を合波して一本のフィルタ内蔵型光導波路1に導くいわゆるマルチプレクサ(Multiplexer:略称MUX)として実装されているWDMモジュール10a、およびフィルタ内蔵型光導波路1を伝送されてきた波長多重光信号を元の各波長に分波するいわゆるディマルチプレクサ(DeMultiplexer:略称DEMUX)として実装されているWDMモジュール10bで構成されている。
More specifically, in the embodiment of FIG. 11, the optical I / O port and the optical wiring that connect between the
これにより、チップ間伝送をフィルタ内蔵型光導波路1およびWDMモジュール10で担う、小型化および低コスト化をさらに一層進めた光集積回路100を実現することができる。
As a result, it is possible to realize an optical
光集積回路100については、図11のベアチップ形態とも呼べる実装形態のみならず、ルータやサーバ等のボード間、筐体間伝送などといったモジュール形態とすることもできる。フィルタ内蔵型光導波路1およびWDMモジュール10をボード間や筐体間に適用させればよい。
The optical
いずれの形態であっても、従来より狭い空間内での高密度実装が可能になる。 Any form enables high-density mounting in a narrower space than in the past.
1 フィルタ内蔵型光導波路
2 光導波路
21 コア
22 クラッド
23 支持基板
231 スルーホール電極
3,3a,3b,3c,3d 合分波フィルタ
30a,30b,30c,30d スリット
31 プローブ
4,4a,4b,4c,4d 光素子
40 電極(突出電極)
5 配線基板
51 貫通電極
52 薄膜配線
53 半田ボール
6 駆動IC
7 透光性樹脂
8 電気基板(またはLSI等の半導体素子)
9 ステージ
10,10a,10b WDMモジュール
100 光集積回路
101 ボード(基板)
102 メモリ
103 CPU
DESCRIPTION OF
5 Wiring
7
9
102
Claims (9)
光導波路フィルム内に設けられた複数のスリットと、
光素子から光導波路フィルム内に入射した波長λ1,λ2,λ3・・・λnの光を合波して該光導波路フィルムのコア内をその導光方向に沿って導く、または光導波路フィルムのコア内の光を該光導波路フィルム内にて波長λ1,λ2,λ3・・・λnの光に分波して光素子へ出射する、各波長λ1,λ2,λ3・・・λnに対応した複数の合分波フィルタと
をフィルタ内蔵型光導波路に備え、
前記複数の合分波フィルタは、前記光導波路フィルム自体の前記複数のスリットに挿入されて該光導波路フィルムの導光方向に沿って並設されるよう内蔵されており、
各合分波フィルタは、自己が担当する波長λ1,λ2,λ3・・・λnの一つを反射し、且つ他の波長を透過し、
各合分波フィルタは、光軸に対して斜めに設けられたチャープグレーティングフィルタで構成されており、当該チャープグレーティングフィルタの回折格子への光素子からの光の入射角または回折格子から光素子への光の出射角が大きくなるに従い、光軸に対する回折格子の傾斜角度が小さく、且つ回折格子間のピッチが大きくなっており、
前記光素子は、前記フィルタ内蔵型光導波路に埋め込まれている
ことを特徴とするWDMモジュール。 A WDM module including an optical waveguide with a built-in filter having a multiplexing / demultiplexing function in an optical waveguide film itself as an optical waveguide,
A plurality of slits provided in the optical waveguide film;
Light of wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Λ n incident from the optical element into the optical waveguide film is multiplexed and guided in the core of the optical waveguide film along the light guide direction, or optical wavelength lambda 1 light in the core of the waveguide film at the optical waveguide film in, lambda 2, lambda 3 and demultiplexed into light · · · lambda n to emit the optical element, the wavelength lambda 1, lambda 2, A plurality of multiplexing / demultiplexing filters corresponding to λ 3 ... λ n are provided in the filter built-in type optical waveguide,
The plurality of multiplexing / demultiplexing filters are inserted so as to be juxtaposed along the light guide direction of the optical waveguide film inserted into the plurality of slits of the optical waveguide film itself,
Each multiplexing / demultiplexing filter reflects one of the wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Λ n that it is responsible for and transmits the other wavelengths,
Each multiplexing / demultiplexing filter is composed of a chirped grating filter provided obliquely to the optical axis, and the incident angle of light from the optical element to the diffraction grating of the chirped grating filter or from the diffraction grating to the optical element. As the light exit angle increases, the tilt angle of the diffraction grating with respect to the optical axis decreases and the pitch between the diffraction gratings increases.
The WDM module , wherein the optical element is embedded in the filter built-in type optical waveguide.
合分波フィルタ用の複数のスリットを形成した光導波路を、所定の角度に設けたステージに固定し、
複数の合分波フィルタをプローブに真空チャックし、
各合分波フィルタを対応するスリットに挿入し接着することを特徴とする方法。 A method for producing an optical waveguide with a built-in filter in the WDM module according to any one of claims 1 to 5,
An optical waveguide formed with a plurality of slits for multiplexing / demultiplexing filters is fixed to a stage provided at a predetermined angle,
Vacuum chuck multiple multiplexing / demultiplexing filters to the probe,
A method of inserting and bonding each multiplexing / demultiplexing filter into a corresponding slit.
予め合分波フィルタを内蔵させた光導波路上に、突出電極を有する光素子を貼り付け、
光導波路を構成する支持基板を、光素子を覆い且つ光導波路のクラッドを支持するようコーティングし、
支持基板にスルーホール電極を形成し、
前記突出電極を有する光素子及びスルーホールを有する支持基板を持つ光導波路を電気基板または半導体素子上に搭載することを特徴とする方法。 A method for producing the WDM module according to claim 3 , comprising:
An optical element having a protruding electrode is pasted on an optical waveguide having a built-in multiplexing / demultiplexing filter built-in,
Coating the support substrate constituting the optical waveguide so as to cover the optical element and support the clad of the optical waveguide;
Form a through-hole electrode on the support substrate,
A method comprising mounting an optical waveguide having an optical element having the protruding electrode and a support substrate having a through hole on an electric substrate or a semiconductor element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005364164A JP4831667B2 (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Filter built-in type optical waveguide, WDM module, optical integrated circuit, and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005364164A JP4831667B2 (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Filter built-in type optical waveguide, WDM module, optical integrated circuit, and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007164109A JP2007164109A (en) | 2007-06-28 |
JP4831667B2 true JP4831667B2 (en) | 2011-12-07 |
Family
ID=38247025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005364164A Expired - Fee Related JP4831667B2 (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Filter built-in type optical waveguide, WDM module, optical integrated circuit, and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4831667B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4850147B2 (en) * | 2007-08-23 | 2012-01-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Optical module |
CN104238025B (en) | 2013-06-21 | 2017-12-29 | 华为技术有限公司 | light path processing method and device |
JP6319985B2 (en) | 2013-10-11 | 2018-05-09 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | Optical module and optical module manufacturing method. |
JP2017129744A (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | フォトンリサーチ株式会社 | Optical multiplexing device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62123411A (en) * | 1985-11-25 | 1987-06-04 | Canon Inc | Grating optical coupler |
JPH07128531A (en) * | 1993-09-10 | 1995-05-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical integrated circuit and its production |
JPH0990146A (en) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Hitachi Cable Ltd | Hybrid-type optical device and its manufacture |
JPH1013345A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Wavelength multiplex optical signal monitoring device |
JP2000347050A (en) * | 1999-06-03 | 2000-12-15 | Nhk Spring Co Ltd | Optical transmitting/receiving module |
JP4134481B2 (en) * | 2000-02-29 | 2008-08-20 | 株式会社豊田中央研究所 | Manufacturing method of optical transmission module |
JP2003086875A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Wavelength locker using fiber grating and optical communication system |
JP3958135B2 (en) * | 2002-07-15 | 2007-08-15 | 新光電気工業株式会社 | Optical transmission medium and optical transceiver |
JP4221965B2 (en) * | 2002-07-22 | 2009-02-12 | 日立電線株式会社 | Diffraction grating, wavelength multiplexer / demultiplexer, and wavelength multiplexed signal optical transmission module using them |
-
2005
- 2005-12-19 JP JP2005364164A patent/JP4831667B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007164109A (en) | 2007-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4759423B2 (en) | Optical transmission system | |
US10222564B2 (en) | Three-dimensional optical path with 1×m output ports using SOI-based vertically-splitting waveguides | |
US9470846B2 (en) | Wavelength division multiplexing with multi-core fiber | |
JP5240821B2 (en) | Connection structure between two-dimensional array optical element and optical circuit | |
WO2002073256A1 (en) | Optical circuit element and production method therefor, array-form optical circuit element, optical circuit device using it | |
JP2009251375A (en) | Optical transmission module and optical transmission system | |
US7561764B2 (en) | Integrated reflector for planar lightwave circuits | |
JP2015087756A (en) | Double mirror structure for wavelength division multiplexing with polymer waveguides | |
JP2017194565A (en) | Optical communication module and manufacturing method thereof | |
US20090052909A1 (en) | Optical communication module and optical signal transmission method | |
JP2010191231A (en) | Optical module | |
JP5980193B2 (en) | Optical module and optical module manufacturing method. | |
JP2010028006A (en) | Optical device | |
JP4831667B2 (en) | Filter built-in type optical waveguide, WDM module, optical integrated circuit, and manufacturing method thereof | |
JP2008020721A (en) | Parallel optical transmitter-receiver | |
Van Hoe et al. | Novel coupling and packaging approaches for optical interconnects | |
JP2005241730A (en) | Optical multiplexer/demultiplexer and optical module | |
JP5337931B2 (en) | Optical fiber array | |
KR101769034B1 (en) | optical engine | |
JP2006184758A (en) | Optical waveguide and optical waveguide module | |
JP2009223339A (en) | Optical path changing connector, its manufacturing method and circuit board equipped with the optical path changing connector | |
WO2006046565A1 (en) | Light wave circuit module | |
JP2003315579A (en) | Optical path converting device and manufacturing method thereof | |
JP2005284202A (en) | Optical wave circuit module | |
JP2009200448A (en) | Wavelength separation photodiode and manufacturing method thereof, and optical module using wavelength separation photodiode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100907 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100909 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101104 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110823 |
|
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: 20110906 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110915 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |