專(zhuān)利名稱(chēng)：光波導(dǎo)、光波導(dǎo)裝置及它們的制造方法以及光通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在芯內(nèi)透過(guò)并傳輸光的光波導(dǎo)、附加了用于在光波導(dǎo)上安裝光纖和發(fā)光元件、受光元件等光學(xué)部件的光纖導(dǎo)向槽和光學(xué)元件設(shè)置部以及所謂光調(diào)制功能的功能部位的光波導(dǎo)裝置、它們的制造方法以及使用該光波導(dǎo)裝置的光通信裝置。
背景技術(shù)：
在用于光通信的光纜的連接部或終端部，為了與其它光纜、發(fā)光元件、受光元件連接，采用了光波導(dǎo)裝置。近年來(lái)，可以高速傳送大容量數(shù)據(jù)的光通信的利用在推進(jìn)之中，希望制造出更價(jià)廉、適于大量生產(chǎn)的光波導(dǎo)裝置。
光變換器是一種接收來(lái)自光纖的光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并發(fā)送給光纖的光波導(dǎo)裝置的例子，光變換器一般由形成了光波導(dǎo)的光波導(dǎo)基板和安裝了用于與光波導(dǎo)的芯連接的光纖、發(fā)光元件、受光元件等的支持基板構(gòu)成。在光波導(dǎo)基板的波導(dǎo)芯中途形成有濾光片插入槽把波導(dǎo)芯斷開(kāi)，濾光片插入槽中安裝有濾光片，濾光片是具有只讓特定波長(zhǎng)的光透過(guò)而反射特定波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的光的特性的光學(xué)元件。用該濾光片將發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)分離開(kāi)，以防止產(chǎn)生串?dāng)_。
以前，要制造這樣的光波導(dǎo)裝置，由于分別制造光波導(dǎo)基板和支持基板，將光波導(dǎo)基板和支持基板用黏合樹(shù)脂一個(gè)一個(gè)接合起來(lái)而制成，所以制造工序繁雜，制造工序花費(fèi)時(shí)間或成本，不能高效進(jìn)行大量生產(chǎn)。另外，由于各光波導(dǎo)基板和支持基板是微小的部件，所以將光波導(dǎo)基板和支持基板高精度定位并裝配光波導(dǎo)裝置要花費(fèi)時(shí)間或成本。
因此，若形成多個(gè)分別在晶片或母基板上以規(guī)定間隔配置的光波導(dǎo)基板和支持基板，再將兩晶片或母基板接合起來(lái)之后，切斷該接合體并形成各光波導(dǎo)裝置，則能提高生產(chǎn)效率。若在切割成各光波導(dǎo)裝置之前集中形成濾光片插入槽，也能提高生產(chǎn)效率。
圖1示出形成了多個(gè)光波導(dǎo)裝置的狀態(tài)。圖1的光波導(dǎo)裝置23接合在1張母基板上形成為多個(gè)矩陣狀的支持基板25、和在另一張母基板上形成為多個(gè)矩陣狀的光波導(dǎo)基板24。圖中，光波導(dǎo)基板24以一個(gè)一個(gè)分離的狀態(tài)接合到支持基板25上，但沒(méi)有圖示不需要的部分，也沒(méi)有一個(gè)一個(gè)被切離。在各光波導(dǎo)基板24形成有波導(dǎo)芯26，濾光片插入槽27將它們切斷。濾光片插入槽27形成在呈卜字形的波導(dǎo)芯26接合處附近，插入有濾光片28將波導(dǎo)芯26分?jǐn)嚅_(kāi)。濾光片28將在芯26中傳輸?shù)陌l(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)分離開(kāi)。
濾光片插入槽27通過(guò)切割形成切口。但切割時(shí)，如圖1所示，只能對(duì)于母基板整體形成槽，不能只在插入濾光片28的地方形成槽。另外，由于濾光片插入槽27對(duì)于波導(dǎo)芯26的縱向具有規(guī)定角度，所以根據(jù)各光波導(dǎo)裝置23的大小或波導(dǎo)芯26的長(zhǎng)度，在各光波導(dǎo)裝置23的規(guī)定地方形成濾光片安裝槽27時(shí)，切割間隔會(huì)不固定同時(shí)會(huì)把并列配置的其他光波導(dǎo)裝置23的波導(dǎo)芯26的目的以外地方29切斷。因此，不能生產(chǎn)出同一形狀的光波導(dǎo)裝置23。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種光波導(dǎo)裝置的制造方法，將光波導(dǎo)裝置形成為多個(gè)矩陣狀，在形成了濾光片插入槽之后分別切斷來(lái)制造光波導(dǎo)裝置，該方法可以將各光波導(dǎo)裝置形成為同一形狀，形成的濾光片安裝槽不會(huì)切斷其他光波導(dǎo)裝置的波導(dǎo)芯的目的以外的地方。
圖1中，為了方便起見(jiàn)，把濾光片插入槽27畫(huà)得比濾光片28更窄，但實(shí)際上，濾光片插入槽27比濾光片28寬，把插入濾光片28插在其中。另外，可看見(jiàn)在光波導(dǎo)基板24以外的支持基板25上也形成了插入槽27，但這是示出切割刀片的掃描軌跡。濾光片插入槽27形成至完全切斷光波導(dǎo)基板24的波導(dǎo)芯26的深度就足夠，所以實(shí)際上，濾光片插入槽27不會(huì)形成至支持基板25上。
按照本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置的制造方法，在第一基板上形成多個(gè)以縱橫規(guī)定間隔配置成矩陣狀的能讓光透過(guò)并傳輸?shù)挠芍辽倬哂?處以上分岔點(diǎn)的波導(dǎo)芯和圍繞波導(dǎo)芯的包覆層構(gòu)成的光波導(dǎo)；在第二基板上形成多個(gè)以與上述光波導(dǎo)相同的縱橫間隔配置成矩陣狀的功能部位使各上述光波導(dǎo)和上述功能部位相對(duì)地把上述第一基板和上述第二基板粘接為一體將可插入根據(jù)上述波導(dǎo)芯中透過(guò)并傳輸?shù)墓獾牟ㄩL(zhǎng)而使光透過(guò)或反射的濾光片的槽至少形成在由插入到上述槽的上述濾光片在上述分岔點(diǎn)反射的上述光從上述分岔點(diǎn)傳輸?shù)较蛄硪环较蜓由斓牟▽?dǎo)芯的地方；之后，在一體化的狀態(tài)下分別切斷而制成光波導(dǎo)裝置；其特征在于，上述各光波導(dǎo)裝置的上述矩陣狀的配置間隔中，設(shè)縱向間隔為x、橫向間隔為y、在與上述縱向平行的方向上形成的上述波導(dǎo)芯的長(zhǎng)度為z、上述波導(dǎo)芯的分岔點(diǎn)個(gè)數(shù)為n、上述濾光片插入槽的形成間隔為p、上述濾光片相對(duì)上述縱向的傾斜角為θ(0°＜θ＜90°)時(shí)，上述配置間隔、上述波導(dǎo)芯的長(zhǎng)度以及上述濾光片插入槽的形成間隔滿足如下關(guān)系x＝m·p/sinθ(m為大于n的自然數(shù))y＝p/cosθz≤(n+1)·p/sinθ另外，按照本發(fā)明的光波導(dǎo)的制造方法，在第一基板上形成多個(gè)以縱橫規(guī)定間隔配置成矩陣狀的能讓光透過(guò)并傳輸?shù)挠芍辽倬哂?處以上分岔點(diǎn)的波導(dǎo)芯和圍繞波導(dǎo)芯的包覆層構(gòu)成的光波導(dǎo)；將可插入根據(jù)上述波導(dǎo)芯中透過(guò)并傳輸?shù)墓獾牟ㄩL(zhǎng)而使光透過(guò)或反射的濾光片的槽至少形成在由插入到上述槽的上述濾光片在上述分岔點(diǎn)反射的上述光從上述分岔點(diǎn)傳輸?shù)较蛄硪环较蜓由斓牟▽?dǎo)芯的地方；之后分別切斷而制成上述光波導(dǎo)；其特征在于，上述各光波導(dǎo)的上述矩陣狀的配置間隔中，設(shè)縱向間隔為x、橫向間隔為y、上述波導(dǎo)芯的分岔點(diǎn)個(gè)數(shù)為n、上述濾光片插入槽的形成間隔為p、上述濾光片對(duì)上述縱向的傾斜角為θ(0°＜θ＜90°)時(shí)，上述配置間隔和上述濾光片插入槽的形成間隔滿足如下關(guān)系x＝n·p/sinθy＝p/cosθ按照本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置的制造方法，在第一基板和第二基板上分別形成并接合起來(lái)多個(gè)光波導(dǎo)和功能部位的狀態(tài)下通過(guò)切割來(lái)形成濾光片插入槽時(shí)，各光波導(dǎo)裝置可以形成為同一形狀，在各光波導(dǎo)裝置上形成的濾光片插入槽不會(huì)切斷其它光波導(dǎo)裝置的波導(dǎo)芯的目的外地方。另外，由于可以使切割間隔一定并形成濾光片插入槽所以使切割刀片自動(dòng)掃就可以在同一工序形成多個(gè)濾光片插入槽。從而，由于不需要對(duì)各光波導(dǎo)裝置在各工序形成插入槽，所以可以簡(jiǎn)化光波導(dǎo)裝置的制造工序，可以提高生產(chǎn)效率。
按照本發(fā)明的光波導(dǎo)的制造方法只是沒(méi)有第二基板，可以得到與本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置的制造方法相同的效果。
按照本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置的制造方法，可以制造價(jià)廉、具有穩(wěn)定品質(zhì)的光波導(dǎo)裝置。
按照本發(fā)明的光波導(dǎo)的制造方法，可以制造價(jià)廉、具有穩(wěn)定品質(zhì)的光波導(dǎo)。
另外，通過(guò)設(shè)置本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置、驅(qū)動(dòng)安裝在上述光波導(dǎo)裝置的發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)電路以及處理從安裝在上述光波導(dǎo)裝置的受光元件輸出的電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理電路，就可以得到進(jìn)行光信號(hào)和電信號(hào)變換的光通信裝置。


圖1是現(xiàn)有的光波導(dǎo)裝置的濾光片插入槽的形成狀態(tài)的示圖。
圖2是按照本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置的主要部分的模式圖。
圖3是形成了多個(gè)本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置的狀態(tài)的模式圖。
圖4是按照本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置的模式圖。
圖5是形成了多個(gè)本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置的狀態(tài)的模式圖。
圖6是按照本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置的模式圖。
圖7是按照本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)的模式圖。
圖8是按照本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置的示意斜視圖。
圖9是圖8所示的光波導(dǎo)裝置的示意分解圖。
圖10是圖8的光波導(dǎo)裝置的使用狀態(tài)的示意平面圖。
圖11～圖17是本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置的制造方法的說(shuō)明圖。
圖12是圖11的續(xù)圖。
圖13是圖12的續(xù)圖。
圖14(a)(b)(c)(d)是沿圖13的A-A′截面圖，說(shuō)明直到制造波導(dǎo)芯為止的工序。
圖15是圖13的續(xù)圖。
圖16是圖15的續(xù)圖。
圖17是圖16的續(xù)圖。
圖18是線路終端裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
圖2是從上方看本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置(光變換器)1的主要部分時(shí)的模式圖。圖2的光波導(dǎo)裝置1表示用本發(fā)明的制造方法生產(chǎn)的多個(gè)光波導(dǎo)裝置的一個(gè)由相當(dāng)于在第一基板上形成為矩陣狀的多個(gè)光波導(dǎo)的一個(gè)長(zhǎng)方形的光波導(dǎo)基板2、相當(dāng)于在第二基板上形成為矩陣狀的多個(gè)功能部位的一個(gè)長(zhǎng)方形的支持基板3、濾光片插入槽5a、5b、5c和濾光片6構(gòu)成。支持基板3將以長(zhǎng)邊方向的形成間隔為x、短邊方向的形成間隔為y而形成多個(gè)的部件通過(guò)切割分別切開(kāi)。因此，切割后的支持基板3的長(zhǎng)邊和短邊的長(zhǎng)度僅比形成間隔精確地短切割刀片的厚度，但以下說(shuō)明中，為方便起見(jiàn)，將形成間隔x、y作為支持基板3的長(zhǎng)邊、短邊方向的長(zhǎng)度來(lái)對(duì)待。
長(zhǎng)邊和短邊都比支持基板3短的光波導(dǎo)基板2接合在支持基板3上的中央附近，而不超出支持基板3。從而，支持基板3的長(zhǎng)邊、短邊的長(zhǎng)度與光波導(dǎo)裝置1的長(zhǎng)邊、短邊的長(zhǎng)度相等。光波導(dǎo)基板2的長(zhǎng)邊方向與支持基板3的長(zhǎng)邊方向平行，長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度為z。在光波導(dǎo)基板2上形成卜字形的波導(dǎo)芯4。波導(dǎo)芯4的各端面從光波導(dǎo)基板2露出來(lái)。波導(dǎo)芯4在與支持基板3平行的方向形成波導(dǎo)波導(dǎo)芯4a、4b，在與波導(dǎo)芯4a、4b垂直的方向形成從波導(dǎo)芯4a分岔出來(lái)的波導(dǎo)芯4c。在波導(dǎo)芯4a和波導(dǎo)芯4c的分岔點(diǎn)附近形成有對(duì)支持基板3的長(zhǎng)邊方向傾斜θ＝45°的濾光片安裝槽5b，把波導(dǎo)芯4a和4b分?jǐn)嚅_(kāi)。從濾光片插入槽5b以切割間隔p與濾光片安裝槽5b平行地形成有濾光片安裝槽5a、5c。濾光片安裝槽5a、5c未把波導(dǎo)芯4分?jǐn)嚅_(kāi)。在濾光片安裝槽5b內(nèi)插入波導(dǎo)芯4a和4b的濾光片6。濾光片6使波導(dǎo)芯4a中傳輸來(lái)的光根據(jù)其波長(zhǎng)透過(guò)或反射。透過(guò)的光在波導(dǎo)芯4b內(nèi)傳輸，反射的光在波導(dǎo)芯4c內(nèi)傳輸。在沒(méi)有波導(dǎo)芯的濾光片安裝槽5a、5c內(nèi)沒(méi)有必要插入濾光片6。因此，濾光片個(gè)數(shù)n為1。在支持基板3上沒(méi)有接合光波導(dǎo)基板2而露出的地方形成有未圖示的發(fā)光、受光元件安裝臺(tái)(電極墊片)和光纖導(dǎo)向槽。
在光波導(dǎo)裝置1中，假設(shè)了將濾光片插入槽5b作為對(duì)角線，將與濾光片插入槽5b鄰接的濾光片插入槽5a、5c上的點(diǎn)作為頂點(diǎn)的長(zhǎng)方形7(圖2的陰影部，下稱(chēng)單位長(zhǎng)方形)時(shí)，光波導(dǎo)裝置1的大小為單位長(zhǎng)方形7的3倍。設(shè)該單位長(zhǎng)方形的縱向長(zhǎng)度為w，如上述，單位長(zhǎng)方形7的橫向長(zhǎng)度為y，濾光片安裝槽5a、5c未切割波導(dǎo)芯4，所以以下關(guān)系成立。
w＝p/sinθ ……(1)y＝p/cosθ ……(2)x＝3w＝(n+2)w ……(3)z≤2w＝(n+1)w ……(4)因此，若將單位長(zhǎng)方形7的整數(shù)倍(圖2中為3倍)作為光波導(dǎo)裝置1的大小，由于濾光片安裝槽5形成在各單位長(zhǎng)方形7的相同地方，所以如圖3所示，即使將多個(gè)光波導(dǎo)裝置1配置成矩陣狀，也可以將各光波導(dǎo)裝置1形成為相同形狀，可以大量生產(chǎn)。
另外，在圖2至圖7中，畫(huà)出在光波導(dǎo)基板2以外的支持基板3上也形成有濾光片插入槽5，但這是示出切割刀片的掃描軌跡。濾光片插入槽5形成至完全切斷光波導(dǎo)基板2的波導(dǎo)芯4的深度就足以，所以實(shí)際上濾光片插入槽不會(huì)形成至支持基板3上。
圖3至圖7中，為了表示單位長(zhǎng)方形7，用虛線示出單位長(zhǎng)方形間的邊界。
圖4是從上方看實(shí)際的光波導(dǎo)裝置1的模式圖，圖5是配置了多個(gè)圖4所示的光波導(dǎo)裝置1的示圖。實(shí)際的光波導(dǎo)裝置中，與圖2不同，如圖4所示，由于需要設(shè)置形成受光元件安裝臺(tái)8a、發(fā)光元件安裝臺(tái)8b的空間和形成光纖導(dǎo)向槽9的空間，所以光波導(dǎo)基板2偏離支持基板3的中心而接合，但由于光波導(dǎo)裝置1的大小既然是單位長(zhǎng)方形7的整數(shù)倍，即使矩陣狀配置多個(gè)光波導(dǎo)裝置1，濾光片插入槽5也在各光波導(dǎo)裝置1的相同地方形成，所以可以大量生產(chǎn)光波導(dǎo)裝置1。因此，在形成各光波導(dǎo)裝置1的濾光片插入槽5時(shí)，不會(huì)切斷目的以外的波導(dǎo)芯4。
另外，如圖6所示，在安裝2片濾光片時(shí)，可以將光波導(dǎo)裝置1的大小設(shè)計(jì)為單位長(zhǎng)方形7的4倍。
圖7是只用沒(méi)有支持基板的光波導(dǎo)基板2形成的光波導(dǎo)(光多路復(fù)用分路器)2b的模式圖。在確定該光多路復(fù)用分路器2b的大小時(shí)，也可以適用單位長(zhǎng)方形的方法。不同的是，由于在光多路復(fù)用分路器2b中沒(méi)有支持基板，所以不用考慮元件安裝臺(tái)和光纖導(dǎo)向槽等的形成空間，而在所有單位長(zhǎng)方形7的濾光片插入槽5內(nèi)都插入濾光片6，所以z和x為同值。只要使光多路復(fù)用分路器2b的大小也為單位長(zhǎng)方形7的整數(shù)倍，就可以大量生產(chǎn)相同形狀的光多路復(fù)用分路器2b，在各光多路復(fù)用分路器2b上形成的濾光片安裝槽5不會(huì)切斷目的以外的波導(dǎo)芯4。另外，由于在所有單位長(zhǎng)方形7上形成同一形狀的波導(dǎo)芯4和濾光片插入槽5，所以通過(guò)根據(jù)多路復(fù)用分路的光的個(gè)數(shù)(＝濾光片個(gè)數(shù))分別改變分離的地方，就能夠得到最小需要限度的大小的光多路復(fù)用分路器。
圖8、圖9是本發(fā)明的一實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置(光變換器)1的示意斜視圖和示意分解斜視圖。本實(shí)施例的光波導(dǎo)裝置1構(gòu)成為在支持基板3上接合了光波導(dǎo)基板2的狀態(tài)。光波導(dǎo)基板2包括蓋玻璃10、由高折射率的光學(xué)材料構(gòu)成的下包覆層11、由折射率比下包覆層11高的光學(xué)材料構(gòu)成而可使光在內(nèi)部透過(guò)并傳輸?shù)牟▽?dǎo)芯4a、4b、4c、由與下包覆層11相同的光學(xué)材料構(gòu)成的上包覆層12以及濾光片6。光波導(dǎo)基板2的外形比支持基板3的外形小。濾光片6是具有只通過(guò)特定波長(zhǎng)的光而反射特定波長(zhǎng)以外的光的特性的光學(xué)元件，插入到濾光片插入槽5內(nèi)。埋入下包覆層11內(nèi)的波導(dǎo)芯4a和波導(dǎo)芯4b排列成一直線狀，濾光片6被插入波導(dǎo)芯4a、4b之間，將兩者隔開(kāi)，并且對(duì)其縱向呈45度傾斜，波導(dǎo)芯4c在濾光片6的側(cè)面，對(duì)兩波導(dǎo)芯4a、4b的縱向呈90度的角度。
支持基板3的長(zhǎng)邊和短邊的長(zhǎng)度比為3∶1，在其表面形成有用于層積上述光波導(dǎo)基板2的波導(dǎo)固定區(qū)域13，在其周?chē)O(shè)置有V形槽狀的光纖導(dǎo)向槽9、凹狀的光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b。另外，支持基板3的上面除了波導(dǎo)固定區(qū)域13之外的整個(gè)面都由與上包覆層的樹(shù)脂密合性差的氧化膜所覆蓋。在各光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b內(nèi)形成有用于安裝發(fā)光元件或受光元件的元件安裝臺(tái)(電極墊片)8a、8b。
如圖8所示組裝的光波導(dǎo)裝置1中，以上下翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)設(shè)置上述光波導(dǎo)基板2，光纖導(dǎo)向槽9和元件安裝臺(tái)8a、8b從光波導(dǎo)基板2上露出來(lái)。
圖10是在上述光波導(dǎo)裝置1上安裝發(fā)光元件16和受光元件17，連接上光纖18的狀態(tài)的平面圖。在光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b內(nèi)的元件安裝臺(tái)8a、8b以小片結(jié)合下面電極，分別安裝受光元件17和發(fā)光元件16，受光元件17與波導(dǎo)芯4c的端面對(duì)置，發(fā)光元件16與芯4b的端面對(duì)置。另外，發(fā)光元件16和受光元件17的上面電極用焊接線與電路基板等連接。光纖18容納在光纖導(dǎo)向槽9內(nèi)并定位的狀態(tài)下用粘接劑固定，由此，波導(dǎo)芯4a的光軸和光纖18的光軸就自動(dòng)對(duì)正。
該光波導(dǎo)裝置1中，濾光片6采用透過(guò)從發(fā)光元件16發(fā)射的波長(zhǎng)的光，反射從光纖18出射的波長(zhǎng)的光的特性的濾光片。從而，從發(fā)光元件16向波導(dǎo)芯4b照射光(發(fā)送信號(hào))時(shí)，光在波導(dǎo)芯4b的內(nèi)部傳輸，透過(guò)濾光片6后，在波導(dǎo)芯4a的內(nèi)部傳輸，再入射到光纖18并在光纖18內(nèi)發(fā)送。另外，光纖18中傳輸來(lái)的光(接收信號(hào))入射到波導(dǎo)芯4a，被濾光片6反射，在波導(dǎo)芯4c中傳輸并由受光元件17接收。這樣，光波導(dǎo)裝置1就可以與用光纖連接的外部的其他裝置收發(fā)信號(hào)。
如上所述，該光波導(dǎo)裝置1可以用作收發(fā)信號(hào)的光變換器，例如用于如連接到互聯(lián)網(wǎng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的裝置的內(nèi)部，從外部接收信號(hào)，向外部發(fā)送信號(hào)。
以下，用圖11～圖17說(shuō)明該光波導(dǎo)裝置1的制造方法。首先，蝕刻作為支持基板3的母基板的硅基板3a的表面，如圖11所示，將光波導(dǎo)固定區(qū)域13、光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b、光纖導(dǎo)向槽9作為一組，將其形成縱橫都等間隔的多組。圖11的硅基板3a的大小為24mm×8mm，用它可以一次制造4個(gè)光波導(dǎo)裝置1。因此，光波導(dǎo)裝置1的每一個(gè)大小為12mm×4mm。若采用比它面積大的硅基板3a，則可以同時(shí)生產(chǎn)更大量的光波導(dǎo)裝置1。
接著，如圖12所示，在硅基板3a的表面上，在光波導(dǎo)固定區(qū)域13以外的區(qū)域形成與包覆層樹(shù)脂密合性差的氧化膜15。另外，在光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b中，在氧化膜15上由電極材料分別形成元件安裝臺(tái)8a、8b。以下，將形成了氧化膜15的硅基板3a稱(chēng)為底基板19a。
另一方面，采用與上述硅基板3a相同面積以上的玻璃基板10a，用復(fù)制法(壓模法)形成圖13所示的由下包覆層11、波導(dǎo)芯4c、4d構(gòu)成的光波導(dǎo)母基板2a。玻璃基板(晶片)10a是光波導(dǎo)裝置1的蓋玻璃10的母基板。
在此，用圖14簡(jiǎn)單說(shuō)明采用紫外線硬化樹(shù)脂的復(fù)制法(壓模法)。圖14(a)(b)(c)(d)表示相當(dāng)于圖13的A-A′線截面的面。首先，如圖14(a)所示，在玻璃基板10a上滴落未硬化的紫外線硬化樹(shù)脂(下包覆層樹(shù)脂)11a，對(duì)表面用具有與波導(dǎo)芯4a、4d相同形狀的圖形的壓模(型)20a押壓形成波導(dǎo)芯槽21之后，照射紫外線使樹(shù)脂11a硬化，如圖14(b)所示，成形具有波導(dǎo)芯槽21的下包覆層11。
接著，在下包覆層11上把折射率比下包覆層11大的未硬化的紫外線硬化樹(shù)脂(波導(dǎo)芯樹(shù)脂)4e注入成形的波導(dǎo)芯槽21的內(nèi)部，抹平表面。另外，為了減薄由從波導(dǎo)芯槽21溢出的樹(shù)脂4c形成在下包覆層11表面上溢料的厚度，用壓模20b押壓，照射紫外線使樹(shù)脂4e硬化，從而在芯槽21內(nèi)形成圖14(d)所示的波導(dǎo)芯4c、4d。
接著，如圖15所示，往光波導(dǎo)母基板2a表面滴落未硬化的樹(shù)脂12a，用樹(shù)脂12a把光波導(dǎo)母基板2a和底基板19a粘接起來(lái)。另外，由于樹(shù)脂12a一硬化就成為上包覆層12，所以最好是與下包覆層11相同的紫外線硬化樹(shù)脂，或具有與下包覆層11相同程度的折射率的樹(shù)脂，至少折射率不能小于波導(dǎo)芯4c、4d。
在粘接底基板19a和光波導(dǎo)母基板2a時(shí)，需要將光纖導(dǎo)向槽9或光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b與波導(dǎo)芯4c、4d精密定位。因此，可以用在光波導(dǎo)母基板2a和底基板19a上設(shè)置的定位標(biāo)記進(jìn)行高精度定位，把光波導(dǎo)母基板2a和底基板19a粘接起來(lái)。若用大面積的底基板19a和大面積的光波導(dǎo)母基板2a進(jìn)行定位，則由于沒(méi)有各部件之間的定位的麻煩，可以有效地高精度一次使多個(gè)波導(dǎo)芯和光纖導(dǎo)向槽等定位。
接著，如圖16所示，使底基板19a在下，光波導(dǎo)母基板2a在上，通過(guò)波導(dǎo)固定區(qū)域13的邊緣用切割刀片在光波導(dǎo)母基板2a上切入切口而形成分離槽22a、22b、22c。該分離槽22a、22b、22c的切入工序同時(shí)形成波導(dǎo)芯4c、4d的端面。由分離槽22a、22b、22c分割的光波導(dǎo)母基板2a中，在底基板19a的表面上形成氧化膜15的區(qū)域(波導(dǎo)固定區(qū)域13的外側(cè)區(qū)域)，由于氧化膜15和上包覆層12的界面的粘接力低，所以若對(duì)分割的光波導(dǎo)母基板2a上的不需要部分(對(duì)應(yīng)波導(dǎo)固定區(qū)域外的區(qū)域)施力，則可以從底基板19a簡(jiǎn)單剝離該不需要部分。從而，只剩下圖16所示的加斜線示出的、在內(nèi)部形成有波導(dǎo)芯4c、4d的區(qū)域(該區(qū)域是光波導(dǎo)基板2)，露出底基板19a的光纖導(dǎo)向槽9和光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b內(nèi)的元件安裝臺(tái)8a、8b。在底基板19a殘留的光波導(dǎo)基板2的外周面露出波導(dǎo)芯4c、4d的各端面。
接著，在蓋玻璃10和下包覆層11上用切割刀片以相對(duì)波導(dǎo)芯4d的縱向呈45度傾斜地切成切口，形成濾光片插入槽5。此時(shí)，由于每一個(gè)光波導(dǎo)裝置1的大小為12mm×4mm，所以從(1)、(2)式逆運(yùn)算，使切割間隔為約2.8mm，不會(huì)切斷其它光波導(dǎo)裝置1的波導(dǎo)芯4d的目的外的地方。該濾光片插入槽5的形成，就把波導(dǎo)芯4d切斷而形成波導(dǎo)芯4a、4b。此后，沿圖16的B-B′線、C-C′線切斷底基板19a，分割成圖17所示的芯片。最后，若在成為濾光片插入槽5的波導(dǎo)芯4a和波導(dǎo)芯4b之間的部分嵌入采用了多層反射膜的濾光片6，就作成了圖8所示的光波導(dǎo)裝置。另外，濾光片6也可以從蓋玻璃10的上面鼓出來(lái)。
在該光波導(dǎo)裝置1中，用包覆層12把大面積的光波導(dǎo)母基板2a與大面積的底基板19a粘接起來(lái)，形成濾光片插入槽5，用最終工序分割為光波導(dǎo)裝置1的各芯片，所以能夠比粘貼各個(gè)光波導(dǎo)基板2、各個(gè)支持基板3更有效地制造光波導(dǎo)裝置1，適于大量生產(chǎn)。從光波導(dǎo)裝置1的外形適當(dāng)確定波導(dǎo)芯4d的長(zhǎng)度和切割間隔，可以在切成各光波導(dǎo)裝置1的前工序集中形成濾光片插入槽5，所以可提高生產(chǎn)效率。另外，由于用大面積的底基板19a和大面積的光波導(dǎo)母基板2a進(jìn)行定位，所以可以進(jìn)行比用較小的部件之間定位精度更高的定位。
該光波導(dǎo)裝置1中，最終需要露出光纖導(dǎo)向槽9和光學(xué)元件設(shè)置部14a、14b，但光波導(dǎo)母基板2a的不需要部分的區(qū)域中，由于在底基板19a上預(yù)先形成氧化膜15，降低粘接樹(shù)脂12a(上包覆層12)的黏合力，所以即使粘接光波導(dǎo)母基板2a和底基板19a的整個(gè)面，也可以簡(jiǎn)單去除光波導(dǎo)基板2a的不需要部分，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化制造工序。
以下，說(shuō)明采用該光波導(dǎo)裝置1的光通信裝置。光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，需要用訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)(用戶光纖)把各家庭內(nèi)等的用戶網(wǎng)絡(luò)和中繼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，但在訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和用戶網(wǎng)絡(luò)之問(wèn)需要用于進(jìn)行光/電變換的線路終端裝置(OpticalNetwork Unit)。另外，訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和中繼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間的交換局(電話局的設(shè)備中心)中，需要用于進(jìn)行光/電變換的線路終端站裝置(Optical LineTerminal)。
圖18是上述線路終端裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。31是構(gòu)成訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的光纖，傳送波長(zhǎng)1550nm波帶的光信號(hào)和波長(zhǎng)1310nm波帶的光信號(hào)。在與光纖31的端面對(duì)置的位置設(shè)置有WDM 32，WDM32從輸出部輸出從光纖31傳送來(lái)的波長(zhǎng)1550nm波帶的光信號(hào)，將從輸入部輸入的波長(zhǎng)1310nm波帶的光信號(hào)耦合到光纖31。
從WDM32的輸出部輸出的波長(zhǎng)1550nm波帶的光信號(hào)輸入到光/電變換模塊(PIN-AMP模塊)33。光/電變換模塊33由受光元件(發(fā)光二極管)34和前置放大器35構(gòu)成，受光元件34接收輸入的光信號(hào)而變換成電信號(hào)，由前置放大器35放大之后，輸入到數(shù)據(jù)處理電路36。接著，數(shù)據(jù)處理電路36處理的電信號(hào)被發(fā)送到與線路終端裝置連接的電話或家用設(shè)備的控制器等。
另一方面，與WDM32的輸入部連接的電/光變換模塊37由發(fā)光元件(LD)38和監(jiān)視用受光元件39構(gòu)成，發(fā)光元件38射出波長(zhǎng)1310nm波帶的光，由發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)電路40驅(qū)動(dòng)。另外，監(jiān)視用受光元件39接收從發(fā)光元件38射出的光信號(hào)，控制輸出，使從發(fā)光元件38射出的光信號(hào)的功率恒定。于是，從電話或家用設(shè)備送出的電信號(hào)發(fā)送到發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)電路40，用輸入到發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)電路40的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件38，將電信號(hào)變換為光信號(hào)通過(guò)WDM32后，發(fā)送給光纖31。
這樣的線路終端裝置中，采用光波導(dǎo)裝置可以使線路終端裝置小型化。例如，可以將圖8之后所述的光波導(dǎo)裝置(光變換器)1的濾光片6、波導(dǎo)芯4a、4b、4c用作上述WDM32，將安裝在光波導(dǎo)裝置1的受光元件17用作上述光/電變換模塊33的受光元件34，將安裝在光波導(dǎo)裝置1的發(fā)光元件16用作上述電/光變換模塊37的發(fā)光元件38。另外，在光波導(dǎo)裝置1的支持基板3上安裝上述前置放大器35、數(shù)據(jù)處理電路36、監(jiān)視用受光元件39、發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)電路40等，就可以使線路終端裝置單片化。
另外，在此說(shuō)明了線路終端裝置(ONU)的情況，但對(duì)于線路終端站裝置(OLT)也可以同樣采用光波導(dǎo)裝置1。
根據(jù)本發(fā)明的光波導(dǎo)裝置，即使把多個(gè)光波導(dǎo)裝置配置成矩陣狀的狀態(tài)下形成濾光片槽，也可以將各光波導(dǎo)裝置形成為同一形狀，另外，在各光波導(dǎo)裝置上形成的濾光片安裝槽不會(huì)切斷其它光波導(dǎo)裝置的波導(dǎo)芯的目的外的地方。因此，可以簡(jiǎn)化制造工序，適于大量生產(chǎn)，可以抑制制造成本。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)裝置的制造方法，在第一基板上形成多個(gè)以縱橫規(guī)定間隔配置成矩陣狀的能讓光透過(guò)并傳輸?shù)挠芍辽倬哂?處以上分岔點(diǎn)的波導(dǎo)芯和圍繞波導(dǎo)芯的包覆層構(gòu)成的光波導(dǎo)在第二基板上形成多個(gè)以與上述光波導(dǎo)相同的縱橫間隔配置成矩陣狀的功能部位使各上述光波導(dǎo)和上述功能部位相對(duì)地把上述第一基板和上述第二基板粘接為一體將可插入根據(jù)上述波導(dǎo)芯中透過(guò)并傳輸?shù)墓獾牟ㄩL(zhǎng)而使光透過(guò)或反射的濾光片的槽至少形成在由插入到上述槽的上述濾光片在上述分岔點(diǎn)反射的上述光從上述分岔點(diǎn)傳輸?shù)较蛄硪环较蜓由斓牟▽?dǎo)芯的地方；之后，在一體化的狀態(tài)下分別切斷而制成光波導(dǎo)裝置；其特征在于，上述各光波導(dǎo)裝置的上述矩陣狀的配置間隔中，設(shè)縱向間隔為x、橫向間隔為y、在與上述縱向平行的方向上形成的上述波導(dǎo)芯的長(zhǎng)度為z、上述波導(dǎo)芯的分岔點(diǎn)個(gè)數(shù)為n、上述濾光片插入槽的形成間隔為p、上述濾光片相對(duì)上述縱向的傾斜角為θ(0°＜θ＜90°)時(shí)，上述配置間隔、上述波導(dǎo)芯的長(zhǎng)度以及上述濾光片插入槽的形成間隔滿足如下關(guān)系x＝m·p/sinθ (m為大于n的自然數(shù))y＝p/cosθz≤(n+1)·p/sinθ
2.一種光波導(dǎo)的制造方法，在第一基板上形成多個(gè)以縱橫規(guī)定間隔配置成矩陣狀的能讓光透過(guò)并傳輸?shù)挠芍辽倬哂?處以上分岔點(diǎn)的波導(dǎo)芯和圍繞波導(dǎo)芯的包覆層構(gòu)成的光波導(dǎo)將可插入根據(jù)上述波導(dǎo)芯中透過(guò)并傳輸?shù)墓獾牟ㄩL(zhǎng)而使光透過(guò)或反射的濾光片的槽至少形成在由插入到上述槽的上述濾光片在上述分岔點(diǎn)反射的上述光從上述分岔點(diǎn)傳輸?shù)较蛄硪环较蜓由斓牟▽?dǎo)芯的地方；之后分別切斷而制成上述光波導(dǎo)；其特征在于，上述各光波導(dǎo)的上述矩陣狀的配置間隔中，設(shè)縱向間隔為x、橫向間隔為y、上述波導(dǎo)芯的分岔點(diǎn)個(gè)數(shù)為n、上述濾光片插入槽的形成間隔為p、上述濾光片對(duì)上述縱向的傾斜角為θ(0°＜θ＜90°)時(shí)，上述配置間隔和上述濾光片插入槽的形成間隔滿足如下關(guān)系x＝n·p/sinθy＝p/cosθ
3.一種按照權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)裝置的制造方法制造的光波導(dǎo)裝置。
4.一種按照權(quán)利要求2所述的光波導(dǎo)的制造方法制造的光波導(dǎo)。
5.一種具有權(quán)利要求3所述的光波導(dǎo)裝置、驅(qū)動(dòng)安裝在上述光波導(dǎo)裝置中的發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)電路以及處理從安裝在上述光波導(dǎo)裝置中的受光元件輸出的電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理電路的光通信裝置。
全文摘要
提供一種簡(jiǎn)化光波導(dǎo)裝置的制造工序，并適于大量生產(chǎn)的光波導(dǎo)裝置的制造方法。假定以濾光片插入槽(5b)作為對(duì)角線并以鄰接濾光片插入槽(5b)的濾光片插入槽(5a、5c)上的點(diǎn)作為頂點(diǎn)的長(zhǎng)方形為單位長(zhǎng)方形(7)，使光波導(dǎo)裝置(1)的大小為單位長(zhǎng)方形(7)的整數(shù)倍，即使在將多個(gè)光波導(dǎo)裝置(1)配置為矩陣狀的狀態(tài)下形成濾光片插入槽(5)，各光波導(dǎo)裝置(1)也可以形成為同一形狀。在各光波導(dǎo)裝置(1)上形成的濾光片插入槽(5)不會(huì)切斷其它光波導(dǎo)裝置(1)的波導(dǎo)芯(4)的目的外的地方。因此，由于可以簡(jiǎn)化制造工序，并適于大量生產(chǎn)，所以可以抑制制造成本。
文檔編號(hào)G02B6/35GK1480754SQ0314661
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
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