光模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种能够抑制由于温度变化发生的光轴偏差、和光功能回路的特性劣化这双方的光模块。具备：平面型光波回路，具有在基板上形成的波导路型的光功能回路，并且，包括与形成了出射来自光功能回路的出射光的光波导路的出射端面或者入射向光功能回路的入射光的光波导路的入射端面的一边相接而仅形成有光波导路的波导路区域；固定用固定架，仅在形成了波导路区域的部分保持平面型光波回路；以及辅助固定架，和与形成了出射端面或者入射端面的一边对向的边相接并保持平面型光波回路，通过具有比固定平面型光波回路和固定用固定架的粘接剂或者接合材料的弹性率小的弹性率的弹性粘接剂或者弹性构造体，固定平面型光波回路和辅助固定架。

【技术实现步骤摘要】
光模块
本技术涉及集成了平面型光波回路、和发光元件、受光元件或者光学系统的功能元件的光模块。
技术介绍
伴随光通信技术的发展，光部件的开发越来越重要。关于光发送接收器尤其研究了传送速度、响应速度的高速化，通信容量大幅扩大。一般的光发送接收器的结构由使用光半导体而制作的发光元件或者受光元件、和输出用或者输入用的光纤构成，它们经由透镜而光耦合。例如，在光接收器的情况下，从输入侧的光纤出射的光通过透镜在受光元件中成像，而被直接检波(强度检波)。在关注光传送系统中的调制解调处理技术时，使用了相位调制方式的信号传送被广泛实用化。相移键控(PSK)方式是通过调制光的相位来传送信号的方法，能够通过调制的多值化等，比以往大幅扩大传送容量。为了接收这样的PSK信号，需要对光的相位进行检波。受光元件虽然能够对信号光的强度进行检波，但无法对光的相位进行检波。因此，需要将光的相位变换为光强度的单元。因此，有通过使用光的干涉，对相位差进行检波的方法等。通过使信号光和其他光(参照光)干涉，并用受光元件对该干涉光的光强度进行检波，能够得到光的相位信息。在检波的方法中，有作为参照光使用另外准备的光源的相干检波、和使信号光自身一部分分支而作为参照光并使两者干涉的差动检波。这样，相比于以往的仅使用了强度调制方式的光接收机，在近年来的PSK方式的光接收机中，需要通过光的干涉将相位信息变换为强度信息的光干涉回路。这样的光干涉回路能够使用平面型光波回路(PLC:Planar Light Circuit)来实现。平面型光波回路根据量产性、低成本性以及高可靠性的面具有优良的特征，能够实现各种光干涉回路。实际上，作为在PSK方式的光接收机中使用的光干涉回路，实现光延迟干涉回路、90度混合回路等并实用化。通过标准的摄影法、蚀刻技术以及FHD(Flame HydrolysisDeposition，火焰水解法)等玻璃堆积技术制作了这样的平面型光波回路。在概述具体的制造工艺时，最初，在Si等基板上，使以石英玻璃等为主原料的底部包层、和具有比包层高的折射率的芯层堆积。之后，在芯层中形成各种波导路图案，最后通过上部包层埋入由芯层形成的波导路。通过这样的工艺，制作波导路型的光功能回路。信号光被封入经由上述那样的工艺制作的波导路内，在平面型光波回路内部传输。图1示出以往的平面型光波回路和光接收器的光连接方法。在关注PSK方式的光接收机中的平面型光波回路和光接收器的光连接方法时，这些基本的连接方法是图1所示那样的单纯的光纤连接。通过用光纤连接对输入输出端连接了光纤3a、3b的平面型光波回路1、和具有输入光纤3b的光接收器2来进行光耦合。在光耦合中使用的光纤的根数由从平面型光波回路输出的输出光的数量决定，还有成为多根的情况。但是，在使用了这样的光纤连接的光模块的结构中，存在尺寸变大这样的问题。因此，通过使用透镜直接对平面型光波回路的输出和光接收器的输入进行光耦合，并将整体集成到I个封装中，能够实现小型的结构。将这样的平面型光波回路和光接收器被直接光耦合了的方式的光模块称为集成型光接收机。为了实现集成型光接收机，平面型光波回路的固定方法特别重要。在使从平面型光波回路输出的光在空间中传输并通过透镜等与受光元件光耦合的情况下，如果光的出射端、透镜、受光元件的位置关系变化，则无法通过受光元件对所有光进行受光，而成为损失。特别，在收纳光接收器的封装的温度、环境温度、各个元件温度等变化了的情况下，由于热膨胀的影响而它们的位置变动，所以损失的问题变得显著。因此，为了实现低损失的光耦合，即使在环境温度等变化了的情况下，需要使各个位置关系至少不相对地变动。特别，平面型光波回路相对环境温度，热膨胀所致的形状变化比受光元件等非常地大。进而，平面型光波回路在光模块中所占的面积相比于受光元件大I个数量级至2个数量级程度，热膨胀所致的形状的变化也大I个数量级至2个数量级程度。另外，构成平面型光波回路的基板和所堆积的薄膜玻璃具有大的热膨胀系数差，所以通过温度变化发生大的翘曲。因此，相对受光元件的来自平面型光波回路的出射光的位置的变位以及出射角度的变化成为非常大的问题。由于这些2个变化，来自平面型光波回路的出射光的位置、角度变化，发生光轴偏差。光轴偏差使向受光元件的光耦合劣化，发生损失。在集成型光接收机的实现中，将这样的光轴偏差消除或者无害化变得重要。图2示出以往的光模块的内部构造。已知有以不发生上述那样的温度变化所致的光轴偏差的方式，将平面型光波回路的底面的大致全面紧固地固定的方法。在图2所示的集成型光接收机中，分别将固定用固定架12a、12b、12c作为支承构件，在基体基板11上固定有作为光功能回路形成了光干涉回路的平面型光波回路13、透镜14、以及受光元件15。光纤16和平面型光波回路13经由光纤固定部件17连接。从光纤16输入的光在平面型光波回路13中干涉之后通过透镜14与受光元件15耦合。固定用固定架12a和平面型光波回路13通过粘接剂18或者焊锡等接合材料固定。通过将平面型光波回路13的底面的大致全面紧固地固定到固定用固定架中，抑制温度所致的膨胀、翘曲的变化。另外，透镜14、受光元件15也被固定到固定用固定架，从而不会发生温度变化所致的光轴偏差。但是，在图2所示的结构中，虽然能够大幅抑制温度变化所致的光轴偏差，但温度变化所致的平面型光波回路的特性变化变得显著。如上所述，平面型光波回路13由具有大的热膨胀系数差的Si基板13a和石英玻璃层13b构成，所以温度变化所致的翘曲的变化、热膨胀大。在图2所示的结构中，平面型光波回路13的底面被全面固定，所以热膨胀、翘曲的变化被抑制。另一方面，在该情况下，在Si基板13a与石英玻璃层13b之间发生大的热应力。应力通过光弹性效果，在石英玻璃层13b内部引起折射率变化。关于在平面型光波回路13内构成的光干涉回路，为了控制干涉特性，正确地调整了波导路的长度和折射率。经由应力发生的折射率变化导致等价回路长的变化，使干涉计的特性变化，所以使光干涉回路的特性劣化。相对于此，如果为了通过抑制热应力的发生来抑制光学特性的变化，作为粘接剂18，使用了弹性粘接剂、膏等柔软的粘接剂、或者固定用膏(例如，参照专利文献1)，则上述光轴偏差的影响变得显著，发生损失。另外，作为集成了平面型光波回路和光学系统的功能元件的光模块，已知波长选择开关(例如，参照专利文献2)。在波长选择开关中使用的平面型光波回路是形成了由输入输出波导路、板条波导路以及阵列波导路构成的阵列波导路型光输入输出回路的光回路。相对于形成了图2所示的光干涉回路的光回路的大小(长边的长度)是IOmm~20mm程度，形成了阵列波导路型光输入输出回路的光回路的大小(长边的长度)大到30mm~200mm程度(例如，参照非专利文献I)。平面型光波回路的大型化导致温度变化所致的翘曲的变化增大、热膨胀所致的伸长量增大。而且，产生通过由于振动、冲击、特别是共振频率的降低所致的可靠性的劣化、从光纤固定部件对平面型光波回路施加的应力的增大，而使上述光学特性的变化增大这样的问题。【专利文献I】日本特开2009-175364号公报【专利文献2】日本专利第4960294号公报【非专利文献I】 Kazunori 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光模块，其特征在于包括：平面型光波回路，具有在基板上形成的波导路型的光功能回路，并且，包括与形成了出射来自所述光功能回路的出射光的光波导路的出射端面或者入射向所述光功能回路的入射光的光波导路的入射端面的一边相接而仅形成有光波导路的波导路区域；固定用固定架，仅在形成了所述波导路区域的部分保持所述平面型光波回路；以及辅助固定架，和与形成了所述出射端面或者入射端面的一边对向的边相接并保持所述平面型光波回路，通过具有比固定所述平面型光波回路和所述固定用固定架的粘接剂或者接合材料的弹性率小的弹性率的弹性粘接剂或者弹性构造体，固定所述平面型光波回路和所述辅助固定架。

【技术特征摘要】
2013.01.10 JP 2013-0029911.一种光模块，其特征在于包括: 平面型光波回路，具有在基板上形成的波导路型的光功能回路，并且，包括与形成了出射来自所述光功能回路的出射光的光波导路的出射端面或者入射向所述光功能回路的入射光的光波导路的入射端面的一边相接而仅形成有光波导路的波导路区域； 固定用固定架，仅在形成了所述波导路区域的部分保持所述平面型光波回路；以及 辅助固定架，和与形成了所述出射端面或者入射端面的一边对向的边相接并保持所述平面型光波回路， 通过具有比固定所述平面型光波回路和所述固定用固定架的粘接剂或者接合材料的弹性率小的弹性率的弹性粘接剂或者弹性构造体，固定所述平面型光波回路和所述辅助固定架。2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于还包括: 中间辅助固定架，插入在所述平面型光波回路与所述辅助固定架之间， 通过弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：大庭直树，富田大司，小林贤二，河尻祐子，铃木贤哉，
申请(专利权)人：NTT电子股份有限公司，日本电信电话株式会社，
类型：新型
国别省市：日本;JP