光波导装置、光波导装置的制造方法以及光通信装置的制作方法

专利名称：光波导装置、光波导装置的制造方法以及光通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对波导芯内透过并传输光的光波导附加了用于安装光纤或发光元件、受光元件等的光纤引导槽和光学元件设置部以及光调制功能的光波导装置、该光波导装置的制造方法以及使用该光波导装置的光通信装置。
背景技术：
在用于光通信的光缆的连接部或终端部内，使用光波导装置来连接其他光缆或发光元件、受光元件。近年来，能高速传输大容量数据的光通信的利用在推进之中，期望制造更廉价且适合于大量生产的光波导装置。
图1是原来使用的光波导装置1的示意斜视图。如图2所示，该光波导装置1由光波导6和支持基板7构成，光波导6搭载在支持基板7的光波导设置部12上，在支持基板7上可连接光波导的波导芯4和光纤、发光元件8、受光元件10等。
光波导6由基板2、在内部能透过并传输光的波导芯4、包围波导芯4的下包覆层3和上包覆层5以及滤光片13d构成。波导芯4、下包覆层3和上包覆层5由折射率比较大的树脂或玻璃等物质形成。为把光封在波导芯4内进行传输，波导芯4的折射率必须大于下包覆层3和上包覆层5的折射率。滤光片13d是具有仅透过特定波长的光而反射特定波长以外的波长的光的特性的光学元件，在光波导6上设置有为把波导芯4分断为波导芯4a和波导芯4b，4c而形成的滤光片设置槽13c。
在蚀刻硅基板11而成型的支持基板7上形成有用于与光纤定位而设置的V形截面的槽状的光纤引导槽9和用于搭载光波导6的光波导设置部12。在支持基板7上，使波导芯4的端面与光轴配合地设置半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)等发光元件8、受光元件10。支持基板7上形成有用于对发光元件8、受光元件10通电的布线和引线焊垫13a，13b。
原来制造这种光波导装置1时，分别制造光波导6和支持基板7，用粘接树脂将光波导6和支持基板7一一粘接起来制成光波导装置1，因此制造工序繁杂，制造工序花费时间和成本，不能进行高效的大量生产。由于各个光波导6和支持基板7是微小的部件，因此高精度地对光波导6和支持基板7进行定位来组装光波导装置1时花费时间和成本，难以提高最终的生产效率。
另一方面，将多个光波导6和支持基板7分别形成在晶片或母基板上，把两个晶片或母基板粘接起来之后，再把其接合体切分为各个光波导装置，能使生产效率提高。但是，在支持基板7上设置了用于安装发光元件8、受光元件10的垫片部和光纤引导槽9的光波导装置1中，最终必须把发光元件、受光元件安装在垫片部上，或将光纤固定在光纤引导槽9内，因此需要使垫片部和光纤引导槽9露出来。从而，采用将多个光波导6和支持基板7分别形成在晶片或母基板上再整面粘接两个晶片或母基板的方法，难以露出光纤引导槽9和垫片部，具有光纤引导槽9和垫片部的光波导装置中，这种制造方法的实现性低。

发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种制造工序简化而适合于大量生产的光波导装置的制造方法。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于跨越大致整个面把备有由透过并传输光的波导芯和包围波导芯的包覆层构成的光波导区域的第一基板与备有功能部位的第二基板粘接起来，并使上述功能部位的至少一部分与第一基板的光波导区域外相对后，去除与上述功能部位相对的第一基板的不要部分。这里所谓设置在第二基板上的功能部位是与安装发光元件或受光元件、光纤等元件或部件的元件安装台或光纤引导槽有关的部位和与形成了加热器或电极的光调制功能有关的部位。上述光波导区域中也可包含对波导芯内透过并传输的光产生影响的滤光片、加热器元件等。此外，该光波导区域既可设置在整个第一基板上，也可设置在第一基板的一部分上，或光波导区域本身就是第一基板。
根据本发明的光波导装置的制造方法，跨越大致整个面粘接第一基板与第二基板，去除第一基板中与形成功能部位的区域相对的不要部分，可露出第二基板的功能部位，并能在功能部位安装规定元件或部件。因此，粘接第一基板与第二基板时，除第一基板的不要部分外不必要按规定图案涂布粘接树脂，可简化第一与第二基板的粘接工序，进而可简化光波导装置的制造工序。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于跨越大致整个面把备有由透过并传输光的波导芯和包围波导芯的包覆层构成的多个光波导区域的第一基板与备有多个功能部位的第二基板粘接起来，并使上述功能部位的各自的至少一部分与第一基板的各光波导区域外相对后，去除与上述功能部位相对的第一基板的不要部分，同时将第一和第二基板分离为包含光波导区域和功能部位的各个光波导装置。
按照本发明的光波导装置的制造方法，即使从作为母基板的第一基板和作为母基板的第二基板同时制作多个光波导装置的情况下，也可在大致整个面上粘接作为母基板的第一基板和作为母基板的第二基板后，去除第一基板的不要部分，并且切分为各个光波导装置。因此，与分别切分作为母基板的第一基板和第二基板后，将切分的第一基板和第二基板一一粘接的情况相比，光波导装置的制造工序极其简单，可提高批量生产性。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于粘接上述第一基板和第二基板时，在形成上述功能部位的区域中，在第一基板和第二基板之间剩余有粘接树脂的未硬化层，从该未硬化层除去与上述功能部位相对的第一基板的不要部分。由于在第一基板和第二基板之间剩余了粘接树脂的未硬化层，所以在第一基板和第二基板之间涂布例如紫外线硬化型等的光硬化型粘接树脂等后，用掩膜覆盖仍剩余未硬化层的区域，对粘接树脂照射光或电子射线，可使粘接树脂局部硬化。
按照本发明的光波导装置的制造方法，用粘接树脂粘接第一基板和第二基板时，通过使该粘接树脂局部硬化，就能在与第一基板的不要部分对应的区域中将粘接树脂以仍未硬化的形态残留下来，从而仅把第一基板的不要部分的周围切断，就可简单地去除不要部分并露出功能部位，而不损伤功能部位。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于在粘接上述第一基板和第二基板前，在和相对于上述功能部位的第一基板的不要部分或第二基板的上述不要部分相对的区域中形成低粘接性层，从该低粘接性层除去与上述功能部位相对的第一基板的不要部分。这里，作为低粘接性层，不特别限定，可以是Ni或Au等金属膜、SiO2等氧化膜、PTFE等氟系树脂等用使用的粘接树脂难以粘接的材料层或与基板密合性差的层或层叠了彼此密合性差的层的层叠体。
按照本发明的光波导装置的制造方法，用粘接树脂粘接上述第一基板和第二基板前，在与第一基板的不要部分相当的地方，在第一基板和第二基板上形成低粘接性层，因此仅切断第一基板的不要部分的周围，就可简单地去除不要部分并露出功能部位，而不损伤功能部位。
按照本发明的光波导装置的制造方法，通过切割切断上述第一基板的被去除的区域和剩余的区域的边界来去除第一基板的不要部分，因此容易去除第一基板的不要部分。尤其是同时制造多个光波导装置的情况下，可一次进行去除第一基板的不要部分的工序和将第一和第二基板分离为各个光波导装置的工序，可使光波导装置的制造工序更加简化。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于在具有透光性的基板上设置由透过并传输光的波导芯和包围波导芯的包覆层构成的光波导装置，形成第一基板，在不具有充分透光性的第二基板上粘接上述第一基板后，去除具有上述透光性的基板。按照本发明的光波导装置，由于去除具有透光性的基板，因此可使光波导装置薄型化。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于在具有透光性的基板上设置由透过并传输光的波导芯和包围波导芯的包覆层构成的光波导装置，形成第一基板，在具有功能部位且不具有充分透光性的第二基板上跨越大致整个面粘接上述第一基板并使上述功能部位的至少一部分与第一基板的光波导区域外相对后，进行去除具有上述透光性的基板的工序和去除与上述功能部位相对的第一基板的不要部分的工序。
按照本发明的光波导装置的制造方法，跨越大致整个面粘接第一基板和第二基板，通过去除第一基板中与形成功能部位的区域相对的不要部分，也可以使第二基板的功能部位露出来，并在功能部位上安装规定的元件或部件。因此，粘接第一基板和第二基板时，除第一基板的不要部分之外，不需要按规定图案涂布粘接树脂，可简化第一和第二基板的粘接工序，进而可简化光波导装置的制造工序。另外，按照本发明的光波导装置，由于去除透光性的基板，所以可使光波导装置薄型化。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于通过剥离来去除具有上述透光性的基板。按照本发明的制造方法，由于通过剥离来去除具有上述透光性的基板，从而可再使用具有透光性的基板，可降低制造成本。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于具有如下工序把压膜压入光硬化型树脂，将压模的模形转印到光硬化型树脂上；向光硬化型树脂照射光使之硬化而形成上述光波导装置。按照本发明，由于不需要在使用热硬化型树脂时所需要的加热花费的时间，使用可提高具有细小波导芯的光波导区域的批量生产性。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于去除具有上述透光性的基板后，将上述波导芯断开，在第一基板上形成槽，在该槽中插入滤光片。按照本发明，由于去除多余的基板后设置滤光片用的槽，因此不需要在具有透光性的基板上设置滤光片用的槽，可防止用切割刀等设置槽时，割伤具有透光性的基板。由于可仅在包覆层等中设置槽，所以可形成更细微的槽。
本发明的光波导装置的制造方法的特征在于用与上述包覆层折射率大致相等的树脂粘接上述第一基板和上述第二基板。按照本发明的光波导装置的制造方法，由于用与该包覆层折射率大致相等的树脂把具有波导芯和包覆层的第一基板粘接在第二基板上，因此作成光波导装置后，该粘接树脂能用作包覆层。
根据本发明的光波导装置的制造方法，可制作光波导装置。这种光波导装置中，将波导芯的截面作成大致梯形，就可使成型波导芯时的脱模性良好。此外，按照本发明的制造方法制造的光波导装置可用于光通信装置。
以上说明的本发明的构成要素可进行有限组合。


图1是原来的光波导装置的示意斜视图；图2是图1所示的光波导装置的示意分解斜视图；图3是本发明的一个实施例的光波导装置的示意斜视图；图4是图3所示的光波导装置的示意分解图；图5是表示图3的光波导装置的使用状况的示意平面图；图6是本发明的光波导装置的制造方法的说明图；图7是图6的续图；图8是图7的续图；图9是沿图8的A-A′截面说明制造波导芯的工序的图；图10是图8续图；图11是图10的续图；图12是图11的续图；图13是图12的续图；图14是本发明的另一个实施例的光波导装置的示意斜视图；图15是制造图14所示的光波导装置使用的支持基板的示意斜视图；图16的(a)是图14所示的光波导装置的制造方法的说明，表示出相当于图14的D-D′截面的面；(b)是图14的D-D′截面图；图17是本发明的又一个实施例的光波导装置的示意斜视图；图18是图17所示的光波导装置的制造工序说明图；图19是图18的续图；图20是图19的续图；图21是本发明的再一个实施例的光波导装置的示意分解斜视图；图22是图21的光波导装置的制造方法的说明图；图23是本发明的再一个实施例的光波导装置的示意斜视图；
图24是图23所示的光波导装置的示意分解图；图25是图23所示的光波导装置的示意平面图；图26是图23所示的光波导装置的制造工序说明图；图27是图26的续图；图28是本发明的再一个实施例的光波导装置的示意斜视图；图29是图28所示的光波导装置的示意分解斜视图；图30是图28的光波导装置的使用状况的示意平面图；图31是说明图28的光波导装置的制造方法的斜视图；图32是图31的续图；图33是图32的续图；图34是图33的续图；图35是图34的续图；图36是本发明的再一个光波导装置的示意截面图；图37是本发明的再一个光波导装置的分解斜视图；图38是本发明的再一个光波导装置的斜视图；图39是图38的光波导装置的分解斜视图；图40是图38的光波导装置的平面图；图41是说明图38的光波导装置的制造方法的示意截面图；图42是图41的续图；图43是本发明的再一个光波导装置的斜视图；图44是由图43的光波导装置构成的光收发器的截面图；图45是表示与图43的光波导装置的比较例的截面图；图46是表示另外的比较例的截面图；图47是使用本发明的光波导装置的光通信装置的说明图；图48是线路终端装置的构成框图。
具体实施例方式
(第一实施例)图3，4分别是本发明的一个实施例的光波导装置14a的示意斜视图和示意分解斜视图。本发明的光波导装置14a由安装用基板16和光波导基板15构成。光波导基板15包括盖玻璃17、高折射率的光学材料构成的下包覆层18、由比下包覆层18折射率高的光学材料构成且内部透过并传输光的波导芯19a，19b，19c、滤光片29、由与下包覆层18相同光学材料构成的上包覆层20。滤光片29是具有仅透过特定波域的光而反射特定波域以外的波长的光的特征的光学元件，设置在滤光片设置槽31内部。埋入下包覆层18内的波导芯19a和波导芯19b排列为直线形状，滤光片29插入在滤光片设置槽31内，隔开两个波导芯19a，19b并且相对其光轴呈45度倾角，波导芯19c配置在滤光片29侧面，相对两个波导芯19a，19b的光轴呈90度角。
在安装用基板16上，在支持基板21的表面上形成用于层叠上述光波导基板15的波导固定区域30，在其周围设置有V形槽状的光纤引导槽23a、成凹状的光学元件设置部24a，24b。支持基板21的上面除波导固定区域30以外的整个面由Ni或Au等金属薄膜22覆盖。支持基板21为硅基板的情况下，也可在氧化支持基板21的表面而形成SiO2膜后形成金属薄膜22。各光学元件设置部24a，24b内形成有用于安装受光元件或发光元件的元件安装台(电极垫片)33a，33b。
如图3所示，在所装配的光波导装置14a中，上述光波导基板15按上下翻转的状态设置，光纤引导槽23a和元件安装台33a，33b从光波导基板15露出来。
图5是表示在上述光波导装置14a上安装发光元件28和受光元件27、接上光纤26而构成光收发器的状态的平面图。对下面电极进行小片结合分别把受光元件27和发光元件28安装在光学元件设置部24a，24b内的元件安装台33a，33b上，受光元件27与波导芯19c的端面相对，发光元件28与波导芯19b的端面相对。发光元件28和受光元件27的上面电极用焊接线连接电路基板等。该状态下，元件安装台33a和元件安装台33b通过金属薄膜22电导通，但如果元件安装台33a，33b侧为地电极，也没有问题。或者，如果元件安装台33a和元件安装台33b导通不合适，也可以用切割刀在元件安装台33a和元件安装台33b之间切开，使金属薄膜22电分离。光纤26在纳入并定位于光纤引导槽23a的状态下用粘接剂固定，由此，波导芯19a的光轴就与光纤26的光轴自动对准。
该光波导装置14a中，滤光片29使用具有透过从发光元件28射出的波长的光而反射从光纤26射出的波长的光的特性的元件。于是，从发光元件28向波导芯19b照射光(发送信号)时，光在波导芯19b内部传输，透过滤光片29，再在波导芯19a内部传输，然后入射到光纤26中，在光纤26内发送。经光纤26传输来的光(接收信号)入射到波导芯19a，由滤光片29反射，在波导芯19c内传输，然后由受光元件27接收。这样，光波导装置14a就可与用光纤连接的其他外部装置进行信号的发送接收。
如上所述，本发明的光波导装置14a可用作进行信号发送接收的光收发器，例如，像连接互联网的个人计算机那样，在接收来自外部的信号、向外部发送信号的装置内部使用。
下面用图6～13说明本发明的光波导装置14a的制造方法。首先，蚀刻作为支持基板21的母基板的硅基板(晶片)21a的表面，如图6所示，形成多组波导固定区域30、光学元件设置部24a，24b、光纤引导槽23a。使用图6的硅基板21a，虽然一次可制造4个安装用基板16，但使用更大面积的硅基板21a，可大量生产安装用基板16，进而大量生产光波导装置14a。
接着如图7所示，在硅基板21a的表面波导固定区域30以外的区域上蒸镀或溅射Ni或Au等金属，形成金属薄膜22。另外，在光学元件设置部24a，24b中，在金属薄膜22上分别用电极材料形成元件安装台33a，33b。以下将形成金属薄膜22的硅基板21a叫作底基板16a。
另一方面，使用与上述的硅基板21a相同面积以上的玻璃基板17a，用复制法(压模法)形成图8所示的由下包覆层18、波导芯19c，19d构成的光波导基板15的母基板(光波导母基板15a)。玻璃基板(晶片)17a是光波导装置14a的盖玻璃17的母基板。
这里，用图9简单说明使用紫外线硬化树脂的复制法(压模法)。图9的(a)(b)(c)(d)表示与图8的A-A′截面相当的面。首先如图9的(a)所示，在玻璃基板17a上滴落未硬化的紫外线硬化树脂(下包覆层树脂)18a，在表面上用具有和波导芯19b，19c相同形状的图案的压模(型模)34a压下而形成波导芯槽35后，照射紫外线，使紫外线硬化树脂18a硬化，如图9的(b)所示，使具有波导芯槽35的下包覆层18成型。
接着在下包覆层18上成型的波导芯槽35内部注入比下包覆层18折射率更高的未硬化的紫外线硬化树脂(波导芯树脂)19e，把表面抹平，或者为了减薄由波导芯槽35溢出的紫外线硬化树脂19e形成在下包覆层18表面的溢料的厚度，用压模34b按压，再照射紫外线使紫外线硬化树脂19e硬化，在波导芯槽35内形成如图9的(d)所示的波导芯19c，19d。
接着如图10所示，在光波导母基板15a表面上滴落未硬化的树脂20a，由树脂20a把光波导母基板15a和底基板16a粘接起来。因为树脂20a硬化时成为上包覆层20，因此希望它是与下包覆层18相同的紫外线硬化树脂或具有与下包覆层18同等程度的折射率的树脂，至少不能比波导芯19c，19d折射率低。
把光波导母基板15a和底基板16a粘接起来时，需要对光纤引导槽23a或光学元件设置部24a，24b与波导芯19c，19d进行精密定位。因此，可以用光波导母基板15a和底基板16a上设置的对准标记进行高精度定位，来粘接光波导母基板15a和底基板16a。如果对大面积的底基板16a和大面积的光波导母基板15a进行定位，则不存在各个部件之间定位的繁杂性，可一次高精度地进行多个波导芯和光纤引导槽等的定位，所以效率高。
接着，如图11所示，将底基板16a放在下面，将光波导母基板15a放在上面，通过波导固定区域30的边缘用切割刀切入光波导母基板15a，形成分离槽25a，25b，25c。通过该分离槽25a，25b，25c的切入工序，同时形成波导芯19c，19d的端面。由分离槽25a～25c分割的光波导母基板15a中在底基板16a的表面上形成金属薄膜22的区域(波导固定区域30外侧的区域)内，金属薄膜22和上包覆层20的界面的密合力低，因此从所分割的光波导母基板15a中对不要部分(对应于波导固定区域30以外的区域)施力时，就能将该不要部分从底基板16a简单地剥离下来。因此，仅剩余图11中施加斜线示出的在内部形成波导芯19c，19d的区域，可露出底基板16a的光纤引导槽23a和光学元件设置部24a，24b内的元件安装台33a，33b。底基板16a上剩余的光波导母基板15a的外周面上露出波导芯19c，19d的各端面。
如上所述，分割光波导母基板15a形成分离槽25a，25b，25c时，如图11所示，进行切割，如果使分离槽25a，25b，25c比金属薄膜22深，这样分断金属薄膜，就可使光学元件设置部24a，24b之间(即，元件安装台33a，33b之间)电绝缘。
接着沿图11的B-B′线、C-C′线切断底基板16和光波导母基板15a，分割为图12所示的芯片，得到在安装用基板16上接合了光波导基板15的芯片。此时，对于仍剩余有光波导母基板15a的不要部分的部位，将其去除。之后，如图13所示，用切割刀切入盖玻璃17和下包覆层18来形成滤光片设置槽31。此时，分断波导芯19d，形成波导芯19a，19b。最后，把使用多层反射膜的滤光片29嵌入滤光片设置槽31的成为波导芯19a和波导芯19b之间的部分中，这就作成了图3所示的光波导装置14a。滤光片29也可从盖玻璃17上面鼓出来。
本实施例的光波导装置的制造方法中，由于用上包覆层20把大面积的光波导母基板15a和大面积的底基板16a粘接起来，最终工序分割为光波导装置14a的各个芯片，所以把各个光波导基板15和各个安装用基板16贴合起来相比，可更高效率地制造光波导装置14a，适合于大量生产。由于进行大面积的光波导母基板15a和大面积的底基板16a的定位，因此与进行小部件之间的定位相比，可进行更高精度的定位。
这种光波导装置14a中，虽然最终需要露出光纤引导槽23a和光学元件设置部24a，24b，但用本发明的光波导装置的制造方法，相当于光波导母基板15a的不要部分的区域中，在底基板16a上预先形成有金属薄膜22，使粘接用的树脂20a(上包覆层20)的粘接力减弱，所以即使把光波导母基板15a和大面积的底基板16a的整个面粘接起来，也能够简单地去除光波导母基板15a的不要部分，可进一步简化制造工序。
上述实施例中，波导固定区域30从金属薄膜22露出，但波导固定区域30的表面上也可以形成金属薄膜22。通过施力能够容易从金属薄膜22去除光波导母基板15a的不要部分，但对于形成波导芯19a，19b，19c等的光波导基板15，只要施力而不剥离，保持与支持基板21接合状态就毫无问题。
(第二实施例)图14是根据本发明的另一实施例的光波导装置14b的示意斜视图。本发明的光波导装置14b由支持基板21、元件安装台33a，33b、隔离件32、上包覆层20、波导芯19a，19b，19c、滤光片29、下包覆层18以及盖玻璃17构成。波导芯19a，19b排列在一条直线上，波导芯19c相对两个波导芯19a，19b的光轴成90度角配置。滤光片29是具有仅透过特定波长的光而反射特定波长以外的波长的光的特征的光学元件，把波导芯19a和波导芯19b间隔开，并且插入相对其光轴呈45度倾斜而形成的滤光片设置槽31中。
支持基板21的表面上添加光纤引导槽23a、光学元件设置部24a，24b和波导固定区域30。V形槽状的光纤引导槽23a搭载光纤时，能使波导芯19a的光轴与光纤的光轴自动对准。设置在形成为凹状的光学元件设置部24a，24b的内部的元件安装台33a，33b上设置连接波导芯19b，19c的发光元件或受光元件，并与外部电源连接。
本发明的光波导装置的制造方法与第一实施例说明的光波导装置的制造工序大部分相同，因此下面仅以与第一实施例不同的工序为中心进行说明。
首先，如图15所示，通过蚀刻形成波导固定区域30、光学元件设置部24a，24b、光纤引导槽23a的硅基板21b上堆积金属形成隔离件32和元件安装台33a，33b，将其作为底基板16b。如图8所示，光波导母基板15a由玻璃基板17a和下包覆层18、波导芯19c、19b构成，用第一实施例说明的复制法(压模法)形成。用成为上包覆层20的未硬化树脂的紫外线硬化树脂20a粘接该底基板16b和光波导母基板15a时，如下面说明的那样，对于该树脂20a，在位于光波导母基板15a的不要部分的区域中残留有未硬化树脂，仅在残留的区域中使紫外线硬化树脂20a硬化。
图16的(a)表示相当于形成滤光片设置槽31之前的图14所示的光波导装置14b的D-D′截面图的面，图16的(b)表示相当于形成滤光片设置槽31后的图14所示的光波导装置14b的D-D′截面图的面。用紫外线硬化树脂20a粘接该底基板16b和光波导母基板15a时，如图16的(a)所示，用不透过紫外线掩膜36a覆盖光学元件设置部24a，24b、光纤引导槽23a等不要上包覆层20的部分，照射紫外线时，可仅硬化必要部分的紫外线硬化树脂20a(上包覆层20)。
接着与第一实施例说明的制造工序同样，用切割刀切掉不要的玻璃基板17a、下包覆层18，同时形成波导芯19c，19d的端面。此时，可削掉隔离件32或支持基板21的一部分，但也不一定必须削掉它们。
因为切割刀的动作中会产生摩擦热，切割刀上加冷却水进行冷却，但该冷却水会流过并冲洗掉未硬化紫外线树脂，所以可简单去除玻璃基板17a或下包覆层18中被切断的不要部分。仅用切割刀的冷却水不能完全冲洗掉未硬化紫外线树脂20a的情况下，可使用溶剂将其完全去除。之后，用切割刀分割为各个波导芯片，形成将波导芯19d切分为波导芯19a和波导芯19b的滤光片设置槽31并设置滤光片29，至此就作成了图16的(b)所示的光波导装置14b。
光波导装置中即使是不必要部分，为实现大量生产或制造工序的简化，在光波导装置的制造工序中暂时将底基板16b和光波导母基板15a全面粘接起来。本发明的光波导装置的制造方法中，用像紫外线硬化树脂那样不提供特定条件就不硬化的树脂形成上包覆层，使不要的部分仍未硬化原样保留下来，可简单去除不要部分。
本实施例的光波导装置14b的制造方法中，由于在用切割刀形成波导芯端面的工序中将残留下来未硬化的树脂冲洗掉，去除不要部分，因此不需要另外设置去除不要部分的工序，可简化制造工序。
本发明的光波导装置的底基板16a上备有隔离件32，因此隔离件32可使上包覆层20的厚度均一。例如，即便为形成上包覆层20而滴落的树脂20a的量或树脂20a的粘度有离散，如图16的(b)所示，由于不会把波导芯压入隔离件32的上面高度更靠下，波导芯19a～19c的设置高度难以产生离散，能以更高的精度进行连接波导芯19a～19c的发光元件或受光元件、与光纤的光轴调整。
(第三实施例)图17是本发明的再一实施例的光波导装置14c的示意平面图。本发明的光波导装置14c由支持基板21、在从支持基板21的表面贯通里面的通孔37的内部形成的引出电极38、覆盖引出电极38的元件安装台33a，33b、下包覆层18、在下包覆层18内部形成的波导芯19a～19c、插入滤光片设置槽31中的滤光片29、上包覆层20和盖玻璃17构成。支持基板21的表面的凹槽23d内部形成设置光纤的V形槽状的光纤引导槽23a。
下面简单说明本实施例的光波导装置14c的制造方法。首先如图18的(a)所示，通过蚀刻等在作为玻璃基板的支持基板21上形成凹槽23d和通孔37。接着如图18的(b)所示，用导电性高的物质埋入通孔37内部或在通孔37内部形成金属膜并形成引出电极38，形成安装台33a，33b以覆盖引出电极38。安装台33a，33b可通过金属蒸镀等形成。
接着如图18的(c)所示，支持基板21的与形成安装台33a，33b的面相反侧的面中，在支持基板21上用不透过紫外线的掩膜36a覆盖不形成下包覆层18和光纤引导槽23a的区域。接着，在支持基板21上滴落用于形成下包覆层18和光纤引导槽23a的紫外线硬化树脂18a，用具有和波导芯19c，19d以及光纤引导槽23a相同图案的压模34a压下，从下面照射紫外线，使紫外线硬化树脂18a硬化，形成备有波导芯槽35的下包覆层18和光纤引导槽23a。此时，用掩膜36a覆盖的部分的紫外线硬化树脂18a未硬化，仍残留下来。像上述那样，若同时成型光纤引导槽23a和波导芯槽35，则可更正确进行波导芯和连接波导芯的光纤的光轴调整。
接着，在掩膜36a上重叠覆盖形成光纤引导槽23a的部分的掩膜36b。如图19的(a)(b)所示，把比形成下包覆层18的紫外线硬化树脂18a的折射率还高的紫外线硬化树脂19e注入波导芯槽35中，用平面板状的压模34b按压，从下面照射紫外线，形成波导芯19c，19d。此时形成的波导芯19c，19d是第一实施例说明的图8所示的垂直相交的波导芯。此时，用掩膜36a，36b覆盖的部分的紫外线硬化树脂未硬化原样残留下来。
接着如图19的(c)所示，在波导芯19c，19d和下包覆层18上滴落与下包覆层18同类的未硬化的紫外线硬化树脂20a，如图20的(a)所示，用盖玻璃17压下，从下面侧照射紫外线。此时，支持基板21、安装台33a，33b、光纤引导槽23a的表面上可能也流落上紫外线硬化树脂20a，但由于这些区域用掩膜36a，36b覆盖，无须担心紫外线硬化树脂20a硬化。随后，若用切割刀削落不要的盖玻璃17，同时形成波导芯19c，19d的端面，则紫外线硬化树脂20a就能用切割刀的冷却水冲洗掉，如图19的(b)所示，可去除不要部分。用切割刀的冷却水未能完全冲洗掉紫外线硬化树脂20a的情况下，可再使用溶剂将紫外线硬化树脂20a完全去除。这些在作为母基板一次形成多件的情况下，用切割刀切分为波导芯片。
之后，用切割刀切入盖玻璃17、上包覆层20和下包覆层18，形成将波导芯19d切分为波导芯19a和波导芯19b的滤光片设置槽31。最后在滤光片设置槽31的波导芯19a和波导芯19b之间设置滤光片29，作成图20(b)所示的光波导装置14c。
对于光波导装置中不必要部分，为实现大量生产或制造工序简化，存在光波导装置的制造工序时暂时形成的部分。本发明的光波导装置的制造方法中，用像紫外线硬化树脂那样不提供特定条件就不硬化的树脂形成上包覆层，把必要部分和最终不要的部分的边界部分仍保留为未硬化，可简单去除不要部分。
本实施例的光波导装置的制造方法中，由于用切割刀形成波导芯端面的工序将仍残留而未硬化的树脂冲洗掉，去除不要部分，因此不需要另外设置去除不要部分的工序，可简化制造工序。
(第四实施例)图21是本发明的再一实施例的光波导装置14d的示意斜视图。光波导装置14d由支持基板21、下包覆层18、波导芯19f、上包覆层20和盖玻璃17构成。玻璃构成的支持基板21的表面上形成有对连接波导芯19的端面的光纤自动进行光轴调整而设置的光纤引导槽23a～23c。在使支持基板21为硅基板的情况下，光纤引导槽23a～23c可以通过蚀刻等来形成。可用射出成型、压模法、注塑成型法等使透明树脂成型来制成支持基板21。
本实施例的光波导装置14d可用与第三实施例所示的光波导装置的制造方法相同的制造方法制造。如图22所示，用仅在形成下包覆层18、波导芯19f、上包覆层20的区域中照射紫外线的掩膜36a覆盖支持基板21的下面。
对于光波导装置中不必要部分，为实现大量生产或制造工序简化，存在光波导装置的制造工序中暂时形成的部分。本发明的光波导装置的制造方法中，用像紫外线硬化树脂那样不提供特定条件就不硬化的树脂形成上包覆层，把必要部分和最终不要的部分的边界部分原样保留而未硬化，可简单去除不要部分。
(第五实施例)图23，24，25分别是本发明的再一实施例的光波导装置14e(光衰减器)的示意斜视图、示意分解斜视图、示意平面图。本发明的光波导装置14e由底玻璃39、加热器40a，40b、电极引出垫41a，41b、上包覆层20、波导芯19g，19h，19i，19j，19k、下包覆层18、盖玻璃17构成。
本发明的光波导装置14e的波导芯19g～19k在光入射端是1条波导芯19g，但中途分支为2条波导芯19h，19i，再合并为1条波导芯19j。加热器40a，40b设置在波导芯19i，19h下方的底玻璃39的表面上，加热器40a加热波导芯19i，加热器40b加热波导芯19h。
对加热器40a或40b之一通电加热一个波导芯19h或波导芯19i时，被加热的波导芯19h或波导芯19i的折射率减小，通过该波导芯19h或波导芯19i内的光的光程变化，因此通过波导芯19i的光和通过波导芯19h的光的相位变化。但是两个分支波导芯19i，19h的合成部中，相位不同的2个光发生干涉，对应其相位差，从波导芯19k输出的光的功率发生变化。因此，通过控制对加热器40a或加热器40b之一通电的电流值来改变加热器40a或加热器40b的发热量，可控制输出的光的衰减量。尤其，与监视器用的波导芯19j相对设置有监视器用的受光元件，一面用该受光元件监测受光量一面进行反馈控制使加热器40a和40b通电的电流量，这样就可进行自动功率控制，使得从波导芯19k输出的光的功率一定。
波导芯19j和波导芯19k的最接近处，波导芯19j和波导芯19k按波长的数倍左右的间隔平行形成。接近导该程度的波导芯之间，可使波导芯19j中传输的光的功率耦合到波导芯19k中，取平行部分为适当长度，就能够调整耦合的光的比例。本实施例的光波导装置14e中，从分支波导芯19i，19h的合并部出来的光中95％的光被耦合到波导芯19k内，剩余的5％的光从波导芯19j的光射出端射出。波导芯19k连接光纤或受光元件，因此不能直接查看从波导芯19k射出的光，但监测从波导芯19j射出的光就可间接知道从波导芯19k射出的光的强度。
接着说明本发明的光波导装置14e的制造方法。首先，如图26(a)所示，在作为玻璃基板的底玻璃39的表面上蒸镀或溅射热传导性高的钛(Ti)，形成钛薄膜40c，在钛薄膜40c上蒸镀铝(Al)形成铝薄膜41c。
接着如图26(b)所示，蚀刻铝薄膜41c的一部分形成电极引出垫41a，41b，如图26(c)所示，蚀刻露出的钛薄膜40c的一部分，成型加热器40a，40b。
接着如图26(d)所示，在用第一实施例说明的使用树脂的复制法在盖玻璃17上形成下包覆层18和波导芯19g～19k的光波导基板15的下包覆层18的表面上滴落与下包覆层18相同的或具有同等程度的折射率的未硬化紫外线硬化树脂20a，把形成有电极引出垫41a，41b和加热器40a，40b的底玻璃39粘上。
此时，如图27的(a)所示，用掩膜36a从盖玻璃17下面覆盖不需要形成上包覆层20的部分，从掩膜36a下方照射紫外线，使紫外线硬化树脂20a硬化，形成上包覆层20。
接着，上下翻转过来，使底玻璃39在下、盖玻璃17在上，用切割刀切掉不要的盖玻璃17和下包覆层18，露出电极引出垫41a，41b，作成图27的(b)所示的光波导装置14e。被切下来的盖玻璃17和下包覆层18以及仍残留下来的未硬化的树脂20a由切割刀的冷却水冲洗掉。如果切割刀的冷却水不能完全冲掉未硬化树脂20a，再使用溶剂进行冲洗。
(第六实施例)图28，29分别是本发明的一个实施例的光波导装置14f的示意斜视图和示意分解斜视图。本发明的光波导装置14f由安装用基板16和光波导基板15构成，是从图3～5等所示的光波导装置14a去除盖玻璃17的结构。即，光波导基板15包括由折射率高的光学材料构成的下包覆层18、由比下包覆层18折射率更高的光学材料构成且内部透过并传输光的波导芯19a，19b，19c、滤光片29、由和下包覆层18相同光学材料构成的上包覆层20。滤光片29是具有仅透过特定波域的光而反射特定波域以外的光的特征的光学元件，设置在滤光片设置槽31内部。埋入下包覆层18内的波导芯19a和波导芯19b排列成一直线状，滤光片29插在滤光片设置槽31内，隔开两个波导芯19a，19b并且相对其光轴呈45度倾角；波导芯19c配置在滤光片29侧面，与两个波导芯19a，19b的光轴成90度角。
安装用基板16中，在支持基板21的表面上形成用于层叠上述光波导基板15的波导固定区域30，在其周围设置V形槽状的光纤引导槽23a和成凹状的光学元件设置部24a，24b。Ni或Au等的金属薄膜22覆盖在支持基板21的上面除波导固定区域30外的整个面上。支持基板21可由像硅基板那样的不透明材料形成，在为硅基板的情况下，也可以把支持基板21的表面氧化形成SiO2膜后再形成金属薄膜22(下面描述作为硅基板的情况)。各光学元件设置部24a，24b内形成有用于安装受光元件或发光元件的元件安装台(电极垫片)33a，33b。
如图28所示，装配好的光波导装置14f中，上述光波导基板15按上下翻转的状态设置，光纤引导槽23a和元件安装台33a，33b从光波导基板15露出来。
图30是表示在上述光波导装置14f上安装发光元件28和受光元件27、接上光纤26构成光收发器的状态的平面图。光学元件设置部24a，24b内的元件安装台33a，33b上用小片结合下面电极，分别安装受光元件27和发光元件28，受光元件27与波导芯19c的端面相对，发光元件28与波导芯19b的端面相对。发光元件28和受光元件27的上面电极通过焊接线连接电路基板等。该状态下，元件安装台33a和元件安装台33b通过金属薄膜22电导通，但如果元件安装台33a，33b侧为地电极，也没有问题。或者，如果元件安装台33a和元件安装台33b导通不合适，元件安装台33a和元件安装台33b之间可以用切割刀切开金属薄膜22而电隔离。光纤26容纳在引导件23a中并在定好位的状态下用粘接剂固定住，由此，波导芯19a的光轴与光纤26的光轴就自动对准。
该光波导装置14f中，滤光片29使用具有透过从发光元件28射出的波长的光而反射从光纤26射出的波长的光的特性的元件。于是，从发光元件28向波导芯19b照射光(发送信号)时，光在波导芯19b内部传输，透过滤光片29，再在波导芯19a内部传输，然后入射到光纤26，在光纤26内发送。经光纤26传输来的光(接收信号)入射到波导芯19a，由滤光片29反射，在波导芯19c内传输，由受光元件27接收。这样，光波导装置14f可与经光纤连接的其他外部装置进行信号的发送接收。
下面用图31～35说明本发明的光波导装置14f的制造方法。首先，如图31所示的底基板16a经过第一实施例说明的工序(图6和图7的工序)制作。使用的硅基板21a的厚度为500～1000μm。图31所示的光波导母基板15a经过第一实施例说明的工序(图8和图9的工序)在玻璃基板17a上制作。玻璃基板17a的厚度为500～1000μm，下包覆层18具有20μm左右的厚度，波导芯19c，19d的截面为5μm×5μm左右。这样，制作底基板16a和光波导母基板15a后，如图31所示，在光波导母基板15a表面上滴落未硬化的紫外线硬化树脂20a；如图32的(a)所示，紫外线硬化树脂20a把光波导母基板15a和底基板16a粘接成一体。紫外线硬化树脂20a在波导固定区域30内硬化成为厚度20μm左右的上包覆层20。
粘接光波导母基板15a和底基板16a时，必须对光纤引导槽23a或光学元件设置部24a，24b以及波导芯19c，19d进行精密定位。因此，用光波导母基板15a和底基板16a上设置的校准标记能够进行高精度定位，并把光波导母基板15a和底基板16a粘接起来。大面积的底基板16a和大面积的光波导母基板15a进行定位，就不存在各个部件之间定位的繁杂，可一次使多个波导芯和光纤引导槽等高精度定位，因此效率很高。
把光波导母基板15a和底基板16a粘接成一体之后，如图32的(b)所示，去除下包覆层18上的玻璃基板17a。去除玻璃基板17a的方法，可以对玻璃基板17a施力从下包覆层18进行机械剥离，也可以通过蚀刻等把玻璃基板17a溶解掉，进行去除。剥离玻璃基板17a的情况下，玻璃基板17a和下包覆层18之间可预先形成密合性低的材料，也可在玻璃基板17a上预先实施降低与下包覆层18的密合性的处理。在玻璃基板17a和下包覆层18的密合性本来就不好，而为提高密合性进行表面处理的情况下，也可以放宽提高密合性的条件。通过蚀刻去除玻璃基板17a的情况下，最好使用不蚀刻下包覆层18的蚀刻剂进行选择性蚀刻。
之后，如图33所示，经过波导固定区域30的边缘用切割刀切入下包覆层18和上包覆层20，形成分离槽25a，25b，25c。该分离槽25a，25b，25c的切入工序同时形成波导芯19c，19d的端面。由分离槽25a～25c分割的下包覆层18和上包覆层20中在底基板16a的表面上形成金属薄膜22的区域(波导固定区域30外侧的区域)中，金属薄膜22和上包覆层20的界面的密合力低，因此向下包覆层18和上包覆层20的不要部分(与波导固定区域外对应的区域)施力时，可将该不要部分从底基板16a简单地剥离下来。因此，仅剩余图33中加斜线示出的在内部形成有波导芯19c，19d的区域，可露出底基板16a的光纤引导槽23a和光学元件设置部24a，24b内的元件安装台33a，33b。底基板16a上剩余的下包覆层18的外周面上露出波导芯19c，19d的各端面。
如上所述，分割下包覆层18和上包覆层20形成分离槽25a，25b，25c时，如图33所示，要切割得使分离槽25a，25b，25c比金属薄膜22深，这样来分断金属薄膜就能够使光学元件设置部24a，24b之间(即，元件安装台33a，33b之间)电绝缘。
接着沿图33的E-E′线、F-F′线整个切断，分割为图34所示的芯片，得到安装用基板16上接合了光波导基板15的芯片。此时，对于仍剩余下包覆层18和上包覆层20的不要部分的地方，将其去除。
这里，去除玻璃基板17a后，通过切割形成分离槽25a，25b，25c，切割为各个芯片，但其顺序可更换。即，可以通过切割形成分离槽25a，25b，25c并切割为各个芯片后，再去除玻璃基板17a。或者与切割形成分离槽25a，25b，25c并切割为各个芯片的工序同时，去除玻璃基板17a。如果是去除玻璃基板17a后，切割形成分离槽25a，25b，25c，并且分割为各个芯片，就可再使用玻璃基板17a，因此可降低制造成本。
之后，如图35所示，上用切割刀切入下包覆层18，形成滤光片设置槽31。此时，分断波导芯19d形成波导芯19a，19b。最后，在滤光片设置槽31的成为波导芯19a和波导芯19b之间的部分内嵌入使用多层反射膜的滤光片29，作成图28所示的光波导装置14f。滤光片29也可从下包覆层18上面鼓出来。
本实施例的光波导装置的制造方法中，大面积的光波导母基板15a和大面积的底基板16a用上包覆层20粘接，最终工序中分割为光波导装置14f的各个芯片，与贴合各个光波导基板15和各个安装用基板16相比，可更高效地制造光波导装置14f，适合于大量生产。由于进行大面积的光波导母基板15a和大面积的底基板16a的定位，因此与进行小部件之间的定位相比，可使定位精度更高。
这种光波导装置14f中，最终需要露出光纤引导槽23a和光学元件设置部24a，24b，但本发明的光波导装置的制造方法中，相当于光波导母基板15a的不要部分的区域中，在底基板16a上预先形成金属薄膜22，减小粘接用的树脂20a(上包覆层20)的粘接力，从而可粘接光波导母基板15a和底基板16a的整个面，可简单去掉下包覆层18和上包覆层20的不要部分，可进一步简化制造工序。
上述实施例中，波导固定区域30从金属薄膜22露出，但波导固定区域30的表面上也可以形成金属薄膜22。下包覆层18和上包覆层20的不要部分通过施力容易从金属薄膜22上除掉，但对于形成有波导芯19a，19b，19c等的光波导基板15，只要施力而不剥离，保持与支持基板21接合状态就毫无问题。
该实施例中，最终去除玻璃基板17a或盖玻璃17，因此在不透明支持基板21上可仅形成不包含盖玻璃17的波导区域。即，使用紫外线硬化树脂形成包覆层等的情况下，在不透明基板上涂布紫外线硬化树脂并通过金属模等挤压时，由于不能照射紫外线，不能成型波导区域，但根据该实施例的方法，即使在不透明基板上也可形成波导区域。
由此，由于没有多余的盖玻璃17，因此可将光波导装置14f薄型化。设置有滤光片设置槽31的情况下，在设置滤光片设置槽31前预先去除多余的盖玻璃17，就可用切割等仅切开下包覆层18等的波导区域，可形成宽度更狭窄的槽。即，带着盖玻璃原样切割时，用细的切割刀(例如50μm左右以下宽度的刀)切割刀会破裂，因此不能进行切割，但去掉盖玻璃17，就没有这种限制。此外，如果剥离除去玻璃基板17a，玻璃基板17a可再利用，能够降低制造成本。
图36是表示上述实施例的变形例的示意截面图。该变形例中，波导芯19a，19b，19c的截面在接近上包覆层20或支持基板21的一侧宽度大，而在远离包覆层20或支持基板21的一侧宽度变窄，例如截面呈梯形。如果将波导芯19a，19b，19c的截面形成为这种形状，用压模34a在下包覆层18上形成波导芯槽35时(参考图9)，在拔出压模34a的方向上波导芯槽35宽，所以可提高压模34a和下包覆层18的脱模性。
(第七实施例)关于第二实施例以后的光波导装置，可与上述实施例同样去除盖玻璃17。图37是表示与图21所示的第四实施例同样构造的光波导装置(带光纤引导槽2分支耦合器)14g的分解斜视图。其中，该光波导装置14g中，将具有光纤引导槽23a～23c的支持基板21作为硅基板这种不透明基板，经上包覆层20将形成波导芯19f的下包覆层18粘接于支持基板21上。
该实施例中，在透明的盖玻璃17上面成型的下包覆层18的波导芯槽内也填充波导芯19f，用紫外线硬化树脂将该下包覆层18粘接于支持基板21上，与图22同样，对紫外线硬化树脂部分照射紫外线，用硬化了的紫外线硬化树脂成型上包覆层20，在去除下包覆层18和上包覆层20的不要部分之前或之后去除盖玻璃17，制成光波导装置14g。
(第八实施例)图38，39，40分别是本发明的再一实施例的光波导装置14h(光衰减器)的示意斜视图、示意分解斜视图、示意平面图。该实施例的光波导装置14h是从图23～25所示的第五实施例的光波导装置14e去除了盖玻璃17的结构。
图41的(a)(b)和图42的(a)(b)说明本发明的光波导装置14h的制造方法。如图41的(a)所示的下面形成了加热器40a，40b和垫片41a，41b的不透明硅基板39a用和图26的(a)(b)(c)的工序同样的工序制作。如图41的(a)所示的光波导基板15与第一实施例同样，通过使用树脂的复制法在盖玻璃17上形成下包覆层18和波导芯19g～19k。如图41的(a)所示，光波导基板15的下包覆层18的表面上滴落与下包覆层18相同的或具有同等程度的折射率的未硬化紫外线硬化树脂20a，粘接形成电极引出垫41a，41b和加热器40a，40b的硅基板39a。
此时如图41的(b)所示，用掩膜36a从盖玻璃17下面覆盖不需要形成上包覆层20的部分，从掩膜36a下方照射紫外线，使紫外线硬化树脂20a硬化，形成上包覆层20。
接着，如图42的(a)所示上下翻转，使硅基板39a在下、盖玻璃17朝上，去除盖玻璃17。此时，去除盖玻璃17的方法可以是对玻璃基板17a加力从下包覆层18上机械剥离下来，也可以是通过蚀刻等溶解玻璃基板17a，进行去除。剥离盖玻璃17的情况下，盖玻璃17和下包覆层18之间可预先形成密合性低的材料，也可在盖玻璃17上预先实施降低与下包覆层18的密合性的处理。在盖玻璃17和下包覆层18的密合性本来就不好，为提高密合性而进行表面处理的情况下，可防宽提高密合性的条件。通过蚀刻去除盖玻璃17的情况下，最好使用不蚀刻下包覆层18的蚀刻剂进行选择性蚀刻。
如图42的(b)所示，用切割刀切掉不要的下包覆层18，露出电极引出垫41a，41b，制成图38所示的光波导装置14h。被切落的下包覆层18以及仍残留的未硬化的树脂20a由切割刀的冷却水冲洗掉。用切割刀的冷却水不能完全冲洗去未硬化树脂20a时，再使用溶剂进行冲洗。
(第九实施例)图43是表示本发明的再一实施例的光波导装置14i的构造的斜视图。在该光波导装置14i的安装用基板16上，在硅基板等不透明支持基板21的上面设置安装发光元件用的光学元件设置部24b，在光学元件设置部24b内部设置元件安装台33b，与光学元件设置部24b相对地在支持基板21另一端设置V形槽状的光纤引导槽23a，光学元件设置部24b和光纤引导槽23a之间凹入设置波导固定区域30。光波导基板15在下包覆层18下面埋入直线状的波导芯19l，在下包覆层18的下面设置上包覆层20。光波导基板15将上包覆层20埋入波导固定区域30中并固定在安装用基板16上。另外，这种光波导装置14i也与第六实施例等同样通过去除盖玻璃17制作。下包覆层18和上包覆层20上通过切割斜切有滤光片设置槽31，在滤光片设置槽31内插入WDM滤光片等滤光片29。
图44表示将该光波导装置14i用作光收发器的状况。发光元件8将光射出面朝向波导芯19l的端面并安装在元件安装台33b上，芯片型或封装型的受光元件10受光面朝下固定在下包覆层18的上面，光纤26对着波导芯19l的端面固定在光纤引导槽23a内。于是，从发光元件8射出的光在波导芯19l内传输并透过滤光片29，入射到光纤26上。从光纤26射出的光在波导芯19l内传输并由滤光片29反射，通过下包覆层18内之后，由受光元件10接收。
图45是与上述光波导装置14i比较的比较例。该比较例的光波导装置中，下包覆层18上剩余有盖玻璃17，受光元件10设置在盖玻璃17上面。该比较例中，下包覆层18的厚度为20μm左右，与此不同，盖玻璃17的厚度为500～1000μm左右，滤光片29反射光的位置和受光元件10的距离远，反射光大大加宽，可由受光元件10接收的光量非常少，受光灵敏度降低。
与此相反，本发明实施例的光波导装置14i中，不存在盖玻璃17，滤光片29反射光的位置和受光元件10的距离缩短，从而可提高受光灵敏度。
对本发明的光波导装置14i和比较例的受光量比较如下。设下包覆层18的厚度为20μm、盖玻璃17的厚度为1000μm(＝1mm)(例如滤光片的倾斜角度为40°)，仅有下包覆层18的情况下，从滤光片29的反射点到受光元件的距离为20.3μm，具有盖玻璃17的情况下，从滤光片29的反射点到受光元件的距离为1036μm。因此，受光量的比约为1/2601(盖玻璃17的厚度为500μm时，约为1/676)。因此，如果得到相同的受光量，则具有盖玻璃17的情况下，需要具有约2600倍的受光面积的受光元件，受光元件10的成本大为提高。受光面积增大时，受光元件的电容增大，受光面积与通信速度成反比，因此使用大面积的受光元件10时，不能进行高速通信，实际上不能使用。
作为仍剩余盖玻璃17但又要缩短滤光片和受光元件的距离的方法，如图46(a)(b)所示，可以考虑在硅基板构成的支持基板21上凹入地设置波导固定区域30，把光波导基板15的盖玻璃17朝下，将盖玻璃17容纳在波导固定区域30内。但是，该构造中，必须在支持基板21上通过蚀刻设置和盖玻璃17厚度(500～1000μm)相同深度的波导固定区域30。因此，波导固定区域30的深度的精度偏差过大，终究不能使光纤芯与波导芯19l的高度相符。
例如，用KOH以蚀刻速率为0.5～1.0μm/m的对硅基板进行17～33小时的蚀刻时的偏差量的平均值约为±10％。假定蚀刻时的偏差量正态分布，其标准偏差为σ时，±10％4σ，占据正态分布曲线下的面积的大部分。与此相反，将偏差量抑制在±1μm时，正态分布中为±1μm＝0.04σ的幅度，为正态分布曲线的面积的约3.2％。因此，成品率约为1/30，成本约为30倍。从而图46的结构不实用。
(第十实施例)图47是表示使用本发明的光衰减器129，133(例如图23，24所示的光波导装置)进行光分路多路复用装置的示意图。分路器127和多路复用器128可用于1条光纤传输波长不同的多个光信号的波分多路复用(WDM)方式的光通信系统。分路器127按每个波长对由1根光纤131传输的光信号进行分路，并按每个波长输出到不同的光纤。多路复用器128将多条光纤输入的波长不同的光信号多路复用而输出到1根光纤132。作为光开关110e，可使用本发明的光波导装置。
光开关110e(2×2光开关)是切换波导芯内传输的光的行进方向、仅射出来自所选择的特定波导芯的光的光波导装置。光衰减器(VOA)129，133是第五实施例所示的光波导装置。各光开关110e中，设置两处光入射端，一处由光纤130a连接分路器127，入射由分路器127分了路的波长为λ1，λ2，…λN的光。另一处是由未连接分路器127的光纤130b传输的光信号的入射端。光纤130b可连接分路器127以外的其他分路器。
光开关110e中，设置两处光射出端，一个光射出端由光纤130c经光衰减器(VOA)129连接多路复用器128，另一光射出端连接未连接多路复用器128的光纤130d。光纤130d可连接多路复用器128以外的其他多路复用器。
于是，使用该光分路多路复用装置的光通信系统中，光纤131和光纤132构成例如城市市内网络或城市间网络的中继系统网络线路，传输波分多路复用信号。现设全部光开关110e连接在多路复用器128侧，经光纤131构成的中继系统网络线路传输的波分多路复用信号由分路器127分路为各波长λ1，λ2，…λN的信号后，经各光开关110e通到多路复用器侧，光衰减器129使各波长的信号功率均一后，各波长λ1，λ2，…λN的信号再度由多路复用128合并为一路，再经光衰减器133进行调整，使全部波分多路复用信号的功率为规定值，送到光纤132构成的中继系统网络线路。
与此相对，例如与波长λ1对应的光开关110e切换到与多路复用器侧不同的侧时，由分路器127分了路的信号中，仅波长λ1的信号取出到光纤130d构成的访问网络线路中。从光纤130b构成的访问网络线路送入波长λ1的信号时，来自其他线路的波长λ1的信号由光开关110e送到多路复用器128，重叠在由光纤131送来的波分多路复用信号上，送出到光纤132构成的中继系统网络线路。
光网络系统中，虽然必须把各家庭内等用户网络和中继系统网络用访问网络(用户光纤)连接起来，但访问网络和用户网络之间需要进行光/电变换的线路终端装置(Optical Network Unit光网络单元)。访问网络和中继系统网络之间的交换局(电话局的设备中心)需要进行光/电变换的线路终端站装置(Optical Line Terminal光线路终端)。
图48是表示上述线路终端装置的构成的框图。136是构成访问网络的光纤，传输波长1550nm的光信号和波长1310nm的光信号。与光纤136的端面相对的位置上设置WDM137，WDM137将从光纤136传输来的波长1550nm的光信号从输出端输出，从输入端输入的波长1310nm的光信号耦合到光纤136。
从WDM137的输出端输出的波长1550nm的光信号输入到光/电变换模块(PIN-AMP模块)138。光/电变换模块138由受光元件(光电二极管)139和前置放大器140构成，输入的光信号由受光元件139接收并变换为电信号，用前置放大器140放大后，输入到数据处理电路141。接着，数据处理电路141处理过的电信号送到连接线路终端装置的电话或家用设备的控制器等。
另一方面，连接着WDM137的输入端的电/光变换模块142由发光元件(LD)143和监测用受光元件144构成，发光元件143射出波长1310nm的光，由发光元件驱动电路145驱动。从发光元件143射出的光信号由监测用受光元件144接收，控制输出，使得从发光元件143射出的光信号的功率恒定。于是，从电话或家用设备送出的电信号就被送到发光元件驱动电路145，输入发光元件驱动电路145的电信号驱动发光元件143将电信号变换为光信号，通过WDM137发送到光纤136。
这种线路终端装置中，使用本发明的光波导装置就可使线路终端装置小型化。例如可使用图3以下说明的那种光波导装置(光收发器)14a的滤光片29和波导芯19a，19b，19c作为上述WDM137，将安装在光波导装置14a上的受光元件27用作上述光/电变换模块138的受光元件139，将安装在光波导装置14a上的发光元件28用作上述电/光变换模块142的发光元件143。光波导装置14a的支持基板21上安装上述前置放大器140、数据处理电路141、监测用受光元件144、发光元件驱动电路145等就可使线路终端装置单芯片化。
这里说明了线路终端装置(ONU)的情况，但线路终端站装置(OLT)中也同样可使用本发明的光波导装置。
按照本发明的光波导装置的制造方法，可简单去除大量生产光波导装置时产生的不要部分。不要部分的去除无需设置特别工序，从而可简化制造工序，缩短光波导装置的制造中花费的时间，抑制制造成本。
按照本发明的光波导装置的制造方法，可使光波导装置薄型化。
权利要求
1.一种光波导装置的制造方法，其特征在于，包括形成第一基板的工序，其包括在基板上涂布光硬化型树脂之后，按压压模而将压模的模形转印到光硬化型树脂上，向光硬化型树脂照射光而使之硬化，从而形成光波导区域的工序；使上述第一基板的形成有光波导区域的一侧对向配置而粘接于与上述基板不同的另外的基板的工序；在上述粘接工序之后除去上述基板的工序。
2.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，在形成上述第一基板的工序中，同时形成多个光波导区域。
3.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，包含有在除去上述基板的工序之后加工上述光波导的工序。
4.根据权利要求3所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，上述加工光波导的工序是在上述光波导区域形成滤光槽的工序。
5.根据权利要求3所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，上述加工光波导的工序是将上述光波导的端面露出的工序。
6.根据权利要求2所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，包括在除去上述基板的工序之后，分割为各个光波导装置的工序。
7.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，上述基板是具有透光性的基板。
8.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，上述另外的基板是不具有透光性的基板。
9.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，包括在上述另外的基板上形成功能部位区域的工序。
10.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，通过将上述基板剥离而除去上述基板。
11.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，通过对上述基板进行蚀刻而除去上述基板。
12.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，通过利用在上述基板和光波导之间预先形成的密合性低的材料将上述基板剥离，从而除去上述基板。
13.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，包括在上述第一基板的形成有上述光波导区域的一侧、和上述别的基板的形成有上述功能部位的一侧中的至少任意一方上涂布未硬化的粘接树脂的工序；使上述第一基板和上述别的基板之间的上述粘接树脂硬化，而粘接上述第一基板和上述别的基板的工序。
14.根据权利要求1所述的光波导装置的制造方法，其特征在于，上述树脂的折射率与上述下包覆层的折射率几乎相同。
15.一种光波导装置，是用光波导装置的制造方法制造的光波导装置，其特征在于，上述制造方法包括形成第一基板的工序，其包括在基板上涂布光硬化型树脂之后，按压压模而将压模的模形转印到光硬化型树脂上，向光硬化型树脂照射光而使之硬化，从而形成光波导区域的工序；使上述第一基板的形成有光波导区域的一侧对向配置而粘接于与上述基板不同的另外的基板的工序；在上述粘接工序之后除去上述基板的工序。
16.一种光通信装置，其特征在于，包括光波导装置；安装于上述光波导装置的光纤，上述光波导装置包括第一基板，其在基板上具有光波导区域，该光波导区域由透过并传输光的波导芯以及包围波导芯的下包覆层构成；与上述基板不同的另外的基板，其以与上述第一基板的具有上述光波导区域的面相对向的方式配置，上述第一基板以及上述另外的基板的、与另一方的基板相对向的面的至少任意一方具有隔离件，上述隔离件的上表面与相对向的基板的表面相接。
全文摘要
提供一种光波导装置的制造方法，简化光波导装置的制造工序，适合于大量生产。设置用于将光纤固定到硅基板的波导固定区域外的光纤引导槽和用于设置元件安装台的光学元件设置部。金属薄膜形成在硅基板的波导固定区域以外。在该硅基板的整个上面经构成上包覆层的粘接树脂粘接波导基板后，沿着波导固定区域的边缘切割波导基板，去除波导固定区域外部的波导基板，露出光纤引导槽和光学元件设置部。
文档编号G02B6/12GK1808196SQ200610005930
公开日2006年7月26日 申请日期2003年7月1日 优先权日2002年7月2日
发明者速水一行, 古村由幸, 寺川裕佳里, 细川速美, 高桥敏幸, 樋口诚良, 多田罗佳孝, 安田成留, 野泽洋人 申请人:欧姆龙株式会社