导光体、光模块、以及光路光轴调整方法与流程

本发明涉及一种设置于在光通信、光测量中使用的光集成模块等内的导光体、使用该导光体的光模块、以及光路光轴调整方法。

背景技术：

以硅光子学为代表的光模块内的部件集成化正在积极地进行。在光模块的内部配置有化合物半导体部件(激光器、调制器等)、硅制的波导电路部件(谐振器、合波器、分波器等)。化合物半导体部件、硅波导电路部件的偏振光依存性较大，特性受其入射光的偏振光状态左右。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2004-347702号公报

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

另一方面，在光模块内配置上述部件的情况下，需要进行光路光轴调整，需要一种简单地进行光路光轴调整的方法(例如专利文献1)。通过透镜调心、调整上述部件位置而能够使光波导耦合，但是调心操作复杂。另外，如上所述，化合物半导体部件、硅波导电路部件等的特性受射入部件的入射光的偏振光状态左右，因此需要进行不会对偏振光特性造成不良影响的光路光轴调整。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种导光体，其不会对偏振光特性造成不良影响，并且能够容易地进行光路光轴调整。另外，目的在于提供使用了这种导光体的光模块以及光路光轴调整方法。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种导光体，其用于光路光轴调整，其特征在于，由具有30db以上的消光比的单晶硅构成。

由于单晶硅的折射率较高，如果导光体略微倾斜，则光进行内部传播的角度以及光的出射位置会大幅地变化，能够简单地使光轴的位置大幅地改变。而且，如果单晶硅的消光比为30db以上，就不会大幅地扰乱在单晶硅中透射的光的偏光面。因而，本发明的导光体抑制了偏振光特性的变化，并能够使光路光轴调整变得容易。

此时，优选所述导光体是仅将一个侧面接合固定于基座而构成的。

如果是这样的结构，则能够将接合固定时施加于导光体的变形抑制为较小程度，从而抑制消光性能的劣化。

另外，为了实现上述目的，本发明提供一种光模块，其特征在于，具备为了进行部件间的光路光轴调整而调整设置角度并设置的上述导光体。

在这样的光模块中，由于利用本发明的导光体进行光路光轴调整，因此光的偏振光特性不易因光路光轴调整而发生变化。另外，由于能够用简单的方法进行化合物半导体部件、硅波导电路部件等这些部件间的光路光轴调整，因此能够提高光模块的设计、制造的效率。

而且，为了实现上述目的，本发明提供一种光路光轴调整方法，其特征在于，通过调整上述导光体的设置角度来进行部件间的光路光轴调整。

根据使用了本发明的导光体的光路光轴调整方法，能够通过使导光体略微倾斜这样的简单方法使光路大幅地改变。另外，如果使用本发明的导光体，则不会大幅地扰乱光的偏振光特性。

(三)有益效果

根据本发明的导光体，能够抑制偏振光特性的变化，并使光路光轴调整变得容易。另外，使用了本发明的导光体的光模块的光的偏振光特性不易因光路光轴调整而发生变化，另外，能够用简单的方法进行部件间的光路光轴调整。另外，根据使用了本发明的导光体的光路光轴调整，抑制了偏振光特性的变化，并能够容易地进行光路光轴调整。

附图说明

图1是表示仅将一个侧面接合固定于基座而构成的本发明的导光体的一个方式的主视图及侧视图。

图2是表示本发明的光模块内的结构的一部分的概要图。

图3是表示对接合固定后的导光体的消光比进行测定的测定系统的结构的概要图。

图4是表示对导光体的插入损耗、过量损耗、以及反向散射进行测定的测定系统的结构的概要图。

图5是表示将三个侧面接合固定于基座的槽而构成的本发明的导光体的一个方式的主视图及侧视图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明，但是本发明并不限定于此。

首先，对本发明的导光体进行说明。如图1所示的本发明的导光体1用于光路光轴调整。更具体而言，本发明的导光体1在光模块等的内部设置于光路上，并能够使入射至导光体1的光折射，从而使来自导光体1的出射光的光轴与入射光的光轴偏移，来调整光路光轴。

并且，本发明的导光体1是由具有30db以上的消光比的单晶硅构成的硅导光体。由于单晶硅的折射率较高，因此如果使导光体略微倾斜，则光进行内部传播的角度会大幅地变化，由此使光的出射位置大幅地变化，能够使光轴大幅地偏移。而且，如果构成导光体的单晶硅的消光比为30db以上，就不会大幅地扰乱在单晶硅中透射的光的偏光面。也就是说，不易出现在透射导光体后入射的电路部件的偏振光依存性的影响，能够防止光学特性劣化。因而，本发明的导光体抑制了偏振光特性的变化，并能够使光路光轴调整变得容易。

此外，由单晶硅构成的导光体的形状只要根据配设导光体的光模块等的设计而适当地设定即可，例如可以是板状、立方体形状。另外，可以在导光体1上施加防反射涂层。

另外，本发明的导光体1也可以接合固定于支撑导光体1的基座3上来构成。

消光比为30db以上的单晶硅例如能够以如下方式获得。首先，从以切克劳斯基法(cz法)或者浮区法(fz法)等一般的单晶硅制造方法制造的单晶硅锭中切出规定大小的单晶硅。然后，进行研磨加工以减小该单晶硅的变形。由于单晶硅的消光比受到单晶硅的变形的影响，因此通过进行加工来减小变形，从而能够使消光比为30db以上。

另外，由单晶硅构成的导光体的消光比也会受到与支撑导光体的基座的接合变形的影响。因而，如图1所示，本发明的导光体1优选是仅将其一个侧面接合固定于基座3而构成的。这样，如果是仅将一个侧面接合固定于基座的结构，则例如与将周围全部进行接合固定等情况相比，能够将接合变形抑制于最小限度，并抑制消光性能的劣化。

此外，单晶硅的消光比是来自偏振镜的光透射了单晶硅后的光的“偏振镜的偏振光方向的直线偏振光的强度imax”与“从偏振镜的偏振光方向倾斜90°的直线偏振光的强度imin”的比，在用分贝换算的情况下，能够定义为：

(消光比)＝10log(imax/imin)(db)。

接着，对本发明的光模块进行说明。如图2所示，本发明的光模块具备为了进行部件a、b间的光路光轴调整而调整设置角度并设置的本发明的导光体1。这样，本发明的光模块能够利用本发明的导光体1以简单的方法进行光路光轴调整。

此外，在此所说的部件例如是激光器、调制器等化合物半导体部件、谐振器、合波器、分波器等波导电路部件。另外，只要是一般用于光模块结构的部件，也可以是这些以外的部件。

另外，虽然在图2中示出了将导光体1与部件a、b分离设置的方式，但是并不会仅限于这种方式。也可以对本发明的导光体的一端或者两端施加粘接剂涂层，并带有角度地与部件a、b直接接合(倾斜间隔填充粘接剂)。

另外，关于在光模块中使用的光，在利用本发明的导光体进行光路光轴调整的情况下，尤其能够合适地使用对单晶硅的透射率较高的光(即，波长为一定值以上的红外线)。

接着，对本发明的光路光轴调整方法进行说明。本发明的光路光轴调整方法例如是如图2所示那样，通过调整本发明的导光体的设置角度来进行部件间的光路光轴调整。这里所说的部件间是一般用于光模块结构的部件与部件之间。这样的光路光轴调整方法能够通过使导光体略微倾斜这样的简单方法使光路大幅地改变来调整光路。另外，由于使用本发明的导光体，因此不会大幅地扰乱光的偏振光特性。实施例

下面示出本发明的实施例和比较例并更具体地说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。

(实施例1、比较例1、比较例2)

如以下那样，作为导光体而使用单晶硅(实施例1)、单晶柘榴石(gd3ga5o12)(比较例1)、或者石英板(sio2)(比较例2)，测定了与各导光体的设置角度的变化对应的光路变化量(光轴偏移量)。首先，在实施了两面研磨加工而使厚度为1.5mm的单晶硅(实施例1)、单晶柘榴石(gd3ga5o12)(比较例1)、石英板(sio2)(比较例2)的两面上分别施加波长1550nm用的相对于空气的ar涂层(防反射涂层)，并切断加工出长宽为1.5mm的基片来制作导光体。此时，单晶硅(宽度1.5mm×高度1.5mm×厚度1.5mm)的消光比为42db，插入损耗为0.02db。并且，使实施例1、比较例1、2的导光体分别相对于波长为1550nm的入射光倾斜1～10°，测定了与倾斜的角度对应的光路变化量(光轴偏移量)。其结果为，从下述的表1可知，就相对于设置角度的变化量的光路变化量(光轴偏移量)而言，在使用了折射率大的单晶硅的导光体中，能够获得比使用柘榴石、石英的导光体大得多的数值。

【表1】

(实施例2)

一般而言，在导光体的后级配置有偏振光光学材料、偏振光依存性较大的波导型光学部件。因而，在实施例2中，以如下的条件测定了透射本发明的导光体的透射光对上述部件的影响。首先，将与在实施例1中制作的单晶硅相同的单晶硅用环氧树脂热固型粘接剂接合固定于宽度2.0mm×高度0.5mm×光轴方向长度2.0mm的sus304(不锈钢)板，从而如图1所示那样将由单晶硅构成的导光体1的一个侧面接合固定于基座3。测定了该导光体的单晶硅的光学特性，其结果显示出消光比为41db、插入损耗为0.02db的良好的值。

此外，接合固定后的导光体的消光比测定使用图3那样的测定系统来进行。首先，如图3所示，在导光体1的前后均配置了使金属微粒取向而成的结构的消光比为50db的偏振镜34、及检偏镜35。并且，偏振镜34的角度固定(透射偏振光方向一定)，通过使检偏镜35旋转来测定消光比。

接着，如图4所示，将在使金属微粒取向而成的结构的具有50db的消光性能的偏振镜34中透射的光入射至导光体1，并在后级将使同样的金属微粒取向而成的结构的具有50db的消光性能的检偏镜35与其透射偏振光方向匹配，并且以相对于光轴倾斜8°的形式配置，测定了来自检偏镜35的反向散射光。

在表2中记载了接合固定的导光体的消光比、插入损耗。另外，记载了检偏镜透射时的过量损耗和来自检偏镜的反向散射光量。此外，检偏镜透射时的过量损耗是除去了检偏镜的插入损耗的值。另外，反向散射光量是将检偏镜入射光量设定为1时的相对于检偏镜入射光量的来自检偏镜的反射光量(相对值)。

(实施例3～5)

除了将单晶硅的消光比调整为如表2所示的值以外，与实施例2同样地制作导光体，并进行了与实施例2同样的测定。导光体的单晶硅的消光比通过调整单晶硅与基座的接合状态并调整接合变形来变更。

(比较例3、4)

除了将由单晶硅构成的导光体的消光比如表2所示那样调整为不足30db的值以外，与实施例2同样地制作导光体，并进行了与实施例2同样的测定。在比较例3、4中，如图5所示，在宽度2.0mm×高度2.0mm×光轴方向长度2.0mm且在中央部以宽度和深度为1.5mm而光轴方向长度为2.0mm进行了切槽的基座53(sus304部件)上，用环氧树脂热固型粘接剂接合固定了由单晶硅构成的导光体51的三个侧面。测定了比较例3、4的导光体的光学特性，其结果为，消光比为24～25db，在工件(导光体)面内出现偏差，插入损耗为0.06～0.04db，与实施例2～5相比变大。认为这是由接合变形引起的。这样，通过调整接合变形来调整消光比。在表2中，记载了比较例3、4的接合固定的导光体的消光比、插入损耗、检偏镜透射时的过量损耗、以及来自检偏镜的反向散射光量。

【表2】

可知，如果导光体的消光比变低，则插入损耗增加，并且在消光比不足30db时，过量损耗大幅地增加，且反向散射光量也变多。可知，要减小对配置于导光体的后级的部件的光学影响，需要使接合固定的导光体的消光比为30db以上。

另外，实际上，当将在上述的实施例及比较例中制作的导光体插入化合物半导体部件与硅波导电路部件之间时，在消光比较大的导光体(30db以上)中，未见偏振光依存性特性发生偏差，但是在消光比较小的导光体(不足30db)中，发现了波导电路部件的偏振光依存性特性出现偏差。在化合物半导体部件(激光器等)中，偏振光性是25db以上，结果是，由于消光比较低的工件进入光路间而损害其偏振光性。

此外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为例示，具有与记载于本发明的权利要求书的技术思想实质上相同的结构并实现同样的作用效果的技术方案，均包含于本发明的技术范围内。