特許 6762392 光通信装置、及び光通信装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6762392

(24)【登録日】2020年9月10日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】光通信装置、及び光通信装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/42 20060101AFI20200917BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/42

【請求項の数】18

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-41324(P2019-41324)

(22)【出願日】2019年3月7日

(62)【分割の表示】特願2014-251110(P2014-251110)の分割

【原出願日】2014年12月11日

(65)【公開番号】特開2019-117394(P2019-117394A)

(43)【公開日】2019年7月18日

【審査請求日】2019年3月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】301005371

【氏名又は名称】日本ルメンタム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥村 忠嗣

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５１７０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２７５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６１９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２４９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０００２９０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／１２，６／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出力する光源と、
前記光源が出力した前記光を反射する鏡と、
前記鏡が配置され、支点を有するレバーと、
前記鏡により反射された前記光を伝送する導波路と、
を備え、
前記レバーは、固定されていない場合には、前記支点と、外力が加えられる力点であるハンドル部と、前記鏡が配置される作用点と、を有する第２種てこであり、
前記レバーは、第１方向に延伸し、第２方向への可撓性を有し、
前記光源は、前記光を第３方向に出力するように配置され、
前記第１方向、前記第２方向及び前記第３方向は、相互に直交する
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光通信装置であって、
前記鏡により反射された前記光を収束させるレンズを、さらに有する
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の光通信装置であって、
前記レバーは、固定体により固定されている
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
前記レバーは、固定されていない場合には、前記外力により、延伸方向と直交する方向にたわむ
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
前記レバーは、固定されていない場合には、前記外力により、延伸方向に伸縮する
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
前記レバーは、ＳＯＩ層をエッチングすることで形成されている
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項7】

請求項６に記載の光通信装置であって、
前記導波路は、前記ＳＯＩ層に形成されたシリコン導波路である
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項8】

請求項６に記載の光通信装置であって、
前記鏡は、前記ＳＯＩ層をエッチングすることで前記レバーとともに形成されている
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項9】

請求項８に記載の光通信装置であって、
前記鏡は、前記ＳＯＩ層に異方性ウェットエッチングを施すことにより形成されている
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項10】

請求項２に記載の光通信装置であって、
前記レンズと前記導波路との間に、スポットサイズ変換器をさらに備える
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項11】

請求項２に記載の光通信装置であって、
前記レンズと前記鏡との間に、光アイソレータをさらに備える
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項12】

請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
前記光源は、半導体レーザである
ことを特徴とする光通信装置。

【請求項13】

光を出力する光源と、前記光源が出力した前記光を反射する鏡と、前記鏡が配置され、支点を有するレバーと、前記鏡により反射された前記光を伝送する導波路と、を備える光通信装置の製造方法であって、
前記レバーに外力を加えて変位させて、前記鏡で反射された前記光が前記導波路に結合するように調整する調整工程を有し、
前記レバーは、固定されていない場合には、前記支点と、外力が加えられる力点であるハンドル部と、前記鏡が配置される作用点と、を有する第２種てこであり、
前記レバーは、第１方向に延伸し、第２方向への可撓性を有し、
前記光源は、前記光を第３方向に出力するように配置され、
前記第１方向、前記第２方向及び前記第３方向は、相互に直交する
ことを特徴とする光通信装置の製造方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の光通信装置の製造方法であって、
前記調整工程による調整の後、前記レバーを固定体により固定する固定工程をさらに有する
ことを特徴とする光通信装置の製造方法。

【請求項15】

請求項１３に記載の光通信装置の製造方法であって、
前記調整工程において、前記レバーに外力を加えて、延伸方向に伸縮させる
ことを特徴とする光通信装置の製造方法。

【請求項16】

請求項１３に記載の光通信装置の製造方法であって、
前記調整工程において、前記レバーに外力を加えて、延伸方向と直交する方向にたわませる
ことを特徴とする光通信装置の製造方法。

【請求項17】

請求項１３に記載の光通信装置の製造方法であって、
前記調整工程において、前記外力を加える前記レバーの位置は、前記鏡が配置される位置を基準として、前記支点と反対側である
ことを特徴とする光通信装置の製造方法。

【請求項18】

請求項１３に記載の光通信装置の製造方法であって、
前記調整工程は、前記導波路により伝送される前記光の一部を光検出器で検出し、前記光検出器により検出される光の強度が大きくなるように前記レバーに外力を加えて変位させて、前記鏡で反射された前記光が前記導波路に結合するように調整する工程である
ことを特徴とする光通信装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信装置、及び光通信装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信の伝送速度及び伝送容量を向上させるため、マルチチャネル化によるパラレル伝送技術が研究されている。マルチチャネル化を実現するためには、多数の素子を集積する必要があり、シリコンフォトニクス技術による光回路の形成や、電子回路と光回路の混載等が研究されている。

【0003】

下記特許文献１には、第１コアと並行に延び、クラッド層を挟んで設けられる第２コア及び第３コアを備えるスポットサイズ変換器が記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、第１部材及び第２部材にレーザ光を照射して塑性変形させることにより、光学素子の位置を調整するステップを含む光学装置の製造方法が記載されている。

【0005】

また、特許文献３には、第１導波路の光を第２導波路に合焦させるレンズを保持する可動のレバーを含む光学アセンブリが記載されている。

【0006】

また、特許文献４には、光信号を光学素子に入射させるミラーを動作させるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）アクチュエータを備えた光結合器が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１４−１５７２１１号公報

【特許文献2】特開２０１３−２３１９３７号公報

【特許文献3】特表２０１２−５１７０２８号公報

【特許文献4】米国特許第７１３６５５４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

導波路に入射する光の結合効率を低下させないためには高精度で光を導波路に結合する必要がある。ここで、光を導波路に結合する場合には粗調整と微調整の両方が必要とされる。

【0009】

そこで、本発明は、広範囲かつ高精度に光軸調整ができる光通信装置、及び光通信装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）上記課題を解決するために、本発明に係る光通信装置は、光を出力する光源と、前記光源が出力した前記光を反射する鏡と、前記鏡が配置され、支点を有するレバーと、前記鏡により反射された前記光を伝送する導波路と、を備え、前記レバーは、固定されていない場合には、前記支点と、外力が加えられる力点であるハンドル部と、前記鏡が配置される作用点と、を有する第２種てこであることを特徴とする。

【0011】

（２）上記（１）に記載の光通信装置であって、前記鏡により反射された前記光を収束させるレンズを、さらに有することを特徴とする。

【0012】

（３）上記（１）又は（２）に記載の光通信装置であって、前記レバーは、固定体により固定されていることを特徴とする。

【0013】

（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の光通信装置であって、前記レバーは、固定されていない場合には、前記外力により、延伸方向と直交する方向にたわむことを特徴とする。

【0014】

（５）上記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の光通信装置であって、前記レバーは、固定されていない場合には、前記外力により、延伸方向に伸縮することを特徴とする。

【0015】

（６）上記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の光通信装置であって、前記レバーは、ＳＯＩ層をエッチングすることで形成されていることを特徴とする。

【0016】

（７）上記（６）に記載の光通信装置であって、前記導波路は、前記ＳＯＩ層に形成されたシリコン導波路であることを特徴とする。

【0017】

（８）上記（６）に記載の光通信装置であって、前記鏡は、前記ＳＯＩ層をエッチングすることで前記レバーとともに形成されていることを特徴とする。

【0018】

（９）上記（８）に記載の光通信装置であって、前記鏡は、前記ＳＯＩ層に異方性ウェットエッチングを施すことにより形成されていることを特徴とする。

【0019】

（１０）上記（２）に記載の光通信装置であって、前記レンズと前記導波路との間に、スポットサイズ変換器をさらに備えることを特徴とする。

【0020】

（１１）上記（２）に記載の光通信装置であって、前記レンズと前記鏡との間に、光アイソレータをさらに備えることを特徴とする。

【0021】

（１２）上記（１）乃至（１１）のいずれか一項に記載の光通信装置であって、前記光源は、半導体レーザであることを特徴とする。

【0022】

（１３）上記課題を解決するために、本発明に係る光通信装置の製造方法は、光を出力する光源と、前記光源が出力した前記光を反射する鏡と、前記鏡が配置され、支点を有するレバーと、前記鏡により反射された前記光を伝送する導波路と、を備える光通信装置の製造方法であって、前記レバーに外力を加えて変位させて、前記鏡で反射された前記光が前記導波路に結合するように調整し、前記レバーは、固定されていない場合には、前記支点と、外力が加えられる力点であるハンドル部と、前記鏡が配置される作用点と、を有する第２種てこであることを特徴とする。

【0023】

（１４）上記（１３）に記載の光通信装置の製造方法であって、前記調整工程による調整の後、前記レバーを固定体により固定する固定工程をさらに有することを特徴とする。

【0024】

（１５）上記（１３）に記載の光通信装置の製造方法であって、前記調整工程において、前記レバーに外力を加えて、延伸方向に伸縮させることを特徴とする。

【0025】

（１６）上記（１３）に記載の光通信装置の製造方法であって、前記調整工程において、前記レバーに外力を加えて、延伸方向と直交する方向にたわませることを特徴とする。

【0026】

（１７）上記（１３）に記載の光通信装置の製造方法であって、前記調整工程において、前記外力を加える前記レバーの位置は、前記鏡が配置される位置を基準として、前記支点と反対側であることを特徴とする。

【0027】

（１８）上記（１３）に記載の光通信装置の製造方法であって、前記調整工程は、前記導波路により伝送される前記光の一部を光検出器で検出し、前記光検出器により検出される光の強度が大きくなるように前記レバーに外力を加えて変位させて、前記鏡で反射された前記光が前記導波路に結合するように調整する工程であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本発明により、広範囲かつ高精度に光軸調整ができる光通信装置、及び光通信装置の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態に係る光通信装置の側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る光通信装置の平面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る光回路の平面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るレバーによる調整工程を示す平面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る第２の鏡の回転角と結合効率の関係を示すグラフである。

【図6】比較例におけるレバーによる調整工程を示す平面図である。

【図7】比較例における第２のレンズの移動量と結合効率の関係を示すグラフである。

【図8】本発明の実施形態に係るハンドル部の変位量と、第２の鏡の回転角との関係、及び比較例に係るハンドル部の変位量と、第２のレンズの変位量との関係を併せて示すグラフである。

【図9】本発明の実施形態に係るレバーによる調整工程を示す側面図である。

【図10】本発明の実施形態に係る第２の鏡の変位量と結合効率の関係を示すグラフである。

【図11】本発明の実施形態に係る光通信装置の製造工程を示すフローチャートである。

【図12】本発明の実施形態の変形例に係る光通信装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。

【0031】

図１は、本発明の実施形態に係る光通信装置１の側面図である。図１は、Ｙ−Ｚ平面を表し、Ｘ軸は紙面を貫く手前向きの軸である。ここで、Ｘ軸は、後述するＳＯＩ基板２３に水平であって、後述するレバー２０の延伸方向と直交する向きの軸であり、Ｙ軸及びＺ軸とともに右手系の座標軸を構成する。Ｙ軸は、後述するＳＯＩ基板２３に垂直であって、ＳＯＩ基板２３の積層方向を正の向きとする軸である。また、Ｚ軸は、後述するレバー２０の延伸方向に平行であって、レバー２０のハンドル部２０ａから支点への向きを正の向きとする軸である。本実施形態に係る光通信装置１は、半導体レーザ１０、レバー２０、第２の鏡２１、第２のレンズ２２、及びシリコン導波路３１を含む。半導体レーザ１０は、光を出力する光源である。半導体レーザ１０は、光を発生させ、光の導波路となる活性層１１と、活性層１１の端面から出力されたレーザ光を図１の下側（−Ｙ軸方向）に反射する第１の鏡１２と、第１の鏡１２で反射された光を平行光に変換する第１のレンズ１３とを含む。ここで、第１の鏡１２は、直角三角形状を有し、反射面がおおよそ４５度傾いている。また、第１のレンズ１３は、第１の鏡１２で反射された光を必ずしも平行光に変換しなくてもよく、集束光や発散光に変換するものであってもよい。本実施形態では、第１の鏡１２及び第１のレンズ１３は、半導体レーザ１０に内蔵されているが、第１の鏡１２及び第１のレンズ１３の両方又は一方は、半導体レーザ１０と別体で形成されてもよい。また、光源として端面出射型レーザではなく、面出射型レーザ等を用いることとしてもよい。なお、本実施形態に係る光通信装置１に備えられた半導体レーザ１０は、波長がおおよそ１３１０ｎｍであるレーザ光を出力するものとする。もっとも、レーザ光の波長は、光通信において通常用いられる１．３μｍ帯、又は１．５５μｍ帯であってもよい。

【0032】

半導体レーザ１０は、サブマウント１４に搭載され、サブマウント１４は基板１５に固定される。半導体レーザ１０は、基板１５と一体となった状態で、スペーサ２４を挟んで、光回路３０等が配置されたＳＯＩ基板２３の上に搭載される。

【0033】

レバー２０は、支点を有し、Ｚ軸方向の長さが１ｍｍ程度である。レバー２０は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）層をエッチングすることで形成される。一般に、ＳＯＩ層は、ＳＯＩ基板２３の最上層である。ＳＯＩ基板２３は、下層から順に、Ｓｉ基板と、酸化シリコン層と、単結晶シリコン層であるＳＯＩ層とが積層されて形成される。

【0034】

第２の鏡２１は、光源である半導体レーザ１０の出力したレーザ光を図１左側（＋Ｚ軸方向）に反射する。本実施形態では、第２の鏡２１は、図１に示すように側面から見た場合におおよそ直角三角形状を有し、斜辺を挟む二辺はそれぞれ２００μｍ程度の長さを有する。本実施形態において、第２の鏡２１は、ＳＯＩ層をエッチングすることで形成され、レバー２０とともに形成される。第２の鏡２１及びレバー２０を形成するためのエッチングは、ドライエッチング及びウェットエッチングのいずれを用いてもよいし、その組合せであってもよい。なお、レバー２０及び第２の鏡２１は、それぞれ単体で形成し、光通信装置１に組み込むこととしてもよい。レバー２０及び第２の鏡２１を一体で形成することで、組み立て時の位置合わせが省略でき、全体として光通信装置１の製造工程が簡略化される。なお、第２の鏡２１の反射面は、反射率を向上させるため、金属等が蒸着されていることが望ましい。

【0035】

第２の鏡２１は、ＳＯＩ層に異方性ウェットエッチングを施すことにより形成してもよい。シリコンの場合、水酸化カリウムによるウェットエッチングで傾斜角が約５４°の結晶面を形成することができる。この結晶面の形成を第２の鏡２１の反射面とすることができる。その場合、例えば第１の鏡１２の反射面を活性層１１の端面側に約１８°傾ければ、第２の鏡２１で反射された光はＳＯＩ基板２３とほぼ平行に進行することとなる。

【0036】

第２のレンズ２２は、第２の鏡２１で反射されたレーザ光を集束させて、光回路３０に含まれるシリコン導波路３１に結合させる。本実施形態において、第２のレンズ２２は、シリコンで形成した平凸レンズであり、レンズの曲率半径は２５０μｍ程度、焦点距離は１００μｍ程度である。第２のレンズ２２の表面には、低反射膜によるコーティングがされていることが望ましい。なお、第２のレンズ２２は、ガラス等の材料で形成したレンズであってもよい。また、光通信装置１が備えるレンズの個数は２以外であってもよい。

【0037】

シリコン導波路３１は、第２のレンズ２２により集束された光を伝送し、ＳＯＩ基板２３のＳＯＩ層に形成される。より具体的には、第２のレンズ２２は、レーザ光をその波長程度（１．３μｍ程度）のスポットサイズまで集束させる。一方、シリコン導波路３１のコアの断面は、０．２２μｍ×０．５μｍ程度の矩形であり、シングルモード構造である。シリコン導波路３１のコアの断面幅は、最大でも０．５μｍ程度であり、半導体レーザ１０の出力するレーザ光の波長（１．３μｍ程度）よりも小さい。そのため、第２のレンズ２２で集束されたレーザ光を直接シリコン導波路３１に結合させると著しい損失が生じる。そこで、本実施形態に係る光通信装置１では、特許文献１等に開示されたスポットサイズ変換器を用いて、第２のレンズ２２で集束したレーザ光をさらに集束させ、シリコン導波路３１に結合する。スポットサイズ変換器の配置については、図３において説明する。また、第２のレンズ２２とスポットサイズ変換器との間の距離（第２のレンズ２２の主点から、スポットサイズ変換器の第２のレンズ２２側の端面までの距離）は、第２のレンズ２２の焦点距離とする。本実施形態では、第２のレンズ２２の焦点距離は１００μｍ程度であるから、第２のレンズ２２とスポットサイズ変換器との間の距離が１００μｍ程度となるように位置合わせする必要がある。なお、本明細書において光を光学系に結合させるとは、結合効率（光学系に入射する前の光の強度と、光学系に入射した後の光の強度との対数比）がその最高値から所定の範囲内に収まるように光学系の位置合わせを行うことをいうものとする。例えば、結合効率は、その最高値から５ｄＢ以内に収めることとすればよく、望ましくは１ｄＢ以内に収めることとする。

【0038】

図２は、本発明の実施形態に係る光通信装置１の平面図である。図２は、Ｘ−Ｚ平面を表す。図２では、レバー２０等の配置を示すため、基板１５、サブマウント１４、及び半導体レーザ１０は図示していない。

【0039】

レバー２０は、ＳＯＩ基板２３の溝の内側に形成される。レバー２０は、第２のレンズ２２が配置される側（図２の左側）の端部を支点とする片持梁形状である。レバー２０は、ジグザグ形状部を有し、支点と反対側の端部であるハンドル部２０ａ（図２では符号を図示せず）に外力を作用させることによって、ジグザグ形状部がバネとして働き、ハンドル部を変位させることができる。第２の鏡２１は、レバー２０の上に配置され、レバー２０のハンドル部に外力が作用すると、ハンドル部の変位に応じて変位する。ただし、完成品としての光通信装置１では、レバー２０は固定体である半田２５により固定されている。本実施形態に係る光通信装置１は、出荷前の調整工程において、レバー２０に外力を加えて第２の鏡２１を変位させることにより、光源とシリコン導波路３１との結合を調整する。その後、固定工程において、レバー２０を半田２５で固定する。なお、固定体は、紫外線硬化樹脂や接着剤であってもよい。

【0040】

本実施形態に係る光通信装置１は、光源として１０個の半導体レーザ１０を備える。それぞれの半導体レーザ１０から出力された光は、独立に形成された第２の鏡２１で反射され、一体形成されたレンズ２２に入射し、シリコン導波路３１により伝送される。本実施形態において、１０個の半導体レーザ１０は、Ｘ軸方向に２５０μｍ間隔で配置される。ここで、１０個の第２の鏡２１は、それぞれ独立に形成されたレバー２０を動かすことにより独立に位置を調整することができる。本実施形態に係る光通信装置１は、レバー２０を独立に動かすことで、複数の光源から出力された光を複数のシリコン導波路３１に結合させることができる。なお、光通信装置１に含まれる光源の数は１０個以上でも未満でもよい。

【0041】

図３は、本発明の実施形態に係る光回路３０の平面図である。図３は、Ｘ−Ｚ平面を表す。図３では、光回路３０の内部構造を示している。光回路３０は、シリコン導波路３１の他、スポットサイズ変換器３２と、フォトダイオード３３と、光変調器３４と、ファイバ結合器３５とをさらに備える。本実施形態に係る光通信装置１では、第２のレンズ２２で集束されたレーザ光は、はじめにスポットサイズ変換器３２に入射する。スポットサイズ変換器３２は、直径１．３μｍ程度であるレーザのスポットサイズを、直径０．５μｍ程度のスポットサイズまで集束させる。具体的に、スポットサイズ変換器３２は、第２のレンズ２２側の端面が２μｍ角の窒化シリコン導波路であり、シリコン導波路３１側に進むにつれて窒化シリコン導波路に埋め込まれたシリコン導波路の断面積が拡大し、シリコン導波路３１に連続的に接続する。窒化シリコンの屈折率は約２であり、シリコン導波路の屈折率は約３．５である。そのため、レンズ２２側の端面からシリコン導波路３１側へ光が進むとき、光は窒化シリコン導波路により規定される分布からシリコン導波路により規定される分布に遷移し、シリコン導波路により光の分布が規定される領域では、シリコン導波路と窒化シリコン導波路の界面で全反射が起こり、光はシリコン導波路に集束される。

【0042】

シリコン導波路３１により伝送される光のうち数％は分岐され、光検出器であるフォトダイオード３３により光の強度が検出される。本実施形態に係る光通信装置１の製造工程では、検出される光の強度を最大化するようにレバー２０を動かし、第２の鏡２１の位置合わせを行う。このように、光回路３０にフォトダイオード３３を内蔵することにより、光回路３０に光ファイバを接続せずともレーザ光とシリコン導波路３１との結合を行うことができる。光検出器を光回路３０の外部に配置する場合、光回路３０に光ファイバを接続し、光ファイバに光検出器を接続することとなる。そのため、光源とシリコン導波路３１との結合に加えて、光回路３０と光ファイバとの結合を行わなければ光検出が行えないこととなる。シリコン導波路３１は断面積が従来の導波路に比べて小さく、光源との結合が比較的困難であるため、光回路３０と光ファイバとの結合を併せて行うことはさらに困難となる。本実施形態のように、光回路３０に光検出器であるフォトダイオード３３を内蔵することとすれば、光回路３０と光ファイバの結合を行わなくとも、光源とシリコン導波路３１との結合を行うことができる。

【0043】

本実施形態では、光変調器３４は、マッハツェンダ変調器である。光変調器３４は、外部信号により制御され、シリコン導波路３１により伝送されるレーザ光を変調し、光信号を生成する。光変調器３４により生成された光信号は、ファイバ結合器３５により、光回路３０の外部に接続される光ファイバに伝送される。

【0044】

図４は、本実施形態に係るレバー２０による調整工程を示す平面図である。図４は、Ｘ−Ｚ平面を表す。レバー２０は、ハンドル部２０ａ等の支点以外の部分が固定されていない場合には、外力により、延伸方向と直交する方向にたわむ。ここで、レバー２０の延伸方向は、Ｚ軸方向であり、延伸方向と直交する方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向である。レバー２０は、支点以外の部分が固定されていない場合には、第２のレンズ２２側に位置する支点と、外力が加えられる力点であるハンドル部２０ａと、第２の鏡２１が配置される作用点と、を有する第２種てこ（作用点を力点と支点の間に置いたてこ）である。第２種てこでは、力点と作用点の位置関係により定まる１未満の倍率により、力点の変位量が作用点の変位量に変換される。

【0045】

具体的に、図４は、ハンドル部２０ａに対して＋Ｘ軸方向に外力が加えられ、レバー２０が＋Ｘ軸方向にたわむ様子を示している。レバー２０が＋Ｘ軸方向にたわむことで、レバー２０上に配置された第２の鏡２１の反射面は、Ｙ軸を回転軸として、Ｙ軸を正から負の向きに見て時計回りにθｙ回転する。本明細書では、反時計回りに回転する角度を正の回転角とする。そのため、図４は、第２の鏡２１が負の角度回転した場合を示している。

【0046】

第２の鏡２１がＹ軸まわりにθｙ回転すると、半導体レーザ１０から出力された光は、回転前よりも−Ｘ軸方向にずれて反射されることとなる。本実施形態に係る光通信装置１の調整工程では、レバー２０のハンドル部２０ａに外力を作用させ、半導体レーザ１０から出力されたレーザ光がシリコン導波路３１に結合するように、第２の鏡２１のＹ軸まわりの角度を調整する。

【0047】

図５は、本発明の実施形態に係る第２の鏡２１の回転角θｙと結合効率の関係を示すグラフである。横軸は、第２の鏡２１のＹ軸まわりの回転角θｙを度の単位で示している。縦軸は、半導体レーザ１０から出力されたレーザ光の強度Ｉ_{ＬＡＳＥＲ}と、シリコン導波路３１内を伝送される光の強度Ｉ_{ＧＵＩＤＥ}の対数比１０×ｌｏｇ_１０（Ｉ_{ＧＵＩＤＥ}／Ｉ_{ＬＡＳＥＲ}）である結合効率（coupling efficiency）を示している。ここで、シリコン導波路３１内に伝送される光の強度Ｉ_{ＧＵＩＤＥ}は、光回路３０に内蔵されるフォトダイオード３３により検出される光の強度、及びシリコン導波路３１とフォトダイオード３３が接続される導波路との光の分岐比に基づいて算出される。

【0048】

図５の曲線Ｖａは、第２の鏡２１を変位させずとも、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の回転角θｙと結合効率の関係を示す。曲線Ｖａの場合、レバー２０に外力を加えず、第２の鏡２１を回転させない場合（θｙ＝０の場合）に結合効率が最大となる。曲線Ｖａの場合、レバー２０をどちらの方向に変位させても結合効率が下がることとなる。

【0049】

また、図５の曲線Ｖｂは、第２の鏡２１を正の向きに回転させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の回転角θｙと結合効率の関係を示す。曲線Ｖｂの場合、レバー２０に−Ｘ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を正の向きに回転させる場合（θｙ＞０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｖｂの場合、θｙ≒１°で結合効率が最大となる。曲線Ｖｂの場合、第２の鏡２１を正の向きに回転させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0050】

図５の曲線Ｖｃは、第２の鏡２１を負の向きに回転させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の回転角θｙと結合効率の関係を示す。曲線Ｖｃの場合、レバー２０に＋Ｘ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を負の向きに回転させる場合（θｙ＜０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｖｃの場合、θｙ≒−１°で結合効率が最大となる。曲線Ｖｃの場合、第２の鏡２１を負の向きに回転させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0051】

図５の曲線Ｖｄは、第２の鏡２１を曲線Ｖｂの場合よりも正の向きに大きく回転させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の回転角θｙと結合効率の関係を示す。曲線Ｖｄの場合、レバー２０に−Ｘ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を正の向きに回転させる場合（θｙ＞０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｖｂの場合、θｙ≒２°で結合効率が最大となる。曲線Ｖｄの場合、第２の鏡２１を回転させない場合には結合効率は−１０ｄＢ以下であるが、第２の鏡２１を正の向きに回転させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0052】

図５の曲線Ｖｅは、第２の鏡２１を曲線Ｖｃの場合よりも負の向きに大きく回転させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の回転角θｙと結合効率の関係を示す。曲線Ｖｅの場合、レバー２０に＋Ｘ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を負の向きに回転させる場合（θｙ＜０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｖｅの場合、θｙ≒−２°で結合効率が最大となる。曲線Ｖｅの場合、第２の鏡２１を回転させない場合には結合効率は−１０ｄＢ以下であるが、第２の鏡２１を負の向きに回転させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0053】

図６は、比較例におけるレバー２０による調整工程を示す平面図である。図６は、Ｘ−Ｚ平面を表している。比較例では、レバー２０に第２のレンズ２２が配置される。ここで、第２のレンズ２２の焦点距離はレバー２０のＺ軸方向の長さより短いため、シリコン導波路３１の入り口をレバー２０と重畳する位置にまで第２のレンズ２２側に近付けなければならない。第２のレンズ２２として焦点距離が長いものを用いることも考えられるが、第２のレンズ２２の屈折率を小さくすることで焦点距離を長くしようとすると、第２のレンズ２２をＳＯＩ層のエッチングによりレバー２０と共に形成することができなくなり、精密な位置合わせを必要とする工程が増加してしまう。また、第２のレンズ２２の直径を変えずに曲率半径を大きくすることで焦点距離を長くしようとすると、Ｆ値が大きくなり十分な明るさが得られないこととなる。そのため、第２のレンズ２２の材質を変えずに（屈折率を変えずに）、曲率半径を大きくすることで焦点距離を大きくする場合には、レンズの直径を大きくすることが望まれ、光通信装置が大型化してしまうという欠点がある。なお、レバー２０の支点側により近付けて第２のレンズ２２を配置することもできるが、その場合レバー２０によるてこの倍率が小さくなりすぎて、光を導波路に結合する粗調整が困難になる。

【0054】

比較例では、半導体レーザ１０からのレーザ光は図６の紙面右側から第２のレンズ２２に入射する。比較例におけるレバー２０による調整工程では、レバー２０のハンドル部２０ａにＸ軸方向の外力を加えて、第２のレンズ２２の配置角度を調整して、光を導波路３１に結合させる。

【0055】

図７は、比較例における第２のレンズ２２の移動量と結合効率の関係を示すグラフである。横軸は、第２のレンズ２２のＸ軸方向の変位量Δｘをμｍの単位で示している。縦軸は、半導体レーザ１０から出力された光の強度と、シリコン導波路３１内を伝送される光の強度の対数比である結合効率（coupling efficiency）を示している。

【0056】

図７の曲線ＶＩＩａは、第２のレンズ２２を変位させずとも、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２のレンズ２２の変位量Δｘと結合効率の関係を示す。曲線ＶＩＩａの場合、レバー２０に外力を加えず、第２のレンズ２２を変位させない場合（Δｘ＝０の場合）に結合効率が最大となる。曲線ＶＩＩａの場合、レバー２０をどちらの方向に変位させても結合効率が下がることとなる。

【0057】

また、図７の曲線ＶＩＩｂは、第２のレンズ２２を正の向きに回転させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２のレンズ２２の変位量Δｘと結合効率の関係を示す。曲線ＶＩＩｂの場合、レバー２０に＋Ｘ軸方向の外力を加えて、第２のレンズ２２を正の向きに変位させる場合（Δｘ＞０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線ＶＩＩｂの場合、Δｘ≒１μｍで結合効率が最大となる。曲線ＶＩＩｂの場合、第２のレンズ２２を正の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0058】

図７の曲線ＶＩＩｃは、第２のレンズ２２を負の向きに変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２のレンズ２２の変位量Δｘと結合効率の関係を示す。曲線ＶＩＩｃの場合、レバー２０に−Ｘ軸方向の外力を加えて、第２のレンズ２２を負の向きに変位させる場合（Δｘ＜０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線ＶＩＩｃの場合、Δｘ≒−１μｍで結合効率が最大となる。曲線ＶＩＩｃの場合、第２のレンズ２２を負の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0059】

図７の曲線ＶＩＩｄは、第２のレンズ２２を曲線ＶＩＩｂの場合よりも正の向きに大きく変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２のレンズ２２の変位量Δｘと結合効率の関係を示す。曲線ＶＩＩｄの場合、レバー２０に＋Ｘ軸方向の外力を加えて、第２のレンズ２２を正の向きに変位させる場合（Δｘ＞０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線ＶＩＩｂの場合、Δｘ≒２μｍで結合効率が最大となる。曲線ＶＩＩｄの場合、第２のレンズ２２を変位させない場合には結合効率は−１０ｄＢ以下であるが、第２のレンズ２２を正の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0060】

図７の曲線ＶＩＩｅは、第２のレンズ２２を曲線ＶＩＩｃの場合よりも負の向きに大きく変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２のレンズ２２の変位量Δｘと結合効率の関係を示す。曲線ＶＩＩｅの場合、レバー２０に−Ｘ軸方向の外力を加えて、第２のレンズ２２を負の向きに変位させる場合（Δｘ＜０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線ＶＩＩｅの場合、Δｘ≒−２μｍで結合効率が最大となる。曲線ＶＩＩｅの場合、第２のレンズ２２を回転させない場合には結合効率は−１０ｄＢ以下であるが、第２のレンズ２２を負の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0061】

図８は、本発明の実施形態に係るハンドル部２０ａの変位量と、第２の鏡２１の回転角θｙとの関係、及び比較例に係るハンドル部２０ａの変位量と、第２のレンズ２２の変位量Δｘとの関係を併せて示すグラフである。横軸は、レバー２０のハンドル部２０ａの変位量Δｘをμｍの単位で示す。第１の縦軸（図８の左側に示された縦軸）は、比較例における第２のレンズ２２の変位量Δｘをμｍの単位で示す。また、第２の縦軸（図８の右側に示された縦軸）は、本実施形態における第２の鏡２１の回転角θｙを度の単位で示す。比較例の場合、ハンドル部２０ａの変位量Δｘを２μｍ〜１０μｍの範囲で変化させると、第２のレンズ２２の変位量Δｘは、０．５μｍ〜２．５μｍの範囲で変化する。本実施形態の場合、ハンドル部２０ａの変位量Δｘを１８μｍ〜５２μｍの範囲で変化させると、第２の鏡２１の回転角θｙは、０．５°〜１．５°の範囲で変化する。

【0062】

比較例の場合（図８のＶＩＩＩａで示すプロット点の場合）、ハンドル部２０ａを１μｍ変位させると、第２のレンズ２２は０．２５μｍ程度変位する。すなわち、レバー２０によるてこの倍率は０．２５程度である。比較例の場合、第２のレンズ２２が結合効率最大となる位置から±０．４μｍ程度ずれると、結合効率は１ｄＢ程度低下する。そのため、結合効率について１ｄＢの損失を許容する場合、ハンドル部２０ａを±１．６μｍ程度の精度で位置合わせしなければならない。

【0063】

一方、本実施形態の場合（図８のＶＩＩＩｂで示すプロット点の場合）、ハンドル部を１μｍ変位させると、第２の鏡２１は０．０３°程度回転する。本実施形態の場合、第２のレンズ２２が結合効率最大となる角度から±０．４°程度ずれると、結合効率は１ｄＢ程度低下する。そのため、結合効率について１ｄＢの損失を許容する場合、ハンドル部２０ａを±１３μｍ程度の精度で位置合わせすればよいこととなり、比較例の場合よりも求められる精度が１／８程度になる。比較例と本実施形態とで、てこの倍率は変わらない。しかし、第２の鏡２１からスポットサイズ変換器３２までの距離をＬ１とし、第２の鏡２１のＸ軸方向の変位量をΔｘと表す場合、本実施形態における第２の鏡２１の回転角θｙは、θｙ≒−Δｘ／Ｌ１の関係にあるため、比較例の場合に比べて、第２の鏡２１からシリコン導波路３１までの距離Ｌ１の分だけ第２の鏡２１の変位が小さくなり、第２の鏡２１の微調整が容易となる。

【0064】

図７に示したように、比較例の場合、第２のレンズ２２をＸ軸方向に±２μｍ程度変位させて、レーザ光をシリコン導波路３１に結合させる必要がある。ここで、レバー２０は、半田２５等の固定体により固定する際に±５μｍ程度変位してしまう。そのため、レバー２０の位置合わせは±５μｍ程度の精度でしか行えない。レバー２０が５μｍ程度変位すると、第２のレンズ２２は１μｍ程度変位してしまうことになる。そのため、比較例の場合、調整工程で結合効率を最大に調整しても、固定工程の後に−５ｄＢ程度の損失が生じる場合がある。このように、比較例の場合、第２のレンズ２２の位置合わせについて、粗調整はできるが、微調整が困難であるという欠点がある。

【0065】

一方、本実施形態の場合、第２の鏡２１を±２°程度回転させて、レーザ光をシリコン導波路３１に結合する。本実施形態の場合、レバー２０を固定する際にレバー２０が±５μｍ程度変位したとしても、第２の鏡２１は、±０．１５°程度しか回転しない。そのため、本実施形態の場合、固定工程でレバー２０の位置が±５μｍ程度変位したとしても、結合効率は調整工程で合わせた値からほとんど変化しない（図５参照）。よって、本実施形態に係る光通信装置１によれば、広範囲かつ高精度にレーザ光の光軸調整ができ、レーザ光をシリコン導波路３１に結合する粗調整と微調整の両方を簡便に行える。仮に、本実施形態と同程度の精度を比較例において得ようとした場合、レバー２０の長さを数ｃｍとする必要が生じてしまい、装置の大型化やレバー２０の強度低下といった弊害が生じる。

【0066】

さらに、例えば特許文献４で開示されているようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）機構を用いてレバーを絶えず稼動させて最適な光結合状態を保とうとした場合、ＭＥＭＳを動作させるための高電圧電源や、制御するためのフィードバック機構（状態を監視するフォトダイオードなどのモニタや、制御回路など）が必要となり、装置の大型化や消費電力の増加という弊害が生じるおそれがある。そのため、本実施形態で示したように、光軸調整後はレバーを固定し、固定時のずれを吸収できるような構造とすることは、非常に有効である。なお、ＭＥＭＳあるいはアクチュエータという用語は微小な機械構造に用いられるが、本明細書中では圧電素子や電磁力などにより自発的に動作可能な構造を指すものとする。レバーもアクチュエータと称される場合があるが、レバー２０は自発的に動作するのではなく外部からの機械的力によって変形する構造であるため、特許文献４で述べられているＭＥＭＳアクチュエータとは異なるものである。

【0067】

図９は、本発明の実施形態に係るレバー２０による調整工程を示す側面図である。図９は、Ｙ−Ｚ平面を表す。レバー２０は、支点以外が固定されていない場合には、外力により、延伸方向に伸縮する。ここで、レバー２０の延伸方向とは、Ｚ軸方向（＋Ｚ軸方向及び−Ｚ軸方向）である。レバー２０は、Ｚ軸方向に加えられた外力によりジグザグ形状部が変形することにより、Ｚ軸方向に伸縮する。レバー２０がＺ軸方向に伸縮すると、レバー２０上に配置された第２の鏡２１がＺ軸方向に変位する。第２の鏡２１がＺ軸方向に変位すると、レーザ光が第２の鏡２１の反射面で反射されるＹ軸方向の位置が変化する。そのため、ハンドル部２０ａにＺ軸方向の外力を加えることにより、第２のレンズ２２に入射する光のＹ軸方向の位置を調整することができ、光がシリコン導波路３１に結合するように調整することができる。

【0068】

矢印ＩＸａは、ハンドル部２０ａに対して＋Ｚ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を＋Ｚ軸方向に変位させた場合におけるレーザ光の光路を示す。一方、破線で表した矢印ＩＸｂは、ハンドル部２０ａに対して外力を加えず、第２の鏡２１を変位させない場合におけるレーザ光の光路を示す。ハンドル部２０ａに対して＋Ｚ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を＋Ｚ軸方向に変位させた場合、ハンドル部２０ａに対して外力を加えない場合に比べて、光路は＋Ｙ軸方向に変位する。

【0069】

図１０は、本発明の実施形態に係る第２の鏡２１の変位量と結合効率の関係を示すグラフである。横軸は、第２の鏡２１のＺ軸方向についての変位量Δｚをμｍの単位で示す。縦軸は、半導体レーザ１０から出力されたレーザ光の強度Ｉ_{ＬＡＳＥＲ}と、シリコン導波路３１内に伝送される光の強度Ｉ_{ＧＵＩＤＥ}の対数比１０×ｌｏｇ_１０（Ｉ_{ＧＵＩＤＥ}／Ｉ_{ＬＡＳＥＲ}）である結合効率（coupling efficiency）を示す。

【0070】

図１０の曲線Ｘａは、第２の鏡２１を変位させずとも、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の変位量Δｚと結合効率の関係を示す。曲線Ｘａの場合、レバー２０に外力を加えず、第２の鏡２１を変位させない場合（Δｚ＝０の場合）に結合効率が最大となる。曲線Ｘａの場合、レバー２０をＺ軸に関してどちらの方向に変位させても結合効率が下がることとなる。

【0071】

また、図１０の曲線Ｘｂは、第２の鏡２１を＋Ｚ軸方向に変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の変位量Δｚと結合効率の関係を示す。曲線Ｘｂの場合、レバー２０に＋Ｚ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を正の向きに変位させる場合（Δｚ＞０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｘｂの場合、Δｚ≒１μｍで結合効率が最大となる。曲線Ｘｂの場合、第２の鏡２１を正の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0072】

図１０の曲線Ｘｃは、第２の鏡２１を−Ｚ軸方向に変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の変位量Δｚと結合効率の関係を示す。曲線Ｘｃの場合、レバー２０に−Ｚ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を負の向きに変位させる場合（Δｚ＜０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｘｃの場合、Δｚ≒−１μｍで結合効率が最大となる。曲線Ｘｃの場合、第２の鏡２１を負の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0073】

図１０の曲線Ｘｄは、第２の鏡２１を曲線Ｘｂの場合よりも＋Ｚ軸方向に大きく変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の変位量Δｚと結合効率の関係を示す。曲線Ｘｄの場合、レバー２０に＋Ｚ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を正の向きに変位させる場合（Δｚ＞０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｘｂの場合、Δｚ≒２μｍで結合効率が最大となる。曲線Ｘｄの場合、第２の鏡２１を変位させない場合には結合効率は−１０ｄＢ以下であるが、第２の鏡２１を正の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0074】

図１０の曲線Ｘｅは、第２の鏡２１を曲線Ｘｃの場合よりも−Ｚ軸方向に大きく変位させると、レーザ光がシリコン導波路３１に結合する場合における、第２の鏡２１の変位量Δｚと結合効率の関係を示す。曲線Ｘｅの場合、レバー２０に−Ｚ軸方向の外力を加えて、第２の鏡２１を負の向きに変位させる場合（Δｚ＜０の場合）に結合効率が最大となる。具体的に、曲線Ｘｅの場合、Δｚ≒−２μｍで結合効率が最大となる。曲線Ｘｅの場合、第２の鏡２１を変位させない場合には結合効率は−１０ｄＢ以下であるが、第２の鏡２１を負の向きに変位させるに従って結合効率が増加し、最大値に達した後に減少に転じる。

【0075】

このように、本実施形態に係る光通信装置１によれば、シリコン導波路３１に入射する光の位置をＹ軸方向についても調整することができる。そのため、第２の鏡２１をＹ軸まわりに回転させてシリコン導波路３１に入射する光の位置をＸ軸方向に変化させる図４に示す調整とあわせて、光がシリコン導波路３１に結合するように、シリコン導波路３１に入射する光の位置を２次元的に調整することができる。一方、比較例の場合、Ｙ軸方向に関する光の位置の調整は、半導体レーザ１０自体をＹ軸方向に動かすことで行う必要がある。半導体レーザ１０を動かす構造を追加すると装置が大型化し、コストが増加するという欠点がある。また半導体レーザ１０を動かさずに、レバー２０をＹ軸方向に上下させることにより調整も可能だが、前述したのと同様に、レバー２０を半田で固定する際に生じ得る位置ずれなどの問題で微調整は困難である。

【0076】

図１１は、本発明の実施形態に係る光通信装置１の製造工程を示すフローチャートである。はじめに、ＳＯＩ基板２３の最上層であるＳＯＩ層をエッチングすることにより第２の鏡２１を形成する工程が行われる（Ｓ１）。ここで、第２の鏡２１を単体で形成することとしてもよい。

【0077】

次に、ＳＯＩ層をエッチングすることによりレバー２０を形成する工程が行われる（Ｓ２）。レバー２０と第２の鏡２１は、共にＳＯＩ層をエッチングすることにより形成してよい。第２の鏡２１及びレバー２０を形成するためのエッチングは、ドライエッチング及びウェットエッチングのいずれを用いてもよいし、その組合せであってもよい。また、第２の鏡を単体で形成する場合、レバー２０を形成した後、第２の鏡２１をレバー２０に半田等で固定する工程を行う必要がある。

【0078】

その後、ＳＯＩ層にシリコン導波路３１を形成する工程が行われる（Ｓ３）。ここで、スポットサイズ変換器３２、フォトダイオード３３、及び光変調器３４を含む光回路３０を形成してよい。なお、シリコン導波路３１（光回路３０を含んでもよい）は、別体として形成し、ＳＯＩ層上に配置しても構わない。

【0079】

さらに、光を光回路３０に向かって集束させる第２のレンズ２２をＳＯＩ基板２３に搭載する工程が行われる（Ｓ４）。第２のレンズ２２は、光源の数と同じ数のレンズが一体成型されたものでよく、一体成型されたレンズをＳＯＩ基板２３に搭載する場合には、焦点距離がスポットサイズ変換器３２に合うように位置合わせを行う。なお、光源の数と同じ数のレンズを独立に形成して、それぞれＳＯＩ基板２３に搭載することとしてもよい。

【0080】

その後、半導体レーザ１０をＳＯＩ基板２３に搭載する工程が行われる（Ｓ５）。半導体レーザ１０は、スペーサ２４を挟んでＳＯＩ基板２３に固定される。半導体レーザ１０は、半導体レーザ１０から出射されるレーザ光が第２の鏡２１に入射するように位置合わせされる。ここで、半導体レーザ１０の位置合わせは、レーザ光がシリコン導波路３１に結合するように行う必要はない。

【0081】

次に、レバー２０に外力を加えて変位させて、第２の鏡２１で反射されたレーザ光がシリコン導波路３１に結合するように調整する調整工程が行われる（Ｓ６）。調整工程では、レーザ光がシリコン導波路３１に結合するように、第２の鏡２１のＹ軸まわりの角度θｙと、Ｚ軸方向の変位量Δｚを調整する工程が行われる。ここで、第２の鏡２１のＹ軸まわりの角度θｙは、レバー２０に外力を加えて、延伸方向と直交する方向（図４ではＸ軸方向）にたわませることで調整される。また、Ｚ軸方向の変位量Δｚは、レバー２０に外力を加えて、延伸方向（図９ではＺ軸方向）に伸縮させることで調整される。外力を加えるレバー２０の位置は、レバー２０のハンドル部２０ａである。ハンドル部２０ａは、第２の鏡２１が配置される位置を基準として、レバー２０の支点と反対側にある。

【0082】

調整工程では、シリコン導波路３１により伝送されるレーザ光の一部を光検出器であるフォトダイオード３３で検出し、フォトダイオード３３により検出される光の強度が大きくなるようにレバー２０に外力を加えて変位させて、第２の鏡２１で反射されたレーザ光がシリコン導波路３１に結合するように調整する。これにより、光回路３０に光ファイバを結合しなくても、第２の鏡２１で反射されたレーザ光がシリコン導波路３１に結合するように調整することができる。

【0083】

調整工程による調整の後、レバー２０を固定体により固定する固定工程が行われる（Ｓ７）。固定工程では、レバー２０が半田等の固定体により固定される。ここで、レバー２０の固定は、支点以外の一部を少なくとも固定することで行う。例えば、ハンドル部２０ａを固定することとしてよい。

【0084】

以上により、本実施形態に係る光通信装置１の製造工程が終了する。本実施形態に係る光通信装置１の製造工程によれば、調整工程においてレバー２０に配置された第２の鏡２１の位置を調整することで、広範囲かつ高精度にレーザ光の光軸調整ができ、レーザ光をシリコン導波路３１に簡便に結合することができる。

【0085】

図１２は、本発明の実施形態の変形例に係る光通信装置１の側面図である。図１２は、Ｙ−Ｚ平面を表す。変形例に係る光通信装置１と、通常の実施形態に係る光通信装置１との違いは、第２のレンズ２２と第２の鏡２１との間に、光アイソレータ２６を備える点である。光アイソレータ２６は、光の複屈折と、直線偏光に対するファラデー効果とを利用した光学素子であり、順方向で入射する光は通過させるが、逆方向で入射する光は通過させないものである。変形例の場合、光アイソレータ２６は、＋Ｚ軸方向に進む光を通過させ、−Ｚ軸方向に進む光は通過させない。

【0086】

変形例に係る光通信装置１では、光アイソレータ２６により、第２のレンズ２２やシリコン導波路３１で反射した光が半導体レーザ１０に戻ることが抑制される。そのため、半導体レーザ１０の安定的なレーザ発振が保たれる。

【符号の説明】

【0087】

１ 光通信装置、１０ 半導体レーザ、１１ 活性層、１２ 第１の鏡、１３ 第１のレンズ、１４ サブマウント、１５ 基板、２０ レバー、２０ａ ハンドル部、２１ 第２の鏡、２２ 第２のレンズ、２３ ＳＯＩ基板、２４ スペーサ、２５ 半田、２６
光アイソレータ、３０ 光回路、３１ シリコン導波路、３２ スポットサイズ変換器、３３ フォトダイオード、３４ 光変調器、３５ ファイバ結合器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】