特開 2022-80627 光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022080627

(43)【公開日】2022-05-30

(54)【発明の名称】光モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20220523BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20220523BHJP

【ＦＩ】

G02B6/12 301

G02B6/42

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020191812

(22)【出願日】2020-11-18

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０２０年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「ポスト５Ｇ情報通信システム基盤強化研究開発事業／ポスト５Ｇ情報通信システムの開発／高温動作可能なシリコンフォトニクス光モジュール技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】517177464

【氏名又は名称】アイオーコア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100138759

【弁理士】

【氏名又は名称】大房 直樹

(72)【発明者】

【氏名】小林 茂

(72)【発明者】

【氏名】芝 和宏

(72)【発明者】

【氏名】栗原 充

(72)【発明者】

【氏名】藏田 和彦

【テーマコード（参考）】

2H137

2H147

【Ｆターム（参考）】

2H137AA05

2H137AB01

2H137AB08

2H137AB11

2H137AC05

2H137BA04

2H137BA31

2H137BA34

2H137BA36

2H137BA42

2H137BA52

2H137BA53

2H137BA55

2H137BB02

2H137BB12

2H137BB13

2H137BB25

2H137BC16

2H137BC25

2H137BC52

2H137DA39

2H137DB14

2H137EA02

2H137EA03

2H137EA05

2H137FA06

2H137HA05

2H147AB02

2H147AB04

2H147AB05

2H147AB09

2H147AB10

2H147AB15

2H147BB02

2H147BB03

2H147BC05

2H147BG04

2H147CA02

2H147CA15

2H147CA18

2H147CB01

2H147CB03

2H147CD13

2H147DA10

2H147DA15

2H147EA10D

2H147EA13C

2H147EA16A

2H147EA16B

2H147FB03

2H147FC08

2H147FC09

2H147FE02

2H147GA19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】基板上の機能素子に対する光結合効率の高い光モジュールを提供する。
【解決手段】光モジュール１００は、基板１０２と平行に配設された第１光導波路１０４と、第１光導波路内を伝搬された光を基板へ向けて反射させ集光させるように構成された集光ミラー１１２ａと、集光ミラーによって反射された光を基板の表面近傍へ導く第２光導波路１０６であって、基板に向かって細くなるテーパー形状に形成された第２光導波路と、第２光導波路から出射された光が入射されるように基板上に配置された光機能部１０８と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と平行に配設された第１光導波路と、
前記第１光導波路内を伝搬された光を前記基板へ向けて反射させ集光させるように構成された集光ミラーと、
前記集光ミラーによって反射された光を前記基板の表面近傍へ導く第２光導波路であって、前記基板に向かって細くなるテーパー形状に形成された第２光導波路と、
前記第２光導波路から出射された光が入射されるように前記基板上に配置された光機能部と、
を備える光モジュール。

【請求項2】

前記集光ミラーは、前記第１光導波路の端面に形成されたミラーである、請求項１に記載の光モジュール。

【請求項3】

前記集光ミラーは、前記第１光導波路の前記端面を全反射面とするミラーである、請求項２に記載の光モジュール。

【請求項4】

前記集光ミラーは、前記第１光導波路の出射端面に接して配置されたプリズムの内部反射面である、請求項１に記載の光モジュール。

【請求項5】

前記集光ミラーと空気との間に金属膜または誘電体膜を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項6】

前記集光ミラーは、前記第１光導波路の出射端面から離れて配置され、前記集光ミラーと前記第１光導波路の前記出射端面との間に透明固体媒質が充填される、請求項１に記載の光モジュール。

【請求項7】

前記光モジュールはさらに、前記基板上に透明膜を備え、
前記第２光導波路は、前記基板の表面に対して垂直または斜めに立設し、
前記光機能部は、受光素子であり、
前記第２光導波路からの出射光は、前記透明膜を介して前記受光素子へ入射し、
前記第２光導波路の前記基板側における端部の径は、前記受光素子の有効受光径よりも小さい、
請求項１から６のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項8】

前記第２光導波路の前記基板側における端部の径は、前記端部から出射された光の前記受光素子上におけるスポットサイズが前記受光素子の前記有効受光径と同じまたは同程度となるように設定されている、請求項７に記載の光モジュール。

【請求項9】

前記光モジュールはさらに、前記基板上に透明膜を備え、
前記第２光導波路は、前記基板の表面に対して垂直または斜めに立設し、
前記光機能部は、受光素子であり、
前記透明膜は、前記受光素子に対応する部分に穴または凹部を有し、
前記第２光導波路の前記基板側における端部は、前記透明膜の前記穴または凹部に入り込んでいる、
請求項１から６のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項10】

前記透明膜は、ＵＶ吸収膜である、請求項７から９のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項11】

基板と平行に配設された第１光導波路と、
前記基板の表面に対して垂直または斜めに立設した第２光導波路と、
前記第１光導波路と前記第２光導波路との間で光を伝達する球面または非球面ミラーと、
を備える光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

光電気混載基板に設けた送受信機において、光信号を検出する光受光素子は高速化に伴い有効受光面積が小さくなる。そのため薄型かつ限られたスペースの中で高効率な光接続を実現することが求められる。また、光電気混載基板上の受光素子の上面に光電気混載基板作製の際に不可欠なＵＶ吸収層が付加されているが、光結合においてはこのＵＶ吸収層が損失増加の一因となっている。さらに、光電気混載基板は他の電気回路基板とともに用い、高速動作のため半導体素子の発熱が著しく、不活性液体に浸漬する液浸冷却が求められることがある。その際、空気中の空間光学系を用いていると、媒質が空気から不活性液体に置き換わる。そのため媒質の屈折率が変わりレンズの集光性能が劣化し動作不良が容易に発生することが想定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１５／０１２２１３号

【特許文献2】国際公開第２０１４／１５６９６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、基板上の機能素子に対する光結合効率の高い光モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、基板と平行に配設された第１光導波路と、前記第１光導波路内を伝搬された光を前記基板へ向けて反射させ集光させるように構成された集光ミラーと、前記集光ミラーによって反射された光を前記基板の表面近傍へ導く第２光導波路であって、前記基板に向かって細くなるテーパー形状に形成された第２光導波路と、前記第２光導波路から出射された光が入射されるように前記基板上に配置された光機能部と、を備える光モジュールである。

【0006】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記集光ミラーは、前記第１光導波路の端面に形成されたミラーである。

【0007】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記集光ミラーは、前記第１光導波路の前記端面を全反射面とするミラーである。

【0008】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記集光ミラーは、前記第１光導波路の出射端面に接して配置されたプリズムの内部反射面である。

【0009】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記集光ミラーと空気との間に金属膜または誘電体膜を有する。

【0010】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記集光ミラーは、前記第１光導波路の出射端面から離れて配置され、前記集光ミラーと前記第１光導波路の前記出射端面との間に透明固体媒質が充填される。

【0011】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記光モジュールはさらに、前記基板上に透明膜を備え、前記第２光導波路は、前記基板の表面に対して垂直または斜めに立設し、前記光機能部は、受光素子であり、前記第２光導波路からの出射光は、前記透明膜を介して前記受光素子へ入射し、前記第２光導波路の前記基板側における端部の径は、前記受光素子の有効受光径よりも小さい。

【0012】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第２光導波路の前記基板側における端部の径は、前記端部から出射された光の前記受光素子上におけるスポットサイズが前記受光素子の前記有効受光径と同じまたは同程度となるように設定されている。

【0013】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記光モジュールはさらに、前記基板上に透明膜を備え、前記第２光導波路は、前記基板の表面に対して垂直または斜めに立設し、前記光機能部は、受光素子であり、前記透明膜は、前記受光素子に対応する部分に穴または凹部を有し、前記第２光導波路の前記基板側における端部は、前記透明膜の前記穴または凹部に入り込んでいる。

【0014】

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記透明膜は、ＵＶ吸収膜である。

【0015】

また、本発明の他の一態様は、基板と平行に配設された第１光導波路と、前記基板の表面に対して垂直または斜めに立設した第２光導波路と、前記第１光導波路と前記第２光導波路との間で光を伝達する球面または非球面ミラーと、を備える光モジュールである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、基板上の機能素子に対する光結合効率の高い光モジュールが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係る光モジュール１００の断面構成図である。

【図2】本発明の第２実施形態に係る光モジュール２００の断面構成図である。

【図3】本発明の第３実施形態に係る光モジュール３００の断面構成図である。

【図4】本発明の第４実施形態に係る光モジュール４００の断面構成図である。

【図5】本発明の第５実施形態に係る光モジュール５００の断面構成図である。

【図6】本発明の第６実施形態に係る光モジュール６００の断面構成図である。

【図7】本発明の第７実施形態に係る光モジュール７００の断面構成図である。

【図8】本発明の第８実施形態に係る光モジュール８００の断面構成図である。

【図9】本発明の第９実施形態に係る光モジュール９００の断面構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。

【0019】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光モジュール１００の断面構成図である。光モジュール１００は、基板１０２と、第１光導波路１０４と、第２光導波路１０６と、受光素子１０８と、プリズム１１２とを備える。図１は光モジュール１００をその断面方向から見た図であるため１組の第１光導波路１０４、第２光導波路１０６、受光素子１０８、およびプリズム１１２しか描かれていないが、複数組の第１光導波路１０４、第２光導波路１０６、受光素子１０８、およびプリズム１１２が、図１における断面と垂直な方向に配列されていてもよい。

【0020】

基板１０２は、Ｓｉ（シリコン）基板またはＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板であり、その表面にシリコンフォトニクス技術を用いて受光素子１０８やその他の機能素子が集積されている。その他の機能素子の例は、光変調器、Ｓｉ導波路、グレーティングカプラ等である。半導体レーザが基板１０２上に実装されていてもよい。

【0021】

基板１０２上には、高屈折率の第２光導波路１０６と、低屈折率のクラッド層１０７が形成されている。第２光導波路１０６は、基板１０２に対して垂直または斜めに立設して形成され、その周囲をクラッド層１０７が取り囲んでいる。第２光導波路１０６の基板１０２に対する傾斜角は、例えば０～１０°の範囲である。第２光導波路１０６の基板１０２側の端部は、第２光導波路１０６の当該端部から出射された光が受光素子１０８に入るように、受光素子１０８の直上に位置している。このような基板１０２に立設した第２光導波路１０６は、例えば、基板１０２上に所定厚で塗布したＵＶ硬化性樹脂に基板１０２の上方向から細いＵＶ光ビームを照射して、ＵＶ硬化性樹脂を、ＵＶ光ビームが通った部分だけ柱状に硬化させることによって、作製することができる。なお、第２光導波路１０６が基板１０２に対して斜めに立設して形成される態様においては、ＵＶ光ビームが基板１０２表面で斜め方向に反射することによりＵＶ硬化性樹脂の意図しない部分までもが硬化してしまうことを避けるために、好適には、基板１０２の表面に、ＵＶ光ビームを吸収しその反射を抑えるためのＵＶ吸収膜１１４があらかじめ形成される。

【0022】

第２光導波路１０６の基板１０２と反対側の端部の上には、プリズム１１２が、その互いに直角な２つの端面のうちの一方を基板１０２側に向けて配置される。さらに、プリズム１１２の互いに直角な２つの端面のうちの他方に接して、第１光導波路１０４が、基板１０２と平行に配設される。第１光導波路１０４は、光ファイバや、基板１０２上に成膜されたポリマー、ガラス、Ｓｉ等を微細加工した導波路など、任意のタイプの光導波路であってよい。

【0023】

上記のような構成により、第１光導波路１０４内をプリズム１１２の方向へ伝搬した光は、プリズム１１２内でプリズム１１２の斜面１１２ａによって反射（全反射）されて第２光導波路１０６に入り、第２光導波路１０６の反対側（すなわち基板１０２側）の端部から出射して受光素子１０８へと入射される。

【0024】

ここで、第１光導波路１０４には、例えば、コア径が５０μｍ程度であるマルチモード光導波路（例えばマルチモード光ファイバ）が用いられる。一方、受光素子１０８（フォトダイオード）は、一般にその受光径が小さいほどキャパシタンスが小さいため高速な応答が可能である。例えば、１０Ｇｂｐｓの光信号を受信できるように設計されたフォトダイオードは２５μｍ程度の受光径を有し、５０Ｇｂｐｓ用のフォトダイオードでは受光径は１０μｍ程度となる。したがって、高速応答可能な受光素子１０８の受光径は第１光導波路１０４のコア径よりも小さいため、受光素子１０８における受光効率（例えば、第１光導波路１０４を伝送される光のパワーに対する、受光素子１０８に取り込まれた光のパワーの割合として定義される）が低下しないようにすることが求められる。

【0025】

第１光導波路１０４を通って伝送された光を受光素子１０８に高効率に結合するために、第２光導波路１０６は、基板１０２に向かってその径が細くなるテーパー形状に形成される。第１光導波路１０４からの出射光は、このような形状の第２光導波路１０６を通ることでそのスポットサイズが絞り込まれ、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部から出射される。受光素子１０８は、この絞り込まれた光を無駄なく受け取ることができる。

【0026】

第２光導波路１０６のテーパー角（あるいは第２光導波路１０６の単位長さ当りの径の変化量）は、第１光導波路１０４のコア径と受光素子１０８の受光径との差に応じて決定される。しかしながら、このテーパー角がある角度よりも大きくなると（すなわち第２光導波路１０６の単位長さ当りの径の変化量が所定のある値よりも大きくなると）、第２光導波路１０６内を基板１０２側へ向かって進む光の複数のモードのうちの一部が、第２光導波路１０６とクラッド層１０７との界面で全反射されずに第２光導波路１０６の外部、すなわちクラッド層１０７へと漏れ出すことが起こり得る。例えば、プリズム１１２の内部反射面１１２ａが平面である場合には、そのような光の漏れ出しはより顕著となる。このように、テーパー形状の第２光導波路１０６を用いるだけでは、受光素子１０８における受光効率の低下を完全に抑えることは困難である。

【0027】

高速応答可能な受光素子１０８（すなわち受光径の小さな受光素子１０８）が採用された光モジュール１００においてもテーパー形状の第２光導波路１０６からクラッド層１０７への光の漏れ出しを低減するために、プリズム１１２の斜面１１２ａは、球面または非球面の凸面（プリズム１１２内部から見ると凹面）に形成される。すなわち、プリズム１１２の内部反射面１１２ａは、球面または非球面の集光ミラーとして機能するように構成されている。したがって、第１光導波路１０４から出射されてプリズム１１２の内部反射面１１２ａで反射（全反射）された光は、集光された光となって第２光導波路１０６内を伝搬する。これにより、第２光導波路１０６内を基板１０２側へ向かって進む光の各モードは、第２光導波路１０６とクラッド層１０７との界面により浅い角度で入射するようになり、当該界面で全反射される。よって、第２光導波路１０６のテーパー角が大きくても、すなわち受光径の小さな受光素子１０８が用いられた構成であっても、第２光導波路１０６からクラッド層１０７への光の漏れ出しが防止または低減され、その結果、第２光導波路１０６から受光素子１０８へ高効率に光を結合させることができる。

【0028】

＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る光モジュール２００の断面構成図である。図２において、前述の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。光モジュール２００は、プリズム１１２の反射面１１２ａの外面に反射膜１１２ｂを備える。反射膜１１２ｂは、例えば金属膜または誘電体多層膜である。

【0029】

光モジュール２００は、各種の電気部品・電気回路（例えば、基板１０２上に集積または実装された受光素子１０８や半導体レーザを動作させるためのＩＣ等）とともに不図示のインターポーザ基板あるいはマザーボード上に搭載されることが可能である。このようにして組み立てられた光電気混載モジュールは、実使用の際に、発熱するＩＣ等を効率良く冷却するために、不活性液体中に浸漬されることがある（液浸冷却）。光電気混載モジュールが液体中に浸漬されると、光モジュール２００の内部にも液体が浸入し、プリズム１１２の反射面１１２ａの外面が液体で覆われてしまうおそれがある。

【0030】

前述した第１実施形態に係る光モジュール１００では、プリズム１１２の反射面１１２ａの外面に反射膜１１２ｂが設けられていないので、浸入した液体が直接、プリズム１１２の反射面１１２ａに接する。そのため、空気とは屈折率の異なる液体がプリズム１１２の界面に存在することによって、プリズム１１２の反射面１１２ａにおける光の反射角が変化し、第１光導波路１０４からの光が正しく第２光導波路１０６に結合しなくなる。

【0031】

一方、第２実施形態に係る光モジュール２００によれば、プリズム１１２上に設けられた反射膜１１２ｂがプリズム１１２の反射面１１２ａでの反射を制御し、モジュール内部に浸入した不活性液体がプリズム１１２内の光の伝搬に影響を与えることはない。したがって、第２実施形態に係る光モジュール２００が搭載された光電気混載モジュールは、液浸冷却によって効率良く冷却することが可能である。

【0032】

＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る光モジュール３００の断面構成図である。図３において、前述の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。光モジュール３００は、プリズム１１２を備える代わりに、第１光導波路１０４の端面に形成された全反射ミラー１０４ａを備える。

【0033】

ミラー１０４ａは、第１光導波路１０４の端面を球面または非球面の凸面に研磨することによって形成することができる。これにより、第１光導波路１０４の端面１０４ａは、球面または非球面の集光ミラーとして機能する。したがって、第１光導波路１０４内を進む光は、導波路端面の全反射ミラー１０４ａで反射されるとともに集光されて、第２光導波路１０６を基板１０２方向へと進行する。これにより、第１実施形態と同様に、第２光導波路１０６のテーパー角が大きくても第２光導波路１０６からクラッド層１０７への光の漏れ出しが防止または低減され、その結果、第２光導波路１０６から受光素子１０８へ高効率に光を結合させることができる。

【0034】

＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態に係る光モジュール４００の断面構成図である。図４において、前述の第３実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。光モジュール４００は、第１光導波路１０４の端面に形成された全反射ミラー１０４ａの外面に反射膜１０４ｂを備える。反射膜１０４ｂは、例えば金属膜または誘電体多層膜である。

【0035】

前述した第２実施形態と同様に、第４実施形態に係る光モジュール４００によれば、第１光導波路１０４の端面上に形成された反射膜１０４ｂが当該端面（すなわちミラー１０４ａ）での光反射を制御し、光モジュール４００の内部に浸入した不活性液体が当該端面での光反射に影響を与えることはない。したがって、第４実施形態に係る光モジュール４００が搭載された光電気混載モジュールは、液浸冷却によって効率良く冷却することが可能である。

【0036】

＜第５実施形態＞
図５は、本発明の第５実施形態に係る光モジュール５００の断面構成図である。図５において、前述の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。光モジュール５００は、プリズム１１２の代わりに、第１光導波路１０４の出射端面から離れて配置されたミラー１１６を備える。

【0037】

ミラー１１６は、例えば、金属製部材を鏡面研磨したミラー、あるいは樹脂製部材の表面に金属膜または誘電体多層膜を形成したミラーであってよい。ミラー１１６の反射面は、球面または非球面の凹面を有する。すなわち、ミラー１１６は、球面または非球面の集光ミラーである。したがって、第１光導波路１０４から出射された光は、ミラー１１６で反射されるとともに集光されて、第２光導波路１０６を基板１０２方向へと進行する。これにより、第１実施形態と同様に、第２光導波路１０６のテーパー角が大きくても第２光導波路１０６からクラッド層１０７への光の漏れ出しが防止または低減され、その結果、第２光導波路１０６から受光素子１０８へ高効率に光を結合させることができる。

【0038】

ミラー１１６と第１光導波路１０４の出射端面との間の空間には、固体、ゲル、液体、または空気からなる透明媒質１１７が充填されている。なかでも、透明媒質１１７は、固体またはゲル（例えば透明な樹脂）であることが好ましい。透明媒質１１７が固体またはゲルである構成においては、光モジュール５００が液体に浸漬されても、第１光導波路１０４から出射された光が第２光導波路１０６に入射されるまでの光路中にその液体が入り込むことはない。したがって、第５実施形態に係る光モジュール５００が搭載された光電気混載モジュールは、液浸冷却によって効率良く冷却することが可能である。

【0039】

＜第６実施形態＞
図６は、本発明の第６実施形態に係る光モジュール６００の断面構成図である。図６において、前述の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。図６は、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部と受光素子１０８の近傍を拡大して示している。本実施形態の構成は、前述した第１～第５実施形態の各光モジュールに適用することが可能である。

【0040】

図６に示されるように、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部はＵＶ吸収膜１１４の上面に位置しており、第２光導波路１０６内を基板１０２側へ向かって伝搬し当該端部から出射された光は、ＵＶ吸収膜１１４を通過して受光素子１０８に入射する。ＵＶ吸収膜１１４の屈折率は、通常、第２光導波路１０６の屈折率よりも小さいので、第２光導波路１０６の端部からの出射光は、ＵＶ吸収膜１１４内を進むにつれてそのスポットサイズが拡がる。第２光導波路１０６からの出射光の受光素子１０８上におけるスポットサイズが受光素子１０８の受光面よりも大きくなると、一部の光が受光素子１０８に入らなくなり受光効率が低下する。

【0041】

ＵＶ吸収膜１１４内でスポットサイズが拡がることによる受光効率の低下を防ぐために、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部の径（すなわち、テーパー構造の最も細い部分の径）は、受光素子１０８の受光径（すなわち、光を取り込むことができる窓の径）よりも小さく形成されている。これにより、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部の径が受光素子１０８の受光径と同じであるような構成と比べて、第２光導波路１０６からの出射光の受光素子１０８上におけるスポットサイズが小さくなり、受光効率の低下を抑えることができる。

【0042】

より好適には、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部の径φは、第２光導波路１０６からの出射光の受光素子１０８上におけるスポットサイズが受光素子１０８の受光径φ_ＰＤと同じか同程度となるように設定される。これにより、受光素子１０８は第２光導波路１０６からの出射光を無駄なく受け取ることができ、受光効率の低下が防止される。

【0043】

＜第７実施形態＞
図７は、本発明の第７実施形態に係る光モジュール７００の断面構成図である。図７において、前述の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。図７は、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部と受光素子１０８の近傍を拡大して示している。本実施形態の構成は、前述した第１～第５実施形態の各光モジュールに適用することが可能である。

【0044】

図７に示されるように、ＵＶ吸収膜１１４は、受光素子１０８の上部に穴１１５を有している。穴１１５の径は、受光素子１０８の受光径と同程度かそれよりやや大きい。第２光導波路１０６の基板１０２側の端部は、ＵＶ吸収膜１１４に設けられた穴１１５の中に入り込んでおり、受光素子１０８の表面（受光面）に接している。なお、受光素子１０８の表面と第２光導波路１０６の先端との間にごく薄い（例えば１μｍ以下）膜が存在していてもよい。また、穴１１５はＵＶ吸収膜１１４を貫通しない凹部であってもよい。凹部１１５は、例えば、ＵＶ吸収膜１１４の厚さの半分以上の深さを有するのが好ましい。

【0045】

このような構成により、第２光導波路１０６の端部からの出射光は、受光素子１０８に直接、または薄い膜（例えば凹部１１５の底部に残っているＵＶ吸収膜１１４の薄い部分）を介して入射される。したがって、当該出射光のスポットサイズが受光素子１０８上で拡がることを防止または抑えることができ、これにより受光効率の低下が防止される。

【0046】

なお、ＵＶ吸収膜１１４の穴または凹部１１５は、基板１０２上に第２光導波路１０６を作製するのに先立って、例えば、ＵＶ吸収膜１１４にフォトリソグラフィーまたはレーザアブレーション加工を施すことによって形成することができる。前述したように、ＵＶ吸収膜１１４は第２光導波路１０６を作製する際に基板１０２からのＵＶ光の反射によってＵＶ硬化性樹脂の意図しない部分が硬化してしまうことを避けるためのものであるが、穴１１５の部分のＵＶ吸収膜１１４が無かったとしても、基板１０２からのＵＶ反射光は穴１１５の周囲のＵＶ吸収膜１１４によって吸収されるので、ＵＶ吸収膜１１４の目的は損なわれない。

【0047】

＜第８実施形態＞
図８は、本発明の第８実施形態に係る光モジュール８００の断面構成図である。図８において、前述の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。本実施形態は、前述した第１～第７実施形態に対する変形例を提供する。

【0048】

光モジュール８００は、第２光導波路１０６の基板１０２側の端部の下に、受光素子１０８ではなくグレーティングカプラ１１８を備える。グレーティングカプラ１１８は、第１～第７実施形態における受光素子１０８とは異なる光機能部の例である。グレーティングカプラ１１８は、第３光導波路１２０（例えばＳｉ導波路）に接続され、第３光導波路１２０の他端には、受光素子１０８が配置される。グレーティングカプラ１１８、第３光導波路１２０、および受光素子１０８は、基板１０２の表面に形成されている。

【0049】

第２光導波路１０６の基板１０２側の端部から出射された光は、グレーティングカプラ１１８によって回折されて第３光導波路１２０を伝搬し、受光素子１０８へ入射する。受光素子１０８は、光の入射方向が光吸収層と平行な導波路型フォトダイオードである（これに対し、第１～第７実施形態における受光素子１０８は、光の入射方向が光吸収層と垂直な面型フォトダイオードである）。本実施形態の光モジュール８００も、第１～第７実施形態と同様の効果を奏する。

【0050】

＜第９実施形態＞
図９は、本発明の第９実施形態に係る光モジュール９００の断面構成図である。図９において、上述の第８実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。本実施形態は、第８実施形態に対するさらなる変形例を提供する。

【0051】

光モジュール９００は、第３光導波路１２０の他端に配置された受光素子１０８の代わりに半導体レーザ１２２を備える。本実施形態の光モジュール９００においても、光機能部（グレーティングカプラ１１８）と第１光導波路１０４との間の光結合効率を高めることが可能である。

【0052】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0053】

１００ 光モジュール
１０２ 基板
１０４ 第１光導波路
１０４ａ ミラー
１０６ 第２光導波路
１０７ クラッド層
１０８ 受光素子
１１２ プリズム
１１２ａ 内部反射面
１１４ ＵＶ吸収膜
１１５ 穴または凹部
１１６ ミラー
１１７ 透明媒質
１１８ グレーティングカプラ
１２０ 第３光導波路
１２２ 半導体レーザ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】