JP2001042171A

JP2001042171A - アクティブ光配線装置

Info

Publication number: JP2001042171A
Application number: JP21432299A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sakata; 肇坂田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】回路ボードあるいはマルチチップモジュール間
などを電気コネクタを介して、効率的かつ簡易に光伝送
路で接続させられるアクティブ光配線装置である。【解決手段】アクティブ光配線装置１１０では、電気−
光変換素子１０１、１０３が光伝送路１０７上に配置さ
れ、光の方向を折り曲げる光路変換器が電気−光変換素
子１０１、１０３直下の光伝送路１０７中に集積されて
形成されている。外部と電気−光変換素子１０１、１０
３との間を電気的に繋ぐコネクタ部として電気端子１０
８が設けられ、光伝送路１０７がケーブルとして伸びて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クロックや管理制
御などの信号伝送、プロセッサ、メモリ、グラフィック
スなどのデータ伝送を行うためのモジュール、ケーブ
ル、コネクタなどからなる配線装置に関するもので、特
にコネクタは電気端子であり伝送を光で行うアクティブ
光配線装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、回路ボードやマルチチップモジュー
ルなど実装基板の間を相互接続する配線装置としては電
気配線が専ら使われている。しかしながら、実装基板上
の搭載部品、中でもプロセッサ、クロック発振器、グラ
フィクスＬＳＩ、メモリなどからの或はこれらへの信号
伝送は、高速広帯域な信号を扱うため、設計および実装
上、様々な制限や問題が生じてきている。たとえば、以
下のような制限や問題がある。

【０００３】・信号伝送の遅延電気配線では、浮遊容量と抵抗の積で決まる時定数だけ
信号伝播に遅延が生じる。従って、伝達情報の広帯域化
にともない、信号の高周波化が進み、配線間の信号遅延
が大きな問題となっている。

【０００４】・伝送距離制限高周波化にともない伝送損失が大きくなるため、伝送距
離を長くできない。

【０００５】・電磁放射の問題クロック周波数の高周波化にともない、配線からの電磁
放射が生じやすくなる。デジタル信号であれば、その高
調波も電磁放射の要因となる。そのため、ノイズや信号
劣化、外部に対する電磁波障害も起きやすくなる。

【０００６】・消費電力の問題配線の長距離化とクロック周波数の上昇により、配線容
量（線路やボンディングパッドの浮遊容量）の充放電エ
ネルギが大きくなり、これが消費電力を支配する状況に
なってきている。

【０００７】・配線容積／重量の問題インピーダンス整合や電磁閉じ込めのため、縒り線やツ
イストペアなど配線に工夫を必要とする。また、配線数
の増加にともない、実装、ケーブルの数量が増大、煩雑
化している。

【０００８】電気配線においては、上記制限や問題に対
して、振幅の小さい差動信号をシールド線で伝送する方
法が開発され、１Ｇｂｐｓ程度の伝送が可能となってい
る。しかし、インタフェースＩＣやケーブルが高価であ
るため使用範囲が限られ、さらにそれ以上の高速化は困
難である。

【０００９】上記・乃至・に挙げた問題は、情報の高
速、大容量化および処理の複雑化にともない、今後さら
に深刻さを増してくるため、電気信号で伝送を行う限り
問題は完全には解決しない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】光を伝送手段として用
いれば、上記課題は本質的に改善される。それは、以下
の理由による。

【００１１】・低損失・広帯域性光線路は吸収、反射、散乱による伝播損失はあるもの
の、インピーダンスを考慮しなければならない電気線路
とは伝送特性が異なる。また、伝送距離と伝送周波数は
トレードオフであるが、光線路は、電気線路と比較して
何れも優位にある。

【００１２】・耐電磁干渉性光は電磁誘導を生じないし、電磁放射も生じない。従っ
て、電磁環境の厳しい条件の下で使用されるのに適して
いる。

【００１３】・グラウンド不要性光子は電荷を持たず配線容量を充電する必要はない。よ
って、配線の抵抗と容量で決まる時定数による伝播遅延
がなく、線路の充放電にともなう電力消費のようなもの
もない。

【００１４】・小形・軽量光線路を構成する誘電体あるいは高分子材料は、銅、
金、アルミなど電気配線材料に比べて軽い。ケーブルの
例で説明すると、同じケーブルでも光ファイバは電気ケ
ーブルとは比較にならないくらい小径かつ軽量になって
いる。

【００１５】従来、光伝送を行うため、光ファイバをシ
リアルインタフェースあるいはパラレルインタフェース
として、単線あるいはアレイ化したモジュールが開発さ
れている。しかしながら、光ファイバあるいは光導波路
からなる光コネクタと、基板あるいは装置側に実装され
た発光／受光素子との光による接続には、高い精度や強
い堅牢性が要求され、コスト高、脱着劣化という問題が
あった。

【００１６】そこで、線路コネクタ側に電気−光変換素
子を一体化させ、コネクタ端子を電気的なものにすれば
上記問題は解決する。特開平９−８０３６０号公報で
は、ＣＷ発振のＬＤの光が導かれた光変調器に、電気コ
ネクタなどからの電気信号が接続され、光信号に変換さ
れている。また、逆に光信号がＰＤに入射され、アンプ
を経て電気コネクタなどへの電気信号に変換されてい
る。しかしながら、ＬＤからの出射光を光変調器につな
がる光導波路に導入するため、光導波路端面に光を結合
する必要があり、レーザ光源と光導波路端面の位置合わ
せおよびその安定化が難しく、コスト高、大型化につな
がっていた。さらに、レーザ出射光を分岐して光変調器
に導入するための光分岐路が設けられるので、素子自体
が大型化する難点があった。

【００１７】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑み成されたものである。その目的は、光伝送路を有す
る配線装置であって、電気コネクタからの信号を発光素
子に接続することで電気−光変換を行い、光伝送路から
の光信号を受光素子に結合することで光−電気変換を行
う、電気入出力端子および光伝送路を有するアクティブ
光配線装置を提供することにある。そのため、本発明に
よるアクテイブ光配線装置においては、（１）回路ボー
ドあるいはマルチチップモジュール間などを電気コネク
タを介して、効率的かつ簡易に光伝送路で接続させられ
る、（２）任意の電気コネクタと互換性を持たせること
が可能である、（３）作製が容易で且つ制御性が高い、
（４）低コスト化が可能である、（５）高速、広帯域の
配線が可能であるという特徴を有する。

【００１８】

【課題を解決するための手段と作用】上記の目的を達成
する為に、本発明のアクティブ光配線装置は、電気−光
変換素子（本明細書においては、電気から光に変換する
素子のみでなく光から電気に変換する素子を指す用語と
して用いている）が光伝送路上に配置され、光の方向を
折り曲げる光路変換器が該電気−光変換素子直下の光伝
送路中に集積されて形成され、該電気−光変換素子から
又はこれへの電気信号を外部と接続するコネクタ部とし
て電気端子が設けられ、該光伝送路が該電気−光変換素
子を有する装置間を配線するようにケーブルとして伸び
ていることを特徴とする。電気−光変換素子である発光
素子と受光素子は対で用いられ、光伝送路の一端に発光
素子が配置されていればその他端には受光素子が配置さ
れる。また、電気−光変換素子（発光素子と受光素子）
と光伝送路のセットは１組でも複数組でもよい。光伝送
路としては、光導波路、光ファイバ、両端部がほぼ半球
状にされた半円筒形状の細い透明樹脂（図１の光伝送路
１０７はこの様な形状を有するごとく描いてある）など
が用いられる。

【００１９】この基本構成に基づいて、以下の如き好適
な形態が可能である。前記電気−光変換素子のうち、発
光素子は面発光レーザ（典型的には、活性層が多層反射
膜で挟まれた構造の垂直共振器形面発光レーザ（ＶＣＳ
ＥＬ））である。ＶＣＳＥＬは光伝送路上に容易に制御
性よく配置でき、アレイ化も容易で、駆動電流も小さく
てよい。

【００２０】前記電気−光変換素子のうち、受光素子は
面受光型の光検出器（典型的には、光吸収層の前面に多
層反射膜が形成された構造の光検出器）である。これに
より、光吸収効率の良い受光素子が実現できる。

【００２１】前記光伝送路中に形成された前記集積型光
路変換器は、発光素子からの出射光を光伝送路面内方向
に曲げることで光伝送路へ導入させ、かつ、光伝送路伝
播光を面直方向に曲げることで受光素子へ入射させる様
な構造を有する。これにより、光伝送路上に配置された
電気−光変換素子を効率的かつ簡易に光伝送路と結合さ
せられる。この集積型光路変換器は、光伝送路中に形成
された突起状反射鏡もしくは回折格子から好適に構成さ
れる。光導波路中へのこれらの設け方は下記の実施例か
ら明らかである。光ファイバでは、クラッドとコアを適
当形状にカットしてそこに反射鏡を形成するとか、光フ
ァイバ中に周知の方法で回折格子を形成するとかすれば
よい。

【００２２】前記電気−光変換素子である発光素子に
は、電気端子を介して電気的に接続される搭載部品のバ
ッファＣＭＯＳから、直接、駆動信号が印加される様に
構成されたり、電気−光変換素子である多層反射膜によ
る共振器構造を持つ受光素子は、該受光素子に生じた電
圧変化を検出することで受信を行う様に構成され得る。
この場合、発光素子用駆動回路、受光素子用増幅回路が
不要となって、構成が簡単になる。

【００２３】勿論、前記電気−光変換素子である発光素
子および／または受光素子と隣接もしくは集積されて発
光素子用駆動回路および受光素子用増幅回路がそれぞれ
設けられてもよい。

【００２４】また、前記光伝送路は、クロック信号、管
理制御信号、および複数のデータの伝送に充てられる様
に構成され得る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施例を説明していく。

【００２６】［第１実施例］図１（ａ）、（ｂ）は本発
明によるアクティブ光配線装置の第１実施例を示す。図
ｌ（ａ）に示すように、アクティブ光配線装置内におい
て、電気−光変換素子の１つである面発光レーザ１０１
がＳｉ基板１０２上に実装されている。Ｓｉ基板１０２
には、ホトディテクタ１０３、レーザ駆動回路１０４、
光検出増幅回路１０５も集積されている。

【００２７】Ｓｉ基板１０２は、パッケージ１０６上に
半田メッキにより実装されている。アレイ状に並んだ面
発光レーザ１０１およびホトディテクタ１０３の各上部
には光伝送路１０７の一端部が接着されている。光伝送
路１０７としては、複数の光導波路がフレキシブル基板
上に配列されたものや、複数の光ファイバが同じくフレ
キシブル基板上に配列されたもの等が用いられる。

【００２８】パッケージ１０６は、レーザ駆動回路１０
４への入力端子および光検出増幅回路１０５からの出力
端子とワイヤボンディング（不図示）されたプラグ列１
０８を有している。これら入力端子および出力端子とプ
ラグ列１０８は、フリップチップ実装等で接続してもよ
い。プラグ列１０８の中には、レーザ駆動回路１０４、
光検出増幅回路１０５への電源供給のための端子も含ま
れている。以上の素子は、図ｌ（ｂ）に示すように、パ
ッケージに固定されてプラグコネクタ１０９を構成す
る。このように作製されたアクティブ光配線装置１１０
は、レセプタクルコネクタ１１１が実装された回路ボー
ド１１２間の接続などに使用される。この場合、面発光
レーザ１０１とホトディテクタ１０３は対で用いられる
ので、光伝送路１０７の一端に面発光レーザ１０１が実
装されていれば他端にはホトディテクタ１０３が実装さ
れ、或はその逆になっている。

【００２９】面発光レーザ１０１は、図２に示すよう
に、垂直共振器構造を有し、高反射率（通常９９％以
上）の多層反射膜２２、２４が活性層２３を挟むように
成膜されている。よく知られているように、この構造を
持つ面発光レーザ１０１においては、活性層２３で発生
する光のうち多層反射膜２２、２４で共振される波長の
光が増幅され発振に至り、出射光２９を生じる。

【００３０】本実施例の面発光レーザ１０１は以下の様
に作製される。先ず、図２に示すように、ｎ−ＧａＡｓ
基板２１上に、ｎ−ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ３０組から
なる多層反射膜２２、ＡｌＧａＡｓスペーサで挟みこま
れたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸からなる活性
層２３、ｐ−ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ２０組からなる多
層反射膜２４が一回のエピタキシャル成長で形成され
る。本実施例では、発振波長が８３０ｎｍとなるよう
に、活性層２３で決まるホトルミネセンス波長と、多層
反射膜２２、２４の反射波長帯と多層反射膜２２、２４
間の間隔から決まるファブリペロエタロン波長とを制御
している。また、ｐ側の多層反射膜２４の上層には、電
極２７との導通を良好に図るためにｐ−ＧａＡｓ層が形
成されている。

【００３１】次に、内径１０μｍ−φ、外径４０μｍ−
φのドーナツ状に活性層２３下部まで反応性イオンエッ
チング法などで垂直にエッチングを行う。次いで、選択
的ウエットエッチングで活性層２３をくびらせた後、Ｓ
ｉＮｘで絶縁膜２５を成膜した後、ポリイミドからなる
埋め込み層２６を形成し、ｐ電極パターン２７を形成す
る。続いて、薄片化したｎ−ＧａＡｓ基板２１裏面にｎ
電極２８を成膜した後、アロイングを行い、ｐ電極２７
およびｎ電極２８とＧａＡｓ層とのオーミック接触を得
る。

【００３２】光検出器１０３も面発光レーザ１０１と同
様に作製する。ただし、活性層２３の代わりにＧａＡｓ
層からなる光吸収層とし、多層反射膜は光吸収層上部に
のみ形成する。面発光レーザのように電流狭窄のための
くびれ形成は必要なく、受光は電極の受光窓を通して行
う。

【００３３】Ｓｉ基板１０２上に実装された面発光レー
ザ１０１上には、上記した様に光伝送路１０７の端部が
実装される。本実施例では光伝送路１０７は光導波路で
あるとして説明すると、以下の様になる。光導波路３０
１上には、図３に示すように、面発光レーザ１０１が実
装される位置に、導電層（たとえばＡｕ／Ｎｉ／Ｃｕ多
層薄膜）３０２が成膜されている。更に、その上部に半
田メッキ層（たとえばＡｕ／Ｓｎ共晶半田）３０３が成
膜される。上記の如く作製した面発光レーザ１０１の出
射窓が開くようにして、半田メッキ層３０３を介してｐ
電極２７側が光導波路上の導電層３０２に固定される。
導電層３０２および半田メッキ層３０３には、面発光レ
ーザ１０１のための透光窓を開けている。

【００３４】光導波路３０１は、フレキシブル基板３０
４上にクラッド３０５、３０６と共に形成されたコア層
３０７から成る。クラッド３０５、３０６とコア３０７
とは互いに屈折率の異なる（コア３０７の方が大きい）
透明なポリイミドをスピナコーティングし、続いてキュ
アを行うことで成膜する。面発光レーザ１０１を実装す
る直上には、突起状反射鏡３０８が形成されている。突
起状反射鏡３０８は、クラッド層３０５成膜後に、別個
作製した三角柱を寝かせた形状の金属ティップ（たとえ
ばＡｕ）をクラッド層３０５上に圧着接合して形成され
る。コア３０７およびクラッド３０６はその後に成膜す
る。

【００３５】この突起状反射鏡３０８は、集積型光結合
器ないし光路変換器として、面発光レーザ１０１の垂直
上方出射光３０９を光導波路コア３０７へ伝播させる役
目を担う。

【００３６】光入力側の構成も同様である。図４に概略
示すように、光導波路３０１を伝播してきた光４０１
は、突起状の集積型光結合器４０２で反射され、その方
向を下方に変えられ、ホトディテクタ１０３の光吸収層
４０３にて検出される。

【００３７】以上の構成により、レーザ光源の出射光を
光導波路の端面から入射させる手間がなく、レーザ光源
上に、直接、光伝送路１０７を実装することで、その変
調光を光導波路へ効率よく結合させることが可能とな
る。同様に、光伝送路１０７を伝播してくる光は光検出
器にて検出される。そのため、入出力端子が一般的な電
気端子でありながら、伝送を光で行える配線装置を極め
て小型で信頼性高く構成することが可能となり、ボード
間、モジュール間の信号・データ伝送を自由に行うこと
ができる。

【００３８】［第２実施例］図５および図６を参照し
て、本発明による第２の実施例を説明する。本実施例の
アクティブ光配線装置は、図５に示すように、セラミッ
クパッケージ５０１上に光伝送路を構成する基板５０２
が実装されている。

【００３９】基板５０２上の光導波路５０３の作製は、
先ず、基板５０２上に、バッファ層としてＰＳＧ（燐シ
リカガラス）層５０４を成膜し、続いてＧＰＳＧ（ゲル
マ燐シリカガラス）５０５、５０６を２層塗布する。２
層のうち、光導波路コアとなるＧＰＳＧ層５０５は、下
層のＧＰＳＧ層５０６と比較して、ゲルマニウムの含有
量を高く設定することで屈折率が高くなっている。次
に、面発光レーザ５０７および光検出器（不図示）直下
となる部位に、光導波路コア５０５の伸長方向と直交す
るように屈折率変調構造である回折格子５０８を形成す
る。

【００４０】回折格子５０８の作製方法は、先ず、フォ
トレジストを光導波路コア５０５上に塗布後に、電子ビ
ーム露光により回折格子パターンを潜像させ、現像を経
てエッチングマスクを得る。エッチングマスクを通し
て、イオンビームエッチングにより光導波路コアとなる
ＧＰＳＧ層５０５を回折格子状に掘り込む。続いて、光
導波路コア５０５の配線パターンを同様にフォトリソグ
ラフィにより作製する。そして、更に下層クラッド５０
６と同等の屈折率を有するＧＰＳＧからなる上層クラッ
ド５０９を回折格子を埋め込みながら成膜して、回折格
子５０８付きの光導波路コアパターンを形成する。屈折
率変調構造５０８の周期Λは、光導波路５０３の実効屈
折率をｎ_０として、伝播波長をλとすれば、Λ＝２λ／
ｎ_０となる。

【００４１】更に、その上部に電気−光変換素子である
面発光レーザと光検出器、および電子回路が集積された
光電変換チップ５１０が形成されて、アクティブ光配線
装置が成る。

【００４２】この回折格子５０８により、光導波路５０
３と光電変換チップ５１０とを光学的に接続する。すな
わち、図５に示すように、面発光レーザ５０７および光
検出器（不図示）直下の光導波路コア５０５中に形成し
た屈折率変調構造５０８により、光伝播は導波路面内方
向から垂直方向、あるいはその逆方向に折り曲げられ
る。面発光レーザ５０７からの光信号は、符号５１１で
模式的に示すように、光導波路コア５０５中を伝送され
る。

【００４３】ここでは、面発光レーザ５０７はＳｉ基板
５１２上に導電層５１３、半田メッキ層５１４を介して
実装される。Ｓｉ基板５１２、導電層５１３、半田メッ
キ層５１４には、光入出射用に開口５２０が形成されて
いて、光導波路コア５０５との光結合ができるようにな
っている。ただし、発光素子の波長をＳｉの透過波長
（たとえば、１．３μｍ、１．５５μｍ）で設計すれ
ば、Ｓｉ基板には開口を形成する必要は無くなる。その
場合、Ｓｉ自体による光検出が行えなくなるので、光検
出器はたとえばＩｎＧａＡｓのような材料で作製して、
発光素子と同様の手法でＳｉ基板５１２上に実装する。

【００４４】続いて、面発光レーザ５０７および光検出
器が集積もしくは実装されたＳｉ基板５１０を光導波路
層５０３上に接着剤５１５（たとえばエポキシ）を介し
て実装する。

【００４５】図６は、図５で説明したアクティブ光配線
装置６０１を多層回路ボード６０２に接続する場合に使
用する周辺装置の概観を示している。光電変換チップが
実装されたプラグコネクタ６０３が、ボード６０２上の
レセプタクルコネクタ６０４に電気的に接続される。プ
ロセッサ、メモリ、グラフィックＬＳＩなど様々な搭載
部品６０５が多層回路ボード６０２に実装される。面発
光レーザ、光検出器など電気−光変換素子を通して、高
速な信号およびデータは光伝送路６０６上を光にて伝送
される。無論、直流回路あるいは低周波回路に相当する
配線は、多層回路ボード６０２を介して伝送されてもよ
い。ただし、低周波であってもデジタル信号等において
は、その高調波が電磁ノイズを発生しやすいため、光伝
送路６０６を通して伝送することが好ましい。

【００４６】［第３実施例］以下、図７を用いて、本発
明による第３の実施例を説明する。面発光レーザ７０１
（これは上記実施例と同じもの）と光検出器７０２（光
吸収層７１５を挟んで多層膜反射鏡７０３、７１４が設
けられて共振器構造を有する）は、同一ウェハ上に結晶
成長されていて、一個おきに配置された光検出器７０２
の前面多層膜反射鏡７０３のみ、反射率を下げる目的で
エッチングされている（エッチング部を符号７２０で示
す）。層構成は第１実施例と同様である。前面多層反射
膜上には、コンタクト層となるｐ−ＧａＡｓ層も結晶成
長されている。更にコンタクト電極７０４が蒸着されて
いる。ただし、図７においては、ｎ−ＧａＡｓウェハ側
（図の上側）は省略してある。

【００４７】光導波路上には、面発光レーザ７０１と光
検出器７０２とが配置される位置に、導電層（たとえば
Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ多層薄膜）７０５が成膜されている。
更に、その上部に半田メッキ層（たとえばＡｕ／Ｓｎ共
晶半田）７０６が成膜される。作製した面発光レーザ７
０１と光検出器７０２とは、表面側（同一ウェハの反対
側）を下にして、半田メッキ層７０６を介してｐ電極側
が光導波路上の導電層７０５に実装される。導電層７０
５および半田メッキ層７０６には、面発光レーザ７０１
および光検出器７０２のための透光窓が開けられてい
る。

【００４８】光導波路は、フレキシブル基板７１６上
に、第１実施例と同様に、透明なポリイミドをスピナコ
ーティングし、続いてキュアを行うことで成膜する。面
発光レーザ７０１および光検出器７０２を実装する直下
には、周期的な突起からなる反射鏡７０７、７０８が形
成されている。

【００４９】周期的反射鏡７０７、７０８の作製は次の
様に行なわれる。先ず、フレキシブル基板７１６上に下
層クラッド肩７０９を成膜後に、金属薄膜（たとえばＡ
ｕ）を成膜し、フォトレジストを塗布後、二光束干渉露
光法により回折格子を形成する。続いて、回折格子の形
成されたフォトレジストマスクを通して金属薄膜をエッ
チングすることで周期的反射鏡７０７、７０８が得られ
る。コア７１０および上層クラッド７１１はその後に成
膜する。

【００５０】この周期的反射鏡７０７、７０８は、集積
型光結合器ないし光路変換器として、面発光レーザ７０
１の垂直下方出射光７１２を光導波路コア７１０へ伝播
させる役目を担う。あるいは、光導波路コア７１０の伝
播光７１３を垂直上方に反射させ光検出器７０２へ向か
わせる。周期的反射鏡７０７、７０８の突起周期は、第
２実施例と同様である。

【００５１】光検出器７０２は多層反射膜７０３、７１
４で挟まれた共振器構造となっているため、伝播波長に
強い感度を有する。ただし、光吸収層７１５の前面に形
成された多層反射膜７０３は反射率を高くしていない
為、光検出器７０２の共振波長の帯域幅は比較的広く、
面発光レーザ７０１の発振波長が多少変動しても、その
感度に影響はない。以上の効果で、集積型光結合器７０
８を経た伝播光７１３は、光吸収層７１５にて検出され
る。

【００５２】面発光レーザ７０１は動作電流のオーダが
ｍＡ程度と低いため、本実施例では、搭載部品のバッフ
ァＣＭＯＳからの電気信号およびデータを、直接、面発
光レーザに印加することで、光伝送を行っている。更に
は、多層反射膜光７０３、７１４による共振器構造に起
因して光検出器７０２の検出感度が向上するため、光検
出器に生じた電圧変化を検出することで受信を行う。従
って、発光素子用駆動回路および受光素子用増幅回路は
不要となる。

【００５３】アクティブ光配線装置における電気−光変
換はこれら面発光レーザと共振器付き光検出器で達成さ
れるため、アクティブ光配線装置の小型化、および省電
力化を進めることができる。

【００５４】図８は、本発明によるアクティブ光配線装
置を、コンピュータ内のボード間（符号８１で示す）
や、記憶装置との間（符号８２で示す）、外部との間
（符号８３で示す）の配線に用いた例である。高速なデ
ィジタル信号の伝送にもかかわらず、電磁放射ノイズの
発生が低く抑えられる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるアク
ティブ光配線装置を用いることにより、伝送路からの電
磁放射ノイズ発生が抑圧され、伝送路の距離にかかわら
ず、低電力での高速信号伝送が行える。また、光伝送路
と電気−光変換素子とを容易に結合可能なため、量産性
に優れたアクティブ光配線装置を作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例のアクティブ光配線装
置を説明する図である。

【図２】本発明によるアクティブ光配線装置を構成する
面発光レーザの構造を示す断面図である。

【図３】本発明によるアクティブ光配線装置における発
光素子および光導波路の結合を説明する断面図である。

【図４】本発明によるアクティブ光配線装置における受
光素子および光導波路の結合を説明する断面図である。

【図５】本発明による他の実施例のアクティブ光配線装
置における発光素子および光導波路の結合を示す断面図
である。

【図６】本発明によるアクティブ光配線装置をボードの
配線に使用する例を説明する斜視図である。

【図７】本発明による更に他の実施例のアクティブ光配
線装置における発光素子および受光素子と光導波路の結
合を説明する断面図である。

【図８】本発明によるアクティブ光配線装置を機器内お
よび機器外の配線に使用する例を説明する斜視図であ
る。

【符号の説明】

２１レーザ基板２２、２４、７０３、７１４多層反射膜２３活性層２５絶縁膜２６埋込み層２７、２８、７０４電極２９出射光１０１、５０７、７０１面発光レーザ１０２、５１２Ｓｉ基板１０３、７０２光検出器１０４駆動回路１０５増幅回路１０６、５０１パッケージ１０７、６０６光伝送路１０８プラグ１０９、６０３プラグコネクタ８１、８２、８３、１１０、６０１アクティブ光
配線装置１１１、６０４レセプタクルコネクタ１１２、６０２回路ボード３０１、５０３光導波路３０２、５１３、７０５導電層３０３、５１４、７０６半田メッキ層３０４、５０２、７１６光伝送路基板３０５、３０６、５０６、５０９、７０９、７１１
光導波路クラッド３０７、５０５、７１０光導波路コア３０８、４０２、５０８、７０７、７０８集積型
光結合器（光路変換器）３０９、５１１、７１２レーザ出射光４０１、７１３光導波路伝播光４０３、７１５光吸収層５０４バッファ層５１０光電変換チップ５１５接着剤５２０透光窓（開口）６０５搭載部品７２０多層反射膜７０３のエッチング部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気−光変換素子が光伝送路上に配置さ
れ、光の方向を折り曲げる光路変換器が該電気−光変換
素子直下の光伝送路中に集積されて形成され、該電気−
光変換素子から又はこれへの電気信号を外部と接続する
コネクタ部として電気端子が設けられ、該光伝送路が該
電気−光変換素子を有する装置間を配線するようにケー
ブルとして伸びていることを特徴とするアクティブ光配
線装置。
【請求項２】前記電気−光変換素子は面型光素子である
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブ光配線装
置。
【請求項３】前記電気−光変換素子のうち、発光素子は
面発光レーザであることを特徴とする請求項２記載のア
クティブ光配線装置。
【請求項４】前記電気−光変換素子のうち、発光素子は
活性層が多層反射膜で挟まれた構造の垂直共振器形面発
光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であることを特徴とする請求項
３記載のアクティブ光配線装置。
【請求項５】前記電気−光変換素子のうち、受光素子は
面受光型の光検出器であることを特徴とする請求項２記
載のアクティブ光配線装置。
【請求項６】前記電気−光変換素子のうち、受光素子は
光吸収層を挟むように両側に多層反射層が形成された構
造の光検出器であることを特徴とする請求項５記載のア
クティブ光配線装置。
【請求項７】前記光伝送路は光導波路から成ることを特
徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のアクティブ光
配線装置。
【請求項８】前記光伝送路は光ファイバから成ることを
特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のアクティブ
光配線装置。
【請求項９】前記光伝送路中に形成された前記集積型光
路変換器は、前記電気−光変換素子のうち発光素子から
の出射光を光伝送路面内方向に曲げることで光伝送路へ
導入させ、かつ、光伝送路伝播光を面直方向に曲げるこ
とで受光素子へ入射させることを特徴とする請求項１乃
至８の何れかに記載のアクティブ光配線装置。
【請求項１０】前記集積型光路変換器は、光伝送路中に
形成された突起状反射鏡からなることを特徴とする請求
項１乃至９の何れかに記載のアクティブ光配線装置。
【請求項１１】前記集積型光路変換器は、光伝送路中に
形成された回折格子からなることを特徴とする請求項１
乃至９の何れかに記載のアクティブ光配線装置。
【請求項１２】前記電気−光変換素子のうち発光素子に
は、前記電気端子を介して接続される電子回路のバッフ
ァＣＭＯＳから、直接、駆動信号が印加される様に構成
されていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか
に記載のアクティブ光配線装置。
【請求項１３】前記電気−光変換素子のうち多層反射膜
による共振器構造を持つ受光素子は、該受光素子に生じ
た電圧変化を検出することで受信を行う様に構成されて
いることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載
のアクティブ光配線装置。
【請求項１４】前記電気−光変換素子のうち発光素子と
隣接もしくは集積されて発光素子用駆動回路が設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記
載のアクティブ光配線装置。
【請求項１５】前記電気−光変換素子のうち受光素子と
隣接もしくは集積されて受光素子用増幅回路が設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記
載のアクティブ光配線装置。
【請求項１６】前記光伝送路は、クロック信号、管理制
御信号、および複数のデータの伝送に充てられる様に構
成されていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れ
かに記載のアクティブ光配線装置。