JP2008286948A

JP2008286948A - Fusion splicing method

Info

Publication number: JP2008286948A
Application number: JP2007130927A
Authority: JP
Inventors: Michiko Takushima; 道子多久島; Tomomi Sano; 知巳佐野; Osamu Shimakawa; 修島川
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-11-27

Abstract

【課題】より多くの光ファイバを同時に溶着することができる融着接続方法を提供することを目的とする。
【解決手段】先ず、平面導波路２０の一端面２０ａにおける複数のコア２３ａ〜２３ｈそれぞれの光軸方向と光ファイバアレイ１０の一端面１０ａにおける複数本の光ファイバ１３ａ〜１３ｈのそれぞれの光軸方向とを一致させる。次に、平面導波路２０の一端面２０ａ付近の上面におけるレーザ光照射面積が平面導波路２０の上面位置でのレーザ光の断面積の半分より小さくなるようにレーザ光を照射し、平面導波路２０と光ファイバアレイ１０とを溶着する。
【選択図】図３
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fusion splicing method capable of simultaneously welding more optical fibers.
First, the optical axis direction of each of a plurality of cores 23a to 23h on one end face 20a of the planar waveguide 20 and the optical axis direction of each of a plurality of optical fibers 13a to 13h on one end face 10a of the optical fiber array 10. To match. Next, the laser light is irradiated so that the laser light irradiation area on the upper surface near the one end face 20a of the planar waveguide 20 is smaller than half of the cross-sectional area of the laser light at the upper surface position of the planar waveguide 20, 20 and the optical fiber array 10 are welded.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は複数のコアを有する平面導波路及び光ファイバアレイのそれぞれの端面を互いに溶着する融着接続方法に関するものである。 The present invention relates to a fusion splicing method in which respective end faces of a planar waveguide having a plurality of cores and an optical fiber array are welded to each other.

平面導波路と光ファイバとの接続には、一般に使用波長帯での透過率が高いＵＶ硬化樹脂のような接着剤が用いられている。しかし、長期信頼性などを考慮すると、平面導波路のコア及び光ファイバのコアそれぞれの端面同士を突き合わせて接続させる融着接続は、融着接続面における光の損失が少なく信頼性が高いため有効である。これは、複数のコアを有する平面導波路と複数本の光ファイバからなる光ファイバアレイとの接続においても同様である。 For the connection between the planar waveguide and the optical fiber, an adhesive such as a UV curable resin having a high transmittance in the used wavelength band is generally used. However, considering long-term reliability, fusion splicing, in which the end faces of the planar waveguide core and optical fiber core are butted together, is effective because there is little loss of light at the splicing surface and high reliability. It is. The same applies to the connection between a planar waveguide having a plurality of cores and an optical fiber array composed of a plurality of optical fibers.

そこで、特許文献１に記載された多芯光導波路と複数本の光ファイバとの融着接続方法では、ＣＯ_２レーザ照射による加熱溶融が用いられている。また、特許文献１に記載された融着接続方法では、光導波路と光ファイバとの熱容量の差による影響を少なくするため、レーザ光照射の際に、平面導波路側の照射面積を大きくする方法が用いられている。
特許第２９５８０６０号公報 Therefore, in the fusion splicing method of the multi-core optical waveguide and the plurality of optical fibers described in Patent Document 1, heating and melting by CO ₂ laser irradiation is used. Further, in the fusion splicing method described in Patent Document 1, in order to reduce the influence of the difference in heat capacity between the optical waveguide and the optical fiber, a method of increasing the irradiation area on the planar waveguide side during laser light irradiation. Is used.
Japanese Patent No. 2958060

しかしながら、複数本の光ファイバからなる光ファイバアレイと光導波路とを溶着する場合、図６（ａ）に模式的に示すように、光ファイバアレイ１０と光導波路２０との接触面付近におけるレーザ光照射面積４０ｐのうち光ファイバアレイ側を照射するレーザ光照射面積を小さくしてしまうと、光ファイバアレイ１０の両端付近におけるレーザ光の照射量が不十分となり、光ファイバアレイ１０うちで同時に溶着できる光ファイバの数が少なくなってしまう。 However, when welding an optical fiber array composed of a plurality of optical fibers and an optical waveguide, laser light in the vicinity of the contact surface between the optical fiber array 10 and the optical waveguide 20 is schematically shown in FIG. If the irradiation area of the laser beam that irradiates the optical fiber array side in the irradiation area 40p is reduced, the irradiation amount of the laser light in the vicinity of both ends of the optical fiber array 10 becomes insufficient, and the optical fiber array 10 can be welded simultaneously. The number of optical fibers is reduced.

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、より多くの光ファイバを同時に溶着することができる融着接続方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fusion splicing method capable of simultaneously welding more optical fibers.

上述の課題を解決するため、本発明にかかる融着接続方法は、（１）平面導波路の一端面における複数のコアそれぞれの光軸方向と光ファイバアレイの一端面における複数本の光ファイバのそれぞれの光軸方向とを一致させる位置調整工程と、（２）平面導波路の一端面付近の上面におけるレーザ光照射面積が平面導波路の上面位置でのレーザ光の断面積の半分より小さくなるようにレーザ光を照射し、平面導波路と光ファイバアレイとを溶着するレーザ光照射工程と、を備える。 In order to solve the above-described problems, the fusion splicing method according to the present invention includes: (1) the optical axis direction of each of a plurality of cores on one end face of a planar waveguide and a plurality of optical fibers on one end face of an optical fiber array (2) the laser light irradiation area on the upper surface in the vicinity of one end surface of the planar waveguide is smaller than half of the cross-sectional area of the laser light at the upper surface position of the planar waveguide. A laser beam irradiation step of irradiating the laser beam and welding the planar waveguide and the optical fiber array.

本発明に係る融着接続方法では、平面導波路の一端面付近の上面におけるレーザ光照射面積が平面導波路の上面位置でのレーザ光の断面積の半分より小さくなるようにレーザ光を照射する。これにより、光ファイバアレイ側のレーザ光の照射領域を大きくすることができる。その結果、光ファイバアレイの両端部のレーザ照射量が十分となり、より多くの光ファイバを同時に溶着することができる。 In the fusion splicing method according to the present invention, the laser light is irradiated so that the laser light irradiation area on the upper surface near the one end face of the planar waveguide is smaller than half of the cross-sectional area of the laser light at the upper surface position of the planar waveguide. . Thereby, the irradiation area of the laser beam on the optical fiber array side can be enlarged. As a result, the amount of laser irradiation at both ends of the optical fiber array becomes sufficient, and more optical fibers can be welded simultaneously.

また、平面導波路の上面位置において、平面導波路の長手方向におけるレーザ光のビーム幅が平面導波路の長手方向に直交する方向におけるレーザ光のビーム幅より小さいことが好ましい。これにより、複数本の光ファイバを同時に溶着することができるとともに、光ファイバアレイの複数本の光ファイバ間におけるレーザ光の照射量の差を低減することができる。 In addition, at the upper surface position of the planar waveguide, the beam width of the laser light in the longitudinal direction of the planar waveguide is preferably smaller than the beam width of the laser light in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the planar waveguide. As a result, a plurality of optical fibers can be welded simultaneously, and a difference in the amount of laser light irradiation between the plurality of optical fibers of the optical fiber array can be reduced.

また、レーザ光のビーム断面の形状が楕円であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the shape of the beam cross section of a laser beam is an ellipse.

また、位置調整工程後かつレーザ光照射工程前に、平面導波路の一端面と前記光ファイバアレイの一端面との間の間隔が間隔Ｌになるように平面導波路と光ファイバアレイとの間隔を調整する間隔調整工程を更に備え、レーザ光照射工程において、平面導波路と光ファイバアレイとが間隔Ｌで互いに離れた状態でレーザ光照射が開始され、レーザ光照射の開始後に光ファイバアレイを移動させ平面導波路側に近づけることが好ましい。これにより、光ファイバアレイより熱容量が大きい平面導波路へのレーザ光の照射量は十分となる。一方、熱容量が小さい光ファイバアレイにはレーザ光の照射時間が短いためレーザ光の照射量は少なくなるが、広い範囲にレーザ光が照射される。その結果、両者間の熱容量の差により生じる悪影響を抑制することができ、低い接続損失及び高い接続強度の融着接続を一括で達成することができる。 In addition, after the position adjustment process and before the laser beam irradiation process, the distance between the planar waveguide and the optical fiber array is set so that the distance between the one end face of the planar waveguide and the one end face of the optical fiber array is the distance L. A laser beam irradiation process in which the planar waveguide and the optical fiber array are separated from each other at a distance L, and the optical fiber array is moved after the laser beam irradiation is started. It is preferable to move it closer to the planar waveguide side. Thereby, the irradiation amount of the laser beam to the planar waveguide having a larger heat capacity than the optical fiber array becomes sufficient. On the other hand, an optical fiber array having a small heat capacity has a short laser beam irradiation time, so that the amount of laser beam irradiation is reduced, but the laser beam is irradiated over a wide range. As a result, adverse effects caused by the difference in heat capacity between them can be suppressed, and fusion splicing with low connection loss and high connection strength can be achieved in a lump.

また、間隔Lが、平面導波路の上面位置での複数のコアの光軸方向におけるレーザ光のビーム幅の半分より大きいことが好ましい。これにより、レーザ光照射による熱容量が小さい光ファイバアレイの光ファイバの先端部の変形を効果的に抑制することができ、接続損失の低減及び接続強度の向上を図ることができる。 Further, it is preferable that the distance L is larger than half the beam width of the laser light in the optical axis direction of the plurality of cores at the upper surface position of the planar waveguide. Thereby, the deformation | transformation of the front-end | tip part of the optical fiber of an optical fiber array with a small heat capacity by laser beam irradiation can be suppressed effectively, and reduction of connection loss and improvement of connection strength can be aimed at.

本発明によれば、より多くの光ファイバを同時に溶着することができる融着接続方法が提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fusion splicing method which can weld more optical fibers simultaneously can be provided.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
先ず、第1実施形態に係る融着接続方法を好適に適用することができる融着接続装置１について説明する。図１（ａ）は、融着接続装置１の説明図である。この図１（ａ）に示す融着接続装置１は、基台１Ａ、移動ステージ１２、モニタ光源３０、集光レンズ３２、検出部３４、光源４０、反射ミラー４２及び集光レンズ４４を備える。この融着接続装置１により、光ファイバアレイ１０と平面導波路２０とが溶着される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(First embodiment)
First, a fusion splicing device 1 that can suitably apply the fusion splicing method according to the first embodiment will be described. FIG. 1A is an explanatory diagram of the fusion splicing device 1. The fusion splicing device 1 shown in FIG. 1A includes a base 1A, a moving stage 12, a monitor light source 30, a condensing lens 32, a detection unit 34, a light source 40, a reflection mirror 42, and a condensing lens 44. By this fusion splicing device 1, the optical fiber array 10 and the planar waveguide 20 are welded.

光ファイバアレイ１０は、図１（ｂ）に示されている。光ファイバアレイ１０は、複数本（ここでは８本）の光ファイバ１３ａ〜１３ｈの端面位置を揃えてそれぞれの端面位置を含む一定範囲を密接して並列配置したものである。具体的には、例えば、光ファイバ挿入用Ｖ溝が平行かつ等間隔に形成されている基板上に複数本の光ファイバ１３ａ〜１３ｈが挿入用Ｖ溝に挿入されて接着されたものである。複数本の光ファイバ１３ａ〜１３ｈそれぞれの一端面は基板の側面から突出して揃っており、研磨加工等がなされ先端面が揃っている。光ファイバアレイ１０は、平面導波路２０と対向している一端面１０ａ及び平面導波路２０と対向していない他端面１０ｂを有している。 The optical fiber array 10 is shown in FIG. The optical fiber array 10 is formed by aligning end face positions of a plurality of (here, eight) optical fibers 13a to 13h and closely arranging a certain range including each end face position in parallel. Specifically, for example, a plurality of optical fibers 13a to 13h are inserted into the insertion V-groove and bonded onto a substrate on which optical fiber insertion V-grooves are formed in parallel and at equal intervals. One end surfaces of the plurality of optical fibers 13a to 13h are projected and aligned from the side surface of the substrate, and the tip surface is aligned by polishing or the like. The optical fiber array 10 has one end face 10 a facing the planar waveguide 20 and the other end face 10 b not facing the planar waveguide 20.

平面導波路２０は、図１（ａ）及び図１（ｃ）に示されている。平面導波路２０は、例えば、石英基板２１、石英基板２１上に複数のコア２３ａ〜２３ｈからなるコア部２３を有している。複数のコア２３ａ〜２３ｈは、その延在方向に沿って光を伝搬させる導波経路であって、コアよりも屈折率が低いクラッド２５により覆われている。コア部２３の複数のコア２３ａ〜２３ｈは、例えば石英（ＳｉＯ_２）中にゲルマニウム（Ｇｅ）を添加して形成されている。複数のコア２３ａ〜２３ｈの配列間隔は全て等しい。平面導波路２０は、光ファイバアレイ１０と対向する一端面２０ａ及び光ファイバアレイ１０と対向しない２０ｂを有している。光ファイバアレイ１０の複数本の光ファイバ１３ａ〜１３ｈの配列間隔と平面導波路２０の複数のコア２３ａ〜２３ｈの配列間隔とは同一である。なお、図中に示されているような直交座標系（ｘ、ｙ、ｚ）を考え、光ファイバアレイ１０及び平面導波路２０のそれぞれの長手方向に平行な方向をｚ軸方向、平面導波路２０の上面に垂直な方向をｙ軸方向、ｚ軸方向及びｙ軸方向に直交する方向をｘ軸方向とする。 The planar waveguide 20 is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c). The planar waveguide 20 includes, for example, a quartz substrate 21 and a core portion 23 including a plurality of cores 23 a to 23 h on the quartz substrate 21. The plurality of cores 23a to 23h are waveguide paths for propagating light along the extending direction, and are covered with a clad 25 having a refractive index lower than that of the core. The plurality of cores 23a to 23h of the core portion 23 are formed by adding germanium (Ge) to quartz (SiO ₂ ), for example. The arrangement intervals of the plurality of cores 23a to 23h are all equal. The planar waveguide 20 has one end face 20 a that faces the optical fiber array 10 and 20 b that does not face the optical fiber array 10. The arrangement interval of the plurality of optical fibers 13a to 13h in the optical fiber array 10 and the arrangement interval of the plurality of cores 23a to 23h of the planar waveguide 20 are the same. Considering an orthogonal coordinate system (x, y, z) as shown in the figure, the direction parallel to the longitudinal direction of each of the optical fiber array 10 and the planar waveguide 20 is defined as the z-axis direction, and the planar waveguide. A direction perpendicular to the upper surface of 20 is a y-axis direction, and a direction orthogonal to the z-axis direction and the y-axis direction is an x-axis direction.

移動ステージ１２は、基台１Ａ上に配置されており、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向に移動できるように設けられている。移動ステージ１２は、光ファイバアレイ１０を移動ステージ１２上に固定するための固定部が設けられていることが好ましい。 The moving stage 12 is disposed on the base 1A, and is provided so as to be movable in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. The moving stage 12 is preferably provided with a fixing portion for fixing the optical fiber array 10 on the moving stage 12.

モニタ光源３０、集光レンズ３２及び検出部３４は、平面導波路２０と光ファイバアレイ１０との位置調整を行う際に用いられる。モニタ光源３０は、集光レンズ３２を介して光ファイバアレイ１０の他端面１０ｂの前に配置されている。モニタ光源３０から出力されたレーザ光は集光レンズ３２により集光される。その集光されたレーザ光は、光ファイバアレイ１０の他端面１０ｂに入力される。検出部３４は、例えばパワーメータであり、平面導波路２０の他端面２０ｂのコア部２３の前に配置されている。検出部３４は、モニタ光源３０から出力されたレーザ光のうち光ファイバアレイ１０及び平面導波路２０を経て、平面導波路２０の他端面２０ｂに到達する光の強度を検出する。 The monitor light source 30, the condenser lens 32, and the detection unit 34 are used when adjusting the position of the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10. The monitor light source 30 is disposed in front of the other end surface 10 b of the optical fiber array 10 via the condenser lens 32. The laser light output from the monitor light source 30 is condensed by the condenser lens 32. The condensed laser light is input to the other end surface 10 b of the optical fiber array 10. The detection unit 34 is, for example, a power meter, and is disposed in front of the core unit 23 on the other end surface 20 b of the planar waveguide 20. The detection unit 34 detects the intensity of light that reaches the other end surface 20 b of the planar waveguide 20 through the optical fiber array 10 and the planar waveguide 20 from the laser light output from the monitor light source 30.

光源４０、反射ミラー４２及び集光レンズ４４は、平面導波路２０の一端面２０ａの付近及び光ファイバアレイ１０の一端面１０ａの付近を加熱し溶融する際に用いられる。光源４０は、出力レーザ光の進行方向がｚ軸方向と平行な方向になるように配置されている。集光レンズ４４は、平面導波路２０の上面における一端面２０ａ付近に焦点を有するように配置されている。反射ミラー４２は、光源４０から出力されるレーザ光が入射角４５°を持って入射し、反射した後は集光レンズ４４の光軸方向に沿って集光レンズ４４に入射するように配置されている。これにより、光源４０から出力されたレーザ光は、集光レンズ４４を通過して集光レンズ４４により集光され、平面導波路２０の一端面２０ａの付近を照射することになる。 The light source 40, the reflection mirror 42, and the condenser lens 44 are used when heating and melting the vicinity of the one end face 20 a of the planar waveguide 20 and the vicinity of the one end face 10 a of the optical fiber array 10. The light source 40 is arranged so that the traveling direction of the output laser light is parallel to the z-axis direction. The condensing lens 44 is disposed so as to have a focal point in the vicinity of the one end face 20 a on the upper surface of the planar waveguide 20. The reflection mirror 42 is arranged so that the laser beam output from the light source 40 is incident with an incident angle of 45 ° and is incident on the condenser lens 44 along the optical axis direction of the condenser lens 44 after being reflected. ing. As a result, the laser light output from the light source 40 passes through the condensing lens 44 and is condensed by the condensing lens 44 to irradiate the vicinity of the one end face 20 a of the planar waveguide 20.

光源４０は例えばＣＯ_２レーザであり、光源４０の出力パワーは例えば１５Ｗである。光源４０から出力されたレーザ光の平面導波路２０の上面位置におけるビーム断面の形態は、例えば楕円である。そのレーザ光は、平面導波路２０の上面位置において、ｚ軸方向におけるビーム幅が例えば３００μｍで、長手方向に直交する方向（ｘ軸方向）におけるビーム幅が例えば２ｍｍである。また、そのレーザ光は、その断面の長軸方向がｘ軸方向に平行で、その断面の長軸が平面導波路２０の一端面２０ａから例えば５０μｍ程度光ファイバアレイ１０側へ移動した位置にある。 The light source 40 is, for example, a CO ₂ laser, and the output power of the light source 40 is, for example, 15W. The form of the beam cross section of the laser light output from the light source 40 at the upper surface position of the planar waveguide 20 is, for example, an ellipse. The laser beam has a beam width in the z-axis direction of, for example, 300 μm and a beam width in a direction orthogonal to the longitudinal direction (x-axis direction) of, for example, 2 mm at the upper surface position of the planar waveguide 20. Further, the laser beam is in a position where the major axis direction of the cross section is parallel to the x-axis direction and the major axis of the cross section is moved from the one end face 20a of the planar waveguide 20 to the optical fiber array 10 side by, for example, about 50 μm. .

この融着接続装置１を用いた第1実施形態に係る融着接続方法を説明する。図２は、本実施形態に係る融着接続方法を説明するフローチャートである。図３（ａ）〜図３（ｂ）は、第1実施形態に係る融着接続方法の各工程を模式的に示す図である。 A fusion splicing method according to the first embodiment using the fusion splicing apparatus 1 will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the fusion splicing method according to the present embodiment. Fig.3 (a)-FIG.3 (b) are figures which show typically each process of the fusion splicing method which concerns on 1st Embodiment.

先ず、図３（ａ）に示されるように、平面導波路２０及び光ファイバアレイ１０の位置調整を行う（ステップ１１）。この位置調整工程においては、先ず平面導波路２０の一端面２０ａと光ファイバアレイ１０の一端面１０ａとがほぼ接触するように互いに対向させる。その後、平面導波路２０の複数のコア２３ａ〜２３ｈそれぞれの光軸と光ファイバアレイ１０の複数本の光ファイバ１３ａ〜１３ｈのそれぞれコアの光軸とが一致するように、移動ステージ１２を移動させる。これは、検出部３４が受光する光の強度が最大になるように移動ステージ１２を調整することで行う。 First, as shown in FIG. 3A, the positions of the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10 are adjusted (step 11). In this position adjusting step, first, the one end face 20a of the planar waveguide 20 and the one end face 10a of the optical fiber array 10 are opposed to each other so as to be substantially in contact with each other. Thereafter, the moving stage 12 is moved so that the optical axes of the plurality of cores 23 a to 23 h of the planar waveguide 20 and the optical axes of the cores of the plurality of optical fibers 13 a to 13 h of the optical fiber array 10 coincide with each other. . This is done by adjusting the moving stage 12 so that the intensity of light received by the detection unit 34 is maximized.

続いて、図３（ｂ）に示されるように、平面導波路２０と光ファイバアレイ１０との接触面の付近に光源４０から出力されたレーザ光を照射する（ステップ１２）。このレーザ光照射工程では、光源４０から出力されたレーザ光が、集光レンズ４４により集光され、平面導波路２０の一端面２０ａと光ファイバアレイ１０の一端面１０ａとの接触面の付近（点線領域４０ｐ）に１２秒間照射される。その結果、その接触面を含む一定範囲の領域が溶融され、平面導波路２０と光ファイバアレイ１０とが溶着される。これにより、第1実施形態に係る融着接続方法による融着接続作業が終了する。 Subsequently, as shown in FIG. 3B, the laser beam output from the light source 40 is irradiated in the vicinity of the contact surface between the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10 (step 12). In this laser light irradiation step, the laser light output from the light source 40 is condensed by the condenser lens 44, and in the vicinity of the contact surface between the one end surface 20a of the planar waveguide 20 and the one end surface 10a of the optical fiber array 10 ( The dotted area 40p) is irradiated for 12 seconds. As a result, a region within a certain range including the contact surface is melted, and the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10 are welded. Thereby, the fusion splicing work by the fusion splicing method according to the first embodiment is completed.

本実施形態に係る融着接続方法では、平面導波路２０の一端面２０ａ付近の上面におけるレーザ光照射面積が平面導波路２０の上面位置でのレーザ光の断面積の半分より小さい。これにより、光ファイバアレイ１０側のレーザ光の照射領域をより大きくすることができる。その結果、光ファイバアレイ１０の両端部のレーザ照射量が十分となり、多数の光ファイバを同時に溶着することができる。また、照射されるレーザ光は、平面導波路２０の上面位置において、平面導波路２０の長手方向におけるビーム幅（３００μｍ）が長手方向に直交する方向におけるビーム幅（２ｍｍ）より小さく、その断面形状が楕円である。これにより、複数本の光ファイバを同時に溶着することができるとともに、複数本の光ファイバ１３ａ〜１３ｈ間のレーザ光の照射量の差を少なくすることができる。 In the fusion splicing method according to the present embodiment, the laser light irradiation area on the upper surface near the one end face 20 a of the planar waveguide 20 is smaller than half the cross-sectional area of the laser light at the upper surface position of the planar waveguide 20. Thereby, the irradiation area of the laser beam on the optical fiber array 10 side can be made larger. As a result, the amount of laser irradiation at both ends of the optical fiber array 10 becomes sufficient, and a large number of optical fibers can be welded simultaneously. Further, the irradiated laser light has a beam width (300 μm) in the longitudinal direction of the planar waveguide 20 smaller than the beam width (2 mm) in the direction perpendicular to the longitudinal direction at the upper surface position of the planar waveguide 20, and its sectional shape Is an ellipse. As a result, a plurality of optical fibers can be welded simultaneously, and the difference in the amount of laser light irradiation between the plurality of optical fibers 13a to 13h can be reduced.

また、光源４０から出力されたレーザ光は、平面導波路２０の上面位置において、その断面の長軸方向がｘ軸方向に平行で、図３（ｂ）に示されるようにその断面の長軸（Ｉ−Ｉ’）が平面導波路２０の一端面２０ａから例えば５０μｍ程度光ファイバアレイ１０側へ移動した位置にある。これにより、図６（ｂ）に示されるように、照射されるレーザ光の断面の長軸方向が平面導波路２０上に位置する図６（ａ）の場合に対比して、より多くの光ファイバにレーザ光が照射される。従って、より多くの光ファイバを同時に溶着することができる。 Further, the laser beam outputted from the light source 40 has a long axis direction of the cross section parallel to the x axis direction at the upper surface position of the planar waveguide 20, and the long axis of the cross section as shown in FIG. (II ′) is at a position moved from the one end face 20a of the planar waveguide 20 to the optical fiber array 10 side by about 50 μm, for example. Thereby, as shown in FIG. 6B, more light than in the case of FIG. 6A in which the major axis direction of the cross section of the irradiated laser light is located on the planar waveguide 20. The fiber is irradiated with laser light. Therefore, more optical fibers can be welded simultaneously.

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る融着接続方法を好適に適用できる融着接続装置は図１に示されたものと同様である。図４は、本実施形態に係る融着接続方法を説明するフローチャートである。図５（ａ）〜図５（ｄ）は、第２実施形態に係る融着接続方法の各工程を模式的に示す図である。第２実施形態に係る融着接続方法は、第１実施形態に係る融着接続方法に対比して、位置調整工程（ステップ２１）後かつレーザ光照射工程（ステップ２３）前に更に間隔調整工程（ステップ２２）を備える点で相違する。また、レーザ光照射工程（ステップ２３）が、第１実施形態に係るレーザ光照射工程（ステップ１２）に対比して具体的な内容の点について多少異なる。以下、その相違点を中心に第２実施形態に係る融着接続方法を説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. The fusion splicing apparatus to which the fusion splicing method according to the second embodiment can be suitably applied is the same as that shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the fusion splicing method according to this embodiment. Fig.5 (a)-FIG.5 (d) are figures which show typically each process of the fusion splicing method which concerns on 2nd Embodiment. Compared with the fusion splicing method according to the first embodiment, the fusion splicing method according to the second embodiment further includes an interval adjustment step after the position adjustment step (step 21) and before the laser beam irradiation step (step 23). The difference is that (Step 22) is provided. Further, the laser light irradiation process (step 23) is slightly different from the laser light irradiation process (step 12) according to the first embodiment in terms of specific contents. Hereinafter, the fusion splicing method according to the second embodiment will be described focusing on the differences.

先ず、図５（ａ）に示されるように、光ファイバアレイ１０と平面導波路２０との位置調整を行う（ステップ２１）。この位置調整工程は、第１実施形態のステップ１１と同様である。続いて、平面導波路２０の一端面２０ａと光ファイバアレイ１０の一端面１０ａと間の間隔の調整を行う（ステップ２２）。この間隔調整工程においては、移動ステージ１２をｚ軸方向に沿って平面導波路２０に遠ざける方向に移動させ、光ファイバアレイ１０の一端面１０ａと平面導波路２０の一端面２０ａとの間の間隔が例えば２５０μｍになるように調整する。 First, as shown in FIG. 5A, position adjustment between the optical fiber array 10 and the planar waveguide 20 is performed (step 21). This position adjustment process is the same as step 11 of the first embodiment. Subsequently, the distance between the one end face 20a of the planar waveguide 20 and the one end face 10a of the optical fiber array 10 is adjusted (step 22). In this spacing adjustment step, the moving stage 12 is moved in the direction away from the planar waveguide 20 along the z-axis direction, and the spacing between the one end face 10a of the optical fiber array 10 and the one end face 20a of the planar waveguide 20 is reached. Is adjusted to 250 μm, for example.

続いて、図５（ｃ）に示されるように、平面導波路２０の上面の一端面２０ａ付近（点線領域４０ｐ）にレーザ光を照射する（ステップ２３）。このレーザ光照射工程においては、光ファイバアレイ１０の一端面１０ａと平面導波路２０の一端面２０ａとの距離を間隔調整工程（ステップ２２）において調整した間隔２５０μｍを維持した状態でレーザ光照射を開始する。その後、図５（ｄ）に示されるように、光ファイバアレイ１０が平面導波路２０側に近づき接触するように移動ステージ１２を移動させる。これにより、光ファイバアレイ１０と平面導波路２０とが溶着される。このレーザ光照射工程において、移動ステージ１２の移動の開始は、レーザ光の照射を開始してから例えば１０秒後であり、移動ステージ１２の移動速度は例えば５００μｍ／ｓｅｃである。また、レーザ光照射はレーザ光照射の開始から１２秒後に停止される。これにより、第２実施形態に係る融着接続方法による融着接続作業が終了する。 Subsequently, as shown in FIG. 5C, the vicinity of the one end face 20a (dotted line region 40p) on the upper surface of the planar waveguide 20 is irradiated with laser light (step 23). In this laser light irradiation step, laser light irradiation is performed while maintaining the distance of 250 μm adjusted in the distance adjustment step (step 22) between the one end surface 10a of the optical fiber array 10 and the one end surface 20a of the planar waveguide 20. Start. Thereafter, as shown in FIG. 5D, the moving stage 12 is moved so that the optical fiber array 10 approaches and comes into contact with the planar waveguide 20 side. Thereby, the optical fiber array 10 and the planar waveguide 20 are welded. In this laser light irradiation step, the movement stage 12 starts to move, for example, 10 seconds after the laser light irradiation starts, and the movement speed of the movement stage 12 is, for example, 500 μm / sec. Laser light irradiation is stopped 12 seconds after the start of laser light irradiation. Thereby, the fusion splicing work by the fusion splicing method according to the second embodiment is completed.

本実施形態に係る融着接続方法では、平面導波路２０と光ファイバアレイ１０とが平面導波路２０の上面位置でのｚ軸方向におけるレーザ光のビーム幅の半分より大きい間隔２５０μｍで互いに離れた状態でレーザ光照射が開始され、移動ステージ１２の移動の開始までは平面導波路２０の一端面２０ａ付近にのみレーザ光が照射される。これにより、光ファイバアレイ１０より熱容量が大きい平面導波路２０へのレーザ光の照射量は十分となる一方で、熱容量が小さい光ファイバアレイ１０にはレーザ光照射時間が短いためレーザ光の照射量は少なくなる。 In the fusion splicing method according to this embodiment, the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10 are separated from each other by an interval of 250 μm, which is larger than half of the beam width of the laser beam in the z-axis direction at the upper surface position of the planar waveguide 20. Laser light irradiation is started in this state, and laser light is irradiated only to the vicinity of one end face 20a of the planar waveguide 20 until the movement stage 12 starts to move. Thereby, while the irradiation amount of the laser beam to the planar waveguide 20 having a larger heat capacity than the optical fiber array 10 is sufficient, the irradiation amount of the laser beam is short because the irradiation time of the laser beam is short in the optical fiber array 10 having a small heat capacity. Will be less.

しかし、図５（ｄ）に示されるように、平面導波路２０と光ファイバアレイ１０とが溶着される際には、平面導波路２０の上面位置におけるレーザ光の断面の長軸（Ｉ−Ｉ’）が光ファイバアレイ１０側に位置するため、光ファイバアレイ１０の一端面１０ａ付近の広い範囲にレーザ光が照射されることとなる。その結果、レーザ光照射量が大きい場合に生じやすい光ファイバの先端部での曲がり等、両者間の熱容量の差により生じる悪影響を抑制することができると共に、より多くの光ファイバを同時に溶着することができる。更に、光ファイバの先端部での曲がり等が抑制されるため、接続損失の低減及び接続強度の向上を図ることもできる。 However, as shown in FIG. 5D, when the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10 are welded, the long axis (II) of the cross section of the laser beam at the upper surface position of the planar waveguide 20 is obtained. Since ') is located on the optical fiber array 10 side, the laser light is irradiated over a wide range near the one end face 10a of the optical fiber array 10. As a result, it is possible to suppress adverse effects caused by the difference in heat capacity between the two, such as bending at the tip of the optical fiber, which is likely to occur when the amount of laser light irradiation is large, and to weld more optical fibers simultaneously Can do. Furthermore, since bending at the tip of the optical fiber is suppressed, connection loss can be reduced and connection strength can be improved.

以上、本発明をその２つの実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記２つの実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、平面導波路２０が基台１Ａ上に固定されているが、平面導波路２０が移動ステージなどに固定され移動可能な状態であってもよい。かかる場合、反射ミラー２４及び集光レンズ４４も平面導波路２０の移動と共に移動できる状態であることが好ましい。 Although the present invention has been specifically described above based on the two embodiments, the present invention is not limited to the above two embodiments. For example, in the present embodiment, the planar waveguide 20 is fixed on the base 1A, but the planar waveguide 20 may be fixed to a moving stage or the like and movable. In such a case, it is preferable that the reflecting mirror 24 and the condensing lens 44 are also in a state where they can move with the movement of the planar waveguide 20.

本実施形態において、光源４０はＣＯ_２レーザであるが、平面導波路２０及び光ファイバアレイ１０を十分溶融することができる他の種類のレーザを用いてもよい。本実施形態に係る融着接続装置１において、光ファイバアレイ１０と平面導波路２０との位置調整には、モニタ光源３０、集光レンズ３２及び検出部３４が用いられるが、ＣＣＤカメラなどが用いられてもよい。 In the present embodiment, the light source 40 is a CO ₂ laser, but other types of lasers that can sufficiently melt the planar waveguide 20 and the optical fiber array 10 may be used. In the fusion splicing device 1 according to the present embodiment, the monitor light source 30, the condensing lens 32, and the detection unit 34 are used for position adjustment between the optical fiber array 10 and the planar waveguide 20, but a CCD camera or the like is used. May be.

本実施形態に係る融着接続装置の説明図である。It is explanatory drawing of the fusion splicing apparatus which concerns on this embodiment. 第１実施形態に係る融着接続方法を説明するフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart explaining the fusion splicing method which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る融着接続方法の各工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically each process of the fusion splicing method which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る融着接続方法を説明するフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart explaining the fusion splicing method which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る融着接続方法の各工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically each process of the fusion splicing method which concerns on 2nd Embodiment. 融着接続部の付近におけるレーザ光の照射領域による融着接続できる光ファイバの本数の変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a change of the number of the optical fibers which can be fusion-bonded by the irradiation area | region of the laser beam in the vicinity of a fusion splicing part.

Explanation of symbols

１…融着接続装置、１Ａ…基台、１０…光ファイバアレイ、１０ａ…一端面、１０ｂ…他端面、１２…移動ステージ、２０…平面導波路、２０ａ…一端面、２０ｂ…他端面、２１…石英基板、２３…コア、２５…クラッド層、３０…モニタ光源、３２…集光レンズ、３４…検出部、４０…光源、４２…反射ミラー、４４…集光レンズ。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fusion splicing apparatus, 1A ... Base, 10 ... Optical fiber array, 10a ... One end surface, 10b ... Other end surface, 12 ... Moving stage, 20 ... Planar waveguide, 20a ... One end surface, 20b ... Other end surface, 21 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Quartz substrate, 23 ... Core, 25 ... Cladding layer, 30 ... Monitor light source, 32 ... Condensing lens, 34 ... Detection part, 40 ... Light source, 42 ... Reflection mirror, 44 ... Condensing lens.

Claims

A position adjusting step for matching the optical axis direction of each of the plurality of cores on one end face of the planar waveguide with the respective optical axis direction of the plurality of optical fibers on one end face of the optical fiber array;
Laser light is irradiated so that the laser light irradiation area on the upper surface near the one end surface of the planar waveguide is smaller than half of the cross-sectional area of the laser light at the upper surface position of the planar waveguide, and the planar waveguide and the light A laser beam irradiation process for welding the fiber array;
A fusion splicing method comprising:

The beam width of the laser beam in the longitudinal direction of the planar waveguide is smaller than the beam width of the laser beam in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the planar waveguide at the upper surface position of the planar waveguide. Item 5. The fusion splicing method according to item 1.

The fusion splicing method according to claim 1 or 2, wherein a shape of a beam cross section of the laser light is an ellipse.

After the position adjustment step and before the laser light irradiation step, the planar waveguide and the optical fiber array are arranged such that the distance between the one end surface of the planar waveguide and the one end surface of the optical fiber array is a distance L. Further comprising an interval adjusting step for adjusting the interval between
In the laser light irradiation step, laser light irradiation is started in a state where the planar waveguide and the optical fiber array are separated from each other by the interval L, and the optical fiber array is moved after the start of laser light irradiation to move the planar light guide. The fusion splicing method according to claim 1, wherein the fusion splicing method is close to the waveguide side.

5. The fusion splicing method according to claim 4, wherein the interval L is larger than a half of a beam width of the laser light in a longitudinal direction of the planar waveguide at an upper surface position of the planar waveguide.