JPH0829637A - 光導波回路、光ファイバと光導波回路との接続器および接続方法 - Google Patents
光導波回路、光ファイバと光導波回路との接続器および接続方法Info
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- JPH0829637A JPH0829637A JP16800494A JP16800494A JPH0829637A JP H0829637 A JPH0829637 A JP H0829637A JP 16800494 A JP16800494 A JP 16800494A JP 16800494 A JP16800494 A JP 16800494A JP H0829637 A JPH0829637 A JP H0829637A
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- waveguide circuit
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバと光導波回路の接続作業を無調芯
として、歩留りよく低価格なファイバ付光導波回路部品
を提供する。 【構成】 アンダークラッド層を有する基板上に、光を
導波するコア層と前記コア層を被覆したオーバークラッ
ド層を有する埋め込み構造の光導波回路である。光導波
回路は、少なくとも入出力端部にコア層とは独立な位置
出しコア層を有し、オーバークラッド層は、位置出しコ
ア層上に突起部を有する。
として、歩留りよく低価格なファイバ付光導波回路部品
を提供する。 【構成】 アンダークラッド層を有する基板上に、光を
導波するコア層と前記コア層を被覆したオーバークラッ
ド層を有する埋め込み構造の光導波回路である。光導波
回路は、少なくとも入出力端部にコア層とは独立な位置
出しコア層を有し、オーバークラッド層は、位置出しコ
ア層上に突起部を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信および光情報処
理の分野で用いられる光デバイスを構成する上で必須で
ある光導波回路と光ファイバの接続に関するものであ
る。
理の分野で用いられる光デバイスを構成する上で必須で
ある光導波回路と光ファイバの接続に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】導波型光デバイスを製造する上で光ファ
イバと光導波回路の接続は必須のものである。従来はこ
れに対して調芯法が採られていた。すなわち、光ファイ
バの一端を光源に接続し、接続すべきもう一方の一端を
光導波回路の入出力導波路端に突き合わせて導波回路中
に励振される光が最大になるようにモニタしながら微動
装置で光ファイバと入出力導波路の相対位置を調整し、
最適位置にて接着剤等で固定するものであった。このよ
うな方法では、微動装置、および励振導波光をモニタす
る装置が必須であり、また自動調芯するとしても時間が
かかり、光部品低価格化の大きな妨げとなっていた。
イバと光導波回路の接続は必須のものである。従来はこ
れに対して調芯法が採られていた。すなわち、光ファイ
バの一端を光源に接続し、接続すべきもう一方の一端を
光導波回路の入出力導波路端に突き合わせて導波回路中
に励振される光が最大になるようにモニタしながら微動
装置で光ファイバと入出力導波路の相対位置を調整し、
最適位置にて接着剤等で固定するものであった。このよ
うな方法では、微動装置、および励振導波光をモニタす
る装置が必須であり、また自動調芯するとしても時間が
かかり、光部品低価格化の大きな妨げとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の方法の欠点を解決するために、光ファイバと
光導波回路の接続作業を無調芯として、歩留りよく低価
格なファイバ付光導波回路部品、およびかかる部品を用
いて簡便かつ確実に光ファイバと光導波回路を接続する
方法を提供することである。
した従来の方法の欠点を解決するために、光ファイバと
光導波回路の接続作業を無調芯として、歩留りよく低価
格なファイバ付光導波回路部品、およびかかる部品を用
いて簡便かつ確実に光ファイバと光導波回路を接続する
方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による光導波回路
は、アンダークラッド層を有する基板上に、光を導波す
るコア層と前記コア層を被覆したオーバークラッド層を
有する埋め込み構造の光導波回路において、前記光導波
回路は、少なくとも入出力端部に前記コア層とは独立な
位置出しコア層を有し、前記オーバークラッド層は、前
記位置出しコア層上に突起部を有することを特徴とす
る。
は、アンダークラッド層を有する基板上に、光を導波す
るコア層と前記コア層を被覆したオーバークラッド層を
有する埋め込み構造の光導波回路において、前記光導波
回路は、少なくとも入出力端部に前記コア層とは独立な
位置出しコア層を有し、前記オーバークラッド層は、前
記位置出しコア層上に突起部を有することを特徴とす
る。
【０００５】ここで、前記位置出しコア層の幅は前記コ
ア層の幅よりも大きくてもよく、前記位置出しコア層の
幅は前記オーバークラッド層の厚さより所定の量だけ大
きくてもよい。
ア層の幅よりも大きくてもよく、前記位置出しコア層の
幅は前記オーバークラッド層の厚さより所定の量だけ大
きくてもよい。
【０００６】さらに、前記オーバークラッド層は、前記
位置出しコア層の上部と前記コア層上部との間に平坦部
を有してもよく、前記位置出しコア層を少なくとも入出
力端部に各２箇所以上有してもよい。
位置出しコア層の上部と前記コア層上部との間に平坦部
を有してもよく、前記位置出しコア層を少なくとも入出
力端部に各２箇所以上有してもよい。
【０００７】本発明による光ファイバと光導波回路の接
続方法は、請求項１から５のいずれかに記載の光導波回
路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
と、光ファイバが整列されかつ接続用の溝を有する基板
の該接続用の溝とを嵌合することを特徴とする。
続方法は、請求項１から５のいずれかに記載の光導波回
路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
と、光ファイバが整列されかつ接続用の溝を有する基板
の該接続用の溝とを嵌合することを特徴とする。
【０００８】ここで、前記接続用の溝の幅が前記光導波
回路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
の変曲点の間隔に等しくてもよい。
回路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
の変曲点の間隔に等しくてもよい。
【０００９】本発明による光ファイバと光導波回路の接
続器は、請求項１から５のいずれかに記載の光導波回路
を載置する第一の基台と、光ファイバを整列固定する第
二の基台とが第三の基台上に固定され、前記第一の基台
には、請求項１から５のいずれかに記載の光導波回路の
位置出しコア層上部のオーバークラッド層の突起部を嵌
合する溝を有し、前記第二の基台には、前記光導波回路
の所定のコア層と前記光ファイバのコアの光軸が一致す
るように該光ファイバを整列する溝を有することを特徴
とする。
続器は、請求項１から５のいずれかに記載の光導波回路
を載置する第一の基台と、光ファイバを整列固定する第
二の基台とが第三の基台上に固定され、前記第一の基台
には、請求項１から５のいずれかに記載の光導波回路の
位置出しコア層上部のオーバークラッド層の突起部を嵌
合する溝を有し、前記第二の基台には、前記光導波回路
の所定のコア層と前記光ファイバのコアの光軸が一致す
るように該光ファイバを整列する溝を有することを特徴
とする。
【００１０】また、本発明による光ファイバと光導波回
路の接続器は、基板上に複数の光ファイバを整列固定す
る溝、および請求項１から５のいずれかに記載の光導波
回路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
と嵌合可能な溝が設けられていることを特徴とする。
路の接続器は、基板上に複数の光ファイバを整列固定す
る溝、および請求項１から５のいずれかに記載の光導波
回路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
と嵌合可能な溝が設けられていることを特徴とする。
【００１１】さらに、本発明による光ファイバと光導波
回路の接続器は、請求項１から５のいずれかに記載の光
導波回路の位置出しコア層上部のオーバークラッド層の
突起部を嵌合する溝と、複数の光ファイバを整列固定す
る溝と、前記光導波回路を載置する領域に複数の電気配
線を有する基台を具備し、前記基台の前記突起を嵌合す
る溝および光ファイバを整列固定する溝は、前記光導波
回路の所定のコア層と前記複数の光ファイバのコアの光
軸が一致するように設けられていることを特徴とする。
回路の接続器は、請求項１から５のいずれかに記載の光
導波回路の位置出しコア層上部のオーバークラッド層の
突起部を嵌合する溝と、複数の光ファイバを整列固定す
る溝と、前記光導波回路を載置する領域に複数の電気配
線を有する基台を具備し、前記基台の前記突起を嵌合す
る溝および光ファイバを整列固定する溝は、前記光導波
回路の所定のコア層と前記複数の光ファイバのコアの光
軸が一致するように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】まず、本発明による位置出しコア層を有する光
導波路について述べる。本発明は、図１に示すように、
平坦な基板１′上に順次アンダークラッド層２、コア層
の堆積、コア３，３′のパターン化およびオーバークラ
ッド層４の堆積の工程で作製されるガラスあるいはプラ
スチックを材料とする光導波回路１を主な対象とするも
のである。このような工程で作製された光導波回路１で
は、図１に示すようにオーバークラッド層４の表面はコ
アパターンを反映した凹凸を呈する。オーバークラッド
層４の埋め込み厚みｄはコア層の厚みＤよりも厚くする
わけであるが、図１右側のコア３の上部に見られるよう
に、幅ｗが埋め込み厚さｄより小さいか数倍程度である
場合、光を導波すべきコア３上部のオーバークラッド層
４の表面は、平坦化効果でわずかに凸状となる程度であ
る。一方コア幅が埋め込み厚みｄの１０倍以上になる
と、図１左側の広い幅Ｗを有するコア３′上部に見られ
るように、中央部のオーバークラッドまで平坦化効果は
及ばず、オーバークラッド層４の表面には、コア層厚み
Ｄの高さの段差が形成される。
導波路について述べる。本発明は、図１に示すように、
平坦な基板１′上に順次アンダークラッド層２、コア層
の堆積、コア３，３′のパターン化およびオーバークラ
ッド層４の堆積の工程で作製されるガラスあるいはプラ
スチックを材料とする光導波回路１を主な対象とするも
のである。このような工程で作製された光導波回路１で
は、図１に示すようにオーバークラッド層４の表面はコ
アパターンを反映した凹凸を呈する。オーバークラッド
層４の埋め込み厚みｄはコア層の厚みＤよりも厚くする
わけであるが、図１右側のコア３の上部に見られるよう
に、幅ｗが埋め込み厚さｄより小さいか数倍程度である
場合、光を導波すべきコア３上部のオーバークラッド層
４の表面は、平坦化効果でわずかに凸状となる程度であ
る。一方コア幅が埋め込み厚みｄの１０倍以上になる
と、図１左側の広い幅Ｗを有するコア３′上部に見られ
るように、中央部のオーバークラッドまで平坦化効果は
及ばず、オーバークラッド層４の表面には、コア層厚み
Ｄの高さの段差が形成される。
【００１３】この表面に凸状段差を呈するコア３′の位
置を、入出力導波路コア３との間にコアパターンの無い
平坦表面部を介在させるようにマスクパターン設計の段
階で設定しておけば、凸状段差は入出力導波路３からあ
らかじめ決められた距離Ｌに存在する位置出し突起とし
て用いることができる。コア３′は光を導波させるため
のものではなく、位置出しのために用いるものであり、
以下では位置出しコア３′と称する。
置を、入出力導波路コア３との間にコアパターンの無い
平坦表面部を介在させるようにマスクパターン設計の段
階で設定しておけば、凸状段差は入出力導波路３からあ
らかじめ決められた距離Ｌに存在する位置出し突起とし
て用いることができる。コア３′は光を導波させるため
のものではなく、位置出しのために用いるものであり、
以下では位置出しコア３′と称する。
【００１４】次に上記した凸状表面段差を光ファイバと
の接続時の位置出し突起として用いる光導波路について
述べる。図２に示すように、平板５に位置合わせ溝６を
形成しておき、これを図１に示す光導波回路１を裏返し
にして位置出しコア３′表面の凸状段差を溝６に嵌合さ
せる。このとき、横方向の位置決めに関して最も安定な
嵌合は位置合わせ溝６の表面エッジが丁度凸状段差表面
の傾斜の最も急峻な点すなわち変曲点と接触する場合で
あり、その変曲点位置は、図１に示すようにほぼ位置出
しコア３′のエッジ上部となる。ただし、溝６の表面エ
ッジが変曲点と接触するためには、溝６の側壁角度βが
図１に示す凸状段差の両側変曲点での接線で作る交差角
度αより小さい必要がある。かような位置合わせ溝６を
平板５に設けて位置合わせ板５とすれば、光導波回路１
を位置合わせ板５に嵌合させたときに、光ファイバを接
続すべき入出力導波路のコア３は位置合わせ板５に対し
て光軸に垂直な位置に関して常に一定の相対位置にくる
ことになる。
の接続時の位置出し突起として用いる光導波路について
述べる。図２に示すように、平板５に位置合わせ溝６を
形成しておき、これを図１に示す光導波回路１を裏返し
にして位置出しコア３′表面の凸状段差を溝６に嵌合さ
せる。このとき、横方向の位置決めに関して最も安定な
嵌合は位置合わせ溝６の表面エッジが丁度凸状段差表面
の傾斜の最も急峻な点すなわち変曲点と接触する場合で
あり、その変曲点位置は、図１に示すようにほぼ位置出
しコア３′のエッジ上部となる。ただし、溝６の表面エ
ッジが変曲点と接触するためには、溝６の側壁角度βが
図１に示す凸状段差の両側変曲点での接線で作る交差角
度αより小さい必要がある。かような位置合わせ溝６を
平板５に設けて位置合わせ板５とすれば、光導波回路１
を位置合わせ板５に嵌合させたときに、光ファイバを接
続すべき入出力導波路のコア３は位置合わせ板５に対し
て光軸に垂直な位置に関して常に一定の相対位置にくる
ことになる。
【００１５】そこで図３の断面図に示すように、光導波
回路１に入出力導波路３と平行な２本の位置出しコア
３′を形成しておき、これに嵌合するように位置合わせ
板５に２本の位置合わせ溝６を形成しておく。２本の位
置合わせ溝６の間隔、および溝６の幅は位置出しコア
３′の間隔および幅と等しくしておけばよい。次に光導
波回路１の接続せんとする入出力導波路の数、およびそ
れらの間隔にあわせた（ここでは２本）Ｖ溝が形成され
たファイバ位置出しＶ溝板７を用意し、位置合わせ板５
に光導波回路１を嵌合せしめたときに、図３に示すよう
にＶ溝板７に挿入された光ファイバ８の光軸が入出力導
波路の光軸と一致するような位置関係に位置合わせ板５
とＶ溝板７を固定して図４のような台９を作る。
回路１に入出力導波路３と平行な２本の位置出しコア
３′を形成しておき、これに嵌合するように位置合わせ
板５に２本の位置合わせ溝６を形成しておく。２本の位
置合わせ溝６の間隔、および溝６の幅は位置出しコア
３′の間隔および幅と等しくしておけばよい。次に光導
波回路１の接続せんとする入出力導波路の数、およびそ
れらの間隔にあわせた（ここでは２本）Ｖ溝が形成され
たファイバ位置出しＶ溝板７を用意し、位置合わせ板５
に光導波回路１を嵌合せしめたときに、図３に示すよう
にＶ溝板７に挿入された光ファイバ８の光軸が入出力導
波路の光軸と一致するような位置関係に位置合わせ板５
とＶ溝板７を固定して図４のような台９を作る。
【００１６】図５に示すようにこれに光導波回路１を裏
返しにしてのせて位置出しコア３′上部の凸状段差を位
置合わせ板５の位置合わせ溝６に嵌合させながら、図の
左から光ファイバ位置出しＶ溝板７に突き当たるまです
べらせて押さえておく。次にＶ溝板７のＶ溝７′と対応
する位置にＶ溝を有する接続用光ファイバＶ溝板１０を
用意し、そのＶ溝板７に光ファイバ８を挿入して光導波
回路１に突き当てておき、その上からＶ溝中に適量の接
着剤をあらかじめ塗布しておいた接続用光ファイバＶ溝
板１０をＶ溝板７にかぶせて押し付け、光導波回路１に
つき当てておく。この状態で接着剤１１にて光導波回路
１と接続用光ファイバＶ溝板１０を接続すれば、図６に
示す形状に光導波回路１と光ファイバ８が接続固定され
る。すなわち、図４に示す光ファイバ接続器９を作って
おけば、同一の条件で作製された光導波回路１は、どれ
もこの光ファイバ接続器９を型にしてファイバを接続す
ることができる。
返しにしてのせて位置出しコア３′上部の凸状段差を位
置合わせ板５の位置合わせ溝６に嵌合させながら、図の
左から光ファイバ位置出しＶ溝板７に突き当たるまです
べらせて押さえておく。次にＶ溝板７のＶ溝７′と対応
する位置にＶ溝を有する接続用光ファイバＶ溝板１０を
用意し、そのＶ溝板７に光ファイバ８を挿入して光導波
回路１に突き当てておき、その上からＶ溝中に適量の接
着剤をあらかじめ塗布しておいた接続用光ファイバＶ溝
板１０をＶ溝板７にかぶせて押し付け、光導波回路１に
つき当てておく。この状態で接着剤１１にて光導波回路
１と接続用光ファイバＶ溝板１０を接続すれば、図６に
示す形状に光導波回路１と光ファイバ８が接続固定され
る。すなわち、図４に示す光ファイバ接続器９を作って
おけば、同一の条件で作製された光導波回路１は、どれ
もこの光ファイバ接続器９を型にしてファイバを接続す
ることができる。
【００１７】一般に位置合わせ溝６と光ファイバ位置出
しＶ溝７′は溝の形状が異なると考えられるため、溝６
と７′は異なる工程で形成されることも想定される。こ
の場合、加工工程間で溝６と７′の相対位置関係に誤差
を生じるため、上記では位置合わせ板５と光ファイバ位
置出しＶ溝板７を別々に加工してそれらを調芯してつな
いで光ファイバ接続器９を構成した例を示した。しかし
異なる形状あるいは幅の溝６，７′が一工程でできるな
らば、図７に示すように、同一基板上に２種の溝６，
７′を形成して光ファイバ接続器９′とすることができ
る。
しＶ溝７′は溝の形状が異なると考えられるため、溝６
と７′は異なる工程で形成されることも想定される。こ
の場合、加工工程間で溝６と７′の相対位置関係に誤差
を生じるため、上記では位置合わせ板５と光ファイバ位
置出しＶ溝板７を別々に加工してそれらを調芯してつな
いで光ファイバ接続器９を構成した例を示した。しかし
異なる形状あるいは幅の溝６，７′が一工程でできるな
らば、図７に示すように、同一基板上に２種の溝６，
７′を形成して光ファイバ接続器９′とすることができ
る。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１９】第１の実施例について述べる。再び図１を
参照する。まず光導波回路１は以下のようにして作製し
た。基板１′としてＳｉ基板を用い、これにＳｉＯ2 を
主成分とするガラスを火炎直接堆積法にて堆積してアン
ダークラッド層２を２０μｍ、次にコア層を８μｍ（図
１のＤ）順次積層した。次にドライエッチング法により
２５０μｍ間隔で２本の幅８μｍの直線導波路コア３と
ともにこれと５００μｍ（図１のＬ）離れた光回路の両
側にコア３と平行な２本の幅３００μｍの位置出しコア
３′を形成した。次にこの上にオーバークラッド層４を
２０μｍ（図１のｄ）の厚みに積層して屈折率差０．３
％の光導波回路１を作製した。この時、コア３上部のオ
ーバークラッド表面は、周辺より２μｍ高いだけであっ
たが、位置出しコア３′上部表面と周辺では８μｍの段
差となり、変曲点での傾斜角度（図１のγ）は５度（α
は１７０度となる）であった。その変曲点間距離は、位
置出しコア３′の幅と同じく３００μｍであった。
参照する。まず光導波回路１は以下のようにして作製し
た。基板１′としてＳｉ基板を用い、これにＳｉＯ2 を
主成分とするガラスを火炎直接堆積法にて堆積してアン
ダークラッド層２を２０μｍ、次にコア層を８μｍ（図
１のＤ）順次積層した。次にドライエッチング法により
２５０μｍ間隔で２本の幅８μｍの直線導波路コア３と
ともにこれと５００μｍ（図１のＬ）離れた光回路の両
側にコア３と平行な２本の幅３００μｍの位置出しコア
３′を形成した。次にこの上にオーバークラッド層４を
２０μｍ（図１のｄ）の厚みに積層して屈折率差０．３
％の光導波回路１を作製した。この時、コア３上部のオ
ーバークラッド表面は、周辺より２μｍ高いだけであっ
たが、位置出しコア３′上部表面と周辺では８μｍの段
差となり、変曲点での傾斜角度（図１のγ）は５度（α
は１７０度となる）であった。その変曲点間距離は、位
置出しコア３′の幅と同じく３００μｍであった。
【００２０】次にこの光導波回路１に合わせて、研削加
工によって平坦なガラス板上に深さ１００μｍ、幅３０
０μｍの凹状の位置合わせ溝６を溝間隔を上記位置出し
コア３′と同一間隔にして２本形成して位置合わせ板５
とした。また上記と同じ形状のガラス板に光ファイバ位
置出しＶ溝７′を２５０μｍ間隔で２本同じく研削加工
で形成して光ファイバ位置出しＶ溝板７とした。
工によって平坦なガラス板上に深さ１００μｍ、幅３０
０μｍの凹状の位置合わせ溝６を溝間隔を上記位置出し
コア３′と同一間隔にして２本形成して位置合わせ板５
とした。また上記と同じ形状のガラス板に光ファイバ位
置出しＶ溝７′を２５０μｍ間隔で２本同じく研削加工
で形成して光ファイバ位置出しＶ溝板７とした。
【００２１】次に微動台を２台用意した。第一の微動台
上には、位置合わせ板５を固定し、その上に、片側の導
波路端２箇所にあらかじめ光ファイバを接続しておいた
光導波回路１を裏返しにしてもう一方の端部を含む平面
が位置合わせ板５の端部を含む平面と一致するようにし
て治具にて押し付けおいた。ここで押し付け法である
が、光導波路１の上に重りをのせるとか、バネで押えつ
けるよりも、２個のマグネットでＮとＳ極を対向させて
位置合わせ板５と光導波路１を挟むのが効果的であっ
た。これはマグネットの吸引力が距離の４乗に反比例す
るため、等価的に位置出しコア３′表面の突起形状が増
幅されるためである。一方、第２の微動台上には光ファ
イバ位置出しＶ溝板７を固定し、２本の光ファイバ８を
Ｖ溝７′中に挿入してその上から接続用光ファイバＶ溝
板１０をかぶせ、上記３者の端面が同一平面内にあるよ
うにして押し付けておいた。次に第一、第二の微動台を
調整して位置合わせ基板５と光ファイバ位置出しＶ溝板
７が接するようにしておいた。かような状態で片方の光
ファイバから光を入射させてもう一方の光ファイバから
の光をモニタしながら、モニタ光強度が最大になるよう
に位置合わせ板５とＶ溝板７の光軸に垂直な相対位置を
最適位置に合わせ、位置合わせ板５とＶ溝板７の間に紫
外線硬化接着剤を表面張力でしみ込ませ、しかる後に紫
外線を照射して固定した。この位置合わせ板５とＶ溝板
７が接続されたものを補強するためこれをさらにガラス
平板９Ａ上に接着剤にて固定して図４に示す形状の光フ
ァイバ接続器９を作製した。
上には、位置合わせ板５を固定し、その上に、片側の導
波路端２箇所にあらかじめ光ファイバを接続しておいた
光導波回路１を裏返しにしてもう一方の端部を含む平面
が位置合わせ板５の端部を含む平面と一致するようにし
て治具にて押し付けおいた。ここで押し付け法である
が、光導波路１の上に重りをのせるとか、バネで押えつ
けるよりも、２個のマグネットでＮとＳ極を対向させて
位置合わせ板５と光導波路１を挟むのが効果的であっ
た。これはマグネットの吸引力が距離の４乗に反比例す
るため、等価的に位置出しコア３′表面の突起形状が増
幅されるためである。一方、第２の微動台上には光ファ
イバ位置出しＶ溝板７を固定し、２本の光ファイバ８を
Ｖ溝７′中に挿入してその上から接続用光ファイバＶ溝
板１０をかぶせ、上記３者の端面が同一平面内にあるよ
うにして押し付けておいた。次に第一、第二の微動台を
調整して位置合わせ基板５と光ファイバ位置出しＶ溝板
７が接するようにしておいた。かような状態で片方の光
ファイバから光を入射させてもう一方の光ファイバから
の光をモニタしながら、モニタ光強度が最大になるよう
に位置合わせ板５とＶ溝板７の光軸に垂直な相対位置を
最適位置に合わせ、位置合わせ板５とＶ溝板７の間に紫
外線硬化接着剤を表面張力でしみ込ませ、しかる後に紫
外線を照射して固定した。この位置合わせ板５とＶ溝板
７が接続されたものを補強するためこれをさらにガラス
平板９Ａ上に接着剤にて固定して図４に示す形状の光フ
ァイバ接続器９を作製した。
【００２２】この接続器９を用いて上記光導波回路１と
１．３μｍ零分散単一モード光ファイバを接続した。試
料数は１０個である。すなわち光導波回路１枚当り片側
２箇所を一回の作業で接続してこれを逆にしてもう片方
にも接続して両側に計４本の光ファイバ８を接続した。
工程は、図５の説明にて述べたのと同様であり、接着剤
には紫外線硬化樹脂を用いた。また工程の最後に図６に
示す状態にて光導波回路１と光ファイバ８の接続界面に
光ファイバ８とほぼ同一の屈折率をもつ紫外線硬化樹脂
を滴下、硬化させて両導波路間の屈折率整合をとった。
その結果、計４０ポイントの接続点について波長１．５
５μｍでの接続過剰損は０．２〜０．４ｄＢ、平均で
０．３ｄＢであった。これより位置決め精度は±１．５
μｍと評価された。
１．３μｍ零分散単一モード光ファイバを接続した。試
料数は１０個である。すなわち光導波回路１枚当り片側
２箇所を一回の作業で接続してこれを逆にしてもう片方
にも接続して両側に計４本の光ファイバ８を接続した。
工程は、図５の説明にて述べたのと同様であり、接着剤
には紫外線硬化樹脂を用いた。また工程の最後に図６に
示す状態にて光導波回路１と光ファイバ８の接続界面に
光ファイバ８とほぼ同一の屈折率をもつ紫外線硬化樹脂
を滴下、硬化させて両導波路間の屈折率整合をとった。
その結果、計４０ポイントの接続点について波長１．５
５μｍでの接続過剰損は０．２〜０．４ｄＢ、平均で
０．３ｄＢであった。これより位置決め精度は±１．５
μｍと評価された。
【００２３】次に第２の実施例について述べる。ここで
光ファイバ８を接続せんとする光導波回路１は、図８に
示すようなものであった。導波路の入出力部コア３、お
よび位置出しコア３′の相対位置関係は第１の実施例と
同一であったが回路中に方向性結合器３Ａが作り込まれ
ているとともに、半導体光アンプ１２がハイブリッド実
装されているものであった。この光導波回路１の両側に
計４本の光ファイバ８を一回の作業で接続するため、図
９に示すような接続器９″をシリコン単結晶基板で作製
した。まずシリコン基板の（１００）面に熱酸化膜をつ
けてホトリソグラフィ工程でパターン化し、次にパター
ン化された熱酸化膜をマスクとして水酸化カリウム溶液
にて所望の深さにエッチングして、中央部に２５０μｍ
間隔で２本の光ファイバ位置出し溝７′、およびこれら
から外側へ５００μｍの所に２本の位置合わせ溝６、計
４本の＜１１０＞方向に平行な溝を作製した。このと
き、結晶の性質により溝壁は（１１１）面となって溝
６，７′の側壁角度βは７０度となり、これは前述した
ように凸状段差の両側変曲点での接線の交差角度α（１
７０度）より小さくなり、形成された溝は位置合わせ溝
６として機能する。作製した溝の深さは４０μｍ、位置
合わせ溝６の幅は３００μｍ、光ファイバ位置出しＶ溝
７′の幅は１２５．０μｍである。この接続器９″を使
用したときの光軸に垂直な面での位置関係を図１０に示
す。シリコンＶ溝を利用する場合、溝６，７′の側壁角
度が７０度と決まっているので、オーバークラッド表面
段差を位置出しに利用しながらかつ光ファイバ８が光フ
ァイバ用溝７′の側壁で安定に保持されるためには、光
導波回路１のコア３中心から凸状表面段差の変曲点まで
の厚みは３５．９μｍ以下である必要があるが、本実施
例はその条件を満たしている。次に半導体光アンプ１２
のくる部位を研削にて凹状に加工し、同時に接着剤分離
溝１３も加工した。これは後述するように、接続器９″
をここではそのまま部品の一つとして使用するため必要
なものである。次に電気絶縁のための熱酸化工程を通し
た後、アンプ１２のくる部位に通電のためのインジウム
−鉛バンブを備えたリード線１４を焼き付けた。かよう
にして作製した接続器９″に図１１に示すように、固定
用接着剤１５を塗布してから、光導波回路１の両側に４
本の光ファイバ８を置いて互いに突合せ、その上から接
続用光ファイバＶ溝板１０をかぶせて押し付け、接着剤
１５を硬化させて図１２に示すファイバ付光モジュール
を作製した。Ｖ溝板１０にも接着剤分離溝１３が設置さ
れており、これらは固定用接着剤１５が光ファイバ８と
光導波回路１の接続界面に入り込むのを防止する働きを
する。最後に分離溝１３から屈折率整合接着剤を挿入硬
化させてモジュールを完成した。このモジュールでのフ
ァイバ接続過剰損は波長１．５５μｍで１接続点あたり
平均０．４ｄＢであった。
光ファイバ８を接続せんとする光導波回路１は、図８に
示すようなものであった。導波路の入出力部コア３、お
よび位置出しコア３′の相対位置関係は第１の実施例と
同一であったが回路中に方向性結合器３Ａが作り込まれ
ているとともに、半導体光アンプ１２がハイブリッド実
装されているものであった。この光導波回路１の両側に
計４本の光ファイバ８を一回の作業で接続するため、図
９に示すような接続器９″をシリコン単結晶基板で作製
した。まずシリコン基板の（１００）面に熱酸化膜をつ
けてホトリソグラフィ工程でパターン化し、次にパター
ン化された熱酸化膜をマスクとして水酸化カリウム溶液
にて所望の深さにエッチングして、中央部に２５０μｍ
間隔で２本の光ファイバ位置出し溝７′、およびこれら
から外側へ５００μｍの所に２本の位置合わせ溝６、計
４本の＜１１０＞方向に平行な溝を作製した。このと
き、結晶の性質により溝壁は（１１１）面となって溝
６，７′の側壁角度βは７０度となり、これは前述した
ように凸状段差の両側変曲点での接線の交差角度α（１
７０度）より小さくなり、形成された溝は位置合わせ溝
６として機能する。作製した溝の深さは４０μｍ、位置
合わせ溝６の幅は３００μｍ、光ファイバ位置出しＶ溝
７′の幅は１２５．０μｍである。この接続器９″を使
用したときの光軸に垂直な面での位置関係を図１０に示
す。シリコンＶ溝を利用する場合、溝６，７′の側壁角
度が７０度と決まっているので、オーバークラッド表面
段差を位置出しに利用しながらかつ光ファイバ８が光フ
ァイバ用溝７′の側壁で安定に保持されるためには、光
導波回路１のコア３中心から凸状表面段差の変曲点まで
の厚みは３５．９μｍ以下である必要があるが、本実施
例はその条件を満たしている。次に半導体光アンプ１２
のくる部位を研削にて凹状に加工し、同時に接着剤分離
溝１３も加工した。これは後述するように、接続器９″
をここではそのまま部品の一つとして使用するため必要
なものである。次に電気絶縁のための熱酸化工程を通し
た後、アンプ１２のくる部位に通電のためのインジウム
−鉛バンブを備えたリード線１４を焼き付けた。かよう
にして作製した接続器９″に図１１に示すように、固定
用接着剤１５を塗布してから、光導波回路１の両側に４
本の光ファイバ８を置いて互いに突合せ、その上から接
続用光ファイバＶ溝板１０をかぶせて押し付け、接着剤
１５を硬化させて図１２に示すファイバ付光モジュール
を作製した。Ｖ溝板１０にも接着剤分離溝１３が設置さ
れており、これらは固定用接着剤１５が光ファイバ８と
光導波回路１の接続界面に入り込むのを防止する働きを
する。最後に分離溝１３から屈折率整合接着剤を挿入硬
化させてモジュールを完成した。このモジュールでのフ
ァイバ接続過剰損は波長１．５５μｍで１接続点あたり
平均０．４ｄＢであった。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したところから、本発明の効果
は以下のようなものである。
は以下のようなものである。
【００２５】第一に、本発明の光導波回路１では、光フ
ァイバ８を接続する際の光導波回路１の位置出しに利用
しうる突起が、コア３をパターン化するためのマスクパ
ターン中にコアパターンと一緒に位置出し用パターンを
設けておくだけで形成することが可能であり、光導波回
路加工に何等の余分な工程を必要としない点である。こ
の突起は、実施例で述べたように治具との嵌合に用いて
もよいし、光学的な白色干渉等を利用した位置出しにも
用いることができる。
ァイバ８を接続する際の光導波回路１の位置出しに利用
しうる突起が、コア３をパターン化するためのマスクパ
ターン中にコアパターンと一緒に位置出し用パターンを
設けておくだけで形成することが可能であり、光導波回
路加工に何等の余分な工程を必要としない点である。こ
の突起は、実施例で述べたように治具との嵌合に用いて
もよいし、光学的な白色干渉等を利用した位置出しにも
用いることができる。
【００２６】第二に、本発明の光ファイバ接続器９，
９′，９″を使用すれば、上記光導波回路１のオーバー
クラッド表面の凸状段差を有効に利用することにより、
無調芯で光ファイバ接続が可能な点であり、これは接続
の自動化を飛躍的に容易にするものである。さらに第二
の実施例で述べたような接続器９″は、光導波回路１の
両側に複数本の光ファイバ８を一括して接続できるとと
もにホトリソグラフィ工程で量産可能な部品である。
９′，９″を使用すれば、上記光導波回路１のオーバー
クラッド表面の凸状段差を有効に利用することにより、
無調芯で光ファイバ接続が可能な点であり、これは接続
の自動化を飛躍的に容易にするものである。さらに第二
の実施例で述べたような接続器９″は、光導波回路１の
両側に複数本の光ファイバ８を一括して接続できるとと
もにホトリソグラフィ工程で量産可能な部品である。
【００２７】従って本発明は、ファイバ付光導波回路部
品の経済化に資するところ大であることは明らかであ
る。
品の経済化に資するところ大であることは明らかであ
る。
【図１】本発明の光導波回路の光軸に垂直な断面図であ
る。
る。
【図２】光導波回路と位置合わせ板の嵌合を示す図であ
る。
る。
【図３】光導波回路、位置合わせ板、光ファイバ位置出
しＶ溝板、接続用光ファイバＶ溝板の位置関係を示す第
１の図である。
しＶ溝板、接続用光ファイバＶ溝板の位置関係を示す第
１の図である。
【図４】本発明の光ファイバ接続器の第１の構造を示す
図である。
図である。
【図５】光ファイバ接続器の使用状態を示す第１の図で
ある。
ある。
【図６】光導波回路と光ファイバが接続された状態を示
す第１の図である。
す第１の図である。
【図７】本発明の光ファイバ接続器の第２の構造を示す
図である。
図である。
【図８】半導体光アンプが搭載された光導波回路の図で
ある。
ある。
【図９】本発明の光ファイバ接続器の第３の構造を示す
図である。
図である。
【図１０】光導波回路、位置合わせ板、光ファイバ位置
出しＶ溝板、接続用光ファイバＶ溝板の位置関係を示す
第２の図である。
出しＶ溝板、接続用光ファイバＶ溝板の位置関係を示す
第２の図である。
【図１１】光ファイバ接続器の使用状態を示す第２の図
である。
である。
【図１２】光導波回路と光ファイバが接続された状態を
示す第２の図である。
示す第２の図である。
１ 光導波回路 １′ 光導波回路１の基板 ２ アンダークラッド層 ３ コア ３′ 位置出しコア ４ オーバークラッド層 ５ 位置合わせ板 ６ 位置合わせ溝 ７ 光ファイバ位置出しＶ溝板 ７′ 光ファイバ位置出しＶ溝 ８ 光ファイバ ９，９′，９″ 光ファイバ接続器 １０ 接続用光ファイバＶ溝板 １１ 接続用接着剤 １２ 半導体光アンプ １３ 接着剤分離溝 １４ リード線 １５ 固定用接着剤
フロントページの続き (72)発明者 北澤 巌 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 アンダークラッド層を有する基板上に、
光を導波するコア層と前記コア層を被覆したオーバーク
ラッド層を有する埋め込み構造の光導波回路において、 前記光導波回路は、少なくとも入出力端部に前記コア層
とは独立な位置出しコア層を有し、前記オーバークラッ
ド層は、前記位置出しコア層上に突起部を有することを
特徴とする光導波回路。 - 【請求項２】 前記位置出しコア層の幅は前記コア層の
幅よりも大きなことを特徴とする請求項１に記載の光導
波回路。 - 【請求項３】 前記位置出しコア層の幅は前記オーバー
クラッド層の厚さより所定の量だけ大きいことを特徴と
する請求項１または２に記載の光導波回路。 - 【請求項４】 前記オーバークラッド層は、前記位置出
しコア層の上部と前記コア層上部との間に平坦部を有す
ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
光導波回路。 - 【請求項５】 前記位置出しコア層を少なくとも入出力
端部に各２箇所以上有することを特徴とする請求項１か
ら４のいずれかに記載の光導波回路。 - 【請求項６】 光ファイバと光導波回路の接続方法にお
いて、 請求項１から５のいずれかに記載の光導波回路の位置出
しコア層上のオーバークラッド層の突起部と、 光ファイバが整列されかつ接続用の溝を有する基板の該
接続用の溝とを嵌合することを特徴とする光ファイバと
光導波回路の接続方法。 - 【請求項７】 前記接続用の溝の幅が前記光導波回路の
位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部の変曲
点の間隔に等しいことを特徴とする請求項６に記載の光
導波回路と光ファイバとの接続方法。 - 【請求項８】 請求項１から５のいずれかに記載の光導
波回路を載置する第一の基台と、光ファイバを整列固定
する第二の基台とが第三の基台上に固定され、 前記第一の基台には、請求項１から５のいずれかに記載
の光導波回路の位置出しコア層上部のオーバークラッド
層の突起部を嵌合する溝を有し、 前記第二の基台には、前記光導波回路の所定のコア層と
前記光ファイバのコアの光軸が一致するように該光ファ
イバを整列する溝を有することを特徴とする光ファイバ
と光導波回路との接続器。 - 【請求項９】 基板上に複数の光ファイバを整列固定す
る溝、および請求項１から５のいずれかに記載の光導波
回路の位置出しコア層上のオーバークラッド層の突起部
と嵌合可能な溝が設けられていることを特徴とする光フ
ァイバと光導波回路との接続器。 - 【請求項１０】 光ファイバと光導波回路の接続器にお
いて、 請求項１から５のいずれかに記載の光導波回路の位置出
しコア層上部のオーバークラッド層の突起部を嵌合する
溝と、複数の光ファイバを整列固定する溝と、前記光導
波回路を載置する領域に複数の電気配線を有する基台を
具備し、 前記基台の前記突起を嵌合する溝および光ファイバを整
列固定する溝は、前記光導波回路の所定のコア層と前記
複数の光ファイバのコアの光軸が一致するように設けら
れていることを特徴とする光ファイバと光導波回路との
接続器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16800494A JPH0829637A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 光導波回路、光ファイバと光導波回路との接続器および接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16800494A JPH0829637A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 光導波回路、光ファイバと光導波回路との接続器および接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829637A true JPH0829637A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15860022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16800494A Pending JPH0829637A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 光導波回路、光ファイバと光導波回路との接続器および接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829637A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007272159A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | 光導波路コネクタ及びそれを用いた光接続構造、並びに光導波路コネクタの製造方法 |
| JP2008542832A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-11-27 | ザ センター フォー インテグレイテッド フォトニクス リミテッド | 光学素子と導波路とのアライメント方法 |
| JP2010204209A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Omron Corp | 光伝送モジュール、電子機器、及び光伝送モジュールの製造方法 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16800494A patent/JPH0829637A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542832A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-11-27 | ザ センター フォー インテグレイテッド フォトニクス リミテッド | 光学素子と導波路とのアライメント方法 |
| JP2007272159A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | 光導波路コネクタ及びそれを用いた光接続構造、並びに光導波路コネクタの製造方法 |
| JP2010204209A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Omron Corp | 光伝送モジュール、電子機器、及び光伝送モジュールの製造方法 |
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